KR101152815B1

KR101152815B1 - 가축분뇨 처리공정

Info

Publication number: KR101152815B1
Application number: KR20100039327A
Authority: KR
Inventors: 김현근; 하상안; 최혁목
Original assignee: 김현근
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2012-06-12
Also published as: KR20110119911A

Abstract

본 발명은 가축분뇨 처리공정에 관한 것으로, 집수정(1)에 가축분뇨가 수집되고, 수집된 가축분뇨가 협잡물처리기(2)로 투입되는 가축분뇨 수집 및 투입단계(a); 협잡물처리기(2)에서, 집수정(1)으로부터 가축분뇨를 공급받아, 가축분뇨에 포함된 협잡물을 제거하는 제1차 협잡물제거단계(b); 원심고액분리기(4)에서, 협잡물처리기(2)로부터 협잡물이 제거된 가축분뇨를 공급받아, 가축분뇨를 처리수와 협잡물로 분리하는 제2차 협잡물제거단계(c); 제1호기소화탈기탑(A1)에서, 원심고액분리기(4)로부터 처리수를 공급받아, 처리수를 분해하는 제1차 처리수분해단계(d); 원심탈수기(5)에서, 제1호기소화탈기탑(A1)으로부터 처리수를 공급받아, 처리수에 포함된 협잡물을 제거하는 제3차 협잡물제거단계(e); 제2호기소화탈기탑(A2)에서, 원심탈수기(5)로부터 처리수를 공급받아. 처리수를 분해하는 제2차 처리수분해단계(f); 침전조(7)에서, 제2호기소화탈기탑(A2)으로부터 처리수를 공급받아, 처리수에 포함된 슬러지를 침전시키는 슬러지 침전단계(g); 침전조(7)로부터 처리수가 방류되는 방류단계(h)를 포함하되, 제1호기소화탈기탑(A1) 또는 제2호기소화탈기탑(A2)이, 처리수순환라인(120)을 갖춘 호기소화탈기탑본체(100); 처리수를 처리수순환라인(120)을 매개로 순환시키는 처리수순환장치(200); 처리수순환라인(120)에 설치되어, 처리수순환라인(120)을 순환하는 처리수 내의 고형물을 슬러리화하는 자기유체처리장치(300); 호기소화탈기탑본체(100)에 설치되어, 호기소화탈기탑본체(100) 내의 처리수 수위를 감지하는 수위감지센서(400); 호기소화탈기탑본체(100)에 설치되어, 호기소화탈기탑본체(100)로 유입되는 처리수를 제어하는 입력밸브(500); 호기소화탈기탑본체(500)에 설치되어, 호기소화탈기탑본체(100)으로부터 배출되는 처리수를 제어하는 출력밸브(600); 처리수순환장치(200), 수위감지센서(400), 입력밸브(500), 및 출력밸브(600)를 작동제어하는 제어유닛(1200); 제어유닛(1200)에 제어신호를 입력하는 입력유닛(1300)을 포함하여, 처리수를 분해하는 것을 특징으로 함으로써, 공정시간이 단축되고, 그로 인해 시설비가 건설비용이 적게 드는 효과가 있다.

Description

가축분뇨 처리공정{Livestock Feces Treatment Process}

본 발명은 가축분뇨 처리공정에 관한 것으로, 공정시간이 단축되고, 시설비를 줄일 수 있으며, 위생적인 가축분뇨 처리공정에 관한 것이다.

일반적으로 축산분뇨는 고농도의 유기물로 이루어져 있어 별도의 처리과정을 거치지 않고 방류하게 되면 하천을 오염시키게 된다.

특히 상기 축산분뇨는 질소와 인을 다량 함유하고 있어, 하천에 부영양화를 초래하고, 이러한 하천의 부영양화로 인해 하천수는 음용수뿐만 아니라 농업용수 등에도 이용이 불가능해진다.

따라서, 상기 축산분뇨는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 가축분뇨 처리공정에 의해 정화되어 하천으로 방류된다.

이때 상기 종래의 가축분뇨 처리공정에 있어서 질소를 제거하는 방법으로 생물학적 질소 제거방법 또는 물리화학적 질소 제거 방법이 사용되었다.

하지만 상기 생물학적 질소 제거방법은 질산화, 탈질을 위한 소요시간이 길어 대용량의 시설과 넓은 부지를 필요로 하며, 다량의 미생물을 이용하기 때문에 미생물을 관리하는 데 있어 많은 어려움이 있고, 미생물이 축산분뇨를 분해하면서 생명체에 해로운 병원균이 발생함과 더불어 심한 악취가 발생하는 문제점이 있었다.

또한 상기 물리화학적 질소 제거 방법은, 폐수의 PH를 11이상으로 높혀 암모늄이온을 암모니아로 전환시킨 후 공기접촉을 통해 탈기가 이루어지기 때문에, 폐수의 PH를 높이기 위한 약품사용이 과도하게 이루어졌으며, 폐수 배출시 PH를 조정하거나, 공기를 과다하게 사용해야 하는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 질소 제거방법을 개선하여, 공정시간이 작게 소요되고, 시설비의 건설비용이 적게 들며, 위생적인 가축분뇨 처리공정을 개발할 필요성이 제기되었다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 발명된 것으로, 가축분뇨 처리공정 시간이 단축되고, 건설비용이 적게 들며, 위생적인 가축분뇨 처리공정을 제공하는 것을 해결하려는 과제로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 집수정에 가축분뇨가 수집되고, 수집된 가축분뇨가 협잡물처리기로 투입되는 가축분뇨 수집 및 투입단계; 협잡물처리기에서, 집수정으로부터 가축분뇨를 공급받아, 가축분뇨에 포함된 협잡물을 제거하는 제1차 협잡물제거단계; 원심고액분리기에서, 협잡물처리기로부터 협잡물이 제거된 가축분뇨를 공급받아, 가축분뇨를 처리수와 협잡물로 분리하는 제2차 협잡물제거단계; 제1호기소화탈기탑에서, 원심고액분리기로부터 처리수를 공급받아, 처리수를 분해하는 제1차 처리수분해단계; 원심탈수기에서, 제1호기소화탈기탑으로부터 처리수를 공급받아, 처리수에 포함된 협잡물을 제거하는 제3차 협잡물제거단계; 제2호기소화탈기탑에서, 원심탈수기로부터 처리수를 공급받아. 처리수를 분해하는 제2차 처리수분해단계; 침전조에서, 제2호기소화탈기탑으로부터 처리수를 공급받아, 처리수에 포함된 슬러지를 침전시키는 슬러지 침전단계; 침전조로부터 처리수가 방류되는 방류단계를 포함하되, 제1호기소화탈기탑 또는 제2호기소화탈기탑이, 처리수순환라인을 갖춘 호기소화탈기탑본체; 처리수를 처리수순환라인을 매개로 순환시키는 처리수순환장치; 처리수순환라인에 설치되어, 처리수순환라인을 순환하는 처리수 내의 고형물을 슬러리화하는 자기유체처리장치; 호기소화탈기탑본체에 설치되어, 호기소화탈기탑본체 내의 처리수 수위를 감지하는 수위감지센서; 호기소화탈기탑본체에 설치되어, 호기소화탈기탑본체로 유입되는 처리수를 제어하는 입력밸브; 호기소화탈기탑본체에 설치되어, 호기소화탈기탑본체로부터 배출되는 처리수를 제어하는 출력밸브; 처리수순환장치, 수위감지센서, 입력밸브, 및 출력밸브를 작동제어하는 제어유닛; 제어유닛에 제어신호를 입력하는 입력유닛을 포함하여, 처리수를 분해하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 제1호기소화탈기탑 또는 제2호기소화탈기탑에 소포수공급장치가 보강구비되어, (d) 또는 (f)단계에서 제1호기소화탈기탑 또는 제2호기소화탈기탑 내의 거품을 제거하기 위한 소포수가 공급되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 자기유체처리장치를 매개로 호기소화탈기탑 내의 처리수를 빠른 시간 내에 분해할 수 있어 공정시간이 단축되고, 자체 미생물만으로도 호기소화탈기탑 내의 유기물을 분해할 수 있어 미생물 이용에 따른 불필요한 건설비 및 부지소요가 발생하지 않으며, 미생물 분해작용에서 병원균이 사멸되어 위생적인 한편, 소포수를 공급받음으로써 작동이 원활히 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가축분뇨 처리공정을 나타낸 순서도이고,
도 2는 본 발명에 따른 가축분뇨 처리공정을 나타낸 공정도이고,
도 3은 본 발명에 따른 호기소화탈기탑을 나타낸 개략도이고,
도 4는 본 발명에 따른 공기유입기구를 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 호기소화탈기탑의 전기적 구성도이고,
도 6 내지 도 12은 본 발명의 호기소화탈기탑의 작용을 나타낸 작용도이다.

이하 첨부도면에 의거하여 본 발명에 따른 가축분뇨 처리공정을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 가축분뇨 처리공정을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 가축분뇨 처리공정을 나타낸 공정도이고, 도 3은 본 발명에 따른 호기소화탈기탑을 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 공기유입기구를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 호기소화탈기탑의 전기적 구성도이고, 도 6 내지 도 12은 본 발명의 호기소화탈기탑의 작용을 나타낸 작용도로서, 도 1 내지 도 12를 참조하여 본 발명에 따른 가축분뇨 처리공정을 설명하면 다음과 같다.

(a) 가축분뇨 수집 및 투입단계

우선, 가축분뇨가 축사로부터 수집되어 집수정(1)에 저장되고, 각각의 구성요소가 시동된 상태에서 집수정(1)에 저장된 분뇨가 투입기(미도시)를 매개로 협잡물처리기(2)로 공급된다.

(b) 제1차 협잡물제거단계

이후, 상기 분뇨에 포함된 협잡물은 협잡물처리기(2)에 의해 분뇨로부터 분리되고, 분리된 협잡물은 협잡물이송콘베이어(미도시)를 매개로 협잡물콘테이너(3)로 이송되어 처리된다.

(c) 제2차 협잡물제거단계

이때, 상기 협잡물이 제거된 분뇨는 원심고액분리기(4)로 공급되고, 원심고액분리기(4)는 분뇨를 처리수와 협잡물로 분리하여 협잡물을 케익이송콘베이어(미도시)를 매개로 협잡물콘테이너(3)로 이송한다.

그리고 상기 원심고액분리기(4)에 의해 고형물과 분리된 처리수는 제1호기소화탈기탑(A1)의 호기소화탈기탑본체통(110) 내부 상부로 공급된다.

(d) 제1차 처리수분해단계

이때 상기 제1호기소화탈기탑(A1)의 호기소화탈기탑본체통(110)으로 유입된 처리수는 분해작용을 거친다.

여기서, 도 3을 참조하여 본 발명의 제1차 처리수분해단계에 사용되는 제1호기소화탈기탑을 설명하면 다음과 같다.

상기 제1호기소화탈기탑(A1)은, 원심고액분리기(4)로부터 처리수를 공급받는 호기소화탈기탑본체(100)와, 호기소화탈기탑본체(100) 내의 처리수를 순환하는 처리수순환장치(200)와, 처리수 내의 유기물을 분극화하여 슬러리화하는 자기유체처리장치(300)와, 호기소화탈기탑본체(100) 내의 처리수 수위를 감지하는 수위감지센서(400)와, 호기소화탈기탑본체(100)으로의 처리수 공급을 제어하는 입력밸브(500)와, 호기소화탈기탑본체(100)로부터의 처리수 배출을 제어하는 출력밸브(600)와, 호기소화탈기탑본체(100) 내의 거품을 감지하는 거품감지센서(700)와, 호기소화탈기탑본체(100) 내에 생성된 거품을 제거하는 소포장치(800)와, 호기소화탈기탑본체(100)로 소포수를 공급하는 소포수공급장치(900)와, 호기소화탈기탑본체(100)를 일정온도로 유지하는 히터장치(1000)와, 호기소화탈기탑본체(100) 내를 비추는 램프(1100)와, 각각의 전기구성요소를 작동제어하는 제어유닛(1200)과, 제어유닛(1200)에 제어신호를 입력하는 입력유닛(1300)을 포함한다.

상기 호기소화탈기탑본체(100)는 원심고액분리기(4)로부터 처리수를 공급받는 호기소화탈기탑본체통(110)과, 호기소화탈기탑본체통(110) 내의 처리수 수위를 확인하기 위한 보조탱크(120)와, 호기소화탈기탑본체통(110) 내의 처리수가 순환되도록 하는 처리수순환라인(130)과, 처리수순환라인(130)으로부터의 처리수를 호기소화탈기탑본체통(110)으로 분배하는 분배기구(140)와, 외부공기가 호기소화탈기탑본체통(110)으로 유입되도록 하는 공기유입기구(150)와, 호기소화탈기탑본체통(110) 내부의 가스가 배출되는 탈취구(160)와, 청소물을 외부로 배출하는 배수구(170)를 갖춘다.

상기 호기소화탈기탑본체통(110)는 사이로 형상을 가지며 둘레부에는 내부를 볼 수 있는 확인창(111)이 구비된다.

상기 보조탱크(120)는 내부가 보이는 실린더 또는 원통 형상인 통상의 저장조로서, 호기소화탈기탑본체통(110)의 측면에 설치되며, 호기소화탈기탑본체통(110)으로부터 처리수를 공급받아, 처리수의 수면이 안정화되도록 한다. 따라서 작업자는 보조탱크(120)를 통해 호기소화탈기탑본체통(110)의 수위가 어느 정도인지 정확히 확인할 수 있다.

한편 본 실시예에서는 상기 호기소화탈기탑본체통(110) 내의 처리수가 상하로 배치된 메인입력라인(L1) 또는 보조입력라인(L2)을 매개로 보조탱크(120)로 유입되고, 보조탱크(120) 내의 처리수는 상하로 배치된 메인출력라인(D1) 또는 보조출력라인(D2)을 매개로 원심탈수기(5)로 배출된다.

상기 처리수순환라인(130)은, 일단이 호기소화탈기탑본체통(110)의 하부와 연통되고, 타단이 호기소화탈기탑본체통(110)의 분배기구(140)와 연통되어, 호기소화탈기탑본체통(110)에 수용된 처리수가 순환되도록 한다.

상기 분배기구(140)는, 일단이 호기소화탈기탑본체통(110)과 연통되고, 타단이 처리수순환라인(130)과 연통되어, 처리수순환라인(130)으로부터 유입되는 처리수가 호기소화탈기탑본체통(110)으로 분배되어 공급되도록 한다.

상기 공기유입기구(150)은 벤투리관(151)과, 공기유입관(152)를 구비하여, 호기소화탈기탑본체통(110)에 공기를 공급한다.

상기 벤투리관(151)은, 하단이 호기소화탈기탑본체통(110)의 내부와 연통되고, 상단이 분배기구(140)와 연통되어, 호기소화탈기탑본체통(110)과 분배기구(140)을 연결한다.

상기 공기유입관(152)은, 일단이 벤투리관(151)과 연통되어, 벤투리관(151)을 통해 호기소화탈기탑본체통(110)로 유입되는 처리수에 공기가 공급되도록 한다. 이때 공기유입관(152)는 벤투리관(151)과 수직을 이루는 것이 바람직하다.

따라서 상기 처리수가 벤투리관(151)을 통과할 시 벤투리관(151)과 공기유입관(152) 사이에 압력차가 생기면서 벤투리관(151)으로 공기가 유입된다. 이때 벤투리관(151)로 유입된 공기는 처리수와 혼합되면서 호기소화탈기탑본체통(110)으로 유입되어, 호기소화탈기탑본체통(110) 내부에 존재하는 호기성 세균의 번식할 수 있도록 한다. 또한 벤투리관(151)로 유입된 공기는 처리수와 혼합되고, 이에 따라 처리수 입자의 비표면적이 증가하여, 처리수 입자의 용해성이 향상된다. 따라서 물에 용해된 암모니아 가스의 탈기가 용이하게 이루어진다.

한편 본 실시예에서는 상기 벤투리관(151)을 이용해 공기가 기압차에 의해 호기소화탈기탑본체통(110)으로 유입되도록 하였지만, 별도의 펌프에 의해 공기가 강제적으로 호기소화탈기탑본체통(110)으로 유입되도록 할 수도 있다.

상기 탈취구(160)는 호기소화탈기탑본체통(110) 내부와 연통되도록 호기소화탈기탑본체통(110)의 상단에 설치되어, 호기소화탈기탑본체통(110) 내부의 가스가 탈취기(10)로 배출되도록 한다.

상기 배수구(170)은 호기소화탈기탑본체통(110)의 하부에 구비되어, 청소시 청소물을 외부로 배수한다.

상기 처리수순환장치(200)는 호기소화탈기탑본체통(110) 또는 처리수순환라인(130)에 설치되어, 호기소화탈기탑본체통(110)에 수용된 처리수를 처리수순환라인(130)을 매개로 순환시킨다. 본 실시예에서는 처리수순환장치(200)로 펌프장치를 적용하였지만, 처리수를 순환시킬 수 있는 것이면 어떤 것이든 무방하다.

상기 자기유체처리장치(300)는 처리수순환라인(130)에 설치되어 호기소화탈기탑본체통(110)로부터의 고형물이 통과한다. 이때 자기유체처리장치(300)로 유입된 고형물은 이온 전위가 분극화되어 슬러리화 된다.

여기서 상기 자기유체처리장치(300)는 자기유체처리장치(300) 내를 통과하는 유체의 이온 전위를 분극화 하여 유체 내의 고형물을 응집하는 통상의 것으로, 이에 대한 원리는 대한민국 등록특허 10-0340679(초고자기유체처리장치)에 자세히 설명되어 있다.

상기 수위감지센서(400)는 호기소화탈기탑본체(100)에 설치되고, 호기소화탈기탑본체(100)의 수위를 감지하여, 감지신호를 출력한다.

본 실시예에서는 상기 수위감지센서(400)가 호기소화탈기탑본체(100)의 보조탱크(120)에 설치되어, 보조탱크(120) 내의 처리수 수위를 감지한다. 이때 수위감지센서(400)는 보조탱크(120) 내의 처리수 수위가 처리 기준수위까지 상승하면 기준수위감지신호를 출력하고, 보조탱크(120) 내의 처리수 수위가 상부 제한수위까지 상승하면 상부제한감지신호를 출력하며, 보조탱크(120) 내의 처리수 수위가 하부 제한수위까지 하강하면 하부제한감지신호를 출력한다.

상기 입력밸브(500)는 호기소화탈기탑본체(100)에 설치되어, 호기소화탈기탑본체(100)로 공급되는 처리수를 제어한다. 본 실시예에서는 입력밸브(500)가 원심고액분리기와 호기소화탈기탑본체(100)를 연결하는 처리수공급라인(GL)에 설치되어, 호기소화탈기탑본체(100)로 공급되는 처리수를 제어한다.

상기 출력밸브(600)는 호기소화탈기탑본체(100)에 설치되어, 호기소화탈기탑본체(100)로부터 배출되는 처리수를 제어한다.

본 실시예에서는 상기 출력밸브(600)가 메인출력밸브(610)와 보조출력밸브(620)로 이루어져, 메인출력라인(D1) 및 보조출력라인(D2)에 각각 설치되어, 메인출력라인(D1) 및 보조출력라인(D2)를 흐르는 처리수를 제어한다.

상기 거품감지센서(700)는 호기소화탈기탑본체통(110)의 상부에 설치되어, 호기소화탈기탑본체통(110) 내에 기준 이상의 거품이 생성되면, 이를 감지하여 거품감지신호를 출력하고, 생성된 호기소화탈기탑본체통(110) 내의 거품이 기준 이하로 제거되면, 이를 감지하여 거품해제감지신호를 출력한다. 이때 거품감지센서(700)는 거품의 존재를 감지할 수 있는 통상의 것으로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 소포장치(800)는 호기소화탈기탑본체통(110)에 설치되는 소포구동장치(810)와, 소포장치(910)와 연결되는 소포날개(820)를 갖춘다.

상기 소포구동장치(810)는 호기소화탈기탑본체통(110)의 상부에 설치되며, 소포날개(820)를 회전시킨다. 본 실시예에서는 소포구동장치(810)로 통상의 모터가 적용된다.

상기 소포날개(820)는 소포구동장치(810)에 연결되어 호기소화탈기탑본체통(110) 상부의 내부에 위치되며, 소포구동장치(810)에 의해 회전하면서 유기물의 분해에 의해 생성된 거품을 제거한다.

상기 소포수공급장치(900)는 호기소화탈기탑본체(100)에 설치되거나 호기소화탈기탑본체(100)와 별도로 설치되며, 호기소화탈기탑본체통(110) 내부 상부로 소포수를 공급한다. 이때 소포수공급장치(900)와 호기소화탈기탑본체(100)가 별도의 소포수공급라인(BL)을 매개로 연결되고, 소포수공급라인(BL)의 일단이 호기소화탈기조와 연통된다. 한편 본 실시예에서는 소포수공급장치(900)로 통상의 펌프가 적용된다.

한편, 상기 호기소화탈기조(9)는 BOD를 제거하며, 보조탱크(400)의 메인출력라인(D1) 또는 보조출력라인(D2)와 연통되어, 메인출력라인(D1) 또는 보조출력라인(D2)으로부터 처리수를 공급받는다.

이때 상기 호기소화탈기조(9)에 수용된 처리수가 호기소화탈기탑본체통(110)에서 발생하는 거품을 없애는 소포수로 사용된다. 즉 호기소화탈기조(9)에서 BOD가 제거된 처리수는 소포수공급장치(900)에 의해 펌핑되어 소포수공급라인(BL)을 매개로 호기소화탈기탑본체통(110)로 공급되며, 호기소화탈기탑본체통(110)에 투입된 처리수가 호기소화탈기탑본체통(110) 내부의 거품을 제거한다.

한편 본 실시예에서는 호기소화탈기조(9)에서 BOD가 제거된 처리수를 소포수로 사용하였지만, 별도의 청정수를 소포수로 사용할 수도 있다.

상기 히터장치(1000)는 호기소화탈기탑본체통(110)의 둘레부에 설치된다.

한편 상기 호기소화탈기탑본체통(110)에 수용된 처리수는 자체 미생물의 분해작용에 의해 열이 발생되고, 이러한 열은 고온성균을 빠르게 생장시켜 처리수 내의 유기물이 빠르게 분해되도록 하고, 병원균을 사멸하며, 암모니아 탈기에 의한 질소제거를 용이하게 한다.

이때 상기 히터장치(1000)는 필요에 따라 호기소화탈기탑본체통(110)의 처리수 온도가 60℃ 이상을 이루도록 보조적으로 호기소화탈기탑본체통(110)을 가열하는 기능을 할 수 있다.

상기 램프(1100)는 호기소화탈기탑본체통(110)의 상부에 설치되어, 호기소화탈기탑본체통(110) 내부를 밝힌다.

상기 제어유닛(1200)은 수위감지센서(400)로부터 감지신호를 입력받아, 입력된 감지신호에 따라 처리수순환장치(200), 입력밸브(500), 출력밸브(600), 거품감지센서(700), 소포장치(800), 소포수공급장치(900), 히터장치(1000), 및 램프(1100)를 작동제어한다.

따라서 상기 제어유닛(1200)은 수위감지센서(400)로부터 기준수위감지신호를 수신하면, 입력밸브(500) 및 메인출력밸브(610)를 폐쇄하여, 호기소화탈기탑본체통(110)에 수용된 처리수가 일정시간 동안 호기성 세균에 의해 분해되도록 한다.

또한 상기 제어유닛(1200)은 처리수순환장치(200)를 구동하여, 호기소화탈기탑본체통(110) 내부의 처리수가 처리수순환라인(130)을 매개로 순환하도록 한다.

또한 상기 제어유닛(1200)은, 일정시간이 경과하면 메인출력밸브(610)을 개방하여, 호기소화탈기탑본체통(110)에 수용된 처리수가 원심탈수기(5)로 배출되도록 한다.

또한 상기 제어유닛(1200)은 수위감지센서(400)로부터 상부제한감지신호를 수신하면, 보조출력밸브(620)을 개방하여, 호기소화탈기탑본체통(110) 내부에 수용된 처리수가 원심탈수기(5)로 배출되도록 한다.

또한 상기 제어유닛(1200)은 수위감지센서(400)로부터 하부제한감지신호를 수신하면, 메인출력밸브(610)를 폐쇄하고 입력밸브(500)를 개방하여, 처리수가 호기소화탈기탑본체통(110)으로 처리수가 공급되도록 한다.

또한 상기 제어유닛(1200)은 거품감지센서(700)로부터 거품감지신호를 수신하면, 소포구동장치(810)를 구동하여, 소포날개(820)가 회전되도록 하고, 거품감지센서(700)로부터 거품해제감지신호를 수신하면, 소포구동장치(810)의 구동을 정지시킨다.

또한 상기 제어유닛(1200)은 입력유닛(1300)으로부터의 제어신호에 따라 소포수공급장치(900)를 작동제어하여, 호기소화탈기조(9) 내의 처리수가 호기소화탈기탑본체통(110)으로 유입되도록 한다.

또한 상기 제어유닛(1200)은 입력유닛(1300)으로부터의 제어신호에 따라 히터장치(1000) 또는 램프(1100)을 작동제어한다.

한편, 본 실시예에서는 보조처리수순환장치(1400)가 보강구비될 수 있다.

상기 보조처리수순환장치(1400)는 호기소화탈기탑본체통(110)의 하부에 설치되어, 제어유닛(1200)에 의해 작동제어되며, 일단이 호기소화탈기탑본체통(110)의 하부와 연통되고 타단이 분배기구(140)와 연통된 보조처리수순환라인(SL)을 매개로, 호기소화탈기탑본체통(110) 하부에 위치한 처리수를 상부로 이송시켜 처리수를 순환시킨다. 이때 처리수는 처리수순환라인(130)을 순환하는 처리수와 혼합되고, 공기유입기구(150)을 경유하여 호기소화탈기탑본체통(110)로 유입된다.

이하, 상기 제1호기소화탈기탑(A1)으로 유입된 처리수는 다음과 같은 과정을 통해 분해작용이 이루어진다.

상기 제1호기소화탈기탑(A1)으로 공급된 처리수는 호기소화탈기탑본체통(110)에 수용됨과 동시에 메인출력라인(D1)을 매개로 도 6와 같이 보조탱크(120)으로 유입된다.

또한 상기 처리수가 호기소화탈기탑본체통(110)으로 유입되어, 도 7과 같이 호기소화탈기탑본체통(110)의 처리 기준수위까지 상승하면, 수위감지센서(400)는 이를 감지하여 기준수위감지신호를 출력한다.

이때 상기 제어유닛(1200)은 기준수위감지신호를 수신하여 입력밸브(500) 및 메인출력밸브(610)를 폐쇄하여, 처리수가 호기소화탈기탑본체통(110)에 일정시간 동안 머무르게 한다. 따라서 처리수 내의 유기물이 호기성 세균에 의해 분해된다.

또한 상기 제어유닛(1200)은 기준수위감지신호를 수신하면, 처리수순환장치(200)를 구동한다. 따라서 처리수순환장치(200)는 호기소화탈기탑본체통(110)의 하부 내부에 수용된 처리수를 처리수순환라인(130)으로 펌핑하고, 펌핑된 처리수는 처리수순환라인(130)을 경유하여 호기소화탈기탑본체통(110)의 내부 상부로 유입된다.

이때 상기 처리수순환라인(130)을 경유하는 처리수는 자기유체처리장치(300)을 통과하면서, 처리수에 수직방향으로 자장이 가해지고, 이로 인해 기전력이 생성되어, 도 8과 같이 이온전위가 분극화된다.

이후 상기 처리수에 포함된 고형입자는 도 9과 같이 응집되고, 응집된 고형입자가 상호 흡착되어 슬러리화되면서 호기소화탈기탑본체통(110)으로 유입된다.

이때 상기 슬러리는 호기성세균에 의해 분해되고, 분해되고 남은 고형입자는 처리수와 함께 상기와 동일한 과정을 거쳐 처리수순환라인(130)을 순환한다.

이후 일정시간이 경과하면, 상기 제어유닛(1200)은 메인출력밸브(610)를 개방하여 호기소화탈기탑본체통(110) 내의 처리수를 원심탈수기(5)로 배출한다. 이때 호기소화탈기탑본체통(110)으로부터 배출되는 처리수는 별도의 액비조(6)로 공급되어 비료로 사용될 수도 있다.

한편 상기 호기소화탈기탑본체통(110) 내의 처리수 분해과정에서 호기소화탈기탑본체통(110) 내부로 처리수가 과잉공급되는 등에 의해 도 10와 같이 처리수가 상부한계수위에 이르르면, 제어유닛(1200)이 수위감지센서(400)로부터 상부제한감지신호를 수신하여 보조출력밸브(620)을 개방한다. 따라서 처리수가 호기소화탈기탑본체통(110)을 넘치기 전에 원심탈수기(5)로 배출된다.

한편, 상기 처리수 분해과정에서 호기소화탈기탑본체통(110) 내부에 기준 이상의 거품이 발생하면, 거품감지센서(700)는 이를 감지하여 거품감지신호를 출력한다.

이때 상기 제어유닛(1200)은 거품감지신호를 수신하여 소포구동장치(810)를 구동시키며, 이에 따라 소포날개(820)가 회전하면서 도 11과 같이 거품을 제거한다. 이후 거품이 제거되면 거품감지신세(700)는 제어유닛(1200)으로 거품감지해제신호를 출력하고, 이를 수신한 제어유닛(1200)은 소포구동장치(810)의 구동을 멈춘다.

한편, 상기 호기소화탈기탑본체통(110)에 수용된 처리수는 자체 미생물의 분해작용에 의해 열이 발생된다.

따라서 상기 처리수 내의 고온성균이 빠르게 생장되어 처리수 내의 유기물이 빠르게 분해되고, 병원균의 사멸이 용이하게 이루어지며, 처리수 중의 PH 및 온도가 상승하면서 암모니아 탈기에 의한 질소제거가 용이하게 이루어진다. 이때 상기 분해가스 및 암모니아는 호기소화탈기탑본체통(110)의 탈취구(160)를 통해 탈취기(10)로 배출된다.

이때, 관리자는 필요에 따라 입력유닛(1300)을 매개로 제어유닛(1200)에 제어신호를 입력하여 히터장치(1000)를 구동함으로써, 호기소화탈기탑본체통(110)이 일정온도를 이루도록 할 수도 있다.

또한, 상기 제어유닛(1200)은 입력유닛(1300)으로부터의 제어신호에 따라 램프(1100)을 구동하여, 램프(100)가 호기소화탈기탑본체(100)를 비추도록 한다. 따라서 관리자는 어두운 장소에서도 본 발명의 작동상태를 용이하게 볼 수 있다.

한편, 본 발명에서는 보조탱크(120)으로부터 배출되는 처리수 중 일부가 호기소화탈기조(9)로 이송되어 BOD가 제거된다. 이때 제어유닛(1200)이 입력유닛(1300)에 의해 제어신호를 입력받으면 소포수공급장치(900)가 구동되고, 이에 따라 호기소화탈기조(9) 내의 처리수가 호기소화탈기탑본체통(110)으로 공급되어, 도 12와 같이 호기소화탈기탑본체통(110) 내부에 생성된 거품이 제거된다.

또한, 본 발명에서는 상기 호기소화탈기탑본체통(110) 내부의 하부에 위치한 처리수가 보조처리수순환장치(1400)에 의해 호기소화탈기탑본체통(110) 내부의 상부로 이송될 수 있다. 즉 제어유닛(1200)이 입력유닛(1300)에 의해 제어신호를 입력받으면, 보조처리수순환장치(1400)를 구동시켜, 호기소화탈기탑본체통(110) 내부의 처리수를 호기소화탈기탑본체(100)의 공기유입기구(150)로 이송하고, 처리수가 공기유입기구(150)를 통과하여 호기소화탈기탑본체통(110)로 유입된다.

(e) 제3차 협잡물제거단계

계속해서, 상기 제1호기소화탈기탑(A1)으로부터 배출된 처리수에는 응집제가 공급되고, 응집제가 공급된 처리수가 원심탈수기(5)에 의해 탈수된다. 이때 처리수 내에 포함된 협잡물은 원심탈수기(5)로부터 협잡물콘테이너(3)로 이송되며, 협잡물이 제거된 처리수는 본 실시예에 따른 제2호기소화탈기탑(A2)로 공급된다.

(f) 제2차 처리수분해단계

그리고 상기 제2호기소화탈기탑(A2)으로 이송된 처리수는 상기에서 언급한 제1호기소화탈기탑(A1)과 동일한 과정을 거쳐 배출되며, 배출된 처리수가 응집교반기(미도시)를 거쳐 침전조(7)로 이송된다.

(g) 슬러리 침전단계

이후, 상기 침전조(7)는 제2호기소화탈기탑(A2)으로부터 처리수를 공급받아, 처리수에 포함된 슬러리를 침전시킨 후, 슬러리가 제거된 처리수를 배출한다.

(h) 방류단계

계속해서, 상기 침전조(7)의 처리수는 외부로 배출된다. 이때 침전조(7)의 처리수는 유해가스를 제거하는 활성흡착탑(8)를 거쳐 외부로 방류될 수도 있다.

한편, 상기에서 언급한 집수정(1), 협잡물처리기(2), 협잡물이송콘베이어(미도시), 협잡물컨테이너(3), 원심고액분리기(4), 원심탈수기(5), 액비조(6), 응집교반기(미도시), 침전조(7), 활성흡착탑(8), 호기소화탈기조(9) 및, 탈취기(10)는 가축분뇨 처리공정에서 사용되는 통상의 것으로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가축분뇨 처리공정은, 제1호기소화탈기탑(A1) 또는 제2호기소화탈기탑(A2)의 자기유체처리장치(300)를 매개로 제1호기소화탈기탑(A1) 또는 제2호기소화탈기탑(A2) 안의 처리수를 빠른 시간 안에 분해할 수 있어, 전체 처리공정시간이 단축된다.

그리고, 상기 가축분뇨 처리공정은 제1,2호기소화탈기탑(A1,A2)에 수용된 처리수의 자체 미생물만으로도 제1,2호기소화탈기탑(A1,A2) 내의 유기물을 분해할 수 있다. 따라서 본 발명의 가축분뇨 처리공정은 미생물을 별도로 관리할 필요가 없고 미생물 관리에 많은 비용이 소요되지 않으며, 미생물 이용에 따른 별도의 건설비 및 부지소요가 발생하지 않는 한편, 위생적이기도 하다.

또한, 상기 가축분뇨 처리공정은 제1,2호기소화탈기탑(A1,A2)에 보조탱크(120)가 별도로 구비되어, 관리자가 호기소화탈기탑본체통(110)에 수용된 처리수의 수위변화를 용이하게 확인할 수 있다.

또한, 상기 가축분뇨 처리공정은 거품감지센서(700)와 소포장치(800)의 연동을 통해, 호기소화탈기탑본체통(110) 내에서의 유기물 분해에 의해 거품이 발생하더라도, 지속적으로 거품을 제거할 수 있어, 거품이 호기소화탈기탑본체통(110) 외부로 배출되는 것을 막을 수 있다. 따라서 본 발명의 제1,2호기소화탈기탑(A1,A2)은 거품에 의해 장비가 부식되지 않으며, 주변으로 악취가 확산되지 않는다.

또한, 상기 가축분뇨 처리공정은 제1,2호기소화탈기탑(A1,A2)에 공기유입기구(150)가 구비되어, 처리수순환라인(130)을 순환하여 호기소화탈기탑본체통(110)으로 유입되는 처리수에, 공기가 용이하게 혼합된다. 따라서, 본 발명에 따른 가축분뇨 처리공정은 제1,2호기소화탈기탑(A1,A2)에 종래와 같이 공기 공급을 위한 별도의 브로워가 필요치 않아 불필요하게 전력이 낭비되지 않으며, 브로워 구동으로 인한 소음이 발생하지 않는다. 더불어 본 발명에 따른 가축분뇨 처리공정은 종래에 비해 암모니아 탈기 또한 잘 이루어져 효율면에서도 매우 향상된다.

또한, 상기 가축분뇨 처리공정은, 제1,2호기소화탈기탑(A1,A2)에 수용된 처리수의 자체 미생물이 분해작용을 함으로써 열이 발생된다. 따라서 처리수 내의 고온성균이 빠르게 성장하여 유기물을 분해시킴으로써 잉여 슬러지량의 발생이 최소화되고, 이는 유기물 분해 시간의 단축효과를 가져와, 전체 공정시간이 감소된다. 더불어 본 발명의 가축분뇨 처리공정은 미생물 분해작용에 의해 발생된 열에 의해 제1,2호기소화탈기탑(A1,A2)에 수용된 처리수 내의 병원균이 사멸하여 위생적이고, 열에 의해 제1,2호기소화탈기탑(A1,A2)에 수용된 처리수의 PH 및 온도가 상승하면서 암모니아 탈기에 의한 질소제거가 용이하게 이루어진다.

또한, 상기 가축분뇨 처리공정은 호기소화탈기탑본체통(110)에 별도의 소포수를 공급함으로써, 호기소화탈기탑본체통(110)에 존재하는 거품을 좀 더 신속하게 제거할 수 있고, 보조처리수순환장치(1400)를 매개로 호기소화탈기탑본체통(110) 내의 처리수를 좀 더 신속하게 순환시킴으로써, 전체 공정시간을 단축시 킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 가축분뇨 처리공정에서는 제1,2호기소화탈기탑(A1,A2)을 본 발명에 따른 제1,2호기소화탈기탑을 사용하였지만, 필요에 따라서는 제1,2호기소화탈기탑(A1,A2) 중 하나만 본 발명에 따른 호기소화탈기탑을 사용하고, 다른 하나는 종래의 호기소화탈기탑을 사용할 수도 있다.

1; 집수정 2; 협잡물처리기
4; 원심고액분리기 5; 원심탈수기
7; 침전조 A1,A2; 제1,2호기소화탈기탑
100; 호기소화탈기탑본체 130; 처리수순환라인
200; 처리수순환장치 300; 자기유체처리장치
400; 수위감지센서 500; 입력밸브
600; 출력밸브 700; 거품감지센서
900; 소포공급장치 1200; 제어유닛
1300; 입력유닛

Claims

집수정(1)에 가축분뇨가 수집되고, 수집된 가축분뇨가 협잡물처리기(2)로 투입되는 가축분뇨 수집 및 투입단계(a);
협잡물처리기(2)에서, 집수정(1)으로부터 가축분뇨를 공급받아, 가축분뇨에 포함된 협잡물을 제거하는 제1차 협잡물제거단계(b);
원심고액분리기(4)에서, 협잡물처리기(2)로부터 협잡물이 제거된 가축분뇨를 공급받아, 가축분뇨를 처리수와 협잡물로 분리하는 제2차 협잡물제거단계(c);
제1호기소화탈기탑(A1)에서, 원심고액분리기(4)로부터 처리수를 공급받아, 처리수를 분해하는 제1차 처리수분해단계(d);
원심탈수기(5)에서, 제1호기소화탈기탑(A1)으로부터 처리수를 공급받아, 처리수에 포함된 협잡물을 제거하는 제3차 협잡물제거단계(e);
제2호기소화탈기탑(A2)에서, 원심탈수기(5)로부터 처리수를 공급받아. 처리수를 분해하는 제2차 처리수분해단계(f);
침전조(7)에서, 제2호기소화탈기탑(A2)으로부터 처리수를 공급받아, 처리수에 포함된 슬러지를 침전시키는 슬러지 침전단계(g);
침전조(7)로부터 처리수가 방류되는 방류단계(h)를 포함하되,
제1호기소화탈기탑(A1) 또는 제2호기소화탈기탑(A2)이, 처리수순환라인(120)을 갖춘 호기소화탈기탑본체(100); 처리수를 처리수순환라인(120)을 매개로 순환시키는 처리수순환장치(200); 처리수순환라인(120)에 설치되어, 처리수순환라인(120)을 순환하는 처리수 내의 고형물을 슬러리화하는 자기유체처리장치(300); 호기소화탈기탑본체(100)에 설치되어, 호기소화탈기탑본체(100) 내의 처리수 수위를 감지하는 수위감지센서(400); 호기소화탈기탑본체(100)에 설치되어, 호기소화탈기탑본체(100)로 유입되는 처리수를 제어하는 입력밸브(500); 호기소화탈기탑본체(500)에 설치되어, 호기소화탈기탑본체(100)으로부터 배출되는 처리수를 제어하는 출력밸브(600); 처리수순환장치(200), 수위감지센서(400), 입력밸브(500), 및 출력밸브(600)를 작동제어하는 제어유닛(1200); 제어유닛(1200)에 제어신호를 입력하는 입력유닛(1300)을 포함하여,
처리수를 분해하는 것을 특징으로 하는 가축분뇨 처리공정.
제1항에 있어서,
상기 제1호기소화탈기탑(A1) 또는 제2호기소화탈기탑(A2)에 소포수공급장치(900)가 보강구비되어, (d) 또는 (f)단계에서 제1호기소화탈기탑(A1) 또는 제2호기소화탈기탑(A2) 내의 거품을 제거하기 위한 소포수가 공급되는 것을 특징으로 하는 가축분뇨 처리공정.