KR100306429B1 - 습식성폐기물을부패및건조시키는방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 습기성 폐기물을 부패시키고 건조시키는 공정 및 이러한 공정을 수행하는 다단계 반응로에 관한 것이다.

Description

습식성 폐기물을 부패 및 건조시키는 방법{PROCESS FOR ROTTING AND DRYING MOIST WASTE MATERIALS}

본 발명은 습식성 폐기물을 부패 및 건조시키는 방법에 관한 것이다.

독일에서는 소위 사회 폐기물의 양이 일년에 대략 4억톤 정도이다. 여기에는 가정 폐기물, 대용적 폐기물, 가정 폐기물과 유사한 상업 폐기물, 노상 폐기물,및 시장에서 배출되는 폐기물 등을 포함한다. 개별적인 폐기물로는 가정 폐기물, 음식점 폐기물을 포함하는 주방 폐기물, 산업 폐기물, 및 대규모 가정 폐기물, 정원 폐기물, 공원 및 농경지로부터 배출되는 폐기물, 예컨대 식품 산업, 동물 사육장, 양조장, 병원 등에서 배출되는 유기성 상업 폐기물 등이 있다.

이러한 폐기물을 독일에서는 소위 "테크니컬 인스트럭션 : 코뮤니티 웨이스트(Technical Instruction : Community Waste)" 에서 처리하고 관리한다.

독일에서는 예컨대 플라스틱 폐기물 및 캔을 분리 수거하는 "듀얼 시스템(Dual System)" 또는 생물학적 폐기물을 처리하는 "바이오 톤스(Bio Tons)"에 의해 분리 수거되는 폐기물의 양이 증가되고 있음에도 불구하고, 이들 폐기물들을 혼합하여 처리하기 때문에, 유리, 종이, 및 금속류를 분리한 후에도 혼합 폐기물이 여전히 남게 되어, 이들 잔류 폐기물을 소각하거나 또는 땅에 매립하여 처리하고 있다.

습식성 폐기물의 포함비율이 높아짐에 따라, 폐기물 더미의 밀폐에 대한 요구가 높아지고, 소각 설비에서의 열량값을 낮추고자 하는 요구가 높아지고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 소각 설비에서 처리될 폐기물 더미를 개선시키는 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 반응로 및 그의 작용을 개략적으로 도시한 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : A영역 2 : B영역

3 : C영역 4 : 폐기물

5,6 : 통풍구 7 : 폐기물 방출구

8 : 폐기 가스 방출부 9 : 폐수 배수구

10 : 반응로 내에 쌓인 폐기물

11 : 프레스 12 : 반응로 하우징

13 : 바닥 이송기

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 습식성 폐기물을 부패 및 건조시키는 방법은,

습식성 폐기물을 3개의 작동 영역(A,B,C)으로 분할된 반응로에 공급하는 단계와,

폐기물을 A영역에 공급한 후 프레스를 사용하여 A영역으로부터 B영역으로 이송시키는 단계와,

폐기물이 A영역으로부터 B영역에 도달하는 동안 수분을 짜내어 제거하는 단계와,

폐기물을 공기가 공급되는 B영역으로 통과시키는 단계와,

B영역에서 폐기물 중 유기 성분의 적어도 일부가 생물학적으로 반응하여 CO₂및 물로 변환되는 단계와, 그리고

반응에 의해 형성된 물을 폐수 배수구를 통해 제거하고, 상기 반응에 의해 형성된 가스를 폐기 가스 배출부를 통해 제거하며, B영역의 폐기물을 공기가 공급되는 C영역으로 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

참조부호(12)는 반응로 하우징을 나타낸다. 폐기물(4)은 상부로부터 반응로 하우징(12)으로 공급된다. 참조부호(1,2,3)는 반응로 내의 영역(A,B,C)을 나타낸다. 참조부호(11)는 프레스이고, 참조부호(10)는 반응로 내에 쌓인 폐기물이다. 통풍구(5)를 통해, 공기 및 산소가 각각 B영역(2)에 공급된다. 통풍구(6)를 통해, 공기 및 산소가 C영역(3)에 공급된다. 폐수는 폐수 배수구(9)를 통해 제거된다. 참조부호(7)는 처리된 폐기물을 방출하는 방출구이다. 참조부호(13)은 B영역으로부터 C영역으로 폐기물을 이송하는 바닥 이송기이다. 폐기 가스는 폐기 가스 배출부(8)를 통해 배출된다.

본 발명에 따른 반응로는 수평하게 놓이며, 바람직하게는 직사각형 단면을 가진다. 그렇지만, 원형, 다각형, 사다리꼴 등과 같은 여러 단면들로 형성될 수 있다.

이러한 반응로는 3개의 영역(A,B,C)으로 분할된 3단계 반응로이다. 기본적으로, 이러한 반응로는 단지 2단계일 수도 있고 또는 3단계 이상일 수도 있다. 이러한 형태의 반응로는 본 명세서에서는 상세하게 설명하지 않는다.

폐기물은 반응로의 A영역에 공급되고, 반응로의 B영역을 통과하며, C영역을 통과하고 난 후 반응로에서 폐수 배수구(9)를 통해 배출된다.

폐기물이 반응로 내에서 체류하는 시간은 4 내지 14일이며, 바람직하게는 6 내지 10일이다.

이러한 체류 시간은 공급되는 폐기물의 형태와 완제품의 사용 종류에 따라 다르다.

공급되는 폐기물들은 서두에서 언급한 폐기물일 수도 있다. 그렇지만, 이러한 분류는 완벽한 것이 아니다. 또한, 석탄과 본 발명에 의해 처리될 수 있는 다른 폐기물을 포함하는 많은 산업 폐기물은 본 명세서에서는 언급되지 않았다.

일반적으로, 폐기물을 상부에서 반응로의 A영역 내로 공급하고, 프레스를 사용하여 0.5 내지 3일의 체류시간 내에, 바람직하게는 1 내지 2일의 체류 시간 내에 A영역을 연속적으로 통과시킨다. 적절한 프레스로는 예컨대 소위 프레스판을 들수 있으며, 당업자들에게 알려진 다른 프레스가 적용될 수 있다. 프레스판은 0.50m 내지 1.50m의 행정을 가질 수도 있다. 반응로의 바닥은 이송 방향으로 상승되어 있다. 반응로 바닥의 바람직한 경사도는 8 내지 15% 이다. 그렇지만, 이러한 경사도는 또한 더 높거나 낮을 수도 있다. 상기한 반응로의 단면은 경사도에 의해 감소되기 때문에, 프레스에 대한 대항 압력이 발생한다. 이러한 압축에 의해 물이 탈수된다. 이러한 방식에 의해, 공급된 폐기물에 함유된 물의 양은 대폭 감소될 수 있다. 예컨대, 폐기물에 함유된 원래의 수분의 양은 약 65 내지 50% 정도 감소된다. 이러한 물의 감소율은 프레스의 행정을 변화시키거나 또는 반응로의 바닥의 경사각을 변화시킴으로써 보다 더 증가될 수도 있다. 이러한 방식에 의해, 폐기물에 함유된 물의 양을 감소시킴으로써, 상기한 본 발명의 목적이 달성된다.

A영역에서는 산소 또는 공기가 부가되지 않는데, 이는 폐기물 내에 감금된 공기가 함유하는 산소의 양이 박테리아를 성장시키기에 충분하기 때문이다. 그러나, 필요하다면 공기를 부가시킬 수도 있다.

B영역에서는, 실질적인 생물학적 분해와 생물학적 건조가 이루어진다.

B영역의 바닥의 높이는 A영역의 바닥의 높이보다 낮다. 따라서, A영역으로부터 보다 큰 부피를 갖는 B영역으로 폐기물이 진행함에 따라, 폐기물은 느슨해진다. 이러한 폐기물은 프레싱 장치에 의해 B영역으로 이송된다. 적절한 장치로는 예컨대 바닥 이송기를 들 수 있다. 그렇지만, 당업자들에게 알려진 여러 프레싱 장치가 본 발명에 적용될 수도 있다. B영역에서는 하부의 통풍구(5)로부터 산소와 공기가 공급된다.

통풍 기술의 관점에서 볼 때, B영역은 독립적으로 조절될 수 있는 여러 통풍 영역으로 분할되어 있다. 통풍 영역의 수는 개별 돌출부의 수요에 의존한다. 생물학적 활성화가 증가됨에 따라 열이 증가한다. 이때, 유기 폐기물 성분의 적어도 일부가 CO₂및 물로 변환된다. 이 때 형성된 물은 폐수 배수구(9) 또는 다른 개구를 통해 제거되며, 형성된 가스 물질은 폐기 가스 방출부(8)로 배출된다.

통풍 상태하에서 분해시키기 때문에, 현저하게 많은 양의 유기 성분이 분해된다. 작업의 종류와 유기 성분의 종류에 따라 유기 성분은 50% 까지 분해될 수 있으며, 종래 기술의 상태하에서는 25% 까지 분해될 수도 있다. 이러한 반응은 또한 습식성 폐기물의 열량을 증가시킨다. A영역과 B영역을 통과함으로써, 예컨대 5,000 KJ/kg 로부터 10,000 KJ/kg 로 2배로 증가된 습식성 폐기물의 열량이 얻어진다.

바람직한 실시예에서, 바닥 이송기는 C영역 내로 이어져 있다. 또한, 이 C영역은 각각 독립적으로 조절될 수 있는 여러 통풍 영역으로 분할되어 있다. 하지만, B영역에서와는 다르게, C영역에서는 바람직하게는 가열된 공기가 통풍을 위해 사용된다. 가열된 공기는 설비가 유용한 경우에는 연속적으로 소각 장치 내로 공급될 수도 있다.

따라서, 영역(A,B,C)을 통과한 후에, 폐기물의 열량은 상기한 바와 같이 두 배로 증가될 수 있다.

원하는 최종 수분량에 따라, 온도 및 부가되는 공기의 양이 변화될 수 있다.

뜨겁고 악취나는 폐기 공기는 개별 영역 내의 반응로 천정에 형성된 여러 폐기 가스 방출부(8)를 통해 배출될 수 있다.

바람직하게는, 통풍 장치를 통해 B영역 및 C영역으로 첨가된 공기보다 많은 공기가 배출된다. 따라서, 반응로는 진공 상태에 놓이게 되고, 더 이상의 배출이 발생하지 않는다.

공기 흐름의 일부는 전체 공기량을 최소화하기 위해 재활용될 수 있다. 반응로의 폐기 공기는 장치가 허용하는 한 소각 공정용 공급 공기로서 건조된 후에 다시 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 폐기물 부패 및 건조시키는 방법에 의하면, 처리될 폐기물에 함유된 수분의 양을 현저하게 감소시킴으로써, 소각 설비에서의 열량값을 낮출 수 있고, 폐기물에서 발생하는 악취를 줄일 수 있으며, 폐기물의 처리를 용이하게 함으로써 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

1. 습식성 폐기물을 부패 및 건조시키는 방법에 있어서,

   습식성 폐기물을 3개의 작동 영역(A,B,C)으로 분할된 반응로에 공급하는 단계와,

   상기 폐기물을 A영역에 공급한 후 프레스를 사용하여 상기 A영역으로부터 상기 B영역으로 이송시키는 단계와,

   상기 폐기물이 상기 A영역으로부터 상기 B영역에 도달하는 동안 수분을 짜내어 제거하는 단계와,

   상기 폐기물을 공기가 공급되는 상기 B영역으로 통과시키는 단계와,

   상기 B영역에서 상기 폐기물 중 유기 성분의 적어도 일부가 생물학적으로 반응하여 CO₂및 물로 변환되는 단계와, 그리고

   상기 반응에 의해 형성된 물을 폐수 배수구를 통해 제거하고, 상기 반응에 의해 형성된 가스를 폐기 가스 배출부를 통해 제거하며, 상기 B영역의 폐기물을 공기가 공급되는 상기 C영역으로 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 폐기물이 상기 반응로 내에서 체류하는 시간은 4 내지 14 일인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 반응로는 수평하게 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 폐기물을 상부로부터 상기 A영역 내로 공급하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 A영역을 통과하는 상기 폐기물의 이동은 프레스판에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 A영역 내의 폐기물은 상기 A영역으로부터 상기 B영역을 향해 상승되어 있는 바닥부를 가로질러 이동하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 폐기물은 상기 A영역보다 낮은 위치에 위치하여 상기 A영역의 부피 보다 상기 B영역의 부피를 증가시키는 바닥부를 가로질러 상기 B영역을 통과하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 7항에 있어서, 상기 폐기물은 바닥 이송기에 의해 상기 B영역을 통과하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1항에 있어서, 상기 공기가 하부로부터 상기 B영역 및 상기 C영역으로 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1항 또는 제 9항에 있어서, 상기 B영역 및 상기 C영역은 각각 독립적으로 조절될 수 있는 다른 통풍 영역으로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 1항에 있어서, 상기 단계에서 형성된 가스를 배출하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 1항 또는 제 11항에 있어서, 상기 C영역으로 가열된 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 1항에 있어서, 상기 폐기물이 상기 반응로에서 체류하는 시간은 6 내지 10일인 것을 특징으로 하는 방법.

Images