KR100845962B1 - 유기성 폐기물 처리장치 및 그 처리방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 유기성 폐기물 처리장치(하수슬러지/ 폐수슬러지/ 댐, 저수지, 호수, 해양의 퇴적물의 처리)는,
내부에 슬러지를 교반 및 강제 배출시키기 위한 교반 및 배출기를 구비한 호퍼유닛; 초음파에 의해 슬러지로 부터 플럭을 분리시키는 초음파 발생유닛; 상기 초음파 발생유닛의 차기위치에 설치되어 슬러지에 포함된 수분을 탈수시켜주는 탈수기; 미생물을 혼입하여 슬러지에 포함된 중금속을 중화시키는 중금속 제거유닛; 슬러지를 건조 및 발효시키는 건조유닛;으로 구성된 것이다.
본 발명의 유기성 폐기물 처리방법은,
슬러지를 물에 침수시킨 상태에서 초음파 파장에 의해 슬러지에 포함된 플럭을 파괴시키는 단계; 슬러지를 탈수하여 수분을 제거하는 단계; 슬러지에 미생물을 혼합하여 중금속을 중화시키는 단계; 및 슬러지에 열을 가해서 발효 및 건조시키는 단계;로 진행된다.
Figure R1020050102394
유기성 폐기물, 처리장치, 처리방법, 하수슬러지, 폐수슬러지, (댐, 저수지, 호수, 해양)퇴적물

Description

유기성 폐기물 처리장치 및 그 처리방법{Organic wastes disposal device and disposal method}
도 1은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치의 전체 구성도
도 2는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치의 블록도
도 3은 교반 및 배출기의 상세 구성도
도 4는 초음파 발생유닛의 평면도(도 1에서 초음파 발생유닛을 A방향에 본 도면)
도 5는 건조유닛의 정면도
도 6은 도 5를 B방향에서 본 도면으로서, 여러개의 건조유닛이 연이어서 설치된 상태도
도 7은 건조유닛에서 열교환기의 상세 구성도
도 8은 열교환기의 냉매회로도
도 9는 공기필터의 사시도
도 10은 이송유닛의 상세 구성도
도 11은 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 처리 순서도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 호퍼유닛 200 : 초음파 발생유닛
300 : 탈수기 400 : 중금속 제거유닛
500 : 건조유닛 600 : 이송유닛
본 발명은 하,폐수슬러지, 퇴적물 등의 폐기물을 조경수, 정원수, 암반녹화 및 토지개량제로서 활용가능하게 처리하기 위한 유기성 폐기물 처리장치 및 그 처리방법에 관한 것이다.
경제개발과 생활환경의 발전으로 생활하수 및 공업용 폐수가 날로 증가하고 있다. 이러한 현상은 동시에 이들의 처리과정에서 잔류물로 발생하는 슬러지(슬러지)의 증가현상을 가져오게 된다.
종전에는 슬러지처리에 있어서, 매립 또는 소각에 의한 방법이 활용되어 왔는데, 이중 해양 및 지상 매립의 경우 슬러지에 포함된 인체에 유해한 각종 유기물질이 바다 혹은 토양에 침투되어 어패류, 곡식, 채소류 등이 오염되는 2차 오염을 발생시키게 되는 문제점이 지적되어 왔다.
다른 방법으로는 슬러지를 소각처리하는 방법도 사용되어 왔으나, 설비투자비용이 막대하게 소요되고, 처리량이 제한적이며, 소각시 건조효율이 낮아 소각온도가 떨어지면 인체에 유해한 중금속 즉, 휘산과 다이옥신 등이 발생하게 되는 문 제가 있었다.
더욱이, 근래에는 매립장 및 소각장의 확보가 현실적으로 어려운데다가 법적인 규제도 엄격하기 때문에 매립 및 소각에 의해 슬러지를 처리하는 것은 현실적으로 매우 어려운 실정이다. 따라서, 최근에는 슬러지를 보다 효과적으로 처리하기 위해 많은 장치 및 방법들이 연구되고 있다.
일예를 들면, 생활하수처리장에서 발생하는 슬러지의 대부분이 미량의 유해물질만을 포함하고 있는 유기잔류물질이라는 것에서 착안하여 퇴비를 만들거나 혹은, 국내공개특허 제2003-64994호에서 제안된 바와 같이 식생토 등을 만드는 방법 및 장치가 개발된 바 있다.
여기서 상기의 식생토는 절토지 및 암반 경사지 등 표토가 빈약하여 식물의 자연 식생이 곤란한 지역에 공급하여 영구적 토양보전과 산업폐기물의 재활용을 위한 것으로, 그 과정은 중금속 등이 선별된 하수슬러지 등의 슬러지류 35 ~40(중량%), 제지슬러지 15 ~ 20(중량%), 소각잔재물 10 ~15(중량%)를 혼합 및 교반하여 1차 혼합물을 제조하고, 상기 1차 혼합물에 마사토나 황토 또는 점토 등의 흙(토양) 10 ~ 30(중량%), 광물성물질 4 ~ 5(중량%), 식물성잔재물 6 ~ 10(중량%)를 혼합 교반한 후 30일간 상온에서 발효 숙성시켜 제조되는 것이다.
그런데, 이러한 종래의 여러 방법 및 장치들은 많은 문제점을 가지고 있다. 첫 째, 종래의 장치들은 대다수가 건조 발효, 숙성 과정에서 연료를 사용함으로써 필요 이상으로 과다한 유지비용이 소요된다.
둘 째, 중금속 및 플럭과 같은 오염물질을 중화 혹은 제거하는 작업이 구체 화되어 있지 않아 이들 오염물질이 함유된 상태로 처리가 이루어지는 문제가 있다.
또한, 이러한 장치들은 슬러지의 투입으로부터 원하는 제품 예컨데, 비료 퇴비 등을 제조하는 일련의 과정이 원활하지 못하고, 특히 이송 과정에서 슬러지 등이 장치의 내벽 및 스크류 등에 고착되어 이송경로가 막히게 되는 문제가 있어서 처리효율이 극히 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 주요 목적은 슬러지에 초음파를 투사하여 슬러지에 포함된 플럭을 파괴하고, 슬러지에 미생물을 혼입하여 중금속을 중화시키며, 습윤한 상태의 슬러지를 발효 및 건조시켜서 호기성의 퇴비가 되도록 하는 과정을 통해 인체에 무해한 토지개량제 또는 식생토로도 활용할 수 있도록 한 유기성 폐기물 처리장치 및 그 처리방법를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주요 특징은,
내부에 슬러지를 교반 및 강제 배출시키기 위한 교반 및 배출기를 구비한 호퍼유닛; 초음파에 의해 슬러지로 부터 플럭을 파괴시키는 초음파 발생유닛; 상기 초음파 발생유닛의 차기위치에 설치되어 슬러지를 탈수시켜주는 탈수기; 미생물을 혼입하여 슬러지에 포함된 중금속을 중화시키는 중금속 제거유닛; 슬러지를 발효 및 건조시키는 건조유닛;으로 구성된 것이다.
또한, 본 발명은 슬러지를 물에 침수시킨 상태에서 초음파 파장에 의해 슬러지에 포함된 플럭을 파괴시키는 단계; 슬러지를 탈수하여 수분을 제거하는 단계; 슬러지에 미생물을 혼합하여 중금속을 중화시키는 단계; 및 슬러지에 열을 가해서 발효 및 건조시키는 단계;에 의해 유기성 폐기물이 처리된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
첨부된 도 1은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치의 블록도이며, 도 3은 교반 및 배출기의 상세 구성도이고, 도 4는 초음파 발생유닛의 평면도(도 1에서 초음파 발생유닛을 A방향에 본 도면)이며, 도 5는 건조유닛의 정면도이고, 도 6은 도 5를 B방향에서 본 도면으로서, 여러개의 건조유닛이 연이어서 설치된 상태도이며, 도 7은 건조유닛에서 열교환기의 상세 구성도이고, 도 8은 열교환기의 냉매회로도이며,도 9는 공기필터의 사시도이고, 도 10은 이송유닛의 상세 구성도이고, 도 11은 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 처리 순서도를 나타내고 있다.
첨부도면에서와 같이 본 발명의 유기성 폐기물 처리장치는 도 1 및 도 2에서 보듯이, 차량 혹은 컨베이어에 의해 하수, 폐수 등의 슬러지가 투입되는 호퍼유닛(100)과; 상기 호퍼유닛의 차기위치에 설치되어 초음파를 이용하여 상기 호퍼유닛에서 이송된 슬러지에 포함된 플럭을 파괴하는 초음파 발생유닛(200)과; 상기 초음파 발생유닛의 차기 위치에 설치되어 슬러지에 포함된 수분을 탈수시키는 탈수기(300)와; 상기 탈수기의 차기 위치에 설치되어 탈수된 슬러지에 미생물을 투입하여 중금속을 중화시켜주는 중금속 제거유닛(400)과; 상기 중금속 제거유닛의 차기 위치에 설치되어 상기 슬러지를 건조, 발효시켜서 퇴비 혹은 다른 제품으로 가공하는 건조유닛(500);으로 크게 구성된다. 여기서 상기 호퍼유닛(100)과 초음파 발생유닛(200), 상기 중금속 제거유닛(400)과 건조유닛(500), 건조유닛이 복수개인 경우 건조유닛과 건조유닛간에는 모두 이송유닛(600)에 의해 연결되며, 탈수기(300)와 중금속 제거유닛(400)은 이송 컨베이어(C1)에 의해 연결되어 있다.
이하에서는 상기에 열거된 각 구성유닛의 상세구성을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 호퍼유닛(100)은 도 1에서 보듯이, 저장탱크(110)를 구비하고 있으며, 저장탱크(110)의 내부에는 저장탱크의 내부로 투입된 슬러지를 교반시켜줌과 아울러 저장탱크의 아래쪽 일측에 형성된 배출구(111)로 이송시켜주는 교반 및 배출기(120)가 내장되어 있다.
여기서, 상기 교반 및 배출기(120)는 구동모터(126)에 의해 일방향으로 회전되는 제 1, 2 체인(121,122) 및 그 체인기어(123,124,125)와; 상기 제 1, 2 체인을 가로지르게 설치되어 저장탱크(110)의 내부에 위치하는 슬러지를 상기 배출구(111)로 압송시켜주는 복수의 밀대(130)와; 상기 배출구(111)측에 위치하는 체인기어의 축 상에 설치되어 회전되면서 저장탱크(110)의 바닥일측에 위치하는 슬러지를 상기 배출구(111)로 압송시켜주는 이송스크류(140)로 구성된다.
또한, 상기 저장탱크(110)의 상부 투입구(112)에는 덮개(113)가 설치되는데, 이 덮개는 실린더(114)에 의해 자동으로 개폐되는 구조이나, 다른 대체수단에 의해 개폐될 수 있음은 물론이다.
상기한 초음파 발생유닛(200)은 도 1 및 도 4에서 보듯이,
입구(211)와 출구(212)를 갖는 탱크(210)와; 상기 탱크의 내부에 설치되어 슬러지를 교반하여 주는 한 쌍의 교반스크류(220)와; 상기 탱크의 내부에 설치되어 탱크의 내부로 물을 공급하여 주는 물공급노즐(230)과; 상기 물공급노즐에 의해 공급된 물에 초음파를 조사하여 물속에 잠겨있는 슬러지로 부터 플럭(FLOC)을 파괴하는 초음파 발생기(240)로 구성된다.
여기서, 상기 교반스크류(220)는 한 쌍이 나란하게 설치된 채 회전하면서 슬러지와 상기 물공급노즐(240)로 부터 급수된 물을 교반하여 슬러지에 포함된 각종 이물질을 분리 세척하는 역할을 한다.
또한, 상기 물공급노즐(230)은 탱크(210)의 내부 상측에 탱크길이방향으로 설치된다. 이 물공급노즐로 공급되는 물은 외부에 별도로 설치되는 물탱크(250)에 저장된 물을 펌프(P)에 의해 공급할 수도 있고, 상기 건조유닛(500)에서 발생되는 응축수를 받아서 공급할 수도 있다. 이때, 상기 물공급노즐로 부터 분사되는 물(응축수)은 초음파 발생기(240)에서 발생되는 초음파의 진동을 발생시켜주는 매개역할을 하게 된다.
또한, 상기 초음파 발생기(240)는 탱크(210)의 하부측 및 측벽에 탱크의 길이방향을 따라 여러개가 배열되게 설치된다. 초음파는 알려져 있듯이 음파가 수만 번 강약을 반복하는 진동으로서, 슬러지와 물분자의 떨림과정을 반복하여 슬러지에 포함된 플럭은 물론 각종 이물질을 파괴 혹은 분해되도록 하는 역할을 한다.
상기한 탈수기(300)는 도 1에서 보듯이,
상기 초음파 발생유닛에서 이물이 제거된 슬러지를 가압하여 다시 한 번 이물을 제거함과 동시에 적당한 수분을 유지시켜 양질의 퇴비를 얻도록 하는 것이다. 탈수방식은 여러가지 방식이 적용될 수 있는데, 마치 세탁기 원리와 같이 원심탈수방식을 취하거나 또는 회전되는 가압스크류를 이용하여 슬러지를 쥐어짜는 방식을 취할 수도 있다. 보다 많은 양의 슬러지를 탈수시키기 위해서는 후술된 방식을 취하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 가압스크류는 모터(310)에 의해 작동된다.
상기한 중금속 제거유닛(400)은 도 1에서 보듯이,
입구(411)와 출구(412)를 갖는 탱크(410)와; 상기 탱크의 내부에 설치되어 슬러지를 교반하여 주는 한 쌍의 교반스크류(420)와; 상기 탱크의 외부에 별도로 설치되는 미생물 공급탱크(430)와; 상기 미생물 공급탱크로 부터 상기 탱크의 내부로 미생물을 공급하여 주는 펌프(P)를 포함한 미생물 공급관(440)으로 구성된다.
상기 미생물은 성분비나 성분자체에 약간씩 차이가 있을 수 있으나 대체적으로 EM균, 탈취제, 응축수, 미강, 약간의 당밀과 올리고당 그리고 알콜(R-OH) 및, 목초액, 액상의 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4)를 적당한 비율로 혼합되어 35 ~ 40℃로 설정된 인큐베이터(Incubator)에서 배양된 것으로서, 미생물이 완전히 배양된 후 여과지에 여과하여 1주일정도 후숙한 것이다.
이렇게 배양된 미생물은 슬러지에 포함된 중금속을 중화시켜 제거하는 한편, 건조발효가 용이하도록 도와주는 역할을 하게 된다.
상기한 건조유닛(500)은 도 5 내지 도 8에서 보듯이,
건조탱크(510)와, 상기 건조탱크의 내부에 설치되어 슬러지를 교반하여 주는 교반스크류(520)와; 상기 건조탱크의 하부에 설치되어 보일러 등에서 얻은 고온의 공기를 통과시킴에 따라 건조탱크를 가열시키는 가열자켓(530)과; 상기 건조탱크의 상측에 위치하는 공기배출구를 통해 배출되는 가열공기를 흡인하여 냉각시킨 후 건조탱크로 다시 투입하여 주는 냉매식 열교환기(540); 상기 건조탱크의 공기배출구(511)에 설치되어 배출공기에 포함된 이물질(비료, 퇴비 혹은 수분 및 냄새 등)을 여과하여 주는 공기필터(550);로 구성된다.
상기 건조유닛(500)은 단독 또는 여러대가 연속적으로 설치될 수 있으나, 슬러지의 처리용량을 감안하여 대체적으로 1대 이상이 적당하다고 볼 수 있다.
다른 측면에서 보면 상기 건조유닛(500)은 슬러지의 상태, 투입량 또는 처리되는 대상물의 종류 예컨데, 각종 유기성 폐기물의 종류에 따라 효과적인 발효 및 건조가 이루어지도록 하기 위해서 여러대를 설치하는 이유로 작용될 수 있다. 이러한 이유로 여러대의 건조유닛이 설치되는 경우에는 각 건조유닛의 온도를 달리하거나 또는 슬러지의 체류시간을 각기 조절하여 경제적이며 신속하게 퇴비화가 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 상기 건조탱크(510)는 그 상측에 내부 공기를 배출하기 위한 공기배출 구(511)가 구비되어 있다. 건조탱크의 내부는 상기 가열자켓(530)에 의해 고온상태에 있게 되는데, 공기배출구(511)는 이러한 고온의 공기를 외부로 배출하기 위해 구비된 것이다. 또한, 상기 공기배출구에는 흡기파이프(512)와 송풍팬(513)이 연결되어 있어서 공기배출구를 통해 배출되는 더운공기를 흡기파이프 및 송풍팬에 의해 상기 냉매식 열교환기(540)로 공급해 주게 된다.
상기 냉매식 열교환기(540)는 냉매를 압축-응축-팽창-증발시키는 냉동사이클을 취하고 있으며, 상기 냉매식 열교환기의 증발측에는 상기 송풍팬(513)에 의해 송풍된 건조탱크(510) 내부의 공기가 열교환되게 하므로써 고온의 공기가 증발측 열교환기를 통과하면서 냉각된 후 공급파이프(514)를 통해 다시 건조탱크로 되돌아가게 하는 사이클링을 반복함에 따라서 건조탱크 내부의 슬러지를 건조시키는 역할을 한다. 즉, 공기를 냉각시키면 수분이 증발되는 원리를 이용한 것으로서, 이러한 공기의 사이클링은 공기의 건조시간을 단축시켜서 궁극적으로는 슬러지의 빠른 건조가 가능해 지는 것이다.
또한, 상기 공기필터(550)는 도 9에서 보듯이, 필터틀(551)과, 이 필터틀의 안쪽에 끼워지는 필터부(552)로 이루어진 기본구성을 가지며, 2개의 필터를 경첩(553)으로 연결하여 경첩을 중심으로 절첩이 가능한 구조를 가지도록 구성할 수도 있다.
한편, 상기 건조탱크(510)의 내부에는 슬러지를 호기화시키기 위해 블로워(B)에 의해 외부공기를 주입하는 것이 바람직하다. 그러면 슬러지가 건조되면서 호기성 퇴비가 만들어지게 된다.
또 한편, 상기한 이송유닛(600)은 도 10에서 보듯이,
앞서 설명한 바와 같이, 상기 호퍼유닛(100)과 초음파 발생유닛(200), 상기 중금속 제거유닛(400)과 건조유닛(500), 건조유닛이 복수개인 경우 건조유닛과 건조유닛 간을 연결하게 되는데, 어느 유닛을 연결하느냐만 차이가 있을 뿐 각 이송유닛의 기본적인 구성은 동일하다.
하나의 예를 들어 설명하면, 호퍼유닛(500)의 출구(111)와 초음파 발생유닛(200)의 입구(211)를 연결하는 실린더(610)와; 상기 실린더내에 모터(620)에 의해 회전 가능하게 설치되어, 호퍼유닛의 출구에서 배출되는 슬러지를 초음파 발생유닛의 입구를 향해 이송시켜주는 이송스크류(630)와; 상기 실린더의 출구측에 설치되어 이송스크류에 의해 이송되어온 슬러지를 초음파 발생유닛의 입구측으로 밀어넣는 바람개비 형상의 밀대(640);로 구성된다.
미 설명부호 b와 C2는 이송버켓과 이송 컨베이어이고, 900은 처리가 완료된 제품을 저장하는 저장호퍼이다.
이상, 유기성 폐기물 장치의 구성설명을 마치고, 이하에서는 그 작동과정을 설명하기로 한다. 작동과정에서는 유기성 폐기물 처리방법을 포함하여 일괄 설명하기로 한다.
우선, 호퍼유닛(100)에는 각 지역별로 수거된 혹은 하수처리장과 직결된 파이프 혹은 트럭에 의해 슬러지가 투입 저장된 상태에서 운전을 시작하게 된다.
장치가 가동되면, 저장탱크(110)에 투입된 슬러지는 구동모터(125)에 의해 도면상 반시계방향으로 회전하는 제 1, 2 체인(121,122)과 함께 회전되는 밀대(130)와 호퍼유닛(100)의 배출구(111)측에 위치하는 체인기어의 축 상에 설치되는 이송스크류(140)의 유도작용에 의해 상기 배출구(111)를 통해 배출된다.
상기 호퍼유닛(100)으로 부터 배출된 슬러지는 이송유닛(600)을 통해 초음파 발생유닛(200)으로 투입된다. 여기서, 이송유닛(600)의 이송스크류(140)와 밀대(130)의 동작에 의해 초음파 발생유닛(200)으로 강제투입된다.
초음파 발생유닛(200)으로 투입된 슬러지는 물공급노즐(230)로 부터 분사되는 물과 혼합된 채 교반스크류(220)에 의해 교반이 이루어진다. 이때, 분사되는 물에 의해 슬러지에 접착 혹은 수분에 포함된 각종 이물질을 세척하여 배출하게 되고, 이와 동시에 초음파 발생기(240)가 가동되어 슬러지에 포함된 플럭을 제거하게 된다.
상기한 초음파 발생기(240)는 음파를 이용하여 슬러지와 물에 진동을 주어 플럭 등을 파괴하는 것으로, 물에 초음파가 전달될 때 초음파의 큰 압력변화에 의해 미세기포군이 생성되고 소멸되는 현상으로 매우 큰 압력과 고온을 동반하고 이 압력과 고온이 수백분의 1초에서 수십만분의 1초 단위의 짧은 시간동안 발생하게 된다. 이러한 힘에 의해 플럭 또는 각종 이물질이 분산 및 분해, 파괴되며 세척효과가 극대화되는 것이다.
한편, 아래의 표는 슬러지가 초음파 발생유닛을 통과함에 따라 초음파에 의해 플럭이 제거되는 것을 수치화한 실험데이터이다.
(표 1)
실험 항목 실험조건 음 파 강 도( watt )
1500 1800 2000 2200 2500 2600 2800
FLOC 제거율 ( 생성막분리 ) 교반속도5rpm - - - 56% 98% 75% -
교반속도10rpm - - - 58% 97.5% 74% -
초음파적용시간 : 5분
이 실험값은 각각의 조건에서 20회를 실시하여 얻어진 평균수치이다.
이 실험에서 알 수 있듯이 플럭을 제거하여 후술하는 탈수, 중금속제거 및 건조 발효율을 향상시키는 것으로, 상기 플럭은 초음파 강도 2500(W)에서 그리고, 교반속도 5rpm일때 가장 효과적으로 파괴 제거되는 것임을 알 수 있다.
물론, 초음파를 투과하지 않는 경우에는 플럭은 전혀 제거되지 않고, 따라서 탈수는 물론, 건조 발효가 원활하게 이루어지지 않음은 물론이다.
다음은 초음파를 이용하여 플럭을 제거한 다음, 이를 다시 탈수하여 건조, 발효되는 시간을 실험한 데이터이다.
(표 2)
실험항목 실험조건 건 조 발 효 율
1 hr 3 hr 5 hr 7 hr 9 hr 11 hr 13 hr 15 hr 17 hr 19 hr
초음파강도 (2500 watt ) 탈수기 미 통과시료 5% 8% 19% 28% 43% 58% 62% 76% 82% 95%
탈수기 통과시료 20% 38% 52% 63% 79% 88% 95% - - -
초음파 적용시간 : 5분, 교반속도 : 5 rpm
실험 항목 실험 조건 건 조 발 효 율
1 hr 3 hr 5 hr 7 hr 9 hr 11 hr 13 hr 15 hr 17 hr 19 hr
초음파강도 (2500 watt ) 탈수기 미 통과시료 5% 9% 20% 28% 45% 65% 72% 83% 89% 95%
탈수기통과시료 25% 42% 55% 67% 82% 90% 95% - - -
초음파 적용시간 : 10분, 교반속도 : 5 rpm
이 실험에서 알 수 있듯이 초음파에 의해 플럭이 제거된 슬러지는 탈수기를 통과시킴으로써, 효과적인 건조, 발효가 이루어지도록 하는 것으로서, 본 발명에서는 이를 순차적으로 즉, 플럭제거, 탈수, 미생물 투입에 의해 중금속 제거 등 일련의 과정이 순차적으로 이루어지게 된다.
상기 시험데이터를 볼 때 슬러지는 초음파 적용시간 즉, 플럭 제거장치를 10분 또는 5분간 머무르고, 탈수기를 통과하면 그렇치 아니한 슬러지 보다 적어도 6시간 이상 건조, 발효가 빠르게 진행된다.
한편, 상기 중금속 제거유닛(400)에서는 적당한 수분함량을 가진 슬러지에 액상의 미생물을 투입하여 중금속을 제거하고, 중금속이 제거된 슬러지는 다시 이송유닛(600)을 통해 건조유닛(500)으로 투입된다.
상기 건조유닛의 건조탱크(510)에 슬러지가 투입되면 교반스크류(520)가 회전되면서 슬러지를 교반하고 가열자켓(530)을 통해 가열이 이루어지며, 동시에 발효가 진행된다. 건조유닛이 여러개 설치되어 있다면 각 건조유닛을 연결하고 있는 이송유닛(600)을 통해 점차적으로 발효 및 숙성이 이루어지게 된다.
예컨데, 각 건조유닛(500)의 온도조건을 달리한다면 첫 번째 건조유닛에서는 점차 온도가 상승하면서 고온성 미생물이 생성되도록 하여 이를 통해 분해 또는 파괴가 이루어지며, 두 번째 건조유닛에서는 고온성 곰팡이가 출현되도록 하며, 세번 째 건조유닛에서는 방선균과 곰팡이가 함께 출현되도록 하면 호기성 퇴비가 만들어지게 된다. 물론 이러한 실시과정은 하나의 실시예이고, 각각의 건조유닛에서 동시에 이루어지도록 할 수도 있다.
이렇게 만들어진 개량 슬러지는 저장호퍼(900)에 저장되어 필요량 만큼 운반하여 사용하게 된다.
한편, 상기 건조유닛(500)의 냉매식 열교환기(540)에서 더운공기의 열교환작용에 의해 발생되는 응축수는 별도로 마련된 응축수 저장탱크(800)에 배관을 통해 저장하고, 모아진 응축수는 하수처리장으로 배출하거나 또는 초음파 발생유닛(200)의 물탱크(250)로 공급하여 재활용하는 것도 가능하다. 또는, 탈취제 및 유기산 액상 비료로도 활용할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명은 초음파를 이용하여 응결물을 파괴 제거하고, 탈수가 원활하도록 하며, 중금속을 중화시켜 기존 대비 양질의 퇴비를 얻을 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 냉매를 이용하여 슬러지를 건조 및 발효시킴에 따라 건조효율이 좋고 컨베이어의 설치의 최대한 배제하고 대신, 소형의 이송유닛을 곳곳에 적용하므로써 처리용량에 비해서 전체적인 장치의 사이즈 규모가 작다.
또한, 슬러지의 투입으로 부터 제품이 얻어지기까지의 일련의 과정이 자동으로 이루어지기 때문에 작업이 편리하다.

Claims (14)

  1. 내부에 슬러지를 교반 및 강제 배출시키기 위한 교반 및 배출기를 구비한 호퍼유닛;
    상기 호퍼유닛의 차기위치에 설치되어, 호퍼유닛으로 부터 공급되어온 슬러지에 초음파를 가하여 슬러지에 포함된 플럭을 파괴시키는 초음파 발생유닛;
    상기 초음파 발생유닛의 차기위치에 설치되어 슬러지에 포함된 수분을 탈수시켜주는 탈수기;
    상기 탈수기의 차기위치에 설치되어, 슬러지에 미생물(EM균, 탈취제, 응축수, 미강, 약간의 당밀과 올리고당 그리고 알코올(R-OH) 및, 목초액, 액상의 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4)를 적당한 비율로 혼합한 후 35 ~ 40℃로 설정된 인큐베이터에서 배양한 후 이를 여과지에 여과하여 1주일정도 후숙하여 만들어진 미생물)을 혼입하여 슬러지에 포함된 중금속을 중화시키는 중금속 제거유닛;
    상기 중금속 제거유닛의 차기위치에 설치되어 슬러지를 건조 및 발효시키는 건조유닛;으로 구성됨을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 호퍼유닛과 건조 및 발효유닛은 가장 처음과 가장 끝에 각각 위치되고, 상기 초음파 발생유닛은 상기 호퍼유닛과 탈수기 사이에 위치되며, 상기 중금속 제거유닛은 상기 탈수기와 건조유닛 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 탈수기와 중금속 제거유닛 사이에는 슬러지를 이송시키기 위한 이송 컨베이어가 설치된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 교반 및 배출기는,
    구동모터에 의해 일방향으로 회전되는 제 1, 2 체인 및 체인기어와; 상기 제 1, 2 체인을 가로지르게 설치되어 호퍼유닛 내에 위치하는 슬러지를 호퍼유닛의 아랫쪽에 위치하는 배출구로 이송시켜주는 복수의 밀대와; 상기 배출구측에 위치하는 체인기어의 축 상에 설치되어 호퍼유닛의 바닥 일측에 위치하는 슬러지를 상기 배출구로 이송시켜주는 이송스크류;로 구성된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    초음파 발생유닛은,
    입구와 출구를 갖는 탱크와; 상기 탱크의 내부에 설치되어 슬러지를 교반하여 주는 한 쌍의 교반스크류와; 상기 탱크의 내부에 설치되어 탱크의 내부로 물을 공급하여 주는 물공급노즐과; 상기 물공급노즐에 의해 공급된 물에 초음파를 조사하여 물속에 잠겨있는 슬러지로 부터 플럭을 파괴하는 초음파 발생기;로 구성됨을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 중금속 제거유닛은,
    입구와 출구를 갖는 탱크와; 상기 탱크의 내부에 설치되어 슬러지를 교반하여 주는 한 쌍의 교반스크류와; 상기 탱크의 외부에 별도로 설치되는 미생물 공급탱크와; 상기 미생물 공급탱크로 부터 상기 탱크의 내부로 미생물을 공급하여 주는 펌프를 포함한 미생물 공급관으로 구성됨을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조유닛은,
    건조탱크와, 상기 건조탱크의 내부에 설치되어 슬러지를 교반하여 주는 교반스크류와; 상기 건조탱크의 하부에 설치되어 고온의 공기를 통과시킴에 따라 건조탱크를 가열시키는 가열자켓과; 상기 건조탱크의 상측에 위치하는 공기배출구를 통해 배출되는 가열공기를 흡인하여 냉각시킨 후 건조탱크로 다시 투입하여 주는 냉매식 응축기; 상기 건조탱크의 공기배출구에 설치되어 배출공기에 포함된 이물질을 여과하여 주는 공기필터;로 구성된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 건조유닛은, 복수개가 연이어서 설치된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 각 건조유닛 사이에는 슬러지를 강제 이송시키기 위한 이송유닛이 설치된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이송유닛은,
    일측 건조유닛의 출구와 타측 건조유닛의 입구를 연결하는 실린더와; 상기 실린더내에 모터에 의해 회전 가능하게 설치되어, 일측 건조유닛의 출구에서 배출되는 슬러지를 타측 건조유닛의 입구를 향해 이송시켜주는 이송 스크류와; 상기 실린더의 출구측에 설치되어 이송 스크류에 의해 이송되어온 슬러지를 타측 건조유닛의 입구측으로 밀어넣는 바람개비 형상의 밀대;로 구성된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 호퍼유닛과 초음파 발생유닛 사이와, 상기 중금속 제거유닛과 건조유닛사이에는 슬러지를 강제 이송시키기 위한 이송유닛이 설치된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 호퍼유닛과 초음파 발생유닛 사이에 위치하는 이송유닛은,
    호퍼유닛의 출구와 초음파 발생유닛의 입구를 연결하는 실린더와; 상기 실린더내에 모터에 의해 회전 가능하게 설치되어, 호퍼유닛의 출구에서 배출되는 슬러지를 초음파 발생유닛의 입구를 향해 이송시켜주는 이송 스크류와; 상기 실린더의 출구측에 설치되어 이송 스크류에 의해 이송되어온 슬러지를 초음파 발생유닛의 입구측으로 밀어넣는 바람개비 형상의 밀대;로 구성되며,
    상기 중금속 제거유닛과 건조유닛 사이에 위치하는 이송유닛은,
    중금속 제거유닛의 출구와 건조유닛의 입구를 연결하는 실린더와; 상기 실린더내에 모터에 의해 회전 가능하게 설치되어, 중금속 제거유닛의 출구에서 배출되는 슬러지를 건조유닛의 입구를 향해 이송시켜주는 이송 스크류와; 상기 실린더의 출구측에 설치되어 이송 스크류에 의해 이송되어온 슬러지를 건조유닛의 입구측으로 밀어넣는 바람개비 형상의 밀대;로 구성된 것으로 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
  13. 슬러지를 물에 침수시킨 상태에서 초음파 파장에 의해 슬러지에 포함된 플럭을 파괴시키는 단계;
    슬러지를 탈수하여 수분을 제거하는 단계;
    슬러지에 미생물(EM균, 탈취제, 응축수, 미강, 약간의 당밀과 올리고당 그리고 알코올(R-OH) 및, 목초액, 액상의 수산화나트륨(NaOH), 황산(H2SO4)을 적당한 비율로 혼합한 후 35 ~ 40℃로 설정된 인큐베이터에서 배양한 후 이를 여과지에 여과하여 1주일정도 후숙하여 만들어진 미생물)을 혼합하여 중금속을 중화시키는 단계; 및
    슬러지에 열을 가해서 건조 및 발효시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 건조 및 발효단계는 수차례 반복되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010035430A (ko) * 2001-02-13 2001-05-07 김용훈 물리,화학적 처리기능을 가지는 협잡물 및 음식물쓰레기선별 처리장치
KR20040010032A (ko) * 2002-07-19 2004-01-31 영산만산업주식회사 남은 음식물을 이용한 사료 제조장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010035430A (ko) * 2001-02-13 2001-05-07 김용훈 물리,화학적 처리기능을 가지는 협잡물 및 음식물쓰레기선별 처리장치
KR20040010032A (ko) * 2002-07-19 2004-01-31 영산만산업주식회사 남은 음식물을 이용한 사료 제조장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100945231B1 (ko) 2009-03-24 2010-03-03 태현환경주식회사 슬러지 복토화 처리 방법
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