KR101183744B1

KR101183744B1 - 원통형 또는 다각형 밀폐형 발효조에 축사 깔짚을 포함한 축사폐기물을 수분조절제로 가축분뇨 폐수 무 방류, 속성발효로 퇴, 액비를 제조하는 방법과 장치.

Info

Publication number: KR101183744B1
Application number: KR1020110089631A
Authority: KR
Inventors: 김정태
Original assignee: (주)지앤엘
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2012-09-17

Abstract

본 발명은 기 특허된 유기물을 함유한 폐기물 및 배설물 처리방법과 장치의 고정상 문제점을 진보 개량한 것으로, 종래의 처리 설비로 축사에서 발생되는 깔짚을 포함한 폐기물 및 배설물 처리의 문제점을 해결하여 설비의 초기 투자비 및 설비의 유지 관리비를 대폭 절감하기 위하여 파이로트 설비에 장시간, 반복적인 실험을 통해 문제점을 해결할 수 있는 방법을 개발, 단순한 공정으로서도 종래의 여러 공법에 능가하는 효과를 얻을 수 있는 폐기물 및 배설물 처리방법 및 장치에 관한 것이다, 따라서 상기와 같은 방법과 장치의 시스템을 사용하면 종래의 여러 가지 방법보다 설비의 초기 투자비와 설비의 유지관리비를 대폭 절감하여 유기물을 함유한 폐기물 및 배설물을 처리하고 고품질의 유기질 비료를 생산해 경종농가에 보급함으로서 국제적, 국가적으로 대두되는 가축분뇨 및 유기질 쓰레기 처리에 따른 환경오염 문제, 토양의 산성화 문제, 축산농가의 가축 배설물 처리문제 등을 저렴하게 처리할 수 있는 방법과 장치에 관한 것이다.

원통형 또는 다각형 밀페형 발효조, 축사 깔짚 저장조, 복합 미생물 탱크

Description

원통형 또는 다각형 밀폐형 발효조에 축사 깔짚을 포함한 축사폐기물을 수분조절제로 가축분뇨 폐수 무 방류, 속성발효로 퇴, 액비를 제조하는 방법과 장치.{omitted}

본 발명은 밀폐형 발효조를 원통형 내지 다각형으로 구성하여 축사 내에 깔아주는 깔짚과 축사폐기물을 수분 조절제를 사용하여 가축분뇨와 폐수를 방류하지 않고, 이를 속성 발효하여 퇴비와 액비를 제조하는 방법과 장치에 관한 것이다.

종래의 축산분뇨 배설물 및 폐기물 처리 방법에 있어 여러 가지 방법과 장치가 알려져 있으나, 현재까지 축사에서 발생되는 유기물을 함유한 깔짚에 대하여 완전히 처리하는 데에는 문제점이 많고, 유지관리비가 과다하게 지출되어 설비 가동의 어려움에 의해 설비가동을 도중에 중단하는 사례가 발생하게 되고, 축사에서 발생되는 각종 깔짚 및 배설물에 의한 환경오염은 날로 증가하고 있으나 저비용으로 대량의 처리가 어려운 실정에 있었다

유기물을 함유한 고체, 액체유기물 및 가축분뇨 폐기물을 약품 처리하여 하천에 방류하거나, 무 방류로 고품질의 유기질 비료를 생산하는 시스템은 여러 가지 있으나, 유기물을 함유한 축사의 깔짚은 처리시설의 설비 초기 투자비가 과다하게 소용되고 시설 가동에 있어서는 악취발생의 문제점이 야기되어 경종농가에서 논밭에 무분별하게 살포하는 관계로 토질의 산성화 촉진과 침출수로 인하여 샛강 및 하천오염, 인근에 심한 악취가 장기간 오염시키는 등 많은 문제가 있고 그 문제점을 해결하기 위하여 끊임없는 연구 개발이 꾸준히 진행되고 있으나 아직까지 목적하는 바의 개발이 없었다

따라서 고체, 액체 유기물 및 가축분뇨 폐기물의 처리방법의 종래 기술은 분뇨의 고형물에 따른 부재료를 혼합하여 비료를 생산하고 고형물이 아닌 액체 배설물은 약품처리 하여 방류하는 방식이 있고, 무방류 시스템에는 액체, 고체 유기물이나 가축분뇨 및 페기물을 다른 부재료와 혼합 발효시켜 비료를 생산하는 방식 등 많은 종래의 기술이 있으나 상기와 같은 문제점은 항상 대두 되어왔다.

본 발명은 상기한 종래의 기술인 무방류 시스템으로 축사에서 발생되는 깔짚 및 유기물을 함유한 깔짚을 혼합, 원통형 또는 다각형의 밀폐형 발효조에서 비료를 생산하는 시스템에 관한 것으로 현재의 처리방법 공정을 저비용으로 다량의 처리능력을 갖는 신기술을 제공하는 데에 목적이 있다

또한 본원 출원자가 등록한 10-249398호는 수분 조절제를 코코피트를 사용하고 미생물로는 발효종균을 사용한 적층식 진공 발효조를 사용하였으며, 10-792166호는 수분조절제로 제오라이트, 소다-아쉬(Soda-Ash), 생석회, 소석회, 팽연왕겨 등과 미생물로는 4종 복합미생물(리체니 포미스, 케이디-1, 시어리스, 퍼미루스)을 사용한 숙성 발효조로 구성 되였으며, 10-852873호는 상기와 같은 수분조절제와 4종 복합미생물을 사용한 흡수식 자연발효조를 사용 하였고, 10-960166호와 10-989013호 역시 상기와 같은 수분조절제와 4종 복합 미생물로 발효시켰고 숙성 발효조를 사용한 유기물을 함유한 폐기물 및 배설물을 자원화 하는 방법과 장치 등 다수의 등록내용을 종합하여 진보 개량함에 목적이 있는 것이다.

상기한 여러 문제를 해결하기 위하여 안출하게 된 것으로서, 종래에 특허 등록된 공정을 개량하고자 별도의 파일럿 설비에 장기간 반복적인 실험을 통하여 축사의 분뇨 및 깔짚을 포함한 폐기물 과 배설물 처리방법에 있어서 발효조를 원통 밀폐형 혼합 발효조를 채택하고, 수분 조절제는 축사 깔짚으로 하며, 미생물은 4종 복합미생물로 발효시키고, 원통 밀폐형 혼합 발효조에 축사 깔짚을 수분조절제로 사용한 가축분뇨 폐수 무방류와 속성발효 및 퇴, 액비를 생산하는 구성으로서, 초기 시설투자비 및 시설유지 보수비용을 대폭 절감하고 저 비용에 의한 다량 처리는 물론 처리 공정에서 발생되는 고 품질의 유기질 비료를 생산하여 경종농가에 보급 확대하여 환경오염 없는 축산분뇨, 폐기물, 깔짚을 포함한 배설물을 처리하는 방법과 장치에 관한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 방법과 장치는 축사의 깔짚 및 깔짚이 포함된 가축의 고체 배설물 즉, 유기물이 함유된 액체 및 고체 폐기물을 방류 하지 않고 무 방류로 전량 자원화(퇴비화)하는 방법과 장치로서 종래의 발효조건을 맞추기 위하여 혼합조에 투입되는 액체 유기물의 수분 함량에 따라 축사의 깔짚을 포함한 가축 배설물과 팽연화 왕겨를 수분조절제로 사용하여 발효조건에 맞게 혼합하여 원통형 또는 다각형 밀폐형 발효조에서 공기공급 및 4회에 걸쳐 뒤집기 작업을 통하여 일정기간 저장 후 일자별, 부숙 단계별 관리를 통해 유기물이 함유된 축사 깔짚이 포함된 각종의 축사 폐기물 및 배설물을 무 방류 처리하여 전량 대량으로 처리가능토록 하는 효과적인 발명이다.

이하 본 발명에 의한 원통형 또는 다각형 밀폐형 발효조(25)에 축사 깔짚을 포함한 축사폐기물을 수분조절제로 가축분뇨 폐수 무 방류, 속성발효와 퇴, 액비 제조방법 및 장치의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다

도1은 본 발명에 의한 원통형 또는 다각형 밀폐형 발효조에 축사 깔짚을 포함한 축사폐기물을 수분조절제로 가축분뇨 폐수 무 방류, 속성발효로 퇴, 액비를 제조하는 방법 과 장치의 공정 개략도 이다.

본 발명에 의한 원통형 또는 다각형 밀폐형 발효조(25)에 축사 깔짚을 포함한 축사폐기물을 수분조절제로 가축분뇨 폐수 무 방류, 속성발효로 퇴, 액비를 제조하는 방법 및 장치는 유기물이 함유된 모든 가축 배설물 및 축사에서 발생되는 깔짚 및 유기물을 함유한 깔짚, 음식물 쓰레기, 폐기물을 환경오염 없이 종래의 발효처리에 필요한 고가의 설비가 필요 없이 5종의 원료 배합비를 조절 후 혼합하여 원통형 또는 다각형 밀폐형 발효조(25)에서 전량 단시간에 발효시켜 저렴한 처리비용으로 대량 처리하여 고품질의 유기물 비료를 생산하여 보급하는 완전 자연 순환형 처리 방법과 장치이다

깔짚을 포함한 고체유기물 저장조(8)의 고체유기물과, 축사 깔짚 저장조(24)의 축사 깔짚을 건조기(23)에서 히팅기(15)의 에어로 건조된 것을 커팅기(22)에서 분쇄하여 혼합 발효조(27)로 공급한다,

가축배설물과 액체 유기물은 액체 유기물 저장조(3)에서 액체유기물 저장탱크(4)로 공급한 액체 유기물 또한 혼합 발효조(27)로 공급하며,

왕겨 탱크(17)의 왕겨를 왕겨 팽연화 기계(18)에서 팽연화 시킨 후 왕겨 팽연화 저장조(20)로 이송시켜 가축의 분뇨, 세정수와 함께 혼합 발효조(27)로 공급하고,

유기물을 함유한 가축의 고체. 액체 폐기물을 전처리 설비(7)에서 고체 유기물 저장조(8)로 이송 후 혼합 발효조(27)로 공급한다.

복합 미생물 탱크(16)의 4종의 복합미생물을 혼합 발효조(27)에 공급 한다 본 발명에 의한 퇴, 액비를 제조하는 방법에서, 원통형 또는 다각형 밀폐형 발효조(25)에는 혼합 발효조위에 설치된 탈취탑(26)으로 연결 설치하여 악취를 제거하고 가축분뇨 및 축사의 깔집, 깔집에 포함된 축산 배설물, 팽연왕겨를 투입할 수 있고 공기 배관인 에어 헤드를 통해 공기를 주입시켜서 발효를 돕게 된다.

상기와 같이 5종의 유기물을 함유한 축사 깔짚 및 가축 배설물을 혼합 발효조(27)에서 균일하게 혼합 한다

투입량은 가축 배설물 및 액체 배설물 투입량에 따라 각종 부재료의 투입량을 결정하며 투입량은 다음과 같다

액체 유기물 100중량％에 대하여;

1). 축사의 건조 깔집을 300～500mm 길이로 커팅 한 수분함량 60～70중량％ 상태로 고체 유기물 저장조(8)에 저장하고, 혼합 발효조에 투입하기 전 90℃를 유지시켜주도록 히팅 에어(15)가 공급 되는 건조기(23)를 통과시켜 수분 함수율 10～15중량％상태로 건조 시킨 후 수분 흡수량이 높은 최적의 상태로 가공하기 위하여 컷팅기(22)에서 5mm의 길이로 컷팅 후 원통형 또는 다각형으로 구성하는 혼합 발효조(27)에 20％를 투입 한다

여기서 원통형 또는 다각형 발효조(25)를 원통형 외에 4각, 6각, 8각 등 기타 다각형으로 발효조를 구성할 수 있으며, 다각형으로 장치할 경우 발효 탱크의 발효 과정에서 압력을 충분히 견딜 수 있게 되며, 상기 다각형의 발효조로 구성함은 본원 발명에서의 원통형 발효조에 비해 탁월하다고는 할 수 없으나 본원발명의 권리범위에 포함 된다.

2). 팽연왕겨는 왕겨탱크(17)에서 왕겨팽연화 기계(18)로 투입하여 팽연시킨 다음 팽연왕겨 저장조로 공급하여 10％를 혼합 발효조(27)에 투입하며

3). 고체 유기물은 고체유기물 저장조(8)에서 1～2％를 혼합 발효조(27)로 투입하고

4). 4종 복합미생물은 복합미생물 탱크(16)에서 혼합 발효조(27)로 소량(4ℓ/ton)투입하여 전체를 혼합하여 호기성 발효과정을 거쳐서 처리케 된다.

상기와 같이 원통형 또는 다각형 밀폐형 혼합 발효조(27)에 축사 깔짚을 포함한 축사폐기물을 수분조절제로 가축분뇨 폐수 무 방류, 속성발효와 퇴, 액비 제조방법 및 장치는 혼합 비율에 따라

(수분60～65중량％ 투입 고형물 입도 30mm이하,

삭제

PH: 5.5～8, C/N 비 : 30～50) 가

되도록 균일하게 혼합 발효조(27)에서 혼합되도록 한 후, 원통형 또는 다각형 밀폐형 혼합 발효조(25)에 이송되어 미생물 제재에 의해 속성 발효조건(C/N 비: 25～5％, 온도60～80℃, PH :6～8, 함수율: 50～60％)이 되도록 산소 5～25％를 공급시켜 단기간 속성 1차 발효시킨 후 각각의 원통형 또는 다각형 밀폐형 혼합 발효조(25)에서 호기성 발효과정(유기물+O2=＞분해 유기물+CO2+H2O+NH3+열)을 시킨 후 4회의 뒤집기 작업을 거쳐 고품질의 유기질 비료를 생산하여 경종농가에 공급하게 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 원통형 또는 다각형 밀폐형 발효조에 축사 깔짚을 포함한 축사폐기물을 수분조절제로 가축분뇨 폐수 무 방류, 속성발효로 퇴, 액비를 제조하는 방법 과 장치의 개략도

＜도면의 주요부분에 대한 부호설명＞

1 : 콤프레샤 2 : 산기장치 3 : 액체 유기물 저장조

4 : 액체 유기물 저장탱크 5 : 탈취액 탱크 7 : 전처리 설비

8 : 고체 유기물 저장탱크 9 : 루츠 블로워 10 : 에어 해더

14 : 펌프 15 : 히팅 에어 16 : 복합 미생물 탱크

17 : 왕겨탱크 18 : 왕겨 팽연화 기계 20 : 팽연왕겨 저장조

22 : 컷팅 23 : 건조기 24 : 축사 깔짚 저장조

25 : 원통형 또는 다각형 밀폐형 발효조 26 : 탈취탑

27 : 혼합 발효조(숙성 혼합조) 28 : 비료 포장기

29 :고체비료 저장조

Claims

유기질이 함유된 축사의 깔짚과 깔짚이 포함된 축산배설물 및 폐기물을 비료화 하는 방법으로 축사에서 발생된 깔짚으로서 최초 수거시 길이 300～50mm, 수분함량 60～70중량％ 의 상태로 저장조에 저장되고, 혼합 발효조에 투입되기 전 90℃를 유지시켜주는 히팅에어가 공급되는 건조기를 통과 시켜, 수분함량을 10～15중량％의 상태로 건조시킨 후 수분 흡수량이 다시 20～40중량％ 가 되도록 컷팅기로 5mm의 길이로 잘게 컷팅 하여, 원통형 또는 다각형 밀폐형 발효조에 액체 유기질 폐기물 및 가축분뇨, 건조된 축사의 깔짚, 깔짚이 포함된 축산 배설물, 팽연왕겨, 4종의 복합 미생물 을 각각 유기물에 혼합하여 원통형 또는 다각형 밀폐형 발효조에서 호기성 발효과정을 거쳐 유기성 폐기물을 무 방류로 전량 환경오염 없이 대량으로 단시간 처리 가능하게 함을 특징으로 한 원통형 또는 다각형 밀폐형 발효조에 축사 깔짚을 포함한 축사폐기물을 수분조절제로 가축분뇨 폐수 무 방류, 속성발효로 퇴, 액비를 제조하는 방법.
축산 배설물 및 폐기물을 비료화 하는 장치로 사용되는 원통형 또는 다각형 밀폐형 발효조(25)로서 악취 탈취를 위한 탈취 탑과의 연결로 상시 악취를 제거하고 가축분뇨 및 수분조절제인 건조된 축사의 깔짚, 깔짚이 포함된 축산 배설물, 팽연왕겨를 투입할 수 있으며 단기간 속성발효 를 위하여 호기성 발효과정에 필요한 공기 배관을 설치, 공기를 주입하여 가축분뇨의 발효과정을 일정한 공간에서 처리하고, 처리과정 중 미 부숙된 원료나 정화되지 않은 악취가 외부로 배출되지 않도록 밀폐형으로 구성한 원통형 또는 다각형 밀폐형 발효조에 축사 깔짚을 포함한 축사폐기물을 수분조절제로 가축분뇨 폐수 무 방류, 속성발효로 퇴, 액비를 제조하는 장치.