WO2024014629A1 - 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템 - Google Patents

고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템 Download PDF

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WO2024014629A1
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WO
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solid
tank
liquid
unit
liquid separation
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PCT/KR2022/020075
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김민식
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(주)워터솔루션
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    • A01K1/00—Housing animals; Equipment therefor
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses

Definitions

  • the present invention relates to a livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit.
  • the solid-liquid separator applies rotational force to the manure purified and introduced from the tank unit to generate centrifugal force, so that the solid-liquid separator separates the manure into solid and liquid to facilitate composting. It is about a manure composting system.
  • the above enforcement ordinance requires pig breeding facilities to be installed in closed structures to prevent odors from spreading to the surrounding area, and pig breeding farms must be equipped with equipment to reduce the generation of odorous substances, such as a liquid manure circulation system (a device that mixes composted liquid fertilizer and manure) and fog spray facilities. It was equipped.
  • a liquid manure circulation system a device that mixes composted liquid fertilizer and manure
  • Republic of Korea Patent Publication No. 10-0225784 discloses a composting device for livestock manure.
  • the above-mentioned conventional livestock manure composting device relates to a livestock manure composting device for removing odorous gases generated during the composting of livestock manure and recycling lost nitrogen resources. More specifically, it relates to a composting device for livestock manure to be composted in the air.
  • a composting device for composting livestock manure including a microbial culture tank in which nitrifying bacteria capable of oxidizing ammonia to nitrite are cultured, wherein the compost composting tank is connected to the lower end and has an air injector for supplying air and for uniting the gas into ammonia.
  • the gas collector includes an exhaust pipe at one end of which is connected to the cover, a cooler attached to surround a part of the exhaust pipe, and an ammonia collection tank at which the other end of the exhaust pipe is connected. It is characterized in that the gas collector and the microbial culture tank are connected by an ammonia gas pipe connecting each upper end and an ammonia water pipe connecting each lower end.
  • the present invention was developed to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to apply a rotational force to the solid-liquid separation unit to generate centrifugal force on the excrement that is purified and introduced from the tank unit, so that the excrement is divided into solid and liquid.
  • the aim is to provide a livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit that separates solid-liquid and facilitates composting.
  • the livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit according to the present invention to solve the above problems is installed at a location adjacent to the livestock house and is filled with fresh water and microorganisms to purify the manure flowing from the livestock house.
  • the solid-liquid separator applies rotational force to the manure purified and introduced from the tank unit to generate centrifugal force, so that the manure is separated into solid and liquid, making it easy to compost. It has the effect of making it happen.
  • the separation tank rotates, a centrifugal force is generated on the waste input from the tank to separate the waste into liquid and solid, and the liquid waste is moved to the liquid tank through the mesh of the separation tank.
  • solid manure is configured to move to the solid tank through the upper part of the separation tank, which has the effect of enabling quick and efficient solid-liquid separation.
  • an extension portion extends from the top of the solid tank in the centrifugal direction and is formed in a shape that surrounds at least a portion of the upper part of the separation tank, so that the solids separated from the manure and moved through the top of the separation tank are stored in the solid tank. It has the effect of preventing leakage to the outside.
  • a scraper configured to rotate is installed inside the solid tank, so that the solids separated from the solid-liquid in the separation tank and moved to the solid tank are guided at regular intervals and moved to the outside of the solid tank. This has the effect of allowing the separated solids to be easily moved to the solid fertilizer tank for composting and fertilizer.
  • an impeller is rotatably installed inside the separation tank to guide the purified waste flowing into the separation tank to the outer side of the separation tank, so that the waste introduced into the separation tank is It is moved to the outskirts of the separation tank, which has the effect of improving the efficiency of solid-liquid separation by the centrifugal force of the separation tank.
  • the mesh net formed on the side of the separation tank is formed in a shape that is longer in vertical length than horizontal length, but is gradually shortened in vertical length from the bottom to the top, so that the excrement introduced into the interior of the separation tank Solid-liquid separation is achieved with maximum efficiency at the bottom of the separation tank, and after being moved to the top, it is quickly discharged to the solid tank, preventing waste from accumulating inside the separation tank and reducing solid-liquid separation efficiency.
  • control unit is configured to control the amount of excrement flowing into the tank unit so that the excrement does not flow into the tank unit in an amount exceeding 30 parts by weight for 100 parts by weight of fresh water filled in the tank unit. It has the effect of preventing waste from being introduced and the treatment efficiency for waste from being reduced.
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit according to the present invention.
  • Figure 2a is a cross-sectional view showing a first embodiment of the solid-liquid separation unit of the livestock manure composting system provided with the solid-liquid separation unit according to the present invention.
  • Figure 2b is a cross-sectional view showing a second embodiment of the solid-liquid separation unit of the livestock manure composting system provided with the solid-liquid separation unit according to the present invention.
  • Figure 3 is a view showing the implementation state of the solid-liquid separation unit of the livestock manure composting system provided with the solid-liquid separation unit according to the present invention.
  • Figures 4a and 4b are views showing the separation tank of the livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit according to the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing the control unit of the livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit according to the present invention.
  • Figures 6a and 6b are views showing the livestock shed of the livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit according to the present invention.
  • Figure 7a is a view showing the tank portion of the livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation portion according to the present invention.
  • Figure 7b is a view showing the first reaction tank of the livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit according to the present invention.
  • Figure 7c is a view showing the second reaction tank of the livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit according to the present invention.
  • the present invention is a livestock farm manure composting unit equipped with a solid-liquid separator that separates the manure into solid and liquid to facilitate composting by applying rotational force to the manure purified and introduced from the tank unit to generate centrifugal force. It's about the system.
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit according to the present invention
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the solid-liquid separation part of the livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit according to the present invention
  • Figure 3 is a view showing the implementation state of the solid-liquid separation unit of the livestock manure composting system equipped with the solid-liquid separation unit according to the present invention
  • Figure 4 is a diagram showing the separation tank of the livestock waste composting system equipped with the solid-liquid separation unit according to the present invention.
  • the livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit includes a tank unit 100, a solid-liquid separation unit 200, a solid fertilizer tank 300, and a liquid fertilizer tank 400. do.
  • the livestock manure composting system equipped with the solid-liquid separation unit of the present invention separates the manure purified in the tank unit 100 and moved to the solid-liquid separation unit 200 into solid and liquid, and separates the solid-liquid separated solid manure and It is configured to compost liquid manure in the solid fertilizer tank 300 and the liquid fertilizer tank 400 to compost it.
  • the tank unit 100 is installed adjacent to the livestock house 10 and is filled with fresh water and microorganisms to purify the excrement flowing from the livestock house 10.
  • the tank unit 100 is configured to be installed in a position adjacent to the livestock house 10, and is installed in a position adjacent to the existing livestock house 10. After emptying the tank for storing manure, the tank unit 100 of the present invention is installed. It can be configured to be used as, and as a result, the overall construction cost of installing the livestock manure composting system of the present invention can be reduced.
  • the tank unit 100 can be replaced with a tank for storing existing excrement, and the tank unit 100 is composed of a plurality of units depending on the amount of excrement flowing into the tank unit 100. It can be configured to purify excrement.
  • the tank unit 100 is configured to allow the manure flowing in from the livestock house 10 to stay for a while before being moved to the tank unit 100, so that the manure flows into the tank unit 100.
  • a subtank (not shown) configured to stabilize the molecular state of the manure may be included.
  • the solid-liquid separation unit 200 is configured to separate the waste purified in the tank unit 100 into solid and liquid.
  • the solid-liquid separation unit 200 is installed on the ground and purified in the tank unit 100. It may be configured to perform solid-liquid separation on the purified material.
  • the solid-liquid separation unit 200 is a basic measure in the treatment and use of livestock waste as a resource, and is used to remove solids for liquid waste treatment such as livestock waste composting, liquid fertilizer, purification, minimization of facilities, and liquid fertilizer and purified marine discharge. It is essential to use.
  • the solid-liquid separation unit 200 is configured to separate solids and liquids from the excrement by applying rotational force to the excrement purified and introduced into the tank unit 100 to generate centrifugal force.
  • a solid tank 210 is formed in a cylindrical shape and has a solid discharge port 211 at the bottom, and is installed inside the solid tank 210 and has a liquid discharge port 221 at the bottom.
  • the liquid tank 220 is formed in a shape that gradually widens from the bottom to the top, and a mesh net 231 is installed on the side, and is rotatably installed inside the liquid tank 220 to form the tank portion 100.
  • the manure introduced into the separation tank 230 is configured to be separated into solid and liquid while rotating with the separation tank 230, so that the solid manure is moved to the upper part of the separation tank 230 and stored in the solid tank 210. ), and the liquid manure may be configured to be moved to the liquid tank 220 through the mesh net 231 of the separation tank 230.
  • the solid-liquid separation unit 200 may include a drive motor 260 configured to rotate the separation tank 230 and the impeller 250, which will be described later, respectively or together, and this drive motor ( 260) may be configured to rotate the separation tank 230 and the impeller 250 at different speeds and directions, respectively.
  • the livestock manure composting system equipped with the solid-liquid separation unit of the present invention can be configured to enable quick and efficient solid-liquid separation by rotating the separation tank 230 to apply centrifugal force to the input manure.
  • the solid tank 210 is configured to prevent solids that extend in a centrifugal direction from the top of the solid tank 210 and move to the top of the separation tank 230 from being discharged to the outside of the solid tank 210.
  • An extension portion 212 may be formed.
  • the extension portion 212 is made of the same material as the solid tank 210, and is configured to be bent and extended in the centrifugal direction from the upper end of the solid tank 210, thereby separating it from the excrement. It may be configured to prevent solid waste moving through the upper part of the separation tank 230 from leaking out of the solid tank 210.
  • the solid-liquid separation unit 200 is rotatably installed inside the solid tank 210, so that the bottom of the solid tank 210 is scraped and the solids inside the solid tank 210 are transferred to the solid tank 210.
  • a scraper 240 may be included to guide the solids to the lower solid discharge port 211 and discharge them.
  • the scraper 240 functions like a wiper and is installed to rotate inside the solid tank 210, that is, at the lower part of the solid tank 210, to remove solids flowing into the solid tank 210. It is configured to guide the excrement and discharge it.
  • the scraper 240 includes a frame 241 that is rotatably installed and a refill rubber 242 that is detachably installed on the frame 241 and configured to scrape the inner lower part of the solid tank 210. You can.
  • the refill rubber 242 since the refill rubber 242 is installed to be detachable, if damage occurs due to repeated use, it can be configured to be replaced with a separately provided refill rubber.
  • the solid-liquid separation unit 200 is rotatably installed inside the separation tank 230, thereby guiding the purified waste flowing into the inside of the separation tank 230 to the outer side of the separation tank 230.
  • An impeller 250 configured to do so may be included.
  • the impeller 250 is configured to be rotatable by a drive motor 260 configured to rotate the separation tank 230. As described above, the impeller 250 is configured to separate the excrement inside the separation tank 230. It may be configured to guide to the outer side of the tank 230.
  • the drive motor 260 may be configured to rotate the separation tank 230 and the impeller 250 at different rotation speeds and rotation directions, respectively.
  • the perforations formed in the mesh network 231 of the separation tank 230 may be formed in a shape in which the vertical length is longer than the horizontal length, but the vertical length may be gradually shorter from the bottom to the top.
  • the mesh network 231 is formed in a shape in which the vertical length is longer than the horizontal length, so that the excrement moved to the outside of the separation tank 230 by the centrifugal force generated in the separation tank 230 is stored in the separation tank 230. It can be configured to separate solid and liquid as it moves to the outskirts of.
  • the mesh network 231 is formed in a shape in which the vertical length gradually decreases from the bottom to the top, so that the solid-liquid separation of the excrement introduced into the separation tank 230 reaches a maximum at the bottom of the separation tank 230. It is efficient and can be configured to quickly discharge to the solid tank 210 after being moved to the top to prevent waste from accumulating inside the separation tank 230 and reducing the efficiency of solid-liquid separation.
  • the solid fertilizer tank 300 is configured to compost and compost the solids separated from solid and liquid by the solid-liquid separation unit 200.
  • This solid-liquid separation unit 200 separates solids and composts only the separated solids to compost and compost the manure in the livestock house 10.
  • the livestock manure composting system equipped with a separation unit may be configured so that the livestock waste is purified and separated into solids and liquids through the tank unit 100 and the solid-liquid separation unit 200, thereby changing it to a state suitable for composting.
  • the liquid fertilizer tank 400 is configured to compost and compost the liquid separated from solid and liquid by the solid-liquid separation unit 200.
  • a separate air pump is installed in the liquid fertilizer tank 400 to allow long-term fermentation with indigenous microorganisms, so that the liquid separated from the solid-liquid by the solid-liquid separation unit 200 can be composted and converted into fertilizer.
  • Figure 5 is a view showing the control unit of the livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit according to the present invention
  • Figures 6a and 6b are diagrams showing the livestock house of the livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit according to the present invention.
  • the livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit includes control of manure flowing into the tank unit 100 and purification by the solid-liquid separation unit 200.
  • a control unit 500 configured to control solid-liquid separation of manure, fertilization of solid manure by the solid fertilizer tank 300, and fertilization of liquid manure by the liquid fertilizer tank 400 may be included.
  • the control unit 500 is configured to control the entire process of composting manure performed by the livestock manure composting system of the present invention, and thus can be configured to enable efficient treatment of manure in the livestock house 10.
  • the control unit 500 may be configured to control the composting process by the livestock manure composting system equipped with the solid-liquid separation unit of the present invention by either automatic or manual method.
  • the livestock manure composting system equipped with the solid-liquid separation unit of the present invention includes a pipe connecting the livestock house 10 and the tank unit 100, a pipe connecting the tank unit 100 and the solid-liquid separation unit 200, and the solid-liquid separation unit.
  • a conduit portion 600 including a conduit is included.
  • the control unit 500 includes a valve that is selectively installed in one or more of the pipes included in the pipe unit 600 and is configured to open and close under control of the control unit 500, and one or more of the pipes.
  • a pump may be selectively installed in the plurality of pumps and configured to pump under the control of the control unit 500.
  • the control unit 500 may be configured to automatically control the valve and pump according to the physical specifications of the pipes, the physical specifications of the tank unit 100, and the physical specifications of the pump with reference to a pre-stored database. there is.
  • control unit 500 is configured to detect seasonal temperature changes by including a separate temperature sensor, etc., and is configured to prevent damage to the pipes by controlling the valve and pump according to temperature changes. It may be possible.
  • control unit 500 is composed of a separate interface formed in the shape of a control panel, etc., so that the user can manually control the control unit 500, which is formed in the shape of a control panel, etc. It can be configured to enable control.
  • control unit 500 which is formed in the shape of the control panel, is provided to provide a limit value of the control signal range according to the physical specifications of the pipes, the physical specifications of the tank unit 100, and the physical specifications of the pump. By being configured, it can be configured to prevent a decrease in purification efficiency or damage to equipment due to user manipulation.
  • the livestock manure composting system of the present invention may include a user terminal configured to be linked with the control unit 500 and remotely transmit a control signal to the control unit 500.
  • the user can be configured to transmit a control signal to the control unit 500 remotely using the user terminal.
  • the user uses an easily portable IT device such as a mobile phone or tablet even when not located in the field.
  • it can be configured to transmit a control signal to the control unit 500.
  • Such transmission of control signals using the user terminal may also be accomplished through a separate application.
  • the control unit 500 can control the excrement flowing into the tank unit 100 so that it remains inside the tank unit 100 for at least 24 hours or more and is purified.
  • the excrement flowing into the tank unit 100 is purified while remaining inside the tank unit 100. It is explained that it is trapped and purified inside the tank unit 100 for 24 hours, but depending on the implementation environment, the discharge of excrement flowing into the tank unit 100 is configured to occur naturally during the purification process in the tank unit 100. It can be.
  • At least a portion of the excrement flowing into the tank unit 100 can be purified and discharged while remaining inside the tank unit 100 for less than 24 hours.
  • the control unit 500 is configured to control the amount of excrement flowing into the tank unit 100, so that the excrement does not exceed 30 parts by weight based on 100 parts by weight of fresh water filled in the tank unit 100. Inflow can be controlled.
  • This amount of fresh water and excrement is intended to prevent the ratio of fresh water and excrement from collapsing as the amount of excrement flowing into the tank unit 100 increases, thereby reducing the purification efficiency of the excrement.
  • control unit 500 includes a sensor installed in the tank unit 100 and configured to measure the amount of excrement flowing into the tank unit 100 compared to the fresh water filled in the tank unit 100, and A pump configured to pump the manure located in the drain 11 of the livestock house 10 to the tank unit 100 is included, so that the manure is introduced into the tank unit 100 by the control unit 500.
  • the amount can be adjusted so that the amount of excrement does not exceed 30 parts by weight based on 100 parts by weight of fresh water filled in the tank unit 100.
  • control unit 500 limits the amount of manure flowing into the tank unit 100 according to the diameter of the pipe connecting the livestock house 10 and the tank unit 100 and the capacity of the tank unit 100. By being configured to do so, it can be configured to prevent the purification efficiency of excrement achieved in the tank unit 100 from being reduced.
  • the control unit 500 moves a portion of the liquid separated from solid-liquid by the solid-liquid separation unit 200 to the drain 11 of the livestock house 10 so that the excrement present in the drain 11 is transferred to the tank unit ( It can be controlled to move to 100).
  • control unit 500 performs the solid-liquid separation without using separate power or manpower to cause the excrement accumulated in the drain 11 of the livestock house 10 to flow into the tank unit 100. It is configured to introduce excrement into the tank unit 100 using the liquid separated from solid and liquid by the unit 200.
  • control unit 500 is configured to be driven according to the control of the control unit 500 to cause the liquid separated from solid-liquid in the solid-liquid separation unit 200 to flow into the drain 11 of the livestock house 10, or A valve 510 that allows liquid fertilizer to flow into the tank 400 may be included.
  • control unit 500 moves some of the liquid separated from solid-liquid by the solid-liquid separation unit 200 to the drain 11 of the livestock house 10 and controls the excrement to flow into the tank unit 100, Another part of the liquid separated by the solid-liquid separation unit 200 can be controlled to be moved to the liquid fertilizer tank 400.
  • the drain 11 of the livestock house 10 is formed to be inclined from one side toward the other side where the tank unit 100 is located, so that manure is moved by the liquid flowing into the drain 11 of the livestock house 10. It can be configured to support.
  • the drain 11 of the livestock house 10 is formed to be inclined in the direction in which the tank unit 100, which is configured to be installed in a position adjacent to the livestock house 10, is installed, so that it flows into the drain 11 of the livestock house 10.
  • the incoming livestock manure can be configured to easily flow into the tank unit 100 together with the liquid separated from the solid-liquid by the solid-liquid separation unit 200.
  • the drain 11 of the livestock house 10 is configured to have a water-repellent coating work, so that the movement of manure moving through the drain 11 can be easily performed.
  • Figure 7a is a view showing the tank part of the livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit according to the present invention
  • Figure 7b is a diagram showing the first reaction tank of the livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit according to the present invention
  • 7c is a diagram showing the second reaction tank of the livestock manure composting system equipped with a solid-liquid separation unit according to the present invention.
  • the tank unit 100 of the present invention includes a first partition member 111 dividing the internal space into a first oxygen chamber 110a and a first anoxic chamber 110b, and the A first reaction tank 110 including a first media 112 installed in the first oxygen chamber 110a formed by the first partition member 111 and configured to filter the excrement through microbial reaction. and a second partition wall member 121 dividing the internal space into a second oxygen chamber 120a and a second anoxic chamber 120b, and a second oxygen chamber 120a formed by the second partition wall member 121.
  • a second reaction tank 120 including a second media 122 that is installed and configured to filter the excrement through microbial reaction may be included.
  • the tank unit 100 is composed of a first reaction tank 110 and a second reaction tank 120, so that purification and odor reduction of incoming sewage are not performed at once, but the first reaction tank 100 is composed of the first reaction tank 110 and the second reaction tank 120. It is configured to gradually purify and reduce odor as it flows sequentially through the first reaction tank 110 and the second reaction tank 120.
  • the gas aerated by the aeration member 150 flows into the first oxygen compartment 110a of the first reaction tank 110 and the second oxygen compartment 120a of the second reaction tank 120, and aerobic It may be configured to promote the activation of aerobic microorganisms by introducing microorganisms, and the first anoxic compartment (110b) of the first reactor tank 110 and the second anoxic compartment (120b) of the second reactor tank 120 are separate. It may be configured to promote the activation of anaerobic microorganisms by introducing anaerobic microorganisms without introducing gas.
  • aerobic microorganisms introduced into the first oxygen chamber 110a of the first reaction tank 110 and the second oxygen chamber 120a of the second reaction tank 120 use oxygen to generate energy and decompose organic matter. It may be composed of actinomycetes, filamentous fungi, yeast, etc., and is introduced into the first anoxic compartment (110b) of the first reaction tank (110) and the second anoxic compartment (120b) of the second reaction tank (120). Anaerobic microorganisms are classified into obligate anaerobic microorganisms and facultative anaerobic microorganisms depending on their sensitivity to oxygen and may consist of lactic acid bacteria and Escherichia coli.
  • the first media 112 and the second media 122 have a carrier installed therein and are configured to process excrement through microbial reaction within the tank unit 100.
  • the first media 112 and the second media 122 generally refer to a structure in which the carrier is installed, and the carrier is used to provide an environment in which microorganisms attach and live and promote the growth of microorganisms. It is composed.
  • first media 112 and the second media 122 may be formed in a hexahedral structure, and the shapes of the first media 112 and the second media 122 may vary depending on the implementation environment. It can be transformed at any time.
  • Each side of the first media 112 and the second media 122 is configured to form a mesh shape so that excrement easily flows into the first media 112 and the second media 122 and the second media 122 is configured to form a mesh shape.
  • the first media 112 and the second media 122 may be configured to allow the excrement inside to easily flow out.
  • the microorganisms of the carrier provided inside the first media 112 and the second media 122 are configured to decompose organic matter by contacting the excrement.
  • the first oxygen chamber 110a and the second oxygen chamber are formed on the first partition wall member 111 and the second partition wall member 121.
  • a communication port 130 that communicates (120a) with the first anoxic chamber (110b) and the second anoxic chamber (120b), the excrement flowing into the first reaction tank (110) and the second reaction tank (120).
  • the guide partition 140 allows gas to flow through the lower portions of the first reaction tank 110 and the second reaction tank 120, and the gas into the first reaction tank 110 and the second reaction tank 120.
  • An aeration member 150 configured to aerate may be included.
  • the aeration member 150 includes a blower provided outside the tank unit 100 and configured to spray gas, and an aeration pipe configured to guide the gas emitted from the blower to the inside of the tank unit 100. You can.
  • the gas guided by the aeration pipe is guided to the inside of the tank unit 100 and is guided to the first media ( 112) and the second media 122, it may be configured to promote microbial activation of the first media 112 and the second media 122.
  • the aeration member 150 is configured to control the temperature of the injected gas by being controlled by the control unit, so that the gas injected from the blower is injected at an excessively high temperature or injected at a low temperature, causing the tank unit 100 It may be configured to prevent adverse effects on the activation of microorganisms present inside.
  • control unit 500 can control the temperature of the gas sprayed from the blower and aerated into the tank unit 100 to be aerated at a temperature of 40 to 50 degrees.
  • the aeration member 150 is composed of one or more members and is configured to be installed at the lower part of the first reaction tank 110 and the second reaction tank 120, and is configured to aerate gas in an inclined direction on one side. You can.
  • the aeration member 150 is configured to aerate the gas into the first reaction tank 110 and the second reaction tank 120 in an inclined direction on one side, thereby forming the first reaction tank ( 110) and the second reaction tank 120 may be configured to circulate and purify the excrement flowing into the interior while rotating around the first media 112 and the second media 122.
  • the tank unit 100 includes a first circulation tank that allows purified purified water to flow in and circulate while passing through the first reaction tank 110 and the second reaction tank 120. (160) and a second circulation tank 170 may be included.
  • the first circulation tank 160 may be installed in a position adjacent to the second reaction tank 120 and configured to allow purified water discharged from the second reaction tank 120 to flow into the second reaction tank 120.
  • the second circulation tank 170 may be installed adjacent to the first circulation tank 160 and configured to allow the purified water circulated in the first circulation tank 160 to flow into it.
  • the interior of the first circulation tank 160 and the second circulation tank 170 may have the same structure as the interior of the first reaction tank 110 and the second reaction tank 120, but
  • the media (160a, 170a) installed in the first circulation tank (160) and the second circulation tank (170) are the first media (112) installed in the first reaction tank (110) and the second reaction tank (120).
  • the fluid circulation flow for the purified material circulated inside the first circulation tank 160 and the second circulation tank 170 is inside the first circulation tank 160 and the second circulation tank 170.
  • the installed media (160a, 170a) is formed to be smaller than the first media (112) and second media (122) installed inside the first reaction tank 110 and the second reaction tank 120, thereby It is configured to ensure a smoother circulation flow of the fluid for the purified water circulating inside the first reaction tank 110 and the second reaction tank 120.
  • the solid-liquid separation unit applies rotational force to the excrement that is purified and introduced from the tank unit to generate centrifugal force, which has the effect of separating the excrement into solid and liquid to facilitate composting.

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Abstract

본 발명은 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 축사와 인접한 위치에 설치되고 내부에 청수 및 미생물이 충진되어 상기 축사로부터 유입되는 분뇨에 대한 정화가 이루어지도록 구성되는 탱크부; 상기 탱크부에서 정화된 분뇨를 고체와 액체로 고액분리하도록 구성되는 고액분리부; 상기 고액분리부에 의해 고액분리된 고체를 부숙시켜 비료화하도록 구성되는 고체비료탱크; 및 상기 고액분리부에 의해 고액분리된 액체를 부숙시켜 비료화하도록 구성되는 액체비료탱크가 포함되되, 상기 고액분리부는, 상기 탱크부에서 정화되어 투입되는 분뇨에 회전력을 가하여 원심력을 발생시킴으로써 상기 분뇨에서 고체와 액체를 분리하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 고액분리부가 탱크부에서 정화되어 투입되는 분뇨에 대해 회전력을 가하여 원심력이 발생되도록 함으로써, 분뇨가 고체와 액체로 고액분리되어 비료화가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템
본 발명은 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 고액분리부가 탱크부에서 정화되어 투입되는 분뇨에 대해 회전력을 가하여 원심력이 발생되도록 함으로써, 분뇨가 고체와 액체로 고액분리되어 비료화가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템에 관한 것이다.
농림축산식품부는 축산업 허가, 등록 요건 강화 등을 골자로 한 개정 축산법시행령, 시행규칙을 2022년 6월 16일 공포, 시행한다고 밝혔다.
상기 시행령은 돼지 사육시설의 악취가 주변으로 퍼지지 않도록 밀폐형 구조로 설치되도록 하였으며, 돼지 사육 농장에는 액비순환시스템(부숙된 액상 비료와 분뇨를 섞는 장치)이나 안개분무시설 등 악취물질 발생을 줄이는 장비를 갖추도록 하였다.
일반적으로 가축의 분뇨가 배출되면 토양과 하천을 오염시키는 주요 원인이 되는데, 이러한 제반적인 문제점을 해결하기 위해서, 상기한 가축의 분뇨를 유기질 비료화하여 토양에 사용함으로써, 화학비료의 사용으로 인해 산성화된 토양을 객토시켜 우수한 토질을 양성화하였다.
상기와 같이 가축의 분뇨를 비료화 하기 위해서는 먼저 톱밥에 축산분뇨를 혼합하여 두면 미생물이 성장하게 되는데, 이러한 미생물은 신속한 분해작용을 진행하면서 가축의 분뇨와 톱밥이 유기질 비료로 진행되게 한다.
이때 상기 혼합물은 일정 시간이 경과하면 내부의 온도가 상승하게 되어 산소가 부족하게 됨으로써 결국미생물이 사멸하게 되는데, 이로 인하여 상기 혼합물은 유기질 비료화가 되지 않고 썩게 됨으로서 불필요한 비료가 생성된다.
따라서, 일정기간이 경과하면 온도의 상승을 억제하고 충분한 산소를 공급하는 과정 등을 통해 호기성 미생물의 성장 활동을 조장함으로써 양호한 발효작용이 발생되어 양질의 유기질 비료를 생산하도록 하고 있다.
이와 관련된 기술 중 하나로, 대한민국 등록특허공보 10-0225784에는 가축 분뇨의 부숙 퇴비화 장치가 개시되어 있다.
상기 종래의 가축 분뇨의 부숙 퇴비화 장치는 가축분뇨의 부숙 퇴비화시 발생되는 악취가스를 제거하고 유실되는 질소 자원을 재활용하기 위한 가축분뇨의 부숙 퇴비화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가축분뇨를 공기에 의해 부숙화시키는 퇴비 부숙조; 부숙화된 재료로부터 배출된 가스를 포집하기 위한 가스 포집기; 및 암모니아를 아질산으로 산화시킬 수 있는 질산화균이 배양된 미생물 배양조를 포함하는 가축분뇨의 부숙 퇴비화 장치로서, 상기 퇴비 부숙조는 하단부에 연결되어 공기를 공급하기 위한 공기 주입기 및 상기 가스를 암모니아로 단일화시키기 위해 상부에 설치된 덮개를 포함하고, 상기 가스 포집기는 한쪽 말단이 상기한 덮개에 연결된 배기관과, 상기한 배기관의 일부를 에워싸도록 부착된 냉각기 및 상기 배기관의 다른쪽 말단이 연결된 암모니아수집조를 포함하며, 상기 가스 포집기와 상기 미생물 배양조는 각각의 상단을 연결하는 암모니아가스관과 각각의 하단을 연결하는 암모니아수로에 의해 연결됨을 특징으로 한다.
그러나 상기 종래기술은, 가축분뇨가 발생하는 현장에서 바로 부숙시키지 못하고, 가축분뇨를 퇴비 부숙조가 있는 곳으로 이동시키기 위한 별도의 장비 또는 기술을 필요로 하는 문제가 있다.
본 발명은 위와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 고액분리부가 탱크부에서 정화되어 투입되는 분뇨에 대해 회전력을 가하여 원심력이 발생되도록 함으로써, 분뇨가 고체와 액체로 고액분리되어 비료화가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템을 제공하는 데 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템에는, 축사와 인접한 위치에 설치되고 내부에 청수 및 미생물이 충진되어 상기 축사로부터 유입되는 분뇨에 대한 정화가 이루어지도록 구성되는 탱크부; 상기 탱크부에서 정화된 분뇨를 고체와 액체로 고액분리하도록 구성되는 고액분리부; 상기 고액분리부에 의해 고액분리된 고체를 부숙시켜 비료화하도록 구성되는 고체비료탱크; 및 상기 고액분리부에 의해 고액분리된 액체를 부숙시켜 비료화하도록 구성되는 액체비료탱크가 포함되되, 상기 고액분리부는, 상기 탱크부에서 정화되어 투입되는 분뇨에 회전력을 가하여 원심력을 발생시킴으로써 상기 분뇨에서 고체와 액체를 분리하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템에 의하면, 고액분리부가 탱크부에서 정화되어 투입되는 분뇨에 대해 회전력을 가하여 원심력이 발생되도록 함으로써, 분뇨가 고체와 액체로 고액분리되어 비료화가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 분리탱크가 회전되면서 탱크부에서 투입되는 분뇨에 대해 원심력을 발생시켜 분뇨를 액체와 고체로 분리시키도록 구성되되, 액체 분뇨는 분리탱크의 메쉬망을 통해 액체탱크로 이동되고, 고체 분뇨는 분리탱크의 상부를 통해 고체탱크로 이동되도록 구성됨으로써, 빠르고 효율적인 고액분리가 가능하도록 구성되는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 고체탱크의 상부에서 원심 방향으로 연장부가 연장 형성되되, 적어도 분리탱크의 상부 일부를 감싸는 형상으로 형성됨으로써, 분뇨에서 분리되어 분리탱크의 상부를 통해 이동되는 고체가 고체탱크의 외부로 유출되는 것을 방지하도록 구성되는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 고체탱크의 내부에 회전 가능하도록 구성되는 스크래퍼가 설치됨으로써, 분리탱크에서 고액분리되어 고체탱크로 이동된 고체가 일정한 시간 간격으로 가이드되어 고체탱크의 외부로 이동되도록 구성되어 고액분리된 고체가 고체비료탱크로 용이하게 이동되어 부숙 및 비료화될 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 분리탱크의 내부에 회전 가능하도록 구성되는 임팰러가 설치됨으로써, 분리탱크의 내부로 유입되는 정화된 분뇨를 분리탱크의 외곽 측으로 가이드하도록 구성되어 분리탱크의 내부로 투입된 분뇨가 분리탱크의 외곽으로 이동되어 분리탱크의 원심력에 의한 고액분리 효율이 향상되도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 분리탱크의 측면에 형성되는 메쉬망이 가로 길이보다 세로 길이가 긴 형상으로 형성되되, 하부에서 상부로 갈수록 점차 세로 길이가 짧은 형상으로 형성됨으로써, 분리탱크의 내부로 투입된 분뇨에 대한 고액분리가 분리탱크의 하부에서는 최대 효율로 이루어지고 상부로 이동된 이후에는 고체탱크로 빠르게 배출되도록 하여 분리탱크의 내부에 분뇨가 쌓여 고액분리 효율이 저하되는 것을 방지하도록 구성되는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 제어부가 탱크부의 내부로 유입되는 분뇨의 양을 제어하도록 구성되어 탱크부에 충진된 청수 100중량부에 대하여 분뇨가 30중량부를 초과하지 않게 유입되도록 구성됨으로써, 탱크부에 과도한 분뇨가 유입되어 분뇨에 대한 처리 효율이 저하되는 것을 방지하도록 구성되는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템을 나타내는 도면.
도 2a는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 고액분리부의 제1실시예를 나타내는 단면도.
도 2b는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 고액분리부의 제2실시예를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 고액분리부의 실시 상태를 나타내는 도면.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 분리탱크를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 제어부를 나타내는 도면.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 축사를 나타내는 도면.
도 7a는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 탱크부를 나타내는 도면.
도 7b는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 제1반응조탱크를 나타내는 도면.
도 7c는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 제2반응조탱크를 나타내는 도면.
본 발명은 고액분리부가 탱크부에서 정화되어 투입되는 분뇨에 대해 회전력을 가하여 원심력이 발생되도록 함으로써, 분뇨가 고체와 액체로 고액분리되어 비료화가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템에 관한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템을 나타내는 도면이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 고액분리부를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 고액분리부의 실시 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 분리탱크를 나타내는 도면이다.
첨부된 도 1에 따르면, 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템에는, 탱크부(100), 고액분리부(200), 고체비료탱크(300) 및 액체비료탱크(400)가 포함된다.
이러한 본 발명의 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템은 상기 탱크부(100)에서 정화되어 상기 고액분리부(200)로 이동된 분뇨를 고체와 액체로 고액분리시키고, 상기 고액분리된 고체 분뇨와 액체 분뇨를 상기 고체비료탱크(300) 및 액체비료탱크(400)에서 부숙시켜 비료화하도록 구성되는 것이다.
상기 탱크부(100)는 축사(10)와 인접한 위치에 설치되고 내부에 청수 및 미생물이 충진되어 상기 축사(10)로부터 유입되는 분뇨에 대한 정화가 이루어지도록 구성되는 것이다.
이러한 상기 탱크부(100)는 축사(10)와 인접한 위치에 설치되도록 구성되는 것으로서, 기존의 축사(10)와 인접한 위치에 설치되어 분뇨를 저장하는 탱크를 비운 후 본 발명의 탱크부(100)로 이용되도록 구성될 수 있으며, 이로 인해, 본 발명의 축사 분뇨 비료화 시스템을 설치하는 전체 시공 비용이 절감되도록 할 수 있다.
즉, 상기 탱크부(100)는 기존의 분뇨를 저장하는 탱크로 대체될 수 있는 것이며, 상기 탱크부(100)는 상기 탱크부(100)의 내부로 유입되는 분뇨의 유입 양에 따라 복수로 구성되어 분뇨를 정화하도록 구성될 수 있다.
한편, 이러한 상기 탱크부(100)에는 상기 축사(10)로부터 유입되는 분뇨가 상기 탱크부(100)로 이동되기 전 잠시 머무르도록 구성되어 상기 분뇨가 상기 탱크부(100)로 유입되기 전 상기 분뇨의 분자 상태를 안정화시키도록 구성되는 서브탱크(미도시)가 포함될 수 있다.
상기 고액분리부(200)는 상기 탱크부(100)에서 정화된 분뇨를 고형물과 액체로 고액분리하도록 구성되는 것으로서, 상기 고액분리부(200)는 지면에 설치되어 상기 탱크부(100)에서 정화된 정화물에 대한 고액분리를 실시하도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 고액분리부(200)는 가축 분뇨의 처리와 자원화 이용에 기본적인 조치로서, 가축 분뇨 퇴비화, 액비화, 정화, 시설의 최소화, 액비 및 정화처리 해양배출 등 액상물 처리 이용을 위한 고형물 제거에 필수적으로 사용되는 것이다.
더욱 상세하게, 상기 고액분리부(200)는 상기 탱크부(100)에서 정화되어 투입되는 분뇨에 회전력을 가하여 원심력을 발생시킴으로써 상기 분뇨에서 고체와 액체를 분리하도록 구성되는 것이다.
이러한 상기 고액분리부(200)에는, 원통형으로 형성되며 하부에 고체배출구(211)가 형성되는 고체탱크(210), 상기 고체탱크(210)의 내부에 설치되며, 하부에 액체배출구(221)가 형성되는 액체탱크(220) 및 하부에서 상부로 갈수록 점차 넓어지는 형상으로 형성되되 측면에 메쉬망(231)이 설치되고, 상기 액체탱크(220)의 내부에 회전 가능하도록 설치되어 상기 탱크부(100)에서 정화된 분뇨가 투입되는 분리탱크(230)가 포함될 수 있다.
이때, 상기 분리탱크(230)로 투입되는 분뇨는 상기 분리탱크(230)와 함께 회전되면서 고체와 액체로 분리되도록 구성됨으로써, 고체 분뇨는 상기 분리탱크(230)의 상부로 이동되어 고체탱크(210)로 이동되도록 구성되고, 액체 분뇨는 상기 분리탱크(230)의 메쉬망(231)을 통해 액체탱크(220)로 이동되도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 고액분리부(200)에는 상기 분리탱크(230)와 후술되는 임팰러(250)를 각각 회전시키거나 함께 회전시키도록 구성되는 구동모터(260)가 포함될 수 있으며, 이러한 상기 구동모터(260)는 상기 분리탱크(230) 및 임팰러(250)를 각각 상이한 속도 및 방향으로 회전시키도록 구성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템은 상기 분리탱크(230)를 회전시켜 투입된 분뇨에 원심력이 가해지도록 함으로써, 빠르고 효율적인 고액분리가 가능하도록 구성될 수 있다.
또한 상기 고체탱크(210)에는 상기 고체탱크(210)의 상부에서 원심 방향으로 연장되어 상기 분리탱크(230)의 상부로 이동되는 고체가 상기 고체탱크(210)의 외부로 배출되는 것을 방지하도록 구성되는 연장부(212)가 형성될 수 있다.
더욱 상세하게, 이러한 상기 연장부(212)는 상기 고체탱크(210)와 동일한 재질로 이루어지는 것으로서, 상기 고체탱크(210)의 상부 말단에서 원심 방향으로 절곡되어 연장 형성되도록 구성됨으로써, 분뇨에서 분리되어 상기 분리탱크(230)의 상부를 통해 이동되는 고체 분뇨가 고체탱크(210)의 외부로 유출되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
또한 상기 고액분리부(200)에는, 상기 고체탱크(210)의 내부에 회전 가능하도록 설치됨으로써, 상기 고체탱크(210)의 하부를 긁어서 상기 고체탱크(210) 내부의 고체를 상기 고체탱크(210) 하부의 고체배출구(211)로 가이드하여 배출되도록 하는 스크래퍼(240)가 포함될 수 있다.
이러한 상기 스크래퍼(240)는 와이퍼와 같은 역할을 하는 것으로서 상기 고체탱크(210)의 내부 즉, 상기 고체탱크(210)의 내부 하부에서 회전되도록 설치되어 상기 고체탱크(210)의 내부로 유입된 고체 분뇨를 가이드하여 배출시키도록 구성되는 것이다.
이때, 상기 스크래퍼(240)에는 회전 가능하도록 설치되는 프레임(241) 및 상기 프레임(241)에 탈부착 가능하도록 설치되어 상기 고체탱크(210)의 내부 하부를 긁도록 구성되는 리필고무(242)가 포함될 수 있다.
이때, 상기 리필고무(242)는 탈부착 가능하도록 설치되는 것이므로 반복적인 사용에 따라 손상이 발생되는 경우, 별도로 구비된 리필고무와 교체 가능하도록 구성될 수 있다.
또한 상기 고액분리부(200)에는, 상기 분리탱크(230)의 내부에 회전 가능하도록 설치됨으로써, 상기 분리탱크(230)의 내부로 유입되는 정화된 분뇨를 상기 분리탱크(230)의 외곽 측으로 가이드하도록 구성되는 임팰러(250)가 포함될 수 있다.
상기 임팰러(250)는 상기 분리탱크(230)를 회전시키도록 구성되는 구동모터(260)에 의해 회전 가능하도록 구성되는 것으로서, 전술한 바와 같이, 상기 분리탱크(230) 내부의 분뇨를 상기 분리탱크(230)의 외곽 측으로 가이드하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 구동모터(260)는 상기 분리탱크(230) 및 임팰러(250)를 각각 상이한 회전 속도 및 회전 방향으로 회전시키도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 분리탱크(230)의 메쉬망(231)에 형성되는 타공은 가로 길이보다 세로 길이가 긴 형상으로 형성되되, 하부에서 상부로 갈수록 점차 세로 길이가 짧은 형상으로 형성될 수 있다.
이러한 상기 메쉬망(231)은 가로 길이보다 세로 길이가 긴 형상으로 형성되어 상기 분리탱크(230)에서 발생되는 원심력에 의해 상기 분리탱크(230)의 외곽으로 이동되는 분뇨가 상기 분리탱크(230)의 외곽으로 이동되면서 고액분리가 되도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 메쉬망(231)은 하부에서 상부로 갈수록 점차 세로 길이가 짧아지는 형상으로 형성되어 상기 분리탱크(230)의 내부로 투입된 분뇨에 대한 고액분리가 상기 분리탱크(230)의 하부에서는 최대 효율로 이루어지고, 상부로 이동된 이후에는 상기 고체탱크(210)로 빠르게 배출되도록 하여 상기 분리탱크(230)의 내부에 분뇨가 쌓여 고액분리 효율이 저하되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
상기 고체비료탱크(300)는 상기 고액분리부(200)에 의해 고액분리된 고체를 부숙시켜 비료화하도록 구성되는 것이다.
이러한 상기 고액분리부(200)에 의해 고액분리되어 분리된 고형물만을 부숙시켜 비료화하여 축사(10)의 분뇨를 비료화시키도록 구성되는 것이다.
한편 상기 고체비료탱크(300)에서 이루어지는 부숙은, 유기물이 미생물 등에 의해 분해되면 이산화탄소 및 물로 전환되는데, 유기물 중에 미생물의 분해 작용에 저항성을 갖는 물질과 분해과정 중에 새로이 합성된 물질은 부식(Humus)으로 잔류하게 되면서 이루어질 수 있다.
토양이나 대기 중에는 세균, 방선균 및 사상균 등 다양한 종류의 미생물이 존재하고, 미생물은 통기성, 수분, 영양원 등 서식하기에 적합한 환경이 주어지면 유기물을 분해하여 가축의 분뇨를 비료화시키게 되는데, 본 발명의 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템은 축사의 분뇨가 상기 탱크부(100) 및 고액분리부(200)를 통해 정화되고 고액분리되면서 부숙되기 좋은 상태로 변화되어 부숙시키도록 구성될 수 있다.
상기 액체비료탱크(400)는 상기 고액분리부(200)에 의해 고액분리된 액체를 부숙시켜 비료화하도록 구성되는 것이다.
이러한 상기 액체비료탱크(400)에는 별도의 에어펌프가 설치되어 토착미생물과 함께 장기간 발효시키도록 구성됨으로써 상기 고액분리부(200)에 의해 고액분리된 액체를 부숙시켜 비료화하도록 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 제어부를 나타내는 도면이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 축사를 나타내는 도면이다.
첨부된 도 5 내지 도 6b에 따르면, 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템에는 상기 탱크부(100)의 내부로 유입되는 분뇨의 조절, 상기 고액분리부(200)에 의한 정화된 분뇨의 고액분리, 상기 고체비료탱크(300)에 의한 고체 분뇨의 비료화 및 액체비료탱크(400)에 의한 액체 분뇨의 비료화를 제어하도록 구성되는 제어부(500)가 포함될 수 있다.
이러한 상기 제어부(500)는 본 발명의 축사 분뇨 비료화 시스템에 의해 이루어지는 분뇨의 비료화에 대한 전 과정을 제어하도록 구성됨으로써, 상기 축사(10)의 분뇨에 대한 효율적인 처리가 가능하도록 구성될 수 있다.
이러한 상기 제어부(500)는 자동 및 수동 중 선택되는 어느 하나의 방법으로 본 발명의 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템에 의한 비료화 과정을 제어하도록 구성될 수 있다.
1. 제어부에 의한 제어가 자동으로 이루어지는 경우
본 발명의 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템에는 상기 축사(10)와 탱크부(100)를 연결하는 관로, 상기 탱크부(100)와 고액분리부(200)를 연결하는 관로, 상기 고액분리부(200)와 고체비료탱크(300)를 연결하는 관로, 상기 고액분리부(200)와 액체비료탱크(400)를 연결하는 관로 및 상기 고액분리부(200)와 축사(10)를 연결하는 관로를 포함하는 관로부(600)가 포함된다.
상기 제어부(500)에는, 상기 관로부(600)에 포함된 관로들 중 어느 하나 또는 복수에 선택적으로 설치되어 상기 제어부(500)의 제어에 의해 개폐되도록 구성되는 밸브 및 상기 관로들 중 어느 하나 또는 복수에 선택적으로 설치되어 상기 제어부(500)의 제어에 의해 펌핑하도록 구성되는 펌프가 포함될 수 있다.
상기 제어부(500)는 미리 저장된 데이터베이스를 참고하여 상기 관로들의 물리적인 규격, 상기 탱크부(100)의 물리적인 규격 및 상기 펌프의 물리적인 규격에 따라 상기 밸브 및 펌프를 자동으로 제어하도록 구성될 수 있다.
설계 조건에 따라, 상기 제어부(500)는 별도의 온도센서 등을 포함하여 계절에 따른 온도 변화를 감지하도록 구성됨으로써, 온도 변화에 따라 상기 밸브 및 펌프를 제어하여 상기 관로들의 파손을 방지하도록 구성될 수도 있다.
2. 제어부에 의한 제어가 수동으로 이루어지는 경우
한편, 상기 제어부(500)는 제어반 등의 형상으로 형성되는 별도의 인터페이스로 구성됨으로써, 사용자가 제어반 등의 형상으로 형성되는 제어부(500)를 수동으로 제어하여 본 발명의 축사 분뇨 비료화 시스템에 대한 전반적인 제어가 가능하도록 구성될 수 있다.
이때 상기 제어반 등의 형상으로 형성되는 제어부(500)는, 상기 관로들의 물리적인 규격, 상기 탱크부(100)의 물리적인 규격 및 상기 펌프의 물리적인 규격에 따른 제어 신호 범위의 한계값을 제공하도록 구성됨으로써, 사용자의 조작에 의한 정화 효율의 저하나, 장비의 파손을 방지하도록 구성될 수 있다.
또한 본 발명의 축사 분뇨 비료화 시스템에는, 상기 제어부(500)와 연동되고 원격으로 상기 제어부(500)에 제어 신호를 전송할 수 있도록 구성되는 사용자단말부가 포함될 수 있다.
사용자는 상기 사용자단말부를 이용하여 원격으로 상기 제어부(500)에 제어 신호를 전송하도록 구성될 수 있으며, 이러한 경우, 사용자는 현장에 위치하지 않은 상태에서도 휴대폰이나 태블릿 등 휴대가 용이한 IT 기기를 이용하여 상기 제어부(500)에 제어 신호를 전송하도록 구성될 수 있다.
이러한 상기 사용자단말부를 이용한 제어 신호의 전송은 별도의 어플리케이션을 통해서 이루어질 수도 있다.
상기 제어부(500)는 상기 탱크부(100)로 유입되는 분뇨가 상기 탱크부(100)의 내부에서 적어도 24시간 이상 머무르면서 정화되도록 제어할 수 있다.
이는 상기 탱크부(100)로 유입된 분뇨가 상기 탱크부(100)의 내부에서 머무르면서 정화되는 최소 시간을 설정한 것으로서, 본 발명에서는 상기 탱크부(100)의 내부로 유입되는 분뇨가 상기 탱크부(100)의 내부에서 24시간 동안 갇혀서 정화되는 것으로 설명하고 있으나, 실시 환경에 따라, 상기 탱크부(100)로 유입된 분뇨의 배출은 상기 탱크부(100)에서의 정화 과정에서 자연스럽게 이루어지도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 탱크부(100)에서 정화되는 과정에서 상기 탱크부(100)로 유입된 분뇨의 적어도 일부는 상기 탱크부(100)의 내부에서 24시간 미만으로 머무르면서 정화되고 배출될 수 있는 것이다.
상기 제어부(500)는, 상기 탱크부(100)의 내부로 유입되는 분뇨의 양을 제어하도록 구성됨으로써, 상기 탱크부(100)에 충진된 청수 100중량부에 대하여 분뇨가 30중량부를 초과하지 않게 유입되도록 제어할 수 있다.
이러한 상기 청수와 분뇨의 양은, 상기 탱크부(100)의 내부로 유입되는 분뇨의 양이 많아지면서 청수와 분뇨의 비율이 무너지게 되어 분뇨의 정화 효율이 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다.
즉, 상기 제어부(500)에는 상기 탱크부(100)에 설치되어 상기 탱크부(100)에 충진된 청수에 대비하여 상기 탱크부(100)에 유입되는 분뇨의 유입양을 측정하도록 구성되는 센서 및 상기 축사(10)의 배수구(11)에 위치한 분뇨를 상기 탱크부(100)로 펌핑시키도록 구성되는 펌프가 포함됨으로써, 상기 제어부(500)에 의해 상기 탱크부(100)의 내부로 유입되는 분뇨의 양이 조절되어 상기 탱크부(100)에 충진된 청수 100중량부에 대하여 분뇨가 30중량부를 초과하지 않도록 구성될 수 있다.
또한 상기 제어부(500)는, 상기 축사(10)와 탱크부(100)를 연결하는 관로의 직경 및 상기 탱크부(100)의 용량에 따라 상기 탱크부(100)로 유입되는 분뇨의 양을 제한하도록 구성됨으로써, 상기 탱크부(100)에서 이루어지는 분뇨의 정화 효율이 저하되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부(500)는, 상기 고액분리부(200)에 의해 고액분리된 액체의 일부가 상기 축사(10)의 배수구(11)로 이동되어 상기 배수구(11)에 존재하는 분뇨가 상기 탱크부(100)로 이동되도록 제어할 수 있다.
즉 상기 제어부(500)는, 상기 축사(10)의 배수구(11)에 쌓이게 되는 분뇨를 상기 탱크부(100)로 유입시키도록 하기 위한 별도의 동력이나 인력을 사용하지 않은 상태에서, 상기 고액분리부(200)에 의해 고액분리된 액체를 이용하여 상기 탱크부(100)에 분뇨를 유입시키도록 구성되는 것이다.
이를 위해, 상기 제어부(500)에는 상기 제어부(500)의 제어에 따라 구동되도록 구성되어 상기 고액분리부(200)에서 고액분리된 액체를 상기 축사(10)의 배수구(11)로 유입되도록 하거나, 상기 액체비료탱크(400)로 유입되도록 하는 밸브(510)가 포함될 수 있다.
즉 상기 제어부(500)는, 상기 고액분리부(200)에 의해 고액분리된 액체 중 일부는 상기 축사(10)의 배수구(11)로 이동시켜 분뇨가 탱크부(100)로 유입되도록 제어하고, 상기 고액분리부(200)에 의해 고액분리된 액체 중 다른 일부는 상기 액체비료탱크(400)로 이동되도록 제어할 수 있다.
한편, 상기 축사(10)의 배수구(11)는 일 측에서 상기 탱크부(100)가 위치한 타 측 방향으로 경사지게 형성되어 상기 축사(10)의 배수구(11)로 유입되는 액체에 의해 분뇨의 이동을 서포트하도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 축사(10)의 배수구(11)는 상기 축사(10)와 인접한 위치에 설치되도록 구성되는 탱크부(100)가 설치된 방향으로 경사지게 형성됨으로써, 상기 축사(10)의 배수구(11)로 유입되는 가축의 분뇨가 상기 고액분리부(200)에 의해 고액분리된 액체와 함께 용이하게 탱크부(100)로 유입되도록 구성될 수 있다.
이에 더해, 상기 축사(10)의 배수구(11)에는 발수코팅 작업이 이루어지도록 구성됨으로써, 상기 배수구(11)를 통해 이동되는 분뇨의 이동이 용이하게 이루어지도록 구성될 수 있다.
도 7a는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 탱크부를 나타내는 도면이고, 도 7b는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 제1반응조탱크를 나타내는 도면이며, 도 7c는 본 발명에 따른 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템의 제2반응조탱크를 나타내는 도면이다.
첨부된 도 7a 내지 도 7c에 따르면, 본 발명의 탱크부(100)에는, 내부 공간을 제1산소칸(110a)과 제1무산소칸(110b)으로 구획하는 제1격벽부재(111) 및 상기 제1격벽부재(111)에 의해 형성되는 제1산소칸(110a)에 설치되어 미생물 반응을 통해 분뇨에 대한 여과 처리를 하도록 구성되는 제1메디아(112)가 포함되는 제1반응조탱크(110) 및 내부 공간을 제2산소칸(120a)과 제2무산소칸(120b)으로 구획하는 제2격벽부재(121) 및 상기 제2격벽부재(121)에 의해 형성되는 제2산소칸(120a)에 설치되어 미생물 반응을 통해 분뇨에 대한 여과 처리를 하도록 구성되는 제2메디아(122)가 포함되는 제2반응조탱크(120)가 포함될 수 있다.
즉, 상기 탱크부(100)는 제1반응조탱크(110) 및 제2반응조탱크(120)로 구성됨으로써, 유입되는 분뇨에 대한 정화 및 악취 저감이 한 번에 이루어지도록 구성되는 것이 아니라, 상기 제1반응조탱크(110) 및 제2반응조탱크(120)에 의해 순차적으로 유입되면서 점진적으로 정화 및 악취 저감이 이루어지도록 구성되는 것이다.
이때, 상기 제1반응조탱크(110)의 제1산소칸(110a) 및 제2반응조탱크(120)의 제2산소칸(120a)에는 후술되는 폭기부재(150)에서 폭기되는 기체가 유입되고 호기성 미생물이 투입되어 호기성 미생물의 활성화가 촉진되도록 구성될 수 있고, 상기 제1반응조탱크(110)의 제1무산소칸(110b) 및 제2반응조탱크(120)의 제2무산소칸(120b)에는 별도의 기체 유입은 없이 혐기성 미생물이 투입되어 혐기성 미생물의 활성화가 촉진되도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 제1반응조탱크(110)의 제1산소칸(110a) 및 제2반응조탱크(120)의 제2산소칸(120a)에 투입되는 호기성 미생물은 산소를 이용하여 에너지를 만들고 유기물을 분해하도록 구성되는 것으로서 방선균, 사상균 및 효모균 등으로 구성될 수 있으며, 상기 제1반응조탱크(110)의 제1무산소칸(110b) 및 제2반응조탱크(120)의 제2무산소칸(120b)에 투입되는 혐기성 미생물은 산소에 대한 민감도에 따라 절대 혐기성 미생물과 통성 혐기성 미생물로 분류되어 유산균 및 대장균 등으로 구성될 수 있다.
상기 제1메디아(112) 및 제2메디아(122)는 내부에 담체가 설치되어 상기 탱크부(100)의 내부에서 미생물 반응을 통해 분뇨를 처리하도록 구성되는 것이다.
이러한 상기 제1메디아(112) 및 제2메디아(122)는 일반적으로 상기 담체가 설치되는 구조를 의미하는 것으로서, 상기 담체는 미생물이 부착되어 서식하며 미생물의 증식을 촉진시킬 수 있는 환경을 제공하도록 구성되는 것이다.
또한, 상기 제1메디아(112) 및 제2메디아(122)는 육면체 구조로 형성될 수 있으며, 실시 환경에 따라 상기 제1메디아(112) 및 제2메디아(122)의 형상은 실시 환경에 따라 얼마든지 변형될 수 있다.
상기 제1메디아(112) 및 제2메디아(122)를 이루는 각 면은 메쉬 형상을 이루도록 구성되어 상기 제1메디아(112) 및 제2메디아(122)의 내부로 분뇨가 용이하게 유입되고 상기 제1메디아(112) 및 제2메디아(122) 내부의 분뇨가 용이하게 유출되도록 구성될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1메디아(112) 및 제2메디아(122)의 내부에 구비되는 담체의 미생물이 상기 분뇨와 접촉되어 유기물을 분해하도록 구성되는 것이다.
상기 제1반응조탱크(110) 및 제2반응조탱크(120)에는, 상기 제1격벽부재(111) 및 제2격벽부재(121)에 형성되어 상기 제1산소칸(110a) 및 제2산소칸(120a)과 제1무산소칸(110b) 및 제2무산소칸(120b)을 연통시키는 연통구(130), 상기 제1반응조탱크(110) 및 제2반응조탱크(120)의 내부로 유입되는 분뇨가 상기 제1반응조탱크(110) 및 제2반응조탱크(120)의 하부를 통해 유동되도록 하는 가이드격벽(140) 및 상기 제1반응조탱크(110) 및 제2반응조탱크(120)의 내부로 기체를 폭기하도록 구성되는 폭기부재(150)가 포함될 수 있다.
상기 폭기부재(150)에는 상기 탱크부(100)의 외부에 구비되어 기체를 분사하도록 구성되는 블로어 및 상기 블로어에서 준사되는 기체를 상기 탱크부(100)의 내부로 가이드하도록 구성되는 폭기관이 포함될 수 있다.
특히, 상기 미생물에 의한 유기물질의 처리가 활발하게 이루어지도록 하기 위해서는 충분한 산소의 공급이 필요하므로, 상기 폭기관에 의해 가이드되는 기체는상기 탱크부(100)의 내부로 가이드되어 상기 제1메디아(112) 및 제2메디아(122)에 도달함으로써, 상기 제1메디아(112) 및 제2메디아(122)의 미생물 활성화를 촉진시키도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 폭기부재(150)는 상기 제어부에 의해 제어되어 분사되는 기체의 온도가 제어되도록 구성됨으로써, 상기 블로어에서 분사되는 기체가 지나치게 높은 온도로 분사되거나 낮은 온도로 분사되어 상기 탱크부(100)의 내부에 존재하는 미생물의 활성화에 악영향을 미치게 되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
더욱 상세하게, 상기 제어부(500)는 상기 블로어에서 분사되어 상기 탱크부(100)로 폭기되는 기체의 온도가 40도 ~ 50도의 온도로 폭기되도록 제어할 수 있다.
상기 폭기부재(150)는, 하나 또는 복수로 구성되어 상기 제1반응조탱크(110) 및 제2반응조탱크(120)의 하부에 설치되도록 구성되되, 일 측 경사진 방향으로 기체를 폭기하도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 폭기부재(150)는 상기 제1반응조탱크(110) 및 제2반응조탱크(120)의 내부로 기체를 폭기하되, 일 측 경사진 방향으로 폭기하도록 구성됨으로써, 상기 제1반응조탱크(110) 및 제2반응조탱크(120)의 내부로 유입되는 분뇨가 제1메디아(112) 및 제2메디아(122)를 중심으로 회전되면서 순환되어 정화되도록 구성될 수 있다.
한편 본 발명의 축사 분뇨 비료화 시스템에 따른 탱크부(100)에는, 상기 제1반응조탱크(110) 및 제2반응조탱크(120)를 통과하면서 정화된 정화물이 유입되어 순환되도록 하는 제1순환탱크(160) 및 제2순환탱크(170)가 포함될 수 있다.
더욱 상세하게, 상기 제1순환탱크(160)는 상기 제2반응조탱크(120)와 인접한 위치에 설치되어 상기 제2반응조탱크(120)에서 배출되는 정화물이 유입되도록 구성될 수 있고, 상기 제2순환탱크(170)는 상기 제1순환탱크(160)와 인접한 위치에 설치되어 상기 제1순환탱크(160)에서 순환되던 정화물이 유입되도록 구성될 수 있다.
이러한 상기 제1순환탱크(160) 및 제2순환탱크(170)의 내부는, 상기 제1반응조탱크(110) 및 제2반응조탱크(120)의 내부와 동일 유사한 구조로 이루어질 수 있으나, 상기 제1순환탱크(160) 및 제2순환탱크(170)에 설치되는 메디아(160a, 170a)는 상기 제1반응조탱크(110) 및 제2반응조탱크(120)에 설치되는 제1메디아(112) 및 제2메디아(122)보다 작은 크기로 이루어지도록 구성됨으로써, 상기 폭기부재(150)에 의한 탱크 내부에서의 순환이 용이하게 이루어지도록 구성될 수 있다.
즉 상기 제1순환탱크(160) 및 제2순환탱크(170)의 내부에서 순환되는 정화물에 대한 유체 순환 흐름은, 상기 제1순환탱크(160) 및 제2순환탱크(170)의 내부에 설치되는 메디아(160a, 170a)가 상기 제1반응조탱크(110) 및 제2반응조탱크(120)의 내부에 설치되는 제1메디아(112) 및 제2메디아(122)보다 작게 형성됨으로써, 상기 제1반응조탱크(110) 및 제2반응조탱크(120)의 내부에서 순환되는 정화물에 대한 유체 순환 흐름보다 원활하게 이루어지도록 구성되는 것이다.
이상 본 발명에 의하면, 고액분리부가 탱크부에서 정화되어 투입되는 분뇨에 대해 회전력을 가하여 원심력이 발생되도록 함으로써, 분뇨가 고체와 액체로 고액분리되어 비료화가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 알 수 있다.

Claims (5)

  1. 축사(10)와 인접한 위치에 설치되고 내부에 청수 및 미생물이 충진되어 상기 축사(10)로부터 유입되는 분뇨에 대한 정화가 이루어지도록 구성되는 탱크부(100);
    상기 탱크부(100)에서 정화된 분뇨를 고체와 액체로 고액분리하도록 구성되는 고액분리부(200);
    상기 고액분리부(200)에 의해 고액분리된 고체를 부숙시켜 비료화하도록 구성되는 고체비료탱크(300); 및
    상기 고액분리부(200)에 의해 고액분리된 액체를 부숙시켜 비료화하도록 구성되는 액체비료탱크(400);
    가 포함되되,
    상기 고액분리부(200)는,
    상기 탱크부(100)에서 정화되어 투입되는 분뇨에 회전력을 가하여 원심력을 발생시킴으로써 상기 분뇨에서 고체와 액체를 분리하도록 구성되고,
    상기 고액분리부(200)에는,
    원통형으로 형성되며 하부에 고체배출구(211)가 형성되는 고체탱크(210);
    상기 고체탱크(210)의 내부에 설치되며, 하부에 액체배출구(221)가 형성되는 액체탱크(220); 및
    하부에서 상부로 갈수록 점차 넓어지는 형상으로 형성되되 측면에 메쉬망(231)이 설치되고, 상기 액체탱크(220)의 내부에 회전 가능하도록 설치되어 상기 탱크부(100)에서 정화된 분뇨가 투입되는 분리탱크(230);
    가 포함되는 것을 특징으로 하는 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분리탱크(230)로 투입되는 분뇨는,
    상기 분리탱크(230)와 함께 회전되면서 고체와 액체로 분리되도록 구성됨으로써, 고체 분뇨는 상기 분리탱크(230)의 상부로 이동되어 고체탱크(210)로 이동되도록 구성되고, 액체 분뇨는 상기 분리탱크(230)의 메쉬망(231)을 통해 액체탱크(220)로 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분리탱크(230)의 메쉬망(231)에 형성되는 타공은,
    가로 길이보다 세로 길이가 긴 형상으로 형성되되, 하부에서 상부로 갈수록 점차 세로 길이가 짧은 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탱크부(100)에는,
    내부 공간을 제1산소칸(110a)과 제1무산소칸(110b)으로 구획하는 제1격벽부재(111) 및 상기 제1격벽부재(111)에 의해 형성되는 제1산소칸(110a)에 설치되어 미생물 반응을 통해 분뇨에 대한 여과 처리를 하도록 구성되는 제1메디아(112)가 포함되는 제1반응조탱크(110); 및
    내부 공간을 제2산소칸(120a)과 제2무산소칸(120b)으로 구획하는 제2격벽부재(121) 및 상기 제2격벽부재(121)에 의해 형성되는 제2산소칸(120a)에 설치되어 미생물 반응을 통해 분뇨에 대한 여과 처리를 하도록 구성되는 제2메디아(122)가 포함되는 제2반응조탱크(120);
    가 포함되는 것을 특징으로 하는 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탱크부(100)의 내부로 유입되는 분뇨의 조절, 상기 고액분리부(200)에 의한 정화된 분뇨의 고액분리 및 상기 고체비료탱크(300)에 의한 고체의 비료화를 제어하도록 구성되는 제어부(500);
    가 포함되는 것을 특징으로 하는 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템.
PCT/KR2022/020075 2022-07-12 2022-12-09 고액분리부가 구비되는 축사 분뇨 비료화 시스템 WO2024014629A1 (ko)

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