KR100679500B1 - 유기 분획물을 보유하는 고체 폐기물의 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 분획물(organic fraction)을 함유하는 고체 폐기물(solid waste)을 처리하는 방법에 관한 것이다. 물(3)로 희석된 상기 폐기물(1)의 슬러리(4)는 1 이상의 방향, 바람직하게는 2 이상의 방향으로 파편(piece)을 통과시키고, 통과한 슬러리(7)로부터 2 mm 내지 20 mm 뒤에 위치한, 사분(篩分; sieving) 장치에 의해 사분되고; 상기 폐기물(1) 내에 존재하는 철(II) 금속(8)은 자석에 의해 상기 폐기물로부터 제거되며; 슬러리(7)는 최종적으로 탈수된다.

Description

유기 분획물을 보유하는 고체 폐기물의 처리 방법{METHOD FOR TREATING SOLID WASTE WITH AN ORGANIC FRACTION}

본 발명은 유기 분획물(organic fraction)을 함유하는 고체 폐기물(solid waste)을 처리하는 방법에 관한 것인데, 상기 방법에 따르면 상기 폐기물은 습윤 상태일 때 사분(sieving)된다.

가정 폐기물의 선별 수거(selected collection)의 경우, 유기 분획물은 그것이 임의의 절반 이상의 양의 중금속을 함유하지 않는다면 고급(high-grade) 퇴비(compost) 내에 생물학적으로 처리될 수 있다.

회색 폐기물(grey waste)이라고도 칭하는 잔존하는 잔류 폐기물은 일정량의 유기 물질 및 재순환 가능 물질을 여전히 함유한다. 이 폐기물은 소각되거나 버려지는데, 이는 상대적으로 비용이 적게 들지만 환경친화적이지 못하다.

몇몇 경우에, 가정 폐기물의 선별 수거가 불가능하다. 유기 물질의 거대 분획물을 여전히 함유하는 이러한 혼합형(mixed) 가정 폐기물은 전술한 잔류 폐기물과 동일한 방식으로 처리된다.

재순환되기에 적당한 혼합형 폐기물 및 상기 잔류 폐기물의 분획물을 재순환시키는 설비(installation)를 구축하였다. 이에 의하여, 철저한 예비 선별을 수행 한 후, 생물학적 처리를 수행하여 퇴비를 수득하였다.

그 결과, 주된 문제점은 최종 생성물의 품질, 특히 퇴비 내의 중금속의 존재이다.

지금까지, 상기 선별은 저비율의 중금속을 보유하는 안정화된 유기 분획물을 보유하는 대량의 판매 가능 최종 생성물을 생산하기에 불충분하였다.

수 년 동안, 체, 컨베이어 벨트 위에 정립한 자석, 공기 선별기(air selector) 등에 의해 잔류 폐기물 및 혼합형 가정 폐기물의 건조 선별을 적용하기도 하였다. 최종 생성물의 품질은 재사용 또는 재순환에 부적당한 품질이다. 건조 선별 기법은 매우 비효율적이기 때문에, 많은 국가에서 재순환 가능 폐기물 및 생물성 폐기물(biowaste)의 분리 수거를 도입함으로써, 선별 유출물(flow)를 수득하고, 선별 및 처리로 인해 기준에 적합한(acceptable) 품질의 생성물을 수득하였다.

회색 및 혼합형 가정 폐기물 또는 유기 분획물을 보유하는 기타 고체 폐기물의 공지된 처리 방법에 따라, 호기성 퇴비화(composting)를 이용함으로써, 폐기물을 생물학적으로 처리한다. 상기 폐기물은 퇴비화되는 동안 안정화되고, 건조되는데, 그 후 철(II) 및 미세 모래 분획물이 재순환된다. 상기 폐기물의 무수 물질의 다른 주요 부분은 소각해야 하는데, 이는 비용이 과다하다.

특히, 습윤 선별은 가정 폐기물 및 가정 폐기물에 필적할 수 있는 산업 폐기물로부터 유래하는 유기 분획물을 보유하는 혼합형 폐기물인 잔류 페기물에 대한 흥미로운 전망을 제공하는데, 상기 폐기물은 종래의 방식으로 예비 선별된다.

페기물 컨베이어 장치 내에 설치되거나 또는 상기 장치 위에 현수된 자석에 의한 철(II) 금속의 제거는 자석에 의해 유인된 대부분(large part)에 제한된다. 다수의 소부분(smaller parties)은 폐기물 내에 매립된 상태로 잔존한다.

유기 분획물을 20 mm이하로 감소시키는 고체 가정 폐기물 처리 장치는 거의 없는데, 이는 감소 정도에 비례하여 비용이 급격히 상승하기 때문이다.

습윤 선별은 대량의 물을 첨가하여 선별을 위해 상이한 성분이 접근 가능하게 함으로써, 입자들을 서로 떼어 놓을 가능성을 제공한다.

그러나, 습윤 선별 방법의 적용은 지금까지 제한되었는데, 통상 상기 방법은 매우 심하게 오염된 폐수를 생산하고, 상기 폐수의 처리 비용이 고가이기 때문이다.

호기성 퇴비화 설비에 있어서, 약 50%의 고체 물질 함량이 이상적이고, 퇴비화 장치 내에서 내부적으로 재순환될 수 없는 과량의 물이 생산되기 이전에 소량의 물만 첨가할 수 있다.

혐기성 발효를 사용하는 방법은 습윤 선별을 위한 보다 높은 가능성을 제공하는데, 이는 상기 발효가 호기성 퇴비화보다 습윤한 환경에서 발생하고, 과량의 폐수 생성을 방지할 수 없기 때문이고, 따라서 물 제거 및 폐수 처리용 장치는 어느 경우에나 필요하다.

폐기물의 혐기성 발효는 반응기 내의 15% 이상의 무수 물질을 사용하는 건조 발효 및 반응기 내의 15% 이하의 무수 물질을 사용하는 습윤 발효에 의해 발생할 수 있다.

공급원에서 선별된 폐기물의 처리를 위해 습윤 발효를 사용하는 방법은 EP- A-0 502 172의 실시예에 기재되어 있는 바와 같이, 습윤 발효가 발생하기 이전에 오염물(예컨대, 부유 물질 및 무거운 물질)을 제거함으로써, 유기 물질이 풍부하고 오염물이 결핍된 분획물을 수득하도록 고안된 것이다.

이 마지막 방법에 따라, 고체 성분은 철(II) 금속이 자석에 의해 무수 폐기물로부터 분리되기 이전에, 그리고 물이 첨가된 이후에 분리되고, 그 후 잔류물은 습윤 발효된다.

혼합형 가정 폐기물 또는 이와 유사한 폐기물로부터 유래한 무거운 응집물의 습윤 선별에 적당한 장치는 EP-A-0 228 724에 기재되어 있다. 생물학적 처리가 발생하기 이전에 물이 충전된 분리 탱크에 의해 돌, 세라믹 물질, 배터리 및 무거운 덩어리(일부 합성 물질 덩어리를 포함함)를 분리함으로써, 무거운 성분이 거의 없는 퇴비를 수득한다.

또한, 혼합형 고체 가정 폐기물의 처리는 펄프 내로의 습윤 예비 처리 또는 습윤 사분 후의 하이드로사이클론에 의한 분리를 포함할 수 있다.

상기 공지된 방법에 따라, 유기 분획물을 보유하는 폐기물은 먼저 건조 선별 장치 내에서 예비 처리되는데, 상기 장치에서 연소 가능 분획물, 철(II) 금속 및 기타 물질이 재순환된다.

혼합형 유기 폐기물은 사분에 의해 분리되며; 물로 희석된 후, 대형 불활성 성분이 분리되는 하이드로사이클론에 공급된다.

잔존하는 미세 유기 물질은 체에 의해 분리된 후, 다시 하이드로사이클론에 지향하는데, 상기 하이드로사이클론에서 모래 분획물이 제거된다. 이 바지막 분획 물은 탈수된다.

전술한 체에 의해 정지되는 거친 유기 분획물은 파쇄 분쇄기(crushing mill) 내에서 이미 분리되고 감소된 합성 물질 및 기타 바람직하지 않은 파편과 혼합된다.

잔존하는 유기 분획물은 최종적으로 발효된다.

그러나, 발효 이전에 분리가 일어날 때, 물은 매우 심하게 오염되는데, 이는 모든 가용성 성분(예컨대, 유기 지방산, 당 등)이 폐기물 내에 존재하기 때문이다. 더욱이, 대량의 물이 필요하고, 연이은 발효 또는 퇴비화로 분해되어야 할 불쾌한 냄새가 나는 점착성의 유기 물질을 여전히 함유하는 폐기물의 이질적인 특성 때문에 분리가 비효율적이다.

사실상, 재순환 가능한 물질로서 모래만이 수득된다.

다른 공지된 방법에 따라, 유기 분획물의 발효 또는 퇴비화 후에 물질이 분리된다. US-A-4,079,837에는 퇴비화 처리에 있어서의 열 폭발성 분해 후의 생분해(biodegredation)에 의한 발효 후에 재순환 가능 물질을 재순환시키는 방법이 기재되어 있다. 단편화되고 퇴비화화된 폐기물의 잔류물은 종래의 건조 사분, 및 공기에 의한 분리에 의해 몇몇 분획물로 분리된다. 합성 물질은 부유화 수단에 의해 분리된다.

EP-A-0 142 873에 기재되어 있는 바와 같이, 미세한 모래, 점토 및 기타 불활성 물질은 2단계 발효에 있어서의 가수분해 후의 처리 과정 중에 분리될 수 있다.

습윤 처리와 함께 전술한 모든 방법은 저품질의 퇴비 및 2차 물질을 생성시키는데, 상기 저품질의 퇴비 및 2차 물질의 대부분은 특히 가정의 잔류 폐기물 또는 혼합형 폐기물을 기초로 하더라도 너무 많은 중금속을 함유한다.

종종, 생물학적 처리의 긍정적인 효과는 예비 처리 과정 중의 건조 선별 시기에 바이오가스(biogas)의 형태로 에너지를 재순환시키는 것 및 고열량의 분획물을 생성시키는 것에 주로 제한된다.

본 발명은 유기 분획물을 보유하는 고체 폐기물을 처리하는 방법으로서, 전술한 단점을 갖지 않으며, 높은 비율의 중금속을 함유하지 않는 최종 생성물을 수득하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
슬러리는 혼합형 가정 폐기물, 가정 폐기물 또는 잔류 폐기물에 필적할 수 있는 산업 폐기물, 또는 퇴비화 장치 또는 발효 장치로부터 유래한 폐기물로 인하여 수득된 유기 물질을 함유하는 부분으로부터 유래한 폐수로 희석함으로써 생성되고; 상기 슬러리는 치수가 2 mm 내지 20 mm인 파편을 1 이상의 방향으로 통과시키는 적어도 사분(篩分; sieving) 장치에 의해 사분됨으로써, 통과한 슬러리로부터 상기 슬러리 뒤에 조분획물을 보유하며; 상기 폐기물 내에 존재하는 철(II) 금속의 일부는 자석에 의해 제거되며; 슬러리는 탈수되고; 탈수 공정의 물은 재순환되어 폐기물을 희석시키는데 사용된다는 점에서 본 발명에 따라 상기 목적을 달성한다.
중금속은 통상 철(II) 금속에 부착하고, 따라서 철(II) 금속의 제거로 인하여 나머지 폐기물에 대한 농도가 감소한다는 것이 밝혀졌다.
US-A-4,077,847에는 도시 폐기물의 완벽한 처리 방법이 기재되어 있는데, 상기 방법에 있어서, 먼저 고체 폐기물은 분쇄 및 분급를 통해 분리되고, 철(II) 금속은 자석식 분리기(magnetic separator)에 의해 폐기물로부터 분리되며, 폐기물은 건조 사분된다. 또한, 유기 분획물은 분쇄되고, 건조되며, 열분해(pyrolysis) 시스템에 공급된다. 또한, 무기 분획물은 알루미늄 및 유리 분획물로 분급한다. 유리 회수 과정 중, 유리 슬러리는 나선형 분급기 내에서 생산되며, 유리 슬러리 내에 여전히 존재하는 소량의 유기 분획물은 재순환 물에 의해 세척된다. 이 물은 쓰레기 매립(landfill)에 사용되는 미세 유기 물질을 보류하는지 스크리닝된다.
본 발명에 따르면, 희석된 슬러리는 사분 직전에 또는 사분 과정 중에 일어나는 분리 단계에서 생성될 수 있다. 그러나, 슬러리로의 희석은 무수 물질의 함량이 낮을 때 예비 처리 과정, 예컨대, 혐기성 발효 또는 가수분해 과정 중에 일어날 수도 있다.
무수 물질의 함량이 10% 이하인 슬러리로 희석된 폐기물을 사분하는 것이 바람직하다.
철(II) 금속의 분리 후 및 슬러리의 탈수 후, 수득된 탈수 분획물을 생물학적으로 처리하는 것이 바람직하다.
사분과 철(II) 금속 제거 사이에 전술한 슬러리를 통기시킬 수 있다.
철(II) 금속의 제거 후, 모래는 예컨대 1 이상의 하이드로사이클론에 의해 슬러리로부터 제거될 수 있고, 섬유상 물질은 예컨대 치수가 2 mm 이하인 파편을 1 이상의 방향, 바람직하게는 2 이상의 스탠딩 방향으로 통과시키는 1 이상의 사분 장치의 도움으로 사분에 의해 슬러리로부터 제거될 수 있다.
본 발명의 특징을 보다 잘 설명하기 위하여, 본 발명에 따른, 유기 분획물 함유 고체 폐기물의 처리 방법의 하기 바람직한 실시태양은 첨부되는 도면을 참고로 하여 단지 예시 목적으로(어떤 식으로든 본 발명의 범주를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니됨) 기술한 것이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이 유기 분획물을 함유하는 고체 폐기물(1)의 본 발명에 따른 처리의 경우, 예컨대 최대 10%의 무수 물질을 함유하는 슬러리를 수득할 때까지 먼저 희석 장치(2) 내에서 물(3)을 사용하는 희석이 일어난다.
처리되는 상기 폐기물(1)은 혼합형 가정 폐기물, 및 가정 폐기물 또는 잔류 폐기물에 필적할 수 있는 산업 폐기물의 건조 선별로 인하여 수득된 유기 물질을 함유하는 부분일 수 있거나, 또는 퇴비화 장치 또는 발효 장치로부터 유래할 수 있다.

폐기물이 혐기성 발효 또는 가수분해로부터 유래하는 경우, 희석은 이러한 예비 처리 과정 중에 일어날 수 있다. 10% 이하의 무수 물질을 사용하는 발효 또는 가수분해는 일어날 수 있다. 이어서, 희석 장치는 혐기성 발효 탱크 또는 가수분해 탱크로 구성된다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

1 이상의 방향, 바람직하게는 2 이상의 방향으로 파편을 통과시킬 수 있도록 개구부(開口部; opening)를 보유하고, 2 mm 내지 20 mm 떨어져 위치한 사분 장치(5) 내에서 고체 물질이 강하게 분산된 수득된 슬러리(4)를 연이어 사분한다. 이 사분 장치(5)는 직경이 20 mm인 둥근 개구부 또는 한 면의 길이가 20 mm인 정방형 개구부를 갖지만, 물론 모든 종류의 형태가 가능하다.

슬러리(4)가 토괴(土塊; clod)를 함유하는 경우, 희석 또는 사분 과정 중의 기계적 작용, 예컨대 기계적 혼합 또는 교반을 제공함으로써, 마찰 등의 결과로서 토괴가 파쇄되도록 할 수 있다.

분사 속도를 증진시키기 위해, 1개 또는 수개의 강력한 물 분사기(water jet)를 슬러리(4) 상에 지향시키고, 그럼으로써 물 분사기가 사분 장치를 통해 슬러리를 압착시키도록 할 수 있고, 또한 슬러리 붕괴물(disintegrate) 내에 토괴를 생성시킬 수 있다.

1개 또는 수개의 물 분사기에 의해 폐기물(1)의 희석을 수득함으로써, 희석 장치(2)와 사분 장치(5)의 조합인 하나의 동일한 방향에서 희석 및 사분이 일어나도록 하는 것도 가능하다.

조분획물(6)은 추가의 처리를 위해 배출된다. 1개 또는 수개의 자석(9)를 사 용하는 자기 처리에 의한 연속 단계에서, 사분 장치(5)를 통과하고, 최대 입자경이 20 mm인 입자를 함유하는 미세 슬러리로부터 철(II) 금속(8)의 가장 큰 부분을 분리한다.

이 끝에, 자석(9)이 예컨대, 격자 형태로 정지 밸브 사이에 정립되어 있는 파이프를 통해 슬러리(7)를 안내할 수 있다.

때때로, 자석(9) 상에 부착하는 철(II) 금속을 보유하는 자석(9)을 파이프 밖으로 꺼낸다. 자석(9)를 재배치하기 이전에, 자석(9)에 부착하는 철(II) 금속(8)을 제거한다.

자석(9)은 슬러리(7) 내에 직접 배치되는 대신에 파이프를 포획할 수 있다.

양 실시태양은 분리를 일시적으로 정지시킴으로써, 철(II) 금속(8)을 제거할 필요가 있다.

연속적으로 작동시키는 것이 어떻게 가능한가는 도 2에 도해되어 있다.

슬러리(7)는 제거 가능한 자석(9), 예컨대 전자석이 장착된 2개의 파이프 (11) 및 (12)로 분기되는 유입(ingoing) 파이프(10)를 통해 안내하는데, 상기 자석은 송출(outgoing) 파이프(13) 내에서 다른 자석과 다시 연결된다.

자석(9)의 업스트림(upstream)은 각각의 파이프 (11) 및 (12) 내에 제공된 정지 밸브인 반면에, 상기 자석(9)의 다운스트림(downstream)은 또한 각각의 파이프 (11) 및 (12) 내의 정립된 정지 밸브(15)이다.

각각의 정지 밸브(14)와 자석(9) 사이는 각각의 파이프 (11) 및 (12) 상에 연결된 물 공급 라인(16)인 반면에, 각각의 정지 밸브(15)의 다운스트림은 정지 밸 브(17)에 의해 폐쇄될 수 있도록 연결된 철(II) 금속(8)용 배출 파이프(18)이다.

정상적인 작동 과정 중, 정지 밸브 (14) 및 (15)는 파이프 (11) 또는 (12) 중 어느 하나, 예컨대 파이프(11) 내에 개방되어 있다. 다른 정지 밸브 (14) 및 (15) 및 정지 밸브(17)은 폐쇄되어 있고, 물 공급 라인(16)을 통해 공급되는 물은 없다.

슬러리(7) 내에서 발견된 철(II) 금속(8)은 슬러리(7)에 근접하여 위치하는 자석(9)에 의해 사용되는 파이프(11) 내에 보류된다.

일정 시간 경과 후, 다른 파이프(12) 내의 정지 밸브 (14) 및 (15)는 개방되어 있는 반면에, 파이프(11) 내의 정지 밸브(11)는 폐쇄되어 있고, 정지 밸브 (17) 사에 연결된 배출 파이프(18) 내의 정지 밸브(17)은 개방되어 있다. 철(II) 금속(8)이 더 이상 보류되지 않도록 자석(9)을 파이프(11)로부터 제거한다. 물 공급 라인(16)을 통해 물을 주입함으로써, 파이프(11)로부터 개방된 정지 밸브(17) 및 배출 파이프(18)을 통해 철(II) 금속(8)을 배출시킨다.

이어서, 물 공급을 정지시키고, 전술한 정지 밸브(17)를 다시 폐쇄시킨다. 전자석(9)를 파이프(11) 상의 최초 위치에 다시 배치시킨다.

그 동안, 다른 전자석(9)에 의해 다른 파이프(12) 내의 슬러리(7)로부터 철(II) 금속을 제거하였다.

상기 파이프(12)로부터의 철(II) 금속(8)의 제거는 파이프(11)에 대하여 전술한 바와 같은 방식으로 일어나지만, 먼저 상기 파이프(11) 내의 정지 밸브 914) 및 (15)를 다시 개방시킴으로써, 이제 다시 제1 파이프(11) 내에서 철(II) 금속(8) 을 분리할 수 있다.

따라서, 양 파이프 (11) 및 (12)를 철(II) 금속(8)의 제거에 택일적으로 사용한다.

상기 모든 실시태양에 있어서, 철(II) 금속(8)이 자기 방식으로 제거된 슬러리(19)는 탈수 장치(20), 예컨대 원심분리기로 배출되는데, 상기 탈수 장치(20)에서 철(II) 금속(8)이 탈수된다. 고체 물질의 함량이 5% 이하인 분리된 물(3)을 희석 장치(2)에 재순환시킨다.

이러한 탈수 공정은 2개 또는 수개의 단계로 일어나고, 이로써 마지막 단계는 기계적 탈수 단계이고, 선행하는 단계는 침강(sedimentation) 또는 부유화(floatation) 단계[응결(flocculation) 수단의 부가 여부를 불문함]이다.

탈수된 분획물(21)은, 중금속이 철(II) 금속 상에 부분적으로 고정되고, 자석(9)에 의해 탈수된 분획물(21)이 중금속과 함께 보류되기 때문에 저농도의 중금속을 보유한다. 이 분획물(21)은 내버리거나 또는 예컨대 퇴비화할 수 있다.

철(II) 금속(8)의 자기(磁氣) 제거와 탈수 사이에, 슬러리(19)는 호기성 처리되거나 또는 산화될 수 있는데, 예컨대 슬러리(19)는 도 3에 도시된 바와 같이 공기가 파이프(23)을 통해 송풍되는 통기 장치(22)내에서 통기될 수 있다.

또한, 이 실시태양은 조분획물(6)이 사분 장치로부터 분리 장치(24), 예컨대 침강 탱크에 안내된다는 점에서 전술한 실시태양과 상이한데, 상기 분리 장치에서 유기 및 목질(woody) 분획물로 구성된 분획물(25) 및 합성 분획물이 불활성 분획물(26)로부터 분리된다.

탈수 장치(20)의 탈수된 분획물(21)은 예컨대 상기 분획물(21)이 처리되어 퇴비(28)이 생성되는 퇴비화 장치(27) 내에서 생물학적으로 처리된다.

폐기물(1)이 아직 혐기성 방식으로 발효되지 않았다면, 퇴비화 장치 대신에 발효 탱크를 사용할 수 있다.

전술한 방식으로의 철(II) 금속 제거는 몇몇 용도에 충분할 수 있지만, 유기 분획물을 보유하는 대부분의 폐기물의 경우, 수득된 최종 분획물 내의 중금속 비율은 매우 크다.

이러한 문제점을 극복하기 위해, 도 4에 도시된 장치에 의해 설명될 수 있는 것처럼 처리한다. 이 장치는, 철(II) 금속의 자기 분리와 통기 장치(22) 또는 탈수 장치(22)(통기 장치(22)가 생략된 경우) 사이에 다음과 같은 다른 장치가 존재한다는 점에서 도 3에 따은 장치와 상이하다.

자석(9) 뒤에, 비(非)-철(II) 금속(30)이 슬러리(19)로부터 분리되고, 회전식 흐름에 기초하여 작동하는 분리기(29)를 정립시킨다.

다음으로, 모래 분획물(33)이 잔존하는 슬러리(31)로부터 분리되는 모래 분리기(32), 예컨대 하이드로사이클론을 정립시킨다. 제2 모래 분리기(34), 예컨대 제2 하이드로사이클론 내의 잔존하는 유기 성분 및 기타 바람직하지 않은 성분을 상기 모래 분획물(33)로부터 제거하여, 고체 유기 성분의 비율을 감소시킴으로써 보다 순수하고 재생 가능한 모래 분획물(35)을 수득한다.

상기 제2 모래 분리기(34) 내에서 분리된 유기 슬러리(36)는 모래 분리기(32)로부터 유래한 유기 성분도 풍부한 슬러리(37)와 배합되고, 그 후 생성되는 슬러리(38)는 1 이상의 방향, 바람직하게는 2 이상의 스탠딩 방향으로 입자를 통과시킬 수 있는 개구부를 보유하는 사분 장치(39) 내에서 미세하게 사분되는데, 상기 입자의 직경은 2 mm 이하이다. 상기 사분 장치(39)는 예컨대 직경이 2 mm 이하인 둥근 개구부 또는 한 면의 길이가 2 mm인 정방형 개구부를 보유한다.

사분 장치(39)로 인하여, 한편으로는 미세 슬러리(40)를, 다른 한편으로는 섬유상(fibrous) 분획물(41)을 수득한다. 저농도의 중금속을 보유하는 섬유(43)가 합성 물질, 금속, 및 이들과 결합된 오염물을 함유하는 분획물(44)로부터 사분 수단에 의해 분리되는 제3 사분 장치(42), 예컨대 바스켓(basket)형 체 또는 회전형 체에 상기 섬유상 분획물(41)을 공급한다.

제3 사분 장치(42)는 1 이상의 치수가 500 마이크로미터보다 작은 입자만을 통과시키고, 예컨대 500 마이크로미터보다 작은 직경을 갖는 둥근 개구부 또는 한 면의 길이가 500 마이크로미터보다 작은 정방형 개구부를 보유한다. 이 경우, 제1 사분 장치(5)의 개구부의 상기 치수는 5 mm보다 작은 것이 바람직하고, 제2 사분 장치(39)의 치수는 1 mm보다 작다.

철(II) 금속(8)에 부착되지 않았고 분리기(29)에 의해 분리되지 않았던 잔존 중금속의 가장 큰 부분을 함유하고, 2 mm 이하의 입자경을 갖는 미세 슬러리(40)을 탈수 장치(20) 내에서 직접 탈수시킬 수 있으며, 중금속으 초기 농도 및 퇴비(28)에 대한 표준 요구조건(requirement)에 의존하여 퇴비화 장치(27) 내에서 퇴비화할 수 있다.

도 4에 점선에 의해 표시된 바와 같이, 상기 퇴비화 장치 상에 모래 분획물(33), 또는 바람직하게는 모래 분획물(35) 및/또는 섬유상 분획물(41), 또는 바람직하게는 섬유(43)을 첨가할 수 있다. 또한, 예컨대 킬레이터(chelator)에 의해 화학적 방법으로 소량의 잔존 중금속을 상기 분획물 또는 섬유로부터 제거할 수도 있다.

섬유(43)는 호기성 처리에 필요한 구조 물질을 제공하는 반면에, 슬러리(40)는 생물학적 활성에 필요한 질소를 공급한다.

퇴비(28)은 합성 물질 및 유리와 같은 오염물이 상대적으로 없는 우수한 퇴비이다.

전술한 바와 같이, 통기, 또는 다시 말해서 슬러리(40)의 산화는 탈수 이전에 0.1 내지 72 시간 동안 일어날 수 있다. 통기 장치(22)에 산화제를 첨가할 수 있다. 상기 산화는 탈수를 촉진시킨다.

도 4에 나타나 있는 바와 같이, 상기 통기 또는 산화 이전에 중력에 의해 또는 침강에 의해, 그리고 이와 동시에 슬러리(40)가 농후화되는 침강 장치(45) 내에서의 부유화에 의해 야기되는 침전(settling)을 선행함으로써, 통기 및 탈수가 덜 필요하도록 한다. 배출된 물(45A)을 희석 장치(2)용 물(3)에 첨가할 수 있다.

전술한 방법을 적용하는 경우, 다음과 같은 결과를 얻었으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다.

	A	B	C	D	E	F
유기 휘발성 물질(%)	8	0.8	78	94.4	50	50
중금속(무수 물질에 대한 ppm)
As	<5	1.8	2.6	1.6	6.1
Cd	<0.5	<0.5	0.8	<0.5	1.5	1.4
Cr	60	48	52	21	136	36
Cu	100	93	74	29	190	80
Hg	0.1	0.8	1.1	0.7	2.8
Pb	55	119	91	27	225	90
Ni	16	26	25	10	63	18
Zn	310	190	480	170	824	250

상기 표 1에서,

A는 모래 분리기(32)의 작동 후의 모래 분획물(33)이고;

B는 제2 모래 분리기(34)의 작동 후의 모래 분획물(35)이며;

C는 체(39) 내에서의 미세 사분 후의 섬유상 분획물(41)이고;

D는 섬유(43)이며;

E는 탈수된 분획물(21)이고;

F는 킬레이트로 추가 정제한 후의 슬러리이다.

도 5에 도시된 장치를 사용하여, 보다 훨씬 더 우수한 품질 및 보다 작은 물 소비의 장점이 있는 퇴비를 수득할 수 있다. 이 장치가 도 4에 따른 장치에 상응하는 한, 동일한 참조 도면을 사용하여 동일한 피팅(fitting) 및 흐름을 나타내었다.

폐기물(1)은 먼저 희석 장치(2) 내에서 희석시킨 후, 사분 장치(5)에 의해 사분하였다. 분리 장치(24), 예컨대 칭강 탱크 내에서 조분획물(6)을 분리하여, 무거운 분획물, 즉 유리와 돌을 함유하고 예컨대 침강물을 형성시키는 불활성 분획물(26), 및 예컨대 부유 분획물을 형성시키는 목질의 유기 합성 분획물(25)을 생성시킨다.

탈수 장치(46) 내에서 상기 목질의 유기 합성 분획물(25)을 탈수시킨다. 분리된 물은 자기 처리하기 이전에 슬러리(7)에 첨가한다.

비록 분리가 가능할지라도, 예컨대 분리기에 의한 분리는 없으나, 전술한 자석(9)와 유사한 자석 (48) 및 (49) 각각에 의해 제2 분리기(32)의 슬러리(38) 및 미세 체의 슬러리(40) 모두를 자기 처리한다.

각각의 자석 (9), (48) 및 (49) 전후에, 회전식 흐름에 기초하여 작동하는 분리기(29)를 정립시킴으로써, 비(非)-철(II) 금속을 제거할 수 있다. 이를 명확히 하기 위해, 상기 분리기(29)는 도 4에만 나타낸다.

모래 분리기(32)의 모래 분획물(33)을 제2 모래 분리기(34)에 공급함으로써, 유기 고체 물질의 비율을 감소시키기 이전에, 탈수 장치(50) 내에서 상기 모래 분획물(33)을 탈수시키고, 슬러리(37)에 탈수 장치(50)의 물을 첨가하고, 연이어 혼합기(mixer)(52) 내의 탱크(54) 내에서의 물리적/화학적 물 처리로부터 유래한 물(53)과 고체 모래 분획물을 혼합한다.

또한, 제2 모래 분리기(34)를 작동시킨 후, 탈수 장치(55) 내에서 모래 분획물(35)을 탈수시키는데, 상기 탈수 장치(55)의 물(56)은 탱크(54)에 수집된다. 제2 모래 분리기(33)의 슬러리(37)에 제2 모래 분리기(34)의 유기 슬러리(36)을 첨가하고, 이들을 함께 자석(48)에 의해 처리하는데, 상기 자석(48)은 일부 여분의 철(II) 금속(48A)을 그것이 체(39)에 의해 미세하게 사분되기 이전에 분리시킨다.

변형에 따라, 탈수 장치 (50) 및 (55)는 침강 탱크(여기서, 침강물은 모래 분획물임) 또는 다른 적당한 시스템으로 대체할 수 있다.

섬유상 분획물(41)은 사분 장치(42) 내에서 다시 사분하기 이전에 습윤 자석(57)에 의해 슬러리로서 자기(磁氣) 처리되는데, 이로써 잉여량의 분산된 철(II) 금속(58)이 섬유상 분획물(41)로부터 분리된다. 생성되는 슬러리(59)는 탈수 장치(53) 내에서 탈수시키고, 탱크(54)로부터 유래한 물(63)과 혼합기(61) 내에서 혼합한다.

사분 장치(42) 또는 다른 분리 장치에 의해 합성 물질, 이와 결합된 금속 및 다른 생성물로부터 분리된 섬유(43)는 탈수 장치(62) 내에서 탈수시키는데, 상기 탈수 장치(62)의 물(63)은 탱크(54) 내에 수집하여, 예컨대 물리화학적으로 처리한다.

제2 모래 분리기(34) 내에서 모래를 분리하고, 섬유상 분획물(41)을 희석시키기 위하여, 탱크(54) 내에서 상기 물을 처리하고, 상기 탱크(54)로부터 유래한 물을 사용하기 때문에, 정수(淨水)의 소비를 최소화한다.

또한, 탈수 장치(20)에서 희석 장치(2)로 보내지는 가능한 과잉의 물(3)은 탱크(54) 내에서 처리할 수 있다. 지나치게 많이 처리하여 정화된 물이 있는 경우, 이를 배출시킬 수 있다.

자석(49)을 사용하여, 미세한 체(39)[상기 미세한 체(39) 상에 탈수 장치(60)의 물(64)이 첨가됨]를 통과한 슬러리(40)로부터 최종 미세 잔류 철(II) 금속(49A)을 제거한 후, 탈수 장치(20) 내에서 상기 슬러리를 탈수시켰다.

퇴비화 장치(27)에 탈수된 분획물(21)을 보내기 전에, 정제 및 탈수된 모래 분획물(35) 및 탈수된 섬유(43)과 더불어, 상기 탈수된 분획물(21)은 활성 킬레이터를 보유하는 재생 수용액(72)과 혼합할 수 있고, 장치(65) 내에서의 혼합 또는 마찰에 의해 분산시킬 수 있다.

그 후, 예컨대 EP-A-0 267 653에 기재되어 있는 바와 같이, 반응기(66)[상기 반응기 (66) 상에 생분해 가능한 것이 바람직한 킬레이트(67)이 첨가됨] 내에서 상기 분획물(21)을 추가로 처리함으로써, 철(II) 금속과 함께 제거되지 않은 중금속의 추가 부분을 용해시킬 수 있고, 탈수 장치(68) 내에서의 탈수 시기에 고체 물질로부터 중금속 및 철(II) 금속을 제거할 수 있다.

재생 유닛(70) 내의 탈수 장치(68)의 물(69)로부터 금속(71)을 분리한다. 재생 수용액(72)은 상기 장치(65)에 첨가되고, 따라서 반응기(66) 내에서의 중금속의 제거에 재사용된다.

도 5 및 6에 따라 마지막으로 기술된 실시태양에 있어서, 정수의 사용은 최소한에 그치며, 폐기물 처리를 위해 과잉의 물을 처리하는 비용은 한계가 있다.

본 발명의 범주는 첨부된 도면에 나타나 있는 상기 실시태양에 한정되는 것이 아니라, 반대로 본 발명의 범주에 속하는 한, 유기 분획물을 함유하는 고체 폐기물의 처리 방법을 다양하게 변형시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 적용하는 장치의 블록 다이아그램(block diagram)을 도시한 것이다.

도 2는 자석에 의해 철(II) 금속을 보다 세밀하게 분리시키는 정치의 일부를 개략적으로 도시한 것이다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 방법의 다른 실시태양을 참고로 하여 본 발명에 따른 방법을 적용하는 장치의 블록 다이아그램으로서 도 1의 블록 다이아그램과 유사한 블록 다이아그램을 도시한 것이다.

Claims (30)

1. 유기 분획물(fraction)을 함유하는 고체 폐기물을 처리하는 방법으로서,

   물로 폐기물을 희석함으로써 슬러리를 제조하는 단계;

   2 mm 내지 20 mm의 치수를 갖는 파편을 1 이상의 방향으로 통과시키는 적어도 사분(篩分; sieving) 장치에 의해 습윤된 슬러리를 1차 사분시켜, 그 후 통과된 슬러리로부터 조분획물을 보류시키는 단계,

   그 후 통과된 슬러리로부터 1 이상의 모래 분리기에 의해 잔류 슬러리로부터 모래 분획물을 제거하는 단계;

   2 mm 또는 그 이하의 치수를 갖는 입자를 1 이상의 방향으로 또는 선택적으로 2 이상의 스탠딩 방향으로 통과시킬 수 있는 개구부(opening)를 갖는 1 이상의 사분 장치로 2차 사분에 의해 섬유상 분획물을 제거하는 단계; 그리고

   슬러리가 탈수되고 그리고 탈수 공정의 물이 폐기물을 희석시키기 위해 부분적으로 또는 전체적으로 재사용되는 것을 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 희석된 슬러리가 1차 사분 단계 직전 또는 1차 사분 단계 중에 일어나는 분리 단계에서 생성되는 것인 방법.
3. 제1항에 있어서, 건조 성분의 함량이 낮을 때 슬러리로의 희석은 혐기성 발효 또는 가수분해의 예비 처리 과정 중에 미리 수행되는 것인 방법.
4. 제1항에 있어서, 건조 성분의 함량이 10% 이하인 슬러리로 희석된 폐기물이 사분되는 것인 방법.
5. 제1항에 있어서, 슬러리의 탈수 이후, 수득된 탈수 분획물이 생물학적으로 처리되는 것인 방법.
6. 제1항에 있어서, 사분 장치에 의한 사분 도중에 보류되는 조(粗)분획물이 분리 장치 내에서 분리되는, 즉 사분 후에 물이 다시 슬러리에 첨가되는 물 분리기 내에서 선택적으로 탈수된 분획물과 불활성 분획물로 분리되는 것인 방법.
7. 제1항에 있어서, 비(非)-철(II) 금속이 회전식(rotational) 흐름에 기초하여 작동하는 분리기에 의하여 제거되는 것인 방법.
8. 제1항에 있어서, 탈수 이전에 통기, 산소 또는 산화제 주입에 의해 슬러리가 산화되는 것인 방법.
9. 삭제
10. 제1항에 있어서, 모래 분획물은 모래 분리기 내의 유기 슬러리로부터 2회 분리되고, 이로써 상기 유기 슬러리가 바람직하게는 제1 모래 분리의 슬러리에 첨가되는 것인 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 모래 분획물이 모래 분리기 내에서 분리 후에 탈수되는 것인 방법.
12. 제10항에 있어서, 모래 분리기 내에서의 제1 모래 분리 후에 탈수된 모래 분획물이 모래 분리기 내에서의 제2 모래 분리 후의 모래 분획물의 탈수로부터 유래하는 물과 혼합되고, 상기 물이 혼합되기 전에 선택적으로 물리화학적 방식으로 선택적으로 처리되는 것인 방법.
13. 삭제
14. 삭제
15. 제1항에 있어서, 모래 분획물의 제1 분리 이전 및/또는 이후 그리고 섬유상 분획물의 제1분리 이전 또는 이후, 철(II) 금속이 구체적으로 자석에 의해 슬러리로부터 분리되는 것인 방법.
16. 제1항에 있어서, 분리된 섬유상 분획물이 탈수되고, 이로써 그 물이 바람직하게는 섬유상 분획물의 분리로부터 유래하는 슬러리로 다시 운반되는 것인 방법.
17. 제16항에 있어서, 철(II) 금속의 분산된 잔류물이 바람직하게는 자석에 의해 섬유상 분획물로부터 제거되는 것인 방법.
18. 제1항에 있어서, 섬유상 분획물이 선택적으로 사분 장치 내에서의 사분에 의해 순수한 섬유 및 기타 성분으로 더 분리되는 것인 방법.
19. 제11항에 있어서, 섬유를 탈수하고, 이때 얻은 물을 모래 분획물의 탈수된 물에 첨가되는 것인 방법.
20. 제11항에 있어서, 탈수 이후, 섬유상 분획물이 모래 분획물의 탈수로부터 유래하는 물과 혼합되는 것인 방법.
21. 제1항에 있어서, 슬러리의 탈수 이후, 생물학적 처리가 추가되는 것인 방법.
22. 제5항에 있어서, 모래 분획물이 생물학적으로 처리된 탈수 분획물에 첨가되는 것인 방법.
23. 제5항에 있어서, 섬유상 분획물 또는 섬유가 생물학적으로 처리된 탈수 분획물에 첨가되는 것인 방법.
24. 제1항에 있어서, 탈수 이후, 탈수 분획물, 선택적으로 모래 분획물 및 섬유상 분획물이 킬레이터(chelator)로 처리되는 것인 방법.
25. 제24항에 있어서, 킬레이터로 처리된 이후, 슬러리가 다시 탈수되고, 그리고 킬레이터로 처리되기 전에 상기 마지막 탈수로부터 유래한 물이 처리되고 그리고 탈수 분획물에 다시 첨가되는 것인 방법.
26. 제1항에 있어서, 1 이상의 치수가 5 mm 이하 및 선택적으로 2 이상의 치수가 5 mm 이하인 입자를 통과시키는 사분 장치로 슬러리가 1차 사분되고,

    그것의 치수가 1 mm 이하인 입자를 1 이상의 방향으로 및 선택적으로 2 이상의 스탠딩 방향으로 통과시킬 수 있는 개구부를 보유하는 1 이상의 사분 장치의 도움으로 사분에 의해 섬유상 분획물이 제거되며,

    그것의 치수가 500 마이크로미터 이하인 입자를 1 이상의 방향으로 및 선택적으로 2 이상의 스탠딩 방향으로 통과시킬 수 있는 개구부를 보유하는 사분 장치 내에서의 사분에 의해 순수한 섬유 및 기타 성분으로 섬유상 분획물이 더 분리되는 것인 방법.
27. 제1항에 있어서, 폐기물이, 혼합된 가정 폐기물, 가정 폐기물 또는 잔류 폐기물에 필적할 수 있는 산업 폐기물, 또는 퇴비화 장치 또는 발효 장치로부터 유래하는 폐기물로부터 수득된 유기 물질을 함유하는 것인 방법.
28. 유기 분획물을 갖는 고체 폐기물을 처리하는 방법으로서,

    물로 폐기물을 희석함으로써 슬러리를 제조하는 단계,

    2 내지 20 mm의 치수를 갖는 파편을 1 이상의 방향으로 통과시키는 적어도 사분 장치에 의해 습윤된 슬러리를 사분시키는 단계,

    그 후 통과된 슬러리로부터 조분획물을 보류시키는 단계,

    폐기물 중에 존재하는 철(II) 금속의 일부를 자석으로 제거하는 단계,

    슬러리를 탈수시키는 단계,

    탈수 공정으로부터 물을 재순환시키는 단계, 및

    재순환된 물로 폐기물을 희석시키는 단계를 포함하는 방법.
29. 제28항에 있어서, 철(II) 금속의 제거로부터 다운스트림의 비-철(II) 금속을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
30. 제29항에 있어서, 비-철(II) 금속을 제거하는 단계가 회전식 흐름 상에서 작동하는 분리기로 제거하는 것을 포함하는 것인 방법.

Images