KR100852429B1 - 바이오필터를 이용한 발효교반실과 축사의 악취가스제거장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바이오필터를 이용한 발효교반실과 축사의 악취가스 제거장치에 관한 것으로서, 축사나 발효건조실(100)의 상부에는 수증기와 분진 및 악취가스를 포집하는 가스포집관(120)을 설치하고, 축사나 발효건조실(100)의 일측에는 격리된 악취처리실(300)을 구비하되 그 내부에는 건조된 퇴비나 톱밥 또는 우드칩 등의 담체가 바이오필터층(350)으로 채워지는 악취처리조(310)를 설치하며, 악취처리조(310) 바닥에는 상기 가스포집관(120)의 타단과 연결된 급기관(311)을 설치하여 포집된 수증기와 분진 및 악취가스가 악취처리조(310) 바닥으로 공급되게 하고, 상기 악취처리조(310)에는 교반용 에스컬레이터가 구비된 통상의 교반차(400)를 양쪽 옹벽 위에서 이동 가능하게 설치하여 바이오필터층(350)을 교반차(400)로 교반할 수 있도록 한 것으로서, 유기성폐기물을 퇴비화하는 과정에서 발생되는 수증기 및 분진을 포함한 악취가스가 악취처리실의 바이오필터층에 의해 효과적으로 제거되며, 집수된 침출수를 온도 및 습도 조절용으로 재 사용하므로 담체의 호기성 미생물들이 왕성하게 활동하여 악취가스 처리효율이 좋고 처리비용이 저렴한 것이다.
유기성폐기물, 발효교반실, 바이오필터, 악취가스, 축사,
Description
도1 은 발효교반조에 설치되는 종래의 일반적인 교반차를 도시한 사시도
도2 는 종래 교반차의 구조를 보인 횡단면도
도3 은 본 발명에 의해 악취처리실이 발효건조실 일측에 격리된 상태로 실시된 상태를 보인 평면도
도4 는 본 발명에 의해 발효건조실에서 포집된 악취가스가 악취처리실의 바이오필터층 속으로 공급되는 상태를 보인 측단면도
도5 는 본 발명에서 악취처리실의 구조를 확대하여 보인 측단면도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 발효건조실 110 : 발효교반조
120 : 가스포집관 160 : 윈치커텐
300 : 악취처리실 310 : 악취처리조
311 : 급기관 312 : 급기대롱
320 : 침출수 배수로 321 : 침출수 집수정
340 : 이송관 350 : 바이오필터층
360 : 에어커텐과 연동되어 동작하는 전동셔터
370 : 옹벽연장부 380 : 흡입팬
400 : 교반차 420 : 수분조절용 탱크
421 : 물살포관 422 : 조절밸브
본 발명은 바이오필터를 이용한 발효교반실과 축사의 악취가스 제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 축분이나 음식물쓰레기 등의 유기성폐기물을 처리하는 발효건조실 및 축사에서 다량 발생되는 분진 및 수증기가 포함된 악취가스를 포집한 후 담체의 바이오필터층이 구비된 악취처리실로 보내어 보다 저렴한 비용에 손쉽게 처리할 수 있는 발효교반실과 축사의 악취가스 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로 축분과 음식물쓰레기, 오/폐수, 오니 등의 각종 유기성폐기물은 땅속에 그대로 묻어 처리할 경우 주변의 환경을 심하게 오염시키게 되므로 이를 효과적으로 처리하기 위한 기술이 여러 방면으로 개발되고 있으며, 그 중에서도 상기의 각종 유기성폐기물을 퇴비 자원으로 재활용하기 위한 기술이 제일 많이 개발되고 있다고 할 수 있다.
그런데, 상기 유기성폐기물들을 교반하지 않고 자연적으로 발효시키는 혐기성 발효는 각종 부패 세균들이 왕성하게 번식하여 악취가스가 심하게 발생되며, 이 러한 상태로 퇴비화하여 사용하면 농작물이 쉽게 병들고 잡초가 무성하게 된다.
따라서, 그동안 개발된 기술은 재활용을 위한 처리 방법에 따라 서로 약간의 차이는 있다고 할 수 있으나 대부분 유기성폐기물을 발효 건조시켜서 퇴비화하는 기술이 주류를 이루고 있다고 할 수 있다.
이를 위해 종래에는 대부분 발효건조실의 발효교반조에 이동형 발효교반차를 설치하여 발효교반조에 투입된 유기성폐기물을 교반하면서 발효건조시켜서 퇴비를 만들고 있다.
즉, 도1 은 발효건조실의 발효교반조에 설치되는 종래의 일반적인 교반시스템을 도시한 것이고, 도2 는 발효교반조에 설치된 종래 교반시스템의 구조를 보인 횡단면도로서, 발효건조실의 내부에는 상면이 개구된 발효교반조(10)가 구비되며, 그 발효교반조(10)의 상부에는 양측벽(11) 상면의 레일(12)을 따라 발효교반차(20)가 왕복 이동되는 구조로 설치된다.
그리고 상기 발효교반차(20)에는 발효교반조(10)에 저장된 유기성폐기물을 퍼올린 후 낙하시키면서 교반되게 하는 에스컬레이터(30)가 설치되고 상기 에스컬레이터(30)는 유압실린더(31)에 의해 각도 조절되는 구조로 설치된다. 도면중 미설명 부호 (33)은 에스컬레이터(30)의 상단 일부를 가려주면서 전동기 등이 설치되는 함체 이다.
여기서, 상기 발효교반차(20)는 여러가지 타입이 있다. 즉, 폭이 좁은 발효교반조의 경우는 그 발효교반조(10)의 폭에 상응하는 크기로 레일(12)을 따라 이동되는 종방향 이송대차(21)에 직접 각도 조절되는 에스컬레이터(30)가 구비되는 타 입으로 설치한다.
그리고, 폭이 매우 큰 발효교반조의 경우 그 폭만큼 에스컬레이터(30)를 크게 형성하는 것은 제작비가 많이 소요되고 가동에 따른 동력 유지비가 많이 소요되므로 이러한 경우는 대부분 종방향 이송대차(21)의 전후 횡방향 프레임 위에 횡레일(22)을 설치하고, 그 횡레일(22) 위에서 좁은 폭의 횡방향 이송대차(23)를 좌우로 이동 가능하게 설치하며, 그 횡방향 이송대차(23)에 힌지부(32)를 기점으로 상기 각도 조절형 에스컬레이터(30)를 설치하는 타입으로 시공하는데 이는 이미 일반적인 기술이라고 할 수 있다.
그런데, 발효건조실에서 유기성폐기물을 발효 건조하면 호기성 미생물에 의한 발효의 특성상 발효교반조에서는 유기성폐기물의 발효가 진행되는 동안 유기성폐기물에 포함되어 있던 수분이 발효열과 공급되는 공기에 의해 수증기로 증발되면서 유기물이 분해되므로 부피 및 질량이 크게 감소하고, 이때 상당량의 악취가스가 발생한다.
따라서, 발효건조실 내부에는 유기성폐기물을 발효건조하는 과정에서 발생된 다량의 수증기와 분진 및 악취가스가 가득차게 되며, 이러한 발효건조실을 드나드는 작업자들은 열악한 작업환경으로 인해 호흡기 질환 등 직업병이 유발된다.
그리고, 발효건조실에서 발생되는 막대한 양의 수증기와 분진 및 악취가스는 발효교반차의 각종 장비를 부식시키거나 전자장비의 작동오류를 유발하기도 한다. 때문에 최근에는 발효건조실에서 발효교반조 구조를 이중밀폐구조로 구성하여 교반작업 후 발효교반차를 대기시킬 때 수증기나 분진으로부터 격리시킴으로써 각종 장 비를 보호하고, 수증기와 악취가스는 따로 포집한 후 외부의 처리설비로 보내어 여과 처리후 대기중으로 배출하는 기술도 소개된 바 있다.
그런데, 상기 포집된 수증기와 악취가스를 처리하기 위한 종래의 설비는 대부분 고가의 여과필터를 사용하는 방식으로서 구조가 복잡하고 여과처리에 따른 유지 보수비용이 많이 소요되어 결국 이는 퇴비의 생산원가를 상승시키게 되는 주요 요인이 되어 왔다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 건조된 퇴비나 톱밥 또는 우드칩 등의 담체로 바이오필터층이 구비된 악취처리실을 발효건조실 및 축사 일측에 구비한 후 발효건조실 및 축사에서 포집된 수증기 및 분진을 포함한 악취가스를 상기 악취처리실의 바이오필터층에 의해 저렴한 비용에 손쉽게 처리할 수 있는 바이오필터를 이용한 발효교반실과 축사의 악취가스 제거장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 발효건조실 및 축사에서 포집된 수증기 및 분진이 포함된 악취가스를 바이오필터로 여과 처리할 때 발생되는 침출수를 이용하여 악취처리조에 채워진 바이오필터의 수분 조절을 행할 수 있는 바이오필터를 이용한 발효교반실과 축사의 악취가스 제거장치를 제공하는데 있다.
이하에서, 본 발명의 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 기술구성 및 작용을 실시예로 첨부한 별첨 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도3 은 본 발명에 의해 악취처리실이 발효건조실 일측에 따로 격리된 상태로 실시된 상태를 보인 평면도이고, 도4 는 본 발명에서 악취처리실과 발효건조실이 격리되고 발효건조실에서 포집된 악취가스가 악취처리실의 바이오필터층 속으로 공급되는 상태를 보인 측단면도이며, 도5 는 본 발명에서 악취처리실을 확대하여 보인 측면도 이다.
이에 도시된 본 발명은 축사나 발효건조실(100)에서 발생되는 수증기와 분진 및 악취가스를 제거함에 있어서, 축사나 발효건조실(100)의 상부에는 수증기와 분진 및 악취가스를 포집하기 위한 가스포집관(120)의 일단을 설치하고, 상기 축사나 발효건조실(100)의 일측에는 격리된 악취처리실(300)을 구비하되 그 내부에는 건조된 퇴비나 톱밥 또는 우드칩 등의 담체가 바이오필터층(350)으로 채워지는 악취처리조(310)를 설치하며, 상기 악취처리조(310)의 바닥에는 상기 가스포집관(120)의 타단과 연결된 급기관(311)을 다수 설치하여 포집된 수증기와 분진 및 악취가스가 악취처리조(310) 바닥으로 공급되게 한 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 악취처리조(310)의 양쪽 옹벽 위에는 교반차용 레일을 설치하고, 그 레일을 따라 에스컬레이터가 구비된 통상의 교반차(400)가 이동 가능하게 설치하여 바이오필터층(350)을 교반차(400)로 교반할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 악취처리조(310)가 구비되는 악취처리실(300)은 축사 또는 발효 건조실(100)과 하나의 건물동에 함께 설치하되 양 측면 출구에 에어방출구로 에어를 분사하여 내/외 공기를 차단시키는 에어커텐과 전동셔터(360)가 함께 연동되게 설치된 밀폐형으로 설치하여 악취처리실(300)이 축사 또는 발효건조실(100)과 격리되게 하는 것이 바람직하다.
여기서 상기 전동셔터(360)와 연동식으로 설치되는 에어커텐은 전동셔터(360)를 열면 동작하여 에어로 내/외 공기를 차단시키고, 전동셔터(360)가 완전히 닫히면 에어방출 동작이 정지되게 한 것이다.
그리고 상기 에어커텐과 연동되는 전동셔터(360)가 설치된 악취처리실(300)의 양 측면 출구 중 어느 일측 외부에 또는 양측 외부 모두에 교반차용 레일이 구비된 옹벽연장부(370)를 설치하여 교반차(400)가 악취처리실(300) 외부에 대기되게 한 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 급기관(311)에는 다수의 급기대롱(312)을 방사형으로 설치한다. 이 급기대롱(312)은 급기관(311)을 통해 공급되는 수증기를 포함한 악취가스가 악취처리조(310)에 채워진 바이오필터층(350)의 여러 곳으로 고르게 공급되게 하여 준다.
그리고, 상기 교반차(400)에는 전방 또는 후방에 조절밸브(422)로 살포량이 개폐 조절되는 물살포관(421)을 설치하고, 물살포관(421)으로 물을 공급 살포하여 바이오필터층(350)의 수분을 조절하는 수분조절용 탱크(420)를 교반차(400)에 탑재한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 악취처리조(310)의 바닥 일측에는 바닥의 침출수 배수로(320)를 통해 침출수가 집수되는 침출수 집수정(321)을 설치하고, 상기 침출수 집수정(321)에는 상기 교반차(400)에 탑재된 수분조절용 탱크(420)로 집수된 침출수를 보내기 위한 수중펌프(330)와 침출수 이송관(340)을 설치한 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 악취처리실(300)과 발효건조실(100)을 이루는 건물의 벽면(160)에는 윈치커텐(170)을 설치하여 악취처리실(300)과 발효건조실(100) 실내의 비상환기조절 및 온도조절을 행할 수 있도로 함을 특징으로 한다.
도면중 미설명 부호 (500)은 악취처리조(310)의 천정에 설치된 무동력 벤츄레이터 또는 환기구 이고, (380)은 가스포집관(120) 일측에 설치되어 축사나 발효건조실(100)의 악취가스를 가스포집관(120)으로 흡입시켜 주는 흡입팬 이며, (110)은 발효건조실(100)의 발효교반조 이고, (200)은 발효교반조(110)의 퇴비물을 에스컬레이터로 교반시키기 위해 발효교반조(110)에 설치되는 통상의 발효교반차 이다.
그리고 (140)은 발효건조실(100) 바닥의 공기공급관(130)으로 공기를 보내주는 블로어이고, (150)은 발효건조실(100)의 발효교반조(100) 양쪽 입구에 에어커텐과 함께 설치되는 전동셔터 이며, (390)은 악취처리실(300)과 발효건조실(100) 사이를 격리하는 옹벽 위에 설치된 벽면마감재 또는 윈치커텐이다.
이러한 본 발명은 축사나 발효건조실(100)의 내부에 수증기와 분진 및 악취가스가 충만할 때 상기 흡입팬을 가동시키면 축사나 발효건조실(100) 내부에서 포집된 수증기와 분진 및 악취가스는 가스포집관(120)의 일단에 연결된 급기관(311)과 이에 방사형으로 설치된 급기대롱(312)을 통해 악취처리조(310)에 채워진 바이오필터층(350)의 최 하단부로 고르게 공급된다.
그리고 악취처리조(310)에 있는 바이오필터층(350)의 위/아래를 교반하여 뒤섞어 주면 바이오필터층(350)을 이루는 담체(건조된 퇴비, 톱밥, 우드칩 등)의 교반이 매우 양호하게 되며, 이로 인해 바이오필터층(350)에서 번식되고 있는 호기성 미생물들은 왕성하게 번식됨과 아울러 급기관(311)을 통해 공급되는 악취가스를 양호하게 분해시켜서 악취를 제거하게 된다.
여기서, 상기 악취처리조(310)의 바이오필터층(350)의 위/아래를 교반하는 작업을 작업자들이 인위적으로 하는 것은 시간이 오래걸리고, 교반 효율이 떨어지므로 악취처리조(310)에 설치된 교반차(400)를 주기적으로 동작시켜서 교반하면 힘들이지 않고 고르게 교반할 수 있어 호기성 미생물의 왕성한 번식과 활동이 양호하게 될 수 있다.
그리고, 호기성 미생물의 증식이 왕성하면 할 수록 자체 발열량이 많아짐에 따라 악취가스에 포함된 수증기의 증발 효과도 뛰어나므로 건조가 빨리 진행된다고 할 수 있다.
여기서 상기 바이오필터층(350)이 채워진 악취처리조(310)는 양 측면 출구가 에어커텐과 연동형인 전동셔터(360)로 개폐되는 격리형이므로 상기 교반차(400)는 교반 작업을 할 때만 악취처리조(310)에 투입되게 하고, 교반 작업하는 동안은 전동셔터(360)를 닫아 내부의 악취가스가 악취처리실(300) 외부로 누출이 되지 않도록 한다.
그 후 교반작업이 완료되면 전동셔터(360)를 열고 교반차(400)를 옹벽연장부(370)의 교반차용 레일을 따라 악취처리실(300) 외부로 빼내 대기시킬 수 있으므 로 악취가스로부터 교반차(400)의 프레임과 각종 장비를 보호할 수 있으며, 상기와 같이 전동셔터(360)를 열더라도 연동되어 동작하는 에어커텐이 동작중이므로 교반차(400)를 외부로 빼내는 동안 악취처리실(300) 내부의 공기가 외부로 누출될 우려가 없다.
그리고, 계절에 따른 외부 온도 및 날씨에 따라 악취제거실 내부의 온도나 습도는 변화가 많은데, 습도가 매우 건조할 때는 악취제거조의 교반차(400)에 탑재된 수분조절용 탱크(420)에 저장된 물을 전방 또는 후방에 설치된 물살포관(421)을 통해 공급 살포하면 바이오필터층(350)의 수분을 손쉽게 조절하여 줄 수 있다.
이때, 본 발명은 축사 또는 발효건조실(100)에서 퇴비가 발효 건조될 때 다량 발생되는 수증기가 포함된 악취가스를 포집하면 그 악취가스는 상당히 높은 온도를 유지하게 되며, 이러한 악취가스를 바이오필터층(350)이 채워진 악취처리조(310)의 바닥으로 공급하면 따뜻한 온도의 침출수가 다량 생기게 되고, 이 침출수는 악취처리조(310) 바닥의 침출수 배수로(320)를 통해 침출수 집수정(321)으로 집수된다.
이때, 본 발명은 침출수 집수정(321)에 집수된 침출수를 수중펌프(330)와 침출수 이송관(340)에 의해 교반차(400)에 탑재된 수분조절용 탱크(420)로 공급한 후 바이오필터층(350)의 담체에 공급하는 것이므로 수분 조절때 바이오필터층(350)의 온도가 급격히 변하는 것을 방지할 수 있다.
즉, 겨울철에 외부의 차가운 물을 수분 조절용 공급하면 바이오필터층(350)의 온도가 급격히 떨어짐에 따라 담체에서 배양되는 호기성 미생물들의 움직임이 둔화되어 악취가스의 분해력이 떨어지게 된다.
그런데, 본 발명은 상기와 같이 겨울철에도 따뜻한 침출수를 집수하여 수분 조절용으로 공급함에 따라 바이오필터층(350)의 온도 변화가 적으므로 호기성 미생물이 왕성하게 활동하여 악취가스를 매우 이상적으로 분해하게 된다.
따라서, 바이오필터층(350)의 담체를 통과하는 동안 수증기와 분진이 포함된 악취가스는 매우 양호하게 제거되는 것이며, 악취처리실(300)의 천정에 설치된 무동력 벤츄레이터 또는 환기구(500)를 통해서는 깨끗하게 여과된 공기만이 배출되는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명은 건조된 퇴비나 톱밥 또는 우드칩 등의 담체로 바이오필터층이 구비된 악취처리실을 축사 또는 발효건조실(100)의 일측에 가까이 구비한 후 축사에서 발생되는 악취가스 또는 발효건조실에서 유기성폐기물을 퇴비화하는 과정에서 발생되는 수증기 및 분진을 포함한 악취가스를 상기 악취처리실의 바이오필터층에 공급하여 제거하므로 비용이 저렴하고 악취처리가 효과적이라고 할 수 있다.
그리고, 악취가스를 악취처리실의 바이오필터층에서 처리할 때 발생되는 침출수를 이용하여 바이오필터층의 수분 조절을 행하므로 바이오필터층의 온도 및 습도 조절이 용이하여 담체의 호기성 미생물들이 왕성하게 활동함에 따라 악취가스의 처리효율이 증대되는 효과도 있다.
Claims (7)
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- 축사나 발효건조실에서 발생되는 수증기와 분진 및 악취가스 제거를 위해축사나 발효건조실(100)의 상부에는 수증기와 분진 및 악취가스를 포집하기 위해 가스포집관(120)의 일단을 설치하고,상기 축사나 발효건조실(100)의 일측에는 격리된 악취처리실(300)을 구비하되 그 내부에는 건조된 퇴비나 톱밥 또는 우드칩 등의 담체가 바이오필터층(350)으로 채워지는 악취처리조(310)를 설치하며,상기 악취처리조(310)의 바닥에는 상기 가스포집관(120)의 타단과 연결된 급기관(311)을 다수 설치하여 포집된 수증기와 분진 및 악취가스가 악취처리조(310) 바닥으로 공급되게 하고,악취처리조(310)에는 바이오필터층(350)을 교반차(400)로 교반할 수 있도록 교반용 에스컬레이터가 구비된 통상의 교반차(400)를 양쪽 옹벽 위에서 이동 가능하게 설치하여바이오필터를 이용한 발효교반실과 축사의 악취가스 제거장치를 구성함에 있어서,교반차(400)에는,전방 또는 후방에 설치된 물살포관(421)을 통해 바이오필터층(350)에 물을 공급하는 수분조절용 탱크(420)를 탑재한 것을 특징으로 하는 바이오필터를 이용한 발효교반실과 축사의 악취가스 제거장치.
- 제3항에 있어서, 상기 악취처리조(310)의 바닥 일측에는,바닥의 침출수 배수로(320)를 통해 침출수가 집수되는 침출수 집수정(321)을 설치하고,상기 침출수 집수정(321)에는 상기 교반차(400)에 탑재된 수분조절용 탱크(420)로 집수된 침출수를 보내기 위한 수중펌프(330)와 침출수 이송관(340)을 설치한 것을 특징으로 하는 바이오필터를 이용한 발효교반실과 축사의 악취가스 제거장치.
- 제3항 또는 제4항에 있어서,상기 악취처리조(310)가 구비되는 악취처리실(300)은,축사 또는 발효건조실(100)과 하나의 건물동에 함께 설치하되 양 측면 출구에 에어커텐과 전동셔터(360)가 연동되게 설치된 밀폐형으로 설치하여 악취처리실(300)이 축사 또는 발효건조실(100)과 격리되게 하고,상기 에어커텐과 전동셔터(360)가 설치된 악취처리실(300)의 양 측면 출구 중 어느 일측 외부에 또는 양측 외부 모두에 교반차용 레일이 구비된 옹벽연장부(370)를 설치하여 악취처리실(300) 외부에 교반차 대기실을 구비한 것을 특징으로 하는 바이오필터를 이용한 발효교반실과 축사의 악취가스 제거장치.
- 제5항에 있어서,상기 악취처리조(310) 바닥에 설치되는 급기관(311)에는,다수의 급기대롱(312)을 방사형으로 설치한 것을 특징으로 하는 바이오필터를 이용한 발효교반실과 축사의 악취가스 제거장치.
- 제5항에 있어서,상기 악취처리실(300)과 발효건조실(100)은,건물을 이루는 벽면(160)에 윈치커텐(170)을 설치하여 악취처리실(300)과 발효건조실(100) 실내의 비상환기조절 및 온도조절을 행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 바이오필터를 이용한 발효교반실과 축사의 악취가스 제거장치.
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Cited By (4)
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KR101219729B1 (ko) | 2012-07-24 | 2013-01-09 | (주)그린니스 | 유기성 폐기물의 호기성 발효장치 |
KR101870797B1 (ko) | 2018-01-05 | 2018-07-19 | 주식회사 효광이앤씨 | 고온 호기성 미생물을 활용한 생물학적 건조와 악취를 제거하는 하수슬러지 처리방법 |
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