이는 2012년 이전까지는 일정량 정화 후 해양방출을 통해 해소 가능했으나, 2012년 이후 전면 금지되어 모두 육상처리를 해야 하기 때문에 다음과 같은 문제점을 야기 한다. 우선 가축분뇨는 악취가 심해 숙성 또는 처리 없이 바로 퇴비로 사용될 경우 작물을 오히려 죽일 수도 있어 처리 시설이 필수적이다. 두 번째로 기존 화학비료의 가격이 점점 하락해 농가에서 이를 고수하게 될 경우 가축분뇨에 대한 수요가 정체 되어 토양 양분 과잉과 수질 오염을 유발할 수 있다.
이러한 문제의식에 착안하여 본고는 우선 가축분뇨의 특성에 대해 알아보고, 가축 분뇨 처리 기술 활용이 대두된 배경을 알아보고자 한다. 분뇨 처리기술 활용 필요성 이 대두된 배경을 친환경 축산의 측면과 자원 활용의 측면에서 살펴봄으로써 다각도 에서 가축분뇨 활용의 필요성을 제기하고자 한다. 다음으로 기술 동향에 대한 인식 및 이해를 제고하기 위해 가축분뇨 처리기술의 원리와 종류를 간략하게 알아보도록 한다. 마지막으로 가축분뇨를 처리하여 활용하고 있는 일본의 선진사례를 살펴보고 주요 쟁점 도출을 통해 국내 기술 확대에 대해 현실적으로 검토해보는 계기를 마련 하고자 한다.
게만 있었으나, 이번에 이미 설치하여 운영 중인 자까지 확대된 것을 주요 내용으로 하고 있으며, 가축분뇨 처리에 대한 인센티브 개선 등을 통해 환경오염의 원인으로서 가축분뇨에 대한 통제를 강화하고자 했다.
2.1.2. 가축분뇨 자원화
가축분뇨를 자원 활용 측면에서 고려하면 시장 논리에 의해 설명할 수 있다. 가축 분뇨는 기존에 불가피하게 발생하는 폐기물로 인식되었으나 그 규모가 많지 않아 농 가의 걱정거리에 그칠 뿐만 부의 통제 대상으로 간주하지 않았다. 그러나 사육 가축 이 더욱 증가함에 따라 환경에 해를 끼치지 않는 범위 내에서 처리하는 것 이외에도 효율적으로 활용할 수 있는 방안에 대해 강구하게 되었다. 이에 따라 가축분뇨는 처 리해야 되는 폐기물이 아닌 농가의 비료 등 고정 생산비용을 감소시킬 수 있는 또 다 른 형태의 친환경 비료로서 인식 전환에 성공했다.
최근에는 이를 넘어서 가축분뇨 비료에 대해 냄새가 없고, 농가에서 키우는 작물 별로 조건에 맞는 생산이 가능한 첨단 기술 도입을 통해 맞춤형 퇴액비 수요가 크게 증가하고 있다. 더 나아가 향후 유용성분을 첨가한 기능성 액비를 생산하는 데 성공 할 시에는 국내뿐만 아니라 세계적인 수요 확보가 가능할 것으로 각광받고 있다. 농 협경제연구소(2011)에 따르면 이러한 실제 처리 기술이 발전함에 따라 가축 분뇨를 질소, 인산, 칼리 등 비료 성분이 가지는 경제 가치로 환산하면 약 4,206억 원으로 추 정된다. 또한 김동민(2015)은 작물증수와 환경오염 방지 등 효과까지 고려하면 그 경 제적 가치는 약 1조 원 이상으로 가축 분뇨를 활용한 퇴 액비가 화학비료의 많은 부 분을 대체할 수 있을 것으로 전망했다.
이를 종합하여 살펴보았을 때 가축분뇨의 자원 활용 가능성에 대한 국내의 공감대 형성은 이미 공고히 되어 있다고 할 수 있다. 이러한 공감대를 바탕으로 농림축산식 품부는 가축분뇨 자원화 중장기 대책 등을 발표 및 시행하여 향후 친환경 축산 및 농 업을 시행하기 위한 대체자원으로서 활용 가능하다는 인식적 배경을 형성했다. 이러 한 측면에서 가축분뇨 처리기술 발전에 대한 필요성은 더욱 증가하고 있으며 이를 이해하고 선진 기술 동향을 살펴봄으로써 국내 도입을 확대하는 것은 더 이상 선택
이 아닌 필수가 되었다.
2.2. 가축분뇨 처리기술의 종류
가축분뇨를 소극적 의미에서는 환경오염을 줄이고 적극적 의미에서는 또 다른 자 원으로서 활용하기 위해 가축분뇨 처리기술은 발전해왔다. 가축분뇨 처리기술의 종 류는 그 단계에 따라 수거, 처리, 이용으로 요약해 살펴볼 수 있다. 그러나 본 절에서 는 그 원리에 따라 퇴비화, 액비화, 정화처리, 바이오가스화의 4가지 기술의 요약과 동향을 간략하게 살펴보고자 한다.
2.2.1. 퇴비화
2007년 5월 최초 제정된 「가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률」에 따라 퇴비는 가축분뇨를 발효시켜 만든 비료 성분이 있는 물질 중 액비를 제외한 물질로서 농림 부령이 정하는 기준에 적합한 것을 말한다. 다시 말해, 퇴비화(Composting)란 가축분뇨 를 발효시켜 만든 비료성분이 있는 물질 중 액비를 제외한 물질로서 통상적으로 유 기물이 미생물에 의하여 분해되어 안정화되는 과정이다(국립축산과학원 N.A.).퇴비화 과정은 유기물 중 포함되어 있는 탄소/질소비율을 조절함과 동시에 유해 성분을 미리 분해 및 분리배출하기 위한 과정이다.
퇴비화는 현재 유럽, 일본뿐만 아니라 국내 농가에서 가장 많이 활용되고 있으며, 비용이 적게 들고 높은 기술 수준을 갖춘 전문 설비를 보유하지 않아도 된다는 장점 이 있다. 또한 초기 시설투자 비용도 적은 편이며 장기적 관점에서 봤을 때 다른 기 술에 비해 비교적 관리 비용도 적은 편이다. 더불어 취급하기 쉽고 안전하게 사용할 수 있다는 장점이 있다.
퇴비화 과정에서 양질의 퇴비를 제조하려면 먼저 수분을 60-70%로 조정해야 한다.
수분 조절 과정에서 고려해야 하는 것은 부자재의 안전성, 비용, 수분 흡수성, 통기성, 탄소/질소 비율 등이 있으며, 일반적으로는 톱밥이 가장 많이 활용되고 있다. 그 외에 도 포도, 복숭아, 배 등 가지나 잎 찌꺼기, 멜론, 무청 등의 찌꺼기 및 부산물, 유자, 표고버섯, 커피, 게 껍질 등 주로 지역 특산물을 재활용하기 위한 부자재 실험이 이루 어지고 있다. 숙성된 퇴비를 퇴비화하는 과정에서는 수분 조절과 미생물에 의한 탈취 가 이루어져야 하는데, 톱밥 등을 통해 가능하지만 동시에 염류 농도를 낮춰야 한다.
더불어 가축 배설물의 퇴비화에 의해서 발생하는 악취를 탈취하는 방법으로서 생 물 탈취, 연소, 흡착, 약물 처리 등이 있다. 비용 측면에서 가장 보편적인 방법은 생물
비용이 적게 들지만, 일정 농도 이상의 악취 처리가 불가능하기 때문에 소규모 농가 에서 활용되고 있다.
대개 일반적인 퇴비화 과정에서는 퇴적한 가축 배설물 아래에 배관 파이프에서 공 기를 내보내고 호기성 발효를 촉진하는 방법을 사용하지만, 최근에는 파이프를 통해 악취를 사전 흡입하는 기술에 대한 실험도 활발히 이루어지고 있다. 흡입한 기체를 탈취 장치를 이용해 탈취하면 퇴비화 과정에서 발생하는 암모니아 등의 악취를 주변 으로 방출할 일이 적어지기 때문이다.
2.2.2. 액비화
가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률 에서는 액비를 가축분뇨를 액체상으로 발 효시켜 만든 비료성분이 있는 물질로서 농림부령이 정하는 기준에 적합한 것으로 정 의하고 있다. 액비화(Liquid manure)란 가축분뇨를 액체상으로 발효시켜 만든 비료성분 이 있는 물질로서 유기물이 미생물에 의하여 분해되어 안정화되는 과정이다. 액비화 하기 위한 조건으로는 균일성이 높고 액상화가 가능해야 하며 접착력이 낮고 악취가 없어야 한다. 또한 비료로 사용했을 시 작물에 대한 피해가 없어야하기 때문에 반드 시 발효처리가 이루어져야한다. 따라서 관리 및 노동력 측면에서 퇴비화보다 쉽게 접 근하는 농가가 많지만 저장조 설치와 저장 기간 등 고려 요소가 많은 편이다. 2.2.3. 정화처리
축산분뇨의 정화처리는 크게 두 가지 처리공정으로 나누어 살펴볼 수 있다. 우선 생물학적 처리과정이 있다. 축산분뇨는 생물학적으로 분해가 충분히 가능하기 때문 에 이 과정이 주로 이루어지고 있으며, 효율성을 높이기 위해 다른 방법이 추가되는 방식으로 이루어지고 있다. 생물학적 처리공정이란 축산 분뇨, 오수 중에 포함되어 있는 탄소화합물, 질소, 인 등의 오염성 물질을 미생물이 섭취하게 하고 이들 미생물 이 작은 덩어리 형태로 뭉쳐서 반응조 바닥으로 침전되어 생성된 슬러지를 반응조 외부로 제거함으로써 분뇨중의 오염성 물질을 제거하여 정화하는 공정이다1). 생물학
1) 국립축산과학원 자료를 직접 인용.
적 처리 과정에서 탄소성 물질, 질소, 인 등 오염물질을 처리하는 폭기조는 반드시 포 함되어야 하며, 혐기조나 무산소조는 상대적으로 선택사항으로 간주된다. 폭기조에 서는 주로 호기성 미생물이 유기물을 섭취하여 분해하고, 질소의 분해가 이루어진다.
이후 혐기조에서 혐기 과정을 거친 분해물 중 함유되어 있던 오염성 물질이 폭기조 에서 대부분 분해된다(국립축산과학원).
이와 더불어 물리적 처리는 주로 고액분리 목적으로 사용되고 있으며, 비용이 적게 든다는 장점이 있지만 제거 가능한 물질이 제한적이고 효율이 낮은 편이라 생물학적 처리와 화학적 처리 과정의 부수적 과정에 그친다. 화학적 처리는 용해성 유기물질과 무기물질을 제거하는 데 활용하고 있지만, 화학약품을 사용하기 때문에 슬러지가 발 생할 수 있으며 약품 구입 등 운영비도 높은 편이라 인 성분 제거 과정에만 활발히 활용하는 곳이 대부분이다.
최근 정화 처리방법과 관련되어 연계처리 시스템 도입 등이 농가의 관심을 받고 있는 추세이다. 독일, 프랑스 등 가축분뇨 처리기술에 있어 선진사례라 할 수 있는 유 럽의 국가들은 하수종말처리장 등과 같이 가축분뇨의 정화처리를 위한 단독처리 설 비에서 그치지 않고 연계 시스템을 개발하여 기술의 효율적 활용을 추구하고 있기 때문이다. 단독처리 시에는 방류수질 등을 고려한 처리시설을 갖추어야 하고, 투자 비용이 든다는 점과 유지관리의 어려움 등이 있으나, 이에 비해 연계처리는 비교적 처리시설이 단순하고 투자비가 저렴하며 유지관리가 쉽다는 장점이 있다. 우리나라 에서는 비용, 설치허가 등 현실적 제약이 존재하는 것은 사실이나 위와 같은 연계처 리 시설 및 기술의 확대를 고려해볼 수 있다.
2.2.4. 바이오가스화
신재생에너지 및 재생에너지 개발, 이용, 보급 촉진법 제2조는 ‘바이오가스란 생물 유기체를 변환시켜 얻은 기체’라고 정의하고 있다. 바이오가스의 종류는 혐기성소화 가스와 매립가스의 두 가지가 있으며 동력을 가지는 연료로 활용 가능하거나 CDM 사업 추진이 가능하다는 장점이 있다.
바이오가스는 순수한 메탄이 약 60%, 나머지 약 40%는 이산화탄소로 이루어져 있 으며, 기타 미량 성분으로 포함되어 있는 것은 황화수소, 수소, 질소 등이다. 황화수 소가 포함되기 때문에 바이오가스 이용을 위해서는 탈유처리가 필요하다. 발열량은
㎥당 보통 5,000~6,000kcal이며, 도시가스의 5~6A 규격에 가깝기 때문에 대체연료로 이용 가능하다.