KR20000001131U - 축산물 폐기물 음식물쓰레기 정화 및 메탄가스추출장치 - Google Patents

Abstract

상기의 식별자가 없습니다.

Description

축산물 폐기물 음식물쓰레기 정화 및 메탄가스 추출장치

본 고안은 축산물의 분뇨, 시뇨, 음식물 쓰레기 등 유기물을 완전히 정화 처리 하여 하천과 지하수 더 나아가 식수원 오염을 방지하고 정화처리 하는 과정에서 얻어지는 메탄가스를 추출. 저장하여 연료로 직접 사용토록하며 또한 처리 후 잔사는 퇴비로 이용하도록 하기 위한 전 공정을 소형 화학공장을 패키지화 하여 어느 곳에서나 사용할 수 있도록 함에 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 현재 축산농가에서 사용하는 방법에 들어가는 톱밥을 필요로 하지 않아 그 비용을 절감케 함에 있다. 본 고안의 또 다른 목적은 축산농가의 역한 냄새를 없애는데 있다.

지금까지 발효처리 과정에서 발생하는 메탄가스를 연료로 사용코자 하는 연구와 발명은 많았다. 예) 대한민국 실용신안공보 제 89-449KR 특허공보 제 97-2627

예) KR 특허공보 제97-2627에 의하면

1. 독성가스 발생과 병원균을 사멸키 위해 전자석을 이용한다 하였으나 과학적 근거가 미흡하다.

2. 가스발생에 수반되는 이산화탄소의 제거에 결함이 있다.

3. 가스발생에 수반되는 수분제거에 언급이 없다.

4. 추출된 가스의 저장에도 언급이 없다.

5. 탱크의 가온을 위해 히팅케이블을 사용한다 하였으나 이의 전력소모에 비교할 때 사업성에 문제가 있다.

6. 잔류물이 전혀 남지 않는다 하였으나 유기물중의 수분과 고형물인 분의 잔류물이 남지 않을 수 없다.

본 고안은 혐기성 발효방식으로서 메탄가스의 소화에 의해 유기물이 발효소화 되어 정화 되지만 유기물을 저장만하고 있다면 소화가 골고루 이루어 지지도 않고 메탄 발효가 거의 정지상태가 된다. 그러나 본 고안에서는 발효조 내에 교반기 2 를 장착하여 유기물이 고루 교반 되어 메탄 발효생성 균인 Methanocous 와 Methanosacina 속은 질소를 영양소로 하므로 탱크내부의 가스를 순환 펌프 5 를 이용 순환하여 주므로 메탄 생성균의 영양분인 질소를 항시 공급하여 주므로 정화처리와 메탄가스 추출에 최상의 조건을 충족시킨다.

따라서 유기물의 전부가 이 메탄발효에 의해 분해되므로 물은 깨끗하게 되며 이때 생긴 발효잔사에는 식물이 흡수하기 쉬운 여러 가지 영양소를 함유하고 있기때문에 유기비료(발효비료)로서 이용가치가 높다. 특히 메탄가스만을 추출 저장하는 것이 어려운 문제이나 이산화탄소 흡입 방지장치 10, 탈황장치 11, 그리고 최종적으로 여과기 12를 거쳐서 순수한 메탄가스만을 압축 저장하기 때문에 지금까지의 기술적 어려움을 모두 해결하였다고 할 수 있다.

제1도:본 고안의 전체 공정도

제2도: 수분을 집합하는 수발조

제3도:탄산가스 흡입 방지수단

제4도:탈황장치 확대도

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 발효조 2. 교반기

3. 교반기 구동모터 4. 내면을 볼 수 있는 창

5. 가스순환 펌프 6. 수발조

7. 탈취수단 8. 유기물 투입구

9. 잔사 배출구 10. 탄산가스 흡입 방지기

11. 탈황장치 12. 여과기

13. 가스압축기 14. 역화 방지 밸브

15. 압력계기 16. 안전밸브

17. 가스탱크 18. 보일러

19. 보일러 조작 판넬 20. 기기조작 판넬

21. 온수 파이프 22. 온수 파이프

23. 발효조 가온을 위한 물자켓 24. 온수

25. 교반기와 연결된 가스순환관 6-1. 탈취제

6-2. 집합 된 물 10-1. 격판

10-2. 이산화탄소 흡입 방지 제 11-1. 격판

11-2. 탈황제

이하 본 고안을 상세히 설명하기로 한다.

본 장치는 발효조 1 내부에 교반기 2가 장착돼있고 탱크 상부에 구동감속모터 3 있으며 감속모터 샤프터는 파이프로 구성되 있어서 순화펌프 5를 거친 가스를 탱크내부 하면으로 재 공급할 수 있도록 돼 있다.

내부를 확인 할 수 있는 유리창 4가 있고 밀폐수단이 돼있는 유기물 투입구 8이 있으며 하부에 잔사 배출구 9가 있다. 탱크에 온도를 조절하기 위한 물자켓 23이 장착된 발효탱크가 하나로 결합돼 있으며 발효탱크는 지하매설 또는 지상에 두는 것도 무방하도록 돼있다.

(현장상황에 맞도록 설치) 발효탱크는 강화 플라스틱으로 제작된다.

탱크내부로 투입된 유기물은 유리창 4를 통하여 확인하고 투입구 8를 밀폐한다. 교반기 구동모터는 매 두시간마다 십분씩 구동하도록 하며 30 Rpm에 구동모터는 0.75Kw로 돼있어 최소한의 전력으로 유지되도록 돼있다.

가스순환 펌프 5를 통하여 발효조 내의 포화상태에 있던 가스와 수증기가 순환하던 중 수분만이 수발조 6에 저장되며 가스순환 재공급이 계속적으로 이루어지므로 메탄 생성균의 영양소인 질소를 계속 재공급 받은 발효조 내부의 메탄균은 그 소화발효가 더욱 활발하게 된다.

한편 탱크내부에 메탄가스가 적당량 팽창되면 가스압축 13이 작동하며 가스를 흡입하게 되는데 이 과정에서 가스 중에 포함된 불연성기체를 탄산가스흡입 방지수단 10에서 걸러지며 탈황장치 11와 최후의 불순물을 여과하는 여과기 12를 거쳐서 순수한 메탄가스만을 압축하여 가스탱크 17에 저장하는 것이다.

가스가 탱크에 저장되기 까지는 역화 방지 밸브 14를 거치며 가스탱크는 압력계 15 안전밸브 16로 이루어져 있으며 한편으로는 보일러에 공급하여 사용하도록 돼있다. 가스 순환 펌프 5를 따라 순환하던 가스와 수분은 수발조 6를 거치면서 수분만이 수발조에 모아지나 이때의 물 6-2은 순수하나 역한 냄새가 나므로 탈취기 6-1를 거쳐 배출하므로 깨끗한 물만이 배출된다. 따라서 탱크내부의 유기물 중 수분은 계속 줄어들게 된다.

혐기성 발효에서는 보통 상온 34℃ - 36℃와 고운 55℃ - 57℃ 사이에서 가장 활발한 소화를 나타내므로 본 고안에서는 상온인 34℃ - 36℃의 온도를 물 자켓 23으로서 항상 유지할 수 있으며 기기조작 판넬 20에는 온도 자동 설정장치가 돼있어 조절한다. 34℃ - 36℃에서는 100㎥의 발효조에서는 소화량 1일 200㎏ 가스발생량 130㎥ 이나 탱크내부의 교반 상태와 가스순환으로의 교반이 잘 진행되어 소화가 왕성하여 1일 300㎏ 가스발생량 170㎥의 소화발효가 가능하다.

이는 돈 분뇨 100두분, 닭 300수, 소 분뇨 25마리 정도의 양을 처리할 수 있으며 최고가스 추출량은 약200㎥ 이다

본 고안에 있어서의 가스관은 모두 Sus로 돼 있으며 부식성에 강하고 가스 순환 펌프 5는 수발조 6 뒤편에 장착되어 수분중의 부식성 액으로부터 펌프를 보호하도록 돼 있는 아주 만족스러운 기계장착 구조를 가지고 있다. 또한 본 장치의 모든 것을 공장에서 제작되어 농가나 대형회사식당 등 현장에 옮겨 놓기만 하면 되도록 되어 있는 간편한 고안이다.

상기의 식별자가 없습니다.

Claims (5)

1. 축산 폐기물 시뇨 및 음식물 쓰레기 정화 및 메탄가스 추출장치에 있어서 유기물을 처리 정화하는 발효조 1에 교반기 2와 교반 구동모터 3가 장착된 원통형에 가온 수단이 있는 물 자켓 23과 가스순환 5 장치와 수증기를 액화 저장하는 수발조 6가 장착된 발효조와 가스정제 압축저장장치
2. 제 1 항에 있어서 수증기 액화 수발조 6 뒤쪽에 가스 순환 펌프 5가 장착된 메탄가스 추출장치
3. 제 1 항에 있어서 교반기 3 구동축을 산화방지 Sus 파이프로 하여 이곳으로 순환가스가 통하도록 하는 메탄가스 추출장치
4. 제 1 항에 있어서 불연성가스 제거장치 10 탈황장치 11를 거쳐 최종 여과기 12를 거치도록 한 메탄가스 추출장치
5. 제 1 항에 있어서 추출된 가스를 압축기 13로 가스탱크 17에 저장하여 보일러 18에 직접 연결 사용토록 한 축산 폐기물 시뇨 및 음식물 쓰레기 정화처리 및 메탄가스 추출장치