KR19990083804A

KR19990083804A - 축산폐수의 퇴비화 발효장치

Info

Publication number: KR19990083804A
Application number: KR1019990032647A
Authority: KR
Inventors: 석승교; 변명호
Original assignee: 석승교; 주식회사 세정이앤이
Priority date: 1999-08-09
Filing date: 1999-08-09
Publication date: 1999-12-06

Abstract

본 발명은 축산폐수의 퇴비화 발효장치에 관한 것으로, 축산폐수 중 양돈의 고형물을 퇴비화할시 톱밥, 왕겨 또는 석회 등을 첨가하지 않고도 발효시켜 퇴비화할 수 있도록 함은 물론, 퇴비화 발효시설을 소형화할 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명은 일정 용량의 고형물을 저장하여 발효시키는 종형의 발효탱크; 발효탱크 내측에 회전 가능하게 종방향으로 설치된 중공의 회전축; 회전축을 구동시키는 수단; 중공의 회전축 외주면 적소에 횡방향으로 다수 설치되어 연통되는 한편, 그 각각의 적소에는 다수의 공기 주입공이 형성되어 회전축의 회전에 의해 고형물을 교반시키는 교반봉; 회전축의 중공 부분에 공기를 강제로 송풍시켜 교반봉의 공기 주입공을 통해 발효탱크 내의 고형물에 공기를 주입시키는 송풍수단; 발효탱크 내의 가스를 배출시키는 배출구; 발효탱크 하부측에 마련되어 일정기간 발효된 하부측의 퇴비를 수거하는 퇴비 수거구 및 축사로부터 수거된 가축분뇨 중 고형물의 일부를 상기 발효탱크 내의 발효중인 고형물에 일정량 공급하는 수단을 포함하여 이루어진다.

Description

축산폐수의 퇴비화 발효장치{COMPOST FERMENTATION APPARATUS OF LIVESTOCK FARMING WASTE WATER}

본 발명은 축산폐수의 퇴비화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가축분뇨를 수거하여 호기 조건하에서 숙성 발효시켜 양질의 퇴비를 생산할 수 있도록 하는 축산폐수의 퇴비화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 급격한 경제발전 과정에서 환경보전에 대한 인식이 부족하였으며, 국민소득이 증가함에 따라 쾌적한 환경에 대한 욕구는 날이 갈수록 증가되고 있다. 또한, 생활방식의 변화로 축산물의 수요가 증가되고 수입이 자유화됨에 따라 축산농가의 규모가 대형화되고 가축 사육두수도 매년 증가되고 있는 추세이다. 따라서, 축산폐수 또한 매년 증가되고 있는 추세이다.

전술한 바와 같은 축산폐수는 배출량 측면에서는 하수 또는 산업폐수에 비하여 적으나 오염도 즉, 오염부하량 측면에서는 결코 간과할 수 없는 실정이다. 특히, 가축의 사육은 농촌지역에서 이루어지고 있는 관계로 농업용수 및 주변의 상수원뿐만 아니라 지하수를 오염시킬 수 있으며, 악취와 해충 등으로 인한 인근 주민의 민원대상이 되고 있다.

한편, 축산폐수란 가축의 분뇨와 축사를 청소할 때 발생되는 세척수의 혼합물로 분(糞) 성분이 분리된 상태에서의 축산폐수의 오염도는 BOD(Biological Oxygen Demand, 생물학적 산소 요구량) 4,000∼5,000ppm 정도이나 분리되지 않으면 20,000ppm을 넘게 된다.

축산폐수를 배출하는 가축 중 소의 분뇨(糞尿)는 톱밥과 함께 섞이면 쉽게 건조되어 비가와도 빗물에 흘러내리는 경우가 적고 퇴비화도 용이해 축산폐수처리에 어려움이 없으나, 잡식성인 양돈의 분뇨(糞尿)는 쉽게 건조되지 않아 따로 분리해내는 작업이 용이하지 않다. 따라서, 대부분의 축산폐수에 의한 수질오염은 주로 양돈의 분뇨(糞尿)에 의하여 이루어지며, 이를 해결하기 위해 정부에서는 막대한 자금을 들여 축산폐수처리시설을 설치하였으나 제대로 가동되지 못하고 있는 실정이다.

즉, 시설에 유입되는 축산폐수의 설계농도와 실제농도가 현격한 격차를 보이는 데서 나타나는 등의 부작용으로 인해 운전에 따른 과부하가 우려되기 때문에 축산폐수 처리시설을 제대로 가동시키지 못하고 있기 때문이다.

전술한 바와 같은 종래의 축산폐수처리시설의 대부분은 축산폐수 중 액상폐수{가축분뇨 중 뇨(尿)를 말함}는 정화처리를 통해 방류하고, 고형물{가축분뇨 중 분(糞)을 말함}의 경우에는 발효하여 퇴비화시키는 별도의 처리방식으로 축산폐수를 처리한다.

특히, 양돈의 고형물을 퇴비화시키기 위한 방법으로 고형물에 톱밥을 첨가하여 발효시키는 방법이 일반적으로 이용되고 있는데, 이러한 방법으로 양돈의 고형물을 퇴비화시킬 경우 축산폐수처리시설의 규모가 매우 커질 수밖에 없다.

따라서, 양돈의 고형물을 퇴비화시키는데 따른 톱밥이나 왕겨 또는 석회 등이 첨가되기 때문에 축산폐수의 퇴비화 비용이 늘어 축산농가의 경제적인 부담이 가중되는 문제가 있다.

또한, 전술한 바와 같은 방법의 축산폐수처리시설은 규모가 매우 커질 수밖에 없기 때문에 축산폐수처리시설을 유지시키기 위한 비용 부담의 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 축산폐수 중 양돈의 고형물을 퇴비화할시 톱밥, 왕겨 또는 석회 등을 첨가하지 않고도 발효시켜 퇴비화할 수 있도록 함은 물론, 퇴비화 발효시설을 소형화할 수 있도록 한 축산폐수의 퇴비화 발효장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전술한 바와 같이 발효시설을 소형화하여 시설면적을 작게 할 수 있도록 함은 물론, 시설을 유지하기 위한 유지비용을 절감시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명의 특징은 다음과 같다. 즉, 가축의 고형물을 발효시켜 퇴비화시킬 수 있는 장치에 있어서, 일정 용량의 고형물을 저장하여 발효시키는 종형의 발효탱크; 발효탱크 내측에 회전 가능하게 종방향으로 설치된 중공의 회전축; 회전축을 구동시키는 수단; 중공의 회전축 외주면 적소에 횡방향으로 다수 설치되어 연통되는 한편, 그 각각의 적소에는 다수의 공기 주입공이 형성되어 회전축의 회전에 의해 고형물을 교반시키는 교반봉; 회전축의 중공 부분에 공기를 강제로 송풍시켜 교반봉의 공기 주입공을 통해 발효탱크 내의 고형물에 공기를 주입시키는 송풍수단; 발효탱크 내의 가스를 배출시키는 배출구; 발효탱크 하부측에 마련되어 일정기간 발효된 하부측의 퇴비를 수거하는 퇴비 수거구 및 축사로부터 수거된 가축분뇨 중 액상폐수의 일부를 상기 발효탱크 내의 발효중인 고형물에 일정량 공급하는 수단을 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에는 발효탱크 내부와 외부의 온도차에 의해 발효탱크의 내측 상부면에 형성되는 물방울을 발효탱크 외부로 배출시키는 수단이 더 구비될 수 있는데, 이러한 물방울 배출수단은 발효탱크 내측 상부면의 하부측에 일정거리 이격·설치되어 낙하된 물방울을 발효탱크의 내측면 방향으로 흐르도록 하는 다수의 통공이 형성된 물방울 집수판; 물방울 집수판에 의해 발효탱크의 내측면에 고인 물방울을 배출시키는 물방울 배출관 및 물방울 배출관을 통해 배출된 물방울을 집수하는 집수통으로 이루어질 수 있다.

한편, 액상폐수 공급수단은 축사로부터 수거된 가축분뇨 중 액상폐수의 일부를 발효탱크의 내부로 공급하는 액상폐수 공급관 및 발효탱크 내측에 설치된 액상폐수 공급관에 다수 설치되어 발효중인 고형물에 액상폐수를 분사하는 노즐로 이루어질 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 축산폐수의 퇴비화 발효장치를 보인 단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

30. 고형물 저장조 90. 이송스크류

100. 발효탱크 110. 회전축

120. 구동수단 130. 교반봉

132. 공기 주입공 140. 송풍기

150. 배출구 160. 퇴비 수거구

170. 액상폐수 172. 노즐

180. 물방울 집수판 180a. 통공

182. 물방울 배출관 184. 집수통

본 발명의 상세한 설명에서 기술될 "양돈분뇨"(養豚糞尿)는 축산폐수 중의 양돈으로부터 배출되는 폐수를 말하는 것으로, 축산폐수의 전부를 말하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명에서 기술되는 "양돈분뇨"(養豚糞尿)는 축산폐수의 한 예로 보면 된다.

한편, 본 발명에서 기술되는 "고형물"은 양돈분뇨의 "분"(糞)을 뜻하는 것이고, "액상폐수"는 양돈분뇨의 "뇨"(尿)와 "세척수"의 혼합물을 의미하는 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시 예에 따른 축산폐수의 퇴비화 발효장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 축산폐수의 퇴비화 장치를 보인 단면도이다.

도 1 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 축산폐수의 퇴비화 발효장치는 고형물을 저장하여 발효시키는 발효탱크(100), 발효탱크(100) 내측에 종방향으로 설치된 중공의 회전축(110), 회전축(110)을 구동시키는 구동수단(120), 회전축(110)의 중공 부분에 횡방향으로 연통되어 회전축(110)의 회전에 의해 고형물을 교반시키는 다수의 교반봉(130), 발효탱크(100) 내의 고형물에 공기를 주입하기 위한 송풍기(140), 발효탱크(100) 내의 가스를 배출시키는 배출구(150), 발효탱크(100) 하부측에 마련되어 일정기간 발효된 하부측의 퇴비를 수거하는 퇴비 수거구(160) 및 발효탱크(100) 내의 고형물에 액상폐수를 일정량 공급하기 위한 수단을 포함하여 이루어진다.

이처럼 구성된 축산폐수의 퇴비화 발효장치는 매일 배출되는 양돈분뇨(養豚糞尿) 중 고형물을 발효탱크(100)에 저장한 상태에서 교반봉(130)을 통해 고형물을 교반하는 한편, 송풍기(140)를 통해 발효탱크(100) 내의 고형물에 공기를 주기적으로 주입하여 호기 조건하에서 일정기간 동안 발효시켜 고형물을 퇴비화시키는 장치이다. 이때, 고형물을 발효시키는 과정에서 수거된 양돈분뇨의 액상폐수를 일정량씩 주기적으로 분사하여 고형물의 발효를 촉진시키게 된다.

따라서, 양돈분뇨의 고형물은 퇴비로 재활용 할 수 있고, 액상폐수는 고형물의 퇴비화 과정에 최대한 분사하여 처리함으로써 액상폐수를 정화처리하는데 따른 비용을 최대한 줄일 수 있게 된다.

전술한 바와 같은 구성의 퇴비화 발효장치를 보다 상세히 설명하기 위해 구성요소의 상호관계 및 작용을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 발효탱크(100)는 양돈분뇨 중 고형물을 저장하여 발효시키기는 것으로, 고형물을 일정기간 동안 저장하여 발효과정을 통해 퇴비화시킬 수 있도록 돈사(豚舍)의 규모에 알맞은 용량으로 설치된다.

회전축(110)은 그 외주면에 교반봉(130)을 다수 설치하여 교반봉(130)의 회전에 의해 발효탱크(100)에 저장된 고형물을 교반시킬 수 있도록 함은 물론, 그 내측을 통해 교반봉(130)으로 공기를 유입시켜 발효중인 고형물에 공기를 주입시킬 수 있도록 한 것이다. 이러한 회전축(110)은 그 내측이 중공으로 이루어져 발효탱크(100)의 중심에 종방향으로 회전 가능하게 설치된다.

발효탱크(100)의 하부측에는 회전축(110)을 구동시키는 구동수단(120)이 구비되는데, 이 회전축 구동수단(120)은 구동모터와 기어의 치(齒)합구조로 이루어질 수 있음은 물론, 실린더의 작동에 의해 회전축(110)을 구동시킬 수 있는 구조일 수도 있다. 한편, 전술한 회전축 구동수단(120)은 회전축(110)을 분당 수회의 회전주기로 회전시킨다. 본 발명의 장치에서는 분당 5회 정도의 회전주기로 회전축(110)을 회전시킨다.

교반봉(130)은 발효탱크(100) 내에 저장되어 발효되는 고형물을 교반시키기 위한 것으로, 이 교반봉(130)은 회전축(110)의 외주면상에 상하로 다수 설치된다. 전술한 교반봉(130)의 설치시 상하의 교반봉(130)과 교반봉(130) 사이의 거리는 발효탱크(100)에 저장되는 양돈분뇨의 일일 배출량의 높이에 관계하여 등간격으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 도 1 에 도시된 퇴비화 발효장치에서는 양돈분뇨의 8일 배출량을 기준으로 교반봉(130)을 설치하였다. 이처럼 설치된 교반봉(130) 중 최하부의 교반봉(130)은 1일차에 발효탱크(100)로 유입된 고형물을 교반시키기 되고, 그 다음의 교반봉(130)은 1일차와 2일차의 고형물 사이를 교반하게 된다. 또한, 그 다음의 교반봉(130)들은 2일차와 3일차, 3일차와 4일차, 4일차와 5일차, 5일차와 6일차, 6일차와 7일차 및 7일차와 8일차의 고형물 사이를 교반하게 된다.

한편, 회전축(110)의 외주면상에 등간격으로 다수 설치되는 교반봉(130)은 회전축(130)의 좌우로 180°의 각도로 설치하거나, 120°의 각도 또는 90°의 각도로 설치하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이 설치된 교반봉(130) 역시 중공의 형태로 이루어져 회전축(110)의 외주면상에 설치될시 회전축(110)과 교반봉(130)의 중공 부분은 서로 연통되게 설치된다.

그리고, 교반봉(130) 각각의 적소에는 관통된 적어도 하나 이상의 공기 주입공(132)이 형성되는데, 이 공기 주입공(132)은 중공의 회전축(110)과 교반봉(130)을 통해 유입된 공기를 발효탱크(100) 내의 발효중인 고형물에 공기를 주입하게 된다. 즉, 발효탱크(100) 내의 발효중인 고형물에 공기를 주입하여 호기 조건을 만들어 줌으로써 발효를 촉진시킬 수 있도록 한 것이다.

송풍기(140)는 발효탱크(100) 내의 발효중인 고형물에 공기를 주입시키기 위한 것으로, 이 송풍기(140)는 발효탱크(100)의 상부측에 설치되어 회전축(110)의 중공 부분과 연결된다.

전술한 바와 같은 구성에 의해 송풍기(140)를 가동시키면 공기는 중공의 회전축(110)과 교반봉(130)을 거쳐 교반봉(130) 각각에 형성된 공기 주입공(132)을 통해 발효탱크(100) 내의 발효중인 고형물에 주입된다. 따라서, 발효탱크(100) 내의 발효중인 고형물은 호기 조건하의 미생물 반응에 의해 발효가 촉진된다.

발효탱크(100) 내의 발효중인 고형물에 공기를 주입하는 과정은 고형물에 공기의 주입이 골고루 이루어질 수 있도록 회전축(110)의 회전을 통해 고형물을 교반시키는 과정과 병행하여 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 공기의 주입은 24시간 계속 이루어지는 것이 아니라 시간당 10분 내지 20분과 같이 주기적으로 주입한다.

배출구(150)는 발효탱크(100) 내의 발효중인 고형물로부터 발생되는 가스를 탈취장치(도시하지 않음)로 유입되게 하기 위한 것으로, 이 배출구(150)는 발효탱크(100)의 상부측에 구비된다.

퇴비 수거구(160)는 발효탱크(100) 내의 고형물을 충분히 발효시켜 퇴비화된 것을 수거하기 위한 것으로, 이 퇴비 수거구(160)는 발효탱크(100)의 하부측에 구비되어 최초로 유입되어 퇴비화된 고형물부터 수거하게 된다.

따라서, 양돈분뇨의 8일 배출량을 기준으로 설치한 본 발명에 따른 퇴비화 발효장치에서는 8일차의 고형물을 유입시켜 발효를 진행하면서 9일차의 고형물을 유입시키기 전에 1일차의 퇴비화된 고형물을 퇴비 수거구(160)를 통해 수거하게 된다. 이처럼 그 다음 배출량이 발효탱크(100)에 유입되기 전에 최하부측의 퇴비화된 고형물을 수거함으로써 일일차분의 배출된 고형물은 8일이라는 기간동안 발효탱크(110) 내에서 발효를 거친 후 퇴비화된다.

액상폐수 공급수단은 발효탱크(100) 내의 발효중인 고형물에 일정량의 액상폐수를 공급하기 위한 것으로, 이 액상폐수 공급수단은 돈사로부터 수거된 양돈분뇨 중 액상폐수의 일부를 발효탱크(100)의 내부로 공급하는 액상폐수 공급관(170) 및 발효탱크(100) 내측에 설치된 액상폐수 공급관(170)에 다수 설치되어 발효중인 고형물에 액상폐수를 분사하는 노즐(172)로 이루어진다.

이처럼 구성된 액상폐수 공급수단을 통해 발효탱크(100) 내의 발효중인 고형물로 분사된 액상폐수는 고형물이 발효되는 과정에서 증발하여 없어지게 된다.

한편, 발효탱크(100) 내의 발효중인 고형물에 너무 많은 액상폐수를 분사하게 되면 발효온도가 저하되어 고형물의 발효속도가 늦어질 수 있으므로 액상폐수의 공급은 고형물의 발효온도를 저하시키지 않는 범위 내에서 이루어져야 한다.

전술한 바와 같은 액상폐수 공급수단은 발효중인 고형물에 액상폐수를 분사하여 고형물의 발효를 촉진시키려는 목적도 있지만, 무엇보다도 궁극적인 목적은 돈사로부터 배출되는 양돈분뇨 중 액상폐수를 발효중인 고형물에 최대한 분사하여 최소한의 액상폐수를 정화처리 할 수 있도록 함에 있다.

한편, 전술한 바와 같은 구성에 더하여 발효탱크(100) 내부와 외부의 온도차에 의해 발효탱크(100)의 내측 상부면에 형성되는 물방울을 외부로 배출시키기 위한 수단이 더 구비되는데, 이러한 물방울 배출수단은 발효탱크(100) 내측 상부면의 하부측에 일정거리 이격·설치되어 낙하된 물방울을 발효탱크(100)의 내측면 방향으로 흐르도록 하는 물방울 집수판(180), 물방울 집수판(180)에 의해 발효탱크(100)의 내측면에 고인 물방울을 배출시키는 물방울 배출관(182) 및 물방울 배출관(182)을 통해 배출된 물방울을 집수하는 집수통(184)으로 이루어진다.

전술한 바와 같은 구성에 의해 집수통(184)으로 집수된 물방울은 액상폐수의 정화처리장치로 유입될 수도 있고, 집수된 물방울을 액체비료로 사용될 수도 있다.

전술한 구성 중 물방울 집수판(180)은 발효탱크(100)의 내측 상부면으로부터 낙하된 물방울을 발효탱크(100)의 내측면 방향으로 흐를 수 있도록 한 것이다. 즉, 물방울 집수판(180)을 회전축(110)으로부터 발효탱크(100)의 내측면 방향으로 하향의 경사진 형태로 설치하여 물방울 집수판(180)으로 낙하된 물방울이 물방울 집수판(180)과 발효탱크(100) 내측면의 연결부위에 흘러 고일 수 있도록 한 것이다.

한편, 전술한 물방울 집수판(180)에는 고형물이 발효되는 과정에서 발생하는 가스가 물방울 집수판(180)을 통과하여 상부로 배출될 수 있도록 다수의 통공(180a)이 형성된다. 이때, 통공(180a)은 낙하된 물방울이 통공(180a)을 통해 발효중인 고형물로 유입되지 않도록 하는 구조로 형성된다.

물방울 배출관(182)은 물방울 집수판(180)과 발효탱크(100) 내측면의 연결부위에 고인 물방울을 집수통(184)으로 배출시키기 위한 것으로, 이 물방울 배출관(182)은 물방울 집수판(180)과 발효탱크(100) 내측면의 연결부위로부터 집수통(184)으로 연장·설치된다.

그리고, 집수통(184)은 물방울 배출관(182)을 통해 배출된 물방울을 집수하는 것으로, 이 집수통(184)은 발효탱크(100)의 외측 적소에 설치된다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 축산폐수의 퇴비화 발효장치를 정리·요약하면 다음과 같다. 즉, 본 발명은 일정 용량의 고형물을 저장하여 발효시키는 종형의 발효탱크(100), 발효탱크(100) 내측에 회전 가능하게 종방향으로 설치된 중공의 회전축(110), 회전축(110)을 구동시키는 구동수단(120), 중공의 회전축(110) 외주면 적소에 횡방향으로 다수 설치되어 연통되는 한편 그 각각의 적소에는 다수의 공기 주입공(132)이 형성되어 회전축(110)의 회전에 의해 고형물을 교반시키는 교반봉(130), 회전축(110)의 중공 부분에 공기를 강제로 송풍시켜 교반봉(130)의 공기 주입공(132)을 통해 고형물에 공기를 주입시키는 송풍기(140), 발효탱크(100) 내의 가스를 배출시키는 배출구(150), 발효탱크(100) 하부측에 마련되어 일정기간 발효된 하부측의 퇴비를 수거하는 퇴비 수거구(160) 및 돈사로부터 수거된 양돈분뇨 중 액상폐수의 일부를 발효탱크(100)의 내부로 공급하는 액상폐수 공급관(170)과 발효탱크(100) 내측에 설치된 액상폐수 공급관(170)에 다수 설치되어 발효중인 고형물에 액상폐수를 분사하는 노즐(172)로 이루어진 액상폐수 공급수단을 포함하여 이루어진다.

한편, 전술한 구성에는 발효탱크(100) 내측 상부면의 하부측에 일정거리 이격·설치되어 낙하된 물방울을 발효탱크(100)의 내측면 방향으로 흐르도록 하는 다수의 통공(180a)이 형성된 물방울 집수판(180), 물방울 집수판(180)에 의해 발효탱크(100)의 내측면에 고인 물방울을 배출시키는 물방울 배출관(182) 및 물방울 배출관(182)을 통해 배출된 물방울을 집수하는 집수통(184)으로 이루어져 발효탱크(100) 내부와 외부의 온도차에 의해 발효탱크(100)의 내측 상부면에 형성되는 물방울을 발효탱크(100) 외부로 배출시키는 수단이 더 구비된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 축산폐수 퇴비화 발효장치의 작용·효과는 다음과 같다. 먼저, 양돈분뇨 중 고형물이 저장된 고형물 저장조(30)로부터 이송스크류(90)를 이용하여 발효탱크(100)로 이송시켜 저장한다. 고형물을 을 발효탱크(100)에 저장한 상태에서 회전축 구동수단(120)의 구동을 통해 회전축(110)을 회전시켜 교반봉(130)으로 저장된 고형물을 교반시킨다. 이때, 고형물은 교반과 함께 발효가 이루어진다.

발효탱크(100) 내에 저장된 고형물을 교반봉(130)을 통해 교반시키는 한편, 송풍기(140)를 통해 중공의 회전축(110)에 공기를 송풍시키게 되면, 중공의 회전축(110)으로 송풍된 공기는 중공의 교반봉(130)을 거쳐 각각의 교반봉(130)에 형성된 다수의 공기 주입공(132)을 통해 교반 및 발효되는 고형물에 주입된다.

전술한 바와 같이 교반 및 발효되는 고형물에 공기가 주입됨으로써 호기 조건이 이루어져 미생물의 반응이 활성화되고, 이에 따라 고형물의 발효는 촉진된다.

교반, 발효 및 송풍이 이루어지는 동안 설정된 시간이나 또는 작업자의 제어에 의해 1일 2회 내지 3회 정도를 주기적으로 액상폐수 공급수단을 통해 교반 및 발효되는 고형물에 일정량의 액상폐수를 공급하여 발효를 촉진시킨다. 이때, 액상폐수는 고형물의 발효온도를 저하시키지 않는 범위 내에서 공급되어야 한다.

한편, 교반, 발효, 송풍 및 액상폐수의 공급이 이루어지는 동안 발효탱크(100) 내에 저장된 고형물이 발효되면 발효탱크(100) 내부의 온도가 상승하여 외부와 온도차가 발생하게 되고, 이에 따라 발효탱크(100) 내측의 상부면에는 물방울이 발생하게 된다. 이처럼 발효탱크(100) 내외부의 온도차에 의해 발생한 물방울은 낙하되어 물방울 집수판(180), 물방울 배출관(182)에 의해 집수통(184)으로 집수된다. 집수통(184)에 집수된 물방울은 액체비료로 이용되든지 양돈분뇨의 액상폐수 정화처리장치로 유입된다.

또한, 교반, 발효, 송풍 및 액상폐수의 공급이 이루어지는 동안 발생되는 가스는 배출구(150)를 통해 탈취장치로 배출된다.

이와 같이 발효탱크(100) 내에서는 교반, 송풍 및 액상폐수의 공급이 주기적으로 진행되는 동안에 계속적으로 고형물의 발효가 이루어지게 되며, 그 외에 가스의 배출, 물방울의 배출이 이루어진다.

전술한 바와 같이 교반, 송풍 및 액상폐수의 공급이 주기적으로 진행되는 동안에 계속적으로 고형물의 발효가 이루어지게 되며, 그 외에 가스의 배출, 물방울의 배출이 이루어지고 있는 상태에서 2일차 배출된 고형물이 유입된다. 2일차의 고형물 또한 교반, 송풍 및 액상폐수의 공급이 주기적으로 진행되는 동안에 계속적으로 발효가 진행되는 한편, 가스 및 물방울의 배출도 계속적으로 진행된다.

한편, 3일차, 4일차, 5일차, 6일차, 7일차를 거쳐 8일차 배출된 고형물이 유입되면, 8일 기준의 용량으로 이루어진 축산폐수 퇴비화 발효장치의 발효탱크(100) 내에는 8일 동안 배출된 고형물로 가득차게 된다. 8일차 배출된 고형물이 유입되는 동안에도 고형물의 발효, 교반, 송풍, 액상폐수의 공급, 가스의 배출 및 물방울의 배출이 진행된다. 이때, 1일차에서 발효탱크(100)로 유입된 고형물은 8일이라는 기간동안 발효되어 이미 퇴비화가 이루어진 상태이다.

8일차의 고형물을 유입시켜 발효를 진행시키는 상태에서 9일차의 액상폐수를 유입시키는 경우에는 9일차의 고형물을 유입시키기 전에 1일차의 퇴비화된 고형물을 퇴비 수거구(160)를 통해 수거한 후 9일차의 고형물을 유입시킨다.

발효탱크(100) 내에서 1일차의 고형물이 수거되고 9일차의 고형물이 유입됨으로써 발효탱크(100) 내에는 여전히 8일분의 고형물이 유지된다. 즉, 9일차 이후로는 계속해서 8일분의 고형물이 유지된다.

이처럼 그 다음 배출량이 발효탱크(100)에 유입되기 전에 최하부측의 퇴비화된 고형물을 수거함으로써 일일차분의 배출된 고형물은 하부측으로 이동하면서 8일이라는 기간동안 발효탱크(100) 내에서 발효를 거친 후 퇴비화된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 축산폐수의 퇴비화 발효장치는 고형물을 발효시켜 퇴비화하는 경우 톱밥이나 왕겨 또는 석회 등을 사용하지 않기 때문에 퇴비화하는데 따른 경제적인 부담을 줄일 수 있다.

한편, 폐쇄된 공간 상에서 교반과 공기의 주입에 의해 숙성시켜 양질의 퇴비를 생산할 수 있게 되어 단시간에 가축분뇨를 퇴비화시킬 수 있다. 따라서, 축산폐수의 퇴비화 발효장치를 소형화 할 수 있다.

본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 축산폐수 중 고형물을 퇴비화할시 톱밥이나 왕겨 또는 석회 등을 사용하지 않기 때문에 퇴비화하는데 따른 경제적인 부담을 줄일 수 있는 효과가 발휘된다.

또한, 본 발명은 축산폐수 중 고형물을 퇴비화할시 톱밥이나 왕겨 또는 석회 등을 사용하지 않기 때문에 가축의 사육규모에 알맞게 소형화할 수 있는 효과가 발휘된다. 따라서, 시설을 유지하기 위한 유지비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 일정 크기의 폐쇄된 공간에서 공기의 주입과 교반을 통해 발효시키기 때문에 단기간 내에 퇴비화시킬 수 있는 효과가 있다.

다른 효과로, 본 발명에 따른 축산폐수의 퇴비화 발효장치에 돈사로부터 수거된 양돈분뇨 중 액상폐수를 공급하기 때문에 정화처리할 액상폐수를 최소화시킬 수 있다.

따라서, 액상폐수의 정화처리 비용 역시 절감시킬 수 있는 효과가 발휘된다.

Claims

축산폐수 중의 고형물을 발효시켜 퇴비화시킬 수 있는 장치에 있어서,

일정 용량의 고형물을 저장하여 발효시키는 종형의 발효탱크;

상기 발효탱크 내측에 회전 가능하게 종방향으로 설치된 중공의 회전축;

상기 회전축을 구동시키는 수단;

상기 중공의 회전축 외주면 적소에 횡방향으로 다수 설치되어 연통되는 한편, 그 각각의 적소에는 다수의 공기 주입공이 형성되어 상기 회전축의 회전에 의해 상기 고형물을 교반시키는 교반봉;

상기 회전축의 중공 부분에 공기를 강제로 송풍시켜 상기 교반봉의 공기 주입공을 통해 상기 발효탱크 내의 고형물에 공기를 주입시키는 송풍수단;

상기 발효탱크 내의 가스를 배출시키는 배출구;

상기 발효탱크 하부측에 마련되어 일정기간 발효된 하부측의 퇴비를 수거하는 퇴비 수거구; 및

상기 축사로부터 수거된 분뇨 중 액상폐수의 일부를 상기 발효탱크 내의 발효중인 고형물에 일정량 공급하는 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 축산폐수의 퇴비화 발효장치.
제 1 항에 있어서, 상기 발효탱크 내부와 외부의 온도차에 의해 상기 발효탱크의 내측 상부면에 형성되는 물방울을 상기 발효탱크 외부로 배출시키는 수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 축산폐수의 퇴비화 발효장치.
제 2 항에 있어서, 상기 물방울 배출수단은 상기 발효탱크 내측 상부면의 하부측에 일정거리 이격·설치되어 낙하된 물방울을 상기 발효탱크의 내측면 방향으로 흐르도록 하는 다수의 통공이 형성된 물방울 집수판;

상기 물방울 집수판에 의해 상기 발효탱크의 내측면에 고인 물방울을 배출시키는 물방울 배출관; 및

상기 물방울 배출관을 통해 배출된 물방울을 집수하는 집수통을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 축산폐수의 퇴비화 발효장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액상폐수 공급수단은 상기 축사로부터 수거된 분뇨 중 액상폐수의 일부를 상기 발효탱크의 내부로 공급하는 액상폐수 공급관; 및

상기 발효탱크 내측에 설치된 상기 액상폐수 공급관에 다수 설치되어 상기 발효중인 고형물에 액상폐수를 분사하는 노즐로 이루어진 것을 특징으로 하는 축산폐수의 퇴비화 발효장치.