KR101233737B1

KR101233737B1 - 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치

Info

Publication number: KR101233737B1
Application number: KR1020110025284A
Authority: KR
Inventors: 장대호; 이인경
Original assignee: 주식회사 소마
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2013-02-18
Also published as: KR20120107651A

Abstract

본 발명의 목적은 미생물을 이용한 음식물폐기물의 분해시에 발생되는 처리수에 함유된 물과 고형분을 용이하게 분리할 수 있고, 처리수에서 추출된 고형분을 사료 또는 비료로 사용할 수 있는 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치는 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치에 있어서, 처리수 수집통(40) 내부에 설치된 수위검출센서에 의해 처리수 수집통(40) 내의 수위가 일정레벨을 초과할 경우에 그 신호를 받아 구동력(회전력)을 출력하는 제2 구동모터(90)와; 상기 온수탱크(51)에서 시즈히터(56)에 의해 60℃로 가열된 온수(6)를 상부에서 제1 수전관(52)에 설치된 노즐(54)을 통해서 주기적으로 분사하면서 음식물폐기물(3)의 분해시에 미생물이 생성하는 점액질을 세척하면서 하부로 떨어지는 처리수를 타공부(12)를 통해 수집하는 처리수 수집통(40)과; 상기 처리수 수집통(40)에 수집된 처리수를 처리수 흡입배관(93a)을 통해 흡입하여 처리수 투입배관(93b)을 통해 이송하는 처리수 이송펌프(93)와; 상기 제2 구동모터(90)에서 출력되는 구동력을 제2 감속기(92)에서 감속되어 제2 감속기(92)의 출력축(92a)을 개재하여 동력전달수단(94)의 구동풀리(94a)에서 받아서 회전되면서 상기 처리수 이송펌프(93)의 구동에 따라 처리수 투입배관(93b)를 통해 투입되는 처리수에 함유된 고형분과 물을 분류하는 원심분리기(95)와; 상기 원심분리기(95)에서 분류된 물을 물 배출배관(95a)을 통해 하수구에 배출하고, 무기물인 고형분을 고형분 배출배관(95b)을 통해서 받아 저류하는 고형분 수집탱크(96);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치{EXTINCTION DISPOSAL APPARATUS FOR RECYCLING RESOURCES OF FOOD WASTE}

본 발명은 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 미생물을 이용한 음식물폐기물의 분해시에 발생되는 처리수에 함유된 수분과 고형분을 용이하게 분리할 수 있고, 처리수에서 추출된 고형분을 유용한 자원으로 재활용 할 수 있을 뿐만 아니라 음식물 쓰레기가 액상 발효 처리되어 배출되는 최종 부산물을 원심분리방법을 적용하여 액상 발효 처리기기로부터 하수구로 배출되었던 고형분(SS)이 포함된 배출수에서 고형분을 회수하여 유용한 자원으로 재활용 할 수 있는 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치에 관한 것이다.

통상적으로 음식물쓰레기는 집 밖으로 내보내서 간이 집하장에 모으고, 수거/운송을 하여 재처리시설에서 처리하므로 처리시설 건설에 소요되는 예산과, 수거/운송 비용, 재처리시설에서의 처리비용은 매우 큰 비용이 소요 되어왔다.

더욱이 음식물쓰레기는 발생 후 시간의 경과에 따라 특히 하절기에는 부패에 가속도가 붙어 액상으로 진행되면서 세균에 의한 악취, 해충, 침출수 등으로 인한 환경오염을 유발하였으며, 또한 처리시설에서 처리시 발생되는 고농도의 폐수는 해양투기에 의존하여 왔으나, 2013년부터는 이나마 해양투기 전면금지에 직면해 있는 현실이다.

해양투기전면 금지는 고농도의 폐수처리 방법이 없는 상황에서 이를 강제적으로 규제하기에는 정부에서도 역부족인 현실이며, 쓰레기 대란을 우려하지 않을 수 없다.

음식물 쓰레기를 자원화하기 위해 건조방법을 유도하고 있지만 음식물특성상 염분에 의한 간장 다림 냄새와 같은 악취와 부패에 의한 악취가 어우러져 재처리시설 주변의 생활환경을 오염시켜왔으며, 시설 주변의 땅값을 떨어트리는 사태까지 발생시키고 있는 실정이다.

음식물쓰레기 처리기술은 자원재활용에 매우 중요하며 음식물쓰레기 처리시설과 배출처 감량 처리시설로 구분된다. 먼저 처리시설에서 처리하기 위해서는 배출처→중간거점이송→수거→처리시설로 운송과정을 거쳐야하며, 여기서 처리된 산물을 자원으로 재활용하기 위해 여러 기술들이 개발돼 시행되어 왔다. 그러나 상기와 같은 처리방법은 처리절차가 복잡하고, 환경오염과 경제성을 고려하고 80% 수분 함수율의 벽을 뛰어 넘어 활용되기에는 한계가 있어 탈리액은 해양투기에 의존하고 있는 실정이다.

또한 탈수 및 압착방법들은 폐수와 슬러지 발생으로 인한 환경오염 때문에 이미 사용이 기피되고 있는 기술들이며, 건조방법은 과다한 에너지 비용이 소요되고, 건조 시 염분에 의한 간장조림 악취가 발생되며, 물질내부에 함유된 수분을 건조하면 눋거나 타버려 영양소가 파괴되고, 건조물 또한 염분에 의한 조회성으로 대기습도를 받아들여 음식물쓰레기로 환원되는 등 문제점이 많아 사용이 제한되어 왔다. 특히, 퇴비로 재활용할 경우 염분 때문에 음식물쓰레기는 전체 퇴비에 10%만 혼합하도록 법제화 되었으며. 발효, 숙성과정이 긴 점을 고려할 때 야적장 면적이 지나치게 넓게 차지한다는 문제점이 있고, 혐기발효에 의한 악취발생 및 침출수 발생은 물론, 음식물 본연의 단백질과 부패 성분 등에 의해 해충이 발생된다는 많은 문제점들이 노출되었다.

또한 사료로 재활용할 경우 음식물쓰레기는 배합사료로 사용할 수 없는 단미사료에 불과하며, 현재의 건조방법으로는 단미사료로 이용하기도 부족한 상태이었다. 대류열 건조방법으로 건조된 사료는 집단사육농가 현실에서 자동급여가 어려워 축산 농가들에 의해 외면을 받고 있는 실정이다.

이후 하수 병합 처리 및 혐기(발효)소와 후 대체에너지로의 활용 등의 기술들이 개발되고는 있으나 이 또한 음식물쓰레기에 대한 철저한 임상적 연구가 결여된 기술로 결국은 정착되기에는 역부족일 수밖에 없는 한계를 지니고 있다.

최근 들어 건조기술을 활성화할 목적으로 감량처리시설분야의 기술개발을 법제화 하였는데, 이 또한 음식물쓰레기 특성을 고려하지 않은 법이었다. 즉, 음식물쓰레기 본연의 냄새와 건조 시 필연적으로 발생되는 간장다림 악취를 제거하기 위하여 탈취장치들을 개발하여 왔지만, 가정용 제품들은 처리량이 너무 적고, 부패가 잘 되지 않고 주방에서 설거지 때에 염분이 물에 희석되므로 인해 간장다림 악취가 미미한 점을 이용하여 왔으나 그나마 실내공간에 설치하기보다 다용도실 및 베란다에 설치하여 사용하거나 필터의 잦은 교체 때문에 사용하지 않는 폐단이 있었다.

또한 의무감량업소용의 경우 음식물쓰레기 특성상 연성과 강성을 동시에 처리할 수 있는 분쇄기를 개발하기가 어렵고, 조리 전 쓰레기와 잔반을 동시에 처리하면 장치 내부에 시레기(무우청과 같은 채소)가 감기어 고장을 유발하였고, 잔반의 경우 수분함수율이 높아 건조 시 높은 에너지 비용이 요구되며, 건조된 물질을 외부 수집 통에 내놓으면 수거업체들은 양의 무게로 수거비용을 책정하는 체계인데 반해 수입이 맞지 않아 수거가 지연될 수밖에 없을것이며, 수거가 지연되므로 염분에 의한 대기습도를 받아들이는 조회성으로 다시쓰레기로 환원되는 악순환이 거듭 될 수 밖에 없으며, 가열시 필연적인 습도, 유지성분, 양념에 의한 분진 등으로 어떤 탈취장치도 통하지 않는 심한악취로 인해 실내에 설치하는 것은 엄두도 못 내며, 실외에 설치 할 경우 쓰레기통 취급으로 관리가 안 되는 등 문제점을 노출하였다.

종래로부터 널리 사용되고 있는 미생물을 이용한 음식물폐기물의 소멸장치로서는 대한민국 공개특허공보 공개번호 특1998-083736호(공개일자 ; 1998년 12월 05일)에 개시되어 있다.

상기 대한민국 공개특허공보 공개번호 특1998-083736호에 개시되어 있는 미생물을 이용한 음식물폐기물의 소멸장치는 내부에 설치공간을 가지며 그에 형성되어 있는 케이스 측 투입구를 개폐하는 외측 뚜껑을 가진 외부케이스와, 상기 외부케이스의 내부에 수용되며, 탈수용기측 바닥면으로부터 소정높이의 벽면을 따라 형성되는 여러 개의 배수공이 형성된 탈수용기와, 상기 탈수용기 내에 잔류하면서 이 탈수용기의 내부로 투입된 유기성 폐기물을 발효시키며 상기 배수공 보다 큰 크기를 가지는 미생물이 배양된 다공성 광물질입자와, 상기 탈수용기의 탈수용기측 투입구를 개폐하는 탈수용기측 뚜껑과, 커터구동 기구에 의해 구동되고 상기 탈수용기의 내부로 관통하는 샤프트에 의해 상기 탈수용기의 안쪽에 투입되는 유기성 폐기물을 분쇄하는 분쇄커터와, 상기 외부케이스의 내부에 수용되며, 상기 탈수용기의 외측을 감싸면서 이 탈수용기와의 사이에 빈 공간을 형성하고, 이 탈수용기에 형성된 배수공과 연통하여 이로부터 배출되는 폐기물 액을 배출하는 중간드레인 관을 갖는 탈수액 수집용기와, 상기 탈수용기 내에 남은 유기성 폐기물을 적정발효온도로 가열하는 히터와, 외부의 산소가 상기 외부케이스의 내부로 유입되어 호기성 미생물균류의 증식효과를 높일 수 있도록 그 외부케이스에 형성되는 통풍구와, 상기 탈수액 수집용기의 유도용기측 바닥면으로부터 소정높이에 형성되어 상기 통풍구로부터 유입되는 산소를 상기 배수공을 통하여 상기 탈수용기 내의 다공성 광물질입자에 배양되어 있는 미생물에 공급하는 통기공과, 상기 탈수액 수집용기의 중간드레인 관으로부터 배출되는 폐기물 액 중에 포함되어 있는 가스와 침전물을 분리하여 액상 유기질비료를 생성하고, 이를 종단 드레인 관을 통하여 배출하는 발효조와, 가스 배출관을 통하여 상기 발효조 내의 기상부와 연결되고, 이 발효조로부터 배출되는 가스 중에 포함된 악취성분을 분리하여 대기중으로 배출하는 악취제거용 필터와, 상기 발효조가 가진 종단 드레인 관을 통하여 상기 발효조로부터 배출되는 액상유기질비료를 저장하는 액비 저장용기로 구성되어 있다.

그런데, 이와 같이 구성된 종래의 미생물을 이용한 음식물폐기물의 소멸장치는 기술부족으로 인해 교반날이 별다른 기능이 없이 단순한 주걱과 같은 모양으로 형성되어 조리 전의 폐기물 즉, 파, 무, 배추잎 등 원형이 있는 유기물은 거의 처리가 되지 않는 문제점이 있었고, 미생물의 생존환경을 배려치 않아 음식물폐기물의 처리시간 및 처리능력의 한계를 드러내었으며, 교반날과 교반조 사이에 음식물폐기물이 걸려 과부하로 인해 장치가 멈춰버리는 등의 문제점이 있었다.

또한, 미생물을 사용하여 음식물폐기물을 분해하는 경우 미생물의 특성 및 적정환경을 제대로 파악하지 못한 채 제작된 장치들로 인해 미생물의 활동이 미비하여 효과적으로 분해가 되지 않는다는 문제점이 있었으며, 미생물의 소화·분해작용으로 파생되는 당, 펩틴 등으로 구성된 점액질에 의하여 막이 형성되어 산소의 유입이 차단되어 미생물이 사멸된다는 등의 문제점이 있었다.

또한, 종래의 음식물폐기물의 소멸처리장치는 돼지기름(28~48℃) 및 우지(소기름, 36~50℃)와 같은 지방성분이 응고되는 온도보다 낮은 온도에서 작동됨에 따라, 교반조 및 배출구 내에서 응고되어 다른 음식물폐기물의 분해를 막고 미생물을 사멸시키며 원활한 배출을 저해하고, 기온이 떨어지는 동절기에는 이러한 현상이 더욱 악화되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 음식물폐기물의 소멸처리장치는 휴지 시간이 너무 짧아, 미생물도 살아있는 생물이라 계속적으로 교반 및 분쇄를 하게 되면 움직이지 않고 가만히 있으면서 극히 제한적인 소화·분해 작용만을 하게 되어 효율성이 현저히 떨어지게 되는 문제점도 있었을 뿐만 아니라, 발효조로부터 배출되는 가스를 직접 대기중으로 배출하므로, 대기를 오염시킨다는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.

이에 본 발명자들은 음식물 쓰레기 처리시설 및 감량처리시설에서의 자원으로 재활용하기 위한 수단으로 건조 처리 및 감량처리에서 본 발명자들에 의한 (주)소마의 선등록 특허 제 10-0835168호의 보완 적용 기술로서 음식물 쓰레기가 액상 발효 처리 되어 배출 되는 최종 산물을 원심분리법을 적용하여 액상 발효 처리기기로부터 하수구로 배출 되는 최종 산물을 회수하여 자원으로 재활용 할 수 있는 방법적 기술을 개발하기에 이르렀다.

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 미생물을 이용한 음식물폐기물의 분해시에 발생되는 배출수와 고형분을 용이하게 분리할 수 있는 미생물을 이용한 음식물폐기물의 소멸장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 음식물 쓰레기가 액상 발효 처리 되어 배출 되는 최종 산물을 원심분리방법을 적용하여 액상 발효 처리기기로부터 하수구로 배출 되었던 고형분(SS)이 포함된 배출수에서 최종산물, 즉 고형분을 회수하여 유용한 자원으로 재활용 할 수 있는 미생물을 이용한 음식물폐기물의 소멸장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치는 처리수 수집통 내부에 설치된 수위검출센서에 의해 처리수 수집통 내의 수위가 일정레벨을 초과할 경우에 그 신호를 받아 구동력을 출력하는 제2 구동모터와; 상기 온수탱크에서 시즈히터에 의해 60℃로 가열된 온수를 상부에서 제1 수전관에 설치된 노즐을 통해서 주기적으로 분사하면서 음식물폐기물의 분해시에 미생물이 생성하는 점액질을 세척하면서 하부로 떨어지는 처리수를 타공부를 통해 수집하는 처리수 수집통과; 상기 처리수 수집통에 수집된 처리수를 처리수 흡입배관을 통해 흡입하여 처리수 투입배관을 통해 이송하는 처리수 이송펌프와; 상기 제2 구동모터에서 출력되는 구동력을 제2 감속기에서 감속되어 제2 감속기의 출력축을 개재하여 동력전달수단의 구동풀리에서 받아서 회전되면서 상기 처리수 이송펌프의 구동에 따라 처리수 투입배관를 통해 투입되는 처리수에 함유된 고형분과 물을 분류하는 원심분리기와; 상기 원심분리기에서 분류된 물을 물 배출배관을 통해 하수구에 배출하고, 무기물인 고형분을 고형분 배출배관을 통해서 받아 저류하는 고형분 수집탱크(96);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치에 의하면, 미생물을 이용한 음식물폐기물의 분해시에 발생되는 처리수에 함유된 물과 고형분을 용이하게 분리할 수 있고, 처리수에서 추출된 고형분을 유용한 자원, 예를 들면, 사료 또는 비료로 재활용할 수 있고, 음식물 쓰레기가 액상 발효 처리되어 배출되는 최종 부산물을 원심분리방법을 적용하여 액상 발효 처리기기로부터 하수구로 배출되었던 배출수에서 최종 부산물인 고형분을 회수하여 유용한 자원으로 재활용 할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치에 있어서 고형분 저장탱크를 제거한 후에 내부구성을 개략적으로 도시한 전체사시도이다.
도 2는 도 1의 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치의 교반동작을 개략적으로 도시한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치에 있어서 원심분리장치(95)와 온수탱크(51), 처리수수집탱크(40), 고형분 저장탱크(96)를 개략적으로 도시한 좌측면도이다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치에 관하여 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치는 크게 교반조(10)와, 노즐(54)이 설치된 제1 수전관(52)과, 교반축(13)과, 교반날(30)과, 처리수 수집통(40)과, 열선히터(50)와, 온수탱크(51)와, 세척노즐(41)과, 습도조절수단(60)과, 보온재(7)와, 프레임(70)을 포함한 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장에 있어서, 제2 구동모터(90)와, 제2 감속기(92)와, 처리수 이송펌프(93)와, 동력전달장치(94), 원심분리기(95), 고형분 수집탱크(96)를 더 포함하고 있다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치는 하단부에 배설되며, 다수의 타공부(12)가 형성된 교반조(10)와; 온수탱크(51)로부터 온수를 공급받아 상기 교반조(10)의 길이방향을 따라 설치되어 물을 여러 방향으로 분사하도록 소정 간격을 두고 소정 각도로 다수의 노즐(54)이 각각 배설된 제1 수전관(52)과; 상기 교반조(10)의 양단에 설치된 베어링(11)에 각각 지지되고, 그 중 한쪽의 베어링(11)을 관통하여 감속기(21) 및 제1 구동모터(20)와 연결되는 교반축(13)과; 상기 교반축(13)으로부터 다수의 봉이 수직되게 신장되고 단부에 다수 개의 블레이드를 구비하여 목재칩(2) 및 음식물폐기물(3)을 혼합 및 분쇄하는 교반날(30)과; 상기 교반조(10)의 타공부(12)를 하측에서 감싸면서 길이방향을 따라 일측으로 기울기를 가지도록 형성되는 처리수 수집통(40)과; 상기 처리수 수집통(40)의 양단부로부터 교반조(10)의 반원통형상 방향으로 소정폭과 길이를 가지면서 상기 교반조(10)를 감싸도록 구비되는 열선히터(50)와; 상기 교반조(10)와 열선히터(50)를 감싸서 내부온도를 특정온도(예를 들면, 25 내지 70℃)로 유지하는 보온재(7)와; 상기 교반조(10)의 일측에 구비되고 상기 제1 구동모터(20)와 노즐(54)과 열선히터(50)와 블로워 또는 휀 및 에어발생기(61)과 연결되어 소정위치에 설치된 조작부(81)에 의해 구동을 제어하는 제어수단(80)과; 상기 구성요소들이 내측에 설치되도록 둘러싸면서 상부에 덮개(71)와 하부에 바퀴(72)를 구비한 프레임(70)과; 상기 교반조(10)의 일측과 접하도록 위치되고, 급수관(55)을 통해 급수되는 물이 상기 열선히터(50)와 접하며, 내측에 시즈히터(56)를 구비하여 제1 수전관(52)과 제2 수전관(53)에 온수(6)를 공급하는 온수탱크(51)와; 상기 제2 수전관(53)으로부터 온수(6)를 공급받아 상기 처리수 수집통(40)의 기울기가 제일 높은 측에 설치되어 기울기가 낮은 측을 향하여 온수(6)를 분사하는 세척노즐(41)과; 상기 교반조(10)의 상부 일측에서 형성된 공기유입구(62)를 통해 충분한 산소공급을 위해 외부 건공기를 불어넣는 블로워 또는 휀 및 에어발생기(61)과; 상기 블로워 또는 휀 및 에어발생기(61)의 구동에 따라 유입된 외부 건공기에 의해 내부 습공기는 밀려서 배출되도록 상부에 통공되게 설치된 넘침물 배출구(63)로 구성되는 산소공급 및 습공기배출 수단(60);을 포함하고 있다.

또한, 본 발명의 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치는 처리수 수집통(40) 내부에 설치된 도시하지 않은 수위검출센서에 의해 처리수 수집통(40) 내의 수위가 일정레벨을 초과할 경우에 그 신호를 받아 구동력(회전력)을 출력하는 제2 구동모터(90)와; 상기 온수탱크(51)에서 시즈히터(56)에 의해 60℃로 가열된 온수(6)를 상부에서 제1 수전관(52)에 설치된 노즐(54)을 통해서 주기적으로 분사하면서 음식물폐기물(3)의 분해시에 미생물이 생성하는 점액질을 세척하면서 하부로 떨어지는 처리수를 타공부(12)를 통해 수집하는 처리수 수집통(40)과; 상기 처리수 수집통(40)에 수집된 처리수를 처리수 흡입배관(93a)을 통해 흡입하여 처리수 투입배관(93b)을 통해 이송하는 처리수 이송펌프(93)와; 상기 제2 구동모터(90)에서 출력되는 구동력을 제2 감속기(92)에서 감속되어 제2 감속기(92)의 출력축(92a)을 개재하여 동력전달수단(94)의 구동풀리(94a)에서 받아서 회전되면서 상기 처리수 이송펌프(93)의 구동에 따라 처리수 투입배관(93b)를 통해 투입되는 처리수에 함유된 고형분과 물을 분류하는 원심분리기(95)와; 상기 원심분리기(95)에서 분류된 물을 물 배출배관(95a)을 통해 하수구에 배출하고, 무기물인 고형분을 고형분 배출배관(95b)을 통해서 받아 저류하는 고형분 수집탱크(96);를 더 포함하고 있다.

상기 동력전달수단(94)은 제2 구동모터(90)에서 출력되는 구동력을 제2 감속기(92)에서 받아 일정 회전수로 감속된 구동력을 받도록 상기 제2 감속기(92)의 출력축(92a)에 설치된 구동풀리(94a)와, 상기 원심분리기(95)의 회전축(95c)에 설치된 종동풀리(94b)와, 상기 구동풀리(94a)와 상기 종동풀리(94b) 사이에 현가되어 상기 제2 감속기(92)에서 출력되는 감속된 구동력을 상기 원심분리기(95)의 회전축(95c)에 설치된 종동풀리(94b)에 전달하는 벨트(94c)로 구성되어 있다. 또한 상기 동력전달수단(94)은 제2 구동모터(90)에서 출력되는 구동력을 받아 원심분리기능을 하고, 제2 감속기(92)는 회전력(RPM)을 제어하며 고형분을 하측으로 밀어내는 기능을 한다.

상기 교반날(30)은 상기 교반축(13)으로부터 수직하게 신장되는 다수의 지지봉(31)과; 상기 지지봉(31)의 중앙부로부터 교반축(13)을 중심으로 나선형상으로 신장되어 교반축(13)과 함께 회전되면서 목재칩(2) 및 음식물폐기물(3)의 혼합물을 일방향으로 이동시키는 제1 교반블레이드(32)와; 상기 교반축(13)으로부터 수직하게 신장되는 다수의 지지봉(35)의 단부로부터 교반축(13)을 중심으로 상기 제1 교반블레이드(32)에 대하여 역방향의 나선형상으로 신장되어 교반축(13)과 함께 회전되면서 목재칩(2) 및 음식물폐기물(3)의 혼합물을 역방향으로 이동시키는 제2 교반블레이드(33)와; 상기 제1 교반블레이드(32) 및 제2 교반블레이드(33)는 교반축(13)의 중앙을 기준으로 좌우 대칭으로 형성되고, 상기 제1 교반블레이드(32)에 비하여 상기 제2 교반블레이드(33)는 직경이 작으며, 상기 제1 교반블레이드(32)는 목재칩(2) 및 음식물폐기물(3)의 혼합물 이동량의 균형을 이룰 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 교반날(30)의 회전방향은 제1 교반블레이드(32)의 회전으로 인하여 혼합물이 이송되는 방향이 교반조의 중심을 향하도록 회전하는 것이 바람직하다.

상기 교반조(10)의 상부는 상측이 개구된 사각통형상이고 이와 연통되는 하부의 반원통 형상에는 음식물폐기물의 분해시에 발생되는 일정 크기의 미립자와 처리수가 통과하도록 타공부(12)가 형성되며, 상기 반원통 형상의 길이방향 양측단에 베어링(11)이 설치된다.

상기 노즐(54)은 상기 교반조(10)의 상부 일측에 설치되어 가로로 신장되는 제1 수전관(52)에 소정 간격 및 소정 각도로 설치되어 온수(6)를 여러 방향으로 분사하도록 다수개가 구비된다.

상기 교반축(13)은 상기 교반조(10)의 일측에 설치된 베어링(11)에 일단이 결합되고, 타단은 다른 베어링(11)을 관통하여 감속기(21) 및 제1 구동모터(20)와 연결된다.

상기 교반날(30)은 상기 교반축(13)으로부터 다수의 지지봉(31,35)이 각각 수직하게 신장되어 있고, 일측 단부에 다수 개의 제1 및 제2 블레이드를 각각 구비하고 있을 뿐만 아니라, 목재칩(2) 및 음식물폐기물(3)를 혼합 및 연질, 연삭하는 역할을 한다.

상기와 같이 구성된 교반날(30)에 의해 음식물폐기물(3)이 일방향으로 치우치지 않고 고르게 교반 및 분쇄되며, 교반날(30)이 이루고 있는 각도에 의해 음식물폐기물(3)이 교반날(30)과 교반조(10)의 사이에 끼이는 경우 비스듬하게 만나 옆으로 밀어내게 되어 장치가 정지되는 일이 없다.

또한, 상기 교반날(30)의 회전방향은 제1 교반블레이드(32)의 회전으로 인하여 혼합물이 이송되는 방향이 교반조(10)의 중심을 향하여 회전하도록 함으로써, 제2 교반블레이드(33)로 인하여 음식물폐기물 혼합물이 교반축(13)의 양단에 위치된 베어링(11)에 유입되어 음식물의 염분에 의한 베어링부식을 방지하고, 혼합물이 베어링(11)과 가까운 위치에 집중되는 쏠림현상으로 인해 부하가 커지게 되는 단점을 방지하고, 음식물폐기물 자체가 베어링(11)에 끼이는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

상기 제1 교반블레이드(32)의 회전으로 인하여 혼합물이 교반조(10)의 중심을 향하도록 이송되려면, 상기 제1 교반블레이드(32)의 날이 교반조의 중심을 향하도록 비스듬하게 형성되어 회전하면서 상기 제1 교반블레이드(32)가 혼합물을 밀어내는 방향이 교반조(10)의 중심을 향하도록 형성되어야 한다.

상기 처리수 수집통(40)은 상기 교반조(10)의 타공부(12)를 하측에서 감싸면서 길이방향을 따라 일측으로 기울기를 가지도록 형성된다.

상기 열선히터(50)는 상기 타공부(12)의 양끝단으로부터 교반조(10)의 반원통형상 방향을 따라 소정폭과 길이를 가지면서 교반조(10)를 감싸도록 구비되어, 교반조(10)의 온도를 미생물이 활동하기에 최적의 온도인 35 ~ 55℃의 온도로 유지시킨다.

상기 온수탱크(51)는 금속재 또는 고온에 견디는 합성수지재 또는 유리재로 형성되어 상기 교반조(10)의 일측에 접하도록 위치되며, 내측에 시즈히터(56)를 구비하여, 급수관(55)을 통해 급수되는 물을 30 ~ 70 ℃로 가열하고 상기 열선히터(50)와 접하여 열손실을 최소화하면서, 제1 수전관(52)과 제2 수전관(53)에 온수(6)를 공급한다.

또한, 온수탱크(51)의 하부는 타공부(12)의 일측을 감싸도록 설치할 수도 있어, 상기 처리수 수집통(40)에 수집된 고형분을 함유한 수용액과 유지성분이 굳지 않고 배출되도록 돕는 역할을 할 수 있다.

세척노즐(41)은 상기 제2 수전관(53)으로부터 온수(6)를 공급받아 상기 처리수 수집통(40)의 기울기가 제일 높은 측에 설치되어 기울기가 낮은 측을 향하여 온수(6)를 분사하여, 교반조(10)로부터 타공부(12)를 통해 처리수 수집통(40)으로 낙하는 고형분을 포함하는 배출수를 낮은 측으로 배출하며, 타공부(12)에 부착되는 고형분을 포함하는 수용액을 세척한다.

상기 산소공급 수단(60)은 상기 교반조(10)의 상부 일측에서 통공된 공기유입구(62)와, 상기 공기유입구(62)를 통해 충분한 산소를 공급하도록 블로워 또는 휀 및 에어발생기(61)와, 상기 유입된 외부 건공기에 의해 내부 습공기가 밀려서 배출되도록 상부측에 형성된 넘침물 배출구(63)로 구성되어, 교반조(10)내에 산소를 지속적 및 안정적으로 공급할 수 있다. 상기l 블로워 또는 휀 및 에어발생기(61)의 구동에 따라 공기유입구(62)를 통해 교반조(10)의 상부 일측에 외부 건공기를 불어넣으면 상부 덮개(71) 하부에 고무패킹(71a)l 설치되어 있으므로, 내부의 습공기는 상부 측에 통공되어 형성되는 넘침물 배출구(63)로만 강제적으로 배출되어 투입직후 특유의 음식물 냄새가 설치장소에 배출되지 않으며 습도를 50 ~ 60% RH 정도로 유지시킨다.

상기 보온재(7)는 상기 교반조(10)와 열선히터(50)와 온수탱크(51)와 처리수 수집통(40)을 감싸도록 형성되어 내부온도를 유지한다.

상기 제어수단(80)은 상기 교반조(10)의 일측에 구비되고 상기 제1 구동모터(20)와, 제2 수전관(53)에 설치된 세척노즐(41)과, 공기유입구(62)를 열선히터(50)와 블로워 또는 휀 및 에어발생기(61)과 연결되어 소정위치에 설치된 조작부(81)에 의해 구동을 제어한다.

상기 프레임(70)은 상기 구성요소들이 내측에 설치되도록 둘러싸면서 상부에 개폐가능한 덮개(71)와 하부에 바퀴(72)를 구비한다.

본 발명의 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치에 있어서 상기 덮개(71)는 구동 중에 개방되면 전원이 자동으로 차단되도록 하여 안전사고를 예방하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 전원 자동차단수단의 구성은 공지기술이므로 본 발명에서 구체적인 언급은 생략한다.

또한, 덮개(71) 내측에 고무패킹(71a)을 설치하여 덮개(71) 틈새로 음식물 냄새가 외부로 배출되어 사용 환경을 악화시키지 않도록 하는 것이 바람직하다.

다음에 상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치의 작용과에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 본 발명의 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치의 교반조(10)의 프레임(70) 상부에 부착된 덮개(71)를 열고, 50℃의 온도로 가열되는 열선히터(50)가 둘러싸고 있는 교반조(10) 내에 입도가 5 내지 7 ㎜ 인 목재칩(2)을 교반조(10)에 대해 약 40 부피%가 되도록 62㎏을 투입하고, 액상의 미생물 100㏄를 골고루 투입하고 덮개(71)를 닫는다.

다음, 교반 - 살수 - 교반 - 세척 - 휴지의 구동시간 및 온수의 온도를 각 2분 30초, 15분, 1분 30초,60분과 60℃으로 기설정된 '저단'으로 설정한다.

다음, 시즈히터(56)에 의해 가열된 60℃의 온수(6)가 교반조(10) 상부의 제1 수전관(52)에 설치된 다수의 노즐(54)을 이용하여 주기적으로 분사하면서 교반조(10) 중앙에 설치된 교반날(30)에 의해 혼합 및 분쇄와 휴지가 10시간 동안 반복하여 미생물을 배양했다.

다음에, 배양이 완료된 교반조(10)의 덮개(71)를 개방하고 교반조(10)에 대해 약 40 부피%가 되도록 약 100㎏의 음식물폐기물(3)를 투입했다.

다음에, 온수탱크(51)에서 시즈히터(56)에 의해 60℃로 가열된 온수(6)를 상부에서 노즐(54)을 이용하여 주기적으로 분사하여 분해ㆍ소멸시 미생물이 생성하는 점액질을 세척하면서 교반조(10) 중앙에 설치된 교반날(30)에 의해 혼합 및 분쇄와 휴지가 12시간 동안 반복되면서 전분, 섬유질, 지방, 단백질 등의 유기물의 음식물폐기물(3)은 99% 소멸되고, 1%의 석회성분은 남아서 물에 녹은 무기물과 함께 타공부(12)를 통해 처리수 수집통(40)에 수집된다.

상기 음식물폐기물(3)의 분해는 4시간을 지나면 대부분의 음식물폐기물(3)이 소멸되므로, 5시간 경과한 후에는 음식물폐기물을 다시 투입하여 음식물폐기물을 계속해서 처리할 수 있다.

12시간 경과한 후 투입된 음식물폐기물(3)는 하나도 남지 않고 투입전의 목재칩(2)과 미생물만이 남는 음식물폐기물(3)은 소멸상태가 되었다.

이때, 상기 모든 소멸과정은 동시에 이루어지며, 상기 교반조(10)의 상부 일측에서 통공되도록 형성되는 산소유입구(62)를 통해 충분한 산소공급을 위해 외부 건공기를 상시 불어넣는 블로워 또는 휀 및 에어발생기(61)과, 상기 유입된 외부 건공기에 의해 내부 습공기는 유속에 밀려서 배출되도록 상부 타측에 통공된 넘침물 배출구(63)로 구성되는 산소공급 및 습공기 배출수단(60)에 의하여, 외부 건공기가 교반조(10) 내에 유입되어 미생물의 배양에 필요한 산소를 지속적이고 안정적으로 공급함으로써, 교반조(10) 내부의 습공기는 타측의 넘침물 배출구(63)를 통하여 하수구로 직접 배출하며, 덮개(71) 내측에 고무패킹(71a)으로 밀폐되어 음식물폐기(3)물의 투입초기에 발생할 수 있는 음식물의 냄새가 실내에 유출되지 않도록 하여 개선된 사용환경을 제공할 수 있게 된다.

본 발명의 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치는 교반조(10) 내의 온도를 미생물이 활발하게 소화ㆍ분해할 수 있는 최적의 온도로 유지되도록 제1 수전관(52)에 설치된 다수의 노즐(54)을 통해 온수(6)를 분사하고, 상기 산소공급 수단(60)의 블로워 또는 휀 및 에어발생기(61)을 구동하여 상기 교반조(10)의 상부 일측에서 통공된 공기유입구(62)를 통해 충분한 산소를 공급하여 음식물폐기물(3)의 성분 및 용량에 맞추어 다단으로 나누어 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 교반조(10) 내의 습도를 용이하게 조절할 수 있으므로, 계절적 영향을 받지 않으면서 미생물이 용이하게 번식할 수 있는 최적의 환경을 제공할 수 있다.

본 발명의 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치는 조작부(81)의 전원스위치(도시하지 않음)를 스위칭 온하면, 제1 구동모터(20)가 동작하며, 동작과 함께 교반조(10)내에 설치된 교반축(13)의 가동과 온수공급이 동시에 이루어지며, 분해, 소멸과정에서 생성된 물질에 의해 산소유입이 차단되어 혐기성으로 변하는 것을 방지하기 위해 목재 칩을 씻어준다.

음식물폐기물(3)의 소멸처리에 따라 고형분이 포함된 물은 타공부(12)를 통해 처리수 수집통(40)으로 배출되고, 상기 처리수 수집통(40) 내부에 장착된 도시하지 않은 수위검출센서에 의해 수위를 감지하여 일정레벨의 수위가 되면 제2 구동모터(90)와 처리수 이송펌프(93)가 동시에 작동되므로, 처리수 수집통(40) 내에 수집된 처리수를 처리수 투입배관(93b)을 통해 원심분리기(95) 내에 투입되어 제2 구동모터(90)가 회전됨에 따라 발생되는 구동력을 제2 감속기(92)에서 감속하고, 상기 제2 감속기(92)의 출력축(92a)에 설치된 동력전달수단(94)의 구동풀리(94a)가 회전되므로, 회전력이 벨트(94c)를 통해서 원심분리기(95)의 축(95c)에 설치된 동력전달수단(94)의 종동플리(94b)가 회전되면서 원심분리기(95) 내의 축(95c)에 설치된 임펠러(도시하지 않음)가 회전되면서 원심분리기(95) 내에 저류된 처리수를 원심분리하여 고형분은 원심분리기(95)의 하부에 수집되어 고형분 배출배관(95b)를 통해서 고형분 수집탱크(96)로 배출되고, 물은 원심분리기(95)의 중간부에 수집되어 하수구로 배출한다.

따라서 본 발명은 미생물을 이용한 음식물폐기물의 분해시에 발생되는 처리수에 함유된 물과 고형분을 용이하게 분리할 수 있고, 처리수에서 추출된 고형분을 유용한 자원, 예를 들면, 사료 또는 비료로 재활용할 수 있을 뿐만 아니라, 음식물 쓰레기가 액상 소멸 처리 되어 배출되는 최종 부산물을 원심분리방법을 적용하여 액상 소멸 처리장치로부터 하수구로 배출되는 최종 부산물을 회수하여 유용한 자원으로 재활용 할 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것은 물론이다.

2: 목재칩 3: 음식물폐기물
6: 온수 7: 보온재
10: 교반조 11: 베어링
12: 타공부 13: 교반축
20: 제1 구동모터 21: 감속기
30: 교반날 31:지지봉
32: 제1 교반블레이드 33: 제2 교반블레이드
35:지지봉 40: 처리수 수집통
41: 세척노즐 42: 제2 세척노즐/삭제
50: 열선히터 51: 온수탱크
52: 제1 수전관 53: 제2 수전관
54: 급수노즐 55: 급수관
56: 시즈히터 60: 산소공급수단
61: 블로워 또는 휀 및 에어발생기 62: 공기유입구
63: 넘침물 배출구 70: 프레임
71: 덮개 71a: 고무패킹
72: 바퀴 80: 제어수단
81: 조작부 90: 제2 구동모터
92: 제2 감속기 92a: 출력축
93: 처리수 이송펌프 93a: 처리수 흡입배관
93b: 처리수 투입배관 94: 동력전달수단
94a: 구동풀리 94b: 종동풀리
94c: 벨트 95: 원심분리기
95a: 수분 배출배관 95b: 고형분 배출배관
95c: 회전축 96: 고형분 수집탱크

Claims

하단부에 배설되며, 다수의 타공부(12)가 형성된 교반조(10)와; 온수탱크(51)로부터 온수를 공급받아 상기 교반조(10)의 길이방향을 따라 설치되어 물을 여러 방향으로 분사하도록 소정 간격을 두고 소정 각도로 다수의 노즐(54)이 각각 배설된 제1 수전관(52)과; 상기 교반조(10)의 양단에 설치된 베어링(11)에 각각 지지되고, 그 중 한쪽의 베어링(11)을 관통하여 감속기(21) 및 제1 구동모터(20)와 연결되는 교반축(13)과; 상기 교반축(13)으로부터 다수의 봉이 수직되게 신장되고 단부에 다수 개의 블레이드를 구비하여 목재칩(2) 및 음식물폐기물(3)을 혼합 및 분쇄하는 교반날(30)과; 상기 교반조(10)의 타공부(12)를 하측에서 감싸면서 길이방향을 따라 일측으로 기울기를 가지도록 형성되는 것으로서 온수탱크(51)에서 시즈히터(56)에 의해 60℃로 가열된 온수(6)를 상부에서 제1 수전관(52)에 설치된 노즐(54)을 통해서 주기적으로 분사하면서 음식물폐기물(3)의 분해시에 미생물이 생성하는 점액질을 세척하면서 하부로 떨어지는 처리수를 타공부(12)를 통해 수집하는 처리수 수집통(40)과; 상기 처리수 수집통(40)의 양단부로부터 교반조(10)의 반원통형상 방향으로 소정폭과 길이를 가지면서 상기 교반조(10)를 감싸도록 구비되는 열선히터(50)와; 상기 교반조(10)와 열선히터(50)를 감싸서 내부온도를 특정온도로 유지하는 보온재(7)와; 상기 교반조(10)의 일측에 구비되고 상기 제1 구동모터(20)와 노즐(54)과 열선히터(50)와 블로워 또는 휀 및 에어발생기(61)과 연결되어 소정위치에 설치된 조작부(81)에 의해 구동을 제어하는 제어수단(80)과; 상기 구성요소들이 내측에 설치되도록 둘러싸면서 상부에 덮개(71)와 하부에 바퀴(72)를 구비한 프레임(70)과; 상기 교반조(10)의 일측과 접하도록 위치되고, 급수관(55)을 통해 급수되는 물이 상기 열선히터(50)와 접하며, 내측에 시즈히터(56)를 구비하여 제1 수전관(52)과 제2 수전관(53)에 온수(6)를 공급하는 온수탱크(51)와; 상기 제2 수전관(53)으로부터 온수(6)를 공급받아 상기 처리수 수집통(40)의 기울기가 제일 높은 측에 설치되어 기울기가 낮은 측을 향하여 온수(6)를 분사하는 세척노즐(41)과; 상기 교반조(10)의 상부 일측에서 형성된 공기유입구(62)를 통해 충분한 산소공급을 위해 외부 건공기를 불어넣는 블로워 또는 휀 및 에어발생기(61)과; 상기 블로워 또는 휀 및 에어발생기(61)의 구동에 따라 유입된 외부 건공기에 의해 내부 습공기는 밀려서 배출되도록 상부에 통공되게 설치된 넘침물 배출구(63)로 구성되는 산소공급 및 습공기배출 수단(60);을 포함한 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치에 있어서,
처리수 수집통(40) 내부에 설치된 수위검출센서에 의해 처리수 수집통(40) 내의 수위가 일정레벨을 초과할 경우에 그 신호를 받아 구동력(회전력)을 출력하는 제2 구동모터(90)와;
상기 처리수 수집통(40)에 수집된 처리수를 처리수 흡입배관(93a)을 통해 흡입하여 처리수 투입배관(93b)을 통해 이송하는 처리수 이송펌프(93)와;
상기 제2 구동모터(90)에서 출력되는 구동력을 제2 감속기(92)에서 감속되어 제2 감속기(92)의 출력축(92a)을 개재하여 동력전달수단(94)의 구동풀리(94a)에서 받아서 회전되면서 상기 처리수 이송펌프(93)의 구동에 따라 처리수 투입배관(93b)를 통해 투입되는 처리수에 함유된 고형분과 물을 분류하는 원심분리기(95)와;
상기 원심분리기(95)에서 분류된 물을 물 배출배관(95a)을 통해 하수구에 배출하고, 무기물인 고형분을 고형분 배출배관(95b)을 통해서 받아 저류하는 고형분 수집탱크(96);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치.
제1항에 있어서, 상기 동력전달수단(94)은 제2 구동모터(90)에서 출력되는 구동력을 받아 원심분리기능을 하고, 제2 감속기(92)는 회전력(RPM)을 제어하고 고형분을 하측으로 밀어내는 기능을 하며, 상기 제2 구동모터(90)와 제2 감속기(92)의 출력축(92a)에 설치된 구동풀리(94a)와, 상기 원심분리기(95)의 회전축(95c)에 설치된 종동풀리(94b)와, 상기 구동풀리(94a)와 상기 종동풀리(94b) 사이에 현가되어 상기 제2 구동모터(90)와 제2 감속기(92)에서 출력되는 구동력을 상기 원심분리기(95)의 회전축(95c)에 설치된 종동풀리(94b)에 전달하는 벨트(94c)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치.
음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치에 있어서,
처리수 수집통(40) 내부에 설치된 수위검출센서에 의해 처리수 수집통(40) 내의 수위가 일정레벨을 초과할 경우에 그 신호를 받아 구동력(회전력)을 출력하는 제2 구동모터(90)와;
온수탱크(51)에서 시즈히터(56)에 의해 60℃로 가열된 온수(6)를 상부에서 제1 수전관(52)에 설치된 노즐(54)을 통해서 주기적으로 분사하면서 음식물폐기물(3)의 분해시에 미생물이 생성하는 점액질을 세척하면서 하부로 떨어지는 처리수를 타공부(12)를 통해 수집하는 처리수 수집통(40)과;
상기 처리수 수집통(40)에 수집된 처리수를 처리수 흡입배관(93a)을 통해 흡입하여 처리수 투입배관(93b)을 통해 이송하는 처리수 이송펌프(93)와;
상기 제2 구동모터(90)에서 출력되는 구동력으로 원심분리기(95)를 통해 배출수 중 고형분을 분리하고, 제2 감속기(92)에서 회전력(RPM)을 제어하며 고형분을 하측으로 밀어내는 기능하며 상기 제2 구동모터(90)와 제2 감속기(92)의 출력축(92a)을 개재하여 동력전달수단(94)의 구동풀리(94a)에서 받아서 회전되면서 상기 처리수 이송펌프(93)의 구동에 따라 처리수 투입배관(93b)를 통해 투입되는 처리수에 함유된 고형분과 물을 분류하는 원심분리기(95)와;
상기 원심분리기(95)에서 분류된 물을 물 배출배관(95a)을 통해 하수구에 배출하고, 무기물인 고형분을 고형분 배출배관(95b)을 통해서 받아 저류하는 고형분 수집탱크(96);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물폐기물을 이용한 자원 재활용 소멸처리장치.