KR101972903B1 - 친환경적인 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 친환경 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 음식물 폐수를 저온증발진공건조법과 역삼투압법을 이용하여 고농도 악성폐수를 BOD, COD, TDS 등의 함량을 현저히 낮추어 중수, 조경수 등에 재이용 또는 방류가 가능하고, 이때 발생하는 슬러지는 펠렛화하여 다양한 분야의 연료와 가축 등의 사료로 이용 가능하며, 시스템 설치 비용이 적게 들어 경제성이 우수하고, 화학 약품을 일체 사용하지 않아 친환경적인 저에너지 고효율의 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 친환경 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 음식물 폐수를 저온증발진공건조법과 역삼투압법을 이용하여 고농도 악성폐수를 BOD, COD, TDS 등의 함량을 현저히 낮추며 생태독성에 안전한 중수, 조경수 등에 재이용 가능하고, 이때 발생하는 슬러지는 펠렛화하여 다양한 분야의 연료 열원으로 이용 가능하고, 가축 또는 양식 어류의 사료로 안전하게 사용할 수 있는 친환경적인 저에너지 고효율의 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 음식물 쓰레기는 30%의 슬러지와 70%의 폐수로 이루어져 있다. 이러한 음식물 쓰레기를 처리하기 위해 종래에는 수집, 운반된 음식물 쓰레기를 건조하여 사용, 또는 매립하는 건조방식과, 퇴비화 방식으로 파쇄, 이물질 선별, 탈수 또는 수분 조절제 혼합, 가열, 부숙 등의 공정을 거쳐 퇴비로 가공하는 방법을 사용하였다.
현재 음식물 슬러지의 경우, 음식물 쓰레기를 파쇄 및 선별과정에서 이물질을 분리한 음식물 쓰레기를 탈수공정에서 탈수시켜 탈리액은 하수처리장에서 오폐수로 처리하고, 탈수된 고형물은 건조처리 또는 퇴비화하고 있다. 그러나 종래의 처리방법에서 건조처리방식은 80% 이상의 함수율을 가진 음식물 쓰레기 수분을 증발시키기 위한 증발 열원이 필요하므로 건조공정에 막대한 열에너지가 소요되어 비경제적이며, 퇴비화 방식은 음식물 쓰레기에 포함된 비닐, 숟가락, 깨진 병, 등의 각종 협잡물을 분리 처리하는 과정이 어렵고, 특히 탈수공정에서 발생한 탈리액을 오폐수로 처리하여야 하므로 하수처리설비 건설에 막대한 자금과 폐수처리에 과다한 운영비용이 소요되었다.
또한, 약 70%에 이르는 음식물 폐수는 해양투기 또는 매립 등으로 해결해 왔으나 2012년 이후 해양투기가 전면 금지되는 시점에서 전국적으로 매우 어려움에 봉착하였다.
게다가, 혐기성 소화방식 처리공법은 지자체등에서 시공되고 있으며 메탄가스를 생산하여 재활용함으로써 가치 있는 설비로 알려져 있다. 하지만 이 혐기성 소화방식은 그처럼 많은 량의 메탄이 생산되는 것이 아니며 생산된 메탄도 정제시설에서 재가공 되어야 사용할 수 있어서 경제성에서 부족함이 사실이며 건설비용도 많이 소요된다. 더욱이 가동이 어려운 점은 2차로 발생되는 폐수와 슬러지를 처리하는 방법이 없다는 것이 큰 문제점이다. 대다수가 하수종말처리장과 연계하여 처리하고 있지만 하수종말처리장의 부하는 대단하며 이러한 혜택을 받을 수 있는 곳은 많지 않은 실정이다.
혐기성 소화에 의해 메탄가스를 발생시킬 수 있는 물질은 음식물 쓰레기일 경우 20% 정도에 불과하다. 국내 대다수의 가스자원화 시설은 이러한 점을 예견치 아니하고 건설을 하여 생산성이 없으며 일정 가스 채집 후 발생하는 2차적 폐기물의 처리를 생각하지 않고 하수처리장에 의존해야 하므로 하수처리장의 부하가 발생하는 큰 문제점을 안고 있다.
따라서, 전술한 문제점을 보완하기 위해 본 발명가들은 친환경적인 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템의 개발이 시급하다 인식하여, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 음식물 폐수를 저온증발진공건조법과 역삼투압법을 이용하여 고농도 악성폐수를 BOD, COD, TDS 등의 함량을 현저히 낮추어 생태 독성에 안전한 중수, 조경수 등에 재이용 가능하고, 이때 발생하는 슬러지는 펠렛화하여 다양한 분야의 연료 열원으로 이용 가능하고, 가축 또는 양식 어류의 사료로 안전하게 사용 가능한 친환경적인 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 시스템 설치 비용이 적게 들어 경제성이 우수하며, 화학 약품을 일체 사용하지 않아 친환경적인 저에너지 고효율의 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 친환경 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템을 제공한다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 친환경 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템은, 음식물 쓰레기를 투입하고 일시적으로 저장하기 위한 공간이 형성되는 원물투입호퍼; 상기 원물투입호퍼를 통해 투입된 음식물 쓰레기를 슬러지와 폐수로 분리하기 위한 스크류 프레스(screw press); 상기 스크류 프레스에 의해 분리된 폐수를 증발 건조시켜 수증기를 생성하기 위한 진공건조기; 상기 진공건조기에 의해 생성된 증발 수증기를 응축하여 물로 회수하기 위한 열교환기; 및 상기 열교환기에 의해 회수된 응축수를 여과하여 정수하기 위한 수처리장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 열교환기는 상기 증발 수증기를 응축하기 위한 냉각수를 공급받는 냉각장치;와 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 원물투입호퍼는 상기 원물투입호퍼에 투입된 음식물 쓰레기를 2.0 내지 3.0 cm로 분쇄하여 이물질을 선별하기 위한 파쇄선별기; 상기 파쇄선별기에 의해 파쇄 된 원물 중 무기물질을 침전시켜 배출하기 위한 파쇄원물 저장탱크; 및 상기 파쇄원물 저장탱크에 저장된 슬러지 및 폐수를 분리하여 건조효율을 높이기 위해 80 내지 100℃로 살균하기 위한 살균탱크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 진공건조기는 상기 스크류 프레스에 의해 분리된 폐수를 예열하기 위한 예열탱크;와 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 진공건조기는 상기 예열탱크에 의해 예열된 폐수를 50 내지 70℃에서 50 내지 100 mmHg의 진공 상태로 증발 건조시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 수처리장치는 상기 열교환기에 의해 회수된 응축수에 미생물을 첨가하여 상기 응축수 내의 유기물질을 산화시키고 폭기시키기 위한 바이오 반응기; 상기 바이오 반응기에서 배양된 미생물 중 활성 미생물 또는 유기성 고형물질을 제거하기 위한 PCF(Precoat filter) 필터부; 및 상기 PCF(Precoat filter) 필터부에 의해 필터 된 처리수를 역삼투압을 통해 여과하기 위한 R/O여과장치( Reverse Osmosys membrane Filltration system);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템은 상기 스크류 프레스에 의해 분리된 슬러지를 처리하기 위한 슬러지 처리장치;를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 슬러지 처리장치는 상기 스크류 프레스에 의해 분리된 슬러지를 스팀과 열풍으로 건조시키기 위한 박막 건조기; 상기 박막 건조기에 의해 건조된 슬러지를 냉각시키기 위한 패들 냉각기; 상기 패들 냉각기에 의해 냉각된 슬러지에 금속류를 자력으로 검출하여 배출시키기 위한 금속 검출기; 및 상기 금속 검출기에 의해 금속류가 배출된 슬러지를 펠렛으로 성형하기 위한 펠렛 성형기;를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 친환경적인 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템은 음식물 폐수를 저온증발진공건조법과 역삼투압법을 이용하여 고농도 악성폐수를 BOD, COD, TDS 등의 함량을 현저히 낮추어 생태 독성에 안전한 중수, 조경수 등에 재이용 가능하고, 이때 발생하는 슬러지는 펠렛화하여 다양한 분야의 연료 열원으로 이용 하거나 가축 또는 양식 어류의 사료로도 사용이 가능하다.
또한, 본 발명의 친환경적인 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템은 시스템 설치 비용이 적게 들어 경제성이 우수하며, 화학 약품을 일체 사용하지 않아 친환경적인 저에너지 고효율로 음식물 쓰레기를 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템을 대략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 원물투입호퍼를 대략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 수처리장치를 대략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 슬러지 처리장치를 대략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 원물투입호퍼를 대략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 수처리장치를 대략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 슬러지 처리장치를 대략적으로 나타낸 구성도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 친환경적인 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템(1)을 제공한다.
도 1은 본 발명의 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템을 대략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 원물투입호퍼를 대략적으로 나타낸 구성도이며, 도 3은 본 발명의 수처리장치를 대략적으로 나타낸 구성도이고, 도 4는 본 발명의 슬러지 처리장치를 대략적으로 나타낸 구성도이다.
보다 구체적으로, 본 발명의 친환경적인 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템(1)은 음식물 쓰레기를 투입하고 일시적으로 저장하기 위한 공간이 형성되는 원물투입호퍼(100); 상기 원물투입호퍼(100)를 통해 투입된 음식물 쓰레기를 슬러지와 폐수로 분리하기 위한 스크류 프레스(200)(screw press); 상기 스크류 프레스(200)에 의해 분리된 폐수를 증발 건조시켜 수증기를 생성하기 위한 진공건조기(300); 상기 진공건조기(300)에 의해 생성된 수증기를 응축하여 물로 회수하기 위한 열교환기(400); 및 상기 열교환기(400)에 의해 회수된 응축수를 여과하여 정수하기 위한 수처리장치(4500);를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 열교환기(400)는 상기 증발 수증기를 응축하기 위한 냉각수를 공급받는 냉각장치(410);와 연결될 수 있다.
본 발명에 사용된 용어 “슬러지(sludge)”란, 정수 또는 하폐수처리에 있어서 수중의 부유물이 액체로부터 분리되어 발생되는 침전물을 의미한다. 본 발명의 목적상 상기 슬러지는, 음식물 쓰레기를 탈수하여 발생한 불용해물을 의미한다.
본 발명에 있어서, 상기 원물투입호퍼(100)는 음식물 쓰레기를 투입되고 일시적으로 저장하기 위한 공간이 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 원물투입호퍼(100)는 2개의 저장탱크(120)가 일체형으로 형성되어 구성될 수 있으며, 상기 저장탱크(120)의 크기, 모양 등은 설비장소, 환경 등에 따라 적절히 변경할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 원물투입호퍼(100)는 파손 시 정비를 용이하게 하기 위해 하부면, 즉 상기 원물투입호퍼(100) 바닥면에 4조의 스크류 컨베이어가 설치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 원물투입호퍼(100)는 상기 원물투입호퍼(100)에 투입된 음식물 쓰레기를 2.0내지 3.0 cm로 분쇄하여 이물질을 선별하기 위한 파쇄선별기(110); 상기 파쇄선별기(110)에 의해 파쇄 된 원물 중 무기물질을 침전시켜 배출하기 위한 파쇄원물 저장탱크(120); 및 상기 파쇄원물 저장탱크(120)에 저장된 슬러지 및 폐수를 분리하여 건조효율을 높이고 80 내지 100 ℃로 살균하기 위한 예열탱크(310);를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 파쇄선별기(110)는 상기 원물투입호퍼(100)에 투입된 음식물 쓰레기를 2.0 내지 3.0 cm로 분쇄하며, 음식물이 아닌 이물질을 제거하여 외부로 반출시킴으로 음식물만을 상기 스크류 프레스(200)에 전달시킬 수 있는 파쇄 및 이물질 선별용 장치이다.
본 발명에 있어서, 상기 파쇄선별기(110)의 내부는 음식물 내의 비닐, 무기물질 등의 부피가 큰 이물질을 제거하기 위해 와류풍을 일으키는 고속회전 날이 포함될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 파쇄선별기(110)의 파쇄 방법은 상기 이물질을 으깨어 갈아 버리는 방법이 아닌 상기 고속회전 날을 이용하여 절단 방식을 이용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 파쇄원물 저장탱크(120)는 상기 파쇄선별기(110)에 의해 파쇄 된 원물 중 무기물질을 침전시켜 배출시킬 수 있으며, 이로 인해 상기 무기물질이 슬러지 내에 포함되지 못하게 분리시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 파쇄원물 저장탱크(120)는 상기 파쇄선별기(110)에 의해 파쇄된 원물을 모아 슬러지와 폐수의 처리 속도에 따라 분리시키는 버퍼탱크의 역할을 수행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 파쇄원물 저장탱크(120)는 하부면이 더블 콘 타입(Double Cone Type)이고 2중 저장탱크(120)의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 원물투입호퍼(100)에서 발생되는 침출수는 침출수 배출탱크에 저장되고 상기 파쇄원물 저장탱크(120)로 전달될 수 있고, 상기 파쇄선별기(110)에 의해 선별된 슬러지 및 폐수와 함께 상기 파쇄원물 저장탱크(120)에서 혼합될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 침출수 배출탱크는 플로트 수위 검출기(Float level switch)에 의해 작동될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 살균탱크(130)는 상기 파쇄원물 저장탱크(120)에 저장된 슬러지 및 폐수를 분리하여 건조효율을 높이기 위해 80 내지 100 ℃로 살균시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 살균탱크(130)는 스팀 가열 방법(Steam Heating method)으로 예열하여 상기 슬러지와 폐수를 건조시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 살균탱크(130)의 하부면은 콘 타입(Cone Type) 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 스크류 프레스(200)(screw press)는 상기 원물투입호퍼(100)를 통해 투입된 음식물 쓰레기를 슬러지와 폐수로 분리시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 스크류 프레스(200)는 상기 슬러지를 후술할 박막 건조기(610), 패들 냉각기(620), 금속 검출기(630) 및 펠렛 성형기(640)로 전달되어 펠렛의 형태로 성형시키고, 상기 폐수는 상기 진공건조기(300), 열교환기(400) 및 수처리장치(500)로 전달되어 정수를 세정시키기 위해 상기 슬러지와 폐수를 분리시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스크류 프레스(200)는 2 내지 5 Ø의 범위에서 타공튜브 속으로 스크류를 이용하여 상기 슬러지의 함수율을 75 % 이하로 탈수시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스크류 프레스(200)는 스크류 날개와 축을 감싸고 있는 케이스에 타공구멍이 크기 별로 존재하며 출구 측은 슬러지가 빠져나갈 작은 출구가 마련되어 있어 압축이 발생하며 압축 시 상기 타공구멍으로 탈리액이 빠져 나갈수 있는 형식이다.
본 발명에 있어서, 상기 스크류 프레스(200)에 의해 분리된 폐수를 버퍼탱크에 저장하고, 상기 버퍼탱크에 저장된 폐수를 고속탈수기를 이용하여 상기 스크류 프레스(200)에 의해 분리되지 못한 슬러지를 추가적으로 분리하여 필터 시킬 수 있고, 상기 슬러지의 유분을 제거시킬 수 있다. 또한, 상기 고속탈수기는 2상 데칸타(decantar) 및 3상 데칸타(decantar)로 2중 구성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 진공건조기(300)는 상기 스크류 프레스(200)에 의해 분리된 폐수를 증발 건조시켜 수증기를 생성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 진공건조기(300)는 2중 장치의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 진공건조기(300)는 상기 스크류 프레스(200)에 의해 분리된 폐수를 예열하기 위한 예열탱크(310);와 연결될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 예열탱크(310)는 본 발명에 있어서, 상기 예열탱크(310)는 하부면이 콘 타입(Cone Type) 형태이고 2중 탱크의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 예열탱크(310)는 자이로펌프에 의해 상기 진공건조기(320)로 상기 증발된 폐수를 전달시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 진공건조기(300)는 상기 예열탱크(310)에서 전달된 폐수를 50 내지 70 ℃에서 50 내지 100 mmHg의 진공 상태로 증발 건조시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 진공건조기(300)는 내부 65 mmHg 및 55 ℃의 조건에서 상기 폐수를 증발 건조 시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 진공건조기(300)는 2중 장치의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 진공건조기(300)에서 회수된 응축수를 상기 수처리장치(500)에 전달하기 전 응축수탱크에 저장될 수 있다. 상기 응축수탱크의 하부면은 콘 타입(Cone Type) 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 열교환기(400)는 상기 진공건조기(300)에 의해 생성된 증발 수증기를 응축하여 물로 회수할 수 있으며, 상기 열교환기(400)는 상기 증발 수증기를 응축하기 위한 냉각수를 공급받는 냉각장치(410);와 연결될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 열교환기(400)는 무동력 공기압축 펌프를 이용하여 작동될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 냉각장치(410)는 상기 열교환기(400)에 냉각수를 공급하고, 상기 증발 수증기를 응축시킨 후 회수되는 냉각수를 재냉각 시킬 수 있다. 이로 인해, 상기 냉각장치(410)에 의해 공급되는 냉각수는 장시간 또는 영구적으로 재사용이 가능하다.
본 발명에 있어서, 상기 수처리장치(500)는 상기 열교환기(400)에 의해 회수된 응축수를 여과하여 최종적으로 정수시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 수처리장치(500)는 상기 열교환기(400)에 의해 회수된 응축수에 미생물을 첨가하여 상기 응축수 내의 유기물질을 산화시키고 폭기시키기 위한 바이오 반응기(510); 상기 바이오 반응기(510)에서 배양된 미생물 중 활성 미생물 또는 유기성 고형물질을 제거하기 위한 PCF 필터부(520); 상기 PCF 필터부(520)에 의해 필터 된 처리수를 역삼투압을 통해 여과하기 위한 R/O여과장치(530); 및 상기 R/O여과장치(530)에 의해 처리된 정수를 최종적으로 세정하기 위한 CIP 장치(540);를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 바이오 반응기(510)는 4각의 탱크 구조로 미생물이 첨가된 제1 바이오 반응기(511) 및 제2 바이오 반응기(512)로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 열교환기(400)에 의해 회수된 응축수는 상기 제1 바이오 반응기(511)는 유입되어 폭기(aeration)되고, 상기 제2 바이오 반응기(512)에 전달되어 재폭기(re-aeration)될 수 있다. 이때, 상기 응축수 내에 잔존하는 유기물질과 이온물질은 상기 미생물에 의해 산화되고 플록(floc)으로 뭉치게 될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 바이오 반응기(510)는 미생물이 첨가될 수 있으며, 상기 미생물은 Bacillus 속 미생물인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 Bacillus 속 미생물은 막대 모양의 그람 양성균 세균의 총칭으로, 후벽균류의 한 종류이다. 상기 Bacillus 속 미생물은 완전 호기성이거나 통성혐기성이다.
본 발명에 있어서, 상기 바이오 반응기(510)는 담체가 추가적으로 포함될 수 있다. 상기 담체는 30 내지 50%로 충진 될 수 있으며, 바람직하게는 35 내지 45%로 충진될 수 있고, 보다 바람직하게는 37 내지 42%로 충진 될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 담체는 상기 바이오 반응기(510) 내에 38% 충진 될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 바이오 반응기(510)는 상기 바이오 반응기(510) 내의 미생물에 산소를 공급하기 위한 링 브와로(ring blower); 및 상기 바이오 반응기(510) 내의 용존산소량을 높이기 위한 나노버블 발생기;가 추가적으로 포함될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 링 브와로는 상기 제1 바이오 반응기(511)에 산소를 공급하기 위한 제1 링 브와로 및 제2 바이오 반응기(512)에 산소를 공급하기 위한 제2 링 브와로로 구성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 링 브와로는 상기 바이오 반응기(510) 내의 미생물에게 산소를 공급하여 용존산소(Dissolved Oxygen, DO)를 높여주고, 상기 미생물이 생존하기 위해 20 내지 30 ℃로 상기 응축수를 유지시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 링브와로는 상기 바이오 반응기(510) 내의 0.5 내지 3.0 m3/min(호기조 단위 부피당 공급량)으로 산소를 공급할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 나노버블 발생기는 상기 바이오 반응기(510) 내의 필요 산소량을 상기 링 브와로만으로 충당하기 어려워 산소를 나노단위로 공급하여 용존산소량을 높일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 나노버블 발생기는 SUS 다단펌프로 작동될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 PCF 필터부(520)는 상기 바이오 반응기(510)에서 배양된 미생물 중 활성 미생물 또는 유기성 고형물질을 제거하여 맑은 처리수를 생산할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 R/O여과장치(530)는 상기 PCF 필터부(520)에 의해 필터 된 처리수를 역삼투압을 통해 여과시켜 정수를 생산할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 R/O여과장치(530)는 상기 PCF 필터부(520)에서 전달된 처리수를 역삼투막을 통해 여과시키는 제1 R/O여과장치(531); 및 상기 제1 R/O여과장치(531)에서 전달된 처리수를 재여과시키는 제2 R/O여과장치(532);를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 역삼투막은 Cellulose Acetate(CA), Polyamide(PA), Polypropylen 또는 Polysulfonate의 역삼투압막 필터일 수 있며, 바람직하게는 Polypropylen의 역삼투압막 필터일수 있으나, 상기 처리수를 여과시킬 수 있는 역삼투막이라면 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 R/O여과장치(530)를 장시간 이용할 경우 상기 R/O여과장치(530)에 유기성 또는 무기성 물질이 부착될 수 있어 상기 물질을 세정하기 위해 상기 CIP 장치(540)를 이용하여 상기 R/O여과장치(530)를 주기적으로 세정 작업을 수행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템(1)은 상기 스크류 프레스(200)에 의해 분리된 슬러지를 처리하기 위한 슬러지 처리장치(600);를 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 슬러지 처리장치(600)는 상기 스크류 프레스(200)에 의해 분리된 슬러지를 스팀과 열풍으로 건조시키기 위한 박막 건조기(610); 상기 박막 건조기(610)에 의해 건조된 슬러지를 냉각시키기 위한 패들 냉각기(620); 상기 패들 냉각기(620)에 의해 냉각된 슬러지에 금속류를 자력으로 검출하여 배출시키기 위한 금속 검출기(630); 및 상기 금속 검출기(630)에 의해 금속류가 배출된 슬러지를 펠렛으로 성형하기 위한 펠렛 성형기(640);를 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스크류 프레스(200)에 의해 분리된 슬러지는 플레이트 컨베이어에 일시적으로 저장되고, 상기 플레이트 켄베이어에 저장된 슬러지는 스팀과 열풍으로 건조시켜 건조 슬러지를 생산하기 위해 상기 박막 건조기(610)로 유입될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 박막 건조기(610)는 상기 슬러지를 빠른 시간 내에 건조시키기 위해 원통형 4단 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 박막 건조기(610)는 상기 슬러지 내에 존재하는 미량의 비산물을 필터 시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 패들 냉각기(620)는 상기 박막 건조기(610)에서 생산된 건조 슬러지가 약 50 ℃로 유지시킬 경우 고체로 굳어 질수 있어 이를 방지하기 위하여 상온으로 냉각 시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 금속검출기는 상기 패들 냉각기(620)로 상기 슬러지를 냉각 시킨 후 상기 슬러지 내에 존재하는 금속류를 자력으로 검출하여 배출시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 펠렛 성형기(640)는 상기 금속 검출기(630)에 의해 금속류가 제거된 슬러지를 펠렛 형태로 성형시킬 수 있다. 상기 펠렛 형태로 성형된 슬러지는 연료 열원으로 용이하게 이용 가능하다.
본 발명의 친환경적인 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템(1)은 음식물 폐수를 저온증발진공건조법과 역삼투압법을 이용하여 BOD, COD, TDS 등의 함량을 현저히 낮추어 생태독성에 안전한 중수, 조경수 등에 재이용 가능하고, 이때 발생하는 슬러지는 펠렛화하여 다양한 분야의 연료 열원으로 이용 가능하고, 가축 또는 어류의 사료로 사용 가능하다.
또한, 본 발명의 친환경적인 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템(1)은 시스템 설치 비용이 적게 들어 경제성이 우수하며, 화학 약품을 일체 사용하지 않아 친환경적인 저에너지 고효율로 음식물 쓰레기를 처리할 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
실시예 1. 생화학적 산소요구량(Biochemical Oxygen Demand, BOD) 확인
본 발명의 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템을 이용하여 음식물 쓰레기에서 생성되는 슬러지 및 폐수에 대한 생화학적 산소요구량을 확인하기 위한 정화 실험을 수행하였다.
보다 구체적으로, 원물투입호퍼에 음식물 쓰레기 20Lt을 넣고 2.0 내지 3.0 cm로 분쇄하여 90 ℃로 살균시킨 후, 스크류 프레스로 슬러지와 폐수를 분리하였다. 상기 분리된 폐수를 55 ℃ 및 70 mmHg 환경의 진공건조기 내에 투입하여 응측수를 생산한 후, Bacillus 속 미생물로 처리된 수처리장치에 투입하여 상기 응축수 내의 유기물질을 산화, 폭기 및 필터 과정을 수행하였으며, 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
[표 1]
상기 [표 1]에 나타낸 바와 같이, 최초 음식물 쓰레기 폐수의 BOD 값은 290,000 ppm, 진공건조기 유입 전의 BOD 값은 180,000 ppm, 진공건조기에서 나온 응축수의 BOD는 1,700 ppm이며, 최종 수처리 된 정수의 BOD는 30 ppm로 나타나는 것을 확인하였다. 보다 구체적으로, 진공건조기에서 나온 응축수 및 최종 수처리 된 정수는 최초 음식물 쓰레기 폐수의 BOD와 비교하여우 99.99% 이상의 BOD 제거율을 나타내었으며, 진공건조기 유입 전의 BOD와 비교하여도 99.99% 이상의 BOD 제거율을 나타내었다.
실시예 2. 화학적 산소요구량(Chemical Oxygen Demand, COD) 확인
본 발명의 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템을 이용하여 음식물 쓰레기에서 생성되는 슬러지 및 폐수에 대한 화학적 산소요구량을 확인하기 위한 정화 실험을 수행하였다.
화학적 산소요구량(COD) 실험은, 상기 실시예 1과 동일한 조건에서 수행되었으며, 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.
[표 2]
상기 [표 2]에 나타낸 바와 같이, 최초 음식물 쓰레기 폐수의 COD 값은 220,000 ppm, 진공건조기 유입 전의 COD 값은 190,000 ppm, 진공건조기에서 나온 응축수의 COD는 2,200 ppm이며, 최종 수처리 된 정수의 COD는 30 ppm로 나타나는 것을 확인하였다. 보다 구체적으로, 진공건조기에서 나온 응축수 및 최종 수처리 된 정수는 최초 음식물 쓰레기 폐수의 COD와 비교하여우 99.99% 이상의 COD 제거율을 나타내었으며, 진공건조기 유입 전의 COD와 비교하여도 99.99% 이상의 COD 제거율을 나타내었다.
상기 결과로부터, 본 발명의 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템은 음식물 쓰레기 폐수 내의 BOD 및 COD 함량을 현저히 낮추어 생태 독성에 안전한 중수, 조경수 등에 재이용 가능함을 확인한 것이다.
이상 설명으로부터, 본 발명에 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템 : 1
원물투입호퍼 : 100
파쇄선별기 : 110
파쇄원물 저장탱크 : 120
살균탱크 : 130
스크류 프레스 : 200
진공건조기 : 300
예열탱크 : 310
열교환기 : 400
냉각장치 : 410
수처리장치 : 500
바이오 반응기 : 510
PCF 필터부 : 520
R/O 여과장치(Reverse Osmosys membrane Filltration system) : 530
CIP 장치 : 540
슬러지 처리장치 : 600
박막 건조기 : 610
패들 냉각기 : 620
금속 검출기 : 630
펠렛 성형기 : 640
원물투입호퍼 : 100
파쇄선별기 : 110
파쇄원물 저장탱크 : 120
살균탱크 : 130
스크류 프레스 : 200
진공건조기 : 300
예열탱크 : 310
열교환기 : 400
냉각장치 : 410
수처리장치 : 500
바이오 반응기 : 510
PCF 필터부 : 520
R/O 여과장치(Reverse Osmosys membrane Filltration system) : 530
CIP 장치 : 540
슬러지 처리장치 : 600
박막 건조기 : 610
패들 냉각기 : 620
금속 검출기 : 630
펠렛 성형기 : 640
Claims (5)
- 음식물 쓰레기를 투입하고 일시적으로 저장하기 위한 공간이 형성되며, 음식물 쓰레기 내의 비닐 또는 무기물질에 존재하는 이물질을 제거하기 위해 와류풍을 일으키는 고속회전 날이 형성된 파쇄선별기를 포함하는 원물투입호퍼;
상기 원물투입호퍼를 통해 투입된 음식물 쓰레기를 슬러지와 폐수로 분리하고, 2 내지 5 Ø의 범위에서 타공 튜브 속으로 스크류를 이용하여 상기 슬러지의 함수율을 75 % 이하로 탈수시킬 수 있는 스크류 프레스(screw press);
상기 스크류 프레스에 의해 분리된 폐수를 증발 건조시켜 수증기를 생성하기 위한 진공건조기;
상기 진공건조기에 의해 생성된 증발 수증기를 응축하여 물로 회수하고, 무동력 공기 압축 펌프에 의해 작동되는 열교환기; 및
상기 열교환기에 의해 회수된 응축수를 여과하고, 상기 응축수를 1차 폭기(aeration) 시키기 위한 제1 바이오 반응기와 재폭기(re-aeration) 시키기 위한 제2 바이오 반응기로 구성되는 바이오 반응기를 포함하며, 상기 응축수를 역삼투압법을 통해 정수하기 위한 수처리장치;를 포함하고,
상기 열교환기는,
상기 증발 수증기를 응축하기 위한 냉각수를 공급받는 냉각장치;와 연결되고,
상기 바이오 반응기는,
Bacillus 속 미생물에 의해 상기 응축수 내에 잔존하는 유기물질 및 이온물질을 산화 및 플록(floc)시켜 뭉치게 하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 원물투입호퍼는,
상기 원물투입호퍼에 투입된 음식물 쓰레기를 2.0 내지 3.0 cm로 분쇄하여 이물질을 선별하기 위한 파쇄선별기;
상기 파쇄선별기에 의해 파쇄 된 원물 중 무기물질을 침전시켜 배출하기 위한 파쇄원물 저장탱크; 및
상기 파쇄원물 저장탱크에 저장된 슬러지 및 폐수를 분리하여 건조효율을 높이기 위해 80 내지 100℃로 살균하기 위한 살균탱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 진공건조기는,
상기 스크류 프레스에 의해 분리된 폐수를 예열하기 위한 예열탱크;와 연결되고,
상기 예열탱크에 의해 예열된 폐수를 50 내지 70℃에서 50 내지 100 mmHg의 진공 상태로 증발 건조시키는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 수처리장치는,
상기 열교환기에 의해 회수된 응축수에 미생물을 첨가하여 상기 응축수 내의 유기물질을 산화시키고 폭기시키기 위한 바이오 반응기;
상기 바이오 반응기에서 배양된 미생물 중 활성 미생물 또는 유기성 고형물질을 제거하기 위한 PCF 필터부; 및
상기 PCF 필터부에 의해 필터 된 처리수를 역삼투압을 통해 여과하기 위한 R/O여과장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템은 상기 스크류 프레스에 의해 분리된 슬러지를 처리하기 위한 슬러지 처리장치;를 추가적으로 포함하고,
상기 슬러지 처리장치는,
상기 스크류 프레스에 의해 분리된 슬러지를 스팀과 열풍으로 건조시키기 위한 박막 건조기;
상기 박막 건조기에 의해 건조된 슬러지를 냉각시키기 위한 패들 냉각기;
상기 패들 냉각기에 의해 냉각된 슬러지에 금속류를 자력으로 검출하여 배출시키기 위한 금속 검출기; 및
상기 금속 검출기에 의해 금속류가 배출된 슬러지를 펠렛으로 성형하기 위한 펠렛 성형기;를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180120073A KR101972903B1 (ko) | 2018-10-08 | 2018-10-08 | 친환경적인 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180120073A KR101972903B1 (ko) | 2018-10-08 | 2018-10-08 | 친환경적인 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101972903B1 true KR101972903B1 (ko) | 2019-08-26 |
Family
ID=67808002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180120073A KR101972903B1 (ko) | 2018-10-08 | 2018-10-08 | 친환경적인 저온증발진공건조법을 이용한 음식물 쓰레기 처리 및 정수 시스템 |
Country Status (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR101972903B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210114675A (ko) | 2020-03-11 | 2021-09-24 | 김남주 | 유기물 슬러지 처리 시스템 |
| KR102327703B1 (ko) * | 2021-04-20 | 2021-11-17 | 김종국 | 음폐수를 복합공정을 통해 재이용수로 활용하기 위한 처리방법 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040035634A (ko) * | 2004-04-02 | 2004-04-29 | 김동진 | 생물학적처리와 멤브레인과 전기분해조가 조합된축산폐수처리 시스템 |
| KR20090018403A (ko) * | 2007-08-17 | 2009-02-20 | 유진환경산업 주식회사 | 감압증류를 이용한 음식물 쓰레기의 폐수 처리장치 및 폐수처리방법 |
| KR101345466B1 (ko) * | 2012-11-22 | 2013-12-27 | 김승호 | 음식물쓰레기 연료화 처리방법 |
| KR101408738B1 (ko) | 2013-11-21 | 2014-06-18 | 한국건설기술연구원 | 생활폐기물 자동집하시설의 음식물 쓰레기 처리시스템 및 처리방법 |
| KR20170044335A (ko) * | 2015-10-15 | 2017-04-25 | 최준호 | 음식물 쓰레기 무배수 연료화 장치 |
| KR20170097530A (ko) | 2016-02-18 | 2017-08-28 | 한국건설기술연구원 | 음식물 쓰레기 처리 시스템 |
-
2018
- 2018-10-08 KR KR1020180120073A patent/KR101972903B1/ko active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040035634A (ko) * | 2004-04-02 | 2004-04-29 | 김동진 | 생물학적처리와 멤브레인과 전기분해조가 조합된축산폐수처리 시스템 |
| KR20090018403A (ko) * | 2007-08-17 | 2009-02-20 | 유진환경산업 주식회사 | 감압증류를 이용한 음식물 쓰레기의 폐수 처리장치 및 폐수처리방법 |
| KR101345466B1 (ko) * | 2012-11-22 | 2013-12-27 | 김승호 | 음식물쓰레기 연료화 처리방법 |
| KR101408738B1 (ko) | 2013-11-21 | 2014-06-18 | 한국건설기술연구원 | 생활폐기물 자동집하시설의 음식물 쓰레기 처리시스템 및 처리방법 |
| KR20170044335A (ko) * | 2015-10-15 | 2017-04-25 | 최준호 | 음식물 쓰레기 무배수 연료화 장치 |
| KR20170097530A (ko) | 2016-02-18 | 2017-08-28 | 한국건설기술연구원 | 음식물 쓰레기 처리 시스템 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210114675A (ko) | 2020-03-11 | 2021-09-24 | 김남주 | 유기물 슬러지 처리 시스템 |
| KR102327703B1 (ko) * | 2021-04-20 | 2021-11-17 | 김종국 | 음폐수를 복합공정을 통해 재이용수로 활용하기 위한 처리방법 |
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