KR100805377B1 - 음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기 - Google Patents

음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1차 분리된 탈리액 또는 음식물쓰레기로부터 고형물과 탈리액을 분리하는 탈리액의 고액분리기에 관한 것으로서, 1차 분리된 탈리액 또는 음식물쓰레기의 고형물로부터 탈리액을 쉽게 분리할 수 있으며, 성능을 향상시켜 분리된 탈리액에 포함된 고형물의 함량을 줄일 수 있게 구성한 음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기는 음식물쓰레기 또는 고형물이 포함된 탈리액을 압착하여 고형물과 탈리액으로 분리하는 압착부와, 상기 압착부를 감싸는 케이스에 형성되어 분리된 탈리액을 수집하여 배수하는 배수구 및, 상기 압착부에서 분리된 고형물을 떨어 상기 케이스 밖으로 배출하는 배출수단을 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.
음식물쓰레기, 탈리액, 고형물, 압착부, 타공롤러, 고무롤러, 타공벨트

Description

음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기{Separator Between Solid Material and Liquid of Food Waste Leachate}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기를 나타낸 측단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 A의 상세도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 1차 탈리액 3 : 고형물
5 : 2차 탈리액 100 : 고액분리기
101 : 케이스 103 : 공급호퍼
105 : 배수구 110 : 압착부
111, 112 : 타공롤러 113 : 고무롤러
115 : 컨베이어벨트 120 : 배출수단
121 : 배출구 123 : 브러시롤
131, 132 : 스크러버
본 발명은 1차 분리된 탈리액 또는 음식물쓰레기로부터 고형물과 탈리액을 분리하는 탈리액의 고액분리기에 관한 것으로서, 특히, 1차 분리된 탈리액 또는 음식물쓰레기의 고형물로부터 탈리액을 쉽게 분리할 수 있으며, 성능을 향상시켜 분리된 탈리액에 포함된 고형물의 함량을 줄일 수 있게 구성한 것이다.
음식물쓰레기는 수분함량이 80∼85%로서 쉽게 부패되어 악취와 오수를 발생시키고, 분리수거와 운반이 어려우며, 매립 처리시에는 다량의 침출수가 흘러나와 지하수 오염 등의 2차 환경오염을 유발시키고, 소각 처리시에는 소각온도 저하에 따른 보조연료의 추가사용이 필요하여 소각 비용이 많이 들고, 마찬가지로 2차 환경오염을 유발시킨다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하는 방법 중 하나로서 음식물쓰레기를 고액분리하여, 고형물은 사료나 퇴비, 연료 등으로 활용하고 분리한 수분은 바다에 투기하거나 정수처리하여 폐기하는 방법이 활용되고 있다.
현재 사용하고 있는 고액분리기는 직경 2㎜ 구멍의 타공망 안에 스크류가 설치되어 있는 형태로서, 설치된 스크류에 의해 죽처럼 파쇄된 음식물쓰레기가 타공망 안으로 빨려 들어가고 스크류의 피치가 점차 작아지면서 음식물쓰레기가 압축되는 과정에서 타공망 밖으로 수분과 함께 입자가 작은 고형물질이 빠져 나가게 되고 나머지 입자가 큰 고형물질은 타공망 안에서 스크류로 밀려나가 고액이 분리되게 된다. 이러한 고액분리기는 스크류로 가압하기 위한 큰 힘이 필요하며 이로 인해 타공망과 스크류의 마모가 매우 심하다는 문제점을 갖고 있다. 또한 큰 용량 의 모터사용으로 인한 높은 에너지 비용, 타공망 및 스크류의 마모로 인한 짧은 교체주기, 탈수구멍의 막힘 현상으로 인한 처리능력저하, 탈수구멍을 2mm 이하로 할 수 없는 현황으로 과다한 고형물질의 배출 및 이로 인한 해양오염 등 많은 문제점을 갖고 있다.
한편, 고액분리의 효율을 높이기 위해 델칸타와 같은 원심분리기나 벨트프레스를 이용하여 음식물쓰레기를 고액분리하거나 응집제를 이용한 침전분리를 통해 고액분리하는 경우도 있으나 이들 모두 처리용량의 한계와 높은 기기가격으로 실제 사용하는 데에는 어려움이 있을 뿐만 아니라 다량의 응집제를 사용할 경우 분리된 고형물질이 또 다른 산업폐기물이 되는 악순환을 야기한다는 문제점이 있다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 파쇄된 음식물쓰레기 또는 고형물이 포함된 탈리액을 압착하여 고형물과 탈리액을 분리하는 음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기는 파쇄된 음식물쓰레기 또는 고형물이 포함된 탈리액을 압착하여 고형물과 탈리액으로 분리하는 압착부와, 상기 압착부를 감싸는 케이스에 형성되어 분리된 탈리액을 수집하여 배수하는 배수구 및, 상기 압착부에서 분리된 고형물을 떨어 상기 케이스 밖으로 배출하는 배출수단을 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 압착부는, 고무롤러와, 상기 고무롤러의 양측에 각각 위치하며 원주면에 구멍들이 형성된 제1, 제2 타공롤러와, 상기 제1 타공롤러와 제2 타공롤러를 감싸 궤도회전하고, 상기 고무롤러와 제2 타공롤러에 의해 가압되며 전체적으로 구멍들이 형성된 컨베이어벨트를 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 음식물쓰레기 또는 고형물이 포함된 탈리액은 호퍼를 통해 상기 제1 타공롤러와 상기 고무롤러 사이에 위치한 상기 컨베이어벨트로 떨어져 공급된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 압착부의 아래 위치한 상기 케이스의 일부에 배수구가 형성된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 컨베이어벨트에 형성된 구멍은 그 직경이 0.01 내지 0.1mm이다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 타공롤러에 형성된 구멍은 그 직경이 2 내지 3mm이다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 배출수단은, 상기 제2 타공롤러의 외측에 장착되어 상기 제2 타공롤러를 감고 회전하는 상기 컨베이어벨트를 닦는 브러시롤과, 상기 브러시롤에 의해 떨어진 고형물이 상기 케이스 밖으로 배출되도록 상기 케이스에 형성된 배출구를 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 컨베이어벨트에는 스크러버가 장착되어 상기 브러시롤에 의해 떨어지지 않은 고형물을 긁어 상기 배출구로 배출한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 고무롤러에는 스크러버가 장착되어 상기 고무롤러의 외측면을 긁는다.
아래에서, 본 발명에 따른 음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
아래 설명에서 1차 탈리액은 파쇄된 음식물쓰레기를 직경 5~10mm 구멍의 타공망을 통과시켜 입자가 큰 고형물을 1차로 거른 죽과 같은 형태의 탈리액을 의미하며, 2차 탈리액은 1차 탈리액으로부터 고형물을 분리한 탈리액을 의미한다. 분리된 2차 탈리액이 해양 투기 요건에 적합한 수분 95%이상일 뿐만 아니라, 생물학적 산소요구량(BOD) 및 현탁고형물(SS: Suspended Solid)이 낮아 정화 처리에도 효율적인 상태가 된다.
도면에서, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기를 나타낸 측단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 A의 상세도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 탈리액의 고액분리기(100)는, 투입된 1차 탈리액(1)을 고형물(3)과 2차 탈리액(5)으로 분리하기 위해 압착할 뿐만 아니라 압착하여 분리된 2차 탈리액(5)을 모아 배수하는 압착부(110)와, 압착되어 분리된 고형물(3)을 외부로 배출하는 배출수단과, 상기 압착부(110)에서 분리 배수된 2차 탈리액(5)을 집수하여 외부로 배수하는 배수구(105)를 포함한다.
아래에서는 이와 같이 구성된 탈리액의 고액분리기에 대해 구체적으로 설명한다.
압착부(110)는 3개의 롤러(111, 112, 113)를 포함하며, 중앙에 위치한 롤러는 고무롤러(113)이고, 상기 고무롤러(113)의 양측에는 타공롤러(111, 112)가 각각 위치한다. 여기에서 도 1에 보이듯이, 고무롤러(113)의 좌측에 위치한 타공롤러를 제1 타공롤러(111)라 하고, 우측에 위치한 타공롤러는 제2 타공롤러(112)라 한다.
한편, 제1 타공롤러(111)와 제2 타공롤러(112)를 컨베이어벨트(115)가 감싼 상태로 궤도 회전하되, 컨베이어벨트(115)의 상류 측에 고무롤러(113)가 접해 위치하며, 컨베이어벨트(115)는 도 2에 도시된 바와 같이, 고무롤러(113)와 제2 타공롤러(112)에 의해 한 지점에서 가압된 상태로 진행한다.
여기에서, 제1 타공롤러(111)와 제2 타공롤러(112)에는 원주면 전체적으로 직경 2~3mm의 구멍(111h, 112h)이 균일하게 형성되고, 컨베이어벨트(115)에는 0.01~0.1mm의 구멍(115h)이 전체적으로 균일하게 형성된다. 여기에서 타공롤러(111, 112)에 형성된 구멍(111h, 112h)의 직경이 3mm를 초과하면 분리된 2차 탈리액(5)에 포함된 고형물의 함량이 증가하고, 구멍(111h, 112h)의 직경이 2mm미만일 경우에는 처리속도가 떨어진다. 따라서 1차 탈리액(1)을 처리할 경우에 타공롤러(111, 112)의 직경은 2~3mm인 것이 바람직하다.
이와 같은 동일한 이유에서, 컨베이어벨트(115)에 형성된 구멍(115h)의 직경 조건 또한 동일하다. 0.01mm미만일 경우에는 처리속도가 떨어지고, 0.1mm를 초과하게 되면 2차 탈리액(5)에 포함된 고형물의 함량이 증가하게 된다.
한편, 제1 타공롤러(111)와 고무롤러(113)의 사이 상부에는 1차 탈리액 공급호퍼(103)가 고액분리기(100)의 케이스(101)에 장착되며, 공급호퍼(103)를 통해 1 차 탈리액(1)이 제1 타공롤러(111)와 고무롤러(113) 사이로 떨어지게 된다. 이와 같이 공급호퍼(103)를 통해 떨어진 1차 탈리액(1)은 도 1에 보이듯이, 제1 타공롤러(111)와 제2 타공롤러(112)를 감싸는 컨베이어벨트(115)의 상면에 떨어지게 되며, 컨베이어벨트(115)를 따라 고무롤러(113) 쪽으로 이동하게 된다.
컨베이어벨트(115)를 따라 이동하는 1차 탈리액(1)은 고무롤러(113)와 제2 타공롤러(112)의 사이를 통과하면서 압착된다. 압착에 의해 1차 탈리액(1)은 2차 탈리액(5)과 고형물(3)로 분리되고, 고형물(3)은 컨베이어벨트(115)에 고착된 상태로 컨베이어벨트(115)를 따라 제2 타공롤러(112)를 돌아 하류 쪽으로 진행한다.
한편, 배출수단(120)은 고액분리기(100)의 케이스(101)에 형성된 배출구(121)와 제2 타공롤러(112)에 설치된 브러시롤(123)을 포함한다. 브러시롤(123)은 고무롤러(113)와 제2 타공롤러(112)를 지나 나온 컨베이어벨트(115)의 상면과 접해 위치하며, 브러시롤(123)이 회전하면서 컨베이어벨트(115)의 상면에 고착된 고형물(3)을 떨어낸다. 이때 상기 브러시롤(123)은 제2 타공롤러(112)의 회전방향과 반대방향이다. 상기 브러시롤(123)에 의해 떨어진 고형물(3)은 컨베이어벨트(115)에서 뛰어 나가게 되고, 고형물(3)이 뛰어 온 지점의 케이스(101)에 배출구(121)가 형성된다.
따라서 브러시롤(123)에 의해 컨베이어벨트(115)에서 떨어진 고형물(3)은 배출구(121)를 통해 외부로 배출된다. 한편 도면에는 도시하지 않았지만, 배출구(121)에는 고형물(3)을 발효기로 이송하는 이송장치가 설치되어 배출구(121)에서 배출된 고형물을 발효기로 이송하여 발효시킨다.
한편, 압착부(110)인 3개의 롤러 즉, 제1 타공롤러(111), 고무롤러(113), 제2 타공롤러(112)를 감싸는 케이스(101)의 하부에는 배수구(105)가 형성되며, 케이스(101)의 하부는 상기 배수구(105) 쪽으로 점차 경사진 형태이다.
따라서 공급호퍼(103)를 통해 투입된 1차 탈리액(1)이 컨베이어벨트(115)를 통해 이동하면서 압착되어 2차 탈리액(5)과 고형물(3)로 분리된 후에 고형물(3)은 배출구(121)를 통해 배출되고, 2차 탈리액(5)은 하부로 떨어져 배수구(105)로 집수되어 배수된다.
아래에서는 이와 같이 구성된 음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기의 작동관계에 대해 설명한다.
1차 탈리액(1)은 공급호퍼(103)를 통해 고액분리기(100)의 내부로 투입된다.
투입된 1차 탈리액(1)은 제1 타공롤러(111)와 고무롤러(113)의 사이에 위치한 컨베이어벨트(115)로 떨어지게 되는데, 이때 1차 탈리액(1)이 컨베이어벨트(115)에 떨어지면서, 그 충격에 의해 1차 탈리액(1)에서 2차 탈리액(5) 일부가 분리되어 컨베이어벨트(115)에 형성된 0.01~0.1mm의 구멍(115h)을 통해 아래로 떨어진다.
한편, 컨베이어벨트(115)의 상면에 남은 1차 탈리액(1)은 컨베이어벨트(115)를 따라 이동하게 되는데, 이동과정 중에 먼저 고무롤러(113)에 접하면서 1차 압착된다. 이때에도 1차 탈리액(1)에서 2차 탈리액(5) 일부가 분리되는데, 분리된 2차 탈리액(5)은 컨베이어벨트(115)의 구멍을 통해 아래로 떨어진다. 계속해서 컨베이어벨트(115)를 따라 이동한 1차 탈리액(1)은 고무롤러(113)와 제2 타공롤러(112)가 함께 가압하는 부위를 통과하면서 가장 큰 가압력을 받게 되는데, 이때의 가압력에 의해 1차 탈리액(1)은 2차 탈리액(5)과 고형물(3)로 분리된다.
분리된 2차 탈리액(5)은 컨베이어벨트(115)의 구멍(115h)을 통과한 후에 제2 타공롤러(112)의 외측면을 타고 흘러 아래로 떨어지거나 또는 제2 타공롤러(112)의 2~3mm 구멍을 통과하여 제2 타공롤러(112)의 내부로 흘러 내려간다. 이와 같이 제2 타공롤러(112)의 내부로 흘러내린 2차 탈리액(5)은 다시 제2 타공롤러(112)의 구멍(112h)과 컨베이어벨트(115)의 구멍(115h)을 통과하여 아래로 떨어진다.
이와 같이 아래로 떨어진 2차 탈리액(5)은 케이스(101) 내부에 모이게 되고, 배수구(105)를 통해 배수된다. 한편 도면에 도시하지 않았지만, 배수구(105)에는 정화처리장치까지 연장된 호스가 연결되거나 또는 집수탱크를 배치하여 배수구(105)를 통해 배수된 2차 탈리액(5)을 모은다.
한편, 1차 탈리액(1)이 고무롤러(113)와 제2 타공롤러(112)를 통과하면서, 1차 탈리액(1)에서 2차 탈리액(5)이 분리되고, 분리된 2차 탈리액(5)은 배수구(105)를 통해 배출되지만, 1차 탈리액(1)에서 분리된 고형물(3)은 압착에 의해 컨베이어벨트(115)에 고착된다. 고착된 고형물(3)은 컨베이어벨트(115)를 따라 이동하면서 브러시롤(123)에 의해 떨어져 배출구(121)로 뛰어 나가면서 제거된다.
한편, 컨베이어벨트(115)의 진행방향에 있어서 브러시롤(123)의 하류 쪽에는 스크러버(131)가 장착되어 브러시롤(123)에 의해 제거되지 않고 여전히 고착된 고형물(3)을 긁어내어 배출구(121) 쪽으로 유도한다. 또한, 고무롤러(113)에도 스크러버(132)가 장착되어 고무롤러(113)에 고착된 고형물(3)을 긁어 컨베이어벨 트(115)의 상면으로 떨어지게 한다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기는 1차 탈리액을 롤러로 압착하여 2차 탈리액과 고형물로 분리함에 있어서, 롤러의 압착력(가압력)을 이용함으로써, 종래와 같이 스크루로 압착하는 동력보다 작은 동력으로도 분리효과가 월등하다는 장점이 있다. 따라서 컨베이어벨트의 구멍 및 타공롤러의 구멍 직경을 작게 하더라도 압착력에 의해 고형물과 2차 탈리액의 분리가 수월하다.
이와 같은 효과로 인해, 2차 탈리액에 포함된 고형물의 함량은 종래 기술에 따른 탈리액의 고액분리기에서 분리된 2차 탈리액보다 작다.
또한, 종래의 스크루를 이용한 탈리액의 고액분리기는 타공망의 안쪽에서 바깥쪽으로 밀어내기 때문에 구멍이 막히는 경우가 발생하지만, 본 발명의 탈리액의 고액분리기는 롤러를 이용하여 압착하기 때문에 컨베이어벨트의 구멍 및 타공롤러의 구멍이 막힐 염려가 없으며, 설사 컨베이어벨트의 구멍이 고형물에 의해 막히더라도 브러시롤 및 스크러버를 이용하여 고착된 고형물을 제거할 수 있다.
또한 종래의 탈리액의 고액분리기는 타공망의 내구성이 취약하였지만, 타공롤러는 반영구적으로 사용 가능하다.
이상에서 본 발명의 음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

Claims (9)

  1. 음식물쓰레기 또는 고형물이 포함된 탈리액을 압착하여 고형물과 탈리액으로 분리하는 압착부(110)와, 상기 압착부를 감싸는 케이스(101)에 형성되어 분리된 탈리액을 수집하여 배수하는 배수구(105)와, 상기 압착부에서 분리된 고형물을 털어 케이스 밖으로 배출하는 배출수단(120)을 포함하며;
    상기 압착부(110)는 고무롤러(113)와, 상기 고무롤러의 양측에 각각 위치하고 내부가 비워진 원통형으로 원주면에 구멍들이 형성된 제1, 제2 타공롤러(111, 112)와, 상기 제1 타공롤러와 제2 타공롤러를 감싸 궤도회전하고, 상기 고무롤러와 제2 타공롤러에 의해 가압되며, 전체적으로 구멍들이 형성된 컨베이어벨트(115)를 구비하고,
    상기 배출수단(120)은, 상기 컨베이어벨트(115)에 부착된 고형물이 털어져 상기 케이스 밖으로 배출되도록 상기 케이스(101)에 형성된 배출구(121)와, 상기 제2 타공롤러의 외측에 장착되어 상기 제2 타공롤러를 감고 회전하는 상기 컨베이어벨트를 닦으면서 상기 컨베이어벨트에 부착된 고형물을 상기 배출구로 튀겨 배출하는 브러시롤(123)을 포함하며,
    상기 음식물쓰레기 또는 고형물이 포함된 탈리액은 호퍼(103)를 통해 상기 제1 타공롤러와 상기 고무롤러 사이에 위치한 상기 컨베이어벨트로 떨어져 공급되고, 상기 압착부의 아래 위치한 상기 케이스의 일부에 상기 배수구가 형성되며, 상기 컨베이어벨트(115)에는 스크러버(131)가 장착되어 상기 브러시롤에 의해 털어지지 않은 고형물을 긁어 상기 배출구(121)로 배출하며, 상기 고무롤러에는 스크러버(132)가 장착되어 상기 고무롤러의 외측면을 긁는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기.
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  5. 제1항에 있어서,
    상기 컨베이어벨트에 형성된 구멍은 그 직경이 0.01 내지 0.1mm인 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 타공롤러에 형성된 구멍은 그 직경이 2 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 탈리액의 고액분리기.
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