KR100816488B1 - 분뇨 응축건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축사에서 발생하는 분뇨에 열을 가하여 수분을 증발시키고, 증발된 수분은 응축시켜 외부로 배출하며, 발생가스는 냉각조에서 취합하여 외부 누출을 차단하는 구조의 분뇨 응축 건조장치를 제시함으로써 개별 분뇨처리시설이나 중 소규모 분뇨처리시설에 활용할 수 있는 분뇨 응축 건조장치를 제시할 목적으로 안출된 것으로 투입된 분뇨에 열을 가하여 수분을 증발시키는 분뇨건조수단과, 증발된 수분은 응축시켜 외부로 배출하는 증기응축수단과, 발생가스에 포함된 악취를 분리 제거하는 악취제거수단이 포함되는 분뇨 응축 건조장치를 특징으로 한다.

분뇨건조, 응축, 건조기

Description

분뇨 응축건조장치{ EXCRETIONS DRY AND CONDENSATION DEVICE}

도 1은 본 발명에 의한 분뇨 응축 건조장치의 구성도

도 2는 도 1의 A-A부 단면도

도 3은 타공판의 실시 예도

*. 주요 부호의 설명

10. 분뇨건조수단 11. 건조실 12. 분뇨건조통

13. 교반기 14. 가열장치 15. 상부공간

16. 하부공간 20. 증기응축수단

21. 응축필터막 22. 채널 23. 응축수배출파이프

30. 악취제거수단 31. 가스배출파이프 32. 냉각조

40. 타공판

본 발명은 축사에서 발생하는 분뇨에서 수분을 증발시켜 응축하는 분뇨응축장치에 관한 것이며, 상세히는 투입된 분뇨에 열을 가하여 수분을 증발시키고, 증발 된 수분은 응축시켜 외부로 배출하며, 발생가스는 냉각조에서 취합하여 외부 누출을 차단하는 구조의 분뇨 응축 건조장치를 제시한다.

돈분 등 축사에서 대량으로 발생하는 각종 분뇨는 종래 야적 상태에서 자연 건조하는 방법이 사용되어오고 있으나 폐수에 의한 지하수의 오염, 악취에 의한 대기 오염 등을 유발하고 인근 생활자와의 갈등의 요인이 되고 있어 별도의 분뇨처리시설에 의한 처리가 요구되고 있다.

분뇨는 그 특성상 오줌 및 각종 폐수와 함께 섞여 방출되기 때문에 함수율이 매우 높고 악취가 많으나 중금속 등의 특수 오염물질은 거의 포함되어 있지 않다. 따라서 분뇨 중에 포함된 수분을 분리하여 건조하는 방법의 처리가 사용되며, 그에 따라 일반 오폐수 처리를 위한 고도처리가 적합하지 않고 개별 또는 중소 규모의 전용 분뇨처리시설이 바람직하나 이들 개별 또는 중소규모 시설은 분리한 수분의 정화처리나 건조과정에서 발생하는 가스(악취)에 대한 정화 처리를 위한 별도의 시설이 요구되며, 일반적으로 수질 및 가스 정화 시설의 운영 관리는 전문적인 운전 능력을 요구하기 때문에 중소 규모 시설에서 이러한 요건을 충족시키기 어려운 문제가 있다.

이와 같은 문제점 때문에 기존의 분뇨처리는 대규모 시설에 의해 이루어지거나 사일로에 의한 저장과 발효에 의한 퇴비화 공정이나 폐수 및 악취에 대한 대책 없이 가열에 의한 단순 건조 공정으로 이루어지고 있어 효율이 높지 않고 악취 및 오폐수에 의한 2차적 오염 문제 해결을 위한 방안이 요구되고 있다.

본 발명은 투입된 분뇨에 열을 가하여 수분을 증발시키고, 증발된 수분은 응축시켜 외부로 배출하며, 발생가스는 냉각조에서 취합하여 외부 누출을 차단하는 구조의 분뇨 응축 건조장치를 제시함으로써 분뇨의 처리효율을 높이고, 처리 과정 중 발생하는 수분 및 가스를 응축처리함으로써 별도의 정화시설을 사용하지 않고도 분뇨처리가 가능하도록 하여 개별 처리시설이나 중소 규모의 처리시설로 활용할 수 있는 분뇨 응축건조장치를 제시할 목적을 갖는다.

이를 위하여 본 발명은 투입된 분뇨에 열을 가하여 수분을 증발시키는 분뇨건조수단과, 증발된 수분은 응축시켜 외부로 배출하는 증기응축수단과, 발생가스에 포함된 악취를 분리 제거하는 악취제거수단이 포함되는 분뇨 응축 건조장치를 제시한다.

분뇨건조수단은 일정한 형태의 건조실 내부에 설치되는 분뇨건조통에 분뇨를 투입하고, 가열장치를 사용하여 투입된 분뇨에 열을 가함으로써 수분을 분리 증발하며, 수분의 증발효율을 높이기 위하여 분뇨건조통을 계속해서 저어 주기 위한 교반기로 이루어진다.

분뇨건조수단을 구성하는 건조실은 적절한 형상으로 이루어진 밀폐된 공간으로 구성된다.

분뇨건조통은 교반기에 의한 교반 효율을 높이기 위하여 원통형으로 구성되며, 적절한 형태의 투입구와 배출구가 구비된다.

가열장치는 상기 분뇨건조통 주위로 열을 가하기 위한 요소로 증기, 고온 수 또는 열풍, 열선 등이 적용되어 분뇨가 채워진 분뇨건조통에 열을 가하도록 설치된다.

교반기는 분뇨건조통 바닥에서 열에 의한 눌러 붙는 현상을 방지하고, 열을 고르게 가하며, 증기 배출이 신속하게 이루어지도록 분뇨를 저어주기 위한 요소로 축 끝 부분에 결합한 임펠러가 분뇨건조통 바닥에 위치하도록 건조실에 고정설치한다.

증기응축수단은 가열에 의해 증발된 증기를 물로 응축하여 배출하기 위한 요소로 증기응축수단을 구성하기 위하여 밀폐된 구조의 건조실은 중심부에 분뇨건조통을 거치 형태로 설치되고 건조실 내부공간은 상부공간과 하부공간으로 분리된다. 상기 하부공간은 가열장치에서 제공된 열이 공급되어 분뇨건조통을 가열하는 데 이용된다. 상기 상부공간 중 분뇨건조통 상부는 증기 응축을 위한 응축필터로 이루어지는 지붕구조의 응축필터막이 형성되고, 응축필테막의 하부 테두리에는 응축수를 수용하기 위한 채널이 환형으로 형성되어 건조실을 관통하여 외부로 연장되는 응축수배출파이프와 연결됨으로써 외부에서 방류되는 구조를 갖는다.

악취제거수단은 건조과정에서 발생한 가스를 취합하여 정화하기 위한 요소로 상기 응축필터막 상부에 설치되어 건조실을 관통하여 외부로 연장되는 가스배출파이프와 건조실 외부에 설치되어 냉각수가 채워진 냉각조로 이루어지고, 상기 가스배출파이프의 출구가 냉각조의 평수위 아래에 위치하도록 설치되는 구조를 갖는다.

상기한 구성에 의해 수분함량이 매우 높은 상태로 투입된 분뇨는 건조실 내의 분뇨건조통 내에서 교반되면서 가열장치에 의해 가열되어 수분이 증발되고, 건조과정에서 발생하는 증기는 증기응축수단에 의해 물로 응축되어 외부로 방류되고, 건조과정에서 발생하는 악취가스는 냉각수에 의해 용해되어 정화 후 대기 방류된다.

건조과정에서 발생하여 증기응축수단에 의해 응축된 물은 분뇨의 특성상 증류수에 가까운 깨끗한 상태 임으로 방류될 수 있으며, 악취의 주원인인 암모니아 가스는 냉각조의 냉수에 의해 쉽게 용해 흡수되어 악취의 외부 방출이 차단되는 구조로써 운전이 용이하고, 분뇨의 처리과정에서 발생하는 오폐수의 정화 및 냄새의 제거를 위한 별도의 설비나 시설이 필요 없어 개별 처리시설이나 중소규모 분뇨처리시설에 유용하게 사용될 수 있다.

이하 첨부된 도면에 의한 실시 예에 의해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기본 구조를 도시하기 위한 것이고, 도 2는 A-A부 단면을 도시한 것으로 본 발명은 분뇨건조수단(10)과, 증발된 수분은 응축시켜 외부로 배출하는 증기응축수단(20)과, 발생가스에 포함된 악취를 분리 제거하는 악취제거수단(30)으로 이루어진다.

분뇨건조수단(10)은 건조실(11)과, 상기 건조실 내에 설치되는 분뇨건조통(12)과, 분뇨건조통 내에 임펠러 위치하도록 건조실에 고정 설치되는 교반기(13)와, 상기 건조실 내에 열을 공급하기 위한 가열장치(14)로 구성된다.

건조실(11)은 밀폐된 공간을 제공하기 위한 것으로 원통형 또는 박스형으로 구며, 개폐 가능한 덮개(11a)와, 지지프레임(11b)으로 이루어진다.

분뇨건조통(12)은 교반기에 의한 휘저음 효율을 높이기 위하여 원통형으로 구성되고 건조실 내부가 상부공간(15)과 하부공간(16)으로 구분되도록 건조실의 중간 부분에 고정설치되며, 상부에는 건조실을 관통하여 외부로 연결되는 분뇨투입파이프(12a)가 설치되고, 하부에는 건조실을 관통하여 외부로 연장되는 분뇨배출구통로(12b)가 설치되며, 분뇨의 투입량과 건조 상태를 건조실 외부에서 확인할 수 있도록 투시창(12c)이 형성된 구조로 이루어진다.

교반기(13)는 건조실 상부에 고정설치되고, 그 축이 분뇨건조통까지 연장되어 분뇨건조통 내의 임펠러(13a)를 회전시킴으로써 분뇨건조통 내의 분뇨를 교반하면서 건조할 수 있도록 구성된다.

가열장치(14)는 분뇨건조통을 가열하여 분뇨에 포함된 수분을 증발시키기 위한 것으로 열풍기, 스팀 보일러 또는 열선을 사용하는 전기 팬 등이 사용될 수 있으며, 도시된 실시 예는 스팀보일러를 사용한 구조를 도시한 것으로 건조실 내의 하부공간(16)으로 스팀이 제공되어 분뇨건조통을 가열하고, 폐열은 건조실 외부로 형성되는 굴뚝(14a)을 통하여 외부로 방출되는 구조를 갖는다.

증기응축수단(20)은 상기 건조실 내 상부공간(15)의 분뇨건조통(12) 상부에 형성되는 응축필터막(21)과, 응축수를 수용하기 위한 채널(22)과, 응축수를 외부로 배출하기 위한 응축수배출파이프(23)로 이루어진다.

응축필터막(21)은 세라믹 등을 실 구조로 가공하여 볏짚 형태로 엮은 종류의 필터를 사용하여 지붕구조로 형성한 것으로 필터막 내외부의 온도차이와 증기의 응집작용에 의해 증기를 응축하고, 응축 수는 자중에 의해 비스듬하게 형성된 필터의 가닥을 타고 흘러내리게 하는 작용을 한다.

채널(22)은 응축필터막(21)을 타고 흘러내린 응축수를 수용하기 위한 것으로 분뇨건조통 상부 응축필터막 하부에 환형으로 형성된다. 상기 채널은 수집된 응축수의 재증발을 차단하기 위하여 건조실 하부공간과 분리하거나 격벽을 설치하거나 또는 단열 부재를 설치하는 구조로 실시된다.

응축수배출파이프(23)는 채널에 모아진 응축수를 외부로 배출하여 방류하기 위한 것으로 건조실을 관통하여 채널로부터 외부로 연장설치된다.

악취제거수단(30)은 응축필터막 상부에 설치되어 건조실을 관통하여 외부로 연장되는 가스배출파이프(31)와 건조실 외부에 설치되어 냉각수가 채워진 냉각조(32)로 이루어지고, 상기 가스배출파이프(31)의 출구가 냉각조의 평수위 아래에 위치하도록 설치되는 구조를 갖는다.

도 3은 분뇨건조통 상부에 거품억제를 위한 타공판(40)을 설치한 구조를 도시한 것으로, 상기 타공판(40)은 원판 상에 1 ~3mm 크기의 작은 구멍(41)을 형성한 것으로 거품이 끓어 올라 응축필터막(21)을 오염시키는 것을 차단하는 작용을 한다.

이상의 구성에 의한 본 발명은 처리용량에 따라 여러 규격으로 제조 가능하며, 다음과 같은 배치타입 방식으로 운전이 이루어진다.

즉, 투입장치를 통하여 적정량의 분뇨를 분뇨건조통으로 투입하고, 가열장치 및 교반기를 가동하여 열을 가하면서 지속적으로 교반함으로써 분뇨를 건조한다.

가열에 의해 분뇨가 끓으면 거품과 함께 증기가 발생하여 거품은 타공판에 의해 상승이 차단되고, 증기만 상승하며, 상승 된 증기는 응축필터막을 통과하면서 응축되고 일부는 건조실의 내벽에서 응축되어 각기 응축필터막 및 건조실 외벽을 타고 흘러내려 채널에 모이며, 응축수배출파이프를 통하여 외부로 배출된다.

응축필터막을 통과하는 기체는 입자가 극히 작은 일부 증기와 가스로 이루어지며, 이들 가스는 자체 압력에 의해 가스배출파이프를 타고 외부로 배출되어 냉각조 내의 물속에서 방출되고 냉각되어 대부분이 수용성인 악취는 물에 용해되어 제거 된다.

이상의 구성에 의한 본 발명은 분뇨를 가열하여 건조하고, 건조 과정에서 발생하는 증기는 응축시켜 방류하며, 발생한 가스는 물에 용해하여 배출하는 구조로 이루어져 있어 건조 과정에서 발생하는 오폐수 및 냄새를 정화하기 위한 별도의 시설 없이 운전이 간단하고 용이하며, 능률적인 분뇨건조가 이루어져 개별 분뇨처리시설 또는 중소규모의 분뇨처리시설로 효과적으로 활용할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 건조실 내에 설치된 분뇨건조통에 투입된 분뇨에 열을 가하여 수분을 증발시키는 분뇨건조수단과, 상기 분뇨건조수단에 의하여 증발된 수분을 응축시켜 외부로 배출하는 증기응축수단과, 상기 증기응축수단에 의해 배출되는 발생가스에 포함된 악취를 분리 제거하는 악취제거수단이 포함되는 분뇨 응축 건조장치에 있어서,

   상기 증기응축수단은 건조실 내의 상부공간 중 분뇨건조통 상부에 지붕구조로 설치되는 응축필터막과, 상기 응축필터막의 하부 테두리에 응축수를 수용하기 위해 형성되는 채널과, 상기 채널에 모인 응축수를 외부로 배출하기 위한 응축수배출파이프를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 분뇨 응축 건조장치.
2. 건조실 내에 설치된 분뇨건조통에 투입된 분뇨에 열을 가하여 수분을 증발시키는 분뇨건조수단과, 상기 분뇨건조수단에 의하여 증발된 수분을 응축시켜 외부로 배출하는 증기응축수단과, 상기 증기응축수단에 의해 배출되는 발생가스에 포함된 악취를 분리 제거하는 악취제거수단이 포함되는 분뇨 응축 건조장치에 있어서,

   상기 악취제거수단은 건조실 상부공간에 설치되어 건조실을 관통하여 외부로 연장되는 가스배출파이프와, 건조실 외부에 설치되어 냉각수가 채워진 냉각조로 이루어지고, 상기 가스배출파이프의 출구가 냉각조의 평수위 아래에 위치하도록 설치되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 분뇨 응축 건조장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분뇨건조수단은 일정한 형태의 건조실 내부에 설치되어 건조실 내부를 상부공간과 하부공간으로 분리하도록 설치되며 분뇨투입구와 배출구를 구비한 분뇨건조통과, 상기 건조실의 하부공간에 열을 가함으로써 분뇨건조통 내의 분뇨를 가열하여 수분을 분리 증발하기 위한 가열장치와, 가열과정에서 분뇨를 교반하여 수분의 증발효율을 높이기 위해 설치되는 교반기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 분뇨 응축 건조장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 분뇨건조통 상부에는 작은 구멍이 형성된 타공판이 설치되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 분뇨 응축 건조장치.
5. 삭제

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