CN108689730A - 家畜粪尿的液体肥料化设备系统及利用其的家畜粪尿的液体肥料制造方法 - Google Patents

家畜粪尿的液体肥料化设备系统及利用其的家畜粪尿的液体肥料制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及通过对猪、牛等家畜的粪尿进行处理来生产有机肥料的家畜粪尿的液体肥料化设备系统及利用其的家畜粪尿的液体肥料化加工方法，更详细地，本发明所公开的家畜粪尿的液体肥料化设备系统包括：净化处理系统部，对所捕集的家畜粪尿的有害物质进行净化处理；预处理系统部，向在净化处理系统部中经过第一次净化处理的家畜粪尿投入有益微生物来准备液体肥料原料；液体肥料制造系统部，对在预处理系统部中准备的液体肥料原料进行肥料化；堆肥化加工部，对在各系统部中产生的淤渣进行捕集来进行堆肥化处理；产品包装装置，对在液体肥料制造系统部中加工的液体肥料进行填充及包装；以及控制盘，控制全部系统。

Description

家畜粪尿的液体肥料化设备系统及利用其的家畜粪尿的液体 肥料制造方法
技术领域
本发明涉及通过对猪、牛等家畜的粪尿进行处理来生产有机肥料的家畜粪尿的液体肥料化设备系统及利用其的家畜粪尿的液体肥料制造方法。
背景技术
随着经济增长和对畜产品的需求增加，饲养规模逐渐变大，家畜的数量也随之增加，在单位畜牧设施中产生的粪尿的量也逐渐增多，即，家畜粪尿或畜牧粪尿逐渐增多。这种粪尿中含有各种有机化合物和大量氮、磷酸、钾等的肥料成分，因而被用作农作物或果树的肥料，但由于量过大，因而被废弃的比例增加，这也实际成为畜牧环境污染问题的根源。
此外，若不处理如上所述的家畜粪尿，则将产生恶臭，并成为苍蝇、蚊子等各种害虫的栖息之地，这使农村的生活环境变差，在同雨水或清扫畜舍的水一起被排出的情况下，将形成畜牧废水。
此外，这种粪尿的性质特性根据储存时间、畜舍的形态及饲料的种类而差异很大，即使在相同的饲养设施中，也根据时间、季节、回收方法而不同。此外，因饲料中含有的重金属及防疫引起的消毒剂的残留，还含有毒性物质。
另一方面，家畜粪尿液体肥料是指以将在家畜饲养过程中排出的粪便、尿及清扫水的混合物或在其他畜牧粪尿处理过程(厌气发酵废液、速成发酵液体粪尿)中产生的物质用作肥料为目的进行收集、储存并通过规定期间的腐熟来杀灭病原性微生物、虫卵、杂草种子等且分解难分解物质等而得到的无环境危害、实现耕种稳定化的液体物。
这种液体肥料除含有农作物生长所需的氮、磷、钾等必要成分之外，还含有钙、镁、钠、铁、锰、钼等的微量元素，因而作为肥料的价值高。
但是，目前为止，将家畜粪尿经液体肥料化来直接喷洒到农耕地，这尚未进入实用化阶段，从韩国国内的条件来看，具有多种优点。
液体肥料化可通过将家畜粪尿处理成液状来使辅料购买问题最小化，不仅如此，可通过附带生产可替代燃料，来使粪尿处理费用大大低于堆肥化。
但是，液体肥料化存在如下缺点，即，无法实现长距离移送处理，喷洒时的处理相对于堆肥差，销售粪尿并不现实等。
即便如此，家畜粪尿液体肥料化具有不仅可利用淤浆畜舍的粪尿还可利用净化处理后的放流水的优点。当畜舍的尿废水在经过净化处理后被放流时，在满足现行水质规定标准方面存在局限性。因此，对于设置有净化处理设施的畜牧农户而言，对净化后的放流水进行液体肥料化，这可谓是环境方面非常优选的方案。
近来，提出了很多将家畜粪尿通过资源化来用作液体肥料的方法，但问题在于，对于液体肥料的使用时期及使用地的多种要求，因液体肥料的特性而无法使成分及腐熟度达到规定水平，为了进行保管，需要设置大规模的罐，因而效率性差。
如上所述的利用微生物将家畜粪尿制造成液体肥料的方法大致分为利用好气性微生物的方法和厌气性微生物的方法等两种方法。前者虽具有液体肥料化快、高温杀灭有害菌和杂草种子等的优点，但具有肥料价值差、使用过多动力的缺点。相反，利用厌气性微生物的方法虽具有动力费用低、可生产有机物价值高的肥料的优点，但具有处理时间相对长、喷洒时的恶臭导致民众投诉的问题。此外，通常来讲，好气性方式的腐熟速度比厌气性方式的腐熟速度快。
但是，在以往的基于连续间歇式液体腐蚀法的高浓度有机污水的处理方法中，存在如下的问题，为了在对作为高浓度有机废水的家畜粪尿进行处理的工序中降低有机物负荷，需在预处理工序中注入凝集剂并进行单独的脱水工序，高浓度有机物废液被注入到液体腐蚀槽而基于有机物分解来产生发热，因此产生液体腐蚀槽的温度上升或因温度上升而导致溶解氧下降的现象，随着以不再利用的方式对含有高浓度有机物的既是污染源也可实现资源化的家畜粪尿进行全部净化，因而处理设施的容量变大，也产生很多淤渣(sludge)，因而经济性差。
此外，以往的液体肥料化处理系统采用通过使用化学药品对在各个槽产生的恶臭进行除臭的方法。
但是，由于如上所述的方法使用化学药品，因此将产生废水，处理该废水则需委托专业公司来进行处理，存在产生委托费用的问题。
【现有技术文献】
【专利文献】
1：韩国授权专利公报第10-1164507号
2：韩国授权专利公报第10-1026520号
3：韩国公开专利公报第10-2016-0141460号
4：韩国授权专利公报第10-0812645号
发明内容
(发明所要解决的问题)
本发明用于解决如上所述的以往的问题，本发明的目的在于提供如下的家畜粪尿的液体肥料化设备系统，即，在通过处理家畜粪尿来实现肥料化的过程中，不使用化学药品，仅利用纯家畜粪尿并使用天然凝集剂、土壤微生物及有益微生物来通过不产生恶臭的环保处理设备制造肥料。
此外，本发明的另一目的在于提供利用家畜粪尿、天然凝集剂、土壤微生物及有益微生物并利用本发明所提供的系统来对家畜粪尿进行肥料化的家畜粪尿液体肥料化方法。
(解决问题所采用的措施)
用于实现上述目的的本发明的家畜粪尿的液体肥料化设备系统的特征在于，包括：净化处理系统部100，用于对所捕集的家畜粪尿的有害物质进行净化处理；预处理系统部200，用于向在上述净化处理系统部100中经过第一次净化处理的家畜粪尿投入有益微生物来准备液体肥料原料；液体肥料制造系统部300，用于对在上述预处理系统部200中准备的液体肥料原料进行肥料化；堆肥化加工部400，用于对在上述各系统部中产生的淤渣进行捕集来进行堆肥化处理；产品包装装置500，用于对在上述液体肥料制造系统部300中加工的液体肥料进行填充及包装；以及控制盘600，用于控制全部系统，上述净化处理系统部100包括：原水槽110，包括水中搅拌器112、淤渣收集部114、淤渣移送泵116及原水移送泵117，上述水中搅拌器112用于均质混合家畜粪尿和天然凝集剂，上述淤渣收集部114用于收集通过水中搅拌器112混合良好而实现淤渣化的家畜粪尿，上述淤渣移送泵116用于移送上述淤渣，上述原水移送泵117用于移送上述淤渣之外的原水；天然凝集剂自动投入装置120，用于向上述原水槽110投入天然凝集剂；固液分离器130，用于将通过上述原水槽110的淤渣移送泵116移送的淤渣固液分离成脱水饼和脱水余液；混合曝气槽140，多个混合曝气槽140连续设置，用于盛装借助于固液分离器130分离的脱水余液和从原水槽供给的原水并通过供给土壤微生物来进行曝气，上述混合曝气槽140包括土壤微生物自动供给装置141、综合计测器142、消泡水循环泵143、多个消泡水喷嘴144、多个微泡产生装置145、供氧装置148、温度计测器146及泡沫检测传感器147，上述多个消泡水喷嘴144用于喷洒借助于上述消泡水循环泵143循环的消泡水，上述多个微泡产生装置145用于产生供氧所需的微泡，上述供氧装置148用于向上述微泡产生装置145供氧，上述温度计测器146用于测定曝气槽的温度，上述泡沫检测传感器147用于检测是否产生泡沫；以及第一沉淀槽150，包括减速器152及淤渣送还泵154，上述减速器152用于投入在上述混合曝气槽140中实现了土壤微生物和脱水余液的混合曝气的曝气液并使固体物沉淀来分离余液和淤渣，上述预处理系统部200包括：第一曝气槽210及第二曝气槽220，上述第一曝气槽210及第二曝气槽220连续配置，包括微生物培养装置211、水中生物反应器212(Bioreactor)、溶解氧(DO；Dissolved oxygen)计测器213、消泡水循环泵214、多个消泡水喷嘴215、多个膜棒型扩气装置216、送风机217(Blower)及泡沫检测传感器219，上述微生物培养装置211设置于外部，通过培养微生物来进行供给，上述水中生物反应器212用于培养水中微生物，上述多个消泡水喷嘴215喷洒借助于上述消泡水循环泵214循环的消泡水，上述多个膜棒型扩气装置216用于产生供氧所需的微泡，上述送风机217用于向上述多个膜棒型扩气装置216供氧；第三曝气槽230，与上述第二曝气槽220连续配置，包括微生物培养装置231、水中生物反应器232、溶解氧计测器233、消泡水循环泵234、多个消泡水喷嘴235、多个膜棒型扩气装置236、送风机237、泡沫检测传感器239及悬浮固体物(MLSS)测定器510，上述微生物培养装置231设置于外部，通过培养微生物来进行供给，上述水中生物反应器232用于培养水中微生物，上述多个消泡水喷嘴235喷洒借助于上述消泡水循环泵234循环的消泡水，上述多个膜棒型扩气装置236用于产生供氧所需的微泡，上述送风机237用于向上述多个膜棒型扩气装置236供氧；第一调整槽240，与上述第三曝气槽230连续配置，包括微生物培养装置241、水中生物反应器242、溶解氧计测器243、消泡水循环泵244、多个消泡水喷嘴245、多个膜棒型扩气装置246、送风机247、泡沫检测传感器248，上述微生物培养装置241设置于外部，通过培养微生物来进行供给，上述水中生物反应器242用于培养水中微生物，上述多个消泡水喷嘴245喷洒借助于上述消泡水循环泵244循环的消泡水，上述多个膜棒型扩气装置246用于产生供氧所需的微泡，上述送风机247用于向上述多个膜棒型扩气装置246供氧；以及第二沉淀槽250，包括减速器251及淤渣送还泵252，用于通过移送在上述第一调整槽240中进行调整的曝气液来沉淀出淤渣，上述液体肥料制造系统部300包括：第一储存槽310，作为储存从上述第二沉淀槽250移送的预处理余液的地方，包括微生物培养装置311、水中生物反应器312、溶解氧计测器313、消泡水循环泵314、多个消泡水喷嘴315、多个膜棒型扩气装置316、送风机317及泡沫检测传感器319，上述微生物培养装置311用于培养微生物，上述水中生物反应器312用于培养水中微生物，上述消泡水循环泵314用于使消泡水循环，上述多个消泡水喷嘴315与上述消泡水循环泵314相连接，用于喷洒消泡水，上述多个膜棒型扩气装置316用于通过产生微泡来供氧，上述送风机317用于向上述多个膜棒型扩气装置316供氧；第二调整槽320，用于对从上述第一储存槽310移送的储存液进行第二次调整，包括微生物培养装置321、水中生物反应器322、溶解氧计测器323、消泡水循环泵324、多个消泡水喷嘴325、多个膜棒型扩气装置326、送风机327及泡沫检测传感器329，上述微生物培养装置321用于培养微生物，上述消泡水循环泵324用于使消泡水循环，上述多个消泡水喷嘴325与上述消泡水循环泵324相连接，用于喷洒消泡水，上述多个膜棒型扩气装置326用于产生供氧所需的微泡，上述送风机327用于向上述多个膜棒型扩气装置326供氧；第一混合槽330及第二混合槽340，上述第一混合槽330及第二混合槽340连续配置，并与上述第二调整槽320连续配置，包括外部微生物培养装置331、水中生物反应器332、溶解氧计测器333、消泡水循环泵334、消泡水喷嘴335、膜棒型扩气装置336及送风机337，上述消泡水喷嘴335与上述消泡水循环泵334相连接，上述送风机337用于向上述膜棒型扩气装置336供氧；稳定槽350，与上述第二混合槽340连续配置，包括外部微生物培养装置351、水中生物反应器352、溶解氧计测器353、消泡水循环泵354、多个消泡水喷嘴355、多个膜棒型扩气装置356、送风机357及悬浮固体物计测器359，上述多个消泡水喷嘴355与上述消泡水循环泵354相连接，用于喷洒消泡水，上述送风机357用于向上述多个膜棒型扩气装置356供氧；第四曝气槽360及第五曝气槽370，上述第四曝气槽360及第五曝气槽370连续配置，并与上述稳定槽350连续配置，包括外部微生物培养装置361、水中生物反应器362、溶解氧计测器363、消泡水循环泵364、多个消泡水喷嘴365、多个膜棒型扩气装置366、送风机367及泡沫检测传感器368，上述多个消泡水喷嘴365与上述消泡水循环泵364相连接，用于喷洒消泡水，上述送风机367用于向上述多个膜棒型扩气装置366供氧；第三沉淀槽380，与上述第五曝气槽370连续配置，包括减速器381及淤渣送还泵382；熟成槽390，用于对从上述第三沉淀槽380供给的余液进行熟成，包括外部微生物培养装置391、水中生物反应器392、溶解氧计测器393、消泡水循环泵394、多个消泡水喷嘴395、多个膜棒型扩气装置396、送风机397及泡沫检测传感器399，上述多个消泡水喷嘴395与上述消泡水循环泵394相连接，用于喷洒消泡水，上述送风机397用于向上述多个膜棒型扩气装置396供氧；以及第二储存槽610，与上述熟成槽390连续配置，包括外部微生物培养装置611、水中生物反应器612、溶解氧计测器613、消泡水循环泵614、多个消泡水喷嘴615、多个膜棒型扩气装置616、送风机617及泡沫检测传感器619，上述多个消泡水喷嘴615与上述消泡水循环泵614相连接，上述送风机617用于向上述多个膜棒型扩气装置616供氧，上述堆肥化加工部400包括：淤渣贮存槽410，包括淤渣移送泵411、扩气装置412、送风机413，上述送风机413用于向上述扩气装置412供氧，上述淤渣贮存槽410用于对从上述原水槽110、第一沉淀槽150、第二沉淀槽250及第三沉淀槽380分离排出的淤渣进行捕集；固液分离器420，通过离心分离来对补集到上述淤渣贮存槽410的淤渣进行脱水；以及堆肥加工装置430，通过对从上述固液分离器420分离而供给的脱水物进行干燥来实现固化。
在此，本发明的特征在于，上述气泡产生装置145为微泡产生装置。
在此，本发明的特征在于，上述净化处理系统部100由多个系统构成。
此外，本发明提供一种家畜粪尿的液体肥料化加工方法，上述家畜粪尿的液体肥料化加工方法包括：原水净化步骤(a)，对家畜粪尿原水的各种有害物质进行净化；预处理步骤(b)，在向在上述原水净化步骤中得到净化的原水投入有益微生物后，通过进行规定时间的微生物处理，来准备液体肥料加工原料；液体肥料制造步骤(c)，通过对在上述预处理步骤中得到的液体肥料加工原料进行加工来制造液体肥料；以及填充及包装步骤(d)，对在上述液体肥料制造步骤中制造的液体肥料进行填充及包装。
在此，本发明的特征在于，上述原水净化步骤(a)包括：通过移送家畜粪尿原水来向原水槽进行投入的步骤；通过向上述原水槽投入天然凝集剂来使杂质凝集而实现淤渣化的步骤；通过向固液分离器投入上述原水槽的淤渣来进行脱水的脱水步骤；通过向混合曝气槽投入在上述脱水步骤中脱水的脱水余液和原水槽的家畜粪尿原水并投入土壤微生物来进行曝气的步骤；以及通过向沉淀槽移送经过上述曝气而得的曝气液来进行3～24小时的第一次沉淀的步骤。
在此，本发明的特征在于，上述预处理步骤(b)包括：微生物处理步骤，向曝气槽投入在上述原水净化步骤(a)中得到的净化液并供给有益微生物来进行培养及处理；调整步骤，向调整槽投入经上述有益微生物处理的曝气液来进行24±2小时的调整；第二次沉淀步骤，向沉淀槽投入完成调整的上述曝气液来进行3～24小时的第二次沉淀。
在此，本发明的特征在于，上述液体肥料制造步骤(c)包括：在向储存槽移送在上述预处理步骤(b)中进行沉淀后得到的余液来进行24±2小时的第一次储存后向调整槽进行移送来进行24±2小时的第二次调整的步骤；在连续配置的混合槽对完成上述第二次调整的余液进行1～2天的混合来培养微生物的步骤；向稳定槽投入在上述混合槽进行混合而成的混合液来进行24±2小时的稳定的步骤；在上述稳定槽进行稳定后向连续配置的曝气槽进行移送来进行第二次曝气的步骤；在完成上述第二次曝气之后向沉淀槽进行移送并经过3～24小时的沉淀来分离余液和淤渣，向熟成槽移送上述余液并进行24±2小时的熟成来实现液体肥料化的步骤；以及向储存槽投入完成上述熟成的液体肥料来进行存储的步骤。
在此，本发明的特征在于，上述天然凝集剂为相对于天然凝集剂总量包含0.1～0.3重量份的五氧化二磷(P2O5)、0.1～0.5重量份的氧化钾(K2O)、20～40重量份的氧化钙(CaO)、0.5～3重量份的氧化镁(MgO)、30～55重量份的二氧化硅(SiO2)的粉末状的无机类凝集剂，每100g的上述无机类凝集剂含有0.001～0.005％的总氮(T-N)，投入量为对每1L的原水投入0.1～5g的粉末状天然凝集剂，或在1000L的水中均匀地混合5～250kg的上述粉末状的无机类凝集剂来制备pH8.2～8.5的水溶液状态的天然凝集剂混合液之后，以对每1L的原水投入15～20ml的上述天然凝集剂混合液的方式进行供给。
在此，本发明的特征在于，上述土壤微生物包括芽孢杆菌属(Bacillus属)、梭菌属(Clostridium属)、固氮菌属(Azotobacter属)、木霉属(Trichoderma属)、假单胞菌属(Pseudomonas属)、链霉菌属(Streptomyces属)、光合细菌属(photosynthetic bacteria属)。
其中，本发明的特征在于，上述土壤微生物以30～300kg/吨(ton)的量向原水供给。
(发明的效果)
根据本发明提供的家畜粪尿的液体肥料化设备系统由净化系统、调整系统、液体肥料加工系统等3种系统构成，具有可执行可使含有大量生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、悬浮物含量(SS)、抗生物质、重金属的家畜粪尿原水达到作为液体肥料的合适水准的液体肥料制造工序的优点。
此外，利用本发明所提供的家畜粪尿的液体肥料化设备系统来执行的家畜粪尿的液体肥料化加工方法可显著减少家畜粪尿的原水所含有的生化需氧量、化学需氧量、悬浮物含量、抗生物质、重金属，可提供包含有助于农作物生长的各种肥料成分的液体肥料，来达到可用作肥料的效果。
附图说明
图1为根据本发明的家畜粪尿的液体肥料化设备系统的简图。
图2为示出根据本发明一个实施例的净化处理系统部的图。
图3为示出根据本发明一个实施例的预处理系统部的图。
图4为示出根据本发明一个实施例的液体肥料制造系统部的图。
图5为示出根据本发明一个实施例的堆肥化加工部的图。
图6为示出本发明的另一实施方式的设备系统的简图。
图7至图9为用于说明本发明的另一实施方式的设备系统的简图。
(附图标记的说明)
100：净化处理系统部；200：预处理系统部；300：液体肥料制造系统部；
400：堆肥化加工部；500：产品包装装置；600：控制盘
具体实施方式
以下，参照附图对本发明进行详细说明。
本发明涉及通过对猪、牛等家畜的粪尿进行处理来生产有机肥料的家畜粪尿的液体肥料化设备系统及利用其的家畜粪尿的液体肥料化加工方法，通过参照附图对本发明的优选实施方式进行说明，则，图1为本发明的家畜粪尿的液体肥料化设备系统的简图，本发明的家畜粪尿的液体肥料化设备系统的特征在于，包括：净化处理系统部100，用于对所捕集的家畜粪尿的有害物质进行净化；预处理系统部200，用于向在上述净化处理系统部100中经过第一次净化处理的家畜粪尿投入有益微生物来准备液体肥料原料；液体肥料制造系统部300，用于对在上述预处理系统部200中准备的液体肥料原料进行肥料化；堆肥化加工部400，用于对在上述各系统部中产生的淤渣(sludge)进行捕集来进行堆肥化处理；产品包装装置500，用于对在上述液体肥料制造系统部300中加工的液体肥料进行填充及包装；以及控制盘600，用于控制全部系统。
上述净化处理系统部100用于减少所供给的家畜粪尿原水中残留的各种有机物且降低悬浮物含量(SS)、生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)的数值并将氮、磷、重金属及有害物质分解而向空气中排出。
上述预处理系统部200以可将在上述净化处理系统部100中经过净化处理的原水加工成液体肥料的方式来减少有可能残留的有害物质，并第二次降低悬浮物含量、生化需氧量、化学需氧量的数值而进行调整。
由上述预处理系统部200调整并准备的液体肥料原料可由上述液体肥料制造系统部300进行最终有益微生物处理，从而被加工成液体肥料。
如图2所示，本发明的特征在于，上述净化处理系统部100包括：原水槽110，包括水中搅拌器112、淤渣收集部114、淤渣移送泵116及原水移送泵117，上述水中搅拌器112用于均质混合家畜粪尿和天然凝集剂，上述淤渣收集部114用于收集由水中搅拌器112混合良好而借助于天然凝集剂实现淤渣化的家畜粪尿，上述淤渣移送泵116用于移送上述淤渣，上述原水移送泵117用于移送上述淤渣之外的原水；天然凝集剂自动投入装置120，用于向上述原水槽110投入天然凝集剂；固液分离器130，用于将由上述原水槽110的淤渣移送泵116移送的淤渣固液分离成脱水饼和脱水余液；混合曝气槽140，多个混合曝气槽140连续设置，用于通过向借助于固液分离器130分离的脱水余液供给土壤微生物来进行曝气，上述混合曝气槽140包括土壤微生物自动供给装置141、综合计测器142、消泡水循环泵143、多个消泡水喷嘴144、微泡产生装置145、供氧装置148、温度计测器146及泡沫检测传感器147，上述多个消泡水喷嘴144用于喷洒借助于上述消泡水循环泵143循环的消泡水，上述微泡产生装置145用于产生供氧所需的气泡，上述供氧装置148用于向上述微泡产生装置145供氧，上述温度计测器146用于测定曝气槽的温度，上述泡沫检测传感器147用于检测是否产生泡沫；以及第一沉淀槽150，包括减速器152及淤渣送还泵154，上述减速器152用于通过投入在上述混合曝气槽140中经土壤微生物和脱水余液的混合曝气而成的曝气液并使固体物沉淀来分离余液和淤渣。
此时，上述固液分离器130可以是作为高速离心分离器的离心机(Decanter)。
此时，上述供氧装置148作为向微泡产生装置145供氧的装置，可以是送风机或泵。
此时，优选地，上述混合曝气槽140连续配置多个，更优选地，为了借助于所投入的土壤微生物来减少从上述原水槽供给的脱水余液和原水的悬浮物含量、生化需氧量、化学需氧量的数值并将氮、磷、重金属及其他有害物质充分分解而向空气中排出，连续配置4个混合曝气槽140并运行。
此时，上述微泡产生装置145设置于混合曝气槽140的底部，直到每个角落为止产生微纳米气泡，提供溶解氧(DO)上升、混合曝气槽(tank)内达到均匀化、微纳米气泡长时间停留效果等，从而具有通过防止混合曝气槽的厌气化来减少恶臭的效果。
由上述微泡产生装置产生的微纳米气泡借助于气泡压坏(压缩破碎)作用来一并促进有机物分解，具有显著减少悬浮物含量、生化需氧量、化学需氧量的效果。尤其，借助于气泡压坏来大为降低悬浮物含量、生化需氧量的数值。
此外，微纳米气泡向空气中排出氮、磷，通过分解重金属及有害物质来向空气中排放。此外，基于微纳米气泡的长时间停留效果等来使氧被离子化，由此加强对好气性微生物、通性厌气性微生物的供氧，促进培养，使处理能力达到稳定，可期待改善原水处理状态、减少淤泥产生量等优点。
如图7所示，根据本发明，上述第一沉淀槽150还可包括：送还泵155，用于将与淤渣分离的净化液送还至上述混合曝气槽140；以及内部送还线156，通过与上述送还泵155和上述混合曝气槽140相连接而送还净化液。
如图3所示，本发明的特征在于，上述预处理系统部200包括：第一曝气槽210及第二曝气槽220，上述第一曝气槽210及第二曝气槽220连续配置，包括微生物培养装置211、水中生物反应器212、溶解氧(DO：Dissolved oxygen)计测器213、消泡水循环泵214、多个消泡水喷嘴215、膜棒型扩气装置216、送风机217、水中生物反应器218及泡沫检测传感器219，上述微生物培养装置211设置于外部，通过培养微生物来进行供给，上述水中生物反应器212用于培养水中微生物，上述多个消泡水喷嘴215喷洒借助于上述消泡水循环泵214循环的消泡水，上述膜棒型扩气装置216用于产生供氧所需的气泡，上述送风机217用于向上述膜棒型扩气装置216供氧；第三曝气槽230，与上述第二曝气槽220连续配置，包括微生物培养装置231、水中微生物培养装置232、溶解氧计测器233、消泡水循环泵234、多个消泡水喷嘴235、多个膜棒型扩气装置236、送风机237、泡沫检测传感器239及悬浮固体物(MLSS)测定器510，上述微生物培养装置231设置于外部，通过培养微生物来进行供给，上述多个消泡水喷嘴235喷洒借助于上述消泡水循环泵234循环的消泡水，上述多个膜棒型扩气装置236用于产生供氧所需的气泡，上述送风机237用于向上述多个膜棒型扩气装置236供氧；第一调整槽240，与上述第三曝气槽230连续配置，包括微生物培养装置241、水中生物反应器242、溶解氧计测器243、消泡水循环泵244、多个消泡水喷嘴245、多个膜棒型扩气装置246、送风机247、泡沫检测传感器248，上述微生物培养装置241设置于外部，通过培养微生物来进行供给，上述水中生物反应器242用于培养水中微生物，上述多个消泡水喷嘴245喷洒借助于上述消泡水循环泵244循环的消泡水，上述多个膜棒型扩气装置246用于产生供氧所需的气泡，上述送风机247用于向上述多个膜棒型扩气装置246供氧；以及第二沉淀槽250，包括减速器251及淤渣送还泵252，用于通过移送在上述第一调整槽240中调整的曝气液来沉淀出淤渣。
如图8所示，根据本发明，上述第二沉淀槽250还可包括：送还泵255，用于将与淤渣分离的预处理液送还至上述第一曝气槽210；以及内部送还线256，通过与上述送还泵255和上述第一曝气槽210相连接来运送而送还预处理液。
如图4所示，本发明的特征在于，上述液体肥料制造系统部300包括：第一储存槽310，作为储存从上述第二沉淀槽250移送的预处理余液的地方，包括微生物培养装置311、水中生物反应器312、溶解氧计测器313、消泡水循环泵314、多个消泡水喷嘴315、多个膜棒型扩气装置316、送风机317及泡沫检测传感器319，上述微生物培养装置311用于培养微生物，上述水中生物反应器312用于培养水中微生物，上述消泡水循环泵314用于使消泡水循环，上述多个消泡水喷嘴315与上述消泡水循环泵314相连接，用于喷洒消泡水，上述多个膜棒型扩气装置316用于通过产生气泡来供氧，上述送风机317用于向上述多个膜棒型扩气装置316供氧；第二调整槽320，用于对从上述第一储存槽310移送的储存液进行第二次调整，包括微生物培养装置321、水中生物反应器322、溶解氧计测器323、消泡水循环泵324、多个消泡水喷嘴325、多个膜棒型扩气装置326、送风机327及泡沫检测传感器329，上述微生物培养装置321用于培养微生物，上述消泡水循环泵324用于使消泡水循环，上述多个消泡水喷嘴325与上述消泡水循环泵324相连接，用于喷洒消泡水，上述多个膜棒型扩气装置326通过产生气泡来供氧，上述送风机327用于向上述多个膜棒型扩气装置326供氧；第一混合槽330及第二混合槽340，上述第一混合槽330及第二混合槽340连续配置，并与上述第二调整槽320连续配置，包括外部微生物培养装置331、水中生物反应器332、溶解氧计测器333、消泡水循环泵334、消泡水喷嘴335、多个膜棒型扩气装置336及送风机337，上述水中生物反应器332用于培养水中微生物，上述消泡水喷嘴335与上述消泡水循环泵334相连接，上述送风机337用于向上述多个膜棒型扩气装置336供氧；稳定槽350，与上述第二混合槽340连续配置，包括外部微生物培养装置351、水中生物反应器352、溶解氧计测器353、消泡水循环泵354、多个消泡水喷嘴355、多个膜棒型扩气装置356、送风机357及悬浮固体物(MLSS)计测器359，上述水中生物反应器352用于培养水中微生物，上述多个消泡水喷嘴355与上述消泡水循环泵354相连接，用于喷洒消泡水，上述送风机357用于向上述多个膜棒型扩气装置356供氧；第四曝气槽360及第五曝气槽370，上述第四曝气槽360及第五曝气槽370连续配置，并与上述稳定槽350连续配置，包括外部微生物培养装置361、水中生物反应器362、溶解氧计测器363、消泡水循环泵364、多个消泡水喷嘴365、多个膜棒型扩气装置366、送风机367及泡沫检测传感器369，上述水中生物反应器362用于培养水中微生物，上述多个消泡水喷嘴365与上述消泡水循环泵364相连接，用于喷洒消泡水，上述送风机367用于向上述多个膜棒型扩气装置366供氧；第三沉淀槽380，与上述第五曝气槽370连续配置，包括减速器381及淤渣送还泵382；熟成槽390，用于对从上述第三沉淀槽380供给的余液进行熟成，包括外部微生物培养装置391、水中生物反应器392、溶解氧计测器393、消泡水循环泵394、多个消泡水喷嘴395、多个膜棒型扩气装置396、送风机397、水中生物反应器398及泡沫检测传感器399，上述多个消泡水喷嘴395与上述消泡水循环泵394相连接，用于喷洒消泡水，上述送风机397用于向上述多个膜棒型扩气装置396供氧；以及第二储存槽610，与上述熟成槽390连续配置，包括外部微生物培养装置611、水中微生物培养装置612、溶解氧计测器613、消泡水循环泵614、多个消泡水喷嘴615、多个膜棒型扩气装置616、送风机617、水中生物反应器618及泡沫检测传感器619，上述多个消泡水喷嘴615与上述消泡水循环泵614相连接，上述送风机617用于向上述多个膜棒型扩气装置616供氧。
上述堆肥化加工部400包括：淤渣贮存槽410，包括淤渣移送泵411、多个膜棒型扩气装置412、送风机413，上述送风机413用于向上述多个膜棒型扩气装置412供氧，上述淤渣贮存槽410用于对从上述原水槽110、第一沉淀槽150、第二沉淀槽250及第三沉淀槽380分离排出的淤渣进行捕集；固液分离器420，通过离心分离来对捕集到上述淤渣贮存槽410的淤渣进行脱水；以及堆肥加工装置430，通过对从上述固液分离器420分离而供给的脱水饼进行干燥来实现固化。
此时，上述堆肥加工装置430由干燥室431和堆肥室432构成。
如图9所示，根据本发明，上述第三沉淀槽380还可包括：送还泵385，用于将与淤渣分离的预处理液送还至上述第一储存槽310；以及内部送还线386，通过与上述送还泵385和上述第一储存槽310相连接来运送而送还沉淀后得到的原水。
根据本发明，用于向上述微泡产生装置供氧的供氧装置可以是送风机或泵。
如图6所示，根据本发明，上述净化处理系统部100可由多个系统构成。
作为构成如上所述的本发明的一个结构要素的固液分离器可以是作为高速离心分离器的离心机(decanter)。
此外，作为本发明的系统的一结构要素的送风机可选自罗茨鼓风机或涡轮式鼓风机中的一种。
如上所述，本发明可提供可利用家畜粪尿生产加工出高品质液体肥料的家畜粪尿的液体肥料化设备系统。
此外，本发明可提供利用上述家畜粪尿的液体肥料化设备系统的家畜粪尿的液体肥料化加工方法，参照图1至图5来对此进行说明。
本发明的家畜粪尿的液体肥料化加工方法包括：原水净化步骤(a)，对从畜舍或猪舍等分离移送的家畜粪尿原水的各种有害物质进行净化；预处理步骤(b)，向在上述原水净化步骤中得到净化的原水投入有益微生物后，通过进行规定时间的微生物处理，来准备液体肥料加工原料；液体肥料制造步骤(c)，通过对在上述预处理步骤中得到的液体肥料加工原料进行加工来制造液体肥料；以及填充及包装步骤(d)，对在上述液体肥料制造步骤中制造的液体肥料进行填充及包装。
本发明的特征在于，在图2中的预处理系统部100执行的上述原水净化步骤(a)包括：将家畜粪尿原水移送而投入于原水槽110的步骤；通过向上述原水槽110投入天然凝集剂来使杂质凝集并实现淤渣化的步骤；通过向固液分离器130投入上述原水槽110的淤渣10来进行脱水的脱水步骤；通过向混合曝气槽投入在上述脱水步骤中脱水的脱水余液和原水槽的家畜粪尿原水30并投入土壤微生物来进行曝气的步骤；以及通过向沉淀槽移送经过上述曝气而得的曝气液20来进行3～24小时的第一次沉淀的步骤。
此时，在淤渣化步骤中，在投入上述天然凝集剂之后，利用如图2所示的水中搅拌器112来进行1～24小时的充分的混合，使天然凝集剂与包含在原水的杂质相结合来沉淀。此时，与天然凝集剂相结合的杂质将在利用水中搅拌器进行混合的过程中下沉至淤渣收集部114。
优选地，上述天然凝集剂为由无机类矿物质组成的无机类天然凝集剂，本发明的特征在于，上述天然凝集剂为相对于天然凝集剂总量包含0.1～0.3重量份的五氧化二磷(P2O5)、0.1～0.5重量份的氧化钾(K2O)、20～40重量份的氧化钙(CaO)、0.5～3重量份的氧化镁(MgO)、30～55重量份的二氧化硅(SiO2)的粉末状的无机类凝集剂，每100g的上述无机类凝集剂含有0.001～0.005％的总氮(T-N)，如图2所示，通过天然凝集剂自动投入装置120供给上述天然凝集剂。优选地，对每1L的原水投入0.1g～5g的粉末状的上述天然凝集剂。此时，若上述天然凝集剂的投入量小于0.1g，则无法很好地使残留在原水的有机状态的杂质形成淤渣，存在杂质持续在后续的加工步骤中残留的缺点，若上述天然凝集剂的投入量大于5g，则虽然使杂质很好地沉淀，但存在所生成的淤渣包含大量不与杂质相结合的残留天然凝集剂的问题。
根据本发明，可通过将上述天然凝集剂准备成水溶液状态来进行投入。优选地，通过向1000L的水投入5～250kg的粉末状的上述无机类天然凝集剂并均匀地混合来形成混合液状态的以pH 8.2～8.5来呈弱碱性的水溶液状态的天然凝集剂。优选地，在通过制造上述混合液的方式来使用天然凝集剂的情况下，以对每1L的原水投入15～20ml的天然凝集剂的方式进行供给。
此时，若投入量小于15ml，则无机类天然凝集剂的含量将小于0.1g，因而，无法很好地使残留在原水的有机状态的杂质形成淤渣，存在杂质持续在后续的加工步骤中残留的缺点，若投入量大于20ml，则无机类天然凝集剂的含量将大于5g，因而，虽然使杂质很好地沉淀，但存在所生成的淤渣包含大量不与杂质相结合的残留天然凝集剂的问题。
通过原水移送泵向混合曝气槽140移送在上述原水槽110中分离的原水40，通过淤渣移送泵116向固液分离器130移送所沉淀的淤渣10并通过进行离心分离来固液分离成脱水饼和脱水余液，向混合曝气槽140移送所分离的脱水余液。此时，向形成如图5所示的本发明的堆肥化加工部400的淤渣贮存槽410移送所产生的上述脱水饼。
虽然未图示，上述原水移送泵通常在向其他容器移送原水时使用，由于是普通技术人员能够轻松理解的结构，因而未图示，即便如此，设置有可移送原水的泵这一事实是明确无误的。此时，上述原水移送泵的结合状态、结合位置等的结合情况并不受特别限制，可具有通常使用的结合方法或结构。
根据本发明，将进行曝气步骤，即，向投入到上述混合曝气槽140的原水和脱水余液供给土壤微生物来进行88～120小时的曝气。在上述曝气步骤中，借助于土壤微生物和通过微泡产生装置145产生的微泡来降低存在于原水40的悬浮物含量、生化需氧量、化学需氧量的数值，并分解重金属及有机物。此时，通过上述土壤微生物的有机物分解作用和基于微泡的微纳米气泡压坏作用来促进重金属及有机物的分解，并将大为降低悬浮物含量、生化需氧量、化学需氧量的数值。
上述土壤微生物为具有土壤改良、促进有机物分解、促进养分和水分吸收、防治病虫害效果的土壤微生物，代表性地，具有土壤改良效果的土壤微生物为芽孢杆菌属、梭菌属、木霉属、固氮菌属、根瘤菌属，具有促进有机物分解效果的土壤微生物为链霉菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属、梭菌属，具有促进养分和水分吸收效果的土壤微生物为VA菌根菌、固氮菌属、芽孢杆菌属、根瘤菌属、木霉属、念珠菌属、固氮螺菌属，具有防治病虫害效果的土壤微生物为假单胞菌属、芽孢杆菌属、粘帚霉属、木霉属、链霉菌属、黄单胞菌属(xanthomonas)、固氮菌属等。
根据本发明，优选地，通过如图2所示的土壤微生物自动投入装置141来投入上述土壤微生物。优选地，上述土壤微生物使用混合芽孢杆菌属(Bacillus属)微生物、梭菌属(Clostridium属)微生物、固氮菌属(Azotobacter属)微生物、木霉属(Trichoderma属)微生物、假单胞菌属(Pseudomonas属)微生物、链霉菌属(Streptomyces属)微生物、光合细菌属(photosynthetic bacteria属)微生物而成的复合土壤微生物制剂。
此时，上述土壤微生物的供给量根据混合曝气槽的原水量而不同，优选地，相对于原水量，土壤微生物的供给量达到30～300kg/吨(ton)。此时，若上述土壤微生物的供给量小于30kg，则无法很好地实现有机物的分解，有可能存在悬浮物含量、生化需氧量、化学需氧量的数值不下降的问题，若大于300kg，则因土壤微生物分解有害物质的量变多，导致生成大量的杂质的淤渣，需使槽(tank)的大小变大、增加设置槽(tank)数量，存在产生装备费用及设备费用方面的费用过多的问题，此外，由于需增大堆肥化加工部设施，因而有可能存在设施的运行费用过多的问题。
此时，上述土壤微生物可以为已培养状态的微生物在固体培养基中培养而以粉末状混合的复合微生物制剂的形态，或者可通过准备成向净化水、蒸馏水等混合规定量的粉末状的上述复合微生物制剂而成的微生物制剂来使用。
根据本发明，优选地，在上述混合曝气槽140进行曝气的曝气步骤由多个步骤形成，更为优选地，如图2所示，设置4个混合曝气槽140，在各个混合曝气槽140阶段性地进行24±2小时的充分的曝气，来促进重金属及有机物的分解，降低悬浮物含量、生化需氧量、化学需氧量的数值。
此时，虽然未额外图示在各个混合曝气槽曝气的曝气液，但通过设置用于移送上述曝气液的移送泵来进行移送。
将在上述混合曝气槽完成了曝气步骤的曝气液50向第一沉淀槽150移送，来进行3～24小时的沉淀，从而分离成净化液和淤渣。此时，沉淀由构成上述第一沉淀槽150的减速器152缓慢进行，沉淀出的淤渣用淤渣送还泵154被送还到如图5所示的堆肥化加工部400的淤渣贮存槽410。
另一方面，当在上述混合曝气槽140进行曝气时，借助于通过微泡产生装置145产生的微泡来产生气泡，气泡将上升到水面，上升的气泡由泡沫检测传感器147进行检测，根据泡沫检测传感器147的检测信号来启动消泡水循环泵143，从而使消泡水循环并向消泡水喷嘴144供给。所供给的消泡水通过上述消泡水喷嘴喷洒，从而防止气泡过多，并使气泡恢复到液体状态。
此时，通过向如图3所示的预处理系统部200移送分离而得的净化液来进行预处理步骤。
本发明的特征在于，上述预处理步骤(b)包括：微生物处理步骤，向曝气槽投入在上述原水净化步骤(a)中得到的净化液并以66～78个小时供给有益微生物而进行培养来处理；调整步骤，向调整槽投入经上述有益微生物处理的曝气液来进行24±2小时的调整；以及第二次沉淀步骤，向沉淀槽投入完成调整的上述曝气液来进行3～24小时的第二次沉淀。
此时，上述微生物处理步骤总共分为3个步骤。更详细地，如图3所示，在向第一曝气槽210移送上述净化液之后，通过向上述净化液供给微生物来以24±2个小时进行微生物处理，从而进行第一次曝气。此时，上述微生物为通过水中生物反应器212在水中进行培养的微生物和通过外部微生物培养装置211进行培养的微生物。
此时，通过上述水中生物反应器212培养的微生物通过投入包含芽孢杆菌(Bacillus)属微生物、梭菌(Clostridium)属微生物、固氮菌(Azotobacter)属微生物、木霉(Trichoderma)属微生物、链霉菌(Streptomyces)属微生物的益生菌来进行培养，通过上述外部微生物培养装置211培养的微生物通过投入包含芽孢杆菌属微生物、梭菌属微生物、固氮菌属微生物、木霉属微生物、假单胞菌(Pseudomonas)属微生物、链霉菌属微生物、光合细菌(photosynthetic bacteria)属微生物的益生菌来进行培养并供给。
优选地，为了提高净化效果并使因微生物的有害物质的分解作用而产生的淤渣的量最小化，以使净化液72的每1L的活菌数达到103～108CFU的方式供给通过上述水中生物反应器212和微生物培养装置211供给的微生物为好。为了提高所供给的微生物的分解作用，通过形成有微细气孔的膜棒型扩气装置216来产生微泡来供氧，从而进行第一次曝气。此时，对于在曝气步骤中产生的气泡而言，通过泡沫检测传感器219来根据检测信号启动消泡水循环泵214，并通过消泡水喷嘴215供给并喷洒消泡水，从而使所产生的气泡液化。此时，所使用的上述消泡水通过使槽内的净化液循环来使用。
向第二曝气槽220移送经过上述第一次曝气的曝气液来进行24±2小时的第二次曝气，向第三曝气槽230移送完成第二次曝气的曝气液70，来进行24±2小时的第三次曝气。此时，上述第二次曝气步骤和第三次曝气步骤通过与第一次曝气步骤相同的方法来进行曝气。
向第一调整槽240移送以如上所述的方式在曝气槽连续完成曝气的曝气液70，来进行24±2小时的调整步骤。此时，在调整步骤中，对存在于液体的有利于土壤改良及植物生长的微生物及各种营养素进行调整。上述微生物通过土壤微生物对家畜粪尿所含有的成分中的重金属和抗生物质进行净化，残留于家畜粪尿的矿物质成分和所投入的土壤微生物被投入到土壤来使酸性土壤形成中性，并净化土壤来实现土壤改良，为了使植物的根吸收矿物质成分，通过土壤中的微生物使有机物变为无机物来被吸收。因此，由于家畜粪尿的有益矿物质成分和土壤微生物通过外部微生物培养器和水中生物反应器持续被培养并使数量增多，因而在调整步骤中实现对存在于液体的有益于土壤改良及植物生长的微生物及各种营养素(矿物质)的调整。
在上述第一调整槽240进行调整的步骤中，以向第一调整槽240投入的曝气液70的每1L的活菌数量达到103～108CFU的方式供给在水中生物反应器242和外部微生物培养装置241培养的各种微生物，通过扩气装置246充分供给微生物繁殖所需的氧。此时，通过上述扩气装置246产生微泡，借助于上述微泡来充分供给微生物繁殖所需的氧。此时，将通过上述微泡产生气泡，所产生的气泡将上升到水面，此时，通过接收由泡沫检测传感器248检测到的信号来启动消泡水循环泵244，从而使消泡水循环并向消泡水喷嘴245供给循环的消泡水，所供给的消泡水通过上述消泡水喷嘴245喷洒。喷洒的目的为防止所产生的气泡溢出各个曝气槽及第一调整槽。
向第二沉淀槽250移送在上述第一调整槽240完成调整的调整液80来对在上述调整步骤中生成的固体物进行3～24小时的第二次沉淀。此时，沉淀通过设置于第二沉淀槽250的减速器251来缓慢进行，在完成沉淀之后，通过启动淤渣送还泵252向堆肥化加工部400的淤渣贮存槽410送还沉淀出的淤渣，向液体肥料制造系统部300的第一储存槽310移送去除了淤渣的液体来储存24±2小时。此时，所储存的调整液80将成为液体肥料制造用原料液。
本发明的特征在于，上述液体肥料制造步骤(c)包括：在向储存槽移送在上述预处理步骤(b)中进行沉淀后得到的原料液90来进行1～4天的第一次储存后向调整槽进行移送来进行24±2小时的第二次调整的步骤；在与调整槽连续配置的混合槽对完成上述第二次调整的调整液92进行22～52小时的混合来培养微生物的步骤；向稳定槽投入在上述混合槽进行混合而成的混合液来进行24±2小时的稳定的步骤；在上述稳定槽进行稳定后向与上述稳定槽连续配置的曝气槽进行移送来进行22～52小时的第二次曝气的步骤；在完成上述第二次曝气之后向沉淀槽进行移送并经过24±2小时的沉淀来分离成余液和淤渣，向熟成槽移送上述余液并进行24±2小时的熟成来实现液体肥料化的步骤；以及向储存槽投入完成上述熟成的液体肥料来进行存储的步骤。
参照图4更详细地进行说明，即，在进行调整的步骤中，在将在上述预处理步骤(b)中得到的原料液90储存于第一储存槽310达到24±2小时之后，通过移送泵92向第二调整槽320进行移送，来实施第二次调整。此时，在储存于上述第一储存槽310的过程中，也持续供给有益于土壤改良及植物生长的微生物。以所储存的原料液的每1L的活菌数量达到103～108CFU的方式供给上述微生物，使微生物持续繁殖。如上所述，向第二调整槽320移送所储存的原料液90，以使所移送的原料液90的每1L的活菌数量达到103～108CFU的方式进行供给。
在上述第二调整槽320进行的调整以使微生物活菌数量、各种矿物质含量、危害物质、pH适合土壤改良及植物生长的方式进行。
向第一混合槽330移送在上述第二调整槽320完成调整的调整液94并以24±2小时的时间内调整液94的每1L的活菌数量维持103～108CFU的方式进行供给，来进行第一次混合，在完成第一次混合之后，向第二混合器340移送，来以与第一次混合时的条件相同的条件进行第二次混合。
向稳定槽350移送完成上述第二次混合的混合液96，来进行24±2小时的稳定化步骤。此时，在稳定槽350进行稳定化步骤的过程中，确认适当微生物菌数、原水的抗生物质减少量、重金属减少量。
以使适当微生物菌数、残留在原水的抗生物质、重金属等的含量在上述稳定槽350中维持作为液体肥料的适当水平的方式得到稳定的混合液96在第四曝气槽360和第五曝气槽370连续进行曝气，此时，在第四曝气槽360进行曝气的时间为24±2小时，在第五曝气槽370进行曝气的时间为24±2小时。此时，对在稳定槽实现稳定的混合液重新进行多步骤的曝气步骤，来确保作为液体肥料的有益的适当微生物菌数，并持续减少抗生物质及重金属。
向第三沉淀槽380移送在上述第五曝气槽370完成曝气的曝气液98来进行3～24小时的沉淀步骤。此时，通过淤渣送还泵382向堆肥化加工部400的淤渣贮存槽410送还通过沉淀得到的淤渣，向熟成槽390投入沉淀液99来进行24±2小时的熟成。此时，通过在熟成步骤中设置的多重分析装置398(测定pH，测定微生物，有益肥料成分、重金属成分等的分析)测定各种数值。此时，在上述熟成槽进行熟成的过程中，持续测定微生物菌数，根据测定的结果来持续供给在水中生物反应器和外部微生物培养装置培养的微生物，来维持适当微生物菌数，并减少抗生物质及重金属的含量。在上述熟成槽390进行熟成之后，将得到最终液体肥料，向第二储存槽610移送完成熟成的液体肥料并储存，从而完成液体肥料的制造步骤。
在完成上述液体肥料的制造之后，向产品包装装置500供给储存于第二储存槽610的液体肥料来进行填充及包装，从而实现产品化。
根据本发明，就上述原水净化步骤(a)、预处理步骤(b)及液体肥料制造步骤(c)而言，通过在如图1所示的第一沉淀槽至第三沉淀槽中所设置的内部送还线来为了调解分别经处理的原水与微生物之间的混合或微生物的稳定及活性化，可选择性地送还到分别设置于各自系统的混合曝气槽、第一曝气槽及第一储存槽，来分别反复执行上述原水净化步骤(a)、预处理步骤(b)及液体肥料制造步骤(c)各自的处理步骤。
家畜粪尿的液体肥料化加工方法包括：原水净化步骤(a)，对从畜舍或猪舍等被分离移送的家畜粪尿原水的各种有害物质进行净化；预处理步骤(b)，在向在上述原水净化步骤中得到净化的原水投入有益微生物后，通过进行规定时间的微生物处理，来准备液体肥料加工原料；液体肥料制造步骤(c)，通过对在上述预处理步骤中得到的液体肥料加工原料进行加工来制造液体肥料；以及填充及包装步骤(d)，对在上述液体肥料制造步骤中制造的液体肥料进行填充及包装。
在本发明中使用的溶解氧计测器为溶解氧(DO；Dissolved oxygen)计测器，MLSS测定器为混合液悬浮固体物测定器。
在本发明中公开的借助于与各个槽相结合的各个消泡水循环泵循环的消泡水分别使用储存于相应槽的原水，为了便于说明，将上述原水称为曝气液、净化液、调整液等来进行说明，但这仅仅用于说明本发明，普通技术人员可通过变更为通用的术语来进行理解。
以下，通过利用本发明的上述家畜粪尿的液体肥料化设备系统来使家畜粪尿液实现体肥料化的实施例进行说明。但是，以下公开的实施例用于例示性地说明本发明，本发明并不受下述实施例的限制，只要是普通技术人员，则就可在不脱离在发明权利要求范围中所公开的权利要求的记载事项的范围内对本发明实施变形。
【实施例】
<准备原料>
1.家畜粪尿原水
选择位于韩国庆尚南道密阳市武安面德岩路39-14的绿色农场(猪养殖场)的猪粪尿(固体物通过现有堆肥公司处理，因此排除)。
2.天然凝集剂
作为包含0.1～0.3重量份的五氧化二磷(P2O5)、0.1～0.5重量份的氧化钾(K2O)、20～40重量份的氧化钙(CaO)、0.5～3重量份的氧化镁(MgO)、30～55重量份的二氧化硅(SiO2)的粉末状的无机类凝集剂，自制每100g的上述无机类凝集剂含有0.001～0.005％的总氮(T-N)的天然凝集剂。
3.土壤微生物
制造混合芽孢杆菌属微生物、梭菌属微生物、固氮菌属微生物、木霉属微生物、假单胞菌属微生物、链霉菌属微生物、光合细菌属微生物而成的土壤微生物制剂。
4.有益微生物
水中生物反应器培养用益生菌：包含芽孢杆菌属微生物、梭菌属微生物、固氮菌属微生物、木霉属微生物、链霉菌属微生物的复合益生菌。
外部微生物培养装置培养用益生菌：包含芽孢杆菌属微生物、梭菌属微生物、固氮菌属微生物、木霉属微生物、假单胞菌属微生物、链霉菌属微生物、光合细菌属微生物的复合益生菌。
<猪粪处理及液体肥料的制造>
猪粪处理及液体肥料的制造在图1至图6所示的本发明的家畜粪尿处理系统中依次进行处理。
1.原水处理步骤：向原水槽投入从绿色农场捕集的30吨的猪粪，将粉末状的天然凝集剂放入自动投入装置，以对每1L的原水投入0.1～5g的天然凝集剂的方式进行调整并恒定供给，通过1～24小时的充分的混合来使杂质沉淀。
在使杂质沉淀之后，向第一混合曝气槽移送原水，向离心机移送淤渣来进行离心分离后，向第一混合曝气槽移送所得到的脱水余液，向堆肥化加工部的淤渣贮存槽移送脱水饼。
2.净化处理步骤：向捕集到第一混合曝气槽的原水恒定供给相对于原水达到30～300㎏/吨(ton)的土壤微生物制剂，通过微泡产生装置产生微泡来向土壤微生物供氧，进行24±2小时的第一次曝气来通过土壤微生物的有机物分解作用和基于微泡的气泡压坏作用来促进重金属及有机物的分解。向第二混合曝气槽、第三混合曝气槽及第四混合曝气槽依次移送完成上述第一次曝气的曝气液，来分别以与第一混合曝气槽的条件相同的条件进行四次曝气。向第一沉淀槽移送完成上述曝气步骤的曝气液，来执行3～24小时的沉淀。通过淤渣送还泵向堆肥化加工部的淤渣贮存槽移送在上述第一沉淀槽沉淀的淤渣，来分离淤渣及净化液。
此时，根据泡沫检测传感器检测到的检测信号来启动消泡水循环泵并通过消泡水喷嘴喷洒消泡水，从而防止曝气时在各个混合曝气槽产生的气泡溢出。
3.预处理步骤：向第一曝气槽投入在上述净化步骤中得到的净化液来进行24±2小时的第一次曝气。此时，通过向外部微生物培养装置投入益生菌来进行培养，向水中生物反应器投入益生菌来进行培养，供给以使上述净化液的每1L的活菌数量达到103～108CFU方式培养的微生物。依次向第二曝气槽及第三曝气槽移送在第一曝气槽曝气的曝气液来以与第一曝气槽的曝气条件相同的条件进行第二次曝气及第三次曝气。向第一调整槽投入经过三次曝气的曝气液以使所投入的曝气液的每1L的活菌数量维持103～108CFU的方式供给微生物，并进行24±2小时的调整以有益于土壤改良及植物生长的微生物及各种营养素得以调整。
向第二沉淀槽移送完成上述调整步骤的调整液，并进行3～24小时的第二次沉淀步骤。此时，使在调整步骤中生成的固体物沉淀，通过送还泵向淤渣贮存槽移送所沉淀的淤渣，从而得到最终调整液。
4.液体肥料制造步骤：向第一储存槽移送所得到的上述调整液并储存1～4天。在储存期间也以使调整液的每1L的活菌数量达到103～108CFU的方式供给微生物。如此储存的调整液将成为液体肥料制造用原料液。向第二调整槽投入上述原料液来进行24±2小时的第二次调整步骤，向连续配置的第一混合槽移送完成上述第二次调整的调整液，并以24±2小时供给微生物的同时进行第一次混合，向第二混合槽移送完成第一次混合的原料液，来进行24±2小时的第二次混合步骤。向连续配置的稳定槽移送完成混合步骤的原料液，在确认适当微生物菌数、原水的抗生物质减少量、重金属减少量而进行24±2小时的稳定，之后，向连续配置的第四曝气槽及第五曝气槽依次进行移送，来在各个曝气槽进行24±2小时的曝气步骤。向第三沉淀槽移送在第五曝气槽完成曝气的曝气液并进行24±2小时的使浮游物沉淀的步骤，向淤渣贮存槽送还沉淀出的沉淀物(淤渣)，向熟成槽移送所得的余液，来进行24±2小时的熟成步骤。
向第二储存槽移送并储存完成上述熟成步骤的熟成液，将所储存的熟成液填充到容器并进行包装，从而制造完成液体肥料。
准备以如上所述的方式完成的液体肥料的样本，通过韩国农村振兴厅肥料质量检查方法及基于采样标准第10条第一款规定的工序分析法来对上述样本测定了有益于植物生长的肥料成分及重金属含量，通过Charm II分析法鉴定了样本中是否存在抗生物质。此外，根据肥料质量评价方法(韩国农村振兴厅告示第2011-46号)对所准备的样本的盐分、水分及恶臭进行了评价。表1示出分析结果。
此外，根据韩国农业技术中心的腐熟度判定标准来通过液体肥料成分分析器(LMQ2000，韩国光谱制造有限公司(Korea Spectral Products))测定了家畜粪尿液体肥料腐熟度(腐熟、中熟、未熟)。结果，实施例中的样本的液体肥料腐熟度被判定为腐熟，符合液体肥料评价标准。
另一方面，根据国际有机农业肥料标准来进行了重金属含量试验相关的测定，根据2016年9月发布并在2017年3月1日正式施行的中国抗生物质标准(中国国家标准：GB/T32951-2016)来测定了是否检测出抗生物质。
【表1】
根据欧洲大气污染工序试验方法官能法检测了在上述表1中的项目中的恶臭。
通过上述表1的结果可知，当利用本发明的系统来制造液体肥料时，所得到的液体肥料的重金属含量远低于标准值或未被检测出，因此可提供环保型液体肥料，此外，存在有益肥料成分，因而具有对农作物的生长及土壤改良非常有益的性质。
此外，可去除所有残留在家畜粪尿的各种抗生物质，这表明可提供非常环保的液体肥料。
此外，液体肥料中几乎不存在盐分，因而非常有利于土壤改良及农作物生长，不仅如此，具有可完全去除家畜粪尿的难闻恶臭的效果。
另一方面，在向猪舍喷洒根据上述实施例制造的液体肥料样本并经过规定时间后，测定了从猪舍排出的猪粪的生化需氧量、化学需氧量、悬浮物含量、总氮(T-N)、总磷(T-P)含量的变化，表2示出其结果。
【表2】
从上述表2的结果中可以得知，将根据本发明准备的液体肥料喷洒到猪舍时，猪粪的生化需氧量、化学需氧量、悬浮物含量、总氮、总磷的含量显著减少。从这种结果可以得知，根据本发明制造的液体肥料不仅有利于土壤改良及农作物生长，此外可显著减少向废水排出的猪粪的各种有害成分。
因此，本发明的家畜粪尿的液体肥料化设备系统及利用其的家畜粪尿的液体肥料制造方法可提供有利于农作物生长的液体肥料，不仅如此，根据上述家畜粪尿的液体肥料制造方法提供的液体肥料可对从畜舍排出的家畜粪尿的各种有害成分进行净化，从而具有如下优点，即，不仅可改善畜舍的环境，还可得到对所排出的家畜粪尿起到净化的效果。

Claims (9)

1.一种家畜粪尿的液体肥料化设备系统，其特征在于，包括：
净化处理系统部(100)，用于对所捕集的家畜粪尿的有害物质进行净化；
预处理系统部(200)，用于向在上述净化处理系统部(100)中经过第一次净化处理的家畜粪尿投入有益微生物来准备液体肥料原料；
液体肥料制造系统部(300)，用于对在上述预处理系统部(200)中准备的液体肥料原料进行肥料化；
堆肥化加工部(400)，用于对在上述各系统部中产生的淤渣进行捕集来进行堆肥化处理；
产品包装装置(500)，用于将在上述液体肥料制造系统部(300)中加工的液体肥料填充及包装；以及
控制盘(600)，用于控制全部系统，
上述净化处理系统部(100)包括：
原水槽(110)，包括水中搅拌器(112)、淤渣收集部(114)及淤渣移送泵(116)，上述水中搅拌器(112)用于均质混合家畜粪尿和天然凝集剂，上述淤渣收集部(114)用于收集利用水中搅拌器(112)混合良好而实现淤渣化的家畜粪尿，上述淤渣移送泵(116)用于移送上述淤渣；
天然凝集剂自动投入装置(120)，用于向上述原水槽(110)投入天然凝集剂；
固液分离器(130)，用于将由上述原水槽(110)的淤渣移送泵(116)移送的淤渣固液分离成脱水饼和脱水余液；
连续设置的多个混合曝气槽(140)，通过向原水及借助于固液分离器(130)分离后供给的脱水余液供给土壤微生物来进行曝气，上述混合曝气槽(140)包括土壤微生物自动供给装置(141)、综合计测器(142)、消泡水循环泵(143)、多个消泡水喷嘴(144)、微泡产生装置(145)、供氧装置(148)、温度计测器(146)及泡沫检测传感器(147)，上述多个消泡水喷嘴(144)用于喷洒借助于上述消泡水循环泵(143)循环的消泡水，上述微泡产生装置(145)用于产生供氧所需的微泡，上述供氧装置(148)用于向上述微泡产生装置(145)供氧并使氧循环，上述温度计测器(146)用于测定曝气槽的温度，上述泡沫检测传感器(147)用于检测是否产生泡沫；以及
第一沉淀槽(150)，包括减速器(152)及淤渣送还泵(154)，上述减速器(152)用于投入在上述混合曝气槽(140)中实现了土壤微生物、脱水余液及原水的混合曝气的曝气液而使固体物沉淀来分离余液和淤渣，
上述预处理系统部(200)包括：
第一曝气槽(210)及第二曝气槽(220)，上述第一曝气槽(210)及第二曝气槽(220)连续配置，包括微生物培养装置(211)、水中生物反应器(212)、溶解氧计测器(213)、消泡水循环泵(214)、多个消泡水喷嘴(215)、多个膜棒型扩气装置(216)、送风机(217)、水中生物反应器(218)及泡沫检测传感器(219)，上述微生物培养装置(211)设置于外部，将微生物培养而供给，上述水中生物反应器(212)用于培养水中微生物，上述多个消泡水喷嘴(215)喷洒借助于上述消泡水循环泵(214)循环的消泡水，上述多个膜棒型扩气装置(216)用于产生供氧所需的气泡，上述送风机(217)用于向上述多个膜棒型扩气装置(216)供氧；
第三曝气槽(230)，与上述第二曝气槽(220)连续配置，包括微生物培养装置(231)、水中微生物培养装置(232)、溶解氧计测器(233)、消泡水循环泵(234)、多个消泡水喷嘴(235)、膜棒型扩气装置(236)、送风机(237)、水中生物反应器(238)、泡沫检测传感器(239)及悬浮固体物测定器(510)，上述微生物培养装置(231)设置于外部，将微生物培养而供给，上述多个消泡水喷嘴(235)喷洒借助于上述消泡水循环泵(234)循环的消泡水，上述膜棒型扩气装置(236)用于产生供氧所需的气泡，上述送风机(237)用于向上述膜棒型扩气装置(236)供氧；
第一调整槽(240)，与上述第三曝气槽(230)连续配置，包括微生物培养装置(241)、水中微生物培养装置(242)、溶解氧计测器(243)、消泡水循环泵(244)、多个消泡水喷嘴(245)、膜棒型扩气装置(246)、送风机(247)、水中生物反应器(247)及泡沫检测传感器(248)，上述微生物培养装置(241)设置于外部，通过培养微生物来进行供给，上述多个消泡水喷嘴(245)喷洒借助于上述消泡水循环泵(244)循环的消泡水，上述膜棒型扩气装置(246)用于产生供氧所需的气泡，上述送风机(247)用于向上述膜棒型扩气装置(246)供氧；以及
第二沉淀槽(250)，包括减速器(251)及淤渣送还泵(252)，用于通过移送在上述第一调整槽(240)中进行调整的曝气液来沉淀出淤渣，
上述液体肥料制造系统部(300)包括：
第一储存槽(310)，作为储存从上述第二沉淀槽(250)移送的预处理余液的地方，包括微生物培养装置(311)、水中生物反应器(312)、溶解氧计测器(313)、消泡水循环泵(314)、多个消泡水喷嘴(315)、膜棒型扩气装置(316)、送风机(317)、多重分析装置(318)及泡沫检测传感器(319)，上述微生物培养装置(311)用于培养微生物，上述消泡水循环泵(314)用于使消泡水循环，上述多个消泡水喷嘴(315)与上述消泡水循环泵(314)相连接，用于喷洒消泡水，上述膜棒型扩气装置(316)用于通过产生气泡来供氧，上述送风机(317)用于向上述膜棒型扩气装置(316)供氧，上述多重分析装置(318)用于分析氢离子浓度pH及污染物质数值；
第二调整槽(320)，用于对从上述第一储存槽(310)移送的储存液进行第二次调整，包括微生物培养装置(321)、水中微生物培养装置(322)、溶解氧计测器(323)、消泡水循环泵(324)、多个消泡水喷嘴(325)、膜棒型扩气装置(326)、送风机(327)及泡沫检测传感器(329)，上述微生物培养装置(321)用于培养微生物，上述消泡水循环泵(324)用于使消泡水循环，上述多个消泡水喷嘴(325)与上述消泡水循环泵(324)相连接，用于喷洒消泡水，上述膜棒型扩气装置(326)用于通过产生气泡来供氧，上述送风机(327)用于向上述膜棒型扩气装置(326)供氧；
第一混合槽(330)及第二混合槽(340)，上述第一混合槽(330)及第二混合槽(340)连续配置，并与上述第二调整槽(320)连续配置，包括外部微生物培养装置(331)、水中生物反应器(332)、溶解氧计测器(333)、消泡水循环泵(334)、消泡水喷嘴(335)、膜棒型扩气装置(336)、送风机(337)及水中生物反应器(338)，上述消泡水喷嘴(335)与上述消泡水循环泵(334)相连接，上述送风机(337)用于向上述膜棒型扩气装置(336)供氧；
稳定槽(350)，与上述第二混合槽(340)连续配置，包括外部微生物培养装置(351)、水中生物反应器(352)、溶解氧计测器(353)、消泡水循环泵(354)、多个消泡水喷嘴(355)、膜棒型扩气装置(356)、送风机(357)、水中生物反应器(358)及悬浮固体物计测器(359)，上述多个消泡水喷嘴(355)与上述消泡水循环泵(354)相连接，用于喷洒消泡水，上述送风机(357)用于向上述膜棒型扩气装置(356)供氧；
第四曝气槽(360)及第五曝气槽(370)，上述第四曝气槽(360)及第五曝气槽(370)连续配置，并与上述稳定槽(350)连续配置，包括外部微生物培养装置(361)、水中微生物培养装置(362)、溶解氧计测器(363)、消泡水循环泵(364)、多个消泡水喷嘴(365)、膜棒型扩气装置(366)、送风机(367)、水中生物反应器(368)、泡沫检测传感器(369)，上述多个消泡水喷嘴(365)与上述消泡水循环泵(364)相连接，用于喷洒消泡水，上述送风机(367)用于向上述膜棒型扩气装置(366)供氧；
第三沉淀槽(380)，与上述第五曝气槽(370)连续配置，包括减速器(381)及淤渣送还泵(382)；
熟成槽(390)，用于对从上述第三沉淀槽(380)供给的余液进行熟成，包括外部微生物培养装置(391)、水中微生物培养装置(392)、溶解氧计测器(393)、消泡水循环泵(394)、多个消泡水喷嘴(395)、膜棒型扩气装置(396)、送风机(397)、水中生物反应器(398)及泡沫检测传感器(399)，上述多个消泡水喷嘴(395)与上述消泡水循环泵(394)相连接，用于喷洒消泡水，上述送风机(397)用于向上述膜棒型扩气装置(396)供氧；以及
第二储存槽(610)，与上述熟成槽(390)连续配置，包括外部微生物培养装置(611)、水中微生物培养装置(612)、溶解氧计测器(613)、消泡水循环泵(614)、多个消泡水喷嘴(615)、膜棒型扩气装置(616)、送风机(617)、水中生物反应器(618)及泡沫检测传感器(619)，上述多个消泡水喷嘴(615)与上述消泡水循环泵(614)相连接，上述送风机(617)用于向上述膜棒型扩气装置(616)供氧，
上述堆肥化加工部(400)包括：
淤渣贮存槽(410)，包括淤渣移送泵(411)、扩气装置(412)、送风机(413)，上述送风机(413)用于向上述扩气装置(412)供氧，上述淤渣贮存槽(410)用于对从上述原水槽(110)、第一沉淀槽(150)、第二沉淀槽(250)及第三沉淀槽(380)分离排出的淤渣进行捕集；
固液分离器(420)，通过离心分离来对补集到上述淤渣贮存槽(410)的淤渣进行脱水；以及
堆肥加工装置(430)，通过对从上述固液分离器(420)分离而供给的脱水物进行干燥来实现固化。
2.根据权利要求1所述的家畜粪尿的液体肥料化设备系统，其特征在于，上述供氧装置(148)为送风机或泵。
3.根据权利要求1所述的家畜粪尿的液体肥料化设备系统，其特征在于，上述净化处理系统部(100)由多个系统构成。
4.一种家畜粪尿的液体肥料化加工方法，其特征在于，包括：
原水净化步骤(a)，对被移送而捕集的家畜粪尿原水的各种有害物质进行净化；
预处理步骤(b)，对在上述原水净化步骤中得到净化的原水经投入有益微生物后进行规定时间的微生物处理，来准备液体肥料加工原料；
液体肥料制造步骤(c)，对在上述预处理步骤中得到的液体肥料加工原料进行加工而制造液体肥料；以及
填充及包装步骤(d)，将在上述液体肥料制造步骤中制造的液体肥料填充及包装。
5.根据权利要求4所述的家畜粪尿的液体肥料化加工方法，其特征在于，上述原水净化步骤(a)包括：
将家畜粪尿原水移送而投入于原水槽的步骤；
通过向上述原水槽投入天然凝集剂来使杂质凝集而实现淤渣化的步骤；
通过向固液分离器投入上述原水槽的淤渣来进行脱水的脱水步骤；
通过向混合曝气槽投入在上述脱水步骤中脱水的脱水余液和原水槽的家畜粪尿原水并投入土壤微生物来进行曝气的步骤；以及
通过向沉淀槽移送经过上述曝气而得的曝气液来进行3～24小时的第一次沉淀的步骤。
6.根据权利要求4所述的家畜粪尿的液体肥料化加工方法，其特征在于，上述预处理步骤(b)包括：
微生物处理步骤，向曝气槽投入在上述原水净化步骤(a)中得到的净化液并供给有益微生物来进行培养及处理；
调整步骤，向调整槽投入经上述有益微生物处理的曝气液来进行24±2小时的调整；以及
第二次沉淀步骤，向沉淀槽投入完成调整的上述曝气液来进行3～24小时的第二次沉淀。
7.根据权利要求4所述的家畜粪尿的液体肥料化加工方法，其特征在于，上述液体肥料制造步骤(c)包括：
在向储存槽移送在上述预处理步骤(b)中进行沉淀后得到的余液来进行24±2小时的第一次储存后向调整槽进行移送来进行24±2小时的第二次调整的步骤；
在连续配置的混合槽对完成上述第二次调整的余液进行1～2天的混合来培养微生物的步骤；
向稳定槽投入在上述混合槽进行混合而成的混合液来进行24±2小时的稳定的步骤；
在上述稳定槽进行稳定后向连续配置的曝气槽进行移送来进行第二次曝气的步骤；
在完成上述第二次曝气之后向沉淀槽进行移送并经过3～24小时的沉淀来分离余液和淤渣，向熟成槽移送上述余液并进行24±2小时的熟成来实现液体肥料化的步骤；以及
向储存槽投入完成上述熟成的液体肥料来进行存储的步骤。
8.根据权利要求4所述的家畜粪尿的液体肥料化加工方法，其特征在于，上述天然凝集剂为相对于天然凝集剂总量包含0.1～0.3重量份的五氧化二磷(P2O5)、0.1～0.5重量份的氧化钾(K2O)、20～40重量份的氧化钙(CaO)、0.5～3重量份的氧化镁(MgO)、30～55重量份的二氧化硅(SiO2)的粉末状的无机类凝集剂，每100g的上述无机类凝集剂含有0.001～0.005％的总氮(T-N)，其投入量为对每1L的原水投入0.1～5g的天然凝集剂，或在1000L的水中均匀地混合5～250kg的上述粉末状的无机类凝集剂来制备pH8.2～8.5的水溶液状态的天然凝集剂混合液之后，以对每1L的原水投入15～20ml的上述天然凝集剂混合液的方式进行供给。
9.根据权利要求4所述的家畜粪尿的液体肥料化加工方法，其特征在于，上述土壤微生物包括芽孢杆菌属、梭菌属、固氮菌属、木霉属、假单胞菌属、链霉菌属、光合细菌属，其供给量为30～300kg/天的量。
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