KR102053381B1 - Smart farm interlocking livestock wastewater treatment facility using a micro bubble generator alternately - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 축산폐수 처리를 위한 액비 처리부에 포함되는 마이크로버블 생성부를 교번적으로 이용하는 스마트팜 연동형 축산폐수 처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart farm linked livestock wastewater treatment system using alternating microbubble generating unit included in the liquid fertilizer treatment unit for livestock wastewater treatment.
축산폐수는 소정의 처리 이후 퇴비 또는 액비로서 재활용 가능하나, 심각한 악취 유발원이자 토양 및 수질의 고농도 오염원이다. 축산폐수는 전체 오폐수 발생량의 0.6%에 불과하나, 오염발생 부하는 25.8%에 이른다. Livestock wastewater is recyclable as compost or liquid manure after a given treatment, but is a source of serious odors and a high concentration of soil and water pollution. Livestock wastewater accounts for only 0.6% of the total wastewater generated, but the pollution load is 25.8%.
또한, 1두의 가축이 발생하는 축산폐수의 양은 상당히 많다. "오수, 분뇨 및 축산폐수 처리에 관한 법률"에서는 소 38두 이상이면 축산폐수 규제 대상으로 설정한다. 실재로, 규정에 맞추어 축산폐수를 처리하기 위해서는, 돈사 및 우사에서 축사용 대지 이상의 축산폐수 처리설비용 대지가 필요하다.In addition, the livestock wastewater generated by one livestock is quite large. Under the Act on Sewage, Manure and Livestock Wastewater, more than 38 heads of cattle shall be subject to the regulation of livestock wastewater. In fact, in order to treat livestock wastewater in accordance with the regulations, land for livestock wastewater treatment facilities is needed in pigs and barns.
축산폐수 처리 시간 역시 많이 소요된다. 일반적으로, 축산폐수를 액비화하는 처리까지 약 1달 이상의 시간이 필요하다. Livestock wastewater treatment also takes a lot of time. In general, about one month or more is required for the treatment of liquefaction of livestock wastewater.
도 1은 일반적인 축산폐수 처리 방법을 설명하는 도면이다. 축사에서 발생한 축산폐수는 분뇨 혼합조로 이송된 후 고액분리부로 이송된다. 경우에 따라, 분뇨 혼합조와 고액분리부 중 어느 하나만 사용될 수도 있다. 한편, 축사에서 분뇨 혼합조 및/또는 고액분리부로 축산폐수의 이송시, 축산폐수의 높은 점성과 부피 감소 및 이송 속도 등을 고려하여, 스크류와 같은 기계 장치의 도움을 받아 축분과 축뇨가 함께 이송되는데, 이 과정에서 다량의 축분이 분쇄되고 짖이겨져(kneading) 축뇨와 혼합된 형태로 이송되며, 그 형태가 익히 알고 있는 축산폐수의 형태이다. 1 is a view for explaining a general livestock wastewater treatment method. The livestock wastewater from the barn is transferred to the manure mixing tank and then to the solid-liquid separator. In some cases, only one of the manure mixing tank and the solid-liquid separator may be used. Meanwhile, when the livestock wastewater is transferred from the livestock house to the manure mixing tank and / or the solid-liquid separator, the livestock waste and urine are transported together with the help of a mechanical device such as a screw in consideration of the high viscosity, volume reduction, and transfer speed of the livestock wastewater In this process, large quantities of livestock are crushed and kneaded and transported in a mixed form with urination, which is a well-known form of livestock wastewater.
축산폐수가 유입된 고액분리부에서는 중력 침강 또는 싸이클론 등의 설비를 이용하여 축산폐수를 고상과 액상으로 분리하며, 분리된 고상의 축산폐수는 퇴비화부로 이송되어 퇴비가 된다. 고상으로 분리 가능한 축산폐수는 평균 약 15%이다. 축분이 일반적으로 여기에 포함된다. In the solid-liquid separator in which livestock wastewater is introduced, the livestock wastewater is separated into a solid phase and a liquid phase using gravity sedimentation or cyclone, and the separated solid phase livestock wastewater is transferred to the composting unit for composting. Livestock wastewater separated into solid phases averages about 15%. Stocks are generally included here.
분리된 액상의 축산폐수로서 약 85%의 축산폐수는 수처리된다. 액상의 축산폐수는 오염발생 부하가 높은 고농도 폐수이며 축분이 짖이겨져 혼합된 형태이기에 그 처리에는 많은 단계와 처리 시간이 필요하다. 일반적으로 3단계에 이르는 폭기조에서 처리되며, 이 과정에만 약 30일 소요된다. 주처리 및 후처리되어 액비 저장조에 집수되어, 액비로서 농가에서 활용된다.As a separate liquid livestock wastewater, about 85% of the livestock wastewater is treated. Liquid livestock wastewater is a high concentration wastewater with a high load of pollution and is mixed in the form of bark, which requires many steps and processing time. It is usually handled in three stages of aeration tanks, which takes about 30 days. The main treatment and the post-treatment are collected in a liquid fertilizer storage tank and used in farmhouses as liquid fertilizer.
이와 같이, 일반적인 축산폐수 처리 방법에 의하면, 수처리에 많은 시간이 소요되는 만큼, 처리 시설 주변에서는 악취가 꾸준히 발생하여, 축산폐수 처리 설비는 해당 지역에 심각한 영향을 주는 혐오 설비로 여겨진다. As described above, according to the general livestock wastewater treatment method, since a lot of time is required for the water treatment, odors are generated continuously around the treatment plant, and the livestock wastewater treatment plant is regarded as a hateful plant having a serious effect on the region.
또한, 처리된 축산폐수의 액비를 제공받는 농가에서 배출되는 양액 폐액으로 인한 토양 오염 문제도 발생하였다.In addition, there was a problem of soil contamination due to the nutrient solution waste discharged from the farms receiving the liquid cost of the treated livestock wastewater.
특히, 축사에서 배출되는 배출가스는 심각한 악취 유발원이자 대기의 고농도 오염원이어서, 이를 처리하기 위해선 별도의 배출가스 처리 시설을 구비해야 해서, 혐오 설비가 지역에서 차지하는 면적이 커질 수 밖에 없었다.In particular, the exhaust gas emitted from the barn is a serious odor source and a high concentration of air pollutants, so in order to deal with this, a separate exhaust gas treatment facility must be provided, so that the area occupied by the hate facility is large.
이러한 다수의 환경 오염 문제를 해결하기 위해 축사에서 배출되는 축산폐수 및 배출가스와 스마트팜에서 배출되는 양액 폐액을 함께 처리하는 시스템을 개발할 필요성이 있었다.In order to solve such a large number of environmental pollution problems, there was a need to develop a system for treating both livestock wastewater discharged from livestock houses and nutrient solution wastewater discharged from smart farms.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다. The present invention has been made to solve the above problems.
구체적으로, 축산폐수와 축사에서 배출되는 축산폐수와 스마트팜에서 발생하는 양액 폐액을 함께 처리하기 위해 안출된 것으로, 축산폐수와 축사에서 배출되는 축산폐수를 이용하는 스마트팜에서 배출되는 양액 폐액까지 함께 처리할 수 있는 연동형 축산폐수 처리 시스템을 제안하고자 한다.Specifically, it was designed to treat both livestock wastewater and livestock wastewater discharged from a livestock farm and nutrient solution wastewater generated from a smart farm, and processed together with nutrient solution wastewater discharged from a smart farm using livestock wastewater and livestock wastewater discharged from a livestock farm. We would like to propose a linked livestock wastewater treatment system.
또한, 단일의 마이크로버블생성부의 마이크로 버블을 스마트팜의 수처리부와 축사의 액비 처리부에 제공할 수 있는 연동형 축산폐수 처리 시스템을 제안하고자 한다.In addition, the present invention proposes a linked livestock wastewater treatment system that can provide microbubbles of a single microbubble generation unit to a liquid treatment unit of a water treatment unit and a livestock house of a smart farm.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 축사(10)와 스마트팜(20)을 포함하는 스마트팜 연동형 축산폐수 처리 시스템에 있어서, 상기 스마트팜(20)에 양액 또는 처리수를 공급하는 수처리부(500)는, 유입수를 공급받아 막여과 처리하는 막여과부(520); 상기 막여과부(520)의 처리수를 저류시키는 처리수조(530); 및 상기 처리수조(530)의 처리수를 공급받아 양액을 제조하여 스마트팜(20)에 공급하는 양액 저장부(540)를 포함하고, 상기 축사(10)의 축산폐수를 액비 처리하는 액비 처리부(300)는, 폭기조(310); 및 상기 폭기조(310)의 호기화를 위해 산소와 함께 마이크로 버블을 공급하는 마이크로 버블 생성부(380)를 포함하고, 상기 막여과부(520) 및 상기 처리수조(530)는 상기 마이크로 버블 생성부(380)와 연결되어, 상기 처리수조(530)의 처리수에 상기 마이크로 버블 생성부(380)의 마이크로 버블이 포함되어 상기 막여과부(520)에 막 세정수로서 공급되는 스마트팜 연동형 축산폐수 처리 시스템을 제공한다.The present invention for solving the above problems, in the smart farm linked livestock wastewater treatment system comprising a livestock bar (10) and
또한, 상기 액비 처리부(300)가 상기 폭기조(310)와 상기 마이크로 버블 생성부(380)의 연결라인에 위치하는 펌프를 더 포함하고, 상기 펌프에 의해 상기 처리수조(530)의 처리수가 막 세정수로서 상기 마이크로 버블 생성부(380)로 공급되는 것이 바람직하다.In addition, the liquid
또한, 상기 마이크로 버블 생성부(380)에서 공급되는 마이크로 버블을 포함하는 처리수는 상기 막여과부(520) 또는 상기 폭기조(310)에 교번적으로 공급되는 것이 바람직하다.In addition, the treated water including the microbubble supplied from the
또한, 상기 마이크로 버블 생성부(380)의 마이크로 버블이 막 세정수로 사용되는 경우, 기설정된 초기 시간동안 마이크로 버블 생성부(380)를 통과한 처리수는 상기 막여과부(520)가 아닌 상기 폭기조(310)로 공급되는 것이 바람직하다.In addition, when the microbubble of the
또한, 상기 마이크로 버블 생성부(380)와 상기 폭기조(310)의 공급라인인 제1 공급라인; 상기 마이크로 버블 생성부(380)와 상기 펌프 사이의 이송라인에 상기 처리수조(530)의 처리수를 공급받을 수 있도록 연결되는 제2 공급라인; 상기 마이크로 버블 생성부(380)의 마이크로 버블을 포함한 세정수가 상기 막여과부(520)로 공급되는 공급라인인 제4 공급라인; 및 상기 세정수 공급라인과 상기 폭기조(310)와 연결되는 분기라인인 제3 공급라인;을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, a first supply line which is a supply line of the micro
또한, 상기 제1 공급라인에 위치하는 제1 제어 밸브(v11); 상기 제2 공급라인에 위치하는 제2 제어 밸브(v12); 상기 제3 공급라인에 위치하는 제3 제어 밸브(v21); 및 상기 제4 공급라인에 위치하는 제4 제어 밸브(v22)를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, a first control valve (v11) located in the first supply line; A second control valve (v12) positioned in the second supply line; A third control valve (v21) positioned in the third supply line; And a fourth control valve v22 positioned in the fourth supply line.
또한, 상기 마이크로 버블 생성부(380)의 마이크로 버블로 상기 폭기조(310)를 호기화시킬 경우, 상기 제1 제어 밸브(v11)와 상기 제3 제어 밸브(v21)를 개방하고, 상기 제2 제어 밸브(v12)와 상기 제4 제어 밸브(v22)를 폐쇄한 후, 상기 펌프를 가동시키고, 상기 마이크로 버블 생성부(380)의 마이크로 버블을 이용해 상기 막여과부(520)를 세정할 경우, 상기 제2 제어 밸브(v12) 및 상기 제3 제어 밸브(v21)를 개방하고, 상기 제1 제어 밸브(v11) 및 상기 제4 제어 밸브(v22)가 폐쇄한 후, 기설정된 초기 시간동안 상기 펌프를 가동시키고, 기설정된 초기 시간 이후에, 상기 제2 제어 밸브(v12) 및 상기 제4 제어 밸브(v22)를 개방하고, 상기 제1 제어 밸브(v11) 및 상기 제3 제어 밸브(v21)를 폐쇄한 후, 상기 펌프를 가동시키는 것이 바람직하다.In addition, when the
또한, 상기 스마트팜(20)의 작물 베드(25)에서 발생되는 양액의 폐액을 저류시키는 폐액 저류조(600)를 더 포함하고, 상기 폐액 저류조(600)는 상기 폭기조(310)와 연결되어, 질소와 탄소를 포함하는 상기 양액의 폐액이 상기 폭기조(310)로 제공되는 것이 바람직하다.In addition, a waste
또한, 상기 액비 처리부(300)의 액비는 상기 스마트팜(20)의 작물 베드(25)에 제공되는 것이 바람직하다.In addition, the liquid ratio of the liquid
본 발명에 스마트팜 연동형 축산폐수 처리 시스템에 의해, 축사에서 배출되는 배출가스가 외부로 배출되지 않게 되어, 처리 시설 주변의 대기를 오염시키기 않고 악취를 저감시킬 수 있다.By the smart farm linked livestock wastewater treatment system according to the present invention, the exhaust gas discharged from the livestock house is not discharged to the outside, it is possible to reduce the odor without polluting the air around the treatment facility.
또한, 축산폐수를 처리하기 위한 액비 처리부의 마이크로 버블 생성부를 스마트팜의 유입수를 처리하기 위한 수처리부에서 이용하는 것이어서, 수처리부의 막여과부를 세척하기 위한 별도의 세정액 탱크를 구비하지 않아도 되서 공간적으로 유리하다.In addition, since the microbubble generating unit of the liquid fertilizer treatment unit for treating livestock waste water is used in the water treatment unit for treating the inflow water of the smart farm, it is spatially advantageous because it does not have to provide a separate washing liquid tank for washing the membrane filter unit of the water treatment unit. .
또한, 액비 처리부와 퇴비 처리부에 공기를 공급하는 송풍기를 이용해 양분을 포함하는 처리가스를 액비 처리부와 퇴비 처리부로 재공급시킬 수 있다.In addition, by using a blower for supplying air to the liquid fertilizer processing unit and the compost processing unit, the processing gas containing nutrients can be supplied to the liquid fertilizer processing unit and the compost processing unit.
또한, 축사에서 배출되는 축산폐수를 처리하여 생성된 액비와 퇴비를 스마트팜에 지속적으로 공급할 수 있다.In addition, it is possible to continuously supply the liquid farm and compost generated by treating livestock wastewater discharged from the barn to the smart farm.
또한, 스마트팜의 작물 베드에서 배출되는 양액 폐액이 축산폐수 처리시설의 폭기조에서 함께 처리 가능하여, 양액 폐액으로 인한 토양 오염을 저감할 수 있다.In addition, the nutrient solution waste liquid discharged from the crop bed of the smart farm can be treated together in the aeration tank of the livestock wastewater treatment facility, it is possible to reduce the soil contamination due to the nutrient solution waste liquid.
또한, 공기 순환 모듈을 구비하여 축사를 운영하는데 있어 필요한 최소환기 유량을 만족시킬 수 있다.In addition, the air circulation module can be provided to satisfy the minimum ventilation flow rate required to operate the house.
또한, 축사에서 배출되는 배출가스를 양분을 포함하는 처리가스로 처리하여 스마트팜에 공급하는 것이어서, 양분을 공급하기 위한 별도의 비용이 필요하지 않다.In addition, since the discharge gas discharged from the barn is treated with a processing gas containing nutrients to supply to the smart farm, no additional cost for supplying nutrients is required.
도 1은, 종래 기술에 의한 축산폐수 처리 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는, 본 발명에 따른 축산폐수 처리 시스템을 설명하는 도면이다.
도 3은, 본 발명에 따른 축산폐수 처리 시스템을 설명하기 위한 표이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the livestock wastewater treatment system by a prior art.
2 is a diagram illustrating a livestock wastewater treatment system according to the present invention.
3 is a table for explaining the livestock wastewater treatment system according to the present invention.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.The above objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description of the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, definitions of these terms should be described based on the contents throughout the specification.
또한, 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.In addition, the described embodiments are provided by way of example for purposes of illustration, and do not limit the technical scope of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트팜을 상세히 설명한다.Hereinafter, a smart farm according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.
축산폐수 처리 시스템의 설명Description of Livestock Wastewater Treatment System
본 발명에 따른 축산폐수 처리 시스템은 축사(10)에서 배출되는 축산폐수를 처리하는 축산폐수 처리 모듈과 스마트팜(20)에 유입수를 제공하는 유입수 처리 모듈을 포함한다.The livestock wastewater treatment system according to the present invention includes a livestock wastewater treatment module for treating livestock wastewater discharged from the
1) 배출가스 순환 구성의 설명1) Description of exhaust gas circulation configuration
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 축산폐수 처리 시스템의 배출가스 순환 모듈을 설명한다.With reference to Figure 2 will be described the exhaust gas circulation module of the livestock wastewater treatment system according to the present invention.
축사(10)에서 배출되는 축산폐수는 분뇨 혼합조(100)로 수집되고, 축사(10)에서 배출되는 배출가스는 축사 가스 배출부(11)를 통해 배출되어 배출가스 처리부(30)에 수집된다.The livestock wastewater discharged from the
배출가스 처리부(30)는 축사 가스 배출부(11)와 스마트팜 가스 유입부(21)의 이송라인에 위치하여, 축사(10)에서 배출되는 먼지, NH4 기체, CO2 기체 등을 포함하는 배출가스를 먼지는 제거하고 N(질소), C(탄소) 등을 포함하는 처리가스로 생성한다. 바람직하게는, 배출가스 처리부(30)에서 NH4 기체는 N2화 하여 제공하고, CO2 기체로 제공할 수 있으나, 이는 종래기술이어서 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 하겠다.Exhaust
배출가스 처리부(30)에서 처리된 처리가스는 스마트팜 가스 유입부(21)를 통해 스마트팜(20)에 제공된다. The processing gas processed by the exhaust
구체적으로, 배출가스 처리부(30)에서 처리된 처리 가스는 본 발명에 따른 축산폐수 처리 시스템에 의해 질소, 탄소 등의 양분을 포함하는 가스로서 스마트팜(20)에 양분으로써 제공될 수 있다. Specifically, the treatment gas treated in the exhaust
먼저, 질소, 탄소 등의 양분을 포함하는 가스로서 스마트팜(20)에 제공될 경우, 스마트팜(20)의 작물 베드(25)의 작물들이 양분을 포함하는 가스를 공급받아 생육된다. 이 경우, 선택적으로 주간에만 스마트팜(20)에 제공되는 것이 바람직할 것이다. First, when provided to the
스마트팜 기체 배출부(22)에서 배출된 스마트팜(20)의 배출가스는 공기 순환 모듈(40)에 의해 축사 가스 유입부(12)로 이송되어 축사(10)로 다시 순환 공급된다.The discharge gas of the
공기 순환 모듈(40)은 축사(10)의 축사 가스 유입부(12)와 스마트팜(20)의 스마트팜 기체 배출부(22)의 연결 라인에 위치하여, 스마트팜 기체 배출부(22)에서 배출되는 스마트팜(20)의 배출가스를 축사(10)로 순환시킨다.The
2) 축산폐수 처리 시스템의 설명2) Description of Livestock Wastewater Treatment System
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 축산폐수 처리 시스템을 설명한다.Referring to Figure 2 describes a livestock wastewater treatment system according to the present invention.
분뇨 혼합조(100)에 축사(10)에서 발생한 축산폐수, 즉 축분과 축뇨가 저류된다.Livestock wastewater generated in the
고액 분리부(200)는 분뇨 혼합조(100)에서 공급받은 축산폐수를 축뇨(액상)와 축분(고상)으로 분리한다.The solid-
액비 처리부(300)는 고액 분리부(200)에서 분리된 축뇨를 공급받아 액비화하기 위한, 폭기조(310), 침전조(320), 액비 저장조(330), 및 마이크로 버블 생성부(380)를 포함한다.The liquid
폭기조(310)는 액상의 축산폐수 즉, 축뇨를 마이크로 버블 생성부(380)에서 산소와 마이크로 버블을 공급받아 호기화함으로써 폭기 처리한다.The
폭기조(310)는 폐액 저류조(600)와 이송라인에 의해 연결되어, 폐액 저류조(600)에 저류된 폐액을 공급받을 수 있다. 폐액 저류조(600)에 저류된 폐액은 영양성분을 다량 포함하고 있기 때문에, 양질의 액비를 제조할 수 있다.The
폭기조(310)에서 폭기처리된 축뇨는 침전조(320)로 이송된다. 폭기조(310)에서 폭기처리된 암모늄이온(NH4)을 포함하는 축뇨 일부는 축사(10)로 재이용수로서 재공급되어 축사(10)의 청소에 사용될 수 있다.The urine that has been aerated in the
침전조(320)로 이송된 축뇨는 후처리되고, 최종 액비화되어 액비 저장조(330)에 집수된다. Urinary urine transferred to the
구체적인 고액분리 방법, 퇴비화 방법, 폭기 방법, 후처리 방법 등은 종래 기술을 사용하여도 무방한 바, 상세한 설명을 생략한다. Specific solid-liquid separation method, composting method, aeration method, post-treatment method, etc. may be used in the prior art, so detailed description thereof is omitted.
액비 저장조(330)에 집수된 액비는 스마트팜(20)의 작물 베드(25)와 연결된 이송라인에 의해 이송되어 작물 베드(25)에 액비로써 제공될 수 있다. 작물 베드(25)에 양분이 충분하여 액비를 필요로 하지 않을 경우, 액비 저장조(330)의 액비는 액비 저장조(330)에 별도로 구비된 배출라인에 의해 노지에 제공될 수 있다.The liquid fertilizer collected in the
마이크로 버블 생성부(380)는 액비 처리부(300)와 수처리부(500)에 산소 및 마이크로 버블을 제공할 수 있다.The
구체적으로, 본 발명에 따른 마이크로 버블 생성부(380)는 액비 처리부(300) 외에 수처리부(500)에 더 연결되어, 처리수조(530)의 처리수를 공급받아 마이크로 버블을 포함시켜 폭기조(310) 또는 막여과부(520)에 제공할 수 있다. 마이크로 버블 생성부(380)가 처리수조(530)의 처리수를 공급받는 것은 막 세정수로서 공급받는 것이다.Specifically, the micro
마이크로 버블 생성부(380)는 폭기조(310)와 연결된 채 막여과부(520)에 더 연결되며, 이 때, 폭기조(310)와 마이크로 버블 생성부(380) 사이의 이송라인(이하, 제1 공급라인)에 펌프가 위치한다. 마이크로 버블 생성부(380)는 제1 공급라인에 위치하는 펌프만을 이용하여 산소 및 마이크로 버블을 포함하는 처리수는 폭기조(310) 및/또는 막여과부(520)에 교번적으로 공급할 수 있다.The micro
마이크로 버블 생성부(380)와 펌프 사이의 이송라인에 처리수조(530)의 처리수를 공급받을 수 있는 분기라인(이하, 제2 공급라인)이 연결된다.A branch line (hereinafter, referred to as a second supply line) capable of receiving the treatment water of the
마이크로 버블 생성부(380)에서 막여과부(520)의 세정수 공급라인(이하, 제4 공급라인)에 폭기조(310)와 연결되는 분기라인(이하, 제3 공급 라인)이 더 위치한다.A branch line (hereinafter referred to as a third supply line) connected to the
제1 공급라인에 제1 제어 밸브(v11)가 위치하고, 제2 공급라인에 제2 제어 밸브(v12)가 위치하고, 제3 공급라인에 제3 제어 밸브(v21)가 위치하고, 제4 공급라인에 제4 제어 밸브(v22)가 위치한다.The first control valve v11 is located in the first supply line, the second control valve v12 is located in the second supply line, the third control valve v21 is located in the third supply line, and the fourth supply line is located in the fourth supply line. The fourth control valve v22 is located.
도 3을 더 참조하여 강조하면, 액비 처리부(300)의 마이크로 버블 생성부(380)는 제1 내지 제4 제어 밸브(v11, v12, v21, v22)들의 제어에 의해 액비 처리부(300)에 이용되거나 수처리부(500)에 이용될 것이다.3, the
먼저, 액비 처리부(300)의 폭기조(310)를 호기화시키기 위해 마이크로 버블 생성부(380)를 이용할 경우, 별도의 송풍기를 필요로 하진 않는다. 폭기조(310)와 마이크로 버블 생성부(380) 사이에 위치하는 펌프에 의해 공기가 마이크로 버블 생성부(380)에 의해 버블화되어 공급될 수 있기 때문이다.First, when using the
폭기조(310)를 폭기시키 위해 마이크로 버블 생성부(380)를 이용할 경우, 제1 제어 밸브(v11)와 제3 제어 밸브(v21)를 개방하고, 제 2 제어 밸브(v12)와 제4 제어 밸브(v22)를 폐쇄한 후, 펌프를 가동하여 폭기조(310)의 축뇨를 마이크로 버블 생성부(380)를 통과시켜 산소 및 마이크로 버블을 포함하는 축뇨를 폭기조(310)로 재 공급함으로써 호기시키게 된다.When the
다음으로, 수처리부(500)의 막여과부(520)를 세척하기 위해 마이크로 버블 생성부(380)를 이용하게 될 경우, 액비 처리부(300)의 마이크로 버블 생성부(380)를 이용하는 것이기 때문에 별도의 세척수 탱크 및 송풍기를 필요로 하지 않는다.Next, when the micro
막여과부(520)를 세척하기 위해 마이크로 버블 생성부(380)를 이용하기 앞서, 마이크로 버블 생성부(380)는 평소 폭기조(310)를 폭기시키기 위해 사용되기 때문에, 막여과부(520)를 세척하는데 바로 사용할 수 없고, 막세정 준비단계가 선행되어야 한다. 즉, 기설정된 초기 시간동안 마이크로 버블 생성부(380)를 통과한 처리수는 막여과부(520)가 아닌 폭기조(310)로 공급될 것이다.Before using the
이에 따라, 막세정 준비단계의 경우, 제2 제어 밸브(v12) 및 제3 제어 밸브(v21)를 개방하고, 제1 제어 밸브(v11) 및 제4 제어 밸브(v22)가 폐쇄한 후, 펌프를 가동하여 처리수조(530)의 처리수를 공급받아 마이크로 버블 생성부(380)를 세척한다. 마이크로 버블 생성부(380)를 세척한 세척수는 제3 공급라인을 통해 폭기조(310)로 공급된다.Accordingly, in the membrane cleaning preparation step, the second control valve v12 and the third control valve v21 are opened, the first control valve v11 and the fourth control valve v22 are closed, and the pump It is operated to receive the treated water of the
기설정된 초기 시간 이후, 막세정 단계의 경우, 제2 제어 밸브(v12) 및 제4 제어 밸브(v22)를 개방하고, 제1 제어 밸브(v11) 및 제3 제어 밸브(v21)를 폐쇄한 후, 펌프를 가동하여 처리수조(530)의 처리수에 마이크로 버블 생성부(380)의 산소 및 마이크로 버블을 포함시켜 막 세정수로서 막여과부(520)에 공급되어 막여과부(520)의 여과막을 세정한다. 막여과부(520)를 세정한 세정수는 드레인되어 외부로 빠져나갈 것이다.After the predetermined initial time, in the membrane cleaning step, after opening the second control valve v12 and the fourth control valve v22, and closing the first control valve v11 and the third control valve v21, The pump is operated to include oxygen and micro bubbles of the
퇴비 처리부(400)는 고액 분리부(200)에서 분리된 축분을 공급받아 퇴비화하기 위한, 발효조(410) 및 퇴비 저장조(420)를 포함한다.The
발효조(410)는 고상의 축산폐수 즉, 축분을 송풍기(490)의 공기를 공급받아 발효 처리한다. 이 과정에 있어 톱밥과 같은 수분조절제를 사용하여 축분 등에서 수분을 낮춰 퇴비화한다.The
퇴비 저장조(420)에 발효조(410)에서 이송된 퇴비가 저장된다. 퇴비 저장조(420)의 퇴비는 스마트팜(20)의 작물 베드(25)에 양분으로써 제공될 수 있다.The compost transferred from the
작물 베드(25)에 양분이 충분하여 퇴비가 필요 없을 경우, 퇴비 저장조(420)의 퇴비는 퇴비 저장조(420)에 별도로 구비된 배출라인에 의해 노지에 제공될 수 있다.When the nutrients are sufficient in the
수처리부(500)는 유입수를 공급받아 처리하여 양액 또는 처리수로서 스마트팜(20)에 제공하는 것이며, 유입수 저장부(510), 막여과부(520), 처리수조(530) 및 양액 저장부(540)를 포함한다.The
유입수 저장부(510)는 유입수를 공급받아 저류시킨다. 유입수 저장부(510)의 전단에는 유입수를 유입시키기 위한 펌프(P)가 구비되고, 유입수 저장부(510)의 후단에는 유입수를 막여과 처리하기 위한 막여과부(520)가 구비된다.The
막여과부(520)는 유입수 저장부(510)에서 공급받은 유입수를 정화처리 할 수 있는 막여과 구성이면 한정되지 않으며, 바람직하게는 유입수의 수질에 따라 역삼투막 또는 한외여과막 등으로 구성될 수 있다. 막여과부(520)는 유입수 수질에 따라 선택적으로 카트리지 필터를 더 포함할 수 있다. 막여과부(520)로 유입된 유입수는 막여과됨으로써 처리되어 처리수조(530)로 배출된다.The
처리수조(530)는 막여과부(520)에서 막여과 처리된 처리수를 저장하고, 처리수조(530)에 저장된 처리수는 양액 저장부(540), 스마트팜(20)의 작물 베드(25), 및 마이크로 버블 생성부(380) 중 어느 하나 이상에 공급될 수 있다.The
양액 저장부(540)는 처리수조(530)의 처리수를 양액 공급수로서 공급받아 양액을 생성(제조)시켜 스마트팜(20)의 작물 베드(25)에 공급할 수 있다.The nutrient
양액은 작물의 생육에 꼭 필요한 양분을 각각의 흡수량의 비율에 맞추어 물에 용해시킨 것으로써, 양액 저장부(540)로 유입되는 처리수조(530)의 처리수를 저류하고 저류된 처리수에 양분을 용해시키고, pH조절제를 투입하여 양액을 제조하고, 이를 스마트팜(20) 내의 작물 베드(25)에 공급함으로써 작물 베드(25) 내 식물의 생육이 이루어지도록 한다.The nutrient solution dissolves nutrients, which are essential for the growth of crops, in water according to the ratio of each absorption amount, and stores the treated water of the treated
폐액 저류조(600)에 작물 베드(25)에서 수집되는 폐액이 저류된다. 폐액 저류조(600)에 저류된 양질의 폐액은 이송라인에 의해 액비 처리부(300)의 폭기조(310)로 공급되어 폭기조(310)의 축뇨와 함께 폭기 처리되어 호기화된다.The waste liquid collected in the
마이크로 Micro 버블bubble 생성부를Generator 축산폐수 처리 시스템에서 이용하는 방법 How to use livestock wastewater treatment system
도 3을 더 참조하여, 축산폐수 처리 시스템에서의 마이크로 버블 생성부(380)의 이용 방법을 설명한다.Referring to FIG. 3, the method of using the
축산폐수 처리 시스템에서의 마이크로 버블 생성부(380)의 이용 방법을 정리하면 다음의 단계로 이루어진다. The use of the
(a0) 분뇨 혼합조(100)에 축사(10)의 축산폐수가 수집되는 단계;(a0) collecting livestock wastewater from the
(a1) 고액 분리부(200)에서 축산폐수가 축뇨와 축분으로 분리되는 단계;(a1) separating the livestock wastewater into urine and animal waste in the solid-
(a2) 고액 분리부(200)의 축뇨가 액비 처리부(300)로 이송되고, 고액 분리부(200)의 축분이 퇴비 처리부(400)로 이송되는 단계;(a2) the urine of the solid-
(a3) 폐액 저류조(600)의 양액 폐액이 액비 처리부(300)의 폭기조(310)로 이송되는 단계;(a3) transferring the nutrient solution waste liquid of the waste
(a) 제1 공급라인에 위치하는 제1 제어 밸브(v11)와 제3 공급라인에 위치하는 제3 제어 밸브(v21)를 개방하고, 제2 공급라인에 위치하는 제2 제어 밸브(v12)와 제4 공급라인에 위치하는 제4 제어 밸브(v22)를 폐쇄한 후, 펌프를 가동하여 폭기조(310)의 축뇨를 마이크로 버블 생성부(380)를 통과시켜 산소 및 마이크로 버블을 포함하는 축뇨를 폭기조(310)로 공급하여 폭기조(310)를 호기화하는 단계; (a) The first control valve v11 located in the first supply line and the third control valve v21 located in the third supply line are opened, and the second control valve v12 located in the second supply line. And after closing the fourth control valve (v22) located in the fourth supply line, the pump is operated to pass the urine urine of the
(b) 제2 제어 밸브(v12) 및 제3 제어 밸브(v21)를 개방하고, 제1 제어 밸브(v11) 및 제4 제어 밸브(v22)를 폐쇄한 후, 펌프를 가동하여 처리수조(530)의 처리수를 공급받아 기설정된 초기 시간동안 마이크로 버블 생성부(380)를 세척하고, 마이크로 버블 생성부(380)를 세척한 세척수는 막여과부(520)가 아닌 폭기조(310)로 공급하는 단계; (b) After opening the second control valve v12 and the third control valve v21, closing the first control valve v11 and the fourth control valve v22, the pump is operated to process the
(c) 기설정된 초기 시간 이후, 제2 제어 밸브(v12) 및 제4 제어 밸브(v22)를 개방하고, 제1 제어 밸브(v11) 및 제3 제어 밸브(v21)를 폐쇄한 후, 펌프를 가동하여 처리수조(530)의 처리수에 마이크로 버블 생성부(380)의 산소 및 마이크로 버블을 포함시켜 막 세정수로서 공급하여 막여과부(520)의 여과막을 세정하는 단계;(c) After the preset initial time, the second control valve v12 and the fourth control valve v22 are opened, and the first control valve v11 and the third control valve v21 are closed, and then the pump is turned on. Operating to include oxygen and microbubbles of the
(d) (a) 내지 (c) 단계가 교번적으로 운용되는 단계;(d) steps (a) to (c) are operated alternately;
(e) 폭기조(310)에서 이송된 축산폐수를 주처리하여 침전조(320)로 이송하는 단계;(e) main treatment of the livestock waste water transferred from the
(f) 침전조(320)에서 이송된 축산폐수를 후처리하여 액비 저장조(330)로 이송하는 단계;(f) post-processing the livestock wastewater transferred from the
(g) 발효조(410)에서 이송된 축산폐수를 수분조절제와 함께 주처리하여 퇴비 저장조(420)로 이송하는 단계; 및(g) main treatment of the livestock wastewater transferred from the
(h) 액비 저장조(330)와 퇴비 저장조(420)의 액비 및 퇴비가 스마트팜(20)으로 제공되는 단계.(h) the liquid fertilizer and the compost of the liquid
도 3에 개시된 바와 같이, 바람직하게는 상기 (a) 단계 40분, 상기 (b) 단계 5분 상기 (c) 단계 15분으로 운용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 축사(10) 및 스마트팜(20)의 규모에 따라 설계자에 운영 시간을 변경하여 교번적으로 운용시킬 것이다.As disclosed in FIG. 3, preferably, the step (a) may be operated for 40 minutes, the step (b) for 5 minutes, and the step (c) for 15 minutes, but is not limited thereto. Depending on the size of (20), the designer will change the operating time and operate it alternately.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above specific embodiments. That is, those skilled in the art to which the present invention pertains can make many changes and modifications to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims, and all such appropriate changes and modifications are possible. Equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.
10: 축사
11: 축사 가스 배출부
12: 축사 가스 유입부
20: 스마트팜
21: 스마트팜 가스 유입부
22: 스마트팜 기체 배출부
25: 작물 베드
30: 배출가스 처리부
40: 공기 순환 모듈
100: 분뇨 혼합조
200: 고액 분리부
300: 액비 처리부
310: 폭기조
320: 침전조
330: 액비 저장조
380: 마이크로 버블 생성부
400: 퇴비 처리부
410: 발효조
420: 퇴비 저장조
490: 송풍기
500: 수처리부
510: 유입수 저장부
520: 막여과부
530: 처리수조
540: 양액 저장부
600: 폐액 저류조10: Barn
11: barn gas outlet
12: barn gas inlet
20: Smart Farm
21: smart farm gas inlet
22: smart farm gas exhaust
25: crop bed
30: exhaust gas treatment unit
40: air circulation module
100: manure mixing tank
200: solid-liquid separator
300: liquid rain processing unit
310: aeration tank
320: sedimentation tank
330 liquid storage tank
380: micro bubble generator
400: compost processing unit
410: fermenter
420: compost reservoir
490: blower
500: water treatment unit
510: influent storage unit
520: membrane filter
530: treatment tank
540: nutrient storage unit
600: waste liquid storage tank
Claims (9)
상기 스마트팜(20)에 양액 또는 처리수를 공급하는 수처리부(500)는,
유입수를 공급받아 막여과 처리하는 막여과부(520);
상기 막여과부(520)의 처리수를 저류시키는 처리수조(530); 및
상기 처리수조(530)의 처리수를 공급받아 양액을 제조하여 스마트팜(20)에 공급하는 양액 저장부(540)를 포함하고,
상기 축사(10)의 축산폐수를 액비 처리하는 액비 처리부(300)는,
폭기조(310); 및
상기 폭기조(310)의 호기화를 위해 산소와 함께 마이크로 버블을 공급하는 마이크로 버블 생성부(380)를 포함하고,
상기 막여과부(520) 및 상기 처리수조(530)는 상기 마이크로 버블 생성부(380)와 연결되어, 상기 처리수조(530)의 처리수에 상기 마이크로 버블 생성부(380)의 마이크로 버블이 포함되어 상기 막여과부(520)에 막 세정수로서 공급되고,
상기 액비 처리부(300)가 상기 폭기조(310)와 상기 마이크로 버블 생성부(380)의 연결라인에 위치하는 펌프를 더 포함하고,
상기 펌프에 의해 상기 처리수조(530)의 처리수가 막 세정수로서 상기 마이크로 버블 생성부(380)로 공급되며,
상기 마이크로 버블 생성부(380)에서 공급되는 마이크로 버블을 포함하는 처리수는 상기 막여과부(520) 또는 상기 폭기조(310)에 교번적으로 공급되는,
스마트팜 연동형 축산폐수 처리 시스템.
In a smart farm linked livestock wastewater treatment system comprising a livestock house 10 and a smart farm 20,
The water treatment unit 500 for supplying nutrient solution or treated water to the smart farm 20,
A membrane filtration unit 520 for receiving the influent and filtering the membrane;
A treatment tank 530 for storing the treatment water of the membrane filtration unit 520; And
It includes a nutrient solution storage unit 540 for supplying the treated water of the treatment tank 530 to produce a nutrient solution to the smart farm 20,
Liquid-liquid treatment unit 300 for liquid-liquid treatment of livestock wastewater of the livestock house 10,
Aeration tank 310; And
It includes a micro bubble generating unit 380 for supplying a micro bubble with oxygen for the aeration of the aeration tank 310,
The membrane filtration unit 520 and the treatment tank 530 are connected to the micro bubble generator 380, and micro bubbles of the micro bubble generator 380 are included in the treatment water of the treatment tank 530. And supplied to the membrane filtration unit 520 as membrane washing water,
The liquid rain processing unit 300 further includes a pump located in the connection line between the aeration tank 310 and the micro bubble generating unit 380,
The treated water of the treated water tank 530 is supplied to the micro bubble generating unit 380 as membrane washing water by the pump,
The treated water including the microbubble supplied from the microbubble generator 380 is alternately supplied to the membrane filter 520 or the aeration tank 310.
Smart farm linked livestock wastewater treatment system.
상기 마이크로 버블 생성부(380)의 마이크로 버블이 막 세정수로 사용되는 경우, 기설정된 초기 시간동안 마이크로 버블 생성부(380)를 통과한 처리수는 상기 막여과부(520)가 아닌 상기 폭기조(310)로 공급되는,
스마트팜 연동형 축산폐수 처리 시스템.
The method of claim 1,
When the microbubble of the microbubble generator 380 is used as membrane cleaning water, the treated water passing through the microbubble generator 380 for a predetermined initial time is not the membrane filter 520 but the aeration tank ( Supplied with 310),
Smart farm linked livestock wastewater treatment system.
상기 마이크로 버블 생성부(380)와 상기 폭기조(310)의 공급라인인 제1 공급라인;
상기 마이크로 버블 생성부(380)와 상기 펌프 사이의 이송라인에 상기 처리수조(530)의 처리수를 공급받을 수 있도록 연결되는 제2 공급라인;
상기 마이크로 버블 생성부(380)의 마이크로 버블을 포함한 세정수가 상기 막여과부(520)로 공급되는 공급라인인 제4 공급라인; 및
상기 세정수 공급라인과 상기 폭기조(310)와 연결되는 분기라인인 제3 공급라인;을 포함하는,
스마트팜 연동형 축산폐수 처리 시스템.
The method of claim 1,
A first supply line which is a supply line of the micro bubble generator 380 and the aeration tank 310;
A second supply line connected to a transfer line between the micro bubble generator 380 and the pump to receive the treated water of the treated water tank 530;
A fourth supply line that is a supply line for supplying the washing water including the micro bubbles of the micro bubble generator 380 to the membrane filter 520; And
And a third supply line which is a branching line connected to the washing water supply line and the aeration tank 310.
Smart farm linked livestock wastewater treatment system.
상기 제1 공급라인에 위치하는 제1 제어 밸브(v11);
상기 제2 공급라인에 위치하는 제2 제어 밸브(v12);
상기 제3 공급라인에 위치하는 제3 제어 밸브(v21); 및
상기 제4 공급라인에 위치하는 제4 제어 밸브(v22)를 더 포함하는,
스마트팜 연동형 축산폐수 처리 시스템.
The method of claim 5,
A first control valve (v11) positioned in the first supply line;
A second control valve (v12) positioned in the second supply line;
A third control valve (v21) positioned in the third supply line; And
Further comprising a fourth control valve (v22) located in the fourth supply line,
Smart farm linked livestock wastewater treatment system.
상기 마이크로 버블 생성부(380)의 마이크로 버블로 상기 폭기조(310)를 호기화시킬 경우,
상기 제1 제어 밸브(v11)와 상기 제3 제어 밸브(v21)를 개방하고, 상기 제2 제어 밸브(v12)와 상기 제4 제어 밸브(v22)를 폐쇄한 후, 상기 펌프를 가동시키고,
상기 마이크로 버블 생성부(380)의 마이크로 버블을 이용해 상기 막여과부(520)를 세정할 경우,
상기 제2 제어 밸브(v12) 및 상기 제3 제어 밸브(v21)를 개방하고, 상기 제1 제어 밸브(v11) 및 상기 제4 제어 밸브(v22)가 폐쇄한 후, 기설정된 초기 시간동안 상기 펌프를 가동시키고,
기설정된 초기 시간 이후에, 상기 제2 제어 밸브(v12) 및 상기 제4 제어 밸브(v22)를 개방하고, 상기 제1 제어 밸브(v11) 및 상기 제3 제어 밸브(v21)를 폐쇄한 후, 상기 펌프를 가동시키는,
스마트팜 연동형 축산폐수 처리 시스템.
The method of claim 6,
When the aeration tank 310 is aerated by the micro bubble of the micro bubble generator 380,
Opening the first control valve v11 and the third control valve v21, closing the second control valve v12 and the fourth control valve v22, and then operating the pump,
When the membrane filtration unit 520 is cleaned using the micro bubbles of the micro bubble generator 380,
After the second control valve v12 and the third control valve v21 are opened, and the first control valve v11 and the fourth control valve v22 are closed, the pump for a predetermined initial time. Start up,
After the preset initial time, the second control valve v12 and the fourth control valve v22 are opened, and the first control valve v11 and the third control valve v21 are closed. Operating the pump,
Smart farm linked livestock wastewater treatment system.
상기 스마트팜(20)의 작물 베드(25)에서 발생되는 양액의 폐액을 저류시키는 폐액 저류조(600)를 더 포함하고,
상기 폐액 저류조(600)는 상기 폭기조(310)와 연결되어, 질소와 탄소를 포함하는 상기 양액의 폐액이 상기 폭기조(310)로 제공되는,
스마트팜 연동형 축산폐수 처리 시스템.
The method of claim 1,
Further comprising a waste liquid storage tank 600 for storing the waste liquid of the nutrient solution generated in the crop bed 25 of the smart farm 20,
The waste liquid storage tank 600 is connected to the aeration tank 310, the waste liquid of the nutrient solution containing nitrogen and carbon is provided to the aeration tank 310,
Smart farm linked livestock wastewater treatment system.
상기 액비 처리부(300)의 액비는 상기 스마트팜(20)의 작물 베드(25)에 제공되는,
스마트팜 연동형 축산폐수 처리 시스템.
The method of claim 1,
The liquid ratio of the liquid fertilizer processing unit 300 is provided to the crop bed 25 of the smart farm 20,
Smart farm linked livestock wastewater treatment system.
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