KR20200038670A - 폐사축 침출수 멸균처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필터링 장치를 통하여 공급되는 폐사축 침출수를 공급하기 위한 펌프와, 침출수의 가열 공급량을 조절하는 수위센서를 포함하는 침출수 공급부와,
상온으로 공급된 침출수를 100℃까지 가열하는 제1 가열부와, 제1 가열부에서 가열된 폐사축 침출수를 200℃까지 올릴 수 있는 제2 가열부와, 제1 가열부의 출력 단에서 시스템 운전 초기 상온의 폐사축 침출수를 100℃까지 올릴 수 있도록 침출수 공급부 사이에 구성되는 순환관과, 제1가열부에서 100℃ 이상의 침출수가 제2가열부로 공급될 수 있도록 관로를 제어하는 솔레노이드벨브와, 제1 및 2가열부에 전원을 공급하고 제어하는 인버터 제어부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

폐사축 침출수 멸균처리 장치{Sterilization treatment system of Swine Carcass leachate}

본 발명은 폐사축 침출수 멸균처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐사시킨 가축의 매몰지로 부터의 침출수를 고온의 온도로 가열시켜 멸균시키고, 멸균시킨 침출수를 분뇨처리장 또는 폐수처리장으로 보내기 위한 전단계의 장치에 관한 것이다.

일반적으로 폐사축을 폐사시킨 후 적정 장소에 매립한 후 매립지를 재생시키기 위하여 정화할 필요가 있는데 외부와의 차단막이 설치되고 차단막 내부의 매립지로부터 발생 되는 침출수를 확보하기 위한 침출수 취출구를 통하여 정화 처리하는 과정을 포함하고 있다.

이때 침출수내에 포함되어 있는 슬러지는 별도로 분리하여 소각로에서 소각시키며, 침출수는 별도의 정화처리과정을 거친 후 상기 소각로에 의해 발생되는 열원으로 가열하여 매립지내의 각종 균을 멸균처리하고 있다.

그러나 높은 온도에서 안전하게 멸균되지 않고 폐사축이 매립되었던 흙과 사체 등 을 컨베이어로 이송하여 별도의 예열과정을 거쳐 건조하여 재 매립하는 과정을 거쳐 매립지 재생 정화처리가 행하여지고 있다.

따라서 상기와 같은 기존의 장치 및 방법에 있어서 별도의 침출수 멸균장치가 구비되어 있지 않아 열원의 멸균온도가 일정하고 충분하지 못하여 폐 사축에서 완전하게 멸균되지 못한 대장균 및 살모넬라균 등이 그대로 재 매립되어 토양을 오염시키는 문제가 있다.

특히 조류 인풀루엔자와 같은 전염병의 확산에 의해 농장 등에서 사육되는 가축이 대량으로 폐사되는 경우 매년 폐사 매립되는 폐 가축량이 증가하여 매립지 확보에 문제가 있으며, 기 매립된 매립지의 재 활용이 용이하지 못하여 국토 활용도 를 떨어지는 문제가 있다.

이상과 같이 폐 사축에 의한 매립지의 정화 처리가 시급한 단계에 와 있으므로 이에 대한 근본문제를 해결할 필요성이 대두되고 있는 상황에서 그동안 등안시 해왔던 폐 사축에 의한 침출수문제를 적극적으로 해결할 필요가 있다.

대한민국 등록특허 공보 제10-1469535(22014.12.01일 공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 기존의 폐사축 정화처리 장치에 있어서 일부 구성요소를 부가하여 침출수를 처리하는 방법에서 벗어나 별도로 설계 구성된 장치에 의해 필요로 하는 온도조절이 자ㅠ로운 멸균장치를 구성하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 필터링 장치를 통하여 공급되는 폐사축 침출수를 공급하기 위한 펌프와, 침출수의 가열 공급량을 조절하는 수위센서를 포함하는 침출수 공급부와, 상온으로 공급된 침출수를 100℃까지 가열하는 제1 가열부와, 제1 가열부에서 가열된 폐사축 침출수를 200℃까지 올릴 수 있는 제2 가열부와, 제1 가열부의 출력 단에서 시스템 운전 초기 상온의 폐사축 침출수를 100℃까지 올릴 수 있도록 침출수 공급부 사이에 구성되는 순환관과, 제1가열부에서 100℃ 이상의 침출수가 제2가열부로 공급될 수 있도록 관로를 제어하는 솔레노이드벨브와, 제1 및 2가열부에 전원을 공급하고 제어하는 인버터 제어부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 침출수 공급부의 공급 수위를 제어하는 수위센서와, 제1 및 2가열부의 출력 단에서 멸균되는 출력온도를 센싱하기 위한 센서홀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 제1 및 2가열부의의 절연관 내부에 열을 발생하는 가열부와 절연관 내부에 구성되는 가열부는 타공형상의 자성체로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 폐사축 침출수 멸균처리 장치는 원하는 온도로의 조절이 가능하여 쉽게 확실한 멸균처리가 가능한 효과가 있다.

또한, 기존의 멸균장치에서 사용하던 전열방식이 아닌 고온 가열시 압력이 필요 없는 상압 가열방식으로 안전하고, 고효율의 전력변환장치의 적용과 유도가열방식에 의해 순간가열 및 전력변환 효율이 높아 경제성이 뛰어난 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 가열부의 확대도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명의 가열부의 확대도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 폐사축 침출수 멸균처리 장치는 필터링 장치를 통하여 공급되는 폐사축 침출수를 공급하기 위한 펌프와, 침출수의 가열 공급량을 조절하는 수위센서를 포함하는 침출수 공급부와, 상온으로 공급된 침출수를 100℃까지 가열하는 제1 가열부와, 제1 가열부에서 가열된 폐사축 침출수를 200℃까지 올릴 수 있는 제2 가열부와, 제1 가열부의 출력 단에서 시스템 운전 초기 상온의 폐사축 침출수를 100℃까지 올릴 수 있도록 침출수 공급부 사이에 구성되는 순환관과, 제1가열부에서 100℃ 이상의 침출수가 제2가열부로 공급될 수 있도록 관로를 제어하는 솔레노이드벨브와, 제1 및 2가열부에 전원을 공급하고 제어하는 인버터 제어부로 구성된다.

그림1에서의 가열방식은 상용전원 또는 산업용 전원을 수십kHz의 고주파로 변환 및 변조하기 위한 전력변환 프로세서와 각각의 1, 2차 가열부에 위하는 절연관(질화계 불소수지관) 출구의 일측에 침출수의 온도를 제어하기 위한 신호변환 제어계(미 도시)가 구성된다.

일반적으로 열 교환기라는 것은 2개의 기체 및 액체 등의 증발체의 온도차를 격벽 등을 이용하여 혼합하지 않고 열 이동을 행하게된다. 그러나 본 발명은 그림 2와 같이 자성체로 구성되는 금속발열체의 내부까지 가열해야 하므로 발열체의 직경, 체적 및 재질, 절연부 등의 두께 등의 항목에 따라 차이는 있을 수 있으나 수십 kHz대의 고주파 전류가 필요하므로 인버터의 스위칭소자로서 저전압강하 타입의 IGBT모듈(100A/1200V)를 적용한 공진방식을 적용하였다.

도면에는 회로도를 나타내지 않았지만 다이오드 정류기의 출력 측에 비평활 LC필터를 사용하여 복잡한 액티브 PWM제어를 행하지 않고 고효율 특히 선 전류의 정현파화 특성을 갖게하여 전원환경에 뛰어난 특성을 갖도록 구성하였다.

특히 제어시스템이 간단하고, 항상 공진주파수에 가까운 동작점 이른바 최대출력 공급 정합조건 근처에서 스위칭이 이루어지도록 위상지연 PWM제어에 의해 부하에 적합한 정합환경을 만족시킴과 동시에 스위칭소자에서 테일전류에 의한 과도손실도 극히 적으므로 노이즈필터의 소형화가 가능하며 급격한 전압서지에 대해서는 클램프형 무손실 스너버회로의 구성만으로 시스템의 안정하게 동작할 수 있도록 구성하였다.

본 발명의 시스템에 전원이 인가되면 펌프(9)가 동작하여 상온의 폐사축의 침출수가 침출수 공급부(8')에 공급되며, 이때 항상 적정량의 침출수를 제1차 가열부(1)에 공급하도록 수위센서가(8)가 펌프9와 연계하여 작동된다.

상기 제1차 가열부(1)에 인버터(10)에 의해 전원이 공급되고 전류가 제1차 코일(2)에 흐르게 되고 이때 발생된 자속에 의해 절연관(3) 내부에 위치한 자성체로 구성된 타공체의 형상을 한 가열체(4)를 가열하게 된다. 이때 가열되는 가열체(4)를 폐사체의 침출수가 통과하면서 가열체의 비열을 빼앗아 가열하게 된다.

이때 가열체를 통과하는 침출수의 온도를 센서홀(6)에 구성되는 센서에 의해 측정되는데 측정온도가 100℃미만일 때 솔레노이드벨브(5')에 의해 2차 가열부(1')로의 관로가 닫히고 순환관(7)에 구성된 솔레노이드벨브(5)가 열리면서 순환관을 통하여 침출수 공급부(8')로 순환되어 다시 1차 가열부(1)로 유로가 형성되어 침출수의 목표온도인 100℃에 도달할 수 있도록 가열을 계속하게 된다.

그리고 제1차가열부(1)의 출력온도가 100℃에 도달하면 솔레노이드벨브(5')가 열림과 동시에 솔레노이드벨브(5)가 닫히게 되고 폐사축의 침출수가 제2차 가열부(1')로 진입하게 된다.

이상의 제1차가열부의 가열동작과 마찬가지로 100℃로 가열된 폐사체의 침출수가 가열되어져 있는 가열체(4')를 통하여 200℃ 사이에서 세팅된 온도로 가열하여 침출수를 가열 출력하여 멸균된 침출수를 분뇨처리장 또는 폐수처리장으로 이송하게 된다.

이때 제2차 가열부측의 출력온도는 센서홀(6')에 구성된 센서에 의해 센싱된 온도치의 목표값 도달 여부에 따라 인버터가 on/off하며 전원의 공급을 조절하게 되므로 경제적인 시스템운전이 가능하게 된다.

이처럼 본원 발명에 의한 가열방식으로 폐사축의 침출수를 200℃내의 폭넓은 온도영역에서 압력을 걸어 온도를 높이는 종래방식이 아닌 상압 하에서 실시간으로 안전하게 가열이 가능한 콤팩트한 시스템으로 다양한 균(대장균 및 살모넬라균 등)을 효과적으로 멸균시킬 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1, 1': 제1 및 2차가열부
2, 2': 1 및 2차 코일
3, 3': 절연관
4, 4': 가열체
5, 5': 솔레노이드벨브
6, 6': 센서홀
7: 순환관
8: 수위센서
8': 침출수 공급부
9: 펌프
10: 인버터 및 제어부

Claims (5)

1. 필터링 장치를 통하여 공급되는 폐사축 침출수를 공급하기 위한 펌프와,
   침출수의 가열 공급량을 조절하는 수위센서를 포함하는 침출수 공급부와,
   상온으로 공급된 침출수를 100℃까지 가열하는 제1 가열부와,
   상기 제1 가열부에서 가열된 폐사축 침출수를 200℃까지 올릴 수 있는 제2 가열부와,
   상기 제1 가열부의 출력 단에서 시스템 운전 초기 상온의 폐사축 침출수를 100℃까지 올릴 수 있도록 침출수 공급부 사이에 구성되는 순환관과,
   상기 제1가열부에서 100℃ 이상의 침출수가 제2가열부로 공급될 수 있도록 관로를 제어하는 솔레노이드벨브와,
   상기 제1 및 2가열부에 전원을 공급하고 제어하는 인버터 제어부가 구성되는 것을 특징으로 하는 폐사축 침출수 멸균처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 침출수 공급부의 공급 수위를 제어하는 수위센서가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 폐사축 침출수 멸균처리 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 2가열부의 출력 단에서 멸균되는 출력온도를 센싱하기 위한 센서홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐사축 침출수 멸균처리 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 2가열부의 절연관 내부에 열을 발생하는 가열부를 더 구성하는 것을 특징으로 하는 폐사축 침출수 멸균처리 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 절연관 내부에 구성되는 가열부는 타공형상의 자성체로 구성됨을 특징으로 하는 폐사축 침출수 멸균처리 장치.
   

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