KR101267054B1 - 유기성 폐기물 자원화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기성 폐기물 자원화 방법에 관한 것으로, 음식물쓰레기를 파쇄선별하여 이물질을 제거하고, 탈수시켜 고형물을 분리하며, 탈리스크린을 통해 2mm 이상의 슬러지를 스크린한 후 탈리액을 집수하는 전처리단계; 상기 탈리액을 유분스컴 분리조로 이송한 다음, 탈리액에 OH 라디칼수를 투입 혼합한 후 1시간 이내 강제반응시켜 유분과 스컴을 분리 부상시키는 유분스컴 분리단계; 상기 유분스컴 분리단계에서 분리된 유분과 스컴을 유분스컴 저장조로 이송한 다음, 응축기와 유분정류기를 거쳐 유분과 스컴을 분리한 후 유분은 바이오 디젤유로 출고하고, 스컴은 퇴비 또는 사료로 출고하는 유분 스컴 재활용단계; 상기 유분스컴 분리단계에서 분리된 탈리액과 OH 라디칼수가 혼합된 혼합수는 혼합수 저장조로 이송한 다음, 고농도 OH 라디칼수(오존)를 통한 균질화, 침전, 미세스크린과 미세데칸타를 거쳐 유기탄소원과 액상비료나 바이오매스 자원 재료로 출고하는 혼합수 재활용단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 자원화 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 폐기처분되던 음식물쓰레기와 같은 유기성 폐기물에 함유된 유분을 분리하여 바이오 디젤유로 재활용할 수 있고, 스컴을 분리하여 자연 그대로의 퇴비로 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 에탄올 대체물질인 유기탄소원으로 재활용하고, 액상비료는 물론 바이오가스 생산재료로 재활용할 수 있으며, 환경오염을 방지하고, 처리비용은 줄일 수 있다.

Description

유기성 폐기물 자원화 방법{METHOD OF RECOVERY ORGANIC WASTE}

본 발명은 유기성 폐기물 자원화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음폐수와 같은 유기성 폐기물을 OH 라디칼을 이용하여 자연화학분해 방식으로 분해처리하고, 고농도 OH라디칼 균질기로 유기성 폐기물을 균질처리하여 바이오 디젤유, 사료나 퇴비를 비롯한 에탄올의 대체물질인 유기탄소원(폐수처리장 미생물 먹이원, 에탄올 대용) 및 액상비료나 바이오가스 생산의 재료로 자원화하여 재활용할 수 있도록 한 유기성 폐기물 자원화 방법에 관한 것이다.

오늘날 우리 사회는 과학 및 산업의 발달로 물(수질), 공기(대기), 토양(음식) 등 어느 부분 하나라도 안심할 수 없이 오염되고 있으며, 각종 환경오염으로 인한 피해가 심각해져 환경호르몬에 의해 피부질환을 비롯한 각종 질병들이 난무하고 있으며, 이에 따라 고통받는 사람들이 증가되고 있는 추세에 있다.

특히, 음식물 쓰레기(음폐수)와 같은 유기성 폐기물의 급증은 이러한 환경오염을 더욱 더 가속화시키고 있는데, 통상적으로 유기성 폐기물(Organic Waste)이란 유기물의 농도가 40% 이상인 물질을 말한다.

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 환경호르몬인 다이옥신이 대량 발생되어 대기를 오염시킬 뿐만 아니라, 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.

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.

특히, 하기한 표 1과 같이, 2012년 4월 음폐수 원수를 채취하여 분석한 환경부 자료에 따르면, 음폐수는 계절별에 따라 농도의 차이는 있지만 복합 고농도의 유기물질로 구성되어 있음을 확인할 수 있고, 이들 중 유분(약 1-3% 함유)은 글리세린, 바이오 디젤유 등으로 재활용할 수 있으며, 스컴(약 4-6% 함유)은 전분, 당분, 섬유질, 조개껍질, 제지류 등으로서 약품을 첨가하지 않아도 자연 그대로 훌륭한 퇴비가 될 수 있다.

	음폐수	침출수	생활하수
BOD	115,000	90~25,000	60~80
COD	231,000	1,000~35,000	100~150
TS	149,000
TN	2,530	300~2,300	46~60
TP	518
SS		100~3,000	20~30

그럼에도 불구하고, 음폐수는 거의 해양투기에 의존해 왔으며, 2013년 1월부터 해양투기가 전면금지된 후 육상처리라는 과제에 당면해 있으며, 처리비용 뿐만 아니라, 2차 환경오염을 유발하는 요인이 되고 있다.

덧붙여, 표 1에서 보이는 바와 같이, 유독 음폐수만이 다른 폐수들에 비해 10-100배에 이를 만큼 난분해성 BOD, COD가 많은데 이는 음폐수속에 유분, 전분, 당분, 단백질 등 기타 여러종류가 혼합되어 있기 때문에 점성이 강해 서로 엉켜 있어 분리하기가 극히 어렵기 때문인 것으로 보인다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 음폐수 처리상 2차 오염원인 응집제를 전혀 사용하지 않고, 미생물 발효나 숙성 등의 방법도 사용하지 않으면서 온도나 악취 등 환경적 제약이 적어야 하고, 염분제거와 같은 추가 작업이 불필요 하면서 난분해성 물질과 결합된 유분을 99% 이상 분리 재활용하고, 각종 미네랄을 보존하여 재사용 가능하도록 하기 위해 OH 라디칼(오존)과 균질기를 이용하여 자연화학 처리방식으로 빠르게 분해되도록 하여 친환경성을 유지하면서 처리비용도 줄이고, 처리된 음폐수는 다양한 자원으로 다시 재활용될 수 있도록 하여 산업경쟁력을 높이고, 국민건강증진에 기여할 수 있도록 한 유기성 폐기물 자원화 방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 음식물쓰레기를 파쇄선별하여 이물질을 제거하고, 탈수시켜 고형물을 분리하며, 탈리스크린을 통해 2mm 이상의 슬러지를 스크린한 후 탈리액을 집수하는 전처리단계; 상기 탈리액을 유분스컴 분리조로 이송한 다음, 탈리액에 OH 라디칼수를 투입 혼합한 후 1시간 이내 강제반응시켜 유분과 스컴을 분리 부상시키는 유분스컴 분리단계; 상기 유분스컴 분리단계에서 분리된 유분과 스컴을 유분스컴 저장조로 이송한 다음, 응축기와 유분정류기를 거쳐 유분과 스컴을 분리한 후 유분은 바이오 디젤유로 출고하고, 스컴은 사료로 출고하는 유분 스컴 재활용단계; 상기 유분스컴 분리단계에서 분리된 탈리액과 OH 라디칼수가 혼합된 혼합수는 혼합수 저장조로 이송한 다음, 고농도 OH라디칼수(오존)을 통한 균질화, 침전, 미세스크린과 미세데칸타를 거쳐 바이오매스 혹은 에탄올의 대체물질인 유기탄소원을 포함한 자원 재료로 출고하는 혼합수 재활용단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 자원화 방법을 제공한다.

이때, 상기 유분스컴 분리단계에서, 상기 OH 라디칼수는 탈리액 1톤당 5-10%의 부피비로 투입 후 혼합되고, 1시간 정도 강제 반응되게 하는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 유분스컴 분리단계에서 사용되는 OH 라디칼수는 오존발생기(무성코로나방전 방식)를 통해 오존을 발생시킴과 동시에 고압으로 상수도에 분사하여 마이크로버블 상태로 용존되게 한 액체로서, 기체 상태의 오존과 상수도로부터 분사된 수돗물이 1:4의 부피비(고비율)로 희석된 상태의 액체인 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 혼합수 재활용단계에서, 고농도 OH 라디칼수(오존)을 통한 균질화는 상기 혼합수(유분,스컴 1차 분리 된 혼합수)와 OH 라디칼수를 오존균질기 속으로 고압 극세분사하여 강제융합시킴으로써 난분해성 COD, BOD를 추가로 제거하고, 반응촉진 및 공정시간을 단축하는 균질화반응인 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 폐기처분되던 음폐수와 같은 유기성 폐기물에 함유된 유분을 분리하여 바이오 디젤유로 재활용할 수 있다.

또한, 스컴을 분리하여 자연 그대로의 퇴비 또는 사료로 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 에탄올의 대체물질인 유기탄소원이 생산되며, 그 외에도 액상비료와 바이오가스 생산재료로 재활용 될 수 있는데, 이때, 유기탄소원이란 멸균처리된 액체상태의 영양염류로서 미생물의 먹이원, 산업폐수 정화, 에탄올 대체 등 다양한 분야로 활용할 수 있는 물질이다.

예컨대, 탈리액 100톤 처리시 바이오 디젤유 1-3톤, 유기탄소원 93-96톤, 스컴(사료 혹은 퇴비) 4-6톤으로 자원화 처리가 가능하다.

이에 따라, 환경오염을 방지하고, 처리비용은 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 자원화 방법을 보인 공정도이다.

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

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 대한 구체적인 설명에 앞서, OH 라디칼에 대하여 먼저 살펴본다.

OH 라디칼이란 기체 상태의 오존을 첨단장치를 통해 물과 강제 접촉시키면 자유형라디칼이 생성되며, 이중 OH^-가 가장 강력한 에너지를 발휘하여 살균, 탈취, 탈색, 중금속의 무기화, 각종 유기물질들을 원천적으로 분해, 제거 후 가장 안전한 물과 산소 상태로 환원되는 자연에 존재하는 천연물질이다.

즉, OH 라디칼(수산기)는 지구상에 존재하는 모든 세균류 및 오염원들을 자연화학적으로 분해, 제거 및 중화시키는데 탁월한 능력을 가진 천연물질이며, 2차 오염물질도 남기지 않는다.

본 발명은 이와 같은 OH 라디칼의 특성을 완전히 응용할 수 있도록 OH 라디칼을 생성시켜 활용할 수 있도록 구성된다.

또한, 오존은 물에 녹지 않지만 버블상태 및 라디칼 형태로 장시간 용존 가능하고, 자유형라디칼 OH를 생성하는 주체이기 때문에 더욱 더 강력한 산화력을 갖는다.

이러한 오존의 반응성은 하기 그림과 같다.

특히, 미생물의 표층성분(주로 단백질)과 바로 반응할 수 있는 높은 산화전위를 가지고 있기 때문에 이들을 쉽게 환원시켜 분해를 촉진하게 되며, 살균 작용에 있어서도 염소보다 강력하고, 트리할로메탄 전구물질을 제거할 수 있는 특성도 가지고 있다.

또한, 각종 미네랄은 보존하는 특성도 있다.

본 발명에서는 이러한 특성들을 활용할 수 있도록 OH 라디칼수를 이용한다.

OH 라디칼수란 공기중의 산소 21%를 90%의 순산소화하여 오존발생기를 통과시키면서 오존이 5미크론 이하를 갖도록 나노, 버블화시킨 물을 말하며, 기구학적으로 구현되어 있다.

OH 라디칼수에 산화될 수 있는 물질로는 아래 표 2와 같다.

또한, 실험에 따른 OH 라디칼수는 하기한 표 3과 같은 살균효과를 갖는 것으로 알려져 있다.

본 발명은 상술한 특성들을 활용하여 다음과 같은 방법으로 유기성 폐기물을 자원화시킬 수 있다.

도 1과 같이, 본 발명은 유기성 폐기물, 특히 음식물쓰레기를 자원화하기 위해 전처리단계를 거친다.

상기 전처리단계는 음식물쓰레기에 함유된 이물질을 제거하는 과정, 탈수과정, 슬러지 제거과정으로 이루어진다.

이때, 이물질 제거과정은 파쇄선별기(100)를 이용하여 음식물쓰레기를 파쇄하면서 음식물쓰레기에 함유된 비닐을 포함한 협잡물을 제거하는 과정으로서 통상적으로 이루어지는 전처리과정 중 하나이다.

그리고, 탈수과정은 음식물 탈수기(200)를 이용하여 음식물쓰레기에 함유된 수분을 줄여 함수율을 낮추는 과정으로, 탈수시 발생되는 음식 고형물을 분리 제거하게 된다.

이렇게 하여, 탈수된 탈수액은 2mm 크기의 탈리스크린(300)을 통해 2mm 이상의 크기를 갖는 음식물 슬러지를 분리 제거하는 슬러지 제거과정을 거쳐 탈리액(음폐수)만을 따로 모은다.

따라서, 상술한 전처리단계를 거치게 되면 기본적으로 목측 가능한 크기의 이물질을 포함한 음식물 슬러지는 제거된 상태를 유지하게 된다.

이 경우, 제거된 음식물 슬러지는 그 자체로서 사료나 퇴비에 섞여 반출 사용될 수 있다.

특히, 탈수 후 회수되는 음식 고형물에는 이물질이 제거된 상태에서 각종 섬유질이 함유되어 있으므로 이를 케이크로 만들고 대형압력솥에서 고온 고압으로 쪄 내면 퇴비로 활용하기 좋다.

이어, 탈리액에서 유분과 스컴을 분리하는 유분스컴 분리단계를 거친다.

이때, 유분은 탈리액에 함유된 기름을 의미하며, 스컴은 밥알과 같은 슬러지로 2mm 이하의 크기를 갖는 것을 말하고, 나머지는 각종 미네랄이 함유된 수분으로서 물이며, 이러한 유분스컴 분리단계는 유분스컴 분리조에서 이루어진다.

때문에, 상기 전처리단계를 거친 탈리액은 상기 유분스컴 분리조(400)로 이송되며, 유분스컴 분리조(400) 내부에서 유분과 스컴 및 수분으로 분리되게 된다.

분리 방법은, 탈리액 대비 탈리액 1톤당 부피비로 5-10%의 OH 라디칼수를 투입 혼합한 후 1시간 이내 강제 반응되게 함으로써 유분과 스컴을 분리 부상시키는 방식으로 이루어진다. 이때 탈리액에 존재하는 유분의 80-90%가 분리된다.

이 경우, 고농도 OH 라디칼수는 오존발생기(무성코로나방전 방식)를 통해 오존을 발생시킴과 동시에 고압으로 상수도에 분사하여 마이크로버블 상태로 용존도를 높이도록 생산되는데, 바람직하게는 기체 상태의 오존과 상수도로부터 분사된 수돗물이 1:4의 부피비(고비율)로 희석된 상태의 액체를 말한다.

더구나, 상기 OH 라디칼수는 탈리액에 포함된 난분해성 BOD, COD를 50% 정도 1차 분리하게 되는데 이는 난분해성 물질들의 분자 결합 상태를 끊어 분해 처리 효율을 더욱 촉진하게 된다.

여기에서, 난분해성 BOD, COD란 탈리액의 주요성분 중 하나인 전분, 단백질, 탄수화물은 유분이 부착되어 있어 분리하기가 쉽지 않은 물질을 말하며, 이들의 표면에 OH 라디칼수가 접촉하면서 유분을 분리 부상시키기 때문에 분해가 쉽게 이루어지도록 유도하게 된다.

아울러, OH 라디칼은 높은 산화력과 살균력을 가지고 있기 때문에 100% 제거는 어렵지만 90% 이상 100% 미만 악취 제거 효과도 있다. 이는 악취의 원인이 암모니아성 가스와 다양한 곰팡이와 세균의 부산물이기 때문에 이들이 분해 제거됨으로 인해 함께 줄어드는 것이다.

이렇게 하여 분리된 유분 및 스컴은 혼합수(탈리액과 OH 라디칼수가 부피비로 90~95:5~10의 비율로 희석되어 있는 액체) 상부로 부상되게 되므로 부상된 유분과 스컴만을 걷어내어 유분스컴 저장조(500)로 이송한 다음 후처리하게 되고, 남은 액체는 혼합수 저장조(600)로 이송되어 후처리하게 된다.

즉, 유분스컴 저장조(500)로 이송된 유분과 스컴은 응축기(510)와 유분정류기(520)를 거쳐 유분과 스컴이 분리되게 되며, 분리된 유분은 바이오 디젤유로 재활용되고, 분리된 스컴은 슬러지로서 케이크화 되어 사료로 재활용되는 분리 재활용단계를 거치게 된다.

이때, 생기는 수분은 상기 혼합수 저장조(600)로 이송되어 혼합수 처리시 함께 처리된다.

한편, 혼합수 저장조(600)로 이송된 혼합수는 오존균질기(610)를 거쳐 균질화되는 과정과, 균질화된 혼합수를 침전조(620)에서 잔존하는 여분의 바이오디젤유를 부상시켜 유분스컴 분리조(400)로 이송하고 미세슬러지는 침전분리하는 과정, 침전분리된 분리수를 미세스크린(630)과 미세데칸타(640)에 통과시켜 스크린하는 과정을 거쳐 에탄올의 대체물질인 유기탄소원(미생물먹이, 액상비료 혹은 바이오매스 등의 재료)으로 재활용되는 단계를 거치게 된다. 미세스크린(630)과 미세데칸타(640)의 공정이 가능한 이유는 상기 유분,스컴분리단계(400)와 침전조(620)에서 유분을 99% 이상 분리 제거하여 가능하게 된다. 유분은 미세스크린과 미세데칸타의 미세구멍을 막아 고가의 장비를 사용하지 못하게 한다.

여기에서, 균질화 과정은 혼합수를 가압펌프의 스크류 회전력으로 마이크로버블을 생성하고 용기저장탱크 내부로 고압분사하면 극세노즐의 미세핀홀에서 분사되면서 균질하게 혼합되는 과정을 말한다.

또한, 데칸타(Decantor)(640)는 보통 탈수, 원심분리 등을 위해 사용하는 분리기이 일종이다.

특히, 오존균질기(610)를 사용해야 하는 이유는, 오존의 경우 물에 녹지 않기 때문에 자연상태로 오존을 이용하기란 매우 어렵다. 때문에, OH라디칼(오존)의 자연화학적 역할을 수행하도록 함에 있어 균질기의 가압 극세분사로 균질하게 혼합하며, 마이크로버블은 감압(진공)기 또는 저장용기를 연속적으로 통과하면서 제거되도록 하여 주는 기계이다. 즉, 오존균질기(610)는 오존수(OH라디칼수) 사용상 단점을 극복하기 위한 기구학적 장치로서, 통상 수중에서 짧은 반감기를 갖기 때문에 사용상 어려움이 있는 오존을 수중 또는 압력용기 내부에 장시간(4시간 정도) 보관할 수 있고, 오존을 배출하지 않은 채 재활용할 수 있는 장점을 가진다. 이는 오존이 배출되어 인체와 접촉하게 되면 인체에 악영향을 미친다는 점은 익히 알려진 바와 같기 때문에 극히 주의해야 한다.

이러한 오존균질기(610)는 가압펌프, 극세노즐, 압력용기, 감압기(진공), 오존발생기(산소발생기, 오존발생기, 상수도 혼합용 가압펌프), 라디칼수와 탈리액 혼합용 펌프 등을 포함하며, 시간당 혼합수 5.1톤을 처리함이 바람직하고, 오존의 양은 시간당 7.7kg 정도가 된다.

예컨대, 혼합수를 압력용기에 가압펌프로 밀어 넣어 스텐강관 끝에 장착된 여러개 작은 구멍을 통과하면서 초미세 물분자(0.5~0.1 미크론 규모)로 균질분사하여 탈리액과 고농도 OH 라디칼수를 강제 융합시키게 되는데, 이를 통해 오존과 탈리액이 강제 혼합되도록 하여 라디칼의 역할 수행이 원할하도록 돕는다.

이에 따라, 융합된 오존과 OH 라디칼수는 자연화학적 역할을 빠른 시간 내에 수행하여 잔여 유분이 최종 분리되고, 난분해성물질이 추가로 제거되며, 배출된 후 저장고 내에서 물과 산소로 환원된다.

더구나, 가압펌프 스크류 회전력에 의해 대량으로 생성된 마이크로 버블은 OH 라디칼수와 탈리액 혼합수의 자연화학반응을 촉진하게 되며, 오존균질기 내부압력 탱크는 마이크로 버블을 가두어 두는 역할을 하게 되고, 마이크로 버블은 연속적인 감압장치를 통과하면서 제거된다.

균질기는 음료제조공장이나 유제품공장에서 널리 사용되고 있다.

그리고, 침전방식과, 미세스크린, 미세데칸타 방식은 공지된 방식이므로 상세한 설명을 생략한다.

이와 같이, 본 발명은 OH 라디칼(오존)과 균질기를 이용하여 음식물쓰레기를 효율적이면서 저렴한 비용으로 신속하게 분해 처리할 수 있어 환경오염을 줄이고, 나아가 분해 처리시 발생되는 부산물을 자원으로 재활용할 수 있으므로 에너지 재생산에도 일조하는 효과를 얻을 수 있게 된다. 또한, 고가인 에탄올을 대체가능한 유기탄소원은 각 산업 현장(산업폐수정화 미생물학적 처리공정)의 미생물 먹이로 저가에 제공되고 있어 폐수처리비용을 절감하는 효과도 동반한다.

100: 파쇄선별기 200: 음식물탈수기
300: 탈리스크린 400: 유분스컴 분리조
500: 유분스컴 저장조 600: 혼합수 저장조

Claims (4)

1. 음식물쓰레기를 파쇄선별하여 이물질을 제거하고, 탈수시켜 고형물을 분리하며, 탈리스크린을 통해 2mm 이상의 슬러지를 스크린한 후 탈리액을 집수하는 전처리단계;
   상기 탈리액을 유분스컴 분리조로 이송한 다음, 탈리액에 OH 라디칼수를 투입 혼합한 후 1시간 이내 강제반응시켜 유분과 스컴을 분리 부상시키는 유분스컴 분리단계;
   상기 유분스컴 분리단계에서 분리된 유분과 스컴을 유분스컴 저장조로 이송한 다음, 응축기와 유분정류기를 거쳐 유분과 스컴을 분리한 후 유분은 바이오 디젤유로 출고하고, 스컴은 퇴비 또는 사료로 출고하는 유분 스컴 재활용단계;
   상기 유분스컴 분리단계에서 분리된 탈리액과 OH 라디칼수가 혼합된 혼합수는 혼합수 저장조로 이송한 다음, 고농도 OH 라디칼수(오존)을 통한 균질화, 침전, 미세스크린, 미세데칸타를 거쳐 바이오매스 혹은 에탄올의 대체물질인 유기탄소원을 포함한 자원 재료로 출고하는 혼합수 재활용단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 자원화 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 유분스컴 분리단계에서, 상기 OH 라디칼수는 탈리액 1톤당 5-10%의 부피비로 투입 혼합하고, 1시간 이내 강제 반응되게 하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 자원화 방법.
   
   
3. 청구항 1에 있어서;
   상기 유분스컴 분리단계에서 사용되는 고농도 OH 라디칼수는 오존발생기(무성코로나방전 방식)를 통해 오존을 발생시킴과 동시에 고압으로 상수도에 분사하여 마이크로버블 상태로 용존되게 한 액체로서, 기체 상태의 오존과 상수도로부터 분사된 수돗물이 1:4의 부피비(고비율)로 희석된 상태의 액체인 것을 특징으로 유기성 폐기물 자원화 방법.
   
4. 청구항 1에 있어서;
   상기 혼합수 재활용단계에서, 고농도 OH 라디칼수(오존)를 통한 균질화는 상기 혼합수를 구성하는 음폐수와 OH 라디칼수를 오존균질기 속으로 고압 극세분사하여 강제융합시킴으로써 난분해성 COD, BOD를 추가로 제거하고, 가압과 감압(진공)의 연속적 작업으로 반응촉진 및 공정시간을 단축하는 균질화반응인 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 자원화 방법.

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