KR100853856B1 - 음식물쓰레기 처리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음식물쓰레기 처리 시스템에 관한 것으로, 음식물쓰레기를 안정화시켜 퇴비제조시간을 단축할 수 있으며, 더불어 화학적 안정화 방법으로 퇴비를 제조할 수 있어 청정퇴비를 생산할 수 있으며, 또한 음식물쓰레기의 85%이상 퇴비할 수 있도록 선(先) 분쇄, 후(後) 탈수가 아닌 선(先) 탈수, 후(後) 분쇄 과정을 통해 배출되는 여액에 포함된 음식물쓰레기를 최소화하여 생물학적산소요구량(BOD) 및 부유물(SS)의 량을 대폭 낮춰 수질오염을 방지할 수 있는 특징이 있다.
음식물쓰레기, 안정화, 함수률, BOD
Description
도 1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 시스템의 블럭 구성도,
도 2는 도 1에서 발췌된 유기성폐기물안정화기의 단면구성도,
도 3은 도 2의 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 유기성폐기물안정화기 10 : 프레임
11 : 지지대 12 : 처리물 수용탱크
12a,14a,16a : 공급부 14 : 첨가제 수용호퍼
15 : 가스 배기관 16 : 건조제 수용호퍼
20 : 반응기 본체 21 : 처리물 투입구
22 : 첨가제 투입구 23 : 건조제 투입구
24 : 처리물 배출구 25a : 비산방지판
25b : 월류판 26 : 배출공
27 : 개폐부 27a : 핸들
27b : 이동스크류 27c : 이동구
27d : 개폐판 30 : 이송스크류
32 : 교반날개 40 : 구동부
42 : 구동모터 44 : 풀리부
46 : 기어부 200: 저장탱크
300: 협잡물제거기 400: 세척기
500: 탈수기 600: 분쇄기
700: 건조기
본 발명은 음식물쓰레기를 안정화하여 퇴비제조시간을 단축할 수 있으며, 더불어 화학적 안정화 방법으로 퇴비를 제조할 수 있어 청정퇴비를 생산할 수 있으며, 또한 음식물쓰레기의 85%이상 퇴비할 수 있도록 선(先) 분쇄, 후(後) 탈수가 아닌 선(先) 탈수, 후(後) 분쇄 과정을 통해 배출되는 여액에 포함된 음식물쓰레기를 최소화하여 생물학적산소요구량(BOD) 및 부유물(SS)의 량을 대폭 낮춰 수질오염을 방지할 수 있는 구조의 음식물쓰레기 처리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 음식물쓰레기는 유기성폐기물로 분류되어 환경오염을 극소화하고 자원으로서의 가치로 변환시켜 토양에 환원시킬 수 있는 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
이를 위해 종래의 음식물쓰레기 처리 시스템은, 음식물쓰레기에 포함된 협잡물과 여액을 제거하고 남은 음식물쓰레기를 분쇄하여 탈수 과정을 거쳐 남은 음식물쓰레기를 발효시켜 퇴비로 사용하는 것이 일반적이다.
하지만 이러한 종래의 음식물쓰레기 처리 시스템은 선(先) 분쇄, 후(後) 탈수의 과정을 거치게 되므로, 탈수 과정 중에 분쇄된 음식물쓰레기의 고형분이 여액과 함께 배출되어 음식물쓰레기의 10% 내지 20% 정도만 퇴비화되고, 나머진 60% 내지 90%는 탈수여액과 함께 배출되어 별도의 처리장에서 폐수처리 또는 하수처리장으로 연계처리로 병합처리되는 실정이다.
이렇게 배출되는 여액은 함수율 90% 내지 95% 미만의 고농도로 자연방류시에는 방대한 오수처리시설이 필요한 문제점이 있다.
또한 음식물쓰레기를 분쇄하는 과정에서 대부분의 유기물질이 소립자로 분쇄되어 퇴비에 필요한 영양성분이 세척수와 같이 탈수여액으로 빠져나가 퇴비생산량이 처리물량의 10%정도로 극히 비효율적이며 저질의 퇴비가 생산되는 문제점이 발생 되었다.
한편, 탈수 과정을 거쳐 남은 음식물쓰레기를 퇴비화하기 위해서는 최종적으로 이를 미생물에 의해 분쇄, 발효시키기 때문에 퇴비 제조기간이 장기간이 소요되고, 또한 제조 시 악취 및 병해충이 발생되는 문제점이 발생 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 음식물쓰레기를 안정화시켜 퇴비제조시간을 단축할 수 있으며, 더불어 화학적 안정화 방법으로 퇴비를 제조할 수 있어 청정퇴비를 생산할 수 있으며, 또한 음식물쓰레기의 85%이상 퇴비할 수 있도록 선(先) 분쇄, 후(後) 탈수가 아닌 선(先) 탈 수, 후(後) 분쇄 과정을 통해 배출되는 여액에 포함된 음식물쓰레기를 최소화하여 생물학적산소요구량(BOD) 및 부유물(SS)의 량을 대폭 낮춰 수질오염을 방지할 수 있는 음식물쓰레기 처리 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명의 음식물쓰레기 처리 시스템은,
음식물쓰레기를 투입시켜 일시저장하는 저장탱크(200)와, 상기 저장탱크(200)를 통해 일시저장된 음식물쓰레기를 공급받아 상기 음식물쓰레기에 포함된 협잡물과, 여액만 배출시키고 음식물쓰레기를 잔존시키는 협잡물제거기(300)와, 상기 음식물쓰레기에 세척수를 공급하여 세척하는 세척기(400)와, 상기 세척기를 통해 세척된 음식물쓰레기를 공급받아 탈 수 시키는 탈수기(500)와, 상기 탈수기(500)를 통해 탈수된 음식물쓰레기를 분쇄하는 분쇄기(600)와, 상기 분쇄기(600)를 통해 분쇄된 음식물쓰레기를 화학적인 안정화공법으로 유기성폐기물로 안정화하여 처리하는 유기성폐기물안정화기(100)와, 상기 유기성폐기물안정화기(100)를 통해 배출되는 퇴비를 적정수순의 함수율을 유지할 수 있도록 건조시키는 건조기(700)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 시스템에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 시스템의 블럭 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 음식물쓰레기의 85%이상 퇴비할 수 있도록 선(先) 분쇄, 후(後) 탈수가 아닌 선(先) 탈수, 후(後) 분쇄 과정을 통해 배출되는 여액에 포함된 음식물쓰레기를 최소화하여 생물학적산소요구량(BOD) 및 부유물(SS)의 량을 대폭 낮춰 수질오염을 방지할 수 있는 음식물쓰레기 처리 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 음식물쓰레기 처리 시스템은, 크게 7단계를 거처 처리되는데, 이를 위해 저장탱크(200)와, 협잡물제거기(300)와, 세척기(400)와, 탈수기(500)와, 분쇄기(600)와, 유기성폐기물안정화기(100)와, 건조기(700)가 순차적으로 설치되어 구성된다.
먼저 저장탱크(200)는 음식물쓰레기를 투입시켜 일시저장하는 기능을 한다.
그리고 협잡물제거기(300)는 음식물쓰레기를 공급받아 음식물쓰레기에 포함된 협잡물(예: 나무토막, 비닐, 철, 돌)을 제거하고 음식물쓰레기만을 잔존시키는 기능을 한다.
여기서 협잡물은 별도의 폐기시설을 통해 폐기하고, 여액은 별도의 폐수처리시설 또는 하수종말처리장을 통해 연계 처리한다.
그리고 세척기(400)는 협잡물제거기를 통해 협잡물이 제거된 음식물쓰레기에 세척수를 분사하여 음식물쓰레기에 함유된 염분 등을 세척하는 기능을 한다.
여기서 음식물쓰레기는 세척수만으로 세척됨으로 음식물쓰레기는 그 원형상태를 유지하고, 다만 표면만을 세척하게 된다. 따라서 세척된 세척수는 부유물(SS) 약 1~3% 미만이 된다. 따라서 세척수의 농도가 낮아 하수종말처리장으로 연계처리하여 배출하여도 환경적인 측면에서 볼 때 매우 긍정적이다.
이 후 세척된 음식물쓰레기는 분쇄하기 전에 탈수기(500)를 먼저 실행하게 되는데, 이 때 탈수기(500)를 거친 음식물쓰레기는 함수율을 최소화되면서 이 역시 음식물쓰레기의 원형 그대로의 상태를 유지하게 된다.
따라서 종래의 선(先) 분쇄, 후(後) 탈수로 인해 잘게 분쇄된 일부의 음식물찌거기가 여액과 함께 배출되는 바가 없어 수질오염을 방지할 수 있으며, 또한 음식물찌꺼기의 원형 그대로인 상태로 수분만 배출시켜 최종적인 퇴비화 비율을 극대화할 수 있는 것이다.
아울러 탈수된 음식물찌꺼기는 함수율을 최소화한 채 상기 분쇄기(600)를 통해 "죽" 상태로 분쇄된다.
이렇게 잘게 분쇄된 "죽" 상태의 음식물찌꺼기는 유기성폐기물안정화기(100)에 투입하고, 이 후 일정량의 첨가제를 투입하고 일정시간 안정화반응에 의해 유기물은 안정화시킴과 동시에 악취발생을 제거하고 강한 알카리물성으로 소독하여 산성토양 등의 토양개량제 및 청정퇴비로 쓰일 수 있도록 한다.
이 후 상기 안정화된 청정퇴비는 적정 함유수분으로 함수율을 유지하기 위해서 건조기(700)에 의해 건조된 후, 창고로 포장저장된다.
이하에서는 본 발명의 유기성폐기물안정화기에 관하여 첨부된 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에서 발췌된 유기성폐기물안정화기의 단면구성도이고, 도 3은 도 2의 평면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유기성폐기물안정화기(100)는 음식물쓰레기를 안정화시켜 퇴비화하는 과정을 대폭 단축시킬 수 있는 특징이 있다.
이에 상기 유기성폐기물안정화기(100)는, 프레임(10) 상의 지지대(11)에 일반적인 고정방식인 브라켓으로 고정되도록 상부로 세척분쇄된 "죽" 상태의 음식물처리물이 수용되는 처리물 수용탱크(12)와, 연결된 통상적인 공급부(12a)가 설치되는 처리물 투입구(21)와, 상기 처리물 투입구(21)로 부터 투입된 음식물처리물을 화학적인 반응에 의하여 보다 안정화시킬 수 있도록 첨가제 등이 수용되는 첨가제 수용호퍼(14)와 연결된 통상적인 공급부(14a)가 설치되는 첨가제 투입구(22)와, 상기 첨가제 투입로 인해 반응된 가스나 안정화 과정에서 발생된 가스를 외부로 배기되도록 내부와 연통된 가스 배기관(15)과, 상기 투입되어 안정화되는 음식물처리물에 흡수율이 높은 건조제가 수용되는 건조제 수용호퍼(16)와 연결된 통상적인 공급부(16a)가 설치되는 건조제 투입구(23)가 형성되고, 하부로 상기 안정화가 완료된 음식물처리물을 배출할 수 있도록 처리물 배출구(24)가 형성된 반응기 본체(20)와; 상기 반응기 본체(20) 내에는 일반적인 방식에 의해 회전자재케 다수의 교반날개(32)가 형성되어 설치되는 이송스크류(30)와: 상기 프레임(10)의 일측에는 상기 이송스크류(30)를 회전시킬 수 있도록 통상적인 구동모터(42)와 동력전달수단인 풀리부(44) 및 기어부(46)가 설치되어 연결되는 구동부(40)를 구비하여서 된 것을 나 타낸 것이다.
상기에서, 반응기 본체(20)의 내부에는 상기 처리물 투입구(21)와 첨가제 투입구(22) 측의 밑면으로 최초 투입되는 음식물처리물과 첨가제가 상기 이송스크류(30)를 통하여 교반과 동시에 안정화되어 이송되는 과정에서 그 전방측으로 이송되는 음식물처리물로 비산되어 혼합되지 않도록 비산방지판(25a)을 설치하고, 상기 처리물 배출구(24) 측의 상면에는 월류판(25b)을 설치하여 상기 이송스크류(30)를 통하여 교반과 동시에 안정화되면서 이송되는 음식물처리물의 일정량이 정체되어 안정화를 촉진시킴과 아울러 투입량과 비례하는 량 만큼만 음식물처리물을 상기 월류판(25b)을 넘어 처리물 배출구(24)로 배출할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 반응기 본체(20)의 하부로 처리가 완료되어 반응기 본체(10)에 잔류하는 음식물처리물 및 이물 등을 배출할 수 있도록 배출공(26)을 형성하고, 상기 배출공(26)에는 상기 지지대(11)에 설치되는 핸들(27a) 및 이동스크류(27b)와 상기 이동스크류(27b)에 결합되는 이동구(27c)가 형성된 개폐판(27d)이 설치되어 구성되는 개폐부(27)를 설치하여 필요할 때만 배출공(26)을 개방하여 잔류 음식물처리물 및 이물질등을 배출할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 개폐부(27)인 개폐판(27d)을 개폐하는 방식은 일반적인 실린더를 사용할 수 있을 뿐만 아니라 모터 구동에 의해 기어 동력전달방식에 의해 개폐할 수도 있다.
그리고, 상기 각 공급부(12a)(14a)(16a)는 상기 처리물 수용탱크(12), 첨가제 수용호퍼(14) 및 건조제 수용호퍼(16)로 부터 통상적인 공급수단으로 사용되는 컨베이어 공급방식이나 내부로 이송스크류가 내장되는 이송관으로 이루어진 공급방 식과 같은 일반적인 공급수단 중에 선택적으로 사용할 수 있는 것이다.
또한, 상기 처리물 배출구(24)의 하부에는 안정화 처리가 완료되어 배출되는 음식물처리물이 필요로 하는 곳으로 원활하게 이송될 수 있도록 통상적으로 사용되는 이송수단인 컨베이어 이송방식을 설치하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용관계를 첨부된 도면을 참고하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 처리물 수용탱크(12)에는 세척분쇄된 "죽" 상태의 음식물처리물을 충진시키고, 각 첨가제 수용호퍼(14) 및 건조제 수용호퍼(16)에는 일정량의 첨가제와 건조제를 수용시킨 후 상기 처리물 수용탱크(12)와 연결된 공급부(12a)를 작동시켜 처리물 수용탱크(12) 내로 충진된 음식물처리물이 처리물 투입구(21)를 통하여 반응기 본체(20) 내로 유입시킴과 동시에 첨가제 수용탱크(14)와 연결된 공급부(14a) 또한 작동시켜 첨가제 또한 동시에 투입되도록 한다. 이때, 반응기 본체(20) 내부로 설치된 이송스크류(30)도 일반적인 동력전달방식인 구동모터(42) 및 풀리부(44)와 기어부(46)로 구성된 구동부(40)를 통하여 회전시킨다.
따라서, 상기 처리물 투입구(21)와 첨가제 투입구(22)를 통하여 유입된 음식물처리물과 첨가제가 이송스크류(30)의 교반날개(32)에 의해 교반됨과 동시에 그 일측 전방으로 안정화되면서 이송되어 지고, 이때, 상기 처리물 투입구(21)와 첨가제 투입구(22) 측으로 형성된 비산방지판(25a)에 의해 최초 투입되는 음식물처리물과 첨가제가 이송스크류(30)에 의하여 교반 및 안정화되면서 이송되는 전방 측의 음식물처리물로 비산되는 것을 방지함에 따라 투입되는 최초 음식물처리물과 첨가 제가 순차적으로 안정화될 수 있는 것이다.
이렇게, 이송스크류(30)를 통하여 교반 및 안정화되면서 처리물 배출구(24) 측으로 이송되는 음식물처리물은 그 처리물 배출구(24) 측으로 형성된 월류판(25b)으로 인해 일정량이 충진될 때까지 정체되어 지면서 안정화가 더욱 촉진되어 지고, 상기 월류판(25b)을 거쳐 넘어 오는 음식물처리물에는 상부로 형성된 건조제 투입구(23)를 통하여 상기 음식물처리물의 함수율을 최소화할 수 있는 건조제를 투입시킴으로써, 상기 음식물처리물의 함수율을 최소화시키게 되는 것이다.
그리고, 상기와 같이 안정화되면서 발생되는 가스는 반응기 본체(20)의 상부로 형성된 가스 배기관(15)을 통하여 외부로 배기되어 짐과 동시에 상기 월류판(25b)으로 정체되어 있던 음식물처리물이 일정량 이상으로 충진되어 지면 상기 처리물 투입구(21)로 부터 투입되는 투입량과 비례적으로 상기 월류판(25b)을 넘어 투입된 량 만큼만 순차적으로 처리물 배출구(24)를 통하여 배출되어 지는 것이다.
따라서, 처리하고자 하는 "죽" 상태의 음식물처리물은 반응조 본체(20) 내에서 일정시간 동안 정체되면서 안정화가 극대화되어짐과 아울러 최소한의 함수율을 가질 수 있는 조건을 갖게 되는 것이다.
한편, 상기와 같이 안정화의 처리단계가 완료된 후에는 상기 반응조 본체(20) 내에 잔류하는 음식물처리물이나 이물질 등이 포집 되어지는데, 그 음식물처리물이나 이물질 등을 배출하고자 할 경우에는 상기 반응조 본체(20)의 하부로 형성된 배출공(26)을 통하여 배출시킨다.
다시말해서, 상기 배출공(26)은 개폐부(27)인 개폐판(27d)에 의해 폐쇄된 상 태이므로, 그 개폐판(27d)을 개방시키고자 할 경우에는 지지대(11)의 일측으로 설치된 핸들(27a)를 회전시키게 됨에 따라 이동스크류(27b)가 회전되면서 상기 개폐판(27d)에 설치된 이동구(27c)가 이동됨으로써, 개방되어져 반응조 본체(20)의 내부에 잔류하는 음식물처리물 및 이물질 등을 배출할 수 있는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 음식물찌꺼기 처리 시스템은, 음식물쓰레기를 안정화하는 과정해서 작업공정이 회분식 방법이 아닌 연속적인 자동공정으로 퇴비제조시간을 단축할 수 있으며, 더불어 화학적 방법으로 알칼리성 퇴비를 제조할 수 있어 청정퇴비를 생산할 수 있으며, 또한 음식물쓰레기의 함수율을 최소화하여 음식물쓰레기의 85%이상 퇴비할 수 있도록 선(先) 분쇄 후(後) 탈수가 아닌 선(先) 탈수 후(後) 분쇄 과정을 통해 배출되는 여액에 포함된 음식물쓰레기를 최소화하여 생물학적산소요구량(BOD)를 대폭 낮춰 수질오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.
Claims (4)
- 음식물쓰레기를 투입시켜 일시저장하는 저장탱크(200)와,상기 저장탱크(200)를 통해 일시저장된 음식물쓰레기를 공급받아 상기 음식물쓰레기에 포함된 협잡물과, 여액만 배출시키고 음식물쓰레기를 잔존시키는 협잡물제거기(300)와,상기 음식물쓰레기에 세척수를 공급하여 세척하는 세척기(400)와,상기 세척기를 통해 세척된 음식물쓰레기를 공급받아 탈 수 시키는 탈수기(500)와,상기 탈수기(500)를 통해 탈수된 음식물쓰레기를 분쇄하는 분쇄기(600)와,상기 분쇄기(600)를 통해 분쇄된 음식물쓰레기를 첨가제와 반응시켜 화학적인 안정화공법으로 유기성폐기물로 안정화하여 처리하는 유기성폐기물안정화기(100)와,상기 유기성폐기물안정화기(100)를 통해 배출되는 유기성폐기물의 함수율을 최소화하여 퇴비화할 수 있도록 건조시키는 건조기(700)를 포함하여 구성되는 음식물쓰레기 처리 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 유기성폐기물안정화기(100)는,프레임(10) 상의 지지대(11)에 브라켓으로 고정되도록 상부로 처리물 수용탱 크(12)와 연결된 공급부(12a)가 설치되는 처리물 투입구(21)와, 첨가제 수용호퍼(14)와 연결된 공급부(14a)가 설치되는 첨가제 투입구(22)와, 내부와 연통된 가스 배기관(15) 및 건조제 수용호퍼(16)와 연결된 공급부(16a)가 설치되는 건조제 투입구(23)가 형성되고, 하부로 처리물 배출구(24)가 형성된 반응기 본체(20)와; 상기 반응기 본체(20) 내에는 회전자재케 다수의 교반날개(32)가 형성되어 설치되는 이송스크류(30)와: 상기 프레임(10)의 일측에는 상기 이송스크류(30)를 회전시킬 수 있도록 구동모터(42)와 동력전달수단인 풀리부(44) 및 기어부(46)가 설치되어 연결되는 구동부(40)를 구비하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 반응기 본체(20)의 내부에는 상기 처리물 투입구(12)와 첨가제 투입구(14) 측의 밑면으로 비산방지판(25a)을 설치하고, 상기 처리물 배출구(24) 측의 상면으로 월류판(25b)을 설치하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리 시스템.
- 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 반응기 본체(20)의 하부로 배출공(26)을 형성하고, 상기 배출공(26)에는 상기 지지대(11)에 설치되는 핸들(27a) 및 이동스크류(27b)와 상기 이동스크류(27b)에 결합되는 이동구(27c)가 형성된 개폐 판(27d)이 설치되어 구성된 개폐부(27)가 형성되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리 시스템.
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