KR101629467B1 - 돈사 악취 제거 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면, 돈사의 슬러리피트로부터 분뇨가 집수 및 저장되고 반응조 유닛에 일정한 양의 분뇨가 유입되도록 하는 유량조정조; 유량조정조로부터 일정한 양의 분뇨가 유입되고 분뇨가 토착 미생물과 교반되어 혐기 발효와 호기 발효가 단일의 반응조 공간 내에서 처리되도록 하여 분뇨 중의 악취 물질이 제거되도록 하는 반응조 유닛; 반응조 유닛으로부터 발효 처리된 반응물이 유입되어 침전 반응되도록 하여 분뇨 중의 악취 물질이 제거되도록 하고 악취가 제거된 처리수가 상등(上登)되는 것을 통해 생성되도록 하는 침전조 유닛; 및 침전조 유닛에 구성되어 상기 악취가 제거된 처리수가 슬러리피트로 순환 및 슬러리피트의 세척수로 활용되도록 하여 슬러리피트의 악취가 제거되도록 하는 순환수단을 포함하는 돈사 악취 제거 시스템이 제공된다.

Description

돈사 악취 제거 시스템{Deodorizing system for pigpen}

본 발명은 돈사 악취 제거 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 돈사의 분뇨 중 일부를 혐기, 호기 및 침전 반응을 통해 악취 제거 처리되고 이때 발생된 처리수가 돈사의 슬러리피트로 공급되고 슬러리피트를 세척하는 세척수로 사용되어 돈사의 악취가 제거되도록 할 수 있는 돈사 악취 제거 시스템에 관한 것이다.

2005년 2월부터 시행된 악취방지법(환경부)에 의하면 2006년 1월 1일부터 돼지 사육시설 면적이 50 ㎡ 이상 되는 돈사에 대해서 암모니아, 황화수소 등 지정 악취가스의 배출에 대한 규제가 실시되고 있다. 이는, 돈사가 위치한 부지의 경계선에서 측정한 지정 악취가스의 농도가 각각의 배출허용기준을 만족해야 하는 법령으로 돈사에 인접한 지역에서 악취가스로 인한 문제를 해결하기 위한 법이다. 현재의 악취방지법은 시행 초기로서 폐수관리법과 같이 엄격하게 적용되고 있지 않지만 향후 몇 년 이내에 돼지 축산농가에서는 상기 악취방지법을 엄격히 준수해야 하는 상황이 다가 오고 있다. 그러므로 이러한 악취방지법을 만족하기 위해서는 돈사로부터 배출되는 분뇨에 존재하는 악취가스를 제거하는 시스템의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

또한, 이러한 악취방지법 뿐만 아니라 농축산 시장의 개방에 따른 축산농가의 경쟁력 확보를 위해서도 보다 양질의 돼지를 생산하기 위한 경쟁력 있는 돈사가 갖추어져야 하고, 돼지의 품질 향상을 위해서 돈사 내부를 보다 청결하게 유지하고 관련 질병들을 없애는 악취가스 제거시스템이 반드시 필요하다.

이에, 등록특허 10-1451240호 등에 가축 분뇨의 악취가스를 제거하기 위한 장치 또는 방법이 안출된 바 있다.

여기서, 종래의 가축 분뇨의 악취가스 제거 장치 또는 방법은, 돈사 분뇨가 저류조로 투입되고 동시에 토착 미생물이 투입되어 저류조에서 액상 분뇨와 토착 미생물이 혼합 및 혐기 발효된 후 반응조에서 다수개의 수중펌프와 폭기장치 및 살수장치에 의해 산소 공급 및 교반을 통해 폭기에 따른 호기 발효된 뒤 다시 침전조에서 침전물이 침전되는 과정을 통하여 생성된 처리수가 다시 돈사의 슬러리피트로 순환되도록 하여 슬러리피트의 분뇨 중 악취가 제거되도록 하고 있다.

그러나 종래의 가축 분뇨의 악취가스 제거 장치 또는 방법은, 상기와 같이 슬러리피트로부터 공급되는 분뇨가 각각 혐기 발효와 호기 발효를 위한 처리조에서 처리되도록 하기 때문에, 처리조의 설치와 처리조 사이의 반응물질(또는 처리중인 분뇨)의 유동을 위한 펌프와 배관 등과 같은 강제 유동수단의 구성이 실시되어야 하므로 이에 대한 비용이 많이 소요되고 그 구성부들의 동작에 많은 소음이 발생되는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같이 토착 미생물을 이용하여 분뇨의 악취를 제거하기 위해서는 돼지의 개체수로부터 발생되는 분뇨의 일일발생량의 3배 이상의 용량을 갖추는 경우에 그 효과가 지속적으로 나타나는데, 상기 처리조의 경우 대부분 돈사의 설계 당시 돼지 등의 증가 개체수를 반영하지 않고 돈사의 면적 등만을 반영하였기 때문에 3배 이상의 용량을 가지도록 그 시설의 증대 및 유지에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 상기 처리조 중 폭기 발효가 발생되는 폭기조의 경우 과도한 용량 공급시 폭기를 위한 수단에 과부하가 발생되어 폭기가 정상적으로 이루어지지 않게 되고 이로 인하여 발효와 침전 등의 효율이 저하되어 결국 악취 제거 효율도 감소되는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 이유로, 돼지 개체수가 증가한 대부분의 축산농가에서는 기존의 설치된 처리조들을 이용하여 분뇨를 처리하지 않고 분뇨를 저류조에 수집한 후 이를 전부 외부의 처리회사로 반출하도록 하고 있어 분뇨의 처리에 많은 비용이 소요되고 있는 실정이며, 그럼에도 불구하고 돈사의 내부에서 분뇨에 의해 발생되는 악취의 제거가 이루어지지 않아 별도로 약품 등을 이용한 소독이나 세척작업을 실시하고 있어 이에 대한 비용도 가중되어 경제적으로 많은 손실이 발생되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 돈사의 분뇨 중 일부를 혐기, 호기 및 침전 반응을 통해 악취 제거 처리하고 이때 발생된 처리수가 돈사의 슬러리피트로 공급되고 슬러리피트의 세척수로 재사용되어 돈사의 악취가 제거되도록 할 수 있는 돈사 악취 제거 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 폭기조와 발효조가 하나의 반응조 유닛에서 구성되도록 한 후 상기 반응조가 복수개 직결되도록 하여 폭기조의 부하가 절감되도록 하고 이를 통하여 폭기 효율이 향상과 반응 효율이 향상되도록 할 수 있는 돈사 악취 제거 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 상기 반응조 유닛 내부에 폭기조와 발효조 사이가 격벽에 의해 구분되도록 한 후 격벽의 상측부와 하측부에 순환용 통공이 구성되도록 하여 분뇨의 유동에 따른 구성부의 설치 생략과 함께 소음을 억제할 수 있는 돈사 악취 제거 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 상기 반응조 유닛 내부에 폭기조 발효조가 상기 순환용 통공에 의해 하측부에서는 혐기 발효가 발생되도록 하고 상측부에서는 호기 발효가 발생되도록 하여 호기 발효층에 의해 혐기 발효층의 악취가 공기 중으로 확산되지 않도록 하여 처리 중 악취가 절감되도록 할 수 있는 돈사 악취 제거 시스템을 제공하는 것이다.

한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이를 위하여, 돈사의 슬러리피트로부터 분뇨가 집수 및 저장되고 반응조 유닛에 일정한 양의 분뇨가 유입되도록 하는 유량조정조; 유량조정조로부터 일정한 양의 분뇨가 유입되고 분뇨가 토착 미생물과 교반되어 혐기 발효와 호기 발효가 단일의 반응조 공간 내에서 처리되도록 하여 분뇨 중의 악취 물질이 제거되도록 하는 반응조 유닛; 반응조 유닛으로부터 발효 처리된 반응물이 유입되어 침전 반응되도록 하여 분뇨 중의 악취 물질이 제거되도록 하고 악취가 제거된 처리수가 상등(上登)되는 것을 통해 생성되도록 하는 침전조 유닛; 및 침전조 유닛에 구성되어 상기 악취가 제거된 처리수가 슬러리피트로 순환 및 슬러리피트의 세척수로 활용되도록 하여 슬러리피트의 악취가 제거되도록 하는 순환수단을 포함하는 돈사 악취 제거 시스템이 제공된다.

여기서, 유량조정조는, 유량조정탱크와; 유량조정탱크의 상측벽에 복수개가 소정 간격으로 관통 형성되어 반응조 유닛으로 일정한 양의 분뇨가 유입되도록 조절하는 분뇨유입공을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 분뇨유입공은, 유량조정탱크의 바닥면으로부터 소정의 높이에 소정의 간격을 가지면서 서로 다른 높이로 이격 형성되는 제1분뇨유입공, 제2분뇨유입공 및 제3분뇨유입공을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 반응조 유닛은, 제1번 반응조, 제2번 반응조 및 제3번 반응조가 캐스케이드 구조로 구성되어 반응물이 어느 하나의 반응조에서 다음단의 반응조로 월류되면서 유입 및 발효 처리되는 구성을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 반응조 유닛은, 분뇨반응탱크; 분뇨반응탱크의 내부 공간을 폭기조와 발효조로 좌우 격리시키는 구획벽; 및 구획벽의 상측부와 하측부에 복수개가 소정 간격으로 관통 형성되어 폭기조의 분뇨 또는 반응물이 폭기조에 위치된 이젝터의 폭기 동작시 발효조로 유입 및 순환되도록 하여 발효조의 상측부에는 폭기에 따른 호기 발효층이 생성되도록 하고 호기 발효층의 하측부에는 혐기 발효층이 생성되도록 하여 호기와 혐기 발효가 가능하도록 하는 반응물순환공을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 반응물순환공은, 구획벽의 하측부에 바닥면으로부터 소정의 높이에 구성되는 제1반응물순환공과; 제1반응물순환공로부터 소정 높이로 이격된 구획벽의 상측부에 소정의 간격을 가지면서 서로 다른 높이로 이격 형성되는 제2반응물순환공, 제3반응물순환공 및 제4반응물순환공을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 침전조 유닛은, 제1번 침전조, 제2번 침전조 및 제3번 침전조가 캐스케이드 구조로 구성되어 반응물이 어느 하나의 침전조에서 다음단의 침전조로 월류되면서 유입 및 침전 처리되어 분뇨 중의 악취 물질이 제거되도록 하고 마지막 침전조에 악취가 제거된 처리수가 상등(上登)되는 구성을 가지는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명에 의하면, 돈사의 분뇨 중 일부를 혐기, 호기 및 침전 반응을 통해 악취 제거 처리하고 이때 발생된 처리수가 돈사의 슬러리피트로 공급되고 슬러리피트의 세척수로 재사용되어 돈사의 악취가 제거되도록 할 수 있고, 폭기조의 부하가 절감되도록 하고 이를 통하여 폭기 효율이 향상과 반응 효율이 향상되도록 할 수 있다.

또한, 상기 반응조 유닛 내부에 폭기조와 발효조 사이가 격벽에 의해 구분되도록 한 후 격벽의 상측부와 하측부에 반응물순환공이 구성되도록 하여 분뇨의 유동에 따른 구성부의 설치 생략과 함께 소음을 억제할 수 있고, 상기 반응조 유닛 내부의 발효조가 상기 반응물순환공에 의해 하측부에서는 혐기 발효가 발생되도록 하고 상측부에서는 호기 발효가 발생되도록 하여 호기 발효층에 의해 혐기 발효층의 악취가 공기 중으로 확산되지 않도록 하여 처리 중 악취가 절감되도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 돈사 악취 제거 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도;
도 2는 도 1의 돈사 악취 제거 시스템에 있어서 폭기조와 발효조가 구성된 반응조 유닛의 구성을 나타낸 도면; 및
도 3과 도 4는 각각 도 1의 돈사 악취 제거 시스템에 있어서 유량조정조와 반응조 유닛 및 반응조 유닛과 침전조 유닛이 연결된 구조를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 돈사 악취 제거 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1의 돈사 악취 제거 시스템에 있어서 폭기조와 발효조가 구성된 반응조 유닛의 구성을 나타낸 도면이며, 도 3과 도 4는 각각 도 1의 돈사 악취 제거 시스템에 있어서 유량조정조와 반응조 유닛 및 반응조 유닛과 침전조 유닛이 연결된 구조를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 돈사 악취 제거 시스템은, 돈사(10)의 슬러리피트(11)로부터 분뇨가 집수 및 저장되고 반응조 유닛(120)의 첫째 반응조에 일정한 양의 분뇨가 유입되도록 하는 유량조정조(110), 유량조정조(110)로부터 일정한 양의 분뇨가 첫째 반응조로 유입되고 분뇨가 토착 미생물과 교반되어 혐기 발효와 호기 발효가 단일의 반응조 공간 내에서 처리되도록 하는 복수개의 반응조 즉, 제1번 반응조(120-1), 제2번 반응조(120-2) 및 제3번 반응조(120-3)가 캐스케이드 구조로 구성되어 반응물이 어느 하나의 반응조에서 다음단의 반응조로 월류되면서 유입 및 발효 처리되어 분뇨 중의 악취 물질이 제거되도록 하는 반응조 유닛(120), 반응조 유닛(120)의 마지막 반응조로부터 발효 처리된 반응물이 첫째 침전조로 월류되면서 유입되어 침전 반응되도록 하는 복수개의 침전조 즉, 제1번 침전조(130-1), 제2번 침전조(130-2) 및 제3번 침전조(130-3)가 캐스케이드 구조로 구성되어 반응물이 어느 하나의 침전조에서 다음단의 침전조로 월류되면서 유입 및 침전 처리되어 분뇨 중의 악취 물질이 제거되도록 하고 마지막 침전조에 악취가 제거된 처리수가 상등(上登)되는 것을 통해 생성되도록 하는 침전조 유닛(130) 및 침전조 유닛(130)의 마지막 침전조에 구성되어 상기 악취가 제거된 처리수가 슬러리피트(11)로 순환 및 슬러리피트(11)의 세척수로 활용되도록 하여 슬러리피트(11)의 악취가 제거되도록 하는 순환수단(140) 등을 포함한다.

여기서, 본 발명의 돈사 악취 제거 시스템은, 반응조 유닛(120)의 폭기 부하를 절감하고 발효 효율을 향상시키기 위해 돈사(10)의 슬러리피트(11)로부터 일부의 분뇨만이 반응조 유닛(120)에 집수 및 저장되도록 하기 때문에, 슬러리피트(11)의 나머지 분뇨는 외부의 분뇨처리장치로 공급 및 처리되도록 임시적으로 저장하는 위탁조(150)로 집수 및 저장되도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명의 돈사 악취 제거 시스템은, 슬러리피트(11)로부터 집수되는 분뇨의 모든 양을 발효 및 침전처리하여 처리수를 생성하는 것이 아니고 분뇨의 일부만을 발효 및 침전처리하여 처리수를 생성하도록 하기 때문에, 과도한 용량이 반응조 유닛(120)으로 공급되지 않도록 할 수 있어 폭기의 과부하에 따른 발효와 침전 효율 저하의 문제점을 억제할 수 있고 또한, 돈사(10) 설계시 구성된 종래의 작은 용량을 가지는 처리조를 반응조로 사용할 수 있어 새로운 반응조의 구성을 생략하여 그 비용을 절감할 수도 있다.

또한, 본 발명의 돈사 악취 제거 시스템은, 순환수단(140)이 구성되는 침전조 유닛(130)의 마지막 침전조로부터 돈사(10)의 슬러리피트(11)로 순환되지 않는 처리수가 이전단의 침전조로 역류되지 못하도록 저장조(160)로 월류되면서 집수 및 저장되도록 하는 것이 바람직하다.

유량조정조(110)는, 돈사(10)의 슬러리피트(11)로부터 분뇨가 집수 및 저장되고 반응조 유닛(120)의 첫째 반응조에 일정한 양의 분뇨가 유입되도록 하는 유량의 유입량 조절 기능을 가지는 저류탱크로, 돈사(10)로부터 발생되는 분뇨량의 1/3에 해당되는 용량을 가지는 유량조정탱크(111)와, 유량조정탱크(111)의 상측벽에 복수개가 소정 간격으로 관통 형성되어 후술된 반응조 유닛(120)의 첫째 반응조로 일정한 양의 분뇨가 유입되도록 조절하는 분뇨유입공(112)을 포함한다.

분뇨유입공(112)은, 유량조정탱크(111)의 바닥면으로부터 소정의 높이에 소정의 간격을 가지면서 서로 다른 높이로 이격 형성되는 제1분뇨유입공(112-1), 제2분뇨유입공(112-2) 및 제3분뇨유입공(112-3)을 포함하며, 각각의 유입공은 100mm의 지름과 200mm의 이격 간격을 가지는 것이 바람직하다.

여기서, 분뇨유입공(112)은, 지름이 100mm를 초과하는 경우에는 액상과 고상이 혼합된 큰 부피의 분뇨 덩어리가 일정시간 유량조정탱크(111)에서 발효에 따른 분해가 이루어지지 않고 바로 반응조 유닛(120)으로 유입됨에 따라 반응조 유닛(120)에서 큰 부피의 분뇨 덩어리가 작은 부피의 분뇨 덩어리로 분해되도록 하는 발효에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있고, 지름이 100mm를 미만하는 경우에는 유량조정탱크(111)에서 소정 시간 발효에 따라 소정 부피로 분해된 분뇨 덩어리가 반응조 유닛(120)으로 유입되지 못하고 내주면에 걸려서 막히게 되는 문제점이 있다.

이에, 상기 100mm의 지름을 통하여 액상과 고상이 혼합된 분뇨 덩어리가 유량조정탱크(111)로부터 반응조 유닛(120)의 첫째 반응조로 유입되도록 하는 경우, 발효 분해 효율이 향상되도록 할 수 있다.

또한, 제1 내지 제3분뇨유입공(112-1,112-2,112-3)은, 상호간 이격 간격이 200mm를 가짐에 따라 유량조정탱크(111)의 수위에 따라 반응조 유닛(120)으로 유입되는 분뇨가 수위에 따른 압력에 의해 보다 잘 혼합 및 교반되도록 할 수 있다.

한편, 유량조정조(110)는, 유량조정조탱크(111)의 상측부에 구성되어 분뇨의 오버플로우 발생시 이를 상기 위탁조(150)로 강제 순환시키는 펌프와 파이프를 포함하는 공지의 강제순환수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

반응조 유닛(120)은, 유량조정조(110)로부터 일정한 양의 분뇨가 제1 내지 제3분뇨유입공(112-1,112-2,112-3)으로부터 이에 대응되는 제1번 반응조(120-1)의 분뇨공급공(125) 즉, 제1 내지 제3분뇨공급공(125-1, 125-2,125-3)으로 유입된 후 순차적으로 제2번 반응조(120-2)와 제3번 반응조(120-3)로 월류되면서 각 반응조 내에서 토착 미생물과 혼합되면서 혐기 발효와 호기 발효 처리되어 분뇨 중의 악취 물질이 제거되도록 하는 반응탱크로, 복수개의 반응조가 캐스케이드 구조로 구성되고, 유량조정조(110)의 유량조정탱크(111)에 대응되는 용량을 가지는 분뇨반응탱크(121), 분뇨반응탱크(121)의 내부 공간을 폭기조(120A)와 발효조(120B)로 좌우 격리시키는 구획벽(122), 구획벽(122)의 상측부와 하측부에 복수개가 소정 간격으로 관통 형성되어 폭기조(120A)의 분뇨 또는 반응물이 폭기조(120A)에 위치된 이젝터(E)의 폭기 동작시 발효조(120B)로 유입 및 순환되도록 하여 발효조(120B)의 상측부에는 폭기에 따른 호기 발효층이 생성되도록 하고 호기 발효층의 하측부에는 혐기 발효층이 생성되도록 하여 호기와 혐기 발효가 가능하도록 하는 반응물순환공(123) 및 발효조(120B)가 위치된 분뇨반응탱크(121)의 상측단에 형성되어 다음단에 위치된 반응조로 혐기 발효층의 반응물이 월류되면서 유입되도록 하는 월류구(124)를 포함한다.

반응물순환공(123)은, 구획벽(122)의 하측부에 바닥면으로부터 소정의 높이 일예로, 1000mm 높이에 구성되는 제1반응물순환공(123-1)과, 제1반응물순환공(123-1)로부터 소정 높이로 이격된 구획벽(122)의 상측부에 소정의 간격을 가지면서 서로 다른 높이로 이격 형성되는 제2반응물순환공(123-2), 제3반응물순환공(123-3) 및 제4반응물순환공(123-4)을 포함하며, 각각의 순환공은 100mm의 지름을 가진다.

여기서, 제1반응물순환공(123-1)은 구획벽(122)의 바닥면으로부터 약 1000mm의 높이에 형성되고, 제2반응물순환공(123-2)이 제1반응물순환공(123-1)으로부터 500mm 높이로 이격 형성되며, 제3 및 제4반응물순환공(123-3,123-4)은 각각 제2반응물순환공(123-2)으로부터 200mm와 400mm 높이로 이격 형성된다.

이때, 반응물순환공(123)은, 지름이 100mm를 초과하는 경우에는 폭기조(120A)와 발효조(120B)의 구획의 의미가 없어 이젝터(E)의 부하를 절감하는 효과가 감소되고, 지름이 100mm를 미만하는 경우에는 이젝터(E)를 이용한 폭기에 따른 폭기조(120A)와 발효조(120B) 사이를 순환하는 반응물의 순환 효율이 저하되는 문제점이 있다. 이에, 상기 100mm의 지름을 통하여 호기 및 혐기 발효 중인 반응물이 폭기조(120A)와 발효조(120B)를 순환하면서 발효 분해되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 제1반응물순환공(123-1)이 구획벽(122)의 바닥면으로부터 약 1000mm의 높이에 형성되고, 제2반응물순환공(123-2) 내지 제4반응물순환공(123-4)가 제1반응물순환공(123-1)으로부터 500mm 높이로 이격된 상태에서 상호간 200mm 높이로 이격 형성되도록 하는 것은, 제1반응물순환공(123-1)과 제2반응물순환공(123-2) 사이의 높이에 무거운 입자를 가지는 반응물이 침전되어 혐기 발효되도록 하는 혐기 발효층이 생성되도록 하고, 그 상측부에 제2반응물순환공(123-2) 내지 제4반응물순환공(123-4)의 높이에는 가벼운 입자를 가지는 반응물이 순환되면서 호기 발효되도록 하는 호기 발효층이 생성되도록 하기 위함이며, 이를 통하여, 혐기 발효층으로부터 발생되는 악취가 호기 발효층에 의해 외부로 확산되지 못하도록 할 수 있다.

여기서, 상기 발효조(120B)의 제1반응물순환공(123-1)과 제2반응물순환공(123-2) 사이의 높이에 대응되는 곳에는 상기 반응물순환공에 대응된 지름을 가지는 구획공이 복수개가 소정 간격으로 이격된 격벽이 더 설치되어, 덩어리 상태를 가지는 반응물이 상층부로 상등 및 순환되지 못하도록 하여 발효조(120B)의 하측부에서 발효되도록 할 수 있으며, 이를 통하여, 호기 발효층과 혐기 발효층의 인위적인 경계가 구분되도록 하여도 좋다.

또한, 상기 폭기조(120A)의 상측부에는 이젝터(E)의 폭기에 따른 거품을 제거하는 파포기(미도시)가 폭기액으로부터 500mm 이격된 높이에 구성되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은, 상기 제1번 반응조(120-1)의 폭기조(120A)에 유량저장조(110)의 유량저장탱크(111)의 상측부에 형성된 제1 내지 제3분뇨유입공(112-1,112-2,112-3)이 관통되는 구조를 가지기 때문에, 유량저장탱크(111)도 이젝터(E)의 폭기에 따른 반응물의 순환이 가능해져 상기 발효조(120B)에서와 같이 발효가 발생하게 되며 이때, 상층부에 생성되는 호기 발효층에 따라 악취가 절감되는 효과를 가질 수 있다.

따라서 반응조 유닛(120)에 의하면, 폭기조(120A)와 발효조(120B)가 구획벽(122)에 의해 단일의 분뇨반응탱크(121)에 격리 구성되고 이때, 구획벽(122)에 형성되는 서로 다른 높이를 가지는 복수개의 반응물순환공(123)을 통해 폭기조(120A)의 이젝터(E)의 동작시 반응물이 순환되는 구조를 가지게 된다.

이에, 폭기 처리되어야 하는 반응물의 양이 감소되어 폭기 수단인 이젝터(E)의 부하를 줄이면서도 순환 구조를 통해 폭기를 통한 호기 발효 효율을 향상시킬 수 있고, 종래에 설계 적용된 혐기와 호기를 위한 처리조에도 간단한 설계 변경을 통해서 적용되도록 할 수 있어 증대 및 유지 비용을 절감할 수 있다.

또한, 폭기 수단인 이젝터(E)에 의해 반응물이 발효조(120B)를 순환하면서 무게가 무거운 입자는 발효조(120B)의 하측부로 가라앉고 무게가 가벼운 입자는 발효조(120B)의 상측부로 부상하는 것에 의해 발효층(120B)의 하측부에서는 호기성에서 분해되기 어려운 성분들이 분해되도록 하는 혐기 발효가 발생되도록 하고 그 상측부에는 호기 발효가 발생되도록 하여 단일의 반응조에서 혐기 및 호기 발효가 가능하도록 할 수 있고, 이를 통하여, 혐기 발효층에서 발생되는 악취가 호기 발효층에 의해 외부로 확산되지 못하도록 할 수 있다.

또한, 복수개의 제1번 반응조(120-1), 제2번 반응조(120-2) 및 제3번 반응조(120-3)가 캐스케이드 구조로 구성되고 반응물이 월류되면서 다음단의 반응조로 유입되는 구성을 가짐에 따라 펌프와 배관 등과 같은 반응물의 강제 유동수단의 구성이 생략되어 그 비용을 절감할 수 있다.

또한, 폭기를 위한 수단이 외부의 공기를 유입시키는 펌프가 아닌 폭기조(120A) 내부에 위치되어 분뇨를 주입 및 배출시키는 이젝터(E)가 구성됨에 따라 소음을 억제시킬 수 있고, 동작시 발생되는 동작열에 의해 폭기조(120A)의 내부 온도가 소정 온도를 유지하여 발효 효율을 향상시킬 수 있다.

침전조 유닛(130)은, 반응조 유닛(120)의 제3번 반응조(120-3)으로부터 발효 처리된 반응물이 제1번 침전조(130-1)로 유입된 후 순차적으로 제2번 침전조(130-2)와 제3번 침전조(130-3)로 월류되면서 각 침전조 내에서 침전 처리되어 마지막 침전조에 악취가 제거된 처리수가 상등 생성되도록 하는 침전탱크로, 복수개의 침전조가 캐스케이드 구조로 구성되고, 유량조정조(110)의 유량조정탱크(111)에 대응되는 용량을 가지는 침전탱크(131)와 침전탱크(131)의 상측단에 형성되어 다음단에 위치된 침전조로 침전수가 월류되면서 유입되도록 하는 월류구(132)를 포함한다.

순환수단(140)은, 침전조 유닛(130)의 제3번 침전조(130-3)에 구성되어 상기 악취가 제거된 처리수가 슬러리피트(11)로 순환 및 슬러리피트(11)의 세척수로 활용되도록 하여 슬러리피트(11)의 악취가 제거되도록 하는 수단으로, 침전탱크(131)의 상측부에 구성된 순환펌프와 순환펌프로부터 슬러리피트(11)까지 연장된 순환파이프 등과 같은 구성을 포함할 수 있으며, 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 돈사 악취 제거 시스템의 작용에 대해 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 돈사(10)의 슬러리피트(11)로부터 돼지의 분뇨 중 일부 일예로, 하루에 발생되는 분뇨량의 1/3 정도만이 유량조정조(110)의 유량조정탱크(111)로 유입된다.

이후, 유량조정탱크(111)의 제1 내지 제3분뇨유입공(112-1,112-2,112-3)으로부터 일정한 양의 분뇨가 반응조 유닛(120)의 제1번 반응조(120-1)로 유입된 후 순차적으로 제2번 반응조(120-2)와 제3번 반응조(120-3)로 월류되면서 각 반응조 내에서 토착 미생물과 혼합되면서 혐기 발효와 호기 발효 처리되어 분뇨 중의 악취 물질이 제거된다.

여기서, 상기 반응조 유닛(120)은, 폭기조(120A)와 발효조(120B)가 구획벽(122)에 의해 단일의 분뇨반응탱크(121)에 격리 구성되고 이때, 구획벽(122)에 형성되는 서로 다른 높이를 가지는 복수개의 반응물순환공(123)을 통해 폭기조(120A)의 이젝터(E)의 동작시 반응물이 순환되는 구조를 가지게 되며, 이에, 폭기 처리되어야 하는 반응물의 양이 감소되어 폭기 수단인 이젝터(E)의 부하를 줄이면서도 순환 구조를 통해 폭기를 통한 호기 발효 효율을 향상시킬 수 있다.

이후, 반응조 유닛(120)의 제3번 반응조(120-3)으로부터 발효 처리된 반응물이 침전조 유닛(130)의 제1번 침전조(130-1)로 유입된 후 순차적으로 제2번 침전조(130-2)와 제3번 침전조(130-3)로 월류되면서 각 침전조 내에서 침전 처리되어 마지막 침전조에 악취가 제거된 처리수가 상등 생성된 후, 침전조 유닛(130)의 제3번 침전조(130-3)에 구성된 순환수단(140)에 의해 상기 악취가 제거된 처리수가 슬러리피트(11)로 순환 및 슬러리피트(11)의 세척수로 활용되어 슬러리피트(11)의 악취가 제거된다.

즉, 본 발명의 경우 돈사(10)에서 하루에 발생되는 분뇨량 중 1/3만 발효 및 침전 처리하여 악취가 제거된 처리수를 생성하고 이를 돈사(10)로 순환시키는 것을 통해 슬러리피트(11)에서 발생되는 악취의 생성이 억제되도록 하여 시스템의 운영에 따른 최소의 비용으로 악취 제거 효과를 극대화할 수 있다. 또한, 이를 통하여, 외부의 위탁업체에서 처리되는 나머지 분뇨량을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 악취 농도도 상기 처리수의 세척수 활용에 따라 악취성분이 제거되어 절감되어 위탁처리에 따른 부담도 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 경우 반응조 유닛(120)과 침전조 유닛(120)이 이전단에서 다음단으로 상측부에서 월류가 발생되는 구조를 가짐에 따라 반응물의 유동을 위한 강제유동수단의 구성이 불필요하여 유지비용이 절감될 수 있다.

따라서 상술한 바에 따르면, 돈사의 분뇨 중 일부를 혐기, 호기 및 침전 반응을 통해 악취 제거 처리하고 이때 발생된 처리수가 돈사의 슬러리피트로 공급되고 슬러리피트의 세척수로 재사용되어 돈사의 악취가 제거되도록 할 수 있고, 폭기조의 부하가 절감되도록 하고 이를 통하여 폭기 효율이 향상과 반응 효율이 향상되도록 할 수 있다.

또한, 상기 반응조 유닛 내부에 폭기조와 발효조 사이가 격벽에 의해 구분되도록 한 후 격벽의 상측부와 하측부에 반응물순환공이 구성되도록 하여 분뇨의 유동에 따른 구성부의 설치 생략과 함께 소음을 억제할 수 있고, 상기 반응조 유닛 내부의 발효조가 상기 반응물순환공에 의해 하측부에서는 혐기 발효가 발생되도록 하고 상측부에서는 호기 발효가 발생되도록 하여 호기 발효층에 의해 혐기 발효층의 악취가 공기 중으로 확산되지 않도록 하여 처리 중 악취가 절감되도록 할 수 있다.

상술한 본 발명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구 범위와 청구 범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.

Claims (7)

1. 돈사(10)의 슬러리피트(11)로부터 분뇨가 집수 및 저장되고 반응조 유닛(120)에 일정한 양의 분뇨가 유입되도록 하는 유량조정조(110);
   유량조정조(110)로부터 일정한 양의 분뇨가 유입되고 분뇨가 토착 미생물과 교반되어 혐기 발효와 호기 발효가 단일의 반응조 공간 내에서 처리되도록 하여 분뇨 중의 악취 물질이 제거되도록 하는 반응조 유닛(120);
   반응조 유닛(120)으로부터 발효 처리된 반응물이 유입되어 침전 반응되도록 하여 분뇨 중의 악취 물질이 제거되도록 하고 악취가 제거된 처리수가 상등(上登)되는 것을 통해 생성되도록 하는 침전조 유닛(130); 및
   침전조 유닛(130)에 구성되어 상기 악취가 제거된 처리수가 슬러리피트(11)로 순환 및 슬러리피트(11)의 세척수로 활용되도록 하여 슬러리피트(11)의 악취가 제거되도록 하는 순환수단(140)을 포함하고,
   유량조정조(110)는,
   유량조정탱크(111)와;
   유량조정탱크(111)의 상측벽에 복수개가 소정 간격으로 관통 형성되어 반응조 유닛(120)으로 일정한 양의 분뇨가 유입되도록 조절하는 분뇨유입공(112)을 포함하며,
   분뇨유입공(112)은,
   유량조정탱크(111)의 바닥면으로부터 소정의 높이에 소정의 간격을 가지면서 서로 다른 높이로 이격 형성되는 제1분뇨유입공(112-1), 제2분뇨유입공(112-2) 및 제3분뇨유입공(112-3)을 포함하고, 제1분뇨유입공(112-1), 제2분뇨유입공(112-2) 및 제3분뇨유입공(112-3)은 각각 100mm의 지름과 200mm의 이격 간격을 가지며,
   반응조 유닛(120)은,
   제1번 반응조(120-1), 제2번 반응조(120-2) 및 제3번 반응조(120-3)가 캐스케이드 구조로 구성되어 반응물이 어느 하나의 반응조에서 다음단의 반응조로 월류되면서 유입 및 발효 처리되도록,
   분뇨반응탱크(121);
   분뇨반응탱크(121)의 내부 공간을 폭기조(120A)와 발효조(120B)로 좌우 격리시키는 구획벽(122); 및
   구획벽(122)의 상측부와 하측부에 복수개가 소정 간격으로 관통 형성되어 폭기조(120A)의 분뇨 또는 반응물이 폭기조(120A)에 위치된 이젝터(E)의 폭기 동작시 발효조(120B)로 유입 및 순환되도록 하여 발효조(120B)의 상측부에는 폭기에 따른 호기 발효층이 생성되도록 하고 호기 발효층의 하측부에는 혐기 발효층이 생성되도록 하여 호기와 혐기 발효가 가능하도록 하는 반응물순환공(123)을 포함하며,
   반응물순환공(123)은,
   구획벽(122)의 하측부에 바닥면으로부터 소정의 높이에 구성되는 제1반응물순환공(123-1)과;
   제1반응물순환공(123-1)로부터 소정 높이로 이격된 구획벽(122)의 상측부에 소정의 간격을 가지면서 서로 다른 높이로 이격 형성되는 제2반응물순환공(123-2), 제3반응물순환공(123-3) 및 제4반응물순환공(123-4)을 포함하고,
   각각의 순환공들(123-1,123-2,123-3,123-4)은 100mm의 지름을 가지고,
   제1반응물순환공(123-1)은 구획벽(122)의 바닥면으로부터 1000mm의 높이에 형성되고,
   제2반응물순환공(123-2)이 제1반응물순환공(123-1)으로부터 500mm 높이로 이격 형성되며,
   제3 및 제4반응물순환공(123-3,123-4)은 각각 제2반응물순환공(123-2)으로부터 200mm와 400mm 높이로 이격 형성되고,
   침전조 유닛(130)은,
   제1번 침전조(130-1), 제2번 침전조(130-2) 및 제3번 침전조(130-3)가 캐스케이드 구조로 구성되어 반응물이 어느 하나의 침전조에서 다음단의 침전조로 월류되면서 유입 및 침전 처리되어 분뇨 중의 악취 물질이 제거되도록 하고 마지막 침전조에 악취가 제거된 처리수가 상등(上登)되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 돈사 악취 제거 시스템.
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