KR100584084B1

KR100584084B1 - 축사의 축산 분뇨 처리조

Info

Publication number: KR100584084B1
Application number: KR1020030065883A
Authority: KR
Inventors: 이해철
Original assignee: 이해철
Priority date: 2003-09-23
Filing date: 2003-09-23
Publication date: 2006-05-29
Also published as: KR20050029557A

Abstract

본 발명은, 분뇨를 배출시키기 위한 관통 홀을 갖춘 축사 바닥(23), 이 축사 바닥의 하측으로 세척수 및 상기 분뇨를 소정의 수위로 저류시키기 위하여 경사면의 바닥을 갖춘 저류조(25), 이 저류조의 상류 측에서 외부로부터 공급되는 세척수를 단속하는 세척수 단속밸브(27), 및 저류조의 수위가 일류(溢流) 수위인 때에 저류 중인 폐수를 배출시키고, 최저 수위에 도달하면 배출을 중단하는 사이펀(35)으로 구성된 분뇨 처리조를 포함하고, 상기 저류조에 물을 충전(充塡)시키는 충전단계, 상기 조 내의 물에 지속적으로 혼입되는 가축 분뇨를 슬러리 상으로 배출시키기 위하여 외부에서 세척수를 공급하고 차단하는 세척수 공급단계, 상기 조 내의 수위가 일류 수준이면 사이펀을 통한 배출이 시작되고, 최저 수위에서 일류가 중단되는 것을 반복하는 폐수 배출/차단단계, 상기 배출된 축산 폐수로부터 요와 세척수를 분리하여 고형분을 수거하는 고형분 분리단계, 상기 분리된 요와 세척수를 외부 저장조에 저장하는 요 세척수 저장단계, 상기 저장된 요 세척수를 정화하는 정화단계, 및 상기 정화된 물을 상기 세척수 공급단계에서 재사용하는 순환단계를 포함한 축사의 축산 분뇨 처리조이다.

사이펀, 분뇨, 저류조, 가축 폐수

Description

축사의 축산 분뇨 처리조{LIVESTOCK'S EXCRETION TREATMENT TANK OF CATTLE SHED}

도 1은 종래 기술에 따른 축사의 축산 분뇨 처리조의 구성을 설명하는 축사의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 축사의 축산 분뇨 처리조를 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 축사의 축산 분뇨 처리조에 있어서 축산 분뇨 및 세척수의 흐름을 설명하는 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 축사의 축산 분뇨 처리 순서도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

21: 축사 23: 축사 바닥

25: 저류조 27: 세척수 단속 밸브

29: 관통 홀 31: 세척수 라인

33: 세척수 공급조 35: 사이펀

37: 집수로 39: 외부 저장조

41: 정화조

본 발명은 축사의 축산 분뇨 처리조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 축산 폐수의 고농도 오염을 방지하여 축산 폐수의 정화를 편리하게 하고 환경 오염을 근절할 수 있는 축사의 분뇨 처리와 이를 이용한 분뇨 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 축산 농가에서는 대량의 축산 분뇨가 발생된다. 이 축산 분뇨는 다량의 수분을 함유하고 있기 때문에 이 축산 분뇨를 처리하는 데 상당히 많은 비용이 소요된다. 또한 축산 분뇨는 많은 양의 유기물을 함유하고 있기 때문에 이 유기물의 분해로 인한 악취를 발생시킨다.

축산 분뇨 중에서도 한우의 분뇨와 같이 함수율이 낮은 경우에는 처리에 큰 어려움이 없으나, 젖소나 돼지의 분뇨와 같이 양도 많으면서 함수율이 높은 경우에는 처리에 상당한 어려움이 있다.

또한, 낙농 농가는 축사와 분뇨를 처리하여 액비나 퇴비로 환원하여 사용할 수 있도록 초지(草地)와 같은 사료포장(飼料圃場)을 구비하고 있으나, 양돈 농가는 분뇨를 자원으로 처리할 공간을 확보하지 못하고 있다.

따라서, 양돈 농가는 별도 처리를 통해 분뇨와 오폐수를 분리 수거하고 분뇨는 비료로 재활용하는 한편, 오 폐수는 정화 처리 후 방류하게 되어 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 축사의 축산 분뇨 처리조가 적용된 축사의 단면도로서, 이 분뇨 처리조는 축사(1)의 내부 바닥(3)보다 더 하측으로 저류조(5)를 마련하고, 이 저류조(5)에 물을 일정 수위로 채워 놓으면 가축의 분뇨는 바닥(3)에 뚫린 구멍을 통해 저류조(5)로 저장되고, 이렇게 장시간 방치하면 물과 섞여 슬러리 상태로 되며, 이것은 바닥(3)에서 원격 조작할 수 있는 드레인 콕(7)을 열어 주는 것으로 드레인 라인(9)을 통해 슬러리 상태의 폐수(분뇨와 물)니 배출되게 한 구성으로 되어 있다.

이렇게 배출되는 축산 폐수에서, 분과 요 및 수분은 분리된 후 분은 퇴비로 사용되고, 물과 요는 정화 처리되어 방류된다.

이와 같은 구성의 분뇨 처리조는, 드레인 콕(7)의 개폐를 축사(1)의 내부에서 행하는 구성이므로, 가축이 성장되어 출하되기까지 수개월(돼지의 경우 약 4~6개월) 동안 저류조(5)에 폐수(물과 분뇨)를 슬러리 상태로 저류시켜 둘 수밖에 없고, 이 때문에 저류된 축산 폐수는 차차 고농도로 오염되어 이후의 정화 처리가 쉽지 않게 되는 문제가 있다.

또한, 상기 분뇨 처리조는 분뇨와 물로 이루어진 슬러리 상태의 축산 폐수를 바닥이 수평면으로 이루어진 저류조(5)에 장기간 동안 저류하고 있기 때문에 드레인 콕(7)을 개방시키더라도 축산 폐수를 드레인 라인(9)으로 원활히 배출시키지 못하는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 축산 폐수의 고농도 오염을 방지하여 축산 폐수의 정화를 편리하게 하고 환경 오염을 방지하는 축사의 축산 분뇨 처리조를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 축사의 축산 분뇨 처리조는, 가축의 사육 공간을 제공하면서 이 가축의 분뇨를 배출시키도록 관통 홀을 형성하고 있는 축사 바닥,

상기 축사 바닥의 하측에 구비되어 세척수 및 상기 분뇨에 의한 축산 폐수를 소정의 수위로 유지하며 폐수의 원활한 배출을 위하여 바닥을 경사면으로 형성하고 있는 저류조,

상기 저류조의 일 측에 구비되어 외부에서 저류조로 공급되는 세척수를 단속하는 세척수 단속밸브, 및

상기 세척수 단속밸브의 개방으로 공급되는 세척수에 의해 저류조 내의 수위가 일류(溢流) 수위로 증가하면 저류 중인 폐수의 배출을 개시하여 최저 수위까지 일괄 배출시키는 사이펀을 갖춘 폐수 배출/차단 단속수단을 포함한다.

상기 폐수 배출/차단 단속수단의 사이펀은 외부에서 공급되는 세척수의 증가에 따른 수압으로 배출을 개시한 다음, 최저 수위에 이르러 대기압이 해소될 때 까지 때까지 폐수 배출을 지속하게 된다.

상기와 같은 구성의 축산 분뇨 처리조를 통한 분뇨 처리는, 축사의 저류조에 소정의 수위로 물을 충전(充塡)시키는 충전단계,

상기 충전단계에 의하여 충전된 물에 소정 기간동안 혼입된 가축의 분뇨를 배출시키도록 저류조에 세척수를 공급하고 차단하는 세척수 공급단계,

상기 세척수 공급단계에 의한 세척수의 공급 압력에 의하여 축산 폐수를 배출시키고 이 배출을 차단시키는 폐수 배출/차단단계,

상기 폐수 배출/차단단계가 진행되는 동안 배출되는 슬러리 상태의 축산 폐수로부터 고형분을 분리하는 고형분 분리단계,

상기 고형분 분리단계에 의하여 분리된 요와 세척수를 외부 저장조에 저장하 는 요 세척수 저장단계,

상기 요 세척수 저장단계에 의하여 저장된 요와 세척수로 형성되는 축산 폐수를 정화하는 정화단계, 및

상기 정화단계에 의하여 축산 폐수에서 세척수로 정화된 물을 세척수로 재사용 하도록 상기 세척수 공급단계로 순환시키는 순환단계로 행해진다.

본 발명의 이점과 장점은 이하의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명함으로서 보다 명확하게 될 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 축사의 축산 분뇨 처리 시스템이 적용된 축사(21)의 단면도로서, 축사 바닥(23), 저류조(25), 세척수 단속 밸브(27) 및 사이펀(35)을 갖춘 폐수 배출/차단 단속수단을 포함한 구성으로 되어 있다.

축사 바닥(23)은 가축의 사육 공간을 제공하면서 가축을 배설한 분뇨와 격리수용하는 것으로서, 이 축사 바닥(23)에는 소정 크기의 관통 홀(29)이 뚫려 있어서 가축의 분뇨는 축사 바닥(23)의 하측으로 낙하 되고, 이렇게 축사 바닥(23)을 통과한 분뇨는 저류조(25)에 일시적으로 저류된다. 이와 같이 저류되는 분뇨를 슬러리 상태로 만들기 위하여 저류조(25)에는 처음부터 물이 충전되어 있다.

이 저류조(25)로 수집되는 가축의 분뇨는 물(또는 세척수) 및 분뇨에서 생성되는 축산 폐수와 함께 소정의 수위로 장기간 유지된다.

이와 같이 장기간 저류하여 두면 저류조(25)에 수집된 가축 분뇨는 쉽게 배출될 수 있는 슬러리 상태로 풀어진다.

또한, 이 저류조(25)는 내부에 저류되는 축산 폐수를 외부로 원활히 배출시킬 수 있는 구조를 갖추는 것이 바람직하다. 본 실시 예에서는 그러한 예의 하나로서, 바닥이 경사면으로 형성되어 상류 측으로 세척수가 공급되고, 하류 측으로는 축산 폐수가 배출되는 구성의 저류조(25)를 예시하고 있다.

상기 저류조(25)에서, 세척수가 공급되는 상류 측에는 세척수 단속밸브(27)가 구비된다. 이 세척수 단속밸브(27)는 자동 또는 수동으로 개폐될 수 있는 통상의 것을 적용할 수 있고, 또한 상기 저류조(25)에 최초로 물을 저류시킬 때에 물의 공급통로로도 사용되는 것이다.
이 세척수 단속밸브(27)에는 세척수를 공급하기 위한 세척수 라인(31)이 연결되어서 별도의 세척수 공급조(33)로부터 세척수를 공급받게 된다.

세척수 공급조(33)는 저류조(25)에 세척수를 공급하는 수단으로서, 통상의 급수 펌프를 통해 압송시키거나, 또는 세척수 공급조(33)를 저류조(25)보다 높게 위치시켜 낙차를 이용한 자연 낙하로 세척수를 공급하게 할 수 있다.

또한, 이 세척수 공급조(33)에는 신선한 물이 공급될 수도 있으나, 후술하는 바와 같이 저류조(25)에서 배출된 축산 폐수로부터 정화된 세척수가 공급될 수도 있다.

상기 세척수 단속밸브(27)는 저류조(25) 내의 축산 폐수를 배출시킬 때 개방 작동된다. 즉, 이 세척수 단속밸브(27)가 개방되면 세척수 공급조(33) 내의 세척수가 저류조(25)의 수위를 상승시키게 되는　것이다.

상기 저류조(25)의 하류 측에는 사이펀(35; siphon)을 갖춘 폐수 배출/차단 단속수단이 설치되어 있다. 이 사이펀(35)은 저류조(25)를 타고 넘는 도관 형태로 되어서 저류조(25) 측의 입구가 그 외측으로 연장된 출구보다 높게 배치된 특징을 가진다.

이에 따라 상기 세척수 단속밸브(27)를 통한 세척수의 공급으로 증가하는 수위가 사이펀(35)의 내부 정점을 초월하는 일류(溢流) 수위로 되면, 저류되어 있던 축산 폐수는 사이펀(35)을 오버 플로우 하여 배출되기 시작한다.

이렇게 사이펀(35)을 통한 축산 폐수의 배출이 개시되면, 세척수 단속밸브(27)를 폐쇄하더라도 저류조(25)의 수위 전체에 걸쳐 작용하는 대기압의 작용으로 축산 폐수의 배출은 지속되다가, 상기 사이펀(35)의 입구 측이 외부로 노출되어 대기압이 해제되는 시점에서 그 배출이 중단된다.

그러므로 본 발명은 세척수 단속밸브(27)를 열어 세척수 공급조(33)로부터의 세척수 공급을 시작하고 어느 시점에서 세척수의 공급을 차단한 다음, 저류조(25)에서 축산 폐수의 배출이 완료된 후에 다시 열어 저류조(25) 내에 물을 충전시켜 두어야 할 필요가 있다.

이와 같이 본 발명은 세척수 단속밸브(27)의 개폐 작동을 통해 저류조(25)에 저류된 축산 폐수를 간편하게 배출시킬 수 있어서 상기 저류조(25)에 저류되는 축산 폐수의 오염도가 고농도화 되지 않게 관리할 수 있다.

또한, 상기 세척수 단속밸브(27)는 저류조(25)의 외측에 마련된 것이므로 축사 바닥(23)에 가축을 방사하여 놓은 있는 경우에도 작동 가능하기 때문에, 가축의 출하 시기를 기다릴 필요가 없이 원하는 시기에 간단히 저류조(25)에 저류된 축산 폐수를 배출시킬 수 있다.

이 세척수 단속밸브(27)의 작동으로 저류조(25) 내의 축산 폐수를 원활히 외부로 배출시키는 사이펀(35)을 구비한 폐수 배출/차단 단속수단은, 별도의 동력이나 조작 없이 대기압 차이를 이용하여 자동 작동되는 것이므로 다른 밸브 종류 등의 단속수단에 비해 유리하다.

세척수 단속밸브(27)를 상류 측에, 그리고 사이펀(35)을 갖춘 폐수 배출/차단 단속수단을 하류 측에 배치한 구성은 축산 폐수 배출 시, 저류조(25) 내에서 일정의 폐수 흐름을 형성하여 슬러리 상태인 축산 폐수의 배출을 더욱 원활하게 한다.

상기 사이펀(35)을 구비한 폐수 배출/차단 단속수단의 폐수 배출 측에는 집수로(37), 외부 저장조(39), 및 정화조(41)가 순차적으로 연결되어 있다.
집수로(37)는 배출되는 폐수로부터 고형분인 분을 분리한다. 이 분은 퇴비로 사용된다.

이 집수로(37)를 통과한 요와 세척수는 외부 저장조(39)로 유입되고, 정화조(39)에서 미생물에 의한 생물학적 처리를 비롯한 다양한 방법으로 정화 처리된다.

이렇게 정화된 세척수는 펌핑 수단(미도시)에 의하여 세척수 공급조(33)로 다시 공급된다.
이와 같이 본 발명은 세척수 단속밸브(27)와 폐수 배출/차단 단속수단인 사이펀(35)을 사용하여 저류조(25) 내의 축산 폐수의 배출 시기를 단축함으로써, 축산 폐수의 오염도가 낮아지고, 이 낮은 오염도로 인하여 축산 폐수의 정화도 용이하게 되며, 또한 정화된 세척수를 재사용하여 환경 오염을 적극적으로 방지하게 된다.

상술한 본 발명의 처리조를 이용한 축사의 축산 분뇨 처리는 도 4에 도시된 바와 같다.

먼저, 충전단계(ST10)는 축사(21)의 저류조(25)에 소정의 수위로 물을 충전(充塡) 시킨다.

이 충전단계(ST10)에 이어 세척수 공급단계(ST20)가 진행된다. 이 세척수 공급단계(ST20)는 상기 물을 충전하고, 소정의 기간 동안 사용하여 충전된 물에 가축의 분뇨가 혼입된 상태에서 세척수를 공급하고 차단한다.

이 세척수 공급단계(ST20)에 의하여 폐수 배출/차단단계(ST30)가 진행된다. 이 폐수 배출/차단단계(ST30)는 세척수의 공급 압력에 의하여 저류조(25) 내의 축산 폐수를 배출시키고 세척수의 공급 차단으로 폐수의 배출을 차단한다.

이 세척수 공급단계(ST20)와 폐수 배출/차단단계(ST30)는 같이 진행되며, 이 단계의 진행 후에 저류조(25)에는 새로운 세척수가 충전된 상태이다.

이 폐수 배출/차단단계(ST30)에 이어 고형분 분리단계(ST40)가 진행된다. 이 고형분 분리단계(ST40)는 집수로(37)에서 진행된다. 이 고형분은 퇴비로 사용된다.

이 고형분 분리단계(ST40)에 이어, 분리된 요와 세척수를 외부 저장조(39)에 저장하는 요 세척수 저장단계(ST50)가 진행되고, 이 요 세척수 저장단계(ST50)에 이어 저장된 요와 세척수로 형성되는 축산 폐수를 정화하는 정화단계(ST60)가 진행되며, 이 정화단계(ST70)에 이어 축산 폐수에서 세척수로 정화된 물을 세척수로 재사용하도록 세척수 공급단계(ST20)로 순환시키는 순환단계(ST80)가 순차적으로 진행 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 저류조의 일 측에 세척수 단속밸브를 구비하고 저류조의 다른 측에 사이펀을 구비함으로써, 상기 세척수 단속밸브의 조작만으로 저류조 내의 축산 폐수는 일정 수위로 차오를 때마다 사이펀을 통해 자동 배수가 이루어져서 간단한 구성만으로 관리하기 용이한 축사의 축산 분뇨 처리조를 제공하는 것이다.

Claims

가축의 사육 공간을 제공하면서 이 가축의 분뇨를 배출시키도록 관통 홀을 형성하고 있는 축사 바닥;

상기 축사 바닥의 하측에 구비되어 세척수 및 상기 분뇨에 의한 축산 폐수를 소정의 수위로 유지하며 폐수의 원활한 배출을 위하여 바닥을 경사면으로 형성하고 있는 저류조;

상기 저류조의 상류 측에 구비되어 외부에서 저류조로 공급되는 세척수를 단속하는 세척수 단속밸브; 및

상기 세척수 단속밸브의 개방으로 공급되는 세척수에 의한 저류조 내의 수위가 일류 수위인 때에, 저류 중인 폐수 배출을 개시하여 최저 수위로 될 때까지 배출시키고, 상기 최저 수위에서 세척수 단속밸브를 통한 세척수의 재공급 시에 저류조 내의 수위를 일류 수위 직전으로 유지 보전하는 사이펀을 구비한 폐수 배출/차단 단속수단을 포함하는 구성으로 된 축사의 축산 분뇨 처리조.
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