KR100675570B1 - 음식물 쓰레기 처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음식물 쓰레기 발효 분해조(110)와 화학 반응조(130) 및 살균 탈취조(150)가 하나의 세트로 모듈화되어 단위 유니트를 이루는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치를 개시한다. 음식물 쓰레기 발효 분해조(110)는 음식물 쓰레기가 투입 충전되는 챔버가 형성된 통형 용기(111)와 케이스(112) 및 교반기(115)를 구비하며, 화학반응조(130)는 음식물 쓰레기 발효 분해조로부터 배출되는 발효가스를 탈취 분해시키기 위한 화학반응 담체(140)를 구비하고, 살균 탈취조(150)는 화학 반응조를 통과한 발효가스를 살균 탈취하기 위한 자외선 광촉매를 구비한다. 이러한 구성의 음식물 쓰레기 탈취 처리장치에 의하면, 음식물 쓰레기의 대폭적인 감량처리와 탈취 및 유해가스 제거 기능이 보다 향상된 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 유해가스의 분해 산화에 의해 생성된 무취무해 가스를 광촉매 반응에 의한 살균작용을 통해 실내공기를 정화시키는 효과를 얻을 수가 있다.
음식물 쓰레기 처리, 살균탈취, 화학반응 담체
Description
도 1은 본 발명에 의한 음식물 쓰레기 처리장치를 도시해 보인 개략적 단면 구성도,
도 2는 도 1의 교반기를 발췌하여 도시해 보인 개략적 구성도,
도 3은 도 1의 화학반응 담체를 발췌하여 도시해 보인 개략적 분리 사시도,
도 4는 도 1의 자외선 광촉매 반사판을 발췌하여 도시해 보인 개략적 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100...음식물 쓰레기 처리장치 110...쓰레기 발효 분해조
111...용기 112...케이스
113a...제 1 유로 113a...제 2 유로
114...흡수제 115...교반기
120...격벽 130...화학 반응조
131...칸막이 패널 132, 133, 153...다공성 격벽 패널
140...화학반응 담채 141...금속파이프
141a...통공 142...활성탄소체
143...바이오 세라믹 150...살균 탈취조
본 발명은 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음식물 쓰레기의 대폭적인 감량처리와 탈취 및 유해가스 살균 정화처리가 가능한 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 가정이나 음식점 주방 등에서는 음식물 쓰레기가 일상적으로 배출되고 있다. 이러한 음식물 쓰레기는 법률의 제정에 따라 제도적으로 일반 쓰레기와 재활용 가능한 쓰레기 등과 분리된 상태로 수거되고 있다.
통상, 대부분의 음식물 쓰레기에는 다량(대략 60 내지 70%)의 수분이 함유되어 있어서 2차적인 환경오염을 유발시키므로, 그물망 등을 통해 물기를 대충 걸러낸 후, 일정량을 쓰레기 봉투에 담거나 쓰레기통에 일시적으로 저장하여 배출 수거하게 된다. 이러한 음식물의 배출 수거과정에 있어서, 음식물 쓰레기에 함유된 수분의 완전 제거가 어려움에 따라 부패 및 발효에 의한 악취 및 유해가스의 방출로 제2의 환경오염을 유발하게 된다.
상술한 바와 같은 음식물 쓰레기의 배출 수거과정에서 발생되는 악취와 유해가스를 제거하기 위하여, 예를 들면 이온 필터나 오존 발생기 등을 이용한 쓰레기 처리장치가 다양하게 제안되고 있으나, 근본적이고 실질적인 악취 및 유해가스 제거 효능은 미비한 문제점을 가지고 있으며, 또한 장치의 조작이 복잡하고 제작 비용이 과다하게 소요되는 등의 문제점을 가지고 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 음식물 쓰레기 처리장치가 지니는 문제점을 감안하여 이를 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 음식물 쓰레기의 대폭적인 감량처리와 탈취 및 유해가스 제거기능이 개선된 저비용 고효율의 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 화학반응성 담체를 이용하여 음식물 쓰레기로부터 발생되는 유해가스를 분해 산화시켜 무취무해 가스를 발생시킬 뿐만 아니라 자외선 광촉매 반응에 의한 살균작용을 통해 실내공기를 정화시키는 기능을 보유한 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 생물학적 악취제거 공정과 화학적 악취제거 공정 및 물리적인 악취제거 공정의 다단계 공정을 통해 탈취 정도를 대폭적으로 향상시킬 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 음식물 쓰레기 처리장치는, 음식물 쓰레기가 투입 충전되는 챔버가 형성된 통형 용기와, 그 용기의 외피를 형성하는 케이스와, 상기 챔버에 충전된 음식물 쓰레기를 분쇄하여 교반하기 위한 교반기 및 상기 챔버를 개폐하도록 구비된 커버부재를 가지는 음식물 쓰레기 발효 분해조와; 상기 음식물 쓰레기 발효 분해조로부터 배출되는 가스가 통과하여 화학반응 담체에 의해 탈취 분해되도록 상기 케이스의 일측에 배치되는 화학 반응조; 및 상기 화학 반응조를 통과한 가스가 자외선 광촉매에 의해 살균 탈취되도 록 배출가스의 하류측에 배치되는 살균 탈취조;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 음식물 쓰레기 발효 분해조와 화학 반응조 및 자외선 광촉매 살균 탈취조는 하나의 세트로 모듈화되어 단위 유니트를 이루도록 형성된 것이 바람직하다.
상기 음식물 쓰레기 발효 분해조와 화학 반응조의 사이에 연통되는 유로가 형성되고, 상기 케이스와 상기 용기의 사이에 유로가 형성되며, 상기 화학 반응조와 살균 탈취조는 각각 상기 음식물 쓰레기 발효 분해조의 일측에 나란하게 적층된 상태로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 용기는 다공성 금속 바이오 세라믹으로 형성되고, 상기 케이스와 상기 용기의 사이에 흡수제가 구비된 것이 바람직하다.
상기 교반기는 구동축의 외주에 서로 다른 길이를 가지는 복수의 날개가 방사상으로 배치되도록 설치되며, 각 날개의 끝단에 금속팁이 부착되며, 상기 각 날개는 서로 길이가 다른 장축과 단축이 상기 구동축을 중심으로 서로 대향되는 동시에 교번적으로 배치되도록 설치되고, 상기 각 날개와 금속팁은 각각 구동축과 직교하는 방향의 양측단이 예리한 선단을 이루도록 날카롭게 가공 형성된 것이 바람직하다.
상기 화학 반응조에는 상기 음식물 쓰레기 발효 분해조로부터 배출되는 가스와 화학적으로 반응하기 위한 화학반응 담체가 구비된다.
상기 화학반응 담체는 금속파이프와 그 중공부에 내장되는 복수의 원통형 단 위 활성탄소체 및 바이오 세라믹을 포함하며, 상기 금속파이프는 Cu, Al, Ni, Pb 계열의 합금으로 이루어진 비철금속 플레이트에 다수의 통공을 형성하고, 그 비철금속 플레이트의 양면에 각각 Fe, Ca, Mo, Mn, Zn, K중에서 선택된 적어도 하나 이상이 함유된 1/2 SiO2 + 1/2 Al2O3 혼합물이 코팅된 1차 코팅층과, 백금(Pt)이 코팅된 2차 코팅층이 순차 적층된 원통형 실린더 구조체로 성형 제작된다.
그리고, 상기 활성탄소체와 바이오 세라믹은 각각 분말상태를 압착 성형하여 다공질의 유통성 원통형 구조체로 형성되며, 상기 금속파이프의 중공부 내부에 길이방향을 따라 각각 교번적으로 배치되어 순차 적층된 상태로 삽입되는 것이 바람직하다.
상기 살균 탈취조는 상기 화학 반응조의 직상방에 배치되어 적층된 상태로 상기 음식물 쓰레기 발효 분해조의 일측에 나란하게 설치되며, 내부 공간에 광촉매 살균작용을 수행하기 위한 자외선 램프와 자외선 광촉매 반사판이 구비되어 있다.
상기 자외선 램프는 100 내지 400nm 범위의 파장을 방사하는 것으로서, 특히 185 내지 254nm 범위의 파장을 방사하는 것이 바람직하다.
상기 자외선 광촉매 반사판은 베이스 플레이트에 제1코팅층과 제2코팅층이 순차적으로 적층 형성된 3층 구조로 이루어지며, 상기 베이스 플레이트는 스테인레스 스틸, 메탈화이버(Metal Fiber), 스틸울(steel wool), 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET; Polyethylene Terephthalate) 중에서 선택된 어느 하나의 판넬이나 알루미늄에 PET가 코팅된 패널로 이루어진다.
그리고, 상기 제1 코팅층(152b)은 1/2 SiO2 + 1/2 Al2O3 혼합물에 Fe, Ca, Mo, Mn, Zn, K중에서 선택된 적어도 하나 이상이 함유된 조성물이 코팅 형성되고, 상기 제2 코팅층 2/3 TiO2 + 1/3 ZnO 혼합물에 백금(Pt), 산화텅스텐(WO4), 산화석(SnO2) 중에서 선택된 적어도 하나 이상이 함유된 조성물이 코팅 형성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 음식물 쓰레기 처리장치를 상세하게 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 음식물 쓰레기 처리장치(100)는, 음식물 쓰레기 발효 분해조(110)와 화학 반응조(130) 및 자외선 광촉매 살균 탈취조(150)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 상기 음식물 쓰레기 발효 분해조(110)와 화학 반응조(130) 및 살균 탈취조(150)에 의해 서로 다른 탈취방법이 적용되는 다단계 탈취과정을 거치도록 하나의 세트로 모듈화되어 단위 유니트를 이루도록 형성된다.
상기 음식물 쓰레기 발효 분해조(110)는 음식물 쓰레기가 투입 충전되는 챔버(111a)가 형성된 통형의 용기(111) 및 그 외피를 형성하는 케이스(112)가 2중의 통형 구조체 또는 박스 구조체를 이루도록 형성된다.
상기 용기(111)는 이산화규소(SiO2)와 산화알루미늄(Al203)을 주성분으로 하는 다공성 금속 바이오 세라믹(Metal Bio Ceramic)으로 형성된 것이 바람직하다. 그리고, 상기 케이스(112)는 예컨대, 금속재나 합성수지재 등과 같은 통상의 쓰레기통에 사용되는 다양한 재질로 형성될 수 있다.
상기 용기(111)와 케이스(112)의 사이에는 음식물 쓰레기의 부패와 발효과정에서 발생하는 유독가스 및 악취가스(이하, 발효가스)를 유동시켜 주기 위한 제1 유로(113a)가 형성되어 있다.
그리고, 상기 제 1 유로(113a)에는 수분 흡수를 위하여 무기계 섬유질로 이루어진 흡수제(114)가 구비되어 있다. 이 흡수제(114)는 과량의 수분을 동시에 탈취할 수 없으므로, 수분 조절을 위하여 일차적인 흡수작용을 하게 된다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 흡수제(114)는 제오라이트(Xeolite), 알루미늄(Al), 나트륨(Na), 칼슘(Ca)의 함수 규산염과 실리카, 알루미나계의 활성알루미나, 활성탄소 등의 성분으로 제작된 것이 바람직하다.
한편, 상기 용기(111)의 챔버 내부에는 충전된 음식물 쓰레기를 분쇄하여 교반하기 위한 교반기(115)가 설치된다.
도 2를 참조하면, 상기 교반기(115)는 모터(M)의 구동축(115a)의 외주에 서로 다른 길이를 가지는 복수의 날개(115b)가 방사상으로 배치되도록 설치되며, 각 날개(115b)의 끝단에 부착된 금속팁(115c)을 포함하여 구성된다.
상기 각 날개(115b)는 도시된 바와 같이 서로 길이가 다른 장축과 단축이 구동축(115a)을 중심으로 서로 대향되는 동시에 교번적으로 배치되도록 설치되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 각 날개(115b)와 금속팁(115c)은 각각 구동축(115a)과 직교하는 방향의 양측단이 예리한 선단을 이루도록 날카롭게 가공 형성된 것이 바람직하다. 이러한 구성을 가지는 교반기(115)는 경질의 뼈다귀나 섬유질과 같은 음식물 쓰레기를 효율적으로 파쇄 및 분쇄하여 미세한 상태로 균일하게 혼합시켜 주기 위한 것이다. 여기서, 도면의 미설명 참조부호 116은 상기 음식물 쓰레기 발효 분해조(110)를 선택적으로 개폐하기 위해 설치된 커버를 나타낸다.
본 발명에 따르면, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 음식물 쓰레기 발효 분해조(110)는 상기 용기(111)의 챔버(111a)에 투입 충전된 음식물 쓰레기를 교반하여 분쇄함에 따라 감량시키는 동시에 부패 및 발효 분해과정을 통하여 1차적인 탈취작용을 수행하게 된다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 음식물 쓰레기 발효 분해조(110)는 히터(미도시)의 가열 또는 보온 단열재(미도시)의 내외장에 의해 내부 온도를 40˚C 내지 60˚C 범위의 온도로 보온 유지하도록 구성된 것이 바람직하다. 이러한 보온 유지 구성은 탈취작용을 위한 화학반응의 활성화와 수분증발의 촉진을 유효하게 하기 위한 것이다.
한편, 상기 음식물 쓰레기 발효 분해조(110)와 화학 반응조(130)의 사이에는 다수의 가스배출구(121a)가 형성된 격벽(120)이 구비된다. 그리고, 상기 화학 반응조(130)와 격벽(120)의 사이에는 상기 제 1 유로(113a)와 연통되는 동시에 화학 반응조(130)의 저부까지 연장되는 제 2 유로(113b)가 형성되어 있다.
상기 화학 반응조(130)의 내부에는 복수의 칸막이 패널(131)이 균등하게 배치되도록 설치되어 있다. 각 칸막이 패널(131)의 사이에는 화학반응 담체(140)가 마련되어 있다. 그리고, 상기 화학 반응조(130)의 가스 유입측과 가스 유출측에는 각각 다공성 패널(132)(133)이 경계를 구획지우도록 설치되어 있다.
상기 화학반응 담체(140)는 음식물 쓰레기 발효 분해조(110)로부터 배출되는 발효가스를 탈취 분해하여 무취무해 가스를 생성하기 위한 것으로서, 활성탄소와 바이오 세라믹 및 백금을 주성분으로 이루어진 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 상기 화학반응 담체(140)는 금속파이프(141)와 그 중공부에 내장되는 복수의 원통형 단위 활성탄소체(142)와 바이오 세라믹(143)을 포함한다.
상기 금속파이프(141)는 Cu, Al, Ni, Pb 계열의 합금으로 이루어진 비철금속 플레이트에 다수의 통공(141a)을 형성하고, 그 비철금속 플레이트의 양면에 각각 1차 코팅층(도면부호 없음)과 2차 코팅층(도면부호 없음)을 형성한 다음 원통형 실린더 구조체의 파이프형태로 성형 제작된다.
본 발명에 따르면, 상기 금속파이프(141)의 1차 코팅층은 Fe, Ca, Mo, Mn, Zn, K중에서 선택된 적어도 하나 이상이 함유된 1/2(SiO2 + Al2O3) 혼합물을 코팅한 것이 바람직하다. 그리고, 상기 금속파이프(141)의 2차 코팅층은 백금(Pt)을 코팅한 것이 바람직하다. 또한, 각 코팅층의 두께는 1mm 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 활성탄소체(142)와 바이오 세라믹(143)은 각각 분말상태를 금형 등을 통해 압착 성형하여 다공질의 유통성 원통형 구조체로 형성한 것이다.
따라서, 상기 화학반응 담체(140)는 상기 금속파이프(141)의 중공부 내부에 길이방향을 따라 복수의 원통형 단위 활성탄소체(142)와 바이오 세라믹(143)이 각각 교번적으로 배치되어 순차 적층된 상태로 삽입되어 전체적으로 원통형의 실린더 구조체로 성형 제작된다. 이러한 원통형의 실린더 구조는 유독성 가스와 화학반응 면적을 최대한 넓혀 주는 동시에 통공(141a)에 의해 원할한 통풍작용이 가능하게 하기 위한 것으로서, 흡착물의 부착량이 일정량에 이르기까지 누적적으로 늘어남에 따라 순환식으로 화학반응을 일으켜 장기간 교체없이 사용할 수 있는 장점을 가지도록 한 것이다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 화학반응 담체(140)는 음식물 쓰레기 발효 분해조(110)로부터 배출되는 발효가스가 통과하면서 백금층과 활성탄소체(142) 및 바이오 세라믹(143)과의 화학반응에 의해 2차적인 탈취 분해작용을 하여 무취무해 가스를 생성하게 된다.
한편, 상기 화학반응 담체(140)의 사이에 각각 구비되는 칸막이 패널(131)은
화학반응 담체(140)의 발효가스 탈취 분해작용을 활성화시켜 주기 위한 것으로서, Cu, Al, Ni, Pb 계열의 합금으로 이루어진 비철금속 플레이트에 백금 코팅층이 형성된 패널 형태로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 살균 탈취조(150)는 화학 반응조(130)의 직상방에 배치되어 적층된 상태로 음식물 쓰레기 발효 분해조(110)의 일측에 나란하게 설치되며, 내부 공간에 광촉매 살균작용을 수행하기 위한 자외선 램프(151)와 자외선 광촉매 반사판(152)이 구비되어 있다. 그리고, 하방과 상방에는 각각 설치되어 다공성의 격벽 패널(133)(153)이 설치되어 구획된 공간을 형성하도록 되어 있다. 상기 격벽 패널(133)(153)은 Cu, Al, Ni, Pb 계열의 합금으로 이루어진 비철금속 플레이트에 백금 코팅층이 형성된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 자외선 램프(151)는 100 내지 400nm 범위의 파장을 방사하는 자외선 램프가 바람직하다. 그 이유는 100nm 미만의 파장을 방사하는 자외선은 감마선 범위에 들어가 위험성을 가지며, 400nm를 초과하면 가시광선으로 되어 자외선 특유의 작용을 얻기가 어렵기 때문이다.
특히, 본 발명에 의한 음식물 쓰레기 처리장치의 살균 탈취조(150)에는 185 내지 254nm 범위의 파장을 방사하는 자외선 램프가 채용되는 것이 바람직하다. 그 이유는 185nm 일때 취기가스의 분해작용이 가장 우수하고, 254nm 일때 살균작용이 가장 우수하기 때문이다.
한편, 상기 자외선 광촉매 반사판(152)은 본 발명을 특징지우는 구성요소중의 하나로서, 도 4에 도시된 바와 같이 외부보호벽(C)에 S내측에 설치되며, 베이스 플레이트(152a)에 제1 코팅층(152b)과 제2 코팅층(152c)이 순차적으로 적층되도록 형성된 3층 구조를 가진다.
본 발명에 따르면, 상기 베이스 플레이트(152a)는 스테인레스 스틸, 메탈화이버(Metal Fiber), 스틸울(steel wool), 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET; Polyethylene Terephthalate) 중에서 선택된 어느 하나의 판넬이나 또는 알루미늄에 PET가 코팅된 패널이 채용될 수 있다.
그리고, 상기 제1 코팅층(152b)은 촉매기능의 효율향상과 수명연장 효과를 높이기 위한 것으로, 1/2 SiO2 + 1/2 Al2O3 혼합물에 Fe, Ca, Mo, Mn, Zn, K중에서 선택된 적어도 하나 또는 그 이상이 소정량 함유된 조성물을 코팅 형성한 것이 바 람직하다.
또한, 상기 제2 코팅층(152c)은 자외선과 접촉하여 광촉매 역할을 하기 위한 물질로서, 2/3 TiO2 + 1/3 ZnO 혼합물에 백금(Pt), 산화텅스텐(WO4), 산화석(SnO2) 중에서 선택된 적어도 하나 또는 그 이상이 소정량 함유된 조성물을 코팅 형성한 것이 바람직하다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 음식물 쓰레기 처리장치의 작용상태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 의한 음식물 쓰레기 처리장치(100)에 따르면, 음식물 쓰레기 발효 분해조(110)의 커버(116)가 개방되어 용기(111)의 챔버(111a)에 투입 충전된 음식물 쓰레기(미도시)는 교반기(115)의 교반작용에 의해 파쇄되어 분쇄된다. 이에 따라 음식물 쓰레기(미도시)의 충전량이 대폭 감소하게 된다. 이때, 음식물 쓰레기에 함유된 수분은 다공성 금속 바이오 세라믹 용기(111)를 통과하여 케이스(112)와의 사이의 제1 유로(113a)에 구비된 흡수제(114)에 흡수된다. 이와 같은 수분 흡수과정에 악취가 제거된다.
한편, 음식물 쓰레기 교반시에 호기성 박테리아(C5H5O2N)를 주성분으로 하는 미생물(이하, 호기성 미생물)과, 그 호기성 미생물의 발효를 촉진하여 활성화시키기 위해 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al203)을 주성분으로 하는 바이오 세라믹과 참나무 칩을 소정의 혼합비율로 투입하게 되면, 이들의 반응에 의해 시간 경과에 따라 부패와 발효 및 분해되는 과정을 거치게 된다. 이때, 대략 25 내지 35ㅀ C 범위의 반응열이 발생하게 된다.
따라서, 히터(미도시)의 가열 또는 보온 단열재(미도시)의 내외장에 의해 음식물 쓰레기 발효 분해조(110)의 내부 온도를 40˚C 내지 60˚C 범위의 온도로 보온하여 유지하게 되면, 음식물 쓰레기에 함유된 수분이 서서히 건조 증발하게 됨과 동시에 미생물 발효 촉진 활성화에 화학반응이 촉진됨으로으로써 1차적으로 음식물 쓰레기의 감량과 탈수 및 탈취작용이 이루어지게 된다.
본 발명의 일측면에 따르면, 혼합물 100중량부에 대해 호기성 박테리아(C5H5O2N) 10 내지 20 중량부, 참나무칩 10 내지 25 중량부, 바이오 세라믹 10 내지 20 중량부의 혼합 비율을 가지는 것이 바람직하며, 참나무칩 대신 일반적인 톱밥, 왕겨를 대체할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 상기 호기성 미생물은 함수율 6.3%, pH 5.4, 유기물 85.7%, 유기물/질소비 0.3, Pb 1.0 mg/kg 성분비를 가지는 것으로서, 분해탈취과정은 고분자물질을 저분자물질 즉, 알코올류, 지방산류, 아미노산류로 만들고, 수소(H2), 이산화탄소(CO2), 암모니아(NH3)를 생성한다. 여기서, 단백질 물질 분해로부터 유해성 악취성분인 유황수소(H2S)와 유기성 악취성분이 발생되는데, 발효과정이 진행되면서 유기산과 아미노산을 분해시켜 메탄(CH4), 이산화탄소(CO2), 암모니아(NH3)를 생성시키므로, 분해활동 및 반응속도에 영향을 미치게 된다.
상술한 바와 같은 과정을 통하여 음식물 쓰레기 발효 분해조(110)의 음식물 쓰레기가 부패 발효되는 과정에서 발생하는 유독가스 및 악취가스(이하, 발효가스)는 제1 유로(113a)와 격벽(120)의 가스배출구(121a)를 거쳐 화학 반응조(130)에 유입되어 저부의 다공성 패널(132)을 통해 화학반응 담체(140)를 통과하게 된다. 이때, 발효가스는 화학반응 담체(140)를 이루고 있는 백금(141a)과 활성탄소체(142) 및 바이오 세라믹(143)과 화학 반응을 하게 된다.
본 발명에 의한 음식물 쓰레기 처리장치에 있어서, 백금 촉매와 바이오 세라믹에 의한 주요 악취성분의 분해과정에 대한 구체적인 화학반응을 살펴보면 다음과 같다.
암모니아 ; NH
3
→ (백금 + 바이오 세라믹)
NH3 → N2 + NO2 + H2O
|
→ N2 + H2O
유화수소 ;
H
2
S
→ (백금 + 바이오 세라믹)
H2S → S + H2O + O2 → SO2 + H2O
|
→ S2 + H2O
메틸메르캅탄
:
CH
3
SH
→ (백금 + 바이오 세라믹)
CH3SH → [CH3-S-S-CH3] → CH2 + SO3 + O2
트릴메탈아민 : (CH
3
)
3
N → (백금 + 바이오 세라믹)
CH3SH → CH3-N-CH3+NH3 → CH3CH2OH + N2 + NO2
NO2 → N2 + H2O
에틸렌 : (CH
2
=CH
2
) → (백금 + 바이오 세라믹)
CH2=CH2 → C2 + H2O
즉, 백금(141a)의 촉매작용으로 발효가스를 무취, 무해가스로 변화시키고, 활성탄소체(142) 및 바이오 세라믹(143)은 악취를 흡수, 흡착된 유황이나 탄소 등과 같은 유해 고형분을 재활성화시켜 화학반응에 의해 가스상태로 배출시키는 작용을 함으로써, 화학 반응조(130)는 2차적인 탈취 분해작용을 통하여 무취무해 가스를 생성 배출하게 된다.
상술한 바와 같은 과정을 거쳐서 화학 반응조(130)에서 생성 배출되는 무취무해 가스는 살균 탈취조(150)에 유입된다.
상기 살균 탈취조(150)에 유입된 무취무해 가스는 자외선 램프(151)에서 출사되는 자외선과 자외선 광촉매 반사판(152)에 의한 광촉매 반응에 의해 미생물 살균과정과 탈취를 거친 상태로 실내 공간에 배출된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 살균 탈취조(150)에서 오존 발생기(미도시)를 통해 오존에 의한 살균과정을 거치도록 할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 살균 탈취조(150)에서 완전 살균 정화처리된 무취무해 가스를 송풍팬(미도시)에 의해 실내 공간에 강제 배출시키도록 구성하여 공기청정기의 역할과 기능을 수행할 수도 있다.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 의한 음식물 쓰레기 처리장치에 따르면, 음식물 쓰레기의 대폭적인 감량처리와 탈취 및 유해가스 제거 기능이 보다 향상된 효과를 얻을 수가 있다.
즉, 본 발명에 의한 음식물 쓰레기 처리장치는 발효 분해조(110)와 화학반응조(130) 및 자외선 광촉매 살균탈취조(150)의 3단계 과정에 의해 각각 서로 다른 탈취방법으로 음식물 쓰레기에서 발생하는 악취를 제거함으로써, 실질적으로 완전 탈취가 가능한 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명에 의한 음식물 쓰레기 처리장치에 따르면, 화학반응성 담체를 이용하여 음식물 쓰레기로부터 발생되는 유해가스를 분해 산화시켜 무취무해 가스를 발생시킬 뿐만 아니라 광촉매 반응에 의한 살균 및 탈취작용을 통해 실내공기를 정화시키는 효과를 얻을 수가 있다.
또한, 본 발명에 의한 음식물 쓰레기 처리장치에 따르면, 음식물 쓰레기에 함유된 60 내지 70% 가량의 수분이 발효 분해조 내벽 흡수제를 통하여 흡수되었다가 서서히 증발 탈취되는 과정을 통해 별도 정화되어 자연상태로 실내 또는 외부로 배출되므로, 제2의 환경오염에 대한 우려를 원천적으로 배제할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 의한 음식물 쓰레기 처리장치에 따르면, 음식물 쓰레기가 충전된 발효 분해조의 내부 온도를 40˚C 내지 60˚C 범위로 보온 유지하여 탈취작용을 위한 화학반응의 활성화와 수분증발의 촉진을 유도함으로써, 소비전력 저감과 안전성이 확보되는 저비용 고효율 성능을 얻을 수가 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
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Claims (16)
- 음식물 쓰레기가 투입 충전되는 챔버가 형성된 통형의 다공성 금속 바이오 세라믹으로 이루어진 용기와, 그 용기의 외피를 형성하는 케이스와, 상기 챔버에 충전된 음식물 쓰레기를 분쇄하여 교반하기 위한 교반기 및 상기 챔버를 개폐하도록 구비된 커버부재를 가지는 음식물 쓰레기 발효 분해조와;상기 음식물 쓰레기 발효 분해조로부터 배출되는 가스가 통과하여 화학반응 담체에 의해 탈취 분해되도록 상기 케이스의 일측에 배치되는 화학 반응조와;상기 화학 반응조를 통과한 가스가 광촉매에 의해 살균 탈취되도록 배출가스의 하류측에 배치되는 살균 탈취조;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 음식물 쓰레기 발효 분해조와 화학 반응조 및 살균 탈취조는 하나의 세트로 모듈화되어 단위 유니트를 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 음식물 쓰레기 발효 분해조와 화학 반응조의 사이에 연통되는 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 화학 반응조와 살균 탈취조는 각각 상기 음식물 쓰레기 발효 분해조의 일측에 나란하게 적층된 상태로 구비된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 교반기는 구동축의 외주에 서로 다른 길이를 가지는 복수의 날개가 방사상으로 배치되도록 설치되며, 각 날개의 끝단에 금속팁이 부착되며,상기 각 날개는 서로 길이가 다른 장축과 단축이 상기 구동축을 중심으로 서로 대향되는 동시에 교번적으로 배치되도록 설치되고,상기 각 날개와 금속팁은 각각 구동축과 직교하는 방향의 양측단이 예리한 선단을 이루도록 날카롭게 가공 형성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 케이스와 상기 용기의 사이에 흡수제가 구비된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 화학 반응조의 가스 유입측과 가스 유출측에는 각각 다공성 패널이 구비된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 화학 반응조에는 상기 음식물 쓰레기 발효 분해조로부터 배출되는 가스와 화학적으로 반응하기 위한 화학반응 담체가 구비된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 화학반응 담체는 금속파이프와 그 중공부에 내장되는 복수의 원통형 단위 활성탄소체 및 바이오 세라믹을 포함하며,상기 금속파이프는 Cu, Al, Ni, Pb 계열의 합금으로 이루어진 비철금속 플레이트에 다수의 통공을 형성하고, 그 비철금속 플레이트의 양면에 각각 Fe, Ca, Mo, Mn, Zn, K중에서 선택된 적어도 하나 이상이 함유된 1/2 SiO2 + 1/2 Al2O3 혼합물이 코팅된 1차 코팅층과, 백금(Pt)이 코팅된 2차 코팅층이 순차 적층된 원통형 실린더 구조체로 성형 제작된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 활성탄소체와 바이오 세라믹은 각각 분말상태를 압착 성형하여 다공질의 유통성 원통형 구조체로 형성되며, 상기 금속파이프의 중공부 내부에 길이방향을 따라 각각 교번적으로 배치되어 순차 적층된 상태로 삽입되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 살균 탈취조는 상기 화학 반응조의 직상방에 배치되어 적층된 상태로 상기 음식물 쓰레기 발효 분해조의 일측에 나란하게 설치되며, 내부 공간에 광촉매 살균작용을 수행하기 위한 자외선 램프와 자외선 광촉매 반사판이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 자외선 램프(151)는 100 내지 400nm 범위의 파장을 방사하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 자외선 램프(151)는 185 내지 254nm 범위의 파장을 방사하는 것을 특징 으로 하는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 자외선 광촉매 반사판(152)은 베이스 플레이트에 제1코팅층과 제2코팅층이 순차적으로 적층 형성된 3층 구조로 이루어지며,상기 베이스 플레이트는 스테인레스 스틸, 메탈화이버(Metal Fiber), 스틸울(steel wool), 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET; Polyethylene Terephthalate) 중에서 선택된 어느 하나의 판넬이나 알루미늄에 PET가 코팅된 패널로 이루어진 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치.
- 제 15 항에 있어서,상기 제1 코팅층(152b)은 1/2 SiO2 + 1/2 Al2O3 혼합물에 Fe, Ca, Mo, Mn, Zn, K중에서 선택된 적어도 하나 이상이 함유된 조성물이 코팅 형성되고,상기 제2 코팅층 2/3 TiO2 + 1/3 ZnO 혼합물에 백금(Pt), 산화텅스텐(WO4), 산화석(SnO2) 중에서 선택된 적어도 하나 이상이 함유된 조성물이 코팅 형성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탈취 처리장치.
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| KR1020060046668A KR100675570B1 (ko) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | 음식물 쓰레기 처리장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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