KR100224502B1

KR100224502B1 - 하수 및 분뇨 슬럿지의 퇴비화장치

Info

Publication number: KR100224502B1
Application number: KR1019970053177A
Authority: KR
Inventors: 정경철; 전윤근; 조재경; 김동욱; 오중환; 배재근; 곽노혁
Original assignee: 김윤규; 현대건설주식회사; 정주영; 심옥진; 정몽헌
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1997-10-13
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR19990032200A; US6123747A

Abstract

본 발명은 하수 및 분뇨처리장에서 하수 또는 분뇨를 처리할 때 발생하는 슬럿지를 작물 등의 경작, 재배에 유효한 농지환원용 유기비료로 만드는 퇴비화장치에 관한 것으로 특히 2차적 환경오염의 예방은 물론 짧은 시간 내에 저 비용, 고효율로 하수 또는 분뇨처리 슬럿지를 퇴비화할 수 있게 한 하수 및 분뇨 슬럿지의 퇴비화장치에 관한 것으로

프레임상에 모터, 교반스크류, 히터, 흡기구, 배기구로 형성된 고정식 회형 건조통과 경사진 날개와 흡기구, 배기구로 형성된 다단의 회전원통형 발효통으로 구성된 하수 및 분뇨 슬럿지의 퇴비화 장치에 있어서, 건조통 상부에 각각의 모터에 의해 구동되는 발효통을 차례로 형성하고, 건조통에 외측에 건조된 슬럿지와 최하부 발효통에서 배출되는 퇴비를 혼합하는 혼합기를 형성하며 건조통의 토출구에서 배출되는 슬럿지를 이송스크류에 의해 혼합기로 이송되게 구성하고, 건조슬럿지와 퇴비를 혼합시키는 혼합기에서 슬럿지를 이송스크류에 의해 최상부의 발효통으로 이송되게 구성한 것이다.

Description

하수 및 분뇨 슬럿지의 퇴비화장치{Appartus for composting sewage or excreta sludge}

본 발명은 하수 및 분뇨처리장에서 하수 또는 분뇨를 처리할 때 발생하는 슬럿지를 작물 등의 경작, 재배에 유효한 농지환원용 유기비료로 만드는 퇴비화장치에 관한 것으로 특히 2차적 환경오염의 예방은 물론 짧은 시간내에 저비용, 고효율로 하수 또는 분뇨처리 슬럿지를 퇴비화할 수 있게 한 하수 및 분뇨 슬럿지의 퇴비화장치에 관한 것이다.

하수처리장이나 분뇨처리장에서는 다량의 슬럿지가 발생하며 이 슬럿지는 악취가 심하고 해충이 들끓는 등 위생문제 때문에 매립방법 외에는 달리 마땅한 처리방법이 없었다. 하지만 일반 쓰레기로도 부족한 매립지는 하수 또는 분뇨처리 슬럿지의 매립은 더구나 침출수로 인한 2차 환경오염문제에 대한 대책도 미흡한 실정을 감안할 때 엄두도 못낼 지경인 것이다.

이런 배경 하에서 하수 슬럿지나 분뇨처리 슬럿지의 매립 이외의 처리방법이 다각적으로 연구되고 있고 여러 종류의 슬럿지 처리장치들이 개발되고 있으나 이들 대부분이 처리시간이 길고 설비비 및 유지관리비가 많이 소요되는 등 여러 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 건조통과 복수의 발효통에 의해 하수 및 분뇨 슬럿지를 건조통에서 건조시키고 이 건조된 슬럿지를 발효통에서 발효시켜 퇴비화시키는 하수·분뇨 슬럿지의 퇴비화장치가 본 발명의 출원인에 의해 특허원 제96-69398호로 출원된바 있으나 이는 복수의 발효통을 단일체인과 단일모터로 구성된 구동수단에 의해 구동되는 것이어서 발효중인 슬럿지를 발효통에서 다른 발효통으로 이송시키기 위해 발효통의 토출구와 다른 발효통의 유입구를 일치시켜 정지시켜야 되는 것으로 토출구와 유입구가 일치되지 않는 등의 문제점이 있었으며, 또한 건조통을 상단에 설치하다 보니 하수 및 분뇨 슬럿지를 건조통에 공급하는데 많은 애로사항이 있었고 건조통 및 발효통에서 발생되는 악취를 그대로 대기로 방출시켜 그 악취로 인한 2차적인 환경오염이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 건조통을 하부에 발효통을 상부에 위치되게 하여 건조통에서 배출되는 건조된 하수 또는 분뇨 슬럿지를 최상부의 발효통으로 스크류에 의해 이송시키고, 각 발효통의 구동은 각각의 모터에 의해 구동되게 하고 발효통내에 배출칸막이를 형성하여 발효통 속의 하수 또는 분뇨의 슬럿지가 일정량 이상일 때만 배출칸막이를 넘어 배출되게 하며 또한 건조통에서 발생되는 가스 및 수증기는 응축수통을 거쳐 수증기는 응축수로 배출하고 가스는 다시 새로운 공기와 함께 건조통으로 투입하며 발효통의 가스 및 수증기는 공기균등조를 통해 생물학적탈취탑을 통해 배출되게 한 것으로서 처리시간의 단축, 체적감량비율의 제고, 설치장소의 최소화와 설비 및 유지관리비의 절감은 물론 배출가스 등에 의한 2차적 환경오염을 예방할 수 있는 하수 및 분뇨 슬럿지의 퇴비화 장치를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 전체 사시도

도 2는 본 발명의 정면 설명도

도 3은 본 발명의 측면 설명도

도 4는 본 발명 발효통의 단면 설명도

도 5는 본 발명의 배출가스 순환 계통도

도면중 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 모터, 2: 흡기구, 3: 배기구, 4: 건조통,

5: 날개, 6: 흡기구, 7: 배기구,

8,8',8: 발효통, 9,9',9: 모터, 10: 혼합기,

11: 토출구, 12,12': 이송스크류, 13,13'.13: 토출구,

14: 칸막이, 15: 고정축, 16: 공·수냉병행열교환기,

17: 응축수통, 18: 공기균등조, 19: 생물학적 탈취탑

이하 본 발명의 요지를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

프레임상에 모터(1)로 작동되는 교반스크류를 내장하고 히터로 가열하면서 흡기구(2), 배기구(3)에 의해 외부급기와 다습한 건조가스의 배기로 슬럿지를 건조하는 고정식 회형 건조통(4)과 유입된 슬럿지를 자전하면서 내주면의 경사진 날개(5)와 흡기구(6) 배기구(7)에 의해 외부급기 및 다습한 공기의 배기로 발효시키는 다단의 회전 발효통(8)(8')(8)으로 구성된 하수 및 분뇨 슬럿지의 퇴비화 장치에 있어서,

건조통(4) 상부에 각각의 모터(9)(9')(9)에 의해 구동되는 발효통(8) (8')(8)을 차례로 형성하고, 건조통(4)에 외측에 건조된 슬럿지와 최하부 발효통(8)에서 배출되는 퇴비를 혼합하는 혼합기(10)를 형성하며 건조통(4)의 토출구(11)에서 배출되는 슬럿지를 이송스크류(12)에 의해 혼합기(10)로 이송되게 구성하고, 건조슬럿지와 퇴비를 혼합시키는 혼합기(10)에서 슬럿지를 이송스크류(12')에 의해 최상부의 발효통(8)으로 이송되게 구성한 것이다.

또, 각 발효통(8)(8')(8) 내측의 토출구(13)(13')(13)쪽에 발효중인 슬럿지가 일정 높이 이상일 때만 배출되게 배출 칸막이(14)를 발효통(8)(8') (8)의 고정측(15)에 고정 설치한 것이다.

또한, 건조통(4)의 배기구(3)에서 배출되는 고온 다습한 배출공기를 연결호우스로 공·수냉병행열교환기(16), 응축수통(17)을 통해 흡기구(2)로 연결되게 하여 수분을 제거하고 그 배출공기는 전량 회수하여 외부급기없이 순환되게 구성한 것이다.

그리고, 각 발효통(8)(8')(8)의 배기구(7)에서 배출되는 배출공기는 공기균등조(18)를 통해 생물학적 탈취탑(19)에 의해 탈취되어 배출되게 하고 흡기구(6)에는 흡기공기가 공·수냉병행열교환기(16)를 통해 흡기되게 구성한 것이다.

미설명부호: 20은 공급호퍼 21,24는 흡출기 22,23,23'23는 유입구이다

이상과 같은 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 혼합기(10)에 앞서 미생물을 공급하기 위하여 발효된 퇴비(반송퇴비)를 적당히 담아 두고, 별도의 콘트롤회로와 센서에 의해 콘트롤되는 본 발명의 장치를 가동시킨다. 그러면 공급호퍼(20)에 담겼던 하수 또는 분뇨 슬럿지의 일부가 건조통(4)으로 유입되고 발효통(8)(8')(8)은 자전하며, 건조통(4)과 발효통(8)(8')(8)에 대한 흡기와 배기가 진행된다.

건조통(4)으로 투입된 초기의 슬럿지의 함수율은 대체로 75-85% 정도이다.

이 슬럿지는 건조통(4)의 교반스크류에 의해 교반되면서 토출구(11)쪽으로 이송된다.

히터에 의해 건조통(4)내의 온도를 60℃ 이상으로 유지 가열하여 건조통(4)내의 슬럿지를 건조 시키는 것이다.

이때, 발생되는 수증기 및 가스는 흡출기(21)에 의해 강제적으로 배기구(3)를 통해 배기되는 것으로 이 배기된 배기가스는 공·수냉병행열교환기(16)에서 열교환되어 수증기는 응축되어 응축수통(17)으로 모아지게 되고 공기는 흡출기(21)를 통하여 외부급기 없이 전량 건조통(4)의 흡기구(2)를 통해 재 흡기되는 것이다.

이때, 응축수통(17)에 모아진 응축수는 일정량이 되면 자동 레벨계의 검지로 배출된다.

이와 같이 건조통(4)에서 발생되는 가스는 열교환시켜 건조통(4)으로 재 투입되므로 건조통(4) 외부로는 배출가스가 방출되지 않으므로 건조시 발생되는 악취 등의 가스로 인한 2차적인 환경오염을 예방할 수 있는 것이다.

75-85%의 함수율의 슬럿지를 함수율 약 65%로 건조시켜 토출구(11)를 통해 건조 슬럿지를 배출함과 동시에 공급호퍼(20)의 슬럿지가 건조통(4)의 유입구(22)를 통해 유입되는 것이다.

배출된 건조 슬럿지는 이송스크류(12)에 의해 혼합기(10)로 보내져 혼합기(10)에서 퇴비와 혼합되어 이송스크류(12')에 의해 최상부의 발효통(8)의 유입구(23)로 이송되는 것이다.

여기서, 퇴비와 건조 슬럿지의 혼합비율을 6 : 4 정도로 혼합하는 것인데 그 이유는 미생물의 공급, 수분을 조정하기 위한 것이다. 이렇게 건조슬럿지와 퇴비가 혼합된 슬럿지의 함수율은 약 57% 정도가 된다.

한편 혼합슬럿지가 최상단 발효통(8)의 유입구(23)쪽으로 공급되면 콘트롤회로의 타이머, 위치센서 등에 의해 각각 구동되던 발효통(8)(8')(8)의 유입구(23)(23')(23)는 위쪽에, 토출구(13)(13')(13)는 아래쪽에 위치되게 멈추는 것으로 즉, 위쪽 발효통(8)의 토출구(13)와 아래쪽 발효통(8')의 유입구(23')가 정확히 일치되게 멈추면 실린더에 의해 작동되는 토츨구(13) (13')(13)와 유입구(23)(23')(23)의 문이 열리면서 최상단 발효통(8')의 유입구(23)에는 혼합기(10)에서 혼합된 슬럿지가 투입되고 그 발효통(8)의 토출구(13)에서는 1차 발효된 슬럿지가 바로 아래쪽 발효통(8')의 유입구(23')를 통해 투입되는 것이다.

최상부 발효통(8)에 투입된 혼합슬럿지는 발효통(8)의 자전과 날개(5)의 뒤섞임질에 의하여 퇴비화가 진행되는 것이다.

이와 동시에 흡기와 배기가 이루어지는 것인데 고정축(15)의 배기구(7)를 통해 흡출기(24)가 발효가스를 강제 배출시키면 이 발효가스는 공기균등조(18)를 거쳐 생물학적탈취탑(19)을 통해 탈취되어 배출되고 고정축(15)의 흡기구(6)로는 공·수냉병행열교환기(16)를 통해 데워진 배출된 공기만큼 자연적으로 새로운 공기가 유입되는 것이다.

이와 같이 발효가스를 탈취시켜 배출시키므로 발효가스로 인한 2차적 환경오염 또한 예방할 수 있는 것이다.

여기서 발효시 미생물 자체 발열에 의해 발효 적정 온도인 45-65℃를 유지하나 발효통(8)(8')(8)내의 온도가 40℃이하로 낮아지는 경우에는 발효통(8)(8')(8)의 히터를 작동시켜 발효온도를 맞추어 주는 것이다.

또한 발효통(8)(8')(8)내에는 미생물을 함유하고 있는 발효된 슬럿지가 항상 일정량 남아 있어야만 발효를 잘 이루어지게 되는 것으로 이를 위하여 발효통(8)(8')(8)의 토출구(13)(13')(13)쪽의 고정축(15)에 고정 설치한 배출칸막이(14)를 발효통(8)(8')(8) 직경의 2/3 높이로 설치하여 발효된 슬럿지를 배출칸막이(14)의 높이 이상의 양만 배출칸막이(14)를 넘쳐 토출구 (13)(13')(13)로 토출되게 되므로 발효통(8)(8')(8)내에는 항상 일정량의 발효된 슬럿지가 남아 있어 새로 공급되어 들어오는 혼합슬럿지 내지 발효슬럿지가 남아 있는 발효된 슬럿지의 미생물에 의해 분해되어 발효되는 것이다.

이상과 같이 1차 발효된 슬럿지는 앞에서 설명한 바와 같이 발효통 (8)(8')(8)의 토출구(13)(13')(13)와 유입구(23)(23')(23)가 일치되게 발효통(8)(8')(8)이 정지하고 개폐문이 열리면 최상부 발효통(8)에서 2차 발효통(8')으로 투입되어 2차 발효시키고 다시 2차 발효된 슬럿지를 3차 발효통(8)으로 투입시켜 3차 발효 퇴비화 되는 것이다.

본 발명에서는 발효통(8)(8')(8)을 삼단으로 구성하였으나 하수 또는 분뇨의 슬럿지의 량에 따라 발효통(8)(8')(8)의 개수를 늘려 사용하더라도 같은 효과를 얻을 수 있는 것이다.

3차 발효된 슬럿지는 퇴비화되어 발효통(8)의 토출구(13)를 통해 배출되며 이 퇴비화된 슬럿지의 함수율은 30-40% 정도가 된다.

여기서 배출된 퇴비화된 슬럿지의 60% 정도는 제품화하고 40% 정도는 혼합기(10)로 보내져 건조 슬럿지와 혼합한다.

이상과 같은 과정이 연속적으로 진행되어 하수 및 분뇨 슬럿지를 퇴비화 시키는 것이다.

이상과 같은 본 발명의 하수 및 분뇨 슬럿지의 퇴비화 장치는 하수 및 분뇨 슬럿지를 건조 발효시켜 아주 유용한 퇴비로 만드므로 하수 및 분뇨로 인한 환경오염을 예방할 수 있음은 물론 처리시간의 단축, 체적감량비율의 제고, 설치장소의 최소화, 설비비 및 유비관리비의 절감등 경제성이 높아 저비용 고효율로 퇴비화 시킬수 있으며 배출가스를 완전 제거하므로 그로 인한 2차적인 환경오염을 예방할 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims

프레임상에 모터(1)로 작동되는 교반스크류를 내장하고 히터로 가열하면서 흡기구(2), 배기구(3)에 의해 외부급기와 다습한 건조가스의 배기로 슬럿지를 건조하는 고정식 회형 건조통(4)과 유입된 슬럿지를 자전하면서 내주면의 경사진 날개(5)와 흡기구(6) 배기구(7)에 의해 외부급기 및 다습한 공기의 배기로 발효시키는 복수의 발효통(8)(8')(8)으로 구성된 하수 및 분뇨 슬럿지의 퇴비화 장치에 있어서,

건조통(4) 상부에 각각의 모터(9)(9')(9)에 의해 구동되는 발효통 (8)(8')(8)을 차례로 형성하고, 건조통(4)에 외측에 건조된 슬럿지와 최하부 발효통(8)에서 배출되는 퇴비를 혼합하는 혼합기(10)를 형성하며 건조통 (4)의 토출구(11)에서 배출되는 슬럿지를 이송스크류(12)에 의해 혼합기(10)로 이송되게 구성하고, 건조슬럿지와 퇴비를 혼합시키는 혼합기(10)에서 슬럿지를 이송스크류(12')에 의해 최상부의 발효통(8)으로 이송되게 구성함을 특징으로하는 하수 및 분뇨 슬럿지의 퇴비화 장치.
제 1항에 있어서,

각 발효통(8)(8')(8) 내측의 토출구(13)(13')(13)쪽에 발효중인 슬럿지가 일정 높이 이상일 때만 배출되게 배출 칸막이(14)를 발효통(8)(8')(8)의 고정측(15)에 고정 설치함을 특징으로 하는 하수 및 분뇨 슬럿지의 퇴비화 장치.
제 1항에 있어서,

건조통(4)의 배기구(3)에서 배출되는 배출공기를 연결호우스로 공·수냉병행열교환기(16), 응축수통(17)을 통해 흡기구(2)로 연결되게 하여 수분을 제거하고 그 배출공기는 전량 회수하여 외부급기 없이 순환되게 구성함을 특징으로 하는 하수 및 분뇨 슬럿지의 퇴비화 장치.
제 1항에 있어서,

각 발효통(8)(8')(8)의 배기구(7)에서 배출되는 배출공기는 공기균등조(18)를 통해 생물학적 탈취탑(19)에 의해 탈취되어 배출되게 하고 흡기구 (6)에는 흡기공기가 공·수냉병행열교환기(16)를 통해 흡기되게 구성함을 특징으로 하는 하수 및 분뇨 슬럿지의 퇴비화 장치.