KR100966279B1 - Manufacture system of compost and liquid fertilizer from livestock excretion - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기능성 퇴비 및 액비 제조 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 현재 해양투기에 의존하고 있는 가축분뇨를 육상에서 처리하여 비료를 만들기 위한 기능성 퇴비 및 액비 제조 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a functional compost and manure manufacturing system, and more particularly to a functional compost and manure manufacturing system for making manure by treating livestock manure that currently depends on ocean dumping on land.
양돈농가와 같은 축산 농가에서 발생하는 가축분뇨는 현재 대부분이 해양투기에 의존하여 처리하고 있는 실정이다.Livestock manure from livestock farms, such as hog farms, is currently being handled mostly by ocean dumping.
그런데 환경에 관한 규제가 증가하면서 2012년부터는 가축분뇨의 해양투기가 전면 금지됨으로 인해 육상에서 가축분뇨를 처리해야되는 실정이다. 가축분뇨는 고농도의 폐기물로서 이를 처리하여 방류하는 것도 쉽지 않은 일이다.However, due to increasing environmental regulations, since 2012, manure disposal of livestock manure has been banned, it is necessary to treat livestock manure on land. Livestock manure is a high concentration of waste, which is not easy to dispose of.
따라서 가축분뇨를 보다 자원화하기 위한 새로운 대안이 필요하다.Therefore, a new alternative is needed to make the livestock manure more resourceful.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 가축분뇨를 자원화하여 퇴비를 제조할 수 있는 기능성 퇴비 및 액비 제조 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been drawn to solve the above problems, the problem to be solved by the present invention is to provide a functional compost and liquid manure production system that can be produced by composting livestock manure.
상술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,The present invention as a means for solving the above problems,
처리가 필요한 가축분뇨를 임시 저장하기 위한 것으로서 교반장치를 포함하는 저장조;A storage tank for temporarily storing livestock manure which needs to be treated, including a stirring device;
상기 저장조로부터 이송된 가축분뇨의 이물질과 1mm이상 10mm 이하 고형분을 분리하는 제1고액분리조;A first solid-liquid separation tank for separating the foreign matter of the livestock manure from the storage tank and the solid content of 1 mm or more and 10 mm or less;
상기 제1고액분리조에 의해 입자가 큰 고형분이 제거된 가축분뇨인 분뇨액을 일시 저장하는 유량조정조;A flow rate adjusting tank for temporarily storing the manure liquid which is a livestock manure from which solid particles having large particles are removed by the first solid-liquid separation tank;
상기 유량조정조를 통과한 분뇨액을 혐기처리하는 무산소조;Anaerobic tank for anaerobic treatment of the manure liquid passing through the flow rate adjustment tank;
상기 무산소조를 통과한 분뇨액의 액체/기체 접촉면을 증가시켜 산소의 전달 및 혼합을 극대화한 상태로 호기처리하여 액체비료인 액비를 형성하기 위한 고속액비화조;A high-speed liquid quenching tank for increasing the liquid / gas contact surface of the manure liquid that has passed through the anaerobic tank to exhaling to maximize the delivery and mixing of oxygen to form a liquid fertilizer which is a liquid fertilizer;
상기 고속액비화조를 통과한 액비 내에 포함된 고형분을 고속분쇄기를 이용하여 입자의 크기를 20 내지 50 마이크로미터로 미분화시키며, UV를 조사하여 유기물 및 액비내의 단백질을 아미노산으로 전환시켜 아미노산 함량을 높이고, 불필요 한 병원균 및 냄새를 제거하는 액비활성화조;Solidifying the solids contained in the liquid ratio passed through the high-speed liquid quenching tank using a high-speed crusher to finely size the particles to 20 to 50 micrometers, to increase the amino acid content by converting the organic matter and proteins in the liquid fertilizer into amino acids by UV irradiation, Liquid inactivation tank to remove unnecessary pathogens and odors;
상기 액비활성화조를 통과한 액비를 6 내지 10시간 저장하며, 자연 침강에 의해 고액분리하여 고형분은 상기 무산소조로 반송하여 무산소조의 농도를 조정하고 액체성분은 따로 분리하는 제2고액분리조;A second solid-liquid separation tank for storing the liquid ratio passed through the liquid inactivation tank for 6 to 10 hours, separating solids by natural sedimentation, returning the solids to the anoxic tank to adjust the concentration of the anoxic tank, and separating the liquid components separately;
상기 제2고액분리조에서 분리된 액체성분을 호기성 조건에서 숙성시키는 액비 숙성조; 및,A liquid ratio aging tank for aging the liquid component separated in the second solid-liquid separation tank under aerobic conditions; And,
상기 제1고액분리조에서 분리된 고형분의 가축분뇨를 퇴비화하는 퇴비화조; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 퇴비 및 액비 제조 시스템을 제공한다.Composting tank for composting the livestock manure of the solid separated in the first solid-liquid separation tank; It provides a functional compost and liquid fertilizer manufacturing system comprising a.
한편 본 발명은, 상기 액비활성화조에 미생물을 살포하기 위한 미생물배양조로서, 일반적인 반응조의 형태에 배치식으로 원수를 주입하고 용존산소량 1~2 ppm, 25~30℃ 의 분위기에서 미생물을 배양하기 위한 활성균주 배양조를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the present invention, as a microbial culture tank for spraying microorganisms in the liquid inactivation tank, injecting raw water in a batch type in the form of a general reaction tank and for culturing microorganisms in an atmosphere of dissolved oxygen 1 ~ 2 ppm, 25 ~ 30 ℃ It may further comprise an active strain culture tank.
또한, 본 발명은, 상기 고속액비화조가 다단으로 분할되어 형성된 반응조로서 각 반응조에 산기관이 설치되어 산소를 공급하는 것을 특징으로 하는, 기능성 퇴비 및 액비 제조 시스템을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a functional compost and liquid fertilization production system, characterized in that the high-speed liquid liquefaction tank is formed by dividing into multiple stages, the acid pipe is installed in each reaction tank to supply oxygen.
한편, 본 발명은 상기 제1고액분리조의 내부에 드럼 스크린을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기능성 퇴비 및 액비 제조 시스템을 제공하기도 하고, 상기 제1고액분리조의 내부에 진동 스크린을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기능성 퇴비 및 액비 제조 시스템을 제공하기도 한다.On the other hand, the present invention also provides a functional compost and liquid fertilizer production system characterized in that it comprises a drum screen in the interior of the first solid-liquid separation tank, characterized in that it comprises a vibration screen in the interior of the first solid-liquid separation tank. It also provides a functional compost and liquid fertilizer production system.
그리고, 상기 액비활성화조는 액비의 수율을 향상시키기 위해, 상기 무산소조로 유입되는 유량의 3배를 상기 액비활성화조에서 무산소조로 순환시키는 제1내부순환과, 무산소조로 유입되는 유량과 동일한 양을 액비활성화조에서 고속액비화조로 순환 시키는 제2내부순환을 포함할 수 있다.The liquid inactivation tank has a first internal circulation for circulating three times the flow rate flowing into the anoxic tank from the liquid inactivation tank to the anoxic tank in order to improve the yield of the liquid ratio, and a liquid inactivation amount equal to the flow rate flowing into the anoxic tank. The tank may include a second internal circulation that circulates from the tank to the high speed liquefaction tank.
본 발명에 의하면 가축분뇨를 육상에서 처리하도록 함으로써 해양투기 금지에 효과적으로 대응할 수 있고, 가축분뇨를 단순히 처리하여 방류하는 것이 아니라 가축분뇨를 자원화하여 비료를 생산함으로써 가축분뇨의 처리비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 보다 효율적으로 자원을 활용할 수 있도록 하는 기능성 퇴비 및 액비 제조 시스템을 제공할 수 있다.According to the present invention, by treating livestock manure on land, it can effectively respond to the prohibition of marine dumping, and can reduce the processing cost of livestock manure by producing fertilizers by simply refining the livestock manure instead of simply discharging the livestock manure. In addition, functional compost and liquor manufacturing systems can be provided that enable more efficient resource utilization.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제시하기로 한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention will be described in detail for the practice of the invention.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 기능성 퇴비 및 액비 제조 시스템을 설명하기 위한 블럭도이다.1 is a block diagram illustrating a functional compost and liquid fertilizer manufacturing system according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 가축분뇨를 자원화하는 기능성 퇴비 및 액비 제조 시스템으로서, 저장조(10), 제1고액분리조(20), 유량조정조(30), 무산소조(40), 고속액비화조(50), 액비활성화조(60), 제2고액분리조(70), 액비숙성조(80), 퇴비화조(90) 및 활성화균주 배양조(100)로 구성된다.The present invention is a functional compost and liquid fertilizer production system for the recycling of livestock manure,
상기 저장조(10)는 양돈농가 등으로부터 수거되어 처리를 하고자 하는 가축 분뇨를 일정기간 저장하는 구성이다. 상기 저장조(10)에는 교반장치를 마련하여 수거된 가축분뇨의 농도를 균일하게 하여 퇴비와 액비의 생산공정을 안정적으로 운영할 수 있도록 한다.The
상기 제1고액분리조(20)는 상기 저장조(10)에 유입된 가축분뇨를 드럼스크린이나 진동스크린을 이용하여 고액분리하기 위한 구성으로서, 가축분뇨에 포함된 사료나 돼지털, 톱밥 등의 이물질과 같은 1mm 이상의 입자가 큰 고형분을 분리한다. 상기 드럼스크린이나 진동스크린은 본 발명이 속하는 분야에서 평균 정도의 지식일 지닌 자라면 더 이상의 상세한 설명 없이도 충분히 이해할 수 있는 구성이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.The first solid-
상기 제1고액분리조(20)에서 분리된 이물질이나 입자가 큰 고형물은 상기 퇴비화조(90)에서 제조되는 분말퇴비의 원료로 사용되며, 상기 이물질과 입자가 큰 고형물에 톱밥과 호기성 미생물 등을 살포하여 분말 퇴비를 제조하게 된다.The foreign matter or the solid particles separated in the first solid-
상기 유량조정조(30)는 상기 제1고액분리조(20)에 의해 이물질과 입자가 큰 고형분이 제거된 가축분뇨인 분뇨액을 일시저장하는 저장조로서, 교반장치를 마련하여 분뇨액의 농도가 균일하게 유지되도록 하며, 유량조정조(30) 다음에 이어지는 공정의 구성이 일시적으로 장애를 일으키거나 생물학적 트러블로 인한 유입 부하의 조정이 필요할 때 완충조로서의 역할을 하게 된다.The flow
상기 무산소조(40)는 분뇨액을 혐기처리하는 공정으로서, 분뇨액에 포함되어 있는 고농도의 질소성분을 혐기성 미생물을 이용하여 무산소 조건에서 제거하는 것으로서, 질산성 산소를 탈질반응시켜 질소가스 등으로 환원 제거하는 반응조이다.The
상기 무산소조(40)에서 질소화합물을 생물학적으로 처리함으로써 악취의 원인중 하나인 질산화합물을 제거함으로써 악취의 발생을 줄일 수 있고, 저농도의 액비를 생산함으로써 액비의 살포시에 발생할 수 있는 토양의 2차 오염을 미연에 방지할 수 있다.By biologically treating nitrogen compounds in the
상기 고속액비화조(50)는 고농도의 유기물을 단시간에 분해할 수 있도록 인위적으로 산소공급을 증가시킨 반응조로서 분뇨액의 액체/기체 접촉면적을 증가시켜 산소의 전달 및 혼합을 극대화한 반응조이다.이 때, 반응조는 다단으로 분할되어 형성된 반응조로서 각 반응조에 최대한의 산기관을 설치하여 산소공급량을 최대화 한다.The high speed
고속액비화조(50)는 본 발명의 가장 핵심적인 구성 중의 하나인데, 종래의 액체 비료 제조 공정에서는 고농도의 유기물을 호기성 조건에서 분해하기 위하여 장기폭기법에 의하는 경우가 많았다. 그러나 장기폭기법은 장기간 분뇨액을 저류하고 있어야 하므로 넓은 부지가 필요하고, 그에 따라 초기 설비투자비가 많이 발생하는 문제점이 있었으나, 본 발명의 구성요소 중 하나인 고속액비화조(50)는 인위적으로 산소유입을 증가시킴으로써 유기물의 분해에 소요되는 시간을 단축함으로써 초기투자비를 줄일 수 있고, 제조공정이 단순해지는 효과를 발생시키는 구성이다.The high-speed
상기 고속액비화조(50)에서 액체비료인 액비가 형성된다.In the high speed
상기 액비활성화조(60)는 상기 고속액비화조(50)에서 제조된 액비에 포함된 고형물을 분쇄하고, 액비 제조에 필요한 미생물을 살포하며, UV를 조사하여 액비 내의 아미노산 함량을 높이기 위한 반응조로서, 상기 고속액비화조에서 제조된 액 비에 포함된 고형물을 고속분쇄기를 이용하여 입자의 크기를 50 마이크로 미터 이하로 미분화시켜 단백질 이용미생물의 활성화를 극대화 시키고, 또한 UV 광을 조사하여 유기물 및 세포내의 단백질을 아미노산으로 전환시킴과 동시에 불필요한 병원균 및 냄새를 제거한다.The
상기 미생물은 활성화균주 배양조(100)에서 배양하여 안정적인 미생물의 공급이 이루어질 수 있도록 한다. 활성화균주 배양조는 일반적인 반응조의 형태에 배치식으로 원수를 주입하고 용존산소량 1~2 ppm, 25~30℃로 미생물의 활성이 가장 좋은 조건을 유지하여 단백질 이용 미생물을 배양한다. 이 때 배양되는 미생물은 상기 활성화균주 배양조의 상기 환경에서 생존하는 우수종자로서 여러 형태의 미생물이 포함 될 수 있다.The microorganism is cultured in the activated
이때, 액비의 수율을 향상시키기 위해서는 도면상에 실선으로 표시된 바와 같이 액비를 내부순환시키는 것이 좋은데, 유량조정펌프를 통해 무산소조로 유입되는 유량의 3배를 액비활성화조(60)에서 무산소조(40)로 반송 및 순환시키는 제1내부순환과, 유량조정조에서 무산소조로 유입되는 유량과 동일한 양을 액비활성화조(60)에서 고속액비화조(50)로 반송 및 순환시키는 제2내부순환을 해주는 것이 바람직하다. 상기 제1내부순환과 제2내부순환은 24시간 동안 균일한 양으로 반송 및 순환하게 된다.At this time, in order to improve the yield of the liquid ratio, it is good to internally circulate the liquid ratio as indicated by the solid line on the drawing, the
상기 제2고액분리조(70)는 상기 액비활성화조(60)를 거쳐 활성화된 액비를 일정기간 저장하는데, 상기 제2고액분리조(70) 내에서 일정기간 동안, 바람직하게는 6~10 시간, 더욱 바람직하게는 8시간 저장되어 자연 침강에 의해 바닥에 가라앉 은 슬러지를 수거하여 상기 무산소조(40)로 반송하여 무산소조(40)의 미생물의 농도를 조정하고 생물학적 체류시간을 증가시켜 액비 제조효율을 키운다. 이를 외부순환이라 하는데 도면상에 점선으로 표시되어 있다.The second solid-
상기 액비숙성조(80)는 상기 제2고액분리조(70) 내에서 자연 침강한 고형물이 제거된 액비를 호기성 조건에서 숙성하는 반응조로서, 액비숙성조(80)를 통과하면 비로소 액비가 완성된다.The liquid aging tank 80 is a reaction tank that matures the liquid fermentation of the solid precipitated in the second solid-
상기에서 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 설명함으로 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제시하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 않는 범위 안에서 다양한 형태의 기능성 퇴비 및 액비 제조 시스템으로 구체화될 수 있다.While the above has described specific embodiments for carrying out the present invention by describing one preferred embodiment of the present invention, the technical idea of the present invention is not limited to the described embodiments, and does not contradict the technical idea of the present invention. It can be embodied in various forms of functional compost and liquid manure production systems.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 기능성 퇴비 및 액비 제조 시스템을 설명하기 위한 블럭도.1 is a block diagram illustrating a functional compost and liquid fertilizer manufacturing system according to an embodiment of the present invention.
** 도면의 주요부분에 대한 기호의 설명 **** Explanation of symbols for the main parts of the drawing **
10 : 저장조 20 : 제1고액분리조10: storage tank 20: first solid-liquid separation tank
30 : 유량조정조 40 : 무산소조30: flow rate adjusting tank 40: anoxic tank
50 : 고속액비화조 60 : 액비활성화조50: high speed liquid activator 60: liquid activator
70 : 제2고액분리조 80 : 액비 숙성조70: second solid-liquid separation tank 80: liquid fermentation tank
90 : 퇴비화조 100 : 활성균주 배양조90: compost tank 100: active strain culture tank
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