가축 분뇨 처리는 단순히 냄새를 줄이는 문제가 아닙니다. 분뇨 속 질소와 인은 수질 오염으로 이어질 수 있고, 저장·처리 과정에서는 온실가스가 발생할 수 있습니다. 이런 부담을 줄이기 위한 대안 중 하나가 분변여과(Vermifiltration) 입니다.
분변여과의 핵심은 지렁이 자체보다, 미생물·지렁이·여과재가 함께 작동하는 호기성 생물 필터라는 점입니다.
분변여과는 무엇을 하는 기술인가
분변여과는 가축 폐수를 미생물과 지렁이로 처리하는 생물학적 여과 방식입니다. 산소가 있는 조건에서 폐수 속 유기물을 분해하도록 설계된다는 점이 중요합니다.1
작동 방식은 비교적 직관적입니다. 폐수가 목재칩 같은 여과재 위로 공급되면, 젖은 여과층 표면에 미생물 생물막이 형성됩니다. 이 생물막은 폐수 속 유기물 성분을 분해하고, 일부 암모니아를 무해한 질소가스로 전환해 질소 농도를 낮추는 데 기여합니다.2
여기서 지렁이는 보조 장치가 아니라 시스템을 유지하는 핵심 생물입니다. 지렁이는 여과층을 오가며 공기가 통할 수 있는 구조를 만들고, 생물막이 과도하게 두꺼워지지 않도록 먹어 치웁니다. 덕분에 생물막이 산소를 활용해 계속 작동할 수 있는 환경이 유지됩니다.2
중요한 차이는 ‘산소가 있는 처리’다
기존 분뇨 처리는 저장조나 라군처럼 산소가 부족한 환경에 의존하는 경우가 많습니다. 이런 저산소 조건에서는 메탄이 만들어지기 쉽습니다. 반면 분변여과는 호기성 조건을 유지하는 방향의 처리 방식이기 때문에, 분뇨를 단순히 저장하는 방식과 다른 접근을 제공합니다.1
이 차이는 규제와 농장 운영 측면에서도 의미가 있습니다. 예를 들어 캘리포니아는 2016년 낙농장과 매립지 등의 메탄 배출량을 2030년까지 2013년 대비 40% 줄이도록 하는 법을 제정했습니다. 또한 세계자원연구소는 미국 낙농·양돈장의 분뇨 관리가 미국 온실가스 배출량의 1.6%를 차지한다고 추정합니다.
즉 분뇨 처리는 더 이상 농장 내부의 위생 문제에만 머물지 않습니다. 수질, 악취, 온실가스, 규제 대응이 함께 얽힌 운영 과제가 되고 있습니다.
기술보다 중요한 것은 운영 조건이다
분변여과가 모든 농장에 자동으로 맞는 해법은 아닙니다. 액상 또는 슬러리 형태의 분뇨를 다루는 농장에 더 적합하며, 여과층에 들어가기 전에 모래와 고형물을 분리해야 효율을 높일 수 있습니다.1
운영 관리도 성능을 좌우합니다. 목재칩은 시간이 지나며 분해되므로 보통 18~24개월마다 보충하거나 교체해야 합니다.1 온도, 습도, 폐수 살포의 균일성에 따라서도 질소 제거 성능이 달라질 수 있습니다.1
따라서 분변여과를 검토할 때는 “지렁이를 쓰는가”보다 다음 질문이 더 중요합니다.
폐수가 여과층에 균일하게 공급될 수 있는가
여과재가 막히지 않도록 전처리가 가능한가
지렁이와 미생물이 살 수 있는 습도와 산소 조건을 유지할 수 있는가
목재칩 보충·교체 같은 유지관리를 지속할 수 있는가
처리수와 부산물을 농장 운영 안에서 어떻게 활용할 것인가
농장이 얻을 수 있는 실질적 가치
분변여과의 가치는 신기한 생물 처리 기술이라는 점에 있지 않습니다. 분뇨를 저장해야 할 폐기물이 아니라, 산소·미생물·여과재·운영관리를 통해 다룰 수 있는 관리 대상으로 바꾼다는 데 있습니다.
처리된 물은 농장 내 관개나 세척수로 재사용하기 쉬워질 수 있고, 고형 부산물인 지렁이 분변토는 퇴비 자원으로 활용될 수 있습니다.1 농장 입장에서는 수질 관리, 악취 저감, 규제 대응, 부산물 활용을 함께 검토할 수 있는 선택지가 되는 셈입니다.
미국에서도 실제 도입 사례가 늘고 있습니다. 캘리포니아 힉먼의 알베르토 데어리는 칠레 기업 BioFiltro가 개발·특허화한 분변여과 시스템을 도입했으며, BioFiltro에 따르면 미국 낙농장 8곳에서 이 시스템이 운영 중입니다.
분변여과는 만능 해법은 아니지만, 분뇨 처리의 방향을 보여줍니다. 앞으로의 농장 환경 관리는 단순히 더 큰 저장시설을 짓는 문제가 아니라, 폐수가 지나가는 과정 자체를 어떻게 생물학적으로 설계하고 안정적으로 운영할 것인가의 문제에 가까워지고 있습니다.
1Dairy Conservation Navigator | Manure Treatment: Vermifiltration
2Vermifiltration: A low-cost, environmentally sustainable way to treat dairy waste?
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