KR100648972B1

KR100648972B1 - 유기물질 회수장치

Info

Publication number: KR100648972B1
Application number: KR1020050057858A
Authority: KR
Inventors: 김위성
Original assignee: 김위성
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2006-11-27

Abstract

본 발명은 유기물질 회수장치를 개시한다. 본 발명은 소정입도를 갖는 여과스크린을 구동수단에 의해 수평으로 이동시키면서 오수에 포함된 고형유기물질을 걸러주는 고형물여과유닛과, 이 고형물여과유닛의 여과스크린을 통과하면서 고형유기물질이 여과된 오수를 집수하는 집수탱크와, 집수탱크에 집수된 오수로부터 기름성분을 분리하는 유수분리유닛과, 고형물여과유닛의 이동중인 여과스크린 위에 유기물질이 포함된 오수를 연속적으로 투입하는 오수투입수단을 포함한다. 고형물여과유닛은 수평으로 이격 배치되고 적어도 하나가 구동수단에 연결되어 회전하는 두 벨트드럼과, 이 벨트드럼들에 결합되어 순환되면서 오수에 포함된 고형유기물질을 여과하는 스크린벨트와, 스크린벨트의 외면에 접촉하여 여과된 고형유기물질을 스크린벨트로부터 제거하는 스크레이퍼와, 스크린벨트를 통과한 오수를 수집하여 집수탱크로 공급하는 드레인팬으로 이루어진다.

본 발명은 음식물쓰레기 등의 유기성폐기물의 자원화시에 발생되는 오수중의 유기물질을 발생단계에서 회수하여 재활용함으로써 유용한 자원의 유실을 막고 하수종말처리장의 처리부하의 감소와 환경오염 방지에 기여한다.

유기물질, 음식물쓰레기, 회수, 탈리액, 침출수, 스크린벨트

Description

유기물질 회수장치{Apparatus for recovering organic matter from waste water}

도1은 본 발명에 의한 유기물질 회수장치를 개략적으로 나타낸 부분절단 정면도,

도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 집수탱크의 단면도,

도3은 도1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 고형물여과유닛의 단면도,

도4는 도3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 부분 확대 단면도,

도5는 도3의 Ⅴ를 발췌하여 도시한 확대도,

도6은 도4의 Ⅵ을 따라 발췌 도시한 고형물여과유닛의 구동부를 개략적으로 나타낸 측면도,

도7은 도2의 유수분리파이프를 발췌하여 나타낸 사시도,

도8은 도7의 Ⅷ-Ⅷ선 단면도,

도9는 도2의 2차 유수분리기를 발췌하여 나타낸 사시도,

도10은 도9의 Ⅹ-Ⅹ선을 따라 취한 단면도,

도11은 도4의 ⅩⅠ을 따라 취한 오수투입기의 정면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 고형물여과유닛 12: 벨트드럼

13: 스크린벨트 14: 스크레이퍼

15: 드레인팬 16: 소제브러시

17: 펜스 18: 모터

19: 체인 20: 집수탱크

30: 유수분리유닛 31: 거터

32: 수직배플 32a: 하부배플

32b: 상부배플 32c: 수로

33: 유수분리파이프 33a: 기름유입슬롯

40: 오수투입수단 41: 오수투입기

42: 이송펌프 43: 오수토출슬롯

51: 타이밍벨트 53: 회전축

54: 타이밍풀리 55: 연결바

60: 2차유수분리기 61: 집유통

62, 63: 제1 및 제2배플 71: 바이패스파이프

72: 바이패스밸브 W: 고형유기물질

본 발명은 음식물쓰레기나 슬러지(sludge) 등과 같은 유기성폐기물의 재활용 처리설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음식물쓰레기 등의 자원화 전처리공정인 탈수공정에서 발생되는 탈리액이나 자원화사업장에서 배출되는 침출수(浸出水) 등의 오수를 하수종말처리장으로 보내기 전에 발생단계에서 미리 오수에 포함된 유기물질을 회수하는데 사용되는 유기물질 회수장치에 관한 것이다.

최근 산업사회의 발달에 따라 대량으로 발생되는 각종 폐기물의 처리가 심각한 사회문제로 대두되고 있으며, 이 중에서도 특히 음식물쓰레기나 슬러지와 같은 유기성폐기물의 처리에 많은 곤란을 겪고 있다.

즉, 음식물쓰레기와 슬러지는 많은 수분(약 80%이상)을 함유하고 있는 유기성으로서 그대로 매립될 경우 침출수에 의한 토질오염과 지하수오염 등 심각한 환경오염을 유발하고, 방대한 매립부지를 필요로 할 뿐 아니라 소각도 어려워 그 처리의 심각성이 매우 높다.

이에 따라 유기성폐기물의 재활용 방안이 다각도로 강구되어 음식물쓰레기의 경우 가축용 사료 또는 토양개선용 퇴비 등으로의 재활용이 활발하게 추진되고 있고, 슬러지의 경우에도 예컨대 보도블록 등의 건축자재나 시멘트 원료 또는 생물학적 처리에 의한 비료화 등으로의 재활용이 적극 검토되고 있으며, 이를 위한 여러 가지 재활용방법과 설비들이 제시되어 있다.

예를 들어 음식물쓰레기의 자원화는 대한민국 특허등록번호 제0172570호에 제시된 바와 같이 음식물쓰레기를 적절히 파쇄하여 세척한 후 탈수 및 건조시켜 퇴비나 사료로 제조하게 되는데, 세척과 탈수 과정에서 배출되는 침출수 및 탈리액에는 입도 1㎜이상의 고형유기물질이 적잖이 포함(투입량 기준 약 10~12%정도)되어 있을 뿐 아니라 다량의 동·식물성 기름성분이 함께 포함되어 있게 된다.

한편, 이러한 오수는 하수종말처리장 등에서 예컨대, 생물학적 활성슬러지법과 침전법 등에 의해 정화 처리되는 것이 일반적인데, 분해가 어려운 유기물질이 다량 포함되어 있어 처리시 부하가 많이 걸려 처리가 어려울 뿐 아니라 해양투기에 의한 환경오염의 우려가 있다.

즉, 오수에 포함된 다량의 기름성분과 미세입자의 고형유기물질은 침전지에서 가라앉지 않고 부유할 뿐 아니라, 특히 기름성분은 생물학적 방법으로도 잘 분해되지 않아 그 처리가 상당히 어려운 것이며, 이에 따라 분해되지 않은 기름성분과 미세 고형유기물질로 인하여 처리부하가 유발되는 것이다.

또한, 유기물질은 폐기물의 자원화에 유용한 자원임에도 불구하고 충분히 회수하여 재이용하지 못하고 자원의 유실과 더불어 환경오염을 감수할 수밖에 없는 것이다.

결국, 이는 각 폐기물 처리장에서 배출된 많은 유기물질 함유 오수를 한정된 하수처리종말처리장 등에서만 일괄적으로 최종 처리하기 때문으로, 각 폐기물 처리장에서 배출되는 오수의 유기물질 함유량 저감대책이 절실히 요구된다.

본 발명은 상술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 음식물쓰레기 등의 자원화 전처리공정인 탈수공정에서 발생되는 탈리액이나 자원화사업장에서 배출되는 침출수 등의 오수를 하수종말처리장으로 보내기 전에 발생단계에서 미리 오수에 포함된 유기물질을 적절히 회수함으로써 유용한 자원의 유실을 방지할 수 있는 유기물질 회수장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 하수종말처리장의 처리부하 감소에 기여할 수 있으면서 유기물질의 해양투기에 따른 환경오염을 줄여줄 수 있는 유기물질 회수장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위해 본 발명에 의한 유기물질 회수장치는, 음식물쓰레기 등의 유기성폐기물을 퇴비나 사료로 재활용하는 처리설비에서 배출되는 오수로부터 유기물질을 회수하기 위한 장치로서, 소정입도를 갖는 여과스크린(screen)을 구동수단에 의해 수평으로 이동시키면서 오수에 포함된 고형유기물질을 걸러주는 고형물여과유닛; 이 고형물여과유닛의 여과스크린을 통과하면서 고형유기물질이 여과된 오수를 집수하는 집수탱크; 집수탱크에 집수된 오수로부터 기름성분을 분리하는 유수분리유닛; 고형물여과유닛의 이동중인 여과스크린 위에 유기물질이 포함된 오수를 연속적으로 투입하는 오수투입수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 한 바람직한 특징에 의하면, 고형물여과유닛이 수평으로 이격 배치되고 적어도 하나가 구동수단에 연결되어 회전하는 두 벨트드럼(belt drum)과, 이 벨트드럼들에 결합되어 순환되면서 오수에 포함된 고형유기물질을 여과하는 스크린벨트와, 스크린벨트의 외면에 접촉하여 여과된 고형유기물질을 스크린벨트로부터 제거하는 스크레이퍼(scraper)와, 스크린벨트를 통과한 오수를 수집하여 집수탱크로 공급하는 드레인팬(drain pan)을 구비한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 벨트드럼이 회전축과, 이 회전축에 간격을 두고 결합 고정되는 복수의 타이밍풀리(timing pulley)와, 이 타이밍풀리의 외주를 따라 일정각도 간격으로 배열되어 이웃하는 타이밍풀리들을 일체적으로 연결해주는 다수의 연결바(connecting bar)로 이루어지고, 스크린벨트가 각 타이밍풀리에 결합되는 복수의 타이밍벨트(timing belt)들을 감싸도록 고정된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 유수분리유닛이 집수탱크 내의 소정레벨 위치에 설치되며 두 측벽의 높이가 다르게 구성되어 차단수가 충전되는 거터(gutter)와, 이 거터의 하부에서 집수탱크를 양분하는 하부배플 및 하단이 거터의 내부에 수용되어 그 바닥과 이격되는 상부배플로 이루어져 집수탱크의 내부를 서로 연통하는 제1 및 제2캐비티(cavity)로 구획하는 수직배플(baffle)과, 주면에 기름유입슬롯을 축방향으로 가지고 기름유입슬롯이 거터의 높은 측벽 상단과 같은 레벨에 위치하도록 설치되는 유수분리파이프를 구비한다.

이에 따라 본 발명은, 음식물쓰레기 등의 자원화 전처리공정인 탈수공정에서 발생되는 탈리액이나 자원화사업장에서 배출되는 침출수 등의 오수를 하수종말처리장으로 보내기 전에 발생단계에서 미리 오수에 포함된 유기물질을 적절히 회수하여 재투입할 수 있어 유용한 자원의 유실을 막을 수 있음은 물론, 하수종말처리장의 처리부하 감소에 기여할 수 있으면서 유기물질의 해양투기에 따른 2차환경오염도 줄여줄 수 있게 되므로 유기성폐기물 재활용의 신뢰성과 효율 향상 및 비용절감 등에 큰 효과를 발휘한다.

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도1 내지 도4에서, 본 발명에 의한 유기물질 회수장치는, 예컨대 음식물쓰레기의 자원화공정에서 발생된 탈리액이나 침출수(이하 "오수"로 통칭함)를 구동수단에 의해 수평으로 이동하는 여과스크린을 통해 그에 포함된 고형유기물질(W)을 여과하는 고형물여과유닛(10)과, 여과스크린을 통과하면서 고형유기물질(W)이 제거된 오수가 집수되는 집수탱크(20)와, 이 집수탱크(20)에 집수된 오수로부터 기름성분을 제거하는 유수분리유닛(30) 및 이동중인 여과스크린 위에 각종 유기물질이 포함된 오수를 연속적으로 투입하는 오수투입수단(40)을 포함하여 구성된다.

고형물여과유닛(10)은 수평으로 간격을 두고 배치되어 프레임(11)에 회전 가능하게 지지되고 어느 하나가 구동수단에 연결되는 두 벨트드럼(12)과, 이들 벨트드럼(12)에 결합되어 순환되면서 오수중의 고형유기물질(W)을 여과하는 스크린벨트(13)와, 여과된 고형유기물질(W)을 스크린벨트(13)로부터 제거하는 스크레이퍼(14) 및 스크린벨트(13)를 통과한 오수를 수집하여 집수탱크(20)로 투입하는 드레인팬 (15)으로 구성된다.

스크린벨트(13)는 가능한 작은 입도의 고형물을 여과할 수 있도록 소정입도, 예컨대 스테인리스 철사를 1㎜입도의 메시(mesh)상으로 짜서 구성된다. 따라서 스크린벨트(13)는 구조적 강도가 비교적 취약하여 구동시의 장력에 의해 파손될 우려가 있을 뿐 아니라 평탄도를 유지하기도 어려운 바, 바람직하기로 도4 및 도5에 잘 도시된 바와 같이 그 양측 가장자리와 중간부가 복수의 타이밍벨트(51)의 외면에 볼트(52)로 견고하게 체결되어 벨트드럼(12)에 결합된다.

이에 따라 벨트드럼(12)은 프레임(11)에 회전 가능하게 지지되는 회전축(53)과, 이 회전축(53)에 일정간격으로 결합 고정되어 스크린벨트(13)의 각 타이밍벨트(51)가 결합되는 3개의 타이밍풀리(54) 및 이 타이밍풀리(54)의 외주를 따라 일정각도 간격으로 배열되어 이웃하는 두 타이밍풀리(54)를 일체적으로 연결해주는 다수의 연결바(55)로 이루어진다.

각 연결바(55)는 그들이 이루는 가상의 외경이 타이밍풀리(54)의 이끝원 지름과 같거나 또는 여기에 타이밍벨트(51)의 두께를 고려하여 이루어지는데, 이는 타이밍벨트(51)가 작동 중에 이탈하지 못하도록 저지하기 위함이다.

그리고 각 타이밍풀리(54)의 외주에는 스크린벨트(13)와 타이밍벨트(51)를 체결하는 볼트(52)가 수용될 수 있도록 안내홈(56)이 원주방향으로 형성된다.

한편, 두 벨트드럼(12) 중 하나의 회전축(53)에는 구동수단인 모터(18)와 체인(19)으로 연결하기 위한 스프로킷휠(sprocket wheel:12a)이 구비된다.

스크레이퍼(14)는 스크린벨트(13)의 진행방향 쪽 벨트드럼(12)에 근접하여 그 일단이 스크린벨트(13) 외면에 밀착하도록 프레임(11)에 경사지게 설치된다. 그리고 이 스크레이퍼(14)의 하부, 즉 스크린벨트(13)의 진행방향 후위에는 바람직하기로 스크레이퍼(14)에 의해서 여과 고형유기물질(W)이 1차 제거된 스크린벨트(13)에 접촉하여 회전함으로써 스크린벨트(13)에 잔존하는 고형유기물질(W)을 재차 제거하는 소제브러시(掃除brush:16)가 프레임(11)에 회전 가능하게 지지된다.

이러한 소제브러시(16)의 회전축에도 구동수단인 모터(18)와 연결하기 위한 스프로킷휠(16a)이 구비된다. 그런데, 유기고형물질(W)의 소제효율을 위해서는 소제브러시(16)가 벨트드럼(12)과 동일한 방향으로 회전되는 것이 바람직하므로 도6에 도시한 바와 같이 벨트드럼(12)의 스프로킷휠(12a)과 소제브러시(16)의 스프로킷휠(16a)은 모터(18)의 스프로킷휠(18a)과 하나의 체인(19)에 의해 삼각형태로 연결되어 동시에 구동된다.

드레인팬(15)은 스크린벨트(13)의 상부스크린부에서 여과된 오수가 하부스크린부에 묻을 경우 여과효율이 저하되므로 스크린벨트(13)의 상부 및 하부스크린부 사이에 설치되어 상부스크린에서 여과된 오수를 하부스크린부에 닿기 전에 즉시 회수하여 그 한쪽에 구비된 배수구(15a)를 통해 집수탱크(20)로 보낸다.

여기서, 바람직하기로 두 벨트드럼(12) 중 스크린벨트(13)의 진행방향 쪽에 위치한 벨트드럼(12)은 다른 벨트드럼(12)에 비해 일정높이(h)만큼 상측레벨에 위치하도록 그 중심이 편심되게 설치된다. 이는 스크린벨트(13)의 이동에 따라 고형 유기물질(W) 뿐 아니라 오수가 함께 진행하는 것을 방지하기 위함이다.

또한, 스크린벨트(13)의 상측에는 그 진행방향 쪽을 제외한 나머지 3면의 가장자리에 밀착하여 오수가 주위로 흘러서 이탈하는 것을 방지하기 위한 펜스(fence:17)가 설치된다. 펜스(17)는 스크린벨트(13)에의 밀착을 위해 적정 탄성을 갖는 고무판으로 이루어지는 것이 바람직하고, 브래킷(17a)을 통해 프레임(11)에 고정된다.

이와 같은 고형물여과유닛(10)은 별도로 설치될 수도 있지만, 바람직하기로 집수탱크(20) 위에 장착되고, 드레인팬(15)에 구비된 배수구(15a)가 집수탱크(20)의 상판을 관통하여 고형유기물질(W)이 여과된 오수를 집수탱크(20)로 공급한다.

집수탱크(20)는 후술하는 유수분리유닛(30)의 수직배플(32)에 의해 내부가 서로 연통하는 제1 및 제2캐비티(20a)(20b)로 구획되어 제1캐비티(20a)에는 고형물여과유닛(10)의 드레인팬(15)로부터 고형유기물질(W)이 여과된 오수가 유입되고, 제2캐비티(20b)에는 유수분리유닛(30)에 의해 오수로부터 기름성분이 제거된 처리수가 유입된다.

집수탱크(20)의 한쪽 측면 하부에는 제2캐비티(20b)내의 처리수를 배출하기 위한 처리수배수구(21)를 가지며, 그 상면 일측에는 집수탱크(20)의 청소를 위한 맨홀(22)을 개폐가능하게 갖는다. 그리고 상면의 타측에는 필요에 따라 유수분리상태를 점검 관측함과 함께 후술한 유수분리파이프(33)의 레벨위치조정을 위한 검사 홀(23)을 역시 개폐가능하게 갖는다.

유수분리유닛(30)은 집수탱크(20) 내부의 소정레벨 위치에 수평으로 설치되어 내부에 차단수가 충전되는 거터(31)와, 이 거터(31)를 가로질러 집수탱크(20)의 내부를 서로 연통하는 제1 및 제2캐비티(20a)(20b)로 구획하는 수직배플(32)과, 제1캐비티(20a)의 오수중에 포함된 기름성분을 제거하는 유수분리파이프(33)로 구성된다.

거터(31)는 두 측벽(31a)(31b)의 높이가 다르게 구성되어 높게 구성된 측벽(31b)이 처리수가 유입되는 집수탱크(20)의 제2캐비티(20b)내에 위치된다.

수직배플(32)은 거터(31)의 하부에서 집수탱크(20)의 내부를 완전히 구획하는 하부배플(32a)과, 하단이 거터(31)의 내부로 수용되어 거터(31)의 바닥과 적절히 이격되거나 또는 도시된 바와 같이 하단에 다수의 수로(32c)를 가지고 거터(31)의 바닥에 접촉하여 제1 및 제2캐비티(20a)(20b)를 연통되게 구획하는 상부배플(32b)로 이루어진다.

유수분리파이프(33)는 도7 및 도8에 도시한 바와 같이, 주면에 그 축방향을 따라 복수의 긴 기름유입슬롯(33a)들을 일정간격으로 가지며, 이 기름유입슬롯(33a)이 수면, 즉 거터(31)의 높은 측벽(31b) 상단과 같은 레벨상에 위치되도록 브래킷(34)을 통해 상부배플(32b)에 고정된다.

이러한 유수분리파이프(33)는 일단이 폐쇄되고, 타단은 집수탱크(20)의 측벽을 관통하여 외부로 돌출된다.

한편, 이와 같은 유수분리유닛(30)만으로도 오수에 포함된 기름성분을 제거할 수는 있으나, 유수분리파이프(33)가 비중차이에 의해 수면위에 뜬 기름성분을 걷어내는 것이므로 어느 정도 물이 포함될 수밖에 없다.

따라서 본 발명은 바람직하기로 유수분리유닛(30)에 의해 제거된 기름성분을 재차 분리해서 기름성분의 분리효율을 향상시키기 위한 2차유수분리기(60)를 함께 구비하여 이중으로 분리하는 구성을 채택한다.

2차유수분리기(60)는 도9 및 도10에 도시한 바와 같이, 집수탱크(20)의 한쪽 측면에 설치되어 유수분리유닛(30)의 유수분리파이프(33)로부터 오수에서 분리된 기름성분이 유입되는 집유통(61)과, 이 집유통(61)의 내부를 상부에서 서로 연통하도록 기름실(61a)과 오수실(61b)로 구획하는 일정높이의 제1배플(62)과, 하단이 제1배플(62) 상단보다 낮은 레벨에 위치되도록 설치되어 오수실(61b)을 하부에서 연통하는 두 구역으로 구획하는 제2배플(63)로 이루어진다.

집유통(61)의 오수실(61b)에는 기름성분이 오수실(61b)로 유입되는 것을 차단하기 위해 제2배플(63)의 하단보다 높은 수위가 되도록 차단수가 채워진다.

그리고 집유통(61)의 일측에는 적정 레벨로 설치되어 기름실(61a)의 기름성분을 배출하는 배유구(64)가 구비되고, 집유통(61)의 타측에는 제1배플(62)의 상단과 같은 레벨로 설치되어 오수를 배출하는 배수구(65)가 구비되며, 집유통(61)의 기름실(61a) 하면에는 2차 분리시에 기름을 따라 기름실(61a)로 유입된 오수를 배출시키기 위해 선택적으로 개폐되는 배수밸브(66)가 구비된다.

오수투입수단(40)은 고형물여과유닛(10)의 프레임(11)상에서 내부에 오수를 충전하여 순환하는 스크린벨트(13) 위에 오수를 투입하는 오수투입기(41)와, 음식물쓰레기 등의 자원화공정에서 발생된 오수를 관로를 통해 오수투입기(41)로 압송시켜주는 이송펌프(42)로 이루어진다.

오수투입기(41)는 스크린벨트(13)의 폭에 대응하는 장방형의 박스상으로 구성되고, 그 전면에 오수토출슬롯(43)을 수평으로 길게 갖는다. 오수토출슬롯(43)은 오수가 스크린벨트(13)의 폭방향에 대해 균일하게 분포되도록 도11에 도시된 바와 같이 그 하단이 파형으로 구성된다.

그리고 오수투입기(41)의 내부 바닥에는 이송펌프(42)에 의해 압송되는 오수의 파동으로 인해 투입량이 불균일해지는 것을 방지하고 가능한 일정량이 투입될 수 있도록 일종의 방파제로 기능하는 투입량조절판(44)이 오수토출슬롯(43)에 근접하여 적정높이로 구비된다.

한편, 바람직하기로 집수탱크(20)의 내부를 상부에서 서로 연통하는 제1 및 2캐비티(20a)(20b)로 구획하는 수직배플(32)의 하단 근처에는 제1캐비티(20a)에 잔류하는 오수를 제2캐비티(20b)로 직접 이송시키기 위한 바이패스수단(70)이 함께 구비된다.

즉, 유수분리유닛(30)의 거터(31)가 집수탱크(20)의 내부 상측에 위치되고, 제1,2캐비티(20a)(20b)를 연통시키는 상부배플(32b)의 수로(32c)가 거터(31)내에 위치하기 때문에, 장치의 가동 후 거터(31)의 낮은 측벽(31a)보다 낮은 레벨에 위치하는 제1캐비티(20a)의 잔류오수는 수로(32c)를 통해 제2캐비티(20b)로 이동할 수 없는 바, 이러한 제1캐비티(20a)내의 잔류오수를 배출시키기 위해 바이패스수단(70)이 설치되는 것이다.

이를 위해 바이패스수단(70)은 수직배플(32)의 하부배플(32a) 하단부를 관통하여 제1,2캐비티(20a)(20b)를 서로 연통시켜주는 바이패스파이프(71)와, 이 바이패스파이프(71)를 차단하고 선택적으로 개방시켜주기 위한 바이패스밸브(72)로 구성된다.

그리고 바이패스파이프(71)는 역시 제1캐비티(20a)내에 잔류하는 기름성분이 바이패스파이프(71)를 따라 제2캐비티(20b)로 빠져나가지 못하도록 제1캐비티(20a)쪽 단부가 제2캐비티(20b)쪽 단부보다 낮은 레벨을 갖도록 적절히 경사지게 설치된다.

나머지 부호 11a는 스크린벨트(13)로부터 제거된 고형유기물질(W)을 외부로 배출시키기 위한 배출슈트(chute)이고, 12b는 고형물여과유닛(10)의 스크린벨트(13)의 장력을 조절하기 위한 텐션드럼(tension drum)이다.

다음, 이와 같이 구성된 본 발명에 의한 유기물질 회수장치의 작동에 대해 설명한다.

먼저, 장치를 구동시키면 모터(18)에 의해서 구동용 벨트드럼(12)이 소정방향으로 회전되고, 이에 따라 두 벨트드럼(12)과 텐션드럼(12b)에 결합된 스크린벨 트(13)가 동일 방향으로 회전되어 순환하게 된다. 이와 동시에, 하나의 체인(19)에 의해 모터(18)와 동시에 연결된 소제브러시(16)도 벨트드럼(12)과 동일한 방향으로 회전하게 된다.

이때, 스크린벨트(13)는 복수의 타이밍벨트(51)에 체결되어 타이밍벨트(51)를 통해 벨트드럼(12)의 타이밍풀리(54)에 결합되어 있으므로 스크린벨트(13)는 평탄도를 정확히 유지하면서 장력에 의한 파손의 우려 없이 매우 안정적으로 순환하게 된다.

이와 동시에, 오수투입수단(40)의 이송펌프(42)가 작동되어 자원화과정에서 배출된 오수를 오수투입기(41)내로 압송하게 되고, 따라서 오수투입기(41)의 오수토출슬롯(43)에서 이동중인 스크린벨트(13) 위에 연속적으로 오수를 투입하게 된다. 이때, 오수투입기(41)내에 구비된 투입량조절판(44)에 의해 오수의 압송에 따른 파동이 적절히 저지되면서 파형으로 이루어진 오수토출슬롯(43)의 하단구조에 의해 일정한 양의 오수가 스크린벨트(13)의 전부위에 골고루 투입되게 된다.

그러면, 스크린벨트(13)에 의해 오수중에 포함된 고형유기물질(W)은 걸러지고 오수만이 스크린벨트(13)를 통과하여 그 하부에 설치된 드레인팬(15)으로 떨어지게 된다. 이때, 스크린벨트(13) 위에 투입된 오수는 그 상면에 밀착되도록 프레임(11)에 구비된 펜스(17)에 의해 주위로 흘러 이탈되지 않을 뿐 아니라, 스크린벨트(13)가 두 벨트드럼(12)의 편심에 의해 진행방향 쪽으로 상향 경사져 있는 바, 오수가 스크린벨트(13)를 따라 진행하지도 않고 전량 드레인팬(15)내로 떨어지게 된다.

스크린벨트(13)에 의해 여과된 고형유기물질(W)은 스크린벨트(13)를 따라 이동하다가 도5에 잘 도시된 바와 같이 그에 밀착되어 있는 스크레이퍼(14)에 의해서 1차 제거되고, 이어서 후속하는 소제브러시(16)에 의해 잔존하는 고형유기물질(W)까지 확실하게 제거된다.

이와 같이 스크린벨트(13)로부터 제거된 고형유기물질(W)은 스크레이퍼(14)와 소제브러시(16)의 하측에 구비된 프레임(11)의 배출슈트(11a)를 통해 수거함(도시하지 않음)으로써 배출된다.

한편, 드레인팬(15)으로 떨어진 오수는 그 배수구(15a)를 통해 집수탱크(20)의 제1캐비티(20a)내로 투입된다. 제1캐비티(20a)내의 오수의 수위가 증가하여 거터(31)의 낮은 측벽(31a)보다 높아지면, 오수가 거터(31)로 유입되면서 거터(31)내에 채워진 차단수와 섞이게 된다.

그런데, 오수중에 포함된 기름성분은 물보다 비중이 가볍기 때문에 수면 위에 뜨게 되는 바, 오수의 수위가 거터(31)보다 높아지더라도 차단수에 의해 기름성분은 제2캐비티(20b)로 유입되지 않고 제1캐비티(20a)내의 오수 수면위에만 부유하게 된다.

제1캐비티(20a)의 수위가 더욱 상승하여 제2캐비티(20b)쪽에 위치한 거터(31)의 높은 측벽(31b)보다 상승하게 되면, 오수는 높은 측벽(31b)을 넘어 제2캐비티(20b)로 유입되게 되지만, 이때에도 제1캐비티(20a)의 수위가 거터(31)의 바닥쪽 에 위치한 상부배플(32b)의 수로(32c)보다 높기 때문에 물은 수로(32c)를 통해 제2캐비티(20b) 쪽으로 흘러들어가지만 기름성분은 제1캐비티(20a)의 수면상에만 부유하게 된다.

제1캐비티(20a)의 수면상에 부유하는 기름성분은 그 수위와 동일한 레벨상에 설치된 유수분리파이프(33)의 기름유입슬롯(33a)을 통해 유수분리파이프(33)내로 계속해서 유입되며, 이에 따라 오수로부터 기름성분을 제거하게 되는 것이다.

한편, 이와 같이 유수분리파이프(33)로 유입되는 기름성분중에는 비중차이에 의해 분리하는 것인 바, 일정량의 물도 함께 유입되며, 이에 따라 집수탱크(20)내의 오수로부터 분리된 기름성분은 2차유수분리기(60)로 투입되어 재차 분리되는 과정을 거친다.

즉, 유수분리파이프(33)에 의해 제거된 기름성분은 집수탱크(20)의 외부에 설치된 2차유수분리기(60)의 집유통(61)의 오수실(61b)로 투입되는데, 오수실(61b)에는 제2배플(63)의 하단보다 높은 수위를 이루도록 차단수가 채워져 있으므로 기름성분은 제2배플(63)에 의해 차단되어 집유통(61)의 처리수배수구(65) 쪽으로 이동하지 못하고, 수위상승에 따라 제1배플(62)을 타고 넘어 기름실(61a)로만 유입되게 된다.

이와 같이 기름실(61a)로 유입된 기름성분은 물성분이 거의 없는 순수기름에 가깝고, 기름실(61a)내의 기름이 일정 수위이상이 되면 배유구(64)를 통해 외부로 배출되게 된다. 이와 동시에, 오수실(61b)의 물은 그 수면상에 위치하는 처리수배 수구(65)를 통해 배수된다.

한편, 기름실(61a)로 유입되는 기름성분중에도 비중차이로 분리하는 방식이므로 미량의 물이 포함될 수 있으며, 이에 따라 기름실(61a)의 바닥에는 이렇게 유입된 물이 분포되어 있는 바, 예컨대 장치의 가동 후에는 배수밸브(66)를 개방하여 이를 배출한다.

이 경우, 기름성분에 포함된 물의 양을 가늠할 수 있으며, 이를 근거로 집수탱크(20)의 검사홀(23)을 통해 유수분리파이프(33)의 기름유입슬롯(33a)의 레벨을 적절히 조절함으로써 기름제거의 정확성을 향상시킬 수 있다.

또한, 장치의 가동 후에는 집수탱크(20)를 구획하는 수직배플(32)의 하단부에 구비된 바이패스밸브(72)를 개방하여 제1캐비티(20a)내에 잔류하는 오수를 제2캐비티(20b)로 바이패스시킨다.

이때에도, 바이패스파이프(71)가 경사지게 설치되어 있으므로 수면상에 부유하는 기름성분은 제2캐비티(20b)로 유출되지 않는다.

한편, 오수로부터 회수된 고형유기물질(W)은 자원화공정에 재투입하여 재활용하고, 기름성분은 발효공정에서 생물학적으로 분해한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 유기물질 회수장치에 의하면, 음 식물쓰레기 등의 자원화 전처리공정인 탈수공정에서 발생되는 탈리액이나 자원화사업장에서 배출되는 침출수 등의 오수를 하수종말처리장으로 보내기 전에 발생단계에서 미리 오수에 포함된 유기물질을 적절히 회수하여 재투입 할 수 있으므로 유용한 자원의 유실을 막을 수 있고 자원화되는 최종제품의 품질향상에도 기여할 수 있다.

또한, 하수종말처리장의 처리시 부하의 요인이 되는 난분해성 유기물질, 특히 기름성분을 효과적으로 회수하여 배출시키므로 하수종말처리장의 처리부하 감소에도 기여할 수 있음은 물론, 유기물질의 배출에 따른 환경처리부하도 줄여줄 수 있다.

특히, 스크린벨트가 순환하기 때문에 여과면적이 매우 클 뿐 아니라 단위면적당 처리량도 적고, 순환중에 스크레이퍼와 소제브러시에 의해 즉각적으로 여과물을 제거해주므로 여과효율이 극대화된다.

그러므로 본 발명은 유기성폐기물 재활용의 신뢰성과 효율 향상 및 비용절감 등에 크게 기여하는 우수한 효과가 있다.

Claims

음식물쓰레기 등의 유기성폐기물을 퇴비나 사료로 재활용하는 처리설비에서 배출되는 오수로부터 유기물질을 회수하기 위한 장치로서,

소정입도를 갖는 여과스크린을 구동수단에 의해 수평으로 이동시키면서 상기 오수에 포함된 고형유기물질을 걸러주는 고형물여과유닛;

상기 고형물여과유닛의 여과스크린을 통과하면서 고형유기물질이 여과된 오수를 집수하는 집수탱크;

상기 집수탱크에 집수된 오수로부터 기름성분을 분리하는 유수분리유닛;

상기 고형물여과유닛의 이동중인 여과스크린 위에 유기물질이 포함된 오수를 연속적으로 투입하는 오수투입수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물질 회수장치.
제1항에 있어서, 상기 고형물여과유닛이 수평으로 이격 배치되고 적어도 하나가 구동수단에 연결되어 회전하는 두 벨트드럼과, 이 벨트드럼들에 결합되어 순환되면서 오수에 포함된 고형유기물질을 여과하는 스크린벨트와, 상기 스크린벨트의 외면에 접촉하여 여과된 고형유기물질을 스크린벨트로부터 제거하는 스크레이퍼와, 상기 스크린벨트를 통과한 오수를 수집하여 상기 집수탱크로 공급하는 드레인팬을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기물질 회수장치.
제2항에 있어서, 상기 벨트드럼이 회전축과, 이 회전축에 간격을 두고 결합 고정되는 복수의 타이밍풀리와, 이 타이밍풀리의 외주를 따라 일정각도 간격으로 배열되어 이웃하는 타이밍풀리들을 일체적으로 연결해주는 다수의 연결바로 이루어지고,

상기 스크린벨트가 상기 각 타이밍풀리에 결합되는 복수의 타이밍벨트들을 감싸도록 고정된 것을 특징으로 하는 유기물질 회수장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 고형물여과유닛에, 상기 스크레이퍼에 의해서 여과고형물이 1차 제거된 스크린벨트에 접촉하고, 상기 구동수단에 의해 회전하면서 스크린벨트에 잔존하는 여과고형물을 2차로 소제하는 소제브러시가 더 구비된 것을 특징으로 하는 유기물질 회수장치.
제4항에 있어서, 상기 스크린벨트의 진행방향 쪽에 위치한 벨트드럼이 다른 벨트드럼보다 일정높이 상측에 위치하도록 두 벨트드럼의 중심이 편심된 것을 특징으로 하는 유기물질 회수장치.
제5항에 있어서, 상기 스크린벨트의 상측에, 스크린벨트의 진행방향 쪽을 제외한 나머지 상면 가장자리에 접촉하여 상기 오수투입수단에 의해 투입된 오수의 이탈을 방지하는 펜스가 구비된 것을 특징으로 하는 유기물질 회수장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유수분리유닛이 상기 집수탱크 내의 소정레벨 위치에 설치되며 두 측벽의 높이가 다르게 구성되어 차단수가 충전되는 거터와, 이 거터의 하부에서 집수탱크를 양분하는 하부배플 및 하단이 거터의 내부에 수용되어 그 바닥과 이격되는 상부배플로 이루어져 집수탱크의 내부를 서로 연통하는 제1 및 제2캐비티로 구획하는 수직배플과, 주면에 기름유입슬롯을 축방향으로 가지고 기름유입슬롯이 상기 거터의 높은 측벽 상단과 같은 레벨에 위치하도록 설치되는 유수분리파이프를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기물질 회수장치.
제7항에 있어서, 상기 집수탱크의 한쪽 외면에 설치되고, 상기 유수분리파이프에서 배출되는 1차 분리 기름을 재차 물과 기름성분으로 분리해주는 2차유수분리기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기물질 회수장치.
제8항에 있어서, 상기 2차유수분리기는 상기 유수분리파이프로부터 오수에서 분리된 기름성분이 유입되는 집유통과, 이 집유통내를 차단수가 채워지는 오수실과 기름실로 구획하며 오수실과 기름실이 상부에서 연통하도록 일정높이를 갖는 제1배플과, 하단이 제1배플 상단보다 낮은 레벨에 위치되도록 설치되어 상기 오수실을 하부에서 연통하는 두 구역으로 구획하는 제2배플과, 상기 집유통의 일측에 적정레벨로 설치되어 기름실의 기름성분을 배출하는 배유구와, 상기 집유통의 타측에 제1배플의 상단과 같은 레벨로 설치되어 오수를 배출하는 배수구와, 상기 집유통의 기 름실 하면에 설치되는 배수밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기물질 회수장치.
제7항에 있어서, 상기 수직배플의 하부배플 하단 부근에 설치되고, 하부배플을 관통하여 집수탱크의 제1,2캐비티를 연통시키며 기름성분이 제거된 처리수가 충전되는 제2캐비티쪽 단부가 오수가 충전되는 제1캐비티쪽 단부보다 높은 레벨에 위치하도록 경사지게 설치되는 바이패스파이프와, 이 바이패스파이프를 선택적으로 개방시키는 바이패스밸브로 이루어진 바이패스수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기물질 회수장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 오수투입수단은 내부에 유기물질이 포함된 오수를 충전하여 상기 스크린벨트상으로 오수를 토출하는 오수토출슬롯을 수평으로 길게 갖는 오수투입기와, 집수된 오수를 오수투입기내로 압송하는 이송펌프로 이루어지고,

상기 오수토출슬롯의 하단이 오수의 균일한 공급을 위해 파형으로 형성된 것을 특징으로 하는 유기물질 회수장치.