KR101743883B1 - 돈뇨의 증발처리 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 돈뇨의 증발처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축사로 부터 나온 돈 분뇨를 고형분과 액상분(뇨)로 분리하여 고형분은 퇴비로 재활용하고 액상분인 뇨는 미생물제재를 혼합한 톱밥에 분사시켜 톱밥의 발효과정에서 발생하는 발효열로서 증발 기화시켜 소멸 처리하고 일정 기간을 발효 숙성시킨 톱밥을 퇴비로 사용할 수 있게 한 돈뇨의 증발처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 돈뇨의 증발처리 방법 및 장치는 일정한 용적을 가진 발효조와 상기 발효조에 돈뇨를 공급하는 돈뇨저장조로 구성되고, 돈뇨저장조로 부터 공급라인을 통해 발효조에 공급되는 돈뇨를 발효조 내부의 미생물제재와 톱밥 혼합물의 발효열로 증발 기화시켜 소멸시킴을 특징으로 한다.

Description

돈뇨의 증발처리 방법 및 장치{Evaporation treatment method and apparatus for pig stale}

본 발명은 돈뇨의 증발처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축사로 부터 나온 돈 분뇨를 고형분과 액상분(뇨)로 분리하여 고형분은 퇴비로 재활용하고 액상분인 뇨는 미생물제재를 혼합한 톱밥에 분사시켜 톱밥의 발효과정에서 발생하는 발효열로서 증발 기화시켜 소멸 처리하고 일정 기간을 발효 숙성시킨 톱밥을 퇴비로 사용할 수 있게 한 돈뇨의 증발처리 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 축산농가에서 배출되는 돈분뇨는 배출량이 많고 수분함량이 많을 뿐 아니라 단백질 성분이 높아 악취가 심하여 그 처리에 많은 애로가 있다.

이러한 돈 분뇨는 한국 분뇨발생량의 약 56%를 차지하고 있으며, 환경오염 때문에 무단 방류나 무단 살포가 엄격하게 금지되고 있으므로 아래와 같은 방법으로 처리하고 있다.

1) 수거한 돈분뇨를 수천 톤 저장 규모를 가진 대형 분뇨저장탱크에 투입하여 대개 6개월 이상 숙성시킨 후 공공단체나 기업에서 운영하는 분뇨처리장으로 운송하여 주로 생물학적 또는 화학약품 분뇨처리방식을 통해 분해 희석 처리하는 방법.

2) 대형 분뇨저장탱크에서 장기간 숙성시킨 후 운송업자가 분뇨탱크가 장착된 차량으로 대형 바지선에 싣고 이를 해양처리업자가 원양으로 운반하여 해양 투기하는 방법.

3) 축산 농가에서 대형 분뇨저장탱크에서 숙성시킨 분뇨를 고액 분리한 후 액상의 분뇨는 분뇨처리장으로 운송하여 정화시설을 통하여 하천이나 바다로 ㅂ방류하고, 고상분뇨는 톱밥, 왕겨를 혼합하여 장기간 부숙시키거나 히터로 가열하여 퇴비화 하는 방법

등을 사용하여 처리하고 있다.

그러나 위 1)의 경우 운송처리 비용이 과다하고 축산농가 마다 대형 분뇨저장탱크와 분뇨처리장이 필요하여 재정적으로 축산농가와 지방자치단체에 큰 부담을 주고 있다.

위 2)의 경우도 운송처리 비용이 과다하고 해양투기로 인한 연안의 부영양화에 따른 적조 현상을 발생시키고 심각한 해양오염을 일으키는 문제점이 있어서 근래에는 전 세계적으로 해양투기를 금지하고 있다.

위 3)의 경우 고형분과 분리한 액상의 뇨에는 BOD, COD, 인, 질소의 함유량이 높아 정화비용이 많이 소요되고 실제로 방류수 수질기준에 적합하지 않은 상태로 하천이나 바다로 방류되어 해양오염을 시키게 되는 문제점이 있다.

이상과 같이 돈분뇨는 축산농가에서 처리하는 데 과다한 비용이 소요되고 대형 저장탱크와 분뇨처리장 등이 필요하여 설비비용과 넓은 시설면적을 필요로 할 뿐 아니라 유기질과 단백질 성분이 높은 돈뇨를 완전 정화시키지 않은 상태로 하천이나 바다로 방류함으로서 심각한 수질오염을 일으키는 점에서 큰 사회적 문제가 되고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 대량으로 배출되는 돈분뇨를 고형분과 액상분으로 고액 분리하여 고형분은 통상과 같은 방법으로 퇴비화하고, 단백질과 각종 유기질 성분이 다량 포함된 액상분은 미생물제재를 혼합한 톱밥에 분사시켜 톱밥의 발효과정에서 발생하는 발효열로서 증발 기화시켜 소멸 처리함으로써 돈뇨의 효율적인 처리와 함께 돈뇨의 유기질 성분에 의해 톱밥을 발효시켜 퇴비로 활용할 수 있게 한 돈뇨의 증발처리 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로, 미생물제재와 톱밥혼합물이 투입되는 발효조와 상기 발효조에 공급라인을 통해 돈뇨를 공급하는 돈뇨저장조로 구성되고, 상기 발효조의 내부에는 상부에 투입구를 가진 내부에 구동장치로서 구동되는 교반축에 다수개의 교반익이 지그재그로 부착된 교반장치가 횡설되며, 발효조에 투입된 톱밥의 상면에 일정 간격의 노즐을 통해 분출시키는 한 개 이상의 뇨분사관이 설치되어 돈뇨를 미생물제재와 톱밥혼합물의 발효열로 증발 기화시켜 소멸시키는 것에 있어서, 상기 발효조에 설치된 교반장치의 하부에 다공망으로 구획된 낙하물 집진실이 형성되어 그 내부에 이송스크류가 설치되고 상기 낙하물 집진실의 일측에는 공기공급용 블로워가 설치되며 반대쪽 출구 측에는 이송스크류에 의해 이송 배출되는 낙하물을 여과망에 의해 고액분리하여 분리된 액상의 뇨를 돈뇨저장조에 회수시키는 낙하물 회수조가 연결됨을 특징으로 하는 돈뇨의 증발처리 장치가 제공된다.

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이와같이 본 발명은 돈뇨의 처리를 톱밥의 발효과정에서 발생되는 발효열로서 증발 기화시켜 소멸시키게 되므로 액상 돈뇨의 하천과 바다에의 무단 방류를 방지하여 수질오염을 예방하고, 또한, 돈뇨의 유기질 성분을 이용한 톱밥퇴비로 재활용하여 경제적인 이득을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 증발처리장치를 나타낸 전체 구성도
도 2는 발효조의 종단면도
도 3은 본 발명의 증발처리방법에 대한 블록도

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 증발처리장치 나타낸 전체 구성도이고 도 2는 발효조의 종단면도이다.

상기 도 1을 참조하면, 본 발명은 일정한 용적을 가진 발효조(100)와 상기 발효조(100)에 돈뇨를 공급하는 돈뇨저장조(200)로 구성되어 있다.

상기 발효조(100)는 상부에 투입구(1)와 배기팬(2)을 가진 내부에 구동장치(3)로서 구동되는 교반축(4)에 다수개의 교반익(5)(5')이 지그재그로 부착된 교반장치(6)가 횡설되고, 이의 상부에는 상기 돈뇨저장조(200)에 저장된 돈뇨를 발효조(100)에 투입된 톱밥(7)의 상면에 일정 간격의 노즐(8)을 통해 분출시키는 한 개 이상의 뇨분사관(9)이 설치되며, 상기 교반장치(6)의 하부에는 다공망(10)으로 구획된 낙하물 집진실(11)이 형성되어 이송스크류(12)가 설치되어 있다.

또한, 상기 낙하물 집진실(11)은 이송스크류(12)의 입구 측에는 공기공급용 블로워(13)가 설치되고 출구 측에는 이송스크류(12)에 의해 이송 배출되는 낙하물을 여과망(14)에 의해 고액분리하여 분리된 액상의 뇨를 돈뇨저장조(200)에 회수시키는 낙하물 회수조(15)가 연결된다.

그리고 발효조(100)의 뇨분사관(9)과 돈뇨저장조(200)를 연결하는 돈뇨 공급라인(16)에는 돈뇨를 뇨분사관(9)으로 공급하는 펌프(17)가 설치된다.

또한 발효조(100)의 외면에는 발효열이 발효에 필요한 70∼80℃에 못미칠 때 상기 온도로 발효조(100)를 가열하여 미생물과 톱밥(7)의 발효를 촉진하는 히터(18)가 다수개 설치되어 있다.

상기한 본 발명의 장치를 이용하여 뇨 증발 기화과정과 톱밥퇴비를 생산하는 방법을 단계별로 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 돈분뇨를 스크린망과 같은 통상적인 고액분리기에 의해 고액분리하여 고형분과 액상뇨로 분리하는 고액분리단계와; 상기 고액분리단계를 거쳐 분리된 고형분을 퇴비로 생산하고 액상뇨를 돈뇨저장조(200)에 저장하는 단계와; 발효조(100)에 톱밥(7)과 미생물을 투입하는 단계와; 발효조(100)에 투입된 톱밥(7)과 미생물을 교반장치(6)의 교반익(5)(5')에 의해 골고루 교반하면서 상부에 설치된 뇨분사관(9)의 노즐(8)을 통해 뇨를 톱밥혼합물에 분사하는 단계와; 교반과정에서 발생되는 열과 함께 미생물에 의해 발효가 일어나는 발효단계와; 발효과정에서 뇨에 함유된 유기물에 의해 톱밥(7)과 미생물이 일정한 숙성기간을 거쳐 퇴비화되는 단계를 포함하여 이루어진다.

이와같이 된 본 발명은 고형분과 액상뇨가 혼합된 돈분뇨를 그대로 톱밥(7) 및미생물과 혼합하지 않고 고형분과 액상뇨를 분리하여 고형분은 통상과 같이 유기질비료로 사용하고 액상뇨 만을 발효조(100)에 투입하여 발효과정에서 발생하는 발효열로 증발 기화시켜 악취없는 무기질 기체로서 배출하는 데 그 특징이 있다.

즉, 본 발명은 고액분리기에 의해 고형분과 분리된 액상뇨를 돈뇨저장조(200)에 저장한 상태에서 발효조(100)에 톱밥(7)과 미생물을 용량에 맞게 적정량을 투입하고 교반장치(6)를 회전시켜 지그재그로 설치된 교반익(5)(5')으로 미생물제재를 혼합한 톱밥(7)을 교반시키면서 뇨저장조(200)에 저장된 돈뇨를 공급라인(16)을 통해 펌프(17)에 의해 뇨분사관(9)으로 공급하게 되면 뇨분사관(9)에 일정간격으로 부착된 노즐(8)에 의해 돈뇨가 교반되고 있는 톱밥(7)에 분사되어 혼합된다.

여기서 교반장치(6)에 의해 교반되고 있는 톱밥(7)은 혼합된 미생물과 돈뇨에 함유된 단백질을 포함한 유기물질이 분해되면서 발효가 일어나게 되고 이 과정에서 발효열이 발생되어 이에 포함된 돈뇨를 포함한 수분이 증발하게 되며 증발된 수분은 배기팬(2)에 의해 외부로 배출되는 데 특히 상기 발효과정에서 유기물질이 분해되어 무기질로 변하면서 악취가 제거되므로 배출과정에서 주위를 오염시키지 않게 되는 것이다.

또한, 발효조(100)의 발효과정에서 발생하는 발효열이 수분을 증발하는 데 부족한 온도일 때에는 발효조(100)의 외면에 설치한 히터(18)를 작동시켜 발효에 적합한 온도인 70∼80℃로 발효조(100)를 가열시키게 되고, 발효과정에서 필요한 공기는 낙하물 집진실(11)의 이송스크류(12)의 입구 측에 설치된 공기공급용 블로워(13)로서 다공망(10)을 통해 발효조(100)의 내부에 전체적으로 고르게 공급되어 발효시키는 데 적합한 환경을 제공하게 된다.

상기한 다공망(10)은 발효조(100)의 내부에 공기를 공급하기 위한 것으로 발효조(100)의 전 길이에 걸쳐 형성되어 있으므로 블로워(13)에 의해 공급되는 공기는 발효조(100) 내부 전체에 고르게 공급되어 발효가 원활히 이루어지게 하는 기능을 하게 되지만, 위 다공망(10)을 통해 일부 수분이 포함된 톱밥(7)이 교반과정에서 일부 낙하되어 낙하물 집진실(11)에 모이게 된다.

낙하물 집진실(11)은 발효조(100) 전체에 걸쳐 형성되고 이의 내부에는 이송스크류(12)가 설치되어 있으므로 다공망(10)을 통해 낙하물 회수조(15)에 낙하되어 톱밥(7)이 집진되면 이송스크류(12)를 작동시켜 스크류에 의해 낙하된 톱밥(7)을 출구측으로 배출하게 되는 데 출구측에는 낙하물 회수조(15)가 연결되어 있으므로 이송스크류(12)에 의해 출구측으로 배출되는 낙하물은 낙하물 회수조(15)에 유입되고 톱밥(7)에 포함된 돈뇨는 여과망(14)에 의해 분 리된 후 톱밥(7)은 발효조(100)에 그리고 분리된 돈뇨는 돈뇨저장조(200)에 각각 재유입된다.

돈뇨의 유기물질과 함께 발효가 진행되는 톱밥(7)은 일정한 숙성기간을 거쳐 퇴비로서 전환되는 용량에 따라 대략 3개월이상 숙성시키면 퇴비화된다.

이와같이 본 발명은 돈뇨를 톱밥(7)에 고르게 분사하여 발효시키는 과정에서 단백질을 비롯한 유기질을 무기질로 변환시켜 악취를 제거하고 유기물질이 분해되면서 발생되는 발효열로 인해 돈뇨를 기화 증발시키게 되므로 지속적으로 돈뇨를 악취없이 정화시킨 기체로서 외부에 배출할 수 있는 잇점이 있고, 돈뇨에 포함된 유기물질의 분해로서 톱밥(7)을 퇴비로서 만들어 사용할 수 있는 점에서 복합적인 효과를 얻을 수 있다.

1 : 투입구 2 : 배기팬 3 : 구동장치 4 : 교반축 5, 5' : 교반익 6 : 교반장치 7 : 톱밥 8 : 노즐 9 : 뇨분사관 10 : 다공망 11 : 낙하물 집진실 12 : 이송스크류 13 : 블로워 14 : 여과망 15 : 낙하물 회수조 16 : 공급라인 17 : 펌프 18 : 히터 100 : 발효조 200 : 돈뇨저장조

Claims (5)

1. 미생물제재와 톱밥혼합물이 투입되는 발효조(100)와 상기 발효조(100)에 공급라인(16)을 통해 돈뇨를 공급하는 돈뇨저장조(200)로 구성되고, 상기 발효조(100)의 내부에는 상부에 투입구(1)를 가진 내부에 구동장치(3)로서 구동되는 교반축(4)에 다수개의 교반익(5)(5')이 지그재그로 부착된 교반장치(6)가 횡설되며, 발효조에 투입된 톱밥(7)의 상면에 일정 간격의 노즐(8)을 통해 분출시키는 한 개 이상의 뇨분사관(9)이 설치되어 돈뇨를 미생물제재와 톱밥혼합물의 발효열로 증발 기화시켜 소멸시키는 것에 있어서, 상기 발효조(100)에 설치된 교반장치(6)의 하부에 다공망(10)으로 구획된 낙하물 집진실(11)이 형성되어 그 내부에 이송스크류(12)가 설치되고 상기 낙하물 집진실(11)의 일측에는 공기공급용 블로워(13)가 설치되며 반대쪽 출구 측에는 이송스크류(12)에 의해 이송 배출되는 낙하물을 여과망(14)에 의해 고액분리하여 분리된 액상의 뇨를 돈뇨저장조(200)에 회수시키는 낙하물 회수조(15)가 연결됨을 특징으로 하는 돈뇨의 증발처리 장치.
   
   
   
   
   
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