KR101635753B1 - 오존을 이용한 분뇨 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분뇨를 정화하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분뇨에 투입되고 분뇨로부터 이물질을 여과하여 분뇨원수를 추출하는 분뇨원수추출부와, 상기 분뇨원수추출부로부터 분뇨원수를 공급받고 공급받은 분뇨원수로부터 상기 이물질 보다 작은 이물질을 여과하는 여과부와, 외부에서 오존을 공급받고 상기 여과부로부터 분뇨원수를 공급받아 상기 오존을 결합하여 오존처리수를 생성하며 생성된 오존처리수를 상기 분뇨에 투입하는 오존용해부 및 상기 오존처리수의 농도 또는 상기 오존처리수의 투입량 중 적어도 어느 하나를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 분뇨 처리 시스템에 의해 달성된다. 이에 따라, 한 장소에서 오존 및 오존처리수를 생성할 수 있고, 생성된 오존처리수를 분뇨로 자동으로 투입함으로써 분뇨를 신속하게 정화할 수 있다.

Description

오존을 이용한 분뇨 처리 시스템{Excrement purifying system using ozone}

본 발명은 분뇨를 정화하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오존수의 제조방법을 이용하여 분뇨를 처리하는 오존을 이용한 분뇨 처리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 분뇨의 처리 공정은 여과, 침전, 부상분리, 막분리 및 자외선 등을 이용한 물리적 처리 공정, 환원, 응집 및 흡착 방법을 이용한 화학적 처리 공정 및 미생물을 이용하여 분해하는 생물학적 처리 공정 등으로 나눌 수 있으며, 그 중 보편적으로 사용되는 공정이 선행기술 제1006985220000호와 같이 생물학적 처리 공정으로 가장 큰 비중을 차지하고 있다.

생물학적 처리 공정에서 미생물을 이용하여 유기물을 분해하는 핵심요소는 유기물(미생물의 먹이), 온도, PH 및 용존산소 등이 있는데, 이 중 용존산소가 생물학적 처리 공정의 효율을 결정하는 중요한 요소이다.

분뇨가 담긴 미생물 반응조에서 생물학적 처리에 필요한 산소를 공급하는 방법으로 블로워(blower) 및 산기관 등을 사용하는데 여기에는 다음과 같은 문제점이 발생한다.

첫째, 블러워를 가동하는데 발생되는 전력소모가 너무 크고, 전력소모 대비 산소 포화율이 낮아서 비경제적이다.

둘째, 블로워 가동시 발생되는 공기의 90% 이상이 분뇨원수에 포화되지 않고 배출됨으로써, 분료처리시설에서 악취가 발생하는 주요 원인이 된다.

셋째, 유입 분뇨원수의 변동에 대한 대응이 어렵고, 설계 변경 및 추가 설치에 따른 고 비용이 지출되는 문제점이 있다.

넷째, 산소 전달률이 낮아 용존산소 관리에 어려움이 있어 미생물 괴사율이 높아서 효율적인 관리가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 한 장소에서 오존 및 오존처리수를 생성할 수 있고, 생성된 오존처리수를 분뇨로 자동으로 투입함으로써 분뇨를 신속하게 정화할 수 있는 오존을 이용한 분뇨 처리 시스템를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

분뇨에 투입되고 분뇨로부터 이물질을 여과하여 분뇨를 포함하는 분뇨원수를 추출하는 분뇨원수추출부와, 상기 분뇨원수추출부로부터 분뇨원수를 공급받고 공급받은 분뇨원수로부터 상기 이물질 보다 작은 이물질을 여과하는 여과부와, 외부에서 오존을 공급받고 상기 여과부로부터 분뇨원수를 공급받아 상기 오존을 결합하여 오존처리수를 생성하며 생성된 오존처리수를 상기 분뇨에 투입하는 오존용해부 및 상기 오존처리수의 농도 또는 상기 오존처리수의 투입량 중 적어도 어느 하나를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 분뇨 처리 시스템에 의해 달성된다.

또한, 대기(大氣)에서 산소를 추출하여 오존을 생성하고 생성된 오존을 상기 오존용해부로 공급하는 오존생성부를 더 포함할 수 있다.

또, 상기 분뇨원수추출부는,

수용공간이 형성되는 본체 및 상기 본체에 설치되고 상기 본체에 설치되고 상기 분뇨로부터 이물질을 여과하여 분뇨에 포함된 분뇨원수를 통과시키는 적어도 하나의 여과필터를 포함하되, 상기 여과필터를 거친 분뇨원수가 상기 수용공간으로 투입되어 분뇨원수를 저장할 수 있다.

또한, 상기 여과필터에 낀 이물질을 제거하는 청소부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 분뇨에서 분뇨원수를 추출하고, 추출된 분뇨원수에 오존을 결합하여 오존처리수를 생성할 수 있다. 이에 따라, 별도의 물 공급수단을 생략할 수 있다.

또한, 분뇨 내에서 오존이 환원되어 산소로 돌아가 산소포화도가 높아지고 이에 따라 미생물 활성화 및 증식에 도움이 되는 효과가 있다.

또한, 오존이 산화되면서 분뇨의 냄새, 색도 및 탁도 등의 개선 효과와, 유기물질의 분해 효과가 극대화되어 효율적으로 분뇨를 처리할 수 있다.

또한, 대기 중에 산소를 추출하여 오존을 생성함으로써 별도의 오존 공급수단을 생략할 수 있으며, 이에 따라 오존이 떨어져 오존처리수가 제조 중단 되는 것을 방지할 수 있다.

특히, 전기만 공급되면 모든 자원을 현지에서 조달함으로써 오존 추출, 오존처리수 생성 및 투입 과정을 모두 자동으로 처리할 수 있고, 이에 따라 분뇨를 신속하게 정화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 분뇨를 신속하게 정화함으로써 분뇨를 이용한 퇴비의 생산 속도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 오존을 이용한 분뇨 처리 시스템를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 오존을 이용한 분뇨 처리 시스템의 평면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 오존을 이용한 분뇨 처리 시스템에서 분뇨원수추출부의 측단면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 오존을 이용한 분뇨 처리 시스템에서 청소부의 작동상태를 개략적으로 나타낸 평면도.

본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 오존을 이용한 분뇨 처리 시스템는, 분뇨원수추출부(1), 여과부(2), 오존용해부(3), 오존생성부(5) 및 제어부(4)를 포함한다.

분뇨원수추출부(1)는, 분뇨저장탱크(100)에 수용된 분뇨로부터 분뇨원수를 추출하는 것으로, 본체(11), 여과필터(12), 청소부(13)를 포함한다.

본체(11)는, 대략 상단이 개구된 직육면체로, 전면은 개구되어 유입구(111)가 형성되고, 유입구(111)의 하단을 기준으로 본체(11)의 내부에 수평한 격막(115)이 설치된다.

또한 본체(11)는, 격막(115)을 경계로 본체(11)의 상부에는 유입공간(113)이 형성되고, 본체(11)의 하부에는 분뇨원수를 수용하는 수용공간(112)이 형성되며, 격막(115)의 후방 일 영역은 개구된다. 이에 따라, 격막(115)의 개구를 통해서 유입공간(113)과 수용공간(112)은 서로 연결된다.

또한 본체(11)는, 유입공간(113)의 양 측벽에 후술할 여과필터(12)가 끼워지도록 삽입홈(114)이 형성되고, 본체(11)의 상단 후방에는 거치수단(14)이 구비된다. 이에 따라, 본체(11)를 분뇨저장탱크(100)에 삽입하고, 거치수단(14)을 분뇨저장탱크(100)의 상단에 고정하여 본체(11)를 분뇨저장탱크(100)의 한 부분에 거치하여 고정한다. 이에 따라, 본체(11)가 분뇨저장탱크(100)에 거치되면, 본체(11)의 상단은 분뇨저장탱크(100)의 상단보다 높은 위치에 배치되고, 유입구(111)의 하부는 분뇨에 잠기게 된다. 이에 따른 상세한 설명은 후술한다.

상술한 거치수단(14)은, 주지된 기술을 이용하는바 상세한 설명은 생략하기로 한다.

여과필터(12)는, 3개의 여과필터(12)를 포함하고, 본체(11)의 유입공간(113)에 3개의 여과필터(12)가 삽입홈(114)에 각각 끼워져 설치되되, 전방에는 큰 이물질을 여과하는 여과필터(12)가 설치되며, 후방에는 작은 이물질을 여과하는 여과필터(12)가 설치되고, 두 개의 여과필터(12) 사이에 큰 이물질 보다 작고 작은 이물질 보다 큰 중간 크기의 이물질을 여과하는 여과필터(12)가 설치된다. 즉, 3개의 여과필터(12)는 큰 이물질부터 순차적으로 여과할 수 있도록 순차적으로 설치된다. 이에 따라, 본체(11)가 분뇨저장탱크(100)에 삽입된 상태에서 분뇨저장탱크(100)에 저장된 분뇨가 본체(11)의 유입구(111)를 통해 여과필터(12)를 거치면서 분뇨에 포함된 이물질이 순차적으로 걸러지고, 분뇨에 포함된 분뇨원수는 여과필터(12)를 통과한다. 이렇게 여과필터(12)를 통과한 분뇨원수는 본체(11)의 수용공간(112)으로 투입되어 저장된다.

여기서, 여과필터(12)는 주지된 스크린, 부직포 및 메쉬 형태로 형성될 수 있고, 여과필터(12)와 여과필터(12) 사이에 쌓인 이물질을 제거하도록 본체(11)로부터 탈착될 수 있다.

청소부(13)는, 여과필터(12)에 낀 이물질을 제거하는 것으로, 동력공급부(131), 스크루(133), 가이드(132), 이동편(134) 및 청소브러시(135)를 포함한다.

동력공급부(131)는, 주지된 모터 등이 사용되고, 본체(11)의 일측면에 설치된다.

스크루(133)는, 동력공급부(131)와 연결되고, 본체(11)의 상부에 좌우로 길게 배치되며, 동력공급부(131)에 의해서 회전한다.

가이드(132)는, 대략 원기둥 형태로 스크루(133)의 전후방에 각각 설치된다.

이동편(134)은, 스크루(133) 및 가이드(132)에 끼워지고 스크루(133)의 회전에 의해서 좌우로 이동한다.

청소브러시(135)는, 주지된 모(毛) 또는 실리콘 바(bar) 등의 형태로 형성되되 여과필터(12)의 높이에 대응하는 길이로 형성되고, 이동편(134)의 하단에 3개의 청소브러시(135)가 설치되되 각각의 여과필터(12)의 전면에 밀착되어 설치된다. 이에 따라, 이동편(134)이 이동하면 청소브러시(135) 또한 함께 이동하고, 청소브러시(135)가 이동하면서 여과필터(12)의 전면에 낀 이물질을 여과필터(12)의 좌우 어느 한 쪽으로 이동시켜 제거한다.

여과부(2)는, 본체(11)의 수용공간(112)에 저장된 분뇨원수를 공급받아 분뇨원수에 포함된 미세한 이물질을 여과하는 것으로, 한 쌍이 구비되고, 파이프를 통해 본체(11)의 수용공간(112)과 연결된다.

여기서 한 쌍의 여과부(2)는, 동일한 크기의 미세한 이물질을 여과하도록 병렬로 연결되거나 서로 다른 크기의 미세한 이물질을 순차적으로 여과하도록 직렬로 연결될 수 있다.

이에 따라, 여과부(2)에서 본체(11)의 수용공간(112)에 수용된 분뇨원수를 공급받아 분뇨원수에 포함된 미세한 이물질을 여과함으로써, 좀 더 깨끗한 분뇨원수를 생성할 수 있다.

오존용해부(3)는, 오존처리수를 생성하는 곳으로, 여과부(2)를 거친 분뇨원수를 공급받고, 공급받은 분뇨원수와 후술할 오존생성부(5)로부터 오존가스를 공급받아 오존가스를 분뇨원수에 용해하여 오존처리수를 생성하며, 생성된 오존처리수를 분뇨저장탱크(100)에 저장된 분뇨에 투입한다. 이때 오존용해부(3)는, 오존용해부(3)와 연결된 파이프가 분뇨저장탱크(100)의 바닥으로 삽입된다. 이에 따라, 오존용해부(3)로부터 생성되는 오존처리수가 파이프를 통해서 배출되고, 배출되는 오존처리수는 분뇨를 정화시키면서 미세기포가 발생하고 미세기포 및 오존처리수가 분뇨의 상부로 올라오면서 분뇨를 정화한다. 즉, 오존이 환원되어 산소로 돌아가고 산소포화도가 높아져서 미생물 활성화에 도움이 되며, 활성화된 미생물이 분뇨를 처리한다. 또한, 오존이 산화되면서 분뇨의 냄새, 색도 및 탁도 등이 개선되고, 유기물질이 잘 분해되어 효율적으로 분뇨를 처리할 수 있다.

오존생성부(5)는, 대기(大氣)에서 산소를 추출하고, 추출된 산소에 고압방전시켜 오존가스를 생성하며, 여과부(2)와 오존용해부(3)가 연결되는 라인 상에 연결된다. 이에 따라, 오존생성부(5)로부터 생성된 오존가스가 여과부(2)를 거친 분뇨원수와 섞여 오존용해부(3)로 함께 투입된다.

여기서, 여과부(2)와 오존용해부(3)를 연결하는 라인 상에는 분뇨원수를 흡입하여 오존용해부(3)로 투입시키는 전동모터(M)가 설치된다. 이에 따라, 분뇨원수와 오존가스가 오존용해부(3)로 투입되기 전에 전동모터(M)에 의해서 분뇨원수와 오존가스가 잘 섞여 혼합되고, 혼합된 분뇨원수와 오존가스가 오존용해부(3)로 함께 투입된다. 게다가, 오존용해부(3)에서 생성된 오존처리수 또한 전동모터(M)에 의해서 오존용해부(3)와 연결된 배출 라인을 통해 배출된다.

제어부(4)는, 청소부(13), 전동모터(M) 및 오존생성부(5)와 연결되고, 오존용해부(3)로 투입되는 분뇨원수 및 오존가스의 투입량을 자동으로 조절한다. 이에 따라, 오존처리수의 농도를 조절하고, 분뇨로 투입되는 오존처리수의 투입량을 조절할 수 있으며, 여과필터(12)에 이물질이 과도하게 끼면 청소부(13)를 작동시켜 여과필터(12)에 낀 이물질을 제거한다.

여기서, 여과부(2), 오존용해부(3), 오존생성부(5)에는 자동으로 개폐되는 밸브(미도시)가 설치될 수 있다.

또한, 여과부(2), 오존용해부(3) 및 오존생성부(5)는 주지된 기술 및 제품을 이용하는바 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 오존을 이용한 분뇨 처리 시스템의 작동상태를 설명하기로 한다.

분뇨원수추출부(1)가 분뇨저장탱크(100)에 거치되면 본체(11)의 유입구(111)의 절반 가량이 분뇨에 잠긴다.

분체의 하부가 분뇨에 잠기면, 분뇨에 포함된 이물질이 여과필터(12)에 여과되고, 분뇨에 포함된 분뇨원수는 여과필터(12)를 통과한다.

더욱 상세하게는 분뇨원수가 여과필터(12)를 거치면서 큰 크기의 이물질은 전방에 배치된 첫 번째 여과필터(12)에 걸러지고, 중간 크기의 이물질은 두 번째 여과필터(12)에 걸러지며, 작은 크기의 이물질은 세 번째 여과필터(12)에 걸러진다.

세 번째 여과필터(12)를 거친 분뇨원수는 수용공간(112)으로 떨어지고, 수용공간(112)에는 일정량의 분뇨원수가 저장된다.

수용공간(112)에 일정량의 분뇨원수가 채워지면, 수용공간(112)에 저장된 분뇨원수를 흡입하여 여과부(2)로 투입한다.

분뇨원수가 여과부(2)를 거치면서 분뇨원수에 포함된 미세한 이물질이 여과되어 좀 더 깨끗한 분뇨원수가 생성된다.

여과부(2)를 거친 분뇨원수는 오존가스와 함께 오존용해부(3)로 투입된다. 이때, 오존가스는 오존용해부(3)로 분뇨원수가 투입되는 라인 상에 투입되고, 전동모터(M)에 의해서 분뇨원수와 오존가스가 서로 혼합되면서 오존용해부(3)로 투입된다.

오존용해부(3)에서는 분뇨원수에 오존가스를 용해하여 오존처리수를 생성한다.

생성된 오존처리수는 파이프를 통해 분뇨저장탱크(100)에 저장된 분뇨로 투입된다.

분뇨로 투입된 오존처리수는 분뇨에 포함된 유기물질을 분해하면서 처리한다.

즉, 오존이 환원되어 산소로 돌아가고 산소포화도가 높아져서 미생물 활성화에 도움이 되며, 활성화된 미생물이 분뇨를 처리한다.

미생물이 분뇨를 처리하는 과정에서 미세기포가 생성되고, 생성된 미세기포와 오존처리수가 함께 상승하면서 분뇨를 전체적으로 골고루 처리한다. 또한, 오존이 산화되면서 분뇨의 냄새, 색도 및 탁도 등이 개선되고, 유기물질이 잘 분해되어 효율적으로 분뇨를 처리할 수 있다.

한편, 여과필터(12)에 이물질이 과도하게 끼어 여과능력이 저하되면 청소부(13)를 작동시킨다.

청소부(13)가 작동하면 청소브러시(135)가 좌우로 왕복이동하면서 여과필터(12)에 낀 이물질을 좌우로 밀어서 이동시킨다.

만약, 여과필터(12)와 여과필터(12) 사이에 이물질이 과도하게 쌓이면, 본 발명의 작동을 중지하고, 여과필터(12)와 여과필터(12) 사이에 쌓인 이물질을 제거한다. 또한, 이물질을 제거한 후에는 여과필터(12)를 본체(11)로부터 탈거하여 여과필터(12)를 별도로 청소할 수도 있다.

따라서, 본 발명은 분뇨에 오존처리수를 투입시켜 분뇨를 처리함으로써 분뇨의 처리시간을 단축하고, 분뇨의 냄새, 색도 및 탁도 등을 개선할 수 있다. 또한, 분뇨에서 분뇨원수를 추출하여 사용함으로써 한 곳에서 분뇨를 정화하기 위한 모든 것을 해결할 수 있다. 게다가, 여과필터를 자동으로 청소함으로써 분뇨원수를 지속적으로 추출할 수 있고, 일정량의 분뇨원수를 저장할 수 있으며, 대기로부터 산소를 추출하여 오존을 생성함으로써 언제든지 오존처리수를 제조할 수 있다.

상술한 본 발명을 설명하는데 있어서, 그 실시 예가 상이하더라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 필요에 따라 그 설명을 생략할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 따라서 상기에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주 내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있거나, 본 발명과 균등한 영역의 발명을 실시할 수 있을 것이다.

1; 분뇨원수추출부
11; 본체
111; 유입구
112; 수용공간
113; 유입공간
114; 삽입홈
115; 격막
12; 여과필터
13; 청소부
131; 동력공급부
132; 가이드
133; 스크루
134; 이동편
135; 청소브러시
14; 거치수단
2; 여과부
3; 오존용해부
4; 제어부
5; 오존생성부
M; 모터
100; 분뇨저장탱크

Claims (4)

1. 분뇨에 투입되고 분뇨로부터 이물질을 여과하여 분뇨를 포함한 분뇨원수를 추출하는 분뇨원수추출부;
   상기 분뇨원수추출부로부터 분뇨원수를 공급받고 공급받은 분뇨원수로부터 상기 이물질 보다 작은 이물질을 여과하는 여과부;
   외부에서 오존을 공급받고 상기 여과부로부터 분뇨원수를 공급받아 상기 오존을 결합하여 오존처리수를 생성하며 생성된 오존처리수를 상기 분뇨에 투입하는 오존용해부; 및
   상기 오존처리수의 농도 또는 상기 오존처리수의 투입량 중 적어도 어느 하나를 조절하는 제어부;를 포함하고,
   상기 분뇨원수추출부는,
   수용공간이 형성되며, 거치수단에 의해서 상단이 분뇨저장탱크의 상단보다 높은 위치에 배치되고 분뇨가 유입되는 유입구의 하부는 상기 분뇨저장탱크에 저장되는 분뇨에 잠기도록, 상기 분뇨저장탱크의 상단에 거치 고정되는 본체;
   상기 본체에 설치되고 상기 분뇨로부터 이물질을 여과하여 분뇨에 포함된 분뇨원수를 통과시키는 적어도 하나의 여과필터; 및
   상기 여과필터에 낀 이물질을 제거하는 청소부;를 더 포함하며,
   상기 여과필터를 거친 분뇨원수가 상기 수용공간으로 투입되어 저장되는 것을 특징으로 하고,
   상기 청소부는,
   본체 상부에 좌우로 길게 배치되는 스크루의 회전에 의해서 이동편이 좌우로 이동함으로써, 상기 이동편의 하단에 설치되는 청소브러시가 좌우왕복 운동하여 이물질을 밀어서 이동 및 제거시키는 것을 특징으로 하는,
   오존을 이용한 분뇨 처리 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   대기(大氣)에서 산소를 추출하여 오존을 생성하고 생성된 오존을 상기 오존용해부로 공급하는 오존생성부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 분뇨 처리 시스템.
   
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