KR101520089B1 - 음식물 쓰레기의 처리방법 및 이를 이용한 음식물 쓰레기의 처리장치 - Google Patents
음식물 쓰레기의 처리방법 및 이를 이용한 음식물 쓰레기의 처리장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 음식물 쓰레기의 처리방법 및 이를 이용한 음식물 쓰레기의 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음식물 쓰레기의 처리과정에서 발생하는 분리액을 단기간에 처리하여 소멸시킬 수 있는 음식물 쓰레기의 처리방법 및 이를 이용한 음식물 쓰레기의 처리장치에 관한 것이다.
본 발명의 음식물 쓰레기의 처리방법은 음식물쓰레기로부터 분리된 분리액에 과산화수소를 첨가하여 상기 분리액을 산화시키는 산화단계와, 산화단계에서 산화된 분리액을 호기성 조건에서 발효시키는 발효단계와, 발효단계에서 수득한 발효물을 여액과 슬러지로 분리하여 상기 슬러지를 소멸시키는 후처리단계를 포함한다.
본 발명의 음식물 쓰레기의 처리방법은 음식물쓰레기로부터 분리된 분리액에 과산화수소를 첨가하여 상기 분리액을 산화시키는 산화단계와, 산화단계에서 산화된 분리액을 호기성 조건에서 발효시키는 발효단계와, 발효단계에서 수득한 발효물을 여액과 슬러지로 분리하여 상기 슬러지를 소멸시키는 후처리단계를 포함한다.
Description
본 발명은 음식물 쓰레기의 처리방법 및 이를 이용한 음식물 쓰레기의 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음식물 쓰레기의 처리과정에서 발생하는 분리액을 단기간에 처리하여 소멸시킬 수 있는 음식물 쓰레기의 처리방법 및 이를 이용한 음식물 쓰레기의 처리장치에 관한 것이다.
최근에 있어서는 각종 쓰레기의 처리와 공해문제가 심각하게 대두되기 시작함으로써 끊이지 않는 논란의 대상이 되어 왔다. 특히 주방에서 버려지는 음식물 쓰레기는 부패로 인한 악취와 각종 벌레 및 세균 번식 등으로 주위의 환경을 오염시키게 되고, 주부들에게는 스트레스의 한 요인이 되고 있다.
또한 아파트 연립주택과 같은 공공 주택단지의 경우 가정에서 수거된 음식물 쓰레기는 별도의 수거통에 수거된 후 음식물 쓰레기 수거차량에 의해 수거되는데, 임시적으로 음식물 쓰레기를 수거하는 수거통들이 놓이는 장소가 오염되고, 이 수거통으로부터 악취가 발생되어 공공주택단지의 환경을 오염시키는 문제점이 있다.
각 가정에서 발생되는 음식물 쓰레기는 계절적으로 차이가 있으나, 전체 쓰레기의 30 ∼50% 가 되는 많은 양이 배출되어 매립, 소각 또는 퇴비화 방법에 의해 처리되고 있다.
현재는 음식물 쓰레기를 감량하여 재활용하는 방법으로서, 음식물 쓰레기를 발효시켜 비료와 사료로 재활용하는 정책을 적극적으로 추진하고 있어, 이에 관한 장치가 많이 소개(특허공개 제99-079376호, 특허공개 제99-009208호, 특허공개 97-027028호)되었다.
상기 종래의 기술들과 같이 음식물쓰레기를 비료나 사료로 재활용하기 위해서는 음식물쓰레기에서 수분을 제거하는 전처리 과정이 통상적으로 수행된다. 이때 전처리 과정에서 고형 음식물 쓰레기로부터 분리되는 분리액은 다량의 소금성분과 기름 등이 함유되어 있어 그 활용이 매우 어렵다. 또한, 별도의 폐수 처리과정을 거쳐 정화처리를 한다 하더라도 상술한 바와 같은 분리액의 특성상 정화처리가 어렵다. 또한, 정화처리에 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 처리과정에서 심한 악취가 발생된다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 음식물쓰레기로부터 분리된 분리액을 단기간에 효과적으로 처리할 수 있는 음식물 쓰레기의 처리방법 및 이를 이용한 음식물 쓰레기의 처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음식물 쓰레기의 처리방법은 음식물쓰레기로부터 분리된 분리액에 과산화수소를 첨가하여 상기 분리액을 산화시키는 산화단계와; 상기 산화단계에서 산화된 분리액을 호기성 조건에서 발효시키는 발효단계와; 상기 발효단계에서 수득한 발효물을 여액과 슬러지로 분리하여 상기 슬러지를 소멸시키는 후처리단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 후처리단계는 a)상기 발효물에 응집제를 투입하여 상기 슬러지를 응집시키는 응집단계와, b)상기 응집단계 후 상기 발효물을 고액분리하여 상기 여액과 상기 슬러지로 고액분리하는 분리단계와, c)상기 슬러지에 미생물 제제를 혼합한 후 발효시켜 상기 슬러지를 소멸시키는 소멸처리단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 소멸처리단계의 상기 미생물 제제는 50 내지 60℃에서 서식이 가능한 호기성 호열균을 배양시킨 것을 특징으로 한다.
상기 산화단계는 상기 과산화수소가 첨가된 분리액을 번갈아 압축 및 팽창시켜 상기 분리액과 상기 과산화수소를 혼합시키는 것을 특징으로 한다.
상기 혼합은 상기 과산화수소가 첨가된 분리액을 확장경부와 축소경부가 교대로 형성된 혼합관을 통과시켜 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 발효단계는 a)상기 산화단계에서 발생된 기포를 파괴하는 기포파괴단계와, b)상기 기포파괴단계에서 기포가 파괴된 분리액에 호기성 미생물을 투입한 후 폭기와 함께 교반시키는 폭기교반단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 산화단계는 상기 과산화수소가 첨가된 분리액에 순수 산소를 주입하여 산화시키는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음식물 쓰레기의 처리장치는 음식물쓰레기로부터 분리된 분리액에 과산화수소를 첨가하여 상기 분리액을 산화시키는 산화부와; 상기 산화부에서 산화된 분리액을 호기성 조건에서 발효시키는 발효부와; 상기 발효부에서 발효된 발효물을 여액과 슬러지로 분리하여 상기 슬러지를 소멸시키는 후처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 산화부는 상기 과산화수소가 첨가된 상기 분리액을 사이클론으로 유입시켜 분리액 중의 이물질을 제거하면서 1차로 혼합하는 제 1혼합부와, 상기 사이클론에서 배출되는 상기 분리액을 번갈아 압축 및 팽창시켜 혼합하는 제 2혼합부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 음식물쓰레기로부터 분리된 분리액을 발효시킨 후 슬러지를 소멸처리시키므로 폐기물의 발생량을 크게 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 미생물에 의한 발효과정에 앞서 분리액에 과산화수소를 첨가하여 분리액 중의 유기물질을 산화시킴으로써 미생물에 의한 분해시간을 크게 단축시키고 발효 효율을 향상시킨다.
또한, 본 발명은 과산화수소에 의해 유기물질의 산화를 통해 악취의 성분인 휘발성 유기화합물들을 분해시키므로 악취의 발생을 현저히 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음식물쓰레기의 처리방법을 개략적으로 나타낸 블록도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 음식물쓰레기의 처리장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 3은 도 2에 적용된 요부를 나타낸 사시도이고,
도 4는 도 2에 적용된 다른 요부를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 음식물쓰레기의 처리장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 3은 도 2에 적용된 요부를 나타낸 사시도이고,
도 4는 도 2에 적용된 다른 요부를 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 음식물쓰레기의 처리방법과 처리장치에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 2를 참조하면서 본 발명의 일 실시 예에 따른 음식물쓰레기의 처리방법은 크게 산화단계와 발효단계, 후처리단계를 포함한다. 각 단계별로 구체적으로 살펴본다.
1. 산화단계
먼저 음식물쓰레기를 고액분리하여 고형 폐기물과 분리액으로 분리한다.
고액분리는 통상적인 고액분리장치를 이용한다. 고액분리장치로 스크린, 탈수기, 원심분리기, 필터프레스, 침전분리기 등이 이용될 수 있다. 분리된 고형 폐기물은 퇴비나 사료 등으로 재활용 처리될 수 있다.
그리고 유기성 폐액인 분리액은 본 발명을 통해 최종적으로 물과 슬러지로 분리되어, 물은 방류되고 슬러지는 미생물을 이용하여 소멸처리된다.
산화단계는 분리액에 과산화수소를 첨가하여 분리액을 산화시키는 과정이다.
과산화수소(H2O2)는 수소와 산소가 결합된 화합물로서, 산화력이 매우 높아 상온에서도 쉽게 분해가 된다. 과산화수소의 분해에 의해 유리되는 산소원자나 수산화라디칼은 매우 활성이 강하고 반응성이 풍부하여 강력한 산화작용을 갖는다.
과산화수소는 분리액 자체에 함유된 카탈라아제(catalase) 효소에 의해 분해가 촉진된다. 카탈라아제는 거의 모든 동식물 조직에 널리 존재하는 것으로 알려져 있다. 따라서 과일, 채소, 곡물 등에 존재하는 카탈라아제는 음식물쓰레기로부터 분리된 분리액에 일정량 존재한다.
과산화수소는 초과산화 이온(superoxide ion: O2 -), 수산화 라디칼(hydroxyl radical: ㆍOH)과 함께 대표적인 활성산소에 해당한다. 이러한 활성산소(active oxygen species)는 보통으로 존재하는 기저상태의 삼중항산소(3O2)보다 반응성이 크고 활성이 풍부하다.
분리액에 첨가된 과산화수소는 분리액 중의 유기물질을 산화시킴으로써 후술할 발효단계에서 미생물에 의한 분해시간을 크게 단축시키고 미생물에 의한 분해 효율을 향상시킨다. 또한, 유기물질을 산화시키는 것은 악취의 성분인 휘발성 유기화합물들을 분해시키는 결과를 가져오므로 악취의 발생을 현저히 감소시킬 수 있다.
과산화수소를 이용하여 분리액을 산화시키는 산화단계는 1차 혼합단계와, 2차 혼합단계를 포함한다. 1차 및 2차 혼합단계를 통해 과산화수소는 분리액과 골고루 혼합되면서 반응속도를 증대시킨다.
1차 혼합단계는 분리액 중의 이물질을 제거하면서 분리액과 과산화수소를 1차로 혼합하는 과정이다. 그리고 2차 혼합단계는 1차 혼합된 분리액을 번갈아 압축 및 팽창시켜 분리액과 과산화수소를 2차로 혼합시킨다.
산화단계는 산화부에서 수행된다. 산화부는 제 1혼합부(10)와 제 2혼합부로 이루어진다.
1차 혼합단계를 수행하기 위한 제 1혼합부(10)는 하부가 원추형으로 형성된 사이클론(11)과, 사이클론(11)의 하부에 연결된 포집조(13)와, 사이클론(11)의 측면에 설치되어 분리액이 유입되는 분리액유입관(15)과, 사이클론(11)의 상부에 형성되어 이물질이 제거된 분리액이 배출되는 분리유출관(17)으로 이루어진다.
분리액유입관(15)을 통해 음식물쓰레기로부터 분리된 분리액이 사이클론(11)으로 유입된다. 분리액유입관(15)에는 과산화수소가 주입되는 과산화수소 주입관이 연결되어 과산화수소가 분리액에 첨가된다. 이와 달리 분리액과 과산화수소를 첨가한 후 분리액유입관을 통해 사이클론으로 유입될 수 있다.
과산화수소로 농도 20 내지 40%의 수용액을 이용할 수 있다. 과산화수소는 분리액 100중량부에 대하여 0.01 내지 1.0중량부를 투입하는 것이 바람직하다. 과산화수소의 투입량이 0.01중량부 미만이면 효과가 미미하고 , 1.0중량부를 초과하면 효과의 상승이 낮다.
펌프(16)에 의해 일정한 속도로 유입되는 분리액은 사이클론(11)에서 회전하면서 원심분리에 의해 비중이 큰 이물질은 하방으로 낙하하여 포집조(13)로 포집된다. 이물질이 제거된 분리액은 분리액유출관(17)을 통해 제 2혼합부(20)로 유입된다. 포집된 이물질은 드레인관(19)을 통해 외부로 배출할 수 있다.
2차 혼합단계는 1차 혼합된 분리액을 번갈아 압축 및 팽창시킨다.
2차 혼합단계는 제 2혼합부에서 수행된다. 제 2혼합부는 확장경부(21)와 축소경부(25)가 형성된 혼합관(20)으로 이루어진다. 혼합관(20)은 적어도 하나의 확장경부(21)와 적어도 하나의 축소경부(25)로 이루어진다. 확장경부(21)와 축소경부(25)는 교대로 배치된다.
도시된 예에서 혼합관(20)은 전단에서부터 확장경부-축소경부-확장경부-축소경부-확장경부의 순서로 이루어져 있다. 이와 달리 축소경부-확장경부-축소경부-확장경부-축소경부의 순서로 이루어질 수 있다. 확장경부(21)와 축소경부(25)는 일직선으로 연결되거나 도 2에 나타난 바와 같이 축소경부가 굽어지게 형성되어 상하로 배치된 확장경부를 상호 연결시킬 수 있다.
확장경부(21)와 축소경부(25)의 내부에는 유로가 형성된다. 확장경부(21)의 유로(22)와 축소경부(25)의 유로(26)는 연결된다.
도 3에 잘 나타난 바와 같이 확장경부(21)의 유로(22) 직경은 분리액유출관(17)의 내경보다 더 크게 형성된다. 그리고 축소부경부(25)의 유로(26)는 확장경부의 유로(22)보다 직경이 더 작게 형성된다. 축소경부의 유로(26) 직경은 분리액유출관(17)의 내경과 동일하거나 더 작게 형성될 수 있다.
과산화수소가 첨가된 분리액이 혼합관(20)의 확대경부(21)를 통과하면서 유속은 낮아지고 압력은 높아진다. 그리고 이후 축소경부(25)를 통과할 때 유속이 빨라지고 압력은 낮아진다. 이와 같이 혼합관(20)을 통과하는 분리액은 교대로 압축 및 팽창이 반복적으로 일어나므로 과산화수소와의 혼합이 효율적으로 수행된다.
상술한 제 1 및 제 2혼합부를 통해 분리액 중의 이물질을 제거함과 동시에 과산화수소와 분리액을 골고루 혼합시켜 과산화수소에 의한 산화효과를 향상시킨다. 제 1 및 제 2혼합부를 통해 과산화수소에 의해 산화처리된 분리액은 최초의 분리액과 비교시 성상에서 많은 차이가 있다. 색상은 검정색에서 갈색으로 변하고, 악취는 거의 느낄 수 없을 정도로 현저히 감소된다.
한편, 산화단계에서 과산화수소가 첨가된 분리액에 순수 산소를 주입할 수 있다. 가령, 분리액유출관에서 배출되어 제 2혼합관으로 유입되는 분리액 중으로 순수 산소를 주입한다. 이는 분리액 중의 용존산소를 높이고, 산화효과를 증대시킬 수 있다.
도시되지 않았지만, 순수산소를 주입하기 위해 순수 산소가 충전된 산소붐베와, 산소붐베와 분리액유출관을 연결하는 산소공급관이 구비된다.
2. 발효단계
발효단계는 상기 산화단계에서 산화된 분리액을 호기성 조건에서 발효시킨다. 과산화수소에 의해 산화되지 않은 유기물들은 발효단계에서 미생물에 의해 분해처리된다. 발효단계는 발효부를 통해 수행된다.
발효단계는 일 예로 산화단계에서 발생된 기포를 파괴하는 기포파괴단계와, 기포가 파괴된 분리액에 호기성 미생물을 투입한 후 폭기와 함께 교반시키는 폭기교반단계로 이루어진다.
기포파괴단계를 수행하기 위한 기포파괴부는 도 4에 잘 나타난 바와 같이 혼합관(20)과 연결된 제 1연결관(31)과, 제 1연결관(31)과 연결된 탱크(33)와, 탱크(33)의 내부에 설치된 충돌판(35)과, 탱크(33)의 하부에 연결된 제 2연결관(37)으로 이루어진다.
혼합관(20)의 후단과 연결되어 탱크(33)의 내부까지 연장되는 제 1연결관(31)은 단부가 상방으로 경사지게 형성된다. 그리고 제 2연결관(37)에는 펌프(38)가 설치된다.
혼합관(20)에서 배출되는 분리액은 제 1연결관(31)을 통해 탱크(33)의 내부로 유입되고, 탱크(33)의 내부로 유입된 분리액은 충돌판(35)과 충돌하면서 기포가 파괴된다. 기포가 파괴된 분리액은 제 2연결관(37)을 통해 폭기교반부(40)로 유입된다.
기포를 파괴시킨 후 분리액에 호기성 미생물을 투입한 후 폭기와 함께 교반시켜 분리액을 발효시킨다.
폭기교반단계를 수행하기 위한 폭기교반부(40)는 발효조(41)와, 발효조(41)의 내부에 설치된 산기관(43)과, 산기관(43)과 연결되어 공기를 공급하는 블로워(45)와, 발효조(41) 내부에 설치된 교반수단(미도시)으로 이루어진다. 교반수단으로 전동모터에 의해 구동되는 통상적인 교반 임펠러가 설치될 수 있다.
발효조에 일정량의 분리액이 저장되면, 미생물을 투입한다. 미생물로 호기성 미생물을 이용한다.
호기성 미생물의 일 예로 바실러스 스테아로써모필러스(Bacillus stearothermophilus), 스페로테리우스 나우타우(Speroterius Nautau ), 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis), 로도슈도마나스(Rhodopsudomonas), 로도스피릴룸(Rhodospirillum), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis), 바실러스 터모아밀로보란스(Bacillus thermoamylovorans) 단독 또는 2 이상이 혼합된 형태로 이용할 수 있다.
이 외에도 공지의 호기성 미생물을 이용할 수 있다. 미생물은 음식물쓰레기의 발효 과정에서 자체적으로 분리하여 이용하거나 상업적으로 구입하여 이용 가능하다.
미생물 배양액을 발효조(41)에 투입하는 경우, 분리액 100중량부에 대하여 미생물 배양액 0.01 내지 0.3중량부를 투입할 수 있다.
미생물의 투입 후 발효조(41)에 저장된 분리액에 폭기와 함께 교반을 시키면서 분리액을 발효시킨다. 폭기와 교반은 간헐적으로 수행될 수 있다. 발효를 통해 호기성 미생물에 의해 분리액 중의 유기물이 분해되고 질소 및 염분, 중금속의 수치 저하와 COD, BOD, SS, 질소, 인의 수치를 낮출 수 있다.
특히, 본 발명은 미생물에 의한 유기물의 분해 전에 과산화수소에 의한 산화처리가 먼저 진행되므로 미생물에 의한 분해시간을 크게 단축시킬 수 있다. 또한, 과산화수소는 비용이 매우 저렴하고 구입이 용이하다는 장점을 갖는다.
발효단계 후 분리액 중의 유기물들은 취기가 전혀 나지 않을 정도로 분해된다.
3. 후처리단계
발효단계가 완료되면 후처리단계를 수행한다.
후처리단계는 발효물을 여액과 슬러지로 분리하여 슬러지를 소멸시킨다. 여기서 발효물은 발효단계에서 발효된 분리액을 의미한다. 본 발명은 슬러지를 소멸화시키는 기술을 적용함으로써 폐기물이 발생되지 않는 장점을 갖는다.
후처리단계는 일 예로 발효물에 응집제를 투입하여 슬러지를 응집시키는 응집단계와, 발효물을 고액분리하여 여액과 슬러지로 고액분리하는 분리단계와, 슬러지에 미생물 제제를 혼합한 후 발효시켜 슬러지를 소멸시키는 소멸처리단계를 포함한다.
후처리단계는 후처리부에서 수행된다. 후처리부는 응집부(50)와, 분리부(60)를 구비한다.
발효물에 응집제를 투입하여 슬러지를 응집시키는 응집단계를 수행하기 위한 응집부(50)는 응집조(51)와, 응집조에 설치된 교반수단과, 응집제 투입부로 이루어진다.
응집조(51)는 발효조(41)와 제 3연결관으로 연결된다. 발효조(41)에서 배출되는 발효물은 응집조(51)로 유입된다. 도시되지 않았지만 응집제 투입부는 응집제가 저장된 응집제저장조와, 응집제저장조와 응집조를 연결하는 응집제공급관으로 이루어진다.
사용가능한 응집제로 무기 응집제가 바람직하다. 무기응집제로는 폴리염화알루미늄(Polyaluminum Chloride:PAC), 폴리염화알루미늄실리케이트(Polyaluminum Chloride Silicate: PACS), 폴리수산화염화황산알루미늄실리케이트(Polyaluminum Hydroxy Chloro Sulfate Silicate: PAHCSS), 폴리수산화염화황산알루미늄(Polyaluminum Hydroxy Chloro Sulfate: PAHCS), 폴리황산규산알루미늄(Polyaluminum Sulfate Silicate: PASS), 황산알루미늄(Aluminum Sulfate: AS), 폴리황산철(Poly-Ferric Sulfate: PFS), 황산철(Ferric Sulfate: FS), 폴리염화철(Poly-Ferric Chloride: PFC), 알루미늄철(Ferric Aluminum: FA), 염화철(Ferric Chloride: FC), 염화알루미늄(Aluminum Chloride: AC), 황산철알루미늄화합물(Aluminum Ferric Sulfate: AFS), 염화철알루미늄화합물(Aluminum Ferric Chloride: AFC) 중에서 선택된 1종 이상의 무기응집제가 사용될 수 있다.
교반수단은 교반임펠러(53)와, 교반임펠러를 회전시키는 전동모터로 이루어진다.
제 3연결관을 통해 발효물이 응집조(51)로 유입되면 응집제 투입부를 통해 일정량의 응집제가 응집조로 투입된다. 그리고 교반임펠러(53)를 회전시켜 발효물을 교반시키면 발효물에 함유된 부유 미세 부유물질(SS: suspended solids)과 같은 고형물들이 응집되어 슬러지를 형성한다.
응집 후 분리부(60)에서 발효물을 고액분리하여 여액과 슬러지로 고액분리시킨다. 분리부는 통상적인 고액분리장치를 이용한다. 이러한 고액분리장치로 스크린, 탈수기, 원심분리기, 필터프레스, 침전분리기 등이 이용될 수 있다.
분리된 여액, 즉 물은 외부로 방류시키고 슬러지는 소멸처리시킨다.
슬러지의 소멸처리를 위해 슬러지에 미생물 제제를 혼합한 후 발효시킨다. 슬러지는 탱크와 같은 통에 넣어 소멸처리시키거나, 지면에 형성한 구덩이에 매몰하여 소멸처리할 수 있다.
미생물 제제는 50 내지 60℃에서 서식이 가능한 호기성 호열균을 배양시킨 것이다.
호기성 호열균의 일 예로 바실러스 스테아로써모필러스(Bacillus stearothermophilus)를 이용할 수 있다. 바실러스 스테아로써모필러스는 공지의 호열균으로서, 그람염색 실험에서 양성반응을 나타내고, 포자를 형성하고 호기성 조건에서 활발히 생육한다.
바실러스 스테아로써모필러스(Bacillus stearothermophilus)외에도 스페로테리우스 나우타우(Speroterius Nautau ), 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis), 로도슈도마나스(Rhodopsudomonas), 로도스피릴룸(Rhodospirillum), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis), 바실러스 터모아밀로보란스(Bacillus thermoamylovorans) 단독 또는 2 이상이 혼합된 미생물을 이용하는 것이 바람직하다.
호기성 호열균에 의한 고온의 분해과정은 산소호흡을 함으로 악취의 발생이 없다. 또한, 호기 조건에서 슬러지를 빠른 기간에 분해할 수 있다. 유기물 분해과정에서 발생되는 50 내지 60℃의 고온은 수분을 증발시키므로 침출수의 발생이 없어 토양 및 지하수의 오염 등의 우려가 없다.
미생물은 상기 발효단계에서 언급된 배양방법과 동일한 방법으로 배양하여 배양액을 얻는다. 그리고 배양액은 담체와 혼합하여 미생물 제제를 얻는다. 배양액은 담체에 흡착되어 미생물이 담체에 고정된다. 이때 배양액 대 담체는 1:10~50의 중량비로 혼합할 수 있다. 담체로 미강, 톱밥, 밀기울, 낙엽, 건초, 퇴비 등을 이용할 수 있다. 미생물 제제와 슬러지는 1:0.1~1의 부피비로 혼합할 수 있다.
혼합 후 일정 기간이 지나면 미생물에 의해 슬러지가 분해된다. 슬러지의 성상 및 양에 따라 분해기간이 다소 차이가 있으나 10 내지 20일 정도 경과하면 충분히 분해되어 소멸된다.
이와 같이 호기성 호열균에 의한 슬러지의 분해처리를 통해 슬러지의 전량 또는 슬러지 전량의 80% 이상을 소멸시킬 수 있다.
이상, 본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해 져야할 것이다.
10: 제 1혼합부 11: 사이클론
13: 포집조 20: 혼합관
21: 확대경부 25: 축소경부
30: 기포파괴부 33: 탱크
40: 폭기교반부 41: 발효조
43: 산기관 50: 응집부
51: 응집조 60:분리부
13: 포집조 20: 혼합관
21: 확대경부 25: 축소경부
30: 기포파괴부 33: 탱크
40: 폭기교반부 41: 발효조
43: 산기관 50: 응집부
51: 응집조 60:분리부
Claims (9)
- 음식물쓰레기로부터 분리된 분리액에 과산화수소를 첨가하여 상기 분리액을 산화시키는 산화단계와;
상기 산화단계에서 산화된 분리액을 호기성 조건에서 발효시키는 발효단계와;
상기 발효단계에서 수득한 발효물을 여액과 슬러지로 분리하여 상기 슬러지를 소멸시키는 후처리단계;를 포함하고,
상기 산화단계는 상기 과산화수소가 첨가된 분리액을 번갈아 압축 및 팽창시켜 상기 분리액과 상기 과산화수소를 혼합시키는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 처리방법. - 제 1항에 있어서, 상기 후처리단계는 a)상기 발효물에 응집제를 투입하여 상기 슬러지를 응집시키는 응집단계와, b)상기 응집단계 후 상기 발효물을 고액분리하여 상기 여액과 상기 슬러지로 고액분리하는 분리단계와, c)상기 슬러지에 미생물 제제를 혼합한 후 발효시켜 상기 슬러지를 소멸시키는 소멸처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 처리방법.
- 제 2항에 있어서, 상기 소멸처리단계의 상기 미생물 제제는 50 내지 60℃에서 서식이 가능한 호기성 호열균을 배양시킨 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 처리방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 혼합은 상기 과산화수소가 첨가된 분리액을 확장경부와 축소경부가 교대로 형성된 혼합관을 통과시켜 수행하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 처리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 발효단계는 a)상기 산화단계에서 발생된 기포를 파괴하는 기포파괴단계와, b)상기 기포파괴단계에서 기포가 파괴된 분리액에 호기성 미생물을 투입한 후 폭기와 함께 교반시키는 폭기교반단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 처리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 산화단계는 상기 과산화수소가 첨가된 분리액에 순수 산소를 주입하여 산화시키는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 처리방법.
- 삭제
- 음식물쓰레기로부터 분리된 분리액에 과산화수소를 첨가하여 상기 분리액을 산화시키는 산화부와;
상기 산화부에서 산화된 분리액을 호기성 조건에서 발효시키는 발효부와;
상기 발효부에서 발효된 발효물을 여액과 슬러지로 분리하여 상기 슬러지를 소멸시키는 후처리부;를 포함하고,
상기 산화부는 상기 과산화수소가 첨가된 상기 분리액을 사이클론으로 유입시켜 분리액 중의 이물질을 제거하면서 1차로 혼합하는 제 1혼합부와, 상기 사이클론에서 배출되는 상기 분리액을 번갈아 압축 및 팽창시켜 혼합하는 제 2혼합부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 처리장치.
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| KR1020130102107A KR101520089B1 (ko) | 2013-08-28 | 2013-08-28 | 음식물 쓰레기의 처리방법 및 이를 이용한 음식물 쓰레기의 처리장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100807219B1 (ko) | 2007-11-22 | 2008-02-28 | (주)비썬 | 고농도 유기성 폐수 정화 장치 및 그 처리 방법 |
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2013
- 2013-08-28 KR KR1020130102107A patent/KR101520089B1/ko active IP Right Grant
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| KR100807219B1 (ko) | 2007-11-22 | 2008-02-28 | (주)비썬 | 고농도 유기성 폐수 정화 장치 및 그 처리 방법 |
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