KR100384068B1 - 음식물 쓰레기의 비료화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기를 분쇄한 후 안정화처리시킴으로써 대량으로 비료화할 수 있는 음식물 쓰레기의 비료화 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 음식물 쓰레기의 비료화 방법은 인력 또는 자석에 의해 음식물 쓰레기 중의 이물질을 선별하는 단계; 선별된 음식물 쓰레기를 분쇄기에서 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 음식물 쓰레기 60 중량%를 축분 10중량%, 대두박, 주정박 20중량%, 공정오니 10중량%의 비율로 배합하여 안정화 반응기에서 교반하는 안정화 처리 단계; 안정화 처리 단계를 거친 음식물 쓰레기를 건조기에서 건조시켜 분말 상태로 만드는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 최대 120ton/day 이상의 음식물 쓰레기를 비료로 처리할 수 있게 됨으로써 음식물 쓰레기로 인한 환경문제를 해결할 수 있게 되며, 아울러 생성된 비료(퇴비)를 산성토양의 토양개량제로 사용할 수 있게 되어 자원 재활용의 측면에서도 매우 유용하다.

Description

음식물 쓰레기의 비료화 방법{Method of making fertilizer using food trash}

본 발명은 음식물 쓰레기의 비료화 방법에 관한 것으로서, 특히 음식물 쓰레기를 분쇄한 후 반응기에서 안정화처리시킴으로써 대량으로 비료화할 수 있는 음식물 쓰레기의 비료화 방법에 관한 것이다.

일반가정이나 음식점 등에서는 매일 엄청난 양의 음식물 쓰레기가 배출되고있고, 이러한 음식물 쓰레기는 다량의 수분을 함유하고 있어 쉽게 부패될 뿐만 아니라 수거·운반시 악취 및 오수가 발생하고 매립시에 다량의 침출수가 발생됨으로써 지하수를 오염시키게 된다. 또한 음식물 쓰레기는 매립시 많은 용적을 차지하여 매립지의 사용연수를 줄이는 요인이 된다. 더욱이, 매립지의 인근에 거주하는 주민들은 음식물 쓰레기로부터 발생하는 악취 때문에 항상 시달려야만 한다.

따라서, 이러한 문제점들 때문에 음식물 쓰레기를 매립하지 않고 효과적으로 처리하기 위하여 다양한 방법이 동원되고 있는 바, 이러한 음식물 쓰레기 처리방법들 중 대표적인 방법들을 설명하면 다음과 같다.

첫째, 발효에 의한 음식물 처리 방식이다. 이 발효처리방법은 양질의 퇴비화가 가능하고 보온처리만 하면 되기 때문에 에너지 사용을 줄일 수 있다는 장점이 있지만 유기물을 분해하는데 많은 시간이 소요되고 발효된 음식물 쓰레기를 퇴비화 하기 위하여 수십일 이상 숙성해야 한다는 문제점이 있다. 또한 퇴비화를 위하여 톱밥이나 왕겨와 같은 수분조정제가 추가로 필요할 뿐만 아니라 발효를 시키기 위하여 미생물이 필요하며, 미생물의 번식을 위한 성장조건이 비교적 까다롭고 처리비용이 많이 드는 문제점도 있다.

둘째, 건조처리방법을 들 수 있다. 이 방법은 발효처리방법보다 처리시간이 현저하게 짧고 처리결과물을 가축용 사료로 사용하기에는 적절하지 않지만 가축용 활성탄 사료 및 그 제조방법의 보조원료로 사용가능하다는 장점이 있다. 하지만, 압착에 의하여 덩어리진 상태로 건조되기 때문에 퇴비화가 불가능할 뿐만 아니라 시설비용이 많이 드는 문제점이 있다. 또한, 사료나 퇴비로 사용하지 않고 매립할경우에는 빗물이나 매립지 자체의 수분에 의하여 다시 젖어 메탄가스 및 침출수를 발생시키는 문제도 있다.

셋째, 소각처리방법이다. 이 방법은 대량으로 처리할 수 있다는 장점은 있으나, 시설비가 많이 들고, 수분 때문에 소각처리에 어려움이 있을 뿐만 아니라 많은 연료가 들며, 물기가 많은 음식물 쓰레기를 화염에 의하여 직접 소각처리하게 되면 인체에 치명적인 발암물질로 알려져 있는 다이옥신과 같은 오염물질이 다량 발생할 뿐만 아니라 악취가 발생하여 인체에 해를 주게 되고 환경오염을 유발하게 된다.

따라서, 이러한 종래의 쓰레기 처리 방안의 문제점을 감안하여 현재 다양한 방법이 개발되고 있으나 성공적인 결과를 얻은 사례는 미흡한 실정이며, 특히 음식물 쓰레기를 소각 처리하지 않고 비료로서 재활용할 수 있는 방법에 대해서 연구가 진행 중이며, 현재 시행되는 방법 중의 하나로서 음식물 쓰레기를 첨가물과 함께 펠릿화하는 방법을 들 수 있으나, 이는 일일 처리량이 최대 30ton으로서 대량으로 발생되는 도시의 음식물 쓰레기를 처리하기에는 적합하지 아니하며, 처리시 배합 조정제로 첨가되는 원료때문에 처리 원가가 높은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다량의 음식물 쓰레기를 안정적으로 처리하여 비료화할 수 있는 음식물 쓰레기의 비료화 방법을 제공하는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기의 비료화 방법의 흐름도,

도2는 본 발명의 음식물 쓰레기의 비료화 방법의 일부 개략 공정도,

도3은 본 발명의 음식물 쓰레기의 비료화 방법에 사용되는 안정화 반응기의 개략 사시도,

도4는 본 발명의 음식물 쓰레기의 비료화 방법에 사용되는 건조기의 개략사시도이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 음식물 쓰레기의 비료화 방법은 음식물 쓰레기를 인력 또는 자석에 의해 선별하는 단계; 상기 선별된 음식물 쓰레기를 분쇄기에서 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 음식물 쓰레기 60 중량%를 축분 10중량%, 대두박, 주정박 20중량%, 공정오니 10중량%의 비율로 배합하여 안정화 반응기에서 교반하는 안정화 처리 단계; 안정화 처리 단계를 거친 음식물 쓰레기를 건조기에서 건조시켜 분말 상태로 만드는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 음식물 쓰레기의 비료화 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 바람직한 실시예의 흐름도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 음식물 쓰레기의 비료화 방법은 음식물 쓰레기의 선별 단계, 분쇄단계, 안정화처리 단계, 건조 단계로 구성된다. 도2는 본 실시예의 선별 단계 및 분쇄단계를 설명하는 일부 개략 공정도로서, 이를 참조하여 선별 단계 및 분쇄 단계를 상세히 설명한다.

음식물 쓰레기는 차량 또는 드럼에 의해 수거, 운반되어지는 바, 차량으로 운반된 음식물 쓰레기는 탱크(11)로 옮겨지고 드럼에 의해 수거된 음식물 쓰레기는 호퍼(15)에 투입된다. 음식물 쓰레기는 스크류 피더(17)에 의해 벨트 컨베이어(19)로 이송되고 벨트 컨베이어(19)에서는 일차적으로 사람에 의해 이물질의 선별작업이 이루어진다. 이어서 음식물 쓰레기는 벨트 컨베이어(19)의 종단으로 이송되고이 종단에는 자석선별기(21)가 설치되어 음식물 쓰레기에 포함된 쇠붙이를 자력선별한다. 선별된 음식물 쓰레기는 스크류 피더(23)를 거쳐 분쇄기(25)에 투입된다.본 실시예에서는 6 ton/hour 용량의 분쇄기를 사용하여 1일 최고 50 ∼ 70 ton을 분쇄한다. 분쇄기에서 분쇄된 음식물 쓰레기는 스크류 피더(27),(29)를 거쳐 운반통(31)에 담겨진다.

선별 및 분쇄 단계를 거친 음식물 쓰레기는 운반통(31)에 옮겨져 안정화 반응기에 장입되어 안정화 처리 단계를 거치게 된다. 도3은 본 발명의 음식물 쓰레기의 비료화 방법에 사용되는 안정화 반응기의 개략 사시도로서 이를 참조하여 안정화 처리 단계를 설명한다. 안정화 처리 단계는 분쇄된 음식물 쓰레기를 안정된 상태의 유기물을 보존하면서 교반 및 안정화시키는 단계이다. 선별, 분쇄단계를 거친 음식물은 각종 첨가제와 함께 안정화 반응기(33)에 장입되어 교반된다. 여기서, 첨가제는 본 기술분야의 당업자들은 쉽게 이해할 수 있듯이 생석회, 질석, 맥반석 등으로서, 분말형으로 첨가되는 것이 바람직하다. 또한, 교반단계에서는 유기물을 코팅처리하여 상태를 안정되게 하고 병원성 세균을 살균처리한다. 여기서, 유기물과 첨가제가 반응기(33)에 교반되면, 생석회와 같은 분말형 첨가제는 분쇄된 유기물에 묻어 코팅되는 것이며, 첨가제가 수분과 반응하여 발생되는 고열에 의해 유기물에 포함된 유해한 병원성 세균은 살균되는 반면, 예컨대 축분에 포함되는 루브람균과 같이 토양에 유익한 세균은 고온에도 살균되지 않으므로 유기물과 함께 첨가제 분말에 의해 코팅되는 것이다. 첨가물의 배합비는 분쇄되고 생석회, 질석 및 맥반석이 첨가되어 교반된 음식물쓰레기 60 중량%, 축분 10중량%, 대두박, 주정박 20중량%, 공정오니 10중량%이다. 여기서, 축분은 부족한 유기물을 보충받고 또한 토양에 유익한 루브람균과 같은 세균을 보충받기 위해 첨가되는 것이고, 대두박과 주정박 또한 유기물을 보충받기 위한 것이며, 공정오니는 예컨대 주류, 음료, 빵과 같은 식품제조공정에서 발생되는 각종의 유기성 폐기물로서, 예컨대 콩깍지, 비지 등과 같은 유기물질이며, 이또한 유기물질의 보충을 위해 첨가되는 것이다. 교반 반응시 음식물의 염분은 첨가물에 의한 희석 효과에 의해 1.0% 이하로 감소되게 된다. 보다 상세히 설명하면, 교반반응시 음식폐기물을 원료로 하는 비료의 최종 제품의 염분의 농도를 조절하기 위해 또는 저감시키기 위해, 전술된 첨가제를 첨가하여 교반시키면, 그 첨가제의 희석효과에 의해 염분의 비율이 1.0중량% 이하로 감소되는 것이다. 본 실시예에서 채택된 안정화 반응기는 10∼15 ton/hour을 처리할 수 있고, 1일 처리 용량은 100∼120 ton 정도이다. 안정화 처리 단계를 거친 음식물은 고운 죽 상태이고, 약알칼리성을 띠는 유기질 부산물 퇴비로 된다. 이러한 퇴비는 특히 산성토양의 토양 개량제로서 유용하다.

도4는 본 발명의 음식물 쓰레기의 비료화 방법에 사용되는 건조기의 개략사시도이다. 안정화 반응기(33)를 거친 음식물은 수분 90% 이상인 고운 죽 상태이므로 이를 수분 35% 이하의 분말 상태의 최종 제품을 얻기 위하여 건조 단계를 거친다. 본 실시예에서 사용되는 건조기(35)는 로타리 킬른 타입(Rotary Kiln Type)의 건조기로서 1일 70∼80 ton의 대용량을 처리할 수 있는 건조기이다.

다음으로 이상과 같은 구성의 본 발명의 음식물 쓰레기의 비료화 방법의 효과를 설명한다.

본 발명에 따르면, 현재 최대 30ton/day의 음식물을 처리하고 있는 기존의 공법을 대체하여 최소 단일라인으로 설치시 약 70ton/day 까지의 음식물을 처리할 수 있으며, 한편 통상적이고 기본적으로 각각의 장치들이 2개씩 짝을 이루어 병렬로 배치되는 경우에는 120ton/day 또는 다소의 범위로 그 이상 음식물을 처리할 수 있으므로, 대량으로 배출되는 음식물 쓰레기를 신속하게 처리하여 음식물 쓰레기로 인한 환경문제를 해결할 수 있게 되며, 아울러 생성된 비료(퇴비)를 산성토양의 토양개량제로 사용할 수 있게 되어 자원 재활용의 측면에서도 매우 유용하다.

Claims (1)

1. 인력 또는 자석으로 음식물쓰레기에 포함된 이물질을 선별하는 단계;

   상기 선별된 음식물쓰레기를 분쇄기에서 분쇄하는 단계;

   상기 분쇄된 음식물쓰레기에 생석회, 질석 및 맥반석을 첨가하여 교반하고, 상기 교반된 음식물쓰레기 60중량%에 축분 10중량%, 대두박 및 주정박 20중량%, 및 공정오니 10중량%를 배합하여 안정화 반응기에서 교반하는 안정화 처리단계; 및

   상기 안정화 처리단계를 거친 음식물쓰레기 혼합물을 건조기에서 건조시켜 분말상태로 만드는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기의 비료화 방법