KR100758173B1 - 음식물쓰레기 자원화 공정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 음식물을 파쇄, 선별, 탈수, 건조, 농축 과정을 경유하여 음식물 쓰레기에 포함된 고형분은 사료 또는 퇴비화하고, 상기 과정에서 발생한 침출수 및 악취는 소각 또는 산화촉매처리 하는 음식물쓰레기 자원화 공정에 관한 것이다.

본 발명에 의한 음식물쓰레기 자원화 공정은 각종 음식물 쓰레기를 재활용하도록 하는 음식물쓰레기 자원화 공정에 있어서, 수거된 음식물을 반입, 저장, 파쇄, 선별, 분쇄한 후, 분리기에 의해 고형물과 액상으로 분리하는 전처리공정과; 상기 전처리공정에서 분리된 액상 음식물을 점도에 따라 저점도의 음식물은 1차로 박막유하형농축기로 농축시키고, 고점도의 음식물은 2차로 기계식회전형농축기로 농축시켜 수분을 증발시키는 농축공정과; 상기 전처리공정에서 분리된 고형 음식물과 상기 농축공정에서 농축된 액상슬러지를 고속으로 회전하는 혼합기로 균질하게 혼합시킨 후, 관다발 형상으로 다수 형성되어 회전되며 내부에 고열의 스팀이 공급되는 튜브를 가열매체로 하는 건조기로 건조시키는 건조공정과; 상기 건조공정에서 건조된 고형분을 철분리, 정선, 분쇄, 이송, 저장, 포장 및 출하하는 제품공정과; 상기 농축공정과 건조공정에서 발생된 증발폐증기를 응축시켜 환경오염을 일으키지 않도록 배출시키는 폐수처리공정;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

음식물, 쓰레기, 자원화, 공정, 농축기, 박막유화형, 건조기, 튜브, 폐수처리

Description

음식물쓰레기 자원화 공정{method for reusing of foodwaste}

도 1은 본 발명의 공정 순서도.

도 2는 본 발명에 의한 폐수처리공정의 순서도.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 공정의 흐름도.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 박막유하형농축기의 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

S1 : 전처리공정 S2 : 농축공정

S3 : 건조공정 S4 : 제품공정

S5 : 폐수처리공정 S51 : 제1단계

S52 : 제2단계 S53 : 제3단계

S54 : 제4단계 S55 : 제5단계

11 : 호퍼 12 : 1차저장소

13 : 파쇄기 및 선별기 14 : 2차저장소

15 : 원심고액분리기 16 : 피드탱크

20 : 건조기 21 : 스팀공급부

22 : 사이클론 23 : 수직이송장치

24 : 건조제품순환량조절장치 25 : 혼합기

26 : 폐가스분진포집및응축장치 27 : 냉각장치

28 : 폐가스배출부 29 : 배출부

30 : 박막유하형농축기 31 : 농축기본체

32a : 제품투입구 32b : 응축수배출부

32c : 배출펌프 33 : 전열튜브

34 : 증발증기포집관 35 : 기계식증기재압축기

36 : 보조열원투입구 37 : 응축수회수장치

38,39 : 이송펌프 40 : 기계식회전형농축기

41 : 구동모터 42 : 스팀공급부

50 : 배출장치

본 발명은 음식물쓰레기 자원화 공정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 음식물을 파쇄, 선별, 탈수, 건조, 농축 과정을 경유하여 음식물 쓰레기에 포함된 고형분은 사료 또는 퇴비화하고, 상기 과정에서 발생한 침출수 및 악취는 소각 또는 산화촉매처리 하는 음식물쓰레기 자원화 공정에 관한 것이다.

최근에 남은 음식물 쓰레기 처리를 위한 공정으로 많은 시스템이 개발되었지만 실제 현장에 보급되었음에도 고농도폐수처리 등의 문제로 인해 정상적인 운영이 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 또한 사료화 및 퇴비화 과정에서 발생된 침출수 는 폐수처리공정을 별도로 도입하여 처리하고 있으나, 실질적으로 지역별 또는 계절별 변화에 따른 성상의 변화가 심하여 폐수처리공정이 제대로 운영되지 못하고 있기 때문에 처리산물로 발생되는 폐수는 폐수처리의 어려움으로 해양투기 등으로 대체되고 이에 따른 처리비용의 상승은 전체적인 유지관리비용을 증가시키고 있는 실정이다.

종래의 음식물쓰레기 처리 기술로는 퇴비화방법 및 열처리를 통한 사료화방법 등이 있다. 이러한 종래기술은 이물질을 분리하고 음식물 찌꺼기를 잘게 분쇄할 수 있는 분쇄과정과, 분쇄기에서 잘게 분쇄된 음식물 찌꺼기의 수분을 스크루로 강재 압착하여 탈수하는 수분제거과정과, 수분제거과정에서 탈수된 수분을 재차 탈수하여 찌꺼기와 수분을 분리시키는 탈수과정과, 탈수과정에서 분리되는 침출수를 처리하는 폐수처리과정으로 이루어지며, 상기에서와 같이 수분제거기를 통하여 수분이 탈수된 상태의 음식물 찌꺼기를 건조시키거나 발효시켜 퇴비 및 사료 등으로 재활용하는 시스템으로 구성되었다.

상기 퇴비화 방법의 경우 음식물쓰레기에 포함된 고형물을 기계적으로 분리하여 이를 톱밥, 왕겨, 수피와 같은 팽윤제를 주입하여 함수율을 60wt%정도 조정한 다음에 로터리 믹서로 뒤집기를 하면서 호기성 미생물에 의해 퇴비로 전환시키는 방법이었다.

그러나, 종래의 음식물쓰레기 처리 기술은 퇴비화 공정운영의 문제점으로 탈수시 발생되는 고농도의 유기물을 함유한 침출수 폐수처리문제, 또한 퇴비화시 숙성을 위한 넓은 면적이 필요하며, 상기 공정에서 발생하는 악취가 심한 문제점이 있었다.

또한 건조과정을 통한 사료화방법에 있어서도 탈수여액은 폐수처리공정부하를 가중시키고, 음식물 찌꺼기 중의 수분이 완전히 제거되지 않아 처리된 음식물 찌꺼기의 운반 및 보관 등이 용이하지 못하여, 음식물 재자원화 및 그 침출수의 처리에 많은 어려움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 음식물쓰레기의 퇴비화 및 사료화하고 공정에서 발생한 폐수를 완벽하게 처리하도록 하고, 음식물쓰레기 자원의 재 이용성을 증대시키며, 폐수처리 부하의 획기적인 감소를 가져올 뿐 아니라, 운영 및 유지관리가 용이하게 한 음식물쓰레기 자원화 공정을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 각종 음식물 쓰레기를 재활용하도록 하는 음식물쓰레기 자원화 공정에 있어서, 수거된 음식물을 반입, 저장, 파쇄, 선별, 분쇄한 후, 분리기에 의해 고형물과 액상으로 분리하는 전처리공정과; 상기 전처리공정에서 분리된 액상 음식물을 점도에 따라 저점도의 음식물은 1차로 박막유하형농축기로 농축시키고, 고점도의 음식물은 2차로 기계식회전형농축기로 농축시켜 수분을 증발시키는 농축공정과; 상기 전처리공정에서 분리된 고형 음식물과 상기 농축공정에서 농축된 액상슬러지를 고속으로 회전하는 혼합기로 균질하게 혼합시킨 후, 관다발 형상으로 다수 형성되어 회전되며 내부에 고열의 스팀이 공급되는 튜브를 가열매체로 하는 건조기로 건조시키는 건조공정과; 상기 건조 공정에서 건조된 고형분을 철분리, 정선, 분쇄, 이송, 저장, 포장 및 출하하는 제품공정과; 상기 농축공정과 건조공정에서 발생된 증발폐증기를 응축시켜 환경오염을 일으키지 않도록 배출시키는 폐수처리공정;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 자원화 공정을 제공하고자 한다.

또한 본 발명에서는 상기 건조공정은 건조를 마친 음식물의 일정량을 다시 상기 혼합기로 투입하여 순환시킴으로써 건조효율을 상승시키는 건조제품순환량조절단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 자원화 공정을 제공하고자 한다.

또한 본 발명에서는 상기 폐수처리공정은 농축공정과 건조공정에서 발생된 응축수의 협잡물이 제거되는 스크린조를 거치는 제1단계와; 상기 제1단계를 거친 협잡물이 제거된 응축수가 유량조정조에서 방류된 순환수와 혼합되는 제2단계와; 상기 제2단계를 거친 순환수와 혼합된 일정농도의 응축수가 완충조에서 PH조정과정을 거치는 제3단계와; 상기 제3단계를 거친 응축수가 혐기성 미생물을 이용하여 유기물을 제거하는 내부순환형 고효율혐기성소화조로 유입되는 제4단계와; 상기 제4단계를 거쳐 분해된 응축수는 침지막반응조를 거쳐 방류수질을 맞추는 제5단계와; 상기 제5단계를 거친 처리수가 방류조로 최종 이송되는 제6단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 자원화 공정을 제공하고자 한다.

이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명의 공정 순서도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에 의한 폐수처리공정의 순서도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 공정의 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 박막유하형농축기의 구성도를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명 음식물쓰레기 자원화 공정은 각종 음식물 쓰레기를 재활용하도록 하는 음식물쓰레기 자원화 공정에 있어서, 수거된 음식물을 반입, 저장, 파쇄, 선별, 분쇄한 후, 분리기에 의해 고형물과 액상으로 분리하는 전처리공정(S1)과; 상기 전처리공정에서 분리된 액상 음식물을 점도에 따라 저점도의 음식물은 1차로 기계적증기재압축기를 이용한 다중튜브를 갖는 박막유하형농축기로 농축시키고, 고점도의 음식물은 2차로 회전되는 코일을 전열면으로 하는 기계식회전형농축기로 농축시켜 수분을 증발시키는 농축공정(S2)과; 상기 전처리공정에서 분리된 고형 음식물과 상기 농축공정에서 농축된 액상슬러지를 고속으로 회전하는 혼합기로 균질하게 혼합시킨 후, 관다발 형상으로 다수 형성되어 회전되며 내부에 고열의 스팀이 공급되는 튜브를 가열매체로 하는 건조기로 건조시키는 건조공정(S3)과; 상기 건조공정에서 건조된 고형분을 철분리, 정선, 분쇄, 이송, 저장, 포장 및 출하하는 제품공정(S4)과; 상기 농축공정과 건조공정에서 발생된 증발폐증기를 응축시켜 환경오염을 일으키지 않도록 배출시키는 폐수처리공정(S5);으로 구성되는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

전처리공정(S1)은 수거된 음식물 쓰레기를 반입시켜 1차로 저장고에 저장한 후, 적정한 크기로 파쇄하며 선별 작업을 거쳐 보다 작은 크기로 분쇄하는 공정이 다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하면, 수거된 음식물 쓰레기는 저장호퍼에 반입 후 저장된다. 저장된 음식물 쓰레기는 파쇄 및 선별 과정을 거쳐 비닐, 나무, 동물뼈, 합성수지 및 협잡물 등을 분리하여 제거하고, 후술할 건조, 농축공정 투입전에 다루기 용이한 크기로 분쇄된다.

상기와 같이 분쇄과정을 마친 음식물 쓰레기는 2차 저장고에 모아져 원심고액분리기(decanter)로 들어간다. 상기 원심고액분리기는 음식물 쓰레기를 고형물과 액상의 음식물로 분리하는 작용을 한다. 이와 같이 분리된 고형물은 후술할 건조기 투입을 위해 혼합기로 유입되고, 액상 음식물은 후술할 농축기로 투입되어 농축공정(S2)을 거친다.

농축공정(S2)은 상기 전처리공정에서 분리된 액상 음식물을 점도(viscosity)에 따라 저점도의 음식물은 1차로 박막유하형농축기로 농축시키고, 고점도의 음식물은 2차로 기계식회전형농축기로 농축시켜 수분을 증발시킴으로써, 상기 전처리공정(S1)에서 분리된 액상 음식물의 수분을 제거하여 일정치 이상의 농도로 상승시키는 공정이다.

전처리공정(S1)에서 분리된 액상 음식물은 1차로 박막유하형농축기(falling film 등)를 통해 비교적 저점도의 음식물이 농축되는 공정을 거친 후, 2차로 기계식회전형농축기(rotary coil 등)를 통해 수분이 증발되며, 약 25 ~ 35%TS의 농축슬러지 상태로 이송되는 것이다.

상기 박막유하형농축기는 분리된 액상 음식물을 1차로 농축하는 장치로서, 비교적 저점도의 음식물을 상당히 작은 에너지만을 이용하여 많은 양을 농축시키기 에 적합하다. 따라서 1차로 저점도의 음식물 쓰레기는 박막유하형농축기를 통해 고효율로 농축과정을 거쳐 상당수의 수분이 증발되며, 다시 2차의 농축과정을 거치기 위해 다음 단계로 이송된다.

상기 기계식회전형농축기는 비교적 고점도의 제품을 농축시키기 적합한 것으로서, 상기 박막유하형농축기를 거쳐 농축된 제품을 재차 농축시켜 고농도의 음식물쓰레기로 배출시킨다.

상기와 같이 농축공정(S2)을 1차, 2차로 구분하여 실현시킴으로써, 상대적으로 적은 에너지로 일정 농도까지 제품을 농축시킬 수 있게 되어, 구동에너지를 절감시키고, 농축기에 무리를 주지 않아 구조적으로 안정된 시스템 하에서 장치를 구동시킬 수 있다.

건조공정(S3)은 상기 전처리공정(S1)에서 분리된 고형 음식물과 상기 농축공정(S2)에서 농축된 액상슬러지를 고속으로 회전하는 혼합기로 균질하게 혼합시킨 후, 관다발 형상으로 다수 형성되어 구동모터에 의해 회전되며, 내부에 고열의 스팀이 공급되는 튜브를 가열매체로 하는 건조기로 투입되는 음식물쓰레기를 건조시키는 공정이다.

상기 혼합기는 전처리공정(S1)에서 원심고액분리기에 의해 분리된 고형물과, 상기 농축공정(S2)을 거쳐 농축된 고농도의 액상슬러지를 혼합시키는 작용을 한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하면, 상기 혼합기는 내부에 고속으로 회전되는 다수의 회전자를 구비하여 상기 회전자가 고형물과 액상슬러지를 균질한 습도와 균질한 입도를 갖도록 혼합시킨다. 이와 같이 균질하게 혼합된 제품을 건조기에 투입 하여 건조기에 가해지는 부하를 줄이고, 원하는 품질의 건조제품이 배출될 수 있도록 한다.

상기 건조기는 내부에 고열의 스팀이 공급되는 튜브가 관다발 형상으로 다수 형성되며, 상기 튜브를 가열매체로 하여 투입되는 음식물쓰레기를 고효율로 건조시키는 장치이다. 바람직하게는 상기 건조기의 일 측에는 고열의 스팀이 지속적으로 공급되도록 공급장치를 마련하고, 타 측에는 상기 튜브를 지나 열교환을 마친 스팀응축수가 외부로 원활히 배출될 수 있도록 배출장치를 마련한다. 또한, 상기 튜브들이 고열로 가열 또는 냉각됨에 따라 발생하는 팽창,수축현상에 의해 튜브를 고정하는 장치들이 변형을 일으키지 않도록 튜브의 외주연에 미끄럼장치를 별도로 마련하는 것이 바람직하며, 튜브를 지지하는 프레임은 서로 용접하여 결합하는 것이 아니라 각각 볼트로 체결하되 볼트공에 여유공간을 형성시켜, 프레임이 팽창 또는 수축하여도 체결력을 유지할 수 있도록 한다.

제품공정(S4)은 건조공정(S3)에서 건조된 고형분을 철분리, 정선, 분쇄, 이송, 저장, 포장 및 출하하는 공정이다.

상기 제품공정(S4)은 상기 건조공정(S3)을 거쳐 건조된 함수율 15% 이하의 남은 음식물을 철분리, 정선, 분쇄, 이송, 저장, 사료포장과정을 거쳐 제품으로 출하하게 된다.

폐수처리공정(S5)은 상기 농축공정(S2)과 건조공정(S3)에서 발생된 증발폐증기를 응축시켜 환경오염을 일으키지 않도록 배출시키는 공정이다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 건조공정(S3)은 건조를 마친 음식물의 일정량을 다시 상기 혼합기로 투입하여 순환시킴으로써 건조효율을 상승시키는 건조제품순환량조절단계를 더 포함한다.

상기 건조공정(S3)에서 건조기를 통해 건조된 음식물쓰레기는 대부분 출하를 위해 제품공정(S4) 단계로 이송되지만, 일부의 음식물쓰레기는 다시 혼합기로 투입되어, 상기 전처리공정(S1)에서 분리된 액상 음식물과 혼합된다. 이와 같이 건조된 음식물을 다시 혼합기로 투입하여 건조과정을 반복하는 건조제품순환량조절단계를 추가함으로써, 건조기에 투입되는 음식물의 습도를 조절할 수 있고, 이에 따라 건조기효율을 작업자가 임의로 조정할 수 있어 건조기 장치에 무리를 주지 않는 동시에 고효율로 건조작업을 수행할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 폐수처리공정(S5)은 농축공정(S2)과 건조공정(S3)에서 발생된 응축수의 협잡물이 제거되는 스크린조를 거치는 제1단계(S51)와; 상기 제1단계(S51)를 거친 협잡물이 제거된 응축수가 유량조정조에서 방류된 순환수와 혼합되는 제2단계(S52)와; 상기 제2단계(S52)를 거친 순환수와 혼합된 일정농도의 응축수가 완충조에서 PH조정과정을 거치는 제3단계(S53)와; 상기 제3단계(S53)를 거친 응축수가 혐기성 미생물을 이용하여 유기물을 제거하는 내부순환형 고효율혐기성소화조로 유입되는 제4단계(S54)와; 상기 제4단계(S54)를 거쳐 분해된 응축수는 침지막반응조를 거쳐 방류수질을 맞추는 제5단계(S55)와; 상기 제5단계(S55)를 거친 처리수가 방류조로 최종 이송되는 제6단계(S56);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

제1단계(S51)는 상기 농축공정(S2)과 건조공정(S3)에서 가열원으로 사용되는 스팀이 음식물쓰레기와 열교환을 마친 후 액화되어 응축수로 배출되는 것이며, 상기 응축수에 포함된 협잡물을 스크린조를 통과시켜 제거하는 단계이다.

제2단계(S52)는 상기 제1단계(S51)를 거친 협잡물이 제거된 응축수가 유량조정조에서 방류되는 순환수와 혼합되어 농도를 조정하는 단계이다.

제3단계(S53)는 상기 제2단계(S52)에서 순환수와 혼합된 응축수가 완충조로 유입되어, 환경오염을 일으키지 않는 범위 내에서 적정 PH를 갖도록 PH조정과정을 하는 단계이다.

제4단계(S54)는 상기 제3단계(S53)를 거친 응축수가 고효율혐기성소화조로 유입되어 응축수에 포함된 유기물을 제거하는 단계로서, 유기물을 제거하기 위해 혐기성 미생물을 이용한다.

제5단계(S55)는 상기 제4단계(S54)를 거쳐 유기물이 제거된 응축수를 침지막반응조로 유입시켜, 방류수질을 맞추는 단계이다.

제 6단계(S56)는 상기 제5단계(S55)를 거친 응축수를 최종적으로 방류조로 이송시키는 단계이다.

이하 본 발명에 의한 음식물쓰레기 자원화 공정을 바람직한 실시 예에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 수거된 음식물쓰레기는 호퍼(11)에 반입되어 1차저장소(12)에 저장된다. 저장된 음식물쓰레기는 파쇄기 및 선별기(13)을 거쳐 비닐, 나무, 동물뼈, 합성수지 및 협잡물 등을 분리하여 제거하고 2차저장소(14)에 저장된다. 이후에 원심고액분리기(15)를 통해 음식물쓰레기는 고형물과 액상음식물 로 분리되며, 상기 액상음식물은 피드탱크(feed tank)(16)에 임시 저장되고, 상기 고형물의 음식물쓰레기는 컨베이어로 이송되어 혼합기(26)로 투입되는 전처리공정(S1)이 이루어진다.

상기 피드탱크(16)에 저장된 액상음식물은 펌프에 의해 이송되어 1차로 박막유하형농축기(30)로 유입된다. 상기 박막유하형농축기(30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제품투입구(32a)를 통해 농축기본체(31)의 첫 번째 구역(section)으로 공급되어 증발을 시작하고, 이송펌프(38)를 통하여 농축기본체(31)의 두 번째 구역으로 이송되어 다시 한번 증발이 이루어지며, 같은 방식으로 이송펌프(39)에 의하여 본 예시의 세 번째 구역으로 공급되고 역시 증발이 이루어진 후 최종 원하는 농도의 제품으로 배출펌프(32c)를 통하여 농축이 완성된 제품이 배출되는 것이다. 상기에서 전열튜브(33)를 거치면서 열교환되어 제품과 증기로 분리된 투입액은 제품은 각각 구획지어진 농축기본체(31)의 하부로 낙하되어 이송 및 배출되고, 분리된 증기는 증발증기포집관(34)으로 유도된 후 기계식증기재압축기(35)를 통해 승압, 승온된 후 다시 열원으로 재생되어 농축기본체(31)에 공급된다. 재생되어 농축기본체(31)에 공급된 증기는 각각의 전열튜브(33)의 외면에서 제품과 열교환되어 응축된 후 농축기본체(31) 외부로 배출되는 시스템을 갖춘다. 한편, 기계식증기재압축기(35)를 거치면서 잃은 약간의 손실량은 보조열원투입구(36)로 소량씩 공급되고, 기계식증기재압축기(35)를 거치면서 얻은 과열량은 응축수회수장치(37)를 통해 응축수를 회수하여 공급함으로 소량의 열원으로 재생할 수 있게 한다. 농축기본체(31)의 일 측에는 응축수배출부(32b)를 구비하여 응축수를 외부로 배출할 수 있 게 구성한다.

상기와 같이 박막유하형농축기(30)를 거친 음식물은 2차로 기계식회전형농축기(40)로 이송되어 다시 한번 농축과정을 거친다. 상기 박막유하형농축기(30)는 저점도의 제품을 저에너지를 사용하여 고효율로 농축시키기에 적합한 것이며, 상기 기계식회전형농축기(40)는 고점도의 제품을 기계에 무리를 주지 않고 농축시키도록 설계된 것이다.

상기 기계식회전형농축기(40)는 일 측에 동력을 전달하는 구동모터(41)가 풀리와 벨트에 의해 연결되어 축설된 중앙축이 회전되며, 상기 중앙축에는 내부에 고열의 스팀이 공급되고 상기 중앙축에 연통되도록 중앙축의 외주연에 나선형으로 감기는 원형 코일이 적어도 한 가닥 이상 형성된 것이다. 상기 코일 내부를 흐르는 스팀이 음식물과 간접적으로 열교환되어 음식물을 농축시키게 되며, 코일은 바람직하게는 두 가닥이 형성되어 효율을 상승시킬 수 있다.

상기 기계식회전형농축기(40)에는 연속적으로 스팀을 공급하도록 스팀공급부(42)가 구비되며, 타 측에는 열교환된 스팀 응축수가 외부로 배출될 수 있도록 하여 일련의 농축공정(S2)이 마무리된다.

상기 농축공정(S2)을 마친 음식물은 펌프에 의해 컨베이어로 이송되어 혼합기(25)로 유입된다. 상기 혼합기(25)는 모터에 의해 고속으로 회전되는 회전축과 상기 회전축의 외주연에 촘촘하게 설치되는 회전자에 의해 고함수율의 젖은 제품과 저함수율의 건 제품을 균질한 입도와 습도를 갖도록 분쇄 혼합시킨다.

상기와 같이 혼합기(25)에 의해 균질하게 혼합된 음식물은 건조하기 적합한 상태로 되어 건조기(20)로 공급된다. 상기 건조기(20)는 내부에 모터에 의해 회전되는 축과 상기 축의 주변에 관다발 형상으로 다수 설치되는 튜브를 구비한다. 상기 튜브는 양단부와 중간중간에 프레임에 의해 지지되며 축과 함께 회전한다. 튜브의 내부에는 스팀공급부(21)에 의해 스팀이 공급되어 건조기(20) 내부의 음식물을 건조시킨다.

상기 건조기(20)에서 열교환을 마친 스팀은 응축되어 외부로 배출되고, 음식물의 건조과정에서 발생한 폐가스는 사이클론(22)에 수집되어 폐가스분진포집및응축장치(26)로 이송되어 폐가스배출부(28)로 배출되고, 배출되지 않은 폐가스는 상기 폐가스분진포집및응축장치(26)를 통하여 순환펌프를 통해 순환되는 세척수에 의해 거의 제거되며, 순환되는 상기 세척수를 냉각시키기 위해 냉각장치(27)와 응축수가 배출되는 배출부(29)를 구비한다.

상기 건조기(20)에서 건조된 제품의 일정량은 수직이송장치(23)에 의해 이송되어 컨베이어로 이동되고, 건조제품순환량조절장치(24)에 의해 일부의 건조제품은 다시 상기 혼합기(25)로 유입된다. 이와 같이 건조된 제품의 일부를 순환시켜 다시 혼합기(25)로 유입시키고 다시 건조과정을 반복함으로써, 건조기(20)로 투입되는 음식물 제품의 습도를 조절할 수 있고 이에 따라 건조기(20)의 건조효율을 높이는 동시에 건조기(20)에 무리를 주지 않아 효과적이다.

상기 건조공정(S3)을 마친 제품은 배출장치(50)를 통해 제품공정(S4)을 거쳐 포장 및 출하하여 일련의 공정을 마무리 한다.

상기 구성과 작동상태는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한 것이므로, 상 기 실시 예의 범위에 한정되지는 않는다. 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 구성의 변경이 가능하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 음식물쓰레기 자원화 공정은 음식물쓰레기의 퇴비화 및 사료화방법으로 변경이 가능하고, 음식물쓰레기를 고효율로 사료화 및 퇴비화함과 더불어 사료화과정 중 발생한 폐수를 완벽하게 처리하도록 하였으며, 음식물쓰레기 처리공정 중 발생한 침출수 및 탈수여액을 낮은 농도에서 높은 농도로 농축하여 폐수중의 유기물을 분리함으로써 남은 음식물쓰레기 자원의 재이용성 증대 및 폐수처리 부하의 획기적인 감소를 가져왔을 뿐 아니라, 건조장치 및 재순환과정을 도입하여 퇴비화 또는 사료화된 제품의 함수율을 획기적으로 낮춰 음식물찌꺼기의 운반 및 보관을 용이하게 한다.

또한 폐수처리공정에는 내부순환형 고효율혐기성소화조 및 침적형분리막법을 이용한 호기성처리공법의 도입으로 고농도, 염분 폐수의 혐기성 소화에 의한 연료가스 발생, 부지절감, 고품질의 에너지확보, 약품 소모량의 감소, 슬러지 발생량의 감소, 침전조 불필요, 분리막에 의한 처리수의 안정적 조작 및 시운전기간의 단축으로 경제적 가치를 상승시켰고, 원심탈수 및 농축과정원료에 대한 회수율의 상승으로 제품량이 증가하고 이에 따라 경제적인 운영을 가능하게 하며, 무인운전이 가능하고 운영 및 유지관리가 용이하여 운영인력이 적게 소요되는 매우 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 각종 음식물 쓰레기를 재활용하도록 하는 음식물쓰레기 자원화 공정에 있어서,

   수거된 음식물을 반입, 저장, 파쇄, 선별, 분쇄한 후, 분리기에 의해 고형물과 액상으로 분리하는 전처리공정(S1)과;

   상기 전처리공정(S1)에서 분리된 액상 음식물을 점도에 따라 저점도의 음식물은 1차로 기계적증기재압축기를 이용한 다중튜브를 갖는 박막유하형농축기로 농축시키고, 고점도의 음식물은 2차로 회전되는 코일을 전열면으로 하는 기계식회전형농축기로 농축시켜 수분을 증발시키는 농축공정(S2)과;

   상기 전처리공정(S1)에서 분리된 고형 음식물과 상기 농축공정(S2)에서 농축된 액상슬러지를 고속으로 회전하는 혼합기로 균질하게 혼합시킨 후, 관다발 형상으로 다수 형성되어 회전되며 내부에 고열의 스팀이 공급되는 튜브를 가열매체로 하는 건조기로 건조시키는 건조공정(S3)과;

   상기 건조공정(S3)에서 건조된 고형분을 철분리, 정선, 분쇄, 이송, 저장, 포장 및 출하하는 제품공정(S4)과;

   상기 농축공정(S2)과 건조공정(S3)에서 발생된 증발폐증기를 응축시켜 환경오염을 일으키지 않도록 배출시키는 폐수처리공정(S5);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 자원화 공정.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 건조공정(S3)은 건조를 마친 음식물의 일정량을 다시 상기 혼합기로 투입하여 순환시킴으로써 건조효율을 상승시키는 건조제품순환량조절단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 자원화 공정.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 폐수처리공정(S5)은 농축공정(S2)과 건조공정(S3)에서 발생된 응축수의 협잡물이 제거되는 스크린조를 거치는 제1단계(S51)와;

   상기 제1단계(S51)를 거친 협잡물이 제거된 응축수가 유량조정조에서 방류된 순환수와 혼합되는 제2단계(S52)와;

   상기 제2단계(S52)를 거친 순환수와 혼합된 일정농도의 응축수가 완충조에서 PH조정과정을 거치는 제3단계(S53)와;

   상기 제3단계(S53)를 거친 응축수가 혐기성 미생물을 이용하여 유기물을 제거하는 내부순환형 고효율혐기성소화조로 유입되는 제4단계(S54)와;

   상기 제4단계(S54)를 거쳐 분해된 응축수는 침지막반응조를 거쳐 방류수질을 맞추는 제5단계(S55)와;

   상기 제5단계(S55)를 거친 처리수가 방류조로 최종 이송되는 제6단계(S56);로 구성되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 자원화 공정.

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