KR100510347B1 - 음식 쓰레기나 축산 분뇨 발효장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식 쓰레기나 축산 분뇨 발효장치에 관한 것으로서, 발효조의 저벽부에 복수의 배수구(6)가 천공 설치되어 있고, 상기 발효조의 저벽부에서 위쪽으로 일정 거리 떨어진 위치에서는 침출수 여과층(7)으로서의 천연 제오라이트 담체들이 소정의 두께로 적층되어 있으며, 그리고 상기 발효조(1) 내의 침출수 여과층(7)위에는 다수의 구멍을 가진 다공판(8)이 저판으로서 배열 설치되어 있는 상태에서, 상부가 개방되어 있는 장방형 상자형의 발효조에 대하여, 음식 쓰레기 투입수단과, 발효조 내의 전 영역에 걸쳐 공기를 공급할 수 있는 급기관과, 발효조의 양측 하부에 퇴비화된 음식 쓰레기를 배출시키는 배출장치가 구비되어 있는 대형의 음식 쓰레기나 축산분뇨 발효장치로 되어 있다.

Description

음식 쓰레기나 축산 분뇨 발효장치{apparatus for fermenting food waste or domestic animals excretion}

본 발명은 음식 쓰레기나 축산 분뇨를 발효시키는 발효장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 일반 가정, 레스토랑, 식품 공장 등으로부터 배출된 음식 쓰레기나 축산 분뇨를 발효장치의 발효조 내에 투하시켜 고르게 저장시켜서 발효시킨 후, 용이하게 발효된 음식 쓰레기나 축산 분뇨를 외부로 퇴비로서 배출시킬 수 있는 음식 쓰레기나 축산 분뇨 발효장치에 관한 것이다.

종래, 일반 가정, 레스토랑, 식품 공장 등으로부터 배출된 음식 쓰레기는 소각법, 활성오니법, 퇴비화법 등의 종류의 처리 방법에 의해 처리되고 있다.

즉, 소각법은, 소각로를 이용하여 음식 쓰레기를 소각 처리한 방법이다. 이 소각법으로는 소각 시에, 다이옥신이나 이산화탄소 등이 발생하여, 대기오염, 환경오염 등의 원인으로 되고, 게다가 소각재가 발생하기 때문에, 이것을 매립하고 최종 처분장 등에 운반 폐기하지 않으면 안되고, 수송비가 소요됨과 함께, 환경오염을 초래한다. 또, 이 방법에서는, 소각을 위해 중유나 가스 등의 보조 연료가 필요하여, 처리비용이 증가된다.

또, 활성 오니법은, 음식 쓰레기로부터 고형분을 제거하고, 고형분을 소각 또는 퇴비화하여 사료, 비료 등에 함과 동시에, 고형분을 제거한 영양분을 포함한 물을, 활성 오니에 의해 음식 쓰레기를 분해 처리하는 방법이다. 이 활성 오니법에서는, 활성 오니에 포함된 미생물이, 영양분을 포함한 물중의 영양분을 영양원으로서 증식시킬 때에 소비된 에너지 부분밖에 그 고형분을 감량할 수 없어서, 효과가 좋지 않다. 또, 이 방법에서는, 미생물을 항상 생존시키는 것이 어렵고, 미생물이 사멸한 경우에는, 교환하지 않으면 안되어 조업비율이 나쁘다. 게다가, 처리 대상이 영양분을 포함하는 물이기 때문에, 대부분이 활성 오니에 포함된 미생물의 시체, 즉, 오니로서 잔존하기 때문에, 이것을 소각 처분하거나 발효시키어 퇴비로 하는 등의 2차 처리가 필요해진다.

또한, 퇴비화법은, 유기성 폐기물(예를 들면, 음식 쓰레기)을 미생물에 의해 발효시키어, 퇴비화하여, 농업 비료, 원예비료 등으로 만드는 방법이다. 이 퇴비화법는, 최근에, 자연 지향 추세에 맞추어 유기 재배의 야채 등의 수요가 증가함에 따라, 유해 물질을 포함하지 않는 퇴비가 농가측에서 요구되고 있어서, 상기 소각법 및 상기 활성오니법 보다는 자연 친화적인 면 및 수요성 면에서 권장되고 있는 실정이다.

이 퇴비화법을 수행하기 위한 종래의 대형의 음식 쓰레기 발효장치는 발효조 내에 음식 쓰레기를 투하시킬 시에, 수동으로 발효조 내에 음식 쓰레기를 투하시키거나, 투입 컨베이어의 출구를 발효조의 상부 중앙에 배치시켜 발효조 내에 자동으로 투하시키고 있어서, 발효조 내에 투하된 음식 쓰레기가 발효조 내에 골고루 투하되지 않고, 국소 부위에만 투하되고 있어, 일정 투하 공정 후, 발효조 내에서 음식물이 균일한 높이로 쌓이도록 발효조 내에서 편평하게 고르는 작업이 필요하다는 단점이 있었다.

또한, 종래의 대형 음식 쓰레기 발효장치에서는, 발효조의 저부에 쌓인 음식 쓰레기가 위에서의 하중을 받게 되어, 공기가 내부까지 침입하지 않기 때문에, 양호한 호기성 발효가 불가능하다는 문제가 있다.

또한, 종래의 대형 음식 쓰레기 발효장치는, 발효조 내에서 발효된 음식 쓰레기의 퇴비를 일측벽에 형성된 수문형 개폐구를 열어 발효조 밖으로 배출시키는 작업이 수동이어서 작업효율이 나쁘다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기된 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 장방형 상자형의 발효조 내부에 음식 쓰레기나 축산분뇨를 골고루 투하시키는 투하장치가 발효조 상부에 설치되고, 발효조 내에 저장되어 쌓인 음식 쓰레기나 축산분뇨의 전 영역에 걸쳐 공기를 공급할 수 있는 급기관이 배열 설치되고, 자동으로 발효조의 양측 하부에 퇴비화된 음식 쓰레기나 축산분뇨를 배출시킬 수 있는 배출장치가 설치되어 있는 음식 쓰레기나 축산분뇨 발효장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 발효조의 저벽부에 복수의 배수구가 천공 설치되어 있고, 상기 발효조의 저벽부에서 위쪽으로 일정 거리 떨어진 위치에서는 침출수 여과층으로서의 천연 제오라이트 담체들이 소정의 두께로 적층되어 있으며, 그리고 상기 발효조 내의 침출수 여과층위에는 다수의 구멍을 가진 다공판이 저판으로서 배열 설치되어 있는 상태에서, 상부가 개방되어 있는 장방형 상자형의 발효조에 대하여, 음식 쓰레기 투입수단과, 발효조 내의 전 영역에 걸쳐 공기를 공급할 수 있는 급기관과, 발효조의 양측 하부에 퇴비화된 음식 쓰레기를 배출시키는 배출장치가 구비되어 있는 대형의 음식 쓰레기나 축산분뇨 발효장치로서, 상기 급기관이 상기 발효조의 저벽부와 침출수 여과층 사이의 공간과 상기 다공판의 위쪽의 공간에 배열 설치되고, 상기 다공판 위에 수평으로 위치되어 상기 발효조의 양 측부를 양 단부가 관통하여 회전가능하게 배치된 하나의 횡방향 이송 스크루 컨베이어가 상기 발효조의 저부에 설치되고, 상기 발효조 내의 저부 부근의 양 측부에는 상기 다공판을 관통하여 상기 다공판 위의 발효조 공간과 유통하는 취출구가 발효조의 길이방향 전체에 걸치어 형성되고, 상기 스크루 컨베이어의 축은 양 측벽부 외측 각각의 하부에서 상기 발효조의 길이방향으로 설치된 하부레일을 따라 반송되는 스크루 컨베이어 반송 프레임에서 축받이에 의해 지지되는 한편, 그 축의 양 단부는 상기 발효조의 양 측부 밖으로 돌출하고, 그 돌출단에 스프로킷이 상기 스크루 컨베이어의 축에 대하여 고정적으로 장착되고, 이 스프로킷 각각은 상기 반송프레임 각각에 회전가능하게 그리고 서로 평행하게 장착되어 있는 2쌍의 아이들 스프로킷 각각의 사이의 위쪽 중앙에 배치되어, 고정적으로 설치된 체인 각각에 맞물려서 상기 2쌍의 아이들 스프로킷 각각과 연계되고, 상기 스크루 컨베이어의 축의 일단에는 상기 스프로킷보다 안쪽으로 인접한 부분에서 또 다른 스프로킷이 고정적으로 장착되고, 이 스프로킷은 상기 반송 프레임들중 어느 하나의 반송프레임에 고정적으로 장착된 역전가능한 구동모터의 출력축에 맞물린 체인에 맞물려 있고, 상기 발효조 위에 설치된 레일 상에 반송 가능하게 지지된 반송프레임을 장착하고 있는 투입수단이 설치되고, 상기 투입수단은 상기 발효조의 길이방향으로 뻗어서 양 방향으로 이송시킬 수 있는 제 1컨베이어, 상기 제 1컨베이어의 길이방향에서의 양 측부 밑에 상기 제 1컨베이어의 이송방향과 수직인 이송방향을 가지고서 양 방향으로 이송시킬 수 있는 제 2 및 제 3 컨베이어로 구성되고, 상기 제 1컨베이어의 바로 위에 일단이 위치되고, 타단이 지면 측에 위치되는 승강 컨베이어가 설치된 음식 쓰레기나 축산분뇨 발효장치로 되어 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 근거하여 설명한다. 도 1은 음식 쓰레기나 축산 분뇨 발효조의 종단면도를 나타내고, 도 2는 그 I-I 단면도를 나타내고 있다. 1은 상부가 개방된 장방형 상자형의 발효조이다. 또한, 상기 발효조의 저벽부에는 복수의 배수구(6)가 천공 설치되어 있고, 상기 발효조의 저벽부에서 위쪽으로 일정 거리 떨어진 위치에서는 침출수 여과층(7)으로서의 천연 제오라이트 담체들이 소정의 두께로 적층되어 있으며, 상기 발효조(1) 내의 침출수 여과층(7)위에는 다수의 구멍을 가진 다공판(8)이 저판으로서 배열 설치되어 있다.

또한, 급기관(10, 12)이 상기 발효조(1)의 저벽부와 침출수 여과층(7) 사이의 공간과 상기 다공판(8)의 위쪽의 공간에 배열 설치되고, 외부에 설치된 송풍기(11)의 송풍측에 그 급기관(10, 12)이 접속되어, 상기 발효조(1) 내에 공기가 공급된다.

또한, 상기 송풍기(11)의 급기측에는 필요에 따라 도시되지 않은 가열기가 접속되어 있고, 동절기에는 급기가 가온되어 공급된다. 이때, 상기 급기관(10, 12)은, 상기 발효조(1)의 내부공간에 배치된 부분이 예를 들면, 도 1의 상세 확대도에 도시된 바와 같이, 밑부분이 개방된 채널이고, 이 채널의 양측부가 다수의 구멍이 형성되어 있다. 따라서, 상기 급기관(10, 12)을 통하여 상기 발효조(1)에 유입된 공기는 발효조(1)에 저장된 음식 쓰레기나 축산 분뇨의 퇴비화에 조력할 수 있게 된다.

또한, 상기 발효조(1)의 저부 내에는, 하나의 횡방향 이송 스크루 컨베이어(16)가, 저판인 다공판(8)의 위에 위치되어, 그 축의 양 단부가 상기 발효조의 양 측벽을 관통하여 회전가능하게 수평으로 설치되어 된다.

또한, 상기 발효조(1) 내의 저부 부근의 양 측부에는 상기 다공판(8)을 관통하여 상기 다공판(8) 위의 발효조(1) 공간과 유통하는 취출구(15, 15)가 발효조(1)의 길이방향 전체에 걸치어 형성된다.

상기 횡방향 이송 스크루 컨베이어(16)의 축은 양 측벽부 외측 각각의 하부에서 상기 발효조(1)의 길이방향으로 설치된 하부레일(21, 21)을 따라 반송되는 스크루 컨베이어 반송프레임(22, 22)에서 축받이에 의해 회전가능하게 지지되는 한편, 그 축의 양 단부는 상기 발효조(1)의 양 측부 밖으로 돌출하고, 그 돌출단에 스프로킷(16a 16a)이 상기 스크루 컨베이어(16)의 축에 대하여 고정적으로 장착되어 상기 스크루 컨베이어(16)와 함께 회전한다.

이 스프로킷(16a, 16a) 각각은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스크루 컨베이어 반송프레임(22, 22) 각각에 회전가능하게 그리고 서로 평행하게 장착되어 있는 2쌍의 아이들 스프로킷(23, 23; 23, 23) 각각의 사이의 위쪽 중앙에 배치되어, 고정적으로 설치된 체인(24, 24) 각각에 맞물려서 상기 2쌍의 아이들 스프로킷(23, 23; 23, 23) 각각과 연계되어 상기 스크루 컨베이어 반송 프레임(22, 22) 각각이 상기 하부레일(21, 21) 각각을 따라 반송되게 하여서, 상기 횡방향 이송 스크루 컨베이어(16)가 회전함에 따라, 상기 횡방향 이송 스크루 컨베이어(16)가 발효조(1)의 길이방향에 있어서의 왕복운동하게 한다.

또한, 상기 횡방향 이송 스크루 컨베이어(16)의 축의 일단에는 상기 스프로킷(16a) 보다 안쪽으로 인접한 부분에서 또 다른 스프로킷(25)이 고정적으로 장착되어 있다.

상기 또 다른 스프로킷(25)은 상기 스크루 컨베이어 반송프레임(22, 22)들중 어느 하나의 반송프레임(22)에 고정적으로 장착되어 있는 역전가능한 구동모터(M)의 출력축에 맞물려 있는 체인에 맞물려서 회전되어 상기 횡방향 이송 스크루 컨베이어(16)를 정역방향으로 회전시킨다.

상기 횡이송 스크루 컨베이어(16)는, 상기 구동모터(M)에 의해 주기적으로 정방향 및 역방향으로 회전되는 상태에서, 상기 발효조(1)의 길이방향으로 왕복이동되면서 상기 발효조(1)에 담긴 음식 쓰레기를 취출구(15, 15) 방향으로 반송한다.

또한, 발효조(1) 위에는 레일(30)이 설치되어 있고, 그리고 이 음식 쓰레기나 축산분뇨를 상기 발효조(1)에 투입하는 투입수단(50)을 장착하고 있는 반송프레임(40)이 상기 레일(30)을 따라 도시되지 않은 구동수단에 의해 반송될 수 있도록 상기 레일(30)상에 지지되어 있다.

상기 투입수단(50)은 3개의 컨베이어로 구성되어 있으며, 하나는 상기 발효조(1)의 길이방향으로 뻗어서 길이방향에 있어서의 양 방향으로 이송시킬 수 있는 제 1컨베이어(51), 상기 제 1컨베이어(51)의 길이방향에서의 양 측부 밑에 상기 제 1컨베이어(51)의 이송방향과 수직인 이송방향을 가지고서 양 방향으로 이송시킬 수 있는 제 2 및 제 3 컨베이어(52, 53)로 구성되어 있다.

또한, 상기 제 1컨베이어(51)의 바로 위에 일단이 위치되어 있고, 타단이 지면측에 위치되어 있는 승강 컨베이어(54)가 설치되어 있다.

상기와 같은 구성에 의해, 지면에서 발효시킬 음식 쓰레기나 축산분뇨는 상기 승강 컨베이어(54)에 의해 상기 제 1컨베이어(51)의 위치까지 승강되어서 상기 제 1컨베이어(51)의 상으로 낙하되고, 상기 낙하된 음식 쓰레기나 축산분뇨는 상기 제 1컨베이어(51)를 경유하여, 상기 제 2 및 제 3컨베이어(52, 53)에 이송되어서, 상기 발효조(1) 안으로 투입되게 되어, 상기 발효조(1) 안에 골고루 쌓이게 된다.

위와 같이 구성된 음식 쓰레기나 축산분뇨 발효조에는, 음식 쓰레기나 축산분뇨가 발효조(1) 상부로부터 안으로 투입되고, 투입된 음식 쓰레기나 축산분뇨는 1일로부터 1일 반으로 발효를 개시하고, 발효열에 의해 내부의 온도는 45℃ 내지 65℃로 상승하고, 음식 쓰레기나 축산분뇨는 발효에 따라 서서히 그 체적이 수축된다.

그리고, 매일, 음식 쓰레기나 축산분뇨가 투입된 것에 의해, 발효조 내의 음식 쓰레기나 축산분뇨는 서서히 축적되고, 저부의 음식 쓰레기나 축산분뇨는 압축되기 때문에, 호기성 발효에 필요한 공기가 부족해진다. 이 때문에, 발효조에서는, 송풍기(11)가 타이머에 의해 매일 일정 시간, 간헐적으로 운전되고, 급기관(10, 12)으로부터 발효조 내에 공기가 보내진다.

그리고, 음식 쓰레기나 축산분뇨의 발효가 완료된 시점에서, 상기 횡이송 스크루 컨베이어(16)를 정역 방향으로 회전 구동시킴과 함께, 상기 발효조의 길이방향으로 왕복운동시킨다. 이것에 의해, 발효되어 퇴비화된 음식 쓰레기나 축산분뇨가 취출구(15, 15)에서 배출되어, 음식 쓰레기나 축산분뇨가 단시간에 발효조에 남겨 두는 것 없이 꺼내진다.

상기와 같이 구성된 대형의 음식 쓰레기나 축산분뇨 발효장치는 자동으로 발효조 내에 음식 쓰레기나 축산분뇨를 골고루 적재되게 하면서 상기 발효조 내에 음식 쓰레기나 축산분뇨를 투하시킬 수 있게 되었고, 발효조의 저부에 쌓인 음식 쓰레기나 축산분뇨에도 공기가 침입되어 양호한 호기성 발효가 가능하도록 하였으며, 그리고 발효조 내에서 발효된 음식 쓰레기나 축산분뇨의 퇴비를 자동으로 배출시키게 하여 작업효율이 좋게 할 수 있고, 또한, 발효되어 발생된 침출수를 천연제오라이트 담체에 의해 여과 및 이온화시켜 고급 액상 비료로 생산하는 것을 가능하게 하였다.

도 1은 본 발명에 따른 발효장치의 종단면도, 및

도 2는 도 1의 I-I선을 따라 취한 단면도.

Claims (2)

1. 발효조의 저벽부에 복수의 배수구(6)가 천공 설치되어 있고, 상기 발효조의 저벽부에서 위쪽으로 일정 거리 떨어진 위치에서는 침출수 여과층(7)으로서의 천연 제오라이트 담체들이 소정의 두께로 적층되어 있으며, 그리고 상기 발효조(1) 내의 침출수 여과층(7)위에는 다수의 구멍을 가진 다공판(8)이 저판으로서 배열 설치되어 있는 상태에서, 상부가 개방되어 있는 장방형 상자형의 발효조에 대하여, 음식 쓰레기 투입수단과, 발효조 내의 전 영역에 걸쳐 공기를 공급할 수 있는 급기관과, 발효조의 양측 하부에 퇴비화된 음식 쓰레기를 배출시키는 배출장치가 구비되어 있는 대형의 음식 쓰레기나 축산분뇨 발효장치로서,

   상기 급기관(10, 12)이 상기 발효조(1)의 저벽부와 침출수 여과층(7) 사이의 공간과 상기 다공판(8)의 위쪽의 공간에 배열 설치되고, 상기 다공판(8) 위에 수평으로 위치되어 상기 발효조(1)의 양 측부를 양 단부가 관통하여 회전가능하게 배치된 하나의 횡방향 이송 스크루 컨베이어(16)가 상기 발효조의 저부에 설치되고,

   상기 발효조(1) 내의 저부 부근의 양 측부에는 상기 다공판(8)을 관통하여 상기 다공판(8) 위의 발효조(1) 공간과 유통하는 취출구(15, 15)가 발효조(1)의 길이방향 전체에 걸치어 형성되고,

   상기 스크루 컨베이어(16)의 축은 양 측벽부 외측 각각의 하부에서 상기 발효조(1)의 길이방향으로 설치된 하부레일(21, 21)을 따라 반송되는 스크루 컨베이어 반송프레임(22, 22)에서 축받이에 의해 지지되는 한편, 그 축의 양 단부는 상기 발효조(1)의 양 측부 밖으로 돌출하고, 그 돌출단에 스프로킷(16a 16a)이 상기 스크루 컨베이어(16)의 축에 대하여 고정적으로 장착되고,

   이 스프로킷(16a, 16a) 각각은 상기 반송프레임(22, 22) 각각에 회전가능하게 그리고 서로 평행하게 장착되어 있는 2쌍의 아이들 스프로킷(23, 23; 23, 23) 각각의 사이의 위쪽 중앙에 배치되어, 고정적으로 설치된 체인(24, 24) 각각에 맞물려서 상기 2쌍의 아이들 스프로킷(23, 23; 23, 23) 각각과 연계되고,

   상기 스크루 컨베이어(16)의 축의 일단에는 상기 스프로킷(16a) 보다 안쪽으로 인접한 부분에서 또 다른 스프로킷(25)이 고정적으로 장착되고, 이 스프로킷(25)은 상기 반송프레임(22, 22)들중 어느 하나의 반송프레임(22)에 고정적으로 장착된 역전가능한 구동모터(M)의 출력축에 맞물린 체인에 맞물려 있고,

   상기 발효조(1) 위에 설치된 레일(30)상에 반송가능하게 지지된 반송프레임(40)을 장착하고 있는 투입수단(50)이 설치되고, 상기 투입수단(50)은 상기 발효조(1)의 길이방향으로 뻗어서 양 방향으로 이송시킬 수 있는 제 1컨베이어(51), 상기 제 1컨베이어(51)의 길이방향에서의 양 측부 밑에 상기 제 1컨베이어(51)의 이송방향과 수직인 이송방향을 가지고서 양 방향으로 이송시킬 수 있는 제 2 및 제 3 컨베이어(52, 53)로 구성되고,

   상기 제 1컨베이어(51)의 바로 위에 일단이 위치되고, 타단이 지면측에 위치되는 승강 컨베이어(54)가 설치된 것을 특징으로 하는 음식 쓰레기나 축산분뇨 발효장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 송풍기(11)의 급기측에는 필요에 따라 가열기가 접속되어 있고,

   상기 급기관(10, 12)은, 상기 발효조(1)의 내부공간에 배치된 부분이 밑부분이 개방된 채널이고, 이 채널의 양측부가 다수의 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 음식 쓰레기나 축산분뇨 발효장치.