KR100661624B1 - 폐기물 처리방법 및 이를 통해 제조된 고형연료 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음식물 및 일반폐기물을 탈수시켜 수분을 적정수준으로 맞추고 이러한 폐기물을 무정형 탄소성상의 분말 및 촉매등을 투입하여 가연성 고분자화하여 고형연료를 제조하고, 제조공정에서 발생된 취출수를 화학 및 생물학적 처리공정을 통하여 정화시킴으로써 완전한 폐기물의 재활용이 가능하게 한 폐기물 처리방법 및 이를 통해 제조된 고형연료에 관한 것이다.
음식물 쓰레기, 폐기물, 탈수, 탄소성상 분말, 촉매, 고형연료, 취출수, 폐수처리
Description
도 1은, 본 발명에 따른 폐기물 처리방법에 대한 흐름도.
본 발명은 폐기물 처리방법 및 이를 통해 제조된 고형연료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가정이나 식당등에서 발생되는 음식물 쓰레기 및 일반쓰레기와 같은 폐기물을 이용하여 고형연료를 제조하고, 제조과정에서 발생된 취출수까지 정수처리함으로써 완전한 폐기물의 처리가 가능하도록 한 폐기물 처리방법 및 이를 통해 제조된 고형연료에 관한 것이다.
현재, 요식업계 및 농산물 시장을 비롯하여 가정에서 발생되는 많은 양의 음식물 폐기물 및 공장 등에서 발생되는 많은 량의 폐기물은 대부분이 매립이나 소각 및 투기 등의 방법으로 처리되고 있는 실정이다. 그러나 이러한 처리방법들은 엄청난 비용과 매립지가 필요할 뿐만 아니라, 이로 인해 발생되는 2차 환경오염을 초래하는 문제점을 안고 있다.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 폐기물을 재활용하고자 하는 다양한 시도가 있었으나, 이러한 시도들 역시 경제성이나 및 편리성에 있어서 크게 개선되지 못하였고, 폐기물의 사료화라는 방법을 통하여 폐기물을 처리하는 시도도 있었으나, 처리시의 취출수 발생문제나 사료로서 활용시 중금속이나 오염물질 등으로 인해 가축의 질병감염에 대한 우려가 높아 사용되기 힘든 실정이다.
따라서, 재활용에 의해 발생되는 2차적 오염요소를 완벽히 제거할 수 있는 처리기술이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 폐기물을 탈수킨 후 가연성의 첨가제를 혼합하여 고형연료를 제조하고, 제조공정에서 발생된 취출수는 폐수처리공정을 통해 정화시킴으로써 완전한 폐기물의 재활용을 꾀할 수 있는 폐기물 처리방법 및 이를 통해 제조된 고형연료을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은,
폐기물을 1차 탈수(A2)하여 선별공정(A3)과, 파쇄공정(A4), 2차 탈수공정(A5)을 거친 후 미분쇄하는 분쇄공정(A6)으로 이루어진 단계1과; 상기 단계1을 통해 얻어진 폐기물에, 무정형 탄소성상의 분말과, 칼슘 산화물계 첨가제, 나트륨계 첨가제, 고체산촉매를 포함하는 촉매제(C1)를 혼합하는 혼합공정(A7)과, 건조하는 건조공정(A8)으로 이루어진 단계2와; 상기 단계2를 통하여 얻어진 폐기물에 폐기물 및 유기결합제와 슬러지(W2)를 혼입 용해하여 얻어진 용액(C2)을 혼합하면서 분사하고 혼합하는 2차 혼합공정(A9)으로 이루어진 단계3과; 상기 단계3을 통하여 얻어진 처리물을 성형기를 통하여 고형연료로 성형(A10)하는 단계4와; 로 구성된 폐기물 주처리공정과;
상기 1,2차 탈수과정을 통하여 배출된 폐기물의 취출수(W1)를 호기탱크와 무산소탱크에서 화학처리(B2) 및 생물학적 처리(B3)를 하는 단계1과; 상기 단계1을 통하여 처리된 취출수를 유기탱크(B4)에서 정화 처리한 후 고도처리(B5)를 통하여 정수시키되, 슬러지는 배출시키는 단계2;로 구성된 취출수 정화공정과;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 1은, 본 발명에 따른 폐기물 처리방법을 보여주는 흐름도이다.
상기 폐기물 주처리공정은 폐기물을 가공하여 고형연료를 제조하는 아래의 공정을 포함하여 구성된다.
< 단계1 >
80~90%의 수분 포함하고 있는 수거된 폐기물은 1차 탈수공정(A2)에서 탈수기를 이용하여 수분함량을 60∼70 %로 감소시킨다.
이후, 상기 폐기물은 선별기(A3)를 이용하여 불연성인 금속 성분 및 유리 병 조각 등을 이동테이블상에서 선별하는 공정을 거치고, 선별된 폐기물은 파쇄 공정(A4)을 통하여 10∼30 mm 입자 크기로 조분쇄시킨다.
조분쇄된 폐기물은 2차탈수공정(A5)을 통하여 수분함량을 30∼40%로 감소시킨 후, 분쇄 공정(A6)을 통하여 5 mm 이하의 크기로 미분쇄시킨다.
< 단계2 >
100∼130℃의 온도로 예열된 건조로에 유기물의 탄화를 용이하게 하여 연소효율을 향상시키기 위한 무정형 탄소성상의 분말 19∼20 wt% 과, 수분을 흡수, 공급하기 위한 칼슘 산화물계 첨가제 0.12∼0.14 wt% 와, 유기물의 분자구조를 분해시키기 위한 나트륨계 첨가제 0.12∼0.14 wt% 과, 고체산촉매 0.12∼0.14 wt% 를 첨가하여 제작한 촉매제(C1)를, 상기 단계1을 통하여 얻어진 분쇄 폐기물에 1차 혼합(A7)하여 95∼105 ℃의 온도를 유지하면서 폐기물의 수분함량이 20∼30 % 에 도달할 때까지 건조(A8)한다.
상기 무정형 탄소성상의 분말은 무연탄, 안트라 사이트(Anthracite), 활성탄을 혼합시켜서 된 것이고, 상기 칼슘 산화물계 첨가제는 생석회, 소석회를 사용한 것이며, 나트륨계 첨가제는 수산화 나트륨(NaOH)이 사용되고, 고체산촉매는 천연 제올라이트 및 합성 제올라이트(A, Y, ZSM-5 등)가 사용된다.
여기서, 각각의 조성비는 상기 무정형 탄소성상의 분말의 경우에는 무연탄 약 96∼99.8%, 안트라 사이트 약 0.1∼2%, 활성탄 약 0.1∼2%로 하고, 상기 칼슘 산화물은 생석회 또는 소석회 중 어느 하나를 단독으로 사용하거나 혼합하여 사용하며, 상기 고체산촉매는 천연 제올라이트(Zeolite) 또는 합성 제올라이트 중 어느 하나를 단독으로 사용하거나 혼합하여 사용한다.
< 단계3 >
상기 단계2를 통해 수분함량이 20∼30%으로 조절된 분쇄 폐기물에 폐기물 및 유기결합제 0.1∼0.2 wt%와 슬러지(W2) 0.5∼1 wt%가 혼입 용해된 용액(C2)을 95∼105℃의 온도가 유지되는 상태에서 분사하고, 2차 혼합하여 수분 함량이 15∼25%가 되도록 한다(A9).
여기서, 상기 폐기물 및 유기결합제로는 폐식용유, 당밀, 폴리에틸렌 등으로 하고, 슬러지는 후술하는 취출수 정수공정에서 배출된 슬러지(W2)를 이용한다.
상기 폐식용유, 당밀, 폴리에틸렌의 조성비는 폐식용유 20∼30%, 당밀 20∼ 30%, 폴리에틸렌 40∼60 %로 하며, 상기한 첨가제 중 당밀을 대신하여 공업용알콜을 사용할 수도 있다.
< 단계4 >
상기 단계3을 통해 얻어진 15∼25%의 수분을 포함하고 있는 폐기물을 성형기를 통하여 고형연료로 성형(A10)시켜서 상온에서 12∼24 시간동안 건조시킨다.
한편, 상기 취출수 정화공정은 폐기물의 탈수과정에서 발생된 취출수를 처리하기 위한 것으로 아래의 공정을 포함하여 구성된다.
<단계1>
상기 폐기물 주처리공정의 단계1에서 1차 및 2차 탈수 공정을 통하여 배출된 취출수(W1)는 저장탱크(B1)에 일단 저장된 후, 호기탱크와 무산소탱크를 거치면서 화학처리(B2) 및 생물학적 처리(B3)를 실시한다.
<단계2>
상기 단계1을 통하여 처리된 취출수는 폐각(廢殼)을 이용한 유기탱크(B4)에서 정화처리(유기처리)된 후 고도처리(B5)를 통하여 정수되어 공정 청결 및 주위 환경 개선에 사용할 수 있는 2급수의 물로 정화되는 한편, 슬러지(W2)는 배출시킨다.
여기서, 상기 유기탱크는 폐각(조개껍데기)에 기생하는 미생물을 이용하여 정화를 하는 것이다.
여기서, 상기 취출수 정화공정에서 발생되는 슬러지(W2)는 앞에서 설명한 폐기물 주처리공정의 단계3에 혼입되는데, 이때에는 폐기물 및 유기결합제와 혼합되어 사용된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 폐기물 처리방법 및 이를 통해 제조된 고형연료은 음식물 폐기물과 이에 따른 취출수를 상기의 공정에 의거하여 재활용함으로써 음식물 폐기물와 취출수에 의한 공기, 토양, 지하 오염방지에 크게 기여할 수 있고, 음식물 폐기물의 막대한 처리비용의 지출을 방지할 수 있는 이점이 있으며, 제조된 고형연료는 난방연료 및 숯불구이탄 등으로 사용이 가능함으로 에너지 수입 비용을 절감할 수 있고, 아울러 취출수를 2급수 정도로 정화하여 재사용함으로써 수자원 또한 보호할 수 있는 장점이 제공된다.
Claims (14)
- 폐기물을 1차 탈수(A2)하여 선별공정(A3)과, 파쇄공정(A4), 2차 탈수공정(A5)을 거친 후 미분쇄하는 분쇄공정(A6)으로 이루어진 단계1과,상기 단계1을 통해 얻어진 폐기물에, 무정형 탄소성상의 분말과, 칼슘 산화물계 첨가제, 나트륨계 첨가제, 고체산촉매를 포함하는 촉매제(C1)를 혼합하는 혼합공정(A7)과, 건조하는 건조공정(A8)으로 이루어진 단계2와,상기 단계2를 통하여 얻어진 폐기물에 폐기물 및 유기결합제와 슬러지(W2)를 혼입 용해하여 얻어진 용액(C2)을 혼합하면서 분사하고 혼합하는 2차 혼합공정(A9)으로 이루어진 단계3과,상기 단계3을 통하여 얻어진 처리물을 성형기를 통하여 고형연료로 성형(A10)하는 단계4와,로 구성된 폐기물 주처리공정과;상기 1,2차 탈수과정을 통하여 배출된 폐기물의 취출수(W1)를 호기탱크와 무산소탱크에서 화학처리(B2) 및 생물학적 처리(B3)를 하는 단계1과,상기 단계1을 통하여 처리된 취출수를 유기탱크(B4)에서 정화 처리한 후 고도처리(B5)를 통하여 정수시키되, 슬러지는 배출시키는 단계2와,로 구성된 취출수 정화공정과;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 폐기물 처리방법.
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- 제1항에 있어서,상기 칼슘 산화물계 첨가제는 생석회와 소석회 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폐기물 처리방법.
- 제1항에 있어서,상기 칼슘 산화물계 첨가제는 생석회와 소석회를 혼합시켜서 된 것을 특징으로 하는 폐기물 처리방법.
- 제1항에 있어서,상기 나트륨계 첨가제는 수산화 나트륨이 사용된 것을 특징으로 하는 폐기물 처리방법.
- 제1항에 있어서,상기 고체산촉매는 천연 제올라이트와 합성 제올라이트 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폐기물 처리방법.
- 제1항에 있어서,상기 고체산촉매는 천연 제올라이트와 합성 제올라이트를 혼합시켜서 된 것을 특징으로 하는 폐기물 처리방법.
- 삭제
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- 제1항에 있어서,상기 취출수 정화공정에서 배출된 슬러지를 상기 폐기물 주처리공정의 단계3에 투입하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리방법.
- 상기 제1항, 제5항 내지 제9항, 제13항 중 어느 한 항의 폐기물 처리방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 고형연료.
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