KR101059414B1 - 유기성 폐기물 처리장치 및 그 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기성 폐기물을 바실러스균으로 발효처리하고, 침출수를 슬러지로부터 분리한 후 인공습지를 통과시켜 정화시키는 방식으로 처리하는 유기성 폐기물 처리장치 및 그 처리방법에 관한 것이다.

본 발명은 내부로 유기성 폐기물과 바실러스균이 투입되는 발효처리조와; 발효처리조의 내측 중심부에 직립상태로 회전가능하게 설치된 회전축과; 회전축을 회전시키도록 발효처리조 하부에 설치된 구동모터와; 유기성 폐기물의 일시 저장을 위해 발효처리조 상부에 마련된 저장조와; 저장조 상부에 설치된 세척수분사수단과; 저장조 하부와 인접하는 발효처리조의 상부에 설치된 분쇄수단과; 발효처리조 내부의 유기성 폐기물을 교반시키도록 발효처리조 내에 설치된 교반수단과; 발효처리조의 바닥면에 연결되며 발효처리조 내부로부터 배출되는 슬러지와 침출수를 외부로 안내하는 배출관과; 슬러지와 침출수를 저장하였다가 침출수만을 분리 배출하도록 연이어 설치된 1차 및 2차 슬러지탱크와; 2차 슬러지탱크를 거쳐 배출되는 침출수가 통과하면서 자연 정화될 수 있도록 수생식물이 식재된 수로를 갖춘 인공습지를 포함한다.

음식물 쓰레기, 발효처리, 인공습지, 유기성 폐기물

Description

유기성 폐기물 처리장치 및 그 처리방법{System for treatment organic wastes and treatment process of the same}

본 발명은 유기성 폐기물 처리장치 및 그 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음식물 쓰레기나 가축의 분뇨(糞尿) 등의 유기성 폐기물을 세척 및 분쇄한 후 바실러스균으로 발효처리하고, 침출수를 슬러지로부터 분리한 후 인공습지를 통과시켜 정화시키는 방식으로 처리함으로써 비교적 짧은 시간 안에 상대적으로 많은 양의 유기성 폐기물을 악취없이 효율적으로 처리할 수 있도록 하는 유기성 폐기물 처리장치 및 그 처리방법에 관한 것이다.

최근, 생활이 문명이 발전되고 생활이 풍족해지면서 생활패턴이 소비지향적으로 바뀌어감에 따라 음식물의 소비 또한 폭발적으로 증대되고 있으며, 음식물의 소비량이 늘어나면서 필연적으로 음식물 쓰레기 또한 다량으로 발생되고 있고, 육 류 소비량의 증대에 따라 닭, 돼지, 소 등의 가축을 대규모로 사육하기 축산시설이 생겨나면서 그로부터 발생되는 가축 분뇨의 처리 문제가 심각한 사회문제로 대두되고 있는 실정이다.

음식물 쓰레기의 발생량은 해마다 증가하고 있는 추세인데, 실제로 2002년도에는 하루 평균 11,400t이었던 음식물 쓰레기 발생량은 매년 증가하여 2006년도에는 13,372t으로 4년 만에 17.3%가 늘어난 것으로 조사되고 있다.

이와 같이 음식물 쓰레기의 발생량이 증가하는 것은 경제적으로도 큰 손실인 것은 물론, 음식물 쓰레기의 대부분이 쉽게 부패하는 유기성 물질을 포함하고 있기 때문에 부패시 악취가 발생되고, 이를 그대로 방치하면 파리, 모기, 바퀴벌레 같은 해충이 대량 번식할 수 있는 환경이 만들어지는 한편, 고양이, 쥐, 까마귀 등 유해조수류의 먹이가 되기 때문에 각종 전염병의 원인이 될 수 있는다는 심각한 문제가 있다.

특히, 국과 찌개류로부터 발생되는 음식물 쓰레기와 축산시설로부터 발생되는 가축 분뇨의 경우 수분을 다량으로 함유하고 있기 때문에 매립하더라도 부패시 지하에서 발생된 고농도 침출수(BOD: 6만∼10만 ppm)가 토양내로 스며들거나 지하수나 강에 유입되면서 심각한 토양오염이나 수질오염을 야기한다는 문제가 있고, 음식물 쓰레기를 소각하는 경우 대기를 오염시킨다는 문제가 있다.

이에 따라 최근에는 환경을 오염시키지 않으면서 음식물 쓰레기를 보다 효율적으로 처리할 수 있도록 하기 위한 여러가지 방법이 요구되고 있다.

즉, 일반 가정이나 음식점 단위에서 음식물 쓰레기의 발생량을 줄이기 위한 방안으로 쓰레기 종량제도를 도입하거나 다양한 형태의 가정용 음식물 쓰레기 건조장치 또는 음식물 쓰레기 압축장치가 개발되어 시판되고 있으나, 아직까지 별다른 효과를 얻지 못하는 것은 물론, 이미 발생된 음식물 쓰레기를 처리하기 위한 근본적인 방안이 될 수 없다는 문제가 있다.

또한, 발생된 음식물 쓰레기를 수거하여 가축의 사료나 농사용 비료로 만들고자 하는 각종 재활용 방안이 대두되고 있으나 이 과정에서 필연적으로 폐수가 발생하고, 일부는 여전히 매립 소각되면서 환경오염이 발생된다는 문제가 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 음식물 쓰레기나 가축분뇨 등과 같은 유기성 폐기물을 비교적 짧은 시간에 악취없이 효율적으로 처리할 수 있도록 하는 유기성 폐기물 처리장치 및 그 처리방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치는 설계에 따라 정해진 크기를 가지며, 다수의 수직빔 및 수평빔 사이에서 수직으로 세워져 설치되고, 외부로부터 투입되는 유기성 폐기물을 바실러스균으로 발효처리하는 발효처리조와; 상기 발효처리조의 바닥면 중심을 통하여 내측으로 세워져 설치된 상태에서 외부로부터 인가되는 동력에 의하여 360°회전되는 회전축과; 상기 발효처리조의 상부에 분리·형성되며, 외부로부터 투입되는 유기성 폐기물이 발효처리조내로 투입되기 전에 일시 저장되는 저장조와; 상기 저장조의 아랫쪽에 해당 되는 발효처리조의 상부 일측에 설치된 상태에서 외부로부터 인가되는 동력을 받아 구동되면서 저장조로부터 발효처리조내로 투입되는 유기성 폐기물을 미세하게 분쇄시켜주는 분쇄수단과; 상기 저장조의 상방에 설치된 상태에서 저장조내에 저장된 유기성 폐기물에 대하여 세척수를 살포하는 세척수분사수단과; 상기 발효처리조 내부에서 회전축과 기계적으로 연결된 상태에서 회전축의 회전동작에 따라 정해진 방향으로 회전되면서 발효처리조내의 유기성 폐기물을 교반시켜주는 교반수단과; 상기 발효처리조의 아랫쪽에 설치된 상태에서 회전축의 하단부와 기계적으로 연결되어 전류의 인가에 따라 정해진 방향으로 회동되면서 회전축에 회전력을 부여하는 구동모터와; 정해진 길이로 이루어지며 외부로부터 상기 발효처리조의 바닥면에 연결되어 발효처리조 내부에서 유기성 폐기물의 발효처리과정에서 발생되는 슬러지와 침출수를 외부로 배출하는 배출관과; 상기 배출관의 외측단에 연결된 상태에서 배출관을 통하여 배출되는 슬러지와 침출수를 저장한 후 침출수만을 분리 배출하는 1차 및 2차 슬러지탱크와; 상기 1차 및 2차 슬러지탱크와 연결된 상태에서 슬러지로부터 분리된 침출수가 통과되면서 자연적으로 정화되도록 하는 인공습지를 포함한다.

본 발명의 유기성 폐기물 처리장치에서 상기 분쇄수단은 저장조의 바닥면 일측과 발효처리조의 상부면 일측 사이에서 서로 연통되게 설치되는 호퍼(Hopper)와; 상기 호퍼의 아랫쪽으로 설치되는 브래킷상에서 서로 맞물려 회동되게 설치되는 한쌍의 분쇄롤러와; 한쪽 끝은 발효처리조내에 설치된 회전축의 상단에 감겨지고, 다른 쪽은 상기 분쇄롤러와 연결된 전동기어에 감겨진 상태에서 회전축의 회전동작에 따라 회전되면서 분쇄롤러에 회전력을 인가하는 전동벨트로 구성된 특징을 갖는다.

본 발명의 유기성 폐기물 처리장치에서 상기 교반수단은 발효처리조내에 설치된 회전축의 중간부위에 일체로 설치되는 제1수평베벨기어와; 상기 제1수평베벨기어와 맞물리게 설치되는 다수개의 제1수직베벨기어와; 상기 각각의 제1수직베벨기어의 축상에 원호형으로 결합된 장착판상에 정해진 간격으로 고정·설치된 상태에서 회전축의 회전에 따른 제1수직베벨기어의 회전방향을 따라 회전되면서 발효처리조내에 채워진 유기성 폐기물을 교반시켜주는 다수의 교반날개로 구성된 특징을 갖는다.

본 발명의 유기성 폐기물 처리장치에서 상기 회전축의 하단에는 제2수평베벨기어가 설치되고, 구동모터의 축상에는 제2수평베벨기어와 맞물려 회동되는 제2수직베벨기어가 설치된 특징을 갖는다.

본 발명의 유기성 폐기물 처리장치에서 상기 발효처리조는 중간에 단열재로 채워진 내벽과 외벽의 이중구조로 이루어지고, 상기 내벽의 바닥면상에는 발효처리조내에서의 유기성 폐기물의 발효처리과정에서 발생된 슬러지와 침출수가 배출되는 다수의 통공이 형성되며, 상기 외벽의 바닥면 중심에는 외부로부터 배출관이 연결된 상태에서 내벽상의 통공을 통하여 배출된 슬러지와 침출수를 모아 배출하기 위한 배출공이 형성된 특징을 갖는다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 처리방법은 수거된 유기성 폐기물을 발효처리조의 상방에 형성된 저장조내에 투입하는 유기성 폐기물 투입단계와; 상기 저장조내에 투입된 유기성 폐기물이 세척수분사수단을 통하여 분사 공급되는 세척수에 의하여 세척되도록 하는 유기성 폐기물 세척단계와; 구동모터를 작동시켜 회전축을 회전시키는 단계와; 회전축의 회전에 의하여 분쇄롤러가 회전됨과 동시에 저장조내의 유기성 폐기물이 호퍼를 경유하여 분쇄롤러 사이를 통과하면서 미세하게 분쇄되도록 하는 유기성 폐기물 분쇄단계와; 미세하게 분쇄된 후 발효처리조내로 유입된 유기성 폐기물에 유기성 폐기물 50t당 1∼3kg의 바실러스균과 100∼1,000kg의 왕겨를 넣어 혼합하고, 교반수단으로 교반하면서 4∼6시간 동안 발효 및 분해가 이루어지도록 하는 발효처리단계와; 유기성 폐기물의 발효처리 결과 분해되어 배출되는 슬러지와 침출수가 1차 및 2차 슬러지탱크를 통과하면서 침출수만 분리되도록 하는 침출수 분리단계와; 1차 및 2차 슬러지탱크를 통과하면서 분리된 침출수를 각종 수생식물이 식재된 1∼2.5km 길이의 수로를 갖는 인공습지에서 자연정화시키는 침출수 정화단계를 포함한다.

본 발명을 적용하면, 유기성 폐기물을 세척 및 분쇄한 후 바실러스균을 이용하여 발효처리할 수 있도록 하고, 발효처리시 발생되는 슬러지와 침출수는 슬러지탱크를 경유시켜 침출수만을 분리한 다음 인공습지에서 일정 기간 동안 자연적으로 정화시키는 방식으로 처리하기 때문에 그 처리과정에서 악취가 발생되지 않으면서 단위 시간당 유기성 폐기물 처리량을 크게 증대시킬 수 있다는 효과가 있다.

또, 인공습지를 통하여 자연적으로 정화된 침출수는 별도의 정수처리공정을 거쳐 식수로 사용하거나 각종 산업용수 또는 생활용수로 재활용할 수 있다는 효과가 있다.

이와 같이 유기성 폐기물의 발효처리과정에서 발생되는 침출수를 정화시키기 위하여 1∼2.5km의 수로를 포함하는 인공습지가 조성되는 경우, 수로 및 인공습지에 각종 수생식물이 식재되고, 습지주변의 토양에는 다양한 종류의 수목이 자라나면서 수로 및 인공습지에 수생곤충이 서식할 수 있는 환경이 마련됨에 따라 자연스럽게 먹이사슬이 형성되어 주민들에게 생태환경을 학습시킬 수 있는 자연친화적인 생태학습장이나 생태공원이 조성될 수 있다.

또, 수로 및 인공습지를 통과하는 물과 인공습지 및 그 주변에서 자라나는 각종 수생식물과 수목들의 탄소동화작용에 의하여 주변의 공기가 청정해지면서 주민들에게 편안하고 쾌적한 휴식공간을 제공할 수 있다.

또, 본 발명의 실시에 따라 인공습지를 조성하고 그 주변에 숲을 조성하는 경우, 특허권자 또는 지방자치단체는 온실가스를 줄일 수 있슴에 따라 상당한 양의 탄소배출권(CER:Carbon Emission Reduction)을 확보할 수 있어 기업이나 기관에 대하여 탄소배출량을 정해진 양만큼 저감(低減)시키라고 할당하는 할당시장(Allowance based market)에서 정해진 탄소배출량을 초과하여 탄소를 배출한 기업이나 기관에 탄소배출권을 판매할 수 있고, 프로젝트 시장(Project based market)에서는 인공습지 및 그 주변의 숲조성을 통하여 확보한 온실가스 감축실적을 별도의 기관을 통하여 인증받은 다음 의무부담이 있는 다른 기업이나 기관에 판매할 수 있어 새로운 수익을 창출할 수 있다는 잇점이 있다.

또, 본 발명의 실시에 따라 상기한 바와 같은 인공습지가 조성되는 경우 그 주변에 자연친화적인 환경이 형성되기 때문에 반드시 필요한 공공시설이지만 혐오 시설이라 하여 유치를 반대하는 지역 및 집단이기주의 현상(NIMBY 현상)을 불식시킬 수 있는 한편, 오히려 이를 브랜드(Brand)화하여 해당 기관이나 기업 또는 해당 지방자치단체의 이미지를 제고시킴과 동시에 관광자원화를 통하여 수익성을 높일 수 있다는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치의 요부 확대 단면도이다.

또, 도 3은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치의 작동상태를 나타내는 확대 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리방법을 나타내는 공정도이다.

이를 참조하면, 본 발명은 일반 가정 또는 각종 음식점 등에서 수거된 음식물 쓰레기나 각종 축산시설에서 배출되는 가축의 분뇨 같은 유기성 폐기물을 세척 및 분쇄한 후 25∼45℃의 중온(中溫)에서 4∼24시간 동안 바실러스균으로 발효처리하고, 발효처리과정에서 발생되는 침출수를 슬러지로부터 분리한 후 인공습지를 통과시켜 정화시키는 방식으로 처리함으로써 비교적 짧은 시간 안에 상대적으로 많은 양의 유기성 폐기물을 악취없이 매우 효율적으로 처리할 수 있도록 하고, 유기성 폐기물의 처리과정에서 발생되는 침출수는 인공습지를 통과하면서 자연적으로 정화되도록 하여 공업용수나 농업용수 또는 각종 생활용수로 이용될 수 있도록 하는 것 이다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치(10)에서는 외부로부터 투입되는 유기성 폐기물(48)을 바실러스균으로 발효처리하는 발효처리조(16)가 마련되는데, 상기 발효처리조(16)는 설계에 따라 정해진 크기와 체적을 가지며 바닥면에 설치된 다수의 수직빔(12) 및 수평빔(14) 사이에서 수직으로 세워져 설치되도록 구성된다.

상기 발효처리조(16)는 중간에 단열재(18)로 채워진 내벽(16a)과 외벽(16b)의 이중구조를 갖도록 형성되며, 상기 내벽(16a)의 바닥면상에는 발효처리조(16)내에서의 유기성 폐기물(48)의 발효처리과정에서 발생된 슬러지와 침출수가 배출되는 다수의 통공(20)이 형성되며, 상기 외벽(16b)의 바닥면 중심에는 내벽(16a)상의 통공(20)을 통하여 배출된 슬러지와 침출수를 모아 배출하기 위한 배출공(22)이 형성되도록 구성된다.

상기 내벽(16a)과 외벽(16b)사이에 채워지는 단열재(18)는 겨울철에도 외기를 차단하여 발효처리조(16)의 내부 온도가 발효에 적합한 25∼45℃로 항상 유지되도록 하는 역할을 하는 것으로, 통상의 스티로폼이나 단열효과를 기대할 수 있는 다른 재료가 적용될 수 있다.

본 발명에서 상기 발효처리조(16)의 바닥면 중심을 통하여 내측으로는 외부로부터 인가되는 동력에 의하여 360°회전되는 회전축(24)이 세워져 설치되고, 상기 발효처리조(16)의 상부에는 외부로부터 투입되는 유기성 폐기물(48)이 발효처리조(16)내로 투입되기 전에 일시 저장될 수 있도록 하기 위한 저장조(50)가 분리· 형성되도록 구성된다.

상기 저장조(50)의 아랫쪽에 해당되는 발효처리조(16)의 상부 일측에는 외부로부터 인가되는 동력을 받아 구동되면서 저장조(50)로부터 발효처리조(16)내로 투입되는 유기성 폐기물(48)을 미세하게 분쇄시켜주는 분쇄수단(40)이 설치되고, 상기 저장조(16)의 상방에는 저장조(50)내에 저장된 유기성 폐기물(48)에 대하여 세척수를 살포하는 세척수분사수단(52)이 설치되도록 구성된다.

상기 분쇄수단(40)은 상부가 넓고, 발효처리조(16)쪽으로 갈수록 좁아지는 형태의 호퍼(46)와, 상기 호퍼(46)의 하단부에 설치되는 한 쌍의 분쇄롤러(42) 및 상기 분쇄롤러(42)에 회전력을 전달하는 전동벨트(44)로 구성되는데, 상기 호퍼(46)는 저장조(50)의 바닥면 일측과 발효처리조(16)의 상부면 일측 사이에서 서로 연통되게 설치된다.

또, 상기 한 쌍의 분쇄롤러(42)는 호퍼(46)의 아랫쪽으로 설치되는 브래킷(42a)상에서 서로 맞물려 회동되게 설치되며, 전동벨트(44)는 분쇄롤러(42)에 회전력을 인가할 수 있도록 하기 위하여, 그 한쪽 끝은 발효처리조(16)내에 설치된 회전축(24)의 상단에 감겨지고, 다른 쪽은 상기 분쇄롤러(42)와 연결된 전동기어(42b)에 감겨진 상태에서 회전축(24)의 회전동작에 따라 회전되도록 구성된다.

상기의 분쇄수단(40)에서 상기 전동벨트(44) 대신에 전동체인이 적용될 수 있다.

또, 상기 발효처리조(16)의 내부에는 회전축(24)과 기계적으로 연결된 상태에서 회전축(24)의 회전동작에 따라 정해진 방향으로 회전되면서 발효처리조(16)내 의 유기성 폐기물(48)을 교반시켜주는 교반수단(34)이 설치되며, 상기 발효처리조(16)의 외측 아랫쪽에는 회전축(24)의 하단부와 기계적으로 연결되어 전류의 인가에 따라 정해진 방향으로 회동되면서 회전축(24)에 회전력을 부여하는 구동모터(28)가 설치된다.

본 발명에서 상기 교반수단(34)은 발효처리조(16)내에 설치된 회전축(24)의 중간부위에 일체로 설치되는 제1수평베벨기어(32)와, 상기 제1수평베벨기어(32)와 맞물리게 설치되는 다수개의 제1수직베벨기어(36) 및 다수개의 교반날개(38)로 이루어진다.

상기 교반수단(34)에서 각각의 교반날개(38)는 제1수직베벨기어(36)의 축상에 원호형으로 결합된 장착판(38a)상에 정해진 간격으로 고정·설치된 상태에서 회전축(24)의 회전에 따른 제1수직베벨기어(36)의 회전방향을 따라 회전되면서 발효처리조(16)내에 채워진 유기성 폐기물(48)을 교반시켜주도록 구성된다.

한편, 상기 발효처리조(16)의 외벽(16b)의 바닥면 형성된 배출공(22)에는 발효처리조(16) 내부에서 발생되는 슬러지와 침출수를 외부로 배출하기 위하여 설계에 따라 정해진 길이와 직경을 갖는 배출관(54)이 연결되는데, 상기 배출관(54)의 외측단은 배출관(54)을 통하여 배출되는 슬러지와 침출수를 저장한 후 침출수만을 분리 배출하는 1차 및 2차 슬러지탱크(56)(58)와 연결되도록 구성된다.

상기 1차 및 2차 슬러지탱크(56)(58)의 외측에는 2차 슬러지탱크(58)로부터 배출된 침출수가 통과되면서 자연적으로 정화되도록 하는 인공습지(60)가 형성되도록 구성된다.

상기 인공습지(16)는 수로의 총길이가 1∼2.5km 되도록 형성하고, 수로내에는 각종 수생식물을 식재하고 수로를 포함한 인공습지의 주변에는 다양한 종류의 수목으로 숲을 조성하여 침출수가 수로를 통과하는 과정에서 수생식물의 숲의 자정작용에 의하여 자연적으로 정화될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 회전축(24)의 구동을 위하여, 발효처리조(16)의 외측 아랫쪽으로 돌출된 회전축(24)의 하단에는 제2수평베벨기어(26)가 설치되고, 구동모터(28)의 축상에는 제2수평베벨기어(26)와 맞물려 회동되는 제2수직베벨기어(30)가 설치된다.

본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치를 이용하여 유기성 폐기물을 발효처리하는 경우 상기 발효처리조(16)에는 유기성 폐기물 50t당 1∼3kg의 바실러스균과 100∼1,000kg의 왕겨를 투입한다.

이 때 왕겨는 바실러스균주의 서식처로서의 역할을 하며, 교반시 음식물 쓰레기(48)와 마찰되면서 분해를 촉진시키는 역할을 하는 것이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치를 이용하여 유기성 폐기물을 처리하는 과정은 다음과 같이 이루어진다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 먼저 일반 가정이나 각종 음식점으로부터 수거된 음식물 쓰레기 또는 각종 축산시설로부터 수거한 가축 분뇨 같은 유기성 폐기물(48)은 수거차량(62)을 통하여 운반된 후 본 발명을 구성하는 발효처리조(16)의 상방에 형성된 저장조(50)내에 투입된다(ST1).

상기 저장조(50)내로 유기성 폐기물(48)이 투입되면, 미리 프로그램된 순서 에 따라 세척수분사수단(52)이 작동되고, 그 결과 세척수가 저장조(50)내의 유기성 폐기물(48)에 분사되면서 유기성 폐기물(48)에 함유된 염분(鹽分)이나 각종 양념성분을 세척하게 된다(ST2).

이와 같이 유기성 폐기물(48)에 대한 세척과정이 이루어지는 동안 구동모터(28)가 작동되고, 구동모터(28)의 회전력은 제2수직베벨기어(30)와 제2수평베벨기어(26)를 통하여 회전축(24)로 전달됨에 따라 회전축(24)이 정해진 방향으로 회전된다(ST3).

상기 회전축(24)이 회전되면 교반수단(34)과 분쇄수단(40)이 구동되는데, 회전축(24)의 회동에 따라 회전축(24)의 상단과 전동기어(42b)사이에 감겨진 전동벨트(44)가 회전되면, 그 회전력은 한 쌍의 분쇄롤러(42)로 전달되면서 분쇄롤러가 서로 맞물려 회전되고, 이와 동시에 저장조(50)에 저장된 유기성 폐기물(48)이 호퍼(47)를 경유하여 낙하한 후 한 쌍의 분쇄롤러(42)사이로 통과되면서 미세하게 분쇄된다(ST4).

상기 분쇄수단(40)을 구성하는 한 쌍의 분쇄롤러(42)에 의하여 미세하게 분쇄된 유기성 폐기물(48)은 발효처리조(16)내로 유입되며, 작업자가 발효처리조(16)내로 유입된 유기성 폐기물(48)내에 유기성 폐기물 50t당 1∼3kg의 바실러스균과 100∼1,000kg의 왕겨를 투입하고 4∼24시간 동안 유지시키면, 교반수단(34)의 교반작용에 의하여 유기성 폐기물과 바실러스균 및 왕겨가 서로 고르게 혼합되면서 바실러스균에 의한 유기성 폐기물의 발효·분해가 이루어진다(ST5).

상기 왕겨는 바실러스균주의 서식환경을 제공하며, 분쇄된 유기성 폐기물과 마찰되면서 유기성 폐기물의 분해를 촉진시키는 역할을 한다.

본 발명에서 한번 투입된 바실러스균은 발효처리조(16)의 내부에서 함께 투입된 왕겨에서 서식하면서 증식되기 때문에 새로운 유기성 쓰레기(48)가 투입될 때마다 바실러스균을 투입할 필요는 없으며, 미리 설정된 기간(예로서 6개월이나 12개월)마다 보충하는 것으로 충분하다

한편, 상기와 같이 발효처리조(16)의 내부에서 바실러스균에 의한 유기성 폐기물(48)의 발효 및 분해가 이루어지는 과정에서 발효처리조(16)의 내부 온도는 발효처리조(16)를 구성하는 내벽(16a)과 외벽(16b) 사이에 채워진 단열재(18)의 외기차단작용에 의하여 25∼45℃로 유지되기 때문에 기온이 내려가는 겨울철에도 항상 발효에 적합한 온도를 유지할 수 있게 된다.

상기와 같이 바실러스균에 의한 유기성 폐기물의 발효 및 분해작용이 이루어지는 동안 교반동작은 지속적으로 이루어지는데, 이 과정에서 회전축(24)의 회전력은 그 회전축(24)의 중간부위에 설치된 제1수평베벨기어(32)와 맞물린 제1수직베벨기(36)로 전달되고, 상기 제1수직베벨기어(46)가 회전되는 동작에 따라 그 축에 고정된 장착판(38a)과 그 장착판(38a)고정 설치된 다수개의 교반날개(38)가 회전되면서 바실러스균과 혼합된 유기성 폐기물의 교반이 매우 고르게 이루어지는 것이다.

한편, 유기성 폐기물(48)이 발효처리조(16)내에서 바실러스균에 의하여 발효 및 분해되면 필연적으로 슬러지와 침출수가 발생되는데, 발효처리조(16)에서 발생된 슬러지와 침출수는 발효처리조(16)를 구성하는 내벽(16a)의 바닥면에 형성된 다수의 통공(20)을 통하여 외벽(16b)의 바닥쪽으로 빠져나가고, 외벽(16b)의 바닥면 에 모아진 슬러지와 침출수는 배출공(22) 및 배출관(54)을 통하여 외부로 배출된 후 발효처리조(16)의 외측에 마련된 1차 및 2차 슬러지탱크(56)(58)을 순차적으로 통과하게 된다.

상기 1차 및 2차 슬러지탱크(56)(58)에서 슬러지는 탱크의 바닥면에 침전되기 때문에 침출수만 분리된다(ST6).

이와 같이 1차 및 2차 슬러지탱크(56)(58)를 거치면서 슬러지로부터 분리된 침출수는 별도로 마련된 1∼2.5km 길이의 인공습지(60)로 유입된 후 12∼20일 동안 체류되면서 인공습지(60)를 구성하는 수로상에 식재된 각종 수생식물과 수로를 포함한 인공습지 주변에 조성된 숲의 자정작용에 의하여 자연적으로 정화된다(ST7).

이와 같이 인공습지(60)에서의 자연적인 정화과정을 거친 침출수는 별도의 정수처리공정을 거쳐 식수로 이용될 수 있으며, 그 외 공업용수나 농업용수 또는 각종 생활용수로 이용될 수 있고, 일부는 본 발명의 세척수로 재사용될 수 있다.

또, 1차 및 2차 슬러지탱크(56)(58)에서 배출되는 슬러지는 건조와 분쇄 등의 후처리공정을 거쳐 퇴비나 동물 사료의 첨가제로 이용될 수 있다.

본 발명에서는 음식물 쓰레기와 가축분뇨의 처리를 실예로 하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 각종 산업현장에서 발생되는 유기성 폐기물의 처리에 공통적으로 적용될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치를 나타내는 전체 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치의 요부 확대 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치의 작동상태를 나타내는 확대 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리방법을 나타내는 공정도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

16 : 발효처리조 18 : 단열재

20 : 통공 22 : 배출공

24 : 회전축 28 : 구동모터

34 : 교반수단 38 : 교반날개

40 : 분쇄수단 42 : 분쇄롤러

46 : 호퍼 48 : 유기성 폐기물

50 : 저장조 52 : 세척수분사수단

56, 58 : 1차 및 2차 슬러지탱크 60 : 인공습지.

Claims (6)

1. 다수의 수직빔(12) 및 수평빔(14)에 의해 지지되며, 그 내부로 유기성 폐기물(48)과 바실러스균이 투입되는 발효처리조(16)와;

   상기 발효처리조(16)의 내측 중심부에 직립상태로 설치되며 그 하단이 상기 발효처리조(16)의 바닥을 관통하여 하방으로 연장된 회전축(24)과;

   상기 회전축(24)을 회전시키도록 상기 발효처리조(16) 하부에 설치된 구동모터(28)와;

   외부로부터 투입되는 유기성 폐기물(48)의 일시 저장을 위해 상기 발효처리조(16) 상부에 마련된 저장조(50)와;

   상기 저장조(50) 내부의 유기성 폐기물(48)로 세척수를 살포할 수 있도록 상기 저장조(50) 상부에 설치된 세척수분사수단(52)과;

   상기 저장조(50)로부터 상기 발효처리조(16)로 투입되는 유기성 폐기물(48)의 분쇄를 위해 상기 저장조(50) 하부와 인접하는 상기 발효처리조(16)의 상부에 설치되되, 상기 저장조(50)로부터 배출되는 유기성 폐기물(48)을 안내하는 호퍼(46)와, 상기 호퍼(46)의 하부에 상호 맞물려 회전하도록 설치된 한 쌍의 분쇄롤러(42)와, 상기 회전축(24) 상부의 회전력을 상기 분쇄롤러(42)로 전달하도록 연결하는 전동벨트(44)를 구비하는 분쇄수단(40)과;

   상기 발효처리조(16) 내부의 유기성 폐기물(48)을 교반시키도록 상기 발효처리조(16) 내에 설치되되, 상기 회전축(24)의 중간 부분에 설치된 제1수평베벨기어(32), 상기 제1수평베벨기어(32)와 맞물려 회전하도록 설치된 복수의 제1수직베벨기어(36), 상기 각 제1수직베벨기어(36)에 결합된 원호형의 장착판(38a), 상기 각 장착판(38a)에 결합된 상태에서 방사형으로 연장되며 상기 장착판과 함께 회전하면서 유기성 폐기물을 교반시키는 다수의 교반날개(38)를 구비하는 교반수단(34)과;

   상기 발효처리조(16)의 바닥면에 연결되며 상기 발효처리조(16) 내부로부터 배출되는 슬러지와 침출수를 외부로 안내하는 배출관(54)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 배출관(54)을 통하여 배출되는 슬러지와 침출수를 저장하였다가 침출수만을 분리 배출하도록 연이어 설치된 1차 및 2차 슬러지탱크(56)(58)와;

   상기 2차 슬러지탱크(58)를 거쳐 배출되는 침출수가 통과하면서 자연 정화될 수 있도록 상기 2차 슬러지탱크(58)와 연결되며 수생식물이 식재된 1∼2.5km 길이의 수로를 갖춘 인공습지(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 회전축(24)의 하단에는 제2수평베벨기어(26)가 설치되고, 상기 구동모터(28)의 축에는 상기 제2수평베벨기어(26)와 맞물려 회전하는 제2수직베벨기어(30)가 설치된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 발효처리조(16)는 중간에 단열재(18)가 채워진 내벽(16a)과 외벽(16b)의 이중구조로 이루어지고;

   상기 내벽(16a)의 바닥에는 유기성 폐기물(48)의 발효 및 분해에 의해 발생된 슬러지와 침출수가 배출되는 다수의 통공(20)이 형성되며;

   상기 외벽(16b)의 바닥 중심에는 상기 내벽(16a)의 통공(20)을 통하여 배출되는 슬러지와 침출수를 모아 상기 배출관(54)으로 배출시키기 위한 배출공(22)이 형성된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
6. 삭제

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