KR100881849B1

KR100881849B1 - 유기질 복합비료의 제조장치

Info

Publication number: KR100881849B1
Application number: KR20080094798A
Authority: KR
Inventors: 조웅
Original assignee: 조웅
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2009-02-03
Also published as: WO2010036035A3; WO2010036035A2

Abstract

본 발명은 유기질 복합비료의 제조장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 축분, 인분 등의 유기물질을 혼합 및 교반하여 이를 완전 발효시키는 과정에서 수분을 적절히 조절함과 발효분해에 필요한 산소를 충분히 공급하여 완전 숙성시키는 형태로 발효시켜 양질의 복합비료를 제조할 수 있도록 한 유기질 복합비료의 제조장치에 관한 것이다.

본 발명은 축,인분 및 부자재를 공급받아 교반날개에 의해 혼합시키고 교반하는 교반탱크와, 상기 교반탱크에서 이송되는 발효원료의 하부에서 공기가 분출되어 공기와 접촉이 이루어지도록 하는 구성으로 발효가 이루어지도록 하는 초기발효장치와, 상기의 초기발효장치에서 이송되는 발효원료를 가열하고 악취성분을 분해하고 탈취처리를 하는 구성으로 최종발효가 이루어지도록 하는 최종발효장치와, 상기 발효장치에서 이송된 발효물의 수분을 조절하기 위한 수분조절장치와, 상기에서 수분이 조절된 발효물을 이용하여 알갱이 형태로 만드는 알갱이 성형장치를 거쳐 비료를 제조되는 구성으로 된 유기질 복합비료의 제조장치를 특징으로 한다.

교반, 발효, 숙성, 건조, 성형

Description

유기질 복합비료의 제조장치 {APPARATUS OF ORGANIC FERTILIZER}

일반적으로 주변에서 흔히 배출되는 유기성 폐기물인 인분, 가축 분뇨 등은 토양오염 및 수질오염을 유발하고 악취로 인한 대기오염까지 유발하여 생태계 파괴의 한 요인으로 작용하므로 이러한 배설물에 대한 적절한 관리와 이용이 요구되는 한편 퇴비의 이용 감소에 따른 농지의 감퇴 등의 문제가 발생하게 되었는바, 이러한 배설물을 발효 처리하여 농작물의 퇴비로 재활용하는 방안이 제안되고 있다.

즉, 인분을 포함하는 유기성 폐기물의 인공 발효에 사용되는 발효장치는 종 래 소정의 공간을 갖는 하우징 내부에 발효조 및 교반기를 설치하고 모터, 감속기 등을 구비하여 교반기를 회전시키고, 히팅장치를 이용하여 고온으로 유지하면서 발효시키는 것이 일반적이었다.

이는 횡형구조의 열풍가열식 분쇄용 발효 건조장치로서 호퍼 및 이송용 스크류를 구비하고 있으며 하우징의 내부로 발효조가 위치하고 발효조의 내부로는 축 및 교반기가 구비되고 교반기는 하우징의 측면에 위치하는 구동모터의 정역회전에 의해 내부에 혼입된 유기성 폐기물을 교반하여 발효작용을 하며. 고온 상태로 교반된 유기성 폐기물은 발효과정이 완료되면 비료화되어 배출구를 통해 외부로 배출되는 형태로 되어 있다.

이러한 분뇨처리 방법은 가압폭기식, 감압증발식, 액상부식 분뇨처리 시설 등이 있고, 이들 시설이 이용하는 분뇨처리공정으로는 혐기성 소화와 호기성 소화를 병행하는 방식, 호기성 소화 또는 산화 및 호기성 소화방식을 병행하는 방법, 호기성 산화를 이용하되 약품처리를 더하는 방법등이 있었다. 이런 대다수의 처리시설들은 공정상 최종 처리 후 폐수를 외부로 내보내는 경우가 많아 또 다른 오염을 유발하는 문제점이 있다.

이에 따라 희석수가 필요없어 수자원의 절약이 가능하고 폐수의 방류 또한 없어 2차 오염이 근원적으로 차단되는 호기성 발효 방식이 제안되었다.

상기 호기성 발효 방식은 분뇨에 부자재인 연탄재, 패각분, 톱밥 등을 섞어 호기성 발효를 이용하고 안정조에서 치아염소산나트륨을 분무하여 비료를 제조하는 방식이다.

상기 발효식 분뇨처리방법은 대략 17~20일의 공정을 거쳐 최종 수분 함량이 20% 이하로 되는 고상의 복합비료를 생산하는데, 공정 중 발효과정에서 발효조를 호기성 발효에 접합한 온도를 일정하게 유지하는 것이 무엇보다 중요한 것으로 알려져 있다

특히, 산소의 공급 및 온도 조절이 실패하여 발효가 호기성에서 혐기성 발효로 진행될 경우 미생물 성장속도가 느려 암모니아 등으로 인한 악취가 나는 문제점이 발생하게 된다. 따라서, 공기공급율, 온도, 수분함량 및 뒤집기의 조절에 의하여 호기성 발효가 지속되도록 하는 것이 중요하게 요구되고 있다.

그러나 종래의 열풍가열식 발효장치로는 발효조 온도를 공정 온도로 일정하게 유지하는 것이 실질적으로 불가능하다.

특히, 혼입된 유기성 폐기물의 대부분이 발효조의 하부에 위치하고 교반기로 교반하여 혼합하는 것이 일반적인 바, 히터 장치를 발효조 전체를 감싸도록 구비하지 않는 한, 발효조 내부 전체를 공정 온도로 유지하는 것은 불가능하다고 할 수 있고, 이와 같은 방법은 경제성 및 에너지 효율면에서 불리하다고 볼 수 있다.

또한 대부분의 발효조 온도조절이 수동으로 이루어지거나 반자동으로 이루어 지는 바, 발효온도에 따른 공정의 진행 속도를 예측하기 힘든 측면이 있었고, 설사 발효조의 온도를 측정하더라도 다음 공정의 기본 데이터로서 제공되거나 비료화 공정 최적화에 이용되지 못하고 방치되는 문제점이 있었다.

본 발명은 축,인분 및 부자재를 혼합시키고 교반하면서 발효가 이루어지도록 하고, 상기 발효물에서 악취성분을 분해하여 탈취처리를 하고 최종발효가 이루어지도록 하며, 상기 최종 발효물을 가열건조하여 수분을 조절을 하고, 상기에서 수분이 조절된 발효물을 알갱이(과립) 형태로 성형 배출하는 구성에 의해 양질의 복합비료를 제조할 수 있도록 한 유기질 복합비료의 제조장치를 제공함에 있다.

본 발명은 유기질 복합비료의 제조장치는 축분, 인분 등의 유기물질을 혼합 및 교반하여 이를 완전 발효시키는 과정에서 수분을 적절히 조절함과 발효분해에 필요한 산소를 충분히 공급하여 완전 숙성시키는 형태로 발효시키고 악취성분을 분해하여 탈취처리를 하여 수분이 조절된 발효물을 알갱이 형태로 성형 배출하는 구성에 의해 양질의 복합비료를 제조할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 유기질 복합비료의 제조장치는, 분뇨 및 부자재를 공급받아 이를 교반날개에 의해 혼합시키고 교반하는 교반탱크(10)와, 상기 교반탱크(10)에서 이송되는 발효원료(A)의 하부에서 공기가 분출되어 공기와 접촉이 이루어지도록 한 구성으로 발효가 이루어지도록 한 초기발효장치(20)와, 상기의 초기발효장치(20)에서 이송되는 발효원료(A)를 가열하고 악취성분을 분해하고 탈취처리를 하는 구성으로 최종발효가 이루어지도록 한 최종발효장치(30)와, 상기 발효장치(30)에서 이송된 발효물을 열풍가열하여 수분을 조절하기 위한 수분조절장치(40)와, 상기에서 수분이 조절된 발효물을 이용하여 알갱이 형태로 만드는 알갱이 성형장치(50)를 거쳐 비료를 제조할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 교반탱크(10)는, 축분 및 인분 등의 주발효물인 분뇨가 공급되는 원료공급부(12)와 연결되고 연탄재, 패각분, 왕겨분말 및 톱밥 등의 수분함량을 조절하기 위한 수분조절제가 공급되는 수분조절공급부(14)와 연결되어 발효원료가 투입되는 탱크내부에서 교반날개에 의해 발효원료(A)를 골고루 혼합 교반하는 구성으로 되어 있다.

상기 초기발효장치(20)는, 교반탱크(10)의 이송공급관(16)을 통해 투입되어 발효원료(A)가 저장되는 하부에 다수의 통기구멍이 구비된 송풍구(23)가 설치되어 송풍부재(22)에 의해 공기를 발효원료에 공기가 접촉되게 한 구성으로 발효분해에 필요한 산소를 충분히 공급하도록 되어 있고, 일측에 오수배출구(24)가 구비되어 발효과정에서 바닥에 가라않은 분리 오수는 이송파이프(25)를 통해 오수조정조(26)로 이송된 다음 침전조(27)로 보내 져서 상등수 만을 펌프(28)를 통해 상측의 분사구(29)로 보내져서 초기발효장치(20)에 순환공급하도록 되어 있다.

상기 최종발효장치(30)는, 초기발효장치(20)의 반출관(20a)으로 부터 이송되는 발효원료(A)가 저장되는 하부에서 발효원료를 가열하여 악취성분을 분해할 수 있도록 하는 히터(32)가 구비되고, 상부에는 흡입구(34)가 구비되어 발효시에 발생되는 악취가스를 흡입하여 흡입배기구(36)를 통해 배기되게 하는 구성으로 탈취가 이루어지도록 한다.

수분조절장치(40)는, 최종발효장치(30)에서 이송된 발효물에서 열풍건조하여 알갱이 형태로 뭉쳐질 수 있을 정도로 만든 열풍기(42)가 구비되어 있다.

상기 알갱이 성형장치(50)는, 수분조절장치(40)를 거쳐 열풍건조된 상태의 발효물을 압출스크류(52) 등을 통해 이송되어 압출되는 구성에 의해 다수의 알갱이를 배출하는 구성으로 되어 있다.

이와 같이 된 본 발명의 유기질 복합비료의 제조장치에 따른 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 교반탱크(10)에 투입되는 발효원료는 축분 및 인분 등의 주발효물인 분뇨가 원료공급부(12)로 부터 공급되고 연탄재, 패각분, 왕겨분말 및 톱밥 등의 수분함량을 조절하기 위한 수분조절제가 수분조절공급부(14)로 부터 공급되어 탱크내부에서 교반날개에 의해 발효원료(A)를 골고루 혼합 교반이 이루어지게 된다.

이때 상기 주발효물인 분뇨에 수분조절제의 혼합시에 적정한 혼합비율은 발효원료의 함유 수분율이 50~60%가 되게 하여 호기성 발효가 촉진될 수 있도록 한다.

이어서 상기 혼합교반이 이루어진 발효원료(A)를 초기발효장치(20)에서 5~10일 동안 체류시키는 동안 하부에 구비된 송풍부재(22)에 의해 발효원료에 공기가 접촉되게 한 구성으로 발효분해에 필요한 산소를 충분히 공급하도록 하는 수단에 의해 호기성발효가 이루어지게 되고, 상기 발효과정에서 바닥에 가라않은 분리 오수는 일측에 구비된 오수배출구(24)에서 1~2일에 한번정도 이송파이프(25)를 통해 오수조정조(26)로 이송된 다음 침전조(27)로 보내 져서 상등수 만을 펌프(28)를 통해 초기발효장치(20)에 순환공급하도록 하는 수단으로 분해가 잘 되지 않는 유기물을 분리하여 발효가 균일하게 이루어지도록 한다.

그리고 최종발효장치(30)에서는 20~30일간 체류시켜 발효원료(A)를 가열하고 악취성분을 분해하고 탈취처리를 하는 구성으로 최종발효가 이루어지게 되는 것으로, 이는 하부에 구비된 히터(32)에 의해 60~60℃의 발효온도에서 가열하는 수단에 의해 유기물의 분해작용을 활성화시키고 숙성을 시켜 미분해된 유기물이 완전 발효가 이루어지도록 하고, 상측의 흡입배기구(36)에 의해 발효시에 발생되는 악취가스를 흡입하여 배기되게 함으로서 탈취가 이루어지게 된다.

이렇게 완전 발효가 이루어진 발효물은 열풍기(42)가 구비된 수분조절장치(40)에서 열풍건조하는 수단으로 수분함량이 40%이하가 되도록 하여 알갱이 형태로 뭉침이 용이하도록 만든 다음 압출스크류(52) 등이 구비되어 압출성형이 되는 알갱이 성형장치(50)를 통해 다수의 알갱이 형태로 된 유기질 비료를 제조하게 된다.

이상에서 본 발명은 상기 실시 예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 나탄낸 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 초기발효장치부분 단면 예시도.

도 3은 본 발명에 따른 최종발효장치부분 단면 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 교반탱크 12 : 원료공급부

14 : 수분조절공급부 16 : 이송공급관

20 : 초기발효장치 20a : 반출관

22 : 송풍부재 23 : 송풍구

24 : 오수배출구 25 : 이송파이프

26 : 오수조정조 27 : 침전조

28 : 펌프 29 : 분사구

30 : 최종발효장치 32 : 히터

34 : 흡입구 36 : 흡입배기구

40 : 수분조절장치 42 : 열풍기

50 : 성형장치 52 : 압출스크류

Claims

축,인분 및 부자재를 공급받아 교반날개에 의해 혼합시키고 교반하는 교반탱크(10)와,

상기 교반탱크(10)에서 이송되는 발효원료의 하부에서 공기가 분출되어 공기와 접촉이 이루어지도록 하는 구성으로 발효가 이루어지도록 하는 초기발효장치(20)와,

상기 초기발효장치(20)는, 교반탱크(10)의 이송공급관(16)을 통해 투입되어 발효원료가 저장되는 하부에 다수의 통기구멍이 구비된 송풍구(23)가 설치되어 송풍부재(22)에 의해 공기를 발효원료에 공기가 접촉되게 한 구성과, 일측에 오수배출구(24)가 구비되어 발효과정에서 바닥에 가라앉은 분리 오수는 이송파이프(25)를 통해 오수조정조(26)로 이송된 다음 침전조(27)로 보내져서 상등수 만을 펌프(28)를 통해 상측의 분사구(29)로 보내지도록 이루어지고,

상기의 초기발효장치(20)에서 이송되는 발효원료를 가열하고 악취성분을 분해하고 탈취처리를 하는 구성으로 최종발효가 이루어지도록 하는 최종발효장치(30)와,

상기 최종발효장치(30)는, 초기발효장치(20)에서 이송되는 발효원료가 저장되는 하부에서 발효원료를 가열하여 악취성분을 분해할 수 있도록 하는 히터(32)가 구비되고, 상부에는 흡입구(34)가 구비되어 발효시에 발생되는 악취가스를 흡입하여 흡입배기구(36)를 통해 배기되게 이루어지고,

상기 발효장치(30)에서 이송된 발효물 수분을 조절하기 위한 수분조절장치(40)와,

상기에서 수분이 조절된 발효물을 이용하여 알갱이 형태로 만드는 알갱이 성형장치(50)를 거쳐 비료를 제조하는 구성으로 된 것을 특징으로 하는 유기질 복합비료의 제조장치.
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