KR101536000B1 - equipment and method for making liquid fertilizer of livestocks' excrements rapidly - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가축분뇨의 고속 액비화 방법 및 이를 이용한 고속 액비화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발효처리 전에 과산화수소를 이용하여 가축분뇨를 산화시킴으로써 악취를 저감시키고 발효기간을 크게 단축시킬 수 있는 가축분뇨의 고속 액비화 방법 및 이를 이용한 고속 액비화 장치에 관한 것이다.
본 발명의 가축분뇨의 고속 액비화 방법은 가축분뇨로부터 분리된 분리액에 과산화수소를 첨가하여 상기 분리액을 산화시키는 산화단계와, 산화단계에서 산화된 분리액을 호기성 조건에서 발효시키는 발효단계를 포함한다. The present invention relates to a high-speed liquefaction method for livestock manure and a high-speed liquefaction apparatus using the same, and more particularly, to a livestock manure which can oxidize livestock manure by using hydrogen peroxide before fermentation, Speed liquefying method and a high-speed liquefying apparatus using the same.
The method for liquefying livestock manure according to the present invention comprises an oxidation step of adding hydrogen peroxide to a separation liquid separated from livestock manure to oxidize the separation liquid and a fermentation step of fermenting the separated liquor oxidized in the oxidation step under aerobic conditions .

Description

가축분뇨의 고속 액비화 방법 및 이를 이용한 고속 액비화 장치{equipment and method for making liquid fertilizer of livestocks' excrements rapidly}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for rapidly liquefying livestock manure,

본 발명은 가축분뇨의 고속 액비화 방법 및 이를 이용한 고속 액비화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발효처리 전에 과산화수소를 이용하여 가축분뇨를 산화시킴으로써 악취를 저감시키고 발효기간을 크게 단축시킬 수 있는 가축분뇨의 고속 액비화 방법 및 이를 이용한 고속 액비화 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a high-speed liquefaction method for livestock manure and a high-speed liquefaction apparatus using the same, and more particularly, to a livestock manure which can oxidize livestock manure by using hydrogen peroxide before fermentation, Speed liquefying method and a high-speed liquefying apparatus using the same.

축산농가에서 배출되는 축산 분뇨는 일반적으로 가축의 대사작용 중 발생하는 고체액체성 물질로 BOD 2만 ~ 3만ppm 정도의 고농도 유기물질이다. 이러한 축산 분뇨는 관리 및 활용의 정도에 따라 자연 및 인간에 득과 실이 될 수 있는 물질로서, 축산분뇨는 오수분뇨 및 축산폐수의 처리에 관한 법률에 의해 축산폐수로 규정하고 있다.Livestock manure discharged from livestock farms is generally a solid liquid substance that occurs during the metabolism of livestock and is a high concentration organic material with BOD 20,000 to 30,000 ppm. Such livestock manure is a substance that can be beneficial to both nature and human beings depending on the degree of management and utilization, and livestock manure is defined as livestock wastewater by the Act on Treatment of Wastewater and Livestock Wastewater.

축산 폐수는 고농도의 유기물로 이루어져 있어 별도의 처리과정을 거치지 않고 방류하게 되면 하천과 호수를 오염시키게 된다. 특히 질소와 인이 다량 함유되어 수계에 부영양화를 초래하여 음용수뿐만 아니라 농업용수 등 하천수의 이용을 불가능하게 만든다.Since livestock wastewater is composed of high concentration organic matter, it will contaminate rivers and lakes when it is discharged without any special treatment. In particular, it contains a large amount of nitrogen and phosphorus, causing eutrophication in the water system, making it impossible to use river water such as agricultural water as well as drinking water.

국내 고농도 유기성 폐기물의 총 발생량은 연간 약 8,000만톤으로서, 그중 하수슬러지가 2400만톤, 음식폐기물이 430만톤, 축산분뇨가 5100만톤을 차지하고 있는 실정이며, 2005년 기준으로 국내 연간 폐기물의 해양투기량은 992만㎥으로서, 그 중에 축산폐수는 274만 5천㎥을 차지하는 실정이며, 해양투기로 인한 처리 비용도 증가하는 실정이다.The total amount of domestic high-concentration organic wastes is approximately 80 million tons per year, including sewage sludge of 24 million tons, food waste of 4.3 million tons, and livestock manure of 51 million tons. As of 2005, Of which the livestock wastewater accounts for 274,000 ㎥, and the treatment cost due to the marine dumping is increasing.

현재, 축산폐수를 비롯한 각종 폐기물에 대해 한국에서 가장 많이 사용되는 폐기물 처리방법은 해양투기이나, 앞으로는 유기성 폐기물의 해양투기는 불가능할 것으로 전망되므로 이러한 문제를 해결할 수 있는 대안으로서 해양투기 없이 축산폐수를 육상에서 처리할 수 있는 기술의 개발이 시급하다.Currently, most of the waste disposal methods used in Korea, such as livestock wastewater, are not available for marine dumping, but in the future, it is impossible to dump marine dumping of organic wastes. Therefore, as an alternative to solve these problems, It is urgent to develop a technology capable of processing the data.

축산분뇨를 처리함에 있어서 수거된 분뇨의 성상, 지역적 특성 및 경제적 조건 등에 의해 그 처리방법은 실로 다양하다.The processing methods of livestock manure vary according to the characteristics of the manure collected, regional characteristics and economic conditions.

축산분뇨는 그 처리에 있어, 혐기성 소화법, 호기성 소화법, 이단활성슬러지법, 습식산화법 등에 의해 처리되며, 이외에도 처리용량, 지역적 특성에 의해 변형된 처리방식이 있으나 극소수에 지나지 않으며 실용화되지 못하고 있는 실정이다.Livestock manure is treated by the anaerobic digestion method, aerobic digestion method, two-stage activated sludge method, wet oxidation method, etc. In addition, there are processing methods that are modified by processing capacity and regional characteristics, but only a few are practically used It is true.

먼저, 혐기성 소화법은, 혐기성 미생물의 자기고정화 특성으로 형성된 입상슬러지를 이용하여 고농도 유기성 폐수를 효율적으로 처리하는 공법이다. 즉, 고농도 유기성 폐수에 산소가 존재할 수 없도록 외부와 차단함으로써 분뇨의 유기물(BOD 등)이 물, 탄산가스, 메탄가스로 분해되어 정화되도록 하는 방법이다. 분자구조가 복잡한 탄수화물, 단백질 및 지방이 가수분해과정을 거쳐서 액화되고, 액화된 저분자 물질은 산 생성 미생물에 의해 초산, 피로피온산 등의 유기산으로 분해된다. 이 유기산은 다시 메탄생성 미생물에 의해 최종적으로 물, 탄산가스 및 메탄가스로 전환된다.First, the anaerobic digestion method is a method for effectively treating high concentration organic wastewater using granular sludge formed by the self immobilization characteristic of anaerobic microorganisms. That is, it is a method of cleansing organic matter (BOD, etc.) of manure by decomposition into water, carbon dioxide gas, and methane gas by blocking it from the outside so that oxygen can not exist in the high concentration organic wastewater. Carbohydrates, proteins and fats with complex molecular structures are liquefied through hydrolysis, and liquefied low-molecular substances are degraded by acid-producing microorganisms into organic acids such as acetic acid and pyrophosphoric acid. This organic acid is finally converted to water, carbon dioxide gas and methane gas by the methanogenic microorganism.

혐기성 소화법을 이용하여 축산분뇨를 처리하면 퇴비와 액비 그리고 메탄가스가 생성되는데, 그중 약 7%만이 퇴비로서 포장 및 판매되고, 약 70%는 액비가 된다. 혐기성 소화법을 통해 만들어진 액비를 처리함에 있어서는, 현재 저장조에 담아 연 1회 계약 경종 농가에 무상으로 뿌려주고, 나머지는 해양투기 하고 있는 실정이다.When anaerobic digestion is used, livestock manure is treated to produce compost, liquor and methane gas, of which only about 7% is packaged and sold as compost and about 70% is liquefied. In the treatment of the liquid produced by the anaerobic digestion method, it is presently stored in the storage tank once a year to distribute free of charge to contract farmers, and the remaining is dumping in the sea.

그리고, 미숙 액비의 시용(施用)시 악취로 인한 민원발생 문제가 있는데, 혐기성 액비화의 경우에는 논작물 위주 경지가 민가와 근접한 국내 여건상 작물의 피해 및 악취에 의한 민원발생 소지가 높은 실정이다.In the case of anaerobic liquefaction, there is a high incidence of civil complaints due to the harmfulness and odor of the crops due to the domestic conditions, which are close to the private households, in the case of the anaerobic liquefaction.

따라서 축산농가에서 발생하는 가축들의 분뇨를 호기성 미생물을 이용하는 액비의 제조방법들이 연구되고 있다. 대한민국 등록특허 제 10-0879586호에는 호기성 액비화 제조방법이 개시되어 있다. Therefore, methods for producing manure using animal aerobic microorganisms have been researched. Korean Patent No. 10-0879586 discloses a process for producing aerobic liquefaction.

상기 개시된 종래의 기술은 호기성 조건에서 분뇨를 발효시키므로 악취를 저감시킬 수 있는 장점은 있지만, 발효기간이 길어 액비를 제조하는 데 최소 2개월 이상의 많은 기간이 소요되는 문제점이 있다. The above-described conventional technique has an advantage of reducing odor by fermenting manure under aerobic conditions, but it takes a long period of time of at least 2 months to produce a pot because of a long fermentation period.

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 가축분뇨를 미생물을 이용하여 발효시키기 전에 과산화수소로 유기물을 산화처리함으로써 발효기간을 크게 단축시킬 수 있고 악취의 발생을 저감시킬 수 있는 가축분뇨의 고속 액비화 방법 및 이를 이용한 고속 액비화 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been made to overcome the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for reducing the incidence of odors by rapidly oxidizing organics with hydrogen peroxide before fermentation of animal manure using microorganisms, And an object of the present invention is to provide a high-speed liquefaction apparatus using the same.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가축분뇨의 고속 액비화 방법은 가축분뇨로부터 분리된 분리액에 과산화수소를 첨가하여 상기 분리액을 산화시키는 산화단계와; 상기 산화단계에서 산화된 분리액을 호기성 조건에서 발효시키는 발효단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for liquefying livestock manure, comprising: an oxidation step of adding hydrogen peroxide to a separation liquid separated from livestock manure to oxidize the separation liquid; And a fermentation step of fermenting the separated solution oxidized in the oxidation step under aerobic conditions.

상기 산화단계는 상기 과산화수소가 첨가된 분리액을 번갈아 압축 및 팽창시켜 상기 분리액과 상기 과산화수소를 혼합시키는 것을 특징으로 한다. Wherein the oxidation step comprises alternately compressing and expanding the separation liquid to which the hydrogen peroxide is added to mix the separation liquid and the hydrogen peroxide.

상기 혼합은 상기 과산화수소가 첨가된 분리액을 확장경부와 축소경부가 교대로 형성된 혼합관을 통과시켜 수행하는 것을 특징으로 한다. Wherein the mixing is performed by passing the hydrogen peroxide-added separating liquid through a mixing tube formed by alternately forming an enlarged diameter portion and a reduced diameter portion.

상기 발효단계는 a)상기 산화단계에서 발생된 기포를 파괴하는 기포파괴단계와, b)상기 기포파괴단계에서 기포가 파괴된 분리액에 호기성 미생물을 투입한 후 폭기와 함께 교반시키는 폭기교반단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. Wherein the fermentation step comprises the steps of: a) destroying bubbles generated in the oxidation step; and b) aeration stirring step in which aerobic microorganisms are added to the separation liquid in which the bubbles are destroyed in the bubble destruction step, .

상기 산화단계는 상기 과산화수소가 첨가된 분리액에 순수 산소를 주입하여 산화시키는 것을 특징으로 한다. Wherein the oxidizing step oxidizes pure oxygen by injecting oxygen into the separated solution to which the hydrogen peroxide is added.

그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가축분뇨의 고속 액비화 장치는 가축분뇨로부터 분리된 분리액에 과산화수소를 첨가하여 상기 분리액을 산화시키는 산화부와; 상기 산화부에서 산화된 분리액을 호기성 조건에서 발효시키는 발효부;를 구비하는 것을 특징으로 한다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a high-speed liquefaction apparatus for livestock manure, comprising: an oxidation unit for adding hydrogen peroxide to a separation liquid separated from livestock manure to oxidize the separation liquid; And a fermentation unit for fermenting the separated solution oxidized in the oxidation unit under aerobic conditions.

상기 산화부는 상기 과산화수소가 첨가된 상기 분리액 중의 이물질을 제거하면서 1차로 혼합하는 사이클론부와, 상기 사이클론부에서 배출되는 상기 분리액을 번갈아 압축 및 팽창시켜 혼합하는 혼합관을 구비하는 것을 특징으로 한다. Wherein the oxidizing unit includes a cyclone unit for primarily mixing the hydrogen peroxide with the hydrogen peroxide while removing foreign substances from the separated liquid and a mixing tube for alternately compressing and expanding the separated liquid discharged from the cyclone unit .

상기 발효부는 산화단계에서 발생된 기포를 파괴하는 기포파괴부와, 상기 기포파괴부에서 기포가 파괴된 분리액에 호기성 미생물을 투입한 후 폭기와 함께 교반시키는 폭기교반부를 구비하는 것을 특징으로 한다. The fermentation unit includes a bubble destruction unit that destroys bubbles generated in the oxidation step, and an aeration stirring unit that stirs aerobic microorganisms into the separation liquid in which the bubbles are broken in the bubble destruction unit, and then stirs the aerobic microorganisms together with the aeration.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 미생물에 의한 발효과정에 앞서 분리액에 과산화수소를 첨가하여 분리액 중의 유기물질을 산화시킴으로써 미생물에 의한 분해시간을 크게 단축시키고 발효 효율을 향상시킨다. As described above, according to the present invention, hydrogen peroxide is added to a separation solution prior to fermentation by a microorganism to oxidize an organic substance in the separation solution, thereby greatly shortening a decomposition time by microorganisms and improving fermentation efficiency.

또한, 본 발명은 과산화수소에 의해 유기물질의 산화를 통해 악취의 성분인 휘발성 유기화합물들을 분해시키므로 액비제조과정에서 발생하는 악취의 발생을 현저히 감소시킬 수 있다. In addition, since the present invention decomposes volatile organic compounds, which are components of malodorous substances, through the oxidation of organic substances with hydrogen peroxide, the occurrence of odors generated in the process of producing liquid pots can be remarkably reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가축분뇨의 고속 액비화 방법을 개략적으로 나타낸 블록도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가축분뇨의 고속 액비화 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 3은 도 2에 적용된 요부를 나타낸 사시도이고,
도 4는 도 2에 적용된 다른 요부를 나타낸 사시도이다. FIG. 1 is a block diagram schematically showing a high-speed liquefaction method of a livestock manure according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a schematic view of a high-speed liquefaction apparatus for livestock manure according to an embodiment of the present invention,
Fig. 3 is a perspective view showing a recessed portion applied to Fig. 2,
4 is a perspective view showing another essential part applied to Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가축분뇨의 고속 액비화 방법 및 이를 이용한 고속 액비화 장치에 대하여 구체적으로 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a high-speed liquefaction method for livestock manure and a high-speed liquefaction apparatus using the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 2를 참조하면서 본 발명의 일 실시 예에 따른 가축분뇨의 고속 액비화 방법은 크게 산화단계와 발효단계를 포함한다. 각 단계별로 구체적으로 살펴본다.Referring to FIGS. 1 and 2, the method for rapidly liquefying livestock manure according to an embodiment of the present invention includes an oxidation step and a fermentation step. Each step will be examined in detail.

1. 산화단계1. Oxidation step

가축분뇨를 액비로 만들기 위해서 먼저 가축분뇨를 고액분리하여 고형 폐기물과 분리액으로 분리한다. In order to make livestock manure into liquid manure, firstly livestock manure is separated into solid waste and separation liquid.

고액분리는 통상적인 고액분리장치를 이용한다. 고액분리장치로 스크린, 원심분리기, 필터프레스, 침전분리기 등이 이용될 수 있다. 분리된 고형 폐기물은 퇴비나 연료, 사료 등으로 재활용 처리될 수 있다. 그리고 유기성 폐액인 분리액은 본 발명을 통해 액비로 제조된다. For solid-liquid separation, a conventional solid-liquid separation apparatus is used. As the solid-liquid separation device, a screen, a centrifuge, a filter press, a sedimentation separator and the like can be used. Separated solid waste can be recycled as compost, fuel, or feed. The separated liquid, which is an organic waste solution, is produced as a pot with the present invention.

산화단계는 분리액에 과산화수소를 첨가하여 분리액을 산화시키는 과정이다.In the oxidation step, hydrogen peroxide is added to the separation liquid to oxidize the separation liquid.

과산화수소(H2O2)는 수소와 산소가 결합된 화합물로서, 산화력이 매우 높아 상온에서도 쉽게 분해가 된다. 과산화수소의 분해에 의해 유리되는 산소원자나 수산화라디칼은 매우 활성이 강하고 반응성이 풍부하여 강력한 산화작용을 갖는다. Hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is a compound in which hydrogen and oxygen are combined and has a very high oxidizing power and is easily decomposed even at room temperature. Oxygen atoms and hydroxyl radical liberated by the decomposition of hydrogen peroxide are highly active and rich in reactivity and have strong oxidizing action.

과산화수소는 분리액 자체에 함유된 카탈라아제(catalase) 효소에 의해 분해가 촉진된다. 카탈라아제는 거의 모든 동식물 조직에 널리 존재하는 것으로 알려져 있다. 따라서 가축사료로 이용되는 과일, 채소, 곡물 등에 존재하는 카탈라아제는 가축분뇨로부터 분리된 분리액에 일정량 존재한다. Hydrogen peroxide is accelerated by the catalase enzyme contained in the separating liquid itself. Catalase is known to exist extensively in almost all animal and plant tissues. Therefore, catalase, which is used for livestock feed such as fruits, vegetables, grains, etc., exists in a separated liquid separated from livestock manure.

과산화수소는 초과산화 이온(superoxide ion: O2 -), 수산화 라디칼(hydroxyl radical: ㆍOH)과 함께 대표적인 활성산소에 해당한다. 이러한 활성산소(active oxygen species)는 보통으로 존재하는 기저상태의 삼중항산소(3O2)보다 반응성이 크고 활성이 풍부하다. Hydrogen peroxide is a typical reactive oxygen species together with superoxide ion (O 2 - ) and hydroxyl radical (OH). These active oxygen species are more reactive and more abundant than the normally present ground trioxide ( 3 O 2 ).

분리액에 첨가된 과산화수소는 분리액 중의 유기물질을 산화시킴으로써 후술할 발효단계에서 미생물에 의한 분해시간을 크게 단축시키고 미생물에 의한 분해 효율을 향상시킨다. 또한, 유기물질을 산화시키는 것은 악취의 성분인 휘발성 유기화합물들을 분해시키는 결과를 가져오므로 악취의 발생을 현저히 감소시킬 수 있다. Hydrogen peroxide added to the separation liquid oxidizes the organic substance in the separation liquid, thereby greatly shortening the decomposition time by the microorganism and improving the decomposition efficiency by the microorganism in the fermentation step to be described later. In addition, oxidizing the organic material results in decomposition of volatile organic compounds, which are components of the odor, so that generation of odor can be significantly reduced.

과산화수소를 이용하여 분리액을 산화시키는 산화단계는 1차 혼합단계와, 2차 혼합단계를 포함한다. 1차 및 2차 혼합단계를 통해 과산화수소는 분리액과 골고루 혼합되면서 반응속도를 증대시킨다. The oxidation step of oxidizing the separation liquid using hydrogen peroxide includes a primary mixing step and a secondary mixing step. Through the primary and secondary mixing steps, the hydrogen peroxide is mixed with the separating liquid evenly to increase the reaction rate.

1차 혼합단계는 분리액 중의 이물질을 제거하면서 분리액과 과산화수소를 1차로 혼합하는 과정이다. 그리고 2차 혼합단계는 1차 혼합된 분리액을 번갈아 압축 및 팽창시켜 상기 분리액과 상기 과산화수소를 2차로 혼합시킨다. The first mixing step is a step of firstly mixing the separated liquid and the hydrogen peroxide while removing the foreign substances in the separated liquid. In the second mixing step, the first mixed liquid is alternately compressed and expanded to thereby secondarily mix the liquid and the hydrogen peroxide.

산화단계는 산화부에서 수행된다. 산화부는 제 1혼합부(10)와 제 2혼합부로 이루어진다. The oxidation step is carried out in the oxidation part. The oxidizing portion is composed of the first mixing portion 10 and the second mixing portion.

1차 혼합단계를 수행하기 위한 제 1혼합부(10)는 하부가 원추형으로 형성된 사이클론(11)과, 사이클론(11)의 하부에 연결된 포집조(13)와, 사이클론(11)의 측면에 설치되어 분리액이 유입되는 분리액유입관(15)과, 사이클론(11)의 상부에 형성되어 이물질이 제거된 분리액이 배출되는 분리유출관(17)으로 이루어진다. The first mixing unit 10 for performing the primary mixing step includes a cyclone 11 having a lower cone shape, a collecting tank 13 connected to the lower part of the cyclone 11, And a separating / discharging pipe (17) formed at an upper portion of the cyclone (11) and discharging the separated liquid from which the foreign substance is removed.

분리액유입관(15)을 통해 가축분뇨로부터 분리된 분리액이 사이클론(11)으로 유입된다. 분리액유입관(15)에는 과산화수소가 주입되는 과산화수소 주입관이 연결되어 과산화수소가 분리액에 첨가된다. 이와 달리 분리액과 과산화수소를 첨가한 후 분리액유입관을 통해 사이클론으로 유입될 수 있다. The separated liquid separated from the livestock manure is introduced into the cyclone 11 through the separate liquid inflow pipe 15. A hydrogen peroxide injection tube to which hydrogen peroxide is injected is connected to the separation liquid inlet pipe 15, and hydrogen peroxide is added to the separation liquid. Alternatively, the separation liquid and hydrogen peroxide may be added and then introduced into the cyclone through the separation liquid inlet pipe.

과산화수소로 농도 20 내지 40%의 수용액을 이용할 수 있다. 과산화수소는 분리액 100중량부에 대하여 0.01 내지 1.0중량부를 투입하는 것이 바람직하다. 과산화수소의 투입량이 0.01중량부 미만이면 효과가 미미하고, 1.0중량부를 초과하면 효과의 상승이 낮다. An aqueous solution having a concentration of 20 to 40% with hydrogen peroxide can be used. The hydrogen peroxide is preferably added in an amount of 0.01 to 1.0 part by weight based on 100 parts by weight of the separated liquid. If the amount of the hydrogen peroxide is less than 0.01 part by weight, the effect is insignificant. If the amount is more than 1.0 part by weight, the increase in the effect is low.

펌프(16)에 의해 일정한 속도로 유입되는 분리액은 사이클론(11)에서 회전하면서 원심분리에 의해 비중이 큰 이물질은 하방으로 낙하하여 포집조(13)로 포집된다. 이물질이 제거된 분리액은 분리액유출관(17)을 통해 제 2혼합부로 유입된다. 포집된 이물질은 드레인관(19)을 통해 외부로 배출할 수 있다. The separated liquid flowing at a constant speed by the pump 16 is centrifuged while rotating in the cyclone 11, and foreign matter having a specific gravity falls downward and is collected by the collecting tank 13. The separated liquid from which foreign matters have been removed flows into the second mixing portion through the separation liquid outlet pipe (17). The collected foreign matter can be discharged to the outside through the drain pipe (19).

2차 혼합단계는 1차 혼합된 분리액을 번갈아 압축 및 팽창시킨다. The secondary mixing step alternately compresses and expands the primary mixed lysate.

2차 혼합단계는 제 2혼합부에서 수행된다. 제 2혼합부는 확장경부(21)와 축소경부(25)가 형성된 혼합관(20)으로 이루어진다. 혼합관(20)은 적어도 하나의 확장경부(21)와 적어도 하나의 축소경부(25)로 이루어진다. 확장경부(21)와 축소경부(25)는 교대로 배치된다. The secondary mixing step is performed in the second mixing part. The second mixing portion comprises a mixing tube 20 having an enlarged diameter portion 21 and a reduced diameter portion 25. The mixing tube 20 consists of at least one enlarged diameter portion 21 and at least one reduced diameter portion 25. The enlarged diameter portion 21 and the reduced diameter portion 25 are arranged alternately.

도시된 예에서 혼합관(20)은 전단에서부터 확장경부-축소경부-확장경부-축소경부-확장경부의 순서로 이루어져 있다. 이와 달리 축소경부-확장경부-축소경부-확장경부-축소경부의 순서로 이루어질 수 있다. 확장경부(21)와 축소경부(25)는 일직선으로 연결되거나 도 3에 나타난 바와 같이 축소경부가 굽어지게 형성되어 상하로 배치된 확장경부를 상호 연결시킬 수 있다. In the illustrated example, the mixing tube 20 is composed of an expanded neck portion, a reduced neck portion, an enlarged neck portion, a reduced neck portion, and an enlarged neck portion in order from the front end. Alternatively, the reduction can be made in the order of the reduced-diameter, expanded-diameter, reduced-diameter, expanded-diameter, and reduced-diameter. The enlarged diameter portion 21 and the reduced diameter portion 25 may be connected in a straight line or as shown in FIG. 3, the reduced diameter portion may be formed so as to be curved so as to connect the enlarged diameter portions arranged vertically.

확장경부(21)와 축소경부(25)의 내부에는 유로가 형성된다. 확장경부(21)의 유로(22)와 축소경부(25)의 유로(26)는 연결된다. A flow path is formed in the enlarged diameter portion 21 and the reduced diameter portion 25. The flow path 22 of the enlarged diameter portion 21 and the flow path 26 of the reduced diameter portion 25 are connected.

도 3에 잘 나타난 바와 같이 확장경부(21)의 유로(22) 직경은 분리액유출관(17)의 내경보다 더 크게 형성된다. 그리고 축소부경부(25)의 유로(26)는 확장경부의 유로(22)보다 직경이 더 작게 형성된다. 축소경부의 유로(26) 직경은 분리액유출관(17)의 내경과 동일하거나 더 작게 형성될 수 있다. 3, the diameter of the flow path 22 of the enlarged diameter portion 21 is formed to be larger than the inner diameter of the separation liquid outflow tube 17. The flow path 26 of the reduced diameter portion 25 is formed to be smaller in diameter than the flow path 22 of the enlarged diameter portion. The diameter of the flow path 26 of the reduced diameter portion may be equal to or smaller than the inner diameter of the separation liquid outflow pipe 17.

과산화수소가 첨가된 분리액이 혼합관(20)의 확대경부(21)를 통과하면서 유속은 낮아지고 압력은 높아진다. 그리고 이후 축소경부(25)를 통과할 때 유속이 빨라지고 압력은 낮아진다. 이와 같이 혼합관(20)을 통과하는 분리액은 교대로 압축 및 팽창이 반복적으로 일어나므로 과산화수소와의 혼합이 효율적으로 수행된다. As the separated liquid to which hydrogen peroxide is added passes through the enlarged diameter portion 21 of the mixing tube 20, the flow velocity is lowered and the pressure is increased. Then, when passing through the reduced diameter portion 25, the flow velocity is increased and the pressure is decreased. Since the separation liquid passing through the mixing tube 20 repeatedly compresses and expands repeatedly, mixing with hydrogen peroxide is performed efficiently.

상술한 제 1 및 제 2혼합부를 통해 분리액 중의 이물질을 제거함과 동시에 과산화수소와 분리액을 골고루 혼합시켜 과산화수소에 의한 산화효과를 향상시킨다. 제 1 및 제 2혼합부를 통해 과산화수소에 의해 산화처리된 분리액은 최초의 분리액과 비교시 성상에서 많은 차이가 있다. 색상은 검정색에서 갈색으로 변하고, 악취는 거의 느낄 수 없을 정도로 현저히 감소된다. The foreign substances in the separated liquid are removed through the first and second mixing parts and the hydrogen peroxide and the separation liquid are evenly mixed to improve the oxidizing effect by the hydrogen peroxide. The separation liquid which is oxidized by hydrogen peroxide through the first and second mixing portions has many differences in properties compared with the original separation liquid. The color changes from black to brown, and the smell is markedly reduced to such an extent that it is hardly noticeable.

한편, 산화단계에서 과산화수소가 첨가된 분리액에 순수 산소를 주입할 수 있다. 가령, 분리액유출관에서 배출되어 제 2혼합관으로 유입되는 분리액 중으로 순수 산소를 주입한다. 이는 분리액 중의 용존산소를 높이고, 산화효과를 증대시킬 수 있다. On the other hand, in the oxidation step, pure oxygen can be injected into the separated solution to which hydrogen peroxide is added. For example, pure oxygen is injected into the separation liquid discharged from the separation liquid discharge pipe and flowing into the second mixing pipe. This can increase the dissolved oxygen in the separation liquid and increase the oxidation effect.

도시되지 않았지만, 순수산소를 주입하기 위해 순수 산소가 충전된 산소붐베와, 산소붐베와 분리액유출관을 연결하는 산소공급관이 구비된다. Although not shown, there is provided an oxygen boom box filled with pure oxygen for injecting pure oxygen, and an oxygen supply pipe connecting the oxygen boom box and the separated liquid outflow pipe.

2. 발효단계2. Fermentation phase

발효단계는 상기 산화단계에서 산화된 분리액을 호기성 조건에서 발효시킨다. 과산화수소에 의해 산화되지 않은 유기물들은 발효단계에서 미생물에 의해 분해처리된다. 발효단계는 발효부를 통해 수행된다.The fermentation step ferments the separated solution oxidized in the oxidation step under aerobic conditions. Organics that are not oxidized by hydrogen peroxide are decomposed by the microorganisms in the fermentation stage. The fermentation step is carried out through the fermentation section.

발효단계는 일 예로 산화단계에서 발생된 기포를 파괴하는 기포파괴단계와, 기포가 파괴된 분리액에 호기성 미생물을 투입한 후 폭기와 함께 교반시키는 폭기교반단계로 이루어진다. The fermentation step includes, for example, a bubble destroying step of destroying bubbles generated in the oxidation step and an aeration stirring step of mixing the aerobic microorganism into the separated bubble-decomposed liquid and then agitating the aerobic microorganism together with the aeration.

기포파괴단계를 수행하기 위한 기포파괴부는 도 4에 잘 나타난 바와 같이 혼합관(20)과 연결된 제 1연결관(31)과, 제 1연결관(31)과 연결된 탱크(33)와, 탱크(33)의 내부에 설치된 충돌판(35)과, 탱크(33)의 하부에 연결된 제 2연결관(37)으로 이루어진다. As shown in FIG. 4, the bubble destruction unit for performing the bubble destruction step includes a first connection pipe 31 connected to the mixing pipe 20, a tank 33 connected to the first connection pipe 31, 33 and a second connection pipe 37 connected to the lower portion of the tank 33. [

혼합관(20)의 후단과 연결되어 탱크(33)의 내부까지 연장되는 제 1연결관(31)은 단부가 상방으로 경사지게 형성된다. 그리고 제 2연결관(37)에는 펌프(38)가 설치된다. The first connection pipe 31 connected to the rear end of the mixing pipe 20 and extending to the inside of the tank 33 is formed such that its end portion is inclined upward. A pump 38 is installed in the second connection pipe 37.

혼합관(20)에서 배출되는 분리액은 제 1연결관(31)을 통해 탱크(33)의 내부로 유입되고, 탱크(33)의 내부로 유입된 분리액은 충돌판(35)과 충돌하면서 기포가 파괴된다. 기포가 파괴된 분리액은 제 2연결관(37)을 통해 폭기교반부(40)로 유입된다. The separated liquid discharged from the mixing tube 20 flows into the inside of the tank 33 through the first connecting pipe 31 and the separated liquid flowing into the tank 33 collides with the impact plate 35 Bubbles are destroyed. The separated liquid in which the bubbles are broken flows into the aeration agitator 40 through the second connection pipe 37.

기포를 파괴시킨 후 분리액에 호기성 미생물을 투입한 후 폭기와 함께 교반시켜 분리액을 발효시킨다. After the air bubbles are destroyed, the aerobic microorganisms are added to the separated liquid and then stirred together with the aeration to ferment the separated liquid.

폭기교반단계를 수행하기 위한 폭기교반부(40)는 발효조(41)와, 발효조(41)의 내부에 설치된 산기관(43)과, 산기관(43)과 연결되어 공기를 공급하는 블로워(45)와, 발효조(41) 내부에 설치된 교반수단(미도시)으로 이루어진다. 교반수단으로 전동모터에 의해 구동되는 통상적인 교반 임펠러가 설치될 수 있다. The aeration stirring unit 40 for performing the aeration stirring step includes a fermentation tank 41, an aeration tank 43 provided inside the fermentation tank 41, a blower 45 connected to the aeration tank 43 for supplying air And stirring means (not shown) provided inside the fermentation tank 41. A conventional stirring impeller driven by an electric motor may be installed as an agitating means.

발효조에 일정량의 분리액이 저장되면, 미생물을 투입한다. 미생물로 호기성 미생물을 이용한다. When a certain amount of the separated liquid is stored in the fermenter, microorganisms are introduced. It uses aerobic microorganisms as microorganisms.

호기성 미생물의 일 예로 바실러스 스테아로써모필러스(Bacillus stearothermophilus), 스페로테리우스 나우타우(Speroterius Nautau ), 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis), 로도슈도마나스(Rhodopsudomonas), 로도스피릴룸(Rhodospirillum), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis), 바실러스 터모아밀로보란스(Bacillus thermoamylovorans) 단독 또는 2 이상이 혼합된 형태로 이용할 수 있다. Examples of aerobic microorganisms include Bacillus stearothermophilus , Speroterius natutau, Nautau ), Bacillus subtilis subtilis), also Pseudomonas Manas (Rhodopsudomonas), also RY rilrum (Rhodospirillum), Bacillus Sono alkylene sheath (Bacillus sonorensis , Bacillus thermoamylovorans ) may be used singly or in a mixture of two or more.

이 외에도 공지의 호기성 미생물을 이용할 수 있다. 미생물은 축산 분뇨의 발효 과정에서 자체적으로 분리하여 이용하거나 상업적으로 구입하여 이용 가능하다. In addition to this, known aerobic microorganisms can be used. The microorganisms can be separated or used commercially during the fermentation process of the livestock manure.

미생물 배양액을 발효조(41)에 투입하는 경우, 분리액 100중량부에 대하여 미생물 배양액 0.01 내지 0.3중량부를 투입할 수 있다. When the microorganism culture solution is put into the fermentation tank 41, 0.01 to 0.3 part by weight of the microorganism culture solution may be added to 100 parts by weight of the separated solution.

미생물의 투입 후 발효조(41)에 저장된 분리액에 폭기와 함께 교반을 시키면서 분리액을 발효시킨다. 폭기와 교반은 간헐적으로 수행될 수 있다. 발효를 통해 호기성 미생물에 의해 분리액 중의 유기물이 분해되고 질소 및 염분, 중금속의 수치 저하와 COD, BOD, SS, 질소, 인의 수치를 낮출 수 있다. The separated liquid stored in the fermentation tank 41 is fermented while stirring with the aeration. Aeration and agitation can be performed intermittently. Through fermentation, aerobic microorganisms can decompose the organic matter in the separated liquid and lower the levels of nitrogen, salt and heavy metals, and lower COD, BOD, SS, nitrogen and phosphorus levels.

특히, 본 발명은 미생물에 의한 유기물의 분해 전에 과산화수소에 의한 산화처리가 먼저 진행되므로 미생물에 의한 분해시간을 크게 단축시킬 수 있다. 미생물에 의해 분뇨를 발효시키는 종래의 액비제조방법은 액비 제조기간이 2개월 내지 6개월이 소요되는 반면에 본 발명은 액비 제조기간은 10 내지 20일 정도면 충분하다. Particularly, since the oxidation process by hydrogen peroxide is performed before the decomposition of the organic matter by the microorganism, the decomposition time by the microorganism can be greatly shortened. Conventional methods for producing manure by fermenting manure by microorganisms require a manure period of 2 to 6 months, whereas the present invention requires a manure period of 10 to 20 days.

발효단계를 통해 분리액은 최종적으로 연한 갈색 빛을 띠고, 취기가 전혀 나지 않을 정도로 분해되어 양질의 액비가 형성된다. Through the fermentation step, the separated liquid finally has a pale brownish color and is decomposed to such an extent that no odor is produced at all, and a high quality liquid fertilizer is formed.

이상, 본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해 져야할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention. . Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

10: 제 1혼합부 11: 사이클론
13: 포집조 20: 혼합관
21: 확대경부 25: 축소경부
30: 기포파괴부 33: 탱크
40: 폭기교반부 41: 발효조
43: 산기관 10: first mixer 11: cyclone
13: collection tank 20: mixing tube
21: enlarged neck 25: reduced neck
30: bubble destruction part 33: tank
40: aeration stir portion 41: fermenter
43:

Claims (8)

가축분뇨로부터 분리된 분리액에 과산화수소를 첨가하여 상기 분리액을 산화시키는 산화단계와;
상기 산화단계에서 산화된 분리액을 호기성 조건에서 발효시키는 발효단계;를 포함하고,
상기 발효단계는 a)상기 산화단계에서 발생된 기포를 파괴하는 기포파괴단계와, b)상기 기포파괴단계에서 기포가 파괴된 분리액에 호기성 미생물을 투입한 후 폭기와 함께 교반시키는 폭기교반단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축분뇨의 고속 액비화 방법.An oxidation step of adding hydrogen peroxide to the separated liquid separated from the animal manure to oxidize the separated liquid;
And a fermentation step of fermenting the separated solution oxidized in the oxidation step under aerobic conditions,
Wherein the fermentation step comprises the steps of: a) destroying bubbles generated in the oxidation step; and b) aeration stirring step in which aerobic microorganisms are added to the separation liquid in which the bubbles are destroyed in the bubble destruction step, Wherein the method comprises the steps of: 제 1항에 있어서, 상기 산화단계는 상기 과산화수소가 첨가된 분리액을 번갈아 압축 및 팽창시켜 상기 분리액과 상기 과산화수소를 혼합시키는 것을 특징으로 하는 가축분뇨의 고속 액비화 방법.2. The method of claim 1, wherein the oxidation step comprises alternately compressing and expanding the separated liquid to which the hydrogen peroxide is added to mix the separated liquid with the hydrogen peroxide. 제 2항에 있어서, 상기 혼합은 상기 과산화수소가 첨가된 분리액을 확장경부와 축소경부가 교대로 형성된 혼합관을 통과시켜 수행하는 것을 특징으로 하는 가축분뇨의 고속 액비화 방법.[3] The method of claim 2, wherein the mixing is performed by passing the hydrogen peroxide-containing separating liquid through a mixing tube formed by alternately forming an enlarged diameter portion and a reduced diameter portion. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 산화단계는 상기 과산화수소가 첨가된 분리액에 순수 산소를 주입하여 산화시키는 것을 특징으로 하는 가축분뇨의 고속 액비화 방법.The method of claim 1, wherein the oxidizing step is performed by introducing pure oxygen into the separated liquid to which the hydrogen peroxide is added to oxidize the liquid. 가축분뇨로부터 분리된 분리액에 과산화수소를 첨가하여 상기 분리액을 산화시키는 산화부와;
상기 산화부에서 산화된 분리액을 호기성 조건에서 발효시키는 발효부;를 구비하고,
상기 발효부는 상기 산화부에서 발생된 기포를 파괴하는 기포파괴부와, 상기 기포파괴부에서 기포가 파괴된 분리액에 호기성 미생물을 투입한 후 폭기와 함께 교반시키는 폭기교반부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가축분뇨의 고속 액비화 장치.An oxidizing unit for oxidizing the separated liquid by adding hydrogen peroxide to the separated liquid separated from the animal manure;
And a fermentation section for fermenting the separated solution oxidized in the oxidation section under aerobic conditions,
Wherein the fermentation section comprises an air bubble destroying section for destroying the air bubbles generated in the oxidizing section and an aeration stirring section for mixing aerobic microorganisms into the separation liquid in which the air bubbles are broken in the air bubble destruction section and then stirring the aerobic microbes together with the aeration Fast liquefying device for livestock manure. 제 6항에 있어서, 상기 산화부는 상기 과산화수소가 첨가된 상기 분리액을 사이클론으로 유입시켜 분리액 중의 이물질을 제거하면서 1차로 혼합하는 제 1혼합부와, 상기 사이클론에서 배출되는 상기 분리액을 번갈아 압축 및 팽창시켜 혼합하는 제 2혼합부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가축분뇨의 고속 액비화 장치.[7] The method according to claim 6, wherein the oxidizing unit comprises: a first mixing unit for introducing the hydrogen peroxide-added separating liquid into the cyclone to mix the primary liquid while removing foreign substances in the separated liquid; And a second mixing section for expanding and mixing the liquid mixture. 삭제delete
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