KR101162150B1

KR101162150B1 - Ｂｏｄ 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸장치

Info

Publication number: KR101162150B1
Application number: KR1020110119269A
Authority: KR
Inventors: 고천일
Original assignee: 고천일
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2012-07-04
Also published as: US20130118969A1

Abstract

본 발명은 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸장치에 관한 것으로, 상기 음식물쓰레기 소멸장치(100)에서 배수되는 하수에 포함된 음식 잔존물을 발효 및 분해시키는 BOD 저감장치(200)로 구비하고, BOD 저감장치(200)는 상기 음식물쓰레기 소멸장치(100)에서 배출되는 음식 잔존물이 포함된 음식물처리 유입오수를 유입 파이프(21a)를 통해 유입받아 수일간 저장하고 에어펌프(24)에서 공급되는 공기와 혼합하여 호기성균의 작용에 의해 산화 처리하는 농축 산화조(21)와; 상기 농축 산화조(21)에서 배출되는 음식물처리 유입오수를 활성오니와 혼합하고 에어펌프(24)에 의해 산소를 공급하여 유기물의 흡착과 산화분해를 진행하는 폭기조(22)와; 상기 폭기조(22)에서 정화된 음식물처리 유입오수를 모래, 잔자갈, 자갈, 목탄, 그래스울 등으로 구성된 다수의 여과층을 통과시켜 여과하는 여과필터(23)와; 상기 농축산화조(21)와 폭기조(22)에 공기를 공급하는 에어펌프(24)로 구성되어 하수의 BOD를 개선하고, pH 감지 센서 및 이를 보정하기 위한 가성소다 탱크를 장착함으로써 pH를 개선할 수 있도록 하여 음식물쓰레기 소멸장치를 사용하는데 있어서 각 국가에서 요구하는 하수의 수질기준을 충족시킬 수 있으며, 또한 정화된 물은 음식물쓰레기 소멸장치에 다시 재 사용됨으로써 음식물 쓰레기 소멸장치에 사용되는 물의 사용량을 현저히 줄여 기기의 친환경성을 더욱 높일 수 있다.

Description

ＢＯＤ 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸장치{waste food treating apparatus including BOD removing device}

본 발명은 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸장치에 관한 것으로, 특히 음식물쓰레기 소멸장치의 배수부에 BOD 저감장치를 설치하고 음식물쓰레기 소멸장치에서 배출되는 오수를 정화하여 음식물쓰레기 소멸장치에서 재사용함으로써 수질을 개선하여 주는 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸장치에 관한 것이다.

일반적으로 음식물쓰레기와 같은 유기폐기물은 동/식물성 섬유질을 비롯하여 단백질과 탄수화물 및 칼슘 등이 다량으로 함유되어 있으므로 분해하여 소멸시키지 않고 매립하게 되면 유기폐기물에서 발생하는 추출물이 지중으로 유입되어 지하수 등을 오염시키게 된다.

종래의 음식물쓰레기의 소멸처리장치로서 미생물을 이용하여 분해 소멸시키는 장치로서는, 한국공개실용신안 공개번호 제20-1994-12627호ㆍ한국공개실용신안 공개번호 제20-1994-12628호ㆍ 한국공개실용신안 공개번호 제20-1996-4300호ㆍ한국공고실용신안 공고번호 제20-1995-7395호ㆍ한국공고실용신안 공고번호 제20-1995-24804호 등의 음식물쓰레기나 유기물을 비료 또는 사료화하는 방법 또는 장치가 개시되어져 있다.

그러나, 이들 방법이나 장치는 유기폐기물을 감량시키는데 다소의 효과를 얻을 수 있으나 분해에 많은 시간이 소요되어 능률이 떨어지고, 처리능력이 떨어져 완전히 처리하지 못하고 배출시키게 되어 유해가스로 인해 악취가 극심하게 발생하는 문제가 있다.

또한 실용신안등록 제20-270982호의 "유기폐기물분해장치"와 공개특허 공개번호 제10-2006-19663호 "음식물쓰레기 소멸화기기" 및 특허등록 제10-535699호의 "음식물쓰레기 소멸장치의 교반조 구조"가 알려져 있다.

실용신안등록 제20-270982호의 "유기폐기물분해장치"는, 하우징의 내부에 설치되는 쉘케이스의 내부 중앙수평선상에는 다수의 암블레이드가 설치되는 회전축을 장착하여 기어드모터와 기동스프로킷 및 연동스프로킷과 체인을 이용한 회전장치에 의해 회전시킬 수 있도록 하고, 쉘케이스의 내부 상측에는 다수의 분사노즐이 구비되어 있으며, 온수탱크를 설치하여 온수탱크에서 발생하는 스팀을 쉘케이스의 내부에 분사 공급시킬 수 있도록 하며, 쉘 케이스에는 프리히터가 구비된 온수탱크에서 발생하는 온수를 선택적으로 공급하여 쉘 케이스의 내부온도를 조절할 수 있도록 된 것이다.

공개특허 공개번호 제10-2006-19663호 "음식물쓰레기 소멸화기기"는, 처리조의 상측에 형성된 투입구를 통해 투입된 음식물쓰레기는 분쇄밀을 통과하면서 분쇄되어 낙하하고, 분쇄되어 낙하된 음식물쓰레기는 교반날개에 의해 교반되면서 소멸화되어 배출시키며, 처리조의 내부 상측에 설치된 분사시스템에 의해 용수를 분사시켜 내부를 청소하여 배출시킬 수 있도록 된 것이다.

특허등록 제10-535699호의 "음식물쓰레기 소멸장치의 교반조 구조"는, 외부케이스의 내부에는 교반날개가 내부에 구비되고 밑면의 배수공에 망체가 고정된 상부바닥을 설치하고, 상부바닥의 하측에는 배수구가 밑면 중앙에 형성된 하부바닥을 일체로 고정시켜, 외부케이스의 투입구를 통해 상부바닥의 내부로 투입되는 음식물쓰레기는 교반날개에 의해 교반되고, 음식물쓰레기에서 배출되는 취출수는 망체를 통해 하부바닥으로 배출된 후에 배수구를 통해 외부로 배출되도록 된 것이다.

그러나, 상기 음식물쓰레기 소멸장치들은 아날로그방식에 의한 수동스위치장치들에 의해 작동시키므로 조작이 불편할 뿐만 아니라 자동 또는 수동 모드에 의해 선택적으로 조작할 수 없는 문제가 있고, 쉘케이스(교반통)의 내부에는 온수를 분사 공급시킬 수 없으므로 음식물쓰레기의 소멸처리 능력이 떨어지는 문제가 있을 뿐만 아니라 쉘케이스(교반통)의 내부를 깨끗하게 처리할 수 없어 악취가 격하게 발생하는 문제가 있다.

본 출원인이 선출원하여 특허받은 등록특허 제10-0808132호, 제10-0832785호 및 제10-0831380호로 개시된 음식물 쓰레기 소멸장치는 분해에 많은 시간이 소요되어 능률이 떨어지고, 완전히 처리하지 못하고 배출시켜 유해가스로 인해 악취가 극심하게 발생하는 문제, 아날로그방식에 의하여 작동시키므로 조작이 불편할 뿐만 아니라 자동 또는 수동 모드에 의해 선택적으로 조작할 수 없는 문제, 쉘케이스(교반통)의 내부에는 온수를 분사 공급시킬 수 없으므로 음식물쓰레기의 소멸처리 능력이 떨어지는 문제, 쉘케이스(교반통)의 내부를 깨끗하게 처리할 수 없어 악취가 격하게 발생하는 문제들을 해소하였다.

그러나, 위의 본 출원인이 특허받은 음식물 쓰레기 소멸장치는, 미생물을 이용한 생물학적 분해과정 후에 생기는 잔존물을 하수로 배출하는 데 있어서, 각 국가별로 제시된 하수의 기준량을 맞추기 힘든 문제점이 발생하게 된다. 이러한 문제점으로 인하여 몇몇 나라에서 기기 전반의 사용이 불가한 경우가 발생하게 되어, 하수의 수질을 개선시키기 위한 추가적인 장치의 연결이 요구된다.

또한, 분해된 음식물을 하수로 보내는 과정에 있어서 상당한 양의 물이 소요된다. 음식물 분해를 효과적으로 하기 위한 환경을 만들기 위해 교반통 내에 물을 공급하는 수분공급 기능, 분해된 음식물을 하수로 보내기 위해 세척하는 배수기능을 수행함에 있어 1회 사이클 당 약 4리터의 물이 사용되며, 이를 하루의 사용량으로 환산하면 약 400리터의 물이 요구된다. 많은 물의 사용은 음식물 쓰레기 소멸장치의 친환경적인 특징에 저해가 되는 요소로써 효과적인 물 사용량 관리 대책이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 음식물 쓰레기를 생물학적인 방법으로 분해시킨 뒤, 잔존물을 물과 함께 배수하여 하수로 보내는 수질의 기준치를 만족시켜 주는 BOD 저감장치를 장착하여 생물학적 산소요구량(BOD)과 pH(산, 염기도)를 조절할 수 있는 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 분해된 음식물을 하수로 보내는 과정에 있어서 하수에 포함된 음식 잔존물을 발효 및 분해시키고 여과과정을 거쳐 음식 잔존물과 물을 분리시켜 분리된 물을 음식물쓰레기 소멸장치에서 하수처리에 재사용하여 최종적으로 배수되는 수질을 개선할 수 있는 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸장치를 제공하는 것이다.

이와 같이 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸장치는, 음식물 쓰레기 소멸장치와 상기 음식물쓰레기 소멸장치에서 배수되는 하수에 포함된 음식 잔존물을 발효 및 분해시키는 BOD 저감장치로 구성되고,

상기 BOD 저감장치는, 상기 음식물쓰레기 소멸장치에서 배출되는 음식 잔존물이 포함된 음식물처리 유입오수를 유입 파이프를 통해 유입받아 수일간 저장하고 에어펌프에서 공급되는 공기와 혼합하여 호기성균의 작용에 의해 산화 처리하는 농축 산화조와; 상기 농축 산화조에서 배출되는 음식물처리 유입오수를 활성오니와 혼합하고 에어펌프에 의해 산소를 공급하여 유기물의 흡착과 산화분해를 진행하는 폭기조와; 상기 폭기조에서 정화된 음식물처리 유입오수를 모래, 잔자갈, 자갈, 목탄, 그래스울 등으로 구성된 다수의 여과층을 통과시켜 여과하는 여과필터와; 상기 농축산화조와 폭기조에 공기를 공급하는 에어펌프로 구성되고,

상기 음식물쓰레기 소멸장치에서 배출되는 하수는 상기 BOD 저감장치의 유입되며, BOD 저감장치에서 정화된 물은 다시 음식물쓰레기 소멸장치의 유입되도록 배관이 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면 산화 폭기조는 제1 산화폭기조와 제2 산화폭기조로 구성되며, 상기 제1 산화폭기조는 배수파이프를 통해 상기 농축 산화조(21)로부터 음식물처리 유입오수를 유입받고, 제1 산화폭기조는 고정식 메디아가 장착되고, 외부 에어펌프에서 공기 파이프를 통하여 공기를 불어넣어 산소가 탱크내로 유입되어 폭기를 발생시키도록 하는 디스크 러버 산기관을 구비하고, 제2 산화폭기조는 판식 메디아가 장착되고, 외부 에어펌프에서 공기 파이프를 통하여 공기를 불어넣어 산소가 탱크내로 유입되어 폭기과정이 이루어지도록 하는 멤브레인 산기관을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면 상기 BOD 저감장치는 농축 산화조를 앞에 배치하고, 산화 폭기조를 뒤에 배치하되 농축산화조의 폭 W1이 폭기조의 폭 W0 의 1/2이 되도록 하여 농축산화조의 우측 옆에 여과필터가 설치될 공간을 형성하고, 농축산화조의 우측 공간에 여과필터를 설치하여 농축산화조와 여과필터의 폭의 합이 산화폭기조의 폭 W0보다 크지 않도록 구성하고, 농축산화조와 여과필터 사이에 에어펌프를 설치하여 전체적으로 산화폭기조의 폭 W0를 한변으로 하는 정사각형의 모양으로 배치되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면 BOD 저감장치의 농축 산화조와 산화 폭기조, 여과필터 각각의 탱크는 배수파이프에 의해 서로 연결되어 있으며, 음식물처리 유입오수가 일정이상의 수위 H₁, H₂ 가 되면 자동으로 다음 과정으로 넘어갈 수 있도록 배수파이프의 높이가 조절되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면 여과필터의 상부 및 하부 두 군데에 고수위, 저수위 감지센서를 설치하여 정화된 물의 수량을 저수위 감지센서로 감지하여 일정량 이상의 수량이 확보도록 하고, 상기 음식물쓰레기 소멸장치의 수분공급 기능작동 사이클에 상기 여과필터의 정화된 물을 공급하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면 상수도로부터 공급되는 물을 열고 닫는 수분공급밸브와; 상기 수분공급밸브에서 공급되는 물을 교반통으로 펌핑하는 수분공급펌프와; 상수도로부터 공급되는 물을 상기 교반통의 배수공급노즐에 공급되도록 PLC 제어부의 제어에 의해 열리고 닫히는 배수밸브와; 가성소다 탱크에 저장된 가성소다를 공급하는 공급관을 열고 닫는 가성소다탱크 밸브와; BOD 저감장치에서 정화되어 공급되는 물을 공급하기 위해 PLC 제어부의 제어에 의해 열리고 닫히는 재사용수분공급밸브와; 상기 BOD 저감장치의 여과필터의 고수위와 저수위를 감지하는 고수위감지센서및 저수위감지센서와; 상기 여과필터의 배수구에 설치되어 산, 염기도를 측정하는 pH센서와; 상기 여과필터의 배수구에 설치되는 최종배수밸브와; 상기 pH센서에서 감지되는 pH 값에 따라 상기 수분공급펌프에 의해 펌핑되는 물에 가성소다를 투입하도록 가성소다탱크 밸브를 제어하고, 상기 고수위감지센서에서 고수위 감지신호가 입력되면 상기 최종배수밸브가 열리도록 제어하고, 상기 저수위감지센서에서 저수위 이상의 수위감지신호가 입력되면 상기 수분공급 밸브는 닫힌 상태로 두고, 재사용 수분공급밸브를 열어 상기 여과필터의 정화된 물이 공급되도록 제어하는 PLC 제어부로 구성된다.

이상 본 발명에 의하면 음식물쓰레기 소멸장치에서 나오는 하수를 BOD 정화장치를 장착하여 정화함으로써 하수의 BOD를 개선하고, pH 감지 센서 및 이를 보정하기 위한 가성소다 탱크를 장착함으로써 pH를 개선할 수 있도록 하여 음식물쓰레기 소멸장치를 사용하는데 있어서 각 국가에서 요구하는 하수의 수질기준을 충족시킬 수 있으며, 또한 정화된 물은 음식물쓰레기 소멸장치에 다시 재 사용됨으로써 음식물 쓰레기 소멸장치에 사용되는 물의 사용량을 현저히 줄여 기기의 친환경성을 더욱 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸장치가 설치된 상태를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 BOD 저감장치의 구성을 나타내는 개략도,
도 3은 본 발명에 의한 BOD 저감장치를 실제로 설치하였을 때 최적의 설치상태를 나타내는 평면도,
도 4는 본 발명에 의한 음식물쓰레기 소멸장치와 BOD 저감장치의 배관도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성을 실시예에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 본 발명에 의한 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸장치가 설치된 상태를 나타낸 사시도가 도시된다.

본 발명에 의한 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸장치는 음식물 쓰레기 소멸장치(100)와 상기 음식물쓰레기 소멸장치(100)에서 배수되는 하수에 포함된 음식 잔존물을 발효 및 분해시키는 BOD 저감장치(200)로 구성된다.

본 발명에 의한 음식물쓰레기 소멸장치(100)는 본 출원인이 선출원하여 등록받은 등록특허 제10-0808132호, 제10-0832785호 및 제10-0831380호로 개시된 음식물 쓰레기 소멸장치와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

본 발명에 의한 음식물쓰레기 소멸장치(100)에서 배출되는 하수를 배수하는 배수파이프(21a)는 BOD 저감장치(200)의 유입구에 연결되어져 있으며, BOD 저감장치(200)를 통하여 정화된 물은 다시 음식물쓰레기 소멸장치(100)의 유입구에 연결되어 상기 BOD 저감장치(200)에서 정화된 물을 다시 음식물쓰레기 소멸장치(100)에서 사용하도록 배관이 연결된다.

본 발명에 의한 BOD 저감장치(200)는 크게 농축 산화조(21)와 폭기조(22)와, 에어펌프(23)와 여과필터(24)의 네 부분으로 구성되어져 있다.

도 2에 본 발명에 의한 BOD 저감장치의 구성을 나타내는 개략도가 도시된다.

본 발명에 의한 BOD 저감장치(200)는 상기 음식물쓰레기 소멸장치(100)에서 배출되는 음식 잔존물이 포함된 음식물처리 유입오수를 유입 파이프(21a)를 통해 유입받아 수일간 저장하고 에어펌프(24)에서 공급되는 공기와 혼합하여 호기성균의 작용에 의해 산화 처리하는 농축 산화조(21)와; 상기 농축 산화조(21)에서 배출되는 음식물처리 유입오수를 활성오니와 혼합하고 에어펌프(24)에 의해 산소를 공급하여 유기물의 흡착과 산화분해를 진행하는 폭기조(22)와; 상기 폭기조(22)에서 정화된 음식물처리 유입오수를 모래, 잔자갈, 자갈, 목탄, 그래스울 등으로 구성된 다수의 여과층을 통과시켜 여과하는 여과필터(23)와; 상기 농축산화조(21)와 폭기조(22)에 공기를 공급하는 에어펌프(24)로 구성된다.

음식물쓰레기 소멸장치(100)에서 배출된 음식 잔존물이 포함된 음식물처리 유입오수는 배출 파이프(21a)를 통하여 농축 산화조에 (21)에 유입된다. 농축 산화조에 (21)에 유입된 음식물 처리 유입오수는 미생물이 부착 생장하는 유동성 담체인 유동성 메디아에 의해 부유물질 및 기타 잔존물이 걸러지고 질소와 인이 제거되어진다.

상기 농축 산화조(21)에 의해 1차 정화된 음식물처리 유입오수는 산화 폭기조(22)로 유입되며, 산화 폭기조(22)는 제1 산화폭기조(22a)와 제2 산화폭기조(22b)로 구성되며, 상기 제1 산화폭기조(22a)는 배수밸브(21b)가 설치된 배수파이프(21c)를 통해 상기 농축 산화조(21)로부터 음식물처리 유입오수를 유입받고 1차로 발효시키게 된다.

상기 제1 산화폭기조(22a)에는 고정식 메디아(22c)가 장착되어 있고, 외부 에어펌프(24)에서 공기 파이프(24)를 통하여 공기를 불어넣어 주면 디스크 러버 산기관(221)을 통하여 산소가 탱크내로 유입되어 폭기를 발생시킨다.

제2 산화폭기조(22b)에는 판식 메디아(22d)가 장착되어 있고, 외부 에어펌프(24)에서 공기 파이프(24)를 통하여 공기를 불어넣어 주면, 멤브레인 산기관(222)을 통하여 산소가 탱크내로 유입되어 폭기과정이 이루어지도록 한다.

산화 폭기조(22)는 유입된 음식물처리 유입오수에 포함된 음식의 잔존물이 산화과정을 거침으로써 더욱 더 많은 분해 작용이 일어나도록 하며, 또한 분해되지 않는 음식물 잔존물질들은 메디아(22c, 22d)에 의해 지속적으로 걸러지도록 설계되어 있어 효율적인 물의 정화가 이루어지도록 한다.

산화 폭기조(22)에서는 분해된 침전물은 탱크 바닥으로 가라앉게 되며, 이는 차후에 유지보수를 통하여 배출할 수 있도록 되어 있다. 산화 폭기조(22)에서 정화된 음식물처리 유입오수는 마지막으로 3차로서 여과필터(23)를 통하여 걸러지는 과정을 거친다.

여과필터(23)에는 자갈 및 활성탄으로 구성된 필터가 장착되어 있으며, 물이 필터를 통과할 때 미처 분해처리되지 못한 음식 잔존물이 이곳에서 최종적으로 걸러져 정화된다. 여과필터(23)는 3개월 마다 교체해줌으로써 지속적인 필터링의 효과를 유지할 수 있다.

앞서 설명한 농축산화, 폭기조 처리 및 여과의 모든 과정을 거친 음식물처리 유입오수는 처음 음식물소멸장치(100)에서 배출될 당시 음식물처리 하수의 BOD 레벨에서 약 1000 BOD 레벨의 감소 효과를 가져 온다.

도 3은 본 발명에 의한 BOD 저감장치를 실제로 설치하였을 때 최적의 설치상태를 나타내는 평면도이다.

본 발명에 의한 BOD 저감장치(200)는 도시된 바와 같이 농축 산화조(21)를 앞에 배치하고, 산화 폭기조(22)를 뒤에 배치하되 농축산화조(21)의 폭 W1이 폭기조(22)의 폭 W0 의 1/2이 되도록 하여 농축산화조(21)의 우측 옆에 여과필터(23)가 설치될 공간을 형성한다.

농축산화조(21)의 우측 공간에 여과필터(23)를 설치하여 농축산화조(21)와 여과필터(23)의 폭의 합이 산화폭기조(22)의 폭 W0보다 크지 않도록 구성한다. 그리고 농축산화조(21)와 여과필터(23) 사이에 에어펌프(24)를 설치하여 전체적으로 산화폭기조(22)의 폭 W0를 한변으로 하는 정사각형의 모양으로 배치되도록 한다.

이와 같이 본 발명에 의한 BOD 저감장치(200)는 농축 산화조(21)와 산화 폭기조(22), 여과필터(24) 그리고 에어펌프(24)의 위치선정을 통하여 유닛의 사이즈를 최대한 줄임으로써 설치공간을 최소화할 수 있도록 설계되어 있다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이 농축 산화조(21)와 산화 폭기조(22), 여과필터(24) 각각의 탱크는 배수파이프(21c,22f)에 의해 서로 연결되어 있으며, 음식물처리 유입오수가 일정이상의 수위 H₁, H₂ 가 되면 자동으로 다음 과정으로 넘어갈 수 있도록 배수파이프(21c, 22f)의 높이가 조절되어 있다.

유지보수를 위하여 마지막 여과필터(23)의 배관 파이프(23a)에는 수동식 밸브(25)가 장착되어 있어, 상기 수동식 밸브(25)를 열거나 닫음으로써 정화된 물을 선택적으로 배수할 수 있도록 설계되어져 있다.

도 4에 본 발명에 의한 음식물쓰레기 소멸장치와 BOD 저감장치의 배관도및 각 밸브와 제어장치의 연결관계를 나타내는 회로도가 도시된다.

BOD 저감장치(200)를 통하여 정화된 물이 어떻게 음식물쓰레기 소멸장치(100)에 다시 사용되는지에 대한 배관도와 함께 설명한다.

본 발명에 의한 음식물쓰레기 소멸장치(100)는 상수도로부터 공급되는 물을 열고 닫는 수분공급밸브(101)와; 상기 수분공급밸브(101)에서 공급되는 물을 교반통(102)으로 펌핑하는 수분공급펌프(107)와; 상수도로부터 공급되는 물을 상기 교반통(102)의 배수공급노즐(102b)에 공급되도록 PLC 제어부(106)의 제어에 의해 열리고 닫히는 배수밸브(108)와; 가성소다 탱크(105)에 저장된 가성소다를 공급하는 공급관을 열고 닫는 가성소다탱크 밸브(109)와; BOD 저감장치(200)의 여과필터(23)에서 정화되어 공급되는 물을 공급하기 위해 PLC 제어부(106)의 제어에 의해 열리고 닫히는 재사용수분공급밸브(104)와; 상기 BOD 저감장치(200)의 여과필터(23)의 고수위와 저수위를 감지하는 고수위감지센서(23b)및 저수위감지센서(23c)와; 상기 여과필터(23)의 배수구(23a)에 설치되어 산, 염기도를 측정하는 pH센서(202)와; 상기 여과필터(23)의 배수구(23a)에 설치되는 최종배수밸브(201)와; 상기 pH센서(202)에서 감지되는 pH 값에 따라 상기 수분공급펌프(107)에 의해 펌핑되는 물에 가성소다를 투입하도록 가성소다탱크 밸브(109)를 제어하고, 상기 고수위감지센서(23b)에서 고수위 감지신호가 입력되면 상기 최종배수밸브(201)가 열리도록 제어하고, 상기 저수위감지센서(23c)에서 저수위 이상의 수위감지신호가 입력되면 상기 수분공급 밸브(101)는 닫힌 상태로 두고, 재사용 수분공급밸브(104)를 열어 상기 여과필터(23)의 정화된 물이 공급되도록 제어하는 PLC 제어부(106)로 구성된다.

기본적으로 음식물쓰레기 소멸장치(100)는 건물 등의 물 공급라인(상수도 등)에서 물이 공급되도록 배관이 설계된다. 음식물쓰레기 소멸장치(100)에서는 크게 두 부분(수분공급펌프(107)과 배수밸브(108))에서 물을 공급해주는 수분공급 기능이 있으며 상기 두 부분 수분공급펌프(107)와 배수밸브(108)에 BOD 저감장치(200)의 배수구(23a)와 연결되는 배관(23d)을 연결시켜 정화된 음식물처리 유입오수를 주입하여 다시 사용하도록 한다.

그리고 BOD 저감장치(200)의 배수구(23a)와 연결되는 배관(23d)에는 재사용수분공급밸브(104)를 설치하고 PLC 제어부(106)에 의해 열리도록 제어하여 BOD 저감장치(200)에서 정화된 음식물처리 유입오수가 공급되도록 한다.

첫째로는 음식물쓰레기 소멸장치(100)의 교반통(102) 안에서 음식물쓰레기에 직접 물을 공급해주는 수분공급펌프(107)에서 BOD 저감장치(200)에서 정화된 음식물처리 유입오수를 다시 공급하여 사용한다.

두번째로는 분해된 음식물쓰레기가 교반통(102)의 바닥에 뚫려있는 천공을 통하여 드레인 집수탱크에 모였을때 이를 세척하여 하수로 내보내는 배수기능을 하는 배수공급노즐(102b)에 BOD 저감장치(200)에서 정화된 음식물처리 유입오수를 사용하기 위하여 배수밸브(108)을 통해 정화된 음식물처리 유입오수를 공급한다.

두 기능 모두 스프레이 노즐(102a, 102b)을 통하여 분사시키며, 물 분사에 사용되는 수압은 수분공급 기능에서는 수분공급펌프(107)를 통하여 배수기능에서는 배수밸브(108)을 통해 상수도의 물 공급라인에 존재하는 원래의 수압을 이용한다.

이하 본 발명에 의한 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸장치의 작용에 대해 설명한다.

음식물 쓰레기소멸장치(100)가 처음 가동되기 시작하면 수분공급 밸브(101)가 열리면서, 교반통(102)내로 물분사가 이루어진다. 이후 교반날개가 회전하면서 음식물을 기계적으로 교반하면서 투입된 미생물이 음식물을 생물학적으로 분해하기 시작한다.

음식물이 분해되면서 생기는 잔존물을 교반통(102) 바닥에 설치된 망채를 지나 드레인 집수탱크로 모이게 되며, 이를 세척하기 위한 배수밸브(108)가 열리면서 물과 함께 잔존물이 배수구(110)로 배출된다.

음식물쓰레기 분해과정을 거치면서 배수구(110)로 나온 물은 분해된 음식물쓰레기의 잔존물이 섞여 있다. 이 하수를 그대로 일반건물 하수부에 연결시킬 수 있으나 이럴 경우에 하수의 일반수질 기준에 미달하는 물을 방류할 가능성이 높다.

하수의 수질에 있어서 가장 중요한 기준 중의 하나인 BOD를 조절하는 것이 가장 큰 과제이다. 이를 해결하기 위해 음식물쓰레기 소멸장치(100)의 배수구(110)에 BOD 저감장치(200)를 배수관(103)을 통해 연결시킨다.

BOD 저감장치(200)로 하수가 유입되면 첫번째 농축산화조(21)에서 농축산화과정을 거치고 제1폭기조(22a)과 제2폭기조(22b)를 지나면서 대부분의 고형물질 및 부유물질이 분해되며, 마지막으로 여과필터(23)를 거쳐 하수가 정수된다.

이 여과필터(23)의 상부 및 하부 두 군데에 고수위, 저수위 감지센서(23b, 23c)를 설치하여 정화된 물의 수량을 저수위 감지센서(23c)로 감지하여 일정량 이상의 수량이 확보됨을 파악한 후, 이후의 수분공급 기능작동 사이클에 정화된 물을 공급하도록 하기 위하여 원래의 수분공급 밸브(101)는 닫힌 상태로 두고, 재사용 수분공급밸브(104)를 열어준다.

이렇게 되면 수분공급기능에 사용되는 물은 BOD 저감장치(200)에서 정화된 물을 사용하게 되어, 물 사용량을 현저히 감소시킬 수 있다. 음식물쓰레기 소멸장치(100) 내의 교반통(102)의 환경을 지속적으로 유지해 주기 위하여 약 10초정도 재 사용된 물은 계속 재사용하지 않고 하수구로 모두 배출되도록 한다.

이를 위하여 배수밸브(201)를 열어 여과 필터(23) 내에 들어 있는 물을 모두 배출하는 사이클을 매 10회마다 한번씩 작동하도록 한다. 모든 물이 배수된 후에는 처음으로 돌아가 다시 같은 과정을 반복한다.

만약 배수기능의 회수를 늘려야 할 경우에 수분 공급기능에 사용되는 물의 양보다 하수에서 유입되는 물이 더 많게 되어 빠르게 여과필터(23)의 탱크에 물이 차오르는 경우가 발생할 수 있다.

이를 대비하기 위하여 고수위 감지센서(23b)를 여과필터(23)의 탱크 안에 장착하였으며, 어느 시점에서든 물의 양이 고수위 감지센서(23b)의 높이를 넘어서게 되면 즉시 배수밸브(201)를 열어 여과필터(23)에 모인 물을 배수시키도록 하여 정화된 물의 오버플로우를 방지하도록 한다.

마지막으로 BOD 저감장치(200)를 구성하는 여과필터(23)의 배수구(23a)에 산, 염기도를 측정할 수 있는 pH센서(202)를 장착하여 센서의 pH 값이 pH 3이하가 될 경우에 음식물쓰레기 소멸장치의 수분공급 밸브(101) 뒷단의 배관에 장착된 가성소다 탱크(105)에서 소량의 가성소다 가루를 투입하도록 설정한다.

음식물쓰레기가 미생물에 의해 분해되는 경우, 교반통(102)의 환경은 산성화되기 쉬우며, 분해된 물질이 배수처리 될 경우, 교반통(102)의 환경은 산성화되기 쉬우며, 분해된 물질이 배수처리될 경우 산성화를 띠게 된다.

실제로 음식물쓰레기 소멸장치(100)에서 나온 실제 하수의 pH 값은 항상 pH 7보다 낮게 나온다. 산성화된 pH값을 중성화하기 위한 물질로는 염기성 물질만이 필요하며, 이를 위하여 비교적 저렴한 가성소다 가루를 투입할 수 있도록 배관에 가성소다 탱크(105)를 설치하여 pH 프로브 센서(202)에 의해 읽은 pH 값에 따라 투입되는 물에 가성소다를 더 하여 줌으로써 최종하수의 산, 염기도를 맞출 수 있도록 한다.

상기와 같이 기존의 음식물쓰레기 소멸장치(100)에서 나오는 하수를 BOD 정화장치(200)를 장착함으로써 하수의 BOD를 개선하고, pH 감지 센서 및 이를 보정하기 위한 가성소다 탱크를 장착함으로써 pH를 개선할 수 있도록 하여 음식물쓰레기 소멸장치를 사용하는데 있어서 각 국가에서 요구하는 하수의 수질기준을 충족시킬 수 있으며, 또한 정화된 물은 음식물쓰레기 소멸장치에 다시 재 사용됨으로써 음식물 쓰레기 소멸장치에 사용되는 물의 사용량을 현저히 줄여 기기의 친환경성을 더욱 높일 수 있도록 한다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

21: 농축산화조 21a: 유입 파이프
21b: 배수밸브 21c: 배수파이프
22: 폭기조 22a: 제1 산화폭기조
22b: 제2산화폭기조 22c: 고정식 메디아
22d: 판식 메디아 22e: 배수밸브
22f: 배수파이프 23: 여과필터
23a: 배관 파이프 23b, 23c: 고수위, 저수위 감지센서
24: 에어펌프 100: 음식물쓰레기 소멸장치
200: BOD 저감장치

Claims

음식물 쓰레기 소멸장치(100)와 상기 음식물쓰레기 소멸장치(100)에서 배수되는 하수에 포함된 음식 잔존물을 발효 및 분해시키는 BOD 저감장치(200)로 구성되고,
상기 BOD 저감장치(200)는,
상기 음식물쓰레기 소멸장치(100)에서 배출되는 음식 잔존물이 포함된 음식물처리 유입오수를 유입 파이프(21a)를 통해 유입받아 수일간 저장하고 에어펌프(24)에서 공급되는 공기와 혼합하여 호기성균의 작용에 의해 산화 처리하는 농축 산화조(21)와;
상기 농축 산화조(21)에서 배출되는 음식물처리 유입오수를 활성오니와 혼합하고 에어펌프(24)에 의해 산소를 공급하여 유기물의 흡착과 산화분해를 진행하는 폭기조(22)와;
상기 폭기조(22)에서 정화된 음식물처리 유입오수를 모래, 잔자갈, 자갈, 목탄, 그래스울로 구성된 다수의 여과층을 통과시켜 여과하는 여과필터(23)와; 상기 농축산화조(21)와 폭기조(22)에 공기를 공급하는 에어펌프(24)로 구성되고,
상기 음식물쓰레기 소멸장치(100)에서 배출되는 하수는 상기 BOD 저감장치(200)의 유입되며, BOD 저감장치(200)에서 정화된 물은 다시 음식물쓰레기 소멸장치(100)의 유입되도록 배관이 연결되는 것을 특징으로 하는 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸처리장치.
제1항에 있어서,
상기 산화 폭기조(22)는 제1 산화폭기조(22a)와 제2 산화폭기조(22b)로 구성되며, 상기 제1 산화폭기조(22a)는 배수파이프(21c)를 통해 상기 농축 산화조(21)로부터 음식물처리 유입오수를 유입받고,
상기 제1 산화폭기조(22a)는 고정식 메디아(22c)가 장착되고, 외부 에어펌프(24)에서 공기 파이프(24)를 통하여 공기를 불어넣어 산소가 탱크내로 유입되어 폭기를 발생시키도록 하는 디스크 러버 산기관(221)을 구비하고,
제2 산화폭기조(22b)는 판식 메디아(22d)가 장착되고, 외부 에어펌프(24)에서 공기 파이프(24)를 통하여 공기를 불어넣어 산소가 탱크내로 유입되어 폭기과정이 이루어지도록 하는 멤브레인 산기관(222)을 구비하는 것을 특징으로 하는 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸처리장치.
제1항에 있어서,
상기 BOD 저감장치(200)는 농축 산화조(21)를 앞에 배치하고, 산화 폭기조(22)를 뒤에 배치하되 농축산화조(21)의 폭 W1이 폭기조(22)의 폭 W0 의 1/2이 되도록 하여 농축산화조(21)의 우측 옆에 여과필터(23)가 설치될 공간을 형성하고,
농축산화조(21)의 우측 공간에 여과필터(23)를 설치하여 농축산화조(21)와 여과필터(23)의 폭의 합이 산화폭기조(22)의 폭 W0보다 크지 않도록 구성하고, 농축산화조(21)와 여과필터(23) 사이에 에어펌프(24)를 설치하여 전체적으로 산화폭기조(22)의 폭 W0를 한변으로 하는 정사각형의 모양으로 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸처리장치.
제1항에 있어서,
상기 BOD 저감장치(200)의 농축 산화조(21)와 산화 폭기조(22), 여과필터(24) 각각의 탱크는 배수파이프(21c,22f)에 의해 서로 연결되어 있으며, 음식물처리 유입오수가 일정이상의 수위 H₁, H₂ 가 되면 자동으로 다음 과정으로 넘어갈 수 있도록 배수파이프(21c, 22f)의 높이가 조절되어 있는 것을 특징으로 하는 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸처리장치.
제1항에 있어서,
상기 여과필터(23)의 상부 및 하부 두 군데에 고수위, 저수위 감지센서(23b, 23c)를 설치하여 정화된 물의 수량을 저수위 감지센서(23c)로 감지하여 일정량 이상의 수량이 확보되도록 하고, 상기 음식물쓰레기 소멸장치(100)의 수분공급 기능작동 사이클에 상기 여과필터(23)의 정화된 물을 공급하도록 하는 것을 특징으로 하는 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸처리장치.
상수도로부터 공급되는 물을 열고 닫는 수분공급밸브(101)와;
상기 수분공급밸브(101)에서 공급되는 물을 교반통(102)으로 펌핑하는 수분공급펌프(107)와;
상수도로부터 공급되는 물을 상기 교반통(102)의 배수공급노즐(102b)에 공급되도록 열리고 닫히는 배수밸브(108)와;
가성소다 탱크(105)에 저장된 가성소다를 공급하는 공급관을 열고 닫는 가성소다탱크 밸브(109)와;
BOD 저감장치(200)에서 정화되어 공급되는 물을 공급하기 위해 열리고 닫히는 재사용수분공급밸브(104)와;
상기 BOD 저감장치(200)의 여과필터(23)의 고수위와 저수위를 감지하는 고수위감지센서(23b)및 저수위감지센서(23c)와;
상기 여과필터(23)의 배수구(23a)에 설치되어 산, 염기도를 측정하는 pH센서(202)와;
상기 여과필터(23)의 배수구(23a)에 설치되는 최종배수밸브(201)와;
상기 pH센서(202)에서 감지되는 pH 값에 따라 상기 수분공급펌프(107)에 의해 펌핑되는 물에 가성소다를 투입하도록 가성소다탱크 밸브(109)를 제어하고, 상기 고수위감지센서(23b)에서 고수위 감지신호가 입력되면 상기 최종배수밸브(201)가 열리도록 제어하고, 상기 저수위감지센서(23c)에서 저수위 이상의 수위감지신호가 입력되면 상기 수분공급 밸브(101)는 닫힌 상태로 두고, 재사용 수분공급밸브(104)를 열어 상기 여과필터(23)의 정화된 물이 공급되도록 제어하는 PLC 제어부(106)로 구성되는 것을 BOD 저감장치를 구비하는 음식물쓰레기 소멸처리장치.