KR0150396B1 - 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 방법과 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고농도 유기폐수를 처리함과 동시에 퇴비화하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 폐수발생원(10)으로부터 배출되는 인분뇨, 축산분뇨, 주정폐수, 식품폐수, 제당 및 제분폐수 등과 같은 무독성의 고농도 유기폐수를 일정정도 저류조(20)내에서 혐기성 분해시키고, 이를 톱밥, 왕겨. 건초(乾草), 볏짚 등의 퇴비원료(33)와 함께 호기성 발효 및 호기성 숙성시켜 주는 구성으로 되어, 고농도 유기폐수를 무방류로 처리하여 환경오염을 완벽히 방지해 줌과 동시에, 환경오염만 초래할 뿐 전혀 쓸데없이 버려지는 유기폐수를 이용하여 경제적으로 양질의 퇴비를 생산해 주며, 또한 공정중에 발생되는 악취 등과 같은 2차적인 환경오염도 자체적으로 제거하여 주게 되는 것이다.

Description

고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 방법과 그 장치.

제1도는 본 발명에 따른 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 방법을 도시한 순서도.

제2도는 본 발명에 따른 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 방법을 개략적으로 도시한 구성도.

제3도(a)는 제2도에 도시된 저류조에 스컴층이 형성된 상태의 상세도.

(b)는 저류조의 수위 하강시 스컴층이 보호되는 상태를 도시한 상세도.

제4도(a)는 발효조 바닥의 공기공급노즐의 설치 상태도.

(b)는 발효조의 종단면도.

(c) 및 (d)는 발효조 바닥의 상세 단면도.

제5도는 숙성조의 상부공기공급노즐의 상세도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 폐수발생원 11 : 폐수수집 핏트

12 : 핏트덮개 20 : 저류조(혐기성 반응조)

21 : 폐수이송로 22 : 스컴층

23 : 폐수 혼합액 24 : 스컴유실방지막

30 : 발효조 31 : 혼합액 투입관

32 : 공기공급노즐 32a : 공기구멍

33 : 퇴비원료 34 : 이송펌프

35 : 공기공급팬 36 : 공기흡입벤트

37 : 공기공급관 38 : 유연호스

39 : 수납흠 40 : 숙성조

41 : 공기공급수단 41a : 하부공기공급노즐

41b : 상부공기공급노즐 42 : 흡기팬

43 : 유연성 연결호스 50 : 페이로다

본 발명은 고농도 유기폐수를 처리함과 동시에 퇴비화하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인분뇨, 축산분뇨, 주정폐수, 식품폐수, 제당 및 제분폐수 등과 같은 무독성의 고농도 유기폐수를 일정정도 분해시키고, 이를 톱밥, 왕겨, 건초(乾草), 볏짚 등의 퇴비원료와 함께 발효시킴으로써 양질의 퇴비를 생산해 주는 한편, 이에 따라 상기 유기폐수가 전혀 방류되지 않게 됨으로써 환경오염을 완벽히 방지해 주게 되는 고농도 유기폐수의 무방류 처리 및 퇴비화 방법과 그 장치에 관한 것이다. 산업화의 진전에 따라 수반되어 온 환경오염 문제는 이제 더 이상 방치할 수 없는 심각한 상황으로, 최근 이에 대한 법적 규제가 강화됨과 함께 각종 민원의 발생이 증대되고 있는 바, 따라서 환경오염물질이 배출되는 제반 시설에는 오염방지 처리가 필수적으로 요구되고 있으며, 심지어 일정규모 이상의 가축 사육장에까지 오염방지 처리가 강제되고 있는 상황이다.

그 동안 인분뇨, 축산분뇨, 주정폐수, 식품폐수, 제당 및 제분폐수 등과 같은 고농도 유기폐수는, 생물학적 폐수처리방법과 같은 일정한 오염방지 처리과정을 거쳐 하천 등으로 방류시켜 왔는데, 이와 같은 오염방지 처리에는 과다한 비용이 필요함은 물론 오염방지 처리를 한다고 해도 폐수중의 오염물질을 완전히 제거하기는 어려워 어느 정도의 환경오염이 불가피한 문제가 있었으며, 또한 이들 유기폐수는 산업적으로 활용할 가치가 있음에도 불구하고 이를 활용하고자 하는 방법이나 시도는 거의 없었던 실정이었다.

한편, 최근 화초, 화분, 정원수 등과 같은 원예산업과 유기농법에 의한 무공해 농산물 생산업이 성장함에 따라 퇴비의 수요가 대폭 증가하고 있고, 또 이와 같은 퇴비는 상품화되어 대량 거래되고 있기도 한데, 그럼에도 불구하고 퇴비의 생산은 여전히 원시적이고 수공업적인 단계에 머물고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 인분뇨, 축산분뇨, 주정폐수, 식품폐수, 제당 및 제분폐수 등과 같은 무독성의 고농도 유기폐수를 전혀 방류됨이 없이 무방류 처리하여 환경오염을 완벽히 방지해 주는 한편, 이를 이용하여 양질의 퇴비를 경제적으로 생산해 주는 고농도 유기폐수의 무방류 처리 및 퇴비화 방법과 그 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 방법은, 폐수발생원으로부터 배출되는 무독성의 고농도 유기폐수를 저류조에 투입하는 단계; 상기 저류조에 투입된 유기폐수를 체류시켜 폐수중의 유기물을 혐기성 분해에 의해 액화시켜 주는 혐기성 분해 단계; 상기 저류조에서 혐기성 분해된 폐수혼합액을 발효조에 투입하여 그 내부에 미리 쌓아 둔 퇴비원료상에 살수하는 단계; 상기 발효조에서 폐수혼합물이 살수된 퇴비원료를 호기성 발효시키는 단계; 상기 호기성 발효된 퇴비원료를 호기성 상태로 숙성시키는 단계를 포함하여 구성되어 있다.

여기에서 상기의 혐기성 분해단계는 고농도 유기폐수를 저류조에 2-10일 정도 체류시켜 주고, 상기 호기성 발효단계는 3-15일 정도 발효시켜 주며, 상기 호기성 숙성단계는 적어도 1주일 이상 숙성시켜 주면 바람직하다.

한편, 상기 호기성 숙성단계는 상기 발효조내에서 연속적으로 수행해 줄 수도 있지만, 발효조에서 발효된 퇴비원료를 별도의 숙성조로 이송하여 수행해 주는 것이 바람직하다.

그리고 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 장치는, 폐수발생원으로부터 고농도 유기폐수가 유입되도록 폐수발생원과 폐수이송로에 의해 연결되어 있으면서 유입된 폐수가 저류하면서 폐수중의 유기물을 혐기성 분해시켜 주도록 된 저류조(혹은 혐기성 반응조); 상기 저류조에서 혐기성 분해된 폐수혼합액을 투입시켜 주는 혼합액 투입관이 구비되어 있고, 바닥에는 공기공급노즐이 다수 설치되어 있으며, 내부에 퇴비원료를 일정 높이를 쌓을 수 있게 되어 있는 발효조; 및 공기공급수단이 구비되어 있으면서 상기 발효조 내부의 퇴비원료를 이송하여 퇴적시킬 수 있도록 된 숙성조를 포함하여 구성되어 있다.

이하 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 방법을 도시한 순서도로서, 유기폐수의 투입단계, 유기폐수의 혐기성 분해단계, 퇴비원료상에 폐수혼합액의 살수단계, 호기성 발효단계, 및 호기성 숙성단계로 구성되어 있는데, 이를 순서대로 설명하면 다음과 같다.

첫째, 상기 유기폐수의 투입단계는, 폐수발생원으로부터 배출되어 나오는 무독성의 고농도 유기폐수를 저류조에 투입하여 주는 단계로, 투입방법은 별도의 장치를 이용할 필요없이 폐수 발생원으로부터 폐수 이송로를 따라 자연스럽게 저류조의 상부로 투입시켜 주거나 경우에 따라서는 탱크로리 차량에 의해 수거하여 스크린을 거친후 투입하여 주면 된다. 여기에서 고농도 유기폐수로는 인분뇨, 축산분뇨, 주정폐수, 식품폐수, 제당 및 제분폐수 등을 이용하는데, 주의할 점은 퇴비로 사용하는데 지장이 없도록 무독성의 폐수를 사용해야 하는 것이다.

둘째, 유기폐수의 혐기성 분해단계는, 저류조에 투입된 상기 유기폐수를 저류조내에서 혐기성 상태로 저류시키면서 폐수중의 유기물이 혐기성 분해되게 해 주는 공정으로, 2-10일정도 체류시켜 주면 유기폐수에 함유되어 있는 미생물 등에 의해 폐수증의 유기물이 자연스럽게 혐기성 분해되어 액화가 이루어지게 되는 단계이다.

통상 혐기성 분해는 통성(通性) 혐기성균에 의한 분해와 메탄균 등의 편성(偏性) 혐기성균에 의한 분해의 2과정으로 이루어진다. 즉, 복잡한 유기물이 통성 혐기성균에 의해 먼저 간단한 조성의 유기산이나 알콜 등으로 분해되어 액화되고, 이와 같이 일차 분해된 유기산 등이 메탄균 등의 편성 혐기성 균에 의해 CO₂와 CH₄로 분해되어 가스화되는 과정으로 이루어지는데, 이와 같은 전 과정은 통상적으로 15-30일 정도 소요된다.

그러나, 본 발명의 혐기성 분해단계는 2-10일 정도만 체류시켜 주게 되는데, 이에 따라 액화과정이 주로 진행된다. 즉, 저류조의 상부로 유기폐수가 유입되면 유기폐수가 저류조(혹은 혐기성반응조)에 저류하게 되면서 혐기성 분해가 일어나기 시작하고, 이에 따라 일정한 고형물은 수면으로 부상되어 스컴(scum)층이 형성되며, 이 스컴층에 의해 저류조 내부는 대기와 차단되어 발생가스의 외부 유출방지와 혐기성 상태가 더욱 잘 유지되는데, 대부분의 유기 고형 부유물은 이 스컴층 하부에서 분해 액화되어 혼합액을 융해되게 되는 것이다. 이에 따라 유기 고형물은 30-70% 정도 용해되게 된다. 이와 같이 하여 폐수 혼합액이 일정량 이상이 되면 다음단계로 투입시켜 주면 된다.

셋째, 퇴비원료상에 폐수 혼합액의 살수단계는, 발효조 내부에 퇴비원료를 일정한 높이로 미리 쌓아 두고, 그 위에 혐기성 분해가 어느 정도 진행된 상기 폐수혼합액을 일정하게 분사시켜 주는 단계이다. 여기에서 퇴비원료로는 건조상태의 톱밥, 왕겨, 건초(乾草),볏짚 등을 사용하면 되고, 살수방법은 이송펌프를 이용하여 분사노즐 또는 분사관을 이용하면 편리하게 수행할 수 있다.

넷째, 호기성 발효단계는, 상기와 같이 폐수 혼합액이 살수된 퇴비원료를 발효조에서 호기성 상태로 발효시켜 주는 단계로, 발효조내에 3-15일 정도 발효시켜 준다.

여기에서 퇴비원료는 발효조 높이의 0.3-0.9 정도로 하여 주고, 호기성 상태를 유지해 주기 위해 공기공급팬(fan)과 공기공급노즐 등을 이용하여 발효조의 바닥쪽으로 공기를 공급하여 주면 바람직하며, 또한 간헐적으로 페이로다 등으로 퇴비원료를 교반시켜 고른 호기성 분해가 이루어지도록 하여 주면 더욱 좋다.

통상적으로 퇴비화 과정은 유기물의 호기성 분해가 주된 과정으로서, 이에는 여러 종류의 중온성(mesophillic) 및 고온성(thermophillic) 미생물들이 관여하는데, 유기물의 분해과정은 크게 3단계로 나누어진다. 즉, 첫 번째는 유기물중의 분해가 쉬운 물질들, 즉 당류, 아미노산 등이 분해되는 1-2일간의 초기단계로서, 중온성 진균(fungi)과 세균(bacteria)들이 주로 관여하고, 이들의 작용에 의해 퇴비더비의 온도가 오르기 시작하며, 온도가 40℃ 이상으로 상승되면 고온성 세균으로 대체되어 두 번째 단계로 이행된다. 두 번째는 유기물중 급속히 분해되지 않는 물질들이 분해되는 고온성 분해단계로서, 초기단계에서 퇴비더미에 열이 축적되면 온도가 상승하고, 이에 따라 중온성 미생물의 밀도와 분해활동이 급격히 감소하게 되는 대신 고온성 세균과 방선균으로 대체되며, 이 때의 퇴비온도는 50-65℃ 정도로 계속 유지되는데, 때에 따라서는 온도가 상승하여 70℃이상으로 오르기도 한다. 한편, 60-80℃의 온도에서는 퇴비중의 고온성 세균 및 방선균 등의 미생물과 기생충의 유충 및 포자들은 모두 사멸하여 미생물의 다양성이 급격히 감소하고 열에 견딜 수 있는 포자현성 세균만 일부 남게 되어 퇴비화 효율이 급격히 떨어지게 된다. 세 번째는 숙성단계이다.

이와 같은 3단계의 퇴비화 과정중 본 발명의 호기성 발효단계에서는 3-15일정도 발효시켜 다음공정으로 이송시켜 줌으로써 상기 두 번째의 고온분해단계까지만 수행되도록 해 준다. 본 공정단계에서 퇴비화의 주요 영향인자인 온도는 공기의 공급에 의해 조절되게 해 주고, 수분 및 C/N비는 유기폐수중에 포함되어 있는 유기물에 의해 자연적으로 조절되어지게 된다.

다섯째, 호기성 숙성단계는 퇴비화를 완료하는 단계로서, 상기와 같이 호기성 발효된 퇴비원료를 더욱 호기성 상태로 숙성시켜 최종적으로 퇴비를 생산하는 공정으로, 적어도 1주일 이상, 바람직하기로는 3주-5주 정도 숙성시켜 준다. 여기에서도 상기 발효단계와 마찬가지로 호기성 상태를 유지해 주기 위해 공기공급이 필요한데, 공기공급팬(fan)과 공기공급노즐 등을 이용하여 퇴비더비의 하부 및 중간에서 공기를 공급하여 주면 더욱 바람직하다.

본 숙성단계에서는 전단계에서 고온성 미생물에 의해 분해가능한 유기물이 거의 분해되었기 때문에, 분해속도가 훨씬 느려지게 되고, 이에 따라 퇴비온도도 40℃ 이하로 떨어지게 되며, 이때 중온성 미생물이 재정착을 하게 되나 퇴비화 초기단계의 미생물 종류와는 약간의 차이를 보이게 된다.

그리고 본 숙성단계는 상기 발효단계의 발효조내에서 연속적으로 수행해 줄 수도 있지만, 상기 발효조에서 발효된 퇴비원료를 별도의 숙성조로 이송하여 수행해 주는 것이 바람직하다.

한편, 상기 발효단계의 발효조에서는 유기물이 분해되어, CO₂, H₂O 및 열이 발생됨과 동시에 많은 악취가 발생되므로, 이 악취를 제거하기 위해 상기 발효조 상부에 공기흡입벤트를 형성해 줄 수 있는데, 이 공기흡입벤트로부터 상기 발효조내부의 공기를 흡입하여 본 숙성조로 공급하여 주면, 발효조의 악취가 제거됨과 동시에 숙성조로 흡입된 악취나는 공기는 소위 생물학적인 악취제거 방법에 따라 퇴비더미를 통과하면서 악취가 제거되게 되어 더욱 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명의 고농도 유기폐수 처리 및 퇴비화 방법은, 인분뇨, 축산분뇨, 주정폐수, 식품폐수, 제당 및 제분폐수 등과 같은 환경오염 물질을 전량 퇴비생산에 이용하여 전혀 방류함이 없이 무방류로 처리함으로써, 환경오염을 완벽히 방지해 주는 효과가 있음은 물론, 또한 무독성의 고농도 유기폐수를 이용하여 경제적으로 양질의 퇴비를 생산해 주게 되는 효과가 있다.

제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 장치를 개략적으로 도시한 구성도로서, 폐수발생원(10)으로부터 고농도 유기폐수가 유입되도록 폐수발생원(10)과 폐수이송로(21)에 의해 연결되어 있으면서 유입된 폐수가 저류하면서 폐수중의 유기물을 혐기성 분해시켜 주도록 된 저류조(혹은 혐기성 반응조, 20); 상기 저류조(20)에서 혐기성 분해된 폐수혼합액을 투입시켜 주는 혼합액 투입관(31)이 구비되어 있고, 바닥에는 공기공급노즐(32)이 다수 설치되어 있으며, 내부에 퇴비원료(33)를 일정 높이를 쌓을 수 있게 되어 있는 발효조(30); 및 공기공급수단(41)이 구비되어 있으면서 상기 발효조(30) 내부의 퇴비원료(33)를 이송하여 퇴적시킬 수 있도록 된 숙성조(40)로 구성되어 있다.

상기에서 폐수 발생원(10)은 가축 사육장 또는 식품 공장 등이 이용될 수 있는데, 제2도에 도시된 실시예에서는 돼지 등의 가축사육장을 나타낸 것으로, 사육장의 바닥 아래로 폐수수집핏트(11)가 형성되어 있고, 이는 핏트덮개(12)로 덮혀 있어 폐수가 흘러들어 갈 수 있도록 되어 있다.

그리고 상기 저류조(20)는 폐수이송로(21)에 의해 상기 폐수발생원(10)과 연결되어 고농도 유기폐수가 자연스럽게 유입되도록 되어 있는데, 유입되는 폐수가 위에서 아래로 저류하도록 폐수이송로(21)는 저류조(20)의 상부쪽에 연결되어 있다.

한편, 제3도(a)는 저류조(20)에 유입된 유기폐수가 자연스럽게 혐기성 분해됨에 따라 상부면에 스컴층(22)이 형성된 상태를 상세히 나타내 주고 있는데, 이 스컴층(22)은 저류조(20) 내부의 유기폐수를 더욱 혐기성 상태로 유지해 주게 되어 유기물 분해를 더욱 원활하게 돕게 되는 것으로, 이 스컴층(22)의 형성에는 상당 시일이 소요되기 때문에 폐수혼합액(23)을 저류조(20)의 아래쪽에서 펌핑하여 다음공정으로 이송시킬 때 스컴층(22)이 유실되지 않게 하기 위해, 저류조(20) 내부의 하부쪽에 스컴유실방지막(24)이 가로로 설치되어 있다. 이 스컴유실방지막(24)은 그 두께가 저류조 높이(H)의 0.01-0.02H 정도이고, 설치높이는 바닥면으로부터 0.1-0.2H 정도 되게 하는 것이 바람직하다.

한편, 폐수혼합액(23)이 저류조 높이(H)의 0.8-0.9H 정도되면 폐수혼합액을 다음단계로 이송시켜 주면 좋은데, 이를 고려하여 저류조(20) 용량을 설계해 주면 바람직하다.

제3도(b)는 상기에서 설명한 바와 같이, 스컴층(22)이 스컴유실방지막(24)에 걸려 유실되는 것을 방지해 주게 되는 상태를 보여 주고 있다.

그리고 상기 발효조(30)는 분사구멍이 규칙적으로 형성된 혼합액투입관(31)이 상부쪽에 설치되고, 이 혼합액 투입관(31)은 이송펌프(34)에 의해 상기 저류조(20)의 하부와 연결되어 있으며, 또한 바닥면에는 공기공급노즐(32)이 다수 설치되어 공기가 외부로부터 공급되어 퇴비원료(33)속으로 상승함으로써 퇴비원료(33)를 호기성상태로 만들어 주고, 그 공기공급노즐(32)은 공기공급팬(35)과 연결되어 공기의 공급을 원활히 조절할 수 있도록 되어 있다. 또 발효조(30)의 지붕에는 공기흡입벤트(36)가 형성되어 아래에서 주입되는 공기가 상부로 빠져 나가도록 되어 있다.

제4도(a)는 발효조(30)의 바닥면에 공기공급노즐(32)이 규칙적으로 설치되어 있는 상태를 보여 주며, 제4도(b)는 발효조(30)의 종단면도로서, 발효조 높이(H')의 0.3-0.9 정도로 바람직하게 퇴비원료(33)가 쌓여 있고, 폐수혼합액(23)이 살수된 퇴비원료(33)에 아래로부터 공기가 공급되는 상태를 보여 준다.

제4도(c) 및 (d)는 발효조(30)바닥의 상세 단면도로서, 공기공급노즐(32)의 공기구멍(32a)이 아래 또는 옆으로 형성되어 있어 구멍이 폐쇄되는 것을 방지할 수 있도록 되어 있으며, 또 이 공기공급노즐(32)은 외부의 공기공급관(37)과 유연호스(38)에 의해 연결되어 공기구멍(32a)폐쇄시나 이상 발생시 보수가 용이하도록 되어 있다. 또한 상기 공기공급노즐(32)은 바닥면에 형성된 수납홈(39)에 내장 설치되어 페이로다 등을 이용하여 퇴비원료를 교반하거나 다음공정으로 이송시 파손이 방지되도록 되어 있다.

또한, 상기 숙성조(40)는 상기 발효조(30)에 인접되게 설치되어 일차 발효된 퇴비원료(33)를 페이로다(50) 등을 이용하여 쉽게 이송할 수 있도록 되어 있고, 역시 내부를 호기성 상태로 유지해 주기 위해 공기공급수단(41)이 적절히 설치되어 있다. 이 공기공급수단(41)은 숙성조(40)의 하부 및 중간부에 각각 설치된 하부공기공급노즐(41a) 및 상부공기공급노즐(41b)로 구성되어 있으며, 각 공기공급노즐(41a,41b)은 흡기팬(42)을 통하여 상기 발효조(30) 상부의 공기흡입벤트(36)와 연결되어 있다. 이와 같이 발효조(30) 내부의 공기를 흡입하여 숙성조(40)로 공급하게 함으로써, 발효조(30)에서 발생되는 악취를 제거해주게 됨과 동시에, 이 악취는 숙성조(40)의 퇴비더미를 통과하게 되어 생물학적인 방법에 의해 악취가 제거되게 되는 일거양득의 효과를 발휘하게 되는 것이다.

또 상기 공기공급수단(41)이 퇴비더미의 높이에 따라 상하부에 다단으로 배치되어 있어 통기성이 상승되고 퇴비가 조기 안정화되는데 기여하게 되며, 또한 제5도에 상세히 도시되어 있는 바와 같이, 상부공기공급노즐(41b)들은 그 상호간이 유연성 연결호스(43)에 의해 연결됨과 동시에 하부공기공급노즐(41a)과도 유연성 연결호스(43)에 의해 연결됨으로써, 페이로다(50) 작업시 쉽게 분리시켜 파손방지와 작업의 원활을 기할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 고농도 유기폐수 처리 및 퇴비화 장치에서, 고농도 유기폐수가 처리되는 과정 및 퇴비 생산과정을 설명하면 다음과 같다.

즉, 저류조(20)가 폐수 발생원(10)보다 아래쪽에 설치되어 있기 때문에 폐수 발생원(10)으로부터 배출되어 나오는 유기폐수는 자연스럽게 저류조(20)의 상부쪽으로 유입되고, 유입된 유기폐수는 저류조(20)내에서 저류하면서 유기폐수층에 함유되어 있는 미생물에 의해 혐기성 분해가 이루어지며, 이에 따라 폐수혼합액(23) 상부층에는 스컴층(22)이 형성되어 혐기성 상태가 더욱 잘 유지되어 혐기성 분해를 돕게 된다.

이와 같이 유입된 유기폐수가 분해되어 일정정도의 수위에 도달하면(통상 2-10일의 체류시간이 지난 후), 저류조(20)내의 폐수혼합액(23)을 이송펌프(34)를 가동하여 발효조(30) 내부에 미리 일정한 높이로 쌓아 둔 퇴비원료(33)상에 혼합액 투입관(31)을 통해 골고루 분사시켜 주게 된다. 이 때 저류조(20)내의 폐수 혼합액이 하강되더라도 스컴유실방지막(24)이 있어 스컴층(22)이 유실되지 않게 되고, 계속적으로 유입되는 유기폐수로 하여금 혐기성 분해가 원활하게 이루어지도록 해 준다.

발효조(30)에서 퇴비원료(33)는 폐수 혼합액(23)이 살수된 상태에서 발효가 이루어지는데, 바닥면의 공기공급노즐(32)을 통해 공기가 계속적으로 공급되기 때문에, 발효조(30)는 호기성 상태로 유지되며, 발효되면서 발생되는 악취섞인 공기는 상부의 공기흡입벤트(36)를 통하여 빠져 나가게 된다. 한편, 퇴비원료의 호기성 발효시 간헐적으로 페이로다(50)을 이용하여 교반시켜 준다.

발효조(30)에서 3-15일 정도 퇴비원료가 발효되면, 페이로다(50)를 이용하여 퇴비원료를 다음의 숙성조(40)로 이송시켜 준다. 숙성조(40)내부도 공기공급수단(41)에 의해 계속 공기가 공급되기 때문에 호기성 상태로 유지되며, 또한 상기 발효조(30)의 공기를 흡입하여 퇴비더미 사이로 통과시켜 주기 때문에, 공기중의 악취는 생물학적인 방법에 의해 자연스럽게 제거되어 외부의 공기는 2차적인 오염문제도 발생되지 않게 되는 것이다.

이 숙성조(40)에서 적어도 1주일 이상, 바람직하기로는 3-5주 정도 숙성이 이루어지면 최종적으로 양질의 퇴비의 생산이 완료되게 되어 출하를 해 주면 된다.

이와 같이 하여 본 발명의 고농도 유기폐수 처리 및 퇴비화 장치는, 고농도 유기폐수를 전혀 방류함이 없이 전량 퇴비의 생산에 이용하여 양질의 퇴비를 경제적으로 생산해 주며, 유기폐수로 인한 환경오염이 전혀 발생되지 않도록 해 줌은 물론, 생산과정중에 발생되는 악취 등도 자체적으로 제거해 줌으로서 2차적인 환경오염도 거의 유발하지 않게 해 주는 것이다.

한편, 상기에서 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명을 구체화한 예시적인 실시예에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 얼마든지 다른 형태로 변경이 가능할 것인바, 이러한 변경 실시예는 당연히 본 발명의 범위에 속할 것이다. 예컨데, 상기 실시예에서 발효조(30)는 저류조(20)의 폐수혼합액(23)의 양을 고려하여 병렬식으로 다수개 설치해 줄 수도 있으며, 또한 공지의 기술을 이용하여 발효조(30)내에 자체 교반장치를 구성해 줄 수 있음은 물론, 퇴비원료(33)의 이송을 컨베이어 식으로 하여 다음의 숙성조(40)로 이송시켜 줄 수도 있을 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고농도 유기폐수 처리 및 퇴비화 방법과 그 장치는, 인분뇨, 축산분뇨, 주정폐수, 식품폐수, 제당 및 제분폐수 등과 같은 환경오염 물질을 전량 퇴비생산에 이용하여 전혀 방류함이 없이 무방류로 처리함으로써 환경오염을 완벽히 방지해 주는 효과가 있는 한편, 환경오염만 초래할 뿐 전혀 쓸데없이 버려지는 무독성의 고농도 유기폐수를 이용하여 경제적으로 양질의 퇴비를 생산해 주게 되며, 또한, 유기폐수로 인한 환경오염은 물론, 퇴비 생산과정중에 발생되는 악취 등과 같은 2차적인 환경오염도 자체적으로 완벽히 제거하여 환경오염 문제를 완전히 해소해 주게 되는 것이다.

Claims (16)

1. 폐수발생원으로부터 배출되는 무독성의 고농도 유기폐수를 저류조에 투입하는 단계; 상기 저류조에 투입된 유기폐수를 체류시켜 폐수중의 유기성 고형물을 혐기성 분해에 의해 액화시켜 주는 혐기성 분해단계; 상기 저류조에서 혐기성 분해가 어느 정도 진행된 폐수혼합액을 발효조에 투입하여 그 내부에 미리 쌓아 둔 퇴비원료상에 살수하는 단계; 상기 발효조에서 폐수혼합물이 살수된 퇴비원료를 호기성 발효시키는 단계; 상기 호기성 발효된 퇴비원료를 호기성 상태로 숙성시키는 단계를 포함하여 이루어지는 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 호기성 숙성단계가 상기 발효조에서 발효된 퇴비원료를 별도의 숙성조로 이송하여 수행해 주는 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 혐기성 분해단계는 그 체류시간을 2-10일로 해 주는 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 호기성 발효단계는 그 발효시간을 3-15일로 해 주는 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 호기성 숙성단계는 그 숙성시간을 적어도 1주-5주로 해 주는 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 방법.
6. 제1항에 있어서, 고농도 유기폐수가 무독성의 인분뇨, 축산분뇨, 주정폐수, 식품폐수, 제당 및 제분폐수로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 호기성 숙성단계가 상기 발효조내부의 공기를 흡입하여 투입시켜 줌으로써 호기성 상태로 만들어 주는 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 방법.
8. 폐수발생원(10)으로부터 고농도 유기폐수가 유입되도록 폐수발생원(10)과 폐수이송로(21)에 의해 연결되어 있으면서 유입된 폐수가 저류하면서 폐수중의 유기물을 혐기성 분해시켜 주도록 된 저류조(20); 상기 저류조(20)에서 혐기성 분해가 어느 정도 진행된 폐수혼합액(23)을 투입시켜 주는 혼합액 투입관(31)이 구비되어 있고, 바닥에는 공기공급노즐(32)이 다수 설치되어 있으며, 내부에 퇴비원료(33)를 일정 높이를 쌓을 수 있게 되어 있는 발효조(30); 및 공기공급수단(41)이 구비되어 있으면서 상기 발효조(30) 내부의 퇴비원료(33)를 이송하여 퇴적시킬 수 있도록 된 숙성조(40)를 포함하여 이루어진 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 저류조(20)내부에 스컴유실방지막(24)이 가로로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 스컴유실방지막(24)은 그 두께가 저류조 높이(H)의 0.01-0.02H인 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 스컴유실방지막(24)은 그 설치높이가 바닥면으로부터 저류조 높이(H)의 0.1-0.2H인 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 장치.
12. 제8항에 있어서, 상기 공기공급노즐(32)는 그 공기구멍(32a)이 아래 또는 옆으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 장치.
13. 제8항에 있어서, 상기 공기공급노즐(32)이 유연호스(38)에 의해 외부의 공기공급관(37)과 연결된 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 장치.
14. 제8항에 있어서, 상기 공기공급노즐(32)이 발효조(39) 바닥면에 형성된 수납흠(39)에 내장 설치된 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 장치.
15. 제8항에 있어서, 상기 공기공급수단(41)은 숙성조(40)의 하부 및 중간부에 각각 설치된 하부공기공급노즐(41a) 및 상부공기공급노즐(41b)들로 구성되어 있되, 그 공기공급노즐들(41a,41b)은 흡기팬(42)을 통하여 상기 발효조(30) 상부에 형성된 공기흡입벤트(36)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 장치.
16. 제8항에 있어서, 상기 상부공기공급노즐(41b)들은 그 상호간이 유연성 연결호스(43)에 의해 연결됨과 동시에 하부공기공급노즐(41a)과도 유연성 연결호스(43)에 의해 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 고농도 유기폐수의 처리 및 퇴비화 장치.