[표지] 1
제출문 2
목차 3
I. 서론 10
1. 연구배경·필요성 및 목적 10
2. 연구범위 및 방법 12
가. 과업의 범위 12
나. 과업내용 13
다. 과업추진 방법 16
라. 연구추진체계 17
II. 국내 가축분뇨 처리 및 관리 현황 18
1. 가축사육현황 18
2. 가축분뇨 발생량 및 관리 방향 19
가. 가축분뇨 및 양분 발생현황 19
나. 가축분뇨 관리 현황 19
3. 가축분뇨 공공처리 및 자원화 현황 22
4. 향후 가축분뇨 관리 방향 28
III. 국내외 양분관리 기술 및 정책동향 30
1. 인 자원 고갈 및 위기 30
가. 매장량 및 용도 30
나. 국내 인 소비현황 33
다. 국외 소비현황 및 시장동향 38
2. 국외 양분관리 정책 현황 및 법제 정비 동향 40
가. 유럽의 인 관련 정책 및 법 40
나. 인(P) 적용에 관한 직접적 제한이 없는 국가 42
다. 인(P) 적용에 관한 직접적 제한이 있는 국가 48
라. 유럽의 인 관련 정책 및 법규 요약 64
3. 국외 인 자원 이용현황 및 개발계획 70
4. 국가단위 양분관리 방안 74
가. 가축분뇨의 관리 74
나. 인 관리 79
IV. 가축분뇨 인 회수 관련 연구 및 기술 개발 동향 80
1. 질소·인 회수기술 - 신기술 개발동향 81
가. 가축분뇨 및 농업부산물을 대상으로 한 질소·인 회수 81
나. 슬러지를 대상으로 한 질소·인 회수 84
다. 하수를 대상으로 한 질소·인 회수 86
라. 기타 89
마. 질소·인 회수 신기술 개발 동향 97
2. 동물 사료 내 인 첨가량 저감 기술 100
3. 실증·상업적 규모의 인 회수기술 및 공정 102
가. 국내 102
나. 국외 104
4. 지속가능한 인 자원 회수 및 재활용 현황 108
가. 일본 - 하수오니 소각재로부터의 인 회수 108
나. 일본 - 상하수도 사업 108
다. 한국 - 산업폐수 110
V. 가축분뇨 내 인 회수에 따른 환경적·경제적 효과 112
1. 국내 가축분뇨 내 인 회수 잠재량 및 회수에 따른 경제적 효과 112
가. 가축분뇨 내 인 회수 잠재량 산출 112
나. 국내 비료 및 사료 내 인산 대체 효과 113
2. 가축분뇨 내 인 회수에 따른 경제적 효과 (산업 연관 분석에 따른 수입대체 효과) 120
3. 가축분뇨 인 회수에 따른 환경적 효과 132
VI. 가축분뇨로부터 회수된 인 활용 방안(안) 135
1. 가축분뇨로부터 회수된 인 자원의 특성 136
2. 가축분뇨로부터 회수된 인의 비료자원으로의 활용 138
가. 가축분뇨로부터 회수된 인 자원의 용출특성 138
나. 가축분뇨로부터 회수된 인의 화학 및 유기질 비료 대체시의 작물 성장 138
3. 가축분뇨로부터 회수된 인의 사료자원으로의 활용 141
가. 가축분뇨로부터 회수된 인 자원의 사료 내 인첨가제 대체시의 동물생체 독성 141
나. 가축분뇨로부터 회수된 인의 사료용 인산칼슘 대체시의 동물 성장 142
4. 가축분뇨로부터 회수된 인 자원의 가공 기술 145
5. 국내 가축분뇨처리 기반시설 활용 질소·인 회수 자원화 모델 및 활성화 방안 146
VII. 가축분뇨 내 질소·인 회수 활성화를 위한 정책 및 제도 개선 방안(안) 151
1. 관련법 체계 및 개요 151
2. 규정 검토 및 개선안(안), 법적 근거(안) 162
참고문헌 166
[참고 1] 국립축산과학원 원료사료 인정 심의 규정 170
[참고 2] 사료 내 인 분석방법 173
[참고 3] 사료검정인정기관 174
[참고 4] "비료 공정규격설정 및 지정"의 [별표] 자료 175
[참고 5] 질소질비료 분석방법 218
[참고 6] 인산질비료 분석방법 230
[참고 7] 비료시험연구기관현황 235
〈표 II-1〉 가축사육현황 18
〈표 II-2〉 가축분뇨 발생현황 및 양분발생량 20
〈표 II-3〉 가축분뇨 처리현황 21
〈표 II-4〉 국내 가축분뇨 공동자원화시설 현황 22
〈표 II-5〉 국내 가축분뇨 공공처리시설 운영 현황 25
〈표 II-6〉 국내 가축분뇨 공공처리시설 국고보조사업 현황 27
〈표 II-7〉 가축분뇨 자원화 실적 28
〈표 III-1〉 인광석 매장량 30
〈표 III-2〉 다양한 인의 용도 32
〈표 III-3〉 인 화합물 연간 수출입 내역 34
〈표 III-4〉 질소 화합물 연간 수출입 내역 35
〈표 III-5〉 남해화학 원료구매 내역 36
〈표 III-6〉 남해화학 주요제품 매출 내역 37
〈표 III-7〉 (주)조비 원료구매 내역 38
〈표 III-8〉 미국의 인광석 소비량 변화 39
〈표 III-9〉 인 관련규정을 포함한 유럽의 지침서 40
〈표 III-10〉 핀란드 농업환경프로그램의 인 적용기준 권장량 43
〈표 III-11〉 오스트리아의 질소·인산 비료 시비 권장량 45
〈표 III-12〉 오스트리아의 가축단위 기준 및 정의 46
〈표 III-13〉 덴마크의 토양 유형에 따른 농작물에 대한 질소시비 기준 47
〈표 III-14〉 농가단위의 질소사용 기준 초과 시 벌금 48
〈표 III-15〉 Flanders에서 최대 총 인 적용기준 (2015-2018지표) 49
〈표 III-16〉 예상 작물수확량과 토양 인 요구계수를 기준으로 한 작물별 인 요구량 50
〈표 III-17〉 룩셈부르크 Landscape Premium program에 따른 작물 생산을 위한 최대... 51
〈표 III-18〉 룩셈부르크에서의 인 비료 분류 방법 및 범위(mg P2O5/100 g dry soil...[이미지참조] 52
〈표 III-19〉 Brittany의 질소 배출량 25,000 kg N 이하의 소규모 농장과 기존 농장을... 53
〈표 III-20〉 아일랜드 초지의 토양 인 지표를 기반으로 한 최대 인 적용기준 55
〈표 III-21〉 토양 인 지표(Morgan's test)와 작물 종류별 아일랜드의 최대 인 적용기준 56
〈표 III-22〉 북아일랜드에서의 작물별 토양 인 지표 분류 및 가용비료기준 58
〈표 III-23〉 토양 인 상태에 따른 초지에서의 최대 인 적용기준 60
〈표 III-24〉 네덜란드 경작지에서의 토양 인 수준별 최대 인 적용기준 60
〈표 III-25〉 네덜란드의 가축분뇨 및 비료 사용량 규제기준 62
〈표 III-26〉 MINAS 면세기준과 세금부과율의 변화 63
〈표 III-27〉 국가별 인 관련 법규 개요 64
〈표 III-28〉 국가 및 지역별 인 적용 방식 65
〈표 III-29〉 국가별 일반 토양 인 상태에서의 작물별 인 적용기준 66
〈표 III-30〉 유럽국가 및 지역의 완충지대 규정 67
〈표 III-31〉 제안기술의 개요 72
〈표 III-32〉 MEKA 프로그램에서의 신용점수 산출 기준 77
〈표 IV-1〉 기술에 따른 분류 92
〈표 IV-2〉 인 함유슬러지의 종류별 처리 기술 및 특징 97
〈표 IV-3〉 폐수 중 인 회수기술 99
〈표 IV-4〉 혐기소화조 상등액에서 struvite 침전 방법으로 인 회수시 소요비용 추정 106
〈표 V-1〉 축산분뇨 발생부하원단위 112
〈표 V-2〉 분기별 전국 가축 사육현황 112
〈표 V-3〉 축종별 사육두수 및 분뇨 내 질소·인 발생량 113
〈표 V-4〉 국내 비료 및 사료 내 인산 함유량 113
〈표 V-5〉 가축분뇨 내 인 회수량에 따른 비료용 인산 대체효과 114
〈표 V-6〉 가축분뇨 공공처리 및 자원화시설 기준 인산 대체 효과 115
〈표 V-7〉 액비 및 정화처리 분뇨대상 인 회수량(Case A) 116
〈표 V-8〉 공동자원화 및 공공처리시설 처리량 기준 인 회수량 - 농림축산식품부 자료(Case B&C) 117
〈표 V-9〉 공공처리시설 처리량 기준 인 회수량 - 환경부 자료(case D&E) 117
〈표 V-10〉 공동자원화 및 공공처리시설 처리량 기준 인 회수량 - 농림축산식품부 및 환경부 자료(case F&G) 118
〈표 V-11〉 인 회수시설 설비비용 및 경제성 산출 119
〈표 V-12〉 산업의 재분류 126
〈표 V-13〉 수입유발계수 - 후방산업 128
〈표 V-14〉 수입유발계수 - 전방산업 129
〈표 V-15〉 천연인산칼슘의 수입생산유발효과 130
〈표 V-16〉 2013년 천연인산칼슘 수입량(P2O5 함량 30%)[이미지참조] 130
〈표 V-17〉 Case별 천연인산칼슘의 수입액 131
〈표 V-18〉 Case별 천연인산칼슘의 수입생산 유발효과 131
〈표 V-19〉 Case별 초과양분 감소율 134
〈표 V-20〉 Struvite 회수에 의한 온실가스 저감효과 134
〈표 VI-1〉 회수된 물질의 중금속 분석 137
〈표 VI-2〉 가축분뇨로부터 회수된 인 자원의 토양에서의 용출 특성 138
〈표 VI-3〉 Struvite와 시판용 유기질 비료의 성상 비교 139
〈표 VI-4〉 Struvite와 상용비료의 성분 비교 139
〈표 VI-5〉 Struvite 비료로 재배 후 인체 유해성 평가 140
〈표 VI-6〉 가공된 물질의 유해물질 성분 및 배합사료 유해물질 허용기준 141
〈표 VI-7〉 육계 사양성적 143
〈표 VI-8〉 육계의 장기 무게 및 길이 측정 결과 143
〈표 VI-9〉 육계의 혈액검사 결과 144
〈표 VI-10〉 넙치 전어체조직의 미량광물질 성분분석 결과 144
〈표 VII-1〉 [별표 5] 보통비료 및 부산물비료 원료〈 개정 2012. 7. 3., 2013. 2. 14.〉 152
〈표 VII-2〉 [별표 2] 보통비료의 공정규격설정 158
〈표 VII-3〉 [별표 3] 부산물비료의 지정 159
〈표 VII-4〉 [별표 1] 비료의 구분 및 종류 160
〈표 VII-5〉 가축분뇨 내 질소·인 회수 비료관련법 개정(안) 163
〈표 VII-6〉 가축분뇨 내 질소·인 회수 사료관련법 개정(안) 164
〈표 VII-7〉 가축분뇨 내 질소·인 회수 시설관련법 개정(안) 165
〈그림 III-1〉 인광석 고갈 예측시점 31
〈그림 III-2〉 유럽의 고위험군 광물자원 32
〈그림 III-3〉 인광석 수입량 및 가격 추이 34
〈그림 III-4〉 무기물 기장제도의 무기물 투입 및 산출 구조 61
〈그림 IV-1〉 하수로부터의 인 회수기술 및 잠재적 활용방안 모식도 80
〈그림 IV-2〉 Struvite 반응조 81
〈그림 IV-3〉 Myo-inositol과 phosphate의 생산을 위한 흐름도 84
〈그림 IV-4〉 RecoPhos 공정의 운전 원리 85
〈그림 IV-5〉 질소·인 회수를 위한 공정구성도 86
〈그림 IV-6〉 해수를 이용한 Mg원 공급공정 모식도 87
〈그림 IV-7〉 ANAMMOX와 struvite 침전을 위한 공정흐름도 88
〈그림 IV-8〉 슬러지 액상물질과 뇨의 처리를 위한 공정흐름도 89
〈그림 IV-9〉 IRSR 구조 90
〈그림 IV-10〉 Fluidized bed 반응조 91
〈그림 IV-11〉 슬러지 소각재에 포함된 화합물의 분포도 98
〈그림 IV-12〉 가축분뇨로부터 인을 회수하기 위한 장치사진 및 공정흐름도 103
〈그림 IV-13〉 Struvite 공정설비 사진 103
〈그림 IV-14〉 실증 적용 사진 104
〈그림 IV-15〉 DHV MED Crystalactor 시설이 설치된 지역 105
〈그림 IV-16〉 호주의 인 회수공정 시제품 105
〈그림 IV-17〉 캐나다 Ostara사의 인 회수 공정 전경 및 회수된 struvite 107
〈그림 IV-18〉 일본 Phosnix process 전경 107
〈그림 IV-19〉 광진화학의 재활용 후 판매되는 정제인산 110
〈그림 IV-20〉 뼈를 따로 분리한 후 재생하는 모습 111
〈그림 V-1〉 산업연관표의 기본구조 122
〈그림 V-2〉 인의 전후방산업 124
〈그림 V-3〉 농경지의 양분수지 132
〈그림 VI-1〉 Struvite의 SEM(Scanning Electron Microscope)사진 136
〈그림 VI-2〉 가축분뇨로부터 회수된 struvite의 성분 137
〈그림 VI-3〉 작물시험에서 7주차의 수단그라스 사진 138
〈그림 VI-4〉 비료의 종류별 식물 재배시험 결과 비교 140
〈그림 VI-5〉 Struvite와 시판용 유기질 비료의 상추생장 비교 140
〈그림 VI-6〉 랫트의 체중과 장기무게 141
〈그림 VI-7〉 랫트의 혈액 성분 142
〈그림 VI-8〉 랫트의 조직 검사 결과 142
〈그림 VI-9〉 메기의 증체량 및 사료 변환율 비교 144
〈그림 VI-10〉 자연건조방법으로 가공된 회수물의 수분함량별 펠렛의 형태 145
〈그림 VI-11〉 가축분뇨로부터 인의 회수 후 처리방법별 사진 146
〈그림 VI-12〉 가축분뇨 공동자원화시설을 대상으로 한 질소·인 회수시스템 구축 147
〈그림 VI-13〉 가축분뇨 공공처리시설을 대상으로 한 질소·인 회수시스템 구축 148