KR100349101B1 - 음식물 쓰레기 소멸 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음식물 쓰레기 소멸 방법에 관한 것으로 유기질(음식물 쓰레기)을 적정 조건하에서 미생물에 방치하고, 이들 미생물이 분해 작용을 통한 증발현상으로 소멸하도록 하여, 저비용 고효율의 음식물 쓰레기 처리를 통한 환경 오염 방지를 목적으로 창출된 것으로, 미생물의 배양과 활성 증가를 위한 참나무 칩(chip)과 세라믹 칩을 병용한 배양칩을 형성한 준비 공정(100), 음식물 소멸 장치내로 투입하는 음식물 쓰레기 투입 공정(101), 음식물 쓰레기를 일정한 입자로 절단하는 파쇄 공정 (102), 절단된 음식물 쓰레기를 반응조(202)로 이동하는 반응조 내로 이동 공정(103), 음식물 쓰레기를 상호 교반하는 교반 및 예열 공정(104), 복합 미생물 제재를 투입함은 물론 적절한 활동을 위해 환경 설정을 이루는 복합 미생물 제재 투입 및 환경 설정 공정(105), 분해한 음식물 쓰레기를 수증기(H2O)와 이산화탄소(CO2)로 상태 변환시켜 증발하도록 하는 유기물 분해 및 소멸 공정(106), 분해 과정에서 생성된 악취를 적층 무지향성 금속 발포형 백금 세라믹 촉매를 이용하여 탈취하는 탈취 공정(107)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 음식물 쓰레기 소멸 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 가정 혹은 업소등에서 배출되는 잔반인 음식물 쓰레기를 일정한 조건하에서 미생물을 이용한 분해 작용으로 수증기화하고, 이를 집진 및 탈취 작용을 거쳐 증발시킴으로서 음식물 쓰레기를 소멸하도록 한 것이다.
일반적으로 음식물 쓰레기는 식생활이 시작되면서부터 발생된 부산물로서 농경 생활이 근간을 이루던 예전에는,
각 가정에서 배출된 음식물 쓰레기를 가축의 사료나 퇴비등에 재사용함으로서 쓰레기로 인식되기 보다는 또 다른 하나의 자원으로 간주되었다.
그러나 근자에 들어 산업의 분업화 및 생활 문화가 도시화되면서 가정 혹은 업소등에서 배출되는 잔반은 그 활용 범위가 축소되면서 점차적으로 음식물 쓰레기로의 인식이 고조되어, 최근에는 극심한 환경 오염의 주요 요인으로 작용하였다.
특히 우리 나라와 같이 조리된 음식물이 포함하는 수분이 많은 비중을 차지함으로 인해, 재활용보다는 매립이나 소각과 같은 폐기처분되는 것이 대부분이다.
이러한 음식물 쓰레기의 매립은 그 매립량이 증가함에 따라 매립지의 부족과 더불어 침출수로 인한 토양과 하천의 심각한 오염을 유발하여 환경 파괴의 주요 원인으로 작용하였다.
뿐만 아니라 소각시에도 음식물 쓰레기에 함유된 다량의 수분으로 인해 소각시 부산물로서 분진과 함께 다이옥신과 같은 인체에 치명적인 성분이 유출되는등의 2차 오염문제가 심각하였다.
그리하여 상기와 같은 음식물 쓰레기를 매립이나 소각과 같은 폐기처분이 아닌 퇴비나 가축의 사료로서 재활용하기 위한 방안이 다수 안출되어 시도 되었으나그 실효성이 미비한 상태이다.
이처럼 음식물 쓰레기를 이용한 퇴비 및 가축용 사료화의 방안은 그 초기 설비가 방대하여 상업성이 결여됨은 물론,
맵고 짠 우리 나라 식습관으로 인한 잔반이 가지는 높은 잔류 염분으로 토양에 악영향을 미치는 병폐를 초래한데 기인하였다.
이에 본 발명에서는 상기한 여러 가지 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 유기질(음식물 쓰레기)을 적정 조건하에서 미생물에 방치하고, 이들 미생물이 분해 작용을 통한 증발현상을 유도하여 소멸하도록 하여,
재활용이나 매립 및 소각에 소요되는 고비용 저효율을 개선하여 저비용 고효율의 음식물 쓰레기 처리를 통한 환경 오염 방지를 그 목적으로 한다.
도 1은 본 발명인 음식물 쓰레기 소멸 방법의 전체적인 작업 흐름을 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명인 음식물 쓰레기 소멸 방법을 실현하기 위한 개략적인 구성을 도시한 장치도.
*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*
100;준비 공정
101;음식물 투입 공정
102;파쇄 공정
103;파쇄된 음식물 쓰레기를 반응조 내로 이동 공정
104;예열된 공기 공급 및 교반공정
105;복합 미생물 제재 투입 및 환경 설정
106;유기물 분해 및 소멸 공정
107;탈취 공정
이하 첨부되는 도면과 관련하여 본 발명의 상세한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명인 음식물 쓰레기 소멸 방법의 전체적인 작업 흐름을 도시한 블럭도, 도 2는 본 발명인 음식물 쓰레기 소멸 방법을 실현하기 위한 개략적인 구성을 도시한 장치도로서 함께 설명한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명인 음식물 쓰레기 소멸 방법은 도 1에 도시된 블럭도와 같은 절차로서 수행되는데, 각 과정별 공정을 토대로 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 전체적인 소멸 공정으로는;
1.준비 공정(100),
2. 음식물 쓰레기 투입(101),
3. 파쇄(102),
4. 파쇄된 음식물 쓰레기를 반응조 내로 이동(103),
5. 예열된 공기 공급 및 교반(104),
6. 복합 미생물 제재 투입 및 환경 설정(105),
7. 유기물 분해 및 소멸 공정(106),
8. 탈취 공정(107),
의 8단계로 크게 구성된다.
상기 각 공정별 진행 과정을 상세히 설명하면;
1. 준비 공정(100);
음식물 쓰레기를 소멸하기 위해 투입되는 미생물의 배양과 활성 증가를 위해 미생물 배양용 참나무 칩(chip)과 세라믹 칩을 병용한 배양칩을 형성하는 공정으로,
세라믹 칩은 미생물의 생리활성 증가와 격자구조에 의한 발효 미생물의 배양 역할을 수행한다.
2. 음식물 쓰레기 투입 공정(101);
가정(아파트) 혹은 업소에서 배출된 음식물 쓰레기를 일정량 수거한 후 이를도 2에서와 같이 음식물 쓰레기 소멸 방법을 실현하기 위한 소멸 장치(200)내로 투입하는 공정으로서 적정 처리량이 1일 기준 약 100㎏정도의 투입량이 가장 이상적이라 할 수 있다.
3. 파쇄 공정(102);
상기 음식물 쓰레기 투입 공정을 통해 유입된 음식물 쓰레기를 일정한 입자로 절단하여 미생물과 음식물 쓰레기인 유기물 상호간의 분해 작용을 원활히 하는 공정으로,
특히 청과물을 비롯한 기타 항균 물질이 포함된(고추,양파등) 음식물 쓰레기의 경우 미생물의 침투를 근원적으로 차단하는데, 파쇄를 통해 미생물의 침투가 용이하도록 한다.
4. 반응조 내로 이동 공정(103);
상기 파쇄 공정을 통해 일정한 입자로 절단된 음식물 쓰레기를 온도와 습도가 적정하게 유지되어 미생물과의 상호 반응이 용이하도록 분해 환경을 조성한 반응조로 이동하는 공정으로,
이를 위해서는 도 2에서와 같이 파쇄기(201)와 반응조(202)가 상호 동일한 수평선상에 위치할 경우 스크류(203)를 통해 인위적으로 이동시키는 방법과,
이와는 상반되는 파쇄기(201)와 반응조(202)가 동일한 수직선상에 위치할 경우는 음식물 쓰레기의 자유 낙하에 의한 이동이 가능하다.
또한 상기 반응조(202)내에는 음식물 쓰레기의 분해를 위해 제재되는 미생물의 배양을 위해 제 1 공정에서 형성된 배양칩을 투입된다.
5. 예열된 공기 공급 및 교반 공정(104);
상기 반응조(202)내에 투입된 음식물 쓰레기와 배양칩을 상호 교반하여 미생물의 배양이 원활히 이루어지도록 하기 위한 전(前)공정으로, 미생물의 활동력이 가장 활발한 온도 유지를 위한 예열 작업도 동시에 수행된다.
6. 복합 미생물 제재 투입 및 환경 설정 공정(105);
상기 예열과 교반 공정을 거친 음식물 쓰레기에 분해 작용을 위한 복합 미생물 제재를 투입함은 물론 미생물의 적절한 활동을 위한 온도와 습도의 제어를 통한 환경 설정을 이룬다.
본 발명인 음식물 쓰레기의 소멸에 사용되는 미생물은;
고염도는 물론 음식물 쓰레기에 함유된 수분량이 90％ 이상의 조건하에서도 뛰어난 배양 능력과 분해 능력을 보유해야 하는 것으로,
이는 음식물 쓰레기가 계절별, 장소별로 배출되는 성격이 매우 다양하며, 이러한 음식물 쓰레기의 배출 성상에 적절히 대응하기 위함이다.
종래 음식물 쓰레기의 퇴비 및 사료화를 위해 제재되는 미생물이 음식물 쓰레기의 잔류 염분 농도가 약 3-8％이내일 경우만 활동한데,
우리 나라의 식습관에 의해 배출되는 대부분의 음식물 쓰레기의 잔류 염분 농도가 거의 10％내외임을 감안할 때 미생물의 발효나 분해 작용은 거의 이루어지지 않고 사멸하는 경우가 빈번히 발생하였다.
그러나 본 발명에 적용되는 복합 미생물 제재는 그 활동 범위가 잔류 염분 농도가 18％이상에서도 활동 가능한 내염성이 탁월한 미생물 제재로 다양한 성상을가지는 음식물 쓰레기에 적절히 대처하여 원활한 분해 작용이 가능하다.
7. 유기물 분해 및 소멸 공정(106);
유기물 분해 공정은 음식물 쓰레기에 함유된 단백질, 지방, 전분질, 섬유질등을 분해하는 것으로,
이러한 유기물은 복합 미생물 제재에 포함된 가용화 효소를 통해 저분자 물질인 당, 지방산, 아미노산, 글리세린등으로 변화하며, 이어 분해 효소에 의해 분해되면서 분해열에 의한 수증기(H2O)와 이산화탄소(CO2)로 상태 변화하여 증발한다.
또한 상기 미생물을 통한 분해 작용시 상호 작용에 의한 분해열이 발생하고, 이를 열교환기로 폐열 회수가 이루어지고,
초기 음식물 쓰레기의 반응조 투입시 온도 조절에 필요한 예열 공기로 재활용된다.
8. 탈취 공정(107);
상기 음식물 쓰레기 분해 과정에서 생성된 수증기와 이산화탄소내에 함유된 악취를 적층 무지향성 금속 발포형 백금 세라믹 촉매를 이용하여 탈취하는 공정으로서,
상기 백금 세라믹 촉매는 고온 귀금속 촉매로서 영구적 사용이 가능하여 내구성이 뛰어남은 물론, 음식물 쓰레기내에 포함된 유기산 및 난 분해성 악취까지 제거하여 청정 배기 가스의 배출이 가능한 효능을 가진다.
이상과 같은 일련의 작용을 통해 대부분의 음식물 쓰레기가 증발 소멸되어,
초기 음식물 쓰레기의 투입 공정에 비하여 현격한 체적 편차를 나타내며, 그 체적 감소율(소멸률)이 약 99％에 달하는 감소현상을 초래한다.
상기와 같은 음식물 쓰레기의 소멸은 종래 매립이나 퇴비 및 사료화를 위한 작업 공정으로 야기되는 침출수, 염분에 의한 토양 성질 악화 및 발효성 저하와 같은 2차적인 오염을 방지할 수 있는 장점을 가진다.
이상과 같은 본 발명인 음식물 쓰레기 소멸 방법은 음식물 쓰레기로 인해 야기되는 매립, 소각으로 인한 각종 환경 오염을 방지하여 쾌적한 자연 환경을 이룰 수 있는 유용한 발명이다.
Claims (3)
- 음식물 쓰레기 소멸 방법에 있어서;상기 음식물 쓰레기 소멸 방법은;음식물 쓰레기를 소멸하기 위한 미생물의 배양과 활성 증가를 위해 참나무 칩(chip)과 격자 구조의 세라믹 칩을 병용한 배양칩을 형성하는 제 1 공정인 준비 공정(100)과,배출된 음식물 쓰레기를 일정량 수거한 후 음식물 쓰레기 소멸 방법을 실현하기 위한 소멸 장치내로 투입하는 제 2 공정인 음식물 쓰레기 투입 공정(101)과,유입된 음식물 쓰레기를 일정한 입자로 절단하는 제 3 공정인 파쇄 공정 (102)및,일정한 입자로 절단된 음식물 쓰레기를 온도와 습도가 적정하게 유지되어 미생물과의 상호 반응이 용이하도록 분해 환경을 조성한 반응조(202)로 이동하는 제 4 공정인 반응조 내로 이동 공정(103)과,반응조(202)내에 투입된 음식물 쓰레기를 상호 교반하여 미생물의 배양이 원활히 이루어지도록 하기 위한 제 5 공정인 교반 및 예열 공정(104)과,예열과 교반 공정을 거친 음식물 쓰레기에 분해 작용을 위한 복합 미생물 제재를 투입함은 물론 미생물의 적절한 활동을 위한 온도와 습도의 제어를 통한 환경 설정을 이루는 제 6 공정인 복합 미생물 제재 투입 및 환경 설정 공정(105)과,음식물 쓰레기에 함유된 단백질, 지방, 전분질, 섬유질등을 복합 미생물 제재에 포함된 가용화 효소를 통해 저분자 물질인 당, 지방산, 아미노산, 글리세린등으로 변화하며, 이어 분해 효소에 의해 분해되면서 분해열에 의한 수증기(H2O)와 이산화탄소(CO2)로 상태 변화하여 증발하도록 하는 제 7 공정인 유기물 분해 및 소멸 공정(106)과,상기 음식물 쓰레기 분해 과정에서 생성된 수증기와 이산화탄소내에 함유된 악취를 적층 무지향성 금속 발포형 백금 세라믹 촉매를 이용하여 탈취하는 제 8 공정인 탈취 공정(107)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 소멸 방법.
- 제 1 항에 있어서;상기 복합 미생물 제재를 통한 증발 소멸되는 음식물 쓰레기의 체적 편차가 초기 투입 체적량에 비하여 약 99％이상 감소하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 소멸 방법.
- 제 1 항에 있어서;상기 유기물 분해 및 소멸 공정에서 발생된 분해열을 열교환기로서 폐열 회수가 이루어져 초기 음식물 쓰레기의 반응조 투입시 온도 조절에 필요한 예열 공기로 재활용하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 소멸 방법.
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