KR101651373B1

KR101651373B1 - 유기성 폐기물의 자원화 방법 및 그 시스템

Info

Publication number: KR101651373B1
Application number: KR1020150140031A
Authority: KR
Inventors: 여상수; 문유환; 강수진
Original assignee: 여상수
Priority date: 2015-10-05
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2016-09-05
Also published as: KR20150120908A

Abstract

본 발명은 가축 분뇨의 자원화 방법과 자원화 시스템을 개시한다.
본 발명에 따르면, 가축 분뇨처리에 있어서, 악취 문제에 의한 민원을 제기하며 무단 방류문제에 따른 공해문제를 해결하기 위하여 좁은 공간에서 속성으로 가축 분뇨를 정화시켜 양질의 액비로 자원화하는 방법과 단계별 정화탱크를 사용하여 속성발효 분해를 촉진시키며 탈취액을 사용하여 악취 오염을 제거하는 수단 및 양질의 에너지 메탄을 생산할 수 있는 수단이 구비된 가축 분뇨 자원화 시스템을 국내외 최초로 개시한다.

Description

유기성 폐기물의 자원화 방법 및 그 시스템{A method for resourcing of livestocks' waste and system for the same}

본 발명은 축산농가에서 발생되는 분뇨를 고농도의 유기성 폐기물로서 적절이 처리 관리되지 않은 상태에서 비료로 쓰거나 무단 방류하는 경우 엄청난 환경적 재앙이나 민원이 따르게 되나 이를 농작물용 양질의 액비로 전환하여 작물 생육에너지화할 뿐 아니라 토양의 지력을 증대시키는 우수한 토양개량제로 활용하게 하는 신기술에 관한 것이다.

축산 농가들은 악성 분뇨를 액비로 자원화 공정을 거치지 않고 무단방류에서 오는 환경 파괴 및 민원 원성 당국의 벌과금 등 감당하기 힘든 경제적 손실을 알면서도 인력부족에 의하여 외부시설에 의뢰하지 못하거나 개별 시설이 있으나 여러 가지 사정으로 기피하여 왔다. 그러나, 간단한 시스템으로 최소의 유지비로 단시간에 가축 분뇨를 분해 정화시켜 액비로 자원화하거나 토양개량제로 제공할 수 있는 기술이 절실히 요구되는 실정이었다.

본 발명은 가축 분뇨가 난 분해 악성 물질로 인하여 BOD 또는 COD의 수치가 만단위 이상으로 된 유기성 폐기물을 단시간에 분해 정화시켜 양질의 액비로 자원화시키는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 목적에 바람직한 유기성 폐기물인 분뇨 분해 정화 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 상기 목적은 축분을 고액분리하여 펠렛으로 압출하여 보일러에서 연소시켜 보일러식 온수를 4단으로 조성된 발효 정화탱크 하단에 순환시켜 내부 뇨 액의 온도를 50℃ 이상 유지시켜 고온발효로 속성 발효와 살균효과를 도모하는 수단과; 발효촉진제로 EM 효소나 기타 유산균도 첨가시키나 주로 누룩 곰팡이와 메주 곰팡이를 최대한 활용함으로써 곡물류 사료나 초지류 사료를 먹는 축분 발효 분해를 월등하게 단축시키는 수단과; 상기 1단계에서의 원수 유입 미생물 흡입 산소폭기시 특수 노즐로 미세 분사로 혼합 교반공정이 기술적으로 조절되게 함으로써 분해 활동이 정교하게 수행하게 하는 수단과; 상기 2, 3단계의 정화탱크에서 안정된 공간에서 숙성 여건을 같게 하여 발효 촉진시켜 시간을 최대한 단축할 수 있게 40℃에서 단 3일간 숙성시키는 수단과; 1, 2, 3단계 정화탱크에서 숙성된 분뇨가 6일간 숙성과정을 거쳐 4단계 배출탱크에 이송된 액비에 바닷물(전기분해 또는 증발을 거쳐 염도를 낮춘 해수)이나 일반용수를 첨가 희석시켜 잔여 독성을 소독해 주고 액비에서 부족한 미네랄 등 영양소를 보충하여 양질의 비료로 활용하게 하는 수단과; 탈취액즙을 고압증기로 분사시켜 축사 및 정화시설에 연계시키는 수단을 통하여 달성하였다.

본 발명은 고농도의 악성 유기성 유해물질을 보다 효과적으로 정화시켜 자원화하기 위해서 누룩과 메주 곰팡이와 EM균 등 미생물을 조화롭게 활용하여 속성으로 정확하게 발효 분해시키는 뛰어난 정화효과가 있으며, 축분 고형물을 연소시켜 발생하는 고온 보일러 순환수로 고압분사 분무로 미세 물분자 탈취액으로 인해 배출되는 악취 유해 물질과 마찰시켜 분해 역할을 얻는 탁월한 탈취 효과가 있을 뿐만 아니라, 내부온도 50℃ 이상의 고온과 특수 발효 미생물 활동으로 고속 강제 발효 분해로 인해 생성되는 연료 에너지를 얻는 막대한 자원화 효과가 있다.

도 1은 본 발명 유기성 폐기물의 자원화 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 가스 배출 구성도이다.

이하, 본 발명의 구체적인 시스템을 도면을 참고하여 설명한다.

본 발명 유기성 폐기물의 자원화 방법은 유기성 폐기물을 고액분리하여 폐탄으로 압출하여 보일러에서 소각하여 고압 온수인 보일러 순환수로 유기성 폐기물이 저장된 단계별 정화탱크마다 50℃ 이상의 온도로 유지시켜 발효를 속성으로 촉진하는 발효 촉진단계와; 축사와 기타시설에서 발생되는 악취장소에 탈취액이 첨가된 고압 온수를 분사 살포하여 탈취하는 악취 탈취단계와; 누룩과 메주 곰팡이균 및 EM효소제를 접종하여 속성으로 유기성 폐기물을 발효 숙성시켜 액비를 생산하는 액비 생산단계 및; 해수를 이용하여 상기 액비에 영양소를 보충하고 유해물질을 살균시켜 양질의 액비로 활용하는 액비 활용단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기서 폐기물 자원화 방법.

또한, 본 발명 유기성 폐기물의 자원화 시스템은 유기성 폐기물이 압출 성형되어 형성된 펠렛을 소각하는 보일러(13)와; 배출가스(17)에다 탈취액을 상기 보일러(13)의 온수와 함께 고압 미세분사하는 장치와; EM 효소액(2)과 메주 곰팡이균(3) 및 액상 누룩 곰팡이균(4)을 저장하는 미생물 저장조(1)와; 상기 미생물 저장조(1)와 보일러(13) 사이에 연결되어 유기성 폐기물이 공급되고, 폭기 분사장치(7)로부터 공기가 분사되며, EM 효소액(2)과 메주 곰팡이균(3) 및 액상 누룩 곰팡이균(4)이 공급되어 혼합되는 혼합탱크조(6)와; 상기 혼합탱크조(6)에 연결되어 혼합탱크조(6)로부터 유기성 폐기물을 이송받아 상기 보일러(13)로부터 전도된 소각열로 유기성 폐기물을 발효시키는 2단계 발효 정화탱크(8)와; 상기 발효 정화탱크(8)에 연결되어 상기 발효 정화탱크(8)에서 발효된 유기성 폐기물을 이송받아 혼합 교반장치(10)로 교반하면서 발효시켜 정화하는 3단계 정화탱크(9)와; 상기 3단계 정화탱크(9)에 연결되어 3단계 정화탱크(9)에서 정화된 유기성 폐기물에 전기 분해 해수를 공급하면서 정화하는 4단계 해수혼합 정화조(11)와; 상기 보일러(13)와 혼합탱크조(6), 2단계 발효 정화탱크(8), 3단계 정화탱크(9) 및 4단계 해수혼합 정화조(11)에 연결되어 배기 가스가 배출되는 가스배출 연돌(14) 및; 상기 가스배출 연돌(14)에 연결되어 메탄가스와 무해가스를 분리하는 수소산소 분리용 수지막(15)으로 구성되어 있다.

가축분뇨 중에서 고형물인 분을 선별하여 가연성 폐기물과 혼합 펠렛으로 압출 성형시켜 보일러(13)에 연소시켜 충진된 탈취제인 떡갈나무잎 액즙(19)을 가열 보일러 온수와 함께 비등압을 받아 고압으로 탈취용수 분사 미립자(20)로 순환 미세분사되어 장거리까지 비상하여 탈취제 우산을 형성하게 하여 축사와 정화시설 반경 안에 드는 악취는 탈취 영향권에 들게 하여 악취 물질분자와 마찰 접촉 분해시켜 최소화할 수 있게 한 시설로서 악성 공해물질 뇨 원수(5)를 폭기(7)로 노즐에서 미세분사설비를 갖는 혼합탱크(6)에 축분뇨 원수(5)를 투입시키고, 액상 누룩 곰팡이균(4) 메주 곰팡이균(3) EM효소액(2) 등 효모균을 적당량 씩 조절 투입시키는 미생물조(1)가 연결된 혼합탱크(6)에서 혼합시켜 발효 분해 정화 작동이 간편하게 이행되어 액비화가 되면 4단계 정화탱크(11)에 이송시켜 염도를 낮춘 해수(12)를 첨가 희석시켜 양질의 액비로 자원화하고 이상의 보일러(13)와 4단계의 정화공정에서 생성된 메탄가스를 한 곳으로 모아 분리막(15)을 통해 메탄가스는 분리 연소용으로 활용 무해가스는 공중에 비산시키도록 하였다.

상기와 같은 본 발명은 축분 고형물을 처리 탄으로 압출하여 소각로에서 소각시켜 얻어지는 고온의 보일러 용수를 정화조마다 순환시켜 뇨의 발효촉진으로 속성으로 분해 정화가 가능케한 특징이 있다.

또, 민원 대상의 첫째 난제가 되는 축사와 저장조 처리시설 일대에서 발생되는 심한 악취인 바, 이를 보일러에서 압축된 탈취액 온수를 높이 축조된 연통을 통해 광범위하게 분사 살포시켜 악취 물질에 마찰 탈취 분해시키는 기술을 제공하는 특징이 있다.

이 밖에도 본 발명에 따르면 발효 촉진제를 우리 선조들이 전래해 준 누룩 곰팡이와 메주 곰팡이균 EM효소제를 활용하여 속성으로 유기물질을 숙성시키는 기술을 채택하였다는 점, 그리고 바닷물을 첨가시켜 액비의 유해 물질을 살균시키고 풍부한 바닷물의 미네랄 등 영양소를 보충시켜 양질의 액비로 자원화하여 친환경 유기 농법으로 녹색 운동에 기여할 수 있다는 점, 끝으로 축분뇨를 속성으로 강제발효공정에서 발생되는 메탄류의 가스를 한 곳으로 모아 분리공정을 거쳐 연료화하고 정화된 무해물질은 대기에 비산시킨다는 커다란 이점이 있다.

본 발명은 축산농가의 민원 및 처리상의 난제가 된 축사와 저장시설의 악취문제와 분뇨폐기물을 효과적으로 속성 자원화할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 대체 에너지산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

1 : 미생물 저장조 2 : EM 효소액
3 : 메주 곰팡이 균 4 : 누룩 곰팡이 균
5 : 축분뇨 원수 6 : 혼합 탱크 조
7 : 폭기 분사 장치 8 : 2단계 발효 정화탱크
9 : 3단계 정화탱크 10 : 혼합 교반장치
11 : 4단계 해수혼합 정화조 12 : 전기분해 해수
13 : 보일러 14 : 가스배출 연돌
15 : 수소산소 분리용 수지막 16 : 메탄 가스 호스
17 : 배출가스 18 : 연소 장치
19 : 탈취제용 떡갈나무잎 액즙 증유수 20 : 탈취용수 분사 미립자

Claims

유기성 폐기물이 압출 성형되어 형성된 펠렛을 소각하는 보일러(13)와;
배출가스(17)에다 탈취액을 상기 보일러(13)의 온수와 함께 고압 미세분사하는 장치와;
EM 효소액(2)과 메주 곰팡이균(3) 및 액상 누룩 곰팡이균(4)을 저장하는 미생물 저장조(1)와;
상기 미생물 저장조(1)와 보일러(13) 사이에 연결되어 유기성 폐기물이 공급되고, 폭기 분사장치(7)로부터 공기가 분사되며, EM 효소액(2)과 메주 곰팡이균(3) 및 액상 누룩 곰팡이균(4)이 공급되어 혼합되는 혼합탱크조(6)와;
상기 혼합탱크조(6)에 연결되어 혼합탱크조(6)로부터 유기성 폐기물을 이송받아 상기 보일러(13)로부터 전도된 소각열로 유기성 폐기물을 발효시키는 2단계 발효 정화탱크(8)와;
상기 발효 정화탱크(8)에 연결되어 상기 발효 정화탱크(8)에서 발효된 유기성 폐기물을 이송받아 혼합 교반장치(10)로 교반하면서 발효시켜 정화하는 3단계 정화탱크(9)와;
상기 3단계 정화탱크(9)에 연결되어 3단계 정화탱크(9)에서 정화된 유기성 폐기물에 전기 분해 해수를 공급하면서 정화하는 4단계 해수혼합 정화조(11)와;
상기 보일러(13)와 혼합탱크조(6), 2단계 발효 정화탱크(8), 3단계 정화탱크(9) 및 4단계 해수혼합 정화조(11)에 연결되어 배기 가스가 배출되는 가스배출 연돌(14) 및;
상기 가스배출 연돌(14)에 연결되어 메탄가스와 무해가스를 분리하는 수소산소 분리용 수지막(15)으로 구성된 유기성 폐기물의 자원화 시스템.