KR100381706B1 - 폐열을 이용한 폐기물 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐기물 소각시 발생하는 폐열을 폐수, 예를 들어 축산 폐수 처리 과정 및 음식물 쓰레기 처리 과정에 이용함으로서 연료의 소비를 줄이고, 또한 각 장치의 처리 효율을 향상시킬 수 있는 폐기물 처리 시스템을 제공하며, 본 발명의 폐기물 처리 시스템은 폐기물 소각 유니트, 축산 폐수 처리 유니트 및 음식물 쓰레기의 건조, 발효가 이루어지는 음식물 쓰레기 처리 유니트로 이루어진다. 본 발명에서의 폐기물 소각 유니트는 투입된 폐기물을 소각시키며 내부에 열분해 반응기가 설치된 버너; 열분해 반응기의 열을 전달받으며, 내부에서의 열 교환이 이루어진 가스를 가열한 후 열 분해 반응기로 공급하는 열 교환기를 포함하며, 축산 폐수 처리 유니트는 투입된 축산 폐수를 액상 폐수와 고체를 분리하는 고/액 분리기; 폐기물 소각 유니트의 버너에서 전달된 고온의 열로 고/액 분리기에서 공급된 액상 폐수를 가열, 증발시키고 증발시 발생된 악취 성분이 함유된 가스를 열 교환기로 공급하는 증발조를 포함한다. 음식물 쓰레기 처리 유니트는 음식물 건조 발효시 발생되는 악취 성분이 함유된 가스를 열분해 반응기로 전달하고, 열 교환기에서 고온의 증기를 공급받아 음식물 쓰레기의 건조, 발효에 이용한다.

Description

폐열을 이용한 폐기물 처리 시스템{System for treating wastes}

본 발명은 폐기물 처리 시스템에 관한 것으로서, 특히 폐기물 소각시 발생하는 폐열을 이용하여 축산 폐수의 기화 및 음식물 쓰레기의 악취 제거 기능을 수행 할 수 있는 폐기물 처리 시스템에 관한 것이다.

폐타이어 등과 같은 폐기물, 음식물 쓰레기 및 축산 폐수를 처리하는 장치는 이미 널리 사용되고 있으나, 각 처리 장치는 각각의 용도 및 기능에 따라 독립적으로 설치, 운용되고 있다.

음식물 쓰레기 처리 장치는 음식물 쓰레기의 발효시 발생되는 악취를 제거하기 위한 탈취 장치 및 관련된 유동 라인을 구비하고 있다. 또한, 축산 폐수 처리 장치에는 폐수를 가열시키는 가열 장치 및 가열 장치로 고온의 공기를 공급하는 열 교환기 및 열 분해 반응기를 포함하고 있다.

이러한 구성을 갖는 음식물 쓰레기 처리 장치와 축산 폐수 처리 장치가 본 출원인에 의하여 2000년 5월 8일자로 특허출원된 폐수 처리 장치(출원번호 : 10-2000- 24282호)와 음식물 쓰레기 처리 장치(출원번호 : 10-2000-24286호)에 잘 설명되어 있다.

상술한 음식물 쓰레기 처리 장치와 축산 폐수 처리 장치에는 악취 성분을 제거하기 위한 별도의 악취 제거 수단이 각각 구비되어 있으며, 특히 축산 폐수 처리 장치에는 폐수를 가열, 기화시키기 위한 가열 수단을 포함하여야 한다.

한편, 폐타이어 등과 같은 폐기물의 처리에는 소각 방법이 가장 일반적으로 사용되고 있으나, 폐기물 소각시 발생하는 막대한 열량의 열은 활용되지 못하고 방치되고 있다.

따라서, 본 발명은 폐기물의 소각시 발생하는 열을 폐수, 예를 들어 축산 폐수 처리 과정 및 음식물 쓰레기 처리 과정, 특히 악취 성분 제거 공정에 이용함으로서 연료의 소비를 줄이고, 또한 각 장치의 처리 효율을 향상시킬 수 있는 폐기물 처리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 폐기물 소각 유니트를 기준으로 축산 폐수 처리 유니트와 음식물 쓰레기 처리 유니트를 적절하게 배치함으로서 이루어지며, 각 유니트는 열 및 기체 유동 라인을 통하여 연결된다.

이러한 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 폐기물 처리 시스템은 폐기물소각 유니트, 축산 폐수 처리 유니트 및 음식물 쓰레기의 건조, 발효가 이루어지는 음식물 쓰레기 처리 유니트로 이루어진다. 본 발명에서의 폐기물 소각 유니트는 투입된 폐기물을 소각시키며 내부에 열 분해 반응기가 설치된 버너; 열 분해 반응기의 열을 전달받으며, 내부에서의 열 교환이 이루어진 가스를 가열한 후 열 분해 반응기로 공급하는 열 교환기를 포함한다. 열 분해 반응기는 외부에서 공급된 악취 성분이 함유된 가스를 가열함으로서 악취 성분을 소각, 제거하게 된다.

축산 폐수 처리 유니트는 투입된 축산 폐수를 액상 폐수와 고체를 분리하는 고/액 분리기; 폐기물 소각 유니트의 버너에서 전달된 고온의 열로 고/액 분리기에서 공급된 액상 폐수를 가열, 증발시키고 증발시 발생된 악취 성분이 함유된 가스를 열 교환기로 공급하는 증발조를 포함한다.

음식물 쓰레기 처리 유니트는 음식물 건조 발효시 발생되는 악취 성분이 함유된 가스를 열분해 반응기로 전달하고, 열 교환기에서 고온의 증기를 공급받아 음식물 쓰레기의 건조, 발효에 이용한다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참고하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 개략적인 전체 구성도.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 개략적인 전체 구성도로서, 본 발명에 따른 시스템은 상술한 바와 같이 폐기물 소각 유니트(30)를 기준으로 그 주변에 축산 폐수 처리 유니트(10)와 음식물 쓰레기 처리 유니트(20)가 배치되어 있다.

축산 폐수 처리 유니트(10)

축산 폐수 처리 유니트(10)는 고/액 분리기(11), 저장조(12) 및 증발조(13)를 포함한다. 고/액 분리기(11)로 투입된 축산 폐수(실질적으로는 액상체와 고형체의 혼합물임)는 원심 분리에 의하여 액상 폐수 및 고형체로 분리된다. 분리된 고형체는 후술할 음식물 쓰레기 처리 유니트(20)로 이송되며, 폐수는 저장조(12)로 이송된다. 저장조(12)에 수집된 폐수는 폐수 유동 라인(W1)을 통하여 증발조(13)로 이동하게 되며, 이때, 폐수는 펌프(14)를 통하여 강제 유동한다.

음식물 쓰레기 처리 유니트(20)

음식물 쓰레기가 수집, 발효되는 음식물 쓰레기 처리 유니트(20)는 음식물 쓰레기 발효시 발생되는 악취를 제거하기 위한 탈취 장치, 응축기 및 열 교환기와 이와 관련된 유동 라인을 구비하고 있다. 본 발명에서 이용된 음식물 쓰레기 처리 유니트(20)의 구체적인 구성 및 기능은 본 출원인에 의하여 2000년 5월 8일자로 출원된 10-2000-24286호에 구체적으로 설명되어 있으며, 따라서 이에 대한 설명은 생략한다.

한편, 음식물 쓰레기 처리 유니트(20)의 음식물 쓰레기 유입 라인(F1)은 축산 폐수 처리 유니트(10)의 고/액 분리기(11)와 연결되어 있으며, 따라서 고/액 분리기(11)에서 분리된 고형체는 음식물 쓰레기와 함께 음식물 쓰레기 처리 유니트 (10) 내로 투입된다.

폐기물 처리 유니트(30)

폐기물, 예를 들어 폐타이어를 소각하는 폐기물 처리 유니트(30)는 버너(31)와 열 분해 반응기(32) 그리고 열 교환기(33)를 포함한다. 비록 도면에서는 버너 (31)와 열 분해 반응기(32)를 별도로 도시하였으나, 폐기물의 연소가 진행되는 버너(31) 내에 열 분해 반응기(32)가 설치되어 있다. 열 분해 반응기(32)는 폐수 처리 유니트(10)의 증발조(13), 음식물 쓰레기 처리 유니트(20) 및 열 교환기(33)와 각각 연결되어 있다. 한편, 열 교환기(33)는 폐수 처리 유니트(10)의 증발조(13)와 음식물 쓰레기 처리 유니트(20)에 각각 연결되어 있다.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동 기능을 도 1을 통하여 설명한다.

먼저, 폐기물 소각 유니트(30)의 버너(31) 내에 폐타이어 등과 같은 폐기물을 투입한 후 버너(31)를 가동하면 폐기물이 소각되면서 고온의 열이 발생되며, 이 열은 열 분해 반응기(32)로 전달된다.

한편, 축산 폐수 처리 유니트(10)의 고/액 분리기(11)에서 분리된 고형체는 음식물 쓰레기 처리 유니트(20) 내로 이송되며, 액체상의 폐수는 저장조(12)를 경유하여 증발조(13)로 공급된다. 폐기물 소각 유니트(30)의 열 분해 반응기(32)에서 배출된 고온의 열은 열 교환기(33)와 축산 폐수 처리 유니트(10)의 증발조(13)로 각각 공급되며, 따라서 증발조(13)에 수용된 액체상의 폐수는 고열에 의하여 가열, 증발된다. 폐수가 증발되는 과정에서 발생된 증기에는 악취 성분이 함유되어 있으며, 이 증기는 가스 유동 라인(G1)을 통하여 열 교환기(33) 내부로 유입된다. 이후의 과정은 후술하기로 한다.

한편, 음식물 쓰레기 처리 유니트(20)에서는 투입된 음식물 쓰레기에 대한 가열, 발효 공정이 진행되며, 이 발효 공정에서 발생된 발효 가스(악취 성분이 함유된 상태임)는 가스 유동 라인(G2)을 통하여 폐기물 소각 유니트(30)의 열분해 반응기(32) 내로 유입된다. 열 분해 반응기(32) 내의 고열에 의하여 발효 가스 내의 악취 성분이 소각, 제거되며, 이후 열 분해 반응기(32) 내의 고온의 공기는 열 교환기(33) 내로 유입된다.

열 교환기(33) 내로 유입된 고온의 공기는 증발기(13)에서 유입된 증기(악취 성분이 포함되어 있음)와의 열 교환을 진행하게 되며, 따라서 증발기(13)에서 유입된 증기는 온도가 상승하게 된다. 이와 같이 온도가 증가되어 기상(氣象)화된 (악취 성분이 함유된) 증기는 열 분해 반응기(32) 내로 유입되어 고온의 열에 의하여 함유된 악취 성분이 소각, 제거된다.

위와 같은 열 교환이 이루어진 후 열 교환기(33)에서 배출된 고온의 증기는 음식물 쓰레기 처리 유니트(20)로 공급되어 음식물 쓰레기에 대한 발효가 진행되는 발효조의 온도를 상승시키게 된다.

한편, 본 발명에서 이용된 열 분해 반응기(32)는 증기 내에 함유된 악취 성분을 고온에서 소각하는 일반적인 장치로서, 열 분해 반응기(32) 내에 완전 연소된 화염(약 1,000℃ 이상)과 열 교환기를 통하여 온도가 상승한 악취 성분 함유 증기(기상화된 상태임)를 함께 공급하게 되며, 따라서 열 분해 반응기(32) 내부를 유동하는 과정에서 증기 내에 함유된 악취 성분은 고온의 화염에 의하여 완전히 연소된다.

한편, 음식물 쓰레기 처리 유니트(20)에서 발효 공정이 완료된 발효물 및 정화처리된 처리수는 외부로 방출된다.

이상과 같은 본 발명은 폐기물 소각시 발생하는 열을 축산 폐수 처리 과정 및 음식물 쓰레기 처리 과정, 특히 악취 성분 제거 공정에 이용함으로서 연료의 소비를 줄이고, 또한 각 장치의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 폐기물 소각 유니트, 축산 폐수 처리 유니트 및 음식물 쓰레기의 건조, 발효가 이루어지는 음식물 쓰레기 처리 유니트로 이루어지되,

   상기 폐기물 소각 유니트는,

   투입된 폐기물을 소각시키며, 내부에는 공급된 악취 성분이 함유된 가스를 가열하여 악취 성분을 소각, 제거하는 열 분해 반응기가 설치된 버너;

   열분해 반응기의 열을 전달받으며, 내부에서의 열 교환이 이루어진 가스를 가열한 후 열 분해 반응기로 공급하는 열 교환기를 포함하며,

   상기 축산 폐수 처리 유니트는,

   투입된 축산 폐수를 액상 폐수와 고체를 분리하는 고/액 분리기;

   폐기물 소각 유니트의 버너에서 전달된 고온의 열로 고/액 분리기에서 공급된 액상 폐수를 가열, 증발시키고, 증발시 발생된 악취 성분이 함유된 가스를 상기 열 교환기 내로 공급하는 증발조를 포함하며,

   상기 음식물 쓰레기 처리 유니트는 음식물 건조 발효시 발생되는 악취 성분이 함유된 가스를 상기 열분해 반응기로 전달하고, 상기 열 교환기에서 고온의 증기를 공급받는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리 시스템.