KR101033618B1 - Apparatus for recycling of organic waste - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기성 폐기물을 응집탈수 처리하여 혐기성 소화조에 공급되는 고형물의 함수율을 최소화함으로써 혐기성 소화조의 용적을 줄임과 함께 소화 슬러지의 내부 반송이 요구되지 않는 유기성 폐기물의 자원화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치는 파쇄 선별수단, 탈수수단, 건식 혐기성소화조, 퇴비화 수단 및 폐수처리장치의 조합으로 이루어지며, 상기 탈수수단은, 유기성 폐기물을 유기성 탈리액과 예비 고형물로 분리하는 예비 탈수수단과, 상기 유기성 탈리액을 제 1 탈수액과 제 1 고형물로 분리하는 1차 탈수수단과, 응집제를 이용하여 상기 제 1 탈수액을 제 2 탈수액과 제 2 고형물로 분리하는 1차 응집탈수수단으로 구성되고, 상기 건식 혐기성소화조는 총고형물 농도 15% 이상의 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 공급받아 상기 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 혐기성 소화시키는 역할을 하는 것을 특징으로 한다.
유기성폐기물, 건식혐기성소화조, 플라즈마폐수처리장치
The present invention relates to an apparatus and method for recycling organic waste, which reduces the volume of the anaerobic digester by minimizing the water content of the solids supplied to the anaerobic digester by coagulating and dehydrating the organic waste, and does not require internal return of the digested sludge. The apparatus for recycling organic waste according to the present invention comprises a combination of crushing sorting means, dehydration means, dry anaerobic digester, composting means, and wastewater treatment device, wherein the dewatering means comprises: preliminary dehydration for separating organic waste into organic desorption liquid and preliminary solids. Means, primary dehydration means for separating the organic desorption liquid into a first dehydration liquid and a first solid substance, and primary coagulation dehydration means for separating the first dehydration liquid into a second dehydration liquid and a second solid substance using a coagulant. The dry anaerobic digester comprises a first solid and a second solid having a total solid concentration of at least 15%. It is characterized in that it serves to anaerobic digestion of the first solid and the second solid by receiving a solid.
Organic Waste, Dry Anaerobic Digester, Plasma Wastewater Treatment System
Description
본 발명은 유기성 폐기물의 자원화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기성 폐기물을 응집탈수 처리하여 혐기성 소화조에 공급되는 고형물의 함수율을 최소화함으로써 혐기성 소화조의 용적을 줄임과 함께 소화 슬러지의 내부 반송이 요구되지 않는 유기성 폐기물의 자원화 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for recycling an organic waste, and more particularly, to coagulation and dehydration of organic waste to minimize the water content of the solids supplied to the anaerobic digester, thereby reducing the volume of the anaerobic digester and reducing the internal conveyance of the digested sludge. An apparatus and method for recycling an organic waste that is not required.
최근, 음식물 쓰레기, 가축 분뇨, 하수 슬러지와 같은 유기성 폐기물을 혐기성 소화시켜 메탄 등의 바이오 가스를 생산하고 이를 열병합 발전 등에 이용하는 기술이 개발되고 있다. 이와 같이 유기성 폐기물로부터 바이오 가스를 생산, 이용하는 방법은 바이오 가스를 에너지원으로 사용할 수 있다는 점 이외에 환경 오염 부하를 감소시킬 수 있다는 점에서 각광받고 있다. Recently, technologies for producing biogas such as methane by anaerobic digestion of organic waste such as food waste, livestock manure, and sewage sludge have been developed. Such a method of producing and using biogas from organic waste has been spotlighted in that it can reduce the load of environmental pollution in addition to using biogas as an energy source.
유기성 폐기물을 자원화하는 방법은 한국등록특허 10-654656호, 한국등록특허 10-679500 등에 기재되어 있으며, 그 일 예로 종래의 유기성 폐기물 자원화 장 치의 구성을 살펴보면 다음과 같다. 도 1에 도시한 바와 같이 종래의 유기성 폐기물 자원화 장치는 유기성 폐기물 공급수단(101), 파쇄 선별기(102), 소화조 공급부(103), 혐기성 소화조(104), 슬러지 혼합기(105) 및 응집탈수수단(106) 등의 조합으로 이루어진다. The method of recycling the organic waste is described in Korea Patent Registration No. 10-654656, Korea Patent Registration No. 10-679500, etc. Looking at the configuration of the conventional organic waste recycling apparatus as an example. As shown in FIG. 1, the conventional organic waste recycling apparatus includes an organic waste supply means 101, a
이와 같은 종래의 유기성 폐기물 자원화 장치의 동작을 살펴보면, 먼저 유기성 폐기물 공급수단(101)에 의해 공급된 유기성 폐기물에 대해 파쇄 선별기(102)를 이용하여 협잡물 등이 제거되고, 이어 소화조 공급부(103)에 공급된다. 그런 다음, 소화조 공급부(103) 내의 유기성 폐기물에 총고형물(TS, total solid) 농도를 높이고 유기물을 공급하기 위해 제지 슬러지 등이 첨가되고 혐기성 소화를 촉진시키기 위해 스팀(steam) 등으로 열이 가해진 상태로 혐기성 소화조(104)에 유기성 폐기물이 공급된다. 이 때, 혐기성 소화조(104)로 공급되는 유기성 폐기물의 함수율은 70∼85% 정도이다. Looking at the operation of the conventional organic waste recycling apparatus as described above, the organic wastes supplied by the organic waste supply means 101 is first removed from the waste by using the
이와 같이 혐기성 소화조(104)로 공급된 유기성 폐기물은 혐기성 소화 과정이 진행되어 메탄 등의 바이오 가스가 생성됨과 함께 소화 슬러지가 발생된다. 이어, 소화 슬러지는 슬러지 혼합기(105)에 전달되고 톱밥 등의 소정의 부자재와 혼합되어 궁극적으로 퇴비화된다. 이 때, 소화 슬러지는 슬러지 혼합기(105)로 공급되는 것 이외에 내부 반송 처리에 의해 재차 소화조 공급부(103)에 공급된다. 이에 따라, 소화조 공급부(103)에서는 파쇄 선별기(102)를 거쳐 공급되는 유기성 폐기물과 혐기성 소화조(104)로부터 배출된 소화 슬러지가 함께 섞이게 된다. 여기서, 소화조 공급부(103)로 소화 슬러지가 내부 반송되는 경로는 혐기성 소화조(104)에서 소화조 공급부(103)로 공급되는 경로 이외에 응집탈수수단(106)으로부터 소화조 공급부(103)로 공급되는 경로도 있다. 즉, 소화 슬러지가 응집탈수된 이후에 소화조 공급부(103)로 공급될 수도 있다. As described above, the organic waste supplied to the
소화 슬러지를 내부 반송하여 혐기성 소화조(104)에 공급하는 이유는, 혐기성 소화조(104)에 공급되는 유기성 폐기물의 총고형물 농도를 일정 농도 이상으로 유지하고, 미생물의 접촉을 가능케 하기 위함이다. 전술한 바와 같이 혐기성 소화조(104) 내의 유기성 폐기물의 함수율은 70∼85%로 유지되어야 하는데, 이와 같은 유기성 폐기물의 함수율 즉, 유기성 폐기물의 총고형물 농도를 유지하기 위해서는 총고형물 농도가 높은 소화 슬러지의 공급(소화 슬러지의 약 30% 정도)이 필수적이다. The reason for supplying the digested sludge to the
상술한 바와 같은 종래의 유기성 폐기물 자원화 장치에 있어서, 소화 슬러지의 내부 반송 과정이 필수적으로 요구됨을 알 수 있다. 그러나, 일정량의 소화 슬러지가 내부 반송되어 혐기성 소화조(104)에 공급되는 방식을 택함에 따라, 혐기성 소화조(104)의 용적이 커지는 단점이 있다. In the conventional organic waste recycling apparatus as described above, it can be seen that the internal conveyance process of the digested sludge is essentially required. However, there is a disadvantage in that the volume of the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 유기성 폐기물을 응집탈수 처리하여 혐기성 소화조에 공급되는 고형물의 함수율을 최소화함으로써 혐기성 소화조의 용적을 줄임과 함께 소화 슬러지의 내부 반송이 요구되지 않는 유기성 폐기물의 자원화 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, by minimizing the water content of the solids supplied to the anaerobic digester by coagulation and dehydration of the organic waste to reduce the volume of the anaerobic digester and does not require the internal return of the digestion sludge It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for the recycling of organic waste.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치는 파쇄 선별수단, 탈수수단, 건식 혐기성소화조, 퇴비화 수단 및 폐수처리장치의 조합으로 이루어지며, 상기 탈수수단은, 유기성 폐기물을 유기성 탈리액과 예비 고형물로 분리하는 예비 탈수수단과, 상기 유기성 탈리액을 제 1 탈수액과 제 1 고형물로 분리하는 1차 탈수수단과, 응집제를 이용하여 상기 제 1 탈수액을 제 2 탈수액과 제 2 고형물로 분리하는 1차 응집탈수수단으로 구성되고, 상기 건식 혐기성소화조는 총고형물 농도 15% 이상의 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 공급받아 상기 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 혐기성 소화시키는 역할을 하는 것을 특징으로 한다. The organic waste recycling apparatus according to the present invention for achieving the above object is composed of a combination of crushing screening means, dewatering means, dry anaerobic digestion tank, composting means and waste water treatment device, the dewatering means, organic desorption liquid And preliminary dehydration means for separating the preliminary solid, the first dehydration means for separating the organic desorption liquid into a first dehydration liquid and a first solid material, and the first dehydration liquid using a flocculant to separate the second dehydration liquid and the second solid substance. It is composed of a primary flocculation dehydration means that is separated into, the dry anaerobic digestion tank receives the first solids and the second solids with a total solids concentration of 15% or more to serve to anaerobic digestion of the first solids and the second solids It is done.
상기 페수처리장치는 폐수 전처리장치 및 플라즈마 폐수처리장치로 구성되어, 상기 1차 응집탈수수단에 의해 배출되는 제 2 탈수액 및 상기 건식 혐기성소화조로부터 배출되는 폐수를 처리하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 플라즈마 폐수처리장치는, 폐수처리의 공간을 제공하는 반응기와, 상기 반응기 내에 구비된 석 영관과, 상기 석영관 둘레에 구비되어 전원 인가에 따라 플라즈마를 발생시키는 코일과, 상기 코일에 전원을 인가하는 전원부를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 폐수 전처리장치는 상향류식 혐기성 폐수처리장치로 구성될 수 있다. The wastewater treatment device is composed of a wastewater pretreatment device and a plasma wastewater treatment device, characterized in that for treating the second dehydration liquid discharged by the primary flocculation dewatering means and the wastewater discharged from the dry anaerobic digestion tank. In this case, the plasma wastewater treatment apparatus includes a reactor providing a space for wastewater treatment, a quartz tube provided in the reactor, a coil provided around the quartz tube to generate plasma upon application of power, and to the coil. It may be configured to include a power supply for applying power. In addition, the wastewater pretreatment device may be configured as an upflow anaerobic wastewater treatment device.
상기 건식 혐기성소화조의 후단에 2차 탈수수단 및 2차 응집탈수수단이 더 구비되며, 상기 2차 탈수수단은 상기 건식 혐기성소화조로부터 배출되는 소화 슬러지를 탈수하는 역할을 하며, 상기 2차 응집탈수수단은 상기 2차 탈수수단에 의해 탈수된 소화 슬러지에 대해 응집탈수하는 역할을 한다. 또한, 상기 건식 혐기성소화조의 일측에 상기 건식 혐기성소화조로부터 발생되는 바이오 가스를 포집하는 바이오 가스 포집수단이 더 구비될 수 있다. A secondary dehydration means and a secondary flocculation dehydration means are further provided at a rear end of the dry anaerobic digestion tank, and the secondary dehydration means serves to dehydrate the digested sludge discharged from the dry anaerobic digestion tank, and the secondary flocculation dehydration means. Serves to coagulate and dehydrate the digested sludge dehydrated by the secondary dewatering means. In addition, one side of the dry anaerobic digestion tank may be further provided with a biogas collecting means for collecting the biogas generated from the dry anaerobic digestion tank.
상기 퇴비화 수단은 슬러지 혼합기, 수분조절제 공급수단 및 퇴비화조로 구성되며, 상기 슬러지 혼합기는 상기 2차 탈수수단 및 2차 응집탈수수단으로부터 공급된 소화 슬러지와 상기 수분조절제 공급수단으로부터 공급된 수분조절제를 적절히 혼합하는 역할을 하며, 상기 퇴비화조는 상기 소화 슬러지와 수분조절제의 혼합물을 발효시키는 역할을 한다. The composting means is composed of a sludge mixer, a water control agent supply means and a composting tank, the sludge mixer is suitable for the digestion sludge supplied from the secondary dewatering means and the secondary flocculation dehydration means and the moisture control agent supplied from the moisture control agent supply means. It serves to mix, and the composting tank serves to ferment the mixture of the digested sludge and the moisture control agent.
본 발명에 따른 유기성 폐기물의 자원화 방법은 상기 건식 혐기성소화조의 운전 초기단계에서 상기 예비 탈수수단, 1차 탈수수단 및 1차 응집탈수수단으로부터 발생되는 고형물의 총량 중 25∼35%만을 상기 건식 혐기성소화조에 공급하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 건식 혐기성소화조에 공급되지 않는 나머지 고형물은 슬러지 혼합기에 공급되어 퇴비화된다.In the method of recycling the organic waste according to the present invention, in the initial stage of operation of the dry anaerobic digestion tank, only 25 to 35% of the total amount of solids generated from the preliminary dehydration means, the primary dehydration means, and the primary flocculation dehydration means is used. It characterized in that the supply to. At this time, the remaining solids not supplied to the dry anaerobic digester are fed to the sludge mixer for composting.
본 발명에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치 및 방법을 다음과 같은 효과가 있다. The apparatus and method for recycling the organic waste according to the present invention has the following effects.
함수율을 최소화한 고형물을 건식 혐기성소화조에 공급함에 따라, 슬러지 내부반송 공정을 생략할 수 있게 되고, 이에 따라 건식 혐기성소화조의 용적을 최소화할 수 있게 됨과 함께 높은 유기물 부하량을 유지할 수 있게 되어 대량의 바이오 가스를 생성할 수 있게 된다. 또한, 건식 혐기성소화조로부터 배출되는 소화 슬러지를 호기성 발효시킴으로써 퇴비 자원으로 재활용할 수 있게 된다. By supplying the solids with the minimum water content to the dry anaerobic digester, the sludge internal conveying process can be omitted, thereby minimizing the volume of the dry anaerobic digester and maintaining a high organic load, thereby increasing the volume of biomass. Gas can be generated. In addition, by digestive sludge discharged from the dry anaerobic digestion tank can be recycled as compost resources.
이와 함께, 건식 혐기성소화조의 운전 초기단계에서 건식 혐기성소화조의 안정화를 고려하여 고형물 총량 중 25∼35%만을 건식 혐기성소화조에 공급하고 나머지 고형물을 슬러지 혼합기로 배출하여 호기성 퇴비화 과정을 적용함으로써, 반입되는 유기성 폐기물(계약 처리량)을 정상적으로 처리, 운영할 수 있게 된다. 이에 부가하여, 건식 혐기성소화조에 공급되는 고형물의 양을 단계적으로 늘림으로써 건식 혐기성소화조의 안정화를 효과적으로 기할 수 있게 된다. In addition, in consideration of stabilization of the dry anaerobic digester at the initial stage of operation of the dry anaerobic digester, only 25-35% of the total amount of solids is supplied to the dry anaerobic digester, and the remaining solids are discharged to the sludge mixer to apply the aerobic composting process. Organic waste (contracted throughput) can be processed and operated normally. In addition, stabilization of the dry anaerobic digester can be effectively achieved by increasing the amount of solids supplied to the dry anaerobic digester.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치의 구성도이다. Hereinafter, an apparatus and method for recycling organic waste according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 2 is a block diagram of an apparatus for recycling organic waste according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물의 자원 화 장치는 크게 파쇄 선별수단(220), 탈수수단, 건식 혐기성소화조(240), 퇴비화 수단 및 폐수처리장치의 조합으로 이루어진다. As shown in FIG. 2, the apparatus for recycling organic waste according to an embodiment of the present invention is composed of a combination of crushing sorting means 220, dehydration means, dry
상기 파쇄 선별수단(220)은 전단에 구비된 유기성 폐기물 공급수단(210)으로부터 수거된 유기성 폐기물을 공급받아 파쇄하고 해당 유기성 폐기물 내에 포함되어 있는 협잡물 등을 제거하는 역할을 한다. The shredding sorting means 220 receives and shreds the organic waste collected from the organic
상기 탈수수단은 세부적으로 예비 탈수수단(231), 1차 탈수수단(232) 및 1차 응집탈수수단(233)으로 구성된다. 상기 예비 탈수수단(231)은 협잡물이 제거된 유기성 폐기물을 예비 탈수하여 유기성 탈리액과 고형물로 분리하는 역할을 하고, 상기 1차 탈수수단(232)은 상기 예비 탈수수단(231)에 의해 분리된 유기성 탈리액을 탈수액과 고형물로 분리하는 역할을 하며, 상기 1차 응집탈수수단(233)은 상기 1차 탈수수단(232)을 통해 분리된 탈수액을 응집탈수하여 탈수액과 고형물로 분리하는 역할을 한다. 여기서, 설명의 편의상 이하에서는 상기 예비 탈수수단(231)에 의해 분리된 고형물은 예비 고형물로 칭하고, 상기 1차 탈수수단(232)에 의해 분리된 탈수액과 고형물은 각각 제 1 탈수액, 제 1 고형물이라 칭하며, 상기 1차 응집탈수수단(233)에 의해 분리된 탈수액과 고형물은 각각 제 2 탈수액, 제 2 고형물로 칭하기로 한다. The dewatering means is specifically composed of a preliminary dewatering means 231, the primary dewatering means 232 and the primary coagulation dehydration means 233. The preliminary dewatering means 231 serves to separate the organic waste from which the contaminants have been removed to separate the organic desorption solution and the solids, and the
상기 예비 탈수수단(231), 1차 탈수수단(232) 및 1차 응집탈수수단(233)은 고액분리가 가능한 원심분리기 등으로 구현될 수 있으며, 상기 1차 응집탈수수단(233)은 제 1 탈수액에 대해 물리적인 고액분리를 수행하는 원심분리기 이외에 제 1 탈수액에 응집제를 투여하여 제 1 탈수액의 화학적인 고액분리를 수행하는 응 집제 투여수단(도시하지 않음)을 포함하여 구성된다. The preliminary dehydration means 231, the primary dehydration means 232 and the primary coagulation dehydration means 233 may be implemented as a centrifugal separator capable of solid-liquid separation, the primary coagulation dehydration means 233 is a first In addition to the centrifugal separator for performing physical solid-liquid separation with respect to the dehydration liquid, it comprises a coagulant administration means (not shown) for performing a chemical solid-liquid separation of the first dehydration liquid by administering a flocculant to the first dehydration liquid.
이와 같이, 유기성 폐기물에 대해 예비 탈수, 1차 탈수 및 1차 응집탈수를 적용함에 따라 생물학적 산소요구량(BOD, biochemical oxygen demand), 화학적 산소요구량(COD, chemical oxygen demand), 질소 및 인 농도(T-N, T-P), 부유물(SS, suspended solid)의 양을 현저히 낮출 수 있게 된다. 아래의 표 1은 예비 탈수수단(231)에 의해 분리된 유기성 탈리액에 대해 본 발명의 1차 탈수수단(232) 및 1차 응집탈수수단(233)에 의한 1차 탈수과정 및 1차 응집탈수과정을 적용한 실험결과이다. 표 1에 나타난 바와 같이, 1차 탈수과정 적용 후 BOD, COD 등이 현저히 낮아짐을 확인할 수 있으며, 특히 1차 응집탈수과정이 적용된 후에는 부유물질이 현격하게 줄어듦을 확인할 수 있게 된다. As such, the application of preliminary dehydration, primary dehydration and primary coagulation dehydration for organic wastes results in biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), nitrogen and phosphorus concentrations (TN). , TP) and suspended solids (SS) can be significantly reduced. Table 1 below shows the primary dehydration process and the primary coagulation dehydration process by the primary dehydration means 232 and the primary coagulation dehydration means 233 of the organic desorption liquid separated by the preliminary dehydration means 231. The experimental result is applied. As shown in Table 1, it can be seen that BOD, COD, etc. are significantly lowered after the first dehydration process is applied, and in particular, after the first coagulation dehydration process is applied, the suspended matter is significantly reduced.
<표 1>TABLE 1
한편, 상기 예비 탈수수단(231)에 의해 분리된 예비 고형물, 상기 1차 탈수수단(232)에 의해 분리된 제 1 고형물 및 상기 1차 응집탈수수단(233)에 의해 분리된 제 2 고형물은 소화조 공급부(290) 등을 거쳐 상기 건식 혐기성소화조(240)에 공급되는데, 이 때 상기 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물은 총고형물(TS) 농도가 15% 이상 즉, 함수율 85% 이하를 유지하는 것이 바람직하다. 이와 같은 건식 혐기성소화조(240)에 공급되는 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물의 총 고형물 농도를 15% 이상으로 제어하는 이유는, 건식 혐기성소화조(240)의 운전 특성을 만족하기 위함이며, 구체적으로 총고형물 농도가 15% 이하인 경우 즉, 고형물의 함수율이 85% 이상인 경우에는 상대적으로 많은 수분량으로 인해 건식 혐기성소화조(240)를 통한 혐기성 소화 과정을 거치더라도 후속의 탈수 과정이 적용된 슬러지가 건식 혐기성소화조(240)로 다시 반송되는 과정을 거쳐야 하기 때문이다. 달리 말하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치의 경우, 건식 혐기성소화조(240)에 공급되는 고형물의 총고형물 농도가 15% 이상으로 유지됨에 따라, 건식 혐기성소화조(240)로의 슬러지 내부 반송 과정이 생략될 수 있는 것이다. On the other hand, the preliminary solids separated by the preliminary dewatering means 231, the first solids separated by the
이와 함께, 상기 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 상기 소화조 공급부(290)을 거쳐 상기 건식 혐기성소화조(240)에 공급함에 있어서, 건식 혐기성소화조(240)의 안정화 단계에 따라 공급되는 총 고형물의 양을 조절하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 건식 혐기성소화조(240)의 운전 초기단계에서는 건식 혐기성소화조(240) 내 미생물이 성숙되지 않은 상태이고 총고형물 농도 수치가 불규칙함에 따라 상기 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물의 총량 중 25∼35%를 건식 혐기성소화조(240)에 공급하는 것이 바람직하며, 6∼7개월의 안정화 기간 동안 공급되는 고형물의 양을 점차 늘려 궁극적으로는 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물의 전량을 건식 혐기성소화조(240)에 공급한다. 이 때, 건식 혐기성소화조(240)의 안정화 기간 동안 상기 건식 혐기성소화조(240)에 공급되지 않는 잔여 고형물들은 후술하는 슬러지 혼합기(272)에 공급되어 소정의 퇴비화 과정을 거친 다. 이에 대해서는 후술하여 상세히 설명하기로 한다. In addition, in supplying the preliminary solid, the first solid and the second solid to the dry
한편, 건식 혐기성소화조(240) 내에서의 고형물의 교반 특성을 향상시키기 위해 상기 건식 혐기성소화조(240)로부터 배출되는 소화 슬러지를 탈수하지 않은 상태에서 상기 소화조 공급부(290)로 재투입할 수도 있다. 이 때, 상기 소화조 공급부(290)로 재투입되는 소화 슬러지의 양은 전체 대비 약 1/3 정도가 바람직하다. 여기서, 상기 재투입되는 소화 슬러지는 탈수되지 않은 상태에서 소화조 공급부(290)에 재투입되는 것임에 따라, 종래의 고형물 농도 향상을 위해 소화 슬러지를 혐기성 소화조에 내부 반송하는 것과는 그 목적이 다르다.On the other hand, in order to improve the stirring characteristics of the solid in the
다음으로, 상기 건식 혐기성소화조(240)는 상기 예비 탈수수단(231), 1차 탈수수단(232) 및 1차 응집탈수수단(233)으로부터 각각 예비 고형물, 제 1 고형물, 제 2 고형물을 공급받아 해당 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물에 대해 건식 혐기성 소화시키는 역할을 수행한다. 이 때, 상기 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물 이외에 상기 건식 혐기성소화조(240)로 공급되는 반송 슬러지가 없기 때문에 종래 기술에 대비하여 혐기성 소화조의 크기를 현격하게 줄일 수 있게 된다. Next, the dry
또한, 상기 건식 혐기성소화조(240)의 후단에는 2차 탈수수단(261) 및 2차 응집탈수수단(262)이 구비된다. 상기 2차 탈수수단(261)은 상기 건식 혐기성소화조(240)로부터 배출되는 소화 슬러지를 탈수하는 역할을 하며, 상기 2차 응집탈수수단(262)은 상기 2차 탈수수단(261)으로부터 배출되는 탈리액에 대해 응집탈수하는 역할을 수행한다. 이 때, 상기 2차 탈수수단(261) 및 2차 응집탈수수단(262)은 상기 예비 탈수수단(231), 1차 탈수수단(232) 및 1차 응집탈수수단(233)과 마찬가지로 원심분리기 등으로 구현될 수 있으며, 상기 2차 응집탈수수단(262)의 경우 응집제를 투여하는 응집제 투여수단이 더 구비될 수 있다. 상기 2차 탈수수단(261) 및 2차 응집탈수수단(262)에 의해 분리된 소화 슬러지는 상기 퇴비화 수단으로 공급되고, 분리된 탈수액은 폐수처리장치로 공급된다. 여기서, 상기 2차 응집탈수수단(262)을 통해 배출되는 제 2 탈수액의 경우 함수율이 97% 이상, BOD는 9000mg/L 이하, CODcr는 2000mg/L 이하, T-N은 3000mg/L 이하, T-P는 100mg/L 이하가 되도록 제어하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 2차 응집탈수수단(262)을 통해 탈리액을 응집탈수함에 있어서, 해당 탈리액이 건식 혐기성소화 과정을 거침에 따라 응집탈수에 투여되는 응집제의 양을 현저히 줄일 수 있게 된다. In addition, a secondary dehydration means 261 and a secondary coagulation dehydration means 262 are provided at the rear end of the dry
한편, 상기 건식 혐기성소화조(240)에 의한 혐기성 소화에 의해 메탄 등의 바이오 가스가 발생되는데, 이와 같은 바이오 가스는 별도의 바이오 가스 포집수단(250) 등을 통해 채집되어 열병합 발전 등에 이용된다. 참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치를 이용한 경우, 고형물 톤당 100∼140m3의 바이오 가스가 생산되는 것으로 확인되었다. On the other hand, biogas such as methane is generated by the anaerobic digestion by the dry
다음으로, 상기 퇴비화 수단은 상기 건식 혐기성소화조(240)를 거쳐 상기 2차 탈수수단(261) 및 2차 응집탈수수단(262)으로부터 배출된 소화 슬러지 그리고 상기 소화조 공급부(290)로부터 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 공급받아 해당 슬러지를 발효시켜 최종적으로 퇴비화하는 역할을 하는데, 상기 퇴비화 수단은 세부적으로 슬러지 혼합기(272), 수분조절제 공급수단(271) 및 퇴비화조(273)의 조합으로 이루어진다. Next, the composting means is digested sludge discharged from the secondary dehydration means 261 and the secondary flocculation dehydration means 262 via the dry
상기 슬러지 혼합기(272)(152)는 상기 2차 탈수수단(261), 2차 응집탈수수단(262)으로부터 배출되는 소화 슬러지 및 건식 혐기성소화조(240)의 초기 운전단계에서 상기 소화조 공급부(290)로부터 공급되는 예비 고형물, 제 1 고형물, 제 2 고형물을 공급받고 이와 함께 상기 수분조절제 공급수단(271)으로부터 공급된 수분조절제 예를 들어, 톱밥을 적절히 혼합하는 역할을 하며, 이와 같은 과정을 거쳐 혼합된 혼합물은 상기 호기성의 퇴비화조(273)에 공급되어 약 36일간의 발효 과정이 진행되고 최종적으로 양질의 유기성 퇴비로 변화된다. The
마지막으로, 상기 폐수처리장치는 세부적으로 폐수 전처리장치(281)와 플라즈마 폐수처리장치(282)로 구성된다. 상기 폐수 전처리장치(281)는 상기 1차 응집탈수수단(233)으로부터 공급된 제 2 탈수액을 생물학적 방법을 통해 고도처리하는 역할을 하며, 일 예로 상향류식 혐기성 폐수처리장치를 이용할 수 있다. 상기 플라즈마 폐수처리장치(282)는 상기 폐수 전처리장치(281)로부터 배출되는 폐수, 상기 2차 응집탈수수단(262)으로부터 배출되는 탈수액 및 상기 퇴비화조(273)로부터 배출되는 침출수를 공급받아 고도처리하는 역할을 한다. 여기서, 상기 폐수 전처리장치(281)의 일측에 소정의 혐기성 소화조를 구비시켜 상기 폐수 전처리장치(281)로부터 배출되는 슬러지에 대해 혐기성 소화 과정을 적용하여 바이오 가스를 추출한다.Lastly, the wastewater treatment apparatus is specifically composed of a
한편, 상기 플라즈마 폐수처리장치(282)는 구체적으로, 도 3에 도시한 바와 같이 폐수처리의 공간을 제공하는 반응기(310)와, 상기 반응기(310) 내에 구비된 석영관(320), 상기 석영관(320) 둘레에 구비되어 전원 인가에 따라 플라즈마를 발생시키는 코일(330), 상기 코일(330)에 전원을 인가하는 전원부(340)로 구성된다. On the other hand, the plasma
이와 같은 구성 하에, 상기 반응기(310) 내에 폐수 및 탈수액이 공급된 상태에서 상기 전원부(340)로부터 상기 코일(330)에 전원이 인가되면 상기 석영관(320)을 둘레를 따라 플라즈마가 발생되고 이에 의해 OH, OH2, eaq - 등의 라디칼과 O3, H2O2 등의 활성분자가 생성되는데, 상기 생성된 라디칼 및 활성분자는 아래의 식과 같은 화학반응을 통해 폐수 내의 오염물질과 반응하게 되어 폐수 내의 오염물질을 제거할 수 있게 된다. Under such a configuration, when power is applied from the
NH4 + + eaq - → NH4 NH 4 + + e aq - → NH 4
NH4 + OH → N2↑ + H2ONH 4 + OH → N 2 ↑ + H 2 O
NH4 + O → N2↑ + H2ONH 4 + O → N 2 ↑ + H 2 O
이와 같은 플라즈마 폐수처리장치(282)를 통해 최종적으로 배출되는 방류수는 BOD는 700mg/L 이하, CODcr는 1000mg/L 이하, T-N은 500mg/L 이하, T-P는 10mg/L 이하 정도이다. Finally, the discharged water discharged through the plasma
도 1은 종래 기술에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치의 구성도.1 is a block diagram of an organic waste recycling apparatus according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치의 구성도.2 is a block diagram of an apparatus for recycling organic waste according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 폐수처리장치의 구성도. Figure 3 is a block diagram of a plasma wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing
210 : 유기성 폐기물 공급수단 220 : 파쇄 선별수단210: organic waste supply means 220: shredding sorting means
231 : 예비 탈수수단 232 : 1차 탈수수단231: preliminary dewatering means 232: primary dewatering means
233 : 1차 응집탈수수단 240 : 건식 혐기성소화조233: primary flocculation dewatering means 240: dry anaerobic digestion tank
250 : 바이오 가스 포집수단 261 : 2차 탈수수단250: biogas collection means 261: secondary dewatering means
262 : 2차 응집탈수수단 271 : 수분조절제 공급수단262: secondary flocculation dehydration means 271: moisture regulator supply means
272 : 슬러지 혼합기 273 : 퇴비화조272: sludge mixer 273: compost tank
281 : 폐수 전처리장치 282 : 플라즈마 폐수처리장치281: wastewater pretreatment apparatus 282: plasma wastewater treatment apparatus
290 : 소화조 공급부290: digester supply unit
310 : 반응기 320 : 석영관310
330 : 코일 340 : 전원부330: coil 340: power supply
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