KR102587711B1 - 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템, 및 이를 이용한 축산분뇨 처리 방법 - Google Patents
축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템, 및 이를 이용한 축산분뇨 처리 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102587711B1 KR102587711B1 KR1020220152701A KR20220152701A KR102587711B1 KR 102587711 B1 KR102587711 B1 KR 102587711B1 KR 1020220152701 A KR1020220152701 A KR 1020220152701A KR 20220152701 A KR20220152701 A KR 20220152701A KR 102587711 B1 KR102587711 B1 KR 102587711B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- liquid
- livestock
- manure
- unit
- solid
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 124
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 244000144972 livestock Species 0.000 title claims abstract description 32
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 title description 4
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 claims abstract description 72
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 claims abstract description 51
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims description 73
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000002361 compost Substances 0.000 claims description 30
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 21
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 18
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 16
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 13
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 12
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 11
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 8
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 8
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 3
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 2
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims description 2
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 claims 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 abstract description 6
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical class ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 abstract 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 19
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 10
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 4
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 1
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 210000004905 finger nail Anatomy 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
- C05F3/06—Apparatus for the manufacture
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/60—Biochemical treatment, e.g. by using enzymes
- B09B3/65—Anaerobic treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
- C05F17/20—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation using specific microorganisms or substances, e.g. enzymes, for activating or stimulating the treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
- C05F17/40—Treatment of liquids or slurries
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
- C05F17/90—Apparatus therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
- C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
- C05G5/20—Liquid fertilisers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
- C10L5/42—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on animal substances or products obtained therefrom, e.g. manure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
본 발명은 축산분뇨로부터 액비를 생산하고, 생산된 액비 중 일부를 순화시켜 재활용하는 시스템 및 이를 이용한 축산분뇨 처리 방법에 관한 발명으로서, 기존 액비 생산 시스템의 문제점인 다량의 암모니아성 질소의 대기 휘산으로 인한 악취 발생, 포기조 운영에 의한 에너지 과다 사용과 과다 부직 확보, 액비의 낮은 질산화물 농도로 인한 저품질 비료 생산 등의 문제를 해결할 수 있는 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템, 이를 이용한 축산분뇨 처리방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 기존 축산 분뇨 처리 시스템, 특히 돈사 분뇨 처리 시스템의 고질적 문제인 악취 문제를 해결하면서, 시스템 부지 최소화 및 에너지 사용을 줄인 축산분뇨 처리 방법 및 이에 사용되는 악취 저감 액비 생산, 순환시스템에 관한 것이다.
일반적으로 축산농가의 가축분뇨는 생물학적 산소요구량(BOD)이 대개 수만 ppm을 나타내므로 환경기준에 적합한 상태로 처리가 어려울 뿐만 아니라 처리에 많은 비용이 소모되며, 특히 환경에 지대한 오염을 유발하는 질소, 인의 농도가 높아 이를 하천 등의 생활환경에 배출시에 사회적인 문제가 되고 있다.
최근 들어 가장 친환경적으로 자원이용을 극대화하고자 하는 취지에서 축산분뇨를 퇴비 또는 액비(액체비료)의 형태로 자원화시켜 다시 경종(耕種)농가로 제공하는 방안이 강구되고 있다. 이러한 축산농가와 경종농가가 연계된 자연순환형 농축산법은 가축을 기르는 양축과정에서 발생하는 가축분뇨를 퇴비나 액비로 자원화해 경종농가에 환원하고, 경종농가는 가축분뇨 퇴비나 액비를 활용해 농산물을 경작하여 다시 축산농가에 필요한 사료자원 등을 제공하는 방법이다.
축산농가와 경종농가가 연계된 자연순환형 농축산법을 장려하기 위한 방안의 일환으로, 대한민국 특허등록 제10-1366374호(2014.02.24. 공고)에는 정화처리 및 퇴비화 공정부와 바이오 가스 생산 공정부를 포함하고, 상기 정화처리 및 퇴비화 공정부와 상기 바이오 가스 생산 공정부에서 가축 분뇨 유기성 폐기물을 나누어 처리하는 유기성 폐기물의 자원화 처리 시스템으로서, 상기 정화처리 및 퇴비화 공정부는 가축 분뇨 유기성 폐기물을 고액 분리하여 남은 폐수를 처리하는 탈질조와 질산화조를 차례로 포함하며, 상기 바이오 가스 생산 공정부는 가축 분뇨 유기성 폐기물로부터 바이오 가스와 소화수액으로 분리하기 위한 산발효조 및 메탄발효조와, 상기 메탄발효조로부터 나온 소화수액을 받아 처리하는 액비화 시설을 포함하며, 상기 액비화 시설은 상기 메탄발효조로부터 나온 소화수액과 상기 질산화조로부터 받은 액상 NO3-N을 이용하여 액비화하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물의 자원화 시스템이 개시되어 있다.
또한, 통상적으로 돈사 내부에서 악취 및 유해가스를 제거하는 방법으로 환기시스템을 이용하여 돈사 내부의 공기를 강제적으로 순환시키거나 돈사 상부에 악취를 제거하는 물질을 살포함으로써 악취를 제거하고 있는 형편이며, 이는 많은 비용의 발생과 더불어 사용되어 지는 악취제거 물질로 인하여 다른 기타의 문제를 발생시키고 있는 현실이다. 이에, 개별농가에서 생산되어진 호기성 액비에 연계하여 용수 공급용 관개 관로 형태를 갖는 액비 공급관을 통하여 피트 하부에 지속적으로 공급하여 환경적 요인에 의한 영향을 받지 않고 세정수의 흐름을 만들어내어 악취를 저감시킬 수 있도록 함으로써 각종 질병으로부터 가축과 관리자를 보호하여 친환경 축산환경을 이룰 수 있는 액비를 이용한 악취 저감 돈사 세정 순환 시스템이 개발되어 돈사 농가에 제공된 바 있는데, 돈사 자체 내의 악취 문제는 어느 정도 해결이 되나, 분뇨의 호기성 처리 및 호기성 액비 형성 공정 중 발생하는 암모니아에 의한 돈사 외부로의 악취 퍼짐, 이로 인한 민원이 발생하며, 호기성 처리 시스템의 부지와 에너지 과다 사용 및 낮은 산소전달 효율로 인한 액비 내 낮은 질산화물 농도로 인한 비료로서의 가치 하락이 문제시 되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 기존 축사분뇨의 액비 생산 시스템의 문제인 다량의 암모니아성 질소 대기 휘산으로 인한 악취 발생, 포기조에서 소요되는 에너지 과다 사용, 넓은 부지 소요 및 불충분한 산소 전달로 인한 낮은 질산화물 농도로 인한 비료 가치 하락을 해결한 발명으로서, 축사 슬러리피트에서 발생하는 암모니아성 질소 및 알데하이드류, 황화합물, 휘발성지방산 등 악취 저감, 혐기성 소화 연계형 액비 생산 및 순환 시스템을 제공하고, 이를 이용한 축산 분뇨 처리방법을 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템에 관한 것으로서, 축사의 분뇨와 순환된 액비를 혼합하여 분뇨 혼합물을 제조하는 다수 개의 단위 유니트형 피트로 구성된 피트부; 피트부의 분뇨 혼합물의 협잡물을 제거하는 협잡물 제거부; 협작물이 제거된 분뇨 혼합물을 고액 분리 처리하는 고액분리부; 고액분리부에서 분리된 액상을 혐기성 소화 처리하여 혐기성 소화물을 제조하는 혐기성 소화부; 및 상기 혐기성 소화물을 호기성 처리하여 액비를 제조하는 호기성 소화부;를 포함하며, 상기 호기성 소화부에서 제조된 액비의 일부는 피트부의 액비로 순환되어 세정수로 재사용되는 시스템이다.
또한, 본 발명은 상기 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템을 이용한 축산분뇨 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명의 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템은 축산분뇨 처리시 발생하는 암모니아의 외부 방출이 없어서 악취 문제가 없으면서도, 품질이 우수한 액비생산이 가능하며, 축산분뇨 처리시 발생하는 바이오 가스를 회수 및 재활용하여 온실가스 감축에 기여하는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 시스템은 콤팩트한 크기로 구축이 가능하기 때문에 기존 축산분뇨 처리 시스템의 문제점인 처리 시설의 부지 과다 사용이 없으며, 호기성 처리시 산 기관을 통한 산소공급이 불필요한 MABR 공정을 도입함으로써, 기존 호기성 처리시 발생하는 에너지 과다 사용 문제를 해결한 에너지 절감형 축산분뇨 처리 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템, 및 이를 이용한 축산분뇨 처리 방법 전체 공정에 대한 개략적인 모식도이다.
도 2a는 본 발명 퇴비 제조부의 공정에 대한 개략적인 모식도이며, 도 2b는 퇴비 제조부 공정의 바람직한 일구현예에 대한 개략적인 모식도이다.
도 2a는 본 발명 퇴비 제조부의 공정에 대한 개략적인 모식도이며, 도 2b는 퇴비 제조부 공정의 바람직한 일구현예에 대한 개략적인 모식도이다.
이하, 본 발명의 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템, 및 이를 이용한 축산분뇨 처리 방법에 대하여 상세하게 설명하고자 한다.
본 발명의 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템은, 축사의 분뇨 및 시스템 운전상 발생하는 폐기물의 외부 방류가 없는 무방류, 무악취, 컴팸트(compact)한 구성으로 인한 부지 절감, 쉬운 운전성 및 운전 안정성, 에너지 절감이 가능한 액비 순환시스템으로서, 도 1에 개락적인 공정도를 나타낸 바와 같이, 피트부; 협잡물 제거부; 고액분리부; 혐기성 소화부; 및 호기성 소화부;를 포함한다.
우선, 상기 피트부에 대해 설명하면, 상기 피트부는 축사의 분뇨와 순환된 액비를 혼합하여 분뇨 혼합물을 제조하는 다수 개의 단위 유니트형 피트로 구성된다.
상기 다수 개의 단위 유니트형 피트는 일정 폭과 깊이를 갖도록 콘크리트를 이용하여 수 줄로 길게 성형하되 바닥면에는 슬러리 볼에 의해 개폐되는 수개의 슬러리 및 세정수 배출용 파이프가 정해진 간격을 두고 설치된 피트의 상부에 돼지가 배설하는 분뇨를 피트의 바닥 측으로 떨어지게 하는 수개의 철망형 바닥판을 연이어 착탈 가능하게 설치되어 있을 수 있다.
그리고, 상기 피트부는 상기 호기성 소화부에서 생성된 액비 중 일부가 순환되어 재활용되는 액비를 저장하는 액비 저장조; 상기 액비 저장조 내에 저장된 액비를 피트의 일측 벽에서 정해진 높이에 관통되게 설치되어 있는 액비 공급관을 통해 공급시켜 주는 액비 송수 펌프; 상기 액비 공급관 상에 설치되어 액비 송수 펌프에서 피트 내로 송수되어 오는 액비의 공급량을 제어하는 액비 공급량 제어밸브; 상기 피트의 타측 벽과 집수조 사이에 설치되어 있는 세정수 배출 파이프에 설치되어 단위 유니트형 피트 각각의 내부를 세척하고 집수조 측으로 배출되는 액비의 배출량을 제어하여 단위 유니트형 피트 각각 내의 수위가 일정 수위를 유지하도록 하는 액비 배출량 제어밸브; 및/또는 상기 세정수 배출 파이프와 슬러리 및 세정수 배출용 파이프들을 통해 배출되는 세정수 및 돈 분뇨 슬러리를 포집하여 집수조;가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 다수 개의 단위 유니트형 피트 각각은 피트 내 정해진 간격을 두고 격벽이 설치되어 형성되며, 각각의 격벽에는 서로 반대 위치에 피트 세정용 액비 통과공을 천공하여 액비가 각각의 단위 단위 유니트형 피트를 대각선 방향으로 서로 반대되게 지그재그식으로 통과하며 세정하도록 설치되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 단위 유니트형 피트의 바닥은 가장자리에서 슬러리 및 세정수 배출용 파이프가 설치되어 있는 중심부를 향해 더 깊어지도록 테이퍼(taper)지게 형성되어 있을 수 있다.
또한, 상기 슬러리 볼에는 개폐용 끈의 일 단부를 고정시키고, 상기 개폐용 끈의 타 단부는 피트의 철망형 바닥판에 묶어두었다가 철망형 바닥판을 제거하지 않고 외부에서 개폐용 끈을 이용하여 슬러리 및 세정수 배출용 파이프의 개구부를 막고 있는 슬러리 볼을 분리하고 단위 유니트형 피트들의 바닥을 청소할 수 있도록 할 수도 있다.
또한, 상기 액비 송수 펌프는 제어부에 의해 정해진 시간마다 정해진 시간 동안만 구동되게 제어할 수 있으며, 상기 액비 공급량 제어밸브와 액비 배출량 제어밸브는 제어부에 의해 그의 개폐량이 자동 제어되는 전자밸브 또는 솔레노이드밸브로 설치될 수 있다. 그리고, 상기 액비 공급량 제어밸브와 액비 배출량 제어밸브는 타이머를 구비하고 액비 송수 펌프와 함께 정해진 시간에 정해진 시간 동안 개폐되는 타이머 밸브가 설치될 수도 있다.
다음으로, 본 발명 시스템에 있어서, 상기 협잡물 제거부는 피트부의 분뇨 혼합물의 협잡물을 제거하는 공정을 수행하도록 스크린, 싸이클론 등을 통해서 분뇨 혼합물 내 협잡물을 제거할 수 있다.
다음으로, 본 발명 시스템에 있어서, 상기 고액분리부에서는 협잡물 제거부에서 협작물이 제거된 분뇨 혼합물을 고액 분리 처리하는 공정을 수행하며, 침전법, 가압부상법 또는 원심분리법을 통해서, 바람직하게는 가압부상법으로 고액을 분리할 수 있다.
분리된 고상은 퇴비 제조부로 전달 및 퇴비로 가공하여 퇴비로 제조되며, 고액 분리된 액상의 일부는 피트부의 세정수로 재활용될 수 있고, 나머지 액상은 혐기성 소화부로 이송된다.
상기 퇴비 제조부는 도 2a에 개략적인 공정도로 나타낸 바와 같이, 생물발효 건조기(bio dryer), 성형기, 미활용 잠열 회수 건조기 및 멤브레인 건조기(membrane dryer)가 구비되며, 고액분리부에서 분리된 고상을 상기 생물발효 건조기에서 호기성 생분해 및 1차 건조시키는 1단계; 1차 건조물을 상기 성형기에서 성형하는 2단계; 및 성형된 1차 건조물을 미활용 잠열 회수 건조기에서 2차 건조시켜서 퇴비(및/또는 고체연료)를 제조하는 3단계;를 포함하는 공정을 수행한다.
상기 1단계의 생물발효 건조기에서 발생하는 배기가스를 멤브레인 건조기로 공급하여 배기가스 내 수분을 제거 및 수분을 회수하고, 수분이 제거된 가스를 생물발효 건조기에 재공급하여 재활용하며, 회수한 수분은 열교환기에서 공급하여 수분내 잠열을 회수하여, 회수한 잠열은 2차 건조의 미활용 잠열 회수 건조기에서 재사용한다. 즉, 회수된 잠열을 2차 건조의 열원으로 재사용할 수 있다.
상기 생물발효 건조기는 생분해성 유기물질의 분해를 위한 최소 공기요구량보다 과잉의 공기를 공급하고, 호기성 미생물에 의한 생분해성 유기물질의 분해시 발생되는 반응열(호흡열)을 이용하여 폐기물 내 수분을 건조시키며, 별도의 외부 에너지를 투입하지 않고 효율적으로 수분증발을 유도할 수 있어, 매우 경제적인 건조 방식이다. 그리고, 호기성 미생물에 의에 유기물질 분해시 습가스가 발생하는데 이를 멤브레인 건조기로 이송한다.
상기 멤브레인 건조기는 기체분리막이 구비된 건조기로서, 생물발효 건조기로부터 이송받은 습가스로부터 대기 오염, 악취 유발 물질을 제거 및 수증기를 분리하고, 분리된 수증기를 열교환기로 이송하여 수증기 내 잠열을 회수, 재활용할 수 있게 한다. 그리고, 열교환기에서는 응축열을 회수하고, 회수한 열을 미활용 잠열 회수 2차 건조기로 투입하며, 응축수는 열교환기 외부로 배출 및 재활용할 수 있다.
생물발효 건조기에서 1차 건조된 건조물을 성형기에서 일정 형태로 성형한 다음, 성형된 1차 건조물을 미활용 잠열 회수 건조기에서 2차 건조시켜서 퇴비 및/또는 고체연료를 제조할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 미활용 잠열 회수 건조기는 열교환기로부터 회수된 잠열을 열원으로 이용할 수 있으며, 상기 잠열 외에 별도의 열원으로부터 열을 공급받을 수도 있다.
생물발효 건조기에 공급되는 상기 고상은 함수율이 65 ~ 70 중량%일 수 있으며, 3단계를 수행하여 제조된 퇴비(및/또는 고체연료)는 함수율이 20 중량% 이하일 수 있다.
그리고, 멤브레인 드라이어는 공급된 습가스에 대한 수분 제거율이 90% 이상일 수 있으며, 건공기 순환율은 75 ~ 80%이고, 건공기 순환에 따른 열 회수량은 6,000 ~ 7,000 kcal/hr이며, 잠열 회수량은 50,000 ~ 65,000 kcal/hr일 수 있다. 그리고, 열교환기로부터 미활용 잠열 회수 2차 건조기로 투입되는 잠열 교환 투입량은 5,500 ~ 7,000 kcal/hr일 수 있다.
이와 관련하여, 퇴비 제조부 내 고상의 퇴비( 및/또는 고체연료)로의 제조 공정상의 조건에 대한 바람직한 일례를 도 2b에 나타내었다.
다음으로, 본 발명 시스템에 있어서, 상기 혐기성 소화부는 고액분리부에서 분리된 액상을 혐기성 소화 처리하여 혐기성 소화물을 제조하는 공정을 수행한다.
본 발명에서 상기 혐기성 소화부는 그래뉼 슬러지(granule sludge)기반의 고효율 혐기성 소화기술을 적용한, 상향류 혐기성 슬러지 공법(UASB, Upflow anaerobic sludge blanket)를 이용한다. 혐기성 그레뉼 슬러지는 미생물들이 손톱만한 크기 정도로 뭉쳐있는 형태로서 만지면 매우 단단할 정도로 미생물들이 뭉쳐있으며, 이에 한 알갱이당 높은 밀도의 미생물 양을 확보했기 때문에 적은 부지와 짧은 체류시간으로도 높은 성능의 유기물제거가 가능한 공법이다. 또한 일반 혐기성소화와 달리 별도의 가스홀더가 없고 혐기성 반응 탱크 내부의 Headspace를 바이오가스 저장과 배출이 일어나는 일체형으로 제작하기 때문에 공정의 컴팩트한 구성에 큰 역할을 할 수 있다. 그리고, 혐기성 반응 탱크는 수직 원통 형태를 가지기 때문에 그레뉼 슬러지는 유기물 분해과정에서 발생한 바이오가스를 머금게 되어 물속에서 떠오르고 내려오기를 반복하며, 주변의 부유성장 미생물들과 부딪혀 밀도가 매우 높은 특징이 있다.
본 발명의 상기 혐기성 소화부는 기존 혐기성 소화 공정에 비해 약 2배 이상의 처리 시간 단축이 가능하며, 적용 가능한 유입 부하가 약 7 kg/m3/d 이상까지 적용 가능하여 체류시간은 3일 ~ 10일 이내로 운전할 수 있다.
본 발명에서 상기 혐기성 소화부는 생성조 및 메탄생성조가 구비된 2상의 혐기성 소화부이다.
상기 산생성조는 관류형 반응기(PFR, plug-flow reactor)이며, 고액분리부에서 분리되어 유입된 액상을 가용화 공정을 수행하여 용존성 가용화액을 생산하고, 생산된 용존성 가용화액을 메탄생성조로 전달한다.
그리고, 상기 메탄생성조는 상향류 혐기성 슬러지 공법(UASB)으로 수행하여, 용존성 가용화액을 혐기성 소화 처리를 수행한다.
그리고, 상기 혐기성 소화부에 유입되는 액상은 고형물 농도가 1,000 mg/L 이하인 것이 바람직하다.
또한, 메탄생성조의 유출수를 산생성조로 반송하는 세정 과정을 통해 메탄생성조로 보내어지는 용존성 물질의 최대화 및 산생성조의 유기산 증가로 인한 pH 저하 방지(Alkalinity를 보충)할 수 있으며, 공정의 체류시간과 메탄 생성 미생물의 SRT(Solids Retention Time) 분리를 통한 공정 전체 체류시간 감소 등의 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 메탄생성조에서 발생하는 메탄을 포함하는 바이오 가스를 포집하고 이를 온수 보일러의 열원으로 사용하고, 보일러의 온수를 메탄생성조를 가온시키는데 재사용함으로써, 온실가스 저감 및 에너지를 재활용할 수 있다.
이와 같이, 혐기성 소화부를 상향류 혐기성 슬러지 공법을 도입함으로써, 혐기성 소화물의 체류시간 최소화, 혐기성 소화부 설비의 부지면적 최소화 및 혐기성 소화액 내 고형물을 최소화를 통한 후속 공정 부담 저하 효과 및 에너지 재활용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 혐기성 소화부에서 혐기성 소화된 혐기성 소화물은 혐기성 소화부에 공급된 액상에 대한 TCODcr 제거율 70~85%, SCODcr 제거율 70~85%, 총고형물(TS) 제거율 60~80% 및 암모니아성 질소(NH4-N) 제거율 5 ~ 15%를 만족할 수 있으며, 바람직하게는 TCODcr 제거율 75~85%, SCODcr 제거율 75~85%, 총고형물(TS) 제거율 65~80% 및 암모니아성 질소(NH4-N) 제거율 7 ~ 15%를 만족할 수 있다.
다음으로, 본 발명 시스템에 있어서, 상기 호기성 소화부는 상기 혐기성 소화물을 호기성 처리하여 액비를 제조하는 공정을 수행하며, 상기 호기성 소화부에서 제조된 액비의 일부는 피트부의 액비로 순환되어 세정수로 재사용되고, 나머지는 액비로 생산된다.
혐기성 소화액은 높은 암모니아 농도를 가지며 원수의 상태와 소화조의 운전 상황에 따라 암모니아 농도는 크게 변할 수 있는 특징을 가지는데, 일반적으로 산기관을 이용한 포기방식(Aeration)으로 축산분뇨를 액비로 생산하는 주공정인 호기성 소화 공정의 경우 고농도의 암모니아가 유입될 경우 산소 소모량이 크게 증가 할 수 있으며, 낮은 산소전달 효율과 이로 인해 부족한 산소공급에 따른 낮은 질산화로 잔존 암모니아가 미생물에게 독성 작용(FA inhibition)을 하여, 호기성 소화 저해 작용의 원인이 될 수 있으며, 유입수 내 암모니아 유입 부하 변동이 큰 경우 공정 안정성 저해의 원인이 될 수 있다.
이에 본 발명에서 상기 호기성 소화부는 포기조를 이용한 호기성 소화가 아닌, 멤브레인 폭기 생물막 반응기(MABR, Membrane Aerated Biofilm Reactor)를 도입하여 수행하며, 상기 MABR의 기체분리막은 중공사형 기체분리막으로 구성될 수 있다.
상기 MABR은 기체분리막을 이용한 산소확산 방식의 무기포 산소공급 방식으로 혐기성 소화물을 호기성 소화처리하며, 산기관 등을 통한 기포 발생에 의한 산소 공급일 불필요하며, 기포 발생으로 인한 악취 성분의 휘산이 없어서 악취 발생 유발을 최소화 내지 방지할 수 있다. 그리고, 기체분리막에 부착되어 바이오필름(biofilm)을 형성하고 있는 미생물 중 질산화 미생물에 산소 우선 공급이 가능하여 질산화 효율이 높으며, 기존 포기조에서의 호기성 처리는 산소전달율이 약 20% 내외이며, 폐수 내 암모니아의 30% 가량은 탈기되며, 악취를 유발하고, 호기성 처리 체류시간이 길어서 넓은 부지가 요구되지만, 상기 MABR은 산소전달을 약 70 ~ 90% 수준으로 매우 높기 때문에 체류시간이 짧기 때문에 낮은 부지만이 요구될 뿐만 아니라, 암모니아 탈기 현상으로 인한 악취 발생이 없으며, 저전력 공급만으로 높은 호기성 소화 처리가 가능하다.
또한, 본 발명의 호기성 소화부에서 호기성 소화되어 제조된 액비는 혐기성 소화부에 공급된 혐기성 소화물(소화액)에 대한 TCODcr 제거율 70~85%, SCODcr 제거율 70~85%, 총고형물(TS) 제거율 80~95%. 암모니아성 질소(NH4-N) 제거율 80 ~ 95% 및 총인(TP) 제거율이 10 ~ 30%를 만족할 수 있으며, 바람직하게는 TCODcr 제거율 75~85%, SCODcr 제거율 75~85%, 총고형물(TS) 제거율 85~95%. 암모니아성 질소(NH4-N) 제거율 85~95% 및 총인(TP) 제거율이 15~25%를 만족할 수 있다.
앞서 설명한 피트부, 협잡물 제거부, 고액분리부, 혐기성 소화부 및 호기성 소화부로 구성된 본 발명의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템은 다양한 가축의 분뇨, 바람직하게는 돈분뇨로부터 퇴비(및/또는 고체연료) 및 액비를 생산할 수 있으며, 생산되는 액비 중 일부를 피트부로 순화시켜서 세정수로 활용할 수 있는 바, 축산분뇨, 바람직하게는 돈 분뇨를 친환경적이면서도 매우 경제성이 높은 처리 방법이다.
그리고, 앞서 설명한 본 발명의 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템, 이를 이용한 축산분뇨 처리방법은 ICT 기반 통합 운영시스템을 통해서 총괄적인 공정을 자동제어할 수 있기 때문에 유지관리가 매우 용이하다.
이하, 하기 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예 및 실험예는 본발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예 및 실험예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1 : 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템을 이용한 돈분뇨 처리
(1) 도 1의 개략적인 공정도로 나타낸 바와 같이, 돈사의 분뇨와 순환된 액비를 혼합하여 분뇨 혼합물을 제조하는 다수 개의 단위 유니트형 피트로 구성된 피트부, 피트부의 분뇨 혼합물의 협잡물을 제거하는 협잡물 제거부, 협작물이 제거된 분뇨 혼합물을 고액 분리 처리하는 고액분리부, 고액분리부에서 분리된 액상을 혐기성 소화 처리하여 혐기성 소화물을 제조하는 혐기성 소화부. 및 상기 혐기성 소화물을 호기성 처리하여 액비를 제조하는 호기성 소화부로 구성된 파일럿 실험을 수행하였다.
이때, 상기 호기성 소화부에서 제조된 액비의 일부는 피트부의 액비로 순환되어 세정수로 재사용하였으며, 시스템 운전상 발생하는 폐기물의 외부 방류가 없도록 하였다.
또한, 상기 혐기성 소화부는 관류형 반응기(PFR, plug-flow reactor)로 구비된 산생성조 및 상향류 혐기성 슬러지 반응기가 구비된 메탄생성조를 포함하는 2상의 혐기성 소화부로 구성되도록 하였으며, 상기 혐기성 소화부에 유입되는 액상은 고형물 농도가 1,000 mg/L 이하가 되도록 하였다. 그리고, 메탄생성조에서 발생하는 바이오가스는 보일러의 연료로 재사용되고, 상기 보일러는 혐기성 소화부의 매탄생성조를 가온시키는 열원으로 사용하였다.
또한, 상기 호기성 소화부는 중공사형 기체분리막이 구비된 멤브레인 폭기 생물막 반응기(MABR)이 구비되어 있도록 하였다.
돈분뇨, 이를 피트 내에서 순환된 액비와 혼합된 슬러리 피트(분뇨 혼합물), 고액분리된 액상, 혐기성 소화부에서 혐기성 소화된 혐기성 소화물 및 호기성 소화부에서 생산된 액비 각각의 성상을 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다. 그리고, 유량(Q, m3/d), TCODcr(Total Chemical Oxygen Demand) 농도, SCODcr(Soluble hemical Oxygen Demand) 농도, TS(총고형물) 농도, TN(Total Nitrogen, 총질소) 농도, TKN(Total kjeldahl Nitrogen, 총켄달질소) 농도, Org-N(유기성질소) 농도, NH4-N(암모니아성 질소) 농도, NO3-N(질산성 질소) 농도 및 TP(Total Phosphorous, 총인) 농도를 측정하였다.
| 구분 | 돈분뇨 | 슬러리 피트의 성상 | 고액분리 조건 및 액상 성상 | ||||
| 농도 (mg/L) |
부하량 (kg/d) |
농도 (mg/L) |
부하량 (kg/d) |
농도 (mg/L) |
부하량 (kg/d) |
제거율(%) | |
| Q(m3/d) | 1 | 5 | 5 | ||||
| TCODcr | 50,000 | 50 | 10,331 | 51.65 | 8,264 | 41 | 20 |
| SCODcr | 30,000 | 30 | 6,250 | 31.25 | 6,250 | 31 | - |
| TS | 100,000 | 100 | 20,121 | 100.60 | 4,024 | 20 | 80 |
| TN | 5,000 | 5 | 1,141 | 5.71 | 791 | 4 | - |
| TKN | 5,000 | 5 | 1,014 | 5.07 | 664 | 3 | - |
| Org-N | 3,500 | 4 | 700 | 3.50 | 360 | 2 | 50 |
| NH4-N | 1,500 | 2 | 314 | 1.57 | 314 | 2 | 0 |
| NO3-N | - | - | 127 | 0.64 | 127 | 1 | 0 |
| TP | 300 | 0 | 139 | 0.69 | 111 | 1 | 20 |
| 구분 | 혐기성 소화부 및 혐기성 소화물 성상 | 호기성 소화부 및 생성된 액비 성상 | ||||
| 농도 (mg/L) |
부하량 (kg/d) |
제거율(%) | 농도 (mg/L) |
부하량 (kg/d) |
제거율(%) | |
| Q(m3/d) | 5 | 5 | ||||
| TCODcr | 1,653 | 8 | 80 | 331 | 2 | 80 |
| SCODcr | 1,250 | 6 | 80 | 250 | 1 | 80 |
| TS | 1,207 | 6 | 70 | 121 | 1 | 90 |
| TN | 410 | 2 | - | 141 | 1 | - |
| TKN | 283 | 1 | - | 14 | 0 | - |
| Org-N | - | - | 100 | - | - | 0 |
| NH4-N | 283 | 1 | 10 | 14 | 0 | 90 |
| NO3-N | 127 | 1 | 0 | 127 | 1 | - |
| TP | 111 | 1 | 0 | 89 | 0 | 20 |
(2) 그리고, 상기 고액분리부는 가압부상법으로 고액분리를 하고, 상기 고액분리부에서 분리된 고상(함수율 67.5 ~ 68.0 중량%)은 퇴비 제조부로 전달 및 퇴비로 가공하여 퇴비로 제조되며, 고액 분리된 액상의 일부는 피트부의 세정수로 재활용하도록 하였다.
상기 퇴비 제조부는 생물발효 건조기(bio dryer), 성형기, 미활용 잠열 회수 건조기, 멤브레인 건조기(membrane dryer), 열교환기로 구비되며(도 2a 참조), 고액분리된 고상, 생물발효 건조기에서 건조된 1차 건조물, 성형된 건조물, 2차 건조기에서 건조된 2차 건조물인 퇴비의 고형분, 수분은 하기 표 3과 같다.
| 구분 | 고액분리된 고상 |
1차 건조물 (생물발효 건조기) |
성형된 건조물 | 2차 건조물 (퇴비) |
| 고형분(kg/hr) | 72.92 | 54.69 | 54.69 | 54.69 |
| 수분(kg/hr) | 135.42 | 29.09 | 23.13 | 13.67 |
또한, 생물발효 건조기에 투입되는 외부공기, 생물발효 건조기로부터 멤브레인 건조기에 공급되는 습가스 및 외부공기로부터 멤브레인 건조기에 공급되는 건공기, 멤브레인 건조기로부터 분리 회수된 수증기의 온도, 공기투입량, 수분량, 습도는 하기 표 4에 나타내었다.
| 구분 | 외부공기 | 건공기 | 습가스 | 수증기 |
| 온도(℃) | 10 | 60 | 60 | 60 |
| 공기투입량(kg/hr) | 140 | 562 | 702 | 140 |
| 수분량(kg/hr) | 0.7 | 10.7 | 107.1 | 106.3 |
| 절대습도(kg/kg) | 0.008 | 0.019 | 0.152 | 0.152 |
| 상대습도(%) | 70 | 16.6 | 100 | 100 |
그리고, 건공기 회수 열량은 6,749 kcal/hr이고, 멤브레인 건조기로부터 분리된 수증기로부터 회수된 잠열 회수량은 57,312 kcal/hr이었으며, 2차 건조기에 투입된 잠열 교환 투입량은 6,219 kcal/hr이였다.
상기 실시예를 통하여, 본 발명의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템을 이용하여 돈 분뇨와 같은 축산분뇨로부터 효율적으로 액비 생산 및 액비를 재활용할 수 있으며, 퇴비를 효율적으로 제조함으로써, 우수한 축산분뇨 처리방법을 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다.
Claims (11)
- 축사의 분뇨와 순환된 액비를 혼합하여 분뇨 혼합물을 제조하는 다수 개의 단위 유니트형 피트로 구성된 피트부;
피트부의 분뇨 혼합물의 협잡물을 제거하는 협잡물 제거부;
협잡물이 제거된 분뇨 혼합물을 고액 분리 처리하는 고액분리부;
상기 고액분리부는 가압부상법을 통해 고액을 분리하는 것을 특징으로 하며,
고액분리부에서 분리된 고형물 농도가 1,000 mg/L 이하인 액상을 그레뉼 슬러지(Granule sludge)를 충전한 상향류 혐기성 슬러지 공법(UASB, Upflow anaerobic sludge blanket)으로 혐기성 소화 처리하여 혐기성 소화물을 제조하는 2상의 혐기성 소화부;
상기 혐기성 소화물을 호기성 처리하여 액비를 제조하는 호기성 소화부;를 포함하며,
상기 고액분리부에서 분리된 고상은 퇴비 제조부로 전달 및 퇴비로 가공하여 퇴비로 제조되며,
상기 호기성 소화부에서 제조된 액비의 일부는 돈사의 피트부 순환되어 세정수로 재사용되고,
상기 2상의 혐기성 소화부는 산생성조 및 메탄생성조를 포함하고,
상기 산생성조는 관류형 반응기(PFR, plug-flow reactor)이며, 고액분리부에서 분리되어 유입된 액상을 가용화하여 후단의 메탄생성조에서 빠른 메탄발효가 가능하도록 하며, 상기 메탄생성조는 상향류 혐기성 슬러지 공법(UASB)으로 수행하여, 용존성 가용화액을 혐기성 소화 처리하고,
메탄생성조의 유출수를 상기 산생성조로 반송하며,
상기 호기성 소화부는 중공사형 기체분리막으로 구성된 멤브레인 폭기 생물막 반응기(MABR, Membrane Aerated Biofilm Reactor)를 이용하여 수행하고,
상기 혐기성 소화부에서 발생하는 바이오가스는 보일러의 연료로 재사용되고, 상기 보일러는 혐기성 소화부의 소화조를 가온시키는 열원이며,
상기 혐기성 소화물은 혐기성 소화부에 공급된 상기 액상에 대한 TCODcr 제거율 70~85%, SCODcr 제거율 70~85%, 총고형물(TS) 제거율 60~80% 및 암모니아성 질소(NH4-N) 제거율 5 ~ 15%을 만족하고,
호기성 소화되어 제조된 액비는 혐기성 소화부에 공급된 혐기성 소화물(소화액)에 대한 TCODcr 제거율 70~85%, SCODcr 제거율 70~85%, 총고형물(TS) 제거율 80~95%. 암모니아성 질소(NH4-N) 제거율 80 ~ 95% 및 총인(TP) 제거율이 10 ~ 30%를 만족하며,
축사의 분뇨 및 시스템 운전상 발생하는 폐기물의 외부 방류가 없는 것을 특징으로 하는 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템.
- 삭제
- 제2항에 있어서, 상기 퇴비 제조부는 생물발효 건조기(bio dryer), 성형기, 미활용 잠열 회수 건조기 및 멤브레인 건조기(membrane dryer)가 구비되며,
고액분리부에서 분리된 고상을 상기 생물발효 건조기에서 호기성 생분해 및 1차 건조시키는 1단계; 1차 건조물을 상기 성형기에서 성형하는 2단계; 및 성형된 1차 건조물을 미활용 잠열 회수 건조기에서 2차 건조시켜서 퇴비를 제조하는 3단계;를 포함하는 공정을 수행하며,
1단계의 생물발효 건조기에서 발생하는 배기가스를 멤브레인 건조기로 공급하여 배기가스 내 수분을 제거 및 수분을 회수하고, 수분이 제거된 가스를 생물발효 건조기에 재공급하여 재활용하며, 회수한 수분은 열교환기에서 공급하여 수분내 잠열을 회수하여, 2차 건조의 미활용 잠열 회수 건조기에서 재사용하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템.
- 제3항에 있어서, 1단계의 상기 고상은 함수율 65 ~ 70 중량%이고, 3단계의 상기 퇴비는 함수율 20 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템.
- 제3항에 있어서, 상기 퇴비는 고체연료로 사용하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항, 제3항 내지 제5항 중에서 선택된 어느 항 항에 있어서, 상기 축산분뇨는 돈분뇨인 것을 특징으로 하는 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템.
- 제1항, 제3항 내지 제5항 중에서 선택된 어느 항 항의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템을 이용한 축산분뇨 처리 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220152701A KR102587711B1 (ko) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템, 및 이를 이용한 축산분뇨 처리 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220152701A KR102587711B1 (ko) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템, 및 이를 이용한 축산분뇨 처리 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102587711B1 true KR102587711B1 (ko) | 2023-10-10 |
Family
ID=88291955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220152701A KR102587711B1 (ko) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템, 및 이를 이용한 축산분뇨 처리 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102587711B1 (ko) |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200169191Y1 (ko) * | 1999-07-29 | 2000-02-15 | 안태완 | 사료혼합기 |
| KR20090109223A (ko) * | 2008-04-15 | 2009-10-20 | 나종광 | 유기성 폐기물 처리용 발효장치 및 처리 방법 |
| KR20100004590A (ko) * | 2008-07-04 | 2010-01-13 | 주식회사 진테크 | 음식물쓰레기 처리장치 |
| KR101016137B1 (ko) * | 2008-04-03 | 2011-02-17 | 보성환경산업(주) | 안정화 믹서기 |
| KR101065721B1 (ko) * | 2011-03-03 | 2011-09-19 | (주)아이엔탑 | 음식물 및 가축분뇨 쓰레기 처리장치 |
| KR20120067514A (ko) | 2010-12-16 | 2012-06-26 | 주식회사 에코바이론 | 액비를 이용한 악취 저감 돈사 세정 순환 시스템 |
| KR101346594B1 (ko) * | 2013-07-19 | 2014-01-03 | (주)오앤케이테크 | 스크류 하우징과 이를 포함하는 음식물 처리기 |
| KR101366374B1 (ko) * | 2013-11-13 | 2014-02-24 | 씨아이바이오텍(주) | 가축 분뇨를 포함하는 유기성 폐기물의 자원화 처리 시스템 및 방법 |
| KR101456074B1 (ko) * | 2014-05-14 | 2014-10-31 | 주식회사 크린라이프 | 음식물쓰레기 압착기 및 이를 적용한 음식물쓰레기 처리장치 |
| KR101532371B1 (ko) | 2014-12-05 | 2015-07-01 | 주식회사 대성환경이엔지 | 축산분뇨의 자원화를 위한 고효율 액비제조시스템 |
| KR101651156B1 (ko) * | 2015-07-14 | 2016-09-21 | 주식회사 에스케이글로벌 | 음식물 쓰레기 처리 장치 |
| KR20180093512A (ko) * | 2017-02-13 | 2018-08-22 | (주)에코위드 | 음식물쓰레기용 압축 처리장치 |
| KR102098566B1 (ko) * | 2020-01-14 | 2020-04-10 | (주)조은이엔티 | 유기성 폐기물의 퇴비화 제조방법 및 유기성 폐기물의 퇴비화 제조장치 |
| KR20220073015A (ko) * | 2020-11-26 | 2022-06-03 | 태양그린 주식회사 | 고농도유기물 처리를 위한 고효율 열분해반응조가 구비된 순환과 혼합교차교반운전 혐기소화시스템 |
-
2022
- 2022-11-15 KR KR1020220152701A patent/KR102587711B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200169191Y1 (ko) * | 1999-07-29 | 2000-02-15 | 안태완 | 사료혼합기 |
| KR101016137B1 (ko) * | 2008-04-03 | 2011-02-17 | 보성환경산업(주) | 안정화 믹서기 |
| KR20090109223A (ko) * | 2008-04-15 | 2009-10-20 | 나종광 | 유기성 폐기물 처리용 발효장치 및 처리 방법 |
| KR20100004590A (ko) * | 2008-07-04 | 2010-01-13 | 주식회사 진테크 | 음식물쓰레기 처리장치 |
| KR20120067514A (ko) | 2010-12-16 | 2012-06-26 | 주식회사 에코바이론 | 액비를 이용한 악취 저감 돈사 세정 순환 시스템 |
| KR101065721B1 (ko) * | 2011-03-03 | 2011-09-19 | (주)아이엔탑 | 음식물 및 가축분뇨 쓰레기 처리장치 |
| KR101346594B1 (ko) * | 2013-07-19 | 2014-01-03 | (주)오앤케이테크 | 스크류 하우징과 이를 포함하는 음식물 처리기 |
| KR101366374B1 (ko) * | 2013-11-13 | 2014-02-24 | 씨아이바이오텍(주) | 가축 분뇨를 포함하는 유기성 폐기물의 자원화 처리 시스템 및 방법 |
| KR101456074B1 (ko) * | 2014-05-14 | 2014-10-31 | 주식회사 크린라이프 | 음식물쓰레기 압착기 및 이를 적용한 음식물쓰레기 처리장치 |
| KR101532371B1 (ko) | 2014-12-05 | 2015-07-01 | 주식회사 대성환경이엔지 | 축산분뇨의 자원화를 위한 고효율 액비제조시스템 |
| KR101651156B1 (ko) * | 2015-07-14 | 2016-09-21 | 주식회사 에스케이글로벌 | 음식물 쓰레기 처리 장치 |
| KR20180093512A (ko) * | 2017-02-13 | 2018-08-22 | (주)에코위드 | 음식물쓰레기용 압축 처리장치 |
| KR102098566B1 (ko) * | 2020-01-14 | 2020-04-10 | (주)조은이엔티 | 유기성 폐기물의 퇴비화 제조방법 및 유기성 폐기물의 퇴비화 제조장치 |
| KR20220073015A (ko) * | 2020-11-26 | 2022-06-03 | 태양그린 주식회사 | 고농도유기물 처리를 위한 고효율 열분해반응조가 구비된 순환과 혼합교차교반운전 혐기소화시스템 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7005068B2 (en) | Method and apparatus for treating animal waste and wastewater | |
| US7575685B2 (en) | Low oxygen biologically mediated nutrient removal | |
| KR101793236B1 (ko) | 유기성폐기물 자원화 처리시스템 | |
| CA2503166C (en) | Low oxygen biologically mediated nutrient removal | |
| KR101044445B1 (ko) | 돈사 순환형 친환경 돈분뇨 처리 장치 및 방법 | |
| WO2010003255A1 (en) | Process for continual multiphase recycling of solid and liquid organic waste for a greenhouse culture | |
| CN102503033A (zh) | 循环厌氧序批式生物膜人工湿地兼性塘处理养猪废水工艺 | |
| Day et al. | Processing manure: physical, chemical and biological treatment | |
| KR101565503B1 (ko) | 가축분뇨 액비화 방법 | |
| KR20170105950A (ko) | 내부공기 순환 및 간헐포기를 통한 고온소화 액비 제조 장치 및 그 제조 방법 | |
| CN106915867B (zh) | 养殖废水生化处理系统及其处理副产品的制备方法与应用 | |
| JP4527610B2 (ja) | 生ゴミ等の肥料化方法及び肥料化装置 | |
| KR102171918B1 (ko) | 축산폐수의 자원화 및 정화처리 순환재활용 시스템 | |
| US6764600B2 (en) | Lagoon for hog waste and the method of treatment thereof | |
| KR102587711B1 (ko) | 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환시스템, 및 이를 이용한 축산분뇨 처리 방법 | |
| KR102587714B1 (ko) | 축산분뇨의 악취 저감 액비 생산 및 순환 콤팩트 시스템, 및 이를 이용한 축산분뇨 처리 방법 | |
| US20220186164A1 (en) | Methods and apparatuses for processing poultry litter | |
| KR20200006300A (ko) | 고온발효 악취 저감형 분뇨 처리 장치 | |
| CN114634244A (zh) | 一种畜禽粪污废水甲烷发酵耦合一体式脱氮系统及其工艺 | |
| CN105236668B (zh) | 一种磷酸氢镁辅助生物脱氨的沼液预处理方法 | |
| CN210505760U (zh) | 一种强化气提脱氮循环污水处理设备 | |
| KR19990000316A (ko) | 축산분뇨속성발효처리장치와 방법 | |
| KR200413348Y1 (ko) | 폐수내의 암모니아, 인과 고형물의 제거 장치 | |
| KR100725968B1 (ko) | 고효율 액체비료의 생산 방법 | |
| CN216337131U (zh) | 一种生猪养殖废水治理及资源化利用设施 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |