KR101898892B1 - fermentation and destructing device for organic waste - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음식물쓰레기와 하수슬러지의 혼합물인 유기성 폐기물을 경제적이면서도 효율적으로 처리가 가능한 유기성 폐기물 발효 소멸장치를 제공한다. The present invention provides an organic waste fermentation device capable of economically and efficiently treating organic waste, which is a mixture of food waste and sewage sludge.
Description
본 발명은 유기성 폐기물 발효 소멸장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for fermentation destruction of organic wastes.
최근 음식물쓰레기, 하수슬러지 및 축산분뇨를 포함한 유기성 폐기물(organic waste)의 발생량이 증가하고 있으며, 여기에 대한 인식도 국내외적으로 크게 변화함에 따라 적절한 관리 방법이 절실히 대두되고 있는 가운데(표 1 참조) 2005년 1월 음식물쓰레기의 육상 직매립금지를 시작으로 연차적으로 하수슬러지(2012년), 가축분뇨(2012), 음식물쓰레기(2013년), 음폐수(2013년), 폐수슬러지(2016년)의 해양배출이 규제됨으로서 이들 유기성 폐기물의 처리에 대한 사회적 요구와 압력이 가중되고 있다. 이에 따라 유기성 폐기물을 육상에 직매립하지 않고 건조나 탈수를 통한 감량화와 자원화를 시행하여 왔다. Recently, the amount of organic waste including food waste, sewage sludge and livestock manure has been increasing, and as the awareness of this trend has changed dramatically both in Korea and abroad, (2012), livestock manure (2012), food waste (2013), waste water (2013), and wastewater sludge (2016), starting with prohibition of land reclamation of food waste in January As marine emissions are regulated, the social demands and pressures on the treatment of these organic wastes are increasing. As a result, organic wastes have been reduced and recycled through drying or dehydration without landfilling directly.
Kinds
Moisture content
Emission characteristics
(돈분)3. Livestock manure
(Money)
그러나 음식물쓰레기는 우리나라 폐기물 발생 중 많은 부분을 차지하고 있고, 음식문화 특성상 수분이 많은 상태로 발생되고 있으며 처리 방법은 매립, 소각, 해양투기, 자원화 등 종래에는 여러 가지가 있었으나, 음식물쓰레기의 직매립 및 해양투기가 금지됨에 따라 이를 대체하기 위한 다양한 방법이 시도되었다. 먼저 소각은 높은 수분함량으로 인한 불완전 연소로 각종 유해물질의 배출이 우려되어 공기오염에 대한 주민들의 염려로 소각로 건설이 쉽지 않은 상태이고 자원화에는 사료화, 퇴비화, 에너지화 등이 있는데 사료화는 불규칙한 발생량, 가축질병의 발생 및 다양한 이물질 등으로 인해 쉽지 않고 퇴비화는 우리나라 음식물쓰레기에 특히 많이 함유되어 있는 염류의 토양집적과 이로 인한 다른 성분의 흡수장애 또는 작물의 영양분의 결핍 등으로 생산된 퇴비 제품에 대하여 부정적인 시각을 가지고 있어서 제조된 퇴비제품의 소비가 활발하지 않은 상태이다. 또한, 음식물쓰레기를 이용하여 바이오가스를 생산하는 에너지화는 생산된 가스의 함량 및 질적 문제로 많은 애로상황과 직면하고 있다. 아울러, 유기성 폐기물 처리에 있어 발효기 내의 공기 공급 방법에 있어서도 대부분 모터축에 부착된 각반판을 회전시키므로서 원료의 혼합과 산소공급이 이루어지는데 액상이 아닌 고상의 원료를 처리하는 데 있어적용하는데 어려움이 존재한다. 따라서 음식물쓰레기와 하수슬러지의 혼합을 통한 최적 C/N 비를 제공하여 공정을 단순화 시키고, 고함수율 원료의 함수율 저감화시키는 공정을 도입하고, 교반과 공기공급 방식에서도 기존의 각반판 회전이 아닌 새로운 방식을 종합적으로 도입하여 액상이 아닌 고상의 상태에서 급속으로 유기성 폐기물을 대량 소멸시키는 기술의 개발이 매우 시급하다. 이와 관련하여 대한민국 등록특허 제0897722호는 유기성 폐기물의 혐기성소화로부터 발생되는 액상폐기물의 처리장치에 대해 개시하고 있다. However, food waste accounts for a large part of the waste generation in Korea, and it is generated in a state of high water due to characteristics of food culture. There are many methods of disposal, incineration, marine dumping, As marine dumping is banned, various methods have been tried to replace it. First, incineration is incomplete combustion due to high moisture content, so it is not easy to construct incinerator due to concern of residents about air pollution due to concern about emission of various harmful substances. There are feed conversion, composting, energy conversion, It is not easy due to the occurrence of livestock disease and various foreign substances. Composting is a negative phenomenon for compost products produced by soil accumulation of salts, which are especially contained in food wastes in Korea, and absorption failure of other components due to this, or lack of nutrients of crops The consumption of manufactured compost products is not active because of the visual sense. In addition, biogas production using food waste is facing many difficulties due to the content and quality of produced gas. In addition, in the method of supplying air in the fermenter in the organic waste treatment, most of the gang plates attached to the motor shafts are rotated, thereby mixing the raw materials and supplying the oxygen. However, it is difficult to apply to the raw materials exist. Therefore, it is possible to simplify the process by providing optimal C / N ratio through the mixing of food waste and sewage sludge and to introduce a process to reduce water content of high moisture content raw materials. In addition, It is very urgent to develop a technology to rapidly dissolve organic waste in a solid state rather than a liquid phase. Korean Patent Registration No. 0897722 discloses an apparatus for treating liquid waste generated from anaerobic digestion of organic wastes.
그러나, 상기 선행기술의 경우, 소화액의 적정 C/N 비를 유지하기 위해 외부에서 소화액에 화학약품을 첨가하여 다시 처리수를 중화하여야 하므로 비경제적이고 효율성도 떨어지는 문제점이 있다. However, in the case of the prior art, there is a problem that the chemical is added to the extinguishing liquid externally in order to maintain the proper C / N ratio of the digestive juice, and the treated water must be neutralized again.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 종래 방법보다 효율적이면서도 경제적인 유기성 폐기물 발효 소멸장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus for efficiently and economically disposing an organic waste fermentation solution, which is more efficient than the conventional method for solving various problems including the above problems. However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.
본 발명의 일 관점에 따르면, 음식물 쓰레기 분쇄기; 상기 음식물 쓰레기 분쇄기로부터 이송된 분쇄 음식물 쓰레기의 수분을 제거하기 위한 제1 탈수기; 이송된 하수 슬러지로부터 수분을 제거하기 위한 제2 탈수기; 상기 제1 탈수기로부터 이송된 탈수 음식물 쓰레기 및 상기 제2 탈수기로부터 이송된 탈수 하수 슬러지의 악취를 제거하기 위한 탈취기; 및 음식물쓰레기와 하수슬러지 혼합원료가 투입되는 호퍼, 상기 혼합원료를 교반 및 발효하는 탱크, 호퍼로부터 투입된 혼합원료를 탱크로 투입하는 스크류펌프, 상기 탱크로 투입된 혼합원료를 교반하기 위한 구동모터, 상기 구동모터와 연결되어 구동하는 샤프트, 상기 샤프트에 사방형으로 형성되어 혼합원료를 탱크 하부로부터 상부로 교반하는 엽편, 상기 엽편를 지지하는 격벽, 상기 교반 및 발효공정에서 발생하는 악취 및 이취를 제거하는 탈취기, 및 상기 교반 및 발효공정 시 탱크의 내부온도를 감지하는 온도센서, 상기 교반 및 발효공정 시 탱크의 내부수분을 감지하는 수분센서, 상기 탱크 내부의 공기를 외부로 배출하는 송풍기, 및 상기 센서 및 송풍기를 제어하는 제어기를 포함하는, 상기 탈취기에서 탈취된 탈수 및 탈취 음식물 쓰레기 및 탈수 및 탈취 하수 슬러지가 혼합되어 고상발효 처리되는 발효 미생물 교반 소멸기를 포함하는, 음식물쓰레기 및 하수슬러지 동시 발효소멸장치가 제공된다. According to one aspect of the present invention, there is provided a food waste grinder; A first dehydrator for removing water from the pulverized food waste conveyed from the food waste pulverizer; A second dehydrator for removing moisture from the conveyed sewage sludge; A deodorizer for removing deodorized food waste conveyed from the first dehydrator and odor of the dehydrated sewage sludge transferred from the second dehydrator; A tank for mixing and fermenting the mixed raw materials, a screw pump for feeding the mixed raw materials fed from the hopper into the tank, a driving motor for stirring the mixed raw materials introduced into the tank, A shaft driven by a driving motor, a leaf sheet formed in a square shape on the shaft to agitate the mixed raw material from a lower portion of the tank to an upper portion thereof, a partition wall supporting the leaf piece, a deodorizer for removing odors and odors generated in the stirring and fermentation process A temperature sensor for sensing the internal temperature of the tank during the stirring and fermentation process, a moisture sensor for sensing the internal moisture of the tank during the stirring and fermentation process, a blower for discharging the air inside the tank to the outside, And a controller for controlling the blower, wherein the dehydrated and deodorized food waste deodorized in the deodorizer The dehydrating and deodorizing sewage sludge is mixed solid state fermentation process comprising a fermentation microorganism to be destroyed stirring, food waste and sewage sludge fermentation simultaneous extinction device is provided.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 음식물쓰레기와 하수슬러지의 혼합물인 유기성 폐기물을 효율적이면서도 경제적으로 처리할 수 있는 유기성 폐기물 발효 소멸장치의 생산효과를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention as described above, it is possible to realize the production effect of the organic waste fermentation destruction device capable of efficiently and economically treating organic waste, which is a mixture of food waste and sewage sludge. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 종래 음식물쓰레기와 하수슬러지의 처리공정을 개략적으로 나타내고 있는 개요도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 음식물쓰레기와 하수슬러지를 혼합한 유기성 폐기물을 고상으로 발효미생물 교반소멸기를 통하여 유기성 폐기물을 급속으로 소멸시키는 공정을 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 종형식 발효미생물 교반소멸기 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 종형식 발효미생물 교반소멸기 내부의 원료교반 및 공기공급 장치의 구성을 나타내고 있는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리용량 50 kg의 종형식 발효미생물 교반소멸기의 모습을 나타내는 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 처리 전후의 하수슬러지의 모습을 나타내고 있는 사진이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view schematically showing a treatment process of conventional food waste and sewage sludge; FIG.
FIG. 2 is a schematic view showing a process of quickly dissolving an organic waste mixed with food waste and sewage sludge according to an embodiment of the present invention through a fermentation microorganism agitator with a solid phase.
3 is a block diagram of a longitudinal type fermenting microorganism agitator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram showing the composition of a raw material agitation and air supply device in a longitudinal type fermenting microorganism agitator according to an embodiment of the present invention.
5 is a photograph showing a state of a longitudinal type fermenting microorganism agitator of 50 kg with a treatment capacity according to an embodiment of the present invention.
6 is a photograph showing the state of sewage sludge before and after treatment according to an embodiment of the present invention.
용어의 정의:Definition of Terms:
본 문서에서 사용되는 용어 "유기성 폐기물(organic waste)"은 일반 및 산업폐기물 중에서도 주로 유기물을 주체로 하는 폐기물을 말한다. 볏짚 및 보리짚과 같은 농업 부산물, 가축분뇨, 인분뇨, 나무껍질, 산업폐수오니, 식품산업폐기물, 생활하수오니 등이 있다. 유기성 폐기물을 그대로 작물생산에 이용하면 여러 가지 장해가 일어나는 경우가 있어 비료화, 퇴비화(composting), 발효 처리하여 사용한다.The term " organic waste " as used herein refers to wastes mainly composed of organic matter, among general and industrial wastes. Agricultural byproducts such as rice straw and barley straw, animal manure, human milk, bark, industrial wastewater sludge, food industry waste, and living sewage sludge. Organic waste is used as it is in the production of crops, and various obstacles may occur, and it is used by composting, composting and fermentation treatment.
본 문서에서 사용되는 용어 "하수슬러지(sewage sludge)"는 하수처리의 각 공정에서 발생하여 집수된 슬러지로 상수슬러지에 비하여 유기물질 농도가 높다. 활성슬러지공정과 같은 하수처리공정에서는 최초침전지의 생슬러지(raw sludge)와 최종침전지에서의 잉여슬러지(waste sludge)가 발생한다.The term " sewage sludge " as used herein refers to sludge that is generated in each step of sewage treatment and has a higher concentration of organic material than that of the recycled sludge. In a sewage treatment process such as an activated sludge process, raw sludge of the first sedimentation tank and waste sludge in the final sedimentation tank occur.
발명의 상세한 설명:DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [
본 발명의 일 관점에 따르면, 음식물 쓰레기 분쇄기; 상기 음식물 쓰레기 분쇄기로부터 이송된 분쇄 음식물 쓰레기의 수분을 제거하기 위한 제1 탈수기; 이송된 하수 슬러지로부터 수분을 제거하기 위한 제2 탈수기; 상기 제1 탈수기로부터 이송된 탈수 음식물 쓰레기 및 상기 제2 탈수기로부터 이송된 탈수 하수 슬러지의 악취를 제거하기 위한 탈취기; 및 음식물쓰레기와 하수슬러지 혼합원료가 투입되는 호퍼, 상기 혼합원료를 교반 및 발효하는 탱크, 호퍼로부터 투입된 혼합원료를 탱크로 투입하는 스크류펌프, 상기 탱크로 투입된 혼합원료를 교반하기 위한 구동모터, 상기 구동모터와 연결되어 구동하는 샤프트, 상기 샤프트에 사방형으로 형성되어 혼합원료를 탱크 하부로부터 상부로 교반하는 엽편, 상기 엽편를 지지하는 격벽, 상기 교반 및 발효공정에서 발생하는 악취 및 이취를 제거하는 탈취기, 및 상기 교반 및 발효공정 시 탱크의 내부온도를 감지하는 온도센서, 상기 교반 및 발효공정 시 탱크의 내부수분을 감지하는 수분센서, 상기 탱크 내부의 공기를 외부로 배출하는 송풍기, 및 상기 센서 및 송풍기를 제어하는 제어기를 포함하는, 상기 탈취기에서 탈취된 탈수 및 탈취 음식물 쓰레기 및 탈수 및 탈취 하수 슬러지가 혼합되어 고상발효 처리되는 발효 미생물 교반 소멸기를 포함하는, 음식물쓰레기 및 하수슬러지 동시 발효소멸장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a food waste grinder; A first dehydrator for removing water from the pulverized food waste conveyed from the food waste pulverizer; A second dehydrator for removing moisture from the conveyed sewage sludge; A deodorizer for removing deodorized food waste conveyed from the first dehydrator and odor of the dehydrated sewage sludge transferred from the second dehydrator; A tank for mixing and fermenting the mixed raw materials, a screw pump for feeding the mixed raw materials fed from the hopper into the tank, a driving motor for stirring the mixed raw materials introduced into the tank, A shaft driven by a driving motor, a leaf sheet formed in a square shape on the shaft to agitate the mixed raw material from a lower portion of the tank to an upper portion thereof, a partition wall supporting the leaf piece, a deodorizer for removing odors and odors generated in the stirring and fermentation process A temperature sensor for sensing the internal temperature of the tank during the stirring and fermentation process, a moisture sensor for sensing the internal moisture of the tank during the stirring and fermentation process, a blower for discharging the air inside the tank to the outside, And a controller for controlling the blower, wherein the dehydrated and deodorized food waste deodorized in the deodorizer The dehydrating and deodorizing sewage sludge is mixed solid state fermentation process comprising a fermentation microorganism to be destroyed stirring, food waste and sewage sludge fermentation simultaneous extinction device is provided.
상기 음식물쓰레기 및 하수슬러지 동시 발효소멸장치에 있어서, 상기 샤프트 표면에 복수의 공기분사구멍이 형성될 수 있고 상기 공기분사구멍을 통해 탱크 내부에 공기를 분사하여 호기(aerobic)화를 유도할 수 있다. In the food waste and sewage sludge co-fermentation device, a plurality of air injection holes may be formed on the surface of the shaft, and air may be injected into the tank through the air injection holes to induce aerobicization .
상기 음식물쓰레기 및 하수슬러지 동시 발효소멸장치에 있어서, 상기 제1 탈수기는 스크류 드라이일 수 있고 상기 미생물은 바실러스 속(Bacillus sp.), 셀레모나스 속(Selemonas sp.), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 스트렙토모나스 속(Streptomonas sp.) 또는 락토바실루스 속(Lactobacillus sp.)일 수 있다. The first dehydrator may be a screw dryer and the microorganism may be selected from the group consisting of Bacillus sp. , Selemonas sp. , Pseudomonas sp. , Streptomonas sp. , Or Lactobacillus sp. ).
종래 하수슬러지(sewage sludge) 처리기술은 건조, 고화, 소각, 용융, 탄화, 퇴비화, 연료화, 매립, 지렁이 사육토로서의 활용 등이 있으나, 탈수 후의 수분이 83%인 고함수율로 인하여 수분을 제거하는데 있어 에너지의 비용과다, 공정악취가 극심하고 시설이 복잡하여 경제성이 있는 효율적인 함수율 저감기술이 절실한 상태이다. 또한, 해양투기 금지 전후하여 국내 유기성 폐기물의 처리 실태를 고려해볼 때(표 2 참조) 음식물쓰레기 및 하수슬러지 등의 유기성 폐기물을 처리함에 있어서 사회적 방향은 어떻게 친환경적으로 경제성을 담보하면서 처리할 것이 매우 중요한 사항이며, 기술적으로는 음식물쓰레기 탈수 및 건조기술이 핵심 사항이다.Conventional sewage sludge treatment techniques are used for drying, solidification, incineration, melting, carbonization, composting, fueling, landfilling, and earthworm rearing. However, since the water content after dehydration is 83% There is an urgent need for effective water reducing technology that is economical because of excessive energy cost, excessive process odor and complex facilities. Considering the treatment of domestic organic wastes before and after the prohibition of marine dumping (see Table 2), it is very important for the society to handle the organic wastes such as food waste and sewage sludge, And technically, the technology of dehydrating and drying food waste is a key issue.
Kinds
금지시점
Marine dumping
Prohibition time
01.012012.
01.01
ㅇ 시멘트공장 20%
ㅇ 자원화 위탁(퇴비 등) 20%ㅇ
ㅇ
ㅇ Recycling of resources (compost, etc.) 20%
ㅇ 자원화 위탁 (퇴비 등) 30%ㅇ Local governments
ㅇ Commitment to recycling (compost, etc.) 30%
01.012016.
01.01
ㅇ 시멘트공장 20%
ㅇ 자원화 위탁 (퇴비 등) 10%However,
ㅇ Recycling of resources (compost, etc.) 10%
ㅇ 처리위탁 (매립, 소각) 30%
ㅇ 자체처리 20%ㅇ
ㅇ Processing consignment (landfill, incineration) 30%
However,
01.012012.
01.01
ㅇ 공공처리 (정화 연계) 10%
ㅇ 해양투기 10%ㅇ Recycling (compost, liquid) 80%
ㅇ Public treatment (purification linkage) 10%
However,
ㅇ 공동자원화 (퇴비, 액비) 30%
ㅇ 공공처리 (정화 연계) 27%
ㅇ에너지화 (바이오가스) 3%ㅇ Individualization of resources (compost, liquid) 40%
ㅇ Joint resource reclamation (compost, liquid) 30%
ㅇ Public treatment (purification linkage) 27%
ㅇ Energy conversion (biogas) 3%
01.012013.
01.01
ㅇ 공공자원화 (퇴비, 사료) 40%ㅇ Civilization (compost, feed) 60%
ㅇ Public resources (compost, feed) 40%
ㅇ 민간자원화 (퇴비, 사료) 30%ㅇ Public resources (compost, feed) 70%
ㅇ Civilization (compost, feed) 30%
01.012013.
01.01
ㅇ 공공처리 (정화 연계) 10%However,
ㅇ Public treatment (purification linkage) 10%
ㅇ 민간처리 (폐수침출수 연계) 10%
ㅇ 에너지화 (바이오가스) 10%ㅇ Public treatment (purification linkage) 80%
ㅇ Private treatment (connection of wastewater leachate) 10%
ㅇ Energy conversion (biogas) 10%
그러나 상기 문제점들을 해결하고자 개발된 탈수기술은 여전히 탈수 후에도 높은 함수율을 나타내고 있다(표 3 참조). 최근 신기술로 개발된 함수율이 매우 낮은 전기침투식의 경우에도 아직 운전비용이 과대하게 지출되고 하수슬러지 외의 범용으로 사용하는 데는 곤란한 점이 있다. 또한, 최근에 새로운 방향으로 대두되는 혐기성 소화처리는 액상폐기물의 C/N 비가 낮아 후처리 공정에 많은 비용이 소요된다.However, the dehydration technique developed to solve the above problems still shows a high water content after dewatering (see Table 3). Even in the case of the electro-osmotic system with a very low water content, which has recently been developed with the new technology, the operation cost is still excessively spent and it is difficult to use it as a general purpose other than sewage sludge. In addition, recently, the anaerobic digestion process emerging in a new direction has a low C / N ratio of the liquid wastes, resulting in a high cost in the post-treatment process.
*탈수 전 함수율은 98% 기준* Water content before dehydration is 98%
도 1은 종래 음식물쓰레기와 하수슬러지의 처리공정을 개략적으로 나타내고 있는 개요도이다. 일반적으로 음식물쓰레기의 처리 방법은 매립, 소각, 해양투기, 자원화 등 종래에는 여러 가지가 있었으나, 음식물쓰레기의 직매립 및 해양투기가 금지됨에 따라 이를 대체하기 위한 다양한 방법이 시도되었다. 도 1에 나타난 바와 같이, 음식물쓰레기를 이용한 자원화의 일환으로 음식물쓰레기를 파쇄, 세척 및 건조공정을 거쳐 사료화 또는 퇴비화하는 방법이 있고 하수슬러지의 경우, 1차 탈수, 2차 탈수 및 건조공정을 거쳐 퇴비화, 연료화, 매립 또는 건설자재로 활용하는 방법이 있으나 우리나라 음식물쓰레기는 상술한 바와 같이, 고탄수화물 함량, 고함수율, 염류함량이 높은 반면에 하수슬러지는 탄수화물 함량이 낮고 단백질 함량이 높은 것이 특징으로 각각의 원료들은 C/N비의 불균형, 고함수율, 높은 염분농도, 점도 및 밀도 문제, 불규칙한 발생량, 다양한 이물질로 인하여 매립, 소각뿐만 아니라, 사료화 및 퇴비화 등의 자원화가 쉽지 않다. 특히, 음식물쓰레기는 발생량이 불규칙하고 다양한 이물질이 포함되어 있을 뿐 더러 가축 질병의 발생으로 인해 사료화가 용이하지 않은 문제점이 있다. 퇴비화 또한 우리나라 음식물쓰레기에 특히 많이 함유되어 있는 염류의 토양집적과 이로 인한 다른 성분의 흡수장애나 작물의 영양분의 결핍 등으로 생산된 퇴비 제품에 대하여 부정적인 시각을 가지고 있어서 제조된 퇴비제품의 소비가 활발하지 않은 상태이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view schematically showing a treatment process of conventional food waste and sewage sludge; FIG. In general, there have been various methods of disposing of food waste, such as landfill, incineration, marine dumping, and reclamation. However, since food waste is directly buried and marine dumping is prohibited, various methods have been tried to replace it. As shown in FIG. 1, there is a method of foddering or composting food waste through crushing, washing and drying processes as part of the recycling of food waste, and in the case of sewage sludge, a first dehydration, a second dehydration and drying process There is a way to utilize it as composting, fueling, landfill or construction material. However, as mentioned above, food waste in Korea is high in high carbohydrate content, high water content and salt content, while sewage sludge has low carbohydrate content and high protein content Each raw material is not easy to recycle as well as landfill and incineration due to unbalance of C / N ratio, high water content, high salt concentration, viscosity and density problem, irregular amount of occurrence, various foreign matter, and feed conversion and composting. Particularly, food waste is irregular and includes various foreign substances, and there is a problem that feed conversion is not easy due to occurrence of livestock diseases. Composting also has a negative view on the compost products produced by soil accumulation of salts, which are especially contained in food waste in Korea, and absorption failure of other constituents and lack of nutrients of crops, so consumption of manufactured compost products is active It is not in the state.
본 발명자들은 상기와 같은 음식물쓰레기와 하수슬러지 처리의 문제점을 인식하고 예의 노력한 결과, 영양 밸런스가 각각 다른 음식물쓰레기와 하수슬러지의 혼합비 조절을 통하여 이상적인 C/N비를 제공함과 동시에 원료의 특성에 따른 탈수방법을 달리하여 일정한 함수율을 제공하는 함수율 저감화 기술을 통하여, 고상 상태에서 효율적으로 공기를 공급을 하는 최상의 발효조건을 제공함으로써 단독원료를 처리하는 것보다 효율 높게 음식물쓰레기와 하수슬러지의 유기성고형물을 고상 상태에서 소멸시켜버리는 효율성과 경제성을 담보할 수 있는 유기성 폐기물 고상 발효미생물 교반소멸 대규모 처리방법을 개발하게 되었다. The present inventors have recognized the problems of the above-mentioned food waste and sewage sludge disposal, and as a result, have found that they provide an ideal C / N ratio by controlling the mixture ratio of food waste and sewage sludge having different nutritional balances, Through the water content reduction technology which provides a constant water content by changing the method of dehydration, it is possible to provide the best fermentation condition to efficiently supply the air in the solid phase state, and thereby to improve the efficiency of the organic solid matter of food waste and sewage sludge It has developed a large-scale treatment method of solid waste fermentation microbial agitation and extinction which can guarantee the efficiency and economical efficiency of eliminating it from the solid state.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.The embodiments of the present invention are described in order to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified into various other forms, It is not limited to the embodiment. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the thickness and size of each layer are exaggerated for convenience and clarity of explanation.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 균일한 부호는 균일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.It is to be understood that throughout the specification, when an element such as a film, region or substrate is referred to as being "on", "connected to", "laminated" or "coupled to" another element, It will be appreciated that elements may be directly "on", "connected", "laminated" or "coupled" to another element, or there may be other elements intervening therebetween. On the other hand, when one element is referred to as being "directly on", "directly connected", or "directly coupled" to another element, it is interpreted that there are no other components intervening therebetween do. A uniform code refers to a uniform element. As used herein, the term " and / or " includes any and all combinations of one or more of the listed items.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various elements, components, regions, layers and / or portions, these members, components, regions, layers and / It is obvious that no. These terms are only used to distinguish one member, component, region, layer or section from another region, layer or section. Thus, a first member, component, region, layer or section described below may refer to a second member, component, region, layer or section without departing from the teachings of the present invention.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.Also, relative terms such as "top" or "above" and "under" or "below" can be used herein to describe the relationship of certain elements to other elements as illustrated in the Figures. Relative terms are intended to include different orientations of the device in addition to those depicted in the Figures. For example, in the figures the elements are turned over so that the elements depicted as being on the top surface of the other elements are oriented on the bottom surface of the other elements. Thus, the example "top" may include both "under" and "top" directions depending on the particular orientation of the figure. If the elements are oriented in different directions (rotated 90 degrees with respect to the other direction), the relative descriptions used herein can be interpreted accordingly.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" include singular forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, " comprise " and / or " comprising " when used herein should be interpreted as specifying the presence of stated shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and / And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, operations, elements, elements, and / or groups.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings schematically showing ideal embodiments of the present invention. In the figures, for example, variations in the shape shown may be expected, depending on manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention should not be construed as limited to the particular shapes of the regions shown herein, but should include, for example, changes in shape resulting from manufacturing.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 종형식 발효미생물 교반소멸기(40)를 이용한 유기성 폐기물 대량 처리 공정을 개략적으로 나타내고 있는 개요도이다. 일반적으로 음식물쓰레기는 분쇄 및 탈수 공정을 거친 후 발효공정으로 이송되나 하수슬러지는 공공하수처리장에서 1차 탈수를 완료하고 하수슬러지 저장조로 유입된 후 2차 탈수를 거쳐 발효공정으로 이송된다. 이를 더 상세하게 설명하자면, 주택, 아파트 및 음식점 등지에서 배출된 음식물쓰레기는 음식물쓰레기 집수차량에 의해 운반되어 먼저 음식물쓰레기 저장조(10)에 유입되는데 상기 음식물쓰레기(food waste)와 음폐수(food wastes leachate)는 분리되어 운반되며, 대체적으로 90%의 고함수율을 갖는다. 상기 유입된 음식물쓰레기는 분쇄기(20)에 투입되어 분쇄공정을 거치는데 상기 분쇄공정을 위한 분쇄기(20)의 종류는 상용의 기계분쇄 방식으로 분쇄공정이 진행될 수 있다. FIG. 2 is a schematic view schematically showing a process for mass-treating organic wastes using the longitudinal-type
상기 분쇄된 음식물쓰레기는 탈수를 위해 제1 탈수기(30)로 이송되는데 이때 제1 탈수기(30)의 방식은 스크류 드라이 방식을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 분쇄공정 및 탈수공정을 거친 음식물쓰레기의 함수율은 75% 수준으로 감소하게 되고 탈수공정에서 발생한 이취, 악취 및 가스는 탈취기(70)를 통하여 흡인(suction)되고 탈취공정을 거친 후 무취 배기가스로 배출된다.이후, 상기 함수율이 감소한 음식물쓰레기는 종형식 발효미생물 교반소멸기(40)에 일정량 투입되어 발효공정을 거치게 된다. The pulverized food waste is conveyed to the
한편, 하수슬러지(sewage sludge)는 공공하수처리장에서 탈수기로 1차 탈수공정을 완료한 후 슬러지 케이크(sludge cake)의 형태로 운반차량이나 이송컨벨트에 의해 하수슬러지 저장조(50)로 유입된다. 상기 하수슬러지는 여전히 85%의 고함수율을 나타내므로 바로 제2 탈수기(60)에 유입되어 2차 탈수공정을 수행하게 된다. 이때 제2 탈수기(60)의 탈수방식은 전기침투식 혹은 스크류드라이 방식을 사용할 수 있고 탈수된 후의 하수슬러지의 함수율은 75%로 감소하게 된다. 일반적으로 고함수율을 갖는 원료는 음식물쓰레기와 하수슬러지의 자원화에 가장 난제가 되고 있는데 본 발명의 유기성 폐기물 대량 처리 방법은 각각의 원료 특성에 따라 탈수 방법을 달리함으로써 일정 함수율을 제공하는 함수율 저감화 기술을 통하여 고상의 상태에서 효율적으로 공기를 공급하는 최상의 발효조건을 제공하고 이에 따라 단독원료를 처리하는 것보다 몇 배나 빠르게 음식물쓰레기 및 하수슬러지의 혼합 유기성고형물을 소멸시켜 대량 처리할 수 있는 효율적이면서도 경제적인 방법을 제공한다. On the other hand, the sewage sludge is introduced into the sewage
하수슬러지 처리 공정도 음식물쓰레기 처리 공정과 마찬가지로 탈수공정에서 발생한 악취 및 가스는 탈취기(70)를 통하여 흡인(suction)되어 탈취(deodorization)공정을 거친 후 무취 배기가스로 배출되며 이때 탈취기(70)의 탈취방식은 기본적인 금속이온이나 화학약품을 이용한 상용의 탈취방식 또는 미생물을 이용한 생물학적 탈취방식을 적용할 수 있다. 상기 탈수공정을 완료하여 함수율이 감소한 하수슬러지는 종형식 발효미생물 교반소멸기(40)에 일정량 투입되어 발효공정을 거치게 된다. Sewage sludge disposal process Like the food waste disposal process, the odor and gas generated in the dehydration process are sucked through the
발효공정을 위해 상기 발효미생물 교반소멸기(40)에 투입될 때는 탈수된 음식물쓰레기와 하수슬러지의 일반적인 혼합비율은 1 : 0.5 내지 1.5, 1 : 0.7 내지 1.3 또는 1 : 0.8 내지 1.2로 혼합하는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것이 아니다. 또한, 음식물쓰레기와 하수슬러지의 특징(C/N 비)에 따라 혼합비율을 조절하여 발효조건의 하나인 최적 C/N 비를 제공할 수 있으며 혼합비율의 정도를 나타내는 탄소(carbon)와 질소(nitrogen) 비율(C/N비)는 15 내지 45, 20 내지 40 또는 25 내지 30으로 할 수 있으나 이 또한 이에 제한되는 것은 아니다. 이후 상기 음식물쓰레기와 하수슬러지가 적정 비율로 혼합된 유기성 폐기물 원료는 호퍼(미도시)로 이송되며, 제어기(미도시)와 이송장치(미도시)에 의해 혼합원료의 일정량이 종형식 발효미생물 교반소멸기(40)에 투입된다. 상기 발효공정 위한 구성은 도 3에서 상세히 설명하기로 한다. When the fermented microorganism is agitated in the
이어서, 발효공정은 종형식 발효미생물 교반소멸기(40) 하부에 휴무스(humus, 80)를 통하여 진행되고 종형식 발효미생물 교반소멸기(40) 내부의 수분은 발효열(heat of fermentation)에 의하여 증산되며, 유기물은 분해되어 소멸(90)되는데 소멸되지 않고 남은 잔사는 퇴비부형제로 처리된다. 이때 휴무스(80)를 구성하는 호기성, 호산성 또는 호염성의 생화학적 특성을 나타내는 균주는 주로 바실러스 속(Bacillus sp.), 셀레모나스 속(Selemonas sp.), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 스트렙토모나스 속(Streptomonas sp.) 또는 락토바실루스 속(Lactobacillus sp.)으로 구성될 수 있다. 상기 호염성 미생물을 처리하여 음식물쓰레기에 포함된 염류를 분해하는 분해미생물 증식을 위한 미네랄 영양소 공급원으로 제공하는 최상의 발효조건을 갖출 수 있는 이점이 있다. 참고로 상기 균주 중에서 바실러스 속은 국내 전통발효식품에서 분리하였고 락토바실러스 속은 국내 김치에서 분리하였으며, 호염성균(halophilic bacteria)은 경남 통영의 굴박신 공장에서 배출된 분쇄굴 패각 더미에서 분리하였다. The fermentation process proceeds through
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 종형식 발효미생물 교반소멸기(40)의 구성도를 나타내고 있다. 본 발명의 종형식 발효미생물 교반소멸기(40)는 구성을 최적화하여 적은 부지에서도 입체적으로 설치할 수 있는 이점을 가지고 있는데 도 3을 참고하면 종형식 발효미생물 교반소멸기(40)의 구성을 쉽게 이해할 수 있다. 먼저, 종형식 발효미생물 교반소멸기(40)는 하부로부터 음식물쓰레기와 하수슬러지 혼합원료가 투입되는 호퍼(130), 상기 혼합원료를 교반하는 탱크(150) 및 호퍼(130)로부터 혼합원료를 탱크(150)로 투입하는 스크류 펌프(120)로 구성되어 있다. 탱크(150)의 내벽은 우리나라 음식물쓰레기에 많이 함유되어 있는 염분과 유기성 폐기물의 혼합 원료부터 발생되는 각종 부식가스에 잘 견딜 수 있는 스테인리스강(stainless steel) 재질로 구성되어 있고 중심부에는 온도조절 재킷(미도시) 및 외벽으로 구성되어 있으며 상기 외벽 좌측 상부에는 발효공정을 육안으로 확인할 수 있는 확인창(40-5)이 구성되어있다. 탱크(150)의 구조는 언제든지 청소가 가능한 개폐식이라 효율적인 관리가 가능하다. FIG. 3 shows a configuration diagram of a longitudinal type fermenting
탱크(150)의 내부에는 스크류 펌프(120)로부터 이송된 혼합원료를 고상 상태에서 교반하고 복수의 공기분사구멍(40-4)을 통하여 공기를 공급하는 샤프트(shaft, 40-1)가 탱크(150)의 중심부를 관통하여 형성되어 있고 샤프트(40-1)를 구동하는 구동모터(140), 샤프트(40-1)의 외부를 둘러싸는 형태로 탱크(150)의 바닥으로부터 소정의 높이로 스크류펌프의 엽편(40-3)이 형성되어 있으며 스크류펌프의 엽편(40-3) 외부에는 원료를 분리시키는 수직형의 스크류펌프의 격벽(40-2)이 구성되어 있다. A shaft (shaft) 40-1 for stirring the mixed raw materials fed from the
한편, 종형식 발효미생물 교반소멸기(40) 상부 중앙에는 탈수 및 교반공정에서 발생하는 악취를 제거하기 위한 탈취기(70)가 구성되어 있고 탈취기(70)와 연결되어 무취의 배기가스를 배출하는 가스 배출구(70-1)가 구성되어 있다. 일반적으로 호퍼(130)로부터 적재된 음식물쓰레기 및 하수슬러지의 유기성 폐기물 혼합원료는 스크류 펌프(120)에 의해 일정량이 수분 함량 40~65% 범위 내에서 자동적이고 지속적으로 공급된다. 상술한 바와 같이, 종래에는 고상의 유기성 폐기물의 처리 시 공기의 공급이 원활하지 못하는 문제점으로 인해 액상으로 혐기 소화처리를 하였으나 본 발명의 유기성 폐기물 대량 처리 방법은 원료 특성에 따른 탈수방법을 달리하여 일정한 함수율을 제공하는 함수율 저감화 공정을 통하여 고상의 유기성 폐기물을 기존의 각반판 회전에 의한 방식이 아닌 스크류축으로부터 공기를 공급하면서 원료 전체를 움직이는 방법을 택하여 최상의 발효조건을 제공함으로써 고상의 유기성 폐기물을 급속 및 대량으로 처리할 수 있다. Meanwhile, a
도 4는 발효공정을 위한 본 발명의 종형식 발효미생물 교반소멸기(40)의 원료교반 및 공기공급 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다. 일반적으로 유기성 폐기물 혼합원료에 공기를 공급하는 것은 발효과정에서 필수적인 사항으로 온도를 조절하거나 수분을 증발시키는 역할을 담당한다. 종래에는 유기성 폐기물 처리 시 원료교반과 공기공급 뿐만 아니라 발효기 내의 공기 공급 방법에 있어서도 대부분 모터축에 사방으로 형성된 날개인 각반판을 회전시켜 원료를 혼합하고 상기 각반판 날개축에서 공기를 공급하는 방식을 채택하였다. 그러나 함수율이 높은 원료 교반 시 각반판의 회전에 의존할 경우, 각반판의 회전 부위에서만 공기공급이 발생하는 불균일성으로 인해 일부 혐기(anaerobic)반응이 유발된다. 그러나 본 발명의 종형식 발효미생물 교반소멸기(40)의 공기공급 장치는 구동모터(140)에 의해 구동하는 샤프트(40-1)가 스크류펌프의 격벽(40-2)과 스크류펌프의 엽편(40-3)에 의해 역방향 즉 하부로부터 상부로 원료혼합이 진행되고 그 틈 사이에 샤프트(40-1)에 형성된 공기분사구멍(40-4)을 통하여 균일하게 공기를 분사하여 호기(aerobic)화를 유도한다. 따라서, 공기의 흐름(40-6)은 아래에서 위로 역방향으로 흐르고 스크류펌프에 의해서 역으로 상승한 원료(40-7)는 적정 함수율을 갖게 되고 교반 공정시 발생하는 여분의 증산 수분과 배기가스는 탈취기(70)를 통하여 배출된다. 그러나 너무 많은 공기의 공급은 오히려 발효공정을 방해하기 때문에 온도센서(미도시)와 수분센서(미도시)에 의해서 감지된 전류는 제어기(110)를 통해서 송풍기(100)의 속도를 조절하고 이에 따라 최적의 함수율을 제공하면서 고상의 원료전체를 적정 공기를 공급하면서 혼합하여 최상의 발효조건을 제공한다. FIG. 4 is a schematic view showing the composition of the raw material stirring and the air supply device of the seed-type fermenting
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user.
실시예 1: 유기성 폐기물 처리 능력 실험Example 1: Experiments on the ability to treat organic wastes
본 발명의 종형식 발효미생물 교반소멸기(40, 처리용량 50kg)를 이용하여 일반가정에서 배출한 음식물쓰레기(함수율 85%) 및 광주 제2하수종말처리장에서 발생한 하수슬러지(함수율 74%) 1,000g에 발효미생물을 접종한 휴무스(1,000 g)를 첨가하여 원료혼합 비율을 달리하면서 경시적으로 단독 혹은 원료혼합 비율에 따른 중량변화 즉 처리율(processing ratio)을 관찰하였다. 상기 처리율이란 유기물의 분해제거율을 나타내는 것은 아니며 간접적으로 유기물의 분해 시 발생하는 열에너지에 의해 잉여슬러지의 수분이 제거되어 감량화되는 정도를 의미한다.(Water content 85%) discharged from ordinary households and sewage sludge (water content 74%) generated in the Gwangju 2nd sewage terminal treatment plant by using the seed type fermentation microorganism
그 결과, 하기 표 4에 나타난 바와 같이, 음식물: 500g 및 하수슬러지:500g 일 때는 30시간 경과 후 소멸하는 가장 높은 처리능력을 나타내었고 이어서 음식물: 600g 및 하수슬러지:400g 일 때 33시간 경과 후 소멸하였고 음식물: 400g 및 하수슬러지:600g 일 때 마찬가지로 33시간 경과 후 소멸하는 경시적 중량 변화를 나타내었다. 이론상으로 음식물쓰레기:하수슬러지의 혼합비율이 6:4 중량비일 때 가장 최적의 처리결과를 나타낼 것으로 예상하였으나 실제로는 5:5 중량비일 때 가장 효율이 높게 나타났다. 이는 실험에 사용된 음식물쓰레기의 기원이 제각각이었기 때문에 발생한 결과인 것으로 사료된다. As a result, as shown in the following Table 4, when the food was 500 g and the sewage sludge: 500 g, the highest treatment ability was shown to disappear after 30 hours, followed by the disappearance of 600 g of food and 400 g of sewage sludge after 33 hours And 400g of food and 600g of sewage sludge, respectively. Theoretically, it was expected that the optimum treatment result would be obtained when the mixing ratio of food waste and sewage sludge was 6: 4, but it was the most efficient at 5: 5 weight ratio. This is probably due to the fact that the origin of the food waste used in the experiment was different.
비율ratio
하수 : 0 gFood: 1,000 g
Sewage: 0 g
하수 : 1,000 gFood: 0 g
Sewage: 1,000 g
하수 : 200 gFood: 800 g
Sewage: 200 g
하수 : 300 gFood: 700 g
Sewage: 300 g
하수 : 400 gFood: 600 g
Sewage: 400 g
하수 : 500 gFood: 500 g
Sewage: 500 g
하수 : 600 gFood: 400 g
Sewage: 600 g
하수 : 700 gFood: 300 g
Sewage: 700 g
하수 : 800 gFood: 200 g
Sewage: 800 g
실시예 2: 단독 또는 혼합에 따른 중량 변화 관찰 Example 2: Observation of weight change by singly or in combination
상기 실시예 1의 Lab scale의 실험 결과에 근거하여 파일럿 규모의 종형식 발효미생물 교반소멸기(도 5)로 scale up하여 재현반복을 시도하였다. 혼합비율은 상기 실시예 1에서 도출된 1:1의 결과를 기준으로 하여 50 kg의 시료에 발효미생물을 접종한 휴무스(50 kg)를 첨가하여 경시적으로 처리 능력을 확인하였다. Based on the experimental results of the Lab scale of Example 1 above, the pilot scale-type fermenting microorganism agitator (FIG. 5) was scaled up to attempt repetition. Based on the result of 1: 1 obtained in Example 1 above, 50 kg of a fermented microorganism inoculated with 50 kg of a sample was added to 50 kg of the fermented microorganism.
그 결과, 하기 표 5에 나타난 바와 같이, 음식물쓰레기 50 kg의 비율로 처리하였을 때 30시간 경과 후 모두 소멸하는 경시적 중량 변화를 나타내었고 하수슬러지 50 kg의 경우, 36시간 경과 후 모두 소멸하였으나 음식물쓰레기 25 kg 및 하수슬러지 25 kg을 혼합하였을 경우, 20시간 경과 후 모두 소멸하였다. 따라서 고상의 유기성 폐기물을 신속하고 효율적으로 처리했음을 확인하였다(도 6). As a result, as shown in the following Table 5, when the food waste was treated at a rate of 50 kg, all of the food waste disappeared after 30 hours, and the weight of the food waste disappeared after 36 hours in the case of 50 kg of sewage sludge, When 25 kg of garbage and 25 kg of sewage sludge were mixed, they disappeared after 20 hours. Thus, it was confirmed that solid organic wastes were treated quickly and efficiently (FIG. 6).
비율time
ratio
소멸30h
extinction
50 kgSewage sludge
50 kg
소멸36h
extinction
하수슬러지 : 25 kgFood waste: 25 kg
Sewage sludge: 25
결론적으로 본 발명의 유기성 폐기물 발효 소멸장치를 이용하여 고함수율 및영양밸런스가 다르고 고염류를 많이 포함하고 있어 자원화 및 소멸처리가 어려운 음식물쓰레기 및 하수슬러지를 원료의 특성에 맞는 탈수 방법을 채택하고 최적의 함수율 및 혼합비 조절을 통하여 최적 C/N 비를 제공함으로써 대량의 고상 유기성 폐기물 혼합원료를 경제적이면서 효율적으로 처리가능하다. In conclusion, by using the organic waste fermentation extinction device of the present invention, the food waste and sewage sludge, which have different water content and nutrient balance and contain a lot of high salt, It is possible to economically and efficiently treat a large amount of solid organic wastes mixed raw materials by providing an optimal C / N ratio through controlling the water content and mixing ratio of the solid organic wastes.
본 발명은 상술한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
40-1: 샤프트
40-2: 스크류펌프의 격벽
40-3: 스크류펌프의 엽편
40-4: 공기분사구멍
40-5: 확인창
40-6: 공기의 흐름
40-7: 상승한 원료
70: 탈취기
70-1: 가스 배출구
100: 송풍기
110: 제어기
120: 스크류 펌프
130: 호퍼
140: 구동모터
150: 탱크40-1: Shaft
40-2: Partition of the screw pump
40-3: Leaves of screw pump
40-4: air injection hole
40-5: Confirmation Window
40-6: Flow of air
40-7: Rising raw materials
70: Deodorizer
70-1: gas outlet
100: blower
110:
120: screw pump
130: Hopper
140: drive motor
150: tank
Claims (5)
상기 음식물 쓰레기 분쇄기로부터 이송된 분쇄 음식물 쓰레기의 수분을 제거하기 위한 제1 탈수기;
이송된 하수 슬러지로부터 수분을 제거하기 위한 제2 탈수기;
상기 제1 탈수기로부터 이송된 탈수 음식물 쓰레기 및 상기 제2 탈수기로부터 이송된 탈수 하수 슬러지의 악취를 제거하기 위한 탈취기;
및 음식물쓰레기와 하수슬러지 혼합원료가 투입되는 호퍼, 상기 혼합원료를 교반 및 발효하는 탱크, 호퍼로부터 투입된 혼합원료를 탱크로 투입하는 스크류펌프, 상기 탱크로 투입된 혼합원료를 교반하기 위한 구동모터, 상기 구동모터와 연결되어 구동하는 샤프트, 상기 샤프트에 사방형으로 형성되어 혼합원료를 탱크 하부로부터 상부로 교반하는 엽편, 상기 엽편를 지지하는 격벽, 상기 교반 및 발효공정에서 발생하는 악취 및 이취를 제거하는 탈취기, 및 상기 교반 및 발효공정 시 탱크의 내부온도를 감지하는 온도센서, 상기 교반 및 발효공정 시 탱크의 내부수분을 감지하는 수분센서, 상기 탱크 내부의 공기를 외부로 배출하는 송풍기, 및 상기 센서 및 송풍기를 제어하는 제어기를 포함하는, 상기 탈취기에서 탈취된 탈수 및 탈취 음식물 쓰레기 및 탈수 및 탈취 하수 슬러지가 혼합되어 고상발효 처리되는 발효 미생물 교반 소멸기를 포함하는, 음식물쓰레기 및 하수슬러지 동시 발효소멸장치.Food waste grinder;
A first dehydrator for removing water from the pulverized food waste conveyed from the food waste pulverizer;
A second dehydrator for removing moisture from the conveyed sewage sludge;
A deodorizer for removing deodorized food waste conveyed from the first dehydrator and odor of the dehydrated sewage sludge transferred from the second dehydrator;
A tank for mixing and fermenting the mixed raw materials, a screw pump for feeding the mixed raw materials fed from the hopper into the tank, a driving motor for stirring the mixed raw materials introduced into the tank, A shaft driven by a driving motor, a leaf sheet formed in a square shape on the shaft to agitate the mixed raw material from a lower portion of the tank to an upper portion thereof, a partition wall supporting the leaf piece, a deodorizer for removing odors and odors generated in the stirring and fermentation process A temperature sensor for sensing the internal temperature of the tank during the stirring and fermentation process, a moisture sensor for sensing the internal moisture of the tank during the stirring and fermentation process, a blower for discharging the air inside the tank to the outside, And a controller for controlling the blower, wherein the dehydrated and deodorized food waste deodorized in the deodorizer Dehydrating and food waste and sewage sludge fermentation simultaneous destruction apparatus including a deodorizing sewage sludge is mixed solid fermentation process fermenting microorganism stirred disappearance of group.
상기 샤프트 표면에 복수의 공기분사구멍이 형성된, 음식물쓰레기 및 하수슬러지 동시 발효소멸장치.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of air injection holes are formed on the surface of the shaft.
상기 공기분사구멍을 통해 탱크 내부에 공기를 분사하여 호기(aerobic)화를 유도하는, 음식물쓰레기 및 하수슬러지 동시 발효소멸장치.3. The method of claim 2,
Wherein the air is injected into the tank through the air injection hole to induce aerobicization of the food waste and sewage sludge.
상기 제1 탈수기는 스크류 드라이인, 음식물쓰레기 및 하수슬러지 동시 발효소멸장치.The method according to claim 1,
The first dehydrator is a device for simultaneous fermentation and dismantling of a screw dryer, food waste and sewage sludge.
상기 미생물은 바실러스 속(Bacillus sp .), 셀레모나스 속(Selemonas sp .), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 스트렙토모나스 속(Streptomonas sp .) 또는 락토바실루스 속(Lactobacillus sp.)인, 음식물쓰레기 및 하수슬러지 동시 발효소멸장치.The method according to claim 1,
The microorganism is selected from the group consisting of Bacillus sp . , Selemonas sp . ), Pseudomonas species (Pseudomonas sp.), Pseudomonas genus Streptomyces (Streptomonas sp . ) Or Lactobacillus sp. , A device for simultaneous fermentation and disposal of food waste and sewage sludge.
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