KR20080111356A - 발효조의 공기 순환시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발효조의 공기 순환시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 축산 분뇨나 음식물 쓰레기와 같은 유기성 폐기물을 발효조에 저장하여 발효시키는 과정에서 발효조 내에 발생한 발효가스가 포함된 공기를 미생물이 배양된 목재 칩을 이용하여 탈취 및 정화할 수 있게 할 목적으로, 유기성 폐기물을 저장한 발효조(100)와; 상기 유기성 폐기물의 발효과정에서 발생된 발효가스가 포함된 공기를 탈취 및 정화하기 위한 미생물 배양칩 층(202)이 형성된 정화실(200)과; 상기 발효조 내의 공기를 흡입하여 정화실 내로 이송하기 위한 흡입배관(150)과; 상기 정화실 내의 정화공기를 발효조의 바닥부(101)로 이송하기 위한 배출배관(250);을 포함하여 이루어진 발효조의 공기 순환시스템이 개시된다.

Description

발효조의 공기 순환시스템{AIR CIRCULATING SYSTEM OF FERMENTATION CHAMBER}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 순환시스템의 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 순환시스템의 흡입배관 구성을 보인 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기 순환시스템의 배출배관 구성을 보인 평면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 발효조 101 : 바닥부
102 : 유기성 폐기물 150 : 흡입배관
151 : 흡입배관 입구 152 : 제1송풍기
153 : 정화실 배관 154 : 정화실 배출구
200 : 정화실 201 : 다공 플레이트
202 : 미생물 배양 칩 250 : 배출배관
251 : 배출배관 입구 252 : 제2송풍기
253 : 발효조 배관 254 : 발효조 배출구
본 발명은 돼지, 소, 양과 같은 가축이 배설한 분뇨나 음식물 쓰레기 등과 같은 유기성 폐기물을 발효시킬 때 발생하는 발효가스를 미생물이 접종된 목재 배양칩 층에 순환, 통과시킴으로써 발효조 내에 형성된 발효가스가 포함된 공기를 순환시스템에 의해 효과적으로 탈취 및 정화할 수 있도록 하는 발효조의 공기 순환시스템에 관한 것이다.
축산 농가에서 사육하는 돼지나 소 또는 양이나 염소, 닭 등의 가축은 대부분 농가의 수익을 목적으로 사육되므로 그 개체 수가 수백 내지 수천 마리에 이르는 등 대부분의 가축이 대량으로 사육되며, 그에 따라 이들 가축으로부터 1일 동안 배설되는 분뇨의 양이 수 톤에 달하는 경우도 있다.
가축의 분뇨나 가정, 음식점 등에서 발생하는 음식물 쓰레기와 같은 유기성 폐기물을 재처리함으로써 퇴비 등으로 사용하기 위한 방안은 매우 다양하게 소개되고 있는데, 이러한 유기성 폐기물을 처리하기 위한 가장 기초적인 단계는 그것들을 일정 시간 숙성 내지 발효시키는 것이다.
그러나 유기성 폐기물을 발효시키는 과정에서 다량의 발효가스가 발생하고, 이 발효가스는 심한 악취를 내포하므로 도심에서는 발효 처리 시설을 설치하는데 한계가 있을 뿐 아니라, 도심이 아닌 농가에서도 이러한 시설물은 기피 대상이 되고 있는 실정이다.
더욱이, 유기성 폐기물이 발효되면서 발생하는 가스는 악취뿐 아니라 각종 유해세균이 포함되어 있고, 이러한 유해 세균은 공기 중에 부유하여 발효조 시설물의 주변에 거주하는 사람이나 발효조 시설물에 종사하는 사람 등에게 전염병 유발과 같은 악영향을 끼칠 우려가 있으므로, 발효조 내의 발효가스를 포함하는 공기를 효과적으로 탈취 및 정화할 필요성이 절실히 요구되고 있다.
이에 따라, 본 발명은 상기의 문제점을 해결함과 동시에 그 필요성을 충족하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 축산 분뇨나 음식물 쓰레기와 같은 유기성 폐기물의 발효 과정에서 발생한 발효가스를 외부의 공기 유입 없이 그 자체를 미생물이 접종된 미생물 배양칩 층으로 순환시킴과 동시에 발효조 내의 공기 중에 미생물이 배양되도록 공기 순환에 의해 효과적으로 발효가스의 악취 및 유해세균을 제거할 수 있도록 하면서도 순환시스템을 저렴한 비용으로 시공할 수 있는 발효조의 공기 순환시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발효조의 공기 순환시스템은, 유기성 폐기물을 저장한 발효조와; 상기 유기성 폐기물의 발효과정에서 발생한 발효가스가 포함된 공기를 탈취 및 정화하기 위한 미생물 배양칩 층이 형성된 정화실과; 상기 발효조 내의 공기를 흡입하여 정화실 내로 이송하기 위한 흡입배관과; 상기 정화실 내의 정화공기를 발효조의 바닥부로 이송하기 위한 배출배관;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 정화실 내의 미생물 배양칩 층은 다공 플레이트 상에 지지되도록 적층되고, 상기 다공 플레이트 저부에 상기 흡입 배관과 연결된 정화실 배관이 구비되며, 상기 정화실 배관에 적어도 하나 이상의 정화실 배출구가 천공되어 발효 가스가 발효실 내에 균일하게 배출되게 하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는, 상기 정화실을 복수 개 설치하고, 정화실 배관은 흡입 배관으로부터 분기하여 상기 복수 개의 정화실 내에 각각 인입되게 함으로써 대용량의 발효조 내의 공기를 신속하고 확실하게 탈취 및 정화할 수 있다.
또한, 상기 발효조의 바닥부 내에 적어도 하나 이상의 발효조 배출구가 천공된 복수 개의 발효조 배관을 매설하고, 상기 각 발효조 배관을 상기 배출 배관으로부터 분기 설치하되, 상기 배출배관의 입구가 상기 복수 개의 정화실에 대응하는 수로 하여 각 정화실에서 인출되게 할 수 있다.
한편, 상기 발효조의 바닥부 내에 복수 개의 발효조 배관을 매설하고, 상기 발효조 배관은 상기 배출 배관으로부터 분기 설치되게 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 순환시스템의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 순환시스템의 흡입배관 구성을 보인 평면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기 순환시스템의 배출배관 구성을 보인 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 발효조의 공기 순환시스템은, 가축의 분뇨나 음 식물 쓰레기와 같은 유기성 폐기물(102)을 저장하여 발효시키기 위해 콘크리트로 이루어진 바닥부(101) 및 그 상부가 천막 등과 같이 적당한 수단으로 폐쇄되도록 한 발효조(100)를 포함하며, 상기 수용된 유기성 폐기물(102)이 발효되는 과정에서 발생한 발효가스는 발효조(100) 내의 공기 내에 혼입되어 심한 악취와 함께 유해 세균을 포함할 수 있으며, 발효조(100) 내에 있는 공기는 흡입배관(150)을 통해서 정화실(200)로 이송된다.
상기 정화실(200) 내부에는 호기성 미생물을 접종 및 배양한 대략 200mm 내외의 목재를 약 500 내지 2000mm 범위 내의 두께로 쌓아 올린 미생물 배양칩 층(202)이 구비되며, 상기 미생물 배양칩 층(202)은 정화실(200)의 저부에 일정한 공간이 형성되도록 설치된 다공 플레이트(201) 위에 적층시키는 것이 바람직하다.
상기 다공 플레이트(201)는 내부에 무수히 많은 슬릿 또는 구멍이 전체 면적에 대해 균일하게 천공되어 발효실(200) 내의 저부 공간과 상기 미생물 배양칩 층(202)을 서로 통하게 한 것이다.
그리고 상기 정화실(200) 내부 역시 외부 공기와 차단되도록 밀폐한다.
상기 미생물 배양칩 층(202)을 구성하는 목재의 길이는 제한이 없으나, 다수의 나무칩이 서로 엉켜있는 형태로 층을 형성하기 때문에 미생물 배양칩 층(202) 내부는 크고 작은 공간이 형성되어 있고, 이는 목재에 배양된 호기성 미생물이 증식하는데 유용한 환경을 제공한다.
상기 흡입배관(150)은 발효조(100) 내의 상부에 흡입배관 입구(151)가 마련되고, 흡입배관(150)의 일정 부분에 발효조(100) 내의 공기를 빨아 들이기 위한 제 1송풍기(152)가 설치된다.
상기 흡입배관(150)의 반대편에는 정화실 배관(153)이 형성되고, 상기 정화실 배관(153)은 정화실(200) 내의 다공 플레이트(201) 하부에 설치되며, 정화실 배관(153)에는 일정 간격으로 복수 개의 정화실 배출구(154)가 형성된다.
이때, 발효조(100)의 한 변의 길이가 수십 미터에 달하는 대용량 처리시설인 인 경우, 도 2를 참조하는 바와 같이 정화실(200)을 복수 개 설치할 수 있다.
도 2와 같이 정화실(200)이 복수 개 설치되는 경우, 상기 정화실(200) 내로 인입되는 정화실 배관은 정화실(200)의 설치 개수와 동일한 개수로 하여 각 정화실(200)마다 각각 정화실 배관(153)이 설치되며, 이를 위해 흡입배관(150)에서 정화실 배관(153)(153')(153")을 분기하여 각 정화실(200) 내로 인입되게 설치한다.
또한, 상기 발효조(100) 내의 흡입배관 입구(151) 역시 발효조(100) 내부의 공기를 균일하고 신속하게 흡입할 수 있도록 하기 위해 발효조(100)의 가운데 부분에 복수 개 설치할 수 있다.
한편, 배출배관(250)은 상기 정화실(200)의 내부, 더욱 구체적으로는 미생물 배양칩 층(202) 상부의 공기를 흡입하여 다시 발효조(100) 내부로 공급하기 위한 것으로, 이를 위한 배출배관(250)은 정화실(200) 내의 상부에 배출배관 입구(251)가 마련되고, 배출배관(250)의 일정 부분에 정화실(200) 내의 공기를 빨아 들이기 위한 제2송풍기(252)가 설치된다.
상기 배출배관(250)의 반대편에는 발효조 배관(253)이 형성되는데, 상기 발효조 배관(253)은 발효조(100) 하부의 바닥부(101) 내에 매설되는 것이 바람직하 고, 이때 발효조 배관(253)에 형성된 복수 개의 발효조 배출구(254)가 바닥부(101) 상단에 노출되도록 하여 발효조 배출구(254)에서 배출되는 공기가 바닥부(101)를 거쳐서 발효조(100) 내부로 공급되게 한다.
전술한 바와 같이, 발효조(100)의 한 변의 길이가 수십 미터에 달하는 대용량 처리시설인 인 경우, 도 3을 참조하는 바와 같이 정화실(200)이 복수 개 설치된 것에 대응하여 상기 발효조 배관(253) 역시 바닥부(101) 전체 면적에 대하여 균일하게 설치되도록 배출배관(250)으로부터 분기하여 일정 간격으로 복수 개 설치될 수 있고, 이때 상기 정화조(200)의 설치 수에 대응하여 발효조 배관(253)(253')(253")을 구획으로 분리할 수 있다.
또한 각 구획으로 분리된 발효조 배관(253)(253')(253")에 대응하여 각 정화실(200)의 공기를 별도로 흡입할 수 있도록 제2송풍기(252)(252')(252") 역시 분리 설치할 수 있고, 이와 같이 하면, 어느 하나의 제2송풍기(252)는 어느 하나의 정화실(200) 내의 공기를 흡입하여 어느 한 구획의 발효조 배관(253)을 통해서만 공기를 이송시키게 된다.
물론, 본 발명에 따른 배출배관(250) 구조는 도 3의 실시예로만 한정되는 것은 아니며, 상기 발효조 배관(253)이 배출배관(250)으로부터 분기하여 복수 개 설치된 것이라면 다양한 형태로 변경 가능하다.
다음은, 상기 발효조의 공기 순환시스템의 구성에 의하여 공기가 탈취 및 정화되는 작용을 설명하며, 이를 통해 본 발명이 더욱 구체화될 것이다.
도 1을 참조하는 바와 같이, 발효조(100) 내에 저장된 유기성 폐기물(102)에 서는 발효 과정에서 특유의 발효가스가 생성되어 발효조(100) 내에 부유하게 되므로 발효조(100) 내의 공기는 심한 악취와 함께 유해성 세균을 포함하고 있다.
이러한 공기는 제1송풍기(152)의 가동에 의해서 흡입배관 입구(151)를 통해 흡입되어 흡입배관(150)을 경유하여 정화실 배관(153)으로 이송되며, 정화실 배관(153)에 설치된 적어도 하나 이상의 정화실 배출구(154)를 통해 정화실(200) 내부로 배출된다.
배출된 공기는 다공 플레이트(201)에 의해서 1차 저지된 상태에서 다공 플레이트(201)에 균일하게 분포된 구멍을 통해 상부로 이동하므로, 정화실(200) 내의 면적에 대해 공기가 균일하게 분포하여 상승할 수 있고, 다공 플레이트(201)를 통과한 공기는 미생물 배양칩 층(202)을 통과하는 동안 호기성 미생물과 접하면서 탈취 및 정화 처리된다.
호기성 미생물의 번식과 배양을 위한 공기 중의 산소 비중은 최소 5% 이상이어야 하며, 번식 및 배양을 극대화하기 위해서는 산소가 10% 이상을 만족해야 하는데, 본 발명에 의한 미생물 배양칩 층(202)은 목재가 서로 엉켜 있는 상태이므로 내부에 충분한 공간이 형성되어서 정화실 배출구(154)를 통해 배출된 공기가 호기성 미생물의 번식에 필요로 하는 산소요구량을 충족할 수 있음은 물론, 공기 중에 포함된 악취 요인 및 유해 세균을 효과적으로 정화 처리할 수 있다.
이렇게 탈취 및 정화 처리된 공기는 제2송풍기(252)의 가동에 의해서 배출배관 입구(251)를 통해 흡입되어 배출배관(252)을 경유하여 발효조 배관(253)으로 이송되며, 발효조 배관(253)에 설치된 적어도 하나 이상의 발효조 배출구(254)를 통 해 발효조(100) 내부로 배출된다.
이때 발효조 배관(253)이 바닥부(101) 내에 균일하게 분포하도록 구획화된 경우, 또는 발효조 배관(253)이 배출배관(250)에서 분기하여 바닥부(101) 내에 등간격으로 설치된 경우, 공기가 바닥부(101) 전체 공간에 대해 균일하게 배출되어 유기성 폐기물(102) 전체 면적에 대해 균일하게 공기를 공급하므로, 유기성 폐기물(102)이 신속하고 균일하게 발효될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 발효조의 공기 순환시스템에 의하면, 외부 공기의 유입 없이 발효조 내의 유기성 폐기물에서 발생하는 발효가스를 전량 흡입하여 정화실에서 탈취 및 정화시킨 다음 다시 발효조 내부로 환원시키는 발효조 내의 공기 순환 과정을 통해 공기 중에 미생물이 배양된 공기투입으로 발효효율이 배가되어 발효조 내에 악취나 유해 세균이 부유하지 않게 되고, 효과적이면서도 효율적으로 발효가스를 정화할 수 있고, 또한 그에 따른 설비 비용이 간단하여 저렴하게 설치할 수 있는 유리한 효과를 갖는다.
게다가 이와 같은 효율적인 공기 정화로 인해 발효조 내부는 물론 발효조의 주변 환경이 크게 개선되고, 또한 인체에 유해한 요소가 제거되므로 안전성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 유기성 폐기물을 저장한 발효조(100)와;
    상기 유기성 폐기물의 발효과정에서 발생된 발효가스가 포함된 공기를 탈취 및 정화하기 위한 미생물 배양칩 층(202)이 형성된 정화실(200)과;
    상기 발효조 내의 공기를 흡입하여 정화실 내로 이송하기 위한 흡입배관(150)과;
    상기 정화실 내의 정화공기를 발효조의 바닥부(101)로 이송하기 위한 배출배관(250);을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발효조의 공기 순환시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 정화실(200) 내의 미생물 배양칩 층(202)은 다공 플레이트(201) 상에 지지되도록 적층되고, 상기 다공 플레이트(201) 저부에 상기 흡입 배관(150)과 연결된 정화실 배관(153)이 구비되며, 상기 정화실 배관(153)에 적어도 하나 이상의 정화실 배출구(154)가 천공된 것을 특징으로 하는 발효조의 공기 순환시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 정화실(200)이 복수 개 설치되고, 정화실 배관(153)은 흡입 배관(150)으로부터 분기되어 상기 복수 개의 정화실(200) 내에 각각 인입된 것을 특징으로 하는 발효조의 공기 순환시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 발효조(100)의 바닥부(101) 내에 적어도 하나 이상의 발효조 배출구(254)가 천공된 복수 개의 발효조 배관(253)이 매설되고, 상기 각 발효조 배관(253)은 상기 배출 배관(250)으로부터 분기 설치되되, 상기 배출배관(250)의 입구(251)를 상기 복수 개의 정화실(200)에 대응하는 수로 하여 각 정화실에서 인출되게 한 것을 특징으로 하는 발효조의 공기 순환시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 발효조(100)의 바닥부(101) 내에 복수 개의 발효조 배관(253)이 매설되고, 상기 발효조 배관(253)은 상기 배출 배관(250)으로부터 분기 설치되되, 상기 각 발효조 배관(253)에 적어도 하나 이상의 발효조 배출구(254)가 천공된 것을 특징으로 하는 발효조의 공기 순환시스템.
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