KR100989013B1 - 유기질이 함유된 축산 배설물 및 폐기물을 비료 화하는방법 과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기 특허 등록된 유기물을 함유한 폐기물 및 배설물 처리방법과 장치의 공정상 문제점을 진보 개량 한 것으로 기존의 처리 설비로는 불필요한 설비들이 많고 보일러, 활성조, 숙성 발효조. 콤프레샤 등 고가의 설비를 사용하여 유기물을 함유한 폐기물 및 배설물을 처리하여 왔으며, 상기와 같은 처리 방법 및 기존의 여러 공법 등으로는 처리 시설의 설비 초기 투자비가 과다하게 소요 되고 불필요한 여러 설비의 가동으로 인하여 설비 유지 관리비가 막대하게 소요되어 상기와 같이 여러 문제점을 해결하여 설비의 초기 투자비 및 설비 유지 관리비를 대폭 절감하기 위하여 파이롯트 설비에서 장시간, 반복 실험을 통해 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 방법을 개발, 단순한 공정으로서도 기존의 여러 공법에 능가하는 효과를 볼 수 있는 폐기물 및 배설물 처리 방법 및 장치에 관한 발명이다.

따라서 상기와 같은 방법과 장치의 시스템을 사용하면 기존의 여러 방법 보다 설비의 초기 투자비 및 설비의 유지 관리비를 대폭 절감하여 유기물을 함유한 폐기물 및 배설물을 처리하여 고품질의 유기질 비료를 생산해 경종 농가에 보급함으로서 국제적. 국가적으로 대두되는 가축 분뇨 및 유기질 쓰레기의 처리에 따른 환경오염 문제, 토양의 산성화 문제. 축산농가의 가축 배설 물 처리문제 등을 저렴하게 처리 할 수 있는 방법과 장치에 관한 것이다.

액체 유기물 저장조, 고체 유기물탱크, 팽연 왕겨 저장조, 톱밥. 밀짚 팰렛 저장조, 혼합조, 숙성 발효조, 복합 미생물 저장조, 루츠 블로워, 탈취 탑, 무기물 원료 저장조, 고체비료 포장기, 에어 헤더, 콤프레샤.

Description

유기질이 함유된 축산 배설물 및 폐기물을 비료 화하는 방법 과 장치{omitted}

도 1은 본 발명의 공정 블록도

도 2는 본 발명의 공정 개략도

＜도면의 주요 부분에 대한 부호 설명＞

1 : 콤프레샤 2 : 톱밥, 밀짚 팰렛 저장조 3 : 액체 유기물 저장조 4 : 액체 유기물 저장 탱크 5 : 탈취 액 탱크 7 : 전처리설비 8 : 고체 유기물 저장 탱크 9 : 루츠 블로워 10 : 에어헤더 11 : 고체 비료 포장기 16 : 복합 미생물 탱크 18 :왕겨 팽연화 기계 20 : 팽연 왕겨 저장조 22 : 무기질 원료 저장조 23 : 혼합 조 24 : 탈취 탑 25 : 숙성 발효조

본 발명은 기존의 축산 분뇨 및 폐기물 및 배설물 처리 방법에 있어. 여러 가지 많은 공법이 있음에도 불구하고 현재까지 많은 투자비 투입에 대하여 완전한 처리에 문제점이 많고 유지 관리비가 과다하게 지출되어 설비 가동의 어려움에의해 설비 가동을 중단하는 사례가 많이 발생, 축산 분뇨 및 폐기물 및 배설물에 의한 환경오염은 날로 증가하고 급기야는, 정부에서 해양투기 및 해양투기 중단 등 환경오염에 의한 극단의 조치가 이루어지고 있으나 저비용으로 대량의 처리가 어려운 실정 이였다

따라서 상기의 여러 문제를 해결 하고 종래에 특허 등록된 공정을 개선 하고자 별도의 파일럿 설비에 장기간, 반복적인 실험을 통해 축산 분뇨 및 폐기물. 배설물 처리 방법에 있어서 초기 시설 투자비 및 시설 유지 보수비용을 대폭 절감하고 저 비용에 의한 다량 처리함은 물론 처리 공정에서 발생되는 고 품질의 유기질 비료를 생산하여 경종 농가에 보급, 환경오염 없는 축산 분뇨, 폐기물, 배설물을 처리하고자하는 목적을 가지는 방법과 장치에 관한 것이다.

유기물을 함유한 고체. 액체 유기물 및 가축 분뇨. 폐기물을 약품처리 하여 하천에 방류 하거나 무 방류로 고품질의 유기질 비료를 생산하는 시스템은 많은 여러 가지 공법이 있으나 시설 가동에 있어서는 악취 발생 문제. 약품의 적정량 사용 부족으로 인한 방류 시 샛강 및 하천 오염, 해양 투기 시 연안 해안의 황폐화 및 적조 현상 발생, 고가의 배설물 처리에 의한 축산 농가의 처리 기피현상, 유기질 비료의 사용량 부족에 따른 토질의 산성화 촉진 등 문제점이 있고 설비 투자에서는 불필요한 설비의 중복에 의한 초기 투자비 증가 및 설비수의 증가로 시설유지비 증가 등 많은 문제가 있고 그 문제점을 해결 하려고 끊임없는 연구 개발이 현재에도 꾸준히 진행되고 있다.

고체, 액체 유기물 및 가축 분뇨 폐기물의 처리 방법의 종래의 기술은 분뇨의 고형물에 다른 부재료를 혼합하여 비료를 생산하고 고형물 아닌 액체 배설물은 약품처리 하여 방류하는 방식이 있고. 무 방류 시스템에는 액체, 고체 유기물이나 가축분뇨 및 폐기물을 다른 부재료를 혼합하여 발효시켜 비료를 생산하는 방식 등 많은 종래의 기술이 있으나 상기와 같은 문제점은 항상 대두 되고 있어 왔다

본 발명은 상기에서 기술된 무 방류 시스템으로 가축 분뇨, 유기성 고체, 액체 및 폐기물을 다른 부재료에 혼합 발효시켜 비료를 생산 하는 시스템에 관한 것으로 현재의 처리방법 공정을 저비용으로 다량의 처리능력을 발휘 할 수 있는 기술이다

현재 무 방류 시스템이 해결해야 하는 문제점으로는;

1) 설비의 중복된 부분은 기능 단순화 및 불필요한 공정 삭제문제,

2) 수분 조절제 및 미생물 활성제인 왕겨, 톱밥, 밀짚펠렛의 안정적인 수급문제,

3) 단시간 1, 2차 발효공정을 촉진하기위한 호기성 속성 발효조건 조성 문제

4) 단시간 1.2차 발효공정 촉진에 적합한 미생물 제재 문제

등이 있으나 상기의 문제점을 해결 하기위하여 추가적인 설비를 갖춤에도 불구하고 대량 처리 및 무 방류, 무 악취로 환경오염이 없고 축산 배설물 및 유기성 폐기물의 전량 자연 순환 형 즉, 양질의 유기질 비료로 생산하는 기술을 개발 하여 효과는 예상치 보다 크게 탁월 했으나 시설의 초기 투자비 및 시설 유지관리비의 절감에는 아직까지 큰 효과를 보지 못하였다

본 발명은 유기질이 함유된 축산 배설물 및 폐기물을 비료 화하는 방법과 장 치에 관한 것으로 시설 투자비 및 시설 유지 관리비 절감에 대하여 파일럿 설비를 장시간 가동하고 반복하여 많은 실험을 거쳐서 얻어낸 결과 와 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본원 출원자가 선 출원한 제10-2006-7982호. 제10-2006-3325호. 제10-2006-85085호. 제10-2007-29527호 제10-2007-70895호 등 유기물을 함유한 폐기물 및 배설물을 자원화 하는 방법과 장치 등 다수의 출원내용을 종합 하여 개발된 결과이다

본 발명은 도 2 공정 개략도의 도시와 같이 유기물이 함유된 모든 가축 배설물, 음식물 쓰레기. 폐기물을 환경오염 없이 종전의 발효처리에 필요한 고가의 설비가 필요 없이 6종의 원료의 배합 비를 조절함으로서 전량 단시간 내에 저렴한 처리 비용으로 대량 처리하여 고품질의 유기물 비료로 생산하여 보급, 완전 자연 순환형 처리 방법과 장치로서

*가축 배설물, 액체 유기물(액체 배설물)은 액체 유기물 저장조(4)에서--＞혼합조(23)

*팽연 왕겨-＞왕겨 팽연화 기계-＞팽연 왕겨 저장조(20)---＞혼합조(23)

*(생석회, 소석회, 제오라이트, 소다 애쉬)무기물 원료 저장조(22)--＞혼합조(23)

*톱밥, 밀짚 팰렛 등 저장조(16)-------------------＞혼합조(23)

*전처리 설비-＞고체 유기물 저장 탱크(8)------------＞혼합조(23)

*4 종 복합 미생물 탱크------------------------------＞혼합조(23)

상기와 같이 6종의 유기물 및 무기물을 혼합조(23)에서 균일하게 혼합 한다. 이때 투입량은 가축 배설물 및 액체 배설물(액체 유기물)) 투입량에 따라 각종 부재료의 투입량을 결정한다. 투입량은 다음과 같다.

액체유기물 100중량％에 대하여

1) 팽연 왕겨--＞30중량％

2) 무기물--＞20중량％(계절별 분뇨 성상에 따라 무기질 혼합비 조정 : 표1참조)

3) 톱밥, 밀짚 팰렛--＞2∼5중량％

4) 고체 유기물--＞1∼2중량％

5) 4종류의 복합 미생물--＞소량(분뇨 및 무기질[제오라이트] 혼합비에 따라 투입량 조절 : 표2참조)
표1

표2

6종의 유기물 및 무기물을 상기와 같이 혼합 비율에 따라 (수분60∼65％, 투입 고형물 입도30mm이하, PH ; 5.5∼8, C/N비 ; 30∼50)가 되도록 균일하게 혼합조(23)에서 혼합 되도록 한 후 숙성 발효조(25)에 운반되어 미생물 제재에 의해 속성 발효조건(C/N비 ; 25∼35％, 온도 ; 60∼80도, PH;6∼8, 함수율 ; 50∼65％)이 되도록 산소 5∼25％를 공급시켜 단기간 속성 1차 발효를 시킨 후 각각의 숙성 발효조(25)에서 호기성 발효과정(유기물＋O2=＞분해유기물＋CO2＋H2O＋NH3＋열) 숙성발효 시킨 후 4회의 뒤집기 작업을 거쳐 고품질유기질 비료를 생산하여 경종농가에 공급하게 하는 것이 본 발명의 주된 방법인 것이다

또한 다른 방법은 비료 사용 비수기 및 비료 생산량을 조절 하거나 유기질 폐기물만을 처리할 필요가 있을 경우에는 비료 생산에 적합하여진 퇴비원료를 다시 혼합조(23)로 운반하여 재투입하는데 초기 투입한 팽연 왕겨, 무기물 톱밥, 밀짚 팰렛, 고체 유기물, 4종의 복합 미생물을 재혼합하여 또다시 숙성발효 시킬 수 있게 하는 방법으로 즉, 상기한 본 발명에 의한 방법 에서 무기질을 혼합하지 않고 비료생산 하여 포장하기 전에 축산 배설물과 4종의 복합 미생물을 재 투입하여 3-4차례 발효시키는 방법으로 축산 배설물을 대량 처리 할 수 있다

또한 다른 방법은 부재료의 부족 및 비료생산 조절시 에 대비하여 완전 부숙 된 숙성 발효조(25)의 저장된 비료원료에 액체유기물(액체 배설물) 및 4종 복합 미생물을 재투입하여 1차 발효 시와 같은 발효조건, 혼합 조건으로 재혼합하여 3∼4차례에 걸쳐 부숙 비료 원료를 사용하여 유기물, 폐기물, 가축 분뇨를 대량처리하게 하는 방법이다 즉, 겨울철이나 비료 수급 비수기 때나, 부재료인 팽연왕겨의 수급의 부족 또는 어려울 때, 비료생산의 조절이 불가피 하면서 축산 배설물은 계속 발생되고 있어 처리해야 할 대책 시에 축산 배설물만의 처리 방법의 하나이다

따라서 기존의 초기 투자비 및 설비 유지비가 많이 소요되는 발효조 및 활성조의 설비 가동에 부속되는 대용량의 콤프레샤, 보일러, 스크류 콘베어, 벨트 콘베어, 에어 블라스터, 교반기, 등을 기존의 설비가 없어도 고품질의 유기질 비료생산 및 수분 조절제의 사용량을 현장 실정에 맞게 조절 하면서 유기물이 포함된 가축분뇨, 폐기물, 고체 액체 유기물을 대량으로 단시간 처리 할 수 있게 한 방법과 장치에 관한 발명이다.

이와 같이 된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다

본 발명은 도 2 공정 개략도의 도시와 같이 유기물을 함유한 고체,액체 유기물 즉, 축산 배설물 및 유기질 폐기물을 환경오염 없이 전량, 대량으로 단시간 내에 처리하여 고품질의 유기질 비료를 생산하여 경종 농가에 보급함으로써 완전 자연순환 형 처리방법과 장치로써 종래의 고가의 설비 즉, 혼합조의 와류 형 교반기, 발효조8기, 보일러, 대 용량의 고압 콤프레샤 등 발효 조건을 맞추는 설비들을 제거하여 설비 가동 하여도 미생물, 유기물, 무기물 등의 투입량으로 조절함으로서 유기물이 함유된 가축분뇨, 폐기물을 대량으로 단기간 처리 할 수 있는 방법과 장치이다

이에 따른 공정으로서는
가축 배설물이나 액체 유기물은 액체 유기물 저장탱크(4)에 저장 되어 펌프(12)에 의해 혼합조(23)로 투입되고, 고체 유기물은 전처리 설비(7)에서 굵은 이물질을 제거한 후 고체 유기물 저장탱크(8)에 저장된 후 스크류 콘베어(15)에 의해 혼합조(23)으로 투입 되고, 4종류의 복합 미생물[바실러스(Bacillus), KD-1(SP:species), 시어리스(Cereus), 퍼미루스(Pumilus), 리체니 포미스(Licheniformis)]은 탱크(16)에서 각 성분별로 혼합 액체 유기물 저장탱크(4)및 혼합조(23)로 투입되고 팽연 왕겨는 왕겨탱크(17)에서 왕겨 팽연 기계(18)을 거처 팽연 된 후 팽연 왕겨 저장조(20)으로 저장되며, 스크류 콘베어(19)를 통해 혼합조(23)으로 투입되고, 톱밥 및 밀짚 팰렛 저장조(2)의 재료는 스크류 콘베어(19)로 혼합조(23)에 투입 되며, 무기물(제오라이트, 소다애쉬, 생석회, 소석회)은 무기물 원료 저장조(22)에서 스크류 콘베어(21)에 의하여 혼합조(23)로 투입되어 혼합조(23)에 투입된 6가지(액체 유기물,고체 유기물, 톱밥, 팽연 왕겨, 무기물 원료, 4종 복합 미생물)재료를 균일하게 혼합하여 호기성 적정발효 조건(상기에 기술)을 맞추어서 숙성 발효조(25)에 단계별, 일자별로 저장한다, 숙성발 효조(25)에서는 상시 숙성 발효 할 수 있도록 적정의 공기를 공급하여 줌으로서 미생물에 의한 발효를 촉진 시키고 21∼24일간 발효 상태를 보아 4회 뒤집기 작업을 병행 하면, 고품질의 유기질 비료를 생산하는 원료가 제조 되어 진다

숙성 발효조(25)에 C4H6O2N＋3.75O2=＞4CO2＋1.5H2O＋NH3 의 호기성 반응에 의해 퇴비화 할 수 있는 구성이다.

또한 사회 여건에 따라 계절별 비료 생산량의 조절 및 수분 조절제의 수급 량의 조절 이 가능하고 1회에 한하여 사용하던 수분 조절제를 무한정 재사용가능 하도록 숙성 발효조(25)에서 비료 생산 가능하게 된 비료 원료는 다시 혼합조(23)로 재투입하여 다시 6종류의 원료를 혼합하여 다시 숙성 발효조(25)에서 단시간 대량의 원료를 발효시켜 단계별 저장 일자별로 관리, 혼합조(23)에 재투입 하던가 비료를 생산 조절하여 유기물이 함유된 가축 배설물, 폐기물 처리에 있어서 종래의 고가 설비 없이도 대량으로 단시간 처리할 수 있고 조절 가능한 방법과 장치이다

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 유기물이 함유된 가축 배설물, 폐기물 즉 유기물이 함유된 액체 고체 폐기물을 방류하지 않고 무 방류로 전량 자원화(비료화) 하는 방법과 장치로서 종래의 발효 조건을 맞추기 위한 고가의 설비를 없애고 혼합조(23)에 투입되는 6종류의 혼합 원료의 투입량을 고형물 및 유기물 수분의 함량에 따라 발효 조건에 맞게 혼합하여 숙성 발효조(25)에서 공기공급 및 4회에 걸쳐 뒤집기 작업을 통해 일정기간 저장 일자별, 부숙 단계별 관리를 통해 유기물이 함유된 가축 배설물, 폐기물을 무방류 처리하여 전량 대량 처리가능하고,

또한 수분 조절제의 수급 량 및 계절별 비료수급의 변동에 따라 숙성 발효를 마친 비료 원료를 혼합조(23)이나 숙성 발효조(25) 재투입하여 무한정 수분 조절제로 재사용 가능하게 되여 수분 조절제의 부족분을 해결 할 수 있도록 하며,

종전의 발효 조건을 맞추기 위한 고가의 설비 및 부속 설비가 없이 처리가능 하도록 하여 시설 초기 투자비 및 시설 유지비를 대폭 절감 할 수 있는 방법과 장치에 관한 발명이다..

Claims (1)

1. 유기질이 함유된 축산 배설물 및 폐기물을 비료 화 하는 방법으로 기존의 밀폐 숙성 발효조의 설비를 없애는 대신, 6종류인 가축의 고체유기물, 액체 유기물(액체 배설물), 무기물, 팽연 왕겨. 4종 복합 미생물[바실러스(Bacillus), KD-1(SP:species), 시어리스(Cereus), 퍼미루스(Pumilus), 리체니 포미스(Licheniformis)], 톱밥 및 밀짚 팰렛 등을 각각 유기물 고형물, 수분 량의 성상에 따라 전술한 표와 같이 계절별로 다르게 혼합하여 숙성 발효조의 기능을 수행하게 함으로써 시설 기초 투자비 및 시설 유지관리비를 대폭 절감하고 유기성 폐기물을 저비용으로 환경오염 없이 처리 가능함은 물론 대량으로 단시간 처리가능하게 함을 특징으로 한 유기질이 함유된 축산 배설물 및 폐기물 비료 화하는 방법.

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