KR20010088642A - 유기폐수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기폐수처리장치에 관한 것으로, 특히 축산폐수의 액체성분이 여과처리되는 복수의 여과조를 이동가능하게 설치하여, 오염이 심한 여과조로부터 순차적으로 여재를 교환 할 수 있도록 한 유기폐수처리장치에 관한 것이다.

본 발명의 유기폐수처리장치는, 효율적인 여과를 위하여 다수개의 여과조를 구비하며, 상기 여과조를 지상이나 프레임워크 상의 레일에 슬라이딩 가능하게 장착하고, 일정 시간이 경과되면 유기폐수가 가장먼저 투입되는 여과조는 회차로쪽으로 반송하여 오염된 여재를 새로운 여재로 교환함과 동시에 제일 끝쪽으로 이동시키고, 여재교환이 끝난후 제2여과조로부터 차례대로 한칸씩 앞쪽으로 이동하여 제일 깨끗한 여과조가 제일 마지막에 위치하도록 한 것이다.

즉, 불순물을 가장 많이 포함하고 있는 여과조를 1차여과조로 사용하고 가장 순수한 여재를 담고있는 여과조를 최종여과조로 사용하며, 재충진과정이 자동화됨으로; 여과의 효율성이 증대되고, 사용자의 편의가 향상되는 장치를 제공함에 있다.

Description

유기폐수처리장치{Treating equipment of Organic waste water}

본 발명은 유기폐수처리장치에 관한 것으로, 특히 축산농가의 가축에서 발생되는 분뇨를 처리하는 장치에 관한 것이며, 더 상세하게는 이동가능한 여과조를 이용하여 가축의 분뇨를 정화하는 장치에 관한 것이다.

오늘날 국민경제의 고도성장과 인구증가로 배출되는 유기폐수가 증가되고 있으며, 증가된 유기폐수로 인해 지하수나 하천이 오염되는 문제점이 발생되고 있다.

특히, 축산업의 대규모화로 축산농가에서 방출되는 가축의 분뇨가 지표로 과다방출되어 지하수를 오염시키거나 하천으로 유입되어 생물학적 산소요구량을 급격히 증가시켜 생태계 파괴를 가져오는 환경파괴의 주범으로 대두되고 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해 축사에서 생성된 분뇨를 정화하여 외부로 방출하는 방법이 사용되고 있고, 그 중 대표적인 가축의 분은 별도로 건조하여 처리하거나 토양과 일정량 섞어 처리하며, 가축의 뇨는 톱밥등을 이용하여 정화하는 방법이다.

이러한 뇨의 정화에 사용되는 톱밥은 가축의 뇨에 포함되어 있는 유기물과 부유물질을 제거하는데 큰 효과가 있는 것으로 공지된 바 있다.

상기 톱밥을 사용하는 일반적인 정화장치는 지중에 삽설되는 수용조와, 상기 수용조의 상부와 축사를 연결하는 유입관과, 상기 수용조의 하부에 일단이 결합되고, 타단이 외부로 표출되는 배출관으로 이루어진다.

이와같이 구성된 종래의 정화장치는 도 9에 도시된 바와같이, 축사로부터 방출되는 뇨를 유입관(54)을 통하여 여과조(20)의 상부로 투입하고, 여과조 내부에 안치되어 있는 여재(80)에 의해 뇨에 포함되어 있는 부유물질과 유기물 등이 뇨에서 분리되며, 여과조의 하방에 삽설된 다공판(260)을 통과한 정화뇨는 배출관(53)을 따라서 외부로 방출하게 되는 것이다.

그러나 상기 정화장치는 그 정화작용이 원활히 이루어지기 위해서 주기적으로 여재를 교체해 주어야 하는데, 여재를 담고 있는 여과조가 지중에 설치되어 있어서 여과조에 사람이 직접 들어가 오염된 여재를 퍼내든지, 포크레인 등과 같은 별도의 장치를 이용하여 퍼내야 하는 번거로움이 발생된다.

또한, 뇨등의 유기폐수 정화률을 극대화 시킬 목적으로, 가축뇨인 유기물이처음으로 투입되는 여과조의 다음순으로 다수개의 여과조를 직렬로 연결하여 1차여액을 순차적으로 여과하도록 설치 할 수 있다.

그러나, 상기 다수 여과조 장치는 불순물이 다량 포함되어 있는 유기물이 처음 여과조에만 유입됨으로, 이 여과조의 여과능력이 빨리 저하되게 된다.

이에 따라 다수의 여과조를 형성하는 목적을 이루기 위해서는 포화상태에 이른 제1여과조의 여재인 톱밥을 교체해야 한다.

그러나, 상기 여재를 교체하는 방법은 제1여과조의 여과 기능을 향상할 수는 있지만 전체적인 여과공정으로는 비효율적이라 할 수 있다. 즉, 여재의 교체가 이루어진 제1여과조를 통과한 여액은 여재의 교체가 이루어지지 않은 제2여과조를 통과하면서 오히려 더 오염되어 방출될 수 있는 것이다.

이러한 문제점을 방지하기 위하여 전체 여과조에 톱밥을 재충진하는 방법을 사용할 수 있으나, 이는 교체에 소요되는 톱밥 즉, 여재의 사용량이 증가되어 장치의 관리비용이 상승되는 문제점이 발생하게 된다.

이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

정화에 사용되는 여재인 톱밥을 효율적으로 사용하기 위하여 다수개의 여과조를 구비하고, 상기 여과조를 이동가능하게 장착하여, 축사로부터 배출되는 가축뇨를 순차적으로 정화함과 동시에 스크류 컨베이어를 이용하여 여재를 용이하게 교체할 수 있도록 한 장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유기폐수처리장치의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 유기폐수처리장치의 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 여과 수용조의 부분단면도.

도 4는 본 발명에 따른 여과조의 분리사시도.

도 5는 본 발명에 따른 여과조의 설치 상태도 중 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 배출스크류컨베이어의 설치 상태도.

도 7은 본 발명에 따른 충진스크류컨베이어의 설치 상태도.

도 8은 본 발명에 따른 이송관의 부분 단면도.

도 9는 종래의 유기폐수처리장치를 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 유기폐수 처리장치 20 : 여과조

21, 22, 23, 24 : 제 1, 2, 3, 4여과조 26 : 수용조

27 : 호퍼조 30 : 탈색조

40 : 프레임워크 41 : 레일

50 : 이송수단 51 : 펌프

52 : 이송관 53 : 배출관

54 : 유입관 60 : 배출스크류컨베이어

70 : 충진스크류컨베이어 80 : 여재

100 : 축사 260 : 다공판

261 : 돌기부 270 : 배출구

410 : 안착로 420 : 회차로

421 : 배출부 422 : 충진부

520 : 분출부 521 : 분사공

L : 여액

이와같은 목적을 갖는 본 발명의 유기폐수처리장치는,

여재가 충진되는 복수개의 여과조와; 상기 여과조를 이동시키는 운반수단과; 상기 여과조에 장착되어 다음 여과조로 여액을 이송하는 이송수단과; 상기 여과조 내의 여재를 외부로 배출하기 위한 여재 배출수단을 포함한다.

상기 여과조의 내부에는 여재와 여액을 분리하는 다공판이 설치될 수 있고, 여재를 담는 수용조와 여액을 담는 호퍼조가 분리 구성될 수 있다.

그리고, 오염된 여재를 비워낸 여과조에 새로운 여재를 재충진하는 여재충진수단과, 최종여과조의 다음순으로 탈색조를 추가 설치하여 최종 배출여액을 탈색할 수 있다.

상기 여과조 운반수단으로는 트롤리컨베이어, 레일 등 다양한 방법이 사용될 수 있으나, 설치의 단순화를 위해 레일을 사용함이 바람직하다.

상기 여과조에 충진되는 여재로는 톱밥을 주로 사용하고 있으며, 볏짚이나 일반적으로 사용되는 흡착재를 혼합하여 사용 할 수 있다.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 유기폐수처리장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유기폐수처리장치의 평면도이다.

본 발명에 따른 유기폐수처리장치(10)는 여재가 충진되는 다수의 여과조(21,22, 23, 24)와, 상기 여과조에서 배출되는 여액을 탈색하는 탈색조(30)와, 상기 여과조에서 다음 여과조나 탈색조로 여액을 이송하는 이송수단(50)과, 상기 여과조를 이동가능하게 하는 이동수단과, 상기 여과조 내의 여재를 배출 및 충진하는 스크류컨베이어(60)(70)로 구성된다.

프레임워크(40)의 상부면에는 도 2에 도시된 바와 같이 서로 폐합되도록 레일(41)이 설치된다. 상기 레일은 여과조가 안착되는 안착로(410)와 상기 여과조를 로테이트 시키는 회차로(420)로 구성되며, 상기 안착로에는 다수의 여과조 즉, 제1(21), 제2(22), 제3(23), 제4여과조(24)가 슬라이딩 가능하게 설치된다.

이와같이 설치되는 각 여과조의 하단에는 여과된 액을 다음 조로 이송하기 위한 이송수단(50)이 각각 설치되며, 이 이송수단은 각조의 하단부에 고여 있는 여액을 다음 여과조의 상부로 이송하는 펌프(51)와 이송관(52)으로 구성된다.

그리고, 폐합된 레일(41)의 일측에, 즉 회차로(420)에는 여과조 내에 있는 여재(80)를 외부로 배출하기 위한 배출수단과, 배출한 후 다른 여재를 충진하는 충진수단이 설치되어 있다.

상기 배출수단으로는 도 6에 도시된 바와 같이, 수직으로 형성되어 있는 스크류컨베이어와 수평 또는 하향경사를 갖는 스크류컨베이어가 연통되어 일체로 결합된 배출스크류컨베이어(60)가 사용됨이 바람직하다.

그리고, 상기 배출스크류컨베이어는 끝부분이 여과조의 내부로 진입되거나 퇴거될 수 있게 유압기구와 같은 강제이송수단을 이용하여 상하 이동가능하게 설치함이 바람직하다.

또한, 충진수단으로는 도 7에 도시된 바와 같이, 배출수단과 동일 종류의 스크류컨베이어가 적용된다.

상기 충진스크류컨베이어(70)는 배출스크류컨베이어와 같이 두개의 스크류컨베이어를 연결하여 사용할 수도 있지만, 그 설치의 단순화를 위하여 하나의 경사진 스크류컨베이어를 사용함이 바람직하며, 스크류컨베이어 외에도 벨트컨베이어나 트롤리컨베이어 또는 포그레인을 사용하여 여과조를 충진 할 수 있다.

한편, 슬라이딩 가능하게 설치되는 여과조(21, 22, 23, 24)는 도 3과 도 4에 도시된 바와같이, 내부에 수용공간이 있는 통형으로서, 여재를 충진하는 수용조(26)와 상기 수용조에서 정화된 여액을 담는 호퍼조(27)로 분리 구성되어 있다.

레일을 따라서 슬라이딩되는 수용조(26)는 그 하부측벽의 외면으로부터 네 방향의 방사상으로 연장되어 돌출된 돌기부(261)가 형성되어 있으며, 상기 레일(41)과 접촉되는 돌기부(261)는 수용조가 레일 위에서 원활히 슬라이딩 되도록 그 하부면에 호차나 베어링이 삽설되어 있다.

그리고, 상기 수용조(26)의 하부에 다공판(260)을 설치하여, 정화된 여액은 하부로 배출되고 여재는 수용조 내부에 머무르도록 한다.

또한, 도 4와 도 5에 도시된 바와같이 상기 수용조를 통과한 여액을 담는 호퍼조(27)는 상부가 개구된 통형으로서 일측에 배출구(270)가 형성되어 있고, 호퍼조의 내측 하부면은 여액이 호퍼조에서 용이하게 배출되도록 배출구를 중심으로 상향경사를 갖고 있다.

상기 배출구(270)에는 호퍼조(27)에 모인 여액을 다음 단계의 여과조나 탈색조(30)로 이송하기 위한 이송관(52)이 설치되어 있으며, 호퍼조의 배출구 (270)가 있는 하부에서 다른 수용조의 상부로 여액을 펌핑하기 위해 펌프(51)가 설치되어 있다.

상기 이송관(52)의 각 부분중 다음 여과조에 여액을 분사하기 위해 수용조 상부에 위치시킨 분출부(520)는, 도 8에 도시된 바와같이, 관의 일단이 막혀 있고 하부방향 즉, 수용조 방향으로는 다수개의 분사공(521)이 형성되어 있다.

또한, 탈색조(30)는 그 기본구성이 여과조와 동일하지만, 여과조에 설치되는 이송수단(50)이 설치되지 않는 대신, 배출구에 외부로 연결되어 있는 배출관(53)이 결합되어 있어 여과 및 탈색된 여액을 외부로 방출한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 작동상태를 설명한다.

도 1과 도 2는 본 발명의 유기폐수처리장치의 사시도와 평면도를 도시한 것으로, 이에 도시된 제1, 2, 3, 4여과조의 수용조에는 톱밥이 충진되어 있고, 탈색조의 수용조에는 자갈과 흙이 적층되어 있다.

축사로부터 방출된 가축뇨는 1차적으로 유입관(54)을 통하여 제1여과조(21)의 수용조에 투입되고, 투입된 가축뇨는 제1여과조의 수용조에 충진되어 있는 톱밥층(80)의 상부에서 입자가 상대적으로 큰 부유물질이 여과되며, 가축뇨가 중력에 의해 하부로 이동되면서 그 내부에 포함되어 있는 유기물의 일부가 톱밥에 흡착되어 제거된다.

상기 톱밥층을 통과한 여액은 제1여과 수용조(26)의 하부에 형성되어 있는 다공판(260)의 관통공을 통과하여 수용조의 하부에 위치하는 호퍼조(27)에 떨어지게 되고, 상기 여액은 호퍼조의 경사면을 따라 호퍼조의 일측에 형성되어 있는 배출구(270) 부분으로 고이게 된다.

상기 배출구 부분에 고인 여액은 펌프(51)에 의해서, 제2여과조(22)의 상부에 위치하는 이송관의 분출부(520)로 이동되어, 분출부에 형성되어 있는 분사공 (521)을 통하여 제2여과조의 톱밥층 상부면으로 배출된다.

상기 제2여과조(22)에 투입된 여과액은 톱밥층의 상층부에서 부유물질의 잔유물이 여과되고 톱밥층을 통과하면서 유기물등의 기타 물질이 추가로 흡착여과되어 한층 더 정화된 여액을 배출하게 되며, 순차적으로 정화시키는 제3(23), 제4여과조(24)도 상기 제2여과조와 같이 여과액을 더욱 깨끗하게 정화하게 된다.

상기 여과조는 사용자의 요구에 따라 추가로 더 설치할 수 있으며, 여과조에 충진되는 여재(80)로서 볏짚과 같이 주위에서 흔히 구할수 있는 물질을 섞어 사용할 수 있다.

한편, 상기 여과조에서 최종적으로 배출되는 여액은 탈색조(30)를 통하여 외부로 방출하게 된다. 상기 탈색조에 충진되는 여재로는 자갈과 흙 또는 매트등 다양한 종류를 사용할 수 있지만 본 실시예에서는 자갈과 흙만을 충진하여 설명한다.

탈색조(30)의 수용조 내부에 충진되는 여재는 하부로부터 자갈과 흙 순으로 적층한다. 이는 수용조(26)의 하부에 형성되어 있는 다공판(260)의 관통공을 통하여 흙이 빠져 나가지 않도록 하고, 흙으로 인해 관통공이 막히는 것을 방지하기 위한 것이다.

그러므로, 제4여과조(24)를 통과한 갈색(톱밥색)의 여액(L)은 이송관의 분출부(520)를 통하여 탈색조의 상부여재인 흙층에 분사되며, 분사된 여액은 조밀한 흙층과 자갈층을 통과하면서 투명한 여액이 되어 외부로 방출된다.

이와같이 작동되는 유기폐수처리장치는 유기폐수가 직접 투입되는 제1여과조부터 여과기능이 상실되며, 그에 따라 제2여과조에 부유물질이 과포함된 여액이 투입되어 제1여과조와 동일하게 여과상태가 포화되어 여과기능이 상실된다.

이러한 여과조의 여과기능상실을 막기 위해 일정한 시간이 지나면 제1여과조의 여재를 재충진하는 방법을 사용한다.

본 실시예의 여과조를 재충진하기 위해서 레일안착로(410)에 안착되어 있는 제1여과조(수용조, 21)를 회차로(420)의 배출부(421)로 이동시킨다. 상기 배출부로 이동된 제1여과조 내에, 유압으로 상하 구동되는 배출스크류컨베이어(60)의 수직스크류컨베이어 부분을 삽입하여 작동하면, 제1여과조에 충진되어 있는 톱밥(80)은 스크류컨베이어의 스크류를 따라서 여과조의 외부로 인양 또는 배출된다.

상기 배출과정이 완료되면 제1여과조(21)는 레일회차로의 충진부(422)로 이동되며, 충진부에 근접하여 설치되어 있는 충진스크류컨베이어(70)를 통해 여과조의 내부에 새로운 여재를 충진하게 되는 것이다.

그리고, 제1여과조가 여재를 재충진하기 위해 회차로(420)에서 이동하는 동안에 제2여과조(22)는 제1여과조(21)의 위치로, 제3여과조(23)는 제2여과조(22)의 위치로, 제4여과조(24)는 제3여과조(23)의 위치로 각각 이동하게 되며,제4여과조(24)가 안치되었던 자리에는 여재를 재충진한 제1여과조(21)가 안치된다.

이러한 방식으로 일정한 시간이 경과되면 유기폐수가 직접 투입되는 여과조는 회차로를 통해 여재를 재충진하여 여과조의 끝순으로 이동되고, 상기 여과조의 여액을 정화하는 두번째 여과조가 전면으로 이동되어 정화되지 않은 유기폐수를 정화하도록 한 것이다.

한편, 상기 여과조는 레일(41)에 슬라이딩되는 수용조(26)와 레일의 하부에 고정되어 있는 호퍼부(27)로 분리하여 레일에서의 이동이 용이하도록 한 것이나, 일체로 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 레일은 도면에 도시된 바와같이 직선의 형태로 설치되었으나, 원형으로도 설치 할 수 있다. 이러한, 원형 레일의 경우에는 별도의 회차로가 필요 없고, 여과조의 어느 한부분에 배출 및 충진 스크류컨베이어를 설치함으로써 장치의 경량화와 단순화를 이룰 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예의 구성에 한정되지 않고, 본 발명의 기술분야에 속하는 당업자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지 형태로 변형가능하다.

본 발명의 유기폐수처리장치는, 효율적인 여과를 위하여 다수개의 여과조를 구비하고, 상기 여과조를 프레임워크에 형성된 레일에 슬라이딩 가능하게 장착하며, 일정한 시간이 경과되면 유기폐수가 직접투입되는 여과조는 회차로를 통해 여재를 재충진하여 여과조의 끝순으로 이동하고, 상기 여과조의 여액을 정화하는 두번째 여과조가 전면으로 이동되어 축사로부터 방출되는 유기폐수를 여과하도록 한 것이다.

즉, 불순물을 가장 많이 포함하고 있는 여과조를 1차여과조로 사용하고 가장 순수한 여재를 담고있는 여과조를 최종여과조로 사용하며, 재충진과정이 자동화됨으로; 여과의 효율성이 증대되고, 사용자의 편의가 향상되는 장치를 제공함에 있다.

Claims (5)

1. 유기폐수처리장치에 있어서,

   여재가 충진되는 복수개의 여과조와;

   상기 여과조를 이동시키는 운반수단(41)과;

   상기 여과조에 장착되어 다음 여과조로 여액을 이송하는 이송수단(50)과;

   상기 여과조 내의 여재를 외부로 배출하기 위한 여재 배출수단(60)을 포함함을 특징으로 하는 유기폐수처리장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 여과조에 여재를 충진하는 여재충진수단(70)이 더 설치됨을 특징으로 하는 유기폐수처리장치.
3. 제 1항 및 2항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 여과조에는 여액과 여재를 분리하기 위한 다공판(260)이 더 설치됨을 특징으로 하는 유기폐수처리장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 여과조는 여재를 담는 수용조(26)와, 여액을 담는 호퍼조(27)로 분리됨을 특징으로 하는 유기폐수처리장치.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 여과조의 최종배출 여액을 탈색하도록 탈색조(30)가 더 설치됨을 특징으로 하는 유기폐수처리장치.