④ 급속부숙화방식 적용 액비 생산
슬러리 고액분리로 액비품질 향상 성공

원심분리기 적용, 악취 중금속 문제 해결
고형분 제거율 높아 정화공법 활용 가능
무인운전·無침전물·발효시간 단축돼

돼지 1천500두를 슬러리 돈사에서 일관사육하고 있는 I농장은 1만1천평 규모의 농장을 2명(가족)이 관리하고 있다. 농장 입지는 농업을 하고 있는 이웃과 300m, 지방도로까지는 1km, 인근하천인 섬진강까지는 2km 떨어져 있으며 주변이 수도작 농가로 이루어져 있어 악취 없는 고품질 액비를 생산할 경우 액비수요처가 많다.
농장주는 축산학을 전공하고 종돈장 책임자로 재직하다 90년대 중반 자돈 50두로 자신의 농장을 시작, 양돈업에 종사한지는 약 20여년 정도 됐다.
처음 농장을 시작할 무렵인 97년에는 270평 규모의 퇴비사를 지어 톱밥을 이용해 퇴비화 하였으나 시설이 부족하고 톱밥소요량이 많아 해양배출에 의존했다. 2000년도에 접어들면서는 가축분뇨처리비용을 절감하고 친환경적인 양돈을 유지하기 위해서 액비자원화를 시도하면서 초기에는 스크린을 설치, 일부 고액 분리한 후 살포했다. 그러나 악취문제와 함께 농경지 면적당 살포량이 적어 많은 농경지를 확보해야 하는 문제점이 발생했다. 농장규모가 늘어남에 따라 점점 더 많은 농경지가 필요했으며 농경지를 확보한다 하더라도 악취문제로 인해 함부로 액비화 하기도 어려운 실정이었다. 이를 해결하기 위해 600톤 규모의 저장조를 설치하고 폭기시켜 발효액비를 생산하고자 했으나 악취를 완벽히 제거하기가 어려웠다. 또 폭기라인이 막히는 등 자주 문제를 일으켜 이를 해결하는데 많은 시간이 소요되는 문제가 있었다.
’02년에는 당시 인기 있었던 발효액비 생산 및 발효과정에서 상당한 증발을 꾀할 수 있는 슬러리 급속부숙액비화 시설을 설치해 악취가 상당히 저감된 양질의 액비를 얻을 수 있었으나 몇 개월 사용 후부터 나타난 시설내의 슬럿지 침전현상으로 인해 가동율과 효율이 저하되고 내부청소를 자주 해주어야 하는 등 관리상의 문제점이 나타나 운전을 중지했다. 이 같은 문제점을 해결하기 위해 효율이 좋은 고액분리기를 일일이 찾아다녀 보았으나 일반적인 스크린 종류들은 고형분 제거효율이 좋지 않았고 원심분리기 종류들은 효율은 좋았으나 가격이 높아 선정이 쉽지 않았다.
‘04년 초 비교적 가격이 저렴하면서도 고형분 제거 효율이 높은 D사의 직립형 원심분리기를 찾아내어 농장에 바로 적용했다. 이후 고액 분리된 액만을 이용하여 급속부숙화 시설을 운전해 본 결과 침전물이 쌓이지 않고 발효시간도 줄어들어 가동을 재개하여 양질의 액비를 생산, 자원화 하고 있다. 무엇보다 24시간 무인자동운전이 가능해 농장주가 양돈에 전념할 수 있게 됐다.
돈사에서 배출된 슬러리가 저장조에 모이면 펌핑하여 시브스크린을 통과시켜 협작물을 제거해 2차 저장조로 집수하고 있다. 이때 스크린은 사용하지 않아도 무방하나 원심분리기를 사용할 경우 펌핑량의 조절이 매우 중요하므로 수중펌프의 막힘 현상을 최소화하기 위해 스크린을 실시하고 있다. 스크린을 통과한 슬러리를 다시 원심분리기로 탈수시키는데 고액분리 효율이 높아 탈수케익의 수분함량이 상당히 낮다. 이 원심분리기는 24시간 무인운전이 가능하며 3분 탈수, 7분 청소의 사이클로 운전시 하루 20ton 정도를 처리할 수 있으나 이 농장은 슬러리 배출량이 1일 10ton 전후이므로 1분40초 탈수, 7분 청소 주기로 운전하여 24시간 가동시키고 있다. 24시간 운전하더라도 한달 전기세는 원심분리기, 펌핑모터를 다 포함해서 5만원 안팎이므로 부담이 적다.
공공처리장 등에서 많이 사용되고 있는 원심분리기의 경우 회전속도를 조절하기 위해 인버터를 이용하는데 도심에서 멀리 떨어진 농장에서는 전압, 전류 등이 불안정해 오작동을 많이 일으키게 된다. 위 원심분리기는 이러한 인버터를 배제하여 오작동 발생이 적으며 PLC를 이용해 운전방식을 조정할 수 있고 오작동시 시스템을 정지시키고 신호등으로 알려주어 주변에서 작업하던 관리자가 얼른 알아볼 수 있게 돼있다. PLC프로그램은 계속 업데이트 되고 있어 농장에서는 on/off 스위치만 누르는 정도로 간편하게 이용할 수 있다.
그리고 탈수된 액은 부유물질이 10,000ppm 이내로 항상 유지되며 입자가 큰 고형분은 모두 제거된 상태이므로 이후 급속부숙화 방식으로 폭기시킬 때에도 침전물이 거의 생기지 않고 악취제거율도 더 높아진다. 이때 급속부숙화 방식은 고액분리가 선행돼야 더 높은 효율을 얻을 수 있는데 이는 3N, 윤창 방식과 같이 연속식이 아니라 하루 만에 처리가 끝나야 하는 뱃치식이기 때문이다. 이렇게 급속부숙화 방식으로 폭기된 액비는 악취가 없는 것은 물론이고 부유물질이 적어 수도작에 적용시에도 비효성분이 한쪽으로 몰려 과비가 되는 현상이 없으며 질소, 인 등이 상당히 제거되어 살포량을 늘려 농경지 전면적에 골고루 살포할 수 있어 비효성분 과잉살포 등의 실수도 방지할 수 있다. 특히 고액분리로 인해 구리와 아연 제거 효율도 좋아 액비화시의 중금속 문제도 자연이 해결됐다.
‘분뇨처리 우수사례 선정위’는 이 농장의 경우 원심분리기의 고액분리가 분뇨처리에 있어 가장 중요한 역할을 하고 있다고 밝혔다. 고액분리는 저장조의 슬러지 침전방지, 살포 후의 혐오감 방지, 폭기효율의 증대, 펌핑·살포시의 막힘 현상 방지, 액비의 균질화 및 비효성분(품질)을 유지를 위해 필수적이라 할 수 있다. 기존의 스크린 종류들은 고형분 제거율이 20% 정도여서 육안관찰도 가능한 정도로 분리되다 보니 슬러지 침전현상 등을 해결하기 어려웠다. 이 농장의 원심분리기는 화장지가 비춰 보일 정도로 고형분이 제거된 것을 볼 때 액비뿐만 아니라 정화처리 공법에서도 많은 역할을 할 것으로 선정위는 내다봤다. 또한 이 농장의 액비는 일본처럼 수도작 비료공급을 관계수와 같이 할 수 있을 만큼 무게 있는 고형분이 거의 제거되어 향 후 추비로의 이용도 고려해볼 만 하다고 밝혔다.