KR100491918B1

KR100491918B1 - 제트폭기 산화부상기

Info

Publication number: KR100491918B1
Application number: KR10-2002-0083937A
Authority: KR
Inventors: 김경원
Original assignee: 김경원
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2005-05-27
Also published as: KR20030007354A

Abstract

본 발명은 본 발명은 축사에서 배출되는 분뇨를 고액분리기에 의해 분리된 뇨 또는 폐수처리액이 공급되는 산화부상조(30)와, 상기 산화부상조(30)의 바닥 중앙부에 돌출 되어 형성된 하부돌출부(콘)(42)와, 상기 산화부상조(30)의 중앙상부에 내장되어 있으며 산화부상시켜 기포를 형성시키는 제트(Z)폭기장치(A)와, 상기 산화부상조(30)의 상부에 형성된 파포 및 가스배출조(31)와, 상기 파포 및 가스배출조(31)에 설치된 파포기(B)와, 상기 파포기(B)의 일측 상부에 설치되어 가스를 배출시키는 가스배출장치(C)와, 상기 가스배출장치(C)의 상부에 일측에 형성된 가스배출구(38)와, 상기 파포 및 가스배출조(31)의 하부일측에 형성되어 처리된 액을 배출시키는 처리액배출관(41)으로 구성된 제트(Z)폭기산화부상기에 관한 것이다.

Description

제트폭기 산화부상기{Apparatus for eradication of starchy}

본 발명은 제트(Z)폭기 산화부상기에 관한 것으로서, 상세히 설명하면, 분뇨를 물리적 수단으로 처리하기 위하여 공기 공급에 의한 거품을 형성하는 제트(Z)폭기장치(제트(Z)폭기는 본 출원인이 장치의 사용중 비행기(제트(Z)기)소음과 유사한 소음이 발생되어 발명의 명칭과 장치의 명명을 임의로 정한 것이다)와, 거품 제거장치 및 가스배출장치 등을 구비하여 처리 과정이 연속적, 자동적으로 이루어 처리되도록 구조를 개량한 제트(Z)폭기 산화부상기에 관한 것이다.

일반적으로 축산 농가에서는 다량의 분뇨가 필연적으로 발생되는 것이었고, 이러한 축산 분뇨는 많은 수분과 전분을 함유하고 있음에 따라 처리하는데 상당한 비용과 어려움이 야기되고 있을 뿐 아니라, 축산 분뇨 내의 유기물이 분해할 때는 심한 악취가 발생하고 여타 병원균이 자생하게 되어 위생에 큰 영향을 끼치게 되는 것이었다. 이것은 폐수처리의 최대의 현안이며 과제로 남아 있는 것이다.

전분의 특성, 소위 고난도의 탁도를 유발케하는 물질의 변화는 각 온도, 습도에 의하여 변화 무쌍하게 수시로 바뀐다는 사실과 난분해성 물질인 유기물, 무기물, 단백질, 섬유질을 비롯한 각종 분해할 수 없는 물질의 생성으로 크나큰 애로점을 느껴왔던 것이 사실이다.

뿐만 아니라, 침전을 유도하여 폭기조 및 브로워의 막힘이 잦았고 결국 그 원인으로 인하여 분뇨처리를 할 수 없는 결과를 초래하였던 것이다.

이러한 축산 분뇨의 처리방법은 여러 가지 방법이 있겠으나, 지금까지는 대체적으로 가공 없이, 액비 또는 퇴비로 시비하는 방법과 수처리 시설을 활용하는 활성오니 처리 방법 및 수분 조정제를 투입하여 고속 발효시켜 퇴비 또는 퇴비의 원료로 활용하는 고속 발효 방법 등이 널리 적용되고 있다.

그러나 축산 분뇨를 가공 없이 퇴비로 시비하는 경우 우천 시 침출수 발생으로 주위 환경은 물론 지하수를 오염시키는 문제점이 있을 뿐 아니라, 축산 분뇨 내의 중금속 등이 여과 없이 시비됨에 따라 작물 및 토양의 황폐화라는 문제점 등을 안고 있다.

또한 활성 오니 처리 방법의 경우에도 처리 시설비용 및 유지비용이 과다하게 소요되어 현실적으로 중·소형 농가에서는 불가능하다는 문제점이 있는 것이었다.

고속 발효 방법 역시 많은 유지비용으로 인해 각 축산 농가에서 시행하기에는 어려움이 많다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 본 발명과 유사한 방법으로 감량화를 시키거나 아예 외부 에너지를 이용하여 건조시키는 방법 등이 제안되고 있다.

종래의 기술들은 분뇨처리를 생물학적처리를 기본원리로 하기 때문에, 미생물 활성화에 필요한 충분한 공기 공급이 되지 못하거나 요구 감량율에 맞는 공기 공급 공정의 설계가 잘못된 점이 많아 감량율 10~30%에도 제대로 미치지 못하고, 불필요한 장치가 소요되며 처리시 방해되는 거품의 제거를 원활하게 하지 못하여 분뇨의 감량이 어려운 단점이 있어 왔다.

대한민국등록실용신안공보 등록번호 제20-230001호에는 가축분뇨를 저장고에서 고액분리기의 내부로 이송시키는 모터 및 스크류형태의 이송관과 상기 고액분리기의 하부에 형성된 압착기로 구성된 분리형 고액분리기가 기재되어 있으며,

동 공보 등록번호 20-188315호에는 하우징과, 하우징 상부에 설치된 호퍼와, 상기 하우징 내부에 형성되어 있으며, 무수한 통공이 형성된 다공드럼과, 상기 다공드럼을 회전시키는 모터와 상기 다공드럼 하부를 지지하는 지지롤러와, 상기 드럼 주연부에 회전 가능하게 설치된 브러쉬로 구성된 축분뇨 고액분리기의 탈수장치가 기재되어 있고,

대한민국등록특허공보 등록번호 10-203992호에는 반응조에 수분조절재를 넣어 예열시킨 후에 상기 반응조에 분뇨를 분사시켜 뇨,오수만 여과시켜 정화처리하고, 가축분뇨는 유기질비료화하여 처리하는 여과식 돈슬러리 처리시스템이 기술되어 있으나,

상기와 같은 종래의 기술들은 장치가 복잡하여 작동하기가 어렵고, 설치비가 고가인 문제점이 있어 왔다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 분뇨처리를 생물학적 개념의 분뇨처리에서 물리화학적 처리로 변화시킨 것으로서, 본 출원인이 발명 또는 출원한 1999년 5월 12일자 특허 출원한 출원번호 제99-17038호 발명의 명칭 축산분뇨의 처리방법 및 장치와, 특허번호 제306228호 발명의 명칭; 축산분뇨 및 생활 오폐수의 정화상 가장 기본적인 고액분리기, 실용신안출원번호 제20-2001-0023605호 및 제20-2001-0023606호 발명의 명칭; 뇨발효안개부상살포기, 특허출원번호 10-2001-306224호 산화부상기를 개량한 것이며, 슬러지와 뇨를 제트(Z)폭기장치에서 폭기시켜 기포를 형성시킨 다음, 상부에 형성된 파포기에서 기포를 제거한 후에 가스배출장치에 의해 상부로 기체를 배출시키고 액은 하부의 관을 통해 배수시킴으로서, 축산 분뇨액 및 폐수를 단 시간에 처리할 수 있고 처리된 분뇨 및 폐수를 재사용토록 하는 제트(Z)폭기 산화부상기를 제공하는 것이 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제인 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 축사에서 배출되는 분뇨를 고액분리기에 의해 분리된 뇨 또는 폐수처리액이 공급되는 산화부상조(30)와, 상기 산화부상조(30)의 바닥 중앙부에 돌출되어 형성된 하부돌출부(콘)(42)와, 상기 산화부상조(30)의 중앙상부에 내장되어 있으며 산화부상시켜 기포를 형성시키는 제트(Z)폭기장치(A)와, 상기 산화부상조(30)의 상부에 형성된 파포 및 가스배출조 (31)와,

상기 파포 및 가스배출조(31)에 설치된 파포기(B)와, 상기 파포기(B)의 일측 상부에 설치되어 가스를 배출시키는 가스배출장치(C)와, 상기 가스배출장치(C)의 상부에 일측에 형성된 가스배출구(38)와, 상기 파포 및 가스배출조(31)의 하부일측에 형성되어 처리된 액을 배출시키는 처리액배출관(41)으로 구성된 제트(Z)폭기산화부상기에 관한 것이다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명의 제트(Z)폭기산화부상기 상세도, 도2는 본 발명의 제트(Z)폭기장치 상세도, 도3은 본 발명의 제트(Z)폭기장치 임펠라상세도를 도시한 것이며, 폭기임펠라(1), 폭기임펠라고정볼트(2), 공기공급관(3), 부시(4), 씰(5,21), 모터고정볼트(6,6`,13,13`), 모터고정프레임(7,11), 니데나(8), 베어링(9, 10,12), 진공관(14), 케이스(15,15`), 보호망(16), 모터(17), 모터축(19), 공기흡입관(20), 모터냉각부(22), 통공(23), 전선(25), 히터(26), 공기흡입구(27), 공기배출구(28), 보호망고정볼트(29), 산화부상조(30), 파포 및 가스배출조(31), 기포이송관(32), 파포임펠러(33), 파포기모터(34), 파포 및 배출조커버(36), 가스휀모터(37), 가스배출구(38), 배기휀공기흡입관(39), 가스배기휀(40), 처리액배출관(41), 바닥돌출부(콘)(42), 저류조(43), 유입구(44), 파포기모터칸막이(50), A: 제트(Z)폭기장치, B: 파포기, C: 가스배출장치, D:보호장치를 나타낸 것임을 알 수 있다.

구조를 살펴보면, 도1에서 나타난 바와 같이, 축사에서 배출되는 분뇨를 고액분리기에 의해 분리된 뇨 또는 폐수처리액이 공급되는 산화부상조(30)와, 상기 산화부상조(30)의 바닥 중앙부에 돌출되어 형성된 하부돌출부(콘)(42)와, 상기 산화부상조(30)의 중앙상부에 내장되어 있으며 산화부상시켜 기포를 형성시키는 제트(Z)폭기장치(A)와, 상기 산화부상조(30)의 상부에 형성된 파포 및 가스배출조 (31)와,

상기 파포 및 가스배출조(31)에 설치되어 있으며 상기 산화부상조(30)의 상부에 형성된 기포이송관(32) 출구의 상부에 약간 이격되어 설치되며 파포임펠라(33)와 파포임펠라(33)를 구동시키는 파포기모터(34)가 수직으로 설치된 파포기(B)와, 상기 파포기(B)의 일측 상부에 설치되어 가스를 배출시키며 가스배기휀(40)의 상부에 구비된 가스휀모터(37)로 구성되는 가스배출장치(C)와, 상기 가스배출장치(C)의 상부에 일측에 형성된 가스배출구(38)와, 상기 파포 및 가스배출조(31)의 하부일측에 형성된 처리액배출관(41)과, 상기 처리액배출관(41)의 중간 일측에 수직상부에 설치된 배기휀공기흡입관(39)과, 상기 제트(Z)폭기장치(A)상부에 형성되며 상기 파포 및 가스배출조(31)를 관통하여 설치된 공기흡입구(27)로 구성된 제트(Z)폭기산화부상기인 것이다.

상기 제트(Z)폭기장치(A)는 도2에 도시된 바와 같이, 중간부와 하부일측의 측면 일부에 통공(23)이 형성된 케이스(15)와, 케이스(15)의 상부에 고정볼트(13)에 의해 설치되어 있으며, 하부에는 다수개의 공기공급관(3)에 연결되어 있고 상부에는 공기흡입관(20)과 연결되어 설치되는 진공관(14)과, 상기 진공관(14)의 상부에 연결되어 설치되어 외부의 공기를 장치내로 유입시키는 작용을 하며 일단 끝에 공기흡입구(27)를 형성하며 중간 일측에 히터(26)가 구비된 공기흡입관(20)과, 케이스(15)의 내부에 중앙에 내장되며 모터고정프레임(7, 11)과 모터고정볼트(6,13)에 의해 고정되어 설치된 모터(17)와, 상기 모터(17)의 중앙에 형성되어 회전되는 모터축(19)하부에 말단 끝에 형성된 폭기임펠라(1)와, 상부는 상기 진공관(14)과 모터(17)의 측면을 거쳐 일직선이며 하부는 폭기임펠라(1)의 부근에서 약간 내측으로 굴곡져 연결되는 파이프형상의 12~15개의 공기공급관(3)으로 구성된 것이다.

상기 보호장치(D)는 필요에 따라서, 상기 제트(Z)폭기장치(A)의 케이스(15)하부에 부착시켜 사용하는 것으로서, 케이스(15)하부에 형성된 나팔관 형상의 보호망(16)과, 상기 케이스(15)와 보호망(16)을 연결시키는 보호망고정볼트(29)로 구성되어 있는 것이다.

본 발명의 제트(Z)폭기산화부상기의 작동상태는 도1에 도시된 바와 같이, 축사에서 배출되는 분뇨를 고액분리기에 의해 분리된 뇨 또는 폐수처리액이 유입구 (44)를 통해 산화부상조(30)로 유입되면, 산화부상조(30) 중앙부에 형성된 제트(Z)폭기장치(A)가 작동되어 하부에 돌출된 바닥돌출부(콘)(42)와 상기 제트(Z)폭기장치(A)하부에서 배출되는 기포가 상부로 상승하여 상부에 형성된 기포이송관(32)을 통해 상부에 형성된 파포 및 가스배출조(31)로 유입되면, 기포이송관(32)의 출구 상부에 형성된 파포기(B)가 작동되어 파포임펠라(33)에 의해 기포가 파괴되어,

기포의 파괴시 생성된 가스는 상기 파포기(B)의 일측 상부에 설치된 가스배출장치(C)의 가스배기휀(40)에 의해 상기 가스배출장치(C)의 상부에 일측에 형성된 가스배출구(38)를 통해 배출되며,

기포파괴시 생성된 액체는 파포 및 가스배출조(31)의 일측에 에 형성된 처리액배출관(41)을 통해 저류조(43)로 유입시키는 작동방법인 것이다.

상기 제트(Z)폭기장치(A)의 작동을 상세히 설명하면 도2에 도시된 바와 같이, 케이스(15)내부에 설치된 모터(17)가 작동되어 모터축(19)하부에 말단 끝에 형성된 폭기임펠라(1)가 회전되면, 상기 폭기임펠라부근(1)에 설치된 다수개의 공기공급관(3)에서 공기가 흡입되며, 흡입된 공기와 회전되는 폭기임펠라(1)와 유입된 뇨 또는 폐수처리액이 마찰되어 기포가 형성되어 하부로 배출되며,

상기 공기공급관(30) 상부에 형성된 진공관(14)에서는 폭기임펠라(1)의 회전에 의해 빨려나간 공기에 의해 순간 진공이 형성되어 상부에 연결된 공기흡입관(20)에서 공기를 흡입하는 순간 공기흡입관(30)의 중간 일측에 설치된 히터(26)에 의해 공기가 가열되어 가열된 공기를 진공관(14)과 공기공급관(30)을 통해 회전되는 폭기임펠라(1)와 유입된 뇨 또는 폐수처리액이 마찰되어 순간 전달되어 기포의 생성을 원활하게 하는 것이다.

이때 하부에 설치된 폭기임펠라(1)를 보호하고자, 케이스(15)하부에 보호망(16)으로 구성된 보호장치(D)를 추가로 설치할 수도 있으며, 필요에 따라서, 케이스 (15)의 측면에 통공(23)이 형성된 케이스(15`)를 사용할 수도 있는 것이다.

기계성능 및 처리 비교표

1. 폭기

비교 사양 및 성능	타사	본원발명
회전비(R.P.M)	1750	2100
출구경	100mm	350 ~400mm
전력소비	5HP 3.75KW 7마력 5.25KW	3HP 2.25KW
운전시간	24시간	필요에 따라 가능
흡입량	구경 100mm	구경 600mm
산소흡입	토출 흡입 40mm	강제압 흡입 120mm
증발량	60분/0.9ℓ	60분/108ℓ
발효효율	250 TON, 청수 10 TON 투입 기준 90일	분뇨 100% 250 TON 기준 13일
기포 발생비	청수 50%일때 100%	분뇨원액 100%일때 100%
슬러지 처리	약 10%	90%
발효처리	연 붉은 커피색	연 붉은 커피색
P.P.M 측정비	25,000~40,000(청수 50%투입)	25,000~40,000
시간당 처리	0.9 TON	1.8 TON
발효제 첨가	있음	없음
평균 발효온도	20℃ ~ 32℃	36℃ ~ 40℃ 히타가동시 50℃ ~ 65℃
축사 청정비(가스)	없음	없음
저장 탱크시설	설계에 준하여 토목공사 규격	기존 탱크 시설 및 규격 가능
기계설비 탱크내 슬러지	잔존	없음
기계용도	발효용(수중모타)	정화조(제작기계)
시설비	슬러지 탱크/저장용 발효조 2	발효조 2
설치 및 하자	기계제품 규격(수중모타)	탱크용량에 따라 제작
가발효 현상	있음(90일 이후)	없음

2. 파포기

비교 사양 및 성능	타사	본원발명
모터 R.P.M	IHP 1750	2HP 1750
기포분쇄량	제한	무한정
휀	없음	유. RPM. 1480~1850
임페라	RPM 1750	RPM 2100~2600
기포발생비조절	불가능	조절할 수 있음
살포각로(분쇄)	거의 없음	상향 2,000㎜ 상승
잔거품 분쇄	할 수 없음	무한정
분쇄량	60분/0.9TON	60분/8TON
과부하	있음	없음

이상 상술한 바와 같은 본 발명은 기계적인 장치를 이용하여 연속적이고도 자동적으로 일련의 공정이 이루어지도록 함으로서 그 처리 성능을 배가시키고 제트폭기장치를 이용하여 분뇨, 미생물 및 공기를 원활히 혼합된 기포를 생성시킨 다음, 파포기로 기포를 제거하여 악취가 없는 분뇨액 또는 폐수를 경제적으로 처리하는 효과가 있는 것이다.

도1은 본 발명의 제트(Z)폭기 산화부상기 상세도

도2는 본 발명의 제트(Z)폭기장치 상세도

도3은 본 발명의 제트(Z)폭기장치 임펠라 상세도

<도면 의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

폭기임펠라(1), 폭기임펠라고정볼트(2), 공기공급관(3), 부시(4), 씰(5,21), 모터고정볼트(6,6`,13,13`), 모터고정프레임(7,11), 니데나(8), 베어링(9, 10,12), 진공관(14), 케이스(15,15`), 보호망(16), 모터(17), 모터축(19), 공기흡입관(20), 모터냉각부(22), 통공(23), 전선(25), 히터(26), 공기흡입구(27), 공기배출구(28), 보호망고정볼트(29), 산화부상조(30), 파포 및 가스배출조(31), 기포이송관(32), 파포임펠러(33), 파포기모터(34), 파포 및 배출조커버(36), 가스휀모터(37), 가스배출구(38), 배기휀공기흡입관(39), 가스배기휀(40), 처리액배출관(41), 바닥돌출부(콘)(42), 저류조(43), 유입구(44), 파포기모터칸막이(50), A: 제트(Z)폭기장치, B: 파포기, C: 가스배출장치, D: 보호장치

Claims

제트(Z)폭기산화부상기에 있어서, 분리된 뇨 또는 폐수처리액이 공급되는 산화부상조(30)와, 상기 산화부상조(30)의 바닥 중앙부에 돌출되어 형성된 하부돌출부(콘)(42)와, 상기 산화부상조(30)의 중앙상부에 내장되어 있으며 산화부상시켜 기포를 형성시키는 제트(Z)폭기장치(A)와, 상기 산화부상조(30)의 상부에 형성된 파포 및 가스배출조(31)와,

상기 파포 및 가스배출조(31)에 설치된 파포기(B)와, 상기 파포기(B)의 일측 상부에 설치되어 가스를 배출시키는 가스배출장치(C)와, 상기 가스배출장치(C)의 상부에 일측에 형성된 가스배출구(38)와, 상기 파포 및 가스배출조(31)의 하부일측에 형성되어 처리된 액을 배출시키는 처리액배출관(41)으로 구성되어 있음을 특징으로 하는 제트(Z)폭기산화부상기.
제트(Z)폭기 산화부상기에 있어서, 분리된 뇨 또는 폐수처리액이 공급되는 산화부상조(30)와, 상기 산화부상조(30)의 바닥 중앙부에 돌출되어 형성된 하부돌출부(콘)(42)와, 상기 산화부상조(30)의 중앙상부에 내장되어 있으며 산화부상시켜 기포를 형성시키는 제트(Z)폭기장치(A)와, 상기 산화부상조(30)의 상부에 형성된 파포 및 가스배출조(31)와,

상기 파포 및 가스배출조(31)에 설치되어 있으며 상기 산화부상조(30)의 상부에 형성된 기포이송관(32) 출구의 상부에 약간 이격되어 설치되며 파포임펠라(33)와 파포임펠라(33)를 구동시키는 파포기모터(34)가 수직으로 설치된 파포기(B)와, 상기 파포기(B)의 일측 상부에 설치되어 가스를 배출시키며 가스배기휀(40)의 상부에 구비된 가스휀모터(37)로 구성되는 가스배출장치(C)와, 상기 가스배출장치(C)의 상부에 일측에 형성된 가스배출구(38)와, 상기 파포 및 가스배출조(31)의 하부일측에 형성된 처리액배출관(41)과, 상기 처리액배출관(41)의 중간 일측에 수직상부에 설치된 배기휀공기흡입관(39)과, 상기 제트(Z)폭기장치(A)상부에 형성되며 상기 파포 및 가스배출조(31)를 관통하여 설치된 공기흡입구(27)로 구성되어 있음을 특징으로 하는 제트(Z)폭기산화부상기.
청구항 1 및 2에 있어서, 상기 제트(Z)폭기장치(A)는 중간부와 하부일측의 측면 일부에 통공(23)이 형성된 케이스(15)와, 케이스(15)의 상부에 고정볼트(13)에 의해 설치되어 있으며, 하부에는 다수개의 공기공급관(3)에 연결되어 있고 상부에는 공기흡입관(20)과 연결되어 설치되는 진공관(14)과, 상기 진공관(14)의 상부에 연결되어 설치되어 외부의 공기를 장치내로 유입시키는 작용을 하며 일단 끝에 공기흡입구(27)를 형성하며 중간 일측에 히터(26)가 구비된 공기흡입관(20)과, 케이스(15)의 내부에 중앙에 내장되며 모터고정프레임(7, 11)과 모터고정볼트(6,13)에 의해 고정되어 설치된 모터(17)와, 상기 모터(17)의 중앙에 형성되어 회전되는 모터축(19)하부에 말단 끝에 형성된 폭기임펠라(1)와, 상부는 상기 진공관(14)과 모터(17)의 측면을 거쳐 일직선이며 하부는 폭기임펠라(1)의 부근에서 약간 내측으로 굴곡져 연결되는 파이프형상의 12~15개의 공기공급관(3)으로 구성되어 있음을 특징으로 하는 제트(Z)폭기 산화부상기.
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