KR101732680B1 - 도축시설 또는 육가공시설의 슬러지 저감장치 - Google Patents

도축시설 또는 육가공시설의 슬러지 저감장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도축시설 또는 육가공시설에서 배출되는 폐수를 생물학적 방법을 이용하여 처리함으로써 배출되는 슬러지의 양을 대폭 감소시키도록 한 슬러지 저감장치에 관한 것이다. 그 구성은; 도축시설 또는 육가공업체에서 배출되는 폐수를 1차적으로 처리함에 따라 발생하는 슬러지를 발효 처리하기 위한 장치로서; 외부에서 공급되는 슬러지가 담기는 곳으로서 상부 개방형 발효조; 상기 발효조 내부에 호기성 미생물과 혐기성 미생물을 공급하는 미생물공급부; 상기 발효조에 담긴 슬러지의 상층부에 설치되는 것으로서, 호기성 미생물에 의한 발효가 진행되도록 상층부에 기포를 공급하는 제1교반부; 상기 발효조에 담긴 슬러지의 하층부에 설치되는 것으로서, 상기 발효조의 상층부와 하층부가 혼합되도록 하며 혐기성미생물에 의한 발효가 진행되도록 하는 제2교반부; 상기 발효조에서 발효를 마친 다음 남은 슬러지를 외부로 배출하는 배출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

도축시설 또는 육가공시설의 슬러지 저감장치{Apparatus For Treating Sludge From Slaughter House}
본 발명은 폐수 저감장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도축시설 또는 육가공시설에서 배출되는 폐수를 생물학적 방법을 이용하여 처리함으로써 배출되는 슬러지의 양을 대폭 감소시키도록 한, 생물학적 방법을 이용한 도축시설 또는 육가공시설의 슬러지 저감장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 산업설비에서는 저마다 특성 내지 성분이 다른 폐수가 발생된다. 그래서 상기한 각 산업설비는 단위공장 내에 자가 폐수처리설비를 설치하고 있으며, 그렇지 않은 경우에는 지역산업단지 내에서 공동으로 운영하는 폐수처리설비를 통해 수질정화처리를 하고 있다. 각 산업설비는 하수도법 시행규칙에 따른 폐수종말처리시설 방류기준에 따라 배출수의 형태로 방류하고 있으며 수질정화처리과정에서 발생하는 고농도 폐수나 고형 슬러지(탈수케이크, 이하 이들을 모두'슬러지'라고 일컫는다)는 별도로 처리하고 있다.
일반적인 도축시설에는 도 1에 도시된 바와 같은 폐수저감장치가 사용된다.
도축한 후 고기를 물로 씻어낼 때 다량의 폐수가 발생되는데 이는 먼저 유량조(1)에 공급된다. 이후 가압부상조(3)로 옮겨짐으로써 비중에 따라 슬러지는 슬러지저류조에 보내지고 폐수는 폭기조(5)로 공급된다. 가압부상조(3)는 수중에 공기를 주입하여 용해된 공기가 미세한 기포로 용출 되면서 고형물과 접촉하여 고형물의 밀도를 감소시켜 액체표면으로 떠오르게 하여 슬러지를 생성한다. 폭기조(5)는 공기를 공급하여 폐수를 정화시키는 작용을 하며 이후 침전조(7)를 거쳐 정화된 폐수는 방류되고 침전된 물질은 내부반송 또는 수거되어 별도로 처리된다. 가압부상조(3)에서 배출되는 슬러지는 슬러지저류조(9)에 수집된 다음 탈수기(11)를 통해 수분을 줄여 부피를 줄인 다음 처리업체에 위탁하여 처리하도록 한다. 슬러지는 그의 배출처에 따라 다양한 성분이 혼합되어 있다. 그리고 침전조 이후에는 2차가압부상조 및 방류조절조(12)가 더 설치될 수도 있다.
본 발명은 특히 도축시설 또는 육가공설비에서 배출되는 슬러지에 관심을 두고 있다. 종래의 도축시설에서는 슬러지에 대하여 탈수 이외의 별도 처리를 하지 않음으로써 다량의 슬러지가 배출되고 있으며, 이 슬러지를 처리하는데 많은 비용을 사용하고 있다. 슬러지의 양을 줄이는 것은 해당 업체의 이익이 될 뿐 아니라 사회적 비용도 감소시키는 효과를 제공할 것이다.
관련 선행기술로는 특허출원 제10-1998-0051250호가 있으나, 이는 위에서 언급한 바와 같이 산업설비에서 배출되는 원폐수를 정화처리하기 위한 것으로서, 구체적인 적용분야가 본 발명과 다르며, 슬러지의 양을 감소시키고자 하는 본 발명의 목적과는 초점이 약간 상이하다. 대한민국 특허출원 제10-2010-0076242호는 미생물을 이용한 처리시설을 제안하고 있지만, 도축시설과 같은 초고농도의 유기성 슬러지를 처리하기에는 부족한 면이 있다.
대한민국 특허출원 제10-1998-0051250호 대한민국 특허출원 제10-2010-0076242호
위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 도축시설 또는 육가공시설에서 배출되는 초고농도 유기성 폐수, 좀 더 구체적으로는 슬러지를 친환경적인 방법으로 안전하게 처리할 수 있는 저감장치를 제공하는 것에 있다. 좀 더 구체적으로는 배출되는 슬러지의 양을 대폭 줄임으로써 그를 처분하는데 소요되는 업체의 비용 및 사회적 비용을 크게 절감하도록 하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 목적은, 도축시설 또는 육가공업체에서 배출되는 폐수를 1차적으로 처리함에 따라 발생하는 슬러지를 발효 처리하기 위한 장치로서;
외부에서 공급되는 슬러지가 담기는 곳으로서 상부 개방형 발효조; 상기 발효조 내부에 호기성 미생물과 혐기성 미생물을 공급하는 미생물공급부; 상기 발효조에 담긴 슬러지의 상층부에 설치되는 것으로서, 호기성 미생물에 의한 발효가 진행되도록 상층부에 산소를 공급하는 제1교반부; 상기 발효조에 담긴 슬러지의 하층부에 설치되는 것으로서, 상기 발효조의 상층부와 하층부가 혼합되도록 하며 혐기성미생물에 의한 발효가 진행되도록 하는 제2교반부;
상기 발효조에서 발효를 마친 다음 남은 슬러지를 외부로 배출하는 배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도축시설 또는 육가공시설의 슬러지 저감장치에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 발효조의 상층부에 마이크로버블을 발생시키는 마이크로버블 발생장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 상층부의 높이와 하층부의 높이의 비율은 1 : 2 ~ 3.5 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 발효조는 복수 개의 단위 발효조가 연속적으로 연결되어 있는 구성일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 발효조의 상부에는 투명 또는 반투명 덮개가 설치되며, 공기가 소통될 수 있는 통풍구가 덮개 또는 덮개와 발효조의 상단 사이에 마련될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 발효조의 측벽 및 바닥에 전열선을 이용한 온열장치가 설치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 발효조의 내부에 스파이럴 형태로 배치되는 온수배관; 상기 온수배관에 온수를 순환공급하는 온수공급부;를 더 포함할 수 있다.
위와 같은 구성에 의하면, 도축시설 또는 육가공설비에서 배출되는 초고도 유기성 슬러지를 생물학적 수단에 의해 발효하여 액화시킨 다음 방류케 함으로써 환경을 오염 또는 훼손시키지 아니하며, 소각에 따른 에너지의 사용이나 매립에 따른 용지가 필요치 않아 처리비용이 크게 절감되는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 난분해성 슬러지 저감장치의 개략적 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 집중 처리부의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 난분해성 슬러지 저감장치의 전체 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 발효조의 구성도이다.
이하, 첨부된 각 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다.
본 발명은 특히 도축시설 또는 육가공업체에서 고기의 각 부위를 세척하는 과정에 배출되는 폐수를 처리하는 장치에 포함된다. 세척 후 배출되는 폐수는 피, 살점, 뼛가루, 내장 내부에 있던 각종 잔재물 등을 포함하고 있어 초고도 유기성 폐수에 해당한다. 본 발명은 특히 폐수에서 분리되는 슬러지를 발효 처리함으로써 슬러지의 양을 최대한 90%까지 감소시키는 장치를 제공한다.
본 발명의 슬러지 저감장치(100)는 도 2에 도시된 폐수저감장치의 일부를 구성한다. 폐수저감장치는 전술한 것처럼 유량조(1), 가압부상조(3), 폭기조(5) 및 침전조(7)를 포함한다. 본 발명의 슬러지 저감장치(100)는 가압부상조(3)에서 배출되어 슬러지저류조(9)에 수집된 슬러지를 처리한다.
본 발명의 저감장치(100. 이하, 단지 '저감장치'라 한다)는 도축시설 또는 육가공업체에서 배출되는 원폐수를 가압부상조 등을 이용하여 1차적으로 분리한 다음 농축된 상태로 배출되는 고형 슬러지를 생물학적인 방법으로 처리하여 폭기조로 공급하는 구성을 가진다. 슬러지의 양을 줄이는 것을 목적으로 하므로 어느 정도까지 줄일 것인가는 작업 생산성, 비용 등 여러 상황에 따라 조율되어야 할 것이다. 이하에서는 처리하고자 하는 슬러지 및 처리의 중간과정에 있는 대상을 '피처리물'이라 한다.
본 발명의 저감장치(100)는 외부에서 공급되는 슬러지가 담기는 곳으로서 상부 개방형 발효조(101)를 가진다. 발효조(101)는 벽돌과 시멘트로 제작될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 피처리물공급부(103)는 발효조(101)에 피처리물을 공급한다. 공급방식은 연속공급방식도 가능하며 배치(batch)식도 가능하다.
미생물공급부(105)는 발효조(101) 내부에 호기성 미생물과 혐기성 미생물을 공급한다. 본 발명에 의한 미생물공급부(105)는 발효조(101)의 피처리물공급부(103) 근방에 설치되어 즉석에서 미생물을 배양한 다음 발효조(101)로 공급하도록 설치된다.
미생물공급부(105)는 배양조(107), 배양액저장조(109)를 포함한다. 배양조(107)는 투입된 미생물제제를 배양하며, 배양된 미생물 배양액은 배양액저장조(109)로 투입된 다음 펌프 등에 의해 발효조(101)에 공급된다. 본 발명에 의한 저감장치는 발효조(101) 근처에서 즉석으로 미생물제제를 배양한 후 바로 발효조(101)에 투입하는 시스템을 가진다. 미생물제제는 호기성과 혐기성 미생물이 혼합되어 있는 혼합제제이며, 활동기간이 짧기 때문에 즉석에서 배양하여 투입되는 것이다.
본 발명의 실시예에 의하면, 발효조(101)는 1개 또는 2개 이상의 단위발효조(101a,101b,101c)가 연속적으로 연결되어 구성된다. 각 단위발효조(101)는 모두 구성이 같을 수 있다.
피처리물은 제1단위발효조(101a)에서 일정시간 발효가 이루어진 다음, 그에 붙어있는 제2단위발효조(101b), 제3단위발효조(101c)로 순차 공급된다. 수두차를 이용하여 자연적으로 흘러 후속된 단위발효조로 공급되도록 하는 것이 바람직하다.
배출부(115)는 발효조(101)에서 발효를 마친 다음 남은 피처리물을 폭기조로 배출한다. 그리고 이러한 기본적 구성요소에 더하여 발효조(101)에서 미처 처리되지 않고 침전되는 슬러지를 수거하여 발효조(101)의 도입단으로 공급하여 슬러지로 하여금 연속적으로 분해 처리되도록 하는 슬러지순환부(117)를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 발효조(101)의 구성을 설명한다.
제1교반부(111)가 발효조(101)에 담긴 슬러지의 상층부(A1)에 설치된다. 제1교반부(111)는 호기성 미생물에 의한 발효가 진행되도록 상층부(A1)에 공기를 공급한다. 본 실시예에 의하면 발효조(101)의 상층부(A1)에 마이크로버블을 발생시키는 마이크로버블 발생장치(111a) 등의 산소공급장치가 제1교반부(111)에 포함될 수 있다. 마이크로버블 발생장치(111a) 등의 산소공급장치가 제1교반부(111) 그 자체가 될 수도 있다. 제1교반부(111)는 액면으로부터 얕은 지점에 설치되어 작동하는 1개 이상의 임펠러(111b)를 포함할 수 있다. 마이크로버블 발생장치(111a)는 발효조(101)의 여러 곳에 소정의 간격을 두고 설치되어 발효조(101) 전체에 걸쳐 미세기포가 발생하도록 하는 것이 좋다. 마이크로버블 발생장치(111a)는 미생물의 활동을 왕성하게 하여 발효의 효율을 높이기 위한 수단이 된다.
제2교반부(113)는 발효조(101)에 담긴 슬러지의 하층부(A2)에 설치된다. 제2교반부(113)는 발효조(101)의 상층부(A1)와 하층부(A2)가 혼합되도록 하며 혐기성미생물에 의한 발효가 진행되는 부위에 설치된다. 즉 발효조(101)의 하층부(A2)에는 공기가 공급되지 않도록 함으로써 혐기성 미생물에 의한 발효가 진행되도록 한다.
제2교반부(113)는 발효조(101)의 바닥에 인접한 곳에 설치되는 블레이드(113a)와, 이를 회전구동시키기 위한 모터(113b)와 회전축(113c)을 포함할 수 있다. 여기서 수중교반기가 사용될 수 있다. 블레이드(113a, 또는 수중교반기)는 저속으로 회전하면서 상층부(A1)와 하층부(A2) 간에 저속 또는 간헐적인 작동하여 대류와 유사한 방식으로 유체의 교류가 일어나도록 유도한다.
본 실시예에 의하면, 상층부(A1)의 높이(H1)와 하층부(A2)의 높이(H2)의 비율은 1 : 2 ~ 3.5 일 수 있다. 즉 호기성 미생물에 의한 발효작용을 유도하는 부분과 혐기성 미생물에 의한 발효작용을 유도하는 부분의 비율이 1 : 2 ~ 3.5 라는 것이다.
발효조(101)의 상부에는 태양광(L)이 투과될 수 있도록 투명 또는 반투명인 덮개(116)가 설치되며, 공기가 소통될 수 있는 통풍구가 덮개(116) 또는 덮개(116)와 발효조(101)의 상단(117) 사이에 마련될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 발효조(101)의 측벽 및 바닥에 전열선(119)을 이용한 온열장치가 설치될 수 있다. 전열선(119)은 발효조(101)의 측벽 및 바닥에 매립될 수 있다. 온열장치는 발효조(101)를 25 ~ 40℃로 일정하게 유지시키도록 한다.
온열장치는 피처리물의 온도를 미생물이 활동하기에 적당한 온도로 유지시켜 주기 위한 것으로서, 발효조(101)의 내부에 스파이럴 형태로 배치되는 온수배관(121)과, 온수배관(121)에 온수를 순환공급하는 온수공급부(123)를 더 포함할 수 있다. 발효조(101)의 외벽이 외부로 노출된 경우에는 우레탄폼, 보온비닐지 또는 FRP로 된 보온커버(125) 등의 보온재로써 감싸 보호할 수 있다.
참고적으로 호기성 분해는 호기성 세균에 의한 미생물학적 분해를 일컬으며, 혐기성 분해는 혐기성 세균에 의한 미생물학적 분해를 일컫는다. 본 발명의 설명에 있어서, '분해'라 함은 산화/환원과 같은 화학적 작용이나, 호흡/소화와 같은 신진대사와 관련한 생물적 작용을 모두 일컫는 용어로 사용된다.
본 발명에서 사용되는 미생물제제는 복합미생물제제로서 시중에서 유통되는 것을 구입하여 사용할 수 있다. 명칭에서 알 수 있듯 다양한 기능을 수행하는 여러 종의 세균으로 구성된 제제를 의미한다. 본 발명에서의 미생물제제는 예를 들어, 구균(coccus), 간균(bacillus), 나선균(spirilla)을 기본적으로 포함할 수 있다.
미생물제제를 구성하는 성분 미생물에 관하여 좀더 구체적으로 설명한다. 성분 미생물의 영양소 섭취형태는 세포외부로부터 영양소를 흡수하는 방식(Exocellular Type)이 대부분이며, 미생물체 외부에 용해되어 있는 가용성 물질들을 세포벽을 통해 흡수하여 영양소로 이용한다. 또한 동물상으로서 포식작용(ingestion, predation)에 의해서도 영양소를 흡수한다. 성분 미생물은 성장을 위하여 산소를 요구하지 않고 유산소 조건에서는 사멸하는 편성혐기성과, 통성혐기 상태에서만 성장하는 통성혐기성 미생물들도 포함되며, 나아가 절대호기성균과 통성호기성균이 다양한 형태로 혼합된 것일 수도 있다.
위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다.
1 : 유량조 3 : 가압부상조
5 : 폭기조 7 : 침전조
9 : 슬저지저류조 11 : 탈수기
100 : 슬러지 저감장치 101(101a,101b,101c) : 발효조
103 : 피처리물 공급부 105 : 미생물 공급부
107 : 배양조 109 : 배양액 저장조
111 : 제1교반부 111a : 마이크로버블 발생장치
111b : 임펠러 113 : 제2교반부
115 : 배출부 116 : 덮개
119 : 전열선 121 : 온수배관
123 : 온수공급부 125 : 보온커버

Claims (7)

  1. 도축시설 또는 육가공업체에서 배출되는 폐수를 1차적으로 처리함에 따라 발생하는 슬러지를 발효 처리하기 위한 장치로서;
    외부에서 공급되는 슬러지가 담기는 곳으로서 상부 개방형 발효조; 상기 발효조 내부에 호기성 미생물과 혐기성 미생물을 공급하는 미생물공급부; 상기 발효조에 담긴 슬러지의 상층부에 설치되는 것으로서, 호기성 미생물에 의한 발효가 진행되도록 상층부에 기포를 공급하는 제1교반부; 상기 발효조에 담긴 슬러지의 하층부에 설치되는 것으로서, 상기 발효조의 상층부와 하층부가 혼합되도록 하며 혐기성미생물에 의한 발효가 진행되도록 하는 제2교반부;
    상기 발효조에서 발효를 마친 다음 남은 슬러지를 외부로 배출하는 배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도축시설 또는 육가공시설의 슬러지 저감장치.
  2. 제1항에 있어서
    상기 제1교반부는 발효조의 상층부에 마이크로버블을 발생시키는 마이크로버블 발생장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 도축시설 또는 육가공시설의 슬러지 저감장치.
  3. 제1항에 있어서,
    호기성 발효가 일어나는 상기 상층부의 높이와 혐기성 발효가 일어나는 상기 하층부의 높이의 비율은 1 : 2 ~ 3.5인 것을 특징으로 하는 도축시설 또는 육가공시설의 슬러지 저감장치.
  4. 제1항에 있어서
    상기 발효조는 복수 개의 단위발효조가 연속적으로 연결되어 있는 구성인 것을 특징으로 하는 도축시설 또는 육가공시설의 슬러지 저감장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발효조의 상부에는 투명 또는 반투명 덮개가 설치되며, 공기가 소통될 수 있는 통풍구가 덮개 또는 덮개와 발효조의 상단 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는 도축시설 또는 육가공시설의 슬러지 저감장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발효조의 측벽 및 바닥에 전열선을 이용한 온열장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 도축시설 또는 육가공시설의 슬러지 저감장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 발효조의 내부에 스파이럴 형태로 배치되는 온수배관; 상기 온수배관에 온수를 순환공급하는 온수공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도축시설 또는 육가공시설의 슬러지 저감장치.
KR1020160166687A 2016-12-08 2016-12-08 도축시설 또는 육가공시설의 슬러지 저감장치 KR101732680B1 (ko)

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