KR960003912B1 - 유기성폐기물의고속발효장치 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제 1 도는 본 발명에 따른 일 실시예의 개략도이고,
제 2 도는 제 1 도에 도시된 발효조의 상세 단면도이고,
제 3 도는 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 40 : 발효조 11,41,42 : 개구부
12 : 발효조 내부면 13, 43 : 교반익
14, 44 : 회전구동장치 15, 45 : 회전축봉
16 : 통기관 17, 46 : 기체유입구
18, 47 : 기체배출구 19, 20 : 발효조의 양측면
21 : 기체유입배플 22 : 기체배출배플
23 : 냉각수단 24 : 액체 분리조
25 : 공기도입부 26 : 배수펌프
27 : 진공펌프 28 : 공기배출구
29 : 가온수단 30 : 덮개
본 발명은 유기성폐기물(생선찌꺼기, 오니, 잔반 및 비지등)을 발효시키는 고속 발효장치에 관한 것으로, 특히 수분, 온도, 공기보급등의 제 조건을 최적인 상황으로 유지시키고 발효후 수분을 15% 전후까지 건조시켜 전 과정을 24시간 내지 48시간내에 처리하도록 한 유기성 폐기물의 고속 발효 장치에 관한 것이다.
산업의 발전과 함께 다량 배출되는 도시 쓰레기 및 산업폐기물이 세계적인 문제가 되고 있다. 종래는 매립 또는 소각을 하여 처리하였으나 매립지 포화 및 부지의 감소, 소각물의 다양화 등에 의해 이 처리방법도 한계에 달하여 폐기물의 처리문제는 공공산업 및 각 지방의 가장 큰 고민이 되고 있다.
또한 각 공장등에서 발새하는 활성오니, 슬럿지등은 년간 막대한 량에 달하여 주변 환경영향등으로 그 처리방법은 각 공정의 큰 문제로 되고 있다. 보통 폐기물은 소각, 매립등의 방법으로 처리하나 악취 및 해충의 발생원인이 되고 또 소각의 경우는 그 설비비와 인건비등 경제면에서도 큰 부담이 있다.
한편 농업의 근대화에 따른 농약과 화학비료의 사용은 토양중의 미생물을 사멸시켜 지력저하의 원인으로 됨에 따라 자연이 준 자원은 자연으로 돌린다는 생각으로 유지농업 정책이 추진되고, 자원이용의 점에서도 폐기물을 미생물에 의한 처리는 비용이 드는 소각처리에 비교해서 에너지를 보다 활용할 수 있는 유용한 방법으로서 인식되어 농림수산업과 축산업에서는 오래전부터 폐기물을 처리해왔다.
그러나 이러한 발효처리를 효율적으로 하기 위해서는 유효미생물이 배양되는 조건, 즉, 첫째 건조기 내지 수분조제등을 사용하여 처리물의 수분을 50 내지 55%로 하고, 둘째 히터등을 사용하여 발효조내의 온도를 60 내지 70℃로 유지하여야 하며, 셋째 외부로부터 적당히 산소를 공급하여야 하는 것이 필수적인 바, 이를 경제적이고 안정적으로 운영하기가 용이치 않았다.
이에 본 발명은 각종 유기폐기물등을 천연 유기질비료로 전환하여 종래의 유기성 폐기물의 처리방법의 문제점을 해결하기 위하여, 순수한 미생물로서 독자적인 발효조 중에서 다량 배양하여 그 미생물이 유기성 물질을 분해해서 고품질의 콤포스트를 만들어 자연계의 식물연쇄를 이용한 낮은 비용으로 폐기물을 사료 및 비료로 전용이 용이하며 미생물을 이용하여 비옥한 토지를 회복할 수 있는 고속 발효장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 물질 투입 및 배출이 가능한 최소한 하나이상의 개구부가 몸체에 형성되고, 원통형의 중심에 중공형의 회전축봉이 일단에서 타단까지 삽입되어 설치되며, 내부에는 교반익이 구비된 원통형의 발효조와, 상기 발효조 또는 회전축봉을 구동시키는 회전구동장치, 상기 발효조로부터 발생하는 수증기를 냉각시켜 수적화하는 냉각수단, 상기 냉각수단과 연결되어 유입된 기체로부터 수적과 상기 발효조에서 발생된 암오니아등과 같은 취기를 분리함과 동시에 외부의 공기를 흡입하는 공기도입부와 밸브로 연결된 액체분리조, 상기의 액체분리조와 연결되어 기체만을 흡입하고, 일측은 공기배출구와 밸브로 연결된 진공펌프 및 , 상기 진공펌프와 밸브로 연결되어 선택적으로 흡입된 기체를 발효에 필요한 온도로 승온하여 상기 발효조에 공급하는 가온수단으로 구성되어, 유기성폐기물(생선찌꺼기, 오니, 잔반 및 비지등)의 수분, 온도 공기보급등의 제조건을 최적의 상황으로 하여 24 내지 48시간으로 고속발효하여 가치가 높은 유기비료 및 사료로 만드는 장치이다. 구여 가치가 높은 유기비료 및 사료로 만들도록 되어있다.
본 발명의 구체적인 1실시예에서는 발효조 및 회전축봉이 수평으로 설치되는 바, 상기 발효조에 하나의 개구부가 형성되고, 상기 발효조의 내부면에는 다수의 교반익이 형성되여, 외부의 회전구동장치에 의해 상기 회전발효조가 회전하게 되어, 있어 상기의 개구부를 통해 유기성폐기물이 유입됨과 동시에 발효가 끝난후 배출되게 되어있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 발효조 및 회전축봉이 수직으로 설치되는 바, 상기 발효조에 2개 구부가 형성되고, 상기 회전축봉에 교반익이 형성되며, 외부의 회전구동장치에 의해 상기 회전축봉이 회전하게 되어 있어 상기의 개구부중 1에 유기성폐기물이 유입되고, 다른 하나의 개구부를 통해 발효가 끝난 유기질비료가 배출되게 되어있다.
이하 본 발명의 첨부된 예시 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제 1 도에 본 발명의 한 실시예가 도시된 바와같이, 발효조(10)는 수평하게 설치되고, 상기 발효조(10)의 몸체에 개구부(11)가 형성되며, 상기 발효조(10)의 내부면(12)에는 다수개의 교반익(13)이 형성되어 있는 한편, 하부에 설치되는 회전구동장치(14)에 의해 상기 발효조(10)가 회전될 수 있게 되어 있다.
또한, 상기 발효조(10)의 중심에 삽입되어 회전자재하게 설치된 회전축봉(15)은 내부에 통기관(16)이 형성되어 기체유입구(17)로부터 유입되는 가온기체를 통과시켜 상기 회전축봉(15)과 발효조(10)의 일측단에 근접하는 단부를 통하여 발효조(10)에 유입되어, 발효조(10)를 순환한 뒤에 기체배출구(18)로 배출되는 바, 상기 발효조(10)의 양측면(19)(20)에는 회전축봉(15)이 삽입되는 기체유입배플(21)과 기체배출배플(22)가 형성되어 발효조 내부의 유기성폐기물의 유입을 막게 되어 있다.
상기 밀폐된 발효조(10)에서 발생된 수증기 및 암모니아등의 기체는 기체배출구(18)를 통하여 배출되어 냉각수단(23)에 의해 냉각되어지는 바, 냉각장치로는 자켓형, 코일형, 다관식형등을 사용할 수 있으며, 배출된 기체가 냉각수 또는 냉매를 통하여 발효열을 냉각시킨 뒤, 액체분리조(24)로 보내지게 되어 발효시에 발생된 기체중 냉각수단(23)을 거치면서 수적된 수증기 및 암모니아가스등이 액체로 분리 또는 액체에 용해된다. 액체분리조(24)는 기체 도입구(25)와 밸브로 연결되어 있어 필요시에는 발효조(10)에 공기를 추가로 유입할 수 있고, 또한 액체를 배수시킬 수 있는 배수펌프(26)와 연결되어 있어 액체를 외부로 배수시킬 수 있다.
상기의 액체분리조(24)를 통과한 기체는 진공펌프(27)에 의해 흡인되어 공기 배출구(28) 또는 가온수단(29)으로 밸브의 조작에 의해 선택적으로 보내지게 되며, 가온수단(29)으로는 건조된 공기를 발효조(10)에 요구되는 온도로 가온되어 회전축봉(15)의 기체 유입구(17)에 유입되어 통기관(16)을 거쳐 다시 발효조(10)에 유입되게 된다.
상기의 발효조(10)는 제 2 도에 보다 상세히 도시된 바, 이를 참조하여 상세히 설명하면, 몸체에 형성된 개구부(11)는 개폐가 가능한 덮개(30)가 구비되고, 발효조 내부면에는 다수의 교반익(13)이 회전중심을 향해 수직하게 돌출되어 A-A선을 대칭으로 하여 중앙좌내부면을 따라 소정의 각도로 나선형으로 배열되며, 발효조 외부면에는 2개의 삼각형의 돌기가 원형으로 설치되어 있어 회전구동장치(14)의 로울러에 의해 원통형 발효조(10)가 회전하면 그 회전방향에 따라 내부에 있던 원료들이 발효조(10)의 중앙에서 양측면(19)(20)으로 또는 양측면(19)(20)에서 중앙으로 이동하며 잘 교반이 될 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 발효조(10)는 완전히 밀봉되어야 하기 때문에 발효조(10)에 부착되는 회전축봉(15)은 기계적 씰, 스틸씰이 사용될 수 있고, 또한 이중벽체로 제작되어 이중벽사이에는 가온된 물을 순환시키므로서 발효조(10)의 내부온도를 적정하게 유지되도록 할 수 있다.
제 3 도에 본 발명에 따른 실시예가 도시된 바와같이, 통상 1회 처리용량 1톤 이상인 경우는 발효조 자체를 회전시키는 것은 바람직하지 않기 때문에 발효조(40)는 수직하게 설치되고, 상기 발효조(40)의 원통형 몸체의 하부중심에서 위로 수직하게 관통하여 회전축봉(45)이 설치되고, 발효조의 몸체의 상하부에 각각 하나씩 개구부(41)(42)가 형성되며, 상기 발효조(40)의 내부에 위치하는 회전축봉(45)에는 다수개의 교반익(43)이 형성되어 있는 한편, 하부에 설치되는 회전구동장치(44)에 의해 상기 회전축봉(45)이 회전될 수 있게 되어 있다.
또한, 상기 발효조(40)의 하부에 기체유입구(46)가 형성되어 있어 유입되는 가온기체를 통과시켜 상기 발효조(40)의 내부를 순환한 후, 발효조(40)의 상부에 형성된 기체배출구(47)를 통해 배출되게 되어 있다. 상기 밀폐된 발효조(40)에서 발생된 수증기 및 암모니아등의 가체는 기체 배출구(47)를 통해 배출되어 냉각수단(23)에 의해 냉각되고, 다시 액체분리조(24)로 보내져 수적(水滴)된 수증기 및 암모니아가스등이 액체로 분리 또는 액체에 용해된 후, 진공펌프(27)에 의해 흡입되어 공기배추구(28) 또는 가온수단(29)으로 밸브의 조작에 의해 선택적으로 보내지게 되며, 가온수단(29)에 의해 가온된 기체는 기체 유입구(46)로 유입되어 발효조를 순환하게 된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일반적인 고속발효순서는 발효조(10)(40)에 발효원료 개구부(11)(41)를 통하여 먼저 투입하고, 무균적 상태로 냉각시킨 프라스크등에 접종된 균을 일정시간 증식하여 균수가 대수증식기에 달하면 발효조(10)(40)에다 투입하여 미생물이 원료에 침투하게 되면 분해활동이 시작되어 열이 발생하게 되고, 이것은 고온성 미생물이 리그닝, 골, 셀루로오스등의 난분해성 물질과 유화물 등의 독성이 강한 물질을 탄산가스와 물로 분해해서 에너지를 얻어 원료전체에 효과적인 작용을 미치게 된다. 또한 다공성인 톱밥을 원료와 같이 혼입하므로써 미생물의 서식처가 되며, 발효조내의 통기성을 개선시켜 수분조절이 용이하고 발효가 촉진되며 토양에 단립구조가 형성되어 비옥한 토양으로 만들게 된다.
발효조(10)(40) 또는 회전축봉(15)(45)이 회전구동장치(14)(44)에 의해 회전하여 원료에 균질한 교반을 하며, 특히 발효조 내부의 교반익(13)(43)이 부착되어 있어 폐기물 전체의 혼합이 잘되고 동시에 도입된 기포로 세포분산시켜 발효물의 산소공급의 효율을 높이는 기능을 하게 되며, 또한 기체유입구(17)을 통해 유입된 기체가 기체유입배플(21)을 통하여 발효조(10)(40)내로 통기되어 주입된 공기에 의해 산소의 이용효율이 높아지게 된다. 그리고 가온수단(29)을 가동하므로써 필요한 온도를 가온수단(29)으로부터 발효조(10)(40)에 공급하며, 필요한 산소량을 공기도입구(25)로부터 유입시키며 배기는 공기 배출구(28)로부터 조정한다. 발효종료제품의 건조는 발효조를 순환시키는 공기를 가온수단(29)으로 가열하고, 냉각수단(23) 및 액체분리조(24)로 냉각하여 제습분리 내지는 취기를 용해시켜 건조시키게 된다.
본 발명은 상기와 같은 구조와 작용으로 발효조(10)(40)가 밀폐되어 있어 잡균의 오염문제가 없고, 전체의 구조가 간단하면서도 미생물의 발효조건을 최적으로 안정되게 유지하는 효과가 있다.
Claims (3)
- 물질 투입 배출이 가능한 최소한 하나이상의 개구부(11)(41)(42)가 몸체에 형성되고, 원통형의 중심에 중공형의 회전축봉(15)(45)이 일단에서 타단까지 삽입되어 설치되며, 내부에는 교반익(13)(43)이 구비된 원통형의 발효조(10)(40)와, 상기 발효조(10)(40) 또는 회전축봉(15)(45)을 구동시키는 회전구동장치(14)(44), 상기 발효조(10)(40)와, 상기 발효조(10)(40)로부터 발생하는 수증기를 냉각시켜 수적화하는 냉각수단(23), 상기 냉각수단(23)과 연결되어 유입된 기체로부터 수적과 상기 발효조(10)(40)에서 발생된 암모니아등과 같은 취기를 분리함과 동시에 외부의 공기를 흡입하는 공기도입부(25)와 밸브로 연결된 액체분리조(24), 상기의 액체분리조(24)와 연결되어 기체만을 흡입하고, 일측은 공기배출구(28)와 밸브로 연결된 진공펌프(27) 및, 상기 진공펌프(27)와 밸브로 연결되어 선택적으로 흡인된 기체를 발효에 필요한 온도를 승온하여 상기 발효조(10)(40)에 구비된 기체유입구(17)(46)로 공급하는 가온수단(29)으로 구성된 유기성 폐기물의 고속 발효 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 발효조(10)가 수평으로 설치되고, 다수의 교반익(13)이 상기 발효조의 내부면에 나선형으로 배열되게 설치되며, 상기 회전구동장치(14)에 의해 상기 발효조(10)가 회전하게 된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 고속 발효 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기의 발효조(10)가 수직으로 설치되고, 다수의 교반익(43)이 상기 회전축봉(45)의 주연에 설치되며 회전구동장치(44)에 의해, 상기의 회전축봉(45)이 회전하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 고속 발효 장치.
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