KR101156250B1

KR101156250B1 - 유기성 폐기물 퇴비화 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101156250B1
Application number: KR20110085668A
Authority: KR
Inventors: 안흥병; 장병일
Original assignee: 주식회사 그린탑
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2012-06-13

Abstract

본 발명은 유기성 폐기물 퇴비화 장치 및 방법에 관한 것으로, 투입호퍼, 투입호퍼로 투입된 유기성 폐기물을 파쇄하는 파쇄기, 파쇄물을 저장하는 파쇄물 저장조, 저장된 파쇄물을 인출 반송하면서 돼지오줌과 호기성 미생물이 혼합된 발효 액비가 뿌려지도록 유도하는 반송수단, 반송된 파쇄물과 회수된 종자퇴비와 톱밥을 혼합하는 혼합분배기, 혼합분배된 혼합물을 1차 발효시키는 발효조, 1차 발효된 혼합물에 발효 액비를 뿌리면서 교반하여 2차 발효시키는 교반조, 2차 발효된 혼합물을 3차 발효시키면서 숙성시키는 숙성조, 숙성된 퇴비를 저장하는 퇴비보관조, 퇴비보관조에 저장된 퇴비중 30%는 반송된 파쇄물과 혼합되는 종자퇴비로 반출하고 나머지는 선별후 포장 출하하는 선별 및 포장조, 파쇄물 저장조와 반송수단 및 발효조에서 발생된 침출수를 저장하는 침출수저장조, 저장된 침출수를 반송받아 폭기시키는 폭기조, 폭기된 침출수를 고액분리하는 고액분리조, 고액분리된 액상에 호기성 미생물이 투입되어 정화처리된 후 발효조와 교반조로 공급시키는 처리수조,를 포함하는 유기성 폐기물 퇴비화 장치에 있어서; 상기 파쇄기는 스크류피더 형태로 거친 파쇄를 수행하는 제1파쇄기와, 제1파쇄기로부터 파쇄된 파쇄물을 체인, 와이어 중 하나의 회전부재로 고속회전시키면서 재차 파쇄하는 제2파쇄기로 구성되고; 상기 반송수단은 1,2,3차 컨베이어로 구성되되, 1차 컨베이어의 상부에는 파쇄물의 함수율을 50-65%로 유지하도록 마이크로파를 조사하여 건조시키는 마그네트론이 설치되고, 2차 컨베이어의 상부에는 철편을 분리하는 자력선별기가 설치되며, 3차 컨베이어의 상부에는 경량의 이물질을 브러쉬로 선별분리하는 이물제거기 및 발효 촉진용 발효 액비를 살포하는 발효액비살포기가 설치되고; 상기 3차 컨베이어와 간격을 두고 반경방향으로 120°간격을 두고 수평하게 설치되어 반송된 종자퇴비를 발효조로 공급하는 종자퇴비컨베이어가 구비되며; 반송된 파쇄물과 종자퇴비에 1:1:1의 부피비로 톱밥을 혼합공급하도록 3차 컨베이어 및 종자퇴비컨베이어 각각과 120°간격을 두고 수평하게 설치되어 톱밥저장탱크에 저장된 톱밥을 혼합분배기로 공급하는 톱밥컨베이어가 구비되고; 상기 혼합분배기는 낙하물을 혼합수납하는 수납호퍼, 수납호퍼의 배출구에 설치되어 회전구동되면서 혼합물을 균일하고 고르게 발효조로 분배하는 분배기로 구성된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 퇴비화 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 폐기물과 종자퇴비 또는 부형제나 응집제 등을 혼합시 유기성 폐기물의 끈끈함으로 인해 발생되는 엉킴과 뭉침현상으로 잘 섞이지 않는 단점을 없애고 컨베이어 상에서 자연스럽게 혼합되고 미생물 활동의 발효시점을 앞당기며 산기시 노즐 막힘이 발생하지 않아 호기성 미생물의 활성화를 극대화시켜 부식화 및 발효화에 따른 분해를 촉진시키고, 이를 통해 유기성 폐기물에 함유된 수분의 양을 극소화시키며, 90% 이상의 분해율을 확보하여 감량화가 가능하고, 침출수 및 악취 발생이 거의 없어 친환경적인 무기질 토양개량제로서 작물의 생장에 활용되는 효과를 얻을 수 있다.

Description

유기성 폐기물 퇴비화 장치 및 방법{COMPOSTING APPARATUS AND METHOD OF ORGANIC WASTE}

본 발명은 유기성 폐기물 퇴비화 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 호기성 미생물의 활성화를 극대화시켜 부식화 및 발효화에 따른 분해를 촉진시킴으로써 유기성 폐기물에 함유된 수분의 양을 극소화시키고, 분해율을 극대화시켜 90% 이상의 감량화가 가능하며, 침출수 및 악취 발생이 거의 없고, 이물 제거 및 처리효율이 우수하며, 친환경적인 무기질로 분해하여 토양개량제로 직접 사용할 수 있도록 한 유기성 폐기물 퇴비화 장치 및 방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 유기성 폐기물(Organic Waste)이란 유기물의 농도가 40% 이상인 물질을 말하며, 보통 도시 폐기물인 음식물 쓰레기, 하수 오니, 펄프 공장 오니, 식품 산업 폐기물 등을 예시할 수 있다.

더구나, 급속한 산업화 및 물질문명의 발달로 식생활이 풍요로워지면서 다량의 유기성 폐기물과 농축산 부산물의 발생은 기하급수적으로 늘어나고 있다.

이해를 돕기 위해, 음식물 쓰레기를 예로 들자면 일일 음식물쓰레기의 양은 1만 5,000톤을 초과하고 있으며, 이를 돈으로 환산하면 연간 15조원에 이른다고 하니 실로 그 양이 가늠하기 어려울 정도라고 볼 수 있다.

특히, 가정에서 발생되는 음식물 쓰레기는 수분함량이 80% 이상일 뿐만 아니라, 대부분 유기성 물질로 구성되어 있기 때문에 매립하여 폐기할 경우, 기온이 높은 실내나 하절기 등에는 부패로 인한 악취가 심하게 발생되고, 폐기처리과정에서 누출되는 침출수는 토양 및 지하수, 인근 지표수를 오염시키는 등 매우 비위생적이고 심각한 문제가 아닐 수 없다.

뿐만 아니라, 매립의 경우에는 양이 많기 때문에 감량화가 필수적으로 수반되어야 하는데 현실적으로 단순 건조방식 외에 감량화는 어려운 실정이다.

또한, 소각처리할 경우에는 유기성 폐기물에 함유된 높은 수분함량과 낮은 발열량 때문에 소각로의 운전 및 에너지 회수에 악영향을 미치므로 바람직하지 않다.

이에, 정부의 적극적인 지원 하에 많은 민간 기업들이 이를 처리하기 위한 기술 개발을 다각도로 추진하였는 바, 그 일예로 특허공고 제1996-0016786호, 등록특허 제0282014호, 등록특허 제0360561호, 등록특허 제0359014호, 등록특허 제0403864호, 등록특허 제0607524호를 비롯한 다수의 개시된 특허 기술들을 예시할 수 있다.

그러나, 이들 개시 기술들의 경우 초기 설비비가 증대되거나 처리비용이 상승되는 등 경제적 제한 때문에 실용화 단계까지 추진되지 못하고 사장된 기술들이 대다수였다.

이후, 단순한 폐기물 처리 수준에 머물지 않고 이를 자원화하려는 움직임에 힘입어 공개특허 제2005-0019497호, 공개특허 제2010-0003469호 등과 같이 유기성 폐기물을 퇴비화하려는 노력들이 경주되었다.

만약, 유기성 폐기물들이 퇴비화되어 무기성 비료로 제공된다면 친환경적인 측면인 토양의 건강은 물론 작물 재배에 있어 획기적인 기술진보를 이룩할 것으로 기대된다.

특히, 공개특허 제2005-0019497호의 경우에는 미생물제제, 이를 테면 호기성 미생물을 응용한 예가 개시되어 있다.

하지만, 개시 기술의 경우 미생물제제가 활발하게 활동할 수 있는 산기 기술(Air Diffusing Technology) 부족하여, 호기성 미생물의 활성도가 떨어짐으로서 목적하는 바를 달성하지 못하는 한계를 가지고 있다.

그렇다고, 단순히 우수한 산기 기술(산기장치)만을 접목한다고 해서 무기성 비료로 활용할 수 있는 퇴비가 쉽게 만들어지는 것은 아닌데, 여기에는 유기성 폐기물의 함수율 조절, 감량화, 발효와 숙성 등 많은 복잡한 유기적인 반응들이 요구되기 때문이다.

예컨대, 개시된 산기장치만 해도 등록특허 제0461491호, 등록특허 제0513295호, 등록특허 제0635382호, 등록특허 제0767389호, 등록특허 제0935997호, 등록특허 제1026964호, 공개특허 제2008-0101037호 등 셀 수 없을 정도로 다양하고 많은 장치들이 개시되어 있다.

그러나, 개시된 대다수의 산기장치를 상기 특허 기술의 미생물 활성화에 접목시킨다고 하더라도 산기장치는 대부분 바닥에 배관되기 때문에 산기장치의 노즐 상부로 대략 2~3m 이상 쌓이는 폐기물과, 바닦에 퇴적물의 고착화에 따라 산기장치가 무용지물이 되어 사실상 호기성 미생물을 제대로 활성화시킬 수 없는 한계에 부딪혀 있는 실정이다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 분야에서 지금까지 수없이 많은 기술들이 개발되어 왔으나, 대부분 문서상 기재된 것일 뿐 실용성이 없었거나 혹은 상당한 처리효율을 갖기는 하지만 초기 설비비가 너무 많이 드는 단점들이 있어 왔다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 보다 친환경적이면서 유기성 폐기물의 투입량 대비 90% 이상의 감량화가 가능하고 수분함유량도 10% 이내로 줄일 수 있음은 물론 침출수의 정화와 더블어 침출수의 발생량도 줄이고, 무엇보다도 냄새를 거의 발생시키지 않도록 하면서 무기성 토양개량제로 활용할 수 있어 실용성을 높이며, 균일한 혼합성으로 인해 발효효율이 우수하여 처리시간을 단축할 수 있고, 이물 제거효율이 우수하며, 적은 비용으로도 처리 가능하게 하여 국가적인 고민을 일소시킬 수 있는 혁신적인 유기성 폐기물 퇴비화 장치 및 방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 투입호퍼, 투입호퍼로 투입된 유기성 폐기물을 파쇄하는 파쇄기, 파쇄물을 저장하는 파쇄물 저장조, 저장된 파쇄물을 인출 반송하면서 돼지오줌과 호기성 미생물이 혼합된 발효 액비가 뿌려지도록 유도하는 반송수단, 반송된 파쇄물과 회수된 종자퇴비와 톱밥을 혼합하는 혼합분배기, 혼합분배된 혼합물을 1차 발효시키는 발효조, 1차 발효된 혼합물에 발효 액비를 뿌리면서 교반하여 2차 발효시키는 교반조, 2차 발효된 혼합물을 3차 발효시키면서 숙성시키는 숙성조, 숙성된 퇴비를 저장하는 퇴비보관조, 퇴비보관조에 저장된 퇴비중 30%는 반송된 파쇄물과 혼합되는 종자퇴비로 반출하고 나머지는 선별후 포장 출하하는 선별 및 포장조, 파쇄물 저장조와 반송수단 및 발효조에서 발생된 침출수를 저장하는 침출수저장조, 저장된 침출수를 반송받아 폭기시키는 폭기조, 폭기된 침출수를 고액분리하는 고액분리조, 고액분리된 액상에 호기성 미생물이 투입되어 정화처리된 후 발효조와 교반조로 공급시키는 처리수조,를 포함하는 유기성 폐기물 퇴비화 장치에 있어서; 상기 파쇄기는 스크류피더 형태로 거친 파쇄를 수행하는 제1파쇄기와, 제1파쇄기로부터 파쇄된 파쇄물을 체인, 와이어 중 하나의 회전부재로 고속회전시키면서 재차 파쇄하는 제2파쇄기로 구성되고; 상기 반송수단은 1,2,3차 컨베이어로 구성되되, 1차 컨베이어의 상부에는 파쇄물의 함수율을 50-65%로 유지하도록 마이크로파를 조사하여 건조시키는 마그네트론이 설치되고, 2차 컨베이어의 상부에는 철편을 분리하는 자력선별기가 설치되며, 3차 컨베이어의 상부에는 경량의 이물질을 브러쉬로 선별분리하는 이물제거기 및 발효 촉진용 발효 액비를 살포하는 발효액비살포기가 설치되고; 상기 3차 컨베이어와 간격을 두고 반경방향으로 120°간격을 두고 수평하게 설치되어 반송된 종자퇴비를 발효조로 공급하는 종자퇴비컨베이어가 구비되며; 반송된 파쇄물과 종자퇴비에 1:1:1의 부피비로 톱밥을 혼합공급하도록 3차 컨베이어 및 종자퇴비컨베이어 각각과 120°간격을 두고 수평하게 설치되어 톱밥저장탱크에 저장된 톱밥을 혼합분배기로 공급하는 톱밥컨베이어가 구비되고; 상기 혼합분배기는 낙하물을 혼합수납하는 수납호퍼, 수납호퍼의 배출구에 설치되어 회전구동되면서 혼합물을 균일하고 고르게 발효조로 분배하는 분배기로 구성된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 퇴비화 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 유기성 폐기물을 수거한 후 투입호퍼로 투입하는 단계, 투입된 폐기물을 파쇄하는 단계, 파쇄물을 반송하는 단계, 반송단계의 끝에서 종자퇴비 및 톱밥과 혼합되면서 발효조로 공급하는 단계, 혼합된 폐기물을 발효조에서 1차 발효시키는 단계, 1차 발효된 폐기물을 교반조로 이송한 후 교반시키면서 2차 발효시키는 단계, 교반된 폐기물을 숙성조로 이송한 후 3차 발효시키면서 숙성시키는 단계, 숙성이 완료된 폐기물을 퇴비보관조로 이송하여 보관하는 단계, 보관된 퇴비의 일부는 종자퇴비로 재활용하고 나머지는 선별 및 포장조로 이송하여 출하하는 단계로 이루어진 유기성 폐기물의 퇴비화 방법에 있어서; 상기 파쇄단계는, 1차 파쇄와 2차 파쇄를 순차 수행하여 파쇄물을 죽 상태로 만들고; 상기 반송단계는, 1차 2차 3차 컨베이어를 통해 순차 반송하되, 마이크로파를 조사하여 함수율을 50-65%로 조정한 다음 마그네트로 철편을 선별분리하고, 이물제거기로 브러싱하여 경량의 이물질을 선별한 상태에서 돼지오줌과 호기성 미생물이 혼합된 발효 액비를 살포하는 과정을 필수적으로 수반하며; 상기 발효조 공급단계는, 파쇄물과 종자퇴비 및 톱밥을 1:1:1의 부피비로 혼합한 상태에서 360°회전하는 혼합분배기를 통해 발효조로 분배 공급하고; 상기 발효단계는, 발효 액비를 살포하여 악취를 줄이는 과정, 살포된 발효 액비를 통해 호기성 미생물의 균체 형성을 활성화시키도록 산기장치로 산기시키면서 6~7일 동안 정체시키는 과정으로 이루어지며; 상기 교반단계는, 제1,2교반조에서 동시 처리되되, 발효 액비를 살포하는 과정, 발효 액비가 살포된 상태로 10~12일 동안 유지시키면서 교반시켜 균체증식과 고열분해를 촉진하는 과정으로 이루어지고; 상기 퇴비보관 단계에서, 퇴비의 30%는 종자퇴비로 재활용하고, 나머지는 선별하여 포장하며; 상기 파쇄, 반송, 발효시 생성된 침출수는 침출수저장조로 유도한 후 잔류미생물을 통해 폭기시켜 1차 정화, 고액분리 후 처리수조내에서 호기성 미생물을 재투입시켜 2차 정화한 후 다시 발효조와 교반조의 함수율 조절용으로 회귀시켜 재사용토록 하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 퇴비화 방법을 제공한다.

삭제

또한, 상기 발효단계 및 교반단계에서, 호기성 미생물을 활성화시키는 산기장치는 발효조 또는 교반조의 바닥면에 일정 두께의 왕겨층을 형성하여 퇴적물이 고착되지 않게 하여 에어의 공급을 원활하게 구성되고, 별도로 구비된 에어부스터를 통해 주기적으로 왕겨를 폭기시키는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 폐기물과 종자퇴비 또는 부형제나 응집제 등을 혼합시 유기성 폐기물의 끈끈함으로 인해 발생되는 엉킴과 뭉침현상으로 잘 섞이지 않는 단점을 없애고 컨베이어 상에서 자연스럽게 혼합되고 미생물 활동의 발효시점을 앞당기며 산기시 노즐 막힘이 발생하지 않아 호기성 미생물의 활성화를 극대화시켜 부식화 및 발효화에 따른 분해를 촉진시키고, 이를 통해 유기성 폐기물에 함유된 수분의 양을 극소화시키며, 90% 이상의 분해율을 확보하여 감량화가 가능하고, 침출수 및 악취 발생이 거의 없어 친환경적인 무기질 토양개량제로서 작물의 생장에 활용되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 퇴비화 장치를 설명하기 위한 공정도이다.
도 2는 도 1의 공정도 중에서 이물분리기를 보인 예시적인 단면도이다.
도 3은 도 1의 공정도 중에서 혼합분배기의 예시도이다.
도 4는 도 1의 공정도 중에서 발효조와 교반조에서 사용되는 산기장치의 예시적인 구성도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

구체적인 본 발명의 설명에 앞서, 퇴비화에 대하여 먼저 살펴보기로 한다.

알려진 바와 같이, 퇴비화라는 것은 유기물을 인위적으로 퇴적 분해시키는 것을 의미하고, 유기성 폐기물 즉, 하수슬러지, 도시쓰레기와 분뇨, 축분 외의 유기물을 호기적 조건하에서 생물학적으로 분해 안정화시키는 것을 말한다.

이때, 발생되는 분해 생성물을 전통적인 의미에서 '퇴비'라고 부르며, 최근 친환경분야에서는 '부숙토(부식토:HUMUS)'라는 별도의 용어를 설정하고 있고, 대표적인 토양개량제라 할 수 있다.

즉, 이러한 퇴비는 주로 음식물 찌꺼기, 축산폐기물, 낙엽 또는 하수처리장의 슬러지와 같은 유기물들이 다음과 같은 과정을 거쳐 안정한 부식토로 분해된다고 알려져 있다.

유기성 폐기물 + O₂ → HUMUS + CO₂ + H₂O + NH₃ + 산화열

아울러, 이와 같은 퇴비를 만들기 위한 주지된 공법으로는 뒤집기 퇴비단공법, 공기 주입식 퇴비단공법, 기계식 퇴비단공법 등 다수가 알려져 있고, 또한 공정에 있어서도 주로 유기성 폐기물의 함량과 함수율을 균일화시키는 전처리공정, 전처리된 유기성 폐기물을 1차 발효시키는 1차 본처리공정, 1차 본처리된 폐기물을 다시 2차 발효시켜 분해과정에 있는 유기물을 안정화시키도록 숙성시키는 2차 본처리공정, 침출수 제거 및 체분리 후 포장하는 공정으로 이루어지고 있다.

본 발명은 이러한 일반적으로 널리 행해지고 있는 퇴비화 공정을 개량 발전시켜 호기성 미생물을 활용하되, 호기성 미생물의 활성화를 위해 퇴비화에 따른 공정 전체를 개선하고, 더블어 산기장치의 구조를 개량하여 자연발효 효과를 극대화시킴으로써 함수율은 최소화시키고 분해율은 최대화시킬 수 있도록 구성된 것이다.

보다 구체적으로, 도 1은 본 발명에 따른 퇴비화 개념을 설명하기 위한 공정도 및 그 공정에 요구되는 장치의 개략적인 구성을 보인 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기성 폐기물 퇴비화 장치 및 방법은 통상적으로 이루어지고 있던 퇴비화 방법을 기반으로 하고 있는 바, 이를 테면 유기성 폐기물의 혼합, 파쇄, 발효, 교반, 수처리, 포장 등 일련의 과정을 거친다.

그러나, 본 발명에서는 수거된 음식물 쓰레기와 같은 원재료를 선별하는 과정부터 시작해서 호기성 미생물을 최대로 활성시킬 수 있는 조건, 투입시기, 투입위치, 폐기물 혼합방법, 각 공정별 처리 조건 등이 기존과 현저히 차이나며, 이를 통해 기존 기술이 갖고 있던 앞서 설명한 문제들을 일소하고 있다.

특히, 본 발명에서 사용되는 호기성 미생물로는 스트렙토마이세스(Streptomyces), 써모액티노마이세테스(Thermoactinomycetes), 바실러스 세레우스(Bbacillus cereus), 아르카노박테리움 헤몰리티컴(Arcanobacterium haemolyticum), 락토바실러스 델브루엑키락티스(Lactobacillus delbrueckiilactis), 프로비덴시아 스투알티(Providencia stuartii), 스타필로코쿠스 클루시(Staphylococcus kloosi), 비브리오 헤몰리티쿠스(Vibrio haemolyticus)에서 선택되는 1종 이상이 사용된다.

또한, 본 발명에 따른 퇴비화 방법은 크게 퇴비화공정과, 침출수처리공정으로 대별되지만 상호 연관성을 가지고 처리된다. 아울러, 이해를 쉽게 할 수 있도록 방법적인 설명과 함께 부대되는 장치 구성도 동시에 설명하도록 한다.

먼저, 퇴비화공정부터 순서적으로 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 퇴비화를 위해 최초 유기성 폐기물을 파쇄하는 파쇄단계를 거친다.

상기 파쇄단계는 유기성 폐기물이 수거된 원상태 그대로 투입호퍼(100)로 투입된 후 파쇄기를 거치면서 거의 죽에 가까운 형태로 파쇄되는 과정을 말한다.

이 경우, 상기 파쇄기는 제1파쇄기(102)를 통해 거친 파쇄를 수행하고, 이어 제2파쇄기(104)를 통해 파쇄를 비롯한 마쇄까지 이루어지도록 함으로써 상기 파쇄단계를 통해 투입된 원료인 음식물 쓰레기와 같은 유기성 폐기물을 죽에 가까운 상태로 만들게 된다.

이때, 제1파쇄기(102)는 구체적으로 도시되지 않았으나 하우징 내부에 회전가능하게 장착된 두 개의 스크류가 엇갈리게 맞물려 돌아가면서 파쇄 및 피딩을 동시에 수행하도록 구성된 것이 바람직하고, 제2파쇄기(104)는 제1파쇄기(102)를 거쳐 1차로 거칠게 파쇄된 파쇄물이 낙하될 때 체인 혹은 와이어 등이 고속회전되면서 낙하되는 1차 파쇄물에 타격을 가하여 충돌파쇄시키도록 구성됨이 바람직하다.

아울러, 유기성 폐기물은 수거된 상태 그대로이기 때문에 수분이 거의 85%를 넘는 상태이므로 상기와 같은 파쇄 과정을 거치는 동안 거의 죽에 가까운 상태가 되며, 이들 과정은 밀폐된 하우징 내부에서 이루어지고, 최종 파쇄처리된 처리물은 파쇄물 저장조(110)로 수집된다.

그리고, 후술하겠지만 파쇄물 저장조(110)에 저장중 발생되는 침출수는 배수라인(D1)을 타고 침출수 저장조(200)로 집수된다.

이어, 파쇄물 저장조(110)에 저장되어 있던 죽 상태의 파쇄물이 일정량씩 인출되어 혼합을 위해 이송되게 되는데, 그 과정에서 수분의 일부를 제거하는 약한 건조(약건조) 및 포함된 이물질을 제거하는 선별작업이 이루어진다.

즉, 파쇄단계 후 약건조 및 선별단계가 수행된다.

약건조 및 선별단계는 도시된 바와 같이, 3개의 컨베이어, 즉 1차 컨베이어(112), 2차 컨베이어(114), 3차 컨베이어(116)를 통해 이루어지는데, 1차 컨베이어(112)의 상부에는 일정구간 거의 밀폐에 가깝게 유지된 상태로 마이크로파를 발진시켜 파쇄물에 함유된 수분이 50~65% 정도로 유지되게 처리하여 1차 건조시키는 마그네트론(120)이 구비된다.

마그네트론(120)은 마이크로파를 발생시키는 장치로서, 유기성 폐기물의 각 입자들 내부에 존재하는 수분을 진동시켜 열을 발생시키고 그 열에 의해 함유수분(함수율)이 약 50~65%가 되도록 건조 가능하게 세팅된 것이며, 생활속에서 흔히 접할 수 있는 전자렌지와 같은 기능을 수행한다고 보면 된다.

이때, 배수되는 침출수도 배수라인(D2)을 타고 침출수 저장조(200)로 집수되게 된다.

또한, 2차 컨베이어(114)의 상부에는 마그네트로 구성된 자력선별기(130)가 설치되며, 파쇄물이 1차 컨베이어(112)를 거치는 동안 죽 상태에서 건조되면서 어느 정도 고형분 형태가 되고, 컨베이어를 거치는 동안 수평상에서 골고루 펼쳐지게 되므로 자력선별이 용이해지고 효율도 높아진다.

뿐만 아니라, 자력선별기(130)를 통해 파쇄물에 함유된 철, 철편, 철분 등이 제거되며, 3차 컨베이어(116)로 낙하 이송될 때에는 상당히 건조된 상태임은 물론 고르게 펼쳐져 있는 상태이므로 비닐 등과 같이 가벼운 물질은 최상부로 부상된 상태에 놓이게 된다.

따라서, 3차 컨베이어(116)의 선단으로부터 중간에 이르는 길이에는 이물분리기(500)가 설치되어 자동으로 비닐과 같은 경량의 이물질(최종 이물질임)을 골라낼 수 있도록 구성되고, 후단에는 발효액비살포기(S)가 설치된다.

이때, 상기 이물분리기(500)는 도 2에 예시된 바와 같이, 3차 컨베이어(116)의 진행방향과 직교되게 3차 컨베이어(116)의 상부에 설치되고, 3차 컨베이어(116)의 상부와 접하는 면은 개방된 상태로 유지되는 분리기하우징(510)을 포함한다.

그리고, 분리기하우징(510)의 내부에는 서로 간격을 두고 경사배치된 구동휠(520)과 종동휠(530)이 설치되고, 이들 사이는 체인(540)에 의해 연결되며, 체인(540)에는 다수의 브러쉬(550)가 고정되고, 분리기하우징(510) 내부 적소, 바람직하기로는 브러쉬(550)가 이물질을 긁어 올린 후 복귀되는 지점에는 이물털개(560)가 돌출된다.

이에 따라, 이송물이 3차 컨베이어(116)를 타고 이송되는 도중에 브러쉬(550)가 회전되면서 이송물의 상부로 부상되어 있는 비닐 등의 경량의 이물질을 빗자로 쓸듯이 쓸어 올려 배출구(570)로 배출시키고, 복귀되면서 이물털개(560)에 의해 이물이 털린 상태로 다시 동일한 동작을 반복하게 되며, 분리수거된 이물질은 후공정을 거쳐 불에 탈 수 있는 가연물과 불에 타지 않는 비가연물로 육안 분리 후 소각되거나 재생에너지원으로 다시 활용될 수 있다.

결과적으로, 인력을 최대한 배제시킬 수 있게 되어 효율성이 증대되고, 편의성이 향상된다.

이후, 혼합단계가 수행된다.

상기 혼합단계는 파쇄, 일부 건조 후 자력 선별된 유기성 폐기물과, 종자퇴비 및 톱밥을 각각 1:1:1의 비율로 혼합하는 단계로서, 특히 컨베이어와 혼합분배기(600)를 이용하여 혼합함으로써 혼합효율은 물론 균일하고 고른 혼합이 가능하게 되므로 후속 공정인 발효시 발효효율이 높고, 발효시간을 단축시킬 수 있게 된다.

이때, 혼합비는 부피비이며, 종자퇴비를 사용함으로써 유기성 폐기물을 구성하는 각종 폐기물들의 불균일한 함수율을 상당 부분 평균화시킬 수 있게 되며, 후술되는 발효과정에서 발효를 촉진하게 된다.

뿐만 아니라, 톱밥을 사용함으로써 호기성 미생물의 균체 증식과 발효 촉진을 더욱 더 가속화시킬 수 있게 된다.

여기에서, 컨베이어는 3차 컨베이어(116)와 종자퇴비컨베이어(118) 및 톱밥컨베이어(310)가 서로 120°각도를 두고 삼각형상으로 배치되되 수평배치된 형태이며, 종자퇴비컨베이어(118)는 퇴비보관조(170)로부터 공급받은 저장분의 30%(나머지 70%는 출하분이며, 부피비임)를 종자퇴비로 활용토록 하며, 톱밥은 톱밥저장탱크(300)로부터 톱밥컨베이어(310)로 정량 공급되게 설비된다.

따라서, 3차 컨베이어(116)를 통해 반송된 유기성 폐기물과, 퇴비보관조(170)로부터 공급된 종자퇴비 및 톱밥저장탱크(300)로부터 낙하된 톱밥이 3차 컨베이어(116)와 종자퇴비컨베이어(118) 및 톱밥컨베이어(310)의 끝단에서 혼합분배기(600)로 낙하 혼합되면서 발효조(140)로 투입되게 되므로 혼합의 균일성을 극대화시킬 수 있다.

즉, 상기 혼합분배기(600)는 도 3에 예시된 바와 같이, 120°간격을 두고 반경방향으로 배치된 3개의 컨베이어로부터 낙하되는 낙하물을 받을 수 있도록 상부는 수납호퍼(610)로 구성되고, 수납호퍼(610)의 하단에 구비된 배출구에는 구동모터(미도시)에 의해 회전되는 분배기(620)를 구비하여 낙하물이 수납호퍼(610)로 낙하되면서 혼합되고, 혼합된 상태로 360°회전하면서 발효조(140)의 바닥면에서 일정반경내에 회전 적재하게 되면, 밀대나 혹은 밀차 등의 기계적 수단을 이용하여 일정량 적재된 낙하물을 한쪽으로 밀어 저장하게 된다.

이와 같이, 발효조로 낙하되는 순간부터 완전히 균일하고 고른 혼합율을 유지한 상태에서 발효되기 때문에 발효 효율이 급격히 상승하게 된다.

뿐만 아니라, 본 발명에서는 앞서 설명하였듯이, 상기 3차 컨베이어(116)의 후단 상부 적소에 다수의 발효액비살포기(S)를 설치하여 이를 통해 발효 액비를 파쇄물에 정량 살포한 후 혼합단계를 거치도록 구성된다. 때문에, 고르 펼쳐진 파쇄물에 발효 액비를 전체에 걸쳐 골고루 살포할 수 있고 살포량도 조절하기 쉽다. 여기에서, 발효 액비에 관하여는 후술하기로 한다.

이에 반해, 기존에는 단순히 탱크 내에서 유기성 폐기물 위에 혼합하고자 하는 물질을 뿌린 후 페로이다와 같은 기계를 이용하여 뒤집는 방식으로 혼합했기 때문에 잘 섞이지도 않을 뿐 더러 지저분하고 혼합비율을 정확하게 맞출 수 없는 단점이 있었다.

즉, 유기성 폐기물의 경우 점성을 갖는 물질이기 때문에 끈적임이 심하고 악취가 나므로 아무리 잘 뒤집는다고 하여도 주로 쌓여 있는 상부층에 국한적으로 뒤집어질 뿐 깊숙한 부분에서는 덩어리진 상태로 있기 때문에 더욱 더 골고루 섞이지 않는 문제가 있었다.

뿐만 아니라, 그 상태에서 쉽게 부패되면서 썩기 때문에 아무리 소취제를 다량 살포한다고 하더라도 악취를 해소시킬 수 없었으며, 무엇보다도 혼합하고자 하는 물질과의 혼합비를 정확히 맞출 수 없어 수박 겉핥기식 공정에 불과하였다.

그러나, 본 발명에 따른 컨베이어 혼합단계는 정량공급이 가능하고 정량 혼합이 가능하며, 컨베이어 상에서 자연스럽게 넓게 펼쳐지게 되므로 혼합하기도 쉽고, 혼합비를 정확하게 맞추기도 쉬우며, 소취제를 뿌릴 경우에도 소량의 소취제만으로도 덩어리진 것들이 거의 생기지 않고 파쇄된 상태로 입자들이 작아져 있기 때문에 악취 발생도 줄일 수 있게 된다.

특히, 본 발명에서는 상기 혼합단계에서, 지금까지 시도된 바 없는 발효 액비 살포과정이 포함된다.

여기에서, 액비는 액체비료를 의미하는 것으로, 본 발명에서는 돼지오줌과 앞서 설명한 호기성 미생물을 섞어서 제조된 발효 액비를 말한다.

이 경우, 본 발명에 따른 액비는 대부분이 돼지오줌이고 호기성 미생물을 미량이다. 따라서, 굳이 양자의 부피비를 한정할 필요는 없으며, 살포환경에 따라 얼마든지 혼합되는 부피비를 바꿀 수 있다.

즉, 상기 발효 액비는 후술하겠지만 발효를 촉진하기 위한 것으로, 돼지오줌을 사용하는 이유또한 발효 효과를 높이기 위한 것(발효를 촉진하여 발효시점을 앞당기기 위한 것)이며, 부피비를 굳이 한정하지 않는 이유는 호기성 미생물을 많이 사용하면 좋으나 그러면 비용이 증대되기 때문에 적정 수준으로 처리량에 따라 얼마든지 혼합 부피비를 가변시킬 수 있기 때문이다.

더구나, 본 발명의 핵심적인 특징인 이 발효 액비의 조제 혹은 제조방법에 있지 않고, 상기 액비의 경우 본 발명 퇴비화 방법의 한 단계에서 응용되는 것에 불과하기 때문이다.

그래도, 굳이 부피비를 한정해야 한다면 돼지오줌 90~95%, 호기성 미생물 5~10%가 바람직할 것이다.

아울러, 상기 발효 액비는 살포기를 통해 스프레이방식으로 살포되며, 종자퇴비에는 후술되는 공정을 거칠 때 이미 호기성 미생물을 포함하고 있으므로 굳이 종자퇴비 쪽에는 살포하지 않아도 된다.

뿐만 아니라, 상기 발효 액비 형태로 투입될 호기성 미생물은 앞서 설명한 종류 중에서 적어도 1종 이상이 선택될 수 있으며, 호기성 미생물을 투입하는 이유는 추후 발효 과정에서 충분하고 폭발적인 반응이 잘 유도될 수 있도록 전체적으로 고루고 균일한 분포를 이루도록 섞어 주기 위한 것이다.

보통, 유기성 폐기물은 종류에 따라 다르기는 하지만 대략 80~85%의 수분을 함유하고 있으므로 1차적으로 투입호퍼(100)에서 파쇄할 때 침출수를 제거하고 그 상태로 폐기물 저장조(110)에 일시 저장함으로써 함수율을 1차 조정하게 되는데, 이때 필요한 경우 톱밥, 수피, 벤토나이트(점토) 등과 같은 부용제(수분조절제)를 투입하여 함수율을 2차 조정할 수도 있다.

이렇게 혼합 투입된 혼합물은 발효조(140) 내부에서 발효되는 발효단계가 수행된다.

상기 발효단계는 1차 발효가 이루어지는 단계로서, 혼합 단계에서 투입된 미생물들을 활성화시키기 위해 호기성 미생물을 다시 액비로 만들어 살포하는 형태로 이루어지며, 이를 통해 발효 및 소취 과정이 일어나게 된다.

이때, 액비는 호기성 미생물과 가축오줌, 물을 혼합하여 만드는 방법에 의해 조제될 수 있으며, 이를 살포한 후 약 6~7일 동안 발효조(140)에 체류시키면 55~75℃의 발열(산화열)을 수반하고 교반조(150,152)에서 약 10~12일동안 교반되면서 하기와 같은 반응이 일어나게 된다.

이 과정에서, 분해와 동시에 폐기물 속에 들어 있던 수분이 함께 증발되면서 약 84% 정도의 감량화가 이루어지게 된다.

예컨대, 이 과정만을 가지고 알기 쉽게 설명하자면, 음식물 쓰레기의 경우 주성분은 당, 지질, 단백질, 셀룰로스 등으로 되어 있으며 대략 84%의 수분을 함유하고 있는데, 이들 성분 중에서 발효열(산화열)에 의해 수분만 제거된다고 해도 84%의 감량화를 이룰 수 있게 된다는 것이다.

즉, 만약 100kg의 음식물 쓰레기가 있다고 한다면 84kg 은 발효열에 의해 제거할 수 있고, 후술하겠지만 나머지 16kg 중 대부분을 호기성 미생물의 분해를 통해 제거할 수 있다는 것이다.

특히, 상기 발효조(140)에서의 발효단계는 1차 발효단계로서, 일종의 정치과정이다.

다시 말해, 호기성 미생물이 유기물의 존재하에 균체를 형성하는 과정이 일어나는 것이며, 이때는 15~45℃ 정도의 중온반응이 유도된 후 서서히 반응이 유도되면서 55~75℃에 이르게 된다.

이때, 기존에 개시된 대부분의 퇴비화설비에 장치된 산기장치(Air Diffuser)는 퇴적물을 감안하지 못하고(감안한다고 하더라도) 충분히 고압으로 에어를 분사하기 때문에 호기성 미생물에게 충분한 산소를 공급할 수 있다고 생각했기 때문에 대부분 배관 혹은 분기관 상에 에어분사공이 형성되어 있어 호기성 미생물의 활성이 활발하지 못함으로 인해 감량화에 성공하지 못하였고, 그로 인해 퇴비화가 어려웠으며, 퇴비화 된다고 하더라도 효율이 낮았다.

이는 보통 콘크리트구조물인 발효조(140)의 바닥에 산기를 위한 에어배관이 설치되게 되는데, 퇴비화 과정중 퇴적물이 에어배관 상측에 2-3m 두께로 쌓이고 고착되어 버리기 때문에 에어배관을 통해 아무리 고압의 에어를 불어 넣는다고 해도 고착물 사이의 공극이 작아 이를 뚫고 그 상부에 쌓인 혼합물까지 도달하기 쉽지 않고, 도달한다고 하더라도 매우 미량이기 때문에 산기성이 떨어져 호기성 미생물의 활성화도가 매우 약하기 때문이다.

이에, 본 발명에서는 도 4의 예시와 같이, 발효조(140)의 콘크리트 바닥면(400)에 다수의 설치홈(410)이 형성되고, 이 설치홈(410) 상에는 산기용 에어배관(420)이 설치되며, 에어배관(420)에는 적어도 3방향으로 분사 가능한 에어분사공이 형성되고, 설치홈(410)의 개방면에는 다공판(430)이 안착되되, 그 상부에 일정두께로 왕겨층(L)을 형성함으로써 고착물이 콘크리트 바닥면(400)에 직접 고착되지 못하게 하여 에어배관(420)이 막히지 않고 충분히 에어를 공급시켜 산기 효율을 높일 수 있도록 구성된다.

이 경우, 상기 다공판(430)의 구멍은 적어도 왕겨층(L)에 투입되는 왕겨 보다 작은 크기를 가져야 한다.

또한, 왕겨는 언제든지 걷어 낼 수 있으므로 청소도 쉽고, 유지 보수도 용이한 장점도 가진다.

뿐만 아니라, 왕겨 자체가 고착되는 것도 방지하기 위해 주기적으로 폭기시켜 왕겨 사이의 공극을 충분히 확보할 수 있도록 별도의 에어부스터(440)와, 이에 연결된 부스터관(450) 및 왕겨로 에어를 폭기시킬 수 있는 부스터노즐(460)이 더 구비된다.

이를 통해, 폭기 기능이 수반되게 되어 발효조(140) 내부에서 신속하고 충분한 산소 공급을 유도하며, 1차 발효 과정인 호기성 미생물의 균체 형성을 촉진하게 된다.

또한, 이때 발생된 침출수는 배수라인(D3)를 통해 침출수저장조(200)로 드레인되어 집수되게 된다.

이와 같은　1차 발효단계를 거친 발효물은 제1,2교반조(150,152)로 반송되며, 이 제1,2교반조(150,152)에서 2차 발효 및 교반이 이루어지는 교반단계가 수행된다.

상기 교반단계는 2차 발효가 유도되면서 호기성 미생물이 성장하는 미생물 성장과정과 고열과정를 거치게 되는데, 즉 온도가 보통 70~80℃, 최대 90℃까지 상승되면서 균체를 증식하고, 고열균이 우점종으로 되면서 고열 분해를 촉진하게 된다.

이를 위해, 교반단계에서도 액비를 살포하여야 한다.

특히, 제1,2교반조(150,152)는 최소한 2개를 설치함으로써 처리효율을 배가시킬 수 있으며, 교반기를 통해 교반, 즉 뒤집기가 이루어지면서 수행되기 때문에 함수율은 30~40%까지 떨어지고, 감량율은 85~90%에 이르게 된다.

또한, 충분한 반응을 위해 상기 제1,2교반조(150,152)에서는 대략 10~12일 가량 체류하게 된다.

뿐만 아니라, 상기 제1,2교반조(150,152)에서도 앞서 설명한 발효조(140)의 산기장치와는 동일 구조의 산기장치가 활용되어 충분한 산소 공급이 유지되게 한다.

이와 같은, 제1,2교반조(150,152)에서는 다음과 같은 분해과정이 수반된다.

[호기성 미생물에 의한 분해과정]

좀 더 구체적으로, 호기성 미생물군이 분비하는 대사산물과 미분해 잔사, 그들끼리의 재합성 생성물과, 유기성 폐기물 속에 존재하는 다른 성분(금속성분)들이 상호 축합, 중축합되면서 새로운 부식물질을 생성시키게 되는데, 이를 테면 페놀옥시다제형의 효소에 의해 페놀이 세미퀴논을 거쳐 퀴논으로 이르는 산화와, 퀴논과 이미노산류나 페푸치드류의 상호작용을 통해 부식화가 이루어지게 되는 것이다.

정리하자면, 상술한 [호기성 미생물에 의한 분해과정]이 이루어질 때 구체적인 반응들은 아래 첨부한 [부식화 도식도]와 같은 형태로 이루어지게 되며, 결국 이 반응을 통해 90% 이상 감량화된 건실한 퇴비를 만들 수 있게 되는 것이다.

[부식화 도식도]

이렇게 하여, 제1,2교반조(150,152)에서 충분한 교반이 이루어지면, 이후 숙성조(160)로 반송되어 숙성되는 숙성단계를 거치게 된다.

상기 숙성단계는 3차 발효에 해당되며 분해온도의 하강과 함께 부식이 촉진되고, 안정화 및 악취 물질이 휘산되는 단계이다.

특히, 안정화를 위해 대략 7일 정도 정체시킴이 바람직하며, 이 단계를 거침으로써 퇴비로 사용할 수 있는 부식토가 만들어진다.

뿐만 아니라, 상기 숙성단계를 거치게 되면 함수율은 5-10%까지 떨어지고, 감량화는 90-95%에 이르게 된다.

이후, 숙성된 폐기물을 퇴비보관조(170)로 반송한 후 반송된 약 30% 정도는 종자퇴비로 분리하여 종자퇴비컨베이어(118)로 보내 재활용하고, 나머지는 선별 및 포장조(180)로 보내 포장, 출하하게 된다.

이와 같은 단계를 통해 유기성 폐기물을 퇴비화시킬 수 있게 된다.

한편, 침출수처리공정은 다음과 같다.

상기 퇴비화공정 중 호퍼투입(100)를 통한 유기성 폐기물의 투입 및 파쇄시와 파쇄물 저장조(110) 및 발효조(140)를 거칠 때 침출수가 발생되는데, 이때 발생된 침출수는 침출수저장조(200)로 드레인(Drain)되어 저장된다.

그리고, 침출수저장조(200)에 저장되어 있던 침출수는 침전작용이 이루어지면서 오버플로우 형태로 폭기조(210)로 이송되며, 폭기조(210) 내부에서 산소를 다량 공급시키면서 폭기하여 잔류된 호기성 미생물의 소화작용을 촉진시켜 탄산가스, 황화수소, 메탄가스 등을 제거함으로써 침출수를 정화하게 된다.

이후, 고액분리조(220)를 거쳐 고체와 액체 간의 분리가 이루어지고, 분리된 액체는 처리수조(230)로 반송된 후 처리수조(230) 내부에서 다시 한번 호기성 미생물에 의해 정화처리가 이루어진다.

아울러, 이렇게 처리된 정화수는 다시 발효조(140)와 제1,2교반조(150,152)로 재투입되어 발효 및 숙성 퇴비의 함수율 조절에 재활용하게 된다.

이상에서와 같이, 자원의 효율적인 재활용도 가능하면서 호기성 미생물의 활성을 급격히 향상시킴으로써 처리효율이 향상되고, 분해율이 극대화되고, 함수율을 적정하게 조절할 수 있어 토양개량제인 퇴비로서의 가치를 충분히 갖게 된다.

100 : 투입호퍼　　　　　　　　　 110 : 파쇄물 저장조
120 : 마그네트론 130 : 자력선별기
140 : 발효조 150 : 교반조
160 : 숙성조 170 : 퇴비보관조
180 : 선별 및 포장조 200 : 침출수 저장조
210 : 폭기조 220 : 고액분리조
230 : 처리수조 300 : 톱밥저장탱크
400 : 콘크리트 바닥면 500 : 이물분리기
600 : 혼합분배기

Claims

투입호퍼, 투입호퍼로 투입된 유기성 폐기물을 파쇄하는 파쇄기, 파쇄물을 저장하는 파쇄물 저장조, 저장된 파쇄물을 인출 반송하면서 돼지오줌과 호기성 미생물이 혼합된 발효 액비가 뿌려지도록 유도하는 반송수단, 반송된 파쇄물과 회수된 종자퇴비와 톱밥을 혼합하는 혼합분배기, 혼합분배된 혼합물을 1차 발효시키는 발효조, 1차 발효된 혼합물에 발효 액비를 뿌리면서 교반하여 2차 발효시키는 교반조, 2차 발효된 혼합물을 3차 발효시키면서 숙성시키는 숙성조, 숙성된 퇴비를 저장하는 퇴비보관조, 퇴비보관조에 저장된 퇴비중 30%(부피비)는 반송된 파쇄물과 혼합되는 종자퇴비로 반출하고 나머지는 선별후 포장 출하하는 선별 및 포장조, 파쇄물 저장조와 반송수단 및 발효조에서 발생된 침출수를 저장하는 침출수저장조, 저장된 침출수를 반송받아 폭기시키는 폭기조, 폭기된 침출수를 고액분리하는 고액분리조, 고액분리된 액상에 호기성 미생물이 투입되어 정화처리된 후 발효조와 교반조로 공급시키는 처리수조,를 포함하는 유기성 폐기물 퇴비화 장치에 있어서;
상기 파쇄기는 스크류피더 형태로 거친 파쇄를 수행하는 제1파쇄기와, 제1파쇄기로부터 파쇄된 파쇄물을 체인, 와이어 중 하나의 회전부재로 고속회전시키면서 재차 파쇄하는 제2파쇄기로 구성되고;
상기 반송수단은 1,2,3차 컨베이어로 구성되되, 1차 컨베이어의 상부에는 파쇄물의 함수율을 50-65%로 유지하도록 마이크로파를 조사하여 건조시키는 마그네트론이 설치되고, 2차 컨베이어의 상부에는 철편을 분리하는 자력선별기가 설치되며, 3차 컨베이어의 상부에는 경량의 이물질을 브러쉬로 선별분리하는 이물제거기 및 발효 촉진용 발효 액비를 살포하는 발효액비살포기가 설치되고;
상기 3차 컨베이어와 간격을 두고 반경방향으로 120°간격을 두고 수평하게 설치되어 반송된 종자퇴비를 발효조로 공급하는 종자퇴비컨베이어가 구비되며;
반송된 파쇄물과 종자퇴비에 1:1:1의 부피비로 톱밥을 혼합공급하도록 3차 컨베이어 및 종자퇴비컨베이어 각각과 120°간격을 두고 수평하게 설치되어 톱밥저장탱크에 저장된 톱밥을 혼합분배기로 공급하는 톱밥컨베이어가 구비되고;
상기 혼합분배기는 낙하물을 혼합수납하는 수납호퍼, 수납호퍼의 배출구에 설치되어 회전구동되면서 혼합물을 균일하고 고르게 발효조로 분배하는 분배기로 구성된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 퇴비화 장치.
유기성 폐기물을 수거한 후 투입호퍼로 투입하는 단계, 투입된 폐기물을 파쇄하는 단계, 파쇄물을 반송하는 단계, 반송단계의 끝에서 종자퇴비 및 톱밥과 혼합되면서 발효조로 공급하는 단계, 혼합된 폐기물을 발효조에서 1차 발효시키는 단계, 1차 발효된 폐기물을 교반조로 이송한 후 교반시키면서 2차 발효시키는 단계, 교반된 폐기물을 숙성조로 이송한 후 3차 발효시키면서 숙성시키는 단계, 숙성이 완료된 폐기물을 퇴비보관조로 이송하여 보관하는 단계, 보관된 퇴비의 일부는 종자퇴비로 재활용하고 나머지는 선별 및 포장조로 이송하여 출하하는 단계로 이루어진 유기성 폐기물의 퇴비화 방법에 있어서;
상기 파쇄단계는, 1차 파쇄와 2차 파쇄를 순차 수행하여 파쇄물을 죽 상태로 만들고;
상기 반송단계는, 1차 2차 3차 컨베이어를 통해 순차 반송하되, 마이크로파를 조사하여 함수율을 50-65%로 조정한 다음 마그네트로 철편을 선별분리하고, 이물제거기로 브러싱하여 경량의 이물질을 선별한 상태에서 돼지오줌과 호기성 미생물이 혼합된 발효 액비를 살포하는 과정을 필수적으로 수반하며;
상기 발효조 공급단계는, 파쇄물과 종자퇴비 및 톱밥을 1:1:1의 부피비로 혼합한 상태에서 360°회전하는 혼합분배기를 통해 발효조로 분배 공급하고;
상기 발효단계는, 발효 액비를 살포하여 악취를 줄이는 과정, 살포된 발효 액비를 통해 호기성 미생물의 균체 형성을 활성화시키도록 산기장치로 산기시키면서 6~7일 동안 정체시키는 과정으로 이루어지며;
상기 교반단계는, 제1,2교반조에서 동시 처리되되, 발효 액비를 살포하는 과정, 발효 액비가 살포된 상태로 10~12일 동안 유지시키면서 교반시켜 균체증식과 고열분해를 촉진하는 과정으로 이루어지고;
상기 퇴비보관 단계에서, 퇴비의 30%(부피비)는 종자퇴비로 재활용하고, 나머지는 선별하여 포장하며; 상기 파쇄, 반송, 발효시 생성된 침출수는 침출수저장조로 유도한 후 잔류미생물을 통해 폭기시켜 1차 정화, 고액분리 후 처리수조내에서 호기성 미생물을 재투입시켜 2차 정화한 후 다시 발효조와 교반조의 함수율 조절용으로 회귀시켜 재사용토록 하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 퇴비화 방법.
청구항 2에 있어서;
상기 발효단계 및 교반단계에서, 호기성 미생물을 활성화시키는 산기장치는 발효조 또는 교반조의 바닥면에 일정 두께의 왕겨층을 형성하여 퇴적물이 고착되지 않게 하여 에어의 공급을 원활하게 구성되고, 별도로 구비된 에어부스터를 통해 주기적으로 왕겨를 폭기시키는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 퇴비화 방법.