KR100850033B1

KR100850033B1 - 유기물 처리 장치

Info

Publication number: KR100850033B1
Application number: KR20060078720A
Authority: KR
Inventors: 변강익
Original assignee: 변강익
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2008-08-05
Also published as: KR20080017145A

Abstract

본 발명은 폐사된 가축이나 어류, 음식물 쓰레기, 폐수 슬러지 등의 유기물을 병원균의 확산, 전이 없이 호기성 발효조에서 처리하여 유기질 비료화 할 수 있도록 하는 유기물 처리 장치를 개시한다.

본 발명은 각종 유기물을 처리함에 있어서, 유기물에 감염된 병원균의 확산, 전이를 차단함은 물론 최소의 설비비용으로 유기물 처리 효율을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 호이스트에 유기물을 걸어 호퍼에 투입하여 파쇄날에 의하여 분쇄하고 이에 고온의 열을 가하여 멸균 처리함으로써 병원균의 확산, 전이를 차단함으로써, 혐기성 발효조에 비하여 최소의 설비로 처리 효율을 크게 향상시킬 수 있는 호기성 발효 적용이 가능하도록 하며, 이를 위하여 수분 조절제를 투입한 다음 1차 발효조에 투입하고, 이에 호기성 발효 균주를 간헐적으로 분사하여 주며, 이와 같이 하여 발효 완료된 후 2차 발효조에 투입하고, 제2교반수단으로 교반시켜 주어 유기질 비료를 생산할 수 있도록 하였다.

이에 따라 본 발명은 유기물을 파쇄 후 살균시킨 다음 최적 호기 발효 조건을 충족시켜 줌으로써 최소의 시설비 투자만으로 효율적인 발효 처리가 가능하게 되어 유기물의 효율적 처리와, 병원균의 확산, 전이 우려를 해소할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

Description

유기물 처리 장치 {Organic Matter Treatment Apparatus}

도1는 종래의 유기물 처리 장치를 보인 구성도.

도2는 본 발명에 의한 유기물 처리장치를 보인 구성도.

도3은 본 발명에 사용되는 살균조를 보인 설명도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1:이송레일 2:호이스트

3,3':호퍼 4:파쇄날

5:파쇄부 6:스팀 보일러

7:제1이송스크류 7':제2이송스크류

7'':이송콘베어 8:제1교반수단

9:스팀 분사 관체 9':살균이송스크류

10:살균조 11,11': 균주 분사 노즐

12:혼합조 13:에어 컴프레셔

14:공기 분사관 15:제1발효조

16:레일 17:가이드

18:익편 19:제2교반수단

20:제2발효조

본 발명은 유기물 처리 장치에 관한 것으로, 특히 폐사된 가축이나 어류, 음식물 쓰레기, 폐수 슬러지 등의 유기물을 호기성 발효 과정을 거쳐 유기질 비료화 하는 처리 과정을 수행할 수 있도록 한 유기물 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유기물질을 포함하는 유기성 폐기물은 매립이나 소각의 경우에 2차 오염 발생의 문제점이 있는 것이다. 그러므로 근래에는 이를 유기물 처리를 위하여 발효 과정을 통하여 분해 처리가 이루어지도록 하고 있는 실정이며, 이러한 예를 본 출원인의 실용신안등록 제 384822호(고안의 명칭: 유기물 폐기 장치, 이하 '인용고안'이라 함)에 의하여 살펴볼 수 있다. 이는 상부에 설치된 이송레일(111)을 따라 이동되는 호이스트(110)에 유기물을 걸어 이를 베이스(112) 상면에 고정된 호퍼(123)에 투입하여 이를 파쇄날(124)에 의하여 절단하고, 이를 제1발효조(170), 제2발효조(171), 제3발효조(174)에 의하여 유기물을 발효시키는 공지의 것에 있어서,

전기 호퍼(123)의 하부에 고정된 케이스(134) 내에 분쇄날(135)을 설치하고, 베이스(112) 일측에 설치된 제2모터(131)의 구동에 의하여 벨트로 연결된 제3풀 리(132)와 제4풀리(133)를 회전시켜 분쇄날(135)의 회전에 의하여 유기물을 1㎝ 이하의 크기로 분쇄하는 제1분쇄기(130)와, 전기 케이스(134) 하부에 호퍼(141)를 고정하고, 그 하면에 스크류(142)를 케이싱(143) 내에 회전 가능하게 설치하며, 스크류(142) 일측에 제3모터(144)의 구동에 의하여 스크류(142)를 회전시켜 유기물을 더욱 잘게 분쇄시키면서 케이싱(143)의 타측으로 이송시키는 제2분쇄기(140)와, 전기 제2분쇄기(140)에서 분쇄된 유기물을 베이스(112) 일측에 고정된 호퍼(151)로 이송시키고, 호퍼(151) 상부에 설치된 물공급관(157)을 통하여 유입되는 물에 발효균을 함유시켜 투입하면서 하부에 설치된 분쇄날(152)을 제5모터(153)의 구동으로 분쇄날(152)을 회전시켜 유기물과 물이 죽 상태로 저장조(160)에 보내는 미립 분쇄기(150)와, 하부에 설치된 순환펌프(161)를 구동시켜 죽 상태의 유기물을 순환라인(162)을 통하여 미립 분쇄기(150)로 순환시키는 저장조(160)로 이루어진 것이다.

이와 같이 된 인용 고안은 제1,2분쇄기(130,140)에 투입되는 유기물을 파쇄하고 죽상으로 만들기 위하여 미립분쇄기(150)와 저장조(160)를 연결하여 연속 순환시키면서 미립화하도록 하였으며, 이와 같이 하여 미립화된 유기물을 이송펌프(163,172,175)를 사용하여 제1,2,3 발효조(170,171,174)로 순차 이동시키면서 혐기 발효시키도록 하여 액상 비료를 제조하였던 것이다.

그러므로, 이러한 인용고안은 절단된 유기물을 미립 분쇄기에서 여러 번 잘게 부수어 발효조에서 발효되는 유기물을 신속하게 발효시킴은 물론 발효조의 미생물 생육(서식)조건을 적절하게 조성하여 줌으로써 미생물의 서식이 활발하게 되어 혐기성 발효로서는 단시간에 발효시키게 되는 것이어서 저장조 및 발효조의 용량을 작아지게 하는 효과가 있는 것이다. 반면에 이러한 인용고안은 전염 병균 등 각종 세균에 감염된 동물의 사체 등을 처리하는 경우 병원균의 확산, 전이를 방지할 수 없으며, 제1,2,3 발효조는 혐기 발효조이므로, 완전 밀폐된 구조물을 시공하여야 하므로 시설비용 부담이 과중하게 될 뿐만 아니라, 호기성 세균에 의한 발효에 비하면 발효 속도가 1/20 이하에 불과한 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 파쇄된 유기물에서 병원균을 멸균하는 살균 처리 및 호기성 발효에 의하여 호기성 발효를 실시함에도 불구하고 병원균의 확산이나 전이를 방지할 수 있는 유기물 처리 장치를 제공함에 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 유기물을 호이스트로 인양하여 호퍼에 투입하고, 호퍼의 하방에 설치된 파쇄기에 의하여 잘게 파쇄한 다음 고열을 가하여 살균되도록 하는 살균기를 거쳐 혼합기에서 적정 수분 함량으로 되도록 수분조절제와 호기 발효 균주를 혼합한 다음 발효조에 투입하여 발효시키도록 한 유기물 처리 장치를 제안한다.

이와 같이 하여 본 발명은 유기물의 파쇄 후 즉시 처리 단계 초기에 병원균을 사멸시켜 병원균의 확산, 전이를 차단하게 되므로 공기 등을 통한 전염병균의 확산이나 다른 축산 농가로 전이됨을 차단하여 전염병으로 인한 피해 확산을 차단되면서 호기성 발효에 의한 처리 속도의 대폭 증가로 인하여 처리 용량 대비 시설비를 크게 절감할 수 있으며, 처리 시간을 대폭 단축하여 효율적인 발효 공정의 진행으로 처리 용량을 향상시킬 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

이러한 본 발명은 상부에 설치된 이송레일(1)을 따라 이동되는 호이스트(2)에 유기물을 걸어 파쇄부(5)에 투입하는 호퍼(3)와, 호퍼(3)에 투입하여 낙하되는 유기물을 파쇄하기 위한 모우터에 의하여 구동되는 파쇄날(4)로 구성된 파쇄부(5)와, 파쇄부(5)에서 배출된 유기물을 살균조(10)로 이송하는 제1이송스크류(7)와,

제1이송스크류(7)에 의하여 이송되는 파쇄된 유기물을 열원으로 스팀 보일러(6)의 스팀 배출 배관과 연결된 하나 이상의 스팀 분사 관체(9)의 내부에 하나 이상의 살균이송스크류(9')가 배치된 살균조(10)와, 살균조(10)에서 멸균된 상태의 유기물이 제2이송스크류(7')에 의하여 투입되며, 균주 분사 노즐(11)과 톱밥이나 왕겨 등 각종 수분 조절제 투입 호퍼(3')가 구비되고, 제1교반수단(8)에 의하여 혼합되도록 한 혼합조(12)와, 혼합조(12)에서 배출되는 혼합물을 에어 컴프레셔(13)에 연결된 공기 분사관(14)이 저면에 다수 배열되고, 상방에는 일정 시간 간격으로 호기 균주를 분사하기 위한 균주 분사 노즐(11')이 구비된 제1발효조(15)와, 제1발효조(15)에서 발효된 혼합물이 투입되며, 양측에 배치 고정된 레일(16)에 양단의 가이드(17)가 결합되며, 중앙에 다수의 익편(18)이 형성된 제2교반수단(19) 을 설치하여서 된 제2발효조(20)로 구성된 것이다.

이와 같이 된 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 호이스트(2)로 폐사된 가축이나 어류, 음식물 쓰레기, 폐수 슬러지 등의 각종 유기물을 운반하여 호퍼(3)로 투입한다. 이와 같이 하여 호퍼(3)에 투입된 유기물은 파쇄기의 파쇄날(4)에 의하여 1cm - 4cm의 크기로 파쇄한다. 이와 같이 분쇄된 유기물은 제1이송스크류(7)에 의하여 살균조(10)의 하나 이상의 살균이송스크류(9')로 이송된다. 이때, 본 발명에서는 스팀 보일러(6)의 고온, 고압스팀을 그 배출 배관을 통하여 스팀 분사 관체(9)로 분사되도록 한다.

이러한 고온의 스팀은 116℃ 내지 135℃의 온도와 2.5 kg/cm² 내지 3.5 kg/cm²압력 범위를 유지하여 분사되도록 함으로써, 전염병균의 사멸된 파쇄물을 얻게 된다. 이와 같이 파쇄물은 하나 이상의 살균이송스크류(9')가 내장된 하나 이상의 스팀 분사 관체(9)를 거치면서 고온으로 완전 멸균되는 것이다.

아울러, 본 발명에서는 열원으로 스팀 보일러를 사용한 예를 보였으나, 살균이송스크류(9')의 둘레에 전기 히터를 설치하고, 그 온도가 적정한 수준을 유지하도록 함으로써, 동일한 멸균 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.

이어서, 본 발명에서는 살균된 파쇄물을 제2이송스크류(7')에 의하여 혼합조(12)로 옮기게 된다. 이에 따라, 상방에서 공급되는 톱밥, 왕겨 등의 수분 조절제와, 호기성 균주가 투입되고, 이는 혼합조(12)의 내부에 설치된 제1교반수단(8)에 의하여 혼합되어 호기성 균주가 파쇄물에 접종되고, 수분 조절제에 의하여 수분 함량이 조절된 상태의 혼합물을 얻게 된다.

이때 수분조절제는 섞여진 혼합물의 수분 함량이 55wt% 내지 75wt%가 되도록 공급하며, 균주는 0.5wt% 내지 2wt%가 되도록 하고, 파쇄물은 24.5wt% 내지 44.5wt%가 되도록 공급한다. 이와 같이 하여 얻어진 혼합물을 이송콘베어(7'')를 이용하여 제1발효조(15)에 투입하게 되는 바, 제1발효조(15)에서는 내층 중심 온도가 60℃ 내지 70℃가 되도록 하고, 바닥면에 배열된 공기 분사관(14)을 통하여 에어 컴프레셔(13)에 의한 분사 공기가 분사되도록 한다. 또한, 그 상방에서는 균주 분사 노즐(11)에 의하여 호기성 균주를 일정 시간 간격으로 분사하여 주며, 이러한 상태를 288시간 내지 432시간 동안 지속한다. 이러한 과정에서 혼합물에서는 호기성 세균에 의한 발효가 진행되며, 투입된 유기물의 종류에 따라 상당량의 악취가 발생할 수 있다. 이의 해소를 위하여 본 발명은 선택적으로 집진 시설을 설치할 수 있는 것이다.

이러한 과정으로 1차 발효 공정이 종료된 다음 본 발명에서는 2차 발효 공정을 진행하여야 한다. 이를 위하여 본 발명은 제2발효조(20)의 내부에 1차 발효 혼합물을 투입하게 되는 것이며, 제2교반수단(19)이 제2발효조(20) 양측의 레일(16)에 고정된 가이드(17)에 의하여 안내되어 왕복하면서 그 익편(18)의 회전으로 발효 혼합물이 대기중의 공기와 접한 다음 낙하되는 과정을 반복함으로써, 혼합물 중의 호기성 발효 균주에 의한 발효가 지속되는 것이다. 이러한 상태는 1200 시간 내지 1600동안 유지시킴으로써, 호기성 발효를 완료하게 된다. 이와 같이 하여 얻어진 호기성 발효물은 유기질 비료로 사용가능하게 된다.

실시예

호퍼(3)에 투입된 양식 어류 폐사 유기물은 파쇄기의 파쇄날(4)에 의하여 1cm의 크기로 파쇄한다. 이와 같이 분쇄된 파쇄물은 제1이송스크류(7)에 의하여 음 살균조(10)에 투입한 다음 스팀 분사 관체(9)에 의하여 분사되는 스팀의 온도를 120℃의 온도와 2.5 kg/cm² 압력 범위를 유지하여 분사되도록 한다.

이와 같이 하여 멸균된 파쇄물을 제2이송스크류(7')를 이용하여 혼합조(12)에 투입하며, 이때 수분 조절제 투입 호퍼(3')를 통하여 공급되는 톱밥과 섞어 혼합물의 수분 함량이 65wt%가 되도록 공급하며, 균주는 0.8wt%가 되도록 하고, 파쇄물은 34.2wt%가 되도록 한다. 이와 같이 하여 얻어진 혼합조(12)에서 배출된 혼합물을 제1발효조(15)에 투입하게 되는 바, 제1발효조(15)에서는 내층 중심 온도가 65℃가 되도록 하고, 바닥면에 배열된 공기 분사관(14)을 통하여 에어 컴프레셔(13)에 의한 분사 공기가 분사되도록 한다. 또한, 그 상방에서는 균주 분사 노즐(11')에 의하여 호기성 균주를 일정 시간 간격으로 분사하여 주며, 이러한 상태를 300시간 동안 지속한다. 이러한 과정으로 1차 발효 공정이 종료된 다음 제2발효조(20)의 내부에 1차 발효 혼합물을 투입한 다음 제2교반수단(19)를 사용하여 1400시간 동안 유지시킴으로써, 호기성 발효를 완료하게 된다.

이와 같이 하여 얻은 유기질 비료는 대부분의 작물에 유용하게 활용될 수 있다.

이와 같이 하여 본 발명은 절단된 유기물의 처리 초기 단계에서 병원균을 사멸시켜 줌으로써, 병원균이 확산, 전이되지 않도록 하는 것이므로, 대기를 통한 병원균의 확산, 전이가 우려되는 호기성 발효에 의한 처리가 가능하게 되고, 이러한 호기성 발효 공정은 밀봉된 발효조를 시공하여야 하는 혐기성 발효조의 경우와는 달리 시설비용이 저렴할 뿐만 아니라, 특히 발효 속도가 20배 이상 빠르므로 시설비용을 최소화하면서, 처리 용량을 충분히 대용량화할 수 있게 되는 것이므로 경제적으로 발효 처리 용량을 충분히 확보할 수 있게 되는 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims

상부에 설치된 이송레일(1)을 따라 이동되는 호이스트(2)에 유기물을 걸어 투입하는 베이스 상면에 고정된 호퍼(3)와, 호퍼(3)에 투입하여 낙하되는 유기물을 파쇄하기 위한 파쇄날(4)로 구성된 파쇄부(5)와, 파쇄부(5)에서 배출된 파쇄물을 이송하기 위한 제1이송스크류(7)와, 공지된 스팀 보일러(6) 및 전기 히터등 열원에 의하여 가열되는 복수개의 살균이송스크류(9')가 구비된 살균조(10)와, 살균조(10)에서 멸균된 상태의 파쇄물을 배출시켜 제2이송스크류(7')에 의하여 균주 분사 노즐(11)과 톱밥이나 왕겨등 각종 수분 조절제 투입 호퍼(3')가 구비된 혼합조(12)에 투입하여 내장된 제1교반수단(8)에 의하여 혼합되도록 한 혼합조(12)와, 혼합조(12)에서 배출되는 혼합물을 바닥에 공급하여 적정 레벨로 유지되도록 하기 위한 이송콘베어(7'')와, 에어 컴프레셔(13)에 연결된 공기 분사관(14)이 저면에 다수 배열되고, 상방에는 일정 시간 간격으로 호기 균주를 분사하기 위한 균주 분사 노즐(11')이 구비된 제1발효조(15)와, 제1발효조(15)에서 발효된 혼합물이 투입되며, 양측에 배치 고정된 레일(16)에 양단의 가이드(17)가 결합되고, 중앙에 다수의 익편(18)이 형성된 제2교반수단(19)을 설치하여서 된 제2발효조(20)로 구성된 유기물 처리 장치.