KR100231651B1 - 음식물 쓰레기의 발효방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

[목적]

80% 이상의 물이 함유된 한국 음식물 쓰레기를 발효처리 및 건조시키어 사료 및 비료로 사용할 수 있게 하는데 있다.

[구성]

발효통(1) 내부에 가열히터(2)와 교반기(3)가 구동장치(4)에 의하여 가동되게 설치된 발효조(A)와, 발효통(1)에서 증발한 증기와 분진을 집진통(9)에서 응집 및 집진하는 집진기(B)와, 소각히터(15)와 흡착제층(16)이 배치된 탈취탑(C)을 일조로 구성하여 발효조(A)에서 120-130℃로 가열교반하여 수분을 건조한 다음 60℃에서 발효시키고 분진과 수증기 등은 집진기(B)에서 응축집진하고 악취 등은 탈취탑(C)에서 소각흡착하여 처리하는 것이다.

Description

음식물 쓰레기의 발효처리장치

본 발명은 음식물 쓰레기를 발효 및 건조하여 사료 및 비료로 사용할 수 있게 한 음식물 쓰레기의 발효처리장치에 관한 것이다.

종래 음식물 쓰레기의 발효 처리장치는 다양한 종류가 있으며, 선행기술 중 국내 공개특허공보 제97-33093호는 하나의 발효조에 교반기, 원적외선과 고온을 내는 세라믹히터, 공기를 불어 넣는 흡기부와 악취를 배출하는 배출부가 형성되어 하나의 발효조에 의하여 처리하게 되어 있다.

일반 쓰레기와 함께, 음식물 쓰레기의 배출량이 대단히 많고 이를 처리할 적절한 방법이 확립된 것은 아직 없으며 현재로는 각종 방법을 시험 탐색하는 수준의 실정이다.

또 상기 선행기술은 다른 처리기에 비하여 기능이 향상된 점은 있으나 구조가 복잡하여 고장의 우려가 크고 특히 음식물 쓰레기의 처리에 있어서 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 음식물 쓰레기의 압착, 탈수 및 건조하는 방법은 상기한 하수의 오염문제를 수반할 뿐 아니라 건조시에 발산되는 참기 어려운 악취가 심하여 호흡공해를 유발하는 문제점이 있었다.

또 음식물 쓰레기의 소각처리하는 바람직한 방법의 하나이기는 하지만 80%가 넘는 수분을 1차적으로 압착한 다음 소각해야 하기 때문에 역시 하수의 오염문제가 심하다.

본 발명은 음식물 쓰레기를 발효처리함에 있어서, 발효통의 내부 가열히터와 교반기가 동력기구에 의하여 구동되게 설치된 발효조와, 발효통에서 증발한 수증기와 분진을 복수개의 집진통 및 하부 수집통에 의하여 응축 집진하는 집진기와, 소각히터와 악취의 흡착층이 배치된 탈취탑을 일조로 구성하여, 발효조에 투입된 음식물 쓰레기를 120-130℃의 온도가 유지되는 조건으로 송풍하면서 교반하여 2시간에 걸쳐 수분을 증발 건조하고 60℃의 온도로 낮게 하여 효소의 첨가교반으로 20시간동안 발효처리하며, 이때 증발된 다량의 수분은 복수개의 싸이크론 집진기에 의하여 집진 및 수분을 응축(凝縮)하여 집수(集水)하고 집진기에서 배출된 악취를 포함하는 공기는 소각히터와 흡착제가 설치된 탈취탑에 의하여 소각 및 탈취시키어 외부로 악취가 발산되지 않게 방지하면서 유효하게 음식물 쓰레기를 발효처리하는 것이다.

제1도는 본 발명의 실시예에 사용되는 발효장치의 단면 예시도.

제2도는 본 발명의 발효통의 단면도.

제3도는 동 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : 발효조 B : 집진기

C : 탈취탑 1 : 발효통

2 : 히터 3 : 교반기

6 : 배출관 7 : 송풍팬

8 : 집진통 9 : 집수통

11 : 집진기 기체 12 : 격판

13 : 송풍로 14 : 송풍기

15 : 소각히터 16 : 흡착제층

17 : 연통

본 발명의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명을 실시하는 발효처리장치의 단면 예시도이다.

본 발명을 실시하는 음식물 찌꺼기의 발효처리장치는 특수구조로 된 발효조(A)와 집진기(B) 및 탈취탑(C)의 주요 구성으로 되어 있다. 이 발효통(1)의 투입구(5) 및 배출구(5')를 닫으면 밀폐되며, 발효통(1)의 상단부측의 배출관(6)과 송풍관(7)이 측방의 집진기(B)에 연관되게 관접되어 있다.

집진기(B)는 복수의 싸이크론식 집진통(8)(8')이 나란히 설치되어 각 집진통(8)(8')의 하단부에는 집수통(9)이 밸브(10)와 함께 설치되어 있다. 집진통(8)(8')을 밀폐하고 있는 기체(11)에는 지그재그로 수평의 격판(12)이 형성되어 긴 송풍로(13)를 구성하고 있으며 송풍로(13)의 하단부에는 공지한 모터 송풍기(14)가 관접설치되고 송풍로(13)의 상단부는 송풍관(7)에 연관되어 송풍기의 바람은 집진통(8)의 외주면을 돌아 발효통(1)에 유입되고 발효통의 배출가스는 배출관(6)(6')을 통하여 순차적으로 집진통(8)(8')의 상단부에 연관되어 있다. 최종의 집진통(8')의 배출관 (6")은 탈취탑(C)의 하부에 연관되어 있다.

탈취탑(C)은 탑체(14)의 하단부에 소각히터(15)가 장설되고 그 상부측에는 복수단으로 활성탄소 또는 규조토 기타 각종 탈취제나 흡착제가 담긴 흡착제층(16)이 복수층으로 설치되어 연통(17)으로 배출되는 가스의 악취물질을 소각 및 흡착제거하게 되어 있다.

본 발명에서 음식물 쓰레기의 1회의 발효처리량을 특정한 것은 아니나 발효처리장치의 규모나 단위 수거지역의 수거량 등을 감안할 때 1회 처리량은 1000ℓ(수분 80% 함유)가 적당한다.

발효조(A)에서, 1회 발효처리분의 음식물 쓰레기(수분 80% 함량)를 탈수함이 없이 투입구(5)를 통하여 발효통(1)에 투입한다. 동 발효통(1)은 1회 발효물질 1000ℓ를 처리하는 용량의 것으로 한다. 히터(2)(전기히터, 또는 가스히터)에 의하여 발효통(1)을 120-130℃의 온도로 가열유지케 하면서 동력기구(4)에 의하여 교반기(3)를 6회/분의 회전속도로 교반한다. 교반기의 교반작용에 의하여 발효통에 투입된 발효물질은 발효통(1)의 좌우 양측과 중앙부로 확산 및 집속작용의 반복으로 교반되면서 묽은 죽과 같은 상태로 된다. 또한 발효통의 가열에 따라 수분은 증발하며 초기에는 악취를 포함한 수분만이 증발하나 시간의 경과에 따라 수분량이 감소되면서 미세한 분진도 함께 증발된다. 수중기는 상당한 열량을 함유하며, 집진기(B)의 집진통(8)(8')에서는 배출관(6)(6')을 통하여 순차적으로 유입된 수증기의 응축과 집진작용을 한다.

한편, 송풍기(14)를 가동시키어 다량의 공기를 집진기(B)의 기체(11)내부로 송풍하면 송풍로(13)를 지그재그로 이동하면서 수증기에 의하여 더워진 집진통(8)(8')을 냉각시키어 수증기를 응축시킨다. 응축된 수분은 집진통(8)(8')의 하부에 설치된 집수통(9)으로 집수되며, 집수된 물에는 분진이 함유되어 있다.

상기한 집진기(B)의 기체(11)내부로 유입된 공기는 집진통(8)(8')과의 열교환 작용으로 40-45℃ 정도로 예열된 체 송풍관(7)을 통하여 발효통(1)내부로 유입된 다음 물분자를 끌고 배출관(6)(6')으로 배출하면서 발효통(1)내부의 수분을 증발시킨다.

이러한 공정을 통하여 2시간 정도 지나면 수분량이 거의 증발되며, 이때 히터(2)의 가열온도를 발효작용에 적합한 60℃ 정도로 낮게 유지한다. 송풍에 의하여 발효통(1)의 온도를 비교적 단시간에 낮게 할 수 있다. 이때 소정이 효소를 투입구(5)를 통하여 발효통(1)에 투입한 다음 상기와 동일한 교반조건으로 약 20시간 발효한다. 본 발명에서 발효시의 온도조건과 시간 등은 기술요지가 아니다.

발효조에서 발효가 진행되는 동안 증발된 수분이나 분진은 송풍기(14)의 송풍압력에 의하여 배출관(6)(6')을 통하여 순차적으로 집진기(B)의 집진통(8)(8')에 집진되는 동시 집수통(9)에 집수되므로 수시로 밸브(10)를 개방하여 배수한다. 배수되는 물은 수증기의 응축수이므로 하수의 오염이 없다.

집진기(B)에서 배출되는 배출관(6")내의 가스는 대단한 악취가 있다.

탈취탑(C)에서는 배출관(6")을 통하여 유입된 가스를 소각히터(15)에 통과시키어 악취물질을 태워 악취를 제거시키며, 이어서, 상부측 흡착제층(16)에 의하여 나머지 냄새물질을 흡착하여 연통(17)으로는 거의 냄새가 없는 수증기, 가스 등이 배출된다.

본 발명에서 음식물 쓰레기의 탈수에서 발효처리까지의 총 시간은 약 22-24시간이며 발효가 종료되면 가열을 중지하고 건조된 분말상태의 발효물질을 얻는다. 이는 입자상으로 하여 사료로 사용할 수 있고 또는 유기질 비료로 사용할 수 있다.

본 발명에서는 히터와 교반기가 구비된 발효조에서 음식물 쓰레기를 가열 교반하여 수분을 증발한 다음 발효하고 또 집진기에 의하여 수분이 응축과 집진하며, 탈취탑에 의하여 악취물질을 소각하고 흡착하여 악취를 제거하였기 때문에 각 장치의 독립된 기능의 유기적인 결합에 의하여 간편하게 음식물 쓰레기를 건조 발효 처리할 수 있고 종래 현안으로 된 문제인 음식물 쓰레기의 수분으로 인한 하수가 오염될 우려가 전혀 없으며, 악취의 발산이 없어 인근 주민에게 호흡공해의 피해를 주지 않는다. 또 가열에 의한 살균작용과 발효된 음식물 쓰레기의 유기질 물질은 사료나 비료로 사용하게 되어, 쓰레기의 재활용성을 보다 향상할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 음식물 쓰레기의 발효처리장치에 있어서, 발효통(1)의 내부에 가열히터(2)와 교반기(3)가 동력기구(4)에 의하여 음식물 쓰레기를 가열 및 교반 건조하여 발효하게 된 발효조(A)와, 발효통(1)에서 증발한 수증기 및 분진을 배출관(6)(6")을 통하여 복수개의 집진통(8)(8') 및 하부의 집수통(9)에 의하여 응축 집진하게 된 집진기(B)와, 소각히터(15)와 흡착제층(16)이 상하 복수층으로 배치되어 악취를 소각탈취하게 된 탈취탑(C)으로 조합 구성하여 음식물 쓰레기를 건조 발효처리 할 수 있게 된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 발효처리장치.
2. 제1항에 있어서, 집진기(B)의 복수개의 집진통(8)(8') 하부에 각각 집수통(9)을 밸브(10)와 함게 설치하여 된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 발효처리장치.
3. 제1항에 있어서, 집진기(B)의 기체(11)내부에 지그재그의 수평으로 격판(12)이 형성되고 송풍로(13)가 송풍관(7)을 통하여 발효통(1)에 연관되게 형성되며, 송풍로(13)의 하단부에 송풍기(14)가 설치된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 발효처리장치.

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