KR101374388B1 - 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기, 축산 폐기물 등을 발효 처리하는 과정을 통해 에탄올과 부탄올 등과 같은 대체에너지를 생산함은 물론 처리과정이 완료되는 최종산물을 사료화 퇴비화 가능하도록 하여 자원화가 가능하도록 하는 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치에 관한 것으로, 처리 대상물인 음식물 쓰레기, 축산 폐기물, 하수 슬러지 중 선택된 어느 하나가 투입되는 저장호퍼; 저장호퍼의 처리 대상물이 투입되도록 저장호퍼와 연결되며, 처리 대상물을 이송하면서 1차 분쇄하도록 내부에 이송스크루를 구비하는 이송 파쇄부; 이송 파쇄부에서 1차 분쇄된 처리 대상물이 투입되며, 투입되는 처리 대상물을 2차 분쇄하는 분쇄기; 분쇄기와 연결되어 분쇄기에서 2차 분쇄된 처리 대상물을 이송하면서 살균 처리하도록 내부에 이송스크루를 구비하고, 증기 배출관을 통해 내부로 고온의 증기가 분사되는 이송 살균부; 이송 살균부의 처리 대상물이 내부로 투입되며, 효모공급라인을 액상의 효모를 처리대상물로 공급하면서 처리 대상물을 교반하고, 고온의 증기가 증기 공급라인을 통해 공급되어 처리 대상물을 발효시키는 발효 처리부; 및 발효 처리부에 잔존하는 슬러지가 슬러지 배출라인을 통해 투입되며, 투입되는 슬러지를 압축하여 건조하는 슬러지 처리부를 포함한다.

Description

음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치{FOOD WASTE TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음식물 쓰레기, 축산 폐기물 등을 발효 처리하는 과정을 통해 에탄올과 부탄올 등과 같은 대체에너지를 생산함은 물론 처리과정이 완료되는 최종산물을 사료화 퇴비화 가능하도록 하여 자원화가 가능하도록 하는 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치에 관한 것이다.
통상 일반가정은 물론 식당, 호텔, 콘도, 아파트단지등등 음식물을 취급하는 모든 업소나 가정에서는 매일같이 먹다 남은 음식물이 배출되고 있고, 이러한 음식물은 대부분 그때그때 탈수시킨 뒤 슬러지는 비닐봉투 등에 넣어 일반쓰레기와 함께 버리고, 탈수된 물은 그대로 하수구로 배출시켰던 것이다.
특히 음식물 쓰레기를 직매립하는 경우 음식물 쓰레기로부터 배출되는 다량의 오염물질이 주변의 토양과 하천을 오염시켜 환경을 파괴하는 원인이 된다.
따라서 정부는 음식물쓰레기 직매립에 따른 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 폐기물 관리법 시행규칙을 개정하여 2005년 1월 1일부터 음식물쓰레기 직매립을 금지하고있다.
이에 대해 최근에는 음식물 쓰레기를 효율적으로 처리하는 방법들이 다각도로 연구되고 있는 실정이며, 그 연구결과에 대한 일례로 음식물 쓰레기를 파쇄/분쇄시킴과 동시에 탈수시켜 음식물 쓰레기의 중량 및 부피를 현저히 줄일 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치에 대한 기술이 다양하게 제공된 바 있다.
이와 같은 음식물 쓰레기는 대부분 일반쓰레기와 함께 소각하거나 매립하기에 매립지의 과다소요 또는 일반쓰레기와 함께 소각하거나 매랍하기에 매립지의 과다소요 또는 소각에 따른 과다한 연료소모(통상 음식쓰레기는 탈수시킨 상태에서도 다량의 수분을 함유하고 있어 소각시 잘 타지 않기 때문)등이 야기될 수 있는 등 많은 문제점을 수반하게 되는 것이다.
한편, 축산 폐기물은 축산경영에 기인하는 폐기물로써, 분뇨, 깔짚, 세정배수 등을 비롯하여 폐축, 가공, 출하에 관련하여 발생되는 폐기물 따위가 있다. 이와 같은 축산 폐기물은 법정 폐기물로서 규제를 받는다.
산업사회의 진전으로 육류의 소비량이 급증함에 따라 축산도 산업화되었고, 축산업의 발달에 의하여 분뇨의 배출량이 증대되고 있다. 또한, 분뇨에는 사료 및 사육사를 청소하기 위한 유체 따위가 포함되어 축산 폐기물의 발생량이 증가된다.
이러한, 축산 폐기물은 유기질 비료로서의 성질을 가지고 있으나 그 형태가 고체와 액체의 혼합물이고 악취가 발생함과 동시에 대량으로 발생되므로 이를 그대로 전량을 비료로서 활용할 수 없기 때문에 방치하고 있는 실정이다.
이처럼, 음식물 쓰레기와 축산 폐기물은 수질, 토양 등의 심한 오염원인데다가 그처리에있어 고가의 비용이 들어가기 때문에 이또한 처리에 있어 매우 난제로 대두되었던 것이다.
국내 등록실용신안 제20-0293073호 국내 공개특허 제10-1993-0004204호
본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 개발된 것으로, 음식물 쓰레기, 축산 폐기물 등을 발효 처리하는 과정을 통해 에탄올과 부탄올 등과 같은 대체에너지를 생산함은 물론 처리과정이 완료되는 최종산물을 사료화 퇴비화 가능하도록 하여 자원화가 가능하도록 하는 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 처리 대상물인 음식물 쓰레기, 축산 폐기물, 하수 슬러지 중 선택된 어느 하나가 투입되는 저장호퍼; 상기 저장호퍼의 처리 대상물이 투입되도록 상기 저장호퍼와 연결되며, 상기 처리 대상물을 이송하면서 1차 분쇄하도록 내부에 이송스크루를 구비하는 이송 파쇄부; 상기 이송 파쇄부에서 1차 분쇄된 처리 대상물이 투입되며, 투입되는 처리 대상물을 2차 분쇄하는 분쇄기; 상기 분쇄기와 연결되어 상기 분쇄기에서 2차 분쇄된 처리 대상물을 이송하면서 살균 처리하도록 내부에 이송스크루를 구비하고, 증기 배출관을 통해 내부로 고온의 증기가 분사되는 이송 살균부; 상기 이송 살균부의 처리 대상물이 내부로 투입되며, 효모공급라인을 액상의 효모를 처리대상물로 공급하면서 처리 대상물을 교반하고, 고온의 증기가 증기 공급라인을 통해 공급되어 처리 대상물을 발효시키는 발효 처리부; 및 상기 발효 처리부에 잔존하는 슬러지가 슬러지 배출라인을 통해 투입되며, 투입되는 슬러지를 압축하여 건조하는 슬러지 처리부를 포함하는 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 발효 처리부에서 발효과정 중 발생하는 가스를 저장하도록 가스배출라인을 통해 상기 발효 처리부와 연결되는 가스 저장탱크를 더 포함하는 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 이송 파쇄부는 이송스크루가 내부에 2개 배치되며, 상기 이송스크루의 이송날이 교차되게 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 발효 처리부는 상기 처리 대상물이 수용되는 수용탱크; 상기 수용탱크에 회전가능하게 결합되어 처리 대상물을 교반하는 교반날개; 상기 수용탱크로 상기 효모를 기포 형태로 공급하도록 상기 수용탱크의 내부에 구비되며, 상기 효모공급라인과 연결되는 스파저; 및 상기 수용탱크를 냉각하도록 상기 수용탱크와 결합되며 내부로 냉각수가 순환하는 냉각부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 발효 처리부는 내부의 공기를 외부로 배기하도록 배기라인을 더 구비하고, 상기 배기라인에 필터가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 이송 살균부는 상기 증기 배출관을 통해 110도 내지 135도씨의 증기가 투입되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치에 의하면, 음식물 쓰레기, 축산 폐기물 등을 발효 처리하는 과정을 통해 에탄올과 부탄올 등과 같은 대체에너지를 생산함은 물론 처리과정이 완료되는 최종산물을 사료화 퇴비화 가능하도록 하여 자원화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치의 이송 파쇄부를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 살균 이송부의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치의 발효 처리부를 단면도이다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치(100)는 폐기물 수거 차량에 의해 운반되는 음식물 쓰레기, 축산 폐기물, 하수 슬러지 등과 같은 처리 대상물이 투입되어 파쇄, 살균, 발효, 압축 등의 과정을 거처 처리된다.
이를 위하여, 본 실시 예에 따른 폐기물 처리 장치(100)는 차량으로 운반되는 처리 대상물인 음식물 쓰레기, 축산 폐기물, 하수 슬러지 중 선택된 어느 하나가 투입되는 저장호퍼(110), 이 저장호퍼(110)의 처리 대상물을 이송하면서 파쇄하는 이송 파쇄부(120), 이 이송 파쇄부(120)에서 공급되는 처리 대상물을 2차 분쇄하는 분쇄기(130), 이 분쇄기(130)에서 배출되는 처리 대상물을 이송하면서 살균하는 이송 살균부(140), 살균된 처리 대상물이 투입되어 발효 처리되는 발효 처리부(150), 발효 처리후 발생하는 잔존 슬러지를 처리하는 슬러지 처리부(160)를 포함한다.
또한, 본 실시 예에 따른 폐기물 처리 장치(100)는 발효 처리부(160)에서 발생하는 에탄올, 부탄올 등과 같은 가스가 배출되어 저장되는 가스 저장탱크(170) 및 이송 살균부(140)와 발효 처리부(150)와 슬러지 처리부(160)로 고온의 증기를 공급하기 위한 증기 공급부(180)를 더 포함한다.
저장호퍼(110)는 이송 파쇄부(120)와 연결되며, 이송 파쇄부(120)로 처리 대상물을 선택적으로 공급하도록 개폐구(111)를 구비한다.
이송 파쇄부(120)는 저장호퍼(110)의 처리 대상물을 분쇄기(130)로 이동시키면서 1차 분쇄한다.
이를 위하여 이송 파쇄부(120)는 내부에 처리 대상물의 이송을 위한 이송스크루(121)가 이격되게 2개 구비되며, 이송스크루(121)에 의해 이송되는 처리 대상물이 이송되면서 파쇄되도록 이송스크루(121)의 이송날이 교차되게 배치된다. 이때, 2개의 이송스크루(121) 중 어느 하나의 이송스크루(121)는 회전축이 구동모터(123)와 체인을 통해 연결되고, 2개의 이송스크루(121)는 함께 회전할 수 있도록 회전축이 기어(125)에 의해 연결되어 동력이 전달된다.
분쇄기(130)는 이송 파쇄부(120)에서 이송되는 1차 파쇄된 처리 대상물이 투입되며, 투입된 처리 대상물을 균일한 크기의 입자를 가지도록 2차 분쇄한다. 분쇄기(130)에서 균일한 크기로 파쇄된 처리 대상물은 이송 살균부(140)로 투입되어 발효 처리부(150)로 이송되어 투입된다.
이송 살균부(140)는 분쇄기(130)와 연결되어 분쇄기(130)에서 2차 분쇄된 처리 대상물을 이송하면서 살균 처리하여 발효 처리부(150)로 공급한다. 이러한, 이송 살균부(140)는 처리 대상물을 이송하면서 살균처리할 수 있도록 내부에 처리대상물의 이송을 위한 이송스크루(141)를 구비하고, 내부로 고온의 증기를 분사할 수 있도록 증기 배출관(143)을 통해 증기 공급부(180)와 연결된다. 증기 배출관(143)에는 증기 공급부(180)의 증기를 선택적으로 공급할 수 있도록 밸브(143a)가 구비된다.
이러한, 이송 살균부(140)는 처리 대상물을 5~10 분동안 110도 내지 135도씨도 살균 처리한다. 이러한 처리 과정을 통해 처리 대상물에 서식하는 균을 완전하게 멸균 처리하게 된다.
더하여, 이송 살균부(140)는 처리 대상물의 살균 처리가 효과적으로 진행되도록 증기 배출관(143)이 등 간격으로 3개 이상 배치된다.
발효 처리부(150)는 이송 살균부(140)로부터 살균 처리된 처리 대상물이 투입되면 완전하게 밀폐된 상태에서 발효가 이루어진다.
이를 위하여, 발효 처리부(140)는 이송 살균부(140)의 처리 대상물이 내부로 투입되어 수용되는 수용탱크(151), 이 수용탱크(151)에 회전가능하게 결합되어 처리 대상물을 교반하는 교반날개(153), 처리 대상물의 발효가 효과적을 진행되도록 수용탱크(151)로 효모를 기포 형태로 공급하는 스파저(155)를 포함한다.
스파저(155)는 외부로터 액상의 효모가 고압으로 공급되도록 효모 공급라인(155a)이 연결되고, 이 효모 공급라인(155a)이 분기되어 무균 공기가 고압으로 공급된다. 이때, 스파저(155)는 액상의 효모를 기포 형태로 처리 대상물에 효과적으로 투입할 수 있도록 수용탱크(151)의 내면에서 구비된다.
또한, 발효 처리부(140)는 수용 탱크(151)의 내부 온도를 10도 내지 37도씨로 유지할 수 있도록 증기 공급부(180)와 연결되는 증기 공급라인(150a)과, 수용탱크(151)를 냉각하도록 수용탱크(151)와 결합되며 내부로 냉각수가 순환하는 냉각부재(157)를 더 포함한다.
증기 공급라인(150a)은 수용 탱크(151)의 내부 공기를 보다 빠르게 상승시킬 수 있도록 수용 탱크(151)의 상부 및 하부에 각각 구비되어 증기를 공급한다. 증기 공급라인(150a)에는 증기의 선택적인 공급을 위하여 밸브(152)가 구비된다.
또한, 발효 처리부(150)는 처리 대상물을 발효시키기 전에 오염된 수용탱크(151) 내부의 공기를 외부로 배출할 수 있도록 수용탱크(151)에 배기라인(151a)이 구비되고, 배기라인(151a) 상에 필터(151b)가 구비된다.
또한, 발효처리부(150)는 발효과정 중 발생하는 에탄올과 부탄올 등과 같은 가스를 가스 저장탱크(170)로 배출할 수 있도록 수용탱크(151)와 가스 저장탱크(170)를 연결하는 가스배출라인(151c)을 구비한다.
그리고, 발효 처리부(150)에서 7일 정도 발효 처리된 후, 잔존하는 슬러지는 슬러지 배출라인(159)을 통해 슬러지 처리부(160)로 이송된다. 이때, 슬러지 배출라인(159)에는 개폐밸브(159a)가 구비된다.
슬러지 처리부(160)는 발효 처리부(150)의 슬러지가 슬러지 배출라인(159)을 통해 투입되도록 슬러지 배출라인(159)과 연결되며 내부로 투입되는 슬러지를 압축하여 건조한다.
이러한, 슬러지 처리부(160)는 압축된 슬러지가 고온의 증기를 통해 건조된다. 이를 위하여, 슬러지 처리부(160)는 증기 공급라인(161)을 통해 증기 공급부(180)와 연결된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 저장호퍼 120 : 이송 파쇄부
130 : 분쇄기 140 : 이송 살균부
150 : 발효 처리부 160 : 슬러지 처리부
170 : 가스 저장탱크 180 : 증기 공급부

Claims (6)

  1. 처리 대상물인 음식물 쓰레기, 축산 폐기물, 하수 슬러지 중 선택된 어느 하나가 투입되는 저장호퍼(110); 상기 저장호퍼(110)의 처리 대상물이 투입되도록 상기 저장호퍼와 연결되며, 상기 처리 대상물을 이송하면서 1차 분쇄하도록 내부에 이송스크루를 구비하는 이송 파쇄부(120); 상기 이송 파쇄부에서 1차 분쇄된 처리 대상물이 투입되며, 투입되는 처리 대상물을 2차 분쇄하는 분쇄기(130); 상기 분쇄기와 연결되어 상기 분쇄기에서 2차 분쇄된 처리 대상물을 이송하면서 살균 처리하도록 내부에 이송스크루를 구비하고, 증기 배출관을 통해 내부로 고온의 증기가 분사되는 이송 살균부(140); 상기 이송 살균부의 처리 대상물이 내부로 투입되며, 효모공급라인을 액상의 효모를 처리대상물로 공급하면서 처리 대상물을 교반하고, 고온의 증기가 증기 공급라인을 통해 공급되어 처리 대상물을 발효시키는 발효 처리부(150); 및 상기 발효 처리부에 잔존하는 슬러지가 슬러지 배출라인을 통해 투입되며, 투입되는 슬러지를 압축하여 건조하는 슬러지 처리부(160);를 포함하며,
    상기 발효 처리부는, 상기 처리 대상물이 수용되는 수용탱크; 상기 수용탱크에 회전가능하게 결합되어 처리 대상물을 교반하는 교반날개; 상기 수용탱크로 상기 효모를 기포 형태로 공급하도록 상기 수용탱크의 내부에 구비되며, 상기 효모공급라인과 연결되는 스파저; 및 상기 수용탱크를 냉각하도록 상기 수용탱크와 결합되며 내부로 냉각수가 순환하는 냉각부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발효 처리부에서 발효과정 중 발생하는 가스를 저장하도록 가스배출라인을 통해 상기 발효 처리부와 연결되는 가스 저장탱크(170);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 파쇄부는 이송스크루가 내부에 2개 배치되며, 상기 이송스크루의 이송날이 교차되게 배치되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발효 처리부는 내부의 공기를 외부로 배기하도록 배기라인을 더 구비하고, 상기 배기라인에 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 살균부는 상기 증기 배출관을 통해 110도 내지 135도씨의 증기가 투입되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기와 축산 폐기물 처리 장치.
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