[기획]㊤이동형 차량 탑재 IoT 축분 처리시스템
1시간 1톤처리…악취 저감 탁월, 질병 검사, 비료화까지 융합SW로 '척척'

충북과학기술혁신원, 지역 SW융합제품상용화 지원사업 성과…'기발한 발상과 솔루션' 평가

민경명 기자 | 기사입력 2020/12/21 [16:00]

[기획]㊤이동형 차량 탑재 IoT 축분 처리시스템
1시간 1톤처리…악취 저감 탁월, 질병 검사, 비료화까지 융합SW로 '척척'

충북과학기술혁신원, 지역 SW융합제품상용화 지원사업 성과…'기발한 발상과 솔루션' 평가

민경명 기자 | 입력 : 2020/12/21 [16:00]

 가축의 분뇨로 인한 갖가지 고충과 민원은 가축 사육 두수가 늘어나는 만큼 커져왔다. 가장 큰 문제가 악취 민원, 나아가 분뇨에 의한 수질오염과 녹조발생이다.  

 

 참으로 난해한 가축 분뇨 처리 문제에서 악취 제거뿐만 아니라 그 과정에서 가축의 질병을 진단하고 석회질 비료로 만들어내는 시스템을 개발하여 '기발한 발상과 솔루션' 또는 ‘발명에 버금가는 획기적 개발’이라는 평가를 받는 제품이 탄생했다.

 

 충북과학기술혁신원이 지역SW융합제품 상용화 지원사업을 통해 개발한 '질병관리가 가능한 축분 종합 관리용 클라우드 서버 개발 및 유기성 폐기물 석회질 비료화 플랫폼 개발'이 바로 그것이다. 과제명은 길지만 축약하면 '축분을 이용한 가축의 질병 진단과 축분의 비료화 플랫폼 개발'이다.

 

 이 사업은 지역 SW융합을 통한 지역 문제 해결 뿐만 아니라 국가적 과제로써 그 성과를 보이고 있어 개발 의미와 개발 과정 및 성과, 시장성과 향후 과제 등에 대해 3회에 걸쳐 기획 시리즈로 싣는다.

<편집자 주>  

 

[충북넷=민경명기자] 기존의 가축분뇨 처리는 발생장소에서 수거, 공공처리시설로 운반하여 처리하는 과정을 거치게 되면서 악취발생과, 공공처리시설 마련에 따른 부지선정 어려움을 동반했다. 제때 처리를 못하거나 장마철이면 축산 분뇨가 넘쳐 하천에 흘러들어 심각한 수질 오염을 일으켰고, 부영양화로 녹조를 발생시키는 주원인으로 꼽혀왔다. 

 

축산 농가에서 액비로 만들어 처리하는데도 엄청난 비용과 시간이 소요되어 효율성을 기할 수 없었다. 액비 처리 시설을 하는데만 수십억원이 들어가고, 처리기간이 많이 소요되어 그 기간 동안 악취로 민원을 발생시킨다는 점이다.

▲ 개발 제품은 개별 농가에 이동식 특장차가 방문하여 즉석에서 처리, 악취가 발생하지 않고 축분처리시설 건축이 불필요하다는 최대의 장점을 가지고 있다.     ©

  

◇…1시간이면 처리 완료, 석회질 비료로 탄생…악취 저감 효과 탁월

 

이번에 지역SW융합제품으로 탄생한 축분의 석회질 비료화 플랫폼은 이런 고질적인 문제점을 일소했다는 의미를 가진다. 나아가 이 처리 과정에서 축분의 토양 개선 비료화와 가축의 질병진단, 데이터 관리 및 정보 공유에 이르는 축분 처리 종합관리 시스템을 구축했다는 점이다.

 

이 과제 추진을 위해 충북과학기술혁신원이 주관기관이 되어 (주)네오세미텍, (주)동연, 세명대학교 등이 참여기관으로 함께 나서 2019년도와 2020년도 2년간 연구 개발에 매달렸다. 

 

㈜네오세미텍은 축분 관리용 데이터 수집 및 분석 SW 개발을 비롯한 질병 자동검사기 등의 개발에 힘을 쏟았고, ㈜동연은 이동형 차량에 탑재 가능한 축분 처리기 개발 제조에 나섰다.  세명대학교 류필조교수(환경공학과)는 축분의 성상에 따른 생석회 최적 배합비 도출 등 화학적 환경적 대처에 심혈을 기울이는 등 참여기업 및 기관의 협업으로 가능했다.

 

이 제품 개발은 크게 두 가지 부문으로 나뉜다. 축분의 자동 처리기 개발 및 비료화와 그리고 질병관리가 가능한 축분 종합 관리용 소프트웨어 개발이다.

 

▲ 시험가동 중인 축분 처리기 시제품     ©

 

먼저 축분 석회질 비료기는 축분 발생지에서 이를 흡입하여 교반기에서 석회석과 혼합시키면 화학 반응을 일으켜 고형분의 석회질 비료가 생산되는 시스템이다. 이는 생석회가 물과 반응하면 고열을 발생시키며, 소석회가 만들어지는 성질을 이용하여 물 대신 축산 분뇨를 혼합하여 석회질 비료를 생산한다는 발상에서 출발했다.

  

이 과정에서 100도 이상의 열이 발생하면서 악취 제거와 함께 병균까지 박멸하며 토양 개량 성능을 지닌 석회질 비료를 생산하는 유효한 효과를 얻게된 것이다. 이때 축분 1톤을 처리하는데 걸리는 시간은 단 1시간. 이로써 축산 분뇨의 처리 지연으로 축적되고 부패(혐기화) 되어 발생해온 축분 악취를 축산 농가에서 발생 즉시 제거하게 되는 계기를 마련했다 할 수 있다.

 

▲ 축분의 질병 자동검사기 개발 과정에서 개발자들이 시연해 보이고 있다.     ©

나머지 한 가지 개발 부문은 질병관리가 가능한 축분 종합 관리용 소프트웨어 개발이다.

 

축분을 처리하여 석회질 비료를 만드는 과정에서 가축의 질병 검사가 가능하도록 하고, 축분 처리 전 과정에 대한 데이터 수집 및 처리를 자동 종합 관리하도록 하는 플랫폼을 개발 구축하는 과정이다. 즉 소프트웨어적 부분이 주를 이룬다.

 

이는 가축분뇨의 발생서부터 최종 처리에 이르기까지 지역별로 환경과 에너지, 양분관리 등으로 개별 접근 할뿐 가축분뇨 문제를 종합적으로 통합해 해결하기 위한 플랫폼이 없다는 것에서 출발했다.

 

이런 문제 의식은 가축분뇨의 발생부터 최종처리까지 여러 가지 단계를 IT기술을 활용 하여 실시간으로 관리할 수 있는 시스템 구축의 필요성으로 나타났고, 한 단계 앞서 처리과정에서 가축의 전염병을 진단하는 '질병관리가 가능한 축분 관리용 서버 개발'로 이어진 것이다.

 

이 부문의 핵심은 질병자동검사기 개발. 축분을 처리하는 과정에서 시료를 채취하고 진단키트로 검사, 딥 러닝 기술로 질병 유무를 판단하여 결과를 축산 농가에 실시간으로 전달함으로써 바로 대응할 수 있도록 개발했다.

 

지금까지 가축의 질병 유무 판단은 수의사가 현장에 나가 검사를 통해 판정했지만, 이제는 축사를 방문하지 않고도 분뇨로 자동검사기를 통해 쉽게 가축 질병을 판단하고 대응할 수 있게 된 것이다. 

 

이로써 구제역, 돼지열병 등 가축 전염병이 발생했을 때 농장 폐쇄로 접근이 어려워 겪었던 가축 전염병 관리에도 획기적 이용이 기대된다.

 

가축 질병 자동검사기는 축분 처리기와 별도로 일반 차랑에 싣고 다닐 수 있어 모든 가축 질병 검사에 대한 확장성이 높다는 특징을 가지고 있다. 

 

▲ 축분을 검사하여 가축의 질병을 판단하는 축분 키트. 상황에 따라 질병을 선택적으로 판별 가능하도록 개발됐다.     ©

이번 과제에서는 여기에 그치지 않았다. 축분 처리 전 과정에 대한 빅테이터화와 정보 및 데이터의 공유 및 이용을 용이하게 하는 종합 관리 시스템으로 탄생했다는 사실이다.

 

이제 과제 완료 단계에 접어들며 주관기관인 충북과학기술혁신원은 제품의 사업화에 나설 채비를 서두르고 있다.   

 

축산농가 악취 중 분뇨에 의한 악취가 대부분인 가운데 부패하기 전에 처리할 수 있어 악취 발생을 줄이는데 큰 효과를 발휘할 수 있고 이동형 차량 탑재시설로써 신규 폐기물 시설이 필요 없을 뿐만 아니라 석회질 비료까지 생산, 환경과 경제의 상생 효과로 상품성을 인정받고 있기 때문이다.

 

과제 책임자인 이규상 본부장은 “지역 사회의 골칫거리인 축산 분뇨 처리 문제를 지역 융합소프트웨어 기술 개발로 풀게 됐다는 게 개발의 의미”라며 “악취 저감과 수질 제고, 가축 질병관리, 석회질 비료생산에 의한 토양성분 개선 등의 효과를 거둘수 있는데다 경제적으로도 경쟁력을 갖춰 관련 기관 및 업계의 관심을 끌고 있다”고 밝혔다.  

 

 

 

 

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