"02분반 팜그린웨이조"의 두 판 사이의 차이

2025년 12월 22일 (월) 22:32 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 소규모 축산시설 유래 비점오염 저감을 위한 초기유출수 처리 설비 개발

영문 : Development of an initial runoff treatment system for reducing non-point source pollution from small-scale livestock facilities

과제 팀명

팜그린웨이

지도교수

구자용 교수님

개발기간

2025년 9월 ~ 2025년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 환경공학부·과 20228900** 이**(팀장)

서울시립대학교 환경공학부·과 20228900** 박**

서울시립대학교 환경공학부·과 20228900** 안**

서울시립대학교 환경공학부·과 20228900** 이**

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

본 개발과제는 소규모 축산시설에서 고농도 초기우수만 선별하여 최대한 단순한 설비로 SS·TN·TP를 줄이는 비점오염 저감 시스템을 설계 및 검증하는 것을 목표로 한다. 대상 부지는 약 100 m² 규모의 비육우 사육구역이며, 강우 초기에 5 mm에 해당하는 초기우수 약 0.5 m³만 선별 집수하여 처리하도록 계획하였다. 우리나라는 축사 주변 소하천이 SS·질소·인의 반복 유입으로 탁도 상승과 부영양화가 누적되는 문제가 심각하지만, 개별 농가 단위에서는 고가의 하·폐수처리시설을 설치하기 어렵고, 유지관리 인력과 전력 사용에도 한계가 있다. 따라서 본 과제는 농가가 감당 가능한 수준에서 실질적인 부하 저감 효과를 내는 소형 설비를 개발하는 데에 초점을 두었다.

개발 과제의 배경

(1) 축산 시설의 비점오염 유출 관리 필요성

현재 축산업의 생산액은 전체 농업생산액의 40%를 넘어섰으며, 가축 사육두수 또한 매년 증가하고 있다. 환경부의 가축분뇨 처리 통계에 따르면, 1992년 대비 2023년의 가축 사육두수는 약 551% 증가(37,175천 마리에서 241,984천 마리)하였고 가축분뇨 발생량 또한 약 92% 증가(71,530 톤/일에서 137,100 톤/일)하였다.
축산 시설은 대부분 폐수 처리 및 재활용 시설을 갖추고 있어 오염물질의 배출 지점이 일정하기 때문에 점오염원으로 분류되지만, 관리가 부실할 경우 강우 시 유출수와 함께 축산분뇨 등이 배출되므로 농업지역의 비점오염원으로도 간주된다. 2012년 가축 폐수의 바다 방류를 금지한 이후, 우리나라 가축 분뇨는 하천으로 유입되기 시작했다. 축산 폐수는 일반 폐수에 비해 오염부하가 높은 고농도 물질이며, 특히 가축분뇨 퇴비가 야외에 방치되는 등 부적절하게 보관될 경우 퇴비로부터 발생된 영양물질(질소, 인 등)이 빗물과 함께 하천에 유입되어 녹조 등 수질오염의 원인이 될 수 있다.
국립환경과학원에 따르면, 2019년 기준 가축분뇨 발생량은 전체 하·폐수 발생량(74억 8,114만 5천 톤/년)의 약 0.7%에 불과하나, 수질오염부하량은 생화학적산소요구량(BOD), 총질소(TN), 총인(TP)이 각각 38.5%, 27.5%, 39.6%를 차지하는 것으로 나타났다. 또한 2024년 '미신고 수질오염물질 검출'과 '방류수 수질기준 초과' 등의 항목에 대해 낙동강유역환경청이 실시한 여름철 폐수·가축분뇨 배출 환경위반 점검에서는 총 80개소 중 32개소가 환경법을 위반한 것으로 적발되었고, 체계적인 비점오염 저감 대책 마련을 통한 하천 수질 보호와 지속가능한 수자원 관리가 필수불가결하게 되었다.

(2) 소규모 축산 시설의 비점오염 유출 관리 필요성

정부 차원에서 ‘강우유출 비점오염원관리 종합대책’, '비점오염저감 국고보조사업 추진지침' 등을 통해 비점오염원의 관리를 지속적으로 추진해 왔으나, 소규모 축산농가는 이러한 정책적 관리 체계의 사각지대에 있어 제대로 관리되지 않았다. 국민권익위원회의 전국 축사 조사 결과 신고/허가 대상이 아닌 소규모 농가는 대부분 개방형, 노후화되어 있으며 분뇨 야적과 청소 불량 문제가 존재하였다. 또한 이러한 농가들은 대부분 오염물질 처리시설이 충분히 구축되어 있지 않아 가축분뇨의 자체 처리가 어려워 공공처리시설로 반입해 처리하고 있기 때문에 비점오염물질의 유출 위험이 상대적으로 높은 실정이다. 이에 따라 소규모 축산 시설의 비점오염 유출을 효과적으로 저감하는 관리 수단이 필요하다.

(3) 초기세척효과

강우 내 오염물질 부하량은 강우가 시작된 직후 짧은 시간에 발생하는 초기 유출수에 절반 이상이 집중된다는 특징을 갖는다. 모든 우수를 처리할 경우, 시설 용량과 설치 및 운영 비용이 높아질 수 있기 때문에 본 연구에서는 초기유출수를 대상으로 하여 오염 부하 저감의 효율을 극대화하고자 하였다.

개발 과제의 목표 및 내용

본 과제의 목적은 기존 비점오염 관리 체계에서 상대적으로 관리가 미흡한 소규모 축산시설을 대상으로, 강우 시 발생하는 초기유출수로 인한 비점오염 문제를 효과적으로 저감할 수 있는 관리 수단을 마련하는 데 있다. 소규모 축산농가는 오염물질 처리시설이 충분히 구축되어 있지 않아 가축분뇨, 세척수 및 축사 주변에 축적된 오염물질이 강우 시 외부로 유출될 가능성이 높으며, 이에 따른 수질오염 위험이 지속적으로 제기되고 있다. 이러한 현장 여건을 고려할 때, 복잡한 운영이나 고비용의 처리 공정보다는 현장 적용성이 높고 유지관리가 용이한 초기유출수 중심의 저감 기술이 요구된다.
따라서 본 과제에서는 소규모 축산시설에서 유래한 비점오염 저감을 위한 초기유출수 처리 설비를 개발하고자 하였다.

기술개발 일정 및 추진체계

개발 일정

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용

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 ===개발과제의 기대효과===
 ====기술적 기대효과====
-내용
+ 본 과제를 통해 개발되는 초기유출수 처리 설비는 다단계 공정 구조를 통해 단일 공정 위주의 기존 비점오염저감시설에 비해 오염물질 제거 효율을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 특히 강우 초기 유출수에 집중된 오염 물질을 공정 단계별로 분담 처리함으로써, 공정 부담을 분산하고 안정적인 처리 성능을 확보할 수 있다.
-====경제적, 사회적 기대 및 파급효과====
-내용
+ 또한 본 설비는 ‘축산시설’이라는 오염원 특성을 고려하여 SS 및 TN, TP의 저감을 목표로 설계되었으며 소규모 축산농가의 현장 여건을 반영해 시설 규모를 최소화함으로써 설치 및 운영의 현실성을 높였다. 이에 따라 공간적 제약이 큰 소규모 농가에서도 적용이 가능하고 유지관리 부담을 줄이면서도 실질적인 비점오염 저감 효과를 기대할 수 있다.
 ===기술개발 일정 및 추진체계===