KR101272874B1 - 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화 방법 - Google Patents
음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 음식물 쓰레기 처리장의 고농도 폐수내에서 부상되는 부상 유지류가 알카리 분말과 혼합하여 고형화 시키는 혼합기와, 상기 부상 유지류와 알카리 분말의 고른 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하면서 2차 혼합 및 자연 냉각시키는 혼합 냉각기, 3차 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하는 혼합 숙성기의 내부에서, 고른 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하여 상기 부상 유지류와 알카리 분말이 고르게 혼합되고, 이에따라 구조적으로 치밀한 조직을 갖는 고형화 펠렛을 얻을 수 있도록 하여, 상기 고형화 펠렛을 통한 재생 에너지의 연료로 활용을 극대화 시킬 수 있도록 하며, 상기 혼합기와 혼합 냉각기 및 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하는 혼합 숙성기가 각각 수평방향으로 설치되어, 혼합 및 숙성물이 수평 방향으로 이송되면서 공기의 대류 및 공기 역학적인 원리에 의해 수분이 고르게 증발되도록 하며, 상기 혼합기와 혼합 냉각기 및 혼합 숙성기의 내부에는 이중 세절(細切) 스크류 및 다수의 칼날이 돌출 설치되는 분쇄롤러가 설치되어, 혼합물의 크기를 순차로 작게 분쇄시키면서 혼합될 수 있도록 하여, 혼합 숙성물이 균일한 상태로 고르게 혼합 및 숙성될 수 있도록 하며, 건조기의 배출구에 설치되는 배출 조절밸브를 통하여 건조기에서 배출되는 건조 펠렛의 건조속도 및 건조시간을 자유롭게 조정할 수 있도록한 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화 방법에 관한 것이다.
그 기술적인 구성은, 혼합기가 수평방향으로 설치되어 이중 세절(細切) 스크류로서 부상 유지류를 고속으로 5mm 이하로 분쇄하면서 알카리 분말과 1차 혼합시키며, 상기 1차 혼합물은 상기 혼합기의 체적보다 2배 이상으로 크게 형성되어 수평 방향으로 설치되는 혼합 냉각기의 내부로 유입되어, 이송 혼합스크류의 저속 회전에 의해 5~15분간 부상 유지류와 알카리 분말의 고른 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하면서 2차 혼합되고, 상기 혼합 냉각기의 내부 중간에는 다수의 칼날이 돌출 설치되는 분쇄롤러가 설치되어 2차 혼합물을 3mm이하의 크기로 분쇄하며, 상기 혼합 및 숙성된 2차 혼합물은 상기 혼합 냉각기의 체적보다 2배 이상으로 크게 형성되어 수평 방향으로 설치되는 혼합 숙성기의 내부로 유입되어, 상기 혼합 숙성기 내부에 설치된 양날 스크류로서 수평방향으로 5~15분간 천천히 이송되면서 3차 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하게 되고, 상기 혼합 숙성기의 내부 중간에는 다수의 칼날이 돌출 설치되는 분쇄롤러가 설치되어 3차 혼합 숙성물을 2mm이하의 크기로 분쇄하는 한편, 상기 3차 혼합 숙성물은 성형기의 내부로 유입되어 별도의 압력이 필요없이 자중에 의해 관통홀을 통과하면서 직경 5~10mm 및 일정한 길이로 절단되어 펠렛을 형성하며, 상기 성형기 내부에서 자중에 의해 성형 완료된 펠렛은 수평 방향으로 설치되는 건조기의 내부로 유입되어, 열풍 유입관을 통해 40~60℃의 온도로 공급되는 열풍의 간접 가열에 의해 2~4시간 동안 간접 가열하여 펠렛의 수분 함유량이 10% 이하가 되도록 하는 것을 요지로 한다.
그 기술적인 구성은, 혼합기가 수평방향으로 설치되어 이중 세절(細切) 스크류로서 부상 유지류를 고속으로 5mm 이하로 분쇄하면서 알카리 분말과 1차 혼합시키며, 상기 1차 혼합물은 상기 혼합기의 체적보다 2배 이상으로 크게 형성되어 수평 방향으로 설치되는 혼합 냉각기의 내부로 유입되어, 이송 혼합스크류의 저속 회전에 의해 5~15분간 부상 유지류와 알카리 분말의 고른 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하면서 2차 혼합되고, 상기 혼합 냉각기의 내부 중간에는 다수의 칼날이 돌출 설치되는 분쇄롤러가 설치되어 2차 혼합물을 3mm이하의 크기로 분쇄하며, 상기 혼합 및 숙성된 2차 혼합물은 상기 혼합 냉각기의 체적보다 2배 이상으로 크게 형성되어 수평 방향으로 설치되는 혼합 숙성기의 내부로 유입되어, 상기 혼합 숙성기 내부에 설치된 양날 스크류로서 수평방향으로 5~15분간 천천히 이송되면서 3차 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하게 되고, 상기 혼합 숙성기의 내부 중간에는 다수의 칼날이 돌출 설치되는 분쇄롤러가 설치되어 3차 혼합 숙성물을 2mm이하의 크기로 분쇄하는 한편, 상기 3차 혼합 숙성물은 성형기의 내부로 유입되어 별도의 압력이 필요없이 자중에 의해 관통홀을 통과하면서 직경 5~10mm 및 일정한 길이로 절단되어 펠렛을 형성하며, 상기 성형기 내부에서 자중에 의해 성형 완료된 펠렛은 수평 방향으로 설치되는 건조기의 내부로 유입되어, 열풍 유입관을 통해 40~60℃의 온도로 공급되는 열풍의 간접 가열에 의해 2~4시간 동안 간접 가열하여 펠렛의 수분 함유량이 10% 이하가 되도록 하는 것을 요지로 한다.
Description
본 발명은 음식물 쓰레기 처리 공정 또는 식품회사, 도축장 등에서 발생하는 고농도 폐수 처리과정 중에 발생하는 부유물인 수분함량이 높은 부상(浮上) 유지류(油脂類)를 고르게 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하여 고형화시킬 수 있는 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화 방법에 관한 것으로 이는 특히, 음식물 쓰레기 처리장의 고농도 폐수내에서 부상되는 부상 유지류가 알카리 분말과 혼합하여 고형화 시키는 혼합기와, 상기 부상 유지류와 알카리 분말의 고른 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하면서 2차 혼합 및 자연 냉각시키는 혼합 냉각기, 3차 혼합 및 숙성을 유도하는 혼합 숙성기의 내부에서, 고른 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하여 상기 부상 유지류와 알카리 분말이 고르게 혼합되고, 이에따라 구조적으로 치밀한 조직을 갖는 고형화 펠렛을 얻을 수 있도록 하여, 상기 고형화 펠렛을 통한 재생 에너지의 연료로 활용을 극대화 시킬 수 있도록 하며, 상기 폐수내에서 부상되는 부상 유지류의 고형화 현상이 손쉽고, 용이하게 이루어질 수 있으면서, 수분과의 분리가 쉽게 이루어질 수 있도록 함은 물론, 상기 혼합기와 혼합 냉각기 및 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하는 혼합 숙성기가 각각 수평방향으로 설치되어, 혼합 및 숙성물이 수평 방향으로 이송되면서 공기의 대류 및 공기 역학적인 원리에 의해 수분이 고르게 증발되도록 하며, 이때 상기 혼합기와 혼합 냉각기 및 혼합 숙성기의 상부 일측에는, 수분의 증발 발한성을 유도하기 위한 환풍기가 환풍관과 연통 연설되어, 혼합 숙성물의 수분 증발효과를 극대화 시킬 수 있도록 하고, 수분을 손쉽고, 용이하게 배출할 수 있도록 하며, 상기 혼합기와 혼합 냉각기 및 혼합 숙성기의 내부에는 이중 세절(細切) 스크류 및 다수의 칼날이 돌출 설치되는 분쇄롤러가 설치되어, 혼합물의 크기를 순차로 작게 분쇄시키면서 혼합될 수 있도록 하여, 혼합 숙성물이 균일한 상태로 고르게 혼합 및 숙성될 수 있도록 하며, 분쇄 효율을 향상시킬 수 있도록 하고, 건조기 열풍 유입관을 통해 일정 온도로 공급되는 열풍의 간접 가열에 의해 펠렛의 수분 응축 현상을 방지하면서, 공기의 흐름을 수평방향으로 유도하여 별도의 전열기등이 필요 없이도 펠렛의 건조 효율을 가일층 증대시키며, 상기 건조기의 배출구에 설치되는 배출 조절밸브를 통하여 건조기에서 배출되는 건조 펠렛의 건조속도 및 건조시간을 자유롭게 조정할 수 있도록한 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화 방법에 관한 것이다.
일반적으로 음식물 폐기물이나, 공장 등에서 발생되는 많은양의 폐기물은 이를 매립하거나 또는 소각 및 투기등의 방법으로 처리되고 있는 것이 대부분이다.
그러나, 이와같은 매립 또는 소각, 투기등과 페기물의 처리 방법의 경우에는, 엄청난 매립비용 및 매립지가 필요할 뿐만 아니라, 이로 인해 발생되는 2차 환경오염을 초래하게 되는 커다란 문제점이 있는 것이다.
특히, 음식물 쓰레기의 처리공정 중에 발생하는 탈리액은 고농도 폐수로서, 이를 처리하는 데에 많은 어려움이 있는 관계로 대부분 해양투기 방식으로 처리하여 왔으나, 해양오염의 가중에 따른 런던(LONDON)협약에 따라, 우리나라 정부에서도 해양투기를 근본적으로 금지할 예정으로 있어, 이의 처리에 막대한 처리비용이 소요될 것으로 예측되고 있는 실정인 것이다.
한편, 상기와같은 음식물 폐기물을 탈수킨 후, 가연성의 첨가제를 혼합하여 고형연료를 제조하고, 제조공정에서 발생된 취출수는 폐수 처리공정을 통해 정화시킴으로써 완전한 폐기물의 재활용을 꾀할 수 있는 폐기물 처리방법 및 이를 통해 제조된 고형연료가 대한민국 등록 특허 제 10-0661624호에 알려져 있다.
즉, 음식물 폐기물 처리방법은, 폐기물을 1차 탈수하여 선별 공정을 통하여 선별하고, 선별된 폐기물은 파쇄 공정 및 2차 탈수 공정을 거친 후, 직경이 5mm 이하의 크기로 미세하게 분쇄시키는 분쇄공정을 거쳐, 분쇄된 폐기물에 무정형 탄소성상의 분말과, 칼슘 산화물계 첨가제, 나트륨계 첨가제, 고체산촉매를 포함하는 촉매제를 혼합하는 혼합공정과, 상기와같이 혼합된 혼합 폐기물을 건조 공정을 통하여 수분 함량이 20∼30% 에 도달할 때까지 건조하는 건조 공정을 순차로 거치게 되며, 상기와같이 수분 함량이 20∼30%인 혼합 폐기물에 폐기물 및 유기 결합제와 슬러지를 혼입 용해하여 얻어진 용액을 혼합하면서 분사하고 혼합하는 2차 혼합공정을 수행하고, 상기와 같이 2차 혼합공정을 통해 얻어진 처리물은 성형기를 통하여 고형 연료로 성형하고, 탈수과정을 통하여 배출된 폐기물의 취출수는 호기탱크와 무산소 탱크에서 화학처리 및 생물학적 처리를하며, 상기와같이 처리된 취출수는 유기탱크에서 정화 처리한 후, 고도처리를 통하여 정수시키고, 슬러지는 배출시키는 것이다.
따라서, 상기와같이 음식물 폐기물을 탈수시켜 수분을 적정수준으로 맞추고, 폐기물을 무정형 탄소성상의 분말 및 촉매등을 투입하여 가연성 고분자화하여 고형연료를 제조할 수 있으며, 상기 제조공정에서 발생된 취출수는 화학 및 생물학적 처리공정을 거쳐 정화 시킴으로써, 음식물 폐기물의 재활용이 가능하게 되면서, 취출수는 정화되어 배출되는 것이다.
그러나, 상기와같은 음식물 폐기물 처리방법의 경우에는, 음식물 폐기물의 특성상 수분 함수율이 높고, 특히 폐기물내에 유동성이 있는 유지성분을 다량 함유하고 있는 관계로 이를 효과적으로 탈수하기가 극히 어려울 뿐만 아니라, 상기 폐기물의 유동성에 의해 이를 단순히 분쇄하여 생석회, 소석회, 수산화나트륨등과 같은 산화물계 첨가제, 나트륨계 첨가제를 혼합하는 혼합공정을 통하여 고형화가 매우 어려운 단점이 있는 것이다.
또한, 상기 폐기물의 혼합 및 건조공정시 발생되는 폐기물 혼합물의 수분은, 건조 공정의 건조기 내부에 습기를 포함한 공기에 의해, 쉽게 배출되지 배출되지 않아 건조 효율이 극히 낮게 되며, 건조된 폐기물의 내부에는 수분이 고르게 건조되지 않게 되어, 이를 고형화하여 연료로서 재활용하기가 어렵게 되는 문제점이 있는 것이다.
이에 더하여, 상기와같은 음식물 폐기물 처리방법의 경우에는, 하수 슬러지 및 음식물 쓰레기를 대상으로 비교적 유지류 함량이 낮은 물질을 고형화하는 것으로, 유지류의 함량이 높은 부상물질의 경우에는 처리가 불가능하게 되는등 많은 문제점이 있었던 것이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 음식물 쓰레기 처리장의 고농도 폐수내에서 부상되는 부상 유지류가 알카리 분말과 혼합하여 고형화 시키는 혼합기와, 상기 부상 유지류와 알카리 분말의 고른 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하면서 2차 혼합 및 자연 냉각시키는 혼합 냉각기, 3차 혼합 및 숙성을 유도하는 혼합 숙성기의 내부에서, 고른 혼합 및 숙성을 유도하여 상기 부상 유지류와 알카리 분말이 고르게 혼합되고, 이에따라 구조적으로 치밀한 조직을 갖는 고형화 펠렛을 얻을 수 있도록 하여, 상기 고형화 펠렛을 통한 재생 에너지의 연료로 활용을 극대화 시킬 수 있도록 하며, 상기 폐수내에서 부상되는 부상 유지류의 고형화 현상이 손쉽고, 용이하게 이루어질 수 있으면서, 수분과의 분리가 쉽게 이루어질 수 있도록 함은 물론, 상기 혼합기와 혼합 냉각기 및 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하는 혼합 숙성기가 각각 수평방향으로 설치되어, 혼합 및 숙성물이 수평 방향으로 이송되면서 공기의 대류 및 공기 역학적인 원리에 의해 수분이 고르게 증발되도록 하며, 이때 상기 혼합기와 혼합 냉각기 및 혼합 숙성기의 상부 일측에는, 수분의 증발 발한성을 유도하기 위한 환풍기가 환풍관과 연통 연설되어, 혼합 숙성물의 수분 증발효과를 극대화 시킬 수 있도록 하고, 수분을 손쉽고, 용이하게 배출할 수 있도록 하며, 상기 혼합기와 혼합 냉각기 및 혼합 숙성기의 내부에는 이중 세절(細切) 스크류 및 다수의 칼날이 돌출 설치되는 분쇄롤러가 설치되어, 혼합물의 크기를 순차로 작게 분쇄시키면서 혼합될 수 있도록 하여, 혼합 숙성물이 균일한 상태로 고르게 혼합 및 숙성될 수 있도록 하며, 분쇄 효율을 향상시킬 수 있도록 하고, 건조기 열풍 유입관을 통해 일정 온도로 공급되는 열풍의 간접 가열에 의해 펠렛의 수분 응축 현상을 방지하면서, 공기의 흐름을 수평방향으로 유도하여 별도의 전열기등이 필요 없이도 펠렛의 건조 효율을 가일층 증대시키며, 상기 건조기의 배출구에 설치되는 배출 조절밸브를 통하여 건조기에서 배출되는 건조 펠렛의 건조속도 및 건조시간을 자유롭게 조정할 수 있는 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화 방법을 제공 하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 음식물 쓰레기 처리장의 고농도 폐수내에서 부상되는 부상 유지류를 흡입 펌프로 저장조 내부로 유입시키는 단계와, 상기 저장조내에 수분 함량이 높은 유지류를 혼합기 내에서 알카리 분말 저장조로부터 공급되는 알카리 분말과 혼합하여 고형화 시키는 혼합단계와, 상기 혼합기에서 혼합 완료된 유지류는 일정한 크기로 파쇄한 후, 성형기 내부로 유입하여 일정한 크기로 성형하는 파쇄 및 성형단계와, 상기 성형기 내부에서 성형 완료된 유지류는 건조기 내부로 유입하여 일정한 온도로 건조시키는 건조단계 및 상기 건조기 내에서 건조 완료된 펠렛은 벨트 컨베이어를 통해 이송하여 건조되어 고형화된 펠렛을 저장조에 저장하는 고형화 펠렛 저장단계로 이루어진 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화 방법에 있어서,
상기 혼합기는 수평방향으로 설치되어 구동모터와 연설되는 이중 세절(細切) 스크류로서 부상 유지류를 300~500rpm의 고속으로 5mm 이하로 분쇄하면서 알카리 분말과 1차 혼합시키며, 이때 상기 부상 유지류 85~95 중량%에 알카리 분말 5~15중량% 투입되어 상기 알카리 분말과 부상 유지류의 수분과의 반응에 의해 80℃ 이상으로 발열 반응을 유도하며, 상기 발열 반응에 의해 수분이 일부 증발되어 수평 방향으로 설치된 혼합기의 상부를 통해 외부로 제거되도록 하고, 상기 1차 혼합물은 상기 혼합기의 체적보다 2배 이상으로 크게 형성되어 수평 방향으로 설치되는 혼합 냉각기의 내부로 유입되어, 이송 혼합스크류의 저속 회전에 의해 5~15분간 부상 유지류와 알카리 분말의 고른 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하면서 2차 혼합되고, 혼합 및 숙성시 발생되는 수분이 수평 방향으로 설치되는 혼합 냉각기의 상부를 통해 외부로 제거되면서 2차 혼합물의 온도가 40~60℃로 자연 냉각됨은 물론, 상기 혼합 냉각기의 내부 중간에는 다수의 칼날이 돌출 설치되는 분쇄롤러가 설치되어 2차 혼합물을 3mm이하의 크기로 분쇄하며, 상기 혼합 및 숙성된 2차 혼합물은 상기 혼합 냉각기의 체적보다 2배 이상으로 크게 형성되어 수평 방향으로 설치되는 혼합 숙성기의 내부로 유입되어, 상기 혼합 숙성기 내부에 설치된 양날 스크류로서 수평방향으로 5~15분간 천천히 이송되면서 3차 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하게 되고, 상기 혼합 숙성기의 내부 중간에는 다수의 칼날이 돌출 설치되는 분쇄롤러가 설치되어 3차 혼합 숙성물을 2mm이하의 크기로 분쇄하는 한편, 상기 3차 혼합 숙성물은 5~10mm의 크기로 다수의 관통홀이 형성되는 성형기의 내부로 유입되어 별도의 압력이 필요없이 자중에 의해 관통홀을 통과하면서 직경 5~10mm 및 일정한 길이로 절단되어 펠렛을 형성하며, 상기 성형기 내부에서 자중에 의해 성형 완료된 펠렛은 건조기의 내부로 유입되어, 열풍 유입관을 통해 40~60℃의 온도로 공급되는 열풍의 간접 가열에 의해 펠렛의 수분 응축 현상을 방지하도록 공기의 흐름을 수평방향으로 유도하면서 2~4시간 동안 간접 가열 건조하여 펠렛의 수분 함유량이 10% 이하가 되도록 하며, 상기 건조기의 배출구 하측에는 배출 조절밸브가 설치되어, 건조기에서 배출되는 건조 펠렛의 건조속도 및 건조시간을 조정하여, 최종건조물의 필요에 따른 수분 함량을 조절하고 건조 고형화된 펠렛을 펠렛 저장조로 이송하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화 방법을 마련함에 의한다.
또한, 본 발명은 상기 수평방향으로 설치되는 혼합기와 혼합 냉각기 및 혼합 숙성기의 상부 일측에는, 혼합물 및 혼합 숙성물의 고른 수분 중발을 유도하면서, 수분의 증발 발한성을 유도하기 위하여, 환풍기가 환풍관과 연통 연설토록 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 건조기의 내부에서 건조된 펠렛의 일부는 함수율 조정을 위하여, 건조기 하측 컨베이어를 통해 분쇄기로 유입되어 분쇄된 후, 상기 분쇄된 분말이 분말 저장조에 유입되고, 상기 분말 저장조의 분말은 혼합 숙성기의 내부에 선택적으로 이송 및 혼합되는 것을 특징으로 한다.
이에 더하여, 본 발명은 상기 성형 펠렛기의 상부에는 직경 5mm 이하 크기의 혼합 숙성물을 혼합하여 통과시킬 수 있는 스크린과 내부에 패들(paddle) 및 그 하측으로 스크린이 착설된 호퍼가 설치되며, 상기 호퍼의 내부에는 이송 스크류가 연설되어 성형기의 내부로 미세하게 절단된 혼합 숙성물이 원활하게 유입될 수 있도록 하며, 이때 상기 혼합 숙성물이 자중에 의해 성형될 수 있도록 상기 다수의 관통홀이 형성되는 성형기의 길이는 50cm로 형성하여, 성형이 완성된 펠렛이 자중으로 절단되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 성형 완료된 펠렛이 유입되어 간접 가열에 의해 건조시키는 건조기 내부의 열풍 유입관은, 상기 건조기의 상부, 중간부 및 하부에 각각 형성되어, 건조기 내부에 수평방향으로 균일하게 열풍이 이동할 수 있도록 하며, 상기 건조기 내부에서 건조된 펠렛은 자중으로 하부로 이동하여 배출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화 방법에 의하면, 음식물 쓰레기 처리장의 고농도 폐수내에서 부상되는 부상 유지류가 알카리 분말과 혼합하여 고형화 시키는 혼합기와, 상기 부상 유지류와 알카리 분말의 고른 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하면서 2차 혼합 및 자연 냉각시키는 혼합 냉각기, 3차 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하는 혼합 숙성기의 내부에서, 고른 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하여 상기 부상 유지류와 알카리 분말이 고르게 혼합되고, 이에따라 구조적으로 치밀한 조직을 갖는 고형화 펠렛을 얻을 수 있도록 하여, 상기 고형화 펠렛을 통한 재생 에너지의 연료로 활용을 극대화 시킬 수 있도록 하며, 상기 폐수내에서 부상되는 부상 유지류의 고형화 현상이 손쉽고, 용이하게 이루어질 수 있으면서, 수분과의 분리가 쉽게 이루어질 수 있도록 함은 물론, 상기 혼합기와 혼합 냉각기 및 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하는 혼합 숙성기가 각각 수평방향으로 설치되어, 혼합 및 숙성물이 수평 방향으로 이송되면서 공기의 대류 및 공기 역학적인 원리에 의해 수분이 고르게 증발되도록 하며, 이때 상기 혼합기와 혼합 냉각기 및 혼합 숙성기의 상부 일측에는, 수분의 증발 발한성을 유도하기 위한 환풍기가 환풍관과 연통 연설되어, 혼합 숙성물의 수분 증발효과를 극대화 시킬 수 있도록 하고, 수분을 손쉽고, 용이하게 배출할 수 있도록 하며, 상기 혼합기와 혼합 냉각기 및 혼합 숙성기의 내부에는 이중 세절(細切) 스크류 및 다수의 칼날이 돌출 설치되는 분쇄롤러가 설치되어, 혼합물의 크기를 순차로 작게 분쇄시키면서 혼합될 수 있도록 하여, 혼합 숙성물이 균일한 상태로 고르게 혼합 및 숙성될 수 있도록 하며, 분쇄 효율을 향상시킬 수 있도록 하고, 건조기 열풍 유입관을 통해 일정 온도로 공급되는 열풍의 간접 가열에 의해 펠렛의 수분 응축 현상을 방지하면서, 공기의 흐름을 수평방향으로 유도하여 별도의 전열기등이 필요 없이도 펠렛의 건조 효율을 가일층 증대시키며, 상기 건조기의 배출구에 설치되는 배출 조절밸브를 통하여 건조기에서 배출되는 건조 펠렛의 건조속도 및 건조시간을 자유롭게 조정할 수 있는 우수한 효과가 있다.
이에 더하여, 수분이 함유된 부상 유지류는 해양 배출처리가 금지되어 해양투기가 불가능 할 뿐만 아니라, 높은 함수율을 갖는 유지류에 의해 폐수 처리장에서도 처리가 불가능하게 됨으로써, 부상 유지류의 처리에 막대한 비용이 발생되는 반면에 이를 손쉽고, 용이하게 고형화하여 재생 에너지로 활용함으로써, 상당한 경제적 이익을 얻을 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
도 1은 본 발명의 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화를 위한 플로우 챠트.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화를 위한 플로우 챠트로서, 음식물 쓰레기 처리장의 고농도 유기성폐수에서 수분이 다량 함유된 부상(浮上) 유지류는, 이를 스크랩퍼로 모은 후, 흡입펌프를 통하여 콘형태의 하부 분리방식을 지닌 저장조로 유입되어 저장토록 되며, 상기 저장조내에 저장된 수분 함량이 높은 유지류는 정량펌프를 통하여 수평방향으로 설치되는 혼합기의 내부로 융비되며, 이때 상기 저장조의 일측에 설치된 알카리 부말 저장조로부터 알카리 분말이 상기 유지류와 함께 혼합기의 내부로 유입되어 구동모터와 연설되는 이중 세절(細切) 스크류로서, 상기 부상 유지류를 300~500rpm의 고속으로 5mm 이하의 크기로 분쇄하면서 알카리 분말과 1차 혼합시키게 된다.
상기 부상 유지류와 함께 혼합되는 알카리 분말은, 부상 유지류 85~95 중량%에 알카리 분말 5~15중량% 투입하게 되며, 상기 알카리 분말이 5 중량% 이하일 경우에는, 이와 혼합되는 부상 유지류와의 혼합 반응에 따른 고형화가 극히 어렵게 되며, 상기 알카리 분말이 15중량% 이상일 경우에는, 부상 유지류와 혼합되는 알카리 분말의 양이 많게 되어, 빠르게 고형화가 이루어지는 반면에 알카리 분말과 부상 유지류의 수분과의 반응에 의한 고열(高熱)의 영향으로 고형화된 부상 유지류 혼합물이 쉽게 부서지게 되어, 성형이 불가능하게 됨은 물론, 단가가 비교적 고가인 알카리 분말의 사용에 의해 부상 유지류 고형화에 따는 제조비용의 상승을 초래하게 되는데 기인하는 것으로 본 발명에서와 같이 상기 부상 유지류 85~95 중량%에 대하여, 알카리 분말 5~15 중량% 투입되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 혼합기 내부에서 부상 유지류를 300~500rpm의 고속으로 이중 세절(細切) 스크류로서 5mm 이하의 작은 크기로 분쇄함으로써, 알카리 분말과의 혼합이 쉽고, 용이하게 이루어지도록 한다.
이와같이, 혼합기의 내부에서 알카리 분말과 부상 유지류의 혼합에 의해 알카리 분말과 부상 유지류 수분과의 반응에 의해 80℃ 이상으로 발열 반응을 유도하게 되며, 상기 발열 반응에 의해 부상 유지류의 수분이 일부 증발되어 수평 방향으로 설치된 혼합기를 통하여 알카리 분말과 부상 유지류 혼합물이 수평 방향으로 이송되면서 공기의 대류 및 공기 역학적인 원리에 의해 수분이 고르게 증발되도록 하며, 이때 상기 혼합기의 상부 일측에는, 수분의 증발 발한성을 유도하기 위한 환풍기가 환풍관과 연통 연설되어, 혼합물의 수분 증발효과를 극대화 시킬 수 있도록 한다.
상기와같이 알카리 분말과 부상 유지류가 1차 혼합된 혼합물은 상기 혼합기의 체적보다 2배 이상으로 크게 형성되어 수평 방향으로 설치되는 혼합 냉각기의 내부로 유입되어, 상기 혼합 냉각기 내부의 이송 혼합스크류의 저속 회전에 의해 5~15분간 부상 유지류와 알카리 분말의 고른 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하면서 2차 혼합토록 되며, 이때 상기 혼합 냉각기 내부에서 5~15분간 천천히 숙성 과정을 거쳐 부풀어 오르면서 혼합됨으로, 상기 혼합 냉각기의 체적이 1차 혼합과정을 갖는 혼합기의 체적보다 2배 이상으로 크게 형성하게 되는 것이며, 상기와같은 부상 유지류와 알카리 분말의 숙성(熟成) 과정을 통하여, 고른 혼합은 물론, 구조적으로 치밀한 조직을 갖는 혼합물이 되는 것이다.
또한, 상기 2차 혼합 및 숙성시 발생되는 수분이 수평 방향으로 설치되는 혼합 냉각기의 상부를 통해 수평 방향으로 이송되면서 공기의 대류 현상에 의해 수분이 고르게 증발되고, 증발된 수분은 혼합 냉각기의 상부 일측에 설치된 환풍기 및 환풍관을 통하여 효과적으로 제거되며, 이때 상기 2차 혼합물은 온도가 40~60℃로 자연 냉각됨은 물론, 상기 혼합 냉각기의 내부 중간에는 다수의 칼날이 돌출 설치되는 분쇄롤러가 설치되어 2차 혼합물을 3mm이하의 작은 크기로 분쇄되어, 혼합 숙성물이 균일한 상태로 고르게 혼합 및 숙성될 수 있도록 한다.
계속해서, 상기 혼합 및 숙성된 2차 혼합물은 상기 혼합 냉각기의 체적보다 2배 이상으로 크게 형성되어 수평 방향으로 설치되는 혼합 숙성기의 내부로 유입토록 되며, 상기 혼합 숙성기의 내부로 유입된 2차 혼합 숙성물은 상기 혼합 숙성기 내부에 설치된 양날 스크류로서 수평방향으로 5~15분간 천천히 이송되면서 고른 상태로 3차 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하게 되고, 상기 혼합 숙성기의 내부 중간에는 다수의 칼날이 돌출 설치되는 분쇄롤러가 설치되어 3차 혼합 숙성물을 2mm이하의 크기로 미세하게 분쇄한다.
상기 혼합 숙성기의 내부에서, 5~15분간 천천히 고른 혼합 및 숙성(熟成)을 유도함으로써, 상기 부상 유지류와 알카리 분말이 고르게 혼합되고, 이에따라 구조적으로 치밀한 조직을 갖는 고형화 펠렛을 얻을 수 있도록 하여, 상기 고형화 펠렛을 통한 재생 에너지의 연료로 활용을 극대화 시킬 수 있도록 함은 물론, 상기 혼합 냉각기와 마찬가지로 3차 혼합 및 숙성시 발생되는 수분이 수평 방향으로 설치되는 혼합 숙성기의 상부를 통해 수평 방향으로 이송되면서 공기의 대류 현상에 의해 수분이 고르게 증발되고, 증발된 수분은 혼합 숙성기의 상부 일측에 설치된 환풍기 및 환풍관을 통하여 효과적으로 제거될 수 있도록 한다.
이에 더하여, 상기 혼합기와 혼합 냉각기 및 혼합 숙성기의 내부에 각각 설치되는 이중 세절(細切) 스크류 및 다수의 칼날이 돌출 설치되는 분쇄롤러를 통하여, 혼합물 및 혼합 숙성물의 크기를 5mm에서 4mm, 3mm로 순차로 작게 분쇄시킴으로써, 혼합물 및 혼합 숙성물이 균일한 상태로 고르게 혼합 및 숙성되며, 분쇄 효율을 향상시킬 수 있도록 한다.
한편, 상기 3차 혼합 숙성물은 5~10mm의 크기로 다수의 관통홀이 형성되는 성형기의 내부로 유입된 후, 별도의 압력이 필요없이 자중에 의해 관통홀을 통과하면서 직경 5~10mm의 크기로 형성되고 자중에 의해 일정한 길이로 절단되어 펠렛을 형성하게 된다.
이때, 상기 성형 펠렛기의 상부에는 직경 5mm 이하 크기의 혼합 숙성물을 혼합하여 통과시킬 수 있는 스크린과 내부에 패들(paddle) 및 그 하측으로 이송 스크류가 연설된 호퍼가 설치됨으로써, 미 절단되어 성형이 어려운 직경 5mm이상의 혼합 숙성물은 걸러낼 수 있도록 하여 성형기 내부에서 자중에 의해 쉽게 성형될 수 있도록 하며, 또한 상기 호퍼 내부의 패들(paddle) 및 이송 스크류를 통하여 성형기의 내부로 미세하게 절단된 혼합 숙성물이 원활하게 유입될 수 있도록 한다.
또한, 상기 성형기 내부에 유입되는 혼합 숙성물이 자중에 의해 성형될 수 있도록 상기 다수의 관통홀이 형성되는 성형기의 길이는 50cm로 형성함으로써, 상기 성형기내의 긴 관통홀을 통과하면서 자중으로 원활하게 성형이 이루어질 수 있도록 하며, 상기 성형이 완성된 펠렛은 성형기 하측 배출구에서 자중에 의해 일정한 길이로 절단되도록 한다.
상기와같이, 상기 성형기 내부에서 자중에 의해 성형 완료된 펠렛은 건조기의 내부로 유입되어, 열풍 유입관을 통해 40~60℃의 온도로 공급되는 열풍의 간접 가열에 의해 건조되어, 펠렛의 수분 응축 현상을 방지하도록 공기의 흐름을 수평방향으로 유도하면서 2~4시간 동안 간접 가열하여 펠렛의 수분 함유량이 10% 이하가 되도록 건조 작업을 수행한다.
바로 이때, 상기 간접 가열에 의해 건조시키는 건조기 내부의 열풍 유입관은, 상기 건조기의 상부, 중간부 및 하부에 각각 형성되어, 건조기 내부에 수평방향으로 균일하게 열풍이 이동할 수 있도록 하며, 상기 건조기 내부에서 건조된 펠렛은 자중으로 하부로 이동하여 배출되도록 하여, 별도의 전열기등이 필요 없이도 펠렛의 건조 효율을 가일층 증대시킬 수 있도록 하며, 최종건조물의 필요에 따른 수분 함량을 조절할 수 있도록 한다.
또한, 상기 건조기의 배출구 하측에는 배출 조절밸브가 설치됨으로써, 상기 건조기에서 배출되는 건조 펠렛의 건조속도 및 건조시간을 자유롭게 조정하여 건조 고형화된 펠렛을 펠렛 저장조로 이송할 수 있도록 한다.
다른 한편, 상기 건조기의 내부에서 건조된 펠렛의 일부는 함수율 조정을 위하여, 상기 건조기의 하측에 연설되는 컨베이어를 통하여 분쇄기로 유입되어 분쇄된 후, 상기 분쇄된 분말은 분말 저장조에 유입되어 일시 저장토록 되고, 상기 분말 저장조의 분말은 혼합 숙성기의 내부에 선택적으로 이송 되어, 재차 혼합 숙성 및 건조되어 함수율이 극히 낮아진 상태로 고형화된 펠렛을 제작할 수 있는 것이다.
Claims (5)
- 음식물 쓰레기 처리장의 고농도 폐수내에서 부상되는 부상 유지류를 흡입 펌프로 저장조 내부로 유입시키는 단계와, 상기 저장조내에 수분 함량이 높은 유지류를 혼합기 내에서 알카리 분말 저장조로부터 공급되는 알카리 분말과 혼합하여 고형화 시키는 혼합단계와, 상기 혼합기에서 혼합 완료된 유지류는 일정한 크기로 파쇄한 후, 성형기 내부로 유입하여 일정한 크기로 성형하는 파쇄 및 성형단계와, 상기 성형기 내부에서 성형 완료된 유지류는 건조기 내부로 유입하여 일정한 온도로 건조시키는 건조단계 및 상기 건조기 내에서 건조 완료된 펠렛은 벨트 컨베이어를 통해 이송하여 건조되어 고형화된 펠렛을 저장조에 저장하는 고형화 펠렛 저장단계로 이루어진 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화 방법에 있어서,
상기 혼합기는 수평방향으로 설치되어 구동모터와 연설되는 이중 세절(細切) 스크류로서 부상 유지류를 300~500rpm의 고속으로 5mm 이하로 분쇄하면서 알카리 분말과 1차 혼합시키며, 이때 상기 부상 유지류 85~95 중량%에 알카리 분말 5~15중량% 투입되어 상기 알카리 분말과 부상 유지류의 수분과의 반응에 의해 80℃ 이상으로 발열 반응을 유도하며, 상기 발열 반응에 의해 수분이 일부 증발되어 수평 방향으로 설치된 혼합기의 상부를 통해 외부로 제거되도록 하고, 상기 1차 혼합물은 상기 혼합기의 체적보다 2배 이상으로 크게 형성되어 수평 방향으로 설치되는 혼합 냉각기의 내부로 유입되어, 이송 혼합스크류의 저속 회전에 의해 5~15분간 부상 유지류와 알카리 분말의 고른 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하면서 2차 혼합되고, 혼합 및 숙성시 발생되는 수분이 수평 방향으로 설치되는 혼합 냉각기의 상부를 통해 외부로 제거되면서 2차 혼합물의 온도가 40~60℃로 자연 냉각됨은 물론, 상기 혼합 냉각기의 내부 중간에는 다수의 칼날이 돌출 설치되는 분쇄롤러가 설치되어 2차 혼합물을 3mm이하의 크기로 분쇄하며, 상기 혼합 및 숙성된 2차 혼합물은 상기 혼합 냉각기의 체적보다 2배 이상으로 크게 형성되어 수평 방향으로 설치되는 혼합 숙성기의 내부로 유입되어, 상기 혼합 숙성기 내부에 설치된 양날 스크류로서 수평방향으로 5~15분간 천천히 이송되면서 3차 혼합 및 숙성(熟成)을 유도하게 되고, 상기 혼합 숙성기의 내부 중간에는 다수의 칼날이 돌출 설치되는 분쇄롤러가 설치되어 3차 혼합 숙성물을 2mm이하의 크기로 분쇄하는 한편, 상기 3차 혼합 숙성물은 5~10mm의 크기로 다수의 관통홀이 형성되는 성형기의 내부로 유입되어 별도의 압력이 필요없이 자중에 의해 관통홀을 통과하면서 직경 5~10mm 및 일정한 길이로 절단되어 펠렛을 형성하며, 상기 성형기 내부에서 자중에 의해 성형 완료된 펠렛은 건조기의 내부로 유입되어, 열풍 유입관을 통해 40~60℃의 온도로 공급되는 열풍의 간접 가열에 의해 펠렛의 수분 응축 현상을 방지하도록 공기의 흐름을 수평방향으로 유도하면서 2~4시간 동안 간접 가열 건조하여 펠렛의 수분 함유량이 10% 이하가 되도록 하며, 상기 건조기의 배출구 하측에는 배출 조절밸브가 설치되어, 건조기에서 배출되는 건조 펠렛의 건조속도 및 건조시간을 조정하여, 최종건조물의 필요에 따른 수분 함량을 조절하고 건조 고형화된 펠렛을 펠렛 저장조로 이송하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 수평방향으로 설치되는 혼합기와 혼합 냉각기 및 혼합 숙성기의 상부 일측에는, 혼합물 및 혼합 숙성물의 고른 수분 중발을 유도하면서, 수분의 증발 발한성을 유도하기 위하여, 환풍기가 환풍관과 연통 연설토록 되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 건조기의 내부에서 건조된 펠렛의 일부는 함수율 조정을 위하여, 건조기 하측 컨베이어를 통해 분쇄기로 유입되어 분쇄된 후, 상기 분쇄된 분말이 분말 저장조에 유입되고, 상기 분말 저장조의 분말은 혼합 숙성기의 내부에 선택적으로 이송 및 혼합되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 성형 펠렛기의 상부에는 직경 5mm 이하 크기의 혼합 숙성물을 혼합하여 통과시킬 수 있는 스크린과 내부에 패들(paddle) 및 그 하측으로 스크린이 착설된 호퍼가 설치되며, 상기 호퍼의 내부에는 이송 스크류가 연설되어 성형기의 내부로 미세하게 절단된 혼합 숙성물이 원활하게 유입될 수 있도록 하며, 이때 상기 혼합 숙성물이 자중에 의해 성형될 수 있도록 상기 다수의 관통홀이 형성되는 성형기의 길이는 50cm로 형성하여, 성형이 완성된 펠렛이 자중으로 절단되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 성형 완료된 펠렛이 유입되어 간접 가열에 의해 건조시키는 건조기 내부의 열풍 유입관은, 상기 건조기의 상부, 중간부 및 하부에 각각 형성되어, 건조기 내부에 수평방향으로 균일하게 열풍이 이동할 수 있도록 하며, 상기 건조기 내부에서 건조된 펠렛은 자중으로 하부로 이동하여 배출되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 폐수내의 부상 유지류 고형화 방법.
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