<가축분뇨 자원화 현장을 가다>

>>축분연료화 / 이레, 고체연료 생산·난방기

교반·발효 거쳐 펠릿 형태 연료화
타고남은 재는 유기질 비료로 활용
농진청 시범사업 선정 신뢰성 확보

축산분뇨의 자원으로서 가치는 매우 크다.
액비와 퇴비에 이어 메탄가스를 생산하여 전력 생산으로 한전에 매매함으로서 수익을 창출하고 분뇨를 고형화 연료로 전환, 대체에너지원으로 활용하고 있어 새로운 자원으로 각광받고 있다.
미래와 환경을 생각하는 기업 ㈜이레(대표 탁동수)는 축분(우분) 연료화(우탄)로 축산농가와 원예농가의 난방용 대체에너지로 활용이 가능하다. 발효기와 펠릿기, 건조기, 보일러로 구성된 연료 장치는 축분(우분)을 교반성형조에 투입하여 교반과 발효과정을 거쳐 고온성 미생물에 의해 적정수준의 발효와 수분 조절 후 펠릿 성형과정을 거쳐 건조하는 방식이다. 발효 과정에서 냄새가 제거되며 펠릿 성형으로 만들어진 축분 연료는 경제성이 우수하다.
이때 건조의 과정에 따라 발열량이 차이가 나며 원예 시설농가의 난방용 온풍기와 보일러를 통해 난방으로 사용할 수 있다.
축분연료화 생산과정에 별도 에너지 사용 없이 자체 생산된 축분연료를 사용하여 발효와 건조를 촉진하고 연료성형 조건에 적합한 수분과 점도를 위한 교반방식을 통해 고체연료를 생산할 수 있는 것이 특징이다.
한우 100두를 사육 기준으로 했을 때 연간 발생되는 축분(우분)의 양은 109톤으로 축분 연료로 생산되는 양은 78톤에 달한다. 총 열 칼로리는 381Gcal이다. 2012년 6월 한국석유공사 석유정보기준으로 환산시 경유 42㎘로 7천363만원, 등유 42㎘로 5천779만원, 무연탄 84톤 1천140만원, 심야전기 317㎽ 1천651만원, 농업용 전기(병) 1천153만원, 우드펠릿 84톤 2천940만원에 해당하는 에너지를 대체한다. 따라서 축분보일러는 기름보일러보다 50% 가량의 비용절감 효과를 거둘 수 있다는 것이다.
축분 연료는 다른 연료에 비해 아낌없이 태울 수 있기 때문에 열(에너지)을 마음대로 쓸 수 있는 특징도 지녔다. 사용하다 남으면 농경지에 뿌려 유기질 비료로 사용할 수 있다. 나무를 태우면 재가 남는 것처럼 우분연료도 타고나면 재가 남는데 재는 알칼리성 토양개선제 등으로 활용할 수 있다.
㈜이레에 따르면 축분을 활용한 발효퇴비 생산과 성형 건조에 의한 고체연료화가 가능한 시스템을 갖추고 여건에 따라 퇴비 및 연료원료를 연중 생산한다.
농진청으로부터 가축분뇨처리시설 ‘신기술시범사업’선정으로 이미 50여기 이상 농장에 공급, 상용 실적과 기술의 신뢰성을 확보된 시스템으로 알려지고 있다.
제품은 농가보급형, 목장용 중형시설, 하우스 등 시설원예용 대형시설이 있다. 특히 100% 국내 생산 부품 적용으로 신속한 AS 및 부품조달이 유리하다.

“고품질 액비 홍보 강화…자원화시설 활성화를”

>>공동자원화 시설 / 나주 청정환경영농조합법인

일부농가 미부숙 분뇨 농경지 살포 횡행
축분뇨 수거량 부족 액비 생산중단 위기
지자체 부서별 칸막이 정책이 문제 키워

지난 ’11년 가축분뇨 공동자원화 사업자로 선정되어 지난해부터 가동에 들어간 전남 나주 청정환경영농조합법인(대표자 김달수·사진)을 찾았다.
청정환경영농조합법인은 공장장을 포함하여 8명이 1일 100톤 처리기준으로 설치하여 가동 중에 있다. 가축분뇨를 최대 가동할 경우 1일 축산분뇨 200톤까지 고품질 액비 생산이 가능한 시설을 보유하고 있다.
시설은 정부로부터 24억 보조, 6억 자부담으로 시공을 할 계획이었으나 김 사장은 한번 설치로 운영에 도움이 되도록 추가로 5억원을 투입하여 35억원으로 액비화공장을 준공했다.
남들이 하기 싫어하는 축분을 처리하는데 7년간 한 길을 걸어온 청정환경영농조합법인은 지난 2006년 3월 금성위생으로 가축분뇨 수집 운반업 허가를 받고 가축분뇨업무를 시작, 2007년 1월 29일 청정환경영농조합법인을 설립하고 2008년 5월 5일 농식품부로부터 축분 액비 유통전문업체로 지정받았다.
2011년 가축분뇨 공동자원화 사업자로 선정되어 2011년 11월 23일 가축분뇨 공동자원화시설을 착공해 2012년 10월 16일 가축분뇨 공동자원화시설을 준공했다. 가축분뇨공동자원화센터 운영으로 2012년 12월 31일 농식품부장관 표창도 받았다.
청정환경영농조합법인에서는 21개 농장에서 발생되는 돼지 4만2천두의 뇨를 수거하여 1차로 고액분리 후 뇨를 호기성 발효로 액비를 생산하여 나주지역 4천200여 경종농가의 농경지 1천500ha를 확보하여 살포하고 있다. 최근 경종농가들이 액비에 대한 인식전환으로 계속 살포를 요구하면서 주문량이 폭주하고 있으나 돈가 하락과 지역적 안배 부족으로 가축분뇨 수거량의 감소로 애로를 겪어 자칫 분뇨부족으로 액비생산을 중지할 기로에 있다.
액비를 생산하면서 농가의 애로점과 농가에서 개선해줄 수 있는 방향에 대하여 대부분 경종농가는 액비에 대한 인식부족으로 농림축산식품부 차원에서 작물별 액비사용 매뉴얼이나 홍보책자를 발간하면 경종농가 인식전환에 많은 도움이 될 것이라는 것이 김달수 대표의 설명이다.
축산과학원에서 발간한 책자는 일반 농가에서 이해하기가 어려운 부분이 있어 만화와 같이 이해하기 쉽게 단행 소책자를 배포하는 것도 액비 활성화에 도움이 될 것이라고 말하기도 했다.
축산농가에 대하여서는 환경부 법령에 의거 축산농가에서 액비를 생산 살포할 수 있는 허가를 득한 농가가 그 허가를 악용해 정상적인 액비를 생산하지 않고 부숙되지 않은 생분뇨를 초지 및 농지에 무작위 살포를 하고 있으나 행정에서 이를 현행법상 제제 할 법이 없다고 방치하며 묵인되다보니 많은 지역적 공동자원화센터에 원자재(분뇨)가 반입되지 않는 것도 문제다.
따라서 1일 200톤 처리 시설의 나주 청정환경영농조합법인 공동자원화는 도산할 수 밖에 없는 현실에 봉착하게 되었다고 설명하고 조속한 해결 방안을 바라고 있다.
액비 생산시 1차 원심분리, 2차 데칸타 고액분리, 3차 적정량의 산소공급과 발효과정에서 물질변화로 유해물질 제거와 더불어 품질이 일정한 고품질 액비생산에 역점을 두고 있단다.
 김 대표는 정책사업들이 지원된 후 사후관리 및 사용 지침, 관계법령들이 지자체 관련부서에 시달되지 않아 무용지물로 방치되고 있어 문제라며 중앙 정부차원의 관련 법령들이 현실에 맞게 개선되지 않아 오히려 지원된 사업장들이 적자를 면치 못하는 애물단지로 전락하고 있는 현실을 안타까워하고 있다.
또한 최근 정부로부터 액비성분분석기, 액비 부숙도 측정기 등 지원을 받았으나 지방 행정에서는 이에 따른 사용지침이나 하달된 관계 법령이 없어 방치하고 있다. 사용지침·사용권한과 책임 규정을 만들어 안내 책자에 명기하기를 바라고 있다.
최근 돈가 하락으로 경비절감 차원에서 저장조만 있으면 살포가 가능해짐에 따라 농가에서는 유통센터와 결탁하여 저렴한 비용으로 처리하고 있어 공동자원화는 고사 일로를 걷고 있다며 공동자원화 가동 후 가축분뇨 처리비 상승으로 인하여 축산농가 처리방식 전환으로 가축분뇨 공동자원화 위탁처리를 기피하고 있다고 한다.
부서별 액비에 대한 일관성 있는 정책 홍보와 공통된 행정을 위해 중앙부처 차원에서 각 지자체 행정 관련부서(축산과, 환경과, 친환경지도과) 담당 직원을 년 1회 정도는 통합 워크숍이 필요하다고 지적하기도 했다.  

1일 돈분 20톤 처리로 전력 924㎾ 생산

>>바이오가스 생산 / 디에이치엠, 유기성 폐자원 바이오 에너지화 시설

100% 국산기술…광일농장에 설치운영
DBES 방식…중온서 바이오가스 발생
폐열 회수 난방용 활용하고도 전력 남아

축산분뇨의 효율적인 처리를 위한 방안으로 메탄가스를 활용한 유기성 폐자원 바이오 에너지화 시설이 관심을 끌고 있다.
디에이치엠(대표 탁봉열)은 지난 2007년 5월부터 2010년 5월까지(3년간) 농림수산식품부 기획과제 지원사업으로 돈분뇨 1일 20톤 규모 연구과제를 받아 경기도 안성시 삼죽면 진촌리 310에 위치한 4천두 규모의 광일농장(대표 이광우)에 설치하여 운영하고 있다.
시설비는 정부지원 10억원, 디에이치엠 3억3천400만원(총 13억3천400만원)이 투입되었으며 설계, 제작, 설치, 관리는 디에이치엠㈜에서 100% 국산화 기술로 설치 운영하고 있다.
공법은 중온에서 바이오가스를 발생키는 DBES (DH-M. BIO. ENERGY. SYSTEM)방식 중온(35℃) 혐기소화조 2기(소화기간 30일 이내), 혐기소화교반기는 유압시스템으로 2기를 설치, 상·하 이동 및 좌·우 회전 교반이 용이토록 하였다. 악취저감시설은 민원방지를 위해  저류조 악취를 포집, 지하로 송풍하는 친환경·경제성 높은 토양처리시스템을 채택하였다.
바이오가스 정제처리는 혐기소화조 1조와 2조에서 생산된 가스를 1차로 지하 수분정제처리 후→가스홀더에 저장하고 전기생산 발전 시→탈황처리 시스템을 거쳐→가스 안정화(승압 블로워)장치로 엔진에 최적승압으로 공급하여→발전하는 시스템이며 발생되는 폐열은 60% 이상 회수하여 약 70℃ 온수로 혐기조 가온 및 축사 난방공급 등 에너지 재활용하고 있다.
시설은 자동제어 시스템으로 전체 시설 무인자동화 관리 운전하고 있으며 원격 모니터링도 가능해 인천시 서구 소재, 디에이치엠㈜ 기술연구소에서 인터넷 원격 모니터링 후 원격관리 하고 있다.
분뇨이송펌프는 유압 피스톤 펌프로 이송을 하며 과부하시 바이패스 기능을 적용한 안정적 시스템으로 재난을 방지하도록 하였다.
디에이치엠㈜ 탁봉열 대표는 DBES 시설의 장점으로 전체 기자재의 100% 국산 설계, 제작, 설치, 운영하고 있으며 선진국 시설에서 고장율이 높은 모터 직결식 펌프 교반기를 사용하고 있으나 광일농장은 고장률이 낮은 유압시스템으로 과부하시 바이패스 기능으로 반영구적 안정화를 꾀하였다.
혐기소화조 내부 하단부에 무기성 퇴적물을 손쉽게 밖으로 배출하는 시스템으로 안정적이고 효율적인 미생물 활동 번식을 최적화하고 혐기소화조 2기를 필요시 중온과 고온으로 운영관리 설계 제작하고 열병합 발전시스템은 국산 산업용 디젤 엔진을 이용하여 바이오가스 발전기로 설계, 제작변경으로 성능 및 사후관리 경제적으로 운영토록 하고 소화조내에 PH관리 컨트롤 기능도 갖추었다.
시설운영 원격 모니터링 관리와 현장 CCTV관리로 시설관리자는 광일농장에 상주하고 있으며 일 20톤 규모 운영 필요인력은 일 4시간 이내로 인건비 최소화 운영 관리시스템을 구축하였다.
전체 시설 내구 수명은 20년 이상으로 설계하였으며 소화조는 외부 온도 영하 30℃에도 유지관리가 가능토록 설계되었다.
바이오 가스 플랜트는 2009년 11월 1일부터 가동하고 있으며 광일농장에서 발생되는 돼지분뇨만 일 9~15톤 처리하고 있다. 소화조 내 분뇨 고형분(TS) 함량은 3~5% 발생하고 있으며 바이오가스 발생량은 20~23㎥/톤 (돈분 1톤당 바이오가스 발생량)으로 발전량(메탄가스(CH4)함량 약 62%)은 바이오가스 1㎥당/2.2kW를 생산하고 있다.
즉 연간 발전량 (돈분만 일 20톤 처리 경우) 360일×20톤=7천200톤으로 7천200톤×21㎥/톤 (돈분 1톤당 발생 가스량)=15만1천200㎥로 15만1천200㎥×2.2kW/㎥ (바이오가스 1㎥발전량)=33만2천640kW (일 924kW 발전)이다.
음식물쓰레기 20%(4톤)를 혼합처리시 발생 가스량은 2배이상 발생하여 발전량을 증대 시킬 수 있다.