KR100488051B1 - 분뇨처리 촉진부 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소멸식 분뇨처리장치에서 분뇨와 함께 혼합 교반하되 대변과 소변으로 이루어진 유기 미생물에게 최적의 발효조건을 제공하고자 분뇨의 유기미생물과 함께 혼합교반되는 분뇨처리 촉진부에 관한 것이다. 이는 분뇨의 호기성 유기미생물의 배양과 발효를 위하여 필요로 하는 수분함유, C/N비(탄소 대 질소비), 입자크기가 최적이 되도록 하고자 하는 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 분뇨반응부의 내부에 횡설되어 회전구동하는 교반용 축과; 상기 교반용 축의 외주연에 장착되어 회전 운동하는 다수개의 교반용날개가 회전하도록 마련된 소멸식 분뇨처리장치내에서 분뇨와 함께 교반하되, 다수개의 활성탄과, 황토와 석회가 혼합되어 형성된 분뇨처리토가 보호통의 내부에 투입되고, 보호통의 외측표면에는 다수개의 분뇨통로 개방부가 형성된 것을 특징으로 하는 분뇨처리 촉진부를 제공하는 것이다.

Description

분뇨처리 촉진부{ACCELERATION OF EXTINCTING FECES AND URINE IN THE TOILET}

본 발명은 일반적인 분뇨처리장치에서 분뇨와 함께 혼합 교반하되 대변과 소변으로 이루어진 유기 미생물의 배양과 발효를 위하여 필요로 하는 수분함유, C/N비(탄소대 질소비), 입자크기가 최적이 되도록 상기 분뇨처리장치의 분뇨반응부의 분뇨에 최적의 발효조건을 제공하도록 하는 분뇨처리 촉진부에 관한 것이다. 즉, 보다 상세하게는 공원, 유원지 또는 휴게소, 농촌등에서 편리하게 설치되어 있는 간이화장실에 저장되어 있는 분뇨를 재처리 없이 처리하는 간이 분뇨처리 장치를 작동함에 있어서, 최적 발효조건을 조성하기 위하여 황토성분을 함유하고 있는 분뇨처리토와 활성탄을 분뇨와 함께 교반함으로써, 분뇨를 발효시키고 건조시키는 과정을 동시에 진행하여 고속으로 분뇨를 처리하여 별도로 재처리를 할 필요가 없는 소멸식 분뇨처리장치에서 분뇨를 처리하는데 있어서 분뇨를 배양하고 발효시켜 처리하는 분뇨처리촉진에 관한 것이다.

일반적으로 간이화장실의 분뇨처리장치는 도 1의 종래 기술에서 보인 바와 같이 분뇨반응부(3)에 설치되어 있는 교반용날개(2)를 이용하여 서서히 낮은 회전속도로 교반시키면서 자연적으로 외부의 공기의 접촉하는 발효면적을 증가시키면서 서서히 발효와 건조를 시키는 장치에서부터, 발효를 더욱 신속하게 하기 위하여 상기 분뇨반응부(3)의 일측에 히터의 열이나, 혹은 열풍을 이용하여 발효를 촉진하고자 이루어 졌다. 더, 나아가, 분뇨의 유기물 미생물의 표면적으로 증가시키고, C/N비(탄소 대 질소 비)를 적정하게 조정하기 위하여 톱밥등을 분뇨와 함께 충진시켜 교반시키는 구성을 취하였다.

그러므로, 상술된 바와 같은 구성을 취하는 간이화장실의 분뇨처리장치에 투입되는 톱밥은 일견 유기물의 발효를 위한 입자크기를 증가시킬 수 있다고 보여진다. 또한, 일반적으로 대변은 C/N비가 7%이고, 소변은 C/N비가 1%로서, 분뇨의 호기성 발효에 적정한 20%∼30%로 증가시키기 위하여 약간은 효과적으로 있다고 할수 있다.

그러나, 상기와 같이 톱밥과 같은 분뇨처리 촉진제는 물리적, 화학적 강성이 매우 약하므로 충진된 톱밥의 양에 비하여 고체와 액체상태의 분뇨의 양이 다소 많으면, 매우 쉽게 분뇨 속에 녹아서 액체상태가 되어 버리므로 상기에서 제공하고자 하는 조건이 되지 못하는 문제점이 있으며, 또한, 톱밥의 양이 상기 분뇨의 양보다 적으면 상기 분뇨반응부(3)의 일측에 장착된 히터나 열풍에 의하여 연소가 되어 버릴 수 있고, 더욱 중요한 것은 분뇨의 부족한 C/N비를 최적의 발효조건인 20%∼30%로 조절하는 기능도 매우 약하다는 많은 문제점을 포함하고 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 호기성 미생물을 위한 입자크기, 최적의 수분 함유량과 C/N비(탄소대 질소의 비)를 조절하기 위하여 분뇨처리 촉진부를 마련하고, 더 나아가, 분뇨처리 장치내의 분뇨와 함께 교반되면서 발생되는 분뇨처리 촉진제의 훼손등도 현저히 감소시키는 분뇨처리 촉진부를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 이루기 위하여 소멸식 분뇨처리장치에 충진되는 본 발명인 분뇨처리 촉진부는 도 2에 도시된 바와 같이 다음과 같이 구성되어 진다.

상기 소멸식 분뇨처리장치는 대소변으로 이루어진 분뇨와 본 발명인 분뇨처리 촉진부(7)가 함께 혼합교반되도록 마련된 분뇨반응부(3)의 내부에 교반용 축(1)이 횡설되고, 상기 교반용 축(1)의 외주연에 분뇨와 본 발명인 상기 분뇨처리 촉진부(7)를 혼합교반되도록 하는 교반용날개(2)가 마련되어 유기미생물로 이루어진 분뇨를 배양하고 발효시키도록 이루어진다. 이를 위하여 상기 분뇨반응부(3)의 일측에 가열수단을 마련하여 상기 분뇨반응부(3)의 유기미생물이 배양되고 발효될 수 있는 최적발효조건을 제공되고 있다.

본 발명은 분뇨의 유기미생물이 필요한 최적의 발효조건을 제공하여 발효를 더욱 촉진되도록 마련된 것이다.

일반적으로 대변과 소변이 혼합된 분뇨를 처리함에 있어서, 크게 혐기성 분해와 호기성 분해로 대별된다. 첫째는, 혐기성 분해로서, 혐기성 분해의 특징은 30℃이하의 저온에서 반응하며, 그 산출물인 메탄형 미생물로 인하여 심한 악취가 발생하며, 그 발효속도도 매우 느린 것이다.

두 번째는, 본 발명이 이루고자 하는 호기성 분해에 관한 것으로서, 40℃이상의 고온에서 반응하며, 산소와 접촉 반응하면서 그 분해속도가 빠르며, 악취가 심하지 않는 것이 특징이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 분뇨를 호기성 미생물로 분해하여 처리하는 간이 분뇨처리장치에 분뇨와 함께 투입되는 분뇨처리 촉진부에 관한 것으로서, 호기성 미생물의 발효가 최적으로 되기 위한 조건을 설명하고, 이를 이루기 위한 본 발명의 각 구성은 다음과 같다.

첫째는 입자크기로서, 유기물 발효반응에 있어 발효는 유기물의 표면에서 발생하므로 유기물의 입자가 작을수록 표면적이 넓어 발효반응속도가 빠르다.

도 3은 본 발명에 따른 분뇨처리 촉진부의 각 구성을 나타낸 개략도로서 상기 분뇨통로 개방부(5)를 통하여 분뇨가 상기 분뇨처리 촉진부의 보호통(8)의 내부로 유입되어 상기 분뇨처리촉진부(7)의 내부에 위치한 황토와 석회가 혼합되어 이루어진 다수개의 분뇨처리토(6)와 활성탄(4)이 유기물을 위한 반응 표면적의 증가를 현저하게 증가시키도록 제공되고 있다.

도 4는 본 발명에 따른 분뇨처리 촉진부의 보호통을 나타낸 개략도로서 외측면에 다수개의 통기공이 형성된 분뇨통로 개방부(5)가 마련된 분뇨처리 촉진부의 보호통(8)을 분뇨와 함께 교반시켜 유기물인 분뇨를 상기 분뇨처리 촉진부의 보호통(8)의 넓은 표면적과 접촉시키도록 하여 유기물의 발효속도를 증가시킨다.

둘째는 수분함량으로서 미생물의 배양 및 발효에 있어서, 습도유지는 매우 중요하며, 습도가 30%∼40% 이하일때는 발효가 급속히 감소하고, 30%미만 일 때는 발효가 정지되며, 적정 발효습도는 60%∼80%이며, 대소변이 섞여 있을 때는 수분함유량이 많이 발효되지 않는다. 일반적으로 대변은 함수율이 70%∼80%이며, 소변은 93%∼97%로서 대변과 소변의 수분함유량은 매우 많으며, 1일 1인 분뇨배출을 보면 대변은 100g∼400g이며, 소변은 1.0kg∼1.3kg을 배출하게 되는데, 1인 최대값을 보면 대변은 400g이며, 소변은 1.3Kg일 때,

대변은 수분함량이 60g, 유기물은 340g

소변은 수분함량이 1261g 유기물은 39g

으로서, 1일 1인 하루 최대 배출량 1700g중에 수분은 1321g, 유기물은 379g으로 유기물은 최대 배출량이 22%에 불과하므로, 78%인 수분을 제거하고 난 후에 유기물 분해가 이루어지므로 상기 다량의 수분을 처리하는 구성을 제공하여 호기성 분해를 지속하는 환경을 제공하는 것이 매우 중요하다.

이를 위하여 본 발명의 분뇨처리 촉진부의 보호통(8) 내부에 위치하고 있는 분뇨처리토(6)는 황토와 석회가 일정한 중량비로서 혼합되어 있어서, 분뇨의 배양을 위한 적정한 공극 및 그 자체의 형상을 유지하기 위한 물리적, 화학적 강성을 동시에 만족하도록 이루어진다. 이는 상기 공극 내부에서 대소변의 수분을 함유하고 있어서 호기성 미생물의 배양 및 발효가 이루어지도록 하고 있으며, 또한, 상기 분뇨반응부(3) 내부의 호기성 미생물이 발효에 필요한 수분이 부족하면 상기 분뇨처리토(6)의 공극 내부에 함유되어 있는 수분을 배출시켜 상기 분뇨반응부(3)에 적정한 수분을 유지하도록 하고 있다.

상기 분뇨처리토(6)에서 황토와 석회의 혼합 중량비로서는 황토는 70wt%∼90wt%이며, 석회는 10wt%∼30wt% 로 이루어지도록 하는 것이 그 내부의 공극율과 외부의 물리적, 화학적 강성을 동시에 이루는데 바람직하다. 이는 상기 석회가 30wt%이상을 초과하게 되면 상기 분뇨처리토(6)의 공극이 매우 조밀하게 되어 수분을 함유하게 되는 기능이 급격히 저하되고, 또한, 내부에서 호기성 미생물이 배양되는 기능도 함께 현저하게 되기 때문이다.

셋째는 산소로서, 호기성 미생물에 탄소를 산화하여 에너지를 얻을 때 산소가 요구되며( 호기성 분해), 최종 산물로서 이산화탄소와 물을 만든다. 산소가 없는 무산소 상태의 발효도 가능하나, 발효가 매우 느려지게 되며, 혐기성 상태가 되어 악취가 발생하게 된다. 통상, 자연발효방식은 산소가 투입 공급되는 방식이 아니므로 혐기성 발효라고 할 수 있다. 공기 중에는 21%의 산소가 있으며, 호기성 발효 미생물이 요구하는 최저 산소량은 5% 정도이며, 최적 산소량은 10%이상이면 매우 활발한 발효가 이루질 수 있다.

넷째는 C/N비(탄소 대 질소의 비)로서 20%∼30%가 호기성 미생물의 발효조건에 적당하나, 일반적으로 대변의 C/N비는 7%, 소변의 C/N비는 1%로서 탄소의 비가 절대적으로 부족한 것으로 알려졌다. 본 발명은 이러한 부족한 C/N비를 최적 발효조건으로 조절하기 위한 분뇨처리 촉진부를 제공하도록 이루어진다. 본 발명의 분뇨처리 촉진부(7)의 내부에 위치하고 있는 활성탄(4)은 상기 분뇨와 함께 혼합 교반되면서 분뇨의 부족한 C/N비를 최적의 C/N비로 조절하기 위하여 구성된다. 더 나아가, 다수개의 활성탄(4)은 각각의 표면적을 함유하고 있으므로 유기물의 표면적을 증가하여 유기물 발효반응속도를 증가시키도록 구성되고 있다.

다섯째는 온도로서, 통상, 호기성 발효의 최적온도는 40℃∼60℃이며, 40℃이하로 유지되면 혐기성 발효의 조건이 되며, 60℃이상 유지하면 병원균이 사멸된다. 본 발명의 분뇨처리 촉진부(7)는 분뇨반응부에 가열기를 장착하여 그 내부의 온도를 증가시키는 장치나, 혹은 가열된 외부공기의 열을 분뇨반응부내로 유입하여 그 내부의 온도를 증가시키는 분뇨처리장치등에서 분뇨처리를 처리하는데 있어서 그 기능을 더욱 촉진시키고자 제공된다.

위의 내용을 보다 쉽게 정리하면, 본 발명의 분뇨처리 촉진부(7)는 그 외부에 다수개의 분뇨통로 개방부(5)가 형성된 분뇨처리 촉진부의 보호통(8)과 그 내부에는 활성탄(4) 및 황토와 석회로 혼합된 분뇨처리토(6)로 이루어져 구성된다.여기서, 상기 보호통(8)은 분뇨처리 촉진부(7)의 외장이 되는 케이스의 형태이며, 도 3은 보호통(8)의 내부에 활성탄(4)과 분뇨처리토(6)가 투입된 상태를 나타내는 단면도면이며, 도 4는 보호통(8)의 구성 이해를 쉽게 하도록 하기 위해 보호통(8)만을 나타낸 도면임을 밝혀둔다.또한, 상기 보호통(8)에 형성된 분뇨통로개방부(5)로는 분뇨가 유입되게 되는데, 상기 분뇨는 소변과 대변이 혼합되어 그 형태가 기본적으로 진득한 액체(겔상의)의 형태이기 때문에 대부분의 분뇨가 유입될 수 있지만, 상당히 고형화되어 분뇨통로개방부(5)의 입구 보다 큰 분뇨 또는 협잡물의 경우, 상기된 교반용날개(2)에 의해 타격되어 부스러지며 소변과 혼합되어 결국 액화상태가 되는 것이다.즉, 상기 교반용 날개(2)는 상기된 큰 분뇨를 타격하여 그 입자가 작아지도록 하는 기능의 수행과 동시에 액체상태의 분뇨가 굳지 않도록 하여 분뇨통로개방부(5)를 통해 대부분의 분뇨가 유입될 수 있도록 하는 것이다.여기서, 상기된 도 2에서 도시된 분뇨의 크기는 단지 발명의 이해를 돕기위해 도시된 것이며, 실제적으로 상기 분뇨는 교반용날개(2)에 타격되어 쉽게 뭉게지거나 분해되어 그 입자크기는 작아지게 되는 것이다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 분뇨처리 촉진부는 분뇨반응부에 설치되어 있는 교반용날개를 이용하여 서서히 낮은 회전속도로 교반시키면서 발효와 건조를 시키는 장치에서 유기미생물의 발효와 배양에 필요한 C/N비, 입자크기, 수분함량등을 분뇨의 유기 미생물에게 최적으로 제공하여 분뇨를 더욱 신속하고 위생적으로 처리하도록 구성되어 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술의 소멸식 분뇨처리장치를 도시한 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 소멸식 분뇨처리장치의 실시예를 도시한 개략도.

도 3은 된 발명에 따른 분뇨처리 촉진부의 각 구실을 나타낸 개략도

도 4는 본 발명에 따른 분뇨처리 촉진부의 보호등을 나타낸 개략도

〈도면의 주요부분에 대한 설명〉

1 : 교반용 축 2 : 교반용날개

3 : 분뇨반응부 4 : 활성탄

5 : 분뇨통로 개방부 6 : 분뇨처리토

7 : 분뇨처리 촉진부 8: 보호통

Claims (4)

1. 분뇨반응부(3)의 내부에 횡설되어 회전구동하는 교반용 축(1)과; 상기 교반용 축(1)의 외주연에 장착되어 회전 운동하는 다수개의 교반용날개(2)가 회전하도록 마련된 소멸식 분뇨처리장치내에서 분뇨와 함께 교반하되, 다수개의 활성탄(4)과, 황토와 석회가 혼합되어 형성된 분뇨처리토(6)가 보호통(8)의 내부에 투입되고, 보호통(8)의 외측표면에는 다수개의 분뇨통로 개방부(5)가 형성된 것을 특징으로 하는 분뇨처리 촉진부.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 분뇨처리토(6)에서 황토는 70wt%∼90wt%이며, 석회는 10wt%∼30wt% 로 이루어진 것을 특징으로 하는 분뇨처리 촉진부.
4. 삭제