KR101812515B1 - 미생물을 이용한 폐기물 처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미생물을 이용한 폐기물 처리장치에 관한 것으로, 폐기물과 미생물이 수용되는 처리조; 상기 처리조에 열을 공급하는 열 공급수단; 상기 처리조에 수용된 폐기물과 미생물을 교반하는 교반기; 및 가온된 열-공기를 생성하여, 상기 처리조의 상부에서 상기 가온된 열-공기를 주입하는 상부 열-공기 주입유닛을 포함하는 미생물을 이용한 폐기물 처리장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 열 공기의 주입에 의해, 미생물의 활성도가 증가되어 폐기물의 처리 효율이 효과적으로 개선된다.
Description
본 발명은 미생물을 이용한 폐기물 처리장치에 관한 것으로, 하나의 구현예에 따라서 처리조 내에 열 공기를 주입함으로써 폐기물의 처리 효율을 개선할 수 있는, 미생물을 이용한 폐기물 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.
음식 폐기물(음식물 쓰레기)이나 축산 분뇨 등의 유기성 폐기물을 처리함에 있어서는 미생물을 이용하여 분해, 처리하는 방법이 널리 사용되고 있다. 미생물을 이용하여 음식 폐기물 등을 생물학적으로 분해시켜 처리하는 방법은 완전 소멸을 지향한다는 측면에서 통상 "소멸화"라고 표현하기도 한다.
일반적으로, 미생물을 이용하여 음식 폐기물 등을 처리함에 있어서는, 분해 반응기로서의 처리조(분해조)와, 상기 처리조 내에 설치된 교반기 등을 포함하는 처리장치가 이용되며, 상기 처리조 내에 폐기물과 미생물을 함께 넣고 교반하면서 미생물이 음식 폐기물을 생물학적으로 분해하도록 하여 음식 폐기물 등을 처리한다.
예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1466960호, 대한민국 등록특허 제10-1413810호, 및 대한민국 공개특허 제10-2013-0039051호 등에는 위와 관련한 기술이 제시되어 있다.
미생물을 이용한 폐기물의 처리 과정에서, 높은 처리 효율(소멸화)을 위해서는 미생물의 활성도를 극대화시킬 필요가 있다. 그러나 상기 선행 특허문헌들을 종래 기술은, 예를 들어 미생물의 활성도 저하 등으로 인해, 분해 효율이 떨어져 처리 시간이 증대되는 등의 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 개선된 폐기물 처리장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
본 발명은, 하나의 실시 형태에 따라서 처리조 내에 열 공기의 주입을 통해 미생물의 활성도를 증가시킴으로써 폐기물의 처리 효율을 개선할 수 있는, 미생물을 이용한 폐기물 처리장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
폐기물과 미생물이 수용되는 처리조;
상기 처리조에 열을 공급하는 열 공급수단;
상기 처리조에 수용된 폐기물과 미생물을 교반하는 교반기; 및
가온된 열-공기를 생성하여, 상기 처리조의 상부에서 상기 가온된 열-공기를 주입하는 상부 열-공기 주입유닛을 포함하는, 미생물을 이용한 폐기물 처리장치를 제공한다.
본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 상부 열-공기 주입유닛은,
외부의 공기를 인입하여 토출하는 제1 송풍기;
상기 제1 송풍기에서 토출된 공기를 가열하여, 가온된 열-공기를 생성하는 제1 공기 히팅수단; 및
상기 처리조의 내부 상단에 설치되고, 상기 생성된 열-공기를 처리조의 내부로 주입하는 제1 열-공기 주입라인을 포함하고,
상기 제1 열-공기 주입라인에는 열-공기가 배출되는 제1 열-공기 배출공이 형성된 구조를 갖는다.
또한, 바람직한 실시 형태에 따라서, 본 발명에 따른 미생물을 이용한 폐기물 처리장치는,
상기 처리조의 상단에 형성되고, 상기 처리조 내의 습기를 배출하는 습기 배출구;
상기 처리조의 하측에 설치되고, 내부 공간을 가지는 지지대;
가온된 열-공기를 생성하여, 상기 처리조의 하부에서 상기 가온된 열-공기를 주입하는 하부 열-공기 주입유닛;
상기 처리조의 바닥에 형성되고, 상기 하부 열-공기 주입유닛에서 생성된 열-공기가 상기 처리조 내부로 주입되게 하는 열-공기 주입구; 및
상기 지지대의 내부 공간에 충전된 충전물을 더 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 하부 열-공기 주입유닛은,
외부의 공기를 인입하여 토출하는 제2 송풍기;
상기 제2 송풍기에서 토출된 공기를 가열하여, 가온된 열-공기를 생성하는 제2 공기 히팅수단; 및
상기 지지대의 내부 공간에 설치되고, 상기 생성된 열-공기를 처리조의 내부로 주입하는 제2 열-공기 주입라인을 포함하고,
상기 제2 열-공기 주입라인에는 열-공기가 배출되는 제2 열-공기 배출공이 형성된 구조를 갖는다.
본 발명에 따르면, 개선된 폐기물 처리장치가 제공된다. 본 발명의 하나의 실시 형태에 따르면, 열 공기의 주입에 의해 미생물의 활성도가 증가되어 폐기물의 처리 효율이 개선되는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 습기 제거에 의해 폐기물의 처리 효율이 개선되는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 일부 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치를 구성하는 처리조의 배면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 종단면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 횡단면 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 일부분(전단측) 단면 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 일부분(후단측) 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 일부 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치를 구성하는 처리조의 배면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 종단면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 횡단면 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 일부분(전단측) 단면 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 일부분(후단측) 단면 구성도이다.
본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 발명에서 사용되는 용어 "하나 이상"은 하나 또는 둘 이상의 복수를 의미한다.
본 발명에서 사용되는 용어 "제1", "제2", "제3", "제4", "일측" 및 "타측" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되며, 각 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 용어 "상에 형성", "상부(상측)에 형성", "하부(하측)에 형성", "상에 설치", "상부(상측)에 설치" 및 "하부(하측)에 설치" 등은, 당해 구성요소들이 직접 접하여 적층 형성(설치)되는 것만을 의미하는 것은 아니고, 당해 구성요소들 간의 사이에 다른 구성요소가 더 형성(설치)되어 있는 의미를 포함한다. 예를 들어, "상에 형성된다", "상에 설치된다" 라는 것은, 제1구성요소에 제2구성요소가 직접 접하여 형성(설치)되는 의미는 물론, 상기 제1구성요소와 제2구성요소의 사이에 제3구성요소가 더 형성(설치)될 수 있는 의미를 포함한다.
본 발명에서 사용되는 용어 '형성', '연결', '설치', '결합' 및 '체결' 등은, 두 개의 부재가 착탈(결합과 분리)이 가능하게 결합된 것은 물론, 일체 구조의 의미를 포함한다. 구체적으로, 본 발명에서 사용되는 용어 '연결', '설치', '결합' 및 '체결' 등은, 예를 들어 강제 끼움 방식(억지 끼움 방식); 홈과 돌기를 이용한 끼움 방식; 및 나사, 볼트, 피스, 리벳 등의 체결 부재를 이용한 체결 방식 등을 통하여, 두 개의 부재가 결합과 분리가 가능하도록 결합되는 것은 물론 용접, 접착제 및/또는 일체적 성형 등을 통하여 두 개의 부재가 결합된 후, 분리가 불가능하게 구성된 의미를 포함한다. 또한, 상기 '설치'의 경우에는 별도의 결합력 없이 두 개의 부재가 적층(안착)되어 있는 의미도 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 실시 형태를 도시한 것으로, 이는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공된다. 또한, 본 발명의 실시 형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 미생물을 이용하여 폐기물을 분해 처리(소멸화)할 수 있는 폐기물 처리장치, 및 이를 이용한 폐기물 처리방법을 제공한다. 첨부된 도 1 내지 도 7에는 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치가 예시되어 있다. 도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 일부분 분해 사시도이다. 도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치를 구성하는 처리조(10)의 배면 사시도이다. 도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 종단면 구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 횡단면 구성도이다. 그리고 도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 일부분(전단측) 단면 구성도이고, 도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 폐기물 처리장치의 일부분(후단측) 단면 구성도이다.
첨부된 도면(도 1 내지 도 7)을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 미생물을 이용한 폐기물의 처리장치(이하, "처리장치"로 약칭한다.)는, 폐기물과 미생물이 수용되는 처리조(10)와, 상기 처리조(10)에 열을 공급하는 적어도 하나 이상의 열 공급수단(20)과, 상기 처리조(10)에 수용된 폐기물과 미생물을 교반하는 적어도 하나 이상의 교반기(30)와, 가온된 열-공기를 상기 처리조(10)의 상부에서 주입하는 상부 열-공기 주입유닛(40)을 포함한다. 이때, 상기 상부 열-공기 주입유닛(40)은 공기를 가열하여 가온된 열-공기를 생성시킨 다음, 상기 생성된 열-공기를 처리조(10) 내에 수용된 폐기물과 미생물의 혼합물(W)을 향하여 주입, 공급한다.
상기 처리조(10)는 분해 반응조로서, 이는 폐기물과 미생물이 수용되어, 미생물의 생물학적 활동을 통해 폐기물이 분해될 수 있는 공간을 제공할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 처리조(10)는, 예를 들어 금속재, 플라스틱재 및/또는 유리재 등의 재질로 구성될 수 있으며, 이는 또한 불투명, 반투명 및/또는 투명일 수 있다.
상기 처리조(10)는 하나의 구현예에 따라서, 상부가 개방된 처리조 본체(10A)와, 상기 처리조 본체(10A)의 상부에 밀폐 결합되는 덮개 부재(10B)를 포함할 수 있다. 상기 처리조 본체(10A)는, 예를 들어 제1벽체(11), 제2벽체(12), 제3벽체(13) 및 제4벽체(14)를 포함하는 4개의 벽체(11)(12)(13)(14)와, 상기 벽체(11)(12)(13)(14)의 하부에 형성된 바닥(15)을 가질 수 있다. 이때, 상기 벽체(11)(12)(13)(14) 중에서, 상기 제1벽체(11)와 제3벽체(13)는 서로 대향되고, 상기 제2벽체(12)와 제4벽체(14)는 서로 대향되어 있다. 그리고 상기 제1벽체(11)와 제3벽체(13)는 제2벽체(12)와 제4벽체(14)보다 길이가 긴 구조를 가져, 상기 처리조 본체(10A)는 직사각형(장방형)의 횡단면 형상을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 예시적인 구현예에 따라서, 도면에 도시한 바와 같이, 상기 벽체(11)(12)(13)(14) 중에서, 서로 대향되고 있는 제1벽체(11)와 제3벽체(13)는 아래쪽으로 라운드(round)지게 형성될 수 있다. 즉, 4개의 벽체(11)(12)(13)(14) 중에서, 길이가 긴 제1벽체(11)와 제3벽체(13)는 곡률(R, 도 3 참조)을 가질 수 있다. 다른 구현예에 따라서, 상기 바닥(15)의 경우에도 라운드지게 형성되어 곡률(R, 도 3 참조)을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 처리조 본체(10A)는 대략 반원형이나 "U"자형 등의 횡단면 형상(도 4 참조)을 가질 수 있다.
위와 같이, 상기 제1벽체(11), 제3벽체(13) 및/또는 바닥(15)이 곡률(R)을 가져, 상기 처리조 본체(10A)가 반원형이나 "U"자형 등의 단면 형상을 가지는 경우, 예를 들어 폐기물과 미생물의 효율적인 교반이 이루어져 처리 효율이 개선될 수 있다.
또한, 상기 덮개 부재(10B)는 폐기물의 처리 과정에서 처리조 본체(10A)를 밀폐시키며, 이는 고무 등의 밀봉재(도시하지 않음)를 통해 처리조 본체(10A)에 밀폐 결합될 수 있다. 상기 덮개 부재(10B)는 폐기물 및/또는 미생물의 투입을 위한 호퍼(17)를 포함할 수 있다. 하나의 구현예에 따라서, 상기 덮개 부재(10B)는 하나 이상의 개구부를 가지는 덮개판(16)과, 상기 덮개판(16)의 개구부 상에 설치된 하나의 이상의 호퍼(17)와, 상기 호퍼(17)를 밀폐하기 위한 마감판(18)을 포함할 수 있다. 상기 덮개판(16)은 평형한 판 형상을 갖거나, 소정의 곡률을 가지는 반원형, 또는 ""자형 등의 단면 형상을 가질 수 있다.
본 발명에서, 처리 대상이 되는 폐기물, 즉 상기 처리조(10) 내에 투입되는 폐기물은 특별히 제한되지 않으며, 이는 미생물에 의해 분해(소멸화)될 수 있는 것이면 좋다. 상기 폐기물은, 예를 들어 음식 폐기물(음식물 쓰레기), 축산 분뇨 및/또는 농수산물 폐기물 등의 유기성 폐기물로부터 선택될 수 있다.
또한, 상기 폐기물은 슬러지 형태 및/또는 분쇄물 형태로 상기 처리조(10) 내에 투입될 수 있다. 아울러, 폐기물은 수분 함량이 많은 경우, 예를 들어 침강조 등을 위해 수분이 어느 정도 제거된 후에 상기 처리조(10) 내에 투입될 수 있다.
본 발명에서, 미생물은 당 분야에서 통상적으로 사용될 수 있는 미생물로서, 이는 폐기물의 종류에 따라 호기성 미생물로부터 적절히 선택될 수 있다. 미생물은, 예를 들어 효모, 젖산균, 유산균, 방선균 및/또는 각종 효소 등을 들 수 있으며, 이는 특별히 제한되지 않는다.
상기 미생물은, 하나의 예시에서 상기 폐기물이 음식 폐기물(음식물 쓰레기)인 경우, 호기성 조건에서 음식 폐기물(음식물 쓰레기)을 소멸 발효 처리할 수 있는 미생물로부터 선택될 수 있으며, 예를 들어 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 락토바실루스 델브루에키 서브스페시스 불가리쿠스(Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus), 바이쎌라 사이바리아(Weissella cibaria) 및 아이싸첸키아 오리엔탈리스(Issatchenkia orientalis) 중에서 선택된 어느 하나, 또는 둘 이상의 혼합 미생물을 사용할 수 있다.
또한, 상기 미생물은 상기 처리조(10)에 투입되기 전에 양성 과정을 거쳐 일정 부분 응집된 형태로 상기 처리조(10) 내에 투입되거나, 담체에 담지된 형태로 상기 처리조(10) 내에 투입될 수 있다.
위와 같은 폐기물과 미생물은 상기 호퍼(17)를 통하여 각각 별도로 처리조(10)에 투입되거나, 별도의 공간에서 혼합된 다음, 혼합물 형태로 상기 처리조(10)에 투입될 수 있다. 첨부된 도면에서, 도면 부호 W는 폐기물과 미생물의 혼합물(교반물)이다.
상기 열 공급수단(20)은 처리조(10)에 열을 공급하여 미생물의 활성에 적합한 호적온도를 제공한다. 본 발명에서, "호적온도"는 호기성 미생물이 활동할 수 있는 최적 온도 조건을 의미한다. 상기 호적온도는 미생물의 종류에 따라 다를 수 있지만, 이는 예를 들어 15℃ 내지 50℃ 범위 내에서 선택될 수 있다. 상기 호적온도는, 구체적인 예를 들어 20℃ 내지 45℃이거나, 경우에 따라서 25℃ 내지 35℃, 또는 35℃ 내지 42℃가 될 수 있다.
상기 열 공급수단(20)은 위와 같은 호적온도를 유지해 줄 수 있으면 특별히 제한되지 않는다. 상기 열 공급수단(20)은, 예를 들어 열 유체의 흐름식 및/또는 전기 저항식 등으로 구성되어 상기 처리조(10)에 열을 공급할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 열 공급수단(20)은 열 유체의 흐름식으로서, 상기 처리조(10)의 내부에 설치된 열 유체 흐름관(도시하지 않음)을 포함할 수 있으며, 이때 상기 열 유체는 가온된 물이나 공기 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 열 공급수단(20)은, 다른 예를 들어 전기 저항식으로서, 탄소 섬유체 및/또는 코일(열선) 등의 발열체를 포함할 수 있다. 이러한 탄소 섬유체 및/또는 코일(열선) 등의 발열체는, 예를 들어 상기 처리조(10)의 외부 면에 설치될 수 있다. 상기 열 공급수단(20)은, 바람직하게는 전기 접속에 의해 열(전기 저항열)을 발생하는 탄소 섬유체로서, 탄소 섬유(carbon fiber)를 시트(sheet) 형상으로 가공한 탄소 섬유 시트를 사용하는 것이 좋다.
첨부된 도면에서는 상기 열 공급수단(20)로서 탄소 섬유 시트가 사용되고, 이러한 열 공급수단(20)이 상기 처리조 본체(10A)의 외부 표면에 적층 설치된 모습을 예시하였다. 상기 탄소 섬유 시트는 처리조 본체(10A)의 외부 표면과 넓은 면적으로 접촉되어, 열 공급과 호적온도 유지 등에서 바람직하다. 즉, 탄소 섬유 시트에 전기를 가하면, 저항에 의해 열이 발생되고, 발생된 열은 처리조 본체(10A)의 외부 표면 전체에 걸쳐 넓은 면적으로 균일하게 공급된다. 이에 따라, 상기 열 공급수단(20)로서 탄소 섬유 시트를 사용하는 경우, 처리조(10)의 내부 전체에 열을 균일하게 공급하면서 균일한 호적온도를 유지하여 본 발명에 바람직하다.
상기 교반기(30)는 처리조(10)에 수용된 폐기물과 미생물을 혼합 교반할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 교반기(30)는, 하나의 구현예에 따라서 회전 동력원(32)과, 상기 회전 동력원(32)의 회전력을 전달받아 회전하는 회전축(34)과, 상기 회전축(34) 상에 설치된 교반 날개(36)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 회전 동력원(32)은, 예를 들어 전기 모터 등으로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 교반 날개(36)는 폐기물과 미생물을 골고루 교반시킬 수 있는 것이면 좋으며, 이는 예를 들어 스크류(screw) 및/또는 블레이드(blade) 등의 형태를 가질 수 있다. 도면에서는 상기 교반 날개(36)로서 스크류 형태를 예시하였다. 도면에 보인 바와 같이, 처리조 본체(10B)의 제2벽체(12)와 제4벽체(14)에는 축공(12a)(14a)이 형성되고, 이러한 축공(12a)(14a)에 상기 회전축(34)의 양 말단이 삽입, 결합되어 회전될 수 있다.
상기 상부 열-공기 주입유닛(40)은 처리조(10)의 상부에서 가온된 열-공기를 주입한다. 보다 구체적으로, 상기 상부 열-공기 주입유닛(40)은 가온된 열-공기를 생성하여, 상기 생성된 열-공기를 처리조(10)의 상부에서 주입, 공급한다.
본 발명에서, "열-공기"(또는 열 공기)는 본 발명에 따라 공기를 인위적으로 가열하여 가온(승온)시킨 것으로서, 소정의 열을 가지는 공기를 의미한다. 상기 열-공기(가열된 공기)는, 바람직하게는 앞서 정의한 바와 같은 호적온도를 갖거나, 상기 호적온도 이상의 온도를 가질 수 있다. 이때, 상기 호적온도 이상의 온도란 앞서 정의한 호적온도보다 약간 높은 온도로서, 이는 예를 들어 호적온도보다 1 ~ 5 높은 온도를 의미할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 상부 열-공기 주입유닛(40)에 의해, 처리조(10)의 상부에서 가온된 열-공기가 주입, 공급되어 폐기물의 처리 효율이 개선된다. 구체적으로, 상기 가온된 열-공기의 주입, 공급에 의해, 처리조(10) 내에 호기성 미생물이 활동할 수 있는 최적 온도 조건(호적온도)과 공기 조건(산소 공급)이 유지되어, 미생물의 활동도가 증가된다. 이에 따라, 폐기물의 분해율이 증가되고 처리시간이 단축되는 등의 처리 효율이 개선된다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따라서, 상기 상부 열-공기 주입유닛(40)은 외부의 공기를 인입하여 토출하는 제1 송풍기(42)와, 상기 제1 송풍기(42)에서 토출된 공기를 가열하여, 가온된 열-공기를 생성하는 제1 공기 히팅수단(44)과, 상기 생성된 열-공기를 처리조(10)의 내부로 주입, 분사하는 제1 열-공기 주입라인(46)을 포함한다.
상기 제1 송풍기(42)는 처리조(10)의 외측에 설치될 수 있으며, 이는 외부의 공기를 인입(흡입)하여, 상기 제1 공기 히팅수단(44) 및 제1 열-공기 주입라인(46)으로 토출, 공급할 수 있는 것이면 좋다.
상기 제1 공기 히팅수단(44)은 제1 송풍기(42)로부터 토출된 공기를 가열하여, 가온된 열-공기를 생성시킬 수 있으면 특별히 제한되지 않는다. 상기 제1 공기 히팅수단(44)은, 예를 들어 전기 저항식의 발열체로부터 선택될 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 코일(열선) 및/또는 탄소 섬유체 등으로부터 선택될 수 있다.
또한, 상기 제1 공기 히팅수단(44)은 제1 송풍기(42)와 제1 열-공기 주입라인(46)의 사이에 설치될 수 있다. 상기 제1 공기 히팅수단(44)은, 하나의 예시에서 상기 제1 송풍기(42)의 토출 말단에 설치되거나, 상기 제1 열-공기 주입라인(46)의 인입 선단에 설치될 수 있다. 첨부된 도면(도 5 및 도 6 참조)에서는 상기 제1 공기 히팅수단(44)으로서 코일(열선)이 사용되고, 이러한 제1 공기 히팅수단(44)이 상기 제1 열-공기 주입라인(46)의 인입 선단에 설치된 모습을 예시하였다.
상기 제1 열-공기 주입라인(46)은 제1 공기 히팅수단(44)을 통해 생성된 열-공기를 처리조(10)의 내부로 주입, 분사하기 위한 것으로서, 이는 예를 들어 열-공기가 흐를 수 있는 흐름 유로를 가지는 중공체, 보다 구체적인 예를 들어 파이프나 호스 등의 중공체로부터 선택될 수 있다. 이러한 제1 열-공기 주입라인(46)은 처리조(10)의 내부 상단에 설치된다. 보다 구체적으로, 상기 제1 열-공기 주입라인(46)은 처리조(10) 벽체(11)(12)(13)(14)의 상단 내부 벽면에 설치될 수 있다. 그리고 상기 제1 열-공기 주입라인(46)은 혼합물(W)의 상부에 위치된다. 이때, 상기 처리조 본체(10A)의 제4벽체(14)에는 관통공(14b)이 형성되고, 상기 제1 열-공기 주입라인(46)의 일측이 상기 관통공(14b)에 삽입, 결합될 수 있다.
아울러, 상기 제1 열-공기 주입라인(46)은 소정의 길이를 가지되, 상기 처리조 본체(10A)의 벽체(11)(12)(13)(14)의 상단 내부 벽면을 따라 연속적으로 설치되어, "ㄴ"자형, "ㄷ"자형 또는 "ㅁ"자형으로 설치될 수 있다. 첨부된 도면(도 1 및 도 2 참조)에서는 상기 제1 열-공기 주입라인(46)이 제1벽체(11), 제2벽체(12) 및 제3벽체(13)의 상단 내부 벽면을 따라 연속적으로 설치되어, "ㄷ"자형으로 설치된 모습을 예시하였다.
또한, 상기 제1 열-공기 주입라인(46)에는 열-공기가 배출되는 제1 열-공기 배출공(46a)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 열-공기 배출공(46a)은 제1 열-공기 주입라인(46)의 길이 방향을 따라 복수 개로 배열 형성되며, 이러한 복수의 제1 열-공기 배출공(46a)에 의해 열-공기가 처리조(10)의 내부로 균일하게 분사 주입될 수 있다.
아울러, 상기 복수의 제1 열-공기 배출공(46a)은, 예를 들어 제1 열-공기 주입라인(46)의 하부 면에 집중 분포되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 열-공기는 상기 제1 열-공기 주입라인(46)을 통해 처리조(10)의 상부에서 주입, 공급되되, 상기 제1 열-공기 배출공(46a)의 분포도에 의해 하향하여 균일하게 분사, 주입될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 따라서, 본 발명에 따른 폐기물 처리장치는 습기 배출구(50), 지지대(60), 하부 열-공기 주입유닛(70), 열-공기 주입구(80), 및 충전물(90)을 더 포함할 수 있다.
상기 습기 배출구(50)는 처리조(10)의 상단에 형성되며, 이는 상기 처리조(10) 내의 습기를 외부로 배출한다. 미생물을 통한 폐기물의 처리(분해) 과정에서, 처리조(10) 내부에는 습기가 발생될 수 있다. 이러한 습기는 미생물의 활성에 악영향을 끼칠 수 있다. 이에 따라, 상기 습기 배출구(50)를 통해 처리조(10) 내의 습기가 배출, 제거되는 경우 처리 효율이 개선될 수 있다.
또한, 앞서 언급한 바와 같이, 예를 들어 상기 처리조(10)를 구성하는 처리조 본체(10A) 및/또는 덮개 부재(10B)는 투명일 수 있는데, 이때 처리조(10) 내에 습기가 존재하면, 폐기물의 처리정도를 육안으로 관찰하기 어렵다. 이때, 상기 습기 배출구(50)를 통해 처리조(10) 내의 습기가 배출, 제거되는 경우, 폐기물의 처리정도를 육안으로 확인할 수 있다.
상기 습기 배출구(50)는 처리조(10)의 상단에 형성되되, 이는 혼합물(W)의 상부에 위치하여 1개 또는 2개 이상 복수일 수 있다. 상기 습기 배출구(50)는, 구체적으로 상기 처리조 본체(10A)의 상부 및/또는 상기 덮개 부재(10B)에 형성될 수 있다. 또한, 상기 습기 배출구(50)의 배출 말단에는 마개나 개폐 밸브가 결합될 수 있으며, 상기 습기 배출구(50)의 후단에는 습기를 흡입, 토출하는 흡입 펌프가 설치될 수 있다. 상기 흡입 펌프는 경우에 따라 작동되며, 이는 또한 폐기물 처리과정에서 간헐적으로 작동될 수 있다.
상기 지지대(60)는 처리조(10)의 하측에 설치된다. 이러한 지지대(60)는 상기 하부 열-공기 주입유닛(70)과 충전물(90)을 내입시켜 지지한다. 또한, 상기 지지대(60)는 내부 공간(65)을 갖는다. 상기 지지대(60)는 하부 열-공기 주입유닛(70)과 충전물(90)을 지지할 수 있고, 내부 공간(65)을 가지는 것이면 좋다. 상기 지지대(60)는, 예를 들어 "ㄷ"자형, "C"자형 또는 "U"자형 등의 단면 형상을 가질 수 있으며, 첨부된 도면에서는 "ㄷ"자형의 단면 형상을 가지는 지지대(60)를 예시하였다.
상기 하부 열-공기 주입유닛(70)은 처리조(10)의 하부에서 가온된 열-공기를 상향 주입한다. 보다 구체적으로, 상기 하부 열-공기 주입유닛(70)은 가온된 열-공기를 생성하여, 상기 생성된 열-공기를 처리조(10)의 하부에서 상향하여 주입, 공급한다.
본 발명에 따르면, 상기 하부 열-공기 주입유닛(70)에 의해, 처리조(10)의 하부에서도 가온된 열-공기가 주입, 공급되어 폐기물의 처리 효율이 효과적으로 개선된다.
구체적으로, 상기 상부 열-공기 주입유닛(40)을 통해 처리조(10)의 상부에서 열-공기를 주입함과 동시에, 상기 하부 열-공기 주입유닛(70)을 통해 처리조(10)의 하부에서도 열-공기를 주입하는 경우, 처리조(10)의 상부에는 물론, 특히 처리조(10)의 하부 및 중간 부분에도 열-공기가 존재하여 폐기물의 처리 효율이 효과적으로 개선된다. 즉, 혼합물(W)의 상부 표면은 물론, 혼합물(W)의 하부 및 혼합물(W)의 내부 전체에 걸쳐 열-공기의 주입에 의해 최적 온도 조건(호적온도) 및 공기 조건(산소 공급)이 유지되어, 폐기물의 분해율이 증가되고 처리시간이 단축되는 등의 처리 효율이 효과적으로 개선된다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따라서, 상기 하부 열-공기 주입유닛(70)은 외부의 공기를 인입하여 토출하는 제2 송풍기(72)와, 상기 제2 송풍기(72)에서 토출된 공기를 가열하여, 가온된 열-공기를 생성하는 제2 공기 히팅수단(74)과, 상기 생성된 열-공기를 처리조(10)의 내부로 주입, 분사하는 제2 열-공기 주입라인(76)을 포함한다.
상기 제2 송풍기(72)는 처리조(10)의 외측에 설치될 수 있으며, 이는 외부의 공기를 인입(흡입)하여, 상기 제2 공기 히팅수단(74) 및 제2 열-공기 주입라인(76)으로 토출, 공급할 수 있는 것이면 좋다.
상기 제2 공기 히팅수단(74)은 제2 송풍기(72)로부터 토출된 공기를 가열하여, 가온된 열-공기를 생성시킬 수 있으면 특별히 제한되지 않는다. 상기 제2 공기 히팅수단(74)은, 예를 들어 전기 저항식의 발열체로부터 선택될 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 코일(열선) 및/또는 탄소 섬유체 등으로부터 선택될 수 있다.
또한, 상기 제2 공기 히팅수단(74)은 제2 송풍기(72)와 제2 열-공기 주입라인(76)의 사이에 설치될 수 있다. 상기 제2 공기 히팅수단(74)은, 하나의 예시에서 상기 제2 송풍기(72)의 토출 말단에 설치되거나, 상기 제2 열-공기 주입라인(76)의 인입 선단에 설치될 수 있다. 첨부된 도면(도 5 및 도 6 참조)에서는 상기 제2 공기 히팅수단(74)으로서 코일(열선)이 사용되고, 이러한 제2 공기 히팅수단(74)이 상기 제2 열-공기 주입라인(76)의 인입 선단에 설치된 모습을 예시하였다.
상기 제2 열-공기 주입라인(76)은 제2 공기 히팅수단(74)을 통해 생성된 열-공기를 처리조(10)의 하부에서 내부로 주입, 분사하기 위한 것으로서, 이는 예를 들어 열-공기가 흐를 수 있는 흐름 유로를 중공체, 보다 구체적인 예를 들어 파이프나 호스 등의 중공체로부터 선택될 수 있다. 이러한 제2 열-공기 주입라인(76)은 지지대(60)의 내부 공간(65)에 삽입, 설치되어, 상기 지지대(60)에 의해 지지된다. 상기 제2 열-공기 주입라인(76)은 처리조(10) 바닥(15)의 하측에 위치하되, 이는 상기 바닥(15)의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다. 즉, 처리조(10)의 바닥(15) 길이와 제2 열-공기 주입라인(76)의 길이는 동일할 수 있다.
또한, 상기 제2 열-공기 주입라인(76)에는 열-공기가 배출되는 제2 열-공기 배출공(76a)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2 열-공기 배출공(76a)은 제2 열-공기 주입라인(76)의 길이 방향을 따라 복수 개로 배열 형성되며, 이러한 복수의 제1 열-공기 배출공(76a)에 의해 열-공기가 처리조(10)의 내부로 균일하게 분사, 주입될 수 있다.
아울러, 상기 복수의 제2 열-공기 배출공(76a)은, 예를 들어 제2 열-공기 주입라인(76)의 상부 면에 집중 분포되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 열-공기는 상기 제2 열-공기 주입라인(76)을 통해 처리조(10)의 하부에서 주입, 공급되되, 상기 제2 열-공기 배출공(76a)의 분포도에 의해 상향하여 균일하게 분사, 주입될 수 있다.
상기 열-공기 주입구(80)는 처리조(10)의 바닥(15)에 형성된다. 이러한 열-공기 주입구(80)는 상기 하부 열-공기 주입유닛(70)에서 생성된 열-공기가 상기 처리조(10) 내부로 주입되게 하는 흐름 통로이다. 상기 열-공기 주입구(80)는 처리조(10) 바닥(15)의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 복수 개 형성될 수 있다.
또한, 상기 열-공기 주입구(80)에는 혼합물(W)이 아래로 적하되는 것을 방지할 수 있는 차단수단(도시하지 않음)이 설치될 수 있다. 상기 차단수단은, 예를 들어 스크린이나 망체 등으로부터 선택될 수 있다. 이러한 차단수단은, 열-공기는 통과시키면서 혼합물(W)은 통과시키지 않는 것이면 좋다.
상기 충전물(90)은 지지대(60)의 내부 공간(65)에 충전된다. 구체적으로, 지지대(60)의 내부 공간(65)은, 상기 제2 열-공기 주입라인(76)이 삽입, 설치되고, 상기 제2 열-공기 주입라인(76)의 주위에는 충전물(90)이 충전될 수 있다. 상기 충전물(80)은, 혼합물(W)이 내부 공간(65)으로 인입되는 것을 차단한다.
상기 충전물(80)은, 바람직하게는 왕겨, 볏짚, 나무 조각 및/또는 이들의 분쇄물로부터 선택될 수 있다. 이러한 충전물(80)은, 혼합물(W)이 내부 공간(65)으로 인입되는 것을 차단하면서 미생물의 활성에 유리한 조건을 제공하여 본 발명에 바람직할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 폐기물 처리장치는 상기 구성요소들을 내장할 수 있는 하우징(housing)을 더 포함할 수 있다. 상기 하우징은, 예를 들어 금속재 및/또는 플라스틱재 등으로 구성될 수 있으며, 이는 상기 각 구성요소들을 내장할 수 있는 내부 공간을 가지는 것이면 좋다.
아울러, 본 발명에 따른 폐기물 처리장치는 선택적으로 온도 제어 시스템을 더 포함할 수 있다. 상기 온도 제어 시스템은 통상과 같이 구성될 수 있으며, 이는 온도 센서 및 제어기 등을 포함할 수 있다.
상기 온도 센서는 온도를 측정하는 것으로서, 이는 상기 처리조(10), 상부 열-공기 주입유닛(40) 및/또는 하부 열-공기 주입유닛(70)에 설치될 수 있다. 하나의 구현예에 따라서, 상기 온도 센서는 적어도 상부 열-공기 주입유닛(40)의 제1 열-공기 주입라인(46) 및/또는 하부 열-공기 주입유닛(70)의 제2 열-공기 주입라인(76) 상에 설치되어, 각 주입라인(46)(76)을 통과하는 열-공기의 온도를 측정하는 것이 바람직하다.
상기 제어기는 앞서 언급한 바와 같은 호적온도의 유지를 위해, 상기 온도 센서에서 측정된 온도에 따라 상기 열 공급수단(20), 제1 공기 히팅수단(44) 및/또는 제2 공기 히팅수단(74)의 작동을 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어기는 설정된 온도(호적온도)와 상기 온도 센서에서 측정된 실측 온도를 비교하여, 상기 실측 온도가 설정된 온도(호적온도)를 벗어난 경우 상기 열 공급수단(20), 제1 공기 히팅수단(44) 및/또는 제2 공기 히팅수단(74)의 작동을 제어하여, 해당 미생물의 활성에 적합한 호적온도가 유지되게 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 폐기물 처리방법은, 전술한 바와 같은 본 발명의 처리장치를 이용하는 것이면 좋다. 하나의 실시 형태에 따라서, 본 발명에 따른 폐기물 처리방법은 전술한 바와 같은 본 발명의 처리장치를 이용하되, 상기 습기 배출구(50)을 소정 간격으로 개방 및 폐쇄를 번갈아가며 진행할 수 있다. 이때, 상기 습기 배출구(50)의 개방 및 폐쇄는 상기 예시한 바와 같은 마개나 개폐 밸브를 통해 구현될 수 있으며, 하나의 예시에서 20분 내지 1시간 간격으로 개방 및 폐쇄를 번갈아가며 반복할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 개선된 폐기물 처리장치 및 처리방법이 제공된다. 구체적으로, 하나의 실시 형태에 따라서, 전술한 바와 같이 상기 상부 열-공기 주입유닛(40)에 의해, 처리조(10)의 상부에서 가온된 열-공기가 주입, 공급되어 폐기물의 처리 효율이 개선된다.
또한, 바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 습기 배출구(50), 지지대(60) 및 하부 열-공기 주입유닛(70)을 더 포함하는 경우, 폐기물의 처리 효율이 효과적으로 개선된다.
구체적으로, 상기 상부 열-공기 주입유닛(40)을 통해 처리조(10)의 상부에서 열-공기가 주입됨과 동시에, 습기 배출구(50)를 통해 습기가 배출되고, 특히 상기 하부 열-공기 주입유닛(70)을 통해 처리조(10)의 하부에서도 열-공기가 주입되어, 처리조(10)의 상부에는 물론, 특히 처리조(10)의 하부 및 중간 부분에도 미생물의 활성에 적합한 호적온도 유지 및 공기(산소) 공급이 이루어져 폐기물의 처리 효율이 효과적으로 개선된다.
10 : 처리조 10A : 처리조 본체
10B : 덮개 부재 11, 12, 13, 14 : 벽체
15 : 바닥 20 : 열 공급수단
30 : 교반기 32 : 회전 동력원
34 : 회전축 36 : 교반 날개
40 : 상부 열-공기 주입유닛 42 : 제1 송풍기
44 : 제1 공기 히팅수단 46 : 제1 열-공기 주입라인
46a : 제1 열-공기 배출공 50 : 습기 배출구
60 : 지지대 65 : 내부 공간
70 : 하부 열-공기 주입유닛 72 : 제2 송풍기
74 : 제2 공기 히팅수단 76 : 제2 열-공기 주입라인
76a : 제2 열-공기 배출공 80 : 열-공기 주입구
90 : 충전물 W : 혼합물
10B : 덮개 부재 11, 12, 13, 14 : 벽체
15 : 바닥 20 : 열 공급수단
30 : 교반기 32 : 회전 동력원
34 : 회전축 36 : 교반 날개
40 : 상부 열-공기 주입유닛 42 : 제1 송풍기
44 : 제1 공기 히팅수단 46 : 제1 열-공기 주입라인
46a : 제1 열-공기 배출공 50 : 습기 배출구
60 : 지지대 65 : 내부 공간
70 : 하부 열-공기 주입유닛 72 : 제2 송풍기
74 : 제2 공기 히팅수단 76 : 제2 열-공기 주입라인
76a : 제2 열-공기 배출공 80 : 열-공기 주입구
90 : 충전물 W : 혼합물
Claims (5)
- 삭제
- 삭제
- 폐기물과 호기성 미생물이 수용되는 처리조(10);
상기 처리조(10)에 열을 공급하는 열 공급수단(20);
상기 처리조(10)에 수용된 폐기물과 호기성 미생물을 교반하는 교반기(30);
가온된 열-공기를 생성하여, 상기 처리조(10)의 상부에서 가온된 열-공기를 주입하는 상부 열-공기 주입유닛(40);
상기 처리조(10)의 상단에 형성되고, 상기 처리조(10) 내의 습기를 배출하는 습기 배출구(50);
상기 처리조(10)의 하측에 설치되고, 내부 공간(65)을 가지는 지지대(60);
가온된 열-공기를 생성하여, 상기 처리조(10)의 하부에서 가온된 열-공기를 주입하는 하부 열-공기 주입유닛(70);
상기 처리조(10)의 바닥(15)에 형성되고, 상기 하부 열-공기 주입유닛(70)에서 생성된 가온된 열-공기가 상기 처리조(10) 내부로 주입되게 하는 열-공기 주입구(80);
상기 열-공기 주입구(80)에 설치되고, 상기 폐기물과 호기성 미생물의 혼합물(W)이 아래로 적하되는 것을 방지하는 것으로서, 상기 하부 열-공기 주입유닛(70)에서 생성된 가온된 열-공기는 통과시키면서 상기 혼합물(W)은 통과시키지 않는 차단수단; 및
상기 지지대(60)의 내부 공간(65)에 충전된 충전물(90)을 포함하고,
상기 상부 열-공기 주입유닛(40)은,
외부의 공기를 인입하여 토출하는 제1 송풍기(42);
상기 제1 송풍기(42)에서 토출된 공기를 가열하여, 가온된 열-공기를 생성하는 제1 공기 히팅수단(44); 및
상기 처리조(10)의 내부 상단에 설치되고, 상기 제1 공기 히팅수단(44)을 통해 생성된 열-공기를 처리조(10)의 내부로 주입하는 제1 열-공기 주입라인(46)을 포함하며,
상기 하부 열-공기 주입유닛(70)은,
외부의 공기를 인입하여 토출하는 제2 송풍기(72);
상기 제2 송풍기(72)에서 토출된 공기를 가열하여, 가온된 열-공기를 생성하는 제2 공기 히팅수단(74); 및
상기 지지대(60)의 내부 공간(65)에 삽입, 설치되어 상기 지지대(60)에 의해 지지되고, 상기 제2 공기 히팅수단(74)을 통해 생성된 열-공기를 처리조(10)의 내부로 주입하는 제2 열-공기 주입라인(76)을 포함하고,
상기 제2 열-공기 주입라인(76)은 상기 처리조(10) 바닥(15)의 하측에 바닥(15)의 길이 방향을 따라 배치되어 있되, 상기 처리조(10)의 바닥(15) 길이와 동일한 길이를 가지며,
상기 제2 열-공기 주입라인(76)에는 열-공기가 배출되는 제2 열-공기 배출공(76a)이 형성되어 있되, 상기 제2 열-공기 배출공(76a)은 제2 열-공기 주입라인(76)의 상부 면에 길이 방향을 따라 복수 개로 배열 형성되고,
상기 충전물(90)은 지지대(60)의 내부 공간(65)에서 상기 제2 열-공기 주입라인(76)의 주위에 충전되어 있으며,
상기 충전물(90)은 왕겨, 볏짚 또는 이들의 분쇄물인 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 폐기물 처리장치.
- 제3항에 있어서,
상기 처리조(10)는, 상부가 개방된 처리조 본체(10A)와, 상기 처리조 본체(10A)의 상부에 밀폐 결합되는 덮개 부재(10B)를 포함하고,
상기 처리조 본체(10A)는 제1벽체(11), 제2벽체(12), 제3벽체(13) 및 제4벽체(14)를 포함하되, 상기 제1벽체(11)와 제3벽체(13)는 서로 대향되고, 상기 제2벽체(12)와 제4벽체(14)는 서로 대향되며, 상기 제1벽체(11)와 제3벽체(13)는 제2벽체(12)와 제4벽체(14)보다 길이가 길고,
상기 제1벽체(11), 제3벽체(13) 및 바닥(15)은 곡률(R)을 가져 상기 처리조 본체(10A)는 반원형이나 "U"자형의 횡단면 형상을 가지며,
상기 열 공급수단(20)은 전기 접속에 의해 열을 발생하는 탄소 섬유 시트를 포함하고, 상기 탄소 섬유 시트는 처리조 본체(10A)의 외부 표면에 설치되며,
상기 제1 열-공기 주입라인(46)은 처리조 본체(10A)의 상단 내부 벽면을 따라 "ㄴ"자형, "ㄷ"자형 또는 "ㅁ"자형으로 설치되고,
상기 지지대(60)는 "ㄷ"자형, "C"자형 또는 "U"자형의 단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 폐기물 처리장치.
- 미생물을 이용한 폐기물의 처리방법에 있어서,
제3항 또는 제4항에 따른 미생물을 이용한 폐기물 처리장치를 이용하되,
상기 미생물은 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 락토바실루스 델브루에키 서브스페시스 불가리쿠스(Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus), 바이쎌라 사이바리아(Weissella cibaria) 및 아이싸첸키아 오리엔탈리스(Issatchenkia orientalis) 중에서 선택된 어느 하나를 사용하고,
상기 처리조(10) 내의 온도를 15℃ 내지 50℃로 유지하여 처리하며,
상기 습기 배출구(50)를 20분 내지 1시간 간격으로 개방 및 폐쇄를 번갈아가며 처리하는 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 폐기물의 처리방법.
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020150086707A KR101812515B1 (ko) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | 미생물을 이용한 폐기물 처리장치 |
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| KR20160149551A KR20160149551A (ko) | 2016-12-28 |
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| KR1020150086707A KR101812515B1 (ko) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | 미생물을 이용한 폐기물 처리장치 |
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| KR101413810B1 (ko) | 2013-10-02 | 2014-08-06 | 주식회사 우먼파워 | 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치 |
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