KR100725967B1

KR100725967B1 - 악취제거장치 및 이를 이용한 악취저감형 액체비료의 생산 방법.

Info

Publication number: KR100725967B1
Application number: KR1020060117371A
Authority: KR
Inventors: 길한석; 나경호; 박병곤; 강남이
Original assignee: 주식회사 다우테크
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2007-06-08

Abstract

본 발명은 악취제거장치 및 이를 이용한 악취저감형 액체비료의 생산 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호기성 발효조로 부터 발생되는 악취 가스를 포집하여 이를 다시 호기성 발효조 내로 반송시킴으로써, 호기성 발효조 내 미생물의 악취제거 기작을 이용하여 악취를 저감하거나 악취의 확산을 방지하도록 하는 것이며, 또한 상기 방법을 이용할 시 악취제거장치를 추가로 포함시켜 악취 가스를 정화할 수 있도록 함으로써, 악취를 제거하여 주변 민원의 발생을 해소하고, 기존 시설 및 설비를 최대한 활용할 수 있도록 하여 소규모의 축산농가에서도 쉽게 설치할 수 있도록 하는 것으로, 호기성 발효조를 포함하는 액상비료 생산 방법에 있어서, 악취의 포집을 위한 지붕(21)을 구비하는 호기성 발효조(2)와, 상기 호기성 발효조(2)로 부터 포집된 악취 가스를 악취제거장치(1) 및 호기성 발효조(2)로 공급하기 위한 공기공급장치(3)와, 상기 공기공급장치(3)로 부터 공급받은 악취 가스의 악취를 제거하기 위한 악취제거장치(1)를 포함하여 액체비료가 생산되며, 상기 악취제거장치(1)로 부터 악취가 제거된 가스는 호기성 발효조(2) 내로 반송되는 것을 특징으로 한다.

악취제거장치, 악취, 호기성 발효조, 반송, 액체비료

Description

악취제거장치 및 이를 이용한 악취저감형 액체비료의 생산 방법.{Offensive odor treatment apparatus and Deodoring in liquid fertilizer producing system}

도 1은 본 발명의 악취제거 장치를 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명의 액체 비료생산 방법을 나타낸 구성도.

도 3은 본 발명의 액체 비료생산 방법을 나타낸 구성도.

도 4는 본 발명의 호기성 발효조의 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 악취제거장치 2 : 호기성 발효조

3 : 공기공급장치 11 : 약액세정탑

12 : 약액순환펌프 21 : 지붕

22 : 산기관 23 : 공기유입구

211 : 지붕지지대 111 : 악취제거약품

112 : 메디아 113 : 분사노즐

114 : 가스 유입구 115 : 가스배출구

116 : 밸브

본 발명은 악취제거장치 및 이를 이용한 악취저감형 액체비료의 생산 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호기성 발효조로부터 발생되는 악취 가스를 포집하여 이를 다시 호기성 발효조 내로 반송시킴으로써, 호기성 발효조 내 미생물의 악취제거 기작을 이용하여 악취를 저감하거나 악취의 확산을 방지하도록 하는 것이며, 또한 상기 방법에 악취제거장치를 추가로 포함시켜 악취 가스를 정화할 수 있도록 함으로써, 악취를 제거하여 주변 민원의 발생을 해소하고, 기존 시설 및 설비를 최대한 활용할 수 있도록 하여 소규모의 축산농가에서도 쉽게 설치할 수 있도록 하는 것이다.

현재까지 대부분의 액체비료의 생산 방법은 단순저류 혹은 혐기성 발효와 호기성 발효과정을 거쳐 일정기간 부숙된 후 액체비료로 전환되는 일련의 과정을 거쳐 생산하게 된다.

그러나 이 과정에서 축산분뇨 자체에 존재하는 악취유발 물질 및 혐기성 발효과정에서 발생되는 암모니아, 황화수소, 아민류 등의 악취물질로 인해 주변지역의 민원이 발생하거나, 작업자에게 불쾌감을 유발하여 액체비료의 생산설비에 대한 효능보다 심미적인 이유로 인해 거부감을 조성하고 있다.

상기 액체비료의 생산 방법에서 발생되는 악취성분은, 축산분뇨 자체 또는 혐기 및 호기 발효과정에서 생성되는 악취성분인 암모니아, 황화수소, 아민류 등으로서, 상기 암모니아, 황화수소, 아민류 등은 매우 고농도이며, 특히 암모니아와 황화수소는 무기성 화합물로서 열화 또는 탄화, 촉매산화 등의 방법으로 제거되지 않는 특성이 있어, 이를 처리하기 위해서는 화학적 처리, 생물학적 처리(바이오 필터) 등 별도의 처리설비를 갖추어야 하는 문제점을 지니고 있다.

또한 상기 암모니아와 황화수소는 물에 대한 용해도가 높은 기체상으로 습식세정에 의해 상당부분 제거될 수 있으나, 폐수 발생량이 증가하여 별도의 폐수처리설비를 추가하여야 하는 문제점이 있었다. 특히 암모니아의 경우 염기성계 기체로 산에는 잘 용해되나 염기에는 잘 녹지 않고, 황화수소의 경우 암모니아와 정반대로 산에는 용해되지 않으나 염기에는 용해도가 매우 높은 특징이 있어, 화학적인 처리방법을 선택할 경우 이들 두 기체의 물리, 화학적인 특성을 고려한 공정의 선정이 필요하였다.

상기와 같은 축산분뇨에서 발생되는 악취성분을 제거하기 위한 방법으로, 현재 활성탄 흡착법, 약품세정방법, 바이오트릭클링 필터(biotrickiling Filter), 토양탈취 방법 등을 주로 이용하고 있다.

그러나 활성탄 흡착법의 경우 암모니아, 아민류가 자극성 가스인 관계로 흡 착효율이 급격하게 떨어지고 빈번한 활성탄 교체에 의한 운전비용 및 운영상 복잡한 수고가 동반되는 문제점이 있었다.

또한 토양탈취법은 넓은 부지가 필요하고 송풍기 압력상승에 의한 전력비용 과다, 토양미생물의 pH관리, 겨울철 미생물 사멸 및 활동저하, 잦은 잡초제거 등 유지관리가 복잡한 문제점이 있었다.

그리고 약액세정법은 산성약품(HCl이나 H₂SO₄)에 의한 흡수세정과 알카리약품(NaOH) 및 산화제(NaOCl)에 의한 흡수세정을 병행처리하는 방법이 기본공정으로 산성가스(유화수소, 멀캅탄류)와 알카리가스(암모니아, 아민류)를 중화반응 및 산화처리하는 방법이나, 와류믹스식의 산화제 흡수세정은 산, 알카리 흡수세정이 생략된 상태이며 산화제가 알카리성이므로 알칼리성 가스인 암모니아, 아민류의 제거효율이 다소 떨어지며, 약품소요량이 증대되는 문제점이 있었다.

상기 바이오필터에 의한 탈취는 토양탈취법과 유사하고 pH관리, 동절기 가온 및 가습대책(20℃유지, 분무장치), 넓은 부지, 초기 투자비 과다, 높은 압력손실 등의 문제점이 있다.

상기에서와 같은 악취제거 방법은 비교적 규모가 큰 축분처리장이나 공공처 리장에 일부적용되고 있을 뿐 소규모 농가형이나, 단일규모의 처리시설에 적용하는 데는 경제성과 유지관리성, 제한적인 부지면적으로 인한 적용의 어려움이 있었다.

따라서 상기한 종래의 액체비료의 생산 방법이 갖는 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 종래의 액체비료 생산 방법 중 호기성 발효조로부터 발생되는 악취 가스를 포집하고, 포집된 가스가 공기공급장치로 흡수되도록 하여 이를 호기성 발효조 내로 재투입함으로써, 악취 가스가 대기 중으로 방출되지 않도록 함과 동시에, 발효조 내 미생물의 악취제거 기작을 이용하여 악취농도를 저감하는 악취제거장치 및 이를 이용한 악취저감형 액체비료의 생산 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 액체 비료를 생산함에 있어 악취제거장치를 추가로 포함시켜 악취 가스를 정화할 수 있도록 함으로써, 악취를 제거하여 주변 민원의 발생을 해소하고, 기존 시설 및 설비를 최대한 활용할 수 있도록 하여 소규모의 축산농가에서도 쉽게 설치할 수 있도록 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 호기성 발효조로부터 발생되는 악취를 제거하기 위한 악취제거장치는,

액체비료를 생산하는 호기성 발효조로부터 발생되는 악취를 제거하기 위한 장치에 있어서,

호기성 발효조로부터 발생되는 악취를 제거하기 위한 약액세정탑(11)과, 상기 약액세정탑(11)으로 악취제거약품(111)을 순환시키기 위한 약품순환펌프(12)로 구성되며,

상기 약액세정탑(11)은 하부 일측에 악취 가스가 유입되는 가스유입구(114)가 형성되고, 상부 일측에 악취가 제거된 가스를 호기성 발효조로 반송하기 위한 가스배출구(115)가 형성되며,

상기 약액세정탑(11)의 내측 하부에 악취제거약품(111)이 저장되어 상기 하부에 저장된 악취제거약품(111)이 약품순환펌프(12)를 통해 약액세정탑(11)의 내측 상부에 설치된 분사노즐(113)로 분사되며,

상기 약액세정탑(11)의 내측 중간부에 악취 가스의 균일한 분포를 위한 메디아(112)가 설치되고, 외측 상부에 청정 공기의 배출을 위한 밸브(116)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 악취제거약품(111)은 차아염소산나트륨인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 악취저감형 액체비료의 생산 방법은, 호기성 발효조를 포함하여 이루어지는 액상비료 생산 방법에 있어서,

악취 가스의 포집을 위한 지붕(21)을 구비하는 호기성 발효조(2)와,

상기 호기성 발효조(2)로 부터 포집된 악취 가스를 악취제거장치(1) 및 호기 성 발효조(2)로 공급하기 위한 공기공급장치(3)와,

상기 공기공급장치(3)로 부터 공급받은 악취 가스의 악취를 제거하기 위한 악취제거장치(1)를 포함하여 액체비료를 생산하며,

상기 악취제거장치(1)로 부터 악취가 제거된 가스는 호기성 발효조(2) 내로 반송되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 호기성 발효조(2)의 지붕(21)은 호기성 발효조(2)에 설치된 지붕지지대(211)에 의해 지지되며, 상기 호기성 발효조(2)와 지붕(21) 사이에는 지붕지지대(211)에 의해 공기유입구(23)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하도록 한다.

먼저 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 악취제거장치(1)는 약액세정탑(11)과, 약품순환펌프(12)로 구성된다.

상기 악취제거장치(1)는, 축산분뇨로부터 액체비료를 생산하는 장치에 사용되는 호기성 발효조(2)로 부터 발생되는 악취를 제거하기 위한 것으로서, 호기성 발효조(2)로 부터 발생되는 악취를 간단한 장치(1)만으로 손쉽게 제거하여 주변 민원의 발생을 방지할 수 있도록 한 것이다.

또한 상기 악취제거장치(1)는 종래의 액체비료 생산 방법에 그대로 적용할 수 있어, 저렴한 비용으로 설치가 가능하여 소규모 축산농가에도 적용이 가능하도록 한 것이다.

먼저 상기 약액세정탑(11)은, 내측 하부에 악취제거약품(111)이 저장되고, 내측 중간부에 메디아(112)가 설치되며, 내측 상부에 약품을 분사하기 위한 분사노즐(113)이 설치됨으로써, 하부에 저장된 악취제거약품(111)이 약품순환펌프(12)를 통해 분사노즐(113)로 공급되어 분사되며, 악취 가스가 중간부에 설치된 메디아(112)를 통과하여 균일하게 분포됨으로써 약품과의 접촉효율이 증대되도록 하는 것이다.

또한 악취제거장치(1) 내부로 호기성 발효조(2)를 통해 포집된 가스를 유입하기 위한 가스유입구(114)가 약액세정탑(11)의 하부 일측에 설치되고, 그 상부 일측에는 악취가 제거된 공기가 호기성 발효조(2)로 반송되기 위한 가스배출구(115)가 설치된다. 그리고 상기 약액세정탑(11)의 외측 상부에는 청정 공기의 배출을 위한 밸브(116)가 설치되어 적정한 간격으로 개방과 폐쇄를 반복하여 청정 공기를 외부로 배출할 수 있도록 한다.

이때 상기 가스유입구(114)는 위치는 저장된 악취제거약품(111)의 높이보다 더 낮은 곳에 위치하도록 함으로써 악취의 제거를 더욱 용이하게 할 수 있으나, 이를 반드시 제한하는 것은 아니다.

즉, 약액세정탑(11)의 내측 하부에 저장된 악취제거약품(111)이 약품순환펌프(12)를 통해 약액세정탑(11)의 내측 상부에 설치된 분사노즐(113)로 분사되도록 함으로써, 약액세정탑(11)의 내부 가스 내에 포함된 황화수소, 암모니아 등의 악취를 제거할 수 있게 되는 것이다.

그리고 상기 악취제거약품(111)으로는 비용과 효율을 고려할 때 치아염소산나트륨(NaOCl)을 사용하는 것이 바람직하나, 이를 반드시 제한하는 것은 아니며, 상기 치아염소산나트륨의 농도는 1N의 약품을 사용하는 것이나, 농도 역시 상황에 따라 조절하여 이용할 수 있음은 물론이다.

상기와 같은 악취제거장치(1)는 종래의 액체비료의 생산 방법에 적용할 수 있는 것으로서, 저렴한 비용으로 종래 문제가 되고 있는 액체비료의 생산 과정 중 발생되는 악취를 손쉽게 제거할 수 있도록 한 것이다.

이하 상기한 악취제거장치(1)를 적용한 액체비료의 생산 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명의 악취제거장치(1)는, 도 2 및 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 호기성 발효조(2)에 연결 설치되는 것인 바, 전체적인 생산 방법은 호기성 발효조(2) 공기공급장치(3) 및 악취제거장치(1)로 이루어진다.

즉, 본 발명의 액체비료 생산 방법은 호기성 발효조(2)로 부터 발생되는 악취 가스를 포집하여, 이를 공기공급장치(3)의 흡입구로 유입되도록 한 후, 유입된 악취 가스를 악취제거장치(1)로 유입시켜 악취를 제거하고, 악취가 완전히 제거된 공기를 외부로 배출 또는 호기성 발효조(2)로 반송시킴으로써, 악취 가스가 외부로 배출되지 않도록 하는 방법이다.

또한 상기 악취제거장치(1)를 설치하지 않더라도 상기 호기성 발효조(2)로 부터 발생되는 악취 가스를 포집하여 이를 호기성 발효조(2) 내로 반송시킴으로써, 악취 가스가 대기 중으로 방출되지 않도록 함과 동시에, 발효조(2) 내의 미생물 기작에 의해 악취의 농도가 저감되도록 할 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이, 액체 비료생산의 반송장치를 적용하기 위해서는 호기성 발효조(2)에 지붕(21)을 설치하여 호기성 발효조(2)로 부터 발생된 악취가 대기 중으로 분산되지 못하고 포집될 수 있도록 하여야 하는 데, 상기 호기성 발효조(2)에 설치된 지붕(21)은 악취의 분산을 방지함과 동시에 악취를 포집하여 이를 공기공급장치(3)의 흡입구로 유도되도록 하는 역할을 하는 것이다.

상기 지붕(21)의 형태는 악취 및 대기 중의 공기가 공기공급장치(3)의 흡입구로 원활히 유도될 수 있는 돔형이나 원추형의 구조로 되는 것이 바람직하나, 이를 반드시 제한하는 것은 아니며, 상기 지붕(21)은, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 발효조(2)에 설치된 지붕지지대(211)에 의해 지지되도록 하는 데, 상기 발효조(2)와 지붕(21) 사이에는 지붕지지대(211)에 의해 공기유입구(23)가 형성됨으로 써, 발효조(2) 내에 외부 공기가 유입될 수 있게 되어 공기공급장치(3)로의 원활한 공기 공급이 가능하도록 한다.

또한 상기 호기성 발효조(2)의 내측 하부에는 공기공급장치(3)로 부터 공급되는 공기를 미세기포로서 공급하기 위한 산기관(22)이 설치되는 바, 상기 산기관(22)은 호기성 발효조(2) 내의 공기와 미생물 및 유기물과의 접촉효율을 증대시켜 발효를 더욱 용이하게 하기 위한 것이다. 상기 산기관(22)은 통상의 호기성 발효조(2)에서 많이 사용되고 있는 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

그리고 상기 공기공급장치(3)로는 일반적으로 사용되는 송풍기 등을 이용할 수 있으나, 이를 반드시 제한하는 것은 아닌 것으로 공기를 흡입하여 계속적으로 호기성 발효조(2) 내로 공급할 수 있다면 그 종류를 제한하지 않는다.

또한 상기 악취제거장치(1)는 악취 가스 내 악취를 완전제거하는 것은 물론, 호기성 발효조(2) 내로 반송시키기 위해서는 농도만을 조절하여 반송시킬 수도 있는 것으로, 악취의 제거 및 악취의 감소에 탁월한 효과를 갖는 것이다.

상기한 설명에서와 같이 본 발명의 악취제거장치(1)는 호기성 발효조(2)를 포함하여 구성되는 모든 액체비료 생산 방법에 적용할 수 있는 것으로서, 간단한 장치만으로 악취를 효율적으로 제거할 수 있는 것이다.

이하 본 발명의 적용례를 살펴보도록 한다.

돼지 사육장으로부터 발생되는 분뇨혼합물을 전처리 과정을 통해 고액분리한 후, 호기성 발효조(용량: Φ8,700×3,450mH, 부대설비 : PTO교반기, 원수주입펌프, 슬러지 인출펌프, 산기관, 송풍기)로 일정량의 축산뇨(3.5㎥/일)를 주입하여 저장 후 3㎥/분의 공기를 주입하여 폭기시켰다.

상기 호기성 발효조의 초기 운전은 일정량의 미생물을 종균제로 투입하여(유입유량의 10%) 안정화 시킨 후 지속적으로 호기성 상태에서 발효시켰다. 이때 상기 호기성 발효조의 상부는 지붕을 설치하여 발생된 악취가 원활히 포집될 수 있는 돔형으로 하였고, 포집배관을 송풍구의 흡입구에 연결시켜 호기성 발효조로 재반송하여 호기성 발효조 내의 악취제거 미생물에 의해 악취 가스가 제거되도록 하였다.

또한 상기한 조건과 동일한 조건으로 처리하되 악취제거장치를 추가로 설치하였다. 상기 악취제거장치에 사용한 약품은 차아염소산나트륨으로 하였고 농도는 1N로 하여 입형다단펌프를 사용하여 연속 순환되도록 하였다. 그리고 약액세정장치에 설치된 밸브를 타임 콘크롤(Time Control)로 운영하여 개방과 폐쇄가 반복되도록 하였다.

이상에서와 같이 본 발명은 상기한 실시예에 한하여 설명하였지만, 상기 실시예로서 본 발명이 제한되는 것은 아닌 것으로, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나 지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

상기한 설명에서 분명히 알 수 있는 바와 같이, 호기성 발효조로부터 발생되는 악취 가스를 포집하고, 포집된 가스가 공기공급장치로 흡수되도록 하여 이를 호기성 발효조로 재투입함으로써, 악취 가스가 대기 중으로 방출되지 않도록 함과 동시에, 발효조 내 미생물의 악취제거 기작을 이용하여 악취농도를 저감할 수 있도록 하며, 악취때문에 발생되었던 주변 민원을 해소하고, 기존 시설 및 설비를 최대한 활용할 수 있도록 하며, 설비의 운영 및 유지관리가 용이하게 되는 등의 유용한 효과를 제공한다.

또한 별도의 악취제거장치를 이용하여 호기성 발효조로부터 포집된 악취 가스의 악취를 제거할 수 있게 되는 등의 유용한 효과를 제공한다.

Claims

액체비료를 생산하는 호기성 발효조로부터 발생되는 악취를 제거하기 위한 장치에 있어서,

호기성 발효조로부터 발생되는 악취를 제거하기 위한 약액세정탑(11)과, 상기 약액세정탑(11)으로 악취제거약품(111)을 순환시키기 위한 약품순환펌프(12)로 구성되며,

상기 약액세정탑(11)은 하부 일측에 악취 가스가 유입되는 가스유입구(114)가 형성되고, 상부 일측에 악취가 제거된 가스를 호기성 발효조로 반송하기 위한 가스배출구(115)가 형성되며,

상기 약액세정탑(11)의 내측 하부에 상기 악취제거약품(111)이 저장되어 상기 악취제거약품(111)이 약품순환펌프(12)를 통해 약액세정탑(11)의 내측 상부에 설치된 분사노즐(113)로 분사되며,

상기 약액세정탑(11)의 내측 중간부에 악취 가스의 균일한 분포를 위한 메디아(112)가 설치되고, 외측 상부에 청정 공기의 배출을 위한 밸브(116)가 설치되는 것을 특징으로 하는 악취제거장치.
제 1항에 있어서,

상기 악취제거약품(111)은 차아염소산나트륨인 것을 특징으로 하는 악취제거장치.
호기성 발효조를 포함하는 액상비료 생산 방법에 있어서,

악취 가스의 포집을 위한 지붕(21)을 구비하는 호기성 발효조(2)와,

상기 호기성 발효조(2)로 부터 포집된 악취 가스를 악취제거장치(1) 및 호기성 발효조(2)로 공급하기 위한 공기공급장치(3)와,

상기 공기공급장치(3)로 부터 공급받은 악취 가스의 악취를 제거하기 위한 악취제거장치(1)를 포함하여 액상비료가 생산되며,

상기 악취제거장치(1)로 부터 악취가 제거된 가스는 호기성 발효조(2) 내로 반송되는 것을 특징으로 하는 악취저감형 액체비료의 생산 방법.
제 3항에 있어서,

상기 호기성 발효조(2)의 지붕(21)은 호기성 발효조(2)에 설치된 지붕지지대(211)에 의해 지지되며, 상기 호기성 발효조(2)와 지붕(21) 사이에는 지붕지지대(211)에 의해 공기유입구(23)가 형성되는 것을 특징으로 하는 악취저감형 액체비료의 생산 방법.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,

상기 악취제거장치(1)는 제 1항의 구성으로 되는 것을 특징으로 하는 악취저감형 액체비료의 생산 방법.