KR101230372B1

KR101230372B1 - 소각로용 음폐수처리장치 및 방법

Info

Publication number: KR101230372B1
Application number: KR1020120124239A
Authority: KR
Inventors: 한인태; 이재원; 홍기호
Original assignee: 한인태; 홍기호; 이재원
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2013-02-06

Abstract

본 발명은 소각로에 분사되는 음폐수의 암모니아와 황화수소농도를 증가하기 위해 산발효시켜서 쓰레기의 소각 중에 발생되는 배출가스에 포함된 질소산화물 제거효율을 증가시킬 수 있는 소각로용 음폐수처리장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 특징은, 외부에서 집하되는 음식쓰레기에서 배출되는 음폐수를 집수시켜서 음폐수에 포함된 고형물을 침전시키는 음폐수침전조(100)와, 음폐수침전조(100)에서 배출되는 음폐수에서 고형물을 걸러서 분리하여 외부로 배출하는 고액분리기(200)와, 고액분리기(200)에서 고형물이 분리된 상태로 배출되어서 집수되는 음폐수를 산발효시키는 산발효조(300) 및 산발효조(300)에서 산발효된 음폐수를 소각로(1)의 연소출구(2)에 공급하는 음폐수공급수단(400)을 포함하며, 산발효조(300)는 채워진 음폐수의 pH농도를 센싱하는 pH센서(310)와, 채워진 음폐수의 온도를 센싱하는 온도센서(320)와, 음폐수에 산용액을 공급하는 산용액공급부(330)와, 열원의 열기를 이용하여 음폐수를 가열하는 히팅부(340) 및 음폐수를 순환시키는 순환부(350)를 포함한다.

Description

소각로용 음폐수처리장치 및 방법{FOOD WASTE TREATMENT APPARATUS FOR INCINERATOR AND METHOD THEREOF}

본 발명은 소각로에 분사되는 음폐수의 암모니아와 황화수소농도를 증가하기 위해 산발효시켜서 쓰레기의 소각 중에 발생되는 배출가스에 포함된 질소산화물 제거효율을 증가시킬 수 있는 소각로용 음폐수처리장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 생활 폐기물 소각로에서 배출되는 배기가스는 먼지(Dust), 염화수소(HCl), 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 수은을 포함하는 중금속, 또는 다이옥신 등의 미량 성분을 함유하고 있다. 이러한 유해성분은 환경보호를 위해 반드시 제거되어야 한다.

소각되는 생활쓰레기에서 발생하는 배출가스에는 비산재를 포함하여 휘발성 유기화합물, 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), Pb 등의 중금속, 다이옥신류와 같은 각종 유해물질이 섞여 있다. 이들 유해물질은 대기와 수질은 물론 토양을 오염시키고, 소각장 인근 주민의 건강과 애완동물 및 수목의 안전도 위협하고 있다. 그래서 생활쓰레기 전용 소각장에는 배출가스의 유해물질을 제거하기 위한 장치를 설치하여 운영하고 있다.

통상의 생활쓰레기용 소각로는 노즐로 침출수를 뿌려 2차 연소출구의 온도를 조절하고, 배출가스에 포함된 질소산화물은 선택적 촉매 환원반응장치에 암모니아를 분사하여 촉매 반응에 의해 제거되도록 설계되어 있다.

이러한, 소각로는 선택적 촉매 환원반응장치를 유지하기 위해 암모니아를 구매하여야 하므로 선택적 촉매 환원반응장치의 유지비용이 증가되어 생활쓰레기 소각장의 운영비가 증가됨에 따라 경제성이 낮은 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 소각로에 분사되는 음폐수의 암모니아와 황화수소농도를 증가하기 위해 산발효시켜서 쓰레기의 소각 중에 발생되는 배출가스에 포함된 질소산화물 제거효율을 증가시킬 수 있는 소각로용 음폐수처리장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 소각로용 음폐수처리장치는, 외부에서 집하되는 음식쓰레기에서 배출되는 음폐수를 집수시켜서 음폐수에 포함된 고형물을 침전시키면서 배출시키는 음폐수침전조(100)와, 음폐수침전조(100)에서 배출되는 음폐수에서 고형물을 걸러서 분리하여 외부로 배출하는 고액분리기(200)와, 고액분리기(200)에서 고형물이 분리된 상태로 배출되어서 집수되는 음폐수를 산발효시키는 산발효조(300) 및 산발효조(300)에서 산발효된 음폐수를 소각로(1)의 연소출구(2)에 공급하는 음폐수공급수단(400)을 포함하며, 산발효조(300)는 채워진 음폐수의 pH농도를 센싱하는 pH센서(310)와, 채워진 음폐수의 온도를 센싱하는 온도센서(320)와, 음폐수에 산용액을 공급하는 산용액공급부(330)와, 열원의 열기를 이용하여 음폐수를 가열하는 히팅부(340) 및 음폐수를 순환시키는 순환부(350)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

바람직하게, 산용액공급부(330)는 산발효조(300)의 내부에 설치되어 음폐수에 산용액을 직접 분사하는 산용액분사노즐(331)과, 산용액분사노즐(331)에 연결되어 산용액을 공급하는 산용액공급관(332) 및 산용액공급관(332)에 연결되어 산용액을 펌핑하는 산용액펌프(333)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 히팅부(340)는 소각로(1)의 내부에 관통되게 설치되어 소각로(1)의 폐열에 의해 가열된 상태로 관류되는 열원을 공급하는 열원공급관(341)과, 열원공급관(341)에 연결되면서 산발효조(300)의 내부에 지그제그로 절곡 형성되어 열원공급관(341)에서 공급되는 가열된 열원을 이용하여 음폐수를 열교환시켜서 가열하는 히팅관(342) 및 히팅관(342)에서 열교환된 열원을 열원공급관(341)으로 회수시키도록 히팅관(342)과 열원공급관(341)에 연결되는 열원회수관(343)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 순환부(350)는 산발효조(300)의 상부와 하부에 연통되게 양단이 연결되는 순환관(351) 및 순환관(351)에 설치되어 음폐수를 펌핑하는 순환펌프(352)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 산발효조(300)는 산용액공급부(330)에 산용액의 공급량을 조절하거나 산용액의 공급 또는 중지하는 산용액공급부(360)와, 히팅부(340)의 열원공급량을 조절하거나 열원의 공급 또는 중지하는 히팅조작부(370) 및 pH센서(310)의 센싱에 따라 산용액공급부(360)를 제어하고, 히팅조작부(370)를 제어하는 컨트롤러(380)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 컨트롤러(380)는 pH센서(310)에서 센싱된 센싱pH농도를 인식하는 센싱pH농도인식부(381)와, 기준pH농도가 저장되는 기준pH메모리부(382) 및 센싱pH농도와 기준pH농도를 비교하여 센싱pH농도가 기준pH에 일치하면, 산용액의 공급을 중단하도록 산용액공급부(360)를 폐쇄작동 시키는 산용액공급제어부(383)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 컨트롤러(380)는 산용액공급제어부(383)의 작동시 함께 작동되어 외부에 경보하는 경보부(384)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 컨트롤러(380)는 온도센서(320)의 센싱온도를 인식하는 온도인식부(385)와, 기준온도가 저장되는 기준온도메모리부(386) 및 센싱온도와 기준온도를 비교하여 센싱온도가 기준온도에 일치하면, 히팅부(340)의 열원공급을 중단하도록 히팅조작부(370)를 폐쇄작동 시키는 히팅작동부(387)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 음폐수공급수단(400)은 소각로(1)의 연소출구(2)에 설치되어 음폐수를 분사하는 음폐수분사노즐(410)과, 음폐수분사노즐(410)에 음폐수를 공급하는 음폐수공급관(420) 및 음폐수공급관(420)에 설치되어 음폐수를 강제로 공급하는 음폐수펌프(430)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 음폐수처리방법은, 음폐수를 저장하여 침전물을 침전시키는 침전물 침전단계(S1)와, 저장된 음폐수에서 고형물을 분리하는 고형물분리단계(S2)와, 고형물이 분리된 음폐수를 밀폐된 혐기조건에서 산발효시켜서 암모니아성 질소와 황화수소를 발생시키는 산발효단계(S3)와, 소각로(1)에서 배출되는 배출가스에 포함된 질소산화물이 제거되도록 산발효되어서 암모니아성 질소와 황화수소가 포함된 음폐수를 소각로(1)에 분사하는 음폐수 분사단계(S4)로 이루어지며, 산발효단계(S3)는 음폐수에 산용액을 공급하는 산용액공급단계(S31)와, 공급된 산용액과 음폐수의 혼합되도록 음폐수를 순환시는 음폐수 순환단계(S32)와, 음폐수를 가열시키는 음폐수 가열단계(S33)와, 가열되면서 산용액과 혼합되는 음폐수의 pH농도와 음폐수의 온도를 센싱하는 pH농도/음폐수온도 센싱단계(S34) 및 센싱된 pH농도를 근거로 산용액의 공급을 조절하고 음폐수의 온도를 조절하여 음폐수의 pH농도를 조절하는 pH농도 조절단계(S35)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명은 소각로에 분사되는 음폐수를 산발효시켜서 암모니아성 질소와 황화수소농도를 증가하기 위해 쓰레기의 소각 중에 발생되는 배출가스에 포함된 질소산화물 제거효율을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 산발효시 암모니아성 질소와 황화수소의 농도가 최적으로 증가되도록 pH농도와 온도를 조절하여 소각로에 분사하여 질소산화물의 제거하는 음폐수의 효율을 최대로 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 질소산화물을 제거하기 위해 요소수(환원제)를 대신하여 산발효된 음폐수를 사용함에 따라 질소산화물을 제거하기 위한 비용을 절감되고, 소각로에 분사되는 음폐수도 소각 처리될 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 소각로용 음폐수처리장치를 보인 도면.
도 2는 본 발명에 적용되는 산발효조의 구성을 보인 도면.
도 3은 본 발명에 적용되는 컨트롤러의 구성을 보인 블록도.
도 4는 본 발명에 적용되는 음폐수공급수단을 보인 도면.
도 5는 본 발명에 의해 음폐수가 산발효된 후에 소각로에 분사되는 과정을 보인 블록도.
도 6은 본 발명에 의해 음폐수가 산발효되는 과정을 상세히 보인 블록도.

이하, 본 발명에 따른 소각로용 음폐수처리장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 소각로용 음폐수처리장치는, 음폐수침전조(100)와, 고액분리기(200)와, 산발효조(300) 및 음폐수공급수단(400)을 포함한다.

음폐수침전조(100)는 외부에서 집하되는 음식쓰레기에서 배출되는 음폐수를 집수시켜서 음폐수에 포함된 고형물을 침전시키면서 상층수를 외부로 배출시킨다. 이러한, 음폐수침전조(100)는 물에 가라앉는 무게의 음식물쓰레기나 이물질 등의 고형물이 침전될 수 있다.

고액분리기(200)는 음폐수침전조(100)에서 배출되는 상층수인 음폐수에서 고형물을 걸러서 분리하여 외부로 배출한다. 이러한, 고액분리기(200)는 메쉬형태의 필터를 포함하여 구성될 수 있어서 음폐수에 부유하는 음식물쓰레기나 이물질이 걸러질 수 있다.

산발효조(300)는 고액분리기(200)에서 고형물이 분리된 상태로 배출되어서 집수되는 음폐수에 산용액을 공급하고 음폐수가 적정온도(℃)를 유지하도록 가열하여서 산발효시킨다. 이러한, 산발효조(300)는 pH센서(310)와, 온도센서(320)와, 산용액공급부(330)와, 히팅부(340) 및 순환부(350)를 포함한다.

pH센서(310)는 산발효조(300)에 채워진 음폐수의 pH농도를 센싱한다.

온도센서(320)는 히팅부(340)에 의해 가열된 음폐수의 온도를 센싱한다.

산용액공급부(330)는 산발효조(300)에 채워진 음폐수에 산용액을 공급한다. 이러한, 산용액공급부(330)는 산용액분사노즐(331)과, 산용액공급관(332) 및 산용액펌프(333)를 포함한다.

산용액분사노즐(331)은 산발효조(300)의 내부에 설치되어 음폐수에 산용액을 직접 분사한다. 따라서, 산용액이 음폐수의 속으로 분사되므로 공기중에 노출됨을 줄이면서 음폐수와 혼합율을 증대시킬 수 있다. 여기서, 산용액은 질산용액이거나 황산용액일 수 있다.

산용액공급관(332)은 산용액분사노즐(331)에 연결되어 산용액을 공급한다.

산용액펌프(333)는 산용액공급관(332)에 연결되어 산용액을 펌핑한다.

따라서, 산발효조(300)에서는 산용액펌프(333)가 펌핑됨에 따라 산용액이 산용액분사노즐(331)을 통해 강하게 분사되면서 음폐수에 공급되면서 음폐수와 혼합되므로, 음폐수가 혐기조건하에서 산발효되어서 암모니아성 질소와 황화수소(H₂S) 등의 환원성가스가 발생된다. 이때, pH센서(310)를 통해 pH농도를 확인하면서 산용액을 공급하여 음폐수의 pH농도가 4.2~4.5pH농도가 되도록 하면 암모니아성 질소(NH₄-N)의 농도도 증대된다.

히팅부(340)는 가열된 상태로 공급되는 열원의 열기를 이용하여 음폐수를 가열한다. 이러한, 히팅부(340)는 열원공급관(341)과, 히팅관(342)과, 열원회수관(343) 및 히팅펌프(344)로 구성된다.

열원공급관(341)은 소각로(1)의 내부에 관통되게 설치되어 소각로(1)의 폐열에 의해 가열된 상태로 관류되는 열원을 공급한다. 여기서, 열원은 열원공급관(341)에 관류되면서 소각로(1)의 소각열에 의해 열교환되어서 가열되는 유체인 것이 바람직하다.

히팅관(342)은 열원공급관(341)에 연결되면서 산발효조(300)의 내부에 지그제그로 절곡 형성되어 열원공급관(341)에서 공급되는 가열된 열원을 이용하여 음폐수를 열교환시켜서 가열한다.

열원회수관(343)은 히팅관(342)에서 열교환된 열원을 열원공급관(341)으로 회수시키도록 히팅관(342)과 열원공급관(341)에 연결된다.

따라서, 음폐수와 열교환되어서 온도가 낮아진 열원이 열원회수관(343)을 통해 열원공급관(341)으로 다시 공급되므로, 소각로(1)의 소각열에 의해 다시 가열될 수 있다.

히팅펌프(344)는 열원공급관(341)이나 열원회수관(343)에 설치되어 열원이 강제로 관류되도록 열원을 펌핑한다.

따라서, 산발효조(300)에서는 히팅관(342)을 통해 관류되는 열원의 온도에 의해 음폐수가 가열되어서 약30~35도로 상승될 수 있으므로 음폐수의 산발효가 촉진될 수 있다. 또한, 열원공급관(341)이 소각로(1)의 내부에 관통되게 설치되어 소각로(1)의 폐열에 의해 가열된 열원이 히팅관(342)을 통해 음폐수를 열교환시키므로 음폐수를 가열하기 위한 별도의 에너지소모를 방지할 수 있다.

순환부(350)는 음폐수가 산용액공급부(330)에서 공급된 산용액과의 접촉이 증대되도록 음폐수를 순환시킨다. 이러한, 순환부(350)는 산발효조(300)의 상부와 하부에 연통되게 양단이 연결되는 순환관(351) 및 순환관(351)에 설치되어 음폐수를 펌핑하는 순환펌프(352)로 구성된다.

따라서, 산발효조(300)에서는 순환펌프(352)가 펌핑하면 음폐수가 순환관(351)을 통해 산발효조(300)에서 강제로 순환되므로, 음폐수가 산용액과 용이하게 혼합될 수 있고, 음폐수가 순환되면서 히팅관(342)에 의해 가열되는 전체적으로 고르게 가열되어 음폐수의 전체적인 온도가 고르게 유지될 수 있다. 이에 의해 음폐수의 산발효가 촉진될 수 있다. 여기서, 순환펌프(352)는 후술되는 산용액공급제어부(383)나 히터작동부(387)의 작동시 함께 작동되어서 음폐수를 순환시키기 위해 컨트롤러(380)에 의해 제어되도록 구성될 수도 있다.

또한, 산발효조(300)는 산용액공급부(330)에 산용액의 공급량을 조절하거나 산용액의 공급 또는 중지하는 산용액공급부(360)를 더 포함한다. 여기서, 산용액공급부(360)는 산용액펌프(333)를 온/오프시키거나 산용액펌프(333)의 속도를 조절하도록 구성되므로, 산용액공급부(360)의 조작에 의해 산용액펌프(333)가 조절됨에 따라 산용액이 연속적으로 공급될 수 있고 산용액의 공급이 중단될 수 있으며 산용액의 공급량이 조절되어서 공급될 수 있다.

그리고, 산발효조(300)는 히팅부(340)의 열원공급량을 조절하거나 열원의 공급 또는 중지하는 히팅조작부(370)를 더 포함한다. 여기서, 히팅조작부(370)는 히팅펌프(344)를 온/오프시키거나 히팅펌프(344)의 속도를 조절하도록 구성되므로, 열원이 연속적으로 관류되면서 순환되거나 열원의 순환이 중단 또는 열원의 순환속도를 조작할 수 있다. 따라서, 히팅조작부(370)인 밸브가 개방되는 경우 열원이 빠르게 관류되므로 음폐수가 빠르게 가열되고, 밸프가 폐쇄되는 경우 열원의 이동이 정지되므로 음폐수의 가열이 중지되며, 밸브의 개방정도가 조작됨에 따라 개방정도에 따른 열원의 양이 조절되면서 관류되므로 음폐수가 서서히 가열된다.

따라서, 사용자는 온도센서(320)의 센싱된 온도를 확인하면서 히팅부(340)의 가열정도를 조절하여 음폐수의 온도를 약30~35도로 유지시킬 수 있다. 이때, 음폐수에 산용액이 혼합된 상태에서 약30~35도로 온도가 유지되는 경우 음폐수의 산발효가 촉진되어 음폐수의 pH농도가 4.2~4.5pH농도로 적정하게 유지될 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 산발효조(300)는 컨트롤러(380)를 더 포함한다. 이러한, 컨트롤러(380)는 pH센서(310)에서 센싱된 센싱pH농도를 인식하는 센싱pH농도인식부(381)와, 기준pH농도가 저장되는 기준pH메모리부(382) 및 센싱pH농도와 기준pH농도를 비교하여 센싱pH농도가 기준pH에 일치하면, 산용액의 공급을 중단하도록 산용액공급부(360)를 폐쇄작동 시키는 산용액공급제어부(383)로 구성될 수 있다. 따라서, 컨트롤러(380)에 의해 음폐수의 pH농도에 따라 산용액의 공급이 자동으로 조절되므로 음폐수의 pH농도가 항상 적정하게 유지될 수 있다.

그리고, 컨트롤러(380)는 산용액공급제어부(383)의 작동시 함께 작동되어 외부에 경보하는 경보부(384)를 더 포함한다. 이러한, 경보부(384)는 램프나 알람으로 구성되어 광을 발산하거나 음향을 출력할 수 있다. 따라서, 경보부(384)가 작동되면 사용자는 음폐수의 산발효가 완료된 것으로 판단할 수 있으므로 음폐수공급수단(400)을 조작하여 산발효된 음폐수가 소각로(1)에 분사되게 할 수 있다.

또한, 컨트롤러(380)는 온도센서(320)의 센싱온도를 인식하는 온도인식부(385)와, 기준온도가 저장되는 기준온도메모리부(386) 및 센싱온도와 기준온도를 비교하여 센싱온도가 기준온도에 일치하면, 히팅부(340)의 열원공급을 중단하도록 히팅조작부(370)를 폐쇄작동 시키는 히팅작동부(387)를 더 포함한다. 따라서, 컨트롤러(380)에 의해 음폐수의 온도에 따라 음폐수를 자동으로 가열할 수 있으므로 음폐수가 항상 적절한 온도로 유지될 수 있다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 음폐수공급수단(400)은 산발효조(300)에서 산발효된 음폐수를 소각로(1)의 연소출구(2)에 공급한다. 이러한, 음폐수공급수단(400)은 소각로(1)의 연소출구(2)에 설치되어 음폐수를 분사하는 음폐수분사노즐(410)과, 음폐수분사노즐(410)에 음폐수를 공급하는 음폐수공급관(420) 및 음폐수공급관(420)에 설치되어 음폐수를 강제로 공급하는 음폐수펌프(430)를 포함한다. 여기서, 음폐수분사노즐(410)은 음폐수가 분사되는 음폐수분사구(411)가 형성되고, 음폐수분사구(411)의 테두리에 나선형의 분산부재(412)가 형성되는 스파이럴노즐(Spiral Nozzle)로 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 나선형으로 형성되는 분산부재(412)에 의해 음폐수가 작은 물방울로 흩어지면서 넓은 범위로 분산되므로 배출가스와 용이하게 접촉될 수 있다. 또한, 분산부재(412)에 의해 음폐수가 분산되면서 분사되므로 음폐수분사구(411)의 직경을 작게 하지 않아도 된다. 즉, 음폐수를 미세하게 분사하기 위해 음폐수분사구(411)의 직경을 작게 하지 않아도 되므로, 음식찌꺼기나 이물질이 음폐수분사구(411)에 막히는 현상을 방지할 수 있다.

이와 같이, 음폐수펌프(430)의 펌핑에 의해 음폐수분사노즐(410)을 통해 음폐수가 소각로(1)의 연소출구(2)에 분사되어 분사되는 음폐수에 포함된 암모니아성 질소와 황화수소가 배출가스에 포함된 질소산화물과 접촉되면 질소산화물이 무해한 물로 환원되면서 제거될 수 있다. 이와 같이, 질소산화물이 제거된 상태로 배출가스가 공기중으로 배출되면 질소산화물에 의한 대기오염을 현저히 줄일 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 소각로용 음폐수 처리과정을 설명한다.

도 1, 도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 외부로부터 음폐수를 제공받아 음폐수침전조(100)에 저장하여 침전물을 침전시킨다(S1).

음폐수침전조(100)에 저장된 음폐수를 고액분리기(200)를 이용하여 고형물을 분리한다. 이때, 고액분리기(200)는 음폐수침전조(100)에서 배출되는 상층수에서 고형물을 분리하는 것이 바람직하다(S2).

고형물이 분리된 음폐수에서 암모니아성 질소(NH₄-N) 또는 황화수소(H₂S)가 발생되도록 음폐수를 산발효조(300)에서 산발효시킨다(S3). 음폐수의 산발효과정을 더욱 상세히 설명하면, 산발효조(300)에 채워진 음폐수에 산용액분사노즐(331)을 통해 산용액을 공급한다(S31). 공급된 산용액과 음폐수의 혼합이 증대되도록 순환부(350)가 작동시켜서 음폐수를 순환시킨다(S32). 소각로(1)의 폐열을 이용하는 히팅부(340)를 통해 음폐수를 가열하여 음폐수의 산발효를 촉진시킨다(S33). 가열되면서 순환부(350)에 의해 산용액과 혼합되는 음폐수에서 pH센서(310)를 통해 음폐수의 pH농도를 센싱하고, 온도센서(320)를 통해 음폐수의 온도를 센싱한다(S34). pH센서(310)를 통해 센싱된 pH농도를 근거로 산용액공급부(360)를 조작하여 산용액의 공급을 조절하고, 온도센서(320)의 센싱온도를 근거로 음폐수의 온도를 조절하여 음폐수의 pH농도를 조절한다(S35).

이러한 산발효조에서 음폐수의 온도를 약30~35도, 음폐수의 pH농도를 4.2~4.5pH농도로 적정하게 유지되도록 발효시키면 최적의 암모니아성 질소(NH₄-N) 또는 황화수소(H₂S)를 얻을 수 있다.

그리고, 산발효조(300)에서 산발효된 음폐수를 음폐수공급수단(400)의 음폐수분사노즐(410)을 이용하여 소각로(1)의 연소출구(2)에 공급한다(S4).

이와 같이, 산발효된 음폐수가 소각로(1)의 연소출구(2)에 분사되는 경우 연소출구(2)에서 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 제거하면서 소각로(1)의 열기에 의해 증발되면서 소각될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 소각로 2 : 연소출구
100 : 음폐수침전조 200 : 고액분리기
300 : 산발효조 310 : pH센서
320 : 온도센서 330 : 산용액공급부
331 : 산용액분사노즐 332 : 산용액공급관
333 : 산용액펌프 340 : 히팅부
341 : 열원공급관 342 : 히팅관
343 : 열원회수관 350 : 순환부재
351 : 순환관 352 : 순환펌프
360 : 산용액공급부 370 : 히팅조작부
380 : 컨트롤러 381 : 센싱pH농도인식부
382 : 기준pH메모리부 383 : 산용액공급제어부
385 : 온도인식부 386 : 기준온도메모리부
387 : 히팅작동부 400 : 음폐수공급수단
410 : 음폐수분사노즐 420 : 음폐수공급관
430 : 음폐수펌프 S1 : 침전물 침전단계
S2 : 고형물분리단계 S3 : 산발효단계
S31 : 산용액공급단계 S32 : 음폐수 순환단계
S33 : 음폐수 가열단계 S34 : pH농도/음폐수온도 센싱단계
S35 : pH농도 조절단계 S4 : 음폐수 분사단계

Claims

외부에서 집하되는 음식쓰레기에서 배출되는 음폐수를 집수시켜서 음폐수에 포함된 고형물을 침전시키는 음폐수침전조(100)와, 음폐수침전조(100)에서 배출되는 음폐수에서 고형물을 걸러서 분리하여 외부로 배출하는 고액분리기(200)와, 고액분리기(200)에서 고형물이 분리된 상태로 배출되어서 집수되는 음폐수를 산발효시키는 산발효조(300) 및 산발효조(300)에서 산발효된 음폐수를 소각로(1)의 연소출구(2)에 공급하는 음폐수공급수단(400)을 포함하며,
산발효조(300)는
채워진 음폐수의 pH농도를 센싱하는 pH센서(310)와,
채워진 음폐수의 온도를 센싱하는 온도센서(320)와,
음폐수에 산용액을 공급하는 산용액공급부(330)와,
열원의 열기를 이용하여 음폐수를 가열하는 히팅부(340) 및
음폐수를 순환시키는 순환부(350)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소각로용 음폐수처리장치.
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청구항 1에 있어서, 산발효조(300)는 음폐수의 pH농도가 4.2~4.5pH농도이고, 음폐수의 온도가 30~35도가 되도록 발효시키는 것을 특징으로 하는 소각로용 음폐수처리장치.
청구항 1에 있어서, 산용액공급부(330)는
산발효조(300)의 내부에 설치되어 음폐수에 산용액을 직접 분사하는 산용액분사노즐(331)과,
산용액분사노즐(331)에 연결되어 산용액을 공급하는 산용액공급관(332) 및
산용액공급관(332)에 연결되어 산용액을 펌핑하는 산용액펌프(333)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소각로용 음폐수처리장치.
청구항 1에 있어서, 히팅부(340)는
소각로(1)의 내부에 관통되게 설치되어 소각로(1)의 폐열에 의해 가열된 상태로 관류되는 열원을 공급하는 열원공급관(341)과,
열원공급관(341)에 연결되면서 산발효조(300)의 내부에 지그제그로 절곡 형성되어 열원공급관(341)에서 공급되는 가열된 열원을 이용하여 음폐수를 열교환시켜서 가열하는 히팅관(342) 및
히팅관(342)에서 열교환된 열원을 열원공급관(341)으로 회수시키도록 히팅관(342)과 열원공급관(341)에 연결되는 열원회수관(343)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소각로용 음폐수처리장치.
청구항 1에 있어서, 순환부(350)는
산발효조(300)의 상부와 하부에 연통되게 양단이 연결되는 순환관(351) 및
순환관(351)에 설치되어 음폐수를 펌핑하는 순환펌프(352)로 구성되는 것을 특징으로 하는 소각로용 음폐수처리장치.
청구항 1에 있어서, 산발효조(300)는
산용액공급부(330)에 산용액의 공급량을 조절하거나 산용액의 공급 또는 중지하는 산용액공급부(360)와,
히팅부(340)의 열원공급량을 조절하거나 열원의 공급 또는 중지하는 히팅조작부(370) 및
pH센서(310)의 센싱에 따라 산용액공급부(360)를 제어하고, 히팅조작부(370)를 제어하는 컨트롤러(380)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소각로용 음폐수처리장치.
청구항 6에 있어서, 컨트롤러(380)는
pH센서(310)에서 센싱된 센싱pH농도를 인식하는 센싱pH농도인식부(381)와,
기준pH농도가 저장되는 기준pH메모리부(382) 및
센싱pH농도와 기준pH농도를 비교하여 센싱pH농도가 기준pH에 일치하면, 산용액의 공급을 중단하도록 산용액공급부(360)를 폐쇄작동 시키는 산용액공급제어부(383)포함하는 것을 특징으로 하는 소각로용 음폐수처리장치.
청구항 7에 있어서, 컨트롤러(380)는
산용액공급제어부(383)의 작동시 함께 작동되어 외부에 경보하는 경보부(384)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소각로용 음폐수처리장치.
청구항 7에 있어서, 컨트롤러(380)는
온도센서(320)의 센싱온도를 인식하는 온도인식부(385)와,
기준온도가 저장되는 기준온도메모리부(386) 및
센싱온도와 기준온도를 비교하여 센싱온도가 기준온도에 일치하면, 히팅부(340)의 열원공급을 중단하도록 히팅조작부(370)를 폐쇄작동 시키는 히팅작동부(387)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소각로용 음폐수처리장치.
청구항 1에 있어서, 음폐수공급수단(400)은
소각로(1)의 연소출구(2)에 설치되어 음폐수를 분사하는 음폐수분사노즐(410)과,
음폐수분사노즐(410)에 음폐수를 공급하는 음폐수공급관(420) 및
음폐수공급관(420)에 설치되어 음폐수를 강제로 공급하는 음폐수펌프(430)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소각로용 음폐수처리장치.
음폐수를 저장하여 침전물을 침전시키는 침전물 침전단계(S1)와, 저장된 음폐수에서 고형물을 분리하는 고형물분리단계(S2)와, 고형물이 분리된 음폐수를 밀폐된 혐기조건에서 산발효시켜서 암모니아성 질소와 황화수소를 발생시키는 산발효단계(S3)와, 소각로(1)에서 배출되는 배출가스에 포함된 질소산화물이 제거되도록 산발효되어서 암모니아와 황화수소 및 질소가 포함된 음폐수를 소각로(1)에 분사하는 음폐수 분사단계(S4)로 이루어지며,
산발효단계(S3)는
음폐수에 산용액을 공급하는 산용액공급단계(S31)와,
공급된 산용액과 음폐수의 혼합되도록 음폐수를 순환시키는 음폐수 순환단계(S32)와,
음폐수를 가열하는 음폐수 가열단계(S33)와,
가열되면서 산용액과 혼합되는 음폐수의 pH농도와 음폐수의 온도를 센싱하는 pH농도/음폐수온도 센싱단계(S34) 및
센싱된 pH농도를 근거로 산용액의 공급을 조절하고 음폐수의 온도를 조절하여 음폐수의 pH농도를 조절하는 pH농도 조절단계(S35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 음폐수처리방법.
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