KR20070101019A - 축산폐수 처리설비의 전처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반 축산 농가에서 부담없이 손쉽게 사용할 수 있는 소형의 축산폐수 처리설비에서 축산폐수 중에 포함되어 있는 슬러지의 분쇄 및 펌핑이 가능하고, 또 설비를 용이하게 세척할 수 있는 전처리 장치에 관한 것이다.

본 발명은 축산폐수 중의 물과 슬러지를 분리 배출하기 위한 설비의 전단부에 슬러지를 분쇄 및 펌핑할 수 있는 수단, 세척수를 공급할 수 있는 수단 등을 구비하여 축산폐수 처리 전에 미리 슬러지를 분쇄한 후 강제로 밀어낼 수 있고, 또 설비 가동을 중단하지 않은 상태에서 설비의 세척을 용이하게 수행할 수 있도록 함으로써, 단위 시간당 처리할 수 있는 슬러지의 양을 늘릴 수 있는 등 축산폐수의 처리효율을 향상시킬 수 있으며, 설비 가동시 언제라도 손쉽게 설비를 세척할 수 있는 등 설비 가동률을 높일 수 있고 설비의 관리 및 취급을 보다 용이하게 할 수 있는 축산폐수 처리설비의 전처리 장치를 제공한다.

축산폐수, 오수, 슬러지, 원심분리방식, 전처리 장치, 분쇄, 펌핑, 세척

Description

축산폐수 처리설비의 전처리 장치{Pretretment device for stock raising onsite wastewater treatment equipment}

도 1은 본 발명에 따른 전처리 장치를 나타내는 평단면도

도 2는 본 발명에 따른 전처리 장치를 나타내는 측단면도

도 3은 도 1의 A-A 선 단면도

도 4는 본 발명에 따른 전처리 장치를 적용한 축산폐수 처리설비를 나타내는 평단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 축 11 : 블레이드

12 : 축산폐수 파이프 13 : 케이싱

14 : 세척수 파이프 15 : 차단판

16 : 패킹 17 : 스프링

18 : 드레인 파이프 19a,19b,19c : 밸브

20 : 베이스

본 발명은 축산폐수 처리설비의 전처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 축산폐수를 분리 처리하기 앞서 슬러지의 분쇄 및 펌핑, 설비의 세척 등을 수행할 수 있는 전처리 장치를 구비하여 축산폐수의 처리효율을 높일 수 있고, 설비의 관리 및 취급을 보다 용이하게 할 수 있는 축산폐수 처리설비의 전처리 장치에 관한 것이다.

최근 생활수준의 향상에 따라 축산물의 소비량이 날로 증대되고 있으며 축산업의 규모도 커지고 있다.

이에 따라 부수적으로 축산폐수의 발생량이 급증하고 있는 설정이다.

축산폐수는 오수와 슬러지가 함께 섞여 있기 때문에 그대로 방류될 경우 심각한 수질오염을 일으킨다.

목초지가 많은 유럽 등에서는 축산폐수를 유기질 비료 등으로 재활용하고 있는 반면, 우리나라와 일본에서는 축산폐수를 생물학적으로 처리한 후 방류하고 있는 실정이다.

그러나, 위와 같은 축산폐수 처리시설은 대부분 시설 설치면적과 건설비용 등이 많이 소요되므로 그 수가 한정되어 있고, 점차 증가하는 축산폐수의 양을 처리하는데에는 한계가 있다.

또한, 거의 대부분의 일반 영세한 축산농가에서는 경제적인 부담과 관리의 어려움때문에 축산폐수 처리시설을 갖추고 있지 못하며, 이로 인해 계속적으로 발생하는 상당량의 축산폐수를 하천 등에 그대로 방류하는 사례가 점차 늘어나는 실정이다.

이에 따라, 본 발명자는 축산폐수를 보다 효과적이고 경제적으로 처리할 수 있는 설비로서, 특허출원번호 제2004-79316호「축산폐수 처리장치」를 제시한 바 있다.

위의 축산폐수 처리장치는 고속회전의 원심분리방식을 이용하여 축산폐수 중의 물과 슬러지를 효과적으로 분리 배출할 수 있는 장치로서, 구조가 간단하고 취급이 간편하여 일반 축산 농가에서도 경제적인 부담이나 관리상의 어려움없이 사용할 수 있는 장점을 제공한다.

그러나, 위의 축산폐수 처리장치의 경우 축산폐수의 특성상 각종 이물질의 혼입 등으로 슬러지의 형태나 크기, 내용물 등이 일정하지 않을 뿐만 아니라 그 진행이 더디기 때문에 단위 시간당 축산폐수 처리용량이나 처리효율에 한계가 있고, 또 설비 내 슬러지의 축적에 의한 막힘 등으로 자주 설비를 분해 세척해야 하는 등 설비 가동률이 떨어지는 불리한 점을 갖고 있다. 또한 슬러지 투입전 커팅 및 펌핑 수단을 별도로 구성해야 하는 바 설비 비용이 많이 부담된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 축산폐수 중의 물과 슬러지를 분리 배출하기 위한 설비의 전단부에 슬러지를 분쇄 및 펌핑할 수 있는 수단, 세척수를 공급할 수 있는 수단 등을 일체로 구비하여 축산폐수 처리 전에 미리 슬러지를 분쇄한 후 강제로 밀어낼 수 있고, 또 설비 가동을 중단하지 않은 상태에서 설비의 세척을 용이하게 수행할 수 있도록 함으로써, 단위 시간당 처리할 수 있는 슬러지의 양을 늘릴 수 있는 등 축산폐수의 처리효율을 향상시킬 수 있으며, 설비 가동시 언제라도 손쉽게 설비를 세척할 수 있는 등 설비 가동률을 높일 수 있고 설비의 관리 및 취급을 보다 용이하게 할 수 있는 축산폐수 처리설비의 전처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 축산폐수 중의 슬러지와 물을 분리 배출하기 위한 설비에 있어서, 축산폐수가 유입되는 설비의 전단부 설치되며 축과 함께 회전하면서 슬러지를 분쇄하고 밀어내는 블레이드와, 축산폐수의 유입을 위한 축산폐수 파이프가 갖추어져 있으며 상기 블레이드가 속해 있는 축의 앞부분을 수용하면서 슬러지 진행을 위한 공간을 조성하는 동시에 축(10)과 통하는 케이싱을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 블레이드는 축에 동심원상으로 체결 고정되는 부시형태의 몸체부와, 상기 몸체부의 둘레면에서부터 반경방향으로 연장되면서 일정각도 틀어져 있는 다수 개의 커터부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이싱은 2개의 하우징 조합체로 이루어지고, 축의 입구보다 뒷쪽으로 위치되는 축산폐수 파이프를 갖는 동시에 축의 입구 앞쪽과 그 둘레로 일정 한 공간부를 조성하는 형태로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이싱의 일측에는 구동 초기의 물 공급과 설비의 세척을 위해 물을 공급하는 세척수 파이프가 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이싱의 내벽면에 밀착고정되는 차단판과, 케이싱의 축관통부위에 장착되는 패킹과, 상기 차단판과 패킹 사이에 개재되는 스프링으로 구성되어서, 축산폐수가 케이싱의 외부로 누출되는 것을 막아주는 실링수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이싱에 구비되는 축산폐수 파이프는 케이싱 접선방향으로 연결되면서 케이싱 바닥면과 동일한 높이로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이싱에 있는 축산폐수 파이프에는 설비 미사용시 내부의 물을 배출시킬 수 있는 드레인 파이프가 구비되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 전처리 장치가 설치되는 축산폐수 처리설비는 고속으로 회전하는 2개의 실린더를 조합한 후 실린더 속에 축산폐수를 투입하여 원심분리방식으로 축산폐수 중의 오수와 슬러지를 구별하여 분리 배출할 수 있도록 한 설비이며, 축산폐수 뿐만 아니라 음식물 쓰레기 등과 같이 수분과 찌꺼기가 함께 섞여있는 모든 폐기물 등도 효과적으로 분리 배출시킬 수 있는 기능을 갖는다.

이를 위하여, 상기 축산폐수 처리설비는 서로 간의 일정 간격을 유지하면서 동심원상으로 조합되는 2개의 실린더수단, 축산폐수의 강제 압송 및 공급을 위한 펌프수단, 슬러지로부터 물만 분리할 수 있는 필터수단, 슬러지를 한쪽으로 밀어서 이송시킬 수 있는 스크류수단, 실린더 회전을 위한 모터 및 풀리 전동수단 등을 포함한다.

본 발명의 전처리 장치는 위와 같은 축산폐수 처리설비에서 축산폐수가 유입되는 전단부에 설치되어 축산폐수 중의 오수와 슬러지를 분리 배출하기 전에 미리 슬러지 등을 분쇄하여 줌으로써, 슬러지의 분리 효율, 즉 축산폐수의 처리 효율을 높여주는 역할을 한다.

이를 위하여, 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 축산폐수 처리설비(100)의 전단부에는 프레임 구조물(110)상에 지지되는 케이싱(13)이 설치되고, 이때의 케이싱(13)은 축산폐수가 유입되는 부분인 중공의 축(10)을 수용하는 형태를 가지게 된다.

상기 케이싱(13)은 2개의 하우징을 조합한 형태로 이루어져 있으며, 프레임 구조물(110)상의 베이스(20)에 받쳐지는 구조로 고정되며, 한쪽 하우징의 벽면을 통해 축(10)에 관통되어 그 내부는 축(10)과 하나로 통할 수 있는 구조를 구성하게 된다.

즉, 케이싱(13)의 내부로 유입된 축산폐수는 케이싱 내의 공간을 거쳐 축(10)으로 진행된 후, 설비 본체로 보내져 처리될 수 있게 된다.

또한, 상기 케이싱(13)의 일측에는 밸브(19a)를 갖는 축산폐수 파이프(12)가 연결 설치되어 있으며, 이곳을 통해 축산폐수가 공급될 수 있게 된다.

특히, 이때의 축산폐수 파이프(12)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 케이싱(13)의 축선에 대해 90°방향에서 관통되는 동시에 케이싱의 접선방향으로 연결되면서 케이싱 바닥면과 동일한 높이로 설치된다.

또한, 상기 축산폐수 파이프(12)는 축(10)의 입구보다 뒷쪽으로 위치되고, 또 축(10)의 입구 앞쪽과 축 둘레로는 일정한 공간부가 조성됨에 따라 축산폐수 파이프(12)를 통해 케이싱 내로 유입된 축산폐수는 케이싱(13)의 앞쪽으로 진행하였다가 재차 그 방향이 꺽여 뒷쪽으로 진행하는 흐름을 갖게 된다.

또한, 케이싱(13)의 내부에는 축과의 관통부위로 축산폐수가 누출되는 것을 막아주는 실링수단이 설치된다.

상기 실링수단은 케이싱(13)의 내부공간에서 그 중심이 축(10)에 관통되는 형태로 케이싱에 대해 동심원상으로 배치되는 원판형태의 차단판(15)과, 축과 케이싱 관통부위를 실질적으로 막아주는 고무실링 등과 같은 패킹(16)과, 패킹(16)을 가압하기 위한 스프링(17)으로 구성된다.

이때의 상기 차단판(15)은 그 둘레면이 케이싱(13)의 내벽면에 밀착되는 동시에 적어도 2개의 볼트로 고정되어 있어서 내부로 유입된 축산폐수가 축과 케이싱의 관통부위쪽, 즉 케이싱(13)의 뒷쪽으로 가는 것을 1차 막아주는 역할을 하게 되고, 상기 스프링(17)은 차단판(15)과 패킹(16) 사이에 개재되어 패킹(16)을 압착시켜주는 역할을 하게 되므로, 축산폐수가 케이싱(13)의 외부로 누출되는 것을 완전히 막을 수 있게 된다.

여기서, 차단판과 축 간의 관통부위 및 차단판과 케이싱 벽면 간의 밀착부위에는 통상의 부싱 형태와 같은 실링부재를 장착하는 것이 바람직하다.

특히, 상기 케이싱(13)의 내부에는 슬러지 등의 분쇄를 위한 블레이드(11)가 구비되어 축산폐수가 설비측으로 보내지기 전에 슬러지를 잘게 부수어줄 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 블레이드(11)는 축(10)의 끝부분에 동심원상으로 끼워져 체결 또는 용접 등으로 고정되는 부시형태의 몸체부(11a)와, 상기 몸체부(11a)의 둘레면에서부터 반경방향으로 연장되는 다수 개의 커터부(11b)로 구성된다.

따라서, 설비 가동시 축(10)과 함께 회전하는 블레이드(11)에 의해 슬러지가 분쇄될 수 있게 된다.

또한, 이러한 블레이드(11)의 커터부(11b)는 마치 선풍기 날개 등과 같은 형태로 일정각도 틀어져 있어서, 슬러지를 분쇄하는 역할 이외에 슬러지를 한쪽방향, 즉 케이싱(13)의 앞쪽으로 가압 및 펌핑하는 역할도 동시에 수행할 수 있게 되며, 이에 따라 슬러지는 잘게 부수어진 상태로 커터부(11b)에 의해 강제 압송되므로, 설비측으로 원활한 진행을 보일 수 있게 된다.

또한, 상기 케이싱(13)의 일측, 예를 들면 축산폐수 파이프(12)가 연결되는 쪽의 반대쪽에는 밸브(19b)를 갖는 세척수 파이프(14)가 축산폐수 파이프(12)보다 조금 높은 위치에 연결 설치된다.

이때의 세척수 파이프(14)는 설비의 구동을 위해 초기에 물을 공급하는 역할도 하지만, 주로 케이싱(13)의 내부를 포함하는 설비의 내부를 세척하는 역할을 담당한다.

이렇게 세척수를 제공할 수 있는 세척수 파이프(14)가 케이싱(13)상에 일체 구비됨에 따라 설비측으로 세척수를 용이하게 공급할 수 있으며, 결국 종전과 같이 설비의 가동을 멈춘다거나 또 설비를 분해한다거나 하는 등의 노력이나 불편함없이 설비 가동 중에라도(축산폐수 파이프의 밸브를 잠금 상태에서) 언제든지 설비의 내부를 손쉽게 세척할 수 있게 된다.

또한, 동절기에는 설비 미사용시 내부 동결을 방지하기 위하여 내부의 물을 모두 배출시켜야 하기 때문에 이를 위하여 축산폐수 파이프(12)의 일측에는 밸브(19c)를 갖는 드레인 파이프(18)가 분기되는 형태로 연결 설치된다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 전처리 장치에 대한 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 4에서는 본 발명에서 제공하는 전처리 장치가 설치되어 있는 축산폐수 처리설비의 전체적인 형태를 보여준다.

먼저, 축산폐수 처리설비의 가동 초기에는 세척수 파이프(14)의 밸브(19b)을 일정시간 동안 열어서 설비 내에 물을 채워준다.

설비 내에 물이 채워지면 밸브(19b)를 잠근다.

설비의 가동 상태에서 축산폐수 파이프(12)의 밸브(19a)를 열면, 이때부터 축산폐수가 공급되기 시작한다.

계속해서, 케이싱(13)의 내부로 유입된 축산폐수 중의 슬러지는 축(10)과 함께 회전하고 있는 블레이드(11)의 동작영역을 통과하면서 잘게 분쇄된 후, 케이싱(13)의 앞쪽 공간으로 보내진 다음, 재차 축(10)으로 유입되어 설비 본체측으로 진행되어 분리 배출 처리된다.

즉, 축(10)을 통해 공급되는 축산폐수는 설비의 실린더 속으로 투입되고, 실 린더 속으로 투입된 축산폐수는 고속으로 회전하고 있는 실린더 속을 진행하면서 물은 필터를 거쳐 바깥쪽으로 빠져나가고, 물기가 빠진 슬러지는 스크류에 의해 한쪽으로 계속 밀리면서 최종적으로 배출구를 통해 배출된다.

따라서, 오수와 슬러지가 혼합되어 있는 상태의 축산폐수는 고속회전하는 실린더에 의해 물과 물기가 제거된 슬러지로 분리된 후 배출될 수 있게 된다.

특히, 전처리 장치에 의해 슬러지를 미리 분쇄한 후 설비측으로 공급하기 때문에 그 처리효율을 한층 높일 수 있게 된다

이때, 케이싱(13)의 뒷쪽으로는 차단판(15)과 패킹(16)이 막고 있기 때문에 케이싱(13)의 뒷쪽을 통한 축산폐수의 누출은 없게 된다.

한편, 슬러지에 의한 필터의 막힘 등으로 설비의 처리효율이 떨어지는 것을 막기 위하여 축산폐수의 공급을 중단한 상태에서 주기적으로 세척수 파이프(14)를 통해 세척수를 공급함으로써, 케이싱(13)의 내부 및 블레이드(11)에 끼인 슬러지를 제거할 수 있고, 또한 설비의 내부를 세척할 수 있게 된다.

물론, 이때의 세척작업은 설비를 가동시킨 상태에서 수행할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 축산폐수 중에 포함되어 있는 물과 슬러지를 분리 배출하기에 앞서 슬러지를 분쇄 및 펌핑할 수 있는 수단을 제공함으로써, 단위 시간당 처리할 수 있는 슬러지의 양을 늘릴 수 있으며, 이에 따라 축산폐수의 처리효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 설비 내에 세척수를 공급할 수 있는 수단을 연계 설치하여 설비 가동시 언제라도 손쉽게 설비를 세척할 수 있도록 함으로써, 설비의 막힘 등과 같은 기능저하를 막을 수 있고 설비의 가동률을 높일 수 있는 등 전반적으로 설비의 관리 및 취급을 보다 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 축산폐수 중의 슬러지와 물을 분리 배출하기 위한 설비에 있어서,

   축산폐수가 유입되는 설비의 전단부 설치되며 축(10)과 함께 회전하면서 슬러지를 분쇄하고 밀어내는 블레이드(11)와, 축산폐수의 유입을 위한 축산폐수 파이프(12)가 갖추어져 있으며 상기 블레이드(11)가 속해 있는 축(10)의 앞부분을 수용하면서 슬러지 진행을 위한 공간을 조성하는 동시에 축(10)과 통하는 케이싱(13)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 축산폐수 처리설비의 전처리 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 블레이드(11)는 축(10)에 동심원상으로 체결 고정되는 부시형태의 몸체부(11a)와, 상기 몸체부(11a)의 둘레면에서부터 반경방향으로 연장되면서 일정각도 틀어져 있는 다수 개의 커터부(11b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 축산폐수 처리설비의 전처리 장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 케이싱(13)은 2개의 하우징 조합체로 이루어지고, 축(10)의 입구보다 뒷쪽으로 위치되는 축산폐수 파이프(12)를 갖는 동시에 축(10)의 입구 앞쪽과 그 둘레로 일정한 공간부를 조성하는 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 축산폐수 처리설비의 전처리 장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 케이싱(13)의 일측에는 구동 초기의 물 공급과 설비의 세척을 위해 물을 공급하는 세척수 파이프(14)가 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 축산폐수 처리설비의 전처리 장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 케이싱(13)의 내벽면에 밀착고정되는 차단판(15)과, 케이싱(13)의 축관통부위에 장착되는 패킹(16)과, 상기 차단판(15)과 패킹(16) 사이에 개재되는 스프링(17)으로 구성되어서, 축산폐수가 케이싱의 외부로 누출되는 것을 막아주는 실링수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축산폐수 처리설비의 전처리 장치.
6. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 케이싱(13)에 구비되는 축산폐수 파이프(12)는 케이싱 접선방향으로 연결되면서 케이싱 바닥면과 동일한 높이로 설치되는 것을 특징으로 하는 축산폐수 처리설비의 전처리 장치.
7. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 케이싱(13)에 있는 축산폐수 파이프(12)에는 설비 미사용시 내부의 물을 배출시킬 수 있는 드레인 파이프(18)가 구 비되는 것을 특징으로 하는 축산폐수 처리설비의 전처리 장치.

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