KR101170602B1

KR101170602B1 - 축분 발효장치

Info

Publication number: KR101170602B1
Application number: KR1020100024153A
Authority: KR
Inventors: 문영우; 김광호
Original assignee: 주식회사 네오너지
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2012-08-02
Also published as: KR20110105096A

Abstract

본 발명은 축분 발효장치에 관한 것으로, 가축 배설물인 축분이 채워지는 수용부가 형성되는 본체와, 상기 수용부에 구비되어 축분을 교반하는 교반체와; 상기 교반체를 회전시키기 위한 구동모터와, 상기 본체의 일측에 구비되어 외부에서 유입되는 공기를 일정온도로 가열하여 상기 수용부로 투입하기 위한 가열공기 투입수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 가축 배설물인 축분이 채워지는 수용부가 형성되는 본체의 일측에 외부에서 유입되는 공기를 일정온도로 가열하는 가열공기 투입수단을 더 구비함으로서 외부공기를 일정온도로 가열 및 건조하여 수용부내에 투입하여 축분의 발효 효율을 높일 수 있다.

Description

축분 발효장치{fermenting apparatus for livestock feces}

본 발명은 축분 발효장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 축분을 발효처리시에 미생물의 활성화를 유도하여 축분의 발효시간의 단축 및 발효된 축분을 이용한 고형탄 등을 성형 및 연소시에 발생하는 악취가 발생을 최소하고, 발효장치의 구동을 위한 에너지 소비 효율을 증가시킬 수 있는 축분 발효장치에 관한 것이다.

현재, 우리나라의 1일 평균 축분(畜糞; 축산분뇨) 발생량은 193,000톤으로 총 오폐수 발생량 기준의 1%, BOD기준 오염부하량은 15%를 차지하고 있다. 이와 같은 축분의 발생량 대부분이 정화방법으로 처리되어 하천이나 강 등의 수계로 배출되거나 퇴비화, 액비화 등으로 일부가 재활용되고 있다. 그러나 퇴비화의 경우에는 퇴비화시 수분 조절재인 톱밥의 가격이 비싸고 시설운영비가 과다하게 소요될 뿐만 아니라 축산농가의 시설관리 기술 부족 등의 이유로 가동 중인 시설이 극히 제한되고 있으며 일부농가에서는 축산퇴비에 비해 값싸고 사용이 편리한 화학비료를 선호하는 한편 퇴비생산업자는 생산비가 높아 적자를 보고 있는 현실이다.

한편, 최근에는 퇴비를 액비화하려는 시도는 있지만 아직까지 기술이 정립되어 있지 않을 뿐만 아니라 부피가 크고 작업이 어려우며 저장시설 설치 및 운반 차량, 살포작업의 불편으로 이용농가의 관심이 저조한 상태이다. 특히 미숙액비 사용시에는 악취발생 등으로 인근주민의 민원을 야기할 수 있으며 액비의 속성부숙을 위하여 발효촉진제를 사용하는 농가의 경우 경제성이 부족한 것으로 알려져 있다. 또한 과비시에는 토양의 염류집적, 지하수의 오염 및 암모니아가스에 의한 대기오염 발생 등의 문제를 야기할 수 있다는 것으로 알려져 있다. 주지하는 바와 같이 축분을 자원화하기 위한 방법은 퇴비화와 액비화가 사용되고는 있지만 경제성이 부족하고 소요 부지면적이 넓으며 액비의 경우 추가의 2차 설비가 불가피함으로 농가에 적용하여 설치 운영하기라 어려운 현실이다. 또한 악취 발생에 대한 규제가 강화되고 있는 현실에서 축분 처리에 관한 새로운 대안이 요구되는 실정이다.

그럼에도 불구하고, 축분에 대한 규제가 갈수록 거세지는 상황인데다 축분처리에 대한 명확한 해결책이 없는 현실속에서 축산농가들에게 축분은 여간 골칫거리가 아닐 수 없다.

물론, 이와 같은 축분을 활용한 대체 연료나 비료 등의 개발 시도가 이루어지고 있으나, 그와 같은 대체 연료 등은 일정한 고형탄으로 제조시에 축분의 발효처리과정을 거쳐 발효시켜 줌으로서 악취를 제거해야만 한다.

이와 같은 발효처리를 위해서는 발효 장치를 이용하게 되는데, 일반적인 발효장치는 투입된 축분을 교반하는 교반스크류가 발효공간의 내측에 구비되고, 발효공간의 일측에는 외부공기를 출입시키기 위한 유입구 및 배출구가 구비된다. 이때, 유입구를 통해 외부 공기를 발효장치 내에 투입하면 미생물이 활성화되어 축분의 분해 효율을 높일 수 있고, 이와 같은 분해작용에 따라 발생하는 메탄가스 등을 배출구를 통해 배출하게 된다.

그런데, 일반적인 발효장치의 경우 여름철에는 습한 공기가 발효공간 내부로 투입되어 악취가 많이 남은 물론 발효시간이 길어지고, 겨울철에는 찬 공기가 발효공간으로 유입되어 미생물의 활성도가 떨어지게 되어 이 역시 발효시간이 길어지는 문제점이 있고, 제대로 발효되지 않은 상태에서 고형연료 등으로 성형하고 연소시키는 경우 심한 악취가 발생할 뿐만 아니라 착화가 잘 일어나지 않아 연료 효율이 저하되는 문제점이 있다.

아울러 발효장치의 내부에 외부공기를 직접 투입시키는 경우 습기제거 또는 미생물의 활성도 향상을 위해 보일러 장치의 구동 효율 역시 저하되고 이로 인한 에너지 낭비의 문제점도 있다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 축분을 발효처리시에 미생물의 활성화를 위해 외부공기를 투입시에 일정온도와 습도를 유지할 수 있도록 가열 및 건조하여 축분의 발효 효율을 높일 수 있도록 그 구조를 개선한 축분 발효장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 여름철 또는 겨울철에 상관없이 일정온도의 외부공기를 유입할 수 있어 미생물의 활성도가 떨어지는 것을 방지하여 발효시간의 단축 및 발효된 축분을 이용한 고형탄 등을 성형 및 연소시에 발생되는 악취를 최소화함은 물론, 축분 발효를 위해 소요되는 에너지 소비 효율을 증대시킬 수 있도록 하는 축분 발효장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은; 가축 배설물인 축분이 채워지는 수용부가 형성되는 본체와, 상기 수용부에 구비되어 축분을 교반하는 교반체와; 상기 교반체를 회전시키기 위한 구동모터와, 상기 본체의 일측에 구비되어 외부에서 유입되는 공기를 일정온도로 가열하여 상기 수용부로 투입하기 위한 가열공기 투입수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축분 발효장치를 제공한다.

이때, 상기 가열공기 투입수단은; 공기 유입통로와 공기 배출통로로 구분하기 위한 격벽이 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 내측 중앙에 골판지 형상으로 이루어지는 다수의 공기안내판을 순서대로 교차되도록 적층하고 공기안내판들 사이에 판상의 구획판을 구비하여 상기 공기 유입통로 및 공기 배출통로와 연통되는 공기 유입로 및 공기 배출로가 형성되는 공기안내부재와, 상기 공기 유입통로의 입구쪽에 구비되어 외부공기를 강제 유입하는 공기유입팬과, 상기 공기 유입통로의 출구쪽에 구비되어 공기유입팬 구동에 따라 상기 공기안내부재의 유입로를 통과해 유입되는 공기를 본체의 수용부에 일정온도로 가열된 상태로 투입하기 위해 가열하는 히터와, 상기 공기 배출통로에 구비되어 상기 수용부 내의 공기를 공기안내부재의 배출로를 거쳐 외부로 배출하도록 강제 배출하는 공기배출팬으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 공기안내부재는 골판지 형상으로 이루어지는 다수의 공기안내판을 순서대로 교차되도록 적층하여 공기 유입로 및 공기 배출로가 교차되게 형성하여서 이루어지며, 상기 공기 유입로는 공기 유입통로와 연통되며, 상기 공기 배출로는 공기 배출통로와 연통되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기안내판 및 구획판은 열전도가 우수한 스텐레스 스틸 또는 알루미늄재로 제조된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 하우징의 일측에는 상기 히터의 구동시 외부에서 유입되는 공기의 가열 건조시에 발생되는 수증기가 배출되는 증기배출구가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체의 수용부에는 상기 가열공기 투입수단을 거쳐 가열된 외부공기를 수용부의 내측으로 안내하기 위한 제1공기안내관이 설치되며, 상기 제1공기안내관의 단부가 가열공기 투입수단으로 부터 원거리에 위치하도록 길게 구비하고, 상기 수용부의 공기를 배출하기 위한 제2공기안내관을 상기 가열공기 투입수단에 근접 구비한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 교반체는; 상기 수용부에 수평방향으로 축설되어 상기 구동모터에 의해 회전하는 회전축과, 상기 회전축을 에워싸는 스크류타입이며 직경이 서로 다른 내측스크류 및 외측스크류로 형성된 스크류교반부재과, 상기 내측스크류 및 외측스크류를 회전축에 고정하는 지지편으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체의 투입구 전단에는 축분에서 분리액을 분리하는 고액분리수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 고액분리수단은; 하우징의 내부에 회전이 자유롭게 설치되되 축분이 투입되는 축분투입공이 몸체의 일단부에 형성되고 몸체의 내부에는 축분이 이동하는 안내통로가 형성되고 몸체의 일측에는 축분배출공이 형성되는 스크류컨베어와, 상기 스크류컨베어를 회전시키는 모터와, 상기 스크류컨베어의 외측부를 감싸며 표면에 축분에서 배출되는 분리액이 배출되는 다수의 배출공이 형성되는 외통체로 구성되고; 상기 하우징의 하부에는 상기 본체의 투입구 쪽으로 고형 축분을 배출하는 축분배출구와 분리액을 분리액수거함으로 배출되게 유도하는 분리액배출구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 스크류컨베어에 일정전원을 투입하기 위한 방전장치가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 가축 배설물인 축분이 채워지는 수용부가 형성되는 본체의 일측에 외부에서 유입되는 공기를 일정온도로 가열하는 가열공기 투입수단을 더 구비함으로서 외부공기를 일정온도로 가열 및 건조하여 수용부내에 투입하여 축분의 발효 효율을 높일 수 있다.

특히 여름철 또는 겨울철 등의 계절 또는 날씨에 상관없이 일정온도의 외부공기를 유입할 수 있어 미생물의 활성도가 떨어지는 것을 방지하여 발효시간의 단축 및 발효된 축분을 이용한 고형탄 등을 성형 및 연소시에 악취발생을 최소화함은 물론, 축분 발효를 위해 소요되는 에너지 소비 효율을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 축분 발효장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 축분 발효장치의 상세 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 축분 발효장치의 공기 흐름 상태를 설명하기 위해 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 공기투입수단의 상세 구성도이다.
도 5는 본 발명의 공기안내부재를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 축분 발효장치의 공기투입수단의 공기 흐름 상태를 설명하기 위해 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 축분 발효장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 6에 의하면, 본 발명에 따른 축분 발효장치(100)는 소나 돼지 또는 닭 등의 가축 배설물인 축분을 효율적으로 발효시키기 위한 것으로, 내부에 축분(1)이 채워지는 수용부(112)가 형성되고, 상부 일측에는 축분(1)을 투입하기 위한 투입구(114)가 구비되고, 하부 타측에 퇴비화된 축분을 배출시키는 배출구(116)가 구비되는 본체(110)와; 상기 수용부(112)에 수평방향으로 구비되어 상기 투입구(114)를 통해 수용부(112)내에 투입된 축분(1)을 교반하는 교반체(120)와; 상기 교반체(120)를 회전시키기 위한 구동모터(130)와; 상기 본체(110)의 일측에 구비되어 외부에서 유입되는 공기를 일정온도로 가열하여 상기 수용부(112)로 투입하기 위한 가열공기 투입수단(200);으로 이루어진다.

물론, 상기 본체(110)의 상측에는 상기 수용부(112)에 채워진 축분(1)의 발효과정에서 발생하는 메탄가스 및 악취와 수증기 등을 배출하는 가스배출구(118)를 통해 배출되는 악취를 제거하는 탈취수단(140);이 더 구비된다.

이하, 본 발명의 각부 구성을 좀 더 구체적으로 설명한다.

먼저, 상기 본체(110)는 수용부(112)가 형성되고, 그 외주면에는 히터선(111)이 감기고, 그 히터선(111)의 외측을 단열부재(미도시됨)로 감싸고, 상기 수용부(112) 내측에는 온도센서(113)가 구비된다. 이와 같은 구조에 의해 상기 구동모터(130) 및 히터선(111) 및 온도센서(113)를 제어판넬(미도시됨)에서 제어 및 감시함으로서 수용부(112)의 온도를 일정하게 유지할 수 있다.

이때 상기 본체(110)는 PVC sheet(polyvinyl chloride) 재질로 구비하는 것이 바람직하다. 상기 PVC sheet(polyvinyl chloride) 재질은 스텐레스재질에 비하여 저렴한 가격으로 제조할 수 있고, 반영구적이므로 보수공사가 필요없을 뿐만 아니라 가벼워 운반 역시 용이한 장점이 있다.

한편, 상기 본체(110)의 수용부(112)에 구비되는 교반체(120)는 상기 수용부(112)에 수평방향으로 축설되어 상기 구동모터(130)에 의해 회전하는 회전축(121)과, 상기 회전축(121)을 에워싸는 스크류타입이며 직경이 서로 다른 내측스크류(122a) 및 외측스크류(122b)의 이중스크류(twin screw) 구조로 형성된 스크류교반부재(122)로 이루어지고, 상기 내측스크류(122a) 및 외측스크류(122b)는 회전축(121)의 측면으로 돌출되는 지지편(123,124)에 의해 지지된다.

이때, 상기 스크류교반부재(120)의 내측스크류(122a) 및 외측스크류(122b)는 상호간 형성 직경에 차이를 두고 상기 회전축(121)의 길이방향으로 상호 대향되는 스크류를 형성되게 함이 바람직한데, 이는 축분(1)을 분해하는 미생물(미도시됨)과의 교반 효율을 높일 수 있다. 일 예로, 내측스크류(122a)는 회전축(121)의 중심을 향해 돌아 들어오는 형상으로 이루어지고 외측스크류(122b)는 회전축(121)의 중심에서 외측 방향으로 돌아나가는 형상으로 이루어지도록 형성함으로서 축분(1)과 미생물을 회전시키면서 교반에 의한 혼합을 신속하게 수행되게 하되 내/외측 이중의 상반된 교반 작업을 동시에 수행되게 하는 구조이다.

이와 같은 구조에 의하면 상기 발효 장치(100)의 투입구(14)로 투입된 축분(1)이 발효되면서 축분(1)에 함유된 연소 유해물질과 악취가 제거되며, 축분(1)의 수분 함수율을 일정비율로 낮추게 된다.

이때, 상기 발효 장치(100)에 투입하기 전의 축분(1)은 70 ~ 80%의 함수율을 유지하도록 함이 바람직하며, 상기 발효 장치(100)를 거치면서 함수율을 40 ~ 50%까지 낮추게 된다. 이를 위해 상기 히터선(111) 및 온도센서(113)를 제어 및 감시함으로서 일정온도를 유지해주면서 발효시켜 주게 된다. 이때, 40 ~ 70℃의 온도조건하에서 40 ~ 80시간 동안 발효시키며, 바람직하게는 45℃의 온도조건에서 72시간 동안 발효시킴이 바람직하다.

한편, 상기 본체(110)의 일측에 구비되어 상기 수용부(112)로 일정온도로 가열된 공기를 투입하기 위한 가열공기 투입수단(200)은, 공기 유입통로(202)와 공기 배출통로(204)로 구분하기 위한 격벽(201)이 형성되는 하우징(210)과, 상기 하우징(210)의 내측 중앙에 골판지 형상으로 이루어지는 다수의 공기안내판(222)을 교차되게 교대로 적층하고, 각각의 공기안내판(222)의 사이에는 판상의 구획판(223)을 삽입하여 상기 공기 유입통로(202) 및 공기 배출통로(204)와 연통되는 공기 유입로(222a) 및 공기 배출로(222b)가 형성되는 공기안내부재(220)와, 상기 공기 유입통로(202)의 입구쪽(202a)에 구비되어 외부공기를 강제 유입하는 공기유입팬(230)과, 상기 공기 유입통로(202)의 출구쪽(202b)에 구비되어 공기유입팬(230) 구동에 따라 상기 공기안내부재(220)의 유입로(222a)를 통과해 유입되는 공기를 본체(110)의 수용부(112)에 일정온도로 가열된 상태로 투입하기 위해 가열하는 히터(232)와, 상기 공기 배출통로(204)에 구비되어 상기 수용부(112) 내의 공기를 공기안내부재(220)의 배출로(222b)를 거쳐 외부로 배출하도록 강제 배출하는 공기배출팬(234)으로 이루어진다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 하우징(210)은 내부 공간을 외부공기를 본체(110)의 수용부(112)로 안내하기 위한 공기 유입통로(202)와, 수용부(112)의 공기를 외부로 배출되게 안내하기 위한 공기 배출통로(204)를 구분 형성하기 위해 격벽(201)이 형성된다.

한편, 상기 하우징(210)의 중앙에 구비되는 공기안내부재(220)는 골판지 형상으로 이루어지는 다수의 공기안내판(222)을 순서대로 교차되도록 적층하여 공기 유입로(222a) 및 공기 배출로(222b)가 교차되게 형성한 것으로, 상기 공기 유입로(222a)는 공기 유입통로(202)와 연통되며, 상기 공기 배출로(222b)는 공기 배출통로(204)와 연통된다.

이때, 상기 공기안내부재(220)는 전체적인 형상이 육면체로 이루어지며, 상기 공기안내판(222)은 90°로 교차되게 교대로 적층하고, 각각의 공기안내판(222)의 사이에는 판상의 구획판(223)을 삽입하여서 이루어진다. 물론, 상기 공기안내판(222)의 교차각은 다양한 각도로 형성할 수 있으며, 전체적인 형상 역시 필요에 따라 다양하게 형성할 수 있다.

또한, 상기 공기안내판(222) 및 구획판(223)은 열전도가 우수한 스텐레스 스틸 또는 알루미늄재 등을 이용하여 제조함으로서, 상기 공기 배출로(222a)를 통과하는 본체(110)내의 공기가 배출되면서 공기안내판(222) 및 구획판(223)을 통한 열교환을 이용해 공기 유입로(222a)를 통해 이동하는 외부공기의 온도를 일부 상승시켜 줌으로서 히터(232)의 구동 전력을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 상기 공기유입팬(230)은 외기유입구(205)에서 유입되는 공기를 본체(110)의 수용부(112)로 강제이송시키기 위해 공기 유입통로(202)의 입구쪽(202a)에 구비되고, 상기 공기 유입통로(202)의 출구쪽(202b)에는 외부에서 유입되는 공기를 일정온도로 가열하기 위한 히터(232)가 구비된다. 히터(232)를 구동하면 외부에서 유입되는 공기를 일정온도 40 ~ 70℃로 가열하게 된다. 특히 상기 히터(232)의 구동을 통해 외부에서 유입되는 공기의 습도가 높은 경우 가열 건조하게 되며, 건조를 하는 동안에 발생되는 수증기가 배출될 수 있도록 상기 하우징(210)의 일측에는 증기배출구(207)가 형성된다. 이와 같은 증기배출구(207)를 통해 외부공기의 수증기를 배출하여 본체(110)의 수용부(112) 내로 유입되는 공기의 습도를 낮춰줌으로서 본체(110) 수용부(112)의 미생물에 의한 축분(1)의 분해 효율을 높일 수 있고, 분해되는 축분의 악취 역시 줄일 수 있음은 물론 외부 날씨 등의 영향을 최소화할 수 있게 된다.

그리고, 상기 공기배출팬(234)은 공기 배출통로(204)에 구비되어 본체(110) 수용부(112)의 공기를 공기배출구(206)를 통해 외부로 배출하는데, 이 경우 상기 공기배출팬(234)은 상기 공기 배출통로(204)의 입구쪽(204a) 또는 출구쪽(204b)에 선택적으로 구비할 수 있다.

또한, 상기 본체(110)의 수용부(112)에는 상기 가열공기 투입수단(200)을 거쳐 가열된 외부공기를 수용부(112)의 내측으로 안내하기 위한 제1공기안내관(208)이 설치되는데, 이 경우 상기 제1공기안내관(208)의 단부가 가열공기 투입수단(200)으로 부터 원거리에 위치하도록 길게 구비하고, 상기 수용부(112)의 공기를 배출하기 위한 제2공기안내관(209)을 상기 가열공기 투입수단(200)에 근접 구비한다.

또한, 상기 발효과정에서 발생되는 악취는 가스배출구(118)를 통해 가성소다(NaOH)를 이용하는 탈취수단(140)으로 유입되어 제거된다. 즉, 상기 탈취수단(140)은 일정한 용기의 내부에 가성소다(142)와 공기가 잘 통하는 스폰지(144)를 교대로 다층(多層)으로 적층하여서 이루어진다. 이 경우 가성소다(142)는 소모성 물질로 대략 1달에 1 ~ 2번 정도 교체해줌이 바람직하다.

한편, 상기 발효 장치(100)는 단순히 발효과정 뿐만 아니라, 축분(1)의 유해물질과 악취를 제거하기 위해 차아염소산을 혼합 교반함도 가능하다.

이 경우 축분(1)과 차아염소산의 혼힙비율은 중량비율로 8:1 ~ 12:1을 유지하며, 바람직하게는 10:1의 중량비율로 혼합한다.

이때, 상기 차아염소산은 넓은 스펙트럼의 강력한 살균력을 가지는 것으로 종래의 차아염소산소다의 살균력보다 약 8배 강한 것으로, 광범위한 경수(硬水), 온도, pH(5.5~7.8) 조건하에서 사용이 가능하며, 제취(除臭) 효과가 있으며, 유기물에 접촉하면 아래의 화학식(1)과 같이 물로 환원되어 폐수 부하 없는 특징을 가진다.

RH + HOCl + H₂O 　→　ROH + HCl (극미량) + H₂O --- 화학식(1)

이와 같이 차아염소산을 발효 과정시에 축분고 혼합시키면 축분의 막이 깨져서 기질화되는 원리를 이용해 기질화된 원재료가 미생물의 먹이가 되는데, 이 경우 미생물은 인과 질소를 주요 먹이로 하기 때문에 대부분의 원재료가 물과 이산화탄소로 바뀌어 50%이상의 원재료가 저감되고 고도처리효과까지 된다. 또한, 차아염소산은 중성 소독수로 축분의 냄새를 제거하며 낮은 농도로 적용되어도 큰 살균효과와 탈취 효과가 있어 하천으로 방류하여도 수생동물에 무해하기 때문에 축분의 냄새제거용으로 적합하다. 따라서, 축분을 발효시 차아염소산과 반응을 일으키며 교반시키는 경우 원재료를 50%이상 중량을 경감시킬 수 있을 뿐만 아니라 악취의 제거도 하게 되는 장점을 가지게 된다. 이 경우 발효되는 축분의 함수율이 40 ~ 47%를 유지하도록 한다. 상기 발효를 거친 성형원료는 성형공정을 거치면서 고형탄으로 제조하여 연료로 사용함이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 축분 발효장치(100)는 소나 돼지 또는 닭 등의 가축 배설물인 축분을 효율적으로 발효시키기 위한 장치이다. 그런데, 소나 닭의 배설물의 경우에는 함수율이 80~85%이고, 돼지의 배설물의 경우에는 함수율이 85~95%이다. 따라서, 함수율이 높은 상태의 축분을 그대로 발효시키는 경우 발효시간이 길어져 발효효율이 저하되므로 함수율을 60~75%정도로 낮추기 위해 축분(1)에서 분리액(2)을 분리하는 고액분리수단(300)을 거친 상태의 축분(1)을 본체(110)의 투입구(114)로 투입하게 된다.

이와 같은 고액분리수단(300)은 본체(110)의 투입구(114) 전단에 구비되는 것으로, 하우징(310)과, 그 하우징(310)의 내부의 수평방향으로 회전이 자유롭게 설치되되 축분(1)이 투입되는 축분투입공(322)이 몸체(321)의 일단부에 형성되고 몸체(321)의 내부에는 축분이 이동하는 안내통로(323)가 형성되고 몸체(321)의 일측에는 축분배출공(324)이 형성되는 스크류컨베어(320)와, 상기 스크류컨베어(320)를 회전시키는 모터(330)와, 상기 스크류컨베어(320)의 외측부를 감싸며 표면에 축분에서 배출되는 분리액(2)이 배출되는 다수의 배출공(342)이 형성되는 외통체(340)로 구성되고, 상기 하우징(310)의 하부에는 상기 스크류컨베어(320)가 회전하면 상기 스크류컨베어(320)의 축분배출공(324)을 통해 배출되는 축분(1)이 스크류컨베어(320)의 이송날개(325)에 의해 이송되어 상기 본체(110)의 투입구(114) 쪽으로 고형 축분을 배출하는 축분배출구(312)와 분리액(2)이 분리액수거함(350)에 수거될 수 있도록 분리액수거함(350)으로의 배출을 유도하는 분리액배출구(314)가 형성된다.

이때, 상기 모터(330)의 회전축에는 구동풀리(332)가 결합되고, 상기 스크류컨베어(320)의 일단에는 종동풀리(334)가 결합되어 벨트(336)로 연동된다.

물론, 상기 스크류컨베어(320)의 양측에는 베어링(362,363)이 구비되어 회전을 원활히 함은 물론, 스크류컨베어(320)의 일단에 공지(公知)의 기어박스(364) 및 차동장치(365)를 구비하여 스크류컨베어(320)의 저속 회전을 유도함이 바람직하다.

이와 같은 구조에 의하면, 상기 스크류컨베어(320)의 작동으로 인해 축분투입공(322)을 통해 투입되는 함수율이 높은 축분(1)이 안내통로(323)를 따라 이동하며 축분배출공(324)으로 배출되어 외통체(340)의 내부로 투입되면 분리액(2)이 걸러져 배출공(342)을 통해 배출되는데, 스크류컨베어(320)의 이송날개(325)에 의해 강제이송되면서 압축이송되며 축분(1)에서 분리액(2)을 분리하게 된다.

한편, 상기 외통체(340)내부에 투입된 축분(1)의 발효율을 증진하고 슬러지 저감을 위해 함수율을 더욱 낮추고 방전장치(360)를 구비한다. 이와 같은 방전장치(360)를 구비하여 220~380V, 5 ~ 10A의 전원을 스크류컨베어(320)에 걸어줌으로서 축분(1)의 슬러지의 막이 깨져서 기질화를 유도한다. 이와 같이 기질화된 슬러지는 미생물의 먹이가 되며 인과 질소를 주먹이로 하는 미생물에 의한 분해작용에 의해 축분 슬러지가 물과 이산화탄소로 바뀌어 50%이상의 슬러지를 저감함은 물론 고도처리 효과도 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.

1: 축분 100: 축분 발효장치
110: 본체 120: 교반체
130: 구동모터 140: 탈취수단
200: 가열공기 투입수단 210: 하우징
220: 공기안내부재 230: 공기유입팬
232: 히터 234: 공기배출팬
300: 고액분리수단

Claims

가축 배설물인 축분(1)이 채워지는 수용부(112)가 형성되는 본체(110)와; 상기 수용부(112)에 구비되어 축분(1)을 교반하는 교반체(120)와; 상기 교반체(120)를 회전시키기 위한 구동모터(130)와; 상기 본체(110)의 일측에 구비되어 외부에서 유입되는 공기를 일정온도로 가열하여 상기 수용부(112)로 투입하기 위한 가열공기 투입수단(200);으로 이루어지는 축분 발효장치에 있어서,
상기 가열공기 투입수단(200)은;
공기 유입통로(202)와 공기 배출통로(204)로 구분하기 위한 격벽(201)이 형성되는 하우징(210)과, 상기 하우징(210)의 내측 중앙에 골판지 형상으로 이루어지는 다수의 공기안내판(222)을 순서대로 교차되도록 적층하고 공기안내판(222)들 사이에 판상의 구획판(223)을 구비하여 상기 공기 유입통로(202) 및 공기 배출통로(204)와 연통되는 공기 유입로(222a) 및 공기 배출로(222b)가 형성되는 공기안내부재(220)와, 상기 공기 유입통로(202)의 입구쪽(202a)에 구비되어 외부공기를 강제 유입하는 공기유입팬(230)과, 상기 공기 유입통로(202)의 출구쪽(202b)에 구비되어 공기유입팬(230) 구동에 따라 상기 공기안내부재(220)의 유입로(222a)를 통과해 유입되는 공기를 본체(110)의 수용부(112)에 일정온도로 가열된 상태로 투입하기 위해 가열하는 히터(232)와, 상기 공기 배출통로(204)에 구비되어 상기 수용부(112) 내의 공기를 공기안내부재(220)의 배출로(222b)를 거쳐 외부로 배출하도록 강제 배출하는 공기배출팬(234)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축분 발효장치.
제 1항에 있어서,
상기 공기안내부재(220)는 골판지 형상으로 이루어지는 다수의 공기안내판(222)을 순서대로 교차되도록 적층하여 공기 유입로(222a) 및 공기 배출로(222b)가 교차되게 형성하여서 이루어지며, 상기 공기 유입로(222a)는 공기 유입통로(202)와 연통되며, 상기 공기 배출로(222b)는 공기 배출통로(204)와 연통되는 것을 특징으로 하는 축분 발효장치.
제 1항에 있어서,
상기 공기안내판(222) 및 구획판(223)은 열전도가 우수한 스텐레스 스틸 또는 알루미늄재로 제조된 것을 특징으로 하는 축분 발효장치.
제 1항에 있어서,
상기 하우징(210)의 일측에는 상기 히터(232)의 구동시 외부에서 유입되는 공기의 가열 건조시에 발생되는 수증기가 배출되는 증기배출구(207)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 축분 발효장치.
제 1항에 있어서,
상기 본체(110)의 수용부(112)에는 상기 가열공기 투입수단(200)을 거쳐 가열된 외부공기를 수용부(112)의 내측으로 안내하기 위한 제1공기안내관(208)이 설치되며, 상기 제1공기안내관(208)의 단부가 가열공기 투입수단(200)으로 부터 원거리에 위치하도록 길게 구비하고, 상기 수용부(112)의 공기를 배출하기 위한 제2공기안내관(209)을 상기 가열공기 투입수단(200)에 근접 구비한 것을 특징으로 하는 축분 발효장치.
제 1항에 있어서, 상기 교반체(120)는;
상기 수용부(112)에 수평방향으로 축설되어 상기 구동모터(130)에 의해 회전하는 회전축(121)과, 상기 회전축(121)을 에워싸는 내측스크류(122a) 및 외측스크류(122b)의 이중스크류(twin screw) 구조로 형성된 스크류교반부재(122)와, 상기 내측스크류(122a) 및 외측스크류(122b)을 상기 회전축(121)에 고정하는 지지편(123,124)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축분 발효장치.
제 1항에 있어서,
상기 본체(110)의 투입구(114) 전단에는 축분(1)에서 분리액(2)을 분리하는 고액분리수단(300)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 축분 발효장치.
제 7항에 있어서, 상기 고액분리수단(300)은;
하우징(310)의 내부에 회전이 자유롭게 설치되되 축분(1)이 투입되는 축분투입공(322)이 몸체(321)의 일단부에 형성되고 몸체(321)의 내부에는 축분이 이동하는 안내통로(323)가 형성되고 몸체(321)의 일측에는 축분배출공(324)이 형성되는 스크류컨베어(320)와, 상기 스크류컨베어(320)를 회전시키는 모터(330)와, 상기 스크류컨베어(320)의 외측부를 감싸며 표면에 축분에서 배출되는 분리액(2)이 배출되는 다수의 배출공(342)이 형성되는 외통체(340)로 구성되고;
상기 하우징(310)의 하부에는 상기 본체(110)의 투입구(114) 쪽으로 고형 축분을 배출하는 축분배출구(312)와 분리액(2)을 분리액수거함(350)으로 배출되게 유도하는 분리액배출구(314)가 형성되는 것을 특징으로 하는 축분 발효장치.
제 8항에 있어서,
상기 스크류컨베어(320)에 일정전원을 투입하기 위한 방전장치(360)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 축분 발효장치.
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