KR200484792Y1 - 소 분뇨 처리 장치 - Google Patents

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KR200484792Y1 KR2020160002215U KR20160002215U KR200484792Y1 KR 200484792 Y1 KR200484792 Y1 KR 200484792Y1 KR 2020160002215 U KR2020160002215 U KR 2020160002215U KR 20160002215 U KR20160002215 U KR 20160002215U KR 200484792 Y1 KR200484792 Y1 KR 200484792Y1
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Abstract

본 고안은 소 분뇨 처리 장치에 관한 것으로서, 소 분뇨를 저장하는 소 분뇨 저장조와; 무연탄 연소용 비산재를 저장하는 비산재 저장조와; 천일염을 저장하는 천일염 저장조와; 상기 소 분뇨와, 상기 무연탄 연소용 비산재와, 상기 천일염을 혼합하여 분뇨 혼합물을 형성함과 동시에 건조하는 믹싱 건조기와; 상기 믹싱 건조기에서 혼합되는 분뇨 혼합물을 건조하기 위한 열풍을 제공하는 열풍기와; 상기 믹싱 건조기에서 발생하는 수증기를 응축 후, 전기분해하여 알칼리수를 회수하는 알칼리수 회수기와; 상기 믹싱 건조기에서 건조된 분뇨 혼합물을 일정 크기로 분쇄하는 분쇄기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소 분뇨 처리 장치 {COW-PAT TREATMENT APPARATUS}
본 고안은 소 분뇨 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 소 분뇨를 이용하여 작물 재배와, 토양에 유익한 굼벵이 및 지렁이의 사육 원료로 사용이 가능한 친환경적인 부산물을 생산할 수 있는 소 분뇨 처리 장치에 관한 것이다.
축산업의 발전과 더불어 다량의 가축의 배설물, 즉 분뇨가 발생되고 있으며, 그 양은 가축 수에 비례하여 발생되고 있다.
가축의 분뇨 발생량은 막대할 뿐만 아니라 그에 따른 오염도 크다.
가축 한 마리당 배설하는 분뇨로 인한 오염도 즉, B0D 부하량은 돼지 130g/day, 젖소 800g/day이고, 이는 사람의 13g/day에 비하여 엄청나게 높다는 것을 알 수 있다.
한편, 이러한 축산 분뇨에는 유기질 비료성분인 질소, 인산, 칼륨 등이 다량 함유되어 있지만, 분뇨에 함유된 질소와 인의 함량이 매우 높아, 오염원으로 작용함과 동시에, 비료 성분으로의 이용에도 좋다.
특히, 소 분뇨는 일반적으로 섬유질을 많이 포함하여 C/N비가 높고, 질소(N), 인산(P205), 칼륨(K20) 등의 비료 성분 함유율은 낮다.
볏 짚 건초가 30% 이상 혼합된 사료를 섭취한 소 분뇨는 섬유질과 칼륨의 함량이 높게 되고 난분해성 유기물이 많기 때문에, 비료로서보다는 토양 개량재로서의 성격이 가능하지만, 인공 곡물 사료를 섭취한 소 분뇨는 퇴비 처리하기도 한다.
또한, 소 분뇨에 함유된 소변은 질소 이외에, 칼륨과 나트륨 염화물 및 황산염이 포함되지만, 칼슘, 마그네슘, 인 등의 함유율은 낮다. 이들 성분은 대부분이 무기태이고, 혹은 유기태도 비교적 분해되기 쉬운 형태의 것이며, 질소와 칼륨을 중심으로 하는 속효성의 액비로서 이용할 수도 있다.
따라서, 본 출원인은 볏 짚 건초가 30% 이상 혼합된 사료를 섭취한 소 분뇨를 이용하여, 작물 재배와, 향후 제2의 영양 공급원으로 부각되고 있는 사료가 필요 없는 소형 가축 즉, 굼벵이 및 지렁이의 사육 원료로 사용이 가능한 친환경적인 부산물을 생산할 수 있는 소 분뇨 처리장치를 개발하기에 이르렀다.
국내등록특허공보 제10-1068701호(발명의 명칭: 중금속을 제거한 축산분뇨를 이용하는 친환경 퇴비의 제조방법 및 그로부터 제조한 친환경 퇴비, 공고일: 2011.09.28.)
본 고안은 상기한 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 친환경적으로 2차 환경오염을 줄이며 소 분뇨를 처리할 수 있고, 작물 농사와 토양에 유익한 굼벵이와 지렁이의 사육 원료로 사용이 가능한 친환경적인 부산물을 생산할 수 있는 소 분뇨 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 고안의 목적은, 소 분뇨를 저장하는 소 분뇨 저장조와; 무연탄 연소용 비산재를 저장하는 비산재 저장조와; 천일염을 저장하는 천일염 저장조와; 상기 소분뇨와, 상기 무연탄 연소용 비산재와, 상기 천일염을 혼합하여 분뇨 혼합물을 형성함과 동시에 건조하는 믹싱 건조기와; 상기 믹싱 건조기에서 혼합되는 분뇨 혼합물을 건조하기 위한 열풍을 제공하는 열풍기와; 상기 믹싱 건조기에서 발생하는 수증기를 응축한 후, 전기분해하여 알칼리수를 회수하는 알칼리수 회수기와; 상기 믹싱 건조기에서 건조된 분뇨 혼합물을 일정 크기로 분쇄하는 분쇄기를 포함하는 것을 특징으로 하는 소 분뇨 처리 장치에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 소 분뇨 저장조로부터 상기 믹싱 건조기로 이송되는 상기 소 분뇨에 함유된 액상의 폐기물을 상기 믹싱 건조기로 공급하는 액상 폐기물 공급 펌프를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 건조기는 상기 믹싱 건조기에서 혼합된 분뇨 혼합물을 100~200℃에서 건조시키는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따르면, 친환경적으로 2차 환경오염을 줄이며 소 분뇨를 처리할 수 있고, 작물 농사의 비료와 토양에 유익한 굼벵이와 지렁이의 사육 원료로 사용이 가능한 친환경적인 부산물을 생산할 수 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 소 분뇨 처리 장치의 구성도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안에 대해 상세히 설명한다.
이하 실시예에서는 본 고안의 사상과 직접적인 관련이 있는 구성들에 관해서만 설명하며, 그 외의 구성에 관해서는 설명을 생략한다. 그러나, 본 고안의 사상이 적용된 소 분뇨 처리장치를 구현함에 있어서, 이와 같이 설명이 생략된 구성이 불필요함을 의미하는 것이 아님을 밝힌다.
도 1에는 본 고안의 일 실시예에 따른 소 분뇨 처리 장치의 구성도가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 소 분뇨 처리 장치는 소 분뇨 저장조(10)와, 비산재 저장조(20)와, 천일염 저장조(30)와, 믹싱 건조기(80)와, 열풍기(90)와, 알칼리수 회수기(100)와, 분쇄기(110)를 포함한다. 물론, 이외에도 다른 구성들이 추가적으로 마련되나, 주로 이들 구성에 대해 설명하면서 주변의 구성은 부가하도록 한다.
각 구성에 대해 순차적으로 설명하면 다음과 같다.
소 분뇨 저장조(10)는 속이 빈 통형상의 밀폐구조를 가지며, 외부의 소 분뇨를 저장하는 장치이다. 여기서, 믹싱 건조기(80)에서 혼합되는 소 분뇨는 유기질 비료성분인 질소, 인산, 칼륨 등이 다량 함유되어 있고, 소 분뇨 중에 함유된 질소는 단백질을 구성하는 성분 중의 하나로서, 광합성에 관계하는 엽록소의 구성 원소이다. 또한, 체내 생화학 반응에 관여하는 효소·호르몬·비타민류 등의 구성분이기도 하다. 따라서, 질소가 식물의 생장발육에 끼치는 영향은 매우 크다. 질소는 식물의 잎 면적을 확대시키고 잎 면적의 확대에 의한 열매가 크는데 필요한 탄수화물을 충분히 공급함으로써, 열매의 수량을 증가시킨다. 또한, 소 분뇨 중에 함유된 인산은 식물의 성장 및 뿌리의 발육을 촉진할 뿐만 아니라 뿌리, 줄기 또는 잎의 수를 증가시키는 역할을 한다. 그리고, 소 분뇨 중에 함유된 칼륨은 토양의 산도를 교정하고, 중금속 및 유해물질을 불용화 내지 치환에 의해 제거하는 역할도 한다. 특히, 소 분뇨는 작물 농사와 토양에 유익한 지렁이, 굼벵이의 먹이로서도 사용되어, 토양의 비옥화를 초래한다. 이러한 소 분뇨는 건초 및 볏짚을 30% 이상 먹인 소가 배설한 배설물로서, 섬유질이 30중량% 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다.
비산재 저장조(20)는 속이 빈 통형상의 밀폐구조를 가지며, 무연탄 연소용 비산재를 저장하는 장치이다. 여기서, 믹싱 건조기(80)에서 혼합되는 무연탄 연소용 비산재는 다공질 소재로서, 비표면적이 크고 공극이 많아 적합한 입도를 가지며, 소 분뇨에서 발생하는 가스를 흡착하고, 분뇨 혼합물에 잔존하는 수분의 일부를 흡수하는 역할을 하며, 소 분뇨에 함유된 수분과 악취를 제거하는 역할도 한다.
천일염 저장조(30)는 속이 빈 통형상의 밀폐구조를 가지며, 천일염을 저장하는 장치이다. 여기서, 믹싱 건조기(80)에서 혼합되는 천일염은 믹싱 건조기(80)에서 혼합되는 분뇨 혼합물의 pH를 조절할 뿐만 아니라 토양의 중화 및 알칼리성 분위기를 조성하여, 미생물의 번식을 활성화하며, 식물 생장을 촉진한다.
믹싱 건조기(80)는 속이 빈 통형상의 밀폐구조를 가지며, 소 분뇨 저장조(10)에 저장된 소 분뇨와, 비산재 저장조(20)에 저장된 무연탄 연소용 비산재와, 천일염 저장조(30)에 저장된 천일염을 혼합하여 분뇨 혼합물을 형성한다.
소 분뇨 저장조(10)에 저장된 소 분뇨는 미리 정해진 량만큼 소 분뇨 공급기(40)를 통해 믹싱 건조기(80)로 일정량씩 공급된다. 한편, 소 분뇨 공급기(40)의 이송 경로 상에는 소 분뇨에 함유된 액상의 폐기물 예컨대, 소변을 믹싱 건조기(80)로 공급하기 위한 액상 폐기물 공급 펌프(50)가 구비될 수 있다. 액상 폐기물 공급 펌프(50)는 소 분뇨에 함유된 액상의 폐기물을 배관을 통해 믹싱 건조기(80)의 상부에 분무 공급하고, 이에 액상의 폐기물은 믹싱 건조기(80)에서 발생하는 열에 의해 믹싱 건조기(80) 내에서 증발된다. 이러한, 소 분뇨에 함유된 소변은 질소 이외에, 칼륨과 나트륨 염화물 및 황산염이 포함되지만, 칼슘, 마그네슘, 인 등의 함유율은 낮다.
비산재 저장조(20)에 저장된 무연탄 연소용 비산재는 미리 정해진 량만큼 비산재 공급기(50)를 통해 믹싱 건조기(80)로 일정량씩 공급된다.
천일염 저장조(30)에 저장된 천일염은 미리 정해진 량만큼 천일염 공급기(60)를 통해 믹싱 건조기(80)로 일정량씩 공급된다.
한편, 소 분뇨 공급기(40)와, 비산재 공급기(50)와, 천일염 공급기(60)는 각각, 즉, 외주면에 일정 피치를 갖는 나선형의 날개를 형성하며 하우징 내에 회전가능하게 설치되는 스크루축과, 스크루축을 회전시키는 모터를 포함하는 통상의 스크루 피더의 형태를 가진다. 이에, 모터를 구동하여 스크루축을 회전시키면, 날개의 피치에 해당하는 만큼의 일정량의 소 분뇨, 또는 무연탄 연소용 비산재, 또는 천일염이 믹싱 건조기(80)로 공급된다. 여기서, 통상의 기술수단을 이용하여 모터의 회전속도를 가변 조절하여 스크루축의 회전수를 가변 조절함으로써, 믹싱 건조기(80)로 공급되는 소 분뇨, 또는 무연탄 연소용 비산재, 또는 천일염의 양을 가변 조절할 수도 있다. 또한, 소 분뇨 공급기(40)와, 비산재 공급기(50)와, 천일염 공급기(60)를 적용하는 대신에, 벨트 컨베이어를 통해 소 분뇨, 또는 무연탄 연소용 비산재, 또는 천일염을 믹싱 건조기(80)로 공급할 수도 있다.
한편, 믹싱 건조기(80)는 속이 빈 통 형상의 밀폐구조를 가지며, 소 분뇨와 무연탄 연소용 비산재와 천일염을 혼합하여 분뇨 혼합물을 형성함과 동시에, 건조하는 장치이다. 믹싱 건조기(80)에는 모터에 의해 회전하는 축에 프로펠러 형태의 날개를 장착하여, 프로펠러 형 날개가 회전함에 따라 믹싱 건조기(80) 내에 수용된 소 분뇨와 무연탄 연소용 비산재와 천일염을 원활하게 혼합 및 교반하게 된다. 여기서, 믹싱 건조기(80)에서 혼합되어 배출되는 최종 분뇨 혼합물은 pH 9~10의 범위 내를 유지하도록, 소 분뇨와 무연탄 연소용 비산재와 천일염을 적절히 배합하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 믹싱 건조기(80)는 혼합되는 분뇨 혼합물을 건조시킴과 동시에, 액상폐기물 공급 펌프(50)를 통해 믹싱 건조기 내로 분무되는 소 분뇨에 함유된 액상의 폐기물을 증발시킨다.
여기서, 믹싱 건조기(80)는 100~200℃에서 일정 시간 동안 분뇨 혼합물과 액상의 폐기물을 건조시키는 것이 바람직하다.
이와 같이, 믹싱 건조기(80)를 통해 분뇨 혼합물을 건조함에 따라, 건조된 분뇨 혼합물에는 유기질 비료성분인 질소, 인산, 칼륨 등이 다량 남아있게 되며, 건조된 분뇨 혼합물에 잔존하는 수분의 일부는 무연탄 연소용 비산재에 의해 흡수되므로, 믹싱 건조기(80)에서 배출되는 분뇨 혼합물은 작물 농사의 비료와, 토양에 유익한 굼벵이 및 지렁이의 사육 원료로 사용이 가능한 친환경적인 부산물이 된다.
열풍기(90)는 고온의 공기를 발생하여 덕트를 통해 믹싱 건조기(80)로 제공하여, 믹싱 건조기(80)에 의해 혼합되는 분뇨 혼합물을 건조시킴과 동시에, 믹싱 건조기 내로 분무되는 소 분뇨에 함유된 액상의 폐기물을 건조시킨다. 열풍기(90)는 100~200℃의 공기를 믹싱 건조기(80)로 공급하는 것이 바람직하다.
알칼리수 회수기(100)는 믹싱 건조기(80)에서 발생하는 수증기로부터 알칼리수를 회수하는 장치이다. 알칼리수 회수기(100)는 믹싱 건조기(80)에서 발생하는 수증기를 응축한 후, 응축된 액체를 전기분해하여 알칼리수를 회수한다. 알칼리수회수기(100)에서 회수된 알칼리수를 소에게 먹일 경우, 소 분뇨의 냄새 발생을 저감할 수 있다.
분쇄기(110)는 믹싱 건조기(80)에서 건조된 분뇨 혼합물을 일정 크기로 분쇄한다. 여기서, 건조된 분뇨 혼합물은 분쇄기(110)에서 500~1000 메쉬의 크기의 분말 형태로 분쇄된다.
이와 같이 분쇄기(110)에서 분쇄된 분말의 형태의 분뇨 혼합물은 포대에 포장되어, 60일간 자연 상태에서 보관 숙성한 후, 밭작물의 시비로 직접 사용하거나, 밭작물 농사의 멀치(mulch)로서 사용가능한 종이의 바인더의 소재로서 사용할 수 있게 된다.
이러한 구성에 의하여, 본 고안의 일 실시예에 따른 소 분뇨 처리 장치의 분뇨 처리 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.
소 분뇨 저장조(10)와, 비산재 저장조(20)와, 천일염 저장조(30)에 각각 저장된 소 분뇨, 무연탄 연소용 비산재, 천일염을 소 분뇨 공급기(40)와, 비산재 공급기(50)와, 천일염 공급기(60)를 통해 믹싱 건조기(80)로 공급한다.
동시에, 소 분뇨 공급기(40)를 통해 믹싱 건조기(80)로 공급되는 소 분뇨에 함유된 액상의 폐기물을 액상 폐기물 공급 펌프(50)로 믹싱 건조기(80)의 상부에 분무 공급한다.
이 때, 믹싱 건조기(80)의 내부는 열풍기(90)로부터 제공되는 고온의 공기에의해 가열되며, 이에 믹싱 건조기(80)는 믹싱 건조기(80)의 내로 투입된 소 분뇨, 무연탄 연소용 비산재, 천일염을 혼합 및 건조시킴과 동시에, 믹싱 건조기(80)의 상부로부터 분무 공급되는 액상의 폐기물을 증발시킨다.
한편, 믹싱 건조기(80)의 혼합 및 건조작업 과정 중에 발생하는 수증기는 알칼리 회수기(100)로 제공되어 응축된 후, 전기분해를 거쳐 알칼리수로 회수된다.
믹싱 건조기(80)의 혼합 및 건조 작업을 거쳐 배출되는 분뇨 혼합물은 분쇄기(110)로 제공되어, 일정 크기의 분말 형태로 분쇄된다.
이로써, 본 고안의 일 실시예에 따른 소 분뇨 처리 장치의 분뇨 처리 과정이 완료된다.
한편, 일정 크기의 분말 형태로 분쇄된 분뇨 혼합물은 포대에 포장되어, 2~3개월 동안 자연 상태에서 보관한 후, 밭작물의 시비로 직접 사용하거나, 밭작물 농사의 멀치(mulch)로서 사용가능한 종이의 바인더의 소재로서 사용할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 고안에 따르면, 소 분뇨와 무연탄 연소용 비산재와 천일염을 믹싱 건조기를 통해 혼합하여 분뇨 혼합물을 형성하고, 믹싱 건조기에서 혼합된 분뇨 혼합물을 교반 및 건조시킨 후, 분쇄기에서 일정 크기로 분쇄함으로써, 친환경적으로 2차 환경오염을 줄이며 소 분뇨를 처리할 수 있고, 작물 농사와 토양에 유익한 굼벵이와 지렁이의 사육 원료로 사용이 가능한 친환경적인 부산물을 생산할 수 있게 된다.
또한, 소 분뇨 중에 함유된 액상의 폐기물을 믹싱 건조기를 통해 증발시킨후, 알칼리 회수기를 통해 응축하여 전기분해 후, 알칼리수로 회수함으로써, 2차 폐기물을 발생하지 않으며 환경오염을 방지할 수 있게 된다.
10 : 소 분뇨 저장조 20 : 비산재 저장조
30 : 천일염 저장조 40 : 소 분뇨 공급기
50 : 액상 폐기물 공급 펌프 60 : 비산재 공급기
70 : 천일염 공급기 80 : 믹싱 건조기
90 : 열풍기 100 : 알칼리수 회수기
110 : 분쇄기

Claims (3)

  1. 소 분뇨를 저장하는 소 분뇨 저장조와;
    무연탄 연소용 비산재를 저장하는 비산재 저장조와;
    천일염을 저장하는 천일염 저장조와;
    상기 소 분뇨와, 상기 무연탄 연소용 비산재와, 상기 천일염을 혼합하여 분뇨 혼합물을 형성함과 동시에 건조하는 믹싱 건조기와;
    상기 믹싱 건조기에서 혼합되는 분뇨 혼합물을 건조하기 위한 열풍을 제공하는 열풍기와;
    상기 믹싱 건조기에서 발생하는 수증기를 응축한 후, 전기분해하여 알칼리수를 회수하는 알칼리수 회수기와;
    상기 믹싱 건조기에서 건조된 분뇨 혼합물을 일정 크기로 분쇄하는 분쇄기를 포함하는 것을 특징으로 하는 소 분뇨 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소 분뇨 저장조로부터 상기 믹싱 건조기로 이송되는 상기 소 분뇨에 함유된 액상의 폐기물을 상기 믹싱 건조기로 공급하는 액상 폐기물 공급 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소 분뇨 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 믹싱 건조기는 상기 분뇨 혼합물을 100~200℃에서 건조시키는 것을 특징으로 하는 소 분뇨 처리 장치.
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