KR100789427B1 - 폐기물 종합 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 메인 반응조, 교반 스크류, 스크류 구동부, 압력 차단 밸브, 저장 호퍼, 이송 스크류, 이송 모터 및 공급 개폐기를 포함한 음식물쓰레기/슬러지 처리기와; 집수조, 탱크 바디, 메인 탱크, 메인 펌프, 여과기, 증기 이송팬, 액상기, 액상 안정화기, 스크라바, 악취 이송팬, 수분리기, 이온기 및 냉동기를 포함한 오폐수 처리기로 구성된 폐기물 종합 처리 장치를 제공한다.
음식물쓰레기, 오폐수, 처리

Description

폐기물 종합 처리 장치{WASTE COMPLEX HANDLING APPARATUS}
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐기물 종합 처리 장치 중 음식물쓰레기/슬러지 처리기를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐기물 종합 처리 장치 중 오폐수 처리기를 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐기물 종합 처리 장치에 의한 폐기물 처리 결과를 나타낸 시험 결과표.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(도 1)
10 : 반응조 20 : 교반 스크류
30 : 스크류 구동부 40 : 압력 차단 밸브
50 : 저장 호퍼 60 : 이송 스크류
70 : 이송 모터 80 : 공급 개폐기
90 : 적량 감지기 92 : 자동 반출구
94 : 압력 게이지
(도 2)
100 : 집수조 110 : 메인 탱크
120 : 메인 펌프 130 : 여과기
140 : 증기 이송팬 150 : 액상기
160 : 액상 안정화기 170 : 스크라바
180 : 악취 이송팬 190 : 수분리기
200 : 이온기 210 : 냉동기
220 : 슬러지 제거기 230 : 스트레나
240 : 분배기 250 : 레벨 게이지
260 : 캐스터
본 발명은 폐기물 처리 장치에 관한 것으로서, 특히 음식물쓰레기 슬러지 처리기와 오폐수 처리기로 이루어진 폐기물 종합 처리 장치에 관한 것이다.
음식물 쓰레기, 오폐수, 하수 슬러지 등의 폐기물은 다량의 동식물성 섬유질, 단백질, 탄수화물, 칼슘, 수분 등을 함유하고 있어, 분해 후 소멸시키지 않고 그대로 매립할 경우 폐기물에서 발생되는 추출물이 지하수 및 상수원으로 유입되어 이들을 오염시키게 된다.
그리하여 최근에는 음식물 쓰레기를 포함한 여러 종류의 폐기물들을 분해 소 멸시키는 방법이 제시되고 있다. 예를들면, 일본국 실용신안공개 제55-8302호, 일본국 실용신안공개 제55-33004호, 일본국 실용신안 공개 제3-34030호, 일본국 실용신안공개 제3-45936호, 일본국 실용신안공개 제4-45589호 및 일본국 실용신안공개 제6-42935호 등에 개시된 "유기성 고형물 폐기물의 발효장치"; 대한민국 실용신안 공개공보 제94-12627호, 실용신안 공개공보 제94-12628호, 실용신안 공개공보 제94-20714호, 실용신안 공개공보 제96-4300호, 실용신안 공고공보 제95-7395호, 실용신안 공고공보 제95-24804호 및 일본국 실용신안공개 제59-33735호, 일본국 실용신안공개 제63-162843호 등에 개시된 "음식물 쓰레기나 유기 폐기물을 비료나 사료화하는 방법이나 장치"; 일본국 특허공개 제8-132008호에 개시된 "유기폐기물의 탄화처리장치"; 일본국 특허공개 제8-132004호, 일본국 특허공개 제8-57458호 및 일본국 특허공개 제8-57459호에 개시된 "음식물을 포함한 쓰레기의 처리장치"가 그것이다.
그러나, 상기 발명들은 음식물 쓰레기 등의 폐기물을 감량시키는 데에는 어느 정도의 효과가 있으나, 분쇄나 파쇄시키지 않고 그대로 발효시키기 때문에 처리 장치를 크게 하지 않으면 안될 뿐만 아니라 반응 면적이 적어 분해에 장시간이 소요되거나 이를 처리하지 못하고 그대로 배출하여 버리는 수가 많았다. 또한, 미생물과 유기 폐기물 반응시 발생되는 암모니아, 이산화탄소, 일산화탄소, 아황산가스, 황화수소 등의 유해 가스로 인해 악취가 심하여 가정, 학교, 공공장소, 병원 등에서 실제로 활용하는데에는 문제점이 많았다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 음식물쓰레기, 오폐수, 하수 슬러지 등 다양한 종류의 폐기물을 하나의 시스템 내에서 단시간에 처리할 수 있는 폐기물 종합 처리 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 음식물쓰레기 등의 폐기물을 양질의 비료로 재활용할 수 있는 폐기물 종합 처리 장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 음식물쓰레기/슬러지 처리기와 오폐수 처리기로 이루어진 폐기물 종합 처리 장치에 있어서,
상기 음식물쓰레기/슬러지 처리기는,
상면에 투입구를 구비한 메인 반응조와; 상기 메인 반응조 내에 설치되며 반경이 작은 내경부와 반경이 큰 외경부로 이루어진 교반 스크류와; 상기 교반 스크류를 회전시키는 스크류 구동부와; 상기 메인 반응조 내부 압력이 미리 설정된 압력을 초과할 경우 압력을 배출하는 압력 차단 밸브와; 상기 메인 반응조의 상부에 설치되어 메인 반응조로 음식물쓰레기 또는 슬러지를 배출하는 저장 호퍼와; 상기 저장 호퍼의 배출구에 설치된 이송 스크류와; 상기 이송 스크류를 회전시키는 이송 모터와; 상기 저장 호퍼의 배출구에 설치되어 음식물쓰레기 또는 슬러지의 배출을 개폐시키는 공급 개폐기를 포함하고,
상기 오폐수 처리기는,
상기 음식물쓰레기/슬러지 처리기의 메인반응조와 연결되고 오폐수가 저장되며 필터를 내장한 집수조와; 상기 집수조로부터 공급된 오폐수가 저장되는 탱크 바디와, 상기 탱크 바디 하부에 설치되어 오폐수를 증기화시키기 위한 고온의 열을 발생하는 금속 발열체로 이루어진 메인 탱크와; 상기 집수조의 오폐수를 메인 탱크로 이송하는 메인 펌프와; 상기 메인 탱크에서 발생한 증기에서 오염 물질은 걸려내고 순수한 수증기만 분리하여 통과시키도록 다수개의 필터를 가진 여과기와; 상기 메인 탱크에서 발생한 증기를 여과기까지 강제 송풍하는 증기 이송팬과; 상기 여과기를 통과한 수증기를 응축하여 물로 환원시키는 액상기와; 상기 액상기에서 환원된 물을 안정화시키는 액상 안정화기와; 활성탄을 내장하며 상기 액상 안정화기를 통해 안정화된 물의 악취를 제거하는 스크라바와; 상기 액상 안정화기에서 발생한 악취를 스크라바로 강제 송풍하는 악취 이송팬과; 상기 액상 안정화기에서 배출된 물에서 부상한 이물질 부분을 제거한 물만 분리하여 배출하는 수분리기와; 전극을 내장하여 상기 수분리기의 물에서 잔존 이물질을 분리하는 이온기와; 상기 액상기를 통과한 물을 냉각시켜 배출하는 냉동기를 포함함을 특징으로 하는 폐기물 종합 처리 장치를 제공한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐기물 종합 처리 장치는 크게 음식물쓰레기/슬러지 처리기(1)와 오폐수 처리기(2)로 구성된다. 상기 음식물쓰레기/슬러지 처리기(1)의 메인 반응조(10)는 오폐수 처리기(2)의 집수조(100)와 연결된다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐기물 종합 처리 장치 중 음식물쓰레기/슬러지 처리기를 나타낸 구성도이다. 도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐기물 종합 처리 장치 중 음식물쓰레기/슬러지 처리기(1)는 메인 반응조(10), 교반 스크류(20), 스크류 구동부(30), 압력 차단 밸브(40), 저장 호퍼(50), 이송 스크류(60), 이송 모터(70) 및 공급 개폐기(80)를 포함하고, 적량 감지기(90), 자동 반출구(92), 압력 게이지(94)를 추가로 구비한다.
상기 메인 반응조(10)는 처리하고자 하는 음식물쓰레기 혹은 슬러지의 교반이 이루어지는 부분이다. 상기 메인 반응조(10)는 상면에 투입구(12)를 구비한다. 상기 메인 반응조(10)는 하단부가 반원통 모양을 가진다. 상기 메인 반응조(10)에는 생석회(CaO)가 공급된다. 상기 생석회는 음식물쓰레기 혹은 슬러지와 반응하여 고온의 열을 발생시켜 메인 반응조(10) 내부가 높은 온도와 압력을 유지하게끔 하며, 유기물과 반응하여 이를 중화시키고, 염분을 제거한다.
상기 교반 스크류(20)는 메인 반응조(10) 내에 설치되며 반경이 작은 내경부(22)와, 반경이 큰 외경부(24)로 이루어진다. 상기 교반 스크류(20)의 내경부(22)와 외경부(24)는 메인 반응조(10) 내부의 중심과 외측에 위치한 폐기물을 골고루 교반시키는 역할을 한다.
상기 스크류 구동부(30)는 교반 스크류(20)를 회전시키는 구동 수단이다.
상기 압력 차단 밸브(40)는 메인 반응조(10) 내부 압력이 미리 설정된 압력 을 초과할 경우 압력을 배출하는 수단이다.
상기 저장 호퍼(50)는 메인 반응조(10)의 상부에 설치되어 메인 반응조(10)로 음식물쓰레기 또는 슬러지를 배출하는 저장 수단이다.
상기 이송 스크류(60)는 저장 호퍼(50)에서 메인 반응조(10)로 배출되는 폐기물의 양을 조절하고 1차적으로 분쇄하는 역할을 한다. 상기 이송 스크류(60)는 저장 호퍼(50)의 배출구에 설치된다.
상기 이송 모터(70)는 이송 스크류(60)를 회전시키는 구동 수단이다.
상기 공급 개폐기(80)는 저장 호퍼(50)의 배출구에 설치되어 음식물쓰레기 또는 슬러지의 배출을 개폐시키는 수단이다.
상기 적량 감지기(90)는 메인 반응조(10)에 투입된 음식물쓰레기의 중량이 미리 설정된 범위 이내인지를 감지하기 위한 수단이다.
상기 자동 반출구(100)는 메인 반응조(10) 내에서 반응이 끝난 부산물을 외부로 배출하는 수단이다.
상기 압력 게이지(110)는 메인 반응조(10) 내의 압력을 표시하는 수단이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐기물 종합 처리 장치 중 오폐수 처리기를 나타낸 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐기물 종합 처리 장치 중 오폐수 처리기(2)는 집수조(100), 메인 탱크(110), 메인 펌프(120), 여과기(130), 증기 이송팬(140), 액상기(150), 액상 안정화기(160), 스크라바(170), 악취 이송팬(180), 수분리기(190), 이온기(200) 및 냉 동기(210)를 포함하며, 슬러지 제거기(220), 스트레나(230), 분배기(240), 레벨 게이지(250) 및 캐스터(260)를 추가로 구비한다.
상기 집수조(100)는 정화를 시키기 위한 오폐수를 저장하는 수단이다. 상기 집수조(100)는 1차적인 오염 물질 제거를 위해 필터를 내장할 수 있다.
상기 메인 탱크(110)는 오폐수를 가열하여 증기화시키는 수단으로서, 불순물이 함유된 물과 오염물질을 증발시켜 많은 양의 오폐수를 단시간에 정화시키는 부분이다. 상기 메인 탱크(110)는 집수조(100)로부터 공급된 오폐수가 저장되고, 상기 탱크 하부에는 금속 발열체(114)가 설치되어 고온의 열을 발생시키므로 오폐수를 증기화시키게 된다. 여기서 금속 발열체(114)는 세라믹 재질에 스테인레스가 코팅된 발열체를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 금속 발열체(114)는 표면 온도가 1700 ~ 1900℃에 이르러 오폐수 내에서도 600 ~ 800℃의 고온을 유지한다.
상기 메인 펌프(120)는 집수조(100)의 오폐수를 메인 탱크(110)로 이송하기 위한 구동 수단이다.
상기 여과기(130)는 메인 탱크(110)에서 발생한 증기에서 오염 물질은 걸려내고 순수한 수증기만 분리하여 통과시키는 수단이다. 상기 여과기(130)는 다수개의 필터를 가진다.
상기 증기 이송팬(140)은 메인 탱크(110)에서 발생한 증기를 여과기(130)까지 강제 송풍하는 수단이다.
상기 액상기(150)는 여과기(130)를 통과한 수증기를 응축하여 물로 환원시키 는 부분이다.
상기 액상 안정화기(160)는 액상기(150)를 통과한 물과 수증기를 재차 응축하여 물을 안정화시킨다.
상기 스크라바(170)는 액상 안정화기(160)를 통해 안정화된 물의 악취를 제거하여 물 속에 남아있는 이질적인 냄새를 제거한다. 상기 스크라바(170)는 악취를 흡착하는 활성탄을 내장한다.
상기 악취 이송팬(180)은 액상 안정화기(160)에서 발생한 잔존 악취를 스크라바(170)로 강제 송풍한다.
상기 수분리기(190)는 액상 안정화기(160)에서 배출된 물에서 부상한 이물질 부분을 제거한 물만 분리하여 배출한다.
상기 이온기(200)는 전극을 내장하여 상기 수분리기(190)의 물에서 잔존 이물질을 분리하고 음이온을 발생시켜 잔존 세균을 제거한다.
상기 냉동기(210)는 액상기(150)를 통과한 물을 냉각시켜 배출한다.
상기 슬러지 제거기(220)는 메인 탱크(110) 및 여과기(130)에 형성된 슬러지를 분해하여 복토로 변환시킨다.
상기 스트레나(230)는 스텐 필터를 내장하여 상기 집수조(100)로부터 메인 탱크(110)로 이송되는 오폐수로부터 1차적인 이물질을 제거한다.
상기 분배기(240)는 냉동기(210)에서 배출된 냉각수를 각 부분으로 분배하여 배출한다.
상기 레벨 게이지(250)는 메인 탱크(110)에 설치되어 증기로 배출되는 양을 감지함으로써 집수조(100)에서 메인 탱크(110)로 공급되는 오폐수의 양을 조절할 수 있도록 해주는 수단이다.
상기 캐스터(260)는 오폐수 처리기(2)를 용이하게 이동할 수 있도록 하는 회전 수단이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐기물 종합 처리 장치에 의한 폐기물 처리 결과를 나타낸 시험 결과표이다. 도 3에서 살펴볼 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐기물 종합 처리 장치에 의해 처리된 음식물 쓰레기는 염분이 0.5%에 불과하고, 유기물, 질소 등 영양 성분이 풍부하여 양질의 비료로 활용할 수 있음을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 폐기물 종합 처리기는 각 공정의 자동화 및 무인화 시스템을 위한 콘트롤 박스, 터치 스크린, 온도계 등의 감지 수단을 추가로 구비할 수 있음은 자명하다 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 종합 처리 장치는 음식물 쓰레기, 오폐수, 하수 슬러지, 염색 슬러지 등 폐기물 종류에 관계없이 비료 혹은 복토화 처리 및 재활용이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 종합 처리 장치는 침출수, 악취, 대 기오염 등 2차 환경 오염이 없는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 음식물쓰레기/슬러지 처리기와 오폐수 처리기로 이루어진 폐기물 종합 처리 장치에 있어서,
    상기 음식물쓰레기/슬러지 처리기는,
    상면에 투입구를 구비한 메인 반응조와; 상기 메인 반응조 내에 설치되며 반경이 작은 내경부와 반경이 큰 외경부로 이루어진 교반 스크류와; 상기 교반 스크류를 회전시키는 스크류 구동부와; 상기 메인 반응조 내부 압력이 미리 설정된 압력을 초과할 경우 압력을 배출하는 압력 차단 밸브와; 상기 메인 반응조의 상부에 설치되어 메인 반응조로 음식물쓰레기 또는 슬러지를 배출하는 저장 호퍼와; 상기 저장 호퍼의 배출구에 설치된 이송 스크류와; 상기 이송 스크류를 회전시키는 이송 모터와; 상기 저장 호퍼의 배출구에 설치되어 음식물쓰레기 또는 슬러지의 배출을 개폐시키는 공급 개폐기를 포함하고,
    상기 오폐수 처리기는,
    상기 음식물쓰레기/슬러지 처리기의 메인반응조와 연결되고 오폐수가 저장되며 필터를 내장한 집수조와; 상기 집수조로부터 공급된 오폐수가 저장되는 탱크 바디와, 상기 탱크 바디 하부에 설치되어 오폐수를 증기화시키기 위한 고온의 열을 발생하는 금속 발열체로 이루어진 메인 탱크와; 상기 집수조의 오폐수를 메인 탱크로 이송하는 메인 펌프와; 상기 메인 탱크에서 발생한 증기에서 오염 물질은 걸려내고 순수한 수증기만 분리하여 통과시키도록 다수개의 필터를 가진 여과기와; 상기 메인 탱크에서 발생한 증기를 여과기까지 강제 송풍하는 증기 이송팬과; 상기 여과기를 통과한 수증기를 응축하여 물로 환원시키는 액상기와; 상기 액상기에서 환원된 물을 안정화시키는 액상 안정화기와; 활성탄을 내장하며 상기 액상 안정화기를 통해 안정화된 물의 악취를 제거하는 스크라바와; 상기 액상 안정화기에서 발생한 악취를 스크라바로 강제 송풍하는 악취 이송팬과; 상기 액상 안정화기에서 배출된 물에서 부상한 이물질 부분을 제거한 물만 분리하여 배출하는 수분리기와; 전극을 내장하여 상기 수분리기의 물에서 잔존 이물질을 분리하는 이온기와; 상기 액상기를 통과한 물을 냉각시켜 배출하는 냉동기를 포함함을 특징으로 하는 폐기물 종합 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 음식물쓰레기/슬러지 처리기는 메인 반응조에 투입된 음식물쓰레기의 중량을 감지하는 적량 감지기와, 메인 반응조 내에서 반응이 끝난 부산물을 외부로 배출하는 자동 반출구를 추가로 구비함을 특징으로 하는 폐기물 종합 처리 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 오폐수 처리기는 메인 탱크 및 여과기에 형성된 슬러지를 분해하여 복토로 변환시키는 슬러지 제거기와, 스텐 필터를 내장하여 상기 집수조로부터 메인 탱크로 이송되는 오폐수로부터 1차적인 이물질을 제거하는 스트레나를 추가로 구비 함을 특징으로 하는 폐기물 종합 처리 장치.
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