KR100279197B1 - 유기폐기물의미생물학적분해방법 - Google Patents

Abstract

유기 폐기물의 미생물학적 분해 방법에 있어서, 처리되는 물질은 공기의 공급과 동시에 호기성 조건하에서 밀폐 컨테이너내에서의 혼합공정에 제공된다. 공기는 아래로 부터의 파열되고 폐기물을 통해 불연속적으로 통과되며, 기체 분해 생성물과 혼합된 소비 공기가 배출된다. 공기포화 기간 사이의 휴지기간의 소비 공기내의 O₂함량의 최소값에 따라 조절된다. 바람직하게는 공기 공급과 동시 또는 단시간 후에, 폐기물 위의 공간에서 수집되는 소비 공기가 배출되고 O₂함량이 측정된다. 선택적으로는 폐기물 더미와 컨테이너 벽 사이의 공간내에서의 O₂함량 또는 폐기물 더미내에 위치한 기체의 O₂함량이 모니터될 수 있다.

Description

유기 폐기물의 미생물학적 분해방법

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 유기 폐기물의 미생물학적 분해방법에 관한 것이다. DE AS 15 92 729에는 공기를 폐기물을 통해 불연속적으로, 급격하게 통과시키고, 공기 공급 기간 사이의 휴지 기간의 지속 시간을 조절하여, 퇴비내의 온도를 75℃ 미만으로 유지시키는, 폐기물을 호기성 조건하의 밀폐 용기내에서 퇴비화 과정으로 처리하는 방법이 공지되어 있다.

상기 방법은 매우 우수한 퇴비화 결과를 나타내기는 하지만, 이러한 불연속적인 방법은 퇴비에 연속적으로 공기를 공급하는 방법으로 대체되고 있다. 그러나, 연속 공기 공급 방법은 송풍되는 공기가 폐기물 더미를 통과하는 최소 저항의 경로를 찾는 데에 폐기물 더비내의 공기 공급이 균일하게 일어나지 않으며, 산소 함량이 너무 낮아 호기성 퇴비화 과정이 더 이상 수행되지 않고 혐기성 과정이 일어날 가능성이 있는 압축 영역을 형성한다는 단점이 있다. 또한, 연속 공기공급에 의해 작업하는 상기 방법은 새로운 공기가 하부층을 냉각시켜, 상층의 온도가 높기 때문에 퇴비화 폐기물내의 온도 분포가 불균일하다는 단점을 갖는다. 유사하게, 연속 공기 공급에 의해 습기는 하부층으로부터 위쪽으로 배출되어 하부층이 쉽게 건조되고, 퇴비화 과정이 중단된다. 따라서, 연속 작업 방법은 전반적으로 퇴비화 과정이 폐기물 더미내에 여러 불균일한 영역을 발생시킨다. 폐기물 전부가 특정하 퇴비화도를 달성하기 위해서는, 폐기물 더미는 모든 영역이 균일한 퇴비화 과정이 요구되는 시간보다 오래 퇴비화 용기내에 방치되어야 한다.

한편, 불연속 작업법, 즉, 블라우보이어의 공기 공급 방법(Blaubeuer's aeraion method)은 공기 공급이 퇴비의 온도에 따라 조절되어, 퇴비화 조건을 적절하게 설정할 수 없다는 단점을 갖는다.

따라서, 본 발명의 목적은 퇴비화 과정의 효과적인 조절이 가능한 불연속 공기 공급 방법으로 작업하여, 서두에서 언급된 종래 방법을 개선시키는 데 있다.

상기의 목적은 첨부되는 특허청구의 범위의 제1항의 방법으로 본 발명에 따라 달성될 수 있다.

본 발명의 유리한 구체예는 종속항들로부터 명백하게 알 수 있다.

이하에서, 본 발명을 첨부 도면을 참고로 상세히 설명할 것이다.

퇴비화를 위해 사용되는 장치가 제1도에 개략적으로 도시되어 있다. 이는 적합한 공기 공급 플로어(floor), 예를 들어, 천공 플로어 또는 그리드 메쉬(grid mesh)가 구비된 용기(1)로 이루어진다. 바람직하게는, 공기 공급 플로어는 서로 길이 방향으로 약간의 간격을 두고 배치된 길거나 각이 진 형상, 또는 둥근 막대로 이루어진다. 천공 플로어 또는 그리드 메쉬의 경우, 퇴비가 구멍에 포획되어 구멍을 막히게 할 수 있으므로 각각의 구멍은 개별적으로 청소되어야 한다. 긴 형상 또는 막대로 구성된 공기 공급 플로어를 사용하는 경우, 대조적으로 공기 공급 플로어로부터 퇴비화 과정의 종료시에 길이 방향으로 퇴비를 밀어냄과 동시에 긴 형상 사이의 틈에 포획된 물질을 긁어내는 적합한 밀대를 사용할 수 있다.

폐기물은 개방된 커버(4)를 통해 이러한 공기 공급 플로어(10)에 쌓인다. 용기(1)에 폐기물을 균일하게 분포시키기 위하여, 브로우칭 블레이드(broaching blade)(6)를 용기(1)내에 배치시킬 수 있다. 이러한 브로우칭 블레이드(6)는 두 개의 레일(7,8)상을 수직 방향으로 이동할 수 있다. 브로우칭 블레이드(6)의 상승은 스핀들(spindle)(11,12)리프팅(lifting)에 의해 수행된다. 천공 플로어(3) 아래에는 송풍기(15)에 의해 공기가 빠져나오게 되는 공기 공급 박스(2)가 존재한다. 빠져나온 공기는 천공 플로어의 구멍을 통해 폐기물(10)로 유입된다. 용기(1)의 상부에 위치한 배출 공기 채널(9)내에 배출 공기내의 산소 농도를 결정할 수 있는 센서(13)가 배치된다. 또한, 예를 들어, CO₂함량을 측정할 수 있는 제2센서가 구비될 수도 있다. 용기(1)내에 천공 플로어 상의 여러 높이에서 폐기물의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서(16)가 구비된다.

산소 센서(13)의 출력 신호 및 온도 센서(16)의 신호는 산소 함량의 측정값과 소통되고, 온도 측정값과 소통될 수 있는, 공기 공급 기간의 휴지 기간을 조절하는 조절기(14)에 제공된다. 조절기(14)는 송풍기(15)에 직접 영향을 미치며, 온(on)-오프(off)를 스위치한다.

배출 공기는 물 분리기(18)를 통해 흘러, 생물학적 여과기(19)에 유입된다. 생물학적 여과기(19)는 생물학적 활성 물질(20)이 침착되어 있는 천공플로어(21)를 갖는다. 배출공기는 이러한 물질을 통과하여 흐른 후, 출구(22)에 도달하여 대기중으로 배출된다.

본 발명에 따른 방법은 다음과 같이 진행된다.

접종 기질 예를 들어, 이미 퇴비화된 유기 물질로 처리될 수 있는 폐기물을 채운 후, 용기를 밀폐시키고, 퇴비화 과정을 개시시킨다. 폐기물 더미내의 온도를 측정하므로써 결정될 수 있는 퇴비화 과정이 개시된 후, 공기는 송풍기에 의해 빠져 나오므로, 퇴비는 아래로부터 공기 공급된다. 이러한 공기 공급은 급격하게 일어난다. 즉, 약 1 내지 5분내에 용기의 부피에 상응하는 양의 공기가 공급된다. 공기 공급과 동시에, 또는 몇초 후에 폐기물 더미 상의 배출 공기가 송풍기에 의해 배출된다. 공기 공급 기간 동안에는 배출 공기중 산소 함량이 모니터링된다. 퇴비화 과정에 있어, 폐기물 및 폐기물 상의 공간에 형성된 CO₂와 같은 반응 기체 간에는 약간의 기체 교환이 일어난다. 이때문에 공기 공급 기간 동안, 배출 공기중 예를들어, 20%의 비교적 높은 산소 농도가 초기에 측정된다. 급격하게 공급되는 공기는 폐기물 더미를 통과하고, 유기 반응 기체를 따라 이동하므로써, 배출 공기내 산소 함량은 16 내지 19%의 값으로 감소한다. 기체 분해 생성물이 분출되어 나오는 경우, 산소 함량은 신선한 공기의 산소 함량이 얻어질 때까지 다시 증가한다. 공기 공급 사이의 기간 동안 폐기물 더미내에서의 미생물학적 분해 방법에 의해 소모되는 산소의 양은 많으면 많을수록, 공기 공급 기간 동안에 측정되는 배출 공기의 산소함량을 감소시킨다. 따라서, 공기 공급 기간 동안에 측정되는 최저 산소 함량은 퇴비화 과정의 활성도의 척도이며, 이에 따라 퇴비화 과정을 제어하는데 사용될 수 있다. 배출 공기내 산소 함량의 바람직한 값은 약 17 내지 18%이다. 산소 함량이 이러한 값 미만으로 감소하는 경우, 공기 공급 기간 사이의 간격은 단축된다. 예를 들어, 공기 공급은 각 경우에 20분 간격으로 3분 동안 수행되고, 특정 시간 후, 폐기물 더미내서의 퇴비화 과정이 가속화되어 보다 많은 산소가 소모되므로써, 이 결과 배출 공기내 측정되는 산소 함량은 17% 미만으로 감소하며, 공기 공급은 20분마다 수행되지 않고, 예를 들어, 10분 마다 수행되거나 산소 함량이 하한선인 16%에 달하는 경우에는 5분마다 수행된다. 반대로, 배출 공기내의 산소 함량이 덜 급격히 감소하는 경우, 각각의 공기 공급 기간 사이의 간격은 증가한다. 유기물의 분해가 진행됨에 따라, 미생물의 산소 소모는 훨씬 적어져, 공기 공급 사이의 간격은 훨씬 더 길어진다. 이 간격이 약 1시간이 되는 경우, 이는 퇴비화 과정이 완결되고, 과정이 종료되므로써 퇴비화된 물질이 제거되어 새로운 폐기물로 대체될 수 있음을 의미한다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 형태에 따르면, 폐기물 더미와 용기벽 사이의 공간에서 산소의 함량은 센서(24)에 의해 측정된다. 이러한 공기 큐션과 폐기물 더미내의 기체량 간에는 대류 및 확산에 의한 소정의 기체 교환이 일어나, 상기 공기 쿠션내 산소의 일부가 폐기물 더미내로 유입되어, 퇴비화 과정에 의해 소모된다. 따라서, 폐기물 더미와 용기 상의 공간내 산소의 함량은 공기 공급 기간 사이의 휴지 기간 중에 감소한다. 부패 과정의 단계가 많으면 많을수록, O₂함량은 더욱 빠르게 감소하여, 공기 공급이 보다 자주 이루어져야 한다.

끝으로, 폐기물 더미내 기체중 산소 함량을 측정할 수 있다. 폐기물 내의 분해 과정은 위치 변동이 심하게 일어날 수 있기 때문에, 수개의 프로우브(25,26)가 폐기물 더미의 여러 위치에 제공되어 이들 데이터로부터 평균값을 구해야 한다.

Claims (7)

1. 공기가 폐기물을 통해 아래로부터 불연속적이고 단속적으로 제공되고 기체 분해 생성물과 혼합물로서 배출되며, 공기가 공급되는 호기성 조건하의 밀폐된 용기내에서 퇴비화 과정이 수행되는 유기 폐기물의 미생물학적 분해 방법에 있어서,

   공기의 공급과 동시에 또는 잠시 후에 소모된 공기를 폐기물 상의 공간으로부터 배출시키고, 공기 공급 기간 사이의 휴지 기간의 지속 시간을 배출 공기중의 O₂함량의 최소값의 함수로서, 배출 공기중의 O₂함량이 16부피% 미만으로 감소되지 않도록 함을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 폐기물 더미와 용기 벽 사이의 공간 중의 산소 함량의 시간에 따른 변화가 휴지 기간중에 측정됨을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공기 공급 기간의 지속시간이 1 내지 5분임을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1회 공기 공급기간중에 공급된 공기의 양이 용기의 체적에 상응함을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 퇴비화 폐기물내의 온도가 75℃ 미만으로 유지됨을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 방출 또는 배출되는 공기가 활성 여과기를 통과함을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 수행하기 위한, 공기 공급 플로어(3)가 구비된 용기(1)에 있어서, 공기 공급 플로어(3)가 서로 약간의 간격을 두고 인접하여 배열된 긴 형상 또는 막대(23)로 이루어지고, 공기가 송풍기(15)에 의해 용기의 하부로부터 도입되며, 상기 용기(1)가 배출 공기중의 산소 함량을 측정하기 위한 센서가 장착된 공기 덕트(9)를 포함함을 특징으로 하는 용기.