KR102499602B1 - 유기성 폐기물의 발효처리장치 - Google Patents

유기성 폐기물의 발효처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기성 폐기물의 발효처리장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 발효조 바닥에 장착되는 모터펌프의 토출구에 수평분기관을 결합하여 많은량의 유기성 폐기물을 폭기시켜 많을량의 거품을 발생시키고, 발효조 상부에 구동모터의 회전력으로 회전하는 수직회전장축의 하부에, 유기성 폐기물에 잠겨져 거품을 파쇄하기 위한 원형블레이드 및 수직돌출날개편으로 이루어진 거품제거부재를 구비하여 폐기물 폭기장치에 의해 발생되는 많은량의 거품을 단시간에 파쇄 제거하여 온도를 상승시켜 저비용으로 발효 효율을 높이는 효과가 제공된다.

Description

유기성 폐기물의 발효처리장치{Fermentation treatment device for organic waste}
본 발명은 유기성 폐기물의 발효처리장치에 관한 것으로, 상세하게는 발효조 내부에 저장되는 많은량의 슬러지 상태 유기성 폐기물을 폭기하여 거품을 발생시키고, 발생되는 많은량의 거품을 신속하게 제거하여 온도를 상승시켜 발효 효율을 높이도록 구성한 것이다.
일반적으로 유기성 폐기물(가축분뇨, 음식물 찌꺼기 등의 농업 및 가정용 오폐수)은 환경오염으로 심각하게 대두되고 있어 교반기에 의해 정화 처리되거나, 액비를 생산하기 위해 발효 처리하고 있다.
이러한 유기성 폐기물은 공기중의 산소를 용해시키거나 액비 발효를 위해 폭기장치로서 폭기시 분쇄되거나 충돌에 따른 거품이 발생되고, 발생되는 거품은 그 양이 많을 경우 수조를 넘치거나, 공기와 접촉이 많아져 공기를 오염시키게 됨에 따라, 거품제거장치로서 거품을 제거하여 발효 효율을 높히게 되는 것이다.
이러한 유기성 폐기물의 거품 제거장치에 대한 선행기술에는 공개실용신안 20-2009-0010851호(고안의 명칭 : 오폐수 거품 제거기), 공개 특허 10-2015-0012761호(발명의 명칭 : 폐수의 거품처리장치) 및 등록특허 10-1637522호(발명의 명칭 : 호기성 발효 시스템)가 제공되고 있다.
이와 같은 선행기술의 오폐수 거품 제거기는 오폐수를 수용하는 수조에 설치되며, 전원인가에 따라 회전축이 회전하는 모터; 및 상기 회전축에 결합되어 오폐수 거품에 잠기도록 설치되며, 수조의 수상에 발생된 거품을 침수시켜 제거시키는임펠러를 포함하는 것을 특징으로 하는 것으로, 이는 모터와 임펠러로 구성되는 오폐수 거품 제거기는 구성이 간단하여 제조가 용이하고, 제작 가격을 줄일 수 있으며, 또한 기존에 거품을 제거할 수 있게 시공되지 않는 수조에도 간단하게 적용할 수 있어 호환성을 갖는 효과가 있는 것이다.
그러나, 이러한 선행기술은 임펠라의 팬형 날개에 거품이 부딪히면서 제거됨에 따라 효율이 떨어지게 되었으며, 또한 임펠라의 동작시 모터를 수조에 설치하기 위한 상하부링과 다수의 지지대에 거품이 부딪히게 됨에 따라 효율이 저하되는 문제점이 있는 것이다.
또한 선행기술 폐수의 거품처리장치는, 처리조에 유입된 폐수의 처리시 수면에 발생되는 거품을 제거하기 위한 폐수의 거품처리장치에 있어서, 상기 처리조의 상면부에 지지되는 지지대와, 상기 지지대에 지지되며 회전동력을 발명하는 모터와, 상기 모터의 회전축에 연결되어 회전되며 상기 폐수의 수면으로부터 이격된 위치에 마련되는 임펠러를 구비하며, 상기 임펠러는 베이스판과, 상기 수면과 대향되는 상기 베이스판의 일면에 돌출되어 형성되며 동일한 방향으로 만곡진 복수의 블레이드를 구비하되, 상기 베이스판의 중심부에 가상의 원을 가정한다면, 상기 각 블레이드는 상기 가상의 원 가장자리로부터 상기 베이스판의 가장자리 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 것으로, 이는 고속회전되는 임펠러의 블레이드가 수면과 일정간격 유지하도록 하여 거품의 유입과 배출시 거품이 미세하게 파쇄되어 소멸되도록 함으로써, 고압수를 분사하거나 용수를 공급하지 않아도되므로, 폐수 처리시간을 단축시킬뿐만 아니라 용수를 절약할 수 있게 잇점이 있다.
그러나, 이와 같은 선행기술은 축산 분뇨나 하수 등의 폐수를 처리하는 처리조의 수면상에 발생되는 수면상의 거품을 제거할 수 있도록 임펠라가 구성되어 있어 처리조 내부에서 발생되는 거품의 제거할 수 없는 문제점을 갖게 되는 것이다.
또한 선행기술의 호기성 발효 시스템은 하나의 펌프를 통해 호기발효조에서 폭기 및 소포가 함께 이루어지되, 호기발효조의 거품 발생 상태에 따라 안정적으로 폭기 및 소포가 이루어지도록 함으로써, 호기성 발효를 위한 장치가 안정적으로 구동되면서 발효가 효율적으로 이루어지게 되었으며, 또한 폭기 및 소포를 위한 구성을 단순화함으로써, 호기성 발효를 위한 장치의 분리 및 해체를 용이하게 하여, 유지보수를 편리하게 할 수 있는 효과가 있다.
그러나 이와 같은 선행기술은 하나의 펌프로서 폭기 및 소포작업을 하게 됨에 따라 효율이 떨어지는 문제점을 갖는 것이다.
공개실용신안 20-2009-0010851호(2009.10.26.) 공개특허 10-2015-0012761호(2015.02.04.) 등록특허 10-1637522호(2016.07.01.)
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 발효조 내부에 저장되는 많은량의 슬러지 상태 유기성 폐기물을 폭기하여 거품을 발생시키고, 발생되는 많은량의 거품을 신속하게 제거하여 온도를 상승시켜 발효 효율을 높이도록 구성한 유기성 폐기물의 발효처리장치를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제 해결 수단은 내부에 유기성 폐기물이 수거 저장되는 호기발효조와; 상기 호기발효조의 바닥면에 장착되어 많은량의 유기성 폐기물을 폭기하기 위한 폐기물폭기장치와; 상기 호기발효조에 설치되어 폐기물폭기장치의 동작시 발생되는 많은량의 거품을 제거하기 위한 거품제거장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 발효조 바닥에 장착되는 모터펌프의 토출구에 수평분기관을 결합하여 많은량의 슬러지 상태 유기성 폐기물을 폭기시켜 많은량의 거품을 발생시키고, 구동모터의 회전력으로 회전하는 수직회전장축의 하부에, 유기성 폐기물에 잠겨져 거품을 파쇄하기 위한 원형블레이드 및 수직돌출날개편으로 이루어진 거품제거부재를 구비하여 폐기물 폭기장치에 의해 발생되어 유기성 폐기물의 미생물에 산소를 공급하기 위한 다량의 거품을 단시간에 파쇄 제거함에 따라 온도를 상승시켜 저비용으로 발효 효율을 높이는 효과가 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 발효처리장치를 전체적으로 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 발효처리장치를 구성하는 폐기물 폭기장치의 평면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 발효처리장치에 대한 동작상태도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 발효처리장치에 대한 다른 실시예의 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
첨부된 도면중 도 1은 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 발효처리장치를 전체적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 발효처리장치를 구성하는 폐기물 폭기장치의 평면 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 발효처리장치에 대한 동작상태도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 발효처리장치는 내부에 유기성 폐기물(가축분뇨, 음식물 찌꺼기 등의 농업 및 가정용 오폐수)이 수거 저장되는 호기발효조(10)와; 호기발효조(10)의 바닥면에 장착되어 슬러지 상태의 유기성 폐기물을 폭기하기 위한 폐기물폭기장치(20)와; 호기발효조(10) 상부에 설치되어 폐기물폭기장치(20)의 동작시 발생되는 거품을 제거하기 위한 거품제거장치(40)로 이루어진다.
상기 폐기물폭기장치(20)는 호기발효조(10)의 바닥면에 받침대(21)로서 장착되는 모터펌프(22)와; 모터펌프(22)의 토출구(23)에 분리 가능하게 체결 고정되는 수평분기관(24)과; 수평분기관(24)의 양단에 분리 가능하게 체결 고정되어 모터펌프(22)로서 펌핑되는 유기성 폐기물을 전방영역으로 폭기하기 위한 제1,2폭기관(25)(26)과; 제1,2폭기관(25)(26)에 연통되게 체결 고정되어 외부공기를 내부로 공급하기 위한 외부공기관(27)으로 이루어진다.
상기 수평분기관(24)은 토출구(23)에 플랜지 결합으로서 분리 가능하게 체결 고정되는 내측수평부(24a)와; 내측수평부(24a)에 수평으로 연통되게 연결되는 외측수평부(24b)와, 외측수평부(24b) 양단에 연통되게 연결되어 제1,2폭기관(25(26)에 플랜지 결합으로서 분리 가능하게 체결 고정되는 코너부(24c)로 이루어진다.
이때, 모터펌프(22)는 호기발효조(10)의 유기성 폐기물에 잠겨지는 온도감지센서(30)의 감지와 미도시된 제어장치의 제어에 의해 동작이 제어된다.
상기 온도감지센서(30)는 길이가 순차적으로 다른 제1,2,3전극봉(31)(32)(33)으로 이루어진 플로트리스 스위치로서, 호기발효조(10)에 수직으로 설치되어, 내부의 수위가 제1전극봉(31) 까지 상승하면 이를 감지해 기준수위접근해제신호를 출력하여 모터펌프(22)의 동작을 멈추게 하고, 호기발효조(10) 내의 수위가 하강하여 제2전극봉(32)에 위치되면 이를 감지해 기준수위접근해제신호를 출력하여 모터펌프(22)를 동작시키게 된다.
상기 거품제거장치(40)는 호기발효조(10) 상부에 설치되는 브라켓(41)에 모터축(42a)이 돌출되게 수직으로 고정되는 구동모터(42)와; 모터축(42a) 상부에 회전 가능하게 축설되는 모터풀리(43)와; 브라켓(41) 상부에 돌출되고 호기발효조(10) 내부에 위치되도록 브라켓(41) 하부에 베어링(44)으로서 회전 가능하게 축설되는 수직회전장축(45)과; 수직회전장축(45) 상부에 축설되고, 벨트(46)로서 모터풀리(43)와 연결되는 수평회전풀리(47)와; 수직회전장축(45) 하부 외주면에 분리 가능하게 체결 고정되어 폐기물폭기장치(20)에 의해 발생되는 거품을 제거하기 위한 거품제거부재(50)로 이루어진다.
상기 거품제거부재(50)는 수직회전장축(45) 하부 외주면에 체결 고정되는 원형연결구(52)와; 원형연결구(52) 외주면에 수평지지대(53)로서 고정되는 원형블레이드(54)와; 원형블레이드(54)의 외주면에 동일 높이로 고정되는 다수의 수직날개편(56)으로 이루어진다.
한편, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 발효처리장치에 대한 거품제거장치의 거품제거부재에 대한 다른 실시예를 도시한 것으로, 동일한 구성요소에 대해서는 동일 명칭을 사용하기로 한다.
도 4 및 도 5에서와 같이, 본 발명에 따른 거품제거부재(50)는 수직회전장축(45) 하부 외주면에 체결 고정되는 원형연결구(62)와; 원형연결구(62) 외주면에 수평지지대(63)로서 고정되는 원형블레이드(64)와; 원형블레이드(64)의 외주면에 수직으로 동일 높이를 유지하여 돌출되게 고정되는 다수의 수직돌출날개편(66)으로 이루어진다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 발효처리장치에 대한 동작상태를 개략적으로 설명하기로 한다.
도 1에서와 같이, 내부에 유기성 폐기물(가축분뇨, 음식물 찌꺼기 등의 농업 및 가정용 오폐수)이 저장된 호기발효조(10)의 바닥면에 받침대(21)로서 장착되는 모터펌프(22)를 동작시켜, 모터펌프(22)의 펌핑력으로서 슬러지 상태의 유기성 폐기물을 토출구(23)를 통해 토출시키게 된다.
이와 같이 토출되는 도 2에서와 같이 유기성 폐기물이 토출구(23)에 분리 가능하게 체결 고정되는 수평분기관(24)을 구성하는 내측수평부(24a), 외측수평부(24b) 및 코너부(24c)를 통하여 공급되고, 수평분기관(24)의 양단에 분리 가능하게 체결 고정되는 벤추리관 형상으로 제작된 제1,2폭기관(25)(26) 내부로 유입되면, 외부공기관(27)을 통하여 제1,2폭기관(25)(26) 내부로 유입되는 외부공기에 의해 제1,2폭기관(25)(26) 내부에 압력이 낮아져, 베르누이 정의에 의해 내부에서 진공압이 발생되어 양측의 제1,2폭기관(25)(26)을 통해 많은 양의 유기성 폐기물을 고압으로서 계속적으로 전방 영역으로 폭기시켜 유기성 폐기물의 미생물에 산소를 공급하게 됨에 따라 거품이 발생하게 된다.
이와 같이 폭기장치에 의해 폭기되어 발생되는 거품은 회전하는 거품제거장치(40)에 의해 제거됨에 따라 발효조를 넘치지 않고, 유기성 폐기물의 온도가 쉽게 상승됨에 따라 발효가 이루어지게 된다.
이를 개략적으로 설명하면, 도 3에서와 같이 호기발효조(10) 상부에 설치된 브라켓(41)에 수직으로 고정되는 구동모터(42)의 동작으로 모터의 회전력이 모터풀리(43)와 수평회전풀리(47) 사이에 연결된 벨트(46)를 통해 수평회전풀리(47)로 전달되어 수직회전장축(45)이 회전하게 된다.
이에 따라 수직회전장축(45) 하부 외주면에 체결 고정된 원형연결구(52) 외주면에 수평지지대(53)로서 고정되는 원형블레이드(54)가 회전하게 되고, 원형블레이드(54)의 외주면에 동일 높이로 고정되는 다수의 수직날개편(56)이 회전하게 됨에 따라 거품을 파쇄하여 제거하게 됨에 따라 유기성 폐기물에 온도가 상승하게 된다.
이때, 모터펌프(22)는 호기발효조(10)의 유기성 폐기물에 잠겨지는 온도감지센서(30)의 감지와 미도시된 제어장치의 제어에 의해 동작이 제어된다.
즉, 플로트리스 스위치인 온도감지센서(30)의 제1전극봉(31) 까지 내부의 유기성 폐기물 수위가 상승하면 이를 감지한 신호와 제어장치의 제어프로그램에 의해 모터펌프(22)의 동작을 멈추게 하고, 거품제거장치(40)에 의해 거품제거로 수위가 하강하여 제2전극봉(32)에 위치되면 이를 감지한 신호와 제어장치의 제어프로그램에 의해 모터펌프(22)를 동작시켜 유기성 폐기물을 폭기하게 된다.
이와 같은 동작을 반복적으로 약 30~40일 정도 진행하면, 슬러지상태의 유기성 폐기물이 액상으로 변해 액상비료가 생성된다.
한편, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 발효처리장치에 대한 거품제거장치의 거품제거부재에 대한 다른 실시예의 동작상태를 개략적으로 설명하기로 한다.
도 4에서와 같이 호기발효조(10) 상부에 설치된 브라켓(41)에 수직으로 고정되는 구동모터(42)의 동작으로 모터의 회전력이 모터풀리(43)와 수평회전풀리(47) 사이에 연결된 벨트(46)를 통해 수평회전풀리(47)로 전달되어 수직회전장축(45)이 회전하게 된다.
이에 따라 수직회전장축(45) 하부 외주면에 체결 고정된 원형연결구(62) 외주면에 수평지지대(63)로서 고정되는 원형블레이드(64)가 회전하게 되고, 원형블레이드(64)의 외주면에 동일 높이로 고정되는 다수의 수직돌출날개편(66)이 회전하게 됨에 따라 넓은 범위의 거품을 파쇄하여 제거하게 됨에 따라 유기성 폐기물에 온도가 상승하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 발효처리장치는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시 가능한 범위까지 그 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
10 : 호기발효조 20 : 폐기물폭기장치
21 : 받침대 24 : 수평분기관
25,26 : 제1,2폭기관 27 : 외부공기관
40 : 거품제거장치 41 : 브라켓
42 : 구동모터 43 : 모터풀리
45 : 수직회전장축 46 : 풀리
47 : 수평회전풀리 50 : 거품제거부재
62 : 원형연결구 64 : 원형블레이드
66 : 수직돌출날개편

Claims (3)

  1. 내부에 유기성 폐기물이 수거 저장되는 호기발효조(10);
    상기 호기발효조(10)의 바닥면에 받침대(21)로서 장착되는 모터펌프(22)의 토출구(23)에 플랜지 결합으로서 분리 가능하게 체결 고정되는 내측수평부(24a)와, 내측수평부(24a)에 수평으로 연통되게 연결되는 외측수평부(24b)와, 외측수평부(24b) 양단에 연통되게 연결되는 코너부(24c)로 이루어진 수평분기관(24)과; 수평분기관(24)의 코너부(24c) 양단에 플랜지 결합으로서 분리 가능하게 체결 고정되어 모터펌프(22)로서 펌핑되는 유기성 폐기물을 전방영역으로 폭기하기 위한 제1,2폭기관(25)(26)으로 이루어지고, 상기 모터펌프(22)와 외부공기관(27)에 의해 유입되는 외부공기로서 유기성 폐기물을 폭기하기 위한 폐기물폭기장치(20); 및
    상기 호기발효조(10)에 설치되어 폐기물폭기장치(20)의 동작시 발생되는 거품을 제거하기 위한 거품제거장치(40)로 구성되는 유기성 폐기물의 발효처리장치에 있어서,
    상기 거품제거장치(40)는
    상기 호기발효조(10) 상부에 설치되는 브라켓(41)에 모터축(42a)이 돌출되게 수직으로 고정되는 구동모터(42)와;
    상기 모터축(42a) 상부에 회전 가능하게 축설되는 모터풀리(43)와;
    상기 브라켓(41) 상부에 돌출되고 호기발효조(10) 내부에 위치되도록 브라켓(41) 하부에 베어링(44)으로서 회전 가능하게 축설되는 수직회전장축(45)과;
    상기 수직회전장축(45) 상부에 축설되고, 벨트(46)로서 모터풀리(43)와 연결되는 수평회전풀리(47)와;
    상기 수직회전장축(45) 하부 외주면에 체결 고정되는 원형연결구(62)와, 원형연결구(62) 외주면에 다수의 수평지지대(63)로서 고정되는 원형블레이드(64)와,원형블레이드(64) 외주면에 수직으로 동일 높이를 유지하여 돌출되게 고정되는 다수의 수직돌출날개편(66)으로 이루어진 거품제거부재(50)로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 발효처리장치.
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