KR20000024581A - Aerobic Fermentation Device for Organic Waste - Google Patents
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Abstract
Description
(기술분야)(Technology)
본 발명은 유기성 폐기물의 호기성 발효장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 축산 폐기물, 유기성 슬러지, 음식물 쓰레기 등과 같은 각종 유기성 폐기물을 호기성 미생물에 의해 발효시켜 퇴비 또는 사료 등으로 자원화하는 호기성 발효장치에 관한 것이다.The present invention relates to an aerobic fermentation apparatus for organic wastes, and more particularly, to an aerobic fermentation apparatus for fermenting various organic wastes such as animal waste, organic sludge, food waste, etc. by aerobic microorganisms and recycling them into compost or feed. .
(배경기술)(Background)
인구의 증가, 생활수준의 향상, 경제활동의 다양화 등으로 인하여 각종 쓰레기의 발생량은 지속적으로 증가하는 추세에 있고, 이런 쓰레기의 처리는 각 개인의 차원에서뿐만 아니라 지방자치단체 및 국가의 차원에서 처리비용의 문제, 환경오염의 문제 및 사회적 갈등의 문제 등 여러 가지 문제를 유발하고 있다.Due to the increase in population, the improvement of living standards, and the diversification of economic activities, the generation of various wastes continues to increase, and the disposal of such wastes is handled not only at the level of individual individuals but also at the level of local governments and countries. It is causing problems such as cost problems, environmental pollution problems and social conflicts.
이런 쓰레기 중 대표적인 것 중의 하나가 축산 폐기물, 유기성 슬러지, 음식물 쓰레기, 하수처리장 오니, 식품가공 부산물 등 유기물들과 수분을 함유하는 각종 유기성 폐기물이며, 전통적으로 이런 유기성 폐기물들은 손쉽고 경제적이었던 매립방법으로 폐기 처분하는 것이 일반적이었나, 매립지의 부족, 침출수로 인한 토양과 수질오염, 매립지 확보에 따른 지역간의 갈등 등의 문제로 인하여, 다른 가연성 쓰레기와 함께 소각 처리하는 비중이 늘어난 상태이다.One of the representatives of these wastes is various organic wastes containing organic matter and moisture such as livestock waste, organic sludge, food waste, sewage treatment plant sludge, and food processing by-products. Traditionally, these organic wastes are disposed of by an easy and economical landfill method. Although disposal was common, incineration with other combustible wastes has increased due to lack of landfills, soil and water pollution from leachate, and conflict between regions due to landfills.
그러나, 유기성 폐기물의 소각 처리는 비록 다른 건조한 쓰레기들과 혼합하여 소각한다고 하더라도 폐기물에 함유된 수분으로 인하여 보조연료를 사용할 수밖에 없기 때문에 소각효율이 낮을 뿐만 아니라 저온 소각시 발생되는 다이옥신이 또 다른 공해 문제를 야기하는 문제점이 있다.However, incineration of organic wastes, although mixed with other dry wastes, incurs secondary fuel use due to the moisture contained in the wastes, which leads to low incineration efficiency and dioxins generated during low temperature incineration. There is a problem that causes.
이와 같은 상황에서 상기한 바와 같은 여러 가지 문제점을 안고 있는 유기성 폐기물의 매립 및 소각 처리 방법을 배제하고 유기성 폐기물에 포함된 유기물을 적절히 이용할 수 있는 처리 방안들에 대한 연구가 활발히 진행되고 왔으며, 이런 연구의 대표적인 것이 각종 미생물을 이용하여 유기성 폐기물을 호기, 혐기 또는 이들의 복합 조건에서 발효시킴으로써 유기물로부터 유기질 퇴비, 사료, 메탄이나 알콜과 같은 바이오가스 등을 생산하여 자원화하는 방법이다.Under these circumstances, researches on treatment methods that can appropriately use organic materials contained in organic wastes have been actively conducted, excluding landfill and incineration treatment methods of organic wastes having various problems as described above. Representative of the method is to produce organic resources such as organic compost, feed, and biogas such as methane or alcohol by fermenting organic waste using a variety of microorganisms in aerobic, anaerobic or mixed conditions thereof.
호기성 발효에 의해 유기성 폐기물을 자원화하는 일연의 과정은, 먼저 유기성 폐기물로부터 이물질을 분리 및 선별하여 호기성 발효를 할 수 있도록 전처리하고, 전처리된 폐기물을 발효장치(발효장)에 투입하여 호기성 미생물에 의해 발효 및 건조시킨 다음, 후처리 공정으로서 이물질의 분리와 입자분리를 거쳐 적당한 단위로 포장하여 퇴비 또는 사료로 공급하는 것이다.The natural process of recycling organic wastes by aerobic fermentation is to first separate and select foreign substances from organic wastes and to pre-treat them for aerobic fermentation. After fermentation and drying, the post-treatment process is to separate the particles and separate the particles and package them in appropriate units for feeding to compost or feed.
유기성 폐기물의 일연의 호기성 발효 공정에 있어서 최종 생산물인 퇴비 또는 사료의 품질과 그 발효효율은 전술한 발효 및 건조 단계에서의 공기 공급량, 온도 및 수분함량 등의 여러 가지 발효조건에 의해 지대한 영향을 받게 된다. 즉, 발효조건들이 발효 진행 상태에 맞게 적절하게 유지되지 않으면 호기성 미생물의 활성이 저하되어 이상 발효현상이 발생하게 되므로 목적하는 품질의 자원을 얻을 수 없게 되는 것이다.In the aerobic fermentation process of organic waste, the quality of the final product, compost or feed, and its fermentation efficiency are greatly influenced by various fermentation conditions such as air supply, temperature and moisture content in the fermentation and drying stages described above. do. In other words, if fermentation conditions are not properly maintained according to the fermentation state, the activity of aerobic microorganisms is lowered and abnormal fermentation occurs, thereby making it impossible to obtain a desired quality resource.
구체적으로, 유기성 폐기물을 퇴비화함에 있어서 필요한 조건으로서는 다음과 같은 요소들이 있다. (1)처리될 유기성 폐기물은 미생물의 증식과 활동에 필요한 질소와 탄소의 함량이 높아야 한다. 가축분이나 음식물 쓰레기 등은 질소함량이 상대적으로 높고 톱밥, 왕겨, 수피 등은 상대적으로 탄소함량이 높다. (2)유기물을 분해할 수 있는 박테리아, 곰팡이류 등의 발효 미생물들이 존재하여야 한다. (3)유기성 폐기물은 미생물이 잘 작용할 수 있도록 일정한 공극을 가져야 한다. 폐기물의 표면적이 넓을수록 분해율이 증가된다. (4)미생물의 영양원으로서의 탄소, 질소, 인의 비율이 적절해야 한다. C/N 비율이 증가할수록 질소가 부족하여 발효가 지연되며 C/N 비가 15:1 이하로 되면 암모니아가 발생된다. (5)발효를 위해서는 충분한 산소가 공급되어야 한다. 산소 농도가 5% 이하인 경우 호기성 미생물의 증식이 저하되면서 혐기발효가 일어나고 경우에 따라서는 독소가 발생된다. (6)적당량의 수분이 있어야 한다. 수분이 50-65% 정도로 유지되어야 하며 수분이 과다하면 산소의 이동이 불충분하여 혐기발효가 일어나고 수분이 40% 이하로 떨어지면 영양소의 이용이 떨어져서 퇴비의 온도가 낮아진다. (7)적당한 온도가 유지되어야 한다. 미생물에 의해 유기물이 분해되면 열이 발생하는 바, 이때의 온도에 따라 대략 10-43℃의 저온기와 대략 43-66℃의 고온기로 구분되며, 고온기의 온도를 60℃ 이상에서 3-4일 이상 지속시켜야 잡초종자, 병원균, 바이러스, 해충, 애벌레 등을 사멸시켜 위생적인 퇴비를 얻을 수 있다. (8)최적 pH를 유지시켜주어야 한다. 퇴비화의 최적 pH는 5.5-8.5 범위이며, 너무 높거나 낮으면 퇴비화 진행에 영향을 미치게 되고, pH가 8이상이면 암모늄이 휘발성이 되어 암모니아로 전환되기 때문에 퇴비의 질소함량이 저하된다. (9)퇴비화 시간은 제조방법 및 재료 등의 요인에 따라 달라진다. 적정 퇴비화 기간은 C/N 비율, 수분, 온도, 통기의 빈도, 입자크기, 최종퇴비의 이용목적 등에 따라 다르나, 호기성 발효 후에 혐기성 발효가 서서히 진행되어 숙성과정을 거쳐서 성숙되면서 퇴비화가 종료된다.Specifically, the following conditions are necessary for composting organic waste. (1) The organic waste to be treated must have a high nitrogen and carbon content necessary for the growth and activity of microorganisms. Animal meal and food waste are relatively high in nitrogen, while sawdust, rice hulls and bark are relatively high in carbon. (2) Fermented microorganisms, such as bacteria and fungi, which can break down organic matter, must exist. (3) Organic wastes must have certain voids in order for microorganisms to work well. The larger the surface area of the waste, the higher the decomposition rate. (4) Ratio of carbon, nitrogen, phosphorus as nutrient source of microorganism must be appropriate. As the C / N ratio increases, fermentation is delayed due to lack of nitrogen, and ammonia is generated when the C / N ratio is less than 15: 1. (5) Sufficient oxygen must be supplied for fermentation. When the oxygen concentration is 5% or less, anaerobic fermentation occurs as the growth of aerobic microorganisms decreases, and in some cases, toxins are generated. (6) There must be an adequate amount of water. Moisture should be maintained at about 50-65%. Excessive moisture can lead to insufficient oxygen transport, resulting in anaerobic fermentation, and when water drops below 40%, nutrients are dropped, resulting in lower compost temperatures. (7) Appropriate temperature must be maintained. When organic matter is decomposed by microorganisms, heat is generated, and it is classified into a low temperature of about 10-43 ° C. and a high temperature of about 43-66 ° C. according to the temperature of the microorganism. It must be continued to kill weed seeds, pathogens, viruses, pests, and larvae, resulting in sanitary compost. (8) The optimum pH should be maintained. The optimum pH for composting is in the range of 5.5-8.5, and too high or low affects the progress of composting. If the pH is above 8, ammonium becomes volatile and converted to ammonia, thus reducing the nitrogen content of the compost. (9) Composting time depends on factors such as manufacturing method and materials. The appropriate composting period depends on the C / N ratio, moisture, temperature, frequency of aeration, particle size, and the purpose of the final compost, but after aerobic fermentation, anaerobic fermentation proceeds slowly and matures through the aging process.
이와 같은 퇴비화 원리를 이용한 종래 유기성 폐기물의 호기발효장치로서는, 통풍식 발효장치, 기계교반식 발효장치 및 버킷엘리베이터식 발효장치 등 여러 가지가 있다.Conventional organic waste aerobic fermentation apparatus using such a composting principle, such as a ventilation fermentation apparatus, a mechanical stirring fermentation apparatus and a bucket elevator fermentation apparatus.
통풍식 발효장치는 유기 폐기물에 톱밥과 같은 수분조절재를 첨가하여 그 혼합물을 함수율 약 65%로 유지한 상태로 발효조에 야적하고 상하류의 통기로 약 2개월간 후속시키는 장치로서, 시설이 단순하여 고장이 적고 동절기에도 생분해열로 인한 더미의 고온유지(60-70℃)로 이물질 사멸, 후숙 및 수분 증발 등의 장점이 있으나, 효율이 낮고 수분조절재의 비용 부담이 크다는 단점이 있다.Ventilated fermenter is a device that adds moisture control material such as sawdust to organic waste and keeps the mixture at about 65% of water content. The low temperature and high temperature (60-70 ℃) of the pile due to the heat of biodegradation in the winter, there are advantages such as the removal of foreign matters, ripening and moisture evaporation, but the disadvantages of low efficiency and high cost of moisture control material.
기계교반식 발효장치는 반개방식 하우스 내의 콘크리트 건조 상에 수분조절재(톱밥, 왕겨 등)를 충전시켜 교반기(로터리, 에스컬레이터)를 레일 위로 주행시키면서 수분조절재 층에 살포와 교반을 동시에 행하면서 강제 송풍을 행하여 유기물의 발효를 유도하고 유기물의 생분해열에 의해 수분을 증발시키는 장치로서, 액상물을 안정적으로 처리할 수 있는 장점이 있고 처리기간을 약 한달 정도로 단축시킬 수 있는 장점이 있으나, 악취발생, 과도한 수분조절재 소요 등의 문제가 있다.The mechanical stirring fermenter is filled with moisture control materials (sawdust, rice husk, etc.) on the concrete drying in a semi-open house, driving the stirrer (rotary, escalator) over the rails while simultaneously spraying and stirring the moisture control layer. It is a device that induces fermentation of organic matter by evaporation and evaporates moisture by the heat of biodegradation of organic matter, and has the advantage of stably treating liquid matter and shortening the treatment period by about one month. There is a problem such as excessive moisture control material requirements.
버킷엘리베이터식 발효장치는 전술한 기계교반식 발효장치와 유사하나 송풍을 하지 않고 교반 전에 슬러리를 상면에 살포하고 일정기간(4일)에 한번씩 버킷이 바닥 주행하면서 전면 교반하고 수분조절재(톱밥, 왕겨 등)를 지속적으로 보충하면서 약 6개월간 체류하도록 하는 장치로서, 비용 측면에서 경제적이고 퇴비의 품질이 양호한 장점이 있으나 발효시간이 길다는 단점이 있다.The bucket elevator fermentation device is similar to the mechanical stirring fermentation device described above, but sprays the slurry on the upper surface before stirring without blowing, and agitates the bucket once every four days for a full period of time and moisturizes (sawdust, As a device to keep for about 6 months while continuously replenishing chaff, etc., it has the advantage of economical in terms of cost and good compost quality, but has a long fermentation time.
그러나, 종래의 유기성 폐기물 호기발효장치들은 그것이 어떤 방식이든 전술한 바와 같은 공기(산소) 공급량, 온도 및 수분함량 등의 발효조건을 발효의 진행 상태에 맞게 능동적으로 적절하게 조절하지 못하였고 그 관리 역시 경험적으로 이루어짐으로써, 최종 생산되는 퇴비나 사료의 품질저하, 에너지나 수분조절재의 과도한 소비, 불완전 발효로 인한 악취발생 등의 문제점을 보이고 있다.However, conventional organic waste aerobic fermenters have not actively adjusted fermentation conditions such as air (oxygen) supply, temperature and moisture content as described above to suit the progress of fermentation in any way, and the management also Experience has shown that problems such as compost or feed quality deterioration, excessive consumption of energy or moisture control materials, and bad smells caused by incomplete fermentation.
본 발명의 목적은, 전술한 바와 같은 종래의 유기성 폐기물 호기성 발효장치에 있어서 발효조건에 관련된 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 발효의 진행 상태에 따라 유기성 폐기물의 온도, 습도, 및 발생되는 암모니아와 이산화탄소 농도 등의 발효상태를 나타내는 지표들을 최적의 상태로 자동으로 제어할 수 있도록 발효장치를 구성함으로써, 소요되는 에너지를 절감하면서 최종 생산되는 퇴비나 사료의 품질을 향상시키고 불완전 발효로 인한 악취발생 등의 문제점을 최소화하고자 하는 것이다.An object of the present invention is to solve the problems related to the fermentation conditions in the conventional organic waste aerobic fermentation apparatus as described above, the temperature, humidity, and ammonia and carbon dioxide concentration of the organic waste according to the progress of the fermentation By constructing a fermentation system to automatically control the indicators indicating the fermentation status, such as the optimum state, to reduce the energy required, improve the quality of the final compost or feed produced, and problems such as odor caused by incomplete fermentation To minimize this.
도1은 본 발명에 따른 호기성 발효장치에 의해 발효되는 유기성 폐기물의 예시적인 발효성능곡선,1 is an exemplary fermentation performance curve of organic waste fermented by an aerobic fermentation apparatus according to the present invention,
도2는 본 발명에 따른 예시적인 호기성 발효장치의 측면 개략도,2 is a side schematic view of an exemplary aerobic fermentation apparatus in accordance with the present invention;
도3은 본 발명에 따른 예시적인 발효장치의 정면 개략도,3 is a front schematic view of an exemplary fermentation apparatus in accordance with the present invention;
도4는 본 발명의 발효장치에 적용되는 송풍수단과 온수공급수단의 예시적인 평면 개략도,Figure 4 is an exemplary plan schematic diagram of the blowing means and hot water supply means applied to the fermentation apparatus of the present invention,
도5는 본 발명에 따른 예시적인 발효장치의 개략적인 구성도.5 is a schematic structural diagram of an exemplary fermentation apparatus according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1: 본 발명의 호기성 발효장치 2: 하우징1: Aerobic fermentation apparatus 2: housing of the present invention
3: 레일 10: 발효조3: rail 10: fermenter
20: 교반이송수단 21: 프레임20: stirring transfer means 21: frame
22: 교반 스크루 23: 교반모터22: stirring screw 23: stirring motor
24: 주행모터 30: 발효상태감지수단24: driving motor 30: fermentation state detection means
31: 온도센서 32: 습도센서31: temperature sensor 32: humidity sensor
33: 암모니아 센서 34: 이산화탄소 센서33: ammonia sensor 34: carbon dioxide sensor
40: 송풍수단 41: 송풍기40: blowing means 41: blower
42: 송풍관 43: 노즐42: blower pipe 43: nozzle
50: 온수순환수단 51: 보일러50: hot water circulation means 51: boiler
52: 온수공급관 60: 제어부52: hot water supply pipe 60: control unit
본 발명에 따라, 발효될 유기성 폐기물이 수용되는 발효조; 상기 발효조를 따라 주행 가능하고 상기 발효조에 수용된 상기 유기성 폐기물을 교반시킴과 아울러 상기 유기성 폐기물의 발효 스케줄에 따라 상기 유기성 폐기물을 상기 발효조의 상류로부터 하류로 이송시키는 교반이송수단; 상기 유기성 폐기물의 온도, 습도, 및 암모니아와 이산화탄소 중 적어도 하나의 농도를 측정하는 발효상태감지수단; 상기 유기성 폐기물에 공기를 공급하는 송풍수단; 상기 유기성 폐기물을 가열하도록 온수를 순환시키는 온수순환수단; 및 상기 발효상태감지수단에 의해 측정된 상기 유기성 폐기물의 온도, 습도, 및 암모니아와 이산화탄소 중 적어도 하나의 농도의 측정값에 따라 상기 송풍수단에 의해 공급되는 풍량과 상기 온수순환수단에 의해 공급되는 열량을 제어하여 상기 유기성 폐기물의 온도, 습도 및 암모니아와 이산화탄소 중 적어도 하나의 농도 및 풍량이 상기 유기성 폐기물의 발효진행상태에 맞는 최적의 상태로 유지되도록 제어하는 제어부; 를 포함하는 유기성 폐기물의 호기성 발효장치가 제공된다.According to the invention, the fermentation tank containing the organic waste to be fermented; Stirring transport means capable of traveling along the fermentation tank and stirring the organic waste contained in the fermentation tank and transferring the organic waste downstream from the upstream of the fermentation tank according to a fermentation schedule of the organic waste; Fermentation state detection means for measuring the temperature, humidity, and concentration of at least one of ammonia and carbon dioxide of the organic waste; Blowing means for supplying air to the organic waste; Hot water circulation means for circulating hot water to heat the organic waste; And the amount of air supplied by the blowing means and the amount of heat supplied by the hot water circulation means according to the measured values of the temperature, humidity, and concentration of at least one of ammonia and carbon dioxide of the organic waste measured by the fermentation state detecting means. A controller for controlling the temperature, humidity, and concentration and air volume of at least one of the ammonia and carbon dioxide of the organic waste to be maintained in an optimal state suitable for the fermentation progress of the organic waste; There is provided an aerobic fermentation apparatus for organic waste comprising a.
상기 교반이송수단은, 프레임, 회전 가능한 다수의 교반스크루, 상기 스크루들을 회전시키는 교반모터, 및 상기 프레임을 상기 레일을 따라 주행시키는 주행모터로 구성될 수 있고, 상기 교반이송수단은 상기 발효조에 수용된 상기 유기성 폐기물을 교반시킴과 동시에 상기 유기성 폐기물을 상기 발효조의 상류에서 하류 쪽으로 이송시킨다.The stirring conveying means may include a frame, a plurality of rotatable stirring screws, a stirring motor for rotating the screws, and a traveling motor for driving the frame along the rail, wherein the stirring conveying means is accommodated in the fermentation tank. While stirring the organic waste, the organic waste is transferred from the upstream to the downstream of the fermenter.
상기 발효상태감지수단은 상기 교반이송수단에 하방으로 돌출되게 설치하여 상기 유기성 폐기물 속에 매몰된 상태로 상기 교반이송수단의 주행에 따라 함께 이동하면서 유기성 폐기물의 온도, 습도, 및 암모니아와 이산화탄소 중 적어도 하나의 농도를 측정하도록 구성하는 것이 바람직하다.The fermentation state detecting means is installed to protrude downward in the stirring transfer means and at least one of the temperature, humidity, and ammonia and carbon dioxide of the organic waste while moving together as the stirring transfer means is driven while being embedded in the organic waste. It is preferable to configure to measure the concentration of.
상기 송풍수단은 발효조의 길이방향을 따라 배치된 하나 또는 다수의 송풍기와 상기 발효조의 저면에 배관된 다수의 노즐을 구비한 송풍관으로 구성할 수 있으며, 상기 송풍기로는 상온의 공기와 온풍을 선택적으로 공급할 수 있는 열풍 송풍기를 사용할 수 있다. 상기 온수순환수단은 보일러와 상기 발효조의 저면에 배관된 온수공급관으로 구성할 수 있다.The blower means may be composed of a blower tube having one or a plurality of blowers arranged along the longitudinal direction of the fermentation tank and a plurality of nozzles piped to the bottom of the fermentation tank, wherein the blower selectively air at room temperature and warm air Hot air blowers that can be supplied can be used. The hot water circulation means may comprise a hot water supply pipe piped to the bottom of the boiler and the fermentation tank.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 호기성 발효장치를 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 호기성 발효장치를 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an aerobic fermentation apparatus for organic waste according to the present invention. The following embodiments are merely illustrative of the aerobic fermentation apparatus according to the present invention, it is not intended to limit the scope of the present invention.
도1은 본 발명에 따른 호기성 발효장치에 의해 발효되는 유기성 폐기물의 예시적인 발효성능곡선, 도2는 본 발명에 따른 예시적인 호기성 발효장치의 측면 개략도, 도3은 본 발명에 따른 예시적인 발효장치의 정면 개략도, 도4는 본 발명의 발효장치에 적용되는 송풍수단과 온수공급수단의 예시적인 평면 개략도, 도5는 본 발명에 따른 예시적인 발효장치의 개략적인 구성도이다.1 is an exemplary fermentation performance curve of organic waste fermented by an aerobic fermentation apparatus according to the present invention, Figure 2 is a side schematic view of an exemplary aerobic fermentation apparatus according to the present invention, Figure 3 is an exemplary fermentation apparatus according to the present invention 4 is an exemplary plan schematic view of a blowing means and hot water supply means applied to the fermentation apparatus of the present invention, Figure 5 is a schematic configuration diagram of an exemplary fermentation apparatus according to the present invention.
본 발명에 따른 발효장치의 구성을 설명하기에 앞서 먼저 도1을 참조하여 본 발명의 발효장치가 적용되는 유기성 폐기물의 호기성 발효에 대한 예시적인 발효성능곡선에 대해 설명한다.Before describing the configuration of the fermentation apparatus according to the present invention, an exemplary fermentation performance curve for aerobic fermentation of organic waste to which the fermentation apparatus of the present invention is applied will be described with reference to FIG. 1.
도1에 도시된 발효성능곡선은 폭, 높이 및 길이를 각각 5M, 1.8M 및 40M(360M3)으로 한 본 발명의 예시적인 발효장치(1)의 발효조(10)에 유기성 폐기물(OW: 예, 돈사 폐기물의 슬러리)을 고액 분리한 후 그 고형분을 약 70%의 높이로 투입하여 40일간에 걸쳐 교반과 송풍을 동시에 행하면서 호기성 발효를 시킬 때의 발효성능곡선이다. 교반과 송풍을 동시에 행하면서 유기성 폐기물(OW)을 발효시키면 유기성 폐기물에서 호기발효가 일어나고 이때 발효열이 발생함과 동시에 다량의 이산화탄소와 암모니아가 발생하는 바, 발효되는 유기성 폐기물(OW)의 온도(T), 습도(수분: M), 암모니아 농도(AC) 및 이산화탄소 농도(CC)는 유기성 폐기물(OW)의 발효상태를 측정하는 주요한 인자들이 된다.The fermentation performance curve shown in FIG. 1 is an organic waste (OW: example) in the fermentation tank 10 of the exemplary fermentation apparatus 1 of the present invention having width, height and length of 5M, 1.8M and 40M (360M 3 ), respectively. Fermentation performance curve when aerobic fermentation is carried out while solid-liquid separation of sludge from pigs waste is added to a solid content of about 70% and agitation and blowing are performed simultaneously for 40 days. When fermentation of organic waste (OW) while stirring and blowing simultaneously, aerobic fermentation occurs in organic waste, and heat of fermentation is generated at this time, and a large amount of carbon dioxide and ammonia are generated. ), Humidity (moisture: M), ammonia concentration (AC) and carbon dioxide concentration (CC) are the main factors for measuring fermentation status of organic waste (OW).
도시된 바와 같이, 유기성 폐기물(OW)의 호기성 발효는 최초 약 7일 간에 걸쳐 발효조(10)의 전방 7M에 걸쳐 이루어지는 승온발효단계(S1), 다음의 16일간 16M에 걸쳐 이루어지는 발효성숙단계(S2), 다음의 10일간 10M에 걸쳐 이루어지는 후성숙단계(S3) 및 마지막 7일간 7M에 걸쳐 이루어지는 건조단계(S4)로 크게 구성되며, 최적의 상태로 발효될 때 각각의 단계에서 측정되는(최적의 발효를 위해 각각의 단계에 요구되는) 온도(T), 습도(M), 암모니아 농도(AC)와 이산화탄소 농도(CC), 및 제공되어야 할 바람직한 풍량(공기공급량: W)은 그래프로 표시된 바와 같다.As shown, the aerobic fermentation of the organic waste (OW) is a temperature-fermenting fermentation step (S1) made over the front 7M of the fermentation tank 10 over the first about 7 days, fermentation maturation step (S2) made over 16M for the next 16 days ), Which consists of a post-maturation step (S3) over 10M for the next 10 days and a drying step (S4) over 7M for the last 7 days, measured at each step when the fermentation is in optimal condition (optimal) The temperature (T), humidity (M), ammonia concentration (AC) and carbon dioxide concentration (CC) required for each step for fermentation, and the desired amount of air to be provided (air supply: W) are shown in the graph. .
구체적으로, 최적의 발효상태를 유지하기 위해(즉, 최적의 상태로 발효가 될 때), 유기성 폐기물(OW)의 온도(T)는 승온발효단계(S1)에서 상온에서 대략 55℃ 정도로 승온되고 발효성숙단계(S2)에서 대략 60℃를 상회하는 온도를 유지한 후에 후성숙단계(S3)에서 대략 30℃까지 서서히 낮아지고, 마지막 건조단계(S4)에서 약 20℃까지 낮아지는 패턴을 가진다. 습도(M)는 승온발효단계(S1)에서부터 후성숙단계(S3)까지 대략 50% 내외를 유지하다가 건조단계(S4)로 가까워지면서 15% 이하로 낮아지는 패턴을 가진다. 암모니아 및 이산화탄소의 경우, 승온발효단계(S1)에서는 암모니아의 농도(AC)와 이산화탄소의 농도(CC)가 각각 거의 검출되지 않는 상태와 300PPM(공기중의 이산화탄소 농도)에서 대략 6,000PPM과 대략 60,000PPM까지 급증하다가 발효성숙단계(S2)로 접어들면서 급격히 감소하여 그 이후에는 다시 거의 검출되지 않는 상태(암모니아)와 300PPM(이산화탄소)으로 되는 패턴을 보인다. 풍량(W)은 승온발효단계(S1)에서부터 후성숙단계(S3)까지 대략 10M3/분 내외를 유지하면서 서서히 상승하다가 건조단계(S4)에서 20M3/분 정도로 유지하게 하는 것이 바람직하다.Specifically, in order to maintain an optimum fermentation state (ie, when fermentation is in an optimal state), the temperature T of the organic waste OW is raised to about 55 ° C. at room temperature in an elevated temperature fermentation step S1. After maintaining the temperature exceeding approximately 60 ℃ in the fermentation maturation step (S2) is gradually lowered to about 30 ℃ in the post-maturation step (S3), and has a pattern that is lowered to about 20 ℃ in the last drying step (S4). Humidity (M) has a pattern that is maintained at about 50% from the temperature rising fermentation step (S1) to the post-maturation step (S3) of about 15% or less as it approaches the drying step (S4). In the case of ammonia and carbon dioxide, in the temperature-fermenting step (S1), the concentration of ammonia (AC) and carbon dioxide (CC) are hardly detected, respectively, and approximately 6,000 PPM and approximately 60,000 PPM at 300 PPM (the concentration of carbon dioxide in the air). After rapidly increasing to the fermentation maturation stage (S2), and then drastically decreases thereafter, the pattern is almost never detected again (ammonia) and 300PPM (carbon dioxide). The air volume (W) is gradually increased while maintaining the temperature of about 10M 3 / min from the elevated temperature fermentation step (S1) to the post-maturation step (S3), it is preferable to maintain about 20M 3 / min in the drying step (S4).
이와 같이, 본 발명에 따른 발효장치(1)가 최적의 상태로 유기성 폐기물(OW)을 발효시키고 있을 때에는, 발효상태의 지표로서 온도(T), 수분(M) 및 암모니아와 이산화탄소의 농도(AC, CC)가 도1의 발효성능곡선과 같은 상태를 보이게 되며, 달리 말하면 본 발명에 따른 발효장치(1)에 의해 유기성 폐기물(OW)을 최적의 상태로 발효시키려면, 온도(T), 수분(M), 암모니아와 이산화탄소의 농도(AC, CC), 및 풍량(W)이 도1의 발효성능곡선과 같은 상태로 나타나도록 발효조건을 조절해 주어야 한다.Thus, when the fermentation apparatus 1 according to the present invention is fermenting the organic waste OW in an optimum state, the temperature (T), moisture (M) and concentrations of ammonia and carbon dioxide (AC) as indicators of the fermentation state. , CC) shows the same state as the fermentation performance curve of Figure 1, in other words, to ferment the organic waste (OW) in an optimal state by the fermentation apparatus 1 according to the present invention, temperature (T), moisture (M), fermentation conditions should be adjusted so that the concentrations of ammonia and carbon dioxide (AC, CC), and the air volume (W) appear in the same state as the fermentation performance curve of FIG.
이하, 도2 내지 도5를 참조하여 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 호기성 발효장치(1)의 예시적인 구성을 상세히 설명한다.2 to 5, an exemplary configuration of the aerobic fermentation apparatus 1 for organic waste according to the present invention will be described in detail.
도시된 바와 같이, 본 발명의 발효장치(1)는 발효조(10), 교반이송수단(20), 발효상태감지수단(30), 송풍수단(40), 온수순환수단(50) 및 제어부(60)를 기본적으로 포함하는 구성으로 이루어져 있다.As shown, the fermentation apparatus 1 of the present invention is a fermentation tank 10, agitation transfer means 20, fermentation state detection means 30, blowing means 40, hot water circulation means 50 and the control unit 60 ) Is basically a configuration that includes.
발효조(10)는 발효시킬 유기성 폐기물(OW)을 수용하는 상부가 개방된 장방형의 탱크 구조물로서, 예를 들어 외기와 차단된 하우징(2) 내에 폭 5M, 높이 1.8M 및 길이 40M의 총 360M3의 체적을 가지도록 방수 처리된 철근 콘크리트 구조물로 구성할 수 있다. 발효조(10)는 발효장(하우징: 2)의 규모에 따라 단일의 발효조를 설치할 수도 있고 2개 이상의 교반이송수단(20)이 설치될 수 있도록 길이 방향을 따라 2개 이상의 발효조를 나란히 설치하는 것도 가능하다.Fermenter 10 is an open top rectangular tank structure containing organic waste to be fermented (OW), for example a total of 360M 3 of width 5M, height 1.8M and length 40M in housing 2 isolated from outside air. It can be constructed with reinforced concrete structures that have a volume of. The fermentation tank 10 may be provided with a single fermentation tank according to the size of the fermentation plant (housing: 2), or may be provided with two or more fermenters side by side in the longitudinal direction so that two or more stirring transfer means 20 can be installed. It is possible.
발효조(10)의 양측 가로벽(11) 상부에는 각각 레일(3)이 설치되어 있어서 이후에서 설명하는 교반이송수단(20)이 발효조(10)의 길이방향을 따라 자유로이 이동할 수 있도록 되어 있다.The rails 3 are respectively provided on both side horizontal walls 11 of the fermentation tank 10 so that the stirring transfer means 20 described later can move freely along the longitudinal direction of the fermentation tank 10.
교반이송수단(20)은 발효조(10)에 수용된 유기성 폐기물(OW)을 교반시켜 주는 한편 유기성 폐기물(OW)을 발효조(10)의 길이방향을 따라 일정한 시간 스케줄(예, 전술한 40일 간의 발효기간)에 따라 이송시키는 수단이며, 발효조(10)에 투입된 유기성 폐기물(OW)은 발효조(10)를 따라 그 상류에서 하류로 점진적으로 이동하면서 승온발효단계(S1), 발효성숙단계(S2), 후성숙단계(S3) 및 건조단계(S4)를 거치면서 최종적으로 발효가 완성된다.The stirring transfer means 20 stirs the organic wastes OW contained in the fermentation tank 10, while the organic wastes OW are fixed along a longitudinal direction of the fermentation vessel 10 (e.g., 40 days of fermentation described above). Period, the organic waste (OW) introduced into the fermentation tank (10) is gradually moved from the upstream to the downstream along the fermentation tank (10) temperature fermentation step (S1), fermentation maturation step (S2), The fermentation is finally completed during the post-maturation step (S3) and drying step (S4).
교반이송수단(20)으로서는 발효조(10)의 유기성 폐기물(OW)을 교반시키면서 발효조의 길이방향을 따라 점진적으로 이송시킬 수 있는 것이라면 특히 제한되지 않으며, 예를 들어 도3에 도시된 바와 같이, 상기 레일(3)을 가로지르는 방향으로 설치되는 프레임(21), 상기 프레임(21)에 회전 가능하게 장착된 다수의 교반스크루(22), 상기 스크루(22)를 회전시키는 교반모터(23), 상기 프레임(21)을 레일(3)을 따라 주행시키는 주행모터(24)를 포함하도록 구성할 수 있으며, 도면부호 25는 주행롤러를 나타낸다.The stirring transfer means 20 is not particularly limited as long as it can gradually transfer it along the longitudinal direction of the fermenter while stirring the organic waste (OW) of the fermenter 10, for example, as shown in FIG. Frame 21 installed in a direction crossing the rail 3, a plurality of stirring screws 22 rotatably mounted on the frame 21, a stirring motor 23 for rotating the screw 22, the The frame 21 may be configured to include a traveling motor 24 for traveling along the rail 3, and reference numeral 25 denotes a traveling roller.
이와 같은 교반이송수단(20)의 구성에 의해 교반이송수단(20)은 레일(3)을 따라 발효조(10)의 길이방향을 따라 자유자제로 주행할 수 있고, 유기성 폐기물(OW)은 스크루(22)의 작용으로 자체적으로 상하 교반되는 한편 스크루(22)가 작용하는 상태로 교반이송수단(20)이 발효조(10)의 상류에서 하류로 주행할 때 발효조(10)의 길이방향을 따라 전술한 시간 스케줄에 맞추어 조금씩 하류로 이송된다.By the configuration of the stirring transfer means 20 as described above, the stirring transfer means 20 can travel freely along the longitudinal direction of the fermentation tank 10 along the rail 3, and the organic waste OW is a screw ( While the stirring transport means 20 travels from the upstream of the fermenter 10 to the downstream with the screw 22 acting while the screw 22 is actuated itself by the action of 22), It is transported downstream in small increments according to the time schedule.
발효조(10)의 임의의 지점에는 발효되는 유기성 폐기물(OW)의 발효상태, 즉 발효과정에 있는 유기성 폐기물(OW)의 온도(T), 습도(M), 암모니아의 농도(AC), 및 이산화탄소의 농도(CC)를 측정하는 발효상태감지수단(30)이 설치되어 있다.At any point in the fermentation tank 10 the fermentation state of the organic waste (OW) to be fermented, ie the temperature (T), humidity (M), concentration of ammonia (AC), and carbon dioxide of the organic waste (OW) in the fermentation process. Fermentation state detection means 30 for measuring the concentration (CC) of the is provided.
온도센서(31)와 습도센서(32: 습도계)는 발효되는 유기성 폐기물(OW)의 온도와 습도를 각 발효단계 별로 측정하여 각 발효단계마다 적정한 온도와 습도가 유지되고 있는지를 검출하기 위한 센서이며, 그 측정신호는 제어부(60)로 전송되어 각 단계별 발효 온도와 습도를 최적의 상태로 제어하는 데 사용된다. 암모니아 센서(33)와 이산화탄소 센서(34)는 산소량, 수분, 온도, 및 pH의 적정여부의 지표가 되고 유기성 폐기물(OW)의 발효(퇴비화) 정도를 나타내는 발효 폐기물(OW)에서 발생하는 암모니아의 양과 이산화탄소의 양을 검출하기 위한 센서로서, 그 측정신호 역시 제어부(60)로 보내져서 발효상태의 제어에 적용된다.The temperature sensor 31 and the humidity sensor 32 (hygrometer) are sensors for detecting the temperature and humidity of the organic waste (OW) to be fermented at each fermentation stage to detect whether the proper temperature and humidity are maintained at each fermentation stage. In addition, the measurement signal is transmitted to the control unit 60 and used to control the fermentation temperature and humidity at each stage in an optimal state. The ammonia sensor 33 and the carbon dioxide sensor 34 are indicators of the oxygen content, moisture, temperature, and pH titration, and the ammonia generated from the fermentation waste (OW) indicating the degree of fermentation (composting) of the organic waste (OW). As a sensor for detecting the amount and the amount of carbon dioxide, the measurement signal is also sent to the control unit 60 is applied to the control of the fermentation state.
각 센서(31,32,33,34)는 각 발효단계의 온도(T), 습도(M), 암모니아 농도(AC), 및 이산화탄소 농도(CC)를 측정할 수 있는 위치라면 그 종류와 설치위치에 특히 제한이 없으며, 유기성 폐기물(OW) 속에 매몰되도록 상기 교반이송수단(20)의 프레임(21)에 하방으로 돌출되게 설치하여 상기 교반이송수단(20)과 함께 주행하면서 현재 교반이송수단(20)이 위치하는 부분에 있는 유기성 폐기물(OW)의 온도, 습도, 암모니아 농도 및 이산화탄소 농도를 측정할 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 발효조(10)의 다수 위치에 다수조의 센서들을 설치할 수도 있다.Each sensor (31, 32, 33, 34) is the type and installation location if it can measure the temperature (T), humidity (M), ammonia concentration (AC), and carbon dioxide concentration (CC) of each fermentation step In particular, there is no limitation, and is installed to protrude downward in the frame 21 of the stirring transfer means 20 so as to be buried in the organic waste (OW) while running with the stirring transfer means 20, the current stirring transfer means 20 It is desirable to be able to measure the temperature, humidity, ammonia concentration, and carbon dioxide concentration of the organic waste (OW) in the position where) is located, and a plurality of sets of sensors may be installed at multiple positions of the fermentation tank 10.
상기 발효상태감지수단(30)은 암모니아 농도와 이산화탄소 농도 모두를 측정하도록 하는 구성하는 것이 바람직하지만, 앞서 도1의 발효성능곡선에서 알 수 있는 바와 같이 암모니아 농도와 이산화탄소 농도의 변화 패턴은 거의 일치하므로 암모니아 농도와 이산화탄소 농도 중 하나의 농도만을 측정하도록 구성하는 것도 배제되지 않는다. 이들 온도, 습도, 암모니아 농도 및 이산화탄소 농도를 측정하는 센서들은 당해 기술 분야에 공지된 센서들을 본 발명에 맞게 적절히 사용할 수는 것이므로 그 상세한 설명을 생략한다.The fermentation state detecting means 30 is preferably configured to measure both ammonia concentration and carbon dioxide concentration, but as can be seen from the fermentation performance curve of FIG. It is also not excluded to configure to measure only one of ammonia concentration and carbon dioxide concentration. These sensors for measuring the temperature, humidity, ammonia concentration and carbon dioxide concentration can be properly used for the sensors known in the art according to the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 발효장치(1)에는, 유기성 폐기물(CW)에 공기(산소)를 공급하는(송풍하는) 송풍수단(40)과 유기성 폐기물(OW)을 적정온도로 가열시켜주는 온수순환수단(50)이 설치되어 있다.In the fermentation apparatus 1 of the present invention, a blowing means 40 for supplying (blowing) air (oxygen) to the organic waste (CW) and hot water circulation means (50) for heating the organic waste (OW) to an appropriate temperature. ) Is installed.
송풍수단(40)은 발효조(10)의 길이방향을 따라 배치된 하나 또는 다수의 송풍기(41)와 상기 송풍기(41)로부터 발효조(10)의 저면으로 배관된 송풍관(42)을 포함하도록 구성할 수 있고, 송풍관(42)은 예를 들러 약 1M 간격으로 노즐(43: 예, 직경 8MM)이 설치된 강관을 발효조(10)의 저면에 약 1M 간격으로 배관하는 방식으로 설치할 수 있다.Blowing means 40 is configured to include one or a plurality of blowers 41 disposed along the longitudinal direction of the fermentation tank 10 and a blower pipe 42 piped from the blower 41 to the bottom surface of the fermentation tank 10. For example, the blower pipe 42 may be installed in such a manner that, for example, the steel pipe provided with the nozzle 43 (eg, 8 mm in diameter) is installed at intervals of about 1 M at the bottom of the fermentation tank 10 at intervals of about 1 M, for example.
전체 송풍관들(42)을 발효성능곡선의 풍량 패턴에 맞게 구획하여 배관하고 각각의 구획마다 송풍량을 조절할 수 있는 유량제어밸브(44)를 부착하여 각 구획별로 그 송풍량을 조절할 수 있도록 하는 것과 여러 대의 송풍기들(41)을 사용하는 경우에는 각 송풍기(41)의 송풍량을 해당 단계에 필요한 송풍량에 맞게 조절할 수 있도록 하는 것을 단독 또는 병행하여 적용함으로써, 전술한 발효성능곡선에 맞게 각 단계별로 서로 다른 량의 공기를 송풍할 수 있다.The entire blower pipes 42 are divided and piped according to the airflow pattern of the fermentation performance curve, and the flow control valve 44 for controlling the airflow amount is attached to each compartment to control the airflow volume of each compartment. In the case of using the blowers 41, by individually or in parallel to adjust the blowing amount of each blower 41 according to the blowing amount required for the step, different amounts in each step to match the above fermentation performance curve Can blow air.
상기 송풍관(42)의 상기 유량조절밸브(44)로는 압력조절이 가능한 솔레노이드 밸브를 사용하고, 상기 송풍관(42)에 고압의 공기를 공급할 수 있는 컴프레서(45)를 별도로 연결하여 노즐(43)이 유기성 폐기물(OW)에 의해 막혔을 때 컴프레서(45)로 고압공기를 분사하여 노즐 막힘을 제거할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상기 송풍기(41)로서는 상온의 공기뿐만 아니라 가열된 온풍을 공급할 수 있도록 히터가 장착된 열풍 송풍기를 사용할 수 있다.As the flow rate control valve 44 of the blower pipe 42, a solenoid valve capable of pressure control is used, and a nozzle 43 is connected by separately connecting a compressor 45 capable of supplying high pressure air to the blower pipe 42. When clogged by organic waste (OW), it is possible to spray the high pressure air to the compressor 45 to remove the nozzle clogging. In addition, as the blower 41, a hot air blower equipped with a heater may be used to supply not only normal temperature air but also heated warm air.
온수순환수단(50)은 보일러(51)와 상기 발효조(10)의 저면에 배관된 온수공급관(52)을 포함하도록 구성할 수 있다. 온수공급관(52) 역시 예를 들러 발효조(10)의 저면에 약 1M 간격으로 배관할 수 있으며, 온수공급관(52)에는 승온발효단계(S1), 발효성숙단계(S2), 후성숙단계(S3) 및 건조단계(S4)에 대응하는 위치마다 순환되는 온수의 양을 개별적으로 조절할 수 있는 유량조절밸브(53)가 설치되는 것이 바람직하다.The hot water circulation means 50 may be configured to include a boiler 51 and a hot water supply pipe 52 piped to the bottom of the fermentation tank 10. For example, the hot water supply pipe 52 may also be piped to the bottom of the fermentation tank 10 at intervals of about 1M, and the hot water supply pipe 52 may have an elevated temperature fermentation step (S1), a fermentation maturation step (S2), and a post-maturation step (S3). And a flow rate control valve 53 for individually adjusting the amount of hot water circulated for each position corresponding to the drying step S4.
이상에서 설명한 송풍수단(40)과 온수순환수단(50)을 사용하여 발효의 진행 상태별로 유기성 폐기물(OW)의 아래로부터 적당량의 공기(또는 온풍)를 공급하고 소정 온도의 온수를 순환시키면, 도1에 도시된 발효성능곡선에 부합하도록 유기성 폐기물(OW)의 온도(T), 습도(M), 암모니아와 이산화탄소의 농도(AC, CC), 및 풍량(W)을 유지할 수 있다.Using the blowing means 40 and the hot water circulating means 50 described above, supplying an appropriate amount of air (or warm air) from the organic waste OW in accordance with the progress of the fermentation and circulating the hot water of a predetermined temperature, The temperature (T), humidity (M), concentrations of ammonia and carbon dioxide (AC, CC), and air volume (W) of the organic waste (OW) can be maintained in accordance with the fermentation performance curve shown in FIG.
본 발명에 따라 유기성 폐기물(OW)의 온도, 습도, 암모니아 농도, 이산화탄소 농도, 및 풍량은 제어부(60)에 의해 발효의 최적상태로 유지된다. 즉 상기 발효상태감지수단(30)에 의해 측정된 유기성 폐기물(OW)의 온도, 습도, 암모니아 농도 및 이산화탄소의 농도는 상기 제어부(60)에 의해 적절히 판단되어 상기 송풍수단(40)에 의해 공급되는 상온 또는 가열된 공기량과 상기 온수순환수단(50)에 의해 공급되는 열량을 제어함으로써 최적의 발효조건을 유지시키는 것이다.According to the present invention, the temperature, humidity, ammonia concentration, carbon dioxide concentration, and air volume of the organic waste OW are maintained in the optimum state of fermentation by the controller 60. That is, the temperature, humidity, ammonia concentration, and carbon dioxide concentration of the organic waste OW measured by the fermentation state detecting means 30 are properly determined by the controller 60 and supplied by the blowing means 40. By controlling the amount of air at room temperature or heated and the amount of heat supplied by the hot water circulation means 50 to maintain the optimum fermentation conditions.
예를 들어 도5에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(60)는 먼저 상기 센서(31,32,33,34)의 위치, 즉 센서가 설치되어 있는 교반이송수단(20)의 위치가 승온발효단계(S1), 발효성숙단계(S2), 후성숙단계(S3) 및 건조단계(S4)의 어느 위치인지를 판단하고, 이들 센서로부터 전송된 유기성 폐기물(OW)의 온도, 습도, 암모니아 농도 및 이산화탄소 농도의 측정값을 상기 발효성능곡선에 근거하여 미리 입력해둔 대응하는 위치의 기준값과 비교하고, 온도, 습도, 암모니아 농도, 및 이산화탄소 농도의 측정값이 기준값 쪽으로 접근하도록 송풍수단(40)과 온수순환수단(50)을 제어하여 공기공급과 온수순환 여부, 발효단계별의 공급 공기량과 온수순환량을 조절한다. 상기 제어부(60)는 유기성 폐기물(OW)의 각 발효상태에 맞게 송풍기(41), 보일러(51)의 온오프, 송풍관(42)과 온수순환관(52)에 설치된 밸브들(44,53)의 개폐 및 개폐량을 조절하여 해당 단계의 유기성 폐기물이 최적의 발효조건 하에 있도록 한다. 이때, 송풍관(42)의 노즐(43)이 유기성 폐기물에 의해 맞혀 그 압이 증가되면, 상기 컴프레서(45)를 작동시켜 노즐(43)을 통해 고압의 공기를 일시적으로 분사함으로써 노즐 막힘을 제거한다.For example, as shown in Figure 5, the control unit 60 is the temperature of the first step of the temperature of the sensor 31, 32, 33, 34, that is, the position of the stirring transfer means 20 is installed (S1), fermentation maturation stage (S2), post-maturation stage (S3) and drying stage (S4) to determine the location, the organic waste (OW) sent from these sensors temperature, humidity, ammonia concentration and carbon dioxide The measured value of the concentration is compared with the reference value of the corresponding position previously input based on the fermentation performance curve, and the blowing means 40 and the hot water circulation circulate so that the measured values of temperature, humidity, ammonia concentration, and carbon dioxide concentration approach the reference value. The means 50 controls the air supply and hot water circulation, and adjusts the amount of supply air and hot water circulation by fermentation stage. The control unit 60 is a valve (44,53) installed in the blower 41, the on-off of the boiler 51, the blower pipe 42 and the hot water circulation pipe 52 in accordance with each fermentation state of the organic waste (OW) The amount of organic waste at the stage is controlled under optimal fermentation conditions by adjusting the amount of opening and closing. At this time, when the nozzle 43 of the blower pipe 42 is hit by the organic waste and its pressure is increased, the compressor 45 is operated to temporarily spray high pressure air through the nozzle 43 to remove the nozzle clogging. .
센서들에 의해 측정된 온도, 습도, 암모니아 농도 및 이산화탄소 농도와 발효성능곡선에 근거한 온도, 습도, 암모니아 농도 및 이산화탄소 농도의 최적 기준치 사이의 상관관계로부터 계산되는 송풍수단(40)과 온수순환수단(50)을 통해 제공하여야 할 풍량 및 온수순환량은, 처리되는 유기성 폐기물의 종류(C/N 비율), 함수량, 발효조(10)의 크기 및 체류시간(예, 40일), 최종 재생자원의 이용목적 등에 따라 미리 프로그램된 제어부(60)에 의해 자동적으로 결정되어 실행된다.Blower means 40 and hot water circulation means calculated from the correlation between temperature, humidity, ammonia concentration and carbon dioxide concentration measured by the sensors and the optimal reference values of temperature, humidity, ammonia concentration and carbon dioxide concentration based on the fermentation performance curve ( 50) The amount of air flow and hot water circulation to be provided through 50), the type of organic wastes to be treated (C / N ratio), the water content, the size and residence time of the fermenter 10 (e.g. 40 days), the purpose of using the final renewable resources The controller 60 is automatically determined and executed by the controller 60 which is programmed in advance according to the method.
이상에서 본 발명의 발효장치(1)에 대해 설명하였으나, 본 발명 발효장치(1)의 발효공정 전후의 공정에 필요한 고액분리, 이물질의 분리 및 선별, 협잡물 수집, 발효 생산물 선별, 발효 생산물 포장, 미생물 투입, 발효조(10)에 대한 유기성 폐기물의 반입과 반출 등 본 발명의 특징과 직접적인 관계가 없는 공정에 관련된 주변 장치들에 대한 내용은 공지된 기술을 그대로 적용할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하며, 이런 주변 장치들과 본 발명 발효장치(1) 사이의 상호 작동관계들은 본 발명에 속하는 기술분야의 공지 기술들을 적절히 적용함으로써 전체의 발효 시스템을 효과적으로 구축할 수 있을 것이다.Although the fermentation apparatus 1 of the present invention has been described above, solid-liquid separation, separation and selection of foreign matters, collection of contaminants, selection of fermentation products, fermentation product packaging, The description of the peripheral devices related to the process that is not directly related to the characteristics of the present invention, such as the microbial input, the import and export of organic wastes to the fermentation tank 10, and the description thereof will be omitted because it is possible to apply known techniques. The interoperability relations between these peripheral devices and the fermentation apparatus 1 of the present invention may effectively construct the entire fermentation system by appropriately applying known techniques in the art to which the present invention pertains.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 호기성 발효장치에 의하면, 발효조(10)에 투입된 유기성 폐기물(OW)을 발효의 진행 스케줄에 맞추어 발효조(10)를 따라 이송 및 교반시키면서 승온발효단계(S1), 발효성숙단계(S2), 후성숙단계(S3) 및 건조단계(S4)를 거쳐 발효시킴과 동시에, 발효되는 유기성 폐기물의 온도, 습도, 암모니아 농도, 이산화탄소 농도 등 발효상태의 지표가 되는 물리량을 센서들에 의해 측정하고, 유기성 폐기물(OW)의 온도, 습도, 암모니아 농도 및 이산화탄소 농도의 측정값을 발효성능곡선을 통해 알 수 있는 최적의 발효조건과 비교하여 제어부(60)에 의해 상기 송풍수단(40)과 온수순환수단(50)을 적절히 제어함으로써 유기성 폐기물(OW)의 발효상태를 발효의 전체 과정 동안 최적의 상태로 유지할 수 있게 되므로, 발효장치의 관리를 자동화할 수 있어 그 운영을 단순화시킬 수 있고, 최종 생산되는 퇴비나 사료의 품질을 더욱 향상시킬 수 있고, 소요되는 에너지를 최소화할 수 있으며, 불완전 발효로 인한 악취발생을 최소화할 수 있는 등의 효과가 있다.According to the aerobic fermentation apparatus of the organic waste according to the present invention described above, the temperature rise fermentation step (S1) while transferring and stirring the organic waste OW injected into the fermentation tank 10 along the fermentation tank 10 in accordance with the progress schedule of the fermentation Fermentation through the fermentation maturation step (S2), post-maturation step (S3) and drying step (S4), and at the same time, the physical quantity that is an indicator of the fermentation state such as temperature, humidity, ammonia concentration, carbon dioxide concentration, etc. Measured by the sensors, and the blowing means by the control unit 60 by comparing the measured values of the temperature, humidity, ammonia concentration and carbon dioxide concentration of the organic waste (OW) with the optimum fermentation conditions known through the fermentation performance curve. By properly controlling the 40 and the hot water circulation means 50, it is possible to maintain the fermentation state of the organic waste (OW) in an optimal state during the whole process of fermentation, so that the tube of the fermentation apparatus Can be automated to simplify the operation, to further improve the quality of the final compost or feed, to minimize the energy required, to minimize the occurrence of odors due to incomplete fermentation, etc. It works.
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2000
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