KR100229597B1 - 미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리방법 및 그 장치 - Google Patents
미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리방법 및 그 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 미생물을 이용하여 음식물쓰레기를 분해 및 소멸시키도록 함과 동시에 일련의 처리과정을 연속적이고도 자동적으로 이루어지도록 함으로써 처리능력의 월등한 향상과 더불어 그 효율을 향상시키도록 하는 것으로, 이는 소멸기(100)내로 공급되는 음식물쓰레기를 공급 및 파쇄수단(10)으로 잘게 파쇄하도록 하는 공급 및 파쇄공정(A)과; 상기 공급 및 파쇄공정(A)이 완료된 음식물쓰레기를 이송 및 건조수단(20)으로서 미생물활성수단으로 이송함과 동시에 히터로 강제 가열하여 미생물의 활성에 적합한 조건으로 예열 및 건조토록 하는 이송 및 건조공정(B)과; 상기 이송 및 건조수단에 의해 전처리공정이 완료된 음식물쓰레기를 미생물활성수단(30)의 미생물반응조에 투입하여 교반시킴과 동시에 별도로 미생물을 공급하여 유기물을 분해 및 소멸처리토록 하는 미생물활성공정(C)과; 상기 미생물활성공정(C)에서 미생물의 반응에 의해 음식물쓰레기가 분해 및 소멸되면서 배출되는 폐가스를 열교환수단(40)의 고온을 이용하여 열교환되도록 함으로써 탈취효율을 향상시키도록 하는 열교환공정(D)과; 열교환공정(D)에서 최적의 온도로 열교환되는 폐가스를 탈취수단(50)의 촉매부재와 히터를 이용하여 폐가스에 포함된 악취는 물론 각종 병균을 제거토록 하는 탈취공정(E); 으로서 음식물쓰레기를 소멸처리하도록 하는 방법과 장치인 것이다.
Description
본 발명은 미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리방법 및 그 장치에 관한 것으로, 기본적으로는 미생물을 이용하여 음식물쓰레기를 분해 및 소멸시키도록 하는 것이며, 또한, 본 발명의 음식물쓰레기 소멸장치에 공급 및 파쇄, 이송 및 건조, 악취제거를 위한 탈취수단, 그리고, 반응조내의 분진제거용 에어필터 및 2차례의 열교환수단 등을 구비하여 일련의 처리과정이 연속적이고도 자동적으로 이루어지도록 함으로써 처리능력의 월등한 향상과 더불어 그 효율을 향상시키도록 하는 것이다.
일반적으로, 각 가정이나 음식점등의 영업장에서는 많은 량의 음식쓰레기가 필연적으로 발생되는 것이었고, 이러한 음식물쓰레기는 수분을 함유하고 있음에 따라 처리하는데 상당한 비용과 어려움이 야기되고 있었을 뿐아니라 음식물 쓰레기의 유기물이 분해할 때는 악취가 심하게 발생하고 여타 병원균이 자생하게 되어 위생에 큰 영향을 끼치게 되는 것이었다.
이러한 음식물쓰레기의 처리방법은 여러 가지 방법이 있겠으나, 지금까지는 대체적으로 땅속에 매립하는 매립에 의한 방법과 소각로 등을 이용하여 소각하는 소각에 의한 방법을 널리 적용하고 있다.
그러나, 음식쓰레기를 매립시에는 많은 량의 침출수가 필연적으로 발생됨으로써 주위환경은 물론 지하수를 오염시키게 되는 문제점이 있었을 뿐아니라 쓰레기 매립장의 확보 및 신설에 따른 경제적인 문제점 등을 안고 있다.
또한, 음식물쓰레기를 소각시에는 소각에 따른 많은 에너지를 필요로 하여 제경비가 많이 소요되는 문제점과 더불어 『다이옥신』과 같은 유독가스의 필연적인 발생으로 인체에 치명적인 영향을 끼치게 되는 문제점이 있는 것이었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 근래에는 건조기를 이용하여 음식쓰레기에 함유한 수분을 강제 건조시켜 음식물쓰레기의 량을 순수하게 감량화 시키도록 하는 건조방식과, 발효기를 이용하여 비료 또는 사료로 재활용할 수 있도록 발효시키도록 하는 발효방식과, 그리고 미생물을 이용하여 음식쓰레기를 소멸시키도록 하는 소멸방식 등이 제안되고 있다.
그러나, 감량이나 건조방식은 인체에 유해한 폐가스 및 폐수의 배출 등에 따른 2차 오염 문제가 야기되고 있고, 발효방식이나 기존 소멸방식에 있어서는 미생물이 유기물을 분해시 발생되는 심한 악취로 인해 사용이 기피되고 있다.
특히, 소멸방식의 경우에는 소멸속도 및 소멸량 등에 따라 발효 및 건조방식에 비해 심한 악취를 발생시키게 되는 것이었다.
이러한 문제점의 해결을 위해 독립적인 탈취장치를 부착하는 노력들이 있었으나, 악취가 심하게 발생되어 사용하기에 만족스러운 상태가 아니었고, 더욱이 탈취장치중 물을 이용한 탈취의 경우에는 2차 오염원이 도리어 발생하고 있으며, 또한, 중수소(오존)를 활용하는 경우에도 해리된 중수소에 의해 대기오염 및 인체에 악영향을 끼친다는 것은 주지의 사실이다.
그 효과적인 측면에서도 물의 표면에서의 탈취 경우에는 대부분의 악취가스가 물보다 비중이 가볍기 때문에 표면에서는 거의 제거되지 못하며, 또한 물내부에서 행하는 탈취의 경우에도 사용 탈취조의 물이 금방 포화되어 버리기 때문에 또 다른 정화시설을 거치지 않고는 실제적으로 큰 탈취효과를 기대하기 어렵다.
또한, 오존의 경우나 적외선의 경우 그 효과도 그다지 기대하기 어렵지만 미생물 자체를 사멸시켜 버릴 수 있음으로 바람직하지 못하며, 귀금속 촉매에 의한 방식은 고온이 요구되어 사용유지비가 많이 드는 단점이 있다.
특히, 음식물쓰레기의 비료 및 사료화의 경우에는 음식물내에 잔존하는 염분으로 인해 토양을 염분화시키거나 발효숙성 시간이 장시간 소요됨으로 인해 또다른 사회환경문제로 대두되고 있다.
이러한 사유로 인해 최근 대두되고 있는 음식물쓰레기의 소멸화 처리가 제안되고 있으나, 악취 및 소멸속도 등의 문제로 인해 제대로 실용화되지 못하고 있다.
또한 발효가 완전히 이루어지지 않은 것을 퇴비로 사용할 때 가스발생으로 농작물이 타서 죽는 현상이 발생할 가능성이 많으며, 사료로도 적합하지 못하고 우리나라 음식물쓰레기의 약 55%가 생쓰레기인 점을 고려할 때 소멸의 속도는 상당히 느릴 수 밖에 없으며, 특히 큰 뼈의 경우는 아예 처리 불가능하다.
소멸속도를 키우기 위해 파쇄기를 별도로 설치 판매하고 있는 경우도 있으나, 밥·면 등의 전분질, 섬유질 및 큰뼈 등이 같이 함유되어 있는 현재의 음식물쓰레기 성상을 고려할 때, 뼈의 파쇄와 섬유질의 절단이 동시에 행해지지 못하는 문제와 전분질의 반죽현상 등으로 인해 음식물쓰레기를 선별·분리하여 투입하도록 하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그목적은 기본적으로 미생물을 이용하여 음식물쓰레기를 완전히 분해, 소멸처리하도록 하는 미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리방법 및 그 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 미생물반응조 이전에 파쇄, 건조의 전처리공정을 이루도록 하고, 또한 후처리공정으로서 악취가스를 제거토록 함과 동시에 열교환기를 구비함으로써 성능향상은 물론 사후 관리에 따른 유지비를 절감토록 하는 미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리방법에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 상기한 음식물쓰레기 소멸처리방법을 기계적인 장치를 이용하여 일련의 과정이 연속적이고도 자동적으로 이루어지도록 함으로써 음식물쓰레기의 단시간에 처리할 수 있도록 하는 등 그 처리능력을 향상시키도록 하는 미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리장치를 제공함에도 있는것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기본적으로는 미생물을 이용하여 음식물쓰레기를 완전히 분해, 소멸시키도록 하는 것이고, 공급되는 음식물쓰레기를 파쇄, 이송, 건조의 전처리공정으로서 처리한 다음, 미생물반응조에서 미생물 활성을 촉진시켜 음식물쓰레기를 분해, 소멸시키도록 하며, 상기 미생물반응조에서 음식물쓰레기가 분해, 소멸되면서 발생되는 각종 악취가스를 악취제거부에서 탈취시켜 정화된 공기만을 외부로 방출시키도록 하는 것이 특징인 것이다.
제1도는 본 발명에 의한 음식물쓰레기 소멸장치를 보인 정면구성도
제2도는 본 발명에 의한 음식물쓰레기 소멸장치를 보인 평면구성도
제3도는 본 발명의 공급 및 파쇄수단을 보인 평면구성도
제4도는 본 발명 제3도의 측단면구성도
제5도는 본 발명 건조수단 및 미생물활성수단의 구조를 보인 일부단면 구성도
제6도는 본 발명의 이송 및 건조수단에 따른 다른 실시예를 보인 구성도
제7도는 본 발명의 열교환 및 탈취수단을 보인 일부단면구성도
제8도는 본 발명의 작동상태에 따른 흐름도
제9도는 본 발명의 음식물쓰레기 처리방법에 따른 공정도
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 파쇄수단 11 : 투입호퍼
12. 25 : 구동모우터 13. 14 : 파쇄부재
13a : 스퍼기어 13b : 스프로켓
15. 15a. 22 : 회전축 20 : 건조수단
21 : 이송로 23 : 이송스크류
24. 33. 54 : 히터 30 : 미생물활성수단
31 : 미생물반응조 32 : 회전날개
34 : 공기투입구 35 : 배출관로
36 : 열교환기 37 : 체크밸브
38 : 필터 39 : 송풍팬
40 : 열교환수단 41 : 유도안내관
42 : 배출파이프 43. 53 : 열교환핀
50 : 탈취수단 51 : 내부케이스
52 : 외부케이스 53 : 열교환핀
53a : 단열재 55 : 촉매부재
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 각 가정이나 음식점등과 같은 영업장에서 발생되는 각종 음식물쓰레기를 소멸처리하도록 하는 것으로, 이는 첨부된 도면의 도1 이하에서 상세히 나타내고 있으며, 상기 도면에서 부호 100은 본 발명의 음식물쓰레기 소명 장치의 본체(이하 "소멸기"라 한다)를 표시하고 있다.
상기 소멸기(100)는 함체형상으로 이루어지는 본체의 내부에는 공급 및 파쇄수단(10)과, 이송 및 건조수단(20), 미생물활성수단(30), 열교환수단(40), 그리고 탈취수단(50)을 갖추어 구성된다.
이러한 소멸기(100)에 의한 음식물쓰레기의 소멸처리 방법은 첨부된 도면의 도9의 공정도에서 나타낸 바와 같은 공정순서를 이루게 되는 것으로, 먼저, 음식물쓰레기가 소멸기(100)내로 공급되어 지면, 공급 및 파쇄수단(10)에 의해 잘게 파쇄되어지는 공급 및 파쇄공정(A)을 거치게 된다.
이의 파쇄공정(A)이 완료되는 음식물쓰레기는 이송 및 건조수단(20)에 의해 미생물활성수단으로 자동으로 이송됨과 동시에 히터의 강제 가열로 인하여 미생물의 활성에 적합한 조건으로 예열 및 건조되는 이송 및 건조공정(B)을 이루게 된다.
상기 이송 및 건조수단에 의해 전처리공정이 완료된 음식물쓰레기는 미생물활성수단(30)의 미생물반응조로 투입되어 별도로 공급되는 미생물에 의해 유기물이 분해되면서 소멸되어지는 미생물활성공정(C)을 이루게 된다.
이때, 미생물반응조내는 교반장치에 의해 음식물쓰레기의 유기물이 미생물에 의해 분해가 용이하도록 교반하게 되는 것이며, 또한 미생물이 활발하게 활성화될 수 있도록 히터를 이용하여 미생물반응에 적합한 적정온도로 가열하게 된다.
따라서, 상기 미생물활성공정(C)에서 미생물의 반응에 의해 음식물쓰레기가 완전히 분해 및 소멸되어져 폐가스만이 외부로 배출되어 지는 것이다.
또한, 상기와 같은 공정에 의해 배출되는 배출가스를 열교환수단(40)을 통과시켜 고온을 이용하여 열교환되도록 함으로써 탈취효율을 향상시키도록 하는 열교환공정(D)을 이루게 된다.
그리고, 상기 열교환공정(D)에서 최적의 온도로 열교환되는 폐가스를 탈취수단(50)의 촉매부재를 통과시킴으로써 폐가스에 포함된 악취를 제거하게 됨은 물론이고, 히터를 이용하여 고온으로 가열함으로써 폐가스에 함유된 각종 병균을 살균토록 하는 탈취공정(E)을 이루어 정화된 공기만을 외기로 방류토록 하는 것이다.
계속해서, 상기와 같은 공정으로 음식물쓰레기를 분해 및 소멸하도록 하는 음식물쓰레기 소멸공정에 따른 그 장치를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면의 도3 내지 도5에서는 음식물쓰레기의 공급 및 파쇄수단(10)을 상세히 나타내고 있으며, 이는 상부가 개구되어 음식물쓰레기가 투입되도록 하는 투입호퍼(11)와, 이의 투입호퍼(11)의 직하부에 구동모우터(12)에 의해 구동되는 한쌍의 파쇄부재(13)(14)가 상호 접하도록 구성된다.
상기 파쇄부재(13)(14)는 각각의 회전축(15)(15a)에 구비되어 회전구동됨으로써 이들 사이로 투입되는 음식물쓰레기를 파쇄하게 되는 것으로, 이들은 회전축(15)(15a)에 스퍼기어(13a)와 체인스프로켓(13b)이 각각 교대로 구비되면서 상호 맞물려 구동됨으로써 큰뼈의 파쇄, 섬유질의 절단 등을 효과적으로 수행할 수 있도록 구성된다.
아울러, 양회전축(15)(15a)에 동력을 전달하는 기어의 크기를 달리하여 회전축(15)(15a)의 속도를 달리함으로써 음식물쓰레기를 찢고, 짖이기는 효과를 갖는다.
이때, 동력의 전달방법은 모우터 회전축(15)(15a)을 연장하여 파쇄수단(10)의 회전축으로 활용하거나 기어를 활용하는 직구동방식, 또는 체인 등을 활용하는 간접구동방식에 의한다.
또한, 스퍼기어(13a)를 헬리컬기어로 대치할 수도 있으며, 이러한 스퍼기어(13a)의 기능은 뼈 등의 단단한 물질을 파쇄함과 아울러 스프로켓(13b)은 상부측 투입호퍼(13b)에 있는 음식물을 파쇄수단(10)으로 용이하게 끌고 들어가는 것과 섬유질 등을 전단하게 되는 것이다.
이때, 전분질인 밥, 면등이 많이 함유된 음식물쓰레기가 투입시에는 스퍼기어(13a)의 이빨사이에 끼이는 현상이 발생하여 쓰레기가 브리지 현상을 일으킬 수가 있다.
이러한 현상의 해결을 위해 도4에서 나타낸 바와 같은 스크래퍼(16)의 구조도에서처럼 스퍼기어(13a) 측면의 상·하단에 스크래퍼(16) 날을 세워 스퍼기어(13a)에 끼인 음식물쓰레기를 이탈시키도록 하였다.
또 본 발명의 스크래퍼(16)는 마모방지를 위해 구조강이나 공구강을 사용하였으며 수리를 위해 탈착이 가능하도록 파쇄수단(10)의 측벽에 보울트로서 고정하는 구조를 채택하였다.
따라서 상기한 구조를 채택시 전분질 및 섬유질등은 10~20sec/(30ℓ-파쇄기 크기 300×350㎜) 정도 소요되었고, 큰뼈 등이 들어가서 파쇄기내에 끼이는 경우에는 CT(Current Tromsformer)를 활용하여 전류치를 감지함으로써 1~2초간 역히전 하였다가 다시 정회전함으로서 대형 생뼈도 절단가능토록 조치했으며 역회전시 스퍼기어(13a)내에 끼인 이물질은 스크래퍼(16)의 상부날에서 떨어뜨리도록 조치했다.
첨부된 도5에서는 본 발명의 이송 및 건조수단(20), 그리고 미생물활성수단(30)을 상세히 나타내고 있다.
이의 도면에서 상기 이송 및 건조수단(20)은 파쇄수단(10)으로부터 파쇄된 음식물쓰레기를 미생물활성수단(30)의 미생물반응조로 이송하는 것으로서, 이는 이송로 (21)의 내부에 길이방향으로 구동모우터(25)에 의해 회전구동되는 회전축(22)이 구비되어 있음과 동시에 상기 회전축(22)의 외주연상에는 이송스크류(23)가 구비된다.
또한, 상기 이송로(21)의 외주연상에는 별도의 히터(24)가 구비되어 열을 가하게 됨으로써 생쓰레기 및 분해가 장시간 소요되는 마늘, 고추 등을 내부수분의 폭기현상에 의해 전처리시켜 미생물반응조내에서 소멸시간을 최소화시킬수 있도록 환경조성해 주는 것이다.
이때, 이송에 따른 구조는 주로 스크류 또는 슈우트(Chute) 등을 활용하는 바람직하고, 열을 가하는 방법은 히터 또는 유도가열 코일을 이송로(21)의 외주연에 감아서 유도가열하는 방법이 바람직하다 할 것이고, 또한, 회전축(22)은 미생물활성수단(30)과 연결되는 하나의 회전축으로 구비하여 전력소모를 줄이도록 하는 것이다.
첨부된 도면의 도6 에서는 전처리장치의 다른 사용예로서 대용량의 경우 이송수단(20a)을 본체(100)와는 별도로 설치함과 동시에 그 길이를 길게함으로서 전처리시간을 최대한 길게하였으며 또한 각도를 2~3°정도로 유지함으로서 미생물활성수단(30)의 미생물반응조내로 수분이 자연스럽게 흘러들어가도록 하였다.
여기서 부호 24a는 히터 또는 유도가열 코일을 표시한다.
또한, 첨부된 도면의 도5는 미생물활성수단(30)을 상세히 나타내고 있으며, 이는 파쇄와 전처리 과정이 완료된 음식물쓰레기가 투입되면 미생물에 의해 분해 및 소멸되는 것으로서, 도면중 부호 31은 미생물반응조(31)를 표시하고 있다.
상기 미생물반응조(31)는 함체형상으로 구비되면서도 중심으로는 회전축(22)이 구비되면서도 이의 회전축(22)은 직결구동된 웜(Worm)감속기를 탑재한 구동모우터(25)에 의해 회전구동되며, 그 회전력은 회전축(22)에 일정간격으로 부착된 회전날개(32)에 의해 내용물을 내부의 바이오 칩(Bio Chip)과 섞이도록 교반하게 된다.
또한, 이송 및 건조수단(20)에 의해 미생물반응조(31)내로 이송된 음식물쓰레기도 회전날개(32)에 부착된 플레이트에 의해 미생물반응조(31) 내부에서 교반된다.
이때 내부의 온도유지를 위해 미생물반응조(31)하부에 히터(33)를 구비하여 미생물의 반응에 적합한 온도로 콘트롤 하는 것이며, 히터(33)는 기구식 콘트롤형(바이메탈 탑재형) 또는 전기식 콘트롤형으로 사용할 수가 있다.
따라서, 상기 미생물반응조(31)내에 유기물 분해기능을 갖는 미생물을 넣고 공급되는 음식물쓰레기를 교반하게되면 쓰레기가 미생물에 의해 분해·소멸되는 것이다.
도면중 부호 34는 공기투입구를 나타내고 있으며, 이의 공기투입구(34)는 후술할 송풍팬의 송풍력에 의해 외부의 신선한 공기를 미생물반응조(31) 내부로 투입되도록 함으로써 미생물의 반응환경을 극대화 시켜준다.
또한, 상기 미생물반응조(31)에서 배출되는 가스는 미생물 반응시 발생되는 분진을 함유하고 있음으로 인해 순환관로내에 분진이 쌓여 고장원인 및 악취발생에 대한 하나의 원인 발생원이 됨으로써 배출되는 가스의 배출구측에(반응조 상부) 분진제거수단을 장착할 수도 있다.
첨부된 도면의 도7 에서는 열교환수단(40) 및 탈취수단(50)을 상세히 나타내고 있으며, 이는 미생물반응조(31)와 연결되는 폐가스 배출관로(35)상에 송풍팬(39)을 연결하여 이의 송풍력으로 미생물반응조(31)내의 가스를 배출시키도록 하는 것이고, 이의 배출가스는 도8의 배출관로(35)을 타고 탈취수단(50)으로 인입되어 탈취가 이루어지는 것이고, 이때, 배출되는 가스의 폐열을 활용하여 예열시키도록 하는 것이다.
즉, 상기 열교환수단(40)은 일측이 배출관로(35)와 연결됨과 동시에 타측은 후술할 탈취수단(50)과 연결되는 유도안내관(41)과 그 내부에는 탈취수단(50)을 거쳐 배출되는 배기가스를 외부로 토출시키도록 하는 배출파이프(42)로 구성되어 있다.
상기 유도안내관(41)은 외주연이 단열재로 감싸아 구비되어 있음과 동시에 상기 배출파이프(42)의 외주연상에는 등간격으로 열교환에 따른 단면적을 증대시키도록 하는 스크류형의 열교환핀(43)이 구비된다.
따라서 미생물 반응조(31)에서 인입되는 저온의 가스가 다수의 열교환핀(43)을 통과하면서 와류를 일으키게 되고, 이에 따라 지체시간이 길어져 탈취수단(50)으로부터 배출되는 폐열을 최대한 활용하게 된다.
또한, 상기 탈취수단(50)은 이중용기형으로 이루어지는 내,외부케이스(51)(52)로 구성되면서도 외부케이스(52)에는 단열재(52a)가 구비되고, 그 상단에는 열교환수단(40)의 유도안내관(41)이 연결되어 예열된 가스가 내, 외부케이스(51)(52)의 사이로 통과되도록 구비된다.
상기 내부케이스(51)는 그 외주연상에 플랫바 형상의 열교환핀(53)이 인입가스의 진행방향과 약 5°~10°각도로 부착되어 가스의 와류를 다시 일으켜 탈취수단(50)의 고온 히터(54)에서 방출되는 잠열을 한 번 더 열교환 회수함으로서 열효율을 향상시키도록 구성된다.
또한, 상기 내부케이스(51)의 내부에는 상기한 히터(54) 및 촉매부재(55)가 각각 장착된다.
따라서, 이러한 장치를 실제로 제작하여 테스트한 결과 탈취수단(50)내의 촉매부재(55)의 자연적인 발열반응(43°)을 포함하여 약 47.1%의 열교환효율을 얻을 수가 있었고, 또한, 배출관로(35)을 통하여 투입되는 가스온도가 34℃일 때 고온히터(54)에 투입되는 열교환 후의 가스온도는 194℃였으며, 고온히터(54)를 통과한 가스의 온도는 340℃일 뿐아니라 촉매부재(55)의 발열반응이 43℃ 추가되었으며, 최종 열교환기(36)를 통과한 후의 배출가스는 223℃였다.
이 테스트는 열효율 40%의 기본설계 후에 추진된 간이 테스트로 촉매부재(55)의 발열반응까지 포함하여 더욱 많은 열효율을 얻도록 설계한다면, 최대 65% 정도의 열효율을 기대할 수가 있을 것이다.
도면의 도7에서 탈취수단(50)에 대한 설명은 미생물반응조(31)내에서 미생물에 의해 분해되 유기물에서 발생한 악취가스가 고온히터(54)를 통과하면서 고온화된 가스를 촉매부재(55)에 의해 악취가스를 인체에 무해한 이산화탄소 및 이산화질소, 물등으로 분해함으로서 악취를 일으키지 않도록 하는 수단인 것이다.
이때 촉매부재(55)에는 정압, 공간속도를 일정하게 할 수 있도록 고온히터(54)와 촉매부재(55)와의 거리를 잘 설계하여야 한다.
이 거리는 통과공기의 압력과 내부구조 및 크기에 따라 달라져야 할 것이고, 또한 송풍팬(39)의 맥동현상을 최대한 줄일수 있도록 많은 와류를 일으키고 송풍팬의 흡입과 토출력을 감안한 압력과 유량을 최적화 시키는 것도 필요하다.
그리고, 첨부된 도면의 도8는 본 발명에 의한 음식물쓰레기 소멸장치의 공기순환장치에 대한 흐름도를 나타내고 있다.
이는 미생물반응조(31)내에서 유기물 분해미생물이 최적의 환경으로 활동할 수 있도록 반응조(31)내의 온도뿐만 아니라 습도유지도 절대적으로 필요하다.
이 습도를 유지시켜주기 위해 반응조(31)상부에 습도센서를 부착하여 일정의 습도 이상이 되면, 습도를 떨어뜨리기 위해서 공기투입구(34)을 통하여 신선한 공기를 공급해 주어야 하며, 신선한 공기는 외부 대기온도와 같으므로 반응조(31)내의 온도와 같도록 히팅(Heating) 시켜줄 필요가 있다.
신선한 외부의 공기는 송풍팬(39)에 의한 반응조(31)내의 공기를 뽑아내는 양만큼 자연적으로 반응조(31)내로 들어가게 되며, 이때 탈취수단(50) 전단부에서 1차 열교환된 가스의 폐열을 다시 신선한 공기 주입구 부위에서 열교환수단(40)과 같은 방법으로 별도의 열교환기(36)을 설치하여 일정범위 온도의 가스가 반응조내로 투입되도록 한다.
이 경우 송풍팬(39)이 동작하지 않을 때 반응조(31)내의 내부압력에 의해 역류되어 나오는 악취가스를 방지하기 위해 공기투입구(34) 말단에 파이프의 각도를 주고 체크밸브(37)를 프리(Free) 상태로 장착한다.
또한, 송풍팬(39)에 의해 반응조(31)내에서 배출된 가스는 반응조(31)내의 비산먼지등이 내부관로에 쌓여 악취를 내는 현상을 방지하기 위해 배출관로(35)상에 필터(38)를 설치하며, 이 필터(38)는 스테인레스제로서 먼지가 많이 쌓인 경우 외부에서 문을 열고 간단히 빼내어 흐르는 물에 세척후 다시 장착하기 쉽도록 구비하는 것이 바람직하다.
따라서, 필터(38)를 통과한 가스는 도7 에서 설명한 바와 같이 열교환수단(40)을 통해 폐열을 흡수하여 탈취수단(50)을 통하고, 다시 열교환수단(40)을 거쳐 공기부 열교환기(36)을 거쳐서 대기로 방출되는 것이다.
그러므로 탈취수단(50)에서 방출되는 폐열을 재차 열교환수단(40)으로 하여금 활용할 수가 있게 됨으로써 에너지를 절감할 수 있게 됨은 물론이고, 그효율을 향상시키게 된다.
한편, 이와 같이 구성되는 본 발명의 탈취기(100)는 그 외부에 구비되는 콘트롤박스의 원터치식 보턴(one touch push button)을 누름으로서 콘트롤 박스내의 콘트롤러에 의해 각 모우터 작동순서, 시간, 온도제어 및 습도제어 등을 자동적으로 조절해주도록 구성된 것이다.
이상 상술한 바와 같은 본 발명은 기본적으로 미생물을 이용하여 음식물쓰레기를 분해 및 소멸시켜 처리하도록 하는 것으로, 즉, 음식물쓰레기를 파쇄및 예열의 전처리공정을 이루도록 함으로써 미생물반응에 가장 적합한 조건을 유지하여 음식물쓰레기를 단시간내에 소멸처리되도록 하는 효과를 가지게 된다.
또한, 미생물의 반응에 의해 유기물이 분해 및 소멸되면서 필연적으로 발생되는 악취는 물론 각종 병균을 완벽하게 처리함으로써 대기오염등에 따른 2차 오염원을 방지하게 되는 효과를 가지게 된다.
그리고, 별도의 열교환기 등을 사용으로 폐열을 최대한 활용함으로써 에너지 소모를 최소화시켜 사후관리에 따른 경제성을 향상시키게 되는 효과와 더불어 기계적인 장치를 이용하여 연속적이고도 자동적으로 일련의 공정이 이루어지도록 함으로써 그 처리성능을 배가시키게 되는 효과를 가지게 되는 것이다.
Claims (11)
- 미생물을 이용하여 음식물쓰레기를 소멸처리하는 음식물쓰레기 소멸방법은 소멸기(100)내로 공급되는 음식물쓰레기를 공급 및 파쇄수단(10)으로 잘게 파쇄하도록 하는 공급 및 파쇄공정(A)과; 상기 공급 및 파쇄공정(A)이 완료된 음식물쓰레기를 이송 및 건조수단(20)으로서 미생물활성수단으로 이송함과 동시에 히터로 강제 가열하여 미생물의 활성에 적합한 조건으로 예열 및 건조토록 하는 이송 및 건조공정(B)과; 상기 이송 및 건조수단에 의해 전처리공정이 완료된 음식물쓰레기를 미생물활성수단(30)의 미생물반응조에 투입하여 교반시킴과 동시에 별도로 미생물을 공급하여 유기물을 분해 및 소멸처리토록 하는 미생물활성공정(C)과; 상기 미생물활성공정(C)에서 미생물의 반응에 의해 음식물쓰레기가 분해 및 소멸되면서 배출되는 폐가스를 열교환수단(40)의 고온을 이용하여 열교환되도록 함으로써 탈취효율을 향상시키도록 하는 열교환공정(D)과; 열교환공정(D)에서 최적의 온도로 열교환되는 폐가스를 탈취수단(50)의 촉매부재와 히터를 이용하여 폐가스에 포함된 악취는 물론 각종 병균을 제거토록 하는 탈취공정(E); 으로 이루어진 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리방법.
- 미생물을 이용하여 음식물쓰레기를 소멸처리하도록 하는 음식물쓰레기 처리장치에 있어서, 상기 음식물쓰레기 소멸처리장치는 투입호퍼(11)를 통하여 공급되는 음식물쓰레기를 스퍼기어(13a) 및 스프로켓(13b)을 교호로 구비한 한쌍의 파쇄부재(13)(14)를 이용하여 파쇄토록 하는 파쇄수단(10)과; 파쇄된 음식물쓰레기를 히터(24)로 가열하면서 이송스크류(23)의 회전력으로 이송로(21)를 통하여 이송 및 건조시키도록 하는 이송 및 건조수단(20)과; 1차 건조예열된 음식물쓰레기를 미생물반응조(31) 내부에서 구동모우터의 구동력으로 회전되는 교반기의 회전날개(32)로 교반함과 동시에 미생물을 투입하여 유기물을 분해 및 소멸토록 하는 미생물활성수단(30)과; 상기 미생물활성수단(30)에서 발생되는 폐가스를 송풍팬(38)의 송풍력으로 배출관로(35)를 통해 배출시켜 탈취수단으로부터 배출되는 고온의 폐열로 열교환시키도록 하는 열교환수단(40)과; 상기 배출관로(35)와 연결되어 인입되는 폐가스를 내부케이스(51) 및 외부케이스(52)의 사이로 유통시켜 배출파이프(42)를 통해 외부로 배출되게 하면서도 내부케이스(51)내에 구비되는 히터(54) 및 촉매부재(55)로 탈취 및 살균토록 하는 탈취수단(50)으로 구성된 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 소멸처리장치.
- 제2항에 있어서, 상기 공급 및 파쇄수단(10)은 서로 속도가 상이한 각각의 회전축(15)(15a)에 한쌍의 파쇄부재(13)(14)를 구비하고, 상기 파쇄부재(13)(14)를 헬리컬 기어 또는 스퍼기어(13a) 및 날을 세운 스프로켓(13b)을 교호로 구비하여 이들을 상호 엇갈리게 접면되도록 구비하여 구동모우터(12)의 동력을 회전구동되도록 구비하며, 상기 양파쇄부재(13)(14)의 하부 외측면에 보울트로서 고정설치되어 음식물쓰레기를 이탈시키도록 하는 스크래퍼(16)를 갖춘 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리장치.
- 제2항에 있어서, 상기 이송 및 건조수단(20)은 이송로(21)의 내부에 길이방향으로 구동모우터의 동력에의해 회전구동되는 회전축(22)을 구비함과 동시에 이의 외주연상에 이송스크류(23)를 구비하고, 상기 이송로(21)에는 히터(24)를 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리장치.
- 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 이송 및 건조수단을 본체(100)와는 별도로 구비하여 음식물쓰레기를 미생물반응조(31)로 투입되게 함을 특징으로 하는 미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리장치.
- 제2항에 있어서, 상기 미생물활성수단(30)은 그 내부에 이송 및 건조수단(20)의 회전축(22)을 연장하여 다수개의 회전날개(32)를 구비하여서 음식물쓰레기를 교반토록 하는 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리장치.
- 제2항에 있어서, 상기 미생물반응조(31)의 일측에는 체크밸브(37)를 가지는 공기투입구(34)를 국비함과 동시에 폐가스를 배출시키도록 하는 배출관로(35)를 구비하고, 상기 배출관로(35)상에는 송풍팬(39) 및 필터(38)를 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리장치.
- 제2항에 있어서, 상기 열교환수단(40)은 일측이 배출관로(35)와 연결됨과 동시에 타측은 후술할 탈취수단(50)과 연결되는 유도안내과(41)과, 그 내부에는 탈취수단(50)을 거쳐 배출되는 배기가스를 외부로 토출시키도록 하는 배출파이프(42)로 구성되고, 상기 배출파이프(42)의 외주연상에는 열교환에 따른 단면적으로 증대시키도록 하는 스크류형의 열교환핀(43)이 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리장치.
- 제2항에 있어서, 상기 탈취수단(50)은 이중용기형으로 이루어지는 내, 외부케이스(51)(52)로 구비되면서도 상기 외부케이스(52)의 상단에는 열교환수단(40)의 유도안내관(41)이 연결됨과 동시에 상기 내부케이스(51)의 외주연상에는 플랫바 형상의 열교환핀(53)이 인입가스의 진행방향과 약 5°~10°각도로 부착되며, 그 내부에는 히터(54) 및 촉매부재(55)가 이격을 가지면서 구비된 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리장치.
- 제9항에 있어서, 상기 히터(54)를 파이프형으로 구비하면서도 공기의 통과폭을 줄임으로서 쉽게 공기의 온도를 올리고 백금촉매부재(55)에 가해지는 압력을 고르게 하도록 편심을 이루는 지그재그로 탑재되게 하여서 된 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리장치.
- 제2항에 있어서, 상기 열교환수단(40)에 의해 열교환되어 대기로 방출되는 폐열을 공기투입구(34)을 통하여 주입되는 공기의 가열에 활용토록 별도의 열교환기(36)를 설치한 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 음식물쓰레기 소멸처리장치.
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