KR101700841B1 - 혼류유닛이 구비된 액비 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가축분뇨에서 분리된 처리수를 발효시켜 액비를 생산하는 액비제조장치에 관한 것으로, 내부에 상기 처리수를 수용하는 수용공간이 형성되며 선택적으로 밀폐 가능하도록 구성된 반응조, 상기 반응조에 연결되어 상류층에 수용된 상기 처리수를 상기 수용공간의 하부로 공급하여 상기 처리수를 순환시키는 순환유닛, 상기 순환유닛에 의해 순환하는 상기 처리수에 산소 또는 공기를 공급하여 상기 처리수의 발효가 촉진되도록 하는 에어공급유닛; 는 에어공급유닛 및 기 설정된 폭을 가지며 하부방향으로 개구되고 상기 수용공간의 횡 방향을 따라 길게 형성되어 길이방향을 따라 상향 경사지도록 배치되는 단위부재 및 상기 단위부재가 상기 수용공간 내에서 안정적으로 경사를 가지며 고정되도록 결합되는 고정수단을 포함하며, 상기 처리수에서 발생되는 기포가 상기 단위부재의 하부에서 길이방향을 따라 이동하여 상기 기포의 상승을 둔화시키는 혼류유닛; 을 포함하며, 상기 혼류유닛은 상기 처리수에서 용존되지 않고 발생되는 공기 또는 산소입자의 상승을 방해해 체류시간을 증가시킴으로써 상기 처리수에 용존되도록 하는 액비 제조장치가 제공된다.

Description

혼류유닛이 구비된 액비 제조장치{Liquefied Fertilizer Manufacturing Apparatus Having Mixed Flow Unit}

본 발명은 혼류유닛이 구비된 액비 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축산분뇨를 액비로 빠르게 발효시킴과 동시에 기포의 발생을 저감시켜 반응조의 파손을 방지할 수 있는 혼류유닛이 구비된 액비 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 축산폐수, 분뇨 및 음식물폐수 등과 같은 유기폐수는 이송차량에 의해 집수조로 저장된 후, 스크린 분리 또는 고액원심분리기에 의해 비교적 큰 오물이나 이물질이 걸러내진 다음, 저장조로 이송되어 미세한 고체 부유물을 함유하는 슬러지가 분리된 후, 침전조로 이송되어 침전처리된 다음(이하 "사전처리"라 한다), 침전물은 탈수화단계를 거쳐 고체부유물을 함유하는 슬러지와 혼합되어 퇴비화되고 사전 처리된 침전조의 상등수는 유량조정조를 거쳐 액비생산용 반응기(반응조)에서 발효 처리되어 액상의 비료(액비)로 제조된다.

그러나 종래의 액비생산용 반응기는 단순히 외부공기를 반응기 내로 급기시키는 급기수단이나 내부로 유입된 침전조의 상등수를 가열하는 히팅수단이 부설되는 정도의 구성만 가짐에 따라 단시간 내에는 양질의 액비를 생산시키는 데 한계가 있었다.

또한 종래의 액비생산용 반응기는 분할형으로 형성되어 반응진행시에 악취가 발생되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 반응기로부터 생산된 액비를 수용하는 저장조에 일정기간 동안 액비를 수용한 후 이를 배출하고 세척할 때, 저장조 내부에 퇴적된 슬러지를 원활하게 세척하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 기술적 과제는 배경기술에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반응조 내부에 수용된 처리수에 공급되는 공기의 체류시간을 증가시켜 용존량을 증가시킴으로써 처리수의 발효를 촉진시켜 단시간에 액비를 생산할 수 있도록 하는 혼류유닛이 구비된 액비 제조장치를 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일측면에 따르면, 가축분뇨에서 분리된 처리수를 발효시켜 액비를 생산하는 액비제조장치에 관한 것으로, 내부에 상기 처리수를 수용하는 수용공간이 형성되며 선택적으로 밀폐 가능하도록 구성된 반응조, 상기 반응조에 연결되어 상류층에 수용된 상기 처리수를 상기 수용공간의 하부로 공급하여 상기 처리수를 순환시키는 순환유닛 상기 순환유닛에 의해 순환하는 상기 처리수에 산소 또는 공기를 공급하여 상기 처리수의 발효가 촉진되도록 하는 에어공급유닛; 는 에어공급유닛 및 기 설정된 폭을 가지며 하부방향으로 개구되고 상기 수용공간의 횡 방향을 따라 길게 형성되어 길이방향을 따라 상향 경사지도록 배치되는 단위부재 및 상기 단위부재가 상기 수용공간 내에서 안정적으로 경사를 가지며 고정되도록 결합되는 고정수단을 포함하며, 상기 처리수에서 발생되는 기포가 상기 단위부재의 하부에서 길이방향을 따라 이동하여 상기 기포의 상승을 둔화시키는 혼류유닛을 포함하며, 상기 혼류유닛은 상기 처리수에서 용존되지 않고 발생되는 공기 또는 산소입자의 상승을 방해해 체류시간을 증가시킴으로써 상기 처리수에 용존되도록 한다.

또한, 상기 단위부재는 복수 개로 구성되며 폭 방향을 따라 이격되어 배치되며, 상기 고정수단에 의해 복수 개가 일체로 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 단위부재는 길이방향에 따른 일측이 상기 수용공간 내부 측면에 인접하게 위치하고, 타측은 상기 수용공간 내부 측면과의 사이에 개구영역을 형성하도록 이격되어 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 혼류유닛은 복수 개로 구성되어 상기 수용공간 내부에서 적층형태로 상하방향을 따라 개가 이격되어 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 혼류유닛은 복수 개 각각이 형성하는 상기 개구영역이 상기 수용공간의 상하방향을 따라 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 혼류유닛은 복수 개가 각각 서로 다른 방향으로 상향경사를 가지도록 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 단위부재는 플레이트형태로 폭 방향을 따라 양측에서 상하방향으로 배치되는 한 쌍의 가이드면 및 상기 한 쌍의 가이드면에서 상측 끝단부를 연결하는 연결면을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 단위부재는 플레이트형태의 제1경사면 및 제2경사면을 가지며 상기 제1경사면 및 상기 제2경사면이 폭 방향을 따라 서로 다른 방향으로 경사를 가지며 길이방향을 따라 길게 연장되어 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 반응조는 바닥면이 경사를 가지도록 구성되며, 최하단부에 별도의 슬러지 토출구가 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 따른 혼류유닛이 구비된 액비 제조장치에서 액비 제조장치는 순환유닛과, 에어공급유닛을 구비하여 반응조에 수용된 처리수를 강제로 순환시킴과 동시에 산소 또는 공기를 지속적으로 공급함으로써 상기 처리수의 발효 속도를 강제로 증가시켜 단시간에 액비를 생산할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 상기 액비 제조장치에서 복수 개의 단위부재를 가지는 혼류유닛이 복수 개가 적층형태로 경사를 가지며 구비됨으로써 상기 반응조에 수용된 상기 처리수에서 용존되지 못해 발생되는 기포의 체류시간을 증가시켜 상기 처리수에 용존되는 산소량을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 혼류유닛이 구비된 액비 제조장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 도 1의 액비 제조장치에서 혼류유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;
도 3은 도 2의 혼류유닛이 반응조 내에서 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 평면도;
도 4는 도 1의 액비 제조장치에서 혼류유닛에 의해 기포가 이동하며 상승하는 상태를 나타낸 도면;
도 5는 도 1의 액비 제조장치에서 혼류유닛의 변형된 형태를 나타낸 도면; 및
도 6은 도 1의 액비 제조장치에서 혼류유닛의 또 다른 변형된 형태를 나타낸 도면.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 액비 제조장치의 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 혼류유닛이 구비된 액비 제조장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 액비 제조장치에서 혼류유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

그리고 도 3은 도 2의 혼류유닛이 반응조 내에서 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 1의 액비 제조장치에서 혼류유닛에 의해 기포가 이동하며 상승하는 상태를 나타낸 도면이다.

먼저, 본 발명에 따른 혼류유닛이 구비된 액비 제조장치 가축분뇨로부터 액체 비료를 빠른 시간 내에 생산할 수 있도록 하는 장치이다.

일반적으로 가축분뇨는 수송수단에 의해 이송된 후 별도의 집수로에 수용된다. 그리고 집수로에 수용된 가축분뇨는 원심분리기를 통해 액체상태의 처리수와 고형으로 분리된다.

이와 같이 분리된 상기 처리수는 본 출원발명에 따른 액비 제조장치에 의해 발효되어 액체 비료로 제조된다.

여기서 상기 고체 비료는 별도의 퇴비처리 설비로 이송되어 비료로 사용될 수 있도록 처리공정을 거치게 된다. 그리고 액체상태의 상기 처리수는 도시된 바와 같이 상기 액비 제조장치로 공급된다.

본 발명에 따른 액비 제조장치는 크게 반응조(100), 순환유닛(200), 에어공급유닛(300) 및 혼류유닛(400)을 포함하며 상기 반응조(100)에 상기 처리수를 수용하여 상기 액비로 변환시킨다.

여기서, 상기 반응조(100)에 수용된 상기 처리수는 공기 또는 산소를 공급받으며 내부에서 순환하고, 상기 처리수 내의 용존산소량을 증가시켜 강제적으로 발효시킴으로써 액비를 단시간에 생산할 수 있도록 한다.

상기 반응조(100)는 상기 고액분리기에 의해 분리된 상기 처리수를 수용하는 구성으로써 내부에 상기 처리수가 수용되는 수용공간(110)이 형성되며, 상기 처리수가 유입되는 유입구(102) 및 생산된 상기 액비가 배출되는 배출구(104)가 구비된다.

구체적으로 상기 반응조(100)는 상기 유입구(102)와 상기 배출구(104)가 상기 수용공간(110)의 하부에 각각 구비되며, 상기 처리수가 내부에 수용되어 발효시킬 수 있도록 밀폐 가능하게 구성된다.

그리고 상기 반응조(100)는 도시된 바와 같이 상기 수용공간(110)의 하부에 별도의 슬러지 토출구(106)가 더 구비될 수 있으며, 이와 함께 상기 반응조(100)의 하면이 경사를 가지도록 구성될 수 있다.

본 실시예에서 도시된 바와 같이 상기 반응조(100)는 경사를 가지도록 구성된 하면의 최하단부에 슬러지 토출구(106)가 구비되어 하면에 침전되는 슬러지를 가 배출되도록 구성된다.

이때, 상기 반응조(100)는 상기 처리수의 발효가 완료되어 상기 처리수가 외부로 이동한 상태로 비워지는 경우 별도의 세척수에 의해 침전된 상기 슬러지가 세척되고, 이와 같이 상기 세척수에 의해 상기 슬러지가 상기 슬러지 토출구(106)를 통해 배출된다.

여기서 상기 처리수는 상기 분뇨에서 액상으로 분리된 액체를 나타내며, 상기 액비는 상기 처리수가 발효되어 비료로 변환된 상태를 나타낸다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 반응조(100)는 상기 고액분리기에 의해 상기 분뇨로부터 생성된 상기 처리수를 내부에 수용하고, 상기 처리수의 발효에 의해 상기 액비를 생산할 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 반응조(100)는 별도의 온도센서(미도시)를 구비하여 발효온도를 확인할 수 있으며, 하단에 시료 채취구를 구비하여 상기 처리수의 발효상태를 시간대별로 확인할 수도 있다.

또한, 상기 반응조(100)는 도시된 바와 같이 별도의 개구부(108)가 형성되어 상기 수용공간(110) 내부가 팽창에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 순환유닛(200)은, 상기 반응조(100) 내부에 구비되어 상기 반응조(100) 내부에 수용된 상기 처리수를 순환시킨다.

상기 순환유닛(200)은 상기 반응조(100) 내부에 구비되어 수용된 상기 처리수 중에서 상류층에 수용된 상기 처리수를 하부로 공급하여 순환시키는 구성으로써 크게 흡입챔버(210), 처리수 순환배관(220) 및 순환챔버(230)를 포함한다. 그리고 상기 흡입챔버(210)로부터 흡입된 상기 처리수는 상기 순환챔버(230)에 의해 상기 처리수 순환배관(220)을 따라 순환하여 상기 반응조(100)의 하부로 공급된다.

이때 상기 순환챔버(230)는 후술하는 상기 에어공급유닛(300)과 연통되어 산소 또는 공기를 공급받아 순환하는 상기 처리수에 공급하여 용존되도록 한다.

상기 흡입챔버(210)는 상기 반응조(100)의 상부에 복수 개로 구비되어 상기 반응조(100)에 수용된 상기 처리수를 흡입한다.

본 실시예에서 상기 흡입챔버(210)는 복수 개로 구성되어 상기 반응조(100)의 상부에서 횡 방향을 따라 이격되어 배치되며, 각각이 유사한 형태로 형성되어 후술하는 상기 처리수 순환배관(220)에 연결된다.

이때, 상기 흡입챔버(210)는 도시되지는 않았지만 별도의 장착수단(미도시)에 의해 상기 반응조(100) 내부의 상부에 위치할 수 있도록 구성되며 선택적으로 상하높이가 조절되도록 구성될 수도 있다.

한편, 상기 처리수 순환배관(220)은 파이프 형태로 형성되어 일측이 상기 흡입챔버(210)와 연통되고 타측이 상기 반응조(100)의 하부와 연통되어 상기 흡입챔버(210)를 통해 흡입된 상기 처리수를 상기 반응조(100)의 하부로 공급하여 순환시키도록 구성된다.

구체적으로 상기 처리수 순환배관(220)은 길게 파이프 형태로 형성되어 내부에 유체가 유동할 수 있도록 구성되며 양단부가 각각 상기 반응조(100) 내부와 연통되며 상기 처리수가 순환될 수 있도록 한다.

이때, 상기 처리수 순환배관(220)은 길이방향에 따른 일부가 상기 반응조(100) 외부로 노출될 수도 있으며, 이와 같은 경우 상기 반응조(100)는 내부가 완전히 밀폐되어야 한다.

본 실시예에서 상기 처리수 순환배관(220)은 길이방향에 따른 일부가 상기 반응조(100) 외부로 노출되도록 구성되며 상기 반응조(100) 외부에 구비된 별도의 펌프가 연결되어 상기 처리수가 순환될 수 있도록 한다.

그리고 본 실시예에서 상기 처리수 순환배관(220)은 일측이 복수 개로 분기되어 도시된 바와 같이 각각의 상기 흡입챔버(210)와 연결되며, 상기 흡입챔버(210)로부터 흡입된 상기 처리수를 순환시켜 다시 상기 반응조(100)의 하부로 공급한다.

한편, 상기 순환챔버(230)는 상기 처리수 순환배관(220)상의 순환경로상에서 순환하는 상기 처리수를 압축 및 팽창시키도록 하는 구성으로써 상기 처리수가 상기 반응조(100)의 하부로 공급되기 전에 압축 및 팽창되도록 구성된다.

그리고 이와 같은 상기 순환챔버(230)는 후술하는 상기 에어공급유닛(300)과 연결되어 산소 또는 공기를 공급받아 순환하는 상기 처리수에 용존되도록 한다.

여기서 상기 순환챔버(230)는 도시되지는 않았지만 벤츄리관(Venturitube)을 이용한Cavitation(공동)현상과 함께 벤츄리노즐에 미세 산소흡입관을 설치하여, 급속팽창에 의한 유체(원수)의 물리적 변화와 산소공급량 증가에 따른 호기성 조건을 형성한다.

본 실시예에서 도시된 바와 같이 상기 순환챔버(230)는 상기 에어공급유닛(300)과 미세한 산소흡입관(미도시)을 통해 연결되어 상기 처리수의 팽창 시 상기 산소 또는 상기 공기가 공급되도록 한다.

이와 같이 상기 순환챔버(230)를 경유하는 상기 처리수는 압축 및 팽창되는 과정을 순차적으로 거치게 되며, 상기 처리수의 팽창과 동시에 상기 산소 또는 상기 공기가 공급되어 상기 처리수 내에 용존되도록 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 순환유닛(200)은 상기 흡입챔버(210)를 통해 상기 반응조(100) 상부에 수용된 상기 처리수를 안정적으로 흡입하고, 흡입된 상기 처리수는 상기 순환유닛(200)을 통해 순환하며, 상기 순환챔버(230)에서 산소 또는 공기 중 어느 하나와 혼합되어 다시 상기 반응조(100)의 하부로 공급된다.

이에 따라 상기 처리수는 상기 산소 또는 상기 공기가 용존되어 상기 반응조(100) 내부에서 순환하게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에서 상기 처리수 순환배관(220)에는 별도의 투입구(미도시)가 구비되어 상기 반응조(100)로 순환되는 상기 처리수에 악취저감 및 발효촉진을 위한 별도의 첨가제(미도시)를 추가할 수도 있다.

이와 같이 상기 처리수 순환배관(220)에 상기 투입구가 구비됨에 따라 사용자가 상기 반응조(100)에서 발효되는 상기 처리수의 상태를 확인하여 선택적으로 상기 첨가제의 투입여부를 조절함으로써 보다 원활하게 상기 액비를 생산할 수 있다.

한편, 상기 에어공급유닛(300)은 상기 순환유닛(200)에 의해 순환하는 상기 처리수에 공기 또는 산소를 공급하는 구성으로써 상기 수용공간(110)의 상부와 연통되어 상기 수용공간(110)내부의 공기를 상기 순환유닛(200)을 통해 상기 처리수로 공급한다.

구체적으로 상기 에어공급유닛(300)은 파이프 형태로 형성되며 일측이 도시된 바와 같이 상기 반응조(100)와 연통되어 상기 순환챔버(230)로 상기 반응조(100) 상부에서 발생된 공기를 전달한다.

여기서 상기 공기는 상기 반응조(100) 내부에 수용된 상기 처리수에서 용존되지 않은 공기가 상부로 이동하여 발생된 것으로 산소뿐만 아니라 다양한 기체가 포함되어 있다.

이와 같이 상기 에어공급유닛(300)은 상기 반응조(100) 내부의 공기를 순환하는 상기 처리수로 재공급하도록 할 수 있다.

한편, 이와 달리 상기 에어공급유닛(300)은 상기 반응조(100) 내부의 공기 뿐만 아니라 외부의 대기를 공급하도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 에어공급유닛(300)은 별도의 산소공급부(310)를 구비하여 상기 순환유닛(200)에 의해 순환하는 처리수에 산소를 혼합하여 공급할 수 있다.

구체적으로 상기 산소공급부(310)는 상기 순환챔버(230)와 연결되어 순환하는 상기 처리수에 선택적으로 산소를 공급한다.

이때, 도면에 도시되지는 않았지만 상기 산소공급부(310)는 별도의 산소기화기와 레귤레이터를 구비하여 산소공급원으로부터 공급된 산소를 기화시키고, 기화된 산소를 상기 레귤레이터에서 적정 기압으로 조정하여 상기 처리수와 혼합되도록 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 에어공급유닛(300)은, 상기 수용공간(110)에 수용된 공기, 외부의 대기 또는 상기 산소공급부(310)에서 공급되는 산소 중 적어도 어느 하나를 상기 순환챔버(230)를 통해 순환하는 상기 처리수에 용존되도록 혼합하여 공급함으로써, 상기 반응조(100) 내부에서 상기 처리수의 발효속도가 증가되도록 한다.

한편, 상기 혼류유닛(400)은 상기 반응조(100) 내부에 구비되며 상기 처리수에 용존되지 않고 발생되는 기포를 세분화하며, 상기 처리수상에서 기포의 체류시간을 증가시킴으로써 산소의 용존률을 증가시키기 위한 구성으로써, 크게 단위부재(410) 및 상기 단위부재(410)를 고정하는 고정수단(420)을 포함한다.

기 설정된 폭을 가지며 하부방향으로 개구되고 상기 수용공간(110)의 횡 방향을 따라 길게 형성되어 길이방향을 따라 상향 경사지도록 배치된다.

그리고 상기 순환유닛(200)에 의해 순환하여 상기 수용공간(110) 하부로 공급되는 상기 처리수상에서 발생되는 기포 중 일부 기포의 수직 상승을 둔화시킨다.

여기서, 상기 처리수에서 발생되는 기포란 상기 처리수의 PH농도, 슬러지 농도(SS: mixed liquor suspended solid) 및 온도에 의한 화학적 반응 또는 유체의 흐름에 의한 물리적 반응에 의해 발생하거나, 상기 수용공간 하부와 상부의 기압 차이에 의해 발생되는 기포가 포함될 수 있다.

즉 상기 처리수상에서 다양한 종류의 기포가 발생되며, 이에 따라 발생되는 기포는 상기 처리수의 상부로 이동하게 된다.

그리고 상기 혼류유닛(400)은 이와 같이 발생된 상기 처리수의 기포 중 일부 기포의 수직 상승을 둔화시킨다.

구체적으로 상기 단위부재(410)는 도시된 바와 같이 플레이트 형태로 폭 방향을 따라 양측에서 상하방향으로 배치되는 한 쌍의 가이드면(414) 및 상기 가이드면(414)에서 상측 끝단부를 연결하는 연결면(412)을 포함한다.

이때, 상기 가이드면(414) 및 상기 연결면(412)은 플레이트형태의 금속판으로 형성될 수 있으며, 상기 연결면(412)은 기 설정된 폭을 가지도록 형성된다.

또한, 상기 가이드면(414) 및 연결면(412)은 길이방향을 따라 일체로 길게 형성된다.

즉, 상기 단위부재(410)는 하부 방향으로 개구되며 `ㄷ` 형태의 단면을 가지도록 형성된다.

그리고 이와 같이 형성된 상기 단위부재(410)는 길게 형성되어 하부방향에서 상승하는 기포 중 일부가 수직 상승하는 것을 방해한다.

여기서, 상기 단위부재(410)는 상향경사를 가지도록 배치되며, 이에 따라 상기 처리수에서 발생된 기포 중 일부는 상기 단위부재(410)의 개구된 부분을 통해 상기 단위부재(410)에 접하며 경사를 따라 이동하게 된다.

이에 따라 상기 처리수에서 발생된 기포의 일부는 상기 단위부재(410)에 의해 상승속도가 둔화되어 상기 처리수 내에서 체류시간이 증가함으로써 상기 처리수에서 용존되지 않고 발생되는 공기 또는 산소입자의 용존률이 증가하게 된다.

본 실시예에서 상기 단위부재(410)는 복수 개로 구성되며, 복 방향을 따라 이격되어 배치된다. 그리고 후술하는 상기 고정수단(420)에 의해 상호 이탈되지 않고 결합상태를 유지한다.

여기서, 상기 단위부재(410)는 복수 개가 이격되어 배치됨으로써 상기 단위부재(410) 사이의 이격공간을 통해 상기 처리수에서 발생된 기포의 일부는 상승하게 되고 나머지는 상기 단위부재(410)에 의해 수직상승이 차단되어 상기 단위부재(410)의 길이방향을 따라 이동하며 체류시간이 증가하게 된다.

즉, 상기 단위부재(410)는 상기 수용공간(110) 하부에서 발생되는 기포가 이동하는 레일 역할을 수행하며, 이에 따라 상기 처리수에서 발생된 기포의 용존률을 증가시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 복수 개의 상기 단위부재(410)가 폭 방향을 따라 일정간격 이격되어 배치됨으로써 상기 순환유닛(200)에 의해 재공급되는 상기 처리수의 직상승 공간을 형성하여 상기 수용공간(110) 상층에 위치한 처리수와 교반을 통해 용존산소를 높이고 상기 반응조(100) 내부의 온도를 균일하게 유지할 수 있다.

구체적으로 상기 단위부재(410)는 상기 순환유닛(200)에 의해 재공급되는 상기 처리수 중 일부가 직상승을 하도록 이격되어 배치됨으로써, 상기 처리수의 일부가 상기 단위부재(410)의 길이방향을 따라 가이드되어 횡 방향을 따라 이동하며 서서히 상승하고, 나머지는 상기 단위부재(410)의 이격된 공간을 따라 직상승 한다.

이에 따라, 상기 순환유닛(200)에 의해 재공급되는 상기 처리수의 일부가 서로 교차되는 방향으로 교반하여 상승하며 상기 처리수가 고르게 혼합됨으로써 상기 처리수의 용존산소량을 증가시킬 수 있다.

한편, 상기 고정수단(420)은 상기 복수 개의 상기 단위부재(410)가 상호 이격된 상태를 유지함과 동시에 자유롭게 움직이는 것을 고정하는 구성으로써, 복수 개의 상기 단위부재(410)가 이격된 방향을 따라 길게 형성되어 상기 단위부재(410)가 결합된다.

그리고 상기 고정수단(420)은 상기 수용공간(110) 내에서 상기 단위부재(410)가 경사를 가지며 안정적으로 고정되도록 결합한다.

구체적으로 상기 고정수단(420)은 플레이트 또는 샤프트 등의 형태로 형성될 수 있으며, 상기 단위부재(410)와 결합됨과 동시에 일부가 상기 수용공간(110) 내부에 결합된다.

본 실시예에서 상기 고정수단(420)은 샤프트 형태로 형성되며 복수 개의 상기 단위부재(410)에 연속하여 결합되며 상기 단위부재(410)가 일정한 간격으로 이격되어 고정되도록 지지한다.

여기서, 도시된 바와 같이 상기 고정수단(420)은 복수 개로 구성되어 상기 고정수단(420)의 폭 방향으로 길게 배치되어 결합되며, 상기 고정수단(420)이 길이방향을 따라 상향 경사를 가지도록 상기 수용공간(110) 내부에 결합시킨다.

또한, 상기 고정수단(420)은 적어도 하나 이상으로 구성되어 결합된 상기 단위부재(410)를 안정적으로 결합함과 동시에 비틀림에 의해 상기 단위부재(410)가 서로 간섭되지 않도록 고정한다.

이와 같이 상기 고정수단(420)이 구성됨으로써 복수 개의 상기 고정수단(420)은 복수 개가 폭 방향을 따라 이격되어 배치됨과 동시에 길이방향을 따라 상향 경사지도록 상기 수용공간(110) 내부에 배치됨으로써 상기 순환유닛(200)에 의해 재공급 되는 상기 처리수 및 상기 처리수에서 발생된 기포의 직상승을 방해하며 체류시간을 증가시킬 수 있다.

한편, 상기 단위부재(410)는 길이방향에 따른 일측이 상기 수용공간(110) 내부 측면에 인접하게 위치하고 타측은 상기 수용공간(110) 내부 측면과의 사이에 개구영역(A)을 형성하도록 이격되어 배치될 수 있다.

구체적으로 상기 단위부재(410)는 상기 수용공간(110) 내부에서 상향 경사를 가지도록 배치되며, 상기 단위부재(410)의 최하단부인 일측는 상기 수용공간(110)의 내부 측면과 인접하게 배치되지만 최상단부인 타측은 상기 수용공간(110)의 내부 측면과 이격되어 개구영역(A)이 형성된다.

이는 상기 순환유닛(200)에 의해 재공급된 상기 처리수와 발생된 기포가 직상승 하지 않고 상기 단위부재(410)의 길이방향을 따라 이동하는 경우 경사를 따라서 상부방향으로 서서히 이동하며, 상기 단위부재(410)의 길이방향에 따른 타측 끝단부까지 기포가 이동하는 경우 상기 개구영역(A)을 통해 기포가 상승할 수 있도록 하기 위함이다.

여기서, 상기 단위부재(410) 각각에 형성된 상기 가이드부는 상기 처리수에서 발생된 기포가 상기 단위부재(410)의 하부에서 이탈되지 않고 길이방향을 따라 이동하도록 에어포켓을 형성할 수 있도록 하며, 이에 따라 상기 단위부재(410)의 길이방향을 따라 이동한 기포는 상기 개구영역(A)에서 상부로 이동할 수 있다.

만약, 상기 단위부재(410)의 양단부가 모두 상기 수용공간(110)의 내측 벽면과 인접하게 배치된다면, 상기 단위부재(410)의 하부에서 길이방향을 따라 이동한 상기 처리수 또는 기포가 추가적인 상승을 하지 못하고 하부에 머물게 되는 문제가 발생한다.

이에 따라 상기 단위부재(410)가 상기 수용공간(110) 내부에서 길이방향을 따라 상향 경사를 가지며 개구영역(A)을 형성하도록 결합됨으로써, 상기 순환유닛(200)에 의해 공급되는 상기 처리수 및 발생된 기포가 서서히 상승함과 동시에 기포가 감소될 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 혼류유닛(400)은 하부가 개구되며 길이방향을 따라 상향경사지게 배치된 상기 단위부재(410)에 의해 상기 수용공간(110)의 하부에서 상승하는 상기 처리수 및 기포의 상승속도를 저감시킴으로써 공기의 용존량을 증가시킴과 동시에 상기 처리수의 상층부와 하층부를 교반하여 상기 처리수의 온도를 고르게 조절할 수 있다.

한편, 상기 혼류유닛(400)은 도시된 바와 같이 복수 개로 구성되어 상기 수용공간(110) 내부에 적층형태로 이격되어 배치될 수도 있다.

구체적으로 도시된 바와 같이 상기 혼류유닛(400)은 단순히 하나로만 구성되지 않고 복수 개가 적층형태로 배치되며 각각의 상기 혼류유닛(400)이 서로 다른 경사를 가지도록 배치된다.

이때, 상기 혼류유닛(400)에 의해 형성된 개구영역(A)은 서로 엇갈리도록 배치되는 것이 바람직하며, 상기 단위부재(410)의 경사방향도 서로 다르게 배치될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 혼류유닛(400)은 상기 수용공간(110) 내부에서 서로 다른 방향으로 경사를 가지도록 배치되며, 각각에 의해 형성되는 상기 개구영역(A)의 위치가 엇갈리도록 배치됨으로써, 상기 수용공간(110) 하부에서 상승하는 상기 처리수 및 기포의 이동경로를 강제적으로 조절하여 체류시간을 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 혼류유닛(400)은 상기 반응조(100) 하부에서 상기 처리수에 용존되지 않은 상기 산소 또는 상기 공기에 의한 기포가 상승하는 경우 소분화시킬 수 있다.

이와 같이 상기 혼류유닛(400)이 복수 개로 구성됨으로써, 상기 반응조(100)에 수용된 상기 처리수로부터 발생되는 기포를 보다 미세하게 소분화시키며, 상승하는 기포의 체류시간을 증가시킬 수 있다.

이에 따라 본 발명에 따른 상기 혼류유닛(400)은 상기 반응조(100)에 수용된 상기 처리수에서 용존되지 못해 발생되는 기포를 세분화시켜 거품이 발생하는 것을 최소화시킬 수 있는 이점이 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 액비 제조장치는 상기 반응조(100), 상기 순환유닛(200), 상기 에어공급유닛(300) 및 상기 혼류유닛(400)을 포함하며, 상기 반응조(100)에 수용된 상기 처리수는 상기 순환유닛(200) 및 상기 에어공급유닛(300)에 의해 지속적으로 순환함과 동시에 공기 또는 산소가 공급되며, 상기 혼류유닛(400)에 의해 상기 반응조(100) 내부에 수용된 상기 처리수 공기의 용존량을 을 증가시킴으로써 상기 처리수의 발효 속도를 비약적으로 증가시킬 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 상기 혼류유닛(400)에 의해 기포의 체류시간을 증가시켜 상기 처리수에 용존되도록 함으로써 기포의 발생을 억제하며, 상기 처리수를 교반시켜 상기 처리수의 온도가 고르게 유지될 수 있도록 할 수 있다.

다음으로, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 액비 제조장치에서 혼류유닛(400)의 변형된 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 도 1의 액비 제조장치에서 혼류유닛(400)의 변형된 형태를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 1의 액비 제조장치에서 혼류유닛의 또 다른 변형된 형태를 나타낸 도면이다.

도시된 도면을 살펴보면 기본적인 구성은 유사하지만 상기 단위부재(410)의 구성에 차이가 있다.

상기 단위부재(410)는 플레이트형태의 제1경사면(416) 및 제2경사면(418b)이 서로 다른 방향으로 경사를 가지며 길게 연장되어 형성된다.

구체적으로 상기 단위부재(410)는 상기 제1경사면(416) 및 상기 제2경사면(418)에 의해 상하방향에 따른 단면 형상이 삼각형태를 이루며, 길게 연장되어 형성된다.

이와 같이 구성된 상기 단위부재(410)는 복수 개로 구성되며, 각각의 길이방향과 교차되는 방향으로 이격되어 서로 평행하게 배치된다.

이에 따라 상기 순환유닛(200)에 의해 순환하는 상기 처리수에서 용존되지 않은 산소 또는 공기가 상기 반응조(100) 상부로 부상하는 경우 부상하는 산소 또는 공기의 부상흐름을 방해하여 체류시간을 증가시켜 상기 처리수에 용존되는 산소량을 증가시킬 수 있다.

뿐만 아니라 상기 반응조(100)내에서 부상하며 점점 커지는 기포를 소분화시킴으로써 상기 처리수에 상기 산소 또는 상기 공기가 용존되기 쉽도록 한다.

한편, 도 6을 살펴보면 도시된 바와 같이 상기 단위부재가 상술한 바와 같이 상기 가이드면 상기 연결면을 포함한다.

여기서, 상기 가이드면(414)은 상술반 바와 유사하게 폭 방향을 따라 양측에서 상하방향으로 배치된다. 그러나, 상기 연결면(412)은 한 쌍의 상기 가이드면(414)에서 상측 끝단부를 연결하지만, 상기 연결면(412)이 직션 형태가 아니라 만곡진 형태의 단면을 가지며 상부방향으로 볼록하게 형성될 수 있다.

이와 같이 상기 단위부재(410)가 형성됨으로써 상기 처리수에서 발생되는 기포의 부상 흐름을 방해하여 체류시간을 증가시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 반응조
200: 순환유닛
300: 에어공급유닛
400: 혼류유닛

Claims (9)

1. 가축분뇨에서 분리된 처리수를 발효시켜 액비를 생산하는 액비제조장치에 관한 것으로,
   내부에 상기 처리수를 수용하는 수용공간이 형성되며 선택적으로 밀폐 가능하도록 구성된 반응조;
   상기 반응조에 연결되어 상류층에 수용된 상기 처리수를 상기 수용공간의 하부로 공급하여 상기 처리수를 순환시키는 순환유닛;
   상기 순환유닛에 의해 순환하는 상기 처리수에 산소 또는 공기를 공급하여 상기 처리수의 발효가 촉진되도록 하는 에어공급유닛; 및
   기 설정된 폭을 가지며 하부방향으로 개구되고 상기 수용공간의 횡 방향을 따라 길게 형성되어 길이방향을 따라 상향 경사지도록 배치되는 단위부재 및 상기 단위부재가 상기 수용공간 내에서 안정적으로 경사를 가지며 고정되도록 결합되는 고정수단을 포함하며, 상기 처리수에서 발생되는 기포가 상기 단위부재의 하부에서 길이방향을 따라 이동하여 상기 기포의 상승을 둔화시키는 혼류유닛; 을 포함하여 상기 혼류유닛은 상기 처리수에서 용존되지 않고 발생되는 공기 또는 산소입자의 상승을 방해해 체류시간을 증가시킴으로써 상기 처리수에 용존되도록 하고,
   상기 단위부재는 플레이트형태로 폭 방향을 따라 양측에서 상하방향으로 배치되는 한 쌍의 가이드면 및 상기 한 쌍의 가이드면에서 상측 끝단부를 연결하는 연결면을 포함하거나, 플레이트형태의 제1경사면 및 제2경사면을 가지며 상기 제1경사면 및 상기 제2경사면이 폭 방향을 따라 서로 다른 방향으로 경사를 가지며 길이방향을 따라 길게 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액비 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 단위부재는,
   복수 개로 구성되며 폭 방향을 따라 이격되어 배치되며, 상기 고정수단에 의해 복수 개가 일체로 고정되는 것을 특징으로 하는 액비 제조장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 단위부재는,
   길이방향에 따른 일측이 상기 수용공간 내부 측면에 인접하게 위치하고, 타측은 상기 수용공간 내부 측면과의 사이에 개구영역을 형성하도록 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 액비 제조장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 혼류유닛은,
   복수 개로 구성되어 상기 수용공간 내부에서 적층형태로 상하방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 액비 제조장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 혼류유닛은,
   복수 개 각각이 형성하는 상기 개구영역이 상기 수용공간의 상하방향을 따라 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 액비 제조장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 혼류유닛은,
   복수 개가 각각 서로 다른 방향으로 상향경사를 가지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 액비 제조장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 반응조는,
   바닥면이 경사를 가지도록 구성되며, 최하단부에 별도의 슬러지 토출구가 구비되는 것을 특징으로 하는 액비 제조장치.

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