KR20170034971A - 탈취기능이 내장된 액비 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가축 사육장에 사육 과정에서 배출하는 가축 분뇨 및 분뇨 청소수를 고액 분리기로 이물질을 분리한 축산 분뇨액의 액비 제조과정 중 각 공정에서 발생되는 오염공기를 탈취부로 배기하여 탈취부의 고전압 발생기에서 생성되는 전계전자 에너지를 방전전극에 인가하여 방전극 사이로 유입되는 오염공기에 인가하여 전기화학적 반응으로 오염공기의 수분 및 악취유발 물질 분자의 공유결합을 분해하여 정화하고, 정화공기와 잉여의 활성기체를 가압하여 부식, 이온, 산화, 환원 반응공정의 순환배관에 설치된 이젝터의 산기관에 공급하여 이젝터 내부를 순환하는 분뇨액에 분사하여 산화, 환원, 고형분 분해를 통해 축산 분뇨액 내의 세균살균, pH 조정, 항생물질을 산화 처리할 수 있고, 이온 반응조 및 산화환원 반응조 본체 내부에 설치된 복수개의 전극에 직류전압을 인가하여, 방전극 사이를 순환하는 분뇨액 중의 양이온, 음이온성 이온물질 제거 및 고형분을 응집하여 침강되도록 하여 배출하고, 미생물을 분뇨액에 공급하여 미생물에 의해 흡착, 산화, 동화, 고액분리 등의 생물학적 반응으로 분뇨액을 액비로 제조하거나, 고도 처리하여 방류할 수 있는 탈취기능이 내장된 액비제조장치에 관한 것이다.

Description

탈취기능이 내장된 액비 제조장치{A device for manufacturing liquid fertilizer contained function of deodorization}
본 발명은 탈취기능이 내장된 액비 제조장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 축사에서 가축사육 과정에서 배출하는 분뇨 및 청소수를 고액 분리기로 이물질을 분리한 분뇨액을 펌프를 이용하여 순환라인 내부로 순환시키면서, 액비제조 공정 중 발생되는 오염공기를 탈취부로 배기하여 고전압 발생기에서 생성되는 매우 높은 전계전자 에너지를 탈취부에 유입되는 오염공기에 인가하여 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원 반응 등의 전기화학적 반응으로 OH- Radical 등의 활성기체를 생성하여 오염공기를 정화하고 가압하여, 순환되는 분뇨액에 공급하여서 활성기체와 분뇨액의 혼합, 기액 접촉, 산화, 환원반응 및 고형분을 분해를 통해 분뇨액 내의 세균살균, 산, 알칼리도(pH) 조정, 항생물질을 부식 처리할 수 있는 탈취기능이 내장된 액비 제조장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 순환펌프가 설치되고 이젝터가 설치된 순환라인이 포용되며, 직류전원을 공급받는 양극, 음극의 전극이 복수 개 설치된 각각 독립된 복수 개의 본체 내부로 순환펌프를 이용하여 분뇨액을 순환시켜서 이온 중화반응으로 분뇨액 중의 양이온성 물질, 음이온성 물질을 제거하고, 전기응집반응으로 불용물질, 부유물질, 고형분을 응집하고 활성기체에 의한 산화반응, 미생물에 의한 흡착, 산화, 동화, 고액분리 반응으로 분뇨액을 고도 처리하여 액체비료를 제조하거나 방류하고, 제조 공정의 각 공정에서 응집되어 침전된 슬러지는 펌프를 이용하여 필터 프레스로 보내어 압착과정에서 탈수되어 분리된 여액은 환류시켜 재처리하고, 분리된 케익은 분리 저장하여 고상유기질 비료의 원료로 재활용하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치에 관한 것이다.
산업발달과 국민 소득의 증가로 육류및 유제품에 대한 소비가 꾸준히 증가하면서 축산농가에서 가축 사육두수가 증가하면서 가축분뇨 발생량 또한 크게 증가하였다. 가축분뇨의 부적절한 관리와 처리기술 개발이 미진한 상태여서 악취발생의 집단 민원이 제기되고 천연 비료로서 재활용율이 저조한 실정이다.
가축분뇨의 효율적인 처리방안으로서 유기질 비료 자원으로서의 이용에 관심이 급증하고 있다.
특히 화학 비료나 농약등으로 인한 환경오염과 영양염류 집적되는 현재의 작물재배의 토양에서 유기질 비료 자원의 요구는 증대되고 있다. 또한 국민의 웰빙에 대한 관심이 높아 지면서 친환경 유기농산물 재배를 위해 가축분뇨를 친환경 유기농 자재로 이용하는 방안에 대한 관심 또한 증가하는 추세이다.
가축 분뇨로는 퇴비, 액상분뇨 또는 발효 액비 형태로 처리되어 비료로서 사용되고 있으며, 가축분뇨를 퇴비화 시키면, 각종 영양분을 동시에 함유하고 있어작물에에 대한 종합영양적인 효과를 나타낼 수 있다. 그러나 가축분뇨 퇴비의 경우, 퇴비 품질의 표준화가 어렵고, 퇴비 수급의 불균형이 나타나는 등의 문제점을 갖는다.
액상분뇨는 퇴비화에 비하여처리가 간편하고,퇴비보다 비료효과가 속효성이 있다는 이점이 있으나, 살포시 악취가 심하고,액상분뇨의 과다 사용시 토양중에 유입된 무기질 중 질산태질소가 용탈되어 경제적 손실과 지하수 오염을 유발시키기도 한다.
가축분뇨의 발효액비는 가축의 사육과정에서 배출되는 분,뇨 및 청소수의 혼합물 등을 비료로 활용할 목적으로 수집,저장하고 일정기간동안 부숙시켜 병원성 미생물,잡초종자 등을 사멸시키고 난분해성 물질등을 분해하여 환경에 노출되어도위해성이 없는 안정화된 액상물을 말하는 것이다.
이러한 발효액비는 작물 생육에 필요한 성분인 질소, 인, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등과같은 다량 원소 및 미량원소도 포함하고 있어 비료로서의 가치가 높다고 볼 수 있다.
그러나 가축분뇨 유래 비료성분 중 질소는 현재 사용되고 있는 화학비료 사용량에 미치지 못할 뿐만 아니라, 고형물을 많이 함유하고 있어 주로 노지작물의 가비로만 사용되고 있으며, 시설재배에서 관비 형태의 추비나 양액재배 적용시에는 노즐과 발브 및 관막힘을 예방하기 위하여 반드시 여과 과정을 거쳐야 한다. 또한, 여과나 희석 등의 공정을 거치면서 작물에 필요한 영양성분의 불균형으로 인해 정상 생육이 어려운 결과를 초래 하였다.
대한민국 특허 공보 제10-1301283(액비제조장치)에서는 액비 제조 공정에서 발생되는 스컴을 회수하는관에 이젝터의 공기 유입부에 연결하고, 이젝터를 통해 유기 폐기물과 공기를 혼합시켜서 공기와 토착 미생물이 반응할 수 있는 충분한 시간을 주면서 동시에 저장조에 저장되는 스컴을 공기와 유기 폐기물로 파쇄 시켜서 스컴을 분쇄시켜주는 별도의 소포장치가 필요없는 축산분뇨 토착미생물 발효 액비제조 장치가 제시되어 있으나 이 기술은 액비제조에 많은 시간이 소요되며, 유해 세균에 대한 살균 기능이 없으며, 제조 과정중 발생되는 악취를 정화할 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 특허 공보 제10-1180328호(응축 모듈에 의한 냄새 발생을 저감한 액비제조를 위한 발효장치 및 그 발효방법)에서는 음식물쓰레기 등 유기성 폐기물을 발효시켜 액비를 제조하는 공정에서 발생하는 수증기 및 휘발성 악취가스를 2단계 응축모듈로 수분과 휘발성 악취가스를 각각의 응축 모듈에서 응축하여 회수하는 방법이 제시되어 있으나, 이 기술은 액비제조에 많은 시간이 소요되며, 유해 세균에 대한 살균 기능이 없으며, 제조 과정 중 발생되는 악취를 정화할 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 특허공보 제10-1258691호(액비 제조장치)에서는 원통형의 밀폐구조의 액비발효조 상부에 가스 배출구를 하부에 액비 배출구를 구비한 개폐도어를 설치하고 프레임을 소정의 각도로 기울어지게 하여 공기발생부에서 공급되는 공기를 액비 발효조 본체에 설치된 다수개의 공기 공급공에 공급하여 내부에서 선회류형태로 공급하는 액비 발효조 제조장치가 공지되어 있으나, 이 기술은 액비 제조에 많은 시간이 소요되며, 유해 세균에 대한 살균 기능이 없으며, 제조 과정 중 발생되는 악취를 정화할 수 없다.
즉, 지금까지 개발된 액비 제조 장치는 전술한 문제점들로 인해 효율성 측면, 보건학적 안전성 측면, 효율적인 악취농도 저감측면에서 미진한 부분이 있다. 보다 양호한 제거 효율과 안전성을 확보하면서 유지관리비가 적게 드는 액비 제조 장치는 아직까지 개발이 미진한 상태이다.
[관련기술문헌]
1. 액비제조장치(CHEMICAL REATOR FOR MANUFACTURING LIQUID FERTILIZER)(특허등록번호 제10-1301283호)
2. 응축모듈에 의한 냄새발생을 저감한 액비제조를 위한 발효장치 및 그 발효방법(Fermentation method and apparatus for manufacture of Liquid-fertilizer with two-step condensing module)(특허등록번호 제10-1180328호)
3. 밀폐형 액비제조장치(APPARATUS FOR MANUFACTURING LIQUID MANURE CLOSE TYPE)(특허등록번호 제10-1258691호)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가축 사육장에 사육 과정에서 배출하는 가축 분뇨 및 청소수를 고액 분리기로 이물질을 분리한 분뇨액의 처리과정 중에 발생되는 오염공기를 탈취부에 배기하여 고전압 발생기에서 생성되는 매우 높은 전계전자 에너지를 인가하여 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원반응 등의 전기 화학적 반응으로 오염공기 중 악취유발물질 분자의 공유결합을 분해하여 정화하고, 정화된 공기와 잉여의 활성기체를 가압, 순환되는 분뇨액에 공급하여 활성기체와 분뇨액과의 혼합, 기액접촉, 산화, 환원반응 및 고형분 분해과정을 통해 축산 분뇨액 내의 세균살균, pH 조정, 항생물질을 부식 처리할 수 있는 탈취기능이 내장된 액비 제조장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 각각 독립된 복수 개 하우징 내부에 양극, 음극으로 구성된 복수 개의 방전극을 설치하고 방전극에 직류전원(DC)을 인가하여 활성화시키고, 순환 펌프로 상기 방전극 사이로 분뇨액을 순환시켜서 분뇨액 중 오염물질이 이온중화 반응으로 양이온성 물질 및 음이온성 물질이 제거되고, 전기응집 반응으로 불용물질, 부유물질, 용존물질이 응집되어 침강시켜 오염물질을 정화하는 과정에서 고형분이 미립화되고, 동시에 미생물의 흡착, 산화, 동화, 고액분리 반응으로 분뇨액을 고도 처리하여 액체비료를 제조하거나 방류하고, 제조 공정의 각 공정에서 응집되어 침전된 슬러지는 펌프를 이용하여 필터프레스로 보내어 압착하여 탈수되어 분리된 여액은 환류시켜 재처리 하고, 분리된 케익은 분리 저장하여 고상유기질 비료의 원료로 재활용하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치에 관한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 탈취기능이 내장된 액비 제조장치는, 고액 분리기를 통해 가축 사육장에서 배출되는 가축 분뇨, 청소수 중의 이물질이 분리 제거되어 반응탱크에 공급되어 펌프에 의해 배관과 반응탱크를 순환하는 축산 분뇨액에 공정 중 발생되는 오염공기에 탈취부의 고전압 발생기에서 생성된 높은 전계전자 에너지를 인가하여 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원 반응 등의 전기화학적 반응으로 오염공기 중 악취유발 물질분자의 공유결합이 분해하여 정화하고, 정화된 공기와 잉여의 활성기체를 가압, 공급하면서, 교반기를 가동하여 유입된 분뇨액을 교반하면서, 효소액 저장탱크에 저장된 리파제(Lipase), 셀라제(Cellase), 프로테아제(Protease), 아말라아제를 각각 적정량을 공급하여 분뇨액 중의 지방성분, 섬유소, 단백질, 전분성분을 분해하고 난 후, 첨가제 공급라인의 산성용액 탱크에 저장된 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 초산(H3COOH), 인산(H3PO4), 염산(HCl) 등의 산성용액 중 어느 하나 이상을 선택하여 축산 분뇨액에 적량 공급하여, 축산분뇨와 산성용액이 반응하여 floc이 생성되어 액면위로 부상되어 와류되는 floc을 회수판으로 회수되도록 하고, 알칼리액 저장탱크에 저장된 수산화칼슘[Ca(OH)2], 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화암모늄[NH4(OH)]등의 알칼리액 중 어느 하나 이상을 선택, 적량 투입하여 산성의 축산분뇨를, 중화반응 과정에서 발열반응으로 1차 가열하고, 사전에 프로그램하여 입력된 제어반의 설정온도까지 본체 내부에 설치된 히터에 전원을 공급하여 2차가열하여 축산 분뇨액을 고온 살균하고, 탈취부에서 오염공기 정화과정 중에 생성되는 OH- Radical, 히드록실이온(H3O2 -) 등의 활성기체로 분뇨 속의 항생물질을 산화반응으로 제거되도록 하는 부식조; 상기 부식조의 전자발브 개방에 의해 이송되는 분뇨액에 탈취부의 고전압 발생기에서 생성되는 매우 높은 전계전자 에너지가 공정 중에 발생되어 유입되는 오염공기에 인가되어 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등의 전기화학적 반응으로 오염 공기 중 악취유발물질 및 공기 분자의 공유결합 분해하여 오염공기를 정화하는 과정에서 생성된 발생기 산소(O), OH- Radical 등의 활성기체를 가압하여 순환 배관 상에 설치된 이젝터를 통해 축산분뇨에 공급되어 분뇨액과 활성기체와의 혼합, 기액접촉에 의한 기포생성으로 고형분의 미립화 및 산화, 환원반응으로 분뇨액 중의 오염물질을 정화하면서, 본체 내부에 설치되는 수직형 전극고정대, 수직형 전극고정대를 고정하는 수평형 고정대, 수직형 전극고정대에 중심부가 수직형 전극고정대의 직경보다 크게 타공된 양(+)극, 음(-)극이 아랫방향에서 상부 방향으로 번갈아 설치되고, 절연 전선으로 양극은 양극끼리 연결하고, 음극은 음극끼리 연결하여서 직류 전원공급부에 연결되고, 이어 직류전원이 공급되어 활성화된 방전극 사이로 분뇨액이 순환되면서 양(+)극, 음(-)극 사이에서 분뇨액 중의 양이온은 음극에, 음이온은 양극에 반응하여 이온성 물질이 제거되고, 고형분이 응집되어 본체 하부로 침강되고, 저장탱크에 저장된 미생물이 전자발부가 개방되어서 중력차로 본체 내부로 공급되어 미생물에 의해 분뇨액이 흡착, 산화, 동화, 고액분리 반응으로 처리되는 이온 제거부; 상기 이온 제거부에서 무기물, 양이온, 음이온성 오염물질이 제거되고, 미생물에 의해 생물학적으로 처리된 축산 분뇨액을 펌프를 이용하여 본체로 이송하여 본체 상부에 설치된 저장탱크의 미생물이 공급배관 상 전자발브가 개방되어 본체 내부로 공급되고, 순환배관 상에 설치된 이젝터로 탈취부의 고전압 발생기에서 생성된 전계전자 에너지를 공정 중에 발생되어 유입되는 오염공기에 인가하여 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응등의 전기화학적 반응으로 오염물질 분자의 공유결합 분해하여 오염가스를 정화하고, 정화된 공기와 잉여의 발생기 산소(O), OH- Radical 등의 활성기체를 가압하여 이젝터에 공급하여 이젝터 내부를 순환하는 분뇨액과 활성기체와의 혼합, 기액접촉에 의한 기포생성으로 고형분의 미립화 및 산화, 환원반응으로 분뇨액 중의 오염물질을 정화하고, 본체 내부에 설치되는 수직형 전극고정대, 수직형 전극 고정대를 고정하는 수평형 고정대, 수직형 전극고정대에 중심부가 수직형 전극고정대의 직경보다 크게 타공되고, 상하 표면에는 부직포 재질의 미생물 담체가 부착된 양(+)극, 음(-)극이 아랫방향에서 상부 방향으로 번갈아 설치되고, 절연 전선으로 양극은 양극끼리 연결하고, 음극은 음극끼리 연결하여 직류 전원공급부에 연결된 방전극 사이로 분뇨액이 순환 되면서, 탈취부에서 생성되어 순환배관상의 이젝터의 산기관에 공급되어 분뇨액과 혼합되어 본채내부로 유입되는 발생기 산소(O), OH- Radical 등의 활성기체와 산화반응하며 미생물에 의한 흡착, 산화, 동화, 고액분리 등의 생물학적 반응이 진행되는데, 복수 개의 방전극 상하 표면에 부직포, 세라믹 기공체, 폴리(에틸렌글리콜)아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜)디아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜)메타아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜)디메타아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜)디비닐에테르, 폴리(에틸렌글리콜)에틸 에테르, 폴리(에틸렌글리콜)페닐에테르 아크릴레이트로 이루어진 군에서 어느 한가지 이상의 재질이선택되어 부착되는 담체를 부착하여, 담체 면적을 적은 공간에 효율적으로 증가시킬 수 있어, 단위 체적당 미생물이 담지량이 증대되고, 증식되며, 양(+)극, 음(-)극에서 용존 부유물 및 이온물질, 미립화된 고형분은 응집되어 본체 하부로 침강되고, 분뇨액의 물분자가 해리되어 생성되는 산소(O)에 의해 용존산소량이 증가되어, 호기성 미생물의 증식 환경을 개선하며, OH- Radical등의 활성기체에 의해 분뇨액 중의 오염 물질이 산화 및 유해 세균이 살균되고, 분뇨액이 본체 상부 일측면에 설치된 유입관으로 유입되고 본체 중간부분 일측면에 설치된 배출관으로 배출되는 구조에서 분뇨액이 나선형으로 와류되어, 와류궤도의 연장된 유로의 길이만큼 체류시간 연장에 의해 반응시간이 연장되어 처리 효율이 향상되고, 순환과정에서 산화반응에 의해서 생성되는 floc은 중력과 와류방향의 원심력의 벡터 합성력이 작용하는 방향으로 본체 하부로 침강되고, 하부 내부에 설치된 철(Fe) 재질의 양(+)극, 음(-)극에서 응집 반응에 의해 다시한번 응집되어서 배출관의 전자발부를 개방하여 펌프에 의해 가압되어 농축조로 배출하고, 정화된 분뇨액은 순환 배관상의 전자발브을 개방하여 침전조로 공급하는 산화 반응조; 상기 산화 반응조에서 반응이 종료된 분뇨액은 펌프를 이용하여 순환 배관을 경유하여 본체 상부연결된 배관으로 공급되고, 이송된 분뇨액을 교반기를 가동하여 교반하고, 첨가제 투입부에 저장된 응집제가 중력차로 공급되어 교반과정에서 응집이 이루어지며, 본체 하부로 응집물(슬러지)의 침강 및 침전이 완료되면 방류 배관의 전자발브가 개방되고 펌프가 가동되어 정화된 분뇨액이 최종 방류되고, 본체 하부에 침전된 슬러지는 펌프를 이용 가압하여 농축조로 보내는 침전조; 상기 부식조에서 부식과정 중에 발생되는 floc이 펌프에 의해 가압되어 본체에 공급되고, 이온 제거부에서 이온과정 중에 생성되는 슬러지가 펌프에 의해 가압되어 배관을 통해 본체로 이송되어 산화반응부에서 산화반응과정 중에 생성되는 슬러지가 펌프에 의해 가압되어 배관을 통해 본체로 이송되고, 침전조에서 침전된 슬러지가 펌프에 의해 가압되어 배관을 통해 본체로 이송되면 교반기가 가동되어 이송된 슬러지 및 floc을 교반하면서, 본체상부 저장 탱크에 저장된 응집제가 본체 내부로 공급되어 이송된 슬러지 및 floc을 다시한번 응축하여 농축되고, 펌프를 이용하여 농축된 슬러지를 가압하여 필터프레스에 보내어 압착, 탈수하어 탈수된 케익은 저장탱크로 회수되어, 유기농 고상비료 원료로 재사용되고 탈수 폐액은 부식조로 배출하는 농축조; 상기 부식조, 이온 제거부, 산화 반응조, 농축조의 반응공정중 발생되는 오염가스를 흡기 Fan의 흡인력에 의해 본체내부로 유입되어 표면에 복수 개의 열교환용 핀이 부착된 냉동시스템의 증발기핀에 접촉되어 증발기 내부에 순환되는 냉매가 기화되면서 발생되는 기화열에 의해 간접 열교환되어 오염가스의 수중기 및 저비점 오염물질이 이슬점 이하까지 냉각 응축 액화되어 본체 하부로 회수되고, 본체 내부로 유입되는 오염가스와 열교환되어 기화된 냉매가스는 냉동시스템의 압축기로 회수되어 압축과정을 통해 고온 고압의 기체로 응축기로 이송되어 외부공기와 간접 열교환되어 고온 고압의 액체로 응축된 다음 팽창발브를 통과하면서 저온 저압의 액체로 변환되어 오염기체와 열교환하여 오염기체 중 수분및 저비점 오염물질을 냉각, 응축하는 일련의 과정이 반복 수행되고, 회수된 응축수는 중력차로 부식조로 회수되며, 수분이 제거된 오염공기는 본체 내부의 기액 분리판으로 이송되어 격자형 기액 분리판에 접촉하여 수분이 분리된 후 고전압 방전부으로 이송되어 고전압 발생기에서 생성되는 매우 높은 전계전자 에너지에 인가되어 해리, 이온화, 전자유기, 여기, 산화, 환원 반응 등의 전기화학적 반응으로 오염공기 중의 악취유발물질, 수분 공기분자의 공유결합을 분해하여 오염공기를 정화하고, 정화된 공기와 잉여의 발생기 산소(O), OH- Radical 등의 활성기체가 탈취부의 가압 FAN에 의해 가압되어 부식조, 이온 제거부, 산화 반응조의 순환배관상에 설치된 이젝터의 산기관에 공급되어 순환되는 축산분뇨액에 분사되도록 하는 탈취부; 및 상기 부식조, 이온 제거부, 산화반응조, 침전조, 농축조, 탈취부를 피드백 처리하고 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 탈취기능이 내장된 액비 제조장치는, 부식조, 이온제거부, 산화반응조, 침전조, 농축조, 탈취부로 구성되며, 또한, 밀폐회로 시스템으로 구성되어 악취유발 물질을 배출하지 않아 집단 민원 문제를 해결하고 주변지역을 청정환경으로 조성하여 축산분뇨의 처리시설의 민원의 문제점을 해결하고 자원화율을 향상시켜 경제적, 환경적으로 유용하다.
또한, 발명의 실시예에 따른 탈취기능이 내장된 액비 제조장치는, 액비제조 공정 중에 발생되는 오염공기중의 악취유발물질의 정화과정 중에 생성되는 산소(O), OH- Radical 등의 활성기체를 이용하여 분뇨액 중에 함유된 유해세균을 살균하고, 부식반응에 산, 알칼리의 중화반응의 발열을 이용하기 때문에 히터사용의 에너지 사용량을 줄일 수 있고, 중화과정의 발열과 히터로 분뇨액을 가열하여 고온조건과 산소(O), OH- Radical 등의 활성기체를 이용하여 분뇨액 중의 항생물질을 제거할 수 있어 식물-동물, 식물-인간의 매개체에 의한 항생물질 전달의 경로를 차단할 수 있어 공공위생 및 공공 보건학적 측면에서 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 발명의 실시예에 따른 탈취기능이 내장된 액비제조장치는, 부식반응, 이온제거반응, 산화반응 공정에 각각 이젝터, 순환펌프가 설치된 순환라인으로 분뇨 액을 순환시키면서 활성기체를 공급, 흡수율을 향상시켜 분뇨액과 활성기체와의 혼합, 기액접촉에 의한 기포생성으로 고형분의 미립화 및 산화, 환원반응 및 복수 개의 전극이 설치되어 이온반응 및 산화반응 면적을 증가시키고, 미생물의 담지량을 증가시키며, 분뇨액을 와류시켜 체류시간을 연장하고 공정마다 부유물질, 고형분, 용존물질등을 응집 및 배출시켜 처리효율을 향상시켜 처리 시간 단축으로 생산량을 크게 증가시킬 수 있다.
또한, 발명의 실시예에 따른 탈취기능이 내장된 액비제조장치는 부식반응, 이온제거반응, 산화반응, 침전반응으로 분뇨액 중의 이온성 물질제거, 고형분의 미립화 및 응집, 불용물질 제거 등으로 고 품질의 액비를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비 제조장치 전체 시스템 구성도
도 2는 도 1의 탈취기능이 내장된 액비 제조장치의 부식조의 세부구성을 도시한 단면도
도 3은 도 1의 탈취기능이 내장된 액비 제조장치의 이온 제거부의 세부구성을 도시한 단면도
도 4는 도 1의 탈취기능이 내장된 액비 제조장치의 산화 반응조의 세부구성을 도시한 단면도
도 5는 도 1의 탈취기능이 내장된 액비 제조장치의 침전조의 세부구성을 도시한 단면도
도 6은 도 1의 탈취기능이 내장된 액비 제조장치의 농축조의 세부 구성을 도시한 단면도
도 7은 도 1의 탈취기능이 내장된 액비 제조장치의 탈취부의 세부구성을 도시한 단면도.
도 8은 도 1의 탈취기능이 내장된 액비 제조장치의 제어부를 나타내는 단면도
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비제조장치의 전체 구성도를 나타낸다. 첨부된 도 1를 참조하여 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비제조장치의 세부 구성을 살펴보면, 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비제조장치는 크게 부식조(100), 이온 제거부(200), 산화반응조(300), 침전조(400), 농축조(500), 탈취부(600), 제어부(700)로 구성된다.
상기 부식조(100)는 가축 사육장에서 배출되는 가축 분뇨, 청소수, 이물질이 혼합된 축산 분뇨액은 고액 분리기(도면부호 미도시)에서 미세 기공이 복수 개 타공된 복수 개의 여과망을 통과하는 과정에 일정크기 이상의 이물질이 분리 제거된 후 펌프(111)에 의해 부식조(100) 내부로 공급되고, 이어 본체 상부(130)에 설치된 교반기(1131)를 가동하여 유입되는 분뇨액을 교반하면서, 본체 상부와 하부에 연결된 순환 배관상의 펌프(142)를 가동하여 본체 하부의 분뇨액을 흡입하여 본체 상부의 노즐에 공급 분사시켜 공정반응 과정에 발생되는 기포를 탈포하고, 공정작업 중에 발생되는 오염공기는 탈취부(600)로 배기하여 탈취부의 고전압 발생기에서 생성되는 전계전자 에너지가 공정 중에 발생되어 유입되는 오염공기에 인가되어 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등의 전기화학적 반응으로 오염 공기 중 악취유발물질 및 공기 분자의 공유결합 분해하여 오염공기를 정화하는 과정에서 생성된 발생기 산소(O), OH- Radical 등의 활성기체를 가압하여 순환 배관 상에 설치된 이젝터를 통해 축산분뇨에 공급되어 분뇨액과 활성기체와의 혼합, 기액 접촉에 의한 기포생성으로 고형분의 미립화 및 산화, 환원반응으로 분뇨액 중의 오염물질을 정화하면서, 효소액 저장탱크(121)에 저장된 리파제(Lipase), 셀라제(Cellase), 프로테아제(Protease), 아말라아제 등의 효소제를 적정량씩 자유낙하 방식으로 교반 중인 분뇨액에 공급하여 분뇨액의 지방성분, 섬유소, 단백 질, 전분성분을 농도에 따라 일정시간 동안 분해공정을 진행시켜 상기 물질을 분해 및 점도수치를 저감시키고 이어서, 산성용액 탱크(122)에 저장된 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 초산(H3COOH), 인산(H2PO4), 염산(HCl)등의 산성용액 중 어느 하나 이상을 선택하여 적정량을 자유낙하 방식으로 교반 중인 분뇨액에 공급하여 산성 부식 반응공정을 일정시간 진행하고, 반응공정 중에 생성되어 액면위로 부상되어 와류하는 floc을 floc 회수판(134)을 이용하여 floc 회수챔버(135)로 회수하고, 일정시간 경과 후 알칼리액 저장탱크(123)에 저장된 수산화칼슘[Ca(OH)2], 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화암모늄[NH4(OH)]의 알칼리용액 중 어느 하나 이상을 선택하여 적정량을 자유낙하 방식으로 교반 중인 분뇨액에 공급하여 산성의 축산분뇨를 중화반응으로 pH 농도를 조절하여 중화하면서 중화반응과정에서 생성되는 발열로 분뇨액을 1차 가열하고, 사전에 프로그램되어 입력된 온도에 도달 할 때까지 내부 히터에 전원을 공급하여 2차가열하여 고온조건 및 OH- Radical, 히드록실이온(H3O2 -)등의 활성기체와 산화반응으로 분뇨 속의 항생물질 제거한다.
부식 방응이 완료되면 순환 배관상의 전자발브(143)를 닫고, 전자발브(145)를 열고 펌프(142)를 가동하여 이온제거부(200)로 분뇨액을 공급하고, 회수통(137)으로 회수된 floc은 배출관의 전자발브(139)를 열고 펌프(138)를 가동하여 농축조(500)로 배출한다.
상기 이온 제거부(200)는 상기 부식조(100)의 전자발브(141) 닫힘 및 전자발브(145) 열림 그리고 펌프(142)의 가동에 의해 이온 제거부(200)의 순환배관(210)으로 이송되는 분뇨액에, 공정과정중 배기되어 탈취부(600)로 유입되는 오염공기에 고전압 발생기에서 생성되는 전계전자 에너지가 인가하여 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등의 전기화학적 반응으로 오염공기 중 악취유발물질 분자의 공유결합 분해하여 오염공기를 정화하고, 정화된 공기와 잉여의 발생기 산소(O), OH- Radical등의 활성기체를 가압하여 이젝터(213)의 산기관에 공급하여 이젝터(213) 내부를 순환하는 분뇨액과 활성기체와의 혼합, 기액 접촉에 의한 기포생성으로 고형분의 미립화 및 산화, 환원반응으로 분뇨액 중의 오염물질을 제어반(800)에 사전에 프로그램되어 입력된 시간 동안 정화공정이 계속 진행되고, 제어반(800)에 프로그램되어 입력된 시간동안 펌프(212)는 계속 가동되어 이온반응조(200) 상하부로 분뇨액을 순환 및 이젝터(213)를 통해 순환하는 분뇨액에 산소(O), OH- Radical 등의 활성기체를 계속 공급하여 분뇨액 중의 고형분을 미립화하고 산화반응을 진행한다. 또한, 이온제거부(200) 내부에 설치되는 복수 개의 방전극은 수직형 전극고정대(201), 수직형 전극고정대를 고정하는 수평형 고정대(202), 수직형 전극고정대(201)에 중심부가 수직형 전극고정대(201)의 직경보다 크게 타공된 양(+)극(231), 음(-)극(232)이 아랫방향에서 상부 방향으로 번갈아 설치되고, 절연 전선으로 양극은 양극끼리 연결하고, 음극은 음극끼리 연결하여서 직류 전원공급부에 연결된 방전극 사이로 분뇨액이 순환되면서 양(+)극(231), 음(-)극(232) 사이에서 분뇨액 중의 양이온은 음극에 음이온은 양극에 반응하여 이온이 제거되고 고형분이 응집되어 침강되는 공정이 개시되고, 동시에 저장탱크(240)에 저장된 Micrococcus, Staphylcoccus, Bacillus 등의 그람양성균, Pseudomonas, Aeromdnas 등의 그람음성균 중에서 어느 한 가지 이상의 미생물이 선택되어 전자발부(241)이 개방되어서 중력차로 본체 내부로 공급되어, 분뇨액 중에 혼합되어 흡착, 산화, 동화, 고액분리 등의 생물학적 반응이 제어반(800)에 사전에 프로그램되어 입력된 시간동안 진행되어 진행되면서 본체하부에는 고형분등의 슬러지가 침강되어 적층되고 분뇨액은 정화된다. 이온제거 반응이 완료되면 순환 배관상의 전자발브(211)를 닫고, 전자발브(215)를 열고 펌프(212)를 가동하여 산화반응조(300)으로 분뇨액을 공급하고, 본체하부에 적층된 슬러지는 배출관(260)의 전자발부(261)을 열고 펌프(263)을 가동하여 농축조(500)으로 공급한다.
상기 산화반응조(300)는 상기 이온제거부(200)에서 무기물, 양이온, 음이온이 제거된 축산분뇨액을 배출관의 전자발브(211) 닫힘 및 전자발브(215) 열림 그리고 펌프(212)의 가동에 의해 산화반응조(300)의 순환배관(310)으로 이송되는 분뇨액에 공정과정 중 배기되어 탈취부(600)로 유입되는 오염공기에 고전압 발생기에서 생성되는 매우 높은 전계전자 에너지가 인가하여 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등의 전기화학적 반응으로 오염공기 중 악취유발물질 분자의 공유결합을 분해하여 오염공기를 정화하고, 정화된 공기와 잉여의 발생기 산소(O), OH- Radical 등의 활성기체를 가압하여 이젝터(312)의 산기관에 공급하여 이젝터(312) 내부를 순환하는 분뇨액과 활성기체와의 혼합, 기액 접촉에 의한 기포생성으로 고형분의 미립화 및 산화, 환원반응으로 분뇨액 중의 오염물질을 정화하는 공정이 제어반(800)에 사전에 프로그램되어 입력된 시간 동안 계속 진행되고, 제어반(800)에 프로그램되어 입력된 시간동안 펌프(311)는 계속 가동되어 산화반응조(300) 상하부로 분뇨액을 순환 및 이젝터(213)를 통해 순환하는 분뇨액에 산소(O), OH- Radical 등의 활성기체를 계속 공급하여 분뇨액 중의 고형분을 미립화하고 산화반응을 진행한다.
또한 산화반응조(300) 내부에 설치되는 수직형 전극고정대(301), 수직형 전극 고정대를 고정하는 수평형 고정대(302), 수직형 전극고정대에 중심부가 수직형 전극고정대의 직경보다 크게 타공되고, 상하 표면에는 부직포 재질의 미생물 담체(313)가 부착된 양(+)극,(331) 음(-)극(332)이 아랫방향에서 상부 방향으로 번갈아 설치되고, 절연 전선으로 양극은 양극끼리 연결하고, 음극은 음극끼리 연결하여 직류 전원공급부에 연결된 방전극 사이로 분뇨액이 순환되면서 탈취부(600)에서 순환 배관상의 이젝터(312)의 산기관으로 공급되는 발생기 산소(O), OH- Radical의 활성기체와의 산화반응과 본체상부에 설치된 저장탱크(320)에 저장된 Micrococcus, Staphylcoccus, Bacillus 등의 그람양성균, Pseudomonas, Aeromdnas 등의 그람음성균 중에서 어느 한 가지 이상의 미생물이 선택되어 배출관의 전자발브(321)이 개방되어 순환되는 분뇨액에 중력차로 공급되어 흡착, 산화, 동화, 고액분리 등의 생물학적 반응이 진행되는데 방전극 상하 표면에 부착된 담체(313)에 미생물이 담지되어 증식되고, 양(+)극(331), 음(-)극(332)에서 용존 부유물이 응집 및 이온물질의 제거, 분뇨액의 물분자가 해리되어 생성되는 산소(O)에 의해 용존산소량이 증가되고, OH- Radical에 의해 분뇨액 중의 오염 물질이 산화 및 유해 세균이 살균되고, 분뇨액이 장치 내부로 와류하면서 순환과정에서 산화반응에 의해서 생성되는 Floc은 본체하부로 침강되고, 하부 내부에 설치된 철(Fe) 재질의 양(+)극(333), 음(-)극(334)에서 응집 반응에 의해 응집되어 본체 하부에 적층되는 일련의 반응이 제어반(800)에 사전에 프로그램되어 입력된 시간동안 진행되어 진행된다. 산화반응이 완료되면 순환 배관상의 전자발브(313)를 닫고, 전자발브(315)를 열고 펌프(311)를 가동하여 침전조(400)으로 정화된 분뇨액을 공급하고, 본체하부에 적층된 슬러지는 배출관(360)의 전자발부(361)를 열고 펌프(233)를 가동하여 농축조(500)로 공급한다.
상기 침전조(400)는 상기 산화 반응조(300)에서 반응이 종료된 분뇨액은 전자발브(313)가 폐쇄되고 전자발브(314,315,411)가 개방된 상태에서 펌프(311)가 가동되어 본체(430) 상부로 공급되고, 이어서 본체 상부에 설치된 배기관의 전자발브(461)가 개방되어 공정 중 발생되는 오염공기는 탈취부(600)의 흡기팬에 의해 탈취부(600)로 배기되고, 이어서, 교반기(431)가 가동되어 공급된 분뇨액을 교반하고, 응집제 용기에(420)에 저장된 폴리아크릴 아마이드, 로도코가스 애리쓰로 폴리스(Rhodoc0ccus erythropolis), 코리네 박테리움(Corynebacterium), 아스페레 질러스 소자((Aspergillus.sp) 등의 응집제 중에서 어느 한 가지 이상의 물질이 선택되어서 중력차로 본체내부의 분뇨액에 공급되어 교반이 이루어지고, 교반에 따라 슬러지가 침전이 완료되면 방류 배관(440)의 전자발브(442)가 개방되고 펌프(441)가 가동되어 정화된 분뇨액이 최종 방류되고, 본체 하부에 침전된 슬러지는 배출관(450)의 전자발브(451,452)가 개방되고 펌프(453)가 가동되어 농축조(500)로 배출한다.
상기 농축조(500)는 상기 부식조(100)에서 부식과정 중에 발생되는 floc이 펌프(133)에 의해 가압되어 본체에 공급되고, 이온 제거부(200)에서 이온과정 중에 생성되는 슬러지가 펌프(251)에 의해 가압되어 배관(251)을 통해 본체로 이송되어 공급되고, 산화반응조(300), 산화반응중에 생성되는 슬러지가 펌프(353)에 의해 가압되어 배관(360)을 통해 본체에 공급되고, 침전조(400)에서 침전된 슬러지가 펌프(453)에 의해 가압되어 배관(450)을 통해 본체에 공급되면서 본체상부 배기관의 전자발브(551)가 개방되어 탈취부(600)의 흡기팬(601)에 의해 탈취부(600)로 흡기되면서, 교반기(531)가 가동되어 슬러지 및 floc을 교반하면서 본체상부 저장 탱크(520)에 저장된 폴리아크릴 아마이드, 로도코가스 애리쓰로 폴리스(Rhodoc0ccus erythropolis), 코리네 박테리움(Corynebacterium), 아스페레 질러스 소자((Aspergillus.sp) 등의 응집제 중에서 어느 한 가지 이상의 물질이 선택되어서 중력차로 배관상의 전자발브(521)이 개방되어 본체(530) 내부로 공급되어 이송된 슬러지 및 floc을 농축하고, 농축과정이 완료되면 배출배관(540)의 전자발브(541,543)가 개방되고, 펌프(542)가 가동되어 슬러지를 가필터 프레스에 보내어 압착, 탈수하어 탈수된 케익은 저장탱크로 회수되어 유기농 고상 비료원료로 사용되고, 탈수 폐액은 부식조(100)로 배출하도록 구성된다.
상기 탈취부(600)는 상기 부식조(100), 이온 제거부(200), 산화반응조(300), 침전조(400), 농축조(500)의 반응공정 중 발생되는 오염공기를 흡기 Fan(601)의 흡인력에 의해 본체내부로 유입되어 표면에 복수 개의 열교환용 핀이 부착된 냉동시스템(610)의 증발기(614)에 접촉되어 증발기(614) 내부에 순환되는 냉매가 기화되면서 발생되는 기화열과 간접 열교환 되어 이슬점 이하까지 냉각 응축되어 본체 하부로 고인 다음 부식조(100)로 회수되고, 본체 내부로 유입되는 오염공기와 열교환되어 기화된 냉매가스는 냉동시스템(610)의 압축기(611)로 회수되어 압축과정을 통해 고온 고압의 기체로 응축기(612)로 이송되어 외부공기와 간접 열교환되어 고온 고압의 액체로 응축된 다음 팽창발브를 통과하면서 저온 저압의 액체로 변환되어 오염기체와 열교환하여 오염기체 중 수분을 냉각, 응축하는 일련의 과정이 반복 수행되고, 수분이 제거된 오염공기는 본체(620) 내부의 기액 분리판으로 이송되어 격자형 기액 분리판에 접촉하여 수분이 분리된 후 고전압 방전부(630)로 이송되어 고전압 발생기(641)에서 생성되는 매우 높은 전계전자 에너지에 인가되어 유입되는 오염공기 중 수분 및 익취유발 물질분자의 공유결합이 해리, 이온화, 전자유기, 여기, 산화, 환원반응등의 전기화학적 반응에 분해되어 정화되고, 정화된 공기와 잉여의 활성성기체가 배기팬(602)에 의해 가압되어, 부식조(100), 이온 제거부(200), 산화반응조(300)의 순환배관에 설치된 이젝터(153,213,312)의 산기관에 공급되어 이젝터 내부를 흐르는 본뇨액에 분사되어 혼합되도록 구성되고, 상기 제어부(700)는 상기 부식조(100), 이온 제거부(200), 산화반응조(300), 침전조(400), 농축조(500), 탈취부(600)를 피드백 처리하고 제어하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비 제조장치의 부식조를 나타낸 단면도로서, 첨부된 도 2를 참조하여본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비 제조장치의 부식조(100)는 분뇨액 공급라인(110), 첨가제 공급라인(120), 본체(130), 순환라인(140), 배기라인(150)으로 구성되는데, 첨부된 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비 제조장치의 부식조(100)의 세부구성 및 동작을 살펴보면, 먼저 고액분리기(도면부호 미도시)에서 이물질이 제거된 축산 분뇨액 및 필터프레스에서 분리된 폐액, 탈취부(600)에서 응축수가 펌프(111)를 이용하여 배관(112)의 전자변(113)을 개방하여 부식조(100)에 적정량을 공급한다.
적정량의 분뇨액이 부식조(100)에 공급되면 본체(130)의 상부 일측에 연결, 설치된 배기라인(151)의 전자발브(151a)가 개방되어 이송과정에서 발생된 오염공기를 탈취부(600)의 흡기팬(601)의 흡인력으로 탈취부(600) 배기하면서 이송된 분뇨액은 교반기(131)를 가동하여 교반하게 된다.
교반기(131)가 가동되면서 이어, 본체 상부에 설치된 첨가제 공급라인(120)의 효소액 저장탱크(121)에 저장된 리파제(Lipase), 셀라제(Cellase), 프로테아제(Protease), 아말라아제를 공급 배관의 전자발브(121a)를 개방하여 부식조(100)에 적량 중력차로 투입하면서 계속 교반한다.
리파제(Lipase)는 지방분해 효소제로서, 분뇨액 중의 지방성분을 분해하고, 셀라제(Cellase)는 섬유소분해 효소제로서, 분뇨액 중의 섬유소를 분해하고, 프로테아제(Protease)는 단백질분해 효소제로서, 분뇨액 중의 단백질을 분해하며, 아말라아제는 전분분해효소제로 분뇨액 중의 전분 성분을 분해한다.
이러한 분해과정이 분뇨액을 교반하면서 1~4시간 진행시킨다. 분해정도에 따라 분해시간을 늘릴 수 있다. 교반기(131)의 날개는 Paddle Type, Gate Type, Disc Type 중의 적절한 모양을 선택 사용하고, 교반속도는 15rpm~120rpm 사이에 조절 가능토록 사전에 감속비를 맞춘다. 첨가제에 의해 교반이 진행되면서 축산 분뇨액이 적정하게 분해되었을 때, 첨가제 공급라인(120)의 산성용액 탱크(122)에 저장된 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 초산(H3COOH), 인산(H3PO4), 염산(HCl) 등의 산성용액 중 어느 하나 이상을 선택하여, 산성용액 탱크(122)의 전자발브(122a)를 개방하여 부식조(100) 내부로 공급하여 pH 지시센서(133)를 이용하여 pH 농도가 1에서 3 범위가 되도록 조절한다.
상기의 산성용액이 부식조(100)에 공급되면 축산분뇨와 산성용액이 반응하여 많은 양의 floc(플럭)이 생성하면서, 백색의 Aerosol이 발생된다.
발생된 floc은 교반기(131)에 의해 분뇨액이 회전하면서 부식조(100) 상부 일측에 수평방향으로 경사지게 설치된 floc 회수판(134)에 부딪혀 floc 회수 챔버(135)를 통해 배관(136)을 경유하여 floc 회수통(137)으로 회수된다.
상기 발생된 floc이 회수통(137)으로 회수되어 펌프(138)에 의해 가압되어 농축조(500)으로 배출되고, 부식반응이 종료되면 알칼리액 저장탱크(123)에 저장된 수산화칼슘[Ca(OH)2], 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화암모늄[NH4(OH)]등의 알칼리액을 전자발브(123a)를 개방하여 부식조(100)에 pH지시 센서(133)를 이용하여 pH농도 6에서 8범위가 유지되도록 적량을 투입한다.
부식조(100)에 알칼리용액이 공급되면 산성의 축산분뇨와 소음을 수반하며 중화반응이 진행되는데 중화반응 반응 시 발열반응을 수반하므로 축산분뇨 여액의 온도가 50℃ 정도까지 상승된다. 중화반응이 1시간 정도 진행되며, 진행과정 중 발생되는 배기가스는 탱크 상부 일측에 설치된 배기관(151)을 통하여 탈취부(600)로 배기된다.
중화반응이 종료되면, 순환라인(140)의 전자발브(141)를 개방한 후 펌프(142)를 가동하여 부식조(100)의 중화반응이 완료된 분뇨액을 본체 하부에서 흡입하여 가압한 후 순환배관을 이용하여 부식조(100) 상부 내부의 분사노즐(143)로 공급하여 분사시켜 공정반응 중 생성되는 거품을 탈포하면서 공정을 계속 진행시켜서 탈취부(600)에서 부식조(100), 이온제거부(200), 산화반응조(300), 농축조(500)에서 공정 중 발생하여 탈취부(600)로 유입되는 오염공기에 고전압 발생기에서 생성되는 전계전자 에너지를 인가하여 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원반응 등의 전기화학적 반응으로 오염공기 중 수분 및 악취유발물질 분자의 공유결합 분해하여 정화하고, 정화된 공기와 잉여의 발생기 산소(O), OH- Radical 등의 활성기체를 탈취부(600)의 배기팬(602)으로 가압하여 순환 배관 상에 설치된 이젝터(153)의 산기관에 공급 및 이젝터 내부에서 활성기체와 분뇨액을 혼합 및 기액접 촉, 고형분의 미립화, 산화반응을 1 ~ 4시간 진행한다.
산화 반응이 시작되면 즉시 상기 부식조(100) 내부에 설치된 히터(139)에 전원을 공급하여 축산 분뇨액을 50℃에서 80℃까지 가열하여 분뇨 속에 회충알, 구충알, 기생충알, 구더기, 적리균을 산성용액 투입과정, 고온과정에서 살균하고, 분뇨 속의 항생물질은 탈취부(600)에 유입되는 오염공기에 고전압 발생기에서 생성된 매우 높은 전계전자 에너지를 인가하여 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원반응 등의 전기화학적 반응으로 오염공기 중 수분 및 악취유발물질 분자의 공유결합 분해하여 생성되는 OH- Radical, 히드록실이온(H3O2 -)을 이젝터(153)의 산기관에 공급하여 분뇨액과의 혼합, 기액 접촉 과정에서 산화반응으로 제거한다.
부식이 종료되고, 세균살균, pH 조정, 항생물질이 제거된 축산 분뇨액은 부식조(100) 본체 측면 일측에 설치된 배순환배관의 전자발브(144)가 폐쇄됨과 동시에 이온제거부(200)와 연결된 전자발브(145)가 개방되어 부식 처리된 분뇨액은 이온제거부(200)로 이송된 후 펌프(142)는 정지하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비제조장치의 이온 제거부(200)를 나타낸 단면도를 나타내는데, 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비제조장치의 이온 제거부(200)는 순환라인(210), 본체(220), 이온 제거유닛(230), 미생물 첨가부(240), 배기라인(250), 배출라인(260)으로 구성된다.
첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비제조장치의 이온 제거부(200)의 세부구성 및 동작을 살펴보면, 상기 배기라인(250)의 전자발브(251)가 개방되어 부식조(100)에서 공정물 이송과정, 공정 진행과정 중에 발생되는 오염 공기를 탈취부(600)의 흡기팬(601)의 흡인력 의해 배기됨과 동시에, 상기 부식조(100)의 순환라인에 설치된 전자발브(145)가 개방되고, 펌프(142)에 의해 분뇨액이 이온제거부(200)로 적정량이 이송되면 전자발브(145)는 폐쇄되고, 동시에 전자발브(211,214,215)가 개방되고, 순환펌프(212)가 가동되면서 본체로 유입된 분뇨액이 하부에서 상부로 순환된다.
또한, 탈취부(600)로 유입되는 오염공기에 고전압 발생기에서 생성되는 매우 높은 전계전자 에너지를 인가하여 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원반응 등의 전기화학적 반응으로 오염공기 중 수분 및 악취유발물질 분자의 공유결합 분해하여 정화하고, 정화된 공기와 잉여의 발생기 산소(O), OH- Radical 등의 활성기체를 탈취부(600)의 배기팬(602)으로 가압하여 순환 배관 상에 설치된 이젝터(153)의 산기관에 공급 및 이젝터 내부에서 활성기체와 분뇨액을 혼합 및 기액 접촉, 고형분의 미립화, 산화반응을 순환 배관 상에 설치된 이젝터(213)에 공급 내부에서 활성기체와 분뇨액이 혼합 및 기액 접촉, 고형분의 미립화, 산화반응이 진행되고, 본체(220)내부에 설치되는 수직형 전극고정대(201), 수직형 전극고정대를 고정하는 수평형 고정대(202), 수직형 전극고정대(201)에 중심부가 수직형 전극고정대(201)의 직경보다 약간 크게 타공된 양(+)극(231), 음(-)극(232)이 아랫방향에서 상부 방향으로 번갈아 설치되고, 절연 전선으로 복수 개의 양극은 양극끼리 연결하고, 음극은 음극끼리 연결하여서 직류 전원공급부에 연결된 방전극 사이로 분뇨액이 순환되면서 양(+)극(231), 음(-)극(232) 사이에서 분뇨액 중의 양이온은 음극에 음이온은 양극에 반응하여 이온이 제거되고, 고형분, 불용물질, 중금속, 고비 중 물질은 하부로 침강되면서 본체하부에 설치된 양극(233:+극), 음극(-극:234)으로 구성된 철 재질의 전기 응집극에서 응집되면서 본체 하부로 침강되며, 본체상부에 설치된 저장탱크(240)에 저장된 저장탱크(240)에 저장된 Micrococcus, Staphylcoccus, Bacillus 등의 그람양성균 Pseudomonas, Aeromdnas 등의 그람음성균 중에서 어느 한 가지 이상의 미생물이 선택되어 배관상의 전자발브(241)가 개방되어서 중력차로 본체 내부의 분뇨액에 공급되어 미생물에 의해 흡착, 산화, 동화, 고액분리등의 생물학적 반응이 제어반(700)에 사전에 프로그램되어 입력된 시간동안 진행되어 진행되면서 본체하부에는 고형분 등의 슬러지가 침강되어 적층되고 분뇨액이 분해되어 정화된다.
본체 내부에서 수직형 전극고정대(201)를 고정하는 수평형 고정대(202)는 절연재질인 PVC, 아세탈, PE, PP, EP, 베크라이트, MC 재질 중에서 어느 한 가지 재질이 선택되어 설치되고, 수직형 전극고정대(201)의 직경은 10mm ~ 50mm의 범위에서 크기를 선정하고, 외 표면을 삼각, 사각 또는 원형 나사 가공한 후 여기에 복수 개의 양극을 삽입하고 동일재질의 너트로 체결 한 후 음극을 삽입하고 너트로 체결하는 방법으로 복수 개의 양극 및 음극을 체결한 후 중앙 부분이 캡이 부착된 수평형 고정대(202)를 수직형 전극고정대(201) 캡에 삽입한 후 수평, 수직 고정대를 볼트 너트로 고정한다. 수직형 전극고정대(201) 하부도 상부와 동일한 방법으로 고정한다.
상기 수직형 전극고정대(201)에 삽입되어 설치되는 복수 개의 양(+)극(231), 음(-)극(232) 형상은 원형, 정사각형, 직사각형의 형상 중 어느 한 가지 이상을 선택하고 전극판의 재질은 스테인리스 스틸(STS304, 316L), 이규화 몰리브덴(MOSi2), 하스탈로이, 철(Fe), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 백금(Pt), 동(CU), 주석(SN), 아연(Zn), 티타늄, 로듐, 탄소, 활성탄 탄소나노튜브(CNT), 메조포러스 카본(Mesoporous Carbon), 흑연(HSAG:High Surface Area Graphite) 중 어느 한 가지를 선택한다.
한편, 전극판은 수직형 전극고정대(201)에 복수 개를 설치하는 데 상하 전극판의 이격거리가 2mm ~ 100mm 범위에서 특정 값의 이격거리 이내가 되도록 하단부 너트 위에 복수개의 양(+)극(231)용 전극판을 설치하고, 전극판 상부를 동일 재질의 너트로 고정하고, 너트 상부에 복수 개의 음(-)극(232) 전극판을 삽입 설치하고, 너트로 고정하는 동일방법으로 복수개의 전극판을 설치하고, 최상부에 수평고정대를 이용, 전극고정대를 견고하게 고정한다,
수직형 전극고정대(201)에 복수 개 설치된 양극의 전극판을 한 개씩 건너 띠어 절연전선으로 연결하고, 동일한 방법으로 복수개 설치되는 음극의 전극판을 하나씩 건너 띠어 배선한 후, 본체 외부측면에 설치된 제어부(700)의 직류전원 공급부 전원단자에, (+)단자에는 복수 개의 양(+)극(231)용 배선을 (-)단자에는 복수 개의 음(-)극(232)용 전원을 결속한다.
본체내부의 전극 고정대에 설치된 복수개의 양극, 음극 전극판에 제어부(700)에 연결된 배선을 제어부에서 전원을 공급하여 전극을 활성화하여 분뇨 속에 유기물 분해 및 수산화물 형태의 이온을 제거할 때에는 복수 개의 음극(232)에는 스테인리스 스틸(STS304,403,316L) 재질의 극판을 설치하고, 복수 개의 양극(231)에는 로듐 재질의 극판을 설치하며, 질소이온을 제거할 때에는 복수 개의 양극(231)에는 탄소전극 재질의 극판을 설치하고, 복수 개의 음극(232)에는 스테인리스스틸, 철판, 하스탈로이 등의 재질에서 어느 하나의 재질을 선택하여 설치하고, 분뇨 속의 인을 제거하고자 할 때에는 복수 개의 양극(231) 재질은 탄소전극의 재질을 선택하여 설치하고, 복수 개의 음극(232)의 재질은 철 또는 하스탈로이 재질 중에 어느 한 가지 재질을 선택하여 설치한다.
또한, 용존 무기물 및 플러스이온물질, 마이너스 이온물질 제거 시에는 복수 개의 양(+)극(231)에 탄소재질의 극판을 설치하고, 복수개의 음(-)극(232)에는 탄소재질의 극판을 설치하고, 이들 전극에 직류전원을 공급하면 복수 개의 양(+)극(231)에서는 분뇨액 중의 음이온이 흡착되고, 복수 개의 음(-)극(232)에는 양이온이 이동하여 서로 대전되어 흡착되어 분뇨 중에 포함된 용존 무기 이온을 효과적으로 흡착한다.
또한, 분뇨 속에는 유기성 질소, 암모늄이온, 질산이온, 아질산이온이 함유되어 있는데 이들 질소이온을 미생물을 이용하지 않고 전기화학적으로 제거하는 방법은 분뇨액 상에 복수 개의 양(+)극(231)에는 탄소 재질의 극판을 설치하고, 복수 개의 음(-)극(232)에는 철 또는 스테인리스 스틸(STS304), 하스탈로이 재질 중에 어느 한 가지 이상의 재질극판을 선택하여 설치하고, 여기에 제어부(700)에서 공급되는 1.5V ~ 6V 또는 6.5V ~ 24V 또는 80V ~ 220V 사이의 선택된 적정 값의 직류전원을 공급하고, 부하전류는 0.01A ~ 1A, 1A ~ 6A 또는 10A ~ 60A 또는 100A ~ 300A의 특정 값을 선택하여 복수 개의 양(+)극(231) 및 음(-)극(232)에 인가하면 양(+)극(231)에서의 산화반응은 식1과 같이 반응하여 암모니아성 질소가 유리질소로 대기로 배기되어 제거되고,
2NH3 + 6OH- ---> N2 + 6e- ----------------------- 식 1
음(-)극(232)에서의 환원반응은 식2, 식3, 식4와 같이 질산성 질소가 유리 질소로 대기로 배출된다.
NO3 - + 2H2O + 3e- ---> NO + 4OH- ----------------------- 식 2
NO3 + 4H + 3e- ---> NO + 2H2O ----------------------- 식 3
2N + 2NO ---> 2N2 + O2 ----------------------- 식 4
또한, 본체 하부에 설치된 철(Fe) 재질의 양극(233) 및 음극(234)에 1.5V ~ 6V, 6.5V ~ 24V 또는 80V ~ 220V 사이의 선택된 적정 값의 직류전원을 공급하면, 음(-)극(234)에서는 H+이온이 전해밀도에 따라 증가하게 되어 H+이온이 환원이 아닌 H2O의 환원분해가 선행되어 식5와 같이 H+와 OH-이온이 생성되고 식 6과 같이 탄산기와 금속이온이 반응하여 금속염이 생성되고 탄산가스가 발생된다.
H2O + 2e ---> H+ + 2OH- ----------------------- 식 5
2(HCO3 -) + (Ca2 Mg2+ + Na + Si2) ---> CaCO3 + H2O + CO2↑ ---------- 식 6
양(+)극(233)에서는 식 7과 같이 수소가 발생된다.
2H2O + O2 + 4H+ + 4e(산소반응생성) ---> 2H+ + 2e ---> H2 ------- 식 7
또한, 양(+)극(233) 및 음(-)극(234)의 재질을 탄소전극으로 설치하고, 제어부에서 1.5V ~ 6V, 6.5V ~ 24V 또는 80V ~ 220V 사이의 선택된 적정 값의 직류전원을 공급하면 분뇨액중의 질소 화합물이 탄소전극 상에서 흡착 및 농축되고 이어서, 직류전원의 극성을 역전시키는 동시에 직류전원을 6V 이상으로 상승시켜 전극에 흡착 농축된 질소화합물을 질소가스 형태로 전환한다.
또한, 축산분뇨 중에 설치된 복수 개의 양(+)극(231)에는 탄소재질의 전극을 설치하고, 복수개의 음(-)극(232)에는 Stainless Steel 재질의 전극(STS304, 316L)을 설치하고, 이들 전극에 1.5V ~ 6V, 6.5V ~ 24V 또는 80V ~ 220V 사이의 선택된 적정 값의 직류전원을 공급하면서, 할로겐이온 공유화합물(NaCl)을 적량 투입하면 할로겐이온이 산화되어 하이포아 염소산이 형성되고, 복수 개의 양(+)극(231)에서는 질소성분이 질산이온으로 변환되고, 다시 암모늄이온으로 변환되어 하이포아 염소산과 암모늄이온이 반응되어 콜로라민류를 거쳐 질소가스화하여 대량 배출되면서 질소성분이 제거된다.
그러나 액비제조 시에는 질소, 인 전부 영양소이기 때문에 질소, 인을 제거하지 않고, 최종방류 시에만 질소(N), 인(P)을 제거한다.
미온 반응조(200)에서 이온제거 반응이 완료되면 순환 배관상의 전자발브(211)를 닫고, 전자발브(215)를 열고 펌프(212)를 가동하여 산화반응조(300)로 분뇨액을 공급하고, 본체하부에 적층된 슬러지는 배출관(260)의 전자발부(261)를 열고 펌프(263)를 가동하여 농축조(500)로 공급한다.
도 4는 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비제조장치의 산화반응조(300)를 나타낸 단면도를 나타내는데, 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비제조장치의 산화반응조(300)는 축산분뇨액 공급부(310), 본체(320), 산화반응전극(330), 미생물 첨가부(340), 배기라인(350), 배출라인(360)으로 구성된다.
첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비 제조장치의 산화반응조(300)의 구성 및 동작을 살펴보면 먼저, 본체(330) 상부에 설치된 배기관의 전자발브(351)를 개방하여 탈취부(600)의 송풍기(601)의 흡인력으로 산화반응조(300) 내부의 공기를 탈취부(600)로 배기하면서, 이온제거부(200)에서 무기물, 양이온, 음이온이 제거된 축산 분뇨액을 펌프(212)를 이용하여 산화 반응조(300)로 이송하면서, 본체(330) 상부에 설치된 미생물 저장조(320)의 연결 배관의 전자발브(321)가 개방되어 적정량이 공급되고, 이어서 순환관(310) 상에 설치된 이젝터(312)의 산기관에 탈취부(600)로 유입된 오염공기에 고전압 발생기에서 생성되는 전계전자 에너지가 인가하여 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등의 전기화학적 반응으로 오염공기 중 악취유발물질 분자의 공유결합 분해하여 오염공기를 정화하고, 정화된 공기와 잉여의 발생기 산소(O), OH- Radical등의 활성기체를 가압 공급하여 이젝터(312) 내부를 순환하는 분뇨액과 활성기체와의 혼합, 기액 접촉에 의한 기포생성으로 고형분의 미립화 및 산화, 환원반응으로 분뇨액 중의 오염물질을 정화하는 공정이 제어반(800)에 사전에 프로그램되어 입력된 시간 동안 계속 진행되고, 제어반(800)에 프로그램되어 입력된 시간동안 펌프(311)는 계속 가동되어 산화반응조(300) 상하부로 분뇨액을 순환 및 이젝터(312)를 통해 순환하는 분뇨액에 산소(O), OH- Radical 등의 활성기체를 계속 공급하여 분뇨액 중의 고형분을 미립화하고 산화반응을 진행하면서, 본체(330) 내부에 설치되는 수직형 전극고정대(301), 수직형 전극고정대(301)를 고정하는 수평형 고정대(302), 수직형 전극고정대(301)에 중심부가 수직형 전극고정대(301)의 직경보다 약간 크게 타공되고 상하 표면에는 부직포재질의 미생물 담체(313)가 부착된 복수 개의 양(+)극(331) 및 음(-)극(332)이 아랫방향에서 상부 방향으로 번갈아 설치되고, 절연전선으로 양극은 양극끼리 연결하고, 음극은 음극끼리 연결하여서 직류 전원공급부에 연결된 복수개의 방전극 사이로 분뇨액이 본체 상부 일측에서 본체 중간부 일측으로 와류를 형성하여 순환되면서, 방전극 상하 표면에 부직포, 세라믹 기공체, 폴리(에틸렌글리콜) 아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜) 디아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜) 메타아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜) 디메타아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜)디비닐에테르, 폴리(에틸렌글리콜)에틸 에테르, 폴리(에틸렌글리콜) 페닐에테르 아크릴레이트로 이루어진 군에서 어느 한 가지 이상의 재질이 선택된 담체에 Micrococcus, Staphylcoccus, Bacillus 등의 그람양성균, Pseudomonas, Aeromdnas 등의 그람음성균 중에서 어느 한 가지 이상의 미생물이 선택 담지되어 증식되는 미생물에 의한 생물학적 반응이 진행진다.
또한, 복수 개의 양(+)극(231), 음(-)극(232)에서 용존 부유물 및 이온물질이 전기응집 반응으로 흡착되며, 분뇨액의 물분자가 해리되어 생성되는 산소(O), OH- Radical 및 활성기체에 유입되는 산소(O), OH- Radical에 의해 용존산소량이 증가되고, OH- Radical에 의해 분뇨액 중의 오염물질이 산화되고, 유해 바이러스 및 유해 세균이 살균되므로 미생물의 부하를 감소시켜, 산화반응, 생물학적 반응 효율을 더욱 향상시킨다.
또한, 분뇨액이 본체 내부로 와류하면서 순환과정에서 산화반응에 의해서 생성되는 floc은 하부 챔버로 침강되고, 하부 내부에 설치된 철(Fe) 재질의 양(+)극(333), 음(-)극(334)에서 응집 반응에 의해 응집되어서 슬러지 배출라인(360)의 전자발브(361)를 개방하여 펌프(353)에 의해 가압되어 농축조(500)로 배출하고, 정화된 분뇨액은 순환 배관상의 전자발브(313)를 닫고 전자발브(315)를 개방하고, 펌프(311)를 가동하여 침전조(400)로 배출한다.
도 5는 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비제조장치의 침전조(400)를 나타낸 단면도를 나타내는데, 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비제조장치의 침전조(400)는 분뇨액 유입관(410), 첨가제 투입부(420), 본체(430), 배기라인(440), 방류수 배출관(450), 슬러지 배출관(460)으로 구성된다.
첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비제조장치의 침전조(400)의 구성 및 동작을 살펴보면, 먼저, 상기 산화반응조(300)에서 반응이 종료된 분뇨액은 펌프(311)에 의해 가압되어 유입관(410)의 전자발브(411)가 개방되어 침전조(400)로 이송되면서, 배기라인(440)의 전자발브(441)가 개방되어 분뇨유입공정 및 반응공정에서 발생되는 오염가스를 탈취부(600)로 배기하면서, 본체 상부에 설치된 교반기(431)가 가동되어 산화반응조(300)의 반응에 의해 이송된 분뇨액을 15 내지 120RPM 값의 적정 속도로 선택되어 입력된 속도로 회전하여 이송된 분뇨액을 교반기(431)로 교반한다.
상기 교반기(431)의 교반 동작이 10분 내지 30분 정도 진행되면 본체 상부에 설치된 응집제 용기(420)에 저장된 폴리아크릴 아마이드, 로도코가스 애리쓰로 폴리스(Rhodoc0ccus erythropolis), 코리네박테리움(Corynebacterium), 아스페레질러스 소자((Aspergillus.sp) 등의 응집제 중에 어느 한 가지 이상을 선택하여 자유낙하 방식으로 본체 내부의 분뇨액에 공급되어 응집제와 분뇨액이 썩어 1시간 내지 3시간 교반되면서 부유물질이 응집되어 슬러지 형태로 침강된 후 정지된다.
슬러지가 침전이 완료되면 방류수 배출관(440)의 전자발브(442)가 개방되고 펌프(441)가 가동되어 정화된 분뇨액이 방류되고, 이어 본체(430) 하부에 침전된 슬러지는 배출관상의 전자발브(451,452)가 개방되고 펌프(453)가 가동되어 농축조(500)로 이송된다.
한편, 침강속도를 향상하기 위하여 상기 침전조(400) 상부에 교반기(Agitator)(431)를 설치하여 15RPM으로 교반기를 구동하여 교반하고, 교반과정에서 비중이 큰 순서대로 분뇨액의 floc, 고형물질, 불용물질, 부유물질이 침강된다.
상기 절차에 의해 분뇨액 중의 floc등의 물질이, 비중이 큰 순서대로 침강이 완전히 진행되면, 상등수는 최종 방류수로 배출되고, 침강된 floc등의 슬러지는 농축조(500)로 이송된다.
도 6은 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비 제조장치의 농축조(500)를 나타낸 단면도로서, 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비 제조장치의 농축조(500)는 floc 등의 슬러지 유입관(510), 응집제 투입부(520), 본체(530), 배기라인(540), 폐액배출관(550), 슬러지 배출관(560)으로 구성된다.
첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비 제조장치의 농축조(500)의 구성 및 동작을 살펴보면, 상기 부식조(100)에서 부식과정 중에 발생되는 floc이 펌프(138)에 의해 가압되고, 이온 제거부(200)에서 이온과정 중에 생성되는 슬러지가 펌프(263)에 의해 가압되고, 산화반응부(300)부에서 산화반응 과정 중에 생성되는 슬러지가 펌프(353)에 의해 가압되고, 침전조에서 침전된 슬러지가 펌프(453)에 의해 가압되어 농축조(500)로 이송된다.
각 공정에서 이송된 슬러지는 유입관(510)을 통해 농축조(500) 본체로 이송되며 동시에 배기라인(540)의 전자발브(541)가 개방되어 슬러지 유입공정 및 농축공정에서 발생되는 오염가스를 탈취부(600)로 배기하면서, 농축조(500) 상부 일측에 구성된 교반기(Agitator)(531)를 가동하여 슬러지를 교반하고, 본체(530) 상부에 설치된 응집제 투입부(520)에 저장된 폴리아크릴 아마이드, 로도코가스 애리쓰로 폴리스(Rhodoc0ccus erythropolis), 코리네박테리움(Corynebacterium), 아스페레질러스 소자(Aspergillus.sp)등의 응집제 중에 어느 한 가지 이상을 선택하여 공급관상의 전자발브(521)를 개방하여 선택된 응집제를 자유낙하 방식으로 본체 내부로 공급하여 응집제와 공정 슬러지가 썩어 1시간 내지 3시간 교반하면서 농축시키고 농축이 완료되어 본체 하부에 모인 슬러지는 배출관 상의 전자발브(541,543)를 개방하고, 펌프(542)를 가동하여 슬러지를 가압하여 필터프레스로(도면 미도시) 보내어 압착, 탈수하고 탈수된 케익은 저장탱크로 회수되고, 폐액은 다시 부식조(100)로 배출한다.
도 7은 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비제조장치의 탈취부(600)를 나타낸 단면도로서, 첨부된 도 1 내지 7을 참조하여 탈취기능이 내장된 액비제조장치의 탈취부(600)의 세부 구성을 살펴보면, 탈취부(600)는 부식조(100), 이온제거부(200), 산화반응부(300), 침전조(400), 농축조(500)에서 반응공정 중 발생되는 오염공기를 흡기하는 Fan(601), 흡기공기 중 수분을 냉각하는 냉동시스템(610), 수분을 응축하여 회수하는 본체(620), 오염공기를 정화하는 고전압 방전부(630)로 구성된다.
부식조(100), 이온 제거부(200), 산화반응조(300), 침전조(400), 농축조(500)에서 반응공정 중 발생되는 오염가스는 흡기 Fan(601)의 흡인력에 의해 탈취부 본체(620) 내부로 유입되어 표면에 복수 개의 열교환용 핀이 부착된 냉동시스템(610)의 증발기(614)에 접촉되어 증발기(614) 내부에 순환되는 냉매가 기화되면서 발생되는 기화열에 의해 간접 열교환되어 노점(이슬점) 이하까지 냉각 응축되어 본체 하부로 회수 부식조(100)로 배출된다.
이때, 본체 내부로 유입되는 오염가스와 열교환되어 기화된 냉매가스는 냉동시스템(610)의 압축기(611)로 회수되어 압축과정을 통해 고온 고압의 기체로 응축기(612)로 이송되어 외부공기와 간접 열교환되어 고온 고압의 액체로 응축된 다음 팽창발브를 통과하면서 저온 저압의 액체로 변환되어 오염기체와 열교환하여 오염기체 중 수분을 냉각, 응축하는 일련의 과정이 반복 수행되고, 회수된 응축수는 중력차로 부식조(100)로 회수되며, 수분이 제거된 오염공기는 본체(620) 내부의 기액 분리판으로 이송되어 격자형 기액 분리판에 접촉하여 수분이 분리된 후 고전압 방전부(630)로 이송된다.
상기 고전압 방전부(630)는 고전압 인가선(632), 방전전극(633a), 접지전극(633b)으로 구성된 방전극(633), 고전압 발생기(641)로 구성된다. 고전압 방전부(630)로 유입된 오염가스는 고전압 방전부(630)의 방전전극(633a) 및 접지전극(633b) 사이로 유입되어 고전압발생기(641)에서 생성된 고주파수의 고전압이 방전전극(633a) 및 접지전극(633b)에 인가되면, 방전극(633) 사이에 전계전자 에너지대가 형성되고, 이 고에너지대역을 통과하는 오염가스에 전계전자 에너지가 인가되어 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기화학적 반응을 통해 오염가스 중 질소분자(N2)는 공유 결합이 해리되어 질소원자(N)로, 산소분자(O2)는 공유 결합이 해리되어 산소이온(O2*), 산소원자(O)로, 수증기의 물 분자(H2O)는 공유 결합이 해리되어 수소 원자(H*) 및 OH- Radical로 이온화된다.
또한, 오염가스에 함유되어 있는 암모니아(NH3) 분자는 공유결합이 해리되어 아미노이온(N-H) 또는 질소이온(N), 수소이온(H*)로 이온화되고, 황화수소(H2S) 분자는 공유결합이 해리되어 수소이온(H*) 및 황(S)이 유리되고, 메칠멀캅탄(CH3SH) 분자는 공유결합이 해리되어 메칠이온(CH3) 및 황(S), 수소이온(H*)으로 이온화되고, 아세트알데히드(CH3CHO) 분자는 메칠이온(CH3 -) 및 알데히드 이온(CHO-)으로 이온화되어서, 이온화된 이온성 물질과 산소이온 또는 OH- radical과의 산화반응, 이온성 물질과 수소이온과의 환원 반응, 양이온성 물질과 음이온성 물질과의 이온중화반응, 수소 클러스터 반응에 의한 물분자의 소분자화 등 이런 일련의 반응 과정을 통하여 물분자가 용이하게 기화되며, 악취 물질이 제거되어 정화된다.
상기 고전압 방전부(630)부의 방전극(633)은 방전전극(633a:+전극) 및 접지전극(633b:-전극)으로 구성되며, 고전압 발생기(641)에서 생성된 고전압을 고전압 전선(632)을 통하여 방전극(633)에 인가하면, 방전전극(633a:+전극), 접지전극(633b:-전극) 사이에서 유입되는 오염 공기에 매우 높은 전계전자 에너지가 인가되어, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기화학적 반응을 통해 상기 배기가스는 분자의 공유결합을 분해하여 오염가스를 정화 및 이온성 활성기체를 생성하고, 상기 이온성 물질의 이온화 밀도를 더욱 높게 한다.
이때, 고전압 방전부(633) 내부에 설치되는 방전전극(633a:+전극) 및 접지전극(633b:-전극)의 조합은, 방전전극(+전극)(633a:+전극), 접지전극(:633b-전극) 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석(633c)이 부착되는 조합, 방전전극(633a:+전극), 접지전극(633b:-전극) 각각의 뒷면에 면접하여 영구자석(633c)이 부착되고 방전극의 방전표면에 이산화티탄(TiO2)의 촉매물질(633d)이 코팅된 조합, 방전전극(633a:+전극), 접지전극(633b:+전극)의 사이에 석영, 고순도 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합 중에서 어느 한 가지 이상을 선택하여 구성한다.
상기 방전전극(633a:+전극), 접지전극(633b:-전극)의 재질은 텅스텐, 티타늄, 니켈 및 크롬성분이 함유된 스테인리스 스틸(STS304, 316l, 403등), 콘스탄틴 합금, 이규화몰리브덴, 백금, 코발트합금, 하스탈로이, 탄소, 활성탄, 탄소나노튜브(CNT), 메조포러스, 카본(Mesoporous Carbon), 흑연(HSAG : High Surface Area Graphite)로 이루어지는 군에서 어느 한 가지 이상이 선택되며, 방전전극(323a:+전극) 및 표면에 방전효율을 향상시키기 위하여 코팅되는 촉매물질(633d)은 이산화티탄(TiO2), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrSiO4), 수산화리튬(LiOH), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)으로 이루어지는 군에서 어느 한 가지 이상이 선택되어 코팅되는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 방전전극(633a:+전극), 접지전극(633b:-전극) 형상은 평판형, 정삼각형, 정사각형, 직사각형, 원형, 원뿔형, 피라미드형의 단일 형상 중에서 어느 한 가지 이상이 선택되어 구현되며, 부가적으로 다른 구현방법은 평판 위에 정사각형, 삼각형, 직사각형, 원뿔형, 피라미드형 형상이 면접하여 부착되는 다중 형상 중에서 어느 한 가지 이상이 선택되어 구현된다.
상기 단일, 다중 형상으로 구현된 형상의 외면에 삼각나사, 사각나사, 둥근나사, 오목, 볼록 모양으로 가공된 형상 중에서 어느 한 가지 이상을 선택하여 구현될 수 있다.
이때, 상기 방전전극(633a:+전극), 접지전극(633b:-전극)의 설치장소, 즉, 케이스(HOUSING) 재질은 폴리비닐크로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 베크라이트, 테프론, 유리섬유 성형폼(FRP), 세라믹 소성물 등의 절연 재질 중에서 어느 한 가지 이상의 재질로 선택되어 내부 공간이 가능한 최소의 체적이 되도록 하고 최적의 두께로 부착하고, 고전압 방전부(630)의 케이스(HOUSING)의 형상은 원형, 이중관형, 정사각형, 직사각형, 이중 직사각형 형상 중에서 어느 한 가지 이상의 형상이 선택되고, 선택된 형상의 직경은 원형인 경우 10mm 이상 100mm 이내, 직사각형, 정사각형의 경우 한 변의 폭이 50mm 이상 100mm 이내로 형성되고, 상기 방전전극(633a:+전극), 접지전극(633b:-전극)의 크기나 고전압방전부(630)의 크기 및 설치되는 방전극(633) 수량은 처리 풍량에 비례하여 증가시키는 것이 바람직하다.
상기 고전압 발생기(641)는 입력전압, 주파수, 출력전압이 적정 값으로 미리 설정된 고정형과 입력전압은 고정되어 있고, 출력전압, 주파수, 정격용량이 임의로 조절 가능한 가변형으로 구성된다.
이때, 입력전압은 직류(DC)전압의 경우 12V 이상이고, 교류(AC)전압의 경우 110V 이상이며, 2차측 출력전압은 오염공기 중 산소분자(O2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(1E, eV)는 12.0857eV 이상, 물 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(1E, eV)는 12.621eV 이상, 프로피온산 분자(C3H6O2) 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(1E, eV)는 10.44eV 이상 황화수소(H2S)분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(1E,eV)는 10.457eV 이상, 메칠멀캅탄 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(1E,eV)는 9.439eV 이상, 아세트 알데히드분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(1E, eV)는 10.229eV 이상, 메칠아민 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(1E,eV)는 8.9eV 이상, 에칠아민 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(1E,eV)는 8.9eV 이상, 트리에칠아민 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(1E,eV)는 7.53eV 이상, 암모니아 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(1E,eV)는 10.57eV 이상, 아세틱산 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(1E,eV)는 10.95eV 이상, 프로피온산분자의 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(1E,eV)는 10.44eV 이상, 발레릭산 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(1E,eV)는 10.53eV 이상, 디메칠 설파이드분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(1E,eV)는 7.4eV 이상, 뷰틸알데하이드 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(1E,eV)는 10.53eV 이상으로 구성된다.
본 발명의 고전압 발생기(641)는 악취물질인 고분자 화합물의 분해 및 통상 방전전극(633a:+전극), 접지전극(633b:-전극)간의 적정이격거리는 1mm/1000 Volt이므로 매우 높은 전압을 요구하기 때문에 고전압 발생기(641)의 출력측에서 매우 높은 고전압이 요구된다. 따라서 입력측 전압이 직류(DC)전압의 경우 12V 이상이고, 교류(AC)전압의 경우 110V 이상이며, 출력측 전압은 직류(DC)전압, 교류(AC)전압이 각각 1KV~300KV 범위이며, 출력측 주파수(Hz) 범위는 교류(AC)전압의 경우 1KHz에서 500KHz 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이를 위해 고전압 발생기(641)의 출력측 전압은 1KV에서 300KV 범위이고, 주파수(Hz)는 1KHz에서 500KHz 범위 중에서 택일하여 전압 및 주파수가 설정되고, 정격용량(W,A)은 미리 설정된 조건에 따라 적합한 용량으로 임의적으로 선정된 고정형 고전압 발생기(641)나 전압, 주파수 용량이 조절 가능한 가변형 고전압 발생기(641)를 사용할 수 있다.
고전압 방전부(630)로 각 공정에서 발생되어 고전압 방전부(630)로 고전압 발생기(641)에서 생성된 전계전자 에너지에 인가되어 오염공기 속의 수분 및 오염물질이 해리, 이온화, 전자유기, 여기, 산화, 환원 반응등의 전기화학적 반응에 의하여 이온화 및 오염물질 분자의 공유결합이 해리된 부식조(100), 이온 제거부(200), 산화반응조(300)에 분사되어 분뇨액 중의 난분해성 오염물질을 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원반응으로 제거하며, 또한 분뇨액 중의 유해 세균을 살균하여 미생물의 사멸을 예방하고 난분해성 오염물질의 분해효율을 향상시킨다.
도 8은 본 발명에 따른 탈취기능이 내장된 액비제조장치의 제어부(700)을 나타낸 계통도로서, 이에 도시한 바와 같이, 상기 제어부(700)는 부식조(100), 이온 제거부(200), 산화반응조(300), 침전조(400), 농축조(500), 탈취부(600)를 사전에 프로그램되어 입력된 제어시스템이 실행되어 제어한다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 부식조
110 : 분뇨액 공급라인 111 : 펌프
112 : 순환배관 113 : 전자발브
120 : 첨가제 공급라인 121: 효소액 저장탱크
121a : 전자발브 122 : 산성용액탱크
122a : 전자발브 123 : 알칼리액 저장탱크
123a : 전자발브
130 : 본체 131 : 교반기
133 : pHR 지시 센서 134 : floc 회수판
135 : floc 회수 챔버 136 : 배관
137 : floc 회수통 138 : 펌프
138a : 전자발브 139 : 히터
140 : 배출라인
141 : 전자발브 142 : 펌프
143 : 전자발브 144 : 전자발브
145 : 분사노즐 146 : 전자발브
200 : 이온 제거부
201 : 수직형 전극고정대 202 : 수평 고정대
210 : 순환라인 211 : 전자발브
212 : 순환펌프 213 : 이젝터
214 : 전자발브 215 : 전자발브
220 : 본체 230 : 이온 제거유닛
231 : 양(+)전극 232 : 음(-)전극
233 : 양(+)응집극 234 : 음(-)응집극
240 : 미생물 첨가부 241 : 전자발브
250 : 배기부 251 : 전자발브
260 : 배출라인 261 : 전자발브
263 : 펌프 300 : 산화 반응조
301 : 수직형 전극고정대 302 : 수평 고정대
310 : 순환라인 311 : 펌프
312 : 이젝트 313 : 전자발브
314 : 전자발브 315 : 전자발브
320 : 미생물저장탱크 321 : 전자발브
330 : 전극부 331,333 : 양(+)전극
332,334 : 음(-)전극 340 : 본체
351 : 전자발브 353 : 펌프
360 : 배출라인 361 : 전자발부
400 : 침전조
410 : 분뇨액 유입관 411 : 전자발브
420 : 응집제 투입부 421 : 전자발브
430 : 본체 431 : 교반기
440 : 방류수 배출관 441 : 펌프
442 : 전자발브 450 : 배출관
451 : 전자발브 452 : 전자발브
453 : 펌프 460 : 배기관
461 : 전자발브 500 : 농축조
510 : floc 및 슬러지 유입관 520 : 응집제 투입부
521 : 전자발브
530 : 본체 540 : 슬러지 배출관
541,543 : 전자발브 542 : 펌프
600 : 탈취부
601 : 흡기 팬 602 : 배기 팬
610 : 냉동시스템 611 : 압축기
612 : 응축기 614 : 증발기
620 : 본체
630 : 고전압 방전부 632 : 고전압 인가선
633 : 방전극 633a : 방전전극
633b : 접지전극 633c: 영구자석
633d : 촉매물질 641 : 고전압 발생기
700 : 제어부

Claims (15)

  1. 고액 분리기를 통해 가축 사육장에서 배출되는 가축 분뇨, 청소수 중의 이물질이 분리되어 공급된 축산 분뇨액 및 필터프레스에서 분리된 여액, 탈취부에서 회수되는 응축수는 펌프(111)를 이용하여 부식조 본체(130)로 공급하고, 교반기(131)를 가동하여 유입되는 분뇨액을 교반하면서, 펌프(142)를 가동하여 본체 하부의 분뇨액을 흡입하여 본체 상부의 노즐에 공급 분사시켜 공정반응 과정에 발생되는 기포를 탈포하고, 공정작업중에 발생되는 오염공기는 탈취부(600)로 배기하여 탈취부의 고전압 발생기(641)에서 생성되는 전계전자 에너지가 공정 중에 발생되어 유입되는 오염공기에 인가되어 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응의 전기화학적 반응으로 오염 공기 중 수분 및 악취유발물질 분자의 공유결합 분해하여 오염공기를 정화하고, 정화된 공기와 잉여의 발생기 산소(O), OH- Radical의 활성기체를 가압하여 순환 배관 상에 설치된 이젝터의 산기관에 공급 이젝터 내부를 흐르는 축산분뇨에 공급하여 분뇨액과 활성기체와의 혼합, 기액 접촉에 의한 기포생성으로 고형분의 미립화 및 산화, 환원반응으로 분뇨액 중의 오염물질을 정화하면서, 효소액 저장탱크(121)에 저장된 효소제를 적정량 교반중인 분뇨액에 공급하여 분뇨액의 지방성분, 섬유소, 단백질, 전분 성분을 농도에 따라 일정시간 동안 분해공정을 진행시켜 상기 물질을 분해 및 점도수치를 저감시키고, 산성용액 탱크(122)에 저장된 산성용액을 교반 중인 분뇨액에 공급하여 산성 부식 반응공정을 진행하고, 반응공정 중에 생성되어 액면위로 부상되어 와류하는 floc을 floc회수판(134)을 이용하여 floc 회수챔버(135)로 회수하고, 일정시간 경과 후 알칼리액 저장탱크(123)에 저장된 수산화칼슘[Ca(OH)2], 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화암모늄[NH4(OH)]의 알칼리용액 중 어느 하나 이상을 선택하여 적정량을 교반 중인 분뇨액에 공급하여 산성의 축산분뇨를 중화반응으로 pH 농도를 조절하여 중화하면서 중화반응과정에서 생성되는 발열로 분뇨액을 1차 가열하고, 사전에 프로그램되어 설정된 온도에 도달 할 때까지 내부 히터에 전원을 공급하여 2차 가열하여 고온조건 및 OH- Radical, 히드록실이온(H3O2 -)의 활성기체와 산화반응으로 분뇨 속의 항생물질을 제거하는 부식조(100);
    상기 부식조(100)의 전자발브(146)를 개방하고 펌프(142)를 가동하여 이송되는 분뇨액에 탈취부(600)의 고전압 발생기에서 생성되는 전계전자 에너지가 공정 중에 발생되어 유입되는 오염공기에 인가되어 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 의 전기화학적 반응으로 오염 공기 중 악취유발물질 및 공기 분자의 공유결합 분해하여 오염공기를 정화하는 과정에서 생성된 발생기 산소(O), OH- Radical의 활성기체를 가압하여 순환 배관 상에 설치된 이젝터(213)의 산기관에 공급 이젝터 내부를 흐르는 축산분뇨에 공급하여 분뇨액과 활성기체와의 혼합, 기액접촉에 의한 기포생성으로 고형분의 미립화 및 산화, 환원반응으로 분뇨액 중의 오염물질을 정화하면서, 본체 내부에 설치되는 수직형 전극고정대(201), 수직형 전극고정대를 고정하는 수평형 고정대(202), 수직형 전극고정대(201)에 중심부가 수직형 전극고정대(201)의 직경보다 크게 타공된 양(+)극(231), 음(-)극(232)이 아랫방향에서 상부 방향으로 번갈아 설치되고, 절연 전선으로 양극은 양극끼리 연결하고, 음극은 음극끼리 연결하여서 직류 전원공급부에 연결된 방전극 사이로 분뇨액이 순환되면서 양(+)극(231), 음(-)극(232) 사이에서 분뇨액 중의 양이온은 음극에 음이온은 양극에 반응하여 이온이 제거되고 고형분이 응집되어 침강되면서 저장탱크에 저장된 Micrococcus, Staphylcoccus, Bacillus의 그람양성균, Pseudomonas, Aeromdnas의 그람음성균 중에서 어느 한 가지 이상의 선택된 미생물이 전자발부(241)가 개방되어서 중력차로 본체 내부로 공급되어 미생물에 의해 흡착, 산화, 동화, 고액분리 의 생물학적 반응으로 분뇨액을 정화하는 이온 제거부(200);
    상기 이온 제거부(200)에서 무기물, 양이온, 음이온이 제거된 축산분뇨액을 펌프를 이용하여 본체로 이송하여 본체 상부에 설치된 저장탱크의 미생물이 공급배관상 전자발브가 개방되어 본체 내부로 공급되고, 순환배관상에 설치된 이젝터로 탈취부의 고전압 발생기에서 생성된 전계전자 에너지를 인가하여 오염물질 분자의 공유결합 분해하여 오염가스를 정화하고, 생성된 발생기 산소(O), OH- Radical의 활성기체를 가압하여 펌프에 의해 순환되는 축산 분뇨액 중에 버블링하면서 분뇨액을 내부에 설치되는 수직형 전극고정대, 수직형 전극 고정대를 고정하는 수평형 고정대, 수직형 전극고정대에 중심부가 수직형 전극고정대의 직경보다 크게 타공되고 상 하 표면에는 부직포 재질의 미생물 담체가 부착된 양(+)극, 음(-)극이 아랫방향에서 상부 방향으로 번갈아 설치되고, 절연 전선으로 양극은 양극끼리 연결하고, 음극은 음극끼리 연결하여 직류 전원공급부에 연결된 방전극 사이로 분뇨액이 순환 되면서 양(+)극 본체 상부에서 본체 중간부로 순환시키면서 탈취부에서 공급되는발생기 산소(O), OH- Radical의 활성기체와 산화반응과 미생물에 의한 생물학적 반응을 진행되는데 방전극 상하 표면에 부착된 담체에 미생물이 담지되어 증식되고, 양(+)극, 음(-)극 용존 부유물 및 이온물질의 제거, 분뇨액의 물분자가 해리되어 생성되는 산소(O)에 의해 용존산소량이 증가되고, OH Radical에 의해 분뇨액중의 오염 물질이 산화 및 유해 세균이 살균되고, 분뇨액이 장치 내부로 와류하면서 순환과정에서 산화반응에 의해서 생성되는 floc은 하부 챔버로 침강되고, 하부 내부에 설치된 철(Fe) 재질의 양(+)극, 음(-)극에서 응집 반응에 의해 응집되어서 슬러지 배출관의 전자발부를 개방하여 펌프에 의해 가압되어 농축조로 배출하고, 정화된 분뇨액은 순환 배관상의 전자발브을 개방하여 침전조로 공급하는 산화 반응조(300);
    상기 산화반응조(300)에서 반응이 종료된 분뇨액은 펌프(311)에 의해 가압되어 유입관(410)의 전자발브(411)가 개방되어 침전조(400)로 이송되고, 배기라인(440)의 전자발브(441)가 개방되어 분뇨유입공정 및 반응공정에서 발생되는 오염공기를 탈취부(600)로 배기하면서, 교반기(431)를 가동하여 이송된 분뇨액을 교반 하면서 본체 상부에 설치된 응집제 용기(420)에 저장된 폴리아크릴 아마이드의 응집제가 본체 내부의 분뇨액에 공급되어 부유물질을 응집하여 슬러지 형태로 본체하부로 침강 적층하여 정화된 분뇨액과 슬러지를 분리하고, 슬러지가 침전이 완료되면 방류수 배출관(440)의 전자발브(442)가 개방되고 펌프(441)가 가동되어 정화된 분뇨액이 방류되고, 이어 본체(430) 하부에 침전된 슬러지는 배출관 상의 전자발브(451,452)가 개방되고 펌프(453)가 가동되어 농축조(500)로 배출하는 침전조(400);
    상기 부식조(100)에서 부식과정 중에 발생되는 floc이 펌프(138)에 의해 가압되고, 이온 제거부(200)에서 이온과정 중에 생성되는 슬러지가 펌프(263)에 의해 가압되고, 산화반응부(300)에서 산화반응 과정 중에 생성되는 슬러지가 펌프(353)에 의해 가압되고, 침전조에서 침전된 슬러지가 펌프(453)에 의해 가압되어 유입관(510)을 통해 본체로 이송되며 동시에 배기라인(540)의 전자발브(541)가 개방되어 슬러지 유입공정 및 농축공정에서 발생되는 오염가스를 탈취부(600)로 배기하면서, 교반기(531)를 가동하여 슬러지를 교반하면서, 본체(530) 상부에 설치된 응집제 투입부(520)에 저장된 폴리아크릴 아마이드의 응집제를 공급관의 전자발브(521)를 개방되어 본체 내부로 공급하여 응집제와 공정 슬러지가 썩어 1시간 내지 3시간 교반하면서 농축시키고 농축이 완료되어 본체 하부에 모인 슬러지는 배출관 상의 전자발브(541,543)를 개방하고, 펌프(542)를 가동하여 슬러지를 가압하여 필터 프레스로 보내어 압착, 탈수하고 탈수된 케익은 저장탱크로 회수되고, 폐액은 다시 부식조(100)로 배출하는 농축조(500);
    상기 부식조(100), 이온 제거부(200), 산화반응조(300), 농축조(500)의 반응공정 중 발생되는 오염물질을 흡기 Fan(601)의 흡인력에 의해 본체 내부로 유입되어 표면에 복수 개의 열교환용 핀이 부착된 냉동시스템(610)의 증발기(614)에 접촉되어 증발기(614) 내부에 순환되는 냉매가 기화되면서 발생되는 기화열에 의해 이슬점 이하까지 냉각 응축되어 본체 하부로 회수되고, 본체 내부로 유입되는 오염가스와 열교환되어 기화된 냉매가스는 냉동시스템(610)의 압축기(611)로 회수되어 압축과정을 통해 고온 고압의 기체로 응축기(612)로 이송되어 외부공기와 간접 열교환되어 고온 고압의 액체로 응축된 다음 팽창발브를 통과하면서 저온 저압의 액체로 변환되어 오염기체와 열교환하여 오염기체 중 수분을 냉각, 응축하는 일련의 과정이 반복 수행되고, 회수된 응축수는 중력차로 부식조(100)로 회수되며, 수분이 제거된 오염공기는 본체(620) 내부의 기액 분리판으로 이송되어 격자형 기액 분리판에 접촉하여 수분이 분리된 후 고전압 방전부(630)로 이송되어 고전압 발생기(641)에서 생성되는 전계전자 에너지에 인가되어 오염공기 속의 수분 및 오염물질이 해리, 이온화, 전자유기, 여기, 산화, 환원 반응의 전기화학적 반응으로 오염공기속의 수분 및 악취 유발 물질 분자의 공유결합을 분해하여 오염공기를 정화하고, 정화된 공기와 잉여의 발생기 산소(O), OH- Radical의 활성기체를 배기팬(602)으로 가압하여 부식조(100), 이온 반응부(200), 산화반응부(300)의 순환 배관 상에 설치된 이젝터(153,213,312)의 산기관으로 공급하는 탈취부(600); 및
    상기 부식조(100), 이온 제거부(200), 산화반응조(300), 침전조(400), 농축조(500), 탈취부(600)를 피드백 처리하고 제어하는 제어부(700);를 포함하여 구성되는 탈취기능이 내장된 액비제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부식조(100)는 순환라인(140) 상에 펌프 및 이젝터를 구비하고, 이젝터(153)에는 공정 중 발생되는 오염가스를 탈취부로 배기하고, 탈취부(600)로 유입되는 오염공기에 고전압 발생기(641)에서 생성되는 전계전자 에너지가 인가하여 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응의 전기화학적 반응으로 오염공기 중 수분 및 악취유발물질 분자의 공유결합 분해하여 오염공기를 정화하고, 정화된 공기와 잉여의 발생기 산소(O), OH- Radical의 활성기체를 가압하여 이젝터(153)의 산기관에 공급하여 이젝터(153) 내부를 순환하는 분뇨액과 활성기체와의 혼합, 기액 접촉에 의한 기포생성으로 고형분의 미립화 및 산화, 환원반응으로 분뇨액 중의 오염물질을 정화하는 공정이 순환펌프(111)에 의해 본체 하부에서 본체 상부로 순환하는 과정 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 부식조(100)의 분뇨처리 공정은 순환 배관상의 이젝터(153)의 산기관에 탈취부에서 공급되는 정화된 공기와 잉여발생기 산소(O), OH- Radical의 활성기체와의 분뇨액과 활성기체와의 혼합, 기액 접촉에 의한 기포생성으로 고형분의 미립화 및 산화, 환원반응과 리파제(Lipase), 셀라제(Cellase), 프로테아제(Protease), 아말라아제 효소제에 의한 분뇨액의 지방성분, 섬유소, 단백질, 전분성분 분해공정을 진행시켜 상기 물질을 분해 및 점도수치를 저감시키는 공정, 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 초산(H3COOH), 인산(H2PO4), 염산(HCl)의 산성용액을 이용하는 부식공정, 수산화칼슘[Ca(OH)2], 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화암모늄[NH4(OH)]의 알칼리 용액을 이용하는 중화반응, 중화반응 과정에서 생성되는 발열로 분뇨액을 1차 가열하고, 사전에 프로그램되어 입력된 온도에 도달할 때까지 내부 히터에 전원을 공급하여 2차 가열하여 고온조건 및 OH- Radical, 히드록실이온(H3O2 -)의 활성기체와 산화반응으로 분뇨 속의 항생물질이 제거되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이온 제거부(200)는 분뇨액 순환라인(210) 상에 펌프 및 이젝터가 설치되고, 이젝터(213)에는 공정 중 발생되는 오염가스를 탈취부(600)로 배기하고, 탈취부(600)로 유입되는 오염공기에 고전압 발생기(641)에서 생성되는 전계전자 에너지가 인가하여 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응의 전기화학적 반응으로 오염공기 중 수분 및 악취유발물질 분자의 공유결합 분해하여 오염공기를 정화하고, 정화된 공기와 잉여의 발생기 산소(O), OH- Radical의 활성기체를 가압하여 이젝터(213)의 산기관에 공급하여 이젝터(213) 내부를 순환하는 분뇨액과 활성기체와의 혼합, 기액 접촉에 의한 기포생성으로 고형분의 미립화 및 산화, 환원반응으로 분뇨액 중의 오염물질을 정화하는 공정이 순환펌프(111)에 의해 본체 하부에서 본체상부로 계속 순환하는 과정이 수행되는 것을 특징으로 하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이온 제거부(200)는 본체 내부에서 수직형 전극고정대(201)를 고정하는 수평형 고정대(202)는 절연재질인 PVC, 아세탈, PE, PP, EP, 베크라이트, MC 재질 중 어느 한 가지 재질이 선택되어 설치되고, 수직형 전극고정대(201)의 직경은 10mm ~ 50mm의 범위에서 크기를 선정하고, 외 표면을 삼각, 사각 또는 원형 나사로 가공한 후 양극을 삽입하고 동일 재질의 너트로 체결하여 음극을 삽입하고 너트로 체결되도록 형성되고, 복수 개의 양극 및 음극을 체결한 후 중앙 부분이 캡이 부착된 수평형 고정대(202)를 수직형 전극고정대(201) 캡에 삽입한 후 수평, 수직 고정대를 볼트 너트로 고정하고,
    수직고정대 하부도 상부와 동일한 방법으로 고정하며 상기 수직형 전극고정대(201)에 삽입되어 설치되는 양(+)극(231), 음(-)극(232) 형상은 원형, 사각형, 직사각형의 형상 중 어느 한 가지 이상을 선택하고 전극판의 재질은 스테인리스 스틸(STS304, 316L), 이규화 몰리브덴(MOSi2), 하스탈로이, 철(Fe), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 백금(Pt), 동(CU), 주석(SN), 아연(Zn), 탄소, 활성탄 탄소나노튜브(CNT), 메조포러스 카본(Mesoporous Carbon), 흑연(HSAG:High Surface Area Graphite) 중 어느 한 가지를 선택하여 설치되는 것을 특징으로 하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    이온 제거부(200)의 방전극은 수직 전극고정대에 복수 개가 구비되어 상호전극판의 이격거리가 10mm~100mm 이내가 되도록 하단부 너트 위에 양(+)극용 전극판을 설치하고, 전극판 상부를 절연 재질의 너트로 고정하고, 너트 상부에 음(-)극용 전극판을 삽입 설치하여, 너트로 고정되어 복수 개의 전극판을 설치하고, 최상부에 수평고정대를 이용하여 전극고정대를 고정하고, 수직 전극고정대에 복수 개 설치된 전극판을 한 개씩 건너 띠어 절연전선으로 연결하고, 절연전선이 설치되지 않은 타 전극판을 하나씩 건너 띠어 배선하고, 본체 외부측면에 설치된 제어부의 직류 전원공급부 전원단자에 (+)단자에는 양(+)극용 배선, 결속선 (-)단자에는 음 (-)극용 전원을 결속하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    이온 제거부의 방전극은
    분뇨 속에 무기물인 (+)이온, (-)이온을 제거 시 탄소전극대(양극), 탄소전극(음극)으로 배열하고, 분뇨 속에 질소이온을 제거 시 탄소전극(양극)과 스테인리스 철판 전극(음전극)을 배열하고, 분뇨 속의 인을 제거 시 탄소전극(양극)과 철, 철 함유금속(음전극)을 배열하고, 분뇨액 중의 용존 무기물 및 이온물질 제거 시 양(+)극에 탄소재질의 전극을 음(-)극을 배열을 통해 탄소재질의 전극을 걸어 탄소 전극판에 직류전원이 공급되면 양(+)극에서는 분뇨액 중의 음이온이 흡착되고 음(-)극에는 양이온이 이동하여 서로 대전되고 분뇨 중에 포함된 용존 무기이온이 흡착되도록 구성되고,
    분뇨속의 함유되어 있는 유기성 질소, 암모늄이온, 질산이온, 아질산이온을 미생물을 이용하지 않고 전기화학적으로 제거를 위해 분뇨액 상에 양(+)극에는 탄소재질의 전극을, 음(-)극에는 철 또는 철(Fe)이 함유된 금속을 걸어두고 양(+)극 및 음(-)극에 인가하여 양(+)극에서 산화반응으로 암모니아성 질소가 유리질소로 대기로 배출되어 제거되고, 음극에서는 환원 반응으로 암모니아성 질소가 유리질소로 대기로 배출되어 제거되는 것을 특징으로 하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화반응조(300)는
    축산분뇨액공급부(310) 상에 펌프 및 이젝터가 설치되고, 이젝터(312)에는 공정 중 발생되는 오염가스를 탈취부(600)로 배기하고, 탈취부(600)로 유입되는 오염공기에 고전압 발생기(641)에서 생성되는 전계전자 에너지가 인가하여 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응의 전기화학적 반응으로 오염공기 중 수분 및 악취유발물질 분자의 공유결합 분해하여 오염공기를 정화하고, 정화된 공기와 잉여의 발생기 산소(O), OH- Radical의 활성기체를 가압하여 이젝터(213)의 산기관에 공급하여 이젝터(213) 내부를 순환하는 분뇨액과 활성기체와의 혼합, 기액 접촉에 의한 기포생성으로 고형분의 미립화 및 산화, 환원반응으로 분뇨액 중의 오염물질을 정화하는 공정이 순환펌프(111)에 의해 본체 하부에서 본체 상부로 지속적으로 순환되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 산화 반응조는 본체 내부에서 수직형 전극고정대(301)를 고정하는 수평형 고정대(302)는 절연재질인 PVC, 아세탈, PE, PP, EP, 베크라이트, MC 재질 중 어느 한 가지 재질이 선택되어 설치되고, 수직형 전극고정대(301)의 직경은 10mm ~ 50mm의 범위에서 크기를 선정하고, 외 표면을 삼각, 사각 또는 원형 나사로 가공한 후 양극을 삽입하고 동일 재질의 너트로 체결하여 음극을 삽입하고 너트로 체결되도록 형성되고, 복수 개의 양극 및 음극을 체결한 후 중앙 부분이 캡이 부착된 수평형 고정대(202)를 수직형 전극고정대(301) 캡에 삽입한 후 수평, 수직 고정대를 볼트 너트로 고정하고,
    수직고정대 하부도 상부와 동일한 방법으로 고정하며 상기 수직형 전극고정대(301)에 삽입되어 설치되는 양(+)극(331), 음(-)극(332) 형상은 원형, 사각형, 직사각형의 형상 중 어느 한 가지 이상을 선택하고 전극판의 재질은 스테인리스 스틸(STS304, 316L), 이규화 몰리브덴(MOSi2), 하스탈로이, 철(Fe), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 백금(Pt), 동(CU), 주석(SN), 아연(Zn), 탄소, 활성탄 탄소나노튜브(CNT), 메조포러스 카본(Mesoporous Carbon), 흑연(HSAG:High Surface Area Graphite) 중 어느 한 가지를 선택하여 설치하며 양(+)극(331), 음(-)극(332) 외표면에 담체가 부착되며, 부착된 담체에 미생물이 담지되는 것을 특징으로 하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    산화반응조의 방전극은 수직 전극고정대에 복수 개를 설치하는 데 상호전극판의 이격거리가 10m ~ 100mm 이내가 되도록 하단부 너트 위에 양(+)극용 전극판을 설치하고, 전극판 상부를 절연 재질의 너트로 고정하고, 너트 상부에 음(-)극용 전극판을 삽입 설치하여, 너트로 고정되어 복수개의 전극판을 설치하고, 최상부에 수평고정대를 이용하여 전극고정대를 고정하고, 수직 전극고정대에 복수 개 설치된 전극판을 한 개씩 건너 띠어 절연전선으로 연결하고, 절연전선이 설치되지 않은 타 전극판을 하나씩 건너 띠어 배선하고, 본체 외부측면에 설치된 제어부의 직류 전원공급부 전원단자에 (+)단자에는 양(+)극용 배선, 결속선 (-)단자에는 음 (-)극용 전원을 결속하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 수직형 전극고정대(301)에 삽입되어 설치되는 수평 고정대(302)의 양(+)극(331), 음(-)극(332) 외표면에 부착되는 담체는 부직포, 세라믹 기공체, 폴리(에틸렌글리콜)아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜) 디아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜) 메타아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜) 디메타아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜) 디비닐에테르, 폴리(에틸렌글리콜) 에틸 에테르, 폴리(에틸렌글리콜) 페닐에테르 아크릴레이트로 이루어진 군에서 어느 한 가지 이상의 담체가 선택되어 부착되는 것을 특징으로 하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 탈취부(600)는
    부식조(100), 이온제거부(200), 이온반응부(300), 농축조(500)에서 반응공정 중 발생되는 Gas를 흡기하기 위한 흡기 Fan(601)과 흡기공기 중 수분을 냉각하는 냉동시스템(610), 수분을 응축하여 회수하는 본체(620), 오염공기를 정화하는 고전압 방전부(630)로 구성되고,
    고전압 발생기(641)에서 생성된 고전압을 고전압 전선을 통하여 부식조(100), 이온 제거부(200), 산화반응조(300), 침전조(400), 농축조(500)에서 공정 중 발생되는 오염공기가 흡기 FAN(601)의 흡인력으로 방전전극, 접지전극 사이로 유입되고, 상기 고전압 발생기(641)에서 생성되는 전계전자 에너지가 오염공기에 인가되어, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응의 전기화학적 반응으로 오염공기 중 수분 및 악취유발물질 분자의 공유결합을 분해하여 오염공기를 정화하고, 정화된 공기와 잉여의 발생기 산소(O), OH- Radical의 활성기체를 배기 FAN(602)로 가압하여 부식조, 이온 제거부, 산화반응조 각각의 분뇨 순환 배관의 이젝터(213)의 산기관에 공급하여 이젝터(213) 내부를 순환하는 분뇨액과 활성기체와의 혼합, 기액 접촉에 의한 기포생성으로 고형분의 미립화 및 산화, 환원반응으로 분뇨액 중의 오염물질을 정화하여 공급함으로 순환에 따른 악취 유발물질 배출되지 않는 것을 특징으로 하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    고전압 방전부 내부에 설치되는 방전극의 조합은 방전전극 및 접지전극의 조합, 방전전극(+전극), 접지전극 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석이 부착되는 조합, 방전전극, 접지전극 각각의 뒷면에 면접하여 영구자석이 부착되고 방전극의 방전표면에 이산화티탄(TiO2)의 촉매물질이 코팅된 조합, 방전전극, 접지전극의 사이에 석영, 고순도 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합 중에서 어느 한 가지 이상을 선택하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 탈취부의 고전압 방전부(630)는 방전전극, 접지전극의 재질은 텅스텐, 티타늄, 니켈 및 크롬성분이 함유된 스테인리스 스틸(STS304, 316l, 403), 콘스탄틴 합금, 이규화몰리브덴, 백금, 코발트합금, 하스탈로이, 탄소, 활성탄, 탄소나노튜브(CNT), 메조포러스, 카본(Mesoporous Carbon), 흑연(HSAG : High Surface Area Graphite)로 이루어지는 군에서 어느 한 가지 이상이 선택되고,
    방전전극(323a:+전극) 및 표면에 방전효율을 향상시키기 위하여 코팅되는 촉매물질(633d)은 이산화티탄(TiO2), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrSiO4), 수산화리튬(LiOH), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)으로 이루어지는 군에서 어느 한 가지 이상이 선택되어 코팅되는 것을 특징으로 하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    고전압 방전부의 고전압 발생기(641)는
    입력측 전압이 직류(DC)전압의 경우 12V이상이고, 교류(AC)전압의 경우 110V 이상이며, 출력측 전압은 직류(DC)전압, 교류(AC)전압이 각각 1KV ~ 300KV 범위이며, 출력측 주파수(Hz) 범위는 교류(AC)전압의 경우 1KHz에서 500KHz 범위 중에서 택일하여 전압 및 주파수가 설정되고, 정격용량(W, A)은 미리 설정된 조건에 따라 적합한 용량으로 임의적으로 설정정하거나, 전압, 주파수 용량이 조절 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 탈취기능이 내장된 액비제조장치.
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