KR101307169B1 - A livestock manure treatment system using constructed wetlands with resource cycling system - Google Patents

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KR101307169B1
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서동철
박종환
김성헌
조주식
허종수
강세원
최익원
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순천대학교 산학협력단
서동철
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Abstract

PURPOSE: A resource circulation type constructed wetland livestock excretion processing system is provided to enhance processing efficiency for highly polluted livestock excretion by purifying highly polluted livestock in two steps through water processing which uses a pre-processing and constructed wetland. CONSTITUTION: A resource circulation type constructed wetland livestock excretion processing system comprises a waterspout (1), a solid-liquid separation tank (2), filtration tank using aquatic plants (5), a bioreactor (10), a water treatment unit, and a composting tank(40). The waterspout stores livestock excretion in which solid and liquid are mixed. The solid-liquid separation tank separates the livestock excretion into an animal manure solid material and livestock wastewater. The filtration tank using aquatic plants purifies the livestock wastewater. The bioreactor purifies livestock wastewater which passes through the filtration tank. A water processing unit comprises an aerobic tank (20) and an anaerobic tank (30). The water processing unit successively purifies livestock wastewater passed through the bioreactor in aerobic and anaerobic conditions. The filter media are respectively laminated inside the aerobic and anaerobic tanks and the aquatic plants are vegetated. The composting tank produces agricultural compost by using the solid animal manure and byproduct generated in the filtration tank using aquatic plants and bioreactor. [Reference numerals] (AA) "媛� part; (BB) Discharge

Description

자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템{A Livestock Manure Treatment System using Constructed Wetlands with Resource Cycling System}A livestock manure treatment system using constructed wetlands with resource cycling system}

본 발명은 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 축산농가에서 배출되는 가축분뇨를 전처리 과정과 인공습지를 이용한 수처리 과정을 통해 2단계로 정화함으로써 고오염도의 가축분뇨를 효과적으로 처리할 수 있음은 물론, 상기 전처리 과정에서 발생되는 부산물을 고품질의 친환경적 비료인 농업용 퇴비로 재활용함으로써 축산, 경작 및 폐수처리가 연계적으로 이루어질 수 있는 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템을 제공하기 위한 것이다. The present invention relates to a resource-circulating artificial wetland livestock manure treatment system, and more specifically, to clean the livestock manure discharged from livestock farms in two stages through the pre-treatment process and the water treatment process using artificial wetlands Not only can it be effectively treated, but also by recycling the by-products generated in the pre-treatment to a high-quality environmentally friendly fertilizer for agricultural compost to provide a resource-circulating artificial wetland manure treatment system that can be linked to livestock, farming and wastewater treatment It is to.

근래 축산업의 고도성장으로 인한 집약화 및 대규모화에 따라 가축분뇨의 발생량은 급격히 증가한 반면에 가축분뇨를 환원시킬 수 있는 초지나 경지면적은 오히려 감소하는 추세이기 때문에 환경적인 측면에서 효과적인 가축분뇨의 처리기술의 개발이 국내외적으로 매우 시급한 실정이다.In recent years, the amount of livestock manure has increased rapidly due to the consolidation and large scale due to the high growth of livestock industry, while the amount of grassland and arable land that can reduce livestock manure is rather decreasing. Development is very urgent at home and abroad.

일반적으로 가축분뇨는 고형물질 뿐만 아니라 고농도의 유기물, 질소, 인 등이 함유된 고오염도의 폐수가 포함되어 있기 때문에 종래의 통상적인 하폐수 처리 기술로는 이들 오염물질들을 효과적으로 제거하기 어렵고, 따라서 현재 가축분뇨의 처리에 가장 보편적으로 사용되고 있는 기술은 활성슬러지법에 의한 생물학적 처리가 대부분이라고 할 수 있다.In general, livestock manure contains not only solids but also highly polluted wastewater containing high concentrations of organic matter, nitrogen, phosphorus, etc., and therefore, conventional wastewater treatment techniques are difficult to effectively remove these contaminants. The most commonly used technology for the treatment of manure is the biological treatment by activated sludge method.

그러나, 가축분뇨의 경우 질소와 인의 함량이 매우 높은 특성을 가지는 폐수를 포함하는 것임에 반하여, 상기 활성슬러지법은 이들 질소와 인 등의 영양소 제거효율이 매우 낮은 수준이기 때문에 점차 강화되고 있는 방류수 수질 기준에 대응하기 곤란한 문제점이 있다.However, in the case of livestock manure, wastewater having a very high nitrogen and phosphorus content includes wastewater, and the activated sludge method has been gradually strengthened because the removal efficiency of nutrients such as nitrogen and phosphorus is very low. There is a problem that it is difficult to meet the criteria.

따라서, 최근에는 이러한 생물학적 처리의 한계를 극복하기 위하여 전기분해를 이용한 폐수처리방법을 적용하고자 하는 시도가 이루어지고 있는데, 이러한 전기분해를 이용한 폐수처리방법은 하기 [문헌 1] 등에 상세히 개시되어 있다.Therefore, in recent years, an attempt has been made to apply a wastewater treatment method using electrolysis in order to overcome the limitations of such biological treatment, and the wastewater treatment method using such electrolysis is disclosed in detail below [1].

그러나, 하기 [문헌 1]에 개시된 전기분해를 이용한 폐수처리방법의 경우에도 고분자 응집제와 철염 등의 화학물질을 첨가하는 방식이기 때문에 이들 화학물질에 의한 2차 오염의 우려뿐만 아니라 주기적인 전극교환의 필요성 등으로 인하여 이 분야의 전문가가 아닌 축산농가의 입장에서는 유지관리가 용이하지 않다는 문제점이 있으며, 처리효율이 낮아 방류수 수질기준을 만족시키기 어려운 문제점이 있다.However, even in the wastewater treatment method using the electrolysis described in the following [Document 1], since a chemical flocculant and iron salts are added, chemicals such as polymer flocculant and iron salts are not only concerned with secondary contamination by these chemicals, There is a problem that maintenance is not easy from the standpoint of livestock farmers who are not experts in this field due to necessity, and it is difficult to satisfy the discharged water quality standards due to low treatment efficiency.

[문헌 1] 한국공개특허 제1999-0000168호 (1999년 1월 15일 공개)[Document 1] Korean Patent Publication No. 1999-0000168 (published January 15, 1999)

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 고오염도의 가축분뇨를 전처리 과정과 인공습지를 이용한 수처리 과정을 통해 2단계로 정화처리함으로써 고오염도의 가축분뇨에 대한 처리 효율을 향상시킬 수 있음은 물론, 상기 전처리 과정에서 생성되는 부산물을 고품질의 환경친화적 농업용 비료인 퇴비로 재활용함으로써 축산, 경작, 및 폐수처리가 연계적으로 이루어질 수 있는 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to clean the high-pollution livestock manure in two stages through the pre-treatment process and the water treatment process using artificial wetlands In addition to improving the treatment efficiency, by recycling the by-products generated during the pre-treatment as a high-quality environmentally friendly agricultural fertilizer compost, livestock manure, livestock manure, which can be linked to livestock, farming, and wastewater treatment To provide a treatment system.

또한, 본 발명의 다른 목적은 가축분뇨 중 질소와 인의 함량이 높은 축산폐수의 특성을 고려하여 상기 수처리 과정에 사용되는 여재를 질소와 인에 대한 흡착능이 매우 우수한 재질로 선택함으로써 가축분뇨에 대한 정화처리가 더욱 효과적으로 이루어질 수 있도록 하는 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템을 제공하기 위한 것이다.
In addition, another object of the present invention is to purify the livestock manure by selecting the material used in the water treatment process with a very good adsorption capacity for nitrogen and phosphorus in consideration of the characteristics of livestock wastewater with high nitrogen and phosphorus content in livestock manure It is to provide a resource-circulating artificial wetland livestock manure treatment system that can be processed more effectively.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템은 고상과 액상이 혼합된 가축분뇨가 저장되는 집수조, 상기 집수조에 저장된 가축분뇨를 유입하여 고상의 가축분 고형물과 액상의 축산폐수로 분리하고, 상기 분리된 축산폐수를 1차 정화하여 배출하는 전처리부, 상기 1차 정화된 축산폐수를 유입하여 호기성 상태 또는 혐기성 상태 중 적어도 어느 하나의 상태나 호기성 상태와 혐기성 상태를 조합한 상태에서 2차 정화하여 배출하는 수처리부, 및 상기 전처리부에서 분리된 가축분 고형물과, 축산폐수를 1차 정화하는 과정에서 생성된 부산물을 이용하여 농업용 퇴비를 생성하는 퇴비화조를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object as described above, the resource-circulating artificial wetland manure treatment system according to the present invention is a collection tank for storing livestock manure mixed with a solid phase and a liquid, the livestock manure stored in the collection tank solid solid animal powder solids And a pre-treatment unit for separating the liquid livestock wastewater into a liquid phase, and firstly purifying and separating the separated livestock wastewater, and inflow of the first purified livestock wastewater to at least one of aerobic or anaerobic or anaerobic and anaerobic conditions. A water treatment unit for purifying and discharging secondary in a combined state, and a composting tank for producing agricultural compost by using livestock powder solids separated from the pretreatment and by-products generated during the first purifying livestock wastewater. Characterized in that configured.

또한, 상기 전처리부는, 상기 집수조의 가축분뇨를 유입하여 가축분 고형물과 축산폐수로 분리하여 배출하는 고액분리조, 상기 고액분리조에서 배출된 축산폐수를 순차적으로 유입하여 정화처리하는 수생식물 여과조, 및 미생물 반응조를 포함하여 구성되되, 상기 수생식물 여과조는 내부에 상기 축산폐수에 포함된 오염물질을 여과하기 위한 수생식물 파쇄물이 충진되고, 상기 미생물 반응조는 수생식물 여과조를 경유한 축산폐수에 포함된 오염물질을 분해하기 위한 호기성 미생물이 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the pre-treatment unit, the solid-liquid separation tank for introducing the livestock manure of the water collection tank separated into animal solids and livestock wastewater, and discharges the livestock wastewater discharged from the solid-liquid separation tank in order to sequentially purify the aquatic plant, and It comprises a microbial reaction tank, wherein the aquatic plant filtration tank is filled with aquatic plant shredding for filtering the contaminants contained in the livestock wastewater, the microbial reaction tank is contaminated in the livestock wastewater through the aquatic plant filtration tank It is characterized in that the aerobic microorganisms are provided to decompose the material.

또한, 상기 수생식물 여과조는 통 형상의 여과조 본체, 상기 여과조 본체의 내부 중앙부에 관 형상으로 형성된 유로, 및 상기 여과조 본체의 내벽면과 유로 사이의 공간에 형성된 복수의 셀(cell)을 포함하여 구성되되, 상기 각각의 셀에는 수생식물 파쇄물이 충진되고, 상기 고액분리조에서 배출된 축산폐수는 상기 유로를 통해 여과조 본체의 하부 방향으로 유입된 후, 상기 여과조 본체의 하부에서 상부 방향을 따라 상기 셀에 충진된 수생식물 파쇄물을 통과하면서 여과처리되는 것을 특징으로 한다.The aquatic plant filtration tank may include a tubular filtration tank body, a flow path formed in a tubular shape at an inner central portion of the filtration tank body, and a plurality of cells formed in a space between the inner wall surface and the flow path of the filtration tank body. Each cell is filled with aquatic plant shreds, and the livestock wastewater discharged from the solid-liquid separation tank flows in the lower direction of the filtration tank body through the flow path, and then the cell along the upper direction from the bottom of the filtration tank body. It is characterized in that it is filtered while passing through the aquatic plant shredding.

또한, 상기 미생물 반응조는 상기 호기성 미생물에 의한 오염물질의 분해를 촉진하기 위해 공기를 공급하는 폭기장치 또는 교반장치 중 적어도 어느 하나가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the microbial reactor is characterized in that at least any one of the aeration device or agitator for supplying air to facilitate the decomposition of contaminants by the aerobic microorganisms.

또한, 상기 퇴비화조는 개구가 형성된 통 형상의 퇴비화조 본체, 상기 퇴비화조 본체의 개구를 개폐하기 위한 덮개, 및 상기 퇴비화조 본체의 내부 일측에 설치된 산소공급관을 포함하여 구성되되, 상기 퇴비화조 본체는 고액분리조에서 배출된 가축분 고형물, 상기 수생식물 여과조에 충진된 수생식물 파쇄물, 및 상기 미생물 반응조에서 호기성 미생물이 오염물질을 분해하는 과정에서 발생되는 슬러지를 내부에 수용하고, 이를 숙성시켜 상기 퇴비를 생성하고, 상기 산소공급관은 퇴비의 생성에 필요한 산소를 공급하는 것을 특징으로 한다. In addition, the composting tank is configured to include a cylindrical composting tank body having an opening, a cover for opening and closing the opening of the composting tank body, and an oxygen supply pipe installed on one inner side of the composting tank body, the composting tank body is Livestock meal solids discharged from the solid-liquid separation tank, aquatic plant shreds filled in the aquatic plant filtration tank, and sludge generated in the process of decomposing contaminants by aerobic microorganisms in the microbial reaction tank are accommodated therein and aged to compost the compost. And the oxygen supply pipe supplies oxygen necessary for generation of compost.

또한, 상기 수처리부는, 상기 미생물 반응조를 경유한 축산폐수를 유입하여 호기성 상태에서 정화하여 배출하는 호기성조와, 상기 호기성조를 경유한 축산폐수를 유입하여 혐기성 상태에서 정화하여 배출하는 혐기성조를 포함하여 구성되되, 상기 호기성조와 혐기성조는 각각 내부에 여재가 적층된 상태에서 수생식물이 식생되고, 상기 수생식물 파쇄물은 상기 호기성조와 혐기성조에 식생되는 수생식물을 파쇄하여 구성된 것을 특징으로 한다.The water treatment unit may include an aerobic tank for introducing livestock wastewater through the microbial reaction tank to purify and discharge it in an aerobic state, and an anaerobic tank for introducing and purifying livestock wastewater through the aerobic tank to purify and discharge it in an anaerobic state. Comprised, the aerobic tank and anaerobic tank is aquatic plants vegetation in a state in which the media are stacked, respectively, characterized in that the aquatic plant shreds are configured by crushing the aquatic plants vegetation in the aerobic tank and anaerobic tank.

또한, 상기 호기성조와 혐기성조에 적층된 여재는 각각 모래, 왕사 및 쇄석 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되되, 상기 호기성조의 여재에는 축산폐수에 포함된 질소를 흡착하기 위한 제올라이트가 더 포함되고, 상기 혐기성조의 여재에는 축산폐수에 포함된 인을 흡착하기 위한 방해석이 더 포함된 것을 특징으로 한다.In addition, the media stacked in the aerobic tank and anaerobic tank each comprises at least one of sand, royal sand and crushed stone, the aerobic media is further comprises a zeolite for adsorbing nitrogen contained in the livestock wastewater, the anaerobic The filter medium further comprises calcite for adsorbing phosphorus contained in the livestock wastewater.

또한, 상기 호기성조에는 외부 공기를 호기성조의 내부에 유입시키기 위한 급기장치부가 더 설치되되, 상기 급기장치부는, 공기유입구가 외부로 개방되도록 호기성조의 내부에서 상기 여재에 매설된 통기관과 상기 통기관의 공기유입구측에 설치되어 외기를 상기 통기관 내부로 유동시키는 급기팬을 포함하여 구성되고, 상기 통기관의 외면에는 상기 외기를 호기성조 내부에 공급하는 복수의 급기공이 형성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the aerobic tank is further provided with an air supply unit for introducing the outside air into the aerobic tank, the air supply unit, the vent pipe buried in the media in the aerobic tank so that the air inlet is opened to the outside and the air of the vent pipe It is configured to include an air supply fan installed on the inlet side to flow the outside air into the vent pipe, characterized in that a plurality of air supply holes for supplying the outside air into the aerobic tank formed on the outer surface of the vent pipe.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템은 고액분리조, 수생식물 여과조, 및 미생물 반응조를 이용한 전처리 과정을 통하여 고오염도의 가축분뇨를 1차적으로 정화하고, 호기성조와 혐기성조로 구성된 인공습지를 이용하여 상기 가축분뇨 중 액상인 축산폐수를 2차적으로 정화하는 방식이기 때문에 가축분뇨에 대한 수처리 효율을 크게 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.As described in detail above, the resource-circulating artificial wetland manure treatment system according to the present invention primarily purifies high-pollution animal manure through a pretreatment process using a solid-liquid separation tank, an aquatic plant filtration tank, and a microbial reaction tank, and aerobic Since the method of secondary purification of the livestock wastewater in the livestock manure by using artificial wetland consisting of a tank and anaerobic tank has the advantage that can greatly improve the water treatment efficiency for livestock manure.

또한, 본 발명에 따른 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템은 상기 전처리 과정에서 부산물로 생성되는 가축분 고형물, 수생식물 파쇄물, 및 슬러지를 부숙시켜 고품질의 친환경적 퇴비를 생성하는 퇴비화조를 더 포함하도록 구성되기 때문에, 상기 부산물들의 재활용을 통한 자원활용도를 제고함과 동시에 축산, 경작 및 폐수처리가 연계적으로 이루어질 수 있도록 유도하여 환경오염을 최소화할 수 있는 장점이 있다.In addition, the resource-circulating artificial wetland livestock manure treatment system according to the present invention is configured to further include a composting tank for generating high-quality environmentally friendly compost by precipitating livestock powder solids, aquatic plant shreds, and sludge produced as by-products in the pretreatment process. Therefore, there is an advantage of minimizing environmental pollution by improving the resource utilization through the recycling of the by-products and at the same time inducing livestock, cultivation and waste water treatment.

또한, 본 발명에 따른 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템은 상기 인공습지를 이용한 수처리 과정에 사용되는 여재에 축산폐수에 많이 포함된 질소와 인에 대한 흡착능이 매우 우수한 제올라이트와 방해석을 첨가함으로써 가축분뇨 중 축산폐수에 대한 수처리 효율을 더욱 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
In addition, the resource-circulating artificial wetland livestock manure treatment system according to the present invention is a livestock by adding a zeolite and calcite which has a very good adsorption capacity for nitrogen and phosphorus contained in the livestock wastewater to the media used in the water treatment process using the artificial wetland There is an advantage that the water treatment efficiency for livestock wastewater in the manure can be further improved.

도1과 도2는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템의 전체 구성을 개략적으로 설명하기 위한 단면도 및 "가"부 상세도,
도3은 도1에 도시한 수생식물 여과조의 구성을 설명하기 위한 도면,
도4는 도1에 도시한 호기성조와 혐기성조의 내부 구성을 설명하기 위한 평면도, 및
도5는 도1에 도시한 퇴비화조의 구성을 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are a cross-sectional view and "a" sub-detailed view for schematically illustrating the overall configuration of the resource-circulating artificial wetland livestock manure treatment system according to an embodiment of the present invention, respectively;
3 is a view for explaining the configuration of the aquatic plant filtration tank shown in FIG.
4 is a plan view for explaining the internal configuration of the aerobic tank and anaerobic tank shown in FIG.
5 is a view for explaining the configuration of the composting tank shown in FIG.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1과 도2는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템의 전체 구성을 개략적으로 설명하기 위한 단면도 및 "가"부 상세도이고, 도3은 도1에 도시한 수생식물 여과조의 구성을 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are a cross-sectional view and a "partial" sub-detailed view for schematically illustrating the overall configuration of the resource-circulating artificial wetland manure treatment system according to an embodiment of the present invention, respectively, Figure 3 is shown in Figure 1 It is a figure for demonstrating the structure of one aquatic plant filtration tank.

또한, 도4는 도1에 도시한 호기성조와 혐기성조의 내부 구성을 설명하기 위한 평면도이고, 도5는 도1에 도시한 퇴비화조의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
4 is a plan view for explaining the internal configuration of the aerobic tank and the anaerobic tank shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram for explaining the configuration of the composting tank shown in FIG.

본 발명에 따른 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템은 유입되는 가축분뇨를 저장하는 집수조(1), 상기 집수조(1)의 가축분뇨를 유입하여 고상과 액상으로 분리하는 고액분리조(2), 상기 고액분리조(2)에서 배출되는 액상의 축산폐수를 1차적으로 정화하는 전처리조(5,10), 상기 전처리조(5,10)에서 배출되는 액상의 축산폐수를 2차적으로 정화하는 수처리조(20,30)를 포함하여 구성된다.Resource circulating artificial wetland livestock manure treatment system according to the present invention is a water collecting tank (1) for storing the incoming livestock manure, solid-liquid separation tank (2) for introducing the livestock manure of the collecting tank (1) to separate the solid and liquid Pre-treatment tanks 5,10 for firstly purifying liquid livestock wastewater discharged from the solid-liquid separation tank 2, and water treatment for secondary purification of liquid livestock wastewater discharged from the pretreatment tanks 5,10. It comprises a pair (20, 30).

또한, 본 발명에 따른 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템은 상기 고액분리조(2)에서 분리된 고상의 가축분 고형물(D), 상기 전처리조(5,10)에서 사용되거나 생성된 수생식물 파쇄물(H), 잔여 고형분(F) 및 슬러지(SL) 중 적어도 어느 하나를 혼합하여 농업용 퇴비를 생성하는 퇴비화조(40)를 더 포함하여 구성된다.In addition, the resource-circulating artificial wetland manure treatment system according to the present invention is a solid animal meal solids (D) separated from the solid-liquid separation tank (2), aquatic plant shreds used or produced in the pretreatment (5, 10) It further comprises a composting tank 40 for mixing at least one of (H), residual solids (F) and sludge (SL) to produce agricultural compost.

먼저, 상기 집수조(1)는 가축분뇨 유입관(1a)을 통해 유입되는 고상과 액상이 혼합된 가축분뇨(1c)를 일시적으로 저장하기 위한 것으로서 악취와 해충의 발생을 최소화하기 위하여 통상의 탱크 형상으로 구성되는 것이 바람직하며, 집수조(1) 내부의 발효에 의한 내압 상승을 방지하기 위하여 필요에 따라서는 압력조절용 개폐구(미도시)가 더 형성될 수도 있다.First, the water collecting tank (1) is for temporarily storing the livestock manure (1c) mixed with the solid phase and the liquid flowing through the livestock manure inlet pipe (1a) in order to minimize the occurrence of odor and pests in the usual tank shape It is preferable to be configured as, the pressure control opening and closing (not shown) may be further formed as necessary in order to prevent the internal pressure rise by the fermentation in the water collecting tank (1).

또한, 상기 집수조(1)에 저장된 가축분뇨(1c)는 제1펌프(P1)에 의하여 가축분뇨 배출관(1b)을 통하여 후술하는 고액분리조(2)로 유입된다.In addition, the livestock manure (1c) stored in the water collecting tank (1) is introduced into the solid-liquid separation tank (2) described later through the livestock manure discharge pipe (1b) by the first pump (P1).

또한, 상기 고액분리조(2)는 유입된 가축분뇨를 고상의 가축분 고형물(D)과 액상의 축산폐수(L)로 분리하기 위한 것으로서 상용화된 통상의 고액분리기를 이용하여 바람직하게 구현될 수 있으며, 분리된 고상의 가축분 고형물(D)은 고상 배출관(2a)을 통하여 외부로 배출되고 액상의 축산폐수(L)는 액상 배출관(2b)을 통하여 후술하는 전처리조(5,10)로 배출된다.In addition, the solid-liquid separation tank (2) may be preferably implemented using a commercially available solid-liquid separator for separating the introduced livestock manure into solid animal powder solids (D) and liquid livestock waste water (L). The separated solid animal meal solids (D) is discharged to the outside through the solid discharge pipe (2a) and the liquid livestock wastewater (L) is discharged to the pretreatment tank (5, 10) described later through the liquid discharge pipe (2b).

또한, 상기 전처리조(5,10)는 수생식물 파쇄물(H)을 이용하여 액상의 축산폐수(L)에 포함된 영양염류를 여과하는 수생식물 여과조(5)와, 호기성 미생물의 분해반응에 의하여 상기 액상의 축산폐수(L)를 정화하는 미생물 반응조(10)를 포함하여 구성된다. In addition, the pre-treatment tank (5, 10) is aquatic plant filtration tank (5) for filtering the nutrients contained in the livestock wastewater (L) using aquatic plant shreds (H) and by the decomposition reaction of aerobic microorganisms It comprises a microbial reaction tank 10 for purifying the liquid livestock waste water (L).

이때, 상기 수생식물 여과조(5)는 유입된 액상의 축산폐수(L)에 포함된 영양염류를 여과하기 위한 것으로서 도1과 도3에 도시한 바와 같이 통 형상의 수생식물 여과조 본체(5a)와 상기 수생식물 여과조 본체(5a)의 내부 중앙부에 격벽(5b)에 의하여 형성된 관 형상의 유로(5c)를 포함하여 구성된다.At this time, the aquatic plant filtration tank (5) is for filtering the nutrients contained in the livestock wastewater (L) of the introduced liquid phase as shown in Figure 1 and Figure 3 aquatic plant filtration tank body (5a) and The tubular flow path 5c formed by the partition 5b in the inner center part of the aquatic plant filtration tank main body 5a is comprised.

또한, 상기 수생식물 여과조 본체(5a)의 내벽면과 격벽(5b) 사이의 공간부에는 수생식물 파쇄물(H)이 충진되고, 상기 수생식물 여과조 본체(5a)의 하부 중도에는 필요에 따라 상기 수용된 수생식물 파쇄물(H)을 지지하기 위한 하부 지지판(5d)이 더 설치될 수도 있다.In addition, aquatic plant debris (H) is filled in the space portion between the inner wall surface of the aquatic plant filtration tank body 5a and the partition wall 5b, and the accommodating portion of the aquatic plant filtration tank body 5a in the lower portion of the aquatic plant filtration tank body 5a. The lower support plate 5d for supporting the aquatic plant shreds H may be further installed.

이때, 상기 하부 지지판(5d)의 경우에는 후술하는 바와 같이 액상의 축산폐수(L)의 유동이 원활할 수 있도록 복수의 관통공이 형성된 메쉬(mesh) 형상으로 구성되는 것이 더욱 바람직하다.At this time, in the case of the lower support plate (5d) it is more preferably configured as a mesh (mesh) formed with a plurality of through holes so that the flow of the liquid livestock waste water (L) as described later.

본 실시예에서는 일예로서 상기 수생식물 여과조 본체(5a)를 원통 형상으로 구성하였으며, 상기 수생식물 여과조 본체(5a)의 내벽면과 격벽(5b) 사이의 공간에는 복수의 구획판(5h)을 환형으로 배열되도록 설치함으로써 내부에 수생식물 파쇄물(H)을 수용하기 위한 복수(본 실시예의 경우 일예로서 8개)의 셀(cell)을 형성하였다.In this embodiment, as an example, the aquatic plant filtration tank body 5a is configured in a cylindrical shape, and a plurality of partition plates 5h are annular in a space between the inner wall surface of the aquatic plant filtration tank body 5a and the partition wall 5b. Arranged so as to form a plurality of cells (8 as an example in this embodiment) for accommodating the aquatic plant shreds (H) therein.

또한, 상기 각각의 셀에 충진되는 수생식물 파쇄물(H)은 충진 및 추후 퇴비화를 위한 인출이 용이하도록 하기 위하여 망체(7) 내부에 채워진 상태로 구성하였는데, 상기 망체(7)는 일예로서 스테인레스와 같은 금속 재질이나 폴리에스테르와 같은 화학섬유 재질 등으로 구성될 수 있다.In addition, the aquatic plant shreds (H) to be filled in each cell was configured in a state filled inside the network (7) in order to facilitate the extraction and extraction for later composting, the network 7 is an example of stainless and It may be made of the same metal material or chemical fiber material such as polyester.

또한, 상기 수생식물 여과조 본체(5a)의 바닥면(5e)은 하향으로 경사진 원추 형상으로 형성되어 있으며, 상기 바닥면(5e)의 중앙부는 중도에 개폐밸브(V)가 설치된 배출관(5f)과 연결되어 있다.In addition, the bottom surface 5e of the aquatic plant filtration tank body 5a is formed in a conical shape inclined downward, the discharge pipe (5f) is provided with an opening and closing valve (V) in the middle portion of the bottom surface 5e. Connected with

또한, 상기 수생식물 여과조 본체(5a)의 상부에는 후술하는 바와 같이 셀(cell)의 하부면을 통하여 수생식물 파쇄물(H)을 통과한 액상의 축산폐수(L)를 수용하기 위한 수용부(5g)가 형성되어 있으며, 상기 수용부(5g)에 수용된 액상의 축산폐수(L)는 제1배수관(6)을 통해 미생물 반응조(10)로 유입된다.In addition, the upper portion of the aquatic plant filtration tank body (5a) receiving portion (5g) for accommodating the liquid livestock wastewater (L) passed through the aquatic plant shredding (H) through the lower surface of the cell (cell), as will be described later ) Is formed, the liquid livestock wastewater (L) accommodated in the receiving portion (5g) is introduced into the microbial reaction tank 10 through the first drain pipe (6).

상기와 같은 구성에 의하여 액상 배출관(2b)을 통해 수생식물 여과조 본체(5a) 내부의 유로(5c)로 유입된 액상의 축산폐수(L)는 상기 수생식물 여과조 본체(5a)의 하부에서 상부 방향을 따라 각 셀에 충진된 수생식물 파쇄물(H)을 통과하면서 영양염류가 여과된 후 수용부(5g)를 통해 제1배수관(6)으로 배출된다.The livestock wastewater L introduced into the flow passage 5c in the aquatic plant filtration tank main body 5a through the liquid discharge pipe 2b by the above configuration is directed upward from the bottom of the aquatic plant filtration tank main body 5a. The nutrients are filtered while passing through the aquatic plant shreds (H) filled in each cell is discharged to the first drain pipe (6) through the receiving portion (5g).

이때, 액상 배출관(2b)에서 유입되는 액상의 축산폐수(L)에 일부 포함된 잔여 고형분(F)은 원추형의 바닥면(5e)에 침전되는데, 상기 침전된 잔여 고형분(F)은 개폐밸브(V)의 동작(수동 또는 자동)에 의해 배출관(5f)을 통해 외부로 배출되어 폐기되거나 후술하는 바와 같이 가축분 고형물(D), 미생물 반응조(10)의 슬러지(SL)와 함께 퇴비화조(40)에 투입되어 친환경적 퇴비를 생산하는데 활용될 수 있다. At this time, the residual solids (F) contained in the liquid livestock wastewater (L) of the liquid flowing in the liquid discharge pipe (2b) is precipitated on the bottom surface (5e) of the conical, the precipitated residual solids (F) is the opening and closing valve ( The composting tank 40 together with the sludge SL of the livestock meal solids D and the microbial reactor 10 as described later is disposed to be discharged to the outside through the discharge pipe 5f by the operation (manual or automatic) of V). Can be used to produce environmentally friendly compost.

또한, 상기 수생식물 파쇄물(H)은 향후 전술한 바와 같이 퇴비화조(40)에서 가축분 고형물(D)과 함께 농업용 퇴비를 생성하기 위한 것으로서 본 실시예에서는 후술하는 수처리조(20,30)에서 생육된 수생식물을 건조한 후 3 내지 5cm의 크기로 파쇄하여 구성된다. In addition, the aquatic plant shreds (H) is to produce agricultural compost along with the livestock meal solids (D) in the composting tank 40 as described above in the present embodiment is grown in the water treatment tank (20,30) described later The dried aquatic plants are dried and then crushed to a size of 3 to 5 cm.

이와 같이, 상기 수생식물 여과조(5)는 수생식물의 퇴비화를 위한 목적과 가축분뇨(1c) 중 액상의 축산폐수(L)의 전처리를 통한 폐수처리시스템의 수처리 효율을 향상시키기 위한 목적을 동시에 달성하기 위한 것으로서 액상의 축산폐수(L)에 포함된 영양분(오염물질)들은 수생식물 파쇄물(H)에 1차적으로 여과된 후 퇴비화조(40)에서 농업용 퇴비로 재활용되며, 아울러 상기 1차 여과과정을 통하여 전체 가축분뇨 처리시스템의 수처리 효율도 증가하게 된다.As described above, the aquatic plant filtration tank 5 simultaneously achieves the purpose of composting the aquatic plant and the purpose of improving the water treatment efficiency of the wastewater treatment system by pretreatment of the liquid livestock wastewater L in the livestock manure 1c. The nutrients (contaminants) contained in the liquid livestock wastewater (L) are primarily filtered through aquatic plant shreds (H) and then recycled to agricultural compost in the composting tank (40), and the primary filtration process. This will increase the water treatment efficiency of the entire livestock manure treatment system.

이와 같이, 수생식물 파쇄물(H)을 이용한 전처리과정은 수처리조(20,30)에 유입되는 액상의 축산폐수(L)에 포함된 잔류 고형물의 여과와 유기물, 질소와 인 등의 영양염류의 농도와 유입량을 크게 저감시키기 때문에 수처리 효율을 향상시킴은 물론 오염물질의 부하량 저감에 따라 가축분뇨 처리시스템의 수명도 연장시킬 수 있는 장점이 있다. As such, the pretreatment process using the aquatic plant shreds (H) is the filtration of residual solids contained in the liquid livestock wastewater (L) flowing into the water treatment tank (20, 30) and the concentration of nutrients such as organic matter, nitrogen and phosphorus As it significantly reduces the inflow and inflow, it improves the efficiency of water treatment and has the advantage of extending the life of the livestock manure treatment system by reducing the load of pollutants.

한편, 상기 미생물 반응조(10)는 호기성 생물과 미생물(미도시)이 배양되어 있는 조로서, 상기 호기성 미생물은 제1배수관(6)을 통해 수생식물 여과조(5)에서 배출된 액상의 축산폐수(L)에 포함된 영양염류와 같은 오염물질을 에너지원으로 이용하여 번식하면서 액상의 축산폐수(L)를 정화시키게 되며, 이 과정에서 미생물의 응집으로 인하여 영양분이 풍부한 고형의 슬러지(SL)가 생성되어 하부에 침전된다.On the other hand, the microbial reaction tank 10 is a tank in which aerobic organisms and microorganisms (not shown) are cultured, and the aerobic microorganisms are liquid livestock wastewater discharged from the aquatic plant filtration tank 5 through the first drain pipe 6. By using contaminants such as nutrients contained in L) as an energy source, they breed and purify liquid livestock wastewater (L), and in this process, solid sludge (SL) rich in nutrients is produced due to the aggregation of microorganisms. And settles to the bottom.

이를 위하여 상기 미생물 반응조(10)에는 Vorticella, Opercularia, Carchesium. Zoothamnium, Aspadisca 등의 생물과 Zoogloea, Sphaerotilus 등의 미생물이 우점하여 축산폐수(L) 내 영양염류를 분해흡수하여 침전하고, 침전된 floc은 퇴비화조(40)에 주입하여 퇴비화시킨다. To this end, the microbial reactor 10 includes Vorticella, Opercularia, Carchesium. Zoothamnium, Aspadisca and other microorganisms such as Zoogloea, Sphaerotilus predominantly decomposes and absorbs nutrients in the livestock wastewater (L), and the precipitated floc is injected into the composting tank 40 to compost.

상기 Floc의 형성과정은 액상의 축산폐수(L)에 충분한 산소를 공급하면서 상기 생물 및 호기성 미생물의 분해 및 흡수과정에 의해 침전성이 양호한 슬러지(SL)가 형성된다. In the formation process of the floc, sludge (SL) having good sedimentability is formed by the decomposition and absorption of the biological and aerobic microorganisms while supplying sufficient oxygen to the liquid livestock wastewater (L).

특히, 상기 호기성 미생물은 번식하면서 젤라틴(Gelatin)상의 침전물을 형성하고, 이 침전물은 유기물을 흡착하며, 미생물은 부착된 유기물을 생물화학적으로 신속하게 산화분해시킴으로써 축산폐수(L) 중의 유기물이 효과적으로 제거된다.In particular, the aerobic microorganisms multiply to form gelatinous precipitates, which adsorb organic matters, and microorganisms rapidly oxidatively decompose organic matters attached to them to effectively remove organic matters in livestock wastewater (L). do.

상기 미생물 반응조(10)의 내부는 하부가 개방된 격벽(13)에 의하여 폭기영역(10a)과 침전영역(10b)으로 분리되도록 구성되는데, 제1배수관(6)을 통해 폭기영역(10a)으로 유입된 축산폐수(L)는 격벽(13)의 개방된 하부를 통해 침전영역(10b)의 상부 방향으로 흘러 제2배수관(12)을 통해 수처리조(20,30)로 배출된다. The inside of the microbial reaction tank 10 is configured to be separated into the aeration zone 10a and the precipitation zone 10b by the partition 13 having a lower opening, and to the aeration zone 10a through the first drain pipe 6. The introduced livestock wastewater L flows upward through the open lower portion of the partition 13 to the precipitation zone 10b and is discharged to the water treatment tanks 20 and 30 through the second drain pipe 12.

이때, 상기 폭기영역(10a)은 전술한 생물과 미생물에 의한 반응을 촉진시키기 위하여 지속적으로 호기성 조건을 유지시킬 필요가 있는데, 이를 위하여 상기 폭기영역(10a)의 일측에는 공기(산소를 포함하는 개념임)를 공급하기 위한 폭기장치(11)가 구비된다.In this case, the aeration area 10a needs to maintain aerobic conditions continuously in order to promote the reaction by the organisms and microorganisms described above, and for this purpose, air (oxygen) is included at one side of the aeration area 10a. A) for supplying a) is provided.

또한, 상기 폭기영역(10a)에는 생물과 미생물에 의한 반응을 더욱 촉진하기 위하여 도면에 도시하지는 않았으나 필요에 따라 교반장치(미도시)가 더 구비될 수도 있다.In addition, the aeration region 10a may be further provided with a stirring device (not shown), although not shown in the drawing, in order to further promote the reaction by living organisms and microorganisms.

한편, 상기 전술한 바와 같은 생물과 미생물의 분해반응에 의하여 축산폐수(L) 중에 형성된 Floc은 축산폐수(L)가 격벽(13)의 하부를 통해 침전영역(10b)의 상부 방향으로 유동하는 과정에서 자중에 의하여 하부 경사판(14)에 고형의 슬러지(SL) 형태로 침전하게 된다.On the other hand, the floc formed in the livestock wastewater (L) by the decomposition reaction of the organisms and microorganisms as described above is a process in which the livestock wastewater (L) flows through the lower portion of the partition wall 13 in the upper direction of the precipitation region (10b) At the lower slant plate 14 due to its own weight is precipitated in the form of solid sludge (SL).

이와 같이, 상기 미생물 반응조(10)의 하부 경사판(14)에 침전된 고형의 슬러지(SL)는 전술한 바와 같이 고액분리조(2)에서 배출된 가축분 고형물(D), 수생식물 여과조(5)에서 정기적으로 수거되는 영양염류가 여과된 수생식물 파쇄물(H), 및잔여 고형분(F)과 함께 후술하는 퇴비화조(40)에서 천연비료인 퇴비로 재활용된다.As such, the solid sludge SL precipitated on the lower inclined plate 14 of the microbial reaction tank 10 is a livestock meal solid (D) discharged from the solid-liquid separation tank (2), aquatic plant filtration tank (5) Nutrients, which are collected regularly in the recycled wastewater (H), and the remaining solids (F) with the composting tank 40 to be described later is recycled as a natural fertilizer.

또한, 상기 미생물 반응조(10)를 경유한 액상의 축산폐수(L)는 제2배수관(12)을 통해 후술하는 수처리조(20,30)로 배출되는데, 이 경우 전술한 바와 같이 미생물 반응조(10)의 하부 경사판(14)에 슬러지(SL)가 침전되는 미생물 반응조(10)의 유동 특성상 상기 제2배수관(12)은 미생물 반응조(10)의 상부에 설치되는 것이 바람직하다.In addition, the livestock wastewater L through the microbial reaction tank 10 is discharged to the water treatment tanks 20 and 30 to be described later through the second drain pipe 12, in this case, the microbial reaction tank 10 as described above. Due to the flow characteristics of the microbial reaction tank 10 in which sludge SL is precipitated on the lower inclined plate 14, the second drain pipe 12 is preferably installed above the microbial reaction tank 10.

또한, 이와 같이 제2배수관(12)이 미생물 반응조(10)의 상부에 설치될 경우 액상의 축산폐수(L)가 자연유하식으로 배출될 수 있도록 상기 제2배수관(12)의 높이는 미생물 반응조(10) 내부의 수면높이 이하가 되도록 설정되는 것이 바람직하며, 다만 구조적으로 자연유하식이 불가능할 경우에는 본 실시예에서 도1에 일예로서 도시한 바와 같이 상기 제2배수관(12)의 중도에 제2펌프(P2)가 설치될 수도 있다. In addition, when the second drain pipe 12 is installed in the upper portion of the microbial reaction tank 10, the height of the second drain pipe 12 so that the liquid livestock wastewater (L) is discharged in a natural flow type (microbial reaction tank ( 10) It is preferable that the internal water level is set to be equal to or less than the height of the inner surface. However, when the natural flow formula is impossible in the present embodiment, as shown in FIG. (P2) may be installed.

이상에서 설명한 바와 같이 수생식물 여과조(5)와 미생물 반응조(10)를 순차적으로 거치면서 정화된 액상의 축산폐수(L)는 수처리조(20,30)에서 최종적으로 정화과정을 거치게 된다.As described above, the livestock wastewater L purified by sequentially passing the aquatic plant filtration tank 5 and the microbial reaction tank 10 is finally subjected to a purification process in the water treatment tanks 20 and 30.

이때, 상기 수처리조(20,30)는 미생물 반응조(10)에서 배출되는 액상의 축산폐수(L)를 호기성 상태에서 자연정화하는 호기성조(20)와, 상기 호기성조(20)에서 배출되는 액상의 축산폐수(L)를 혐기성 상태에서 자연정화하는 혐기성조(30)를 포함하여 조합형 시스템으로 구성된다.At this time, the water treatment tank (20, 30) is an aerobic tank 20 for naturally purifying the livestock wastewater (L) discharged from the microbial reaction tank 10 in an aerobic state, and the liquid phase discharged from the aerobic tank (20) The livestock wastewater (L) is composed of a combination system including an anaerobic tank 30 to naturally purify in the anaerobic state.

또한, 상기 호기성조(20)와 혐기성조(30)는 통상의 수조 형태가 아닌 인공습지의 형태로 구성되는데, 이 경우 상기 호기성조(20)와 혐기성조(30)의 바닥면에는 미처리된 액상의 축산폐수(L)가 지하로 스며들어 토양 및 수질을 오염시키는 것을 방지하기 위하여 차수막(M)을 설치하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the aerobic tank 20 and the anaerobic tank 30 is configured in the form of artificial wetland, not in the form of a conventional water tank, in this case the untreated liquid in the bottom surface of the aerobic tank 20 and anaerobic tank 30 In order to prevent the livestock wastewater (L) from seeping underground and contaminating the soil and water quality, it is more preferable to install the water curtain (M).

이들 중 상기 호기성조(20)의 바닥에는 소정의 높이로 자갈(P)이 채워지고 자갈(P)의 위쪽에는 소정의 높이로 여재(S)가 채워지는데, 상기 여재(S)의 상부에는 수생식물(21)이 식생된다.Among them, the bottom of the aerobic tank 20 is filled with gravel (P) at a predetermined height, and the top of the gravel (P) is filled with the media (S) at a predetermined height, the top of the media (S) aquatic The plant 21 is planted.

이때, 상기 호기성조(20)에 채워지는 여재(S)의 경우 왕사 및 쇄석 등을 혼합하여 구성되며 여재(S)의 입경은 3~6 mm 정도의 범위에서 선별하여 사용하는 것이 바람직하다.At this time, in the case of the filter medium (S) to be filled in the aerobic tank 20 is composed of a mixture of royal sand and crushed stone, and the particle size of the filter medium (S) is preferably used to select in the range of about 3 ~ 6 mm.

또한, 본 발명에서는 일반 폐수와 대비할 때 질소와 인의 함량이 매우 높은 축산폐수(L)의 특성을 고려하여 왕사와 쇄석 보다 질소와 인의 흡착능이 현저히 우수한 제올라이트와 방해석 중 적어도 어느 하나를 상기 호기성조(20)의 여재(S)에 첨가하는 것으로 구성하였다.In addition, in the present invention, considering the characteristics of the livestock wastewater (L) having a very high content of nitrogen and phosphorus as compared to the general wastewater, at least one of zeolite and calcite, which has significantly higher adsorption capacity of nitrogen and phosphorus than Wangsa and crushed stone, may be It consisted of adding to the medium S of 20).

더욱 구체적으로, 본 실시예에서는 일예로서 상기 호기성조(20)의 경우 실험을 통하여 암모니아성 질소의 흡착능이 우수한 것으로 나타난 제올라이트를 상기 여재(S)에 첨가하는 것으로 구성하였는데 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 상기 여재(S)는 모래, 왕사 및 쇄석 중 적어도 어느 하나의 혼합물로 구성되거나 전술한 바와 같이 이들에 방해석을 첨가하거나 제올라이트와 방해석의 혼합물을 첨가하여 구성될 수 있음은 물론이다.More specifically, in the present embodiment, as an example, the aerobic tank 20 is configured to add zeolite, which is shown to have excellent adsorption capacity of ammonia nitrogen through experiments, to the medium S, but is not limited thereto. Therefore, the filter medium (S) may be composed of a mixture of at least one of sand, royal sand and crushed stone or by adding calcite to them or adding a mixture of zeolite and calcite as described above.

또한, 상기 호기성조(20)의 바닥에 채우는 자갈(P)은 입경이 대략 10∼20㎜ 정도 범위에서 선별하여 사용하는 것이 바람직하며, 상기 자갈(P)의 적층 높이는 대략 15∼20㎝ 정도 범위에서 설정하는 것이 바람직하다.In addition, the gravel (P) to fill the bottom of the aerobic tank 20 is preferably used to select the particle size in the range of about 10 to 20mm, the height of the stacking of the gravel (P) is about 15 to 20cm range It is preferable to set at.

또한, 상기 호기성조(20)의 여재(S) 상부에 식생하는 수생식물(21)은 여재(S) 속으로 산소를 공급할 수 있는 통기조직을 갖는 갈대, 물억새, 달뿌리풀 등이 주로 적용 가능하다.In addition, the aquatic plant 21 vegetation on the upper media (S) of the aerobic tank 20 is mainly applicable to the reed, water pike, moon root grass, etc. having a ventilation system that can supply oxygen into the media (S) .

또한, 상기 호기성조(20)의 내부에는 도2에 도시한 바와 같이 외부 공기를 호기성조(20)의 내부에 유입시키기 위한 급기장치부(22,25)가 더 설치되는데, 상기 급기장치부(22,25)는 공기유입구가 외부로 개방되도록 상기 자갈(P)과 여재(S)에 매설된 통기관(22)과 상기 통기관(22)의 공기유입구측에 설치되어 외기를 상기 통기관(22) 내부로 유동시키는 급기팬부(25)를 포함하여 구성된다.In addition, as shown in FIG. 2, air supply units 22 and 25 are further installed in the aerobic tank 20 to introduce external air into the aerobic tank 20. 22 and 25 are installed at the air inlet 22 of the air pipe 22 and the air pipe 22 embedded in the gravel P and the filter medium S so that the air inlet is opened to the outside. It is configured to include an air supply fan 25 to flow to.

이때, 상기 통기관(22)은 일예로서 호기성조(20)의 중간 높이부분에 격자형상으로 배열 연결되도록 설치되어 후술하는 방식으로 제2통기관(22b) 및 연결관(22c)을 통해 외부로부터 유입된 공기를 상기 호기성조(20)로 공급하는 제1통기관(22a)과, 상기 호기성조(20)의 바닥부분(즉, 제1통기관의 하부)에 격자형상으로 배열 연결되어 설치되고 공기유입구가 외부로 노출되도록 형성된 제2통기관(22b), 및 상기 격자형상의 제1통기관(22a)과 제2통기관(22b)을 서로 연통시키는 복수의 연결관(22c)을 포함하여 이루어진다.At this time, the vent pipe 22 is installed to be connected to the middle height portion of the aerobic tank 20 in a lattice shape as an example and introduced from the outside through the second vent pipe 22b and the connecting pipe 22c in a manner described below. The first vent pipe 22a for supplying air to the aerobic tank 20 and the bottom portion of the aerobic tank 20 (that is, the lower part of the first vent pipe) are arranged and arranged in a lattice shape, and the air inlet is externally installed. And a plurality of connecting pipes 22c for communicating the grid-shaped first tube 22a and the second tube 22b so as to be exposed to each other.

이 경우 상기 급기팬부(25)는 제2통기관(22b)의 공기유입구측에 설치되어 외기를 통기관(22)의 내부로 강제 유동시킴으로써 호기성조(20)의 내부로 공기(구체적으로는 산소)가 보다 용이하게 공급될 수 있도록 한다.In this case, the air supply fan 25 is installed at the air inlet side of the second vent pipe 22b to force the outside air into the vent pipe 22 to allow air (specifically, oxygen) into the aerobic tank 20. Make it easier to supply.

또한, 본 실시예에서는 상기 제2통기관(22b)의 공기유입구가 혐기성조(30) 방향으로 노출됨으로써 후술하는 바와 같이 제2통기관(22b)의 상부를 통해서는 외부 공기가 유입되고 제2통기관(22b)의 하부를 통해서는 상기 호기성조(20)에서 자연정화된 액상의 축산폐수(L)가 혐기성조(30)로 배출되도록 구성하였으나 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 상기 자연정화된 액상의 축산폐수(L)는 호기성조(20)에 별도로 설치된 배관을 통하여 혐기성조(30)로 배출되도록 구성할 수도 있다.In addition, in the present embodiment, as the air inlet of the second vent pipe 22b is exposed in the anaerobic tank 30, external air flows in through the upper part of the second vent pipe 22b and the second vent pipe ( 22b) is configured to discharge the livestock wastewater L of the naturally purified liquid from the aerobic tank 20 to the anaerobic tank 30, but is not limited thereto. Livestock wastewater (L) may be configured to be discharged to the anaerobic tank 30 through a separate pipe installed in the aerobic tank (20).

또한, 본 실시예에서는 상기 제2통기관(22b)의 경우 외부로 노출된 공기유입구가 1개인 경우를 일예로서 도시하였으나 필요에 따라서는 복수의 공기유입구를 구비하도록 구성될 수도 있다.
In addition, in the present embodiment, the second vent pipe 22b is illustrated as an example of one air inlet exposed to the outside, but may be configured to include a plurality of air inlets as necessary.

또한, 도면에는 도시하지 않았으나 상기 통기관(22)의 외면에는 다수의 작은 급기공(미도시)이 형성되는 것이 바람직한데, 상기 급기공을 통하여 통기관(22) 내부의 공기(산소)가 자갈(P)이나 여재(S) 속으로 공급되고, 자갈(P)이나 여재(S)쪽에서 수처리된 액상의 축산폐수(L)가 상기 통기관(22)으로 유입된다.In addition, although not shown in the drawing, it is preferable that a plurality of small air supply holes (not shown) are formed on the outer surface of the air supply pipe 22. The air (oxygen) inside the air supply pipe 22 is gravel (P) through the air supply hole. ) Is supplied into the filter medium (S), and the livestock wastewater (L), which is water-treated at the gravel (P) or the filter medium (S), is introduced into the vent pipe (22).

이 경우, 상기 통기관(22)에는 급기공이 여재나 슬러지 등에 의하여 막히는 것을 방지하기 위하여 미세한 조직의 망을 설치하는 것이 더욱 바람직하다.In this case, it is more preferable to install a fine structure net in the vent pipe 22 to prevent the air supply hole from being blocked by the filter medium or sludge.

또한, 상기 연결관(22c)은 도4에 도시한 바와 같이 제1통기관(22a) 및 제2통기관(22b)이 격자형상으로 서로 겹치는 지점에 형성되는 것이 바람직한데, 상기와 같이 연결관(22c)을 설치하는 것에 의하여 제1통기관(22a) 및 제2통기관(22b)의 공기가 고르게 유통되어 호기성조(20)의 내부 전체에 걸쳐서 고르게 공기(구체적으로는 산소)가 공급될 수 있다.In addition, it is preferable that the connecting pipe 22c is formed at a point where the first pipe 22a and the second pipe 22b overlap each other in a lattice shape as shown in FIG. By arranging), the air in the first vent pipe 22a and the second vent pipe 22b can be evenly distributed so that air (specifically, oxygen) can be supplied evenly over the entire inside of the aerobic tank 20.

또한, 상기 급기공을 통하여 제1통기관(22a)으로 유입되는 액상의 축산폐수(L)는 연결관(22c)을 통하여 제2통기관(22b)으로 모아져서 제2통기관(22b)의 공기유입구(구체적으로는 하부)를 통하여 혐기성조(30) 방향으로 배출된다.In addition, the livestock wastewater L flowing into the first tube 22a through the air supply hole is collected into the second tube 22b through the connecting pipe 22c, and the air inlet (2b) of the second tube 22b is collected. Specifically, it is discharged toward the anaerobic tank 30 through the bottom).

이와 같이, 본 발명에 따른 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템은 급기팬부(25)와 통기관(22)을 이용하여 상기 호기성조(20)의 내부에 외부 공기가 원활하게 공급될 수 있도록 구성함으로써 액상 축산폐수(L)의 처리효율을 크게 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
As such, the resource-circulating artificial wetland manure treatment system according to the present invention is configured to allow the outside air to be smoothly supplied to the inside of the aerobic tank 20 by using the air supply fan 25 and the vent pipe 22. There is an advantage that can greatly improve the treatment efficiency of the liquid livestock wastewater (L).

한편, 상기 혐기성조(30)의 바닥에는 소정의 높이로 입경이 대략 10~20 mm 정도 범위의 자갈(P)이 채워지고 상기 자갈(P)의 적층 높이는 대략 10~15 cm 정도가 바람직하다.On the other hand, the bottom of the anaerobic tank 30 is filled with gravel P having a particle size in the range of about 10 to 20 mm at a predetermined height, and the stacking height of the gravel P is preferably about 10 to 15 cm.

또한, 상기 자갈(P)의 위쪽에는 소정의 높이로 여재(S)가 채워지는데, 상기 여재(S)의 상부에는 수생식물(31)이 식생된다.In addition, the filter medium (S) is filled at a predetermined height above the gravel (P), the aquatic plant 31 is planted on the upper portion of the filter medium (S).

이때, 상기 혐기성조(30)에 사용되는 여재(S)의 경우 모래와 왕사 등을 혼합하여 구성되는 것이 바람직하며, 여재(S)의 입경은 1~6 mm 정도로 다양한 입경의 여재를 섞어서 사용하는 것이 바람직하다. At this time, in the case of the filter medium (S) used in the anaerobic tank 30 is preferably configured by mixing sand and royal sand, the particle size of the filter medium (S) is used to mix the media of various particle diameters of about 1 ~ 6 mm It is preferable.

또한, 본 발명에서는 일반 폐수와 대비할 때 질소와 인의 함량이 매우 높은 축산폐수의 특성을 고려하여 모래와 왕사 보다 질소와 인의 흡착능이 현저히 우수한 제올라이트와 방해석 중 적어도 어느 하나를 상기 혐기성조(30)의 여재(S)에 첨가하는 것으로 구성하였다.In addition, in the present invention, at least any one of zeolite and calcite having superior adsorption capacity of nitrogen and phosphorus than sand and royal sand in consideration of characteristics of livestock wastewater having a very high nitrogen and phosphorus content as compared with general wastewater, the anaerobic tank 30 It consisted of adding to media (S).

더욱 구체적으로, 본 실시예에서는 일예로서 상기 혐기성조(30)의 경우 실험을 통하여 인의 흡착능이 우수한 것으로 나타난 방해석을 상기 여재(S)에 첨가하는 것으로 구성하였는데 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 상기 여재(S)는 모래, 왕사 및 쇄석 중 적어도 어느 하나의 혼합물로 구성되거나 전술한 바와 같이 이들에 제올라이트를 첨가하거나 제올라이트와 방해석의 혼합물을 첨가하여 구성될 수 있음은 물론이다.More specifically, in the present embodiment, as an example, the anaerobic tank 30 was configured to add calcite, which was shown to be excellent in adsorption capacity of phosphorus through experiments, to the medium S, but is not limited thereto. The filter medium (S) may be composed of a mixture of at least one of sand, royal sand and crushed stone or by adding zeolite to them or adding a mixture of zeolite and calcite as described above.

또한, 본 발명에서 수행한 실험결과 방해석의 경우 전술한 바와 같이 인에 대한 흡착능이 매우 높은 것으로 확인되었는데, 이는 방해석의 주성분이 대부분 CaCO3 형태로 이루어져 있기 때문에 정석탈인법(晶析脫燐法)에 의하여 인이 처리되기 때문인 것으로 판단된다.In addition, as a result of the experiment performed in the present invention, as described above, it was confirmed that the adsorption capacity for phosphorus is very high, which is because the main component of the calcite is mainly composed of CaCO 3 form. It is determined that phosphorus is processed by

또한, 상기 혐기성조(30)의 여재(S)로 사용되는 왕사(모래)는 굴패각 등이 함유된 바다모래를 사용하는 것이 더욱 바람직한데, 이는 전술한 방해석의 경우와 마찬가지로 굴패각에 함유된 CaCO3 성분이 인을 흡착하여 인공습지의 수명을 연장시키기 때문이다.In addition, the royal sand (sand) used as the medium (S) of the anaerobic tank 30 is more preferably used sea sand containing oyster shell, such as CaCO 3 contained in the oyster shell as in the case of the calcite described above. This is because the component adsorbs phosphorus and extends the life of artificial wetlands.

또한, 상기 혐기성조(30)의 여재(S) 상부에 식생하는 수생식물(31)은 정수식물인 부들, 줄, 노란꽃창포 및 삿갓사초 등이 주로 적용 가능하며, 여재(S) 상부 표면까지 수위를 조절하여 산소 공급을 차단함으로써 혐기성 상태를 유지하도록 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the aquatic plant (31) vegetation on top of the filter medium (S) of the anaerobic tank (30) is mainly applicable to the boulder, strings, yellow irises and Satsatsu-cho, etc., to the upper surface of the filter medium (S) It is preferably configured to maintain the anaerobic state by adjusting the water level to block the oxygen supply.

또한, 도4에 도시한 바와 같이 혐기성조(30)의 내부에는 액상의 축산폐수(L) 처리수의 흐름을 안내하도록 지그재그 형상의 안내벽(32)이 더 설치될 수 있는데, 이는 유입된 액상의 축산폐수(L)가 상기 지그재그 경로를 경유하면서 높은 혐기성 상태에서 탈질처리 되도록 하기 위한 것이다.
In addition, a zigzag guide wall 32 may be further installed in the anaerobic tank 30 to guide the flow of the liquid livestock wastewater L, as shown in FIG. Livestock wastewater (L) is to be denitrified in a high anaerobic state while passing through the zigzag path.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템의 수처리조(20,30)에서 액상의 축산폐수(L)를 처리하는 과정을 구체적으로 살펴보면, 먼저 미생물 반응조(10)를 경유한 액상의 축산폐수(L)는 호기성조(20)로 유입된 후 여재(S)층 속으로 스며들어 아래쪽으로 수직방향으로 흐르면서 액상의 축산폐수(L)에 포함된 부유성 오염물질(특히, 유기물 등 영양염류)이 여과된다. Looking at the process of treating the liquid livestock wastewater (L) in the water treatment tank (20,30) of the resource-circulating artificial wetland manure treatment system according to the present invention configured as described above, first, the microbial reaction tank (10) The liquid livestock wastewater (L), which has been passed through, enters the aerobic tank (20), seeps into the media (S) layer, and flows downward in a vertical direction, thereby causing the floating pollutants contained in the liquid livestock wastewater (L) (especially , Nutrients such as organic matter) are filtered out.

이때, 여과된 오염물질은 수생식물(21)의 근권과 여재(S), 자갈(P)의 표면에서 번식하는 미생물에 의해 분해되기 시작하는데, 이 경우 여재(S)에 식생된 수생식물(21)의 뿌리를 통하여 산소가 공급될 뿐만 아니라 상기 통기관(22)을 통해서도 외기가 강제로 공급되기 때문에 미생물이 번식하기에 충분한 산소가 항상 공급되어 오염물질의 분해작용이 활발하게 이루어질 수 있다.At this time, the filtered contaminants start to be decomposed by the microorganisms propagating on the root zone of the aquatic plant 21 and the surface of the media (S), gravel (P), in this case, the aquatic plants (21) vegetation in the media (S) Oxygen is not only supplied through the roots of) but also the outside air is forcibly supplied through the vent pipe 22 so that sufficient oxygen is always supplied for the microorganism to multiply, thereby actively decomposing contaminants.

상기와 같이 부유성 오염물질이 여과된 액상의 축산폐수(L)는 전술한 바와 같이 급기공(미도시)을 통하여 통기관(22)으로 유입되어 상기 혐기성조(30)로 배출된다.As described above, the livestock wastewater L in which the floating pollutant is filtered is introduced into the vent pipe 22 through the air supply hole (not shown) and discharged into the anaerobic tank 30.

이때, 상기 여재(S)와 자갈(P)을 통과하는 액상의 축산폐수(L)는 수직여과방식으로 여과되어 상기 제2통기관(22b)의 아래쪽으로 유입된 후 혐기성조(30)로 유출되며, 상기 제2통기관(22b)의 2/3 이상의 위쪽 부분은 항상 빈 공간으로 유지되기 때문에 이 공간을 통하여 급기팬부(25)에 의하여 유입된 외부 공기가 호기성조(20)의 내부로 용이하게 공급될 수 있다. At this time, the livestock wastewater (L) passing through the filter medium (S) and gravel (P) is filtered in a vertical filtration method flows into the bottom of the second pipe (22b) and then flows out to the anaerobic tank (30) Since at least two thirds of the upper portion of the second vent pipe 22b is always kept in an empty space, external air introduced by the air supply fan 25 is easily supplied into the aerobic tank 20 through this space. Can be.

즉, 상기 제2통기관(22b)의 경우 호기성조(20)를 경유한 액상의 축산폐수(L)가 혐기성조(30)로 배출됨과 동시에(제2통기관의 하부 영역), 급기팬부(25)에 의하여 외부의 공기를 유입시켜(제2통기관의 상부 영역) 급기공을 통해 호기성조(20)의 내부로 유입되도록 하는 작용이 함께 이루어진다.That is, in the case of the second tube 22b, the liquid livestock wastewater L passing through the aerobic tank 20 is discharged to the anaerobic tank 30 at the same time (lower area of the second tube), the air supply fan 25 By the inflow of the outside air (the upper region of the second pipe) is made to act to be introduced into the aerobic tank 20 through the air supply hole.

상기와 같은 방식에 의하여 호기성조(20)의 내부에 전체적으로 고르게 산소가 충분하게 공급되므로 미생물이 왕성하게 생육하면서 거의 모든 유기물을 분해하여 처리한다. In this way, since the oxygen is sufficiently supplied evenly throughout the aerobic tank 20, microorganisms grow vigorously and decompose and treat almost all organic matter.

상기한 과정에서 처리되지 않은 일부 유기물(오염물질)은 여재(S)와 자갈(P)에 의한 흡착, 여과, 침전 및 수생식물(21)로의 흡수 등에 의하여 호기성조(20)에서 액상의 축산폐수(L)가 처리된다.Some organic matters (pollutants) not treated in the above process are liquid livestock wastewater in the aerobic tank 20 by adsorption, filtration, sedimentation and absorption into the aquatic plants 21 by the media (S) and gravel (P). (L) is processed.

이때, 상기 미생물 반응조(10)로부터 호기성조(20)로 유입되는 액상의 축산폐수(L)에는 미생물 반응조(10)에서 미처리된 유기물이 존재하고 있으며, 상기와 같이 호기성조(20)를 통과하면 충분한 산소공급에 의하여 호기성 미생물들이 활성화되어 상기 미처리된 유기물을 분해하고 NH4-N의 경우에는 미생물의 질산화과정에 의해서 대부분 NO3-N으로 전환되며, 여재(S)에 포함된 제올라이트에 의하여 일부 흡착될 수 있다.At this time, the livestock wastewater (L) flowing into the aerobic tank 20 from the microbial reaction tank 10, there is an untreated organic material in the microbial reaction tank 10, if passing through the aerobic tank 20 as described above Aerobic microorganisms are activated by sufficient oxygen supply to decompose the unprocessed organic matter, and in the case of NH 4 -N, most of them are converted to NO 3 -N by nitrification of microorganisms, and partly by zeolite included in media (S). Can be adsorbed.

이와 같이 호기성조(20)를 통과한 액상의 축산폐수(L)는 대부분의 오염물질이 미생물, 수생식물(21), 여재(S) 및 자갈(P)에 의해 처리된다.As such, the livestock wastewater L passing through the aerobic tank 20 is treated with most contaminants by microorganisms, aquatic plants 21, media (S) and gravel (P).

상기와 같이 호기성조(20)를 통과한 액상의 축산폐수(L)가 제2통기관(22b)의 공기유입구를 통하여 혐기성조(30)로 유입되면, 상기 혐기성조(30)에서는 안내벽(32)에 의하여 액상의 축산폐수(L)의 흐름이 지그재그로 안내되므로 체류시간이 최대한 길어지게 된다.As described above, when the liquid livestock wastewater L passing through the aerobic tank 20 flows into the anaerobic tank 30 through the air inlet of the second pipe 22b, the guide wall 32 is formed in the anaerobic tank 30. ), The liquid livestock wastewater (L) is guided in a zigzag flow, so the residence time is as long as possible.

이때, 상기 혐기성조(30)의 내부에서는 질산화된 1차 처리수를 혐기성 조건으로 용존산소(DO)를 충분히 감소시키고 미생물에 의해 탈질을 유도하면서 질소가 제거되고, 인은 방해석을 포함하는 여재(S)와 자갈(S)에 의한 흡착, 여과, 침전, 및 수생식물(31)에 의한 흡수에 의해 2차 처리되어 잔여 유기물 및 무기물 등의 오염물질이 제거된 후 방류관(34)을 통해 하천 등에 최종 방류된다.
At this time, the inside of the anaerobic tank 30, the nitrified primary treated water is sufficiently reduced dissolved oxygen (DO) under anaerobic conditions and nitrogen is removed while inducing denitrification by microorganisms, phosphorus containing calcite ( Secondary treatment by adsorption, filtration, precipitation by S) and gravel (S), and absorption by aquatic plants 31 to remove contaminants, such as residual organic and inorganic substances, and then through the discharge pipe 34. Final discharge on the back.

한편, 본 실시예에서는 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템을 구성하는 상기 고액분리조(2), 수생식물 여과조(5), 미생물 반응조(10), 호기성조(20), 및 혐기성조(30)가 각각 상대적인 높이차를 형성하도록 구성됨으로써 자연유하에 의하여 상기 액상의 축산폐수(L)가 순차적인 정화과정을 경유하도록 구성되어 있으나, 이에 한정되지 아니하며 필요에 따라서는 펌프 등을 이용하여 각각의 처리조를 경유한 액상의 축산폐수(L)가 배출되도록 구성될 수도 있다.On the other hand, in the present embodiment, the solid-liquid separation tank (2), aquatic plant filtration tank (5), microbial reaction tank (10), aerobic tank (20), and anaerobic tank (30) constituting the resource recycling artificial wetland manure treatment system ) Is configured to form a relative height difference, respectively, so that the livestock wastewater (L) of the liquid by natural flow is configured to pass through a sequential purification process, but is not limited thereto and, if necessary, by using a pump or the like Livestock wastewater (L) of the liquid via the treatment tank may be configured to be discharged.

이와 같이, 별도의 펌프를 이용하는 경우에는 각각의 처리조가 순차적인 높이차를 가지도록 구성될 필요성이 없기 때문에 처리조(특히, 호기성조와 혐기성조와 같은 인공습지)의 설치를 위한 위치선정이 자유로워지는 장점이 있다.As such, when separate pumps are used, each treatment tank does not need to be configured to have a sequential height difference, thereby freeing the position for the installation of treatment tanks (particularly, artificial wetlands such as aerobic tanks and anaerobic tanks). There is an advantage.

다만, 이와 같이 별도의 펌프를 이용하는 경우 펌프 구동을 위한 전원이 필요하다는 단점이 있으나, 이 경우에도 태양에너지, 풍력 등과 같은 신재생에너지를 이용한 전원공급장치를 구비함으로써 상기 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템을 친환경적으로 구성할 수도 있다. However, in case of using a separate pump as described above, there is a disadvantage in that a power source for driving a pump is required. In this case, the resource-circulating artificial wetland livestock manure is provided by a power supply device using renewable energy such as solar energy and wind power. The treatment system can also be environmentally friendly.

또한, 본 발명에서는 상기 수처리조(20,30)가 호기성조(20)와 혐기성조(30)로 순차적으로 구성된 경우를 일예로서 설명하였으나, 필요에 따라서는 이들 중 어느 하나를 설치하거나 이들을 조합하여 설치함으로써 호기성 상태 또는 혐기성 상태 중 적어도 어느 하나의 상태에서 수처리가 이루어지도록 구성할 수도 있다.
In addition, in the present invention, the water treatment tank (20, 30) has been described as an example consisting of the aerobic tank 20 and the anaerobic tank 30 as an example, if necessary, by installing any one of them or a combination thereof By providing it, it can also be comprised so that a water treatment may be performed in at least one of aerobic or anaerobic conditions.

한편, 본 발명에 따른 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템 상술한 바와 같은 방식으로 고오염도의 가축분뇨를 처리하는 과정에서 발생되는 부산물인 고액분리조(2)의 가축분 고형물(D), 수생식물 여과조(5)의 수생식물 파쇄물(H)과 잔여 고형분(F), 및 미생물 반응조의 슬러지(SL)를 정기적으로 수거한 후 이를 이용하여 친환경적 퇴비를 생산하는 퇴비화조(40)를 더 포함하여 구성된다.On the other hand, animal recycling solid waste material (D), aquatic plants of the solid-liquid separation tank (2) which is a by-product generated in the process of treating the high-pollution degree livestock manure in the manner as described above It further comprises a composting tank 40 which regularly collects the aquatic plant shreds (H) and residual solids (F) of the filtration tank (5), and sludge (SL) of the microbial reaction tank to produce environmentally friendly compost using the same. do.

이때, 상기 퇴비화조(40)는 통 형상의 퇴비화조 본체(41)와 퇴비화 공정 중 퇴비화조 본체(41) 내부의 온도와 수분을 유지하기 위한 덮개(42)를 포함하여 구성되며, 상기 퇴비화조 본체(41)의 내부 일측(본 실시예의 경우 일예로서 하부 바닥면)에는 퇴비화과정 동안 퇴비화에 필요한 산소를 공급할 수 있도록 외부 블로우어(43)와 연결된 산소공급관(44)이 더 설치되어 있다. At this time, the composting tank 40 is configured to include a cylindrical composting tank main body 41 and the cover 42 for maintaining the temperature and moisture inside the composting tank main body 41 during the composting process, the composting tank An oxygen supply pipe 44 connected to the external blower 43 is further provided on one inner side of the main body 41 (in this example, the lower bottom surface as an example) to supply oxygen necessary for composting during the composting process.

상기와 같이 구성된 퇴비화조(40)의 경우 수생식물 여과조(5)에서 여과가 완료된 후 각 셀에서 인출된 수생식물 파쇄물(H), 전술한 가축분 고형물(D), 잔여 고형분(F), 및 미생물 반응조의 슬러지(SL)를 내부에 수용한 상태에서 일정 조건의 수분과 온도 환경에서 일정 시간동안 숙성시키는 퇴비화 공정을 통하여 퇴비를 생성시키게 된다.In the case of the composting tank 40 configured as described above, after the filtration is completed in the aquatic plant filtration tank (5), the aquatic plant shreds (H), the aforementioned animal meal solids (D), residual solids (F), and microorganisms withdrawn from each cell In the state in which the sludge SL of the reactor is accommodated therein, compost is generated through a composting process of aging for a predetermined time in a certain condition of moisture and temperature.

이때, 상기 수생식물 파쇄물(H)을 셀에서 인출한 형상 그대로 환형으로 퇴비화조 본체(41) 내부에 배열할 경우 이들의 중앙부에는 수생식물 여과조(5)의 유로(5c)에 대응하는 튜브형 공간(41a)이 형성되는데, 상기 가축분 고형물(D), 잔여 고형분(F), 및 미생물 반응조의 슬러지(SL)는 일예로서 상기 튜브형 공간(41a)에 투입한 후 퇴비화 공정을 수행하는 것이 바람직하다.At this time, when the aquatic plant shredded material (H) is arranged inside the composting tank main body 41 in an annular shape as it is drawn out of the cell, the center portion thereof has a tubular space corresponding to the flow path 5c of the aquatic plant filtration tank 5 ( 41a) is formed, the livestock meal solid (D), the residual solid (F), and the sludge (SL) of the microbial reaction tank is, for example, preferably added to the tubular space (41a) after the composting process.

상기 퇴비화 공정이란 이들 부산물들을 미생물의 활동에 의하여 안정적으로 부숙시키는 생물학적 공정을 말하는 것으로서, 상기 퇴비화 공정은 크게 초기단계, 고온단계, 및 숙성단계로 구분될 수 있다.The composting process refers to a biological process that stably houses these by-products by the action of microorganisms, and the composting process may be classified into an initial stage, a high temperature stage, and a ripening stage.

상기 초기단계는 중온성 진균과 세균들이 유기물을 분해하고, 이에 따라 퇴비더미의 온도가 40℃ 이상으로 상승되어 고온성 세균과 방선균으로 대체되기 시작하는 단계이다.The initial stage is a step in which mesophilic fungi and bacteria decompose organic matters, and thus the temperature of the compost heap is increased to 40 ° C. or more and started to be replaced by high temperature bacteria and actinomycetes.

또한, 상기 고온단계는 중온성 미생물에 의하여 발생된 열이 퇴비더미에 축적되면서 온도가 상승되고 고온성 미생물의 밀도가 증가하여 수주 동안 지속되는 단계로서 퇴비온도는 일반적으로 50 내지 60℃가 유지되지만 경우에 따라서는 70℃까지 상승하기도 한다.In addition, the high temperature step is a step that the temperature is increased as the heat generated by the mesophilic microorganisms accumulate in the compost pile and lasts for several weeks due to the increase in the density of the high temperature microorganisms, but the compost temperature is generally maintained at 50 to 60 ° C. In some cases, the temperature may rise to 70 ° C.

상기 고온단계는 퇴비화 공정 중 가장 중요한 단계로서, 고온으로 인하여 병원균과 기생충란이 사멸되고 잡씨앗의 불활성화가 이루어진다.The high temperature step is the most important step of the composting process, due to the high temperature kills pathogens and parasites eggs and inactivates the seed.

한편, 상기 숙성단계는 고온성 미생물에 의하여 분해가능한 대부분의 물질이 분해되는 단계이며 퇴비더미의 온도는 40℃ 이하로 떨어지게 되는 단계이며, 이 단계에서는 cellulose와 lignin의 분해능력이 있는 곰팡이류와 방선균 등의 중온성 미생물이 재정착하게 된다.On the other hand, the aging step is the step of decomposing most of the material that can be decomposed by the thermophilic microorganisms and the temperature of the compost pile is to drop below 40 ℃, in this step, fungi and actinomycetes with decomposing ability of cellulose and lignin Mesophilic microorganisms will be resettled.

상기와 같이 이루어지는 퇴비화 공정에 있어서 중요한 인자로서는 퇴비재료의 입자크기, OM/N 비, 온도, 산소공급량 등이 될 수 있으며, 본 실시예의 경우 상기 퇴비화조(40)에서 퇴비화 공정을 수행하는 경우 일예로서 상기 입자크기(즉, 수생식물 파쇄물의 크기)는 3 내지 5 cm, 상기 OM/N 비는 50 이하, 상기 온도는 55 내지 65℃, 상기 산소공급량은 50 내지 200 L/min.㎥ 의 수준으로 유지하였다.
Important factors in the composting process made as described above may be the particle size of the compost material, OM / N ratio, temperature, oxygen supply amount, etc., in the case of performing the composting process in the composting tank 40 in the present embodiment As the particle size (that is, the size of the aquatic plant shreds) is 3 to 5 cm, the OM / N ratio is 50 or less, the temperature is 55 to 65 ℃, the oxygen supply amount is 50 to 200 L / min. Was maintained.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템은 고액분리조, 수생식물 여과조, 및 미생물 반응조를 이용한 전처리 과정을 통하여 고오염도의 가축분뇨를 1차적으로 정화하고, 호기성조와 혐기성조로 구성된 인공습지를 이용하여 상기 가축분뇨에 포함된 액상의 축산폐수를 2차적으로 정화하는 방식이기 때문에 가축분뇨 및 이에 포함된 축산폐수의 처리 효율을 크게 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.As described above, the resource-circulating artificial wetland livestock manure treatment system according to the present invention primarily purifies high-pollution livestock manure through a solid-liquid separation tank, aquatic plant filtration tank, and a microbial reaction tank. Since the livestock wastewater contained in the livestock manure is secondarily purified using an artificial wetland composed of anaerobic tank, the treatment efficiency of livestock manure and livestock wastewater contained therein can be greatly improved.

또한, 본 발명에 따른 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템은 상기 전처리 과정에서 부산물로 생성되는 가축분 고형물, 수생식물 파쇄물, 및 슬러지를 숙성시켜 고품질의 친환경적 퇴비를 생성하는 퇴비화조를 더 포함하도록 구성되기 때문에, 상기 부산물들의 재활용을 통한 자원활용도를 제고함과 동시에 축산, 경작 및 폐수처리가 연계적으로 이루어질 수 있도록 유도하여 환경오염을 최소화할 수 있는 장점이 있다.In addition, the resource-circulating artificial wetland manure treatment system according to the present invention is configured to further include a composting tank for producing high-quality environmentally friendly compost by aging the sludge, aquatic plant shreds, and sludge produced as by-products in the pretreatment process Therefore, there is an advantage of minimizing environmental pollution by improving the resource utilization through the recycling of the by-products and at the same time inducing livestock, cultivation and waste water treatment.

또한, 본 발명에 따른 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템은 상기 인공습지를 이용한 수처리 과정에 사용되는 여재에 축산폐수에 많이 포함된 질소와 인에 대한 흡착능이 매우 우수한 제올라이트와 방해석을 첨가함으로써 가축분뇨 중 액상의 축산폐수에 대한 수처리 효율을 더욱 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
In addition, the resource-circulating artificial wetland livestock manure treatment system according to the present invention is a livestock by adding a zeolite and calcite which has a very good adsorption capacity for nitrogen and phosphorus contained in the livestock wastewater to the media used in the water treatment process using the artificial wetland There is an advantage that the water treatment efficiency for the liquid livestock wastewater in the manure can be further improved.

1 : 집수조 2 : 고액분리조
5 : 수생식물 여과조 10 : 미생물 반응조
20 : 호기성조 30 : 혐기성조
40 : 퇴비화조 1: collection tank 2: solid-liquid separation tank
5: aquatic plant filtration tank 10: microorganism reaction tank
20: aerobic adult 30: anaerobic adult
40: compost tank

Claims (8)

고상과 액상이 혼합된 가축분뇨가 저장되는 집수조;
상기 집수조에 저장된 가축분뇨를 유입하여 고상의 가축분 고형물과 액상의 축산폐수로 분리하여 배출하는 고액분리조;
상기 배출된 축산폐수를 정화처리하는 수생식물 여과조;
상기 수생식물 여과조를 경유한 축산폐수를 정화처리하는 미생물 반응조;
각각 내부에 여재가 적층된 상태에서 수생식물이 식생되고, 상기 미생물 반응조를 경유한 축산폐수를 순차적으로 유입하여 호기성 상태와 혐기성 상태에서 정화하여 배출하는 호기성조와 혐기성조로 구성된 수처리부; 및
상기 가축분 고형물과, 수생식물 여과조 및 미생물 반응조에서 축산폐수를 정화하는 과정에서 생성된 부산물을 이용하여 농업용 퇴비를 생성하는 퇴비화조를 포함하되,
상기 수생식물 여과조는 통 형상의 여과조 본체, 상기 여과조 본체의 내부 중앙부에 관 형상으로 형성된 유로, 및 상기 여과조 본체의 내벽면과 유로 사이의 공간에 형성되고 내부에 상기 축산폐수에 포함된 오염물질을 여과하기 위한 수생식물 파쇄물이 충진된 복수의 셀(cell)을 포함하여 구성되어, 상기 고액분리조에서 배출된 축산폐수가 상기 유로를 통해 여과조 본체의 하부 방향으로 유입된 후, 상기 여과조 본체의 하부에서 상부 방향을 따라 상기 셀에 충진된 수생식물 파쇄물을 통과하면서 여과처리되고,
상기 호기성조에는 외부 공기를 호기성조의 내부에 유입시키기 위한 급기장치부가 더 설치되되, 상기 급기장치부는 공기유입구가 외부로 개방되도록 호기성조의 내부에서 상기 여재에 매설된 통기관과 상기 통기관의 공기유입구측에 설치되어 외기를 상기 통기관 내부로 유동시키는 급기팬을 포함하여 구성되고, 상기 통기관의 외면에는 상기 외기를 호기성조 내부에 공급하는 복수의 급기공이 형성된 것을 특징으로 하는 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템.A collecting tank for storing livestock manure mixed with solid and liquid phases;
A solid-liquid separation tank for introducing livestock manure stored in the sump to separate solid animal powder solids and liquid livestock wastewater;
An aquatic plant filtration tank for purifying the discharged livestock wastewater;
A microbial reactor for purifying livestock wastewater via the aquatic plant filtration tank;
Aquatic plants are vegetated in a state in which the media are stacked therein, and a water treatment unit composed of an aerobic tank and an anaerobic tank for sequentially purifying livestock wastewater through the microbial reaction tank to purify and discharge them in an aerobic and anaerobic state; And
It includes a composting tank for producing agricultural compost by using the by-products generated in the process of purifying livestock wastewater in the livestock powder solids, aquatic plant filtration tank and microbial reaction tank,
The aquatic plant filtration tank has a tubular filtration tank body, a flow path formed in a tubular shape in the inner central portion of the filtration tank body, and formed in the space between the inner wall surface and the flow path of the filtration tank body and therein contaminants contained in the livestock wastewater. It comprises a plurality of cells (filled) filled with aquatic plant shreds for filtration, the livestock waste water discharged from the solid-liquid separation tank flows into the lower direction of the filtration tank body through the flow path, the lower portion of the filtration tank body Filtered while passing through the aquatic plant shredded in the cell along the upper direction,
The aerobic tank is further provided with an air supply unit for introducing the outside air into the aerobic tank, the air supply unit is provided on the air inlet side of the vent pipe buried in the filter medium and the air inlet tube inside the aerobic tank so that the air inlet is opened to the outside And an air supply fan installed to flow outside air into the vent pipe, and a plurality of air supply holes for supplying the outside air to the aerobic tank are formed on the outer surface of the vent pipe. system. 제1항에 있어서,
상기 수생식물 여과조의 셀에 충진된 수생식물 파쇄물은 상기 호기성조와 혐기성조에 식생되는 수생식물을 파쇄하여 구성되고,
상기 미생물 반응조는 수생식물 여과조를 경유한 축산폐수에 포함된 오염물질을 분해하기 위한 호기성 미생물이 구비된 것을 특징으로 하는 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템.The method of claim 1,
The aquatic plant shreds filled in the cells of the aquatic plant filtration tank are composed by crushing the aquatic plants in the aerobic tank and anaerobic tank,
The microbial reaction tank is a resource-circulating artificial wetland livestock manure treatment system characterized in that the aerobic microorganisms for decomposing contaminants contained in the livestock wastewater through the aquatic plant filtration tank. 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 미생물 반응조는 상기 호기성 미생물에 의한 오염물질의 분해를 촉진하기 위해 공기를 공급하는 폭기장치 또는 교반장치 중 적어도 어느 하나가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템. The method of claim 2,
The microbial reactor is at least any one of aeration device or agitator for supplying air to promote the decomposition of contaminants by the aerobic microorganisms resource recycling artificial wetland livestock manure treatment system characterized in that it is further provided. 제2항에 있어서,
상기 퇴비화조는 개구가 형성된 통 형상의 퇴비화조 본체, 상기 퇴비화조 본체의 개구를 개폐하기 위한 덮개, 및 상기 퇴비화조 본체의 내부 일측에 설치된 산소공급관을 포함하여 구성되되,
상기 퇴비화조 본체는 고액분리조에서 배출된 가축분 고형물, 상기 수생식물 여과조에 충진된 수생식물 파쇄물, 및 상기 미생물 반응조에서 호기성 미생물이 오염물질을 분해하는 과정에서 발생되는 슬러지를 내부에 수용하고, 이를 숙성시켜 상기 퇴비를 생성하고,
상기 산소공급관은 퇴비의 생성에 필요한 산소를 공급하는 것을 특징으로 하는 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템. The method of claim 2,
The composting tank comprises a cylindrical composting tank body having an opening, a cover for opening and closing the opening of the composting tank body, and an oxygen supply pipe installed at one inner side of the composting tank body,
The composting tank body accommodates sludge generated in the process of decomposing contaminants by aerobic microorganisms in the livestock powder solids discharged from the solid-liquid separation tank, aquatic plant shreds filled in the aquatic plant filtration tank, and the microbial reaction tank, Aged to produce the compost,
The oxygen supply pipe is a resource-circulating artificial wetland livestock manure treatment system, characterized in that for supplying the oxygen required for the generation of compost. 삭제delete 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 호기성조와 혐기성조에 적층된 여재는 각각 모래, 왕사 및 쇄석 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되되,
상기 호기성조의 여재에는 축산폐수에 포함된 질소를 흡착하기 위한 제올라이트가 더 포함되고, 상기 혐기성조의 여재에는 축산폐수에 포함된 인을 흡착하기 위한 방해석이 더 포함된 것을 특징으로 하는 자원순환형 인공습지 가축분뇨 처리시스템.
The method according to any one of claims 1, 2, 4 and 5,
The media stacked in the aerobic tank and anaerobic tank each comprises at least one of sand, royal sand and crushed stone,
The media of the aerobic tank further includes a zeolite for adsorbing nitrogen contained in the livestock wastewater, and the anaerobic mediator further comprises a calcite for adsorbing phosphorus contained in the livestock wastewater. Livestock Manure Processing System.
삭제delete
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