KR101326591B1

KR101326591B1 - 가축분뇨퇴비화 시설의 1차발효조 악취를 이중분해 하는 악취배출 시스템

Info

Publication number: KR101326591B1
Application number: KR20110060076A
Authority: KR
Inventors: 김원중
Original assignee: 비케이환경종합건설 주식회사
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2013-11-07
Also published as: KR20120140376A

Abstract

본 발명은 통풍식 발효를 하게 되는 1차발효조의 악취를 후숙식 발효조인 3차발효조에 보내 3차발효조의 미생물로 이중분해하고, 1차발효조의 저부에서 악취를 흡입하여 1차발효조의 악취발생도를 줄임과 동시에 가장 심한 1차발효조의 악취가스를 3차발효조의 퇴비로 유입시켜 실내의 악취를 줄여주도록 구성한 가축분뇨퇴비화 시설의 1차발효조 악취를 이중분해 하는 악취배출 시스템에 관한 것이며, 1차발효조, 2차발효조, 3차발효조가 구비된 축산분뇨퇴비화시설의 악취배출 시스템에 있어서, 1차발효조(5)의 저부에 흡기관(10)의 일단이 연결되고, 흡기관(10)은 흡입팬(11)에 연결되어 송풍관(20)의 일단에 연결되며, 송풍관(20)은 3차발효조(7) 저부로 연결되어 1차발효조(5)의 악취가스를 3차발효조(7)로 불어넣고, 3차발효조(7)의 퇴비에 포함된 미생물로 3차발효조(7)로 보내진 악취가스를 분해하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

가축분뇨퇴비화 시설의 1차발효조 악취를 이중분해 하는 악취배출 시스템 { A bad smell in first fermenter double discharging system of a barnyard manure factory }

본 발명은 가축분뇨퇴비화 시설의 1차발효조 악취를 이중분해 하는 악취배출 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 통풍식 발효를 하게 되는 1차발효조의 악취를 후숙식 발효조인 3차발효조에 보내 3차발효조의 미생물로 이중분해하고, 1차발효조의 저부에서 악취를 흡입하여 1차발효조의 악취발생도를 줄임과 동시에 가장 심한 1차발효조의 악취가스를 3차발효조의 퇴비로 유입시켜 실내의 악취를 줄여주도록 구성한 가축분뇨퇴비화 시설의 1차발효조 악취를 이중분해 하는 악취배출 시스템에 관한 것이다.

최근 우리나라의 식생활 패턴의 변화로 육류소비가 급증함에 따라 축산농가가 점차 전업화, 기계화 및 계열화되며 규모의 확대를 가져오면서, 더불어 대기, 수질 및 토양오염의 주요 원인인 가축분뇨량의 급증에 따른 오수분뇨 및 축산폐수의 처리에 관한 법률의 규제기준이 선진국 수준으로 강화되는 등 환경을 지키기 위한 문제가 대두되고 있으며, 그에못지 않은 육류 수입증가와 사료비용의 인상 등으로 국내 축산업계는 많은 난황을 겪고 있는 실정이다.

현재 축산농가에서 분뇨를 처리하는데 있어서 이용되어지고 있는 방법을 크게 분류하면 퇴비화 및 액비화 로 구분할 수 있으며, 액비화의 방법은 혼합된 분뇨를 고액분리 후 고형분은 퇴비화하고 뇨 는 호기성 미생물에 의해 유기물을 안전한 물질로 전환시켜 악취가 나지않는 액비를 생산하여 토지 및 경작농가에 살포하여 좋은 호응을 얻고 있으며 화학비료 대체비료로 가축분뇨를 이용한 액비,퇴비 사용이 급증하고 있다.

따라서, 축산 농가의 환경오염 발생 문제를 해결하면서 수익사업이 가능한 가축분뇨 자원화 장치가 절대적으로 필요하게 되었으며, 여기에 가축분뇨의 퇴비화, 즉 유기질 비료로의 전환 생산 및 판매로 인한 수익은 사료구입 비용의 30%를 보전할 수 있어 축산농가에 경제적으로 커다란 이익창출을 가져오고, 그동안 축산농가의 현안이었던 축분뇨 처리 문제까지 원활히 해결할 수 있으므로써 환경과 토양오염 문제의 완전 해소까지 일석사조(一石四鳥)의 효과를 가져온다.

축사에서 발생하는 악취는 주로 분뇨의 혐기적 분해반응에 의해 생성되고, 가축분뇨에는 자연적으로 존재하는 미생물의 에너지원으로 사용되는 유기물질과 영양성분이 포함되어 있다.

이러한 가축분뇨가 미생물에 의해 분해될 때 다양한 가스와 휘발성 물질을 발생시킨다. 가축분뇨의 분해작용이 혐기적으로 일어날 때 이런 가스와 성분들은 악취가 나고, 호기적으로 분해되면 주로 이산화 탄소, 물 및 소량의 암모니아가 발생되며, 탄수화물은 대사작용에 의해 알콜, 알데히드, 키톤 및 유기산으로 분해된다.

또한 가축분뇨 내의 유기물질은 주로 단백질, 탄수화물과 지방으로 구성되어 있으며, 단백질이 혐기적으로 분해되면 암모니아와 휘발성 유기산이 형성된다. 그리고 황성분을 포함하는 아미노산은 인체에 유해한 황화물과 메르캅탄으로 분해된다.

이러한 축사나 가축분뇨 퇴비화 시설에서 발생되는 대부분의 냄새를 가진 가스와 먼지는 작업자에게 유해하므로 악취를 포집하여 배출하는 장치를 가축분뇨 퇴비화 시설에는 설치되어 있다.

종래의 축산분뇨퇴비화시설(1)에서는 1차발효조(5)인 통풍식 발효조가 구비되고, 2차발효조(6)인 교반발효조가 구비된다. 최종적으로 3차발효조(7)인 후숙식 발효조가 하나 이상 구비되고, 액비저장조도 선택적으로 구비될 수 있다.

이러한 축산분뇨퇴비화시설(1)은 인근에 악취를 발생시키기 때문에 일반적으로 창문을 밀폐한 뒤에 내부에 설치된 덕트(2)의 포집후드에 의하여 악취를 빨아들여 스크라바(3)로 보내 처리한다.

이러한 축산분뇨퇴비화시설(1)은 퇴비화 처리되는 과정에서 40도 ~ 80도의 열이 발생하여 내부는 고온이고, 악취가 대량 발생되어 작업 환경이 극히 열악한 상황이다.

이러한 악취를 배출하기 위하여 가축분뇨퇴비화시설(1)의 천정에 설치된 덕트(2)의 포집후드가 악취를 빨아들여 스크라바(3)로 보내 처리하였으나, 다수개의 포집후드로 인하여 흡입력이 떨어져 제대로 악취를 흡입하여 제거할 수 없었다.

그리고 1차발효조(5)에서는 수분을 일정 수준 이상으로 제거하여야 하고, 또한 발효가 원활히 이루어지기 위해 도 1에 도시한 바와 같이 1차발효조(5)의 저부에서 공기주입팬(8)으로 바람으로 불어넣기 때문에 악취가 대량으로 발생하게 되는 문제가 있어왔다. 이러한 대량의 악취는 사람이 내부에서 일을 하기 어려울 정도이고, 이러한 악취가 천정의 덕트(2)를 통해 배출되기는 어려운 점이 있었다.

또한 공기주입팬(8)은 위로 바람을 불어넣고, 수분은 아래로 배출되기 때문에 서로 역방향이어서 효율적이지 못한 점이 있었다.

그리고 축산분뇨퇴비화시설(1)의 3차발효조(7)는 후숙식 발효조로 비교적 악취를 발생시키지 않기 때문에 심하게 악취를 발생시키는 1차발효조(5)와 동일하게 악취 포집을 하기에는 효율이 떨어지는 문제가 있었다.

부분적으로 심하게 발생하는 악취와 별개로 덕트(2)로 축산분뇨퇴비화시설(1) 전체의 악취를 뽑아내기 위해서 스크라바(3)와 연결된 배기팬(4)의 전기 사용량이 과대하여 비용이 증대되는 문제가 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 1차발효조에서 발생하는 많은 양의 악취로 인하여 작업이 어렵지 않도록 효율적으로 배출시키고자 하는 목적이 있고, 1차발효조에서 발생되는 악취를 별도의 방지시설 없이 3차발효조로 보내 퇴비에 함유된 미생물에 의해 분해되도록 구성한 가축분뇨퇴비화 시설의 1차발효조 악취를 이중분해 하는 악취배출 시스템을 제공하고자 하는 목적이 있다.

1차발효조의 물배출방향과 악취배출방향을 같이 하여 효율을 높이고, 악취를 1차발효조 저면에서 뽑아내어 위로 악취가 올라가는 것을 줄여주어 작업자가 심한 악취로 어려움을 겪지 않도록 구성하고자 한다.

또한 1차발효조에서 흡수한 악취가스에 함유된 수분이 3차발효조로 공급되어 별도로 수분을 투입하지 않고도 수분조절이 되게 하고자 하는 목적이 있다.

효율적인 악취 배출시스템을 적용하여 별도의 공기주입팬을 없애고, 1차발효조의 악취를 아래로 뽑아내는 흡입팬을 두어 전기 소모를 줄이고, 천정으로 배출되는 덕트와 연결된 배기팬의 용량을 줄여 전기소모를 줄이고자 하는 목적이 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여 1차발효조, 2차발효조, 3차발효조가 구비된 축산분뇨퇴비화시설의 악취배출 시스템에 있어서, 1차발효조(5)의 저부에 흡기관(10)의 일단이 연결되고, 흡기관(10)은 흡입팬(11)에 연결되어 송풍관(20)의 일단에 연결되며, 송풍관(20)은 3차발효조(7) 저부로 연결되어 1차발효조(5)의 악취가스를 3차발효조(7)로 불어넣고, 3차발효조(7)의 퇴비에 포함된 미생물로 3차발효조(7)로 보내진 악취가스를 분해하도록 구성된 것을 특징으로 하며, 흡기관(10)의 일측에 드레인홀(40)이 형성되어 1차발효조(5)에서 배출되는 흡기관(10)으로 유입된 수분이 배출되도록 구성되며, 흡기관(10)은 흡입팬(11)에 의하여 1차발효조(5)의 악취가스를 아래 방향으로 흡입하되 같이 하방으로 빨려오는 1차발효조(5)의 수분은 별도의 수분포집관을 통해 배출되고, 흡기팬(11)의 흡기력에 의해 1차발효조(5)의 상부로 부터 공기가 유입되며, 흡기팬(11)의 작동으로 배출된 악취가스는 송풍관(20)을 통해 3차발효조(7)로 보내지도록 구성된 것을 특징으로 하는 가축분뇨퇴비화 시설의 1차발효조 악취를 이중분해 하는 악취배출 시스템을 제공한다.

본 발명은 1차발효조에서 발생하는 많은 양의 악취를 1차발효조의 아래로 흡입하여 악취가 덜한 3차발효조로 보내므로 1차발효조 상부로 발생하는 악취가스 양이 줄어들어 작업환경의 개선이 되는 효과가 있다.

1차발효조의 아래로 악취가스를 흡입하게 되므로 수분이 배출되는 방향과 같아 수분이 더욱 잘 배출되어 1차발효조에 섞는 수분조절제의 양을 절감할 수 있는 효과가 있다.

1차발효조에서 3차발효조로 보내지는 악취는 3차발효조의 퇴비에 함유된 미생물에 의하여 다시 분해되므로 별도의 방지시설이 없이 악취가 제거되고, 1차발효조에서 보내지는 악취에 함유된 수분에 의하여 3차발효조의 함수율이 유지되는 효과가 있다.

또한 이상과 같은 효과를 가진 악취 배출시스템이 적용되므로 별도의 공기주입팬이 없어지므로 장비가 줄어들고, 1차발효조의 악취를 아래로 뽑아내는 흡입팬을 두어 전기 소모를 줄이고, 천정으로 배출되는 덕트와 연결된 배기팬의 용량이 줄일 수 있어 전기 소모가 줄어드는 효과가 있다.

도 1은 종래의 가축분뇨퇴비화시설의 악취 배출시스템을 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 가축분뇨퇴비화 시설의 1차발효조 악취를 이중분해 하는 악취배출 시스템을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 가축분뇨퇴비화 시설의 1차발효조 악취를 이중분해 하는 악취배출 시스템의 악취가스 배출 경로를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 가축분뇨퇴비화 시설의 1차발효조 악취를 이중분해 하는 악취배출 시스템의 공정도.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 통풍식 발효를 하게 되는 1차발효조(5), 교반하여 발효하게 하는 2차발효조(6), 후숙식 발효인 3차발효조(7)가 구비된 축산분뇨퇴비화시설(1)의 악취배출 구조를 개선하여 축산분뇨퇴비화시설(1)에서 일하는 사람의 환경을 개선하고, 수분조절제와 전력을 줄여 자원절약과 비용의 절감을 이루도록 하는 것을 주요 요지로 한다.

발효처리는 축산분뇨의 고액분리를 하여 고형물을 호기성 혐기성 조건하에서 발효 미생물의 작용으로 발효하게 되는 것이고, 이 경우 20℃ 이상의 온도에서 발효가 잘되고, 수분은 60%전후에서 잘 발효된다. 수분이 60%가 넘으면 통기성이 떨어져 발효가 잘 일어나지 않게 된다.

1차발효조(5)의 저부에 흡기관(10)의 일단이 연결되고, 흡기관(10)은 흡입팬(11)에 연결되어 송풍관(20)의 일단에 연결된다. 1차발효조(5)의 저부에 흡기관(10)이 연결되어 흡입팬(11)의 작동에 의하여 축산분뇨와 수분조절제와 미생물이 혼합된 1차발효조(5)의 내용물을 통해 1차발효조(5) 아래로 악취가스가 흡입된다.

따라서 1차발효조(5) 상부로 자연 발생되는 악취가스는 흡기관(10)을 통해 배출되는 악취가스의 양만큼 줄어들게 되므로 작업자가 느끼는 악취가스는 현저하게 줄어들게 된다.

1차발효조(5)에서 수분이 적절하게 제거되도록 1차발효조(5)의 하부에서 물을 배출할 수 있는 투수판을 설치하고, 투수판의 아래로 물이 배출되는 유로를 설치하고, 유로와 연결된 수분포집관을 통해 배출되는 축산분뇨의 수분과 별도로 흡기관(10)을 통해 악취가스가 배출된다.

악취가스가 흡기관(10)을 통해 배출될 때 결로가 생기거나 투수판을 통해 배출된 수분이 포함되어 흡기관(10)으로 들어왔을 때, 결로된 수분을 배출하여 축산분뇨의 수분을 모으는 곳으로 보낸다. 이를 위하여 흡기관(10)의 일측에 드레인홀(40)을 형성한다. 악취에 함유된 수분은 악취가스와 함께 3차발효조(7)로 보내져 수분을 조절하는 역할을 한다.

2차발효조(6)는 발효조 내부에 충진된 퇴비를 교반하여 공기가 잘 들어갈 수 있게 하여 발효를 하게 된다.

송풍관(20)의 일단 흡입팬(11)과 연결되어 흡기관(10)이 흡입한 악취가스를 제3발효조(7)로 보내게 된다. 즉 송풍관(20)의 타단은 3차발효조(7) 저부로 연결되어 1차발효조(5)에서 배출된 악취가스를 3차발효조(7)의 저부로 보내 불어주게 된다.

이때 수분이 많은 1차발효조(5)에서 보내진 악취가스에도 수분이 포함되어 있으므로 별도의 수분 투입없이 3차발효조(7)의 수분이 조절된다. 그리고 3차발효조로 보내진 악취가스는 3차발효조(7)의 퇴비에 포함된 미생물에 의하여 분해되게 된다.

본 발명은 통풍식 발효조인 1차발효조(5)의 아래에서 공기를 투입하여 악취가스가 상부로 배출되던 종래와 달리, 1차발효조(5)의 아래로 공기와 악취가스를 흡입하여 3차발효조(7)로 보내기 때문에, 흡입되는 공기에 의해 수분이 빨리 배출된다. 따라서 1차발효조(5)에 첨가하는 수분조절제의 양을 줄일 수 있게 해준다. 수분조절제는 톱밥이나 왕겨를 사용하여 수분 60%전후로 맞추어 주는 것이 일반적이므로 수분이 빨리 배출되면 수분조절제의 양도 줄여 사용할 수 있다.

1차발효조(5)에서 배출되는 악취가스를 악취가 심하지 않은 3차발효조(7)의 하부에서 위로 올라가도록 하여 3차발효조(7)의 퇴비에 포함된 미생물에 의하여 악취가스가 분해되게 한다. 그러므로 별도의 장치없이 1차발효조의 상부에서 악취가 줄어들고, 악취가 현저하게 줄어든 3차발효조에 악취가스를 보내 3차발요조의 퇴비에 포함된 미생물로 악취가스가 분해되게 하는 것이다.

또한 천정에 설치된 덕트(2)를 통한 악취가스 배출 역할이 줄어들게 되므로 스크라바(3)에 연결된 배기팬(7)의 용량을 줄여 동력절감효과를 가져오게 하고, 다수개의 1차발효조(5)에 각각 설치되어 공기를 주입하던 공기주입팬(8)을 사용하지 않으므로 설비가 줄어들게 된다.

1 : 축산분뇨퇴비화시설 2 : 덕트
3 : 스크라바 4 : 배기팬
5 : 1차발효조 6 : 2차발효조
7 : 3차발효조 8 : 공기주입팬
10 : 흡기관 11 : 흡기팬
20 : 송풍관 30 : 배기팬
40 : 드레인홀

Claims

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1차발효조, 2차발효조, 3차발효조가 구비된 축산분뇨퇴비화시설의 악취배출 시스템에 있어서,
1차발효조(5)의 저부에 흡기관(10)의 일단이 연결되고,
흡기관(10)은 흡입팬(11)에 연결되어 송풍관(20)의 일단에 연결되며,
송풍관(20)은 3차발효조(7) 저부로 연결되어 1차발효조(5)의 악취가스를 3차발효조(7)로 불어넣고, 3차발효조(7)의 퇴비에 포함된 미생물로 3차발효조(7)로 보내진 악취가스를 분해하도록 구성되며,
흡기관(10)은 흡입팬(11)에 의하여 1차발효조(5)의 악취가스를 아래 방향으로 흡입하되 같이 하방으로 빨려오는 1차발효조(5)의 수분은 별도의 수분포집관을 통해 배출되고, 흡기팬(11)의 작동으로 배출된 악취가스는 송풍관(20)을 통해 3차발효조(7)로 보내지도록 구성된 것을 특징으로 하는 가축분뇨퇴비화 시설의 1차발효조 악취를 이중분해 하는 악취배출 시스템.