KR101803041B1 - 가스 및 거품 제거식 액비화장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 폭기조에서 유량저장조로 가수와 거품이 직접 유입됨으로써 별도의 덕트가 설치되지 않아도 됨은 물론 이로인해 악취발생의 원인이 되는 가스가 유출되지 않고, 소포유닛이 구비됨으로써 거품이 제거되어 액비가 원활하게 발효됨과 동시에 스크러버로 유입되기 전 가스가 1차로 정화처리될 수 있어 스크러버와 세정수의 오염이 최소화될 수 있는 가스 및 거품 제거식 액비화장치에 에 관한 것이다.
개시된 내용의 일 실시 예에 따른 가스 및 거품 제거식 액비화장치는, 오염물질이 포함된 축산폐수가 내부로 유입되어 폭기 처리되는 폭기조와, 상기 폭기조와 격벽에 의해 구획되고 내부로는 상기 폭기조 내에서 폭기 처리된 상등수가 유입되며 상기 격벽이 상부에는 상기 폭기조에서 발생 된 가스와 거품이 유입되는 유입구가 관통 형성된 유량저장조와, 상기 유량저장조의 상부에 설치되어 상기 유량저장조와 연통되고 상기 유입구를 통해 유입된 가스가 1차 정화되며 거품이 소포 처리되는 소포유닛과, 상기 소포유닛과 연결되도록 상기 소포유닛 일측에 구비되어 상기 유량저장조 내의 가스가 상기 소포유닛 측으로 흡입되게 하는 흡입력이 발휘되고, 상기 소포유닛에서 1차 정화처리된 가스가 유입되어 2차 정화 및 배기 처리되는 스크러버가 포함된다.

Description

가스 및 거품 제거식 액비화장치{GAS AND BUBBLE REMOVAL TYPE LIQUID FERTILIZER PRODUCTING DEVICE}

개시된 내용은 축산농가에서 발생 된 공동자원화 액비가 정화 및 재처리되는 액비저장조에 관련된다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로 축산농가에는 축산폐수 및 분뇨 등과 같은 유기폐수가 지속적으로 다량 발생된다. 이러한 유기폐수의 처리과정은, 먼저 이송차량에 의해 집수조로 저장된 후 스크린분리 또는 고액 원심분리기에 의해 비교적 큰 오물이나 이물질이 걸러진다. 그런 다음, 저장조로 이송되어 미세한 고체 부유물을 함유하는 슬러지가 분리된 후, 침전조로 이송되어 침전처리된다. 그런 다음. 침전물은 탈수화단계를 거쳐 고체부유물을 함유하는 슬러지와 혼합되어 퇴비화되고 침전조의 상등수는 유량조정조를 거쳐 반응조에서 발효 처리되어 액상의 액비로 제조된다.

이러한 액비 생산 과정에서 악취발생의 원인이 되는 가스가 발생 되는데, 이 가스는 보통 스크러버에 의해서 정화 처리된다. 하지만, 다량의 가스가 발생 될 경우 스크러버 및 세정수가 비교적 단기간 내에 오염되어 처리비용이 증가되고, 악취제거가 원활히 이루어지지 못하게 되는 문제가 있었다.

이와 같은 문제점으로 인해 폭기조 등에 스크러버로 연결되는 별도의 덕트관을 설치하여 악취의 원인인 가스가 포집되게 하고 있다. 하지만, 이렇게 별도의 덕트관이 설치될 경우 덕트관 내로 처리과정에서 형성된 거품이 유입되어 가스의 포집효과가 떨어짐은 물론, 오픈구조로 되어 있어 악취가 외부로 유출되는 문제가 있었다.

한편, 유기폐수 처리과정에서 원수 상층부에 거품층이 형성하기 시작한다. 이러한 거품은 대부분 산기관을 통과한 공기가 용존되어 지지 못하고 표면의 유분기와 만나서 거품층을 형성하게 되는데, 대략 10cm정도는 원수 표면에서 가스 교환을 방해하게 된다.

또한, 생물학적 거품은 미세 거품 발생의 원인이 되어 급격한 거품층의 성장을 주도하며 급격한 거품층의 팽창을 초래하여 정상 발효를 막는다. 이에 따라, 액비 생산 시 반응기 내부에서 발효되는 액비의 상층부에 기포가 발생 됨에 따라 액비가 균일한 속도로 발효되지 않거나 반응기가 팽창하여 파손이 발생하는 문제가 발생 되었다.

1. 대한민국 특허공개 제10-2016-0073890호(2016.06.27) 2. 대한민국 실용신안등록 제20-0129720호(1998.08.21) 3. 대한민국 특허등록 제10-1333246호(2013.11.20)

폭기조에서 폭기 처리되는 과정에서 발생 된 거품과 가스가 폭기조에서 유량저장조 내로 직접 유입되게 하고, 소포유닛에 의해 가스가 1차 정화처리됨과 동시에 거품이 소포처리되는 가스 및 거품 제거식 액비화장치를 제공하고자 한다.

하나의 실시 예로서 개시된 내용은 오염물질이 포함된 축산폐수가 내부로 유입되어 폭기 처리되는 폭기조와, 상기 폭기조와 격벽에 의해 구획되고 내부로는 상기 폭기조 내에서 폭기 처리된 상등수가 유입되며 상기 격벽이 상부에는 상기 폭기조에서 발생 된 가스와 거품이 유입되는 유입구가 관통 형성된 유량저장조와, 상기 유량저장조의 상부에 설치되어 상기 유량저장조와 연통되고 상기 유입구를 통해 유입된 가스가 1차 정화되며 거품이 소포 처리되는 소포유닛과, 상기 소포유닛과 연결되도록 상기 소포유닛 일측에 구비되어 상기 유량저장조 내의 가스가 상기 소포유닛 측으로 흡입되게 하는 흡입력이 발휘되고, 상기 소포유닛에서 1차 정화처리된 가스가 유입되어 2차 정화 및 배기 처리되는 스크러버가 포함되는 가스 및 거품 제거식 액비화장치에 대해 기술하고 있다.

이상에서와 같은 가스 및 거품 제거식 액비화장치는, 폭기조에서 유량저장조로 가수와 거품이 직접 유입됨으로써 별도의 덕트가 설치되지 않아도 됨은 물론 이로인해 악취발생의 원인이 되는 가스가 유출되지 않고, 소포유닛이 구비됨으로써 거품이 제거되어 액비가 원활하게 발효됨과 동시에 스크러버로 유입되기 전 가스가 1차로 정화처리될 수 있어 스크러버와 세정수의 오염이 최소화될 수 있는 가스 및 거품 제거식 액비화장치에 대해 기술하고 있다.

도 1은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 가스 및 거품 제거식 액비화장치의 개념도.
도 2는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 가스 및 거품 제거식 액비화장치의 사용상태도.

개시된 내용의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 개시된 내용은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 개시된 내용의 개시가 완전하도록 하고, 개시된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시된 내용의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 개시된 내용은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

개시된 내용의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 개시된 내용의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 개시된 내용의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1 및 도 2에는 개시된 내용에 따른 하나의 실시 예를 도시하고 있다. 도 1은 개념도이고 도 2는 사용상태도이다.

이하에는 도 1을 참조하여 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 가스 및 거품 제거식 액비화장치(1)의 구성부재와 그 연결관계에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 폭기조(10, aeration tank, 曝氣槽)는 각종 오염물질이 포함된 축산폐수가 폭기 처리되는 것이다. 이러한 폭기조(10)는 축산폐수가 폭기조(10)로 유입되기 전 전처리되는 집수조, 침전조 등과 연결된다. 또한, 추후에 설명될 유입구(21)를 제외하고 사방이 밀폐 처리된다.

폭기조(10) 내에서는 활성 오니법(activated sludge process, 活性汚泥法)에 의해 축산폐수가 처리되는데, 폐수와 활성오니의 혼합액에 공기를 통해 산소가 공급되게 하고, 공급된 산소와의 교반을 통해 호기성균에 의한 유기물 흡착과 산화분해가 진행된다.

이와 같은 폭기조(10)의 축산폐수 처리 방법은 종래기술에 따른 폭기조와 동일한 것으로 하여 더 이상의 상세한 설명은 명세서의 간략화를 위해서 생략하기로 한다.

전술한 폭기조(10)에는 유량저장조(20)가 면접 설치된다. 전술한 유량저장조(20)는 폭기조(10) 내에서 폭기 처리된 상등수가 유입되는 것으로 폭기조(10)와는 격벽에 의해서 구획된다. 또한, 격벽의 상부에는 폭기조(10)에서 발생 된 가스와 거품이 유입되는 유입구(21)가 관통 형성된다.

이때 유입구(21)는 폭기조(10) 내의 액비는 유입되지 않고 거품과 가스만 유입되도록 폭기조(10) 내의 액비 최고수위 높이보다 높은 위치에 형성된다. 그리고 유량저장조(20)는 추후에 설명될 스크러버(40)에서 발생되는 흡입력에 의해 음압이 발생 될 수 있도록 밀폐 처리된다.

이와 같은 유량저장조(20)는 다수 개가 형성될 수 있는데, 유량저장조(20)와 유량저장조(20)는 폭기조(10)와 마찬가지로 격벽에 의해 구획되고, 격벽에는 가스와 거품이 유입되는 유입구(21)가 형성된다. 다수의 유량저장조(20)가 구비될 경우 추후에 설명될 소포유닛(30)은 하나의 유량저장조(20) 상부에만 설치된다.

한편, 전술한 유량저장조(20) 상부에는 소포유닛(30)이 작동 가능하게 설치된다. 이 소포유닛(30)은 폭기조(10)에서 유입된 가스가 1차로 정화되게 하고, 거품이 소포 처리되게 하는 역할을 한다. 이를 위해 전술한 소포유닛(30)은 유량저장조(20)와 연통 된다.

전술한 소포유닛(30)에는 유량저장조(20) 상부에 위치되는 소포탱크(31)와, 일단은 유량저장조(20)의 저면에 위치되고 타단은 소포탱크(31) 내에 배열되되 소포탱크(31) 내에 배열된 측에는 다수의 분사노즐(33)이 구비된 유동관(32)과, 유동관(32) 일측에 설치되어 작동 여부에 따라 유량저장조(20) 내의 물이 분사노즐(33)을 통해 소포탱크(31) 내에서 분사되게 하여 가스가 1차 정화 처리됨과 동시에 거품이 소포되게 하는 펌프(34)가 포함된다.

전술한 유입구(21)를 통해서 폭기조(10) 내에서 유량저장조(20) 내로 유입된 가스는 추후에 설명될 스크러버(40)에 의해서 소포유닛(30) 내부로 흡입된다. 흡입된 가스는 펌프(34)에 의해서 소포탱크(31) 내부로 퍼 올려진 유량저장조(20) 내의 물이 분사노즐(33)을 통해 분사되면서 1차로 정화된다. 동시에 분사노즐(33)을 통해 분사되는 물에 의해서 거품이 소포 처리된다.

그리고 전술한 소포유닛(30)에는 스크러버(40, scrubber)가 연결된다. 이 스크러버(40)는 유량저장조(20) 내에서 소포유닛(30) 내로 가스가 흡입되는 흡입력이 발휘되게 하고, 소포유닛(30)에서 1차 정화된 가스가 2차 정화되게 하는 역할을 한다.

이러한 스크러버(40)는 소포유닛(30)의 일측에 위치되어 소포탱크(31)와 연결관(42)에 의해 연결되고 상측에 배기관(45)이 구비되는 본체(41)와, 연결관(42) 상에 작동 가능하게 설치되며 작동 여부에 따라 흡입력이 발휘되는 터보팬(43)과, 본체(41) 내, 외부에 구비되고 본체(41) 내부로 유입된 가스가 2차 정화될 수 있도록 상기 본체(41) 내에서 세정수가 분사되는 세정수 분사부(44)가 포함된다.

폭기조(10)와 유량저장조(20)는 유입구(21)를 제외하고 밀실하게 처리됨에 따라 터보팬(43)에서 흡입력이 제공되면 음압이 발생되며, 따라서 폭기조(10), 유량저장조(20), 소포유닛(30), 스크러버(40) 순으로 가스가 유입된다. 스크러버(40) 내에서 2차 정화된 가스는 배기관(45)을 통해서 외부로 배기된다. 이와 같은 스크러버(40)는 종래기술에 따른 스크러버와 동일한 것으로 하여 더 이상의 상세한 설명은 명세서의 간략화를 위해서 생략하기로 한다.

이하에는 도 2를 참조하여 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 가스 및 거품 제거식 액비화장치(1)의 전체적인 작동관계에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 저장조, 침전조에서 전처리 된 축산폐수는 폭기조(10) 내에서 폭기 처리된다. 폭기 처리된 축산폐수 중에서 상등수는 유량저장조(20) 내로 유입되고, 폭기 과정에서 발생 된 가스와 거품은 유입구(21)를 통해서 폭기조(10) 내에서 유량저장조(20) 내로 유입된다.

유량저장조(20) 내로 유입된 가스는 스크러버(40)의 터보팬(43)의 흡입력에 의해서 소포탱크(31) 내로 흡입된다. 동시에 유량저장조(20) 내의 물은 펌프(34)에 의해 소포탱크(31) 내부로 퍼 올려져 분사노즐(33)을 통해 분사된다. 분사되는 물에 의해서 흡입된 가스가 1차로 정화처리 되고, 유량저장조(20) 내의 거품은 소포 처리된다.

그리고 1차로 정화 처리된 가스는 터보팬(43)의 흡입력에 의해서 연결관(42)을 통해 스크러버(40)의 본체(41)로 흡입된다. 흡입된 가스는 분사부(44)에서 분사되는 세정수에 의해서 2차 정화 처리된 후 배기관(45)을 통해 외부로 최종 배기된다.

이상에서와 같은 가스 및 거품 제거식 액비화장치(1)에 의하면 폭기조(10)에서 유량저장조(20)로 가수와 거품이 직접 유입됨으로써 별도의 덕트가 설치되지 않아도 됨은 물론 이로인해 악취발생의 원인이 되는 가스가 외부로 유출되지 않는다. 그리고 소포유닛(30)이 구비됨으로써 거품이 제거되어 액비가 원활하게 발효됨과 동시에 스크러버(40)로 유입되기 전 가스가 1차로 정화처리될 수 있어 스크러버(40)와 세정수의 오염이 최소화될 수 있다.

개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술자라면 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 않는다.

1 : 가스 및 거품 제거식 액비화장치
10 : 폭기조
20 : 유량저장조
21 : 유입구
30 : 소포유닛
31 : 소포탱크
32 : 유동관
33 : 분사노즐
34 : 펌프
40 : 스크러버
41 : 본체
42 : 연결관
43 : 터보팬
44 : 분사부
45 : 배기관

Claims (5)

1. 오염물질이 포함된 축산폐수가 내부로 유입되어 폭기 처리되는 폭기조;
   상기 폭기조와 격벽에 의해 구획되고 내부로는 상기 폭기조 내에서 폭기 처리된 상등수가 유입되며 상기 격벽이 상부에는 상기 폭기조에서 발생 된 가스와 거품이 유입되는 유입구가 관통 형성된 유량저장조;
   상기 유량저장조의 상부에 설치되어 상기 유량저장조와 연통되고 상기 유입구를 통해 유입된 가스가 1차 정화되며 거품이 소포 처리되는 소포유닛;
   상기 소포유닛과 연결되도록 상기 소포유닛 일측에 구비되어 상기 유량저장조 내의 가스가 상기 소포유닛 측으로 흡입되게 하는 흡입력이 발휘되고, 상기 소포유닛에서 1차 정화처리된 가스가 유입되어 2차 정화 및 배기 처리되는 스크러버;가 포함되고,
   상기 유입구는 상기 폭기조 내의 액비는 유입되지 않고 거품과 가스만 유입되도록 상기 폭기조 내의 액비 최고수위 높이보다 높은 위치에 형성되며,
   상기 소포유닛은,
   상기 유량저장조 상부에 위치되는 소포탱크;
   일단은 상기 유량저장조의 저면에 위치되고 타단은 상기 소포탱크 내에 배열되되 소포탱크 내에 배열된 측에는 다수의 분사노즐이 구비된 유동관; 및
   상기 유동관 일측에 설치되어 작동 여부에 따라 상기 유량저장조 내의 물이 상기 분사노즐을 통해 상기 소포탱크 내에서 분사되게 하여 가스가 1차 정화 처리됨과 동시에 거품이 소포되게 하는 펌프;가 포함되고,
   상기 스크러버는,
   상기 소포유닛의 일측에 위치되어 상기 소포탱크와 연결관에 의해 연결되고 상측에 배기관이 구비되는 본체;
   상기 연결관 상에 작동 가능하게 설치되며 작동 여부에 따라 흡입력이 발휘되는 터보팬; 및
   상기 본체 내, 외부에 구비되고 상기 본체 내부로 유입된 가스가 2차 정화될 수 있도록 상기 본체 내에서 세정수가 분사되는 세정수 분사부;가 포함되는 가스 및 거품 제거식 액비화장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 폭기조와 유량저장조는 상기 스크러버에서 발생되는 흡입력에 의해 음압이 발생 될 수 있도록 밀폐 처리되는 것을 특징으로 하는 가스 및 거품 제거식 액비화장치.
   
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