KR102103348B1 - 축산 분뇨 처리설비 및 이를 이용한 축산 분뇨 처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 축산 분뇨 처리방법에 관한 것으로, 축산분뇨를 수거하여 저장탱크에 저장하는 저장단계와, 상기 저장단계 후 상기 저장탱크에 물을 공급하여 상기 축산분뇨의 함수율이 70% 이상이 되도록 하는 수분공급단계와, 상기 수분공급단계 후 상기 축산분뇨에 포졸란 화산토를 혼합하는 포졸란 혼합단계와, 상기 포졸란 혼합단계 후 상기 저장탱크의 상기 축산분뇨를 교반장치로 교반하는 교반단계와, 상기 교반단계 후 상기 축산분뇨를 미세화시키는 분쇄단계와, 상기 분쇄단계를 거친 축산분뇨에서 수분을 추출하여 축산분과 축산뇨로 분리하는 분뇨분리단계와, 상기 분뇨분리단계 후 분리된 축산분을 건조시켜 고형화하는 고형화단계 및 상기 분뇨분리단계 후 분리된 축산뇨를 정화하는 정화단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 축산 분뇨 처리방법이 개시된다.
Description
본 발명은 축산 분뇨 처리설비 및 이를 이용한 축산 분뇨 처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수거된 축산분뇨에 포졸란 화산토를 혼합하여 퇴비로 활용할 수 있는 고형화된 제품을 생산할 수 있는 축산 분뇨 처리설비 및 이를 이용한 축산 분뇨 처리방법에 관한 것이다.
산업사회의 진전으로 육류의 소비량이 급증함에 따라 축산 산업이 발달되었고, 축산업의 발달에 의하여 분뇨의 배출량이 증대되고 있다.
축산 분뇨는 유기물 및 무기물, 미량원소 등으로 이루어진 복잡한 화학물질의 집합체로서 작물의 영양원인 비료로서의 성질을 가지고 있으나, 그 형태가 고체와 액체의 혼합물이고 악취가 발생함과 동시에 대량으로 발생되므로 이를 그대로 전량을 비료로서 활용하기에는 그 처리 비용이 막대하여 경제성이 없기 때문에 방치되거나 해양투기되고 있다.
또한, 축산 분뇨가 처리되는 경우에도 처리의 불완전성과 비용의 과다로 인해 큰 문제로 대두되어 왔으며 토양오염, 수질오염의 주범으로 인식되어 있으며, 2해양투기방지 협약(런던협약 의정서) 등에 의해 가축분뇨 및 하수오니 등의 육상폐기물에 대한 해양투기가 전면 금지됨에 따라 이들의 처리는 더욱 시급한 문제로 인식되고 있다.
이에 따라, 축산 분뇨의 처리방법의 해결책으로 축산분뇨를 이용하여 퇴비를 제조하는 방법이 제안되어 왔으나, 이 경우에도 대부분은 축산분뇨를 탈수 등의 전처리를 통하여 고상과 액상으로 분리하고 고형분을 이용하여 퇴비를 제조하므로, 탈수처리시 발생된 액상 분뇨의 처리의 문제가 여전히 해결되지 못하고 있는 실정이다.
또한, 선행기술로 특허등록 제10-0680742호의 축산분뇨퇴비를 이용한 펠렛퇴비 제조장치 및 플렛퇴비제조방법 등이 개시되고 있지만, 선행기술은 함수율이 조절된 축산분뇨를 처리하는 방법으로, 여전히 전처리를 요구하는 것이고, 이러한 전처리가 가장 어렵고도 비용이 많이 드는 과정이라서 이를 해소하는 것이 어렵지만 그 해결책을 제시하지 못하고 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수거된 축산분뇨에 포졸란 화산토를 혼합하여 퇴비로 활용할 수 있는 고형화된 제품을 생산할 수 있는 축산 분뇨 처리설비 및 이를 이용한 축산 분뇨 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 축산분뇨를 저장하는 저장탱크와, 상기 저장탱크에 저장된 축산분뇨에 수분을 공급하는 수분공급장치와, 상기 수분이 공급된 축산분뇨에 포졸란 화산토를 공급하는 포졸란공급장치와, 상기 포졸란 화산토이 공급된 축산분뇨를 교반하는 교반장치와, 상기 교반된 축산분뇨를 미세화시키는 분쇄장치와, 상기 분쇄된 축산분뇨를 축산분과 축산뇨로 분리하는 분뇨분리장치와, 상기 축산뇨가 분리된 축산분을 고형화시키는 고형화장치 및 상기 축산분이 분리된 축산뇨를 정화시키는 정화장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 축산 분뇨 처리설비에 의해 달성된다.
여기서, 상기 고형화장치는 상기 축산분에 자외선과 적외선을 순차적으로 조사하는 살균 건조장치 및 상기 살균 건조를 완료한 축산분을 공급받아 축산분으로부터 수분을 짜내는 프레스를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 살균 건조장치는 상기 축산분이 관류하는 지그재그 형태의 투명 관로와, 상기 투명 관로를 향해 자외선을 조사하는 자외선램프 및 상기 투명 관로를 향해 적외선을 조사하는 적외선램프를 포함하고, 상기 투명 관로는 상부에 다수의 흡기홀이 형성되고, 상기 흡기홀은 진공펌프와 연결되어 상기 투명 관로를 따라 흐르는 축산분에서 발생하는 기체를 흡기하는 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 기술적 사상으로는, 축산분뇨를 수거하여 저장탱크에 저장하는 저장단계와, 상기 저장단계 후 상기 저장탱크에 물을 공급하여 상기 축산분뇨의 함수율이 70% 이상이 되도록 하는 수분공급단계와, 상기 수분공급단계 후 상기 축산분뇨에 포졸란 화산토를 혼합하는 포졸란 혼합단계와, 상기 포졸란 혼합단계 후 상기 저장탱크의 상기 축산분뇨를 교반장치로 교반하는 교반단계와, 상기 교반단계 후 상기 축산분뇨를 미세화시키는 분쇄단계와, 상기 분쇄단계를 거친 축산분뇨에서 수분을 추출하여 축산분과 축산뇨로 분리하는 분뇨분리단계와, 상기 분뇨분리단계 후 분리된 축산분을 건조시켜 고형화하는 고형화단계 및 상기 분뇨분리단계 후 분리된 축산뇨를 정화하는 정화단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 축산 분뇨 처리방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 교반단계는 상기 교반장치에 상기 축산분뇨를 저장한 상태에서 상기 축산분뇨에 산소를 폭기시키는 것과 동시에 교반날개로 상기 축산분뇨를 교반하것이 바람직하다.
또한, 상기 분쇄단계에서 분쇄된 상기 축산분은 그 입자의 크기가 300메시(mesh) 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 분뇨분리단계는 상기 축산분뇨를 원심분리기를 통해 고속회전시켜 상기 축산분뇨에서 수분을 추출하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고형화단계는 상기 분뇨분리단계 후 분리된 축산분에 자외선과 적외선을 순차적으로 조사하는 살균 건조단계 및 상기 살균단계 후 상기 축산분을 프레스로 가압하여 축산분의 함수율이 5% 이하가 되도록 하는 스퀴즈단계를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 포졸란 혼합단계는 패각을 소성 건조하여 패각 소성칼슘을 얻는 패각 소성단계와, 상기 포졸란 화산토를 소성 건조하여 규산질 미네랄을 얻는 포졸란 화산토 소성단계 및 상기 패각 소성칼슘과 규산질 미네랄을 혼합하고 파우더 형태의 중간 혼합물을 얻는 중간 혼합물 제조단계를 포함하고, 상기 포졸란 혼합단계는 상기 중간 혼합물 제조단계에서 얻어진 상기 중간 혼합물과 상기 축산분뇨를 3:7의 중량 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 살균 건조단계는 지그재그 형태를 갖는 투명 관로의 내부로 상기 축산분을 관류시키고, 상기 투명 관로의 외부에서 자외선을 조사하는 자외선 살균단계 및 상기 자외선 살균단계 후 지그재그 형태를 갖는 투명 관로의 내부로 상기 축산분을 관류시키고, 투명 관로의 외부에서 적외선을 조사하는 적외선 살균단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지그재그의 형태를 갖는 투명 관로는 그 내부가 음압의 상태를 갖도록 하여 상기 축산분에서 발생하는 기체를 상기 투명 관로의 외부로 배기시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 축산 분료 처리방법에 의하면, 수거된 축산분료에 포졸란 화산토를 혼합하여 항균 및 곰팡이가 발생하지 않는 고형화된 퇴비를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 축산분뇨를 살균 및 고형화시키는 과정 중에 인공 화학약품이 첨가되지 않아 농작물의 성장에 도움을 주는 퇴비를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 축산 분뇨 처리설비를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 축산 분뇨 처리방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 축산 분뇨 처리방법을 나타낸 순서도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 축산 분뇨 처리설비를 나타낸 개념도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 축산 분뇨 처리설비는 저장탱크(100), 수분공급장치(200), 포졸란공급장치(300), 교반장치(400), 분쇄장치(500), 분뇨분리장치(600), 고형화장치(700), 정화장치(800)로 구성되어 항균 및 곰팡이가 발생하지 않는 고형화된 퇴비를 제조할 수 있다.
부연하자면, 저장탱크(100)는 축사에서 배출되는 분뇨가 저장되는 것으로, 축사의 둘레에 배수관을 형성하고 가축이 배설하는 분뇨가 수로를 통해 저장탱크(100)로 유입되거나 또는 작업자가 분뇨를 수거하여 저장탱크(100)에 장입할 수 있다.
수분공급장치(200)는 저장탱크(100)에 저장된 축산분뇨에 수분을 공급하기 위한 것으로 이러한 수분공급장치(200)는 통상적으로 사용되는 급수시설로 이루어질 수 있다.
포졸란공급장치(300)는 축산분뇨에 포졸란 화산토를 공급하기 위한 것으로 호퍼와 같은 포졸란 화산토가 저장된 호퍼에 의해 이루어질 수 있으며, 이때 호퍼는 축산분뇨에 포졸란 화산토의 투입량을 조절할 수 있는 댐퍼 등과 같은 투입량 조절수단이 마련되거나 또는 컨베이어벨트에 의해 포졸란 화산토가 저장소에서 축산분뇨가 저장된 저장탱크로 운반되어 투입될 수 있다.
교반장치(400)는 포졸란 화산토가 공급된 축산분뇨를 교반하는 것으로 이러한 교반장치(400)는 앞서 설명한 저장탱크의 내부에 마련되어 저장탱크(100) 내부에서 회전하는 교반날개로 이루어질 수 있다.
이때, 교반장치(400)는 축산분뇨에 산소를 폭기시키는 폭기수단이 마련될 수 있는데, 이러한 폭기수단은 교반날개의 하부에서 공기(산소)를 분사시켜 축산분뇨와 수분공급장치 및 포졸란공급장치를 통해 공급된 수분 및 포졸란이 균일하게 혼합될 수 있게 한다.
분쇄장치(500)는 교반된 축산분뇨를 미세화시키는 것으로, 이러한 분쇄장치(500)는 다수의 커터를 갖고, 수직으로 회전하는 수직회전 분쇄기 또는 스크류의 수평회전에 따라 축산분뇨가 운반되며 스크류에 형성된 커터에 의해 축산분뇨가 미세화되는 스크류 분쇄기등이 될 수 있다.
분뇨분리장치(600)는 분쇄된 축산분뇨를 축산분(똥)과 축산뇨(오줌)로 분리하기 위한 것으로 분뇨분리장치(600)는 고속회전하는 원심분리기로 이루어질 수 있으며 원심분리기에 장입된 분착분뇨는 원심분리기의 작동에 의해 축산분뇨에서 수분이 추출되어 축산분과 축산뇨가 분리된다.
고형화장치(700)는 축산뇨가 분리된 축산분을 고형화시키기 위한 것으로, 이러한 고형화장치(700)는 축산분에 자외선과 적외선을 순차적으로 조사하는 살균 건조장치 및 상기 살균 건조를 완료한 축산분을 공급받아 축산분으로부터 수분을 짜내는 프레스로 구성된다.
이때, 살균 건조장치는 상기 축산분이 관류하는 지그재그 형태의 투명 관로와, 상기 투명 관로를 향해 자외선을 조사하는 자외선램프 및 상기 투명 관로를 향해 적외선을 조사하는 적외선램프로 구성된다.
또한, 투명 관로는 상부에 다수의 흡기홀이 형성되고, 상기 흡기홀은 진공펌프와 연결되어 상기 투명 관로를 따라 흐르는 축산분에서 발생하는 기체를 흡기하도록 구성된다.
정화장치(800)는 분뇨분리장치를 통해 축산분뇨에서 추출된 수분을 정화시키기 위한 것으로, 이러한 정화장치(800)는 다수의 필터를 통과시켜 축산분뇨에서 추출된 수분에 포함된 이물질을 걸러내는 축산농가에서 통상적으로 사용되는 정화장치로 이루어질 수 있다.
한편, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 축산 분뇨 처리설비에 의한 축산 분뇨 처리방법을 도 2에 의거하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 축산 분뇨 처리방법을 나타낸 순서도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 축산 분뇨 처리방법은 저장단계(S100), 수분공급단계(S200), 포졸란 혼합단계(S300), 교반단계(S400), 분쇄단계(S500), 분뇨분리단계(S600), 고형화단계(S700) 및 정화단계(S800)로 구성된다.
부연하자면, 저장단계(S100)는 축산분뇨를 수거하여 저장탱크(100)에 저장하는 것으로, 소나 돼지와 같은 가축이 머무는 사육장에서 수거된 축산분뇨를 저장탱크(100)에 저장하게 된다.
이러한, 저장탱크(100)는 사육장과 인접한 곳에 마련되어 사육장과 저장탱크(100)는 배수관에 의해 연결되어 가축으로부터 배설된 분뇨는 흐르는 세척수와 함께 저장탱크(100)로 저장된다.
따라서 저장탱크(100)에 저장된 축산분뇨는 축산분(똥)과 축산뇨(오줌)이 함께 뒤섞인 상태이며, 이에 더하여 사육장에서 저장탱크(100)로 축산분뇨를 원활하게 운반하기 위한 세척수가 저장된다.
저장단계(S100) 후에는 저장탱크(100)에 물을 공급하여 축산분뇨의 함수율이 70% 이상이 되도록 하는 수분공급단계(S200)가 수분공급장치(200)에 의해 실시된다.
이때, 저장탱크(100)에 공급되는 물은 앞서 설명한 세척수가 될 수 있으며, 세척수에 의해 축산분뇨의 함수율이 70% 이상에 도달하지 않으면, 저장탱크에 수분공급장치(200)를 통해 별도의 물을 공급하여 축산분뇨의 함수율이 70% 이상이 되도록 하여 축산분뇨가 아래에서 설명하는 교반장치(400)에 의해 충분히 유동할 수 있게 한다.
그리고, 상기 수분공급단계(S200) 후에는 저장탱크(100)에 저장된 축산분뇨에 포졸란 화산토를 혼합하는 포졸란 혼합단계(S300)가 포졸란공급장치(300)에 의해 실시된다. 이때, 포졸란 혼합단계(S300)는 패각과 포졸란 화산토를 통해 축산분뇨를 항균하고 곰팡이를 제거하게 된다.
즉, 포졸란 혼합단계(S300)는 패각을 소성 건조하여 패각 소성칼슘을 얻는 패각 소성단계와, 포졸란 화산토를 소성 건조하여 규산질 미네랄을 얻는 포졸란 화산토 소성단계 및 상기 패각 소성칼슘과 규산질 미네랄을 혼합하고 파우더 형태의 중간 혼합물을 얻는 중간 혼합물 제조단계를 포함하고, 상기 포졸란 혼합단계는 상기 중간 혼합물 제조단계에서 얻어진 상기 중간 혼합물과 상기 축산분뇨를 3:7의 중량 비율로 혼합하게 된다.
부연하자면, 패각 소성단계는 패각을 소성 건조하여 패각 소성칼슘을 얻기 위한 것으로, 이러한 패각 소성단계는 세척단계, 건조단계, 패각 가열단계, 패각 예비분쇄단계로 구성된다.
세척단계는 패각을 세척하여 패각의 표면에 묻은 이물질을 제거하게 되는데, 패각은 게 껍질, 석화, 전복, 굴, 피조개, 바지락, 가리비조개, 진주조개, 진주담치, 꼬막 중 선택된 어느 하나 이상이 사용되며, 이때 패각의 표면에 묻은 이물질(염분 포함)이 제거될 수 있게 세척하게 된다.
이렇게 세척단계를 완료한 패각은 건조단계를 통해 패각에 묻은 물기를 제거하게 된다. 이러한 건조단계는 자연 건조 또는 열풍 건조가 될 수 있다.
상기와 같이 건조단계를 완료한 패각은 패각 가열단계를 통해 소성가공하게 되는데, 패각 가열단계는 건조단계 후 건조된 패각을 전기로에 장입하고, 상기 전기로의 내부 온도가 1000~1200℃로 도달하도록 70 내지 74시간 동안 승온시키게 된다.
이렇게 패각 가열단계를 거친 패각은 냉각 후 분말의 형태가 되도록 패각 예비분쇄단계가 실시되어 패각 소성칼슘을 얻는 패각 소성단계가 완료된다.
그리고, 포졸란 화산토 소성단계는 포졸란 화산토를 소성 건조하여 규산질 미네랄을 얻기 위한 것으로, 이러한 포졸란 화산토 소성단계는 포졸란 살균단계, 포졸란 화산토 가열단계, 포졸란 화산토 예비분쇄단계로 구성된다.
여기서, 포졸란은 화산회 또는 화산암의 분쇄물로서, 가용성 규산을 많이 포함하고 있어 축산분뇨를 이용하여 퇴비를 만들게 되면 농작물의 성장에 도움을 준다.
이러한 포졸란은 제철소에서 얻어지는 인공 포졸란과 자연에서 채취할 수 있는 포졸란 화산토로 구분할 수 있으며, 본 발명에서 사용되는 포졸란 화산토는 자연에서 채취할 수 있는 포졸란 화산토인 것이 바람직하다.
포졸란 화산토는 수맥과 유해 전자파 차단 및 향균작용과 곰팡이 제거효과가 있을 뿐만 아니라 게르마늄(Ge)을 풍부하게 함유하고 있으며, 산소공급, 습도조절 및 토양의 알칼리화에 도움을 주게 된다.
이때, 포졸란 화산토 소성단계에서 사용되는 포졸란 화산토는 경우에 따라서 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 적운모 분말, 자수정 분말, 귀사문석 분말, 맥반석 분말, 카오린 분말이 될 수 있다. 이와 같이, 첨가제가 포졸란 화산토에 첨가될 때 바람직하게 포졸란 화산토와 첨가제는 9:1의 중량 비율로 혼합된다.
이러한 포졸란 화산토는 전처리 과정을 통해 그 효능을 향상시킬 수 있는데 이를 위해 포졸란 화산토 소성단계는 포졸란 살균단계, 포졸란 화산토 가열단계, 포졸란 화산토 예비분쇄단계를 포함하게 된다.
포졸란 살균단계는 포졸란 화산토를 건조로에 장입하고, 상기 건조로의 내부 온도가 60~80℃로 도달하도록 승온시켜 포졸란 화산토를 건조 및 살균하게 된다.
이렇게, 포졸란 살균단계를 완료한 포졸란 화산토는 포졸란 화산토 가열단계를 거치게 되는데, 포졸란 화산토 가열단계는 포졸란 살균단계가 실시되어 살균된 포졸란 화산토를 전기로에 장입하고 전기로의 내부 온도가 1300~1400℃로 도달하도록 70 내지 74시간 동안 승온시키게 된다.
이렇게 포졸란 화산토 가열단계를 거친 포졸란 화산토는 냉각 후 분말의 형태가 되도록 포졸란 화산토 예비분쇄단계가 실시되어 규산질 미네랄을 얻는 포졸란 화산토 소성단계가 완료된다.
상기한 패각 소성단계 및 포졸란 화산토 소성단계를 거쳐 얻어진 패각 소성칼슘과 규산질 미네랄은 중간 혼합물 제조단계를 통해 파우더 형태의 중간 혼합물을 얻게 된다.
이렇게, 중간 혼합물 제조단계를 통해 얻어진 중간 혼합물은 축산분뇨와 3:7의 중량 비율로 혼합하는 포졸란 혼합단계(S300)가 실시된다.
그리고, 포졸란 혼합단계(S300)가 실시된 후에는 저장탱크의 축산분뇨를 교반장치로 교반하는 교반단계(S400)가 실시된다. 교반단계(S400)는 교반장치(400)에 축산분뇨를 저장한 상태에서 축산분뇨에 공기(산소)를 폭기시키는 것과 동시에 교반날개로 축산분뇨를 교반하여 축산분뇨와 포졸란 화산토를 균일하게 혼합하게 된다.
또한, 교반단계(S400)에서 축산분뇨에 산소를 폭기시키는 것으로 축산분뇨에 산소 농도를 높임과 동시에 축산분뇨에 포함된 악취를 1차적으로 제거하게 된다.
그리고, 교반단계(S400)가 실시된 후에는 축산분뇨를 미세화시키는 분쇄단계(S500)가 분쇄장치(500)에 의해 실시된다. 분쇄단계(S500)는 축산분뇨 중의 덩어리진 고형물을 잘게 분쇄하는 것으로, 이때 분쇄단계(S500)에서 분쇄된 축산분은 그 입자의 크기가 300메시(mesh) 이하가 되도록 하여 축산분을 미세화시키게 된다.
즉, 축산분에는 가축의 먹이(사료, 건초 등)가 미처 소화되지 않아 큰 덩어리를 이루거나 또는 가축의 먹이에 포함된 이물질(흙, 돌맹이 등)이 축산분에 포함되기 때문에 이러한 축산분의 입자 크기가 300메시(mesh) 이하가 되도록 하여 축산분을 미세화시키게 된다.
그리고, 상기와 같은 분쇄단계(S500)를 거친 축산분뇨는 수분을 추출하여 축산분과 축산뇨로 분리하는 분뇨분리단계(S600)가 분뇨분리장치(600)에 의해 실시된다. 분뇨분리단계(S600)는 축산분뇨를 원심분리기에 장입하고 고속으로 회전시켜 축산분뇨에서 수분을 제거하게 된다.
이러한 분뇨분리단계(S600)는 1회에 의해 완료될 수도 있지만, 경우에 따라서는 원심분리기에서 수차례에 걸쳐 축산분뇨에서 수분을 추출할 수도 있다.
이렇게, 분뇨분리단계(S600)가 완료된 후에는 분리된 축산분을 건조시키는 고형화단계(S700) 및 분리된 축산뇨를 정화하는 정화단계(S800)가 실시된다.
고형화단계(S700)는 고형화장치(700)에 의해 실시되는데, 고형화단계(S700)는 분뇨분리단계(S600) 후 분리된 축산분에 자외선과 적외선을 순차적으로 조사하는 살균 건조단계가 살균 건조장치에 의해 실시된다.
그리고, 상기 살균 건조단계 후 상기 축산분을 프레스로 가압하여 축산분의 함수율이 5% 이하가 되도록 하는 스퀴즈단계가 프레스에 의해 실시된다.
이때, 살균 건조단계는 자외선 살균단계 및 적외선 살균단계로 구분되어 자외선에 의한 살균 및 열에 의한 살균이 실시된다. 즉, 자외선 살균단계는 지그재그 형태를 갖는 투명 관로의 내부로 상기 축산분을 관류시키고, 상기 투명 관로의 외부에서 자외선을 조사하여 축산분을 자외선에 의해 살균하게 된다.
그리고, 적외선 살균단계는 자외선 살균단계 후 지그재그 형태를 갖는 투명 관로의 내부로 상기 축산분을 관류시키고, 투명 관로의 외부에서 적외선을 조사하여 축산분을 열에 의해 살균하게 된다.
이와 같이, 적외선에 의해 축산분을 열에 의해 살균할 때 투명 관로의 내부 온도는 70~90℃에 도달하도록 하여 적외선이 조사되는 관로를 축산분이 관류하면서 열에 의해 살균시키게 된다.
이와 같이, 투명 관로에 자외선과 적외선이 조사되는 것에 의해 축산분이 살균되는데, 축산분은 투명 관로를 관류(관로를 따라 흐름)하게 되면서 뒤섞이게 되어 축산분을 골고루 살균할 수 있게 된다.
특히, 상기와 같이, 자외선 살균단계와 적외선 살균단계로 이루어지는 살균 건조단계는 투명 관로를 따라 축산분이 관류하게 됨으로써 축산분에 대한 관로의 체류 시간을 용이하게 조절할 수 있어 자외선 및 적외선에 의한 살균 시간을 용이하게 조절할 수 있다.
예를 들어, 자외선 및 적외선의 살균 시간을 짤게 하기 위해서는 관로를 지나는 축산분의 유속을 빠르게 하고, 이와 반대로 살균 시간을 길게 하기 위해서는 관로를 지나는 축산분의 유속을 느리게 하는 것으로 축산분의 살균 시간을 용이하게 조절할 수 있다.
또한, 상기 자외선 살균단계와 적외선 살균단계의 투명 관로는 그 내부가 음압의 상태를 갖도록 하여 축산분에서 발생하는 기체를 상기 투명 관로의 외부로 배기시켜 축산분에서 발생하는 악취를 2차적으로 제거하게 된다.
이때, 관로 내부의 음압 상태라 함은 관로를 따라 흐르는 축산분의 유속에 영향을 주지 않는 범위의 압력에서 축산분에서 발생하는 악취(기체)를 관로의 외부로 배기할 정도의 압력이면 충분할 것이다.
그리고, 상기와 같은 자외선과 적외선에 의한 살균 건조단계가 완료된 후에는 축산분을 프레스로 가압하여 축산분의 함수율이 5% 이하게 되도록 하는 스퀴즈단계가 실시된다.
이러한 스퀴즈단계는 일정한 형태를 갖는 고정틀의 내부에 축산분을 장입시키고 고정틀을 향해 가동틀을 이동시켜 축산분을 일정한 형태로 가압하는 프레스에 의해 수행될 수 있다.
이러한 프레스에 의한 축산분의 가압에 따라 축산분에 포함된 수분을 짜내게 된다. 이때 프레스에 의한 스퀴즈단계는 축산분의 함수율이 5% 이하게 되도록 하는 것이 바람직한데, 만약 축산분의 함수율이 5% 이상이 되면 프레스에 의해 축산분이 일정한 형태로 고형화되었더라도 고형화된 축산분의 운반 중에 뭉게질 우려가 있지만 축산분의 함수율이 5% 이하가 되면 축산분이 자연 건조되면서 고형화되어 퇴비로 사용하기 용이하다.
그리고, 분뇨분리단계(S600) 후 분리된 축산뇨는 별도의 정화장치(800)를 통해 축산뇨를 정화시키게 된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 축산 분뇨 처리방법에 의하면, 수거된 축산분료에 포졸란 화산토를 혼합하여 항균 및 곰팡이가 발생하지 않는 고형화된 퇴비를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 축산분뇨를 살균 및 고형화시키는 과정 중에 인공 화학약품이 첨가되지 않아 농작물의 성장에 도움을 주는 퇴비를 제조할 수 있다.
한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.
Claims (6)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 축산분뇨를 수거하여 저장탱크에 저장하는 저장단계;
상기 저장단계 후 상기 저장탱크에 물을 공급하여 상기 축산분뇨의 함수율이 70% 이상이 되도록 하는 수분공급단계;
상기 수분공급단계 후 상기 축산분뇨에 포졸란 화산토를 혼합하는 포졸란 혼합단계;
상기 포졸란 혼합단계 후 상기 저장탱크의 상기 축산분뇨를 교반장치로 교반하는 교반단계;
상기 교반단계 후 상기 축산분뇨를 미세화시키는 분쇄단계;
상기 분쇄단계를 거친 축산분뇨에서 수분을 추출하여 축산분과 축산뇨로 분리하는 분뇨분리단계;
상기 분뇨분리단계 후 분리된 축산분을 건조시켜 고형화하는 고형화단계; 및
상기 분뇨분리단계 후 분리된 축산뇨를 정화하는 정화단계;를 포함하고,
상기 교반단계는
상기 교반장치에 상기 축산분뇨를 저장한 상태에서 상기 축산분뇨에 산소를 폭기시키는 것과 동시에 교반날개로 상기 축산분뇨를 교반하며,
상기 분쇄단계에서 분쇄된 상기 축산분은 그 입자의 크기가 300메시(mesh) 이하고,
상기 분뇨분리단계는
상기 축산분뇨를 원심분리기를 통해 고속회전시켜 상기 축산분뇨에서 수분을 추출하며,
상기 고형화단계는
상기 분뇨분리단계 후 분리된 축산분에 자외선과 적외선을 순차적으로 조사하는 살균 건조단계; 및
상기 살균 건조단계 후 상기 축산분을 프레스로 가압하여 축산분의 함수율이 5% 이하가 되도록 하는 스퀴즈단계;를 포함하고,
상기 포졸란 혼합단계는
패각을 소성 건조하여 패각 소성칼슘을 얻는 패각 소성단계;
상기 포졸란 화산토를 소성 건조하여 규산질 미네랄을 얻는 포졸란 화산토 소성단계; 및
상기 패각 소성칼슘과 규산질 미네랄을 혼합하고 파우더 형태의 중간 혼합물을 얻는 중간 혼합물 제조단계;를 포함하고,
상기 포졸란 혼합단계는
상기 중간 혼합물 제조단계에서 얻어진 상기 중간 혼합물과 상기 축산분뇨를 3:7의 중량 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 축산 분뇨 처리방법.
- 청구항 4에 있어서,
상기 살균 건조단계는
지그재그 형태를 갖는 투명 관로의 내부로 상기 축산분을 관류시키고, 상기 투명 관로의 외부에서 자외선을 조사하는 자외선 살균단계; 및
상기 자외선 살균단계 후 지그재그 형태를 갖는 투명 관로의 내부로 상기 축산분을 관류시키고, 투명 관로의 외부에서 적외선을 조사하는 적외선 살균단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 축산 분뇨 처리방법.
- 청구항 5에 있어서,
상기 지그재그의 형태를 갖는 투명 관로는 그 내부가 음압의 상태를 갖도록 하여 상기 축산분에서 발생하는 기체를 상기 투명 관로의 외부로 배기시키는 것을 특징으로 하는 축산 분뇨 처리방법.
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| KR102333309B1 (ko) | 2020-09-17 | 2021-12-01 | 구경신 | 가축분뇨 고형화장치 |
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2019
- 2019-07-31 KR KR1020190093108A patent/KR102103348B1/ko active IP Right Grant
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