KR101171082B1 - 유기성 폐기물 처리장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 처리에 따른 비용과 시간을 줄일 수 있고, 악취나 폐수의 발생 없이 친환경적인 처리가 가능하며, 그 결과로 고품질의 유기질 퇴비와 고농도 액체비료를 제조할 수 있는 유기성 폐기물 처리장치 및 방법에 관한 것이다. 개시한 유기성 폐기물 처리장치는 유기성 폐기물과 반응첨가물이 투입되는 투입구, 처리물이 배출되는 배출구, 반응가스가 배출되는 가스배출구를 구비하며 밀봉이 가능한 반응용기와; 반응용기의 내용물을 교반시키는 교반기와; 가스배출구로부터 배출되는 반응가스를 냉각액으로 응축시켜 냉각액의 비료성분 농도를 점차 높이는 방식으로 액체비료를 만드는 액비제조기를 포함한다.

Description

유기성 폐기물 처리장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING ORGANIC WASTE}
본 발명은 유기성 폐기물 처리장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기성 폐기물을 처리하여 유기질 퇴비와 고농도 액체비료를 생산할 수 있도록 하는 유기성 폐기물 처리장치 및 방법에 관한 것이다.
축산분뇨, 인분, 음식물 쓰레기와 같은 유기성 폐기물은 함수율이 높고 배출되는 오염물질의 농도가 높기 때문에 이를 그대로 방류하거나 폐기할 경우 수질오염, 악취발생 등 중대한 환경오염을 야기한다.
최근에는 이러한 유기성 폐기물을 친환경적으로 처리하면서 이를 자원으로 활용하기 위한 연구들이 다양하게 이루어지고 있다. 알려진 것으로는 호기성 미생물 또는 혐기성 미생물을 이용하여 유기물질을 퇴비화 처리하는 방법이 있다. 호기성 미생물 처리는 호기성 미생물로 유기물을 산화 분해시켜 잔재물을 안정화하여 퇴비화 방식이다. 혐기성 미생물 처리는 무산소상태의 혐기성균을 이용하여 분해가 가능한 유기물을 분해시킴으로써 퇴비화하는 방식이고 부산물로 메탄가스를 얻을 수 있다.
하지만 이러한 방법들은 대부분 처리기술이 복잡하고 처리를 위해 넓은 공간이 필요하며, 처리에 1 ~ 2개월이 소요되어 처리시간이 과도하게 긴 문제점이 있었다. 또 완벽한 처리가 어려워 처리과정에서 폐수가 발생하거나 악취가 생기는 문제도 있었다.
본 발명은 처리에 따른 비용과 시간을 줄일 수 있고, 악취나 폐수의 발생 없이 친환경적인 처리가 가능하며, 그 결과로 고품질의 유기질 퇴비와 고농도 액체비료를 제조할 수 있도록 하는 유기성 폐기물 처리장치 및 방법을 제공하는 것이다.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치는 유기성 폐기물과 반응첨가물이 투입되는 투입구, 처리물이 배출되는 배출구, 반응가스가 배출되는 가스배출구를 구비하며 밀봉이 가능한 반응용기와; 상기 반응용기의 내용물을 교반시키는 교반기와; 상기 가스배출구로부터 배출되는 반응가스를 냉각액으로 응축시켜 냉각액의 비료성분 농도를 점차 높이는 방식으로 액체비료를 만드는 액비제조기를 포함한다.
상기 액비제조기는 하측에 반응가스의 유입구가 마련되고 상측에 잔여가스의 배출구가 마련되며 내부에서 반응가스의 선회 상승을 유도하는 사이클론 응축용기와, 상기 응축용기로부터 하측으로 흘러내리는 액체를 수용하며 내부에 냉각액이 채워지는 액체용기와, 상기 액체용기의 냉각액을 상승시켜 상기 응축용기의 내측 상부공간으로 분사하는 냉각액 분사장치를 포함할 수 있다.
상기 응축용기는 그 내부를 상하 다단의 공간으로 구획하여 굴절유로를 형성하는 복수의 구획판과, 이들 구획판의 상측 공간에 채워져 그 상부로부터 분사되는 냉각액과 상승하는 반응가스의 접촉기회를 높여 주는 다수의 담체를 포함할 수 있다.
또 상기 처리장치는 상기 반응용기의 압력이 설정한 반응압력 이상일 때 상기 가스배출구를 개방하고 반응압력 미만일 때 폐쇄하기 위해 상기 가스배출구와 상기 응축용기를 연결하는 배관에 설치된 전동식 개폐밸브를 포함할 수 있다.
또 상기 처리장치는 상기 반응용기의 압력이 상기 반응압력보다 높은 설정한 안전압력 이상일 때 상기 반응용기 내부의 가스를 외부로 배출시키도록 상기 반응용기에 설치된 안전밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 교반기는 상기 반응용기 내부를 횡으로 관통하며 양단이 상기 반응용기에 회전 가능하게 지지된 회전축과, 상기 회전축에 설치된 교반날개와, 상기 반응용기 외측에 설치되어 상기 회전축을 회전시키는 구동모터를 포함할 수 있다.
상기 교반날개는 상기 반응용기 내면과 근접하도록 상기 회전축 주위에 나선형으로 연장되며 상기 회전축으로부터 방사형으로 연장된 복수의 지지부재에 의해 지지된 제1교반날개와, 상기 제1교반날개의 반경보다 짧은 길이로 상기 회전축으로부터 반경방향으로 연장되고 상기 제1교반날개와 반대방향으로 내용물을 이송시키며 교반하는 복수의 제2교반날개를 포함할 수 있다.
상기 반응용기는 원통형의 몸체부와, 이 몸체부의 양단에 각각 결합되는 캡부를 구비하고, 상기 제1교반날개의 회전에 의해 내부의 처리물이 배출될 수 있도록 상기 배출구가 한쪽 캡부의 하측에 마련된 것을 특징으로 한다.
상기 처리장치는 상기 반응용기의 예열을 위한 예열장치를 더 포함하며, 상기 예열장치는 상기 반응용기 외면에 설치된 물 자켓과, 상기 물 자켓으로 온수를 순환시키는 온수보일러를 포함할 수 있다.
상기 처리장치는 상기 반응용기, 교반기, 액비제조기를 함께 지지하도록 이들의 하측에 설치된 베이스프레임과, 상기 반응용기의 지지를 위해 상기 베이스프레임 상부에 탑재된 용기프레임과, 상기 반응용기에 채워지는 내용물의 무게를 감지하기 위해 상기 베이스프레임과 상기 용기프레임 사이에 설치된 복수의 중량센서를 포함할 수 있다.
또 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 처리방법은 수분의 함량이 75 ~ 85%인 유기성 폐기물을 반응용기에 투입한 후 반응용기를 가열하여 내용물을 교반시키면서 50 ~ 60℃로 예열하는 준비공정과; 반응용기에 투입되는 내용물 총량의 20 ~ 30 중량%에 해당하는 생석회를 포함하는 반응첨가물을 예열된 반응용기 내부로 투입하는 첨가물투입공정과; 반응첨가물의 투입 후 반응용기를 밀봉한 상태에서 내용물을 교반시켜 유기성 폐기물과 반응첨가물의 반응을 유도함으로써 발열과 함께 유기물의 분해가 이루어져 유기질의 퇴비가 생성되도록 하되, 반응의 촉진을 위해 반응용기의 가스배출구를 개폐하는 방식으로 내부의 압력을 2 ~ 2.5㎏/㎠로 유지하는 반응공정과; 상기 반응공정에서 상기 가스배출구로 배출되는 반응가스를 냉각수가 분사되는 응축용기 내부로 유입시켜 반응가스가 냉각수에 의해 응축되도록 하는 방식으로 액체비료를 만드는 액체비료제조공정을 포함한다.
또 상기 첨가물투입공정은 반응 활성화를 위한 여유공간이 형성될 수 있도록 상기 반응용기로 투입된 내용물 전체의 부피가 상기 반용용기 내용적의 2/3이하가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 반응공정은 상기 반응용기 내부의 온도가 90 ~ 100℃인 상태로 10 ~ 15분을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치는 유기성 폐기물과 반응첨가물을 반응용기에 함께 투입하여 반응시키는 방식으로 유기성 폐기물을 처리하기 때문에 유기성 폐기물의 처리에 따른 비용과 시간을 최소화할 수 있고, 친환경적인 처리가 가능하며, 그 결과로 고품질의 유기질 퇴비와 고농도 액체비료를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치의 반응용기 내부의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ‘선에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치의 액비제조기 구성을 나타낸 단면도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 반응용기(10), 반응용기(10)의 내용물을 교반시키는 교반기(20), 반응용기(10)의 예열을 위한 예열장치(30), 반응가스를 응축시켜 액체비료를 만드는 액비제조기(60)를 구비한다. 또 이 장치는 반응용기(10), 액비제조기(60), 예열장치(30) 등을 그 상부에 장착하여 지지할 수 있으며 그 하부에 복수의 이동바퀴(41)가 설치된 베이스프레임(40)과, 반응용기(10)의 지지를 위해 베이스프레임(40) 상부에 탑재되는 용기프레임(43), 그리고 반응용기(10)로 내용물을 쉽게 투입할 수 있도록 하는 이동식 투입호퍼(50)를 포함한다.
반응용기(10)는 도 2에 도시한 바와 같이, 양단이 개방된 원통형의 몸체부(11)와, 몸체부(11) 양단의 폐쇄를 위해 몸체부(11) 양단에 각각 결합된 반구형의 캡부(12,13)를 구비한다. 몸체부(11)의 상부에는 내부로 유기성 폐기물과 반응첨가물을 투입하기 위한 투입구(14)가 형성되고, 투입구(14)에는 투입구(14)를 밀봉할 수 있는 투입덮개(14a)가 설치된다. 그리고 한쪽 캡부(12)의 하측에는 반응용기(10) 내부에서 처리가 완료된 처리물(유기질 퇴비)의 배출을 위한 배출구(15)가 형성되고, 배출구(15)에는 역시 배출구(15)를 밀봉할 수 있는 배출덮개(15a)가 설치된다. 이러한 반응용기(10)에서 처리하는 유기성 폐기물은 가축분뇨, 인분, 음식물쓰레기 등일 수 있고, 유기성 폐기물과 반응하도록 투입하는 반응첨가물은 생석회, 게르마늄, 수분첨가제 등일 수 있다. 이에 대해서는 후술할 동작과 처리방법의 설명에서 보다 상세히 언급하기로 한다.
반응용기(10)의 몸체부(11) 상측에는 반응용기(11) 내부에서 발생하는 반응가스가 배출되는 가스배출구(16)가 마련되고, 가스배출구(16)에는 반응가스를 액비제조기(60)로 안내하는 배관(46)이 연결된다. 그 밖에도 반응용기(10)에는 내부압력을 감지하는 압력게이지(17), 내부온도를 감지하는 온도게이지(18), 반응용기(10)의 내부압력이 설정한 안전압력(3㎏/㎠) 이상으로 상승할 때 내부의 가스를 외부로 자동 방출시키기 위한 안전밸브(19)가 설치된다.
교반기(20)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 반응용기(10) 내측 중심부를 횡으로 관통하며 양단이 양측 캡부(12,13)의 중심에 회전 가능하게 지지된 회전축(21), 이 회전축(21)에 설치된 제1교반날개(22)와 복수의 제2교반날개(23), 반응용기(10)의 외측에 설치되어 회전축(21)을 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 구동모터(24)를 포함한다. 구동모터(24)와 회전축(21)은 벨트(26)와 풀리(27)에 의해 동력전달 가능하게 연결된다.
제1교반날개(22)는 소정의 폭을 구비하며 반응용기(10) 내면과 근접하도록 회전축(21) 주위에 나선형으로 연장된다. 또 회전축(21)으로부터 방사형으로 연장된 복수의 지지부재(22a)에 의해 지지된다. 그리고 복수의 제2교반날개(23)는 제1교반날개(22)의 반경보다 짧은 길이로 회전축(21)으로부터 반경방향으로 연장되고 제1교반날개(22)와 반대방향으로 내용물을 이송시키면서 내용물을 교반할 수 있도록 하는 비틀림각을 가진다.
이는 도 2에 도시한 바와 같이, 반응용기(10)의 내면 쪽에 위치하는 내용물이 제1교반날개(22)에 의해 어느 한쪽 방향으로 이동할 때 반응용기(10) 중심부의 내용물이 제2교반날개(23)에 의해 그 반대방향으로 이동하면서 고르게 교반될 수 있도록 한 것이다. 회전축(21)의 회전방향이 바뀔 때는 이들 교반날개(22,23)에 의한 내용물의 이동방향도 바뀐다. 또 내부에서 처리가 완료된 처리물을 배출시킬 때는 반응용기(10) 내면에 근접하는 제1교반날개(22)가 반응용기(10) 내부의 처리물을 배출구(15) 쪽으로 이송시켜 쉽게 배출시킬 수 있도록 한다.
예열장치(30)는 도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 반응용기(10)의 하측과 측방 외면에 설치된 물 자켓(31)과, 물 자켓(31)으로 온수를 순환시키는 온수보일러(32)를 포함한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 온수보일러(32)는 반응용기(10) 측방의 베이스프레임(40) 위에 설치되고, 온수보일러(32)와 물 자켓(31)이 배관들(33,34)을 통해 연결된다. 이는 온수보일러(32)에 의해 가열된 온수가 물 자켓(31)으로 공급되어 순환하도록 함으로써 반응용기(10)가 가열될 수 있도록 한 것이다. 여기서는 예열장치(30)로 온수보일러와 물 자켓을 채용한 경우를 예로 하였으나, 예열장치로는 통상의 전기히터가 채용될 수도 있다.
반응용기(10)를 지지하는 용기프레임(43)과 베이스프레임(40) 사이에는 도 1에 도시한 바와 같이, 반응용기(10)에 채워지는 내용물의 무게를 감지할 수 있도록 복수의 중량센서(44)가 설치된다. 이들 중량센서(44)에 의해 검출되는 정보는 사용자 확인할 수 있도록 제어패널(미도시)의 디스플레이부를 통해 표시함으로써 내용물의 과도한 투입을 방지하는데 기여할 수 있다.
배출되는 반응가스를 응축시켜 액체비료를 만드는 액비제조기(60)는 도 4에 도시한 바와 같이, 원통형의 사이클론 응축용기(61)와, 응축용기(61)의 하단을 지지하는 형태로 응축용기(61)의 하부에 설치되며 내부에 냉각액이 채워진 액체용기(62)와, 액체용기(62)의 냉각액을 상승시켜 응축용기(61) 내측 상부공간으로 분사하는 냉각액 분사장치(70)를 포함한다.
응축용기(61)는 하단이 개방되고 하측 측면에 반응가스의 유입구(61a)가 마련되고 상측에 잔여가스의 배출구(61b)가 마련된다. 또 내부로 유입되는 반응가스의 선회를 유도하도록 유입구(61a)가 그 측면의 편심위치에 마련된다.
응축용기(61)의 유입구(61a)에는 도 1에 도시한 바와 같이, 반응용기로부터 배출된 반응가스가 유입될 수 있도록 반응용기(10)의 가스배출구(16)로부터 연장된 배관(46)이 연결된다. 이 배관(46)은 반응가스의 토출압력에 의한 진동과 충격을 저감시킬 수 있도록 굴절된 형태로 연결하는 것이 좋다.
액체용기(62)는 응축용기(61)로부터 하측으로 흘러내리는 액체가 그 내부로 유입될 수 있도록 응축용기(61)의 하단과 연결되는 부분(상면)이 응축용기(61)와 연통된다. 액체용기(62)에는 그 내부로 냉각액을 보충하기 위한 배관(63)과, 반응가스의 응축에 의해 생성된 내부의 희석 액체비료를 외부로 배출시키기 위한 배관(64)이 설치될 수 있다.
냉각액 분사장치(70)는 냉각액을 흡입하여 송출하는 펌프(71)와, 액체용기(62) 내부로 진입하여 설치되며 펌프(71)의 흡입구와 연결된 흡입관(72)과, 펌프(71)의 토출구와 연결되며 상부가 응축용기(61) 내부로 진입한 토출관(73)과, 응축용기(61) 내부의 토출관(73) 단부에 설치된 분사노즐(74)을 포함한다.
응축용기(61) 내에는 그 내부를 상하 다단의 공간으로 구획하여 굴절유로를 형성하는 제1구획판(65) 및 제2구획판(66)이 설치되고, 제2구획판(66) 상측에는 그 상부로부터 분사되는 냉각액과 상승하는 반응가스의 접촉기회를 높여주는 다수의 담체(67)가 채워진다.
제1구획판(65)은 외주부가 응축용기(61)의 내면과 이격된 원판형태이고, 제2구획판(66)은 제1구획판(65)과 이격된 상부에 배치되고 중심부에 개구(66a)가 형성되고 외주부가 응축용기(61) 내면에 결합된 링형태이다. 이는 응축용기(61)로 유입된 반응가스의 상승 경로가 굴절되어 길어지도록 함으로써 냉각수에 의한 반응가스의 응축효과가 향상될 수 있도록 한 것이다.
다수의 담체(67)는 다수의 구멍이 형성된 다각형 또는 볼형태이거나, 외면에 방사형으로 돌출된 다수의 뿔을 구비하는 형태일 수 있다. 이러한 담체(67)는 이들 틈으로 상승하는 반응가스와 상부로부터 흘러내리는 냉각수의 접촉기회를 높여 반응가스의 응축효과를 높여줄 수 있도록 한 것이다.
반응용기(61)의 가스배출구(16)와 응축용기(61)의 유입구(61a)를 연결하는 배관(46)에는 반응용기(10) 내부의 압력이 설정한 반응압력(2 ~ 2.5㎏/㎠) 이상일 때 가스배출구(16)를 개방하고 반응압력 미만일 때 폐쇄하는 전동식 개폐밸브(47)가 설치된다. 이는 반응과정에서 반응용기(10) 내부가 2 ~ 2.5㎏/㎠의 압력을 유지함으로써 반응이 촉진될 수 있도록 것이고, 그 이상으로 압력이 상승하면 반응가스가 응축용기(61)로 배출될 수 있도록 한 것이다. 물론 반응용기(10) 내부의 압력이 대략 3㎏/㎠ 이상의 안전압력에 이르면, 안전밸브(19)가 개방되면서 반응가스를 외부로 배출시킨다.
이동식 투입호퍼(50)는 도 1에 도시한 바와 같이, 구조물(51)에 지지된 상태로 반응용기(10) 상부에 설치된 레일(52)을 따라 이동하는 전동식 호이스트(53)에 연결된다. 호이스트(53)에 의해 투입호퍼(50)의 승강 및 이동이 가능하여 유기성 폐기물이나 생석회와 같은 반응첨가물을 반응용기(10)로 쉽게 투입할 수 있도록 한 것이다. 여기서는 투입수단으로 이동식 투입호퍼(50)를 제시하였으나, 투입수단은 이에 한정되지 않고 유기성 폐기물이나 반응첨가물을 저장위치로부터 반응용기로 압송펌프나 컨베이어를 이용해 이송하는 자동공급방식으로 구현할 수도 있다.
다음은 이러한 장치를 이용하여 유기성 폐기물을 처리하는 방법에 대하여 설명한다.
처리할 유기성 폐기물은 돈분, 축분, 계분, 인분 등일 수 있다. 유기성 폐기물의 처리를 위해서는 먼저 유기성 폐기물을 반응용기(10)에 투입하여 예열하는 준비공정을 수행한다. 투입하는 유기성 폐기물은 반응용기(10)로 함께 투입하는 반응첨가물과의 반응을 위해 수분 함량이 75 ~ 85% 정도가 되도록 한다.
유기성 폐기물을 반응용기(10)로 투입한 후에는 교반기(20)를 가동시켜 내용물의 교반을 시작한다. 교반기(20)는 설정한 주기(대략 1 ~ 2분)로 정회전과 역회전을 반복하도록 함으로써 내용물의 고른 교반이 이루어지도록 하며, 동시에 예열장치(30)로 반응용기(10)를 50 ~ 60℃까지 예열한다. 교반과 예열을 병행하는 것은 반응용기(10) 내부에 채워진 유기성 폐기물이 전체적으로 고르게 가열되도록 하고 반응에 적당한 온도에 이르도록 하기 위함이다.
준비공정 후에는 생석회, 게르마늄분발, 소정량의 수분흡수제를 포함하는 반응첨가물을 예열된 반응용기(10) 내부로 투입하는 첨가물투입공정을 수행한다. 생석회는 반응용기(10) 내부로 공급되는 내용물 총량의 20 ~ 30중량%에 상당하는 양을 투입한다. 또 유기성 폐기물과 반응첨가물을 포함한 내용물 전체의 부피는 반응용기(10) 내용적의 2/3이하가 되도록 한다. 이는 반응용기(10) 내부에 반응 활성화를 위해 여유공간을 확보하기 위함이다.
반응첨가물을 투입한 후에는 투입덮개(14a)로 투입구(14)를 밀봉한 상태에서 교반기(20)로 내용물을 교반하여 내부의 반응을 유도하는 반응공정을 수행한다. 즉 교반날개들(22,23)에 의해 유기성 폐기물과 반응첨가물이 고르게 섞이도록 하여 반응용기(10) 내에서 반응이 이루어지도록 한다. 이렇게 하면, 반응용기(10) 내에서 생석회와 유기성 폐기물이 반응하여 발열이 생기고, 반응용기 내부의 온도가 90 ~ 100 ℃로 상승한다. 또 반응에 의해 유기성 폐기물의 분해가 이루어지고 함수율이 대략 25%미만으로 매우 낮아지면서 내용물이 고품질의 유기질 퇴비로 변한다. 특히 이러한 공정을 10 ~ 15분 유지하면, 처리된 내용물에서 악취가 제거되고 기생충과 병원균이 거의 사멸된다. 또 처리된 내용물(유기질 퇴비)에서 염분이 제거되고, 내용물의 성질도 토양 중화에 이로운 알칼리성으로 변한다.
이러한 반응공정에서 반응용기(10) 내에는 수증기와 미립자분말을 포함한 반응가스가 형성되기 때문에 압력이 상승한다. 내부의 압력이 2㎏/㎠ 이상으로 상승하면 개폐밸브(47)가 가스배출구(16)를 개방함으로써 내부의 반응가스가 액비제조기(60) 쪽으로 배출되도록 한다. 개폐밸브(47)는 반응용기(10)의 압력변화에 따라 가스배출구(16)를 자동으로 개폐함으로써 반응이 이루어지는 동안 반응용기(10) 내부의 압력이 2 ~ 2.5㎏/㎠ 정도를 유지하도록 한다. 내부압력을 2 ~ 2.5㎏/㎠로 유지하는 것은 반응용기(10) 내부를 반응이 용이한 조건으로 만들어 반응을 촉진하기 위함이다.
반응공정과 아울러 액비제조기(60)에서는 가스배출구(16)로 배출된 반응가스를 응축시켜 액체비료로 만드는 액체비료제조공정을 수행한다. 이때는 수증기와 미립자분말을 포함하는 반응가스가 응축용기(61)의 하부로 유입되어 응축용기(61) 내부를 선회하면서 구획판들(65,66) 사이를 통과하고, 또 담체(67) 사이의 틈을 통하여 상승한다. 동시에 액체용기(62)에 수용된 냉각액이 냉각액 분사장치(70)에 의해 응축용기(61) 상부로 분사된다. 따라서 상승하는 반응가스와 분사에 의해 흘러내리는 냉각액이 상호 접촉되어 반응가스의 응축이 이루어지고, 응축된 액체는 냉각액과 함께 흘러내려 액체용기(62) 내에 고인다.
액체용기(62)에 수용된 냉각액은 고농도의 비료성분 응축액이 흘러내려 냉각액에 섞이므로 액체비료가 되고, 반응의 진행에 따라 점차 그 농도도 진해진다. 즉 이와 같은 처리를 반복함으로써 냉각액이 고농도의 액체비료로 된다.
반용용기(10) 내부에서 처리가 완료된 내용물, 즉 유기질 퇴비는 배출구(15)를 개방시킨 상태에서 교반기(20)를 동작시킴으로써 배출시킬 수 있다. 이때는 제1교반날개(22)가 내용물을 배출구(15)로 밀어서 배출시킨다. 배출된 유기질 퇴비는 그대로 토양에 뿌려 토양개량제로 이용할 수 있다.
10: 반응용기, 14: 투입구,
15: 배출구, 16: 가스배출구,
20: 교반기, 21: 회전축,
22: 제1교반날개, 23: 제2교반날개,
24: 구동모터, 30; 예열장치,
31: 물 자켓, 32: 온수보일러,
40: 베이스프레임, 43: 용기프레임,
44: 중량센서, 47: 자동 개폐밸브,
50: 투입호퍼, 60: 액비제조기,
61: 응축용기, 62: 액체용기,
65: 제1구획판, 66: 제2구획판,
67: 담체, 70: 냉각액분사장치,
74: 분사노즐.

Claims (13)

  1. 유기성 폐기물과 반응첨가물이 투입되는 투입구, 처리물이 배출되는 배출구, 반응가스가 배출되는 가스배출구를 구비하며 밀봉이 가능한 반응용기와;
    상기 반응용기의 내용물을 교반시키는 교반기와;
    상기 가스배출구로부터 배출되는 반응가스를 냉각액으로 응축시켜 냉각액의 비료성분 농도를 점차 높이는 방식으로 액체비료를 만드는 액비제조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액비제조기는 하측에 반응가스의 유입구가 마련되고 상측에 잔여가스의 배출구가 마련되며 내부에서 반응가스의 선회 상승을 유도하는 사이클론 응축용기와, 상기 응축용기로부터 하측으로 흘러내리는 액체를 수용하며 내부에 냉각액이 채워지는 액체용기와, 상기 액체용기의 냉각액을 상승시켜 상기 응축용기의 내측 상부공간으로 분사하는 냉각액 분사장치를 포함하는 유기성 폐기물 처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 응축용기는 그 내부를 상하 다단의 공간으로 구획하여 굴절유로를 형성하는 복수의 구획판과, 이들 구획판의 상측 공간에 채워져 그 상부로부터 분사되는 냉각액과 상승하는 반응가스의 접촉기회를 높여 주는 다수의 담체를 포함하는 유기성 폐기물 처리장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 반응용기의 압력이 설정한 반응압력 이상일 때 상기 가스배출구를 개방하고 반응압력 미만일 때 폐쇄하기 위해 상기 가스배출구와 상기 응축용기를 연결하는 배관에 설치된 전동식 개폐밸브를 더 포함하는 유기성 폐기물 처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반응용기의 압력이 상기 반응압력보다 높은 설정한 안전압력 이상일 때 상기 반응용기 내부의 가스를 외부로 배출시키도록 상기 반응용기에 설치된 안전밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 교반기는 상기 반응용기 내부를 횡으로 관통하며 양단이 상기 반응용기에 회전 가능하게 지지된 회전축과, 상기 회전축에 설치된 교반날개와, 상기 반응용기 외측에 설치되어 상기 회전축을 회전시키는 구동모터를 포함하는 유기성 폐기물 처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 교반날개는 상기 반응용기 내면과 근접하도록 상기 회전축 주위에 나선형으로 연장되며 상기 회전축으로부터 방사형으로 연장된 복수의 지지부재에 의해 지지된 제1교반날개와, 상기 제1교반날개의 반경보다 짧은 길이로 상기 회전축으로부터 반경방향으로 연장되고 상기 제1교반날개와 반대방향으로 내용물을 이송시키며 교반하는 복수의 제2교반날개를 포함하는 유기성 폐기물 처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반응용기는 원통형의 몸체부와, 이 몸체부의 양단에 각각 결합되는 캡부를 구비하고, 상기 제1교반날개의 회전에 의해 내부의 처리물이 배출될 수 있도록 상기 배출구가 한쪽 캡부의 하측에 마련된 것을 특징으로 유기성 폐기물 처리장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 반응용기의 예열을 위한 예열장치를 더 포함하며,
    상기 예열장치는 상기 반응용기 외면에 설치된 물 자켓과, 상기 물 자켓으로 온수를 순환시키는 온수보일러를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 반응용기, 교반기, 액비제조기를 함께 지지하도록 이들의 하측에 설치된 베이스프레임과, 상기 반응용기의 지지를 위해 상기 베이스프레임 상부에 탑재된 용기프레임과, 상기 반응용기에 채워지는 내용물의 무게를 감지하기 위해 상기 베이스프레임과 상기 용기프레임 사이에 설치된 복수의 중량센서를 더 포함하는 유기성 폐기물 처리장치.
  11. 수분의 함량이 75 ~ 85%인 유기성 폐기물을 반응용기에 투입한 후 반응용기를 가열하여 내용물을 교반시키면서 50 ~ 60℃로 예열하는 준비공정과;
    반응용기에 투입되는 내용물 총량의 20 ~ 30 중량%에 해당하는 생석회를 포함하는 반응첨가물을 예열된 반응용기 내부로 투입하는 첨가물투입공정과;
    반응첨가물의 투입 후 반응용기를 밀봉한 상태에서 내용물을 교반시켜 유기성 폐기물과 반응첨가물의 반응을 유도함으로써 발열과 함께 유기물의 분해가 이루어져 유기질의 퇴비가 생성되도록 하되, 반응의 촉진을 위해 반응용기의 가스배출구를 개폐하는 방식으로 내부의 압력을 2 ~ 2.5㎏/㎠로 유지하는 반응공정과;
    상기 반응공정에서 상기 가스배출구로 배출되는 반응가스를 냉각액이 분사되는 응축용기 내부로 유입시켜 반응가스가 냉각액에 의해 응축되도록 하는 방식으로 액체비료를 만드는 액체비료 제조공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 처리방법.
  12. 제11항에 있어서,
    반응 활성화를 위한 여유공간이 형성될 수 있도록 상기 반응용기로 투입되는 내용물 전체의 부피가 상기 반용용기 내용적의 2/3이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 처리방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 반응공정은 상기 반응용기 내부의 온도가 90 ~ 100℃인 상태로 10 ~ 15분을 수행하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 처리방법.
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