KR200221870Y1 - 축산분뇨의 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 물리화학적인 작용을 이용한 축산뇨의 처리장치에 관한 것으로, 상세히 설명하면, 액상 뇨를 처리하는 축산 뇨 액상 증발기에 관한 것으로 고액분리를 거친 액상 뇨를 적절한 온도 조건과 교반수단, 공기공급수단, 거품제거수단 및 토출상승수단 등을 구비하여 처리과정이 연속적, 자동적으로 이루어지도록 하고 처리 후 잔존물이 전혀 발생하지 않도록 하는 축산뇨의 처리장치에 관한 것이다.

Description

축산분뇨의 처리장치{The apparatus for process of stock raising for soil}

본 고안은 물리화학적인 작용을 이용한 축산뇨 처리장치에 관한 것으로, 상세히 설명하면, 액상 뇨를 처리하는 축산 뇨 액상 증발기에 관한 것으로 고액분리를 거친 액상 뇨를 적절한 온도 조건과 교반수단, 공기공급수단, 거품제거수단 및 토출상승수단 등을 구비하여 처리과정이 연속적, 자동적으로 이루어지도록 하고 처리 후 잔존물이 전혀 발생하지 않도록 하는 것이다.

일반적으로 축산 농가에서는 다량의 분뇨가 필연적으로 발생되는 것이었고, 이러한 축산 분뇨는 많은 수분을 함유하고 있음에 따라 처리하는데 상당한 비용과 어려움이 야기되고 있을 뿐 아니라, 축산 분뇨 내의 유기물이 분해할 때는 심한 악취가 발생하고 여타 병원균이 자생하게 되어 위생에 큰 영향을 끼치게 되는 것이었다.

이러한 축산 분뇨의 처리방법은 여러 가지 방법이 있겠으나, 지금까지는 대체적으로 가공 없이, 액비 또는 퇴비로 시비하는 방법과 수처리 시설을 활용하는 활성오니 처리 방법 및 수분 조정제를 투입하여 고속 발효시켜 퇴비 또는 퇴비의 원료로 활용하는 고속 발효 방법 등이 널리 적용되고 있다.

그러나 축산 분뇨를 가공 없이 퇴비로 시비하는 경우 우천 시 침출수 발생으로 주위 환경은 물론 지하수를 오염 시키는게 되는 문제점이 있을 뿐 아니라, 축산 분뇨 내의 중금속 등이 여과 없이 시비됨에 따라 작물 및 토양의 황폐화라는 문제점 등을 안고 있다.

또한 활성오니 처리 방법의 경우에도 처리 시설비용 및 유지비용이 과다하게 소요되어 현실적으로 중·소형 농가에서는 불가능하다는 문제점이 있는 것이었다.

고속 발효 방법 역시 많은 유지비용으로 인해 각 축산 농가에서 시행하기에는 어려움이 많다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 본 고안과 유사한 방법으로 감량화를 시키거나 아예 외부 에너지를 이용하여 건조시키는 방법 등이 제안되고 있다.

종래의 기술들은 처리하고자 하는 축산분뇨의 활성화에 필요한 충분한 공기 공급이 되지 못하거나 요구 감량율에 맞는 공기 공급 공정의 설계가 잘못된 점이 많아 감량율 10~30%에도 제대로 미치지 못하고, 불필요한 장치가 소요되며 처리시 방해되는 거품의 제거를 원활하게 하지 못하여 분뇨의 감량이 어려운 단점이 있어 왔다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 고안은 본 출원인이 특허출원한 출원번호 제99-17038(1999.5.12)호 및 10-1999-35628(1999.8.26)호 고안의 명칭 축산분뇨의 처리장치중 일부를 개량한 것으로서, 그 목적은 기본적으로 축산분뇨에서 분리된 액상 뇨의 100% 증발을 취하고 있다.

본 고안의 다른 목적은 고속발효조 내에서 혼화, 교반장치로 이용되고 있는 폭기와 파포기를 사용하고 거품제거수단을 이용하여 거품에 포함된 수분 및 무기물을 미세화시키고 증발시켜 액상뇨의 무방류 처리시설을 제공함에 있다.

도1은 본 고안의 축산뇨 처리장치의 처리도

도2는 본 고안의 축산뇨 처리장치의 상세도

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(1)돈사 (2)수집조 (3)저장조 (3`)정치조 (4,4`)고속발효조 (5)고액분리기 (6)폭기장치 (7,7`)파포기 (8,8`)증발기 (9,9`)수중펌프 (10,10`,10``)모터 (11)팬 (12)고정부(니데나) (13)베어링 (14)풀리 (15)축 (16)벨트 (17)파쇄판 (18)스크류임페라 (19)공기가열순환관 (20)토출관 (21,22)센서 (24)폭기판 (25)발효호기관 (27)파포기임페라

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기본적으로는 열화학반응을 이용하여 축산 뇨를 처리하는 것이고 공급된 축산 뇨를 특별히 제작한 폭기 장치 즉, 공기 강제공급수단 및 교반수단을 활용하여 축산 뇨 내의 유기물을 분해하도록 유도하고, 파포기로 거품 발생 및 부족한 증발 잠열의 일부 보충 등의 증발 감량에 대한 저해요인들을 제거시켜 액상 뇨를 무해한 기체로 상승 증발시키는 축산 뇨의 처리장치에 관한 것이다.

축산분뇨, 구체적으로 돈사의 경우 돼지 1,000두를 기준으로 약 돈분뇨가 일 6톤 생산되는데 본 고안의 방법 및 장치에 의해 처리하면 일 2톤의 고형분(퇴비)이 생산되고 일 4톤의 액상뇨는 증발시키는 방법을 이용하여 효율적으로 축산분뇨를 처리하였다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 고안의 축산 뇨 처리장치의 처리도, 도2는 본 고안의 축산뇨 처리장치의 상세도를 도시한 것이며, 돈사(1), 수집조(2), 저장조(3), 정치조(3`), 고속발효조(4), 고액분리기(5), 파포기(7), 증발기(8), 수중펌프(9,9`), 모터 (10,10`), 팬(11), 고정부(니데나)(12), 베어링(13), 풀리(14), 축(15), 벨트(16), 파쇄판(17), 스크류임페라(18), 공기가열순환관 (19), 토출관(20), 센서(21), 발효호기관(25), 파포기임페라(27)임을 알 수 있다.

본 고안은 축산 농가에서 필연적으로 발생되는 축산 분뇨를 분해, 감량 처리하도록 하는 것으로 이는 첨부된 도면의 도1이하에서 상세히 나타내고 있으며,

장치(A)의 구조를 살펴보면, 도2와 같이 수집조(2)와, 수집조(2)에 연결된 고액분리기(5)와 상기 고액분리기(5)에 연결된 정치조(3`)와, 상기 정치조(3`)과 연결된, 저장조(3)과, 상기 저장조(3)의 내부에 설치되어 있으며, 증발기(8), 파포기(7) 및 고액분리기로 구성된 장치(A)로 구성되어 있으며,

상기 증발기(8)는 장치(A) 상부에 설치되어 있으며, 최상부의 굴뚝입구 측면에 형성된 팬(11)과 상기 팬을 구동시키는 모터(10`)으로 구성되어 있으며,

상기 파포기(7)는 증발기(8)의 하부에 형성되어 있으며, 측면에 설치된 모터(10)에 연결된 폴리(14)와, 상기 폴리(14)와 벨트(16)에 의해 연결된 파포기축과 연결된 폴리(14`)와 상기 파포기임페라(27)을 지지하는 고정부(니데나)(12) 및 베아링(13)와, 상기 파포기축과 연결된 폴리(14`)의 하부에 설치된 파포기임펠라(27)와 최하부에 형성된 파쇄판(17)으로 구성되어 있으며,

상기 파포기(7)의 하부에 설치된 고속발효조(4)는 상기 파쇄판(17)로 상기 파포기(7)와 경계를 갖으며, 상기 파쇄판(17)의 하부에 형성된 스크류임페라(18)과, 상기 스크류임페라(18)의 하부에 형성된 토출관(20)과, 상기 토출관(20)의 중간부에 연결된 공기가열순환관(19)와, 상기 토출관(20)에 연결된 수중펌프(9)와, 상기 수중펌프(9)의 측면에 설치되어 있으며, 발효호기관(25)를 통하여 고액분리기(5)에서 유입된 액상분뇨를 저장조(3)에 순환시키는 다른 수중펌프(9`)으로 구성되어 있는 것이다

본 고안장치의 작동상태를 설명하면, 수집조(2), 고액분리기(5), 정치조 (3`), 장치(A)가 내장된 저장조(3) 를 통과하는 흐름에 따라 처리하는 것으로서, 보다 상세히 설명하면,

돈사(1)에서 배출되는 분뇨를 수집하는 수집조(2)를 통과하여 분뇨고액 분리장치(5)에서 고형분을 분리한 후 정치조(3`)에 잠시 정치시킨 다음, 저장조 (3)에 저장한 상태에서 외부 히터와 수위센서(21)에 의해 최적의 발효상태를 유지하며 수중펌프(9`)로 발효호기관(25)을 통하여 순환시킨다.

한편 다른 수중 펌프(9)에 의하여 일부 액체는 스크류임페라(18)을 거쳐 파쇄판(17)에 부딪히며 기포를 형성하게 되고 그와 동시에 공기가열순환관 (19)을 통하여 공기가 주입되어 호기성을 유지하며, 생성된 기포는 파포기(7)의 중앙 임펠라(27)에 의해 파쇄 되어 액으로 변하며 일부는 기화되어 상부 임펠라(11)에 의해 굴뚝으로부터 약 27m 상공으로 분사증발 시켜 뇨를 처리하였다.

이 방식은 기존의 토목식 저장조가 설치되어있는 농가에 적합한 시설이며, 이러한 시설물을 재이용 하는 경우 별도의 토목공사가 필요없이 설치가 간단하며 유지관리가 용이하다.

저장조 사양

비 교사양 및 성능	토 목 식(타사)	본원고안(A)	본출원인의 타고안(B)	본출원인의 타고안(C)
회 전 비(RPM)	1750	2800	2800	2100
소비전력	5HP 3.75KW7HP 2.25KW	8HP 6KW	8HP 6KW	3HP 2.25KW
운전시간	24시간	24시간	24시간	필요에 따라 가능
흡 입 량	구경100㎜	구경50㎜	구경50㎜	구경600㎜
산소흡입	토출흡입 40㎜	강제흡입 30㎜	강제흡입 30㎜	강제흡입 120㎜
증 발 량	60분/0.6ℓ	60분/108ℓ	60분/108ℓ	60분/108ℓ
발효효율	250ton 청수10ton투입 기준 90일	분뇨 100% 20톤기준 72시간	분뇨 100% 3ton기준 24시간	분뇨 100% 250ton기준 13일
기포발생비	청수 50%일때 100%	분뇨원액 100%일 때 100%	분뇨원액 100%일때100%	분뇨원액 100%일 때 100%
슬러지처리	약 10%	고액분리 처리	고액분리 처리	90%
발효처리	저온발요 연붉은색	고온발효 연붉은색	고온발효 연붉은색	저온발효 연붉은색
PPM측정비	25,000∼40,000청수 50%투입	5,000∼10,000	5,000∼10,000	25,000∼40,000
시간당처리	순환식	증발식	증발식	순환식
발효제첨가	있음	없음	없음	없음
평균발효온도	20℃∼30℃	45℃∼60℃	60℃∼80℃	36℃∼40℃
축사청정비(가스)	약간있음	없음	없음	없음
저장탱크시설	설계에 준하여토목공사 규격	기존저장조	자체탱크(본체)	규격가능
기계설비탱크내슬러지	100%잔존	없음	없음	없음
기계용도	발효용(수중모타)	제작기계	제작기계	제작기계
시설비	슬러지탱크/저장용발효조	없음	없음	발효조 2
설치 및 하자	기계제품(규격)	본체제작(없음)	본체제작(없음)	탱크용량에 따라 제작
가발효현상	있음(90일 이후)	없음	없음	없음
처리방법	생물학적 개념의 물리화학적	물리화학적방법	물리화학적방법	생물학적 개념의 물리화학적
시설내역	토목공법	본체제작 및 저장조	본체제작 탱크	토목공법

(파포기)

비 교사양 및 성능	타사	본원고안	본출원인의 타고안	본출원인의 또 다른 예
모터 RPM	1HP 1750	3HP 3600	3HP 3600	2HP 1750
기포분쇄량	제한	무한정	무한정	무한정
휀	없음	없음	없음	유RPM 1480/1850
임페라	RPM 1750	RPM 3200	RPM 3200	RPM 2100/2600
기포발생비 조절	불가능	조절할 수 있음	조절할 수 있음	조절가능
살포각도(분쇄)	거의 없음	상향 3,000㎜ 상승	상향 3,000㎜ 상승	상향 2,000㎜ 상승
잔거품분쇄	할수없음	무한정	무한정	무한정
분쇄량	60분/0.9ton	무한정	무한정	60분/8ton
과부하	있음	없음	없음	없음

(증발팬)

비 교사양 및 성능	타사	본원고안	본출원인의 다른예	본출원인의 또 다른예
모터 RPM	없음	1750	1750	없음
휀	없음	있음	있음	없음
증발량	없음	60분/108ℓ	60분/108ℓ	60분/108ℓ
상승높이	없음	약 27m	약 27m	약 2m
증발입자	없음	안개형태	안개형태	이슬비형태
냄새	있음	없음	없음	있음

이상 상술한 바와 같은 본 고안은 기본적으로 물리화학적인 방법을 이용하여, 100% 축산 분뇨를 분해 및 감량시켜, 처리하도록 하는 것으로, 기계적인 장치를 이용하여 연속적이고도 자동적으로 일련의 공정이 이루어지도록 함으로서 그 처리 성능을 배가시키고 폭기장치를 이용하여 분뇨, 및 공기를 원활히 혼합시키고 파포기로 기포를 제거하여 악취가 없는 황토색의 발효처리 액을 액상증발 방식을 활용하여 무해한 기체상태로 날려보내는 방법으로 잔존물이 전혀 발생하지 않아 환경에 미치는 영향을 최소화하는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 축산분뇨의 처리장치에 있어서, 증발기, 파포기(7) 및 고액분리기로 구성된 장치(A)로 구성되어 있으며,

   상기 증발기(8)와, 파포기(7)는 상기에서 기재된 증발기(8`)와 파포기(7`)과 동일하고, 상기 파포기(7)의 하부에 설치된 고속발효조(4)는 상기 파쇄판(17)로 상기 파포기(7)와 경계를 갖으며, 상기 파쇄판(17)의 하부에 형성된 스크류임페라 (18)과, 상기 스크류임페라(18)의 하부에 형성된 토출관(20)과, 상기 토출관(20)의 중간부에 연결된 공기가열순환관(19)와, 상기 토출관(20)에 연결된 수중펌프(9)와, 상기 수중펌프(9)의 측면에 설치되어 있으며, 발효호기관(25)를 통하여 고액분리기 (5)에서 유입된 액상분뇨를 저장조(3)에 순환시키는 다른 수중펌프(9`)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 축산뇨의 처리장치.