KR102067463B1 - 파리애벌레를 이용한 유기성폐기물 처리시설 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파리애벌레를 이용한 유기성폐기물 처리시설에 관한 것으로, 더 상세하게는 길이방향으로 길게 형성된 처리조 내에 유기성폐기물과 파리애벌레를 공급하여 파리애벌레가 성장하면서 유기성폐기물을 처리하도록 하고, 처리조 상부에는 대차가 이동되면서 유기성폐기물을 추가공급하거나 처리조와 분리된 건조한 공간으로 이동된 애벌레를 흡입 수거하는 등 자동화가 적용되어 유기성폐기물의 대량처리가 가능하게 하는 파리애벌레를 이용한 유기성폐기물 처리시설의 제공을 목적으로 한다.

Description

파리애벌레를 이용한 유기성폐기물 처리시설{TREATMENT FACILITY FOR ORGANIC WASTES USING FLY LARVA}

본 발명은 파리애벌레를 이용한 유기성폐기물 처리시설에 관한 것으로, 더 상세하게는 길이방향으로 길게 형성된 처리조 내에 유기성폐기물과 파리애벌레 특히 동애등에 애벌레를 공급하여 애벌레가 성장하면서 유기성폐기물을 처리하도록 하고, 처리조 상부에는 대차가 이동되면서 유기성폐기물을 추가공급하거나 처리조 내의 유기성폐기물과 분리된 공간인 포집공간으로 이동된 애벌레를 흡입 수거하는 등 자동화가 적용되어 유기성폐기물의 대량처리가 가능하게 하는 파리애벌레를 이용한 유기성폐기물 처리시설의 제공을 목적으로 한다.

일반적으로 가정, 식당 등에서 배출되는 음식물 쓰레기, 산업현장에서 발생하는 유기성 물질, 축사에서 발생하는 축분 및 인분 등을 포함하는 유기성 폐기물은 별도의 처리없이 배출될 경우 토양과 하천 등에 심각한 환경문제를 발생시킬 수 있다.

따라서 기존에는 유기성 폐기물 중 일부를 가공처리하여 가축 사료 또는 퇴비로 재활용하는 방법을 사용하거나, 일정 지역에 매립하거나, 해양 투기하는 방법이 주로 사용되었다. 재활용되는 량이 극히 소수이고 대부분 매립이나 해양투기로 처리해서 토질오염이나 해양오염이 이루어졌다.

그러나 런던협약에 따라 2007년부터 해양투기가 금지됨에 따라 유기성폐기물을 전량 가공처리해야되므로 이를 처리하기 위해서 장치를 추가 설치하여야 한다. 일예로는 유기성폐기물의 일부를 액비화하여 자원화가 이루어지는 방법을 제시하고 있으나, 액비화장치를 설치하고 유지하는 비용이 크게 소요되기 때문에 경제성이 낮고 액비화를 할 수 있는 종류도 한정되며, 액비화를 위해 탈수한 고형분을 처리하기 위한 문제점이 내재되어 있다.

또한, 배출물을 그대로 사료로 사용하는 경우는 괴질 발생 등 부작용이 크고, 퇴비화의 경우도 재발열 및 비효성 불균형과 같은 문제가 있다.

이에 근래에는 상기 문제점을 해결하기 위해 지렁이, 집파리 유충과 같은 생물을 이용하여 유기성 폐기물 처리 시스템이 개발되었다. 이 경우 배출된 분변토는 비효성이 탁월하여 농경지, 원예, 과수원 등의 경작에 유용하게 이용될 수 있고, 식물의 성장과 생산물의 수확량을 증가시키는 역할을 한다고 알려졌다.

이 중에서 동애등에는 알에서 성충까지 크는 기간은 37∼41일이며, 분해자 역할을 하는 유충의 기간은 14일 정도이다. 동애등에 유충은 유기성 폐기물을 분해할 수 있는 기간(약 14일)이 지나면 번데기가 되기 위해 건조한 장소를 찾으러 바깥으로 기어나오는 습성이 있다. 음식물 쓰레기 10kg에 동애등에 유충 5000마리를 투입하면 5일 만에 음식물 쓰레기의 80% 이상이 분해되고, 분해된 음식물 쓰레기는 유충 투입 전보다 부피는 약 42%, 무게는 약 70% 정도로 줄어들었다. 동애등에 유충은 유기성 폐기물을 분해할 수 있는 기간이 지렁이나 집파리 보다 길기 때문에 동애등에를 사육해서 활용하는 것이 훨씬 더 효과적이기 때문에 최근들어 동애등에 유충을 이용한 유기성폐기물 처리방식을 많이 시도하고 있다.

한국등록특허 10-1432560호(2014.08.14. 등록; 이하 '선행문헌1'이라 함)는 동애등에 유충을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치를 제시하였다. 상기 선행문헌1은 내부에 유기성 폐기물을 수용하며 동애등에 유충이 서식할 수 있는 공간이 마련된 복수의 처리 용기; 상기 처리 용기에 투입될 상기 유기성 폐기물과 수분조절제를 당일처리 용량 이상으로 저장하는 저장부; 상기 처리 용기에 투입될 상기 유기성 폐기물과 상기 수분조절제를 혼합시키는 혼합부; 상기 처리 용기에 상기 유기성 폐기물과 상기 수분조절제를 혼합한 혼합물을 투입하는 투입부; 상기 저장부로부터 상기 투입부까지 상기 유기성 폐기물과 상기 수분조절제를 이송하는 이송부; 상기 처리 용기를 층별로 수용할 수 있도록 각 층을 지지하는 회전 프레임; 상기 복수의 처리 용기 각각을 층별로 수용하는 층별 프레임; 상기 처리 용기가 놓인 상기 층별 프레임과 결합되고, 상기 회전 프레임을 따라 이동하여 상기 층별 프레임을 회전시키는 회전 지지부; 및 상기 층별 프레임이 상기 회전 프레임의 하면에 위치하는 경우 상기 처리 용기를 상기 투입부에 이송하는 전달이송부를 포함하여 구성된다. 상기 선행문헌1은 일정단위의 용기 내에 유기성폐기물과 유충을 안치하고 다층 프레임에 장착하여 분해가 이루어지게 하는 구조를 제시하고 있다.

그러나 선행문헌1은 한번 용기에 공급된 유기성폐기물과 유충에 대해서는 추가적인 관리가 이루어지지 않고 있다. 이는 적층물 내부에 산소공급이 원활하게 이루어지지 않아 유충에 의한 분해시간이 다소 오래 소요되는 단점이 있다. 또한, 분해물로부터 유충을 분리하는 작업이 처리공정 후단에서 일시적으로 이루어지기 때문에 용화시기가 다른 유충에 적용하기에는 다소 곤란한 단점이 있다.

한국공개실용신안 제20-2007-0001260호(2007.12.04.공개; 이하 '선행문헌2'이라 함)에서는 파리 목 유충을 이용하는 유기성 폐기물 처리 시스템 및 그 방법을 제시하였다. 상기 선행문헌2는 각종 하수슬러지, 유기성 폐기물, 인분 및 축분 등 각종 유기성 폐기물, 그 중에서 특히 음식물 쓰레기가 투입되도록 소정 공간에 형성하되, 탈수 파쇄부를 통하여 대략 40% 내지 60% 정도 중량 혹은 부피를 감량시키고, 6계층의 벨트 컨베이어가 포함된 파리 목 유충 사육 장치에 유충과 함께 상부에 투입되어 5-6일 동안의 처리 공정을 거쳐 선별기에 의해 부숙 퇴비를 별도로 분리 선별하고 번데기는 별도로 분리수거할 수 있는 장치를 구비하는 시스템을 제시하였다.

그러나 선행문헌2는 컨베이어로 공급된 후에는 추가적인 관리가 어렵기 때문에 컨베이어벨트로 공급하기 이전에 함수율이 조정되어야 하고, 컨베이어벨트도 하단 일부만 번데기로 변화하기 위해 이동하는 공간이 형성되므로 설정된 위치에서 유충이 이동되게 하려면 투입에 사용되는 유충의 부화시기도 중요하다. 따라서 컨베이어벨트로 공급하기 이전의 전처리과정이 복잡하고 까다로운 문제점이 있다.

따라서, 전처리 과정을 보다 간소화시키면서 대량 처리가 가능하고, 다양한 령수의 애벌레를 사용하면서 용화하기 위해 이동한 애벌레를 용이하게 회수할 수 있는 유기성폐기물 처리수단에 대한 필요성이 대두되었다.

한국등록특허 10-1432560호(2014.08.14. 등록) : 동애등에 유충을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치 한국공개실용신안 제20-2007-0001260호(2007.12.04.공개) : 파리 목 유충을 이용하는 유기성 폐기물 처리 시스템 및 그 방법

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 유기성폐기물 처리시설은,

길이방향으로 길게 형성된 처리조 상부에 대차를 왕복이동 가능하게 설치하고, 대차를 통해 유기성폐기물이나 애벌레나 수분조절제를 투입하거나 용화를 위해 포집공간으로 이동된 애벌레를 수거하거고, 유기성폐기물층 하부에서도 공기 주입이 이루어져 풍부한 산소공급에 의해 애벌레의 섭식활동을 왕성하게 유지시키고, 섭취분해가 완료되면 대차에 의해 분해물을 일측으로 이동시켜 수거하는 등 자동화에 의해 유기성폐기물의 대량처리가 가능하게 하는 처리시설의 제공을 목적으로 한다.

상기 과제를 해소하기 위한 본 발명의 유기성폐기물 처리시설은,

애벌레를 이용한 유기성폐기물 처리시설에 있어서, 길이방향으로 길게 형성되어 내부에 유기성폐기물과 애벌레를 수용하여 섭취분해작용이 이루어지는 수용공간과, 상기 수용공간의 일측 또는 양측에 형성되어 번데기가 용화되기 위해 내부격벽을 넘은 애벌레를 포집하는 포집공간으로 이루어지는 처리조와; 상기 처리조 상부에 설치되어 길이방향으로 이동하면서 유기성폐기물과 애벌레를 투입하는 대차와; 상기 처리조와 대차를 포함하여 외부와 분리된 공간을 제공하는 처리실;을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 처리조는, 내부 수용공간을 상하로 구획하기 위해 길이방향으로 다공판을 더 설치하고, 구획된 하부공간에는 배수관과 공기주입관을 연통설치하여, 다공판 상부에 적층된 유기성폐기물의 침출수를 하부공간으로 배출시키고, 하부공간에서는 다공판에 적층된 유기성폐기물층 내부로 산소를 주입하게 구성될 수 있다.

또한, 상기 다공판에는 미세전류를 제공하는 전류공급장치와 미세전류공급라인으로 연결하여 애벌레의 섭취분해가 완료되면 미세전류를 공급하여 다공판 상부에 적층된 유기성폐기물층 내에서 애벌레를 분리되게 할 수 있다.

상기 대차는, 유기성폐기물을 임시저장하는 제1호퍼와, 상기 제1호퍼에 저장된 유기성폐기물을 정량으로 배출하는 제1공급부로 구성된 유기성폐기물투입장치와; 애벌레를 임시저장하는 제2호퍼와, 상기 제2호퍼에 저장된 애벌레를 정량으로 배출하는 제2공급부로 구성된 애벌레투입장치;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 대차는, 유기성폐기물의 수분을 조절하는 수분조절제 또는 영양보조제를 임시저장하는 제3호퍼와, 상기 제3호퍼에 저장된 수분조절제 또는 영양보조제를 정량배출하는 제3공급부로 구성된 보조재투입장치가 더 포함될 수 있다.

또한, 상기 대차는, 저면에 일단이 결합되고 타단이 처리조의 수용공간에 적층된 유기성폐기물층 내부까지 연장된 관 또는 판 형태로 형성되어 이동되면서 적층된 유기성폐기물을 교반시키는 교반날개가 하나 또는 다수개가 설치될 수 있다.

상기 대차는, 구동팬이 더 설치되고 상기 교반날개 내에는 구동팬의 배출부와 연통된 공기배출유로를 더 형성하여, 구동팬에서 배출되는 공기를 교반날개의 공기배출유로를 통해 유기성폐기물층 내부로 공급하여 유기성폐기물층에 통기성 제공 및 애벌레 산소공급이 이루어지게 구성될 수 있다.

또한, 상기 대차는, 공기흡입부분에 흡입관이 장착된 구동팬을 구비하되, 상기 흡입관은 흡입단부를 포집공간으로 연장형성하여 포집공간의 애벌레를 흡입하도록 하고, 상기 흡입관의 유로상에는 포집실을 구비하여 유입된 애벌레를 포집저장하게 할 수 있다.

또한, 상기 처리조의 수용공간에는, 길이방향의 일측단부에 배출구를 더 형성하여, 적층된 유기성폐기물의 분해물을 외부로 배출하게 하고, 상기 처리조의 배출구 하부에는 배출된 분해물을 체거름을 통해 분변토와, 애벌레를 포함하는 덩어리물질을 분리하는 체거름분리수단이 더 설치될 수 있다.

이때 상기 대차에는 유공압기에 의해 상하 승강되는 밀대를 더 장착하여, 유기성폐기물의 분해가 완료되면 밀대를 하강시켜 분해물을 배출구 방향으로 밀어서 체거름분리수단으로 배출시키게 할 수 있다.

또한, 상기 처리실은, 애벌레의 성장에 맞도록 온도와 습도를 조절하는 온도 및 습도제어장치가 설치되고, 애벌레가 유기성폐기물을 분해하면서 배출하는 암모니아를 포함하는 배가스를 배출시키고 외부공기를 유입시키는 환기장치가 설치될 수 있다.

상기 해결수단에 의한 본 발명의 유기성폐기물 처리시설은,

유기성폐기물과 애벌레를 처리조로 정량 공급하거나, 포집공간로 이동된 애벌레의 회수와 분해작용이 완료된 분해물의 수거를 모두 대차를 이용하여 관리가 가능하여 유기성폐기물의 대량처리가 가능하다.

또한, 유기성폐기물을 분해하는 과정에서 교반날개를 통해 유기성폐기물층을 뒤섞거나, 교반날개 또는 다공판 하부를 통해 유기성폐기물층 내에 공기를 주입하여 애벌레의 활동성을 향상시켜 분해효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 유기성폐기물 분해에서 부가적으로 발생되는 애벌레와 분변토를 분리회수 가능하므로 단백질사료나 천연비료로 활용하여 추가소득을 발생시킬 수 있는 유용한 장치의 제공이 가능하게 되었다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기성폐기물 처리시설의 개략도.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 처리조의 폭방향 단면도 및 길이방향 단면도.
도 2c는 본 발명에 따른 다공판이 설치된 처리조를 도시한 단면도.
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 대차를 도시한 평면도 및 측단면도.
도 3c는 본 발명에 따른 교반날개와 흡입관과 밀개가 장착된 대차를 도시한 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 교반날개의 실시예를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 대차 밀대의 실시예를 도시한 정면도.
도 6은 본 발명에 따른 체거름분리수단이 적용된 처리조의 일부분을 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 전류공급장치가 연결된 처리조를 도시한 개략단면도.
도 8은 본 발명에 따른 시설골조가 적용된 복층 처리조를 도시한 측면도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에서 본 발명을 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되고 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기성폐기물 처리시설의 개략도이고, 도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 처리조의 폭방향 단면도 및 길이방향 단면도이다.

참조한 바와같이 본 발명에 따른 유기성폐기물 처리시설(10)은 외부와 분리된 공간을 제공하는 처리실(20)을 구비한다. 상기 처리실(20)은 외부환경과 분리하여 내부환경을 애벌레의 성장조건에 적합한 온도와 습도가 유지되도록 한다. 따라서, 상기 처리실에는 온도제어장치(21)와 습도제어장치(22) 중 어느 하나 또는 모두를 설치하여, 애벌레의 섭식활동 또는 섭취분해활동에 적합한 온도와 습도가 유지되도록 조절할 수 있다. 또한 상기 처리실에는 애벌레 특히 동애등에를 키우기 위한 사육실을 포함할 수 있으며, 후술되는 대차로 공급되기 위한 유기성폐기물와 수분조절제를 저장하는 저장탱크 및 섭취분해가 완료된 분해물을 수집보관하는 탱크를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 처리실 내에는 처리조(30)가 설치된다. 상기 처리조(30)는 내부에 수용공간(31)이 형성되어 길이방향으로 길게 형성되어 유기성폐기물과 애벌레를 내입하여 섭식방식에 의한 분해가 이루어지게 한다.

상기 처리조(30)는 처리실 내에 하나 이상 다열로 구성될 수 있고, 필요에 따라 다양한 길이로 형성될 수 있으며, 다층으로도 제공될 수 있다.

또한, 상기 처리조(30)에는 도 2c를 참조한 바와같이 다공판(32)을 설치하여 수용공간(31)을 상부공간(33)과 하부공간(34)으로 구획할 수 있다. 상기 다공판으로 구획된 상부공간(33)으로는 투입된 유기성폐기물(대표적으로는 음식물쓰레기)과 동애등에 애벌레가 혼합되어 적층되고, 다공판으로 구획된 하부공간(34)은 유기성폐기물에서 발생되는 침출수를 유입되어 배수되고, 외부에서 공급된 공기를 다공판 상부에 적층된 유기성폐기물층으로 공급하여 유기성폐기물층의 하부에 위치하는 애벌레에 충분한 산소공급으로 분해활동을 활발하게 이루어지게 할 수 있다. 따라서, 상기 다공판으로 구획된 하부공간(34)에는 침출수를 배출시키기 위한 배수관(341)과, 외부의 공기를 공급받는 공기주입관(342)이 연통설치된다. 또한 상기 다공판(32)은 유기성폐기물의 입자는 통과되지 않고, 물과 공기만이 통과되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

도 2a와 도 2c를 참조한 바와같이 상기 처리조(30)는 수용공간의 일측 또는 양측에는 내부격벽(37)에 의해 구획되어 내부격벽을 넘은 애벌레를 포집하기 위한 포집공간(36)이 더 형성된다. 애벌레는 왕성한 섭식활동 후에는 용화되기 위해 건조한 장소를 찾아 이동하는데, 처리조(30)의 수용공간(31)은 유기성폐기물에 의해 수분이 많고 습도가 높다. 따라서, 번데기가 되려는 애벌레는 건조한 장소를 찾아서 처리조(30)의 내부격벽(37)을 타고 인접한 포집공간(36)으로 이동하게 된다. 이때 상기 처리조(30)는 내부격벽(37)을 경사면으로 형성하여 애벌레의 이동이 용이하게 이루어지게 하는 것이 바람직하다. 특히 도시된 바와같이 수용공간(31)을 형성하는 내부격벽(37) 면만 경사면으로 형성하여 애벌레가 쉽게 내부격벽을 올라오게 하고, 포집공간(36)을 형성하는 면은 수직으로 형성하여 포집공간에서 수용공간으로의 이동은 제한하게 할 수 있다. 물론 내부격벽의 양면을 모두 경사면으로 형성하여 수용공간과 포집공간 사이에 애벌레의 이동이 용이하게 이루어지게 할 수 있다.

또한 상기 포집공간(36)은 도시된 바와같이 수용공간과 유사한 깊이로 형성하거나, 상부측에서 낮은 깊이로 형성되게 하여 수용공간과 분리된 공간을 제공할 수 있다.

다음으로 상기 처리조 상부에는 대차(50)가 설치된다. 도 2a와 도 2b에 도시된 바와같이 상기 대차는 처리조 상단면에 직접 바퀴를 안착시켜 길이방향으로의 왕복이동이 이루어지게 하거나, 처리조 상단면에 레일을 설치하여 레일을 따라 이동되는 구조로 제공된다.

상기 대차(50)는 자체적으로 모터를 장착하여 레일을 따라 왕복이동하게 하거나, 처리조의 일측 또는 양측에 호이스트를 포함하는 견인로프를 장착하여 이동되게 할 수 있으며, 제어장치를 통해 작동을 자동으로 이루어지게 할 수 있다.

상기 대차(50)는 상부에 다수개의 호퍼와 정량공급부를 형성하여 처리조 상부를 이용하면서 유기성폐기물 또는 애벌레 또는 보조재를 공급할 수 있다.

도 3a와 도 3b를 참조한 바와같이, 대차(50) 상부에는 유기성폐기물을 임시저장하는 제1호퍼(511)와, 상기 제1호퍼의 하부에 장착되어 정량 배출이 이루어지는 제1공급부(512)로 구성되는 유기성폐기물투입장치(51)를 설치하여 대차(50)를 통해 유기성폐기물을 처리조의 수용공간(31)에 공급할 수 있다. 상기 제1호퍼는 다량의 유기성폐기물을 임시저장하기 위해 다소 큰 부피를 갖게 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 처리조는 대량처리를 위해 길이가 길게 형성되므로 1회 이동에 의해 전체면적에 유기성폐기물을 일정두께로 공급하는 것이 어려우므로, 제어에 의해 제1호퍼에 저장된 량만큼 처리조로 공급하고 다시 시작지점으로 복귀하여 추가적으로 유기성폐기물을 제1호퍼에 공급받은 다음 처리조의 공급위치로 이동하여 이전에 공급이 종료된 시점부터 다시 공급을 수행하여 처리조 전체면에 일정두께의 유기성폐기물을 공급할 수 있다. 이와같이 상기 제1호퍼로의 유기성폐기물 충전이 용이하게 이루어지게 하기 위해서는 시작지점에 위치하는 대차 상부에 유기성폐기물저장탱크를 배치하여 제어에 의해 대차가 시작지점으로 복귀했을 때 유기성폐기물저장탱크의 하부를 개구시켜 제1호퍼로 충전이 이루어지게 할 수 있다. 또한 다른 방법으로는 컨베이어에 의해 제1호퍼로의 유기성폐기물 충전이 이루어지게 할 수 있다.

또한, 상기 대차(50)에는 애벌레를 임시저장하는 제2호퍼(521)와, 상기 제2호퍼의 하부에 장착되어 저장된 애벌레를 정량으로 배출하는 제2공급부(522)로 구성된 애벌레투입장치(52)를 더 설치할 수 있다.

상기 애벌레투입장치(52)는 사육실에서 수거된 애벌레를 제2호퍼(521)에 저장하고, 제2공급부(522)를 통해 정량 투하가 이루어지게 할 수 있다. 가령 유기성폐기물 10kg에 동애등에 애벌레 5000마리가 투입되는 량으로 공급이 이루어지는 등 다양한 비율로 조절하여 공급할 수 있다.

상기 애벌레투입장치는 처리조 전체에 공급되는 애벌레 량이 많지 않기 때문에 도시된 바와같이 제2호퍼의 부피는 축소시키고 제1호퍼의 부피를 최대한 크게 확장하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 대차(50)에는 보조재투입장치(53)가 더 설치될 수 있다. 상기 보조재투입장치(53)는 수분조절제 또는 영양보조제를 임시저장하는 제3호퍼(531)와, 상기 제3호퍼에 저장된 수분조절제 또는 영양보조제를 정량배출하는 제3공급부(532)로 구성된다.

상기 수분조절제로는 일반적으로 사용되는 톱밥, 코코피트, 볏짚, 쌀겨 등을 사용할 수 있고, 영양보조제로는 상용되는 다양한 성분이 사용될 수 있다. 상기 보조재투입장치는 배출량을 설정하여 필요한 량만큼 수분조절제 또는 영양보조제를 처리조에 투입되게 할 수 있다.

상기 유기성폐기물투입장치(51)와 애벌레투입장치(52) 및 보조재투입장치(53)는 도시된 바와같이 모두 대차에 설치하거나, 그 중 필요한 장치만을 선택적으로 설치하여 사용할 수 있다. 즉, 대차에 하나의 호퍼만을 형성하여 유기성폐기물 또는 애벌레 또는 보조재 중 어느 하나만 선택하여 대차를 통해 공급이 이루어지게 하거나, 필요한 만큼 호퍼를 설치하여 처리조로의 공급이 모두 대차를 통해서만 이루어지게 할 수 있거나, 하나의 호퍼를 통해 유기성폐기물 또는 애벌레 또는 보조재를 번갈아가면서 공급받아 투입되게 하는 등 다양하게 활용할 수 있다.

또한, 제1 내지 제3 호퍼(511,521,531)의 부피는 사용되는 량에 비례하여 서로 크기를 달리 형성할 수 있다. 또한 상기 유기성폐기물튜입장치와 애벌레투입장치 및 보조재투입장치를 구성하는 제1 내지 제3공급부는 정량공급피더와 같이 스크류에 의해 공급되는 형태로 제공될 수 있으며, 애벌레투입장치는 입구를 개폐하여 애벌레투입이 이루어지게 할 수 있으며, 애벌레 배출이 용이하게 이루어지도록 입구에는 진동판을 더 설치하여 진동판에 의해 애벌레가 투입되게 할 수 있다.

도 3c와 도 4를 참조한 바와같이 본 발명의 대차(50)에는 전후단 또는 저면에 교반날개(54)를 더 설치하여 투입된 유기성폐기물층을 고르게 평탄화하거나, 교반에 의해 유기성폐기물층 내부로 산소를 공급해 애벌레가 산소부족없이 지속적인 섭식활동에 의한 유기성폐기물 분해가 활발하게 이루어지게 할 수 있다. 상기 교반날개(54)는 관형태 또는 봉형때 또는 판형태로 형성하고, 적층된 유기성폐기물을 떠서 뒤집을 수 있도록 판체를 나선형으로 감긴형태 또는 회전식 교반기 등 다양한 형태가 적용될 수 있다.

또한 상기 교반날개(54)에는 내부에 공기배출유로(541)를 형성하고, 유기성폐기물층에 내입되는 교반날개의 단부나 단부측면에 다수개의 공기배출공(542)을 형성하여 유기성폐기물층 내부로 공기를 강제공급할 수 있다. 도시된 바와같이 상기 교반날개(54)에는 다수개로 분관된 갈퀴형태로 형성하고, 각 단부에 형성된 공기배출공(542)을 통해 산소공급이 이루어지게 할 수 있다. 상기 교반날개(54)는 대차에 설치된 구동팬(55)의 배기측와 관으로 연결되어 구동팬에서 배출되는 공기가 교반날개(54)로 공급되어 교반날개 하단의 공기배출공(542)을 통해 유기성폐기물층 내부로 공급된다.

이와같이 상기 교반날개(54)를 통해 유기성폐기물층 내부로 공기를 추가 공급하면 유기성폐기물층 내의 통기성을 향상되어 습도조절이 용이하게 이루어질 수 있고, 유기성폐기물층 내부에서 섭식활동을 하는 애벌레에 충분하게 산소가 공급하여 산소부족에 의한 섭취분해활동저하를 방지할 수 있다.

또한, 상기 교반날개(54)에 의한 공기 송풍은 세척용도로도 사용될 수 있다. 예컨대 애벌레에 의해 유기성폐기물의 섭취분해가 완료되면 잔류물인 분변토는 처리조의 수용공간에서 제거되고, 새로운 유기성폐기물을 투입받아 섭취분해가 이루어진다. 여기서 상기 수용공간에서 분변토를 제거하고 유기성폐기물을 투입하는 사이에 대차를 통한 고압공기를 분사하여 수용공간을 세척할 수 있다. 상기 수용공간의 세척방식으로는 기존에 사용하는 교반날개의 공기배출공을 통해 고압세척이 이루어질 수 있으며, 교반날개와는 분리된 별도의 고압분사라인을 설치하여 고압공기를 제공할 수 있다.

도 2a와 도 3c를 참조한 바와같이 본 발명에 따른 대차(50)에는 포집공간(36)으로 이동된 애벌레를 흡입하기 위한 흡입관(56)이 더 장착된다.

상기 흡입관(56)은 일단이 구동팬(55)의 흡입부에 연결되며, 타단인 흡입단부(561)는 포집공간의 바닥부근까지 길게 연장되어 포집공간 내로 이동한 애벌레를 흡입하여 회수한다. 이때 도시된 바와같이 수용공간 양측에 각각 포집공간이 구비되면 흡입관(56)은 분관을 통해 양측의 포집공간으로 내입되어 애벌레를 흡입하게 한다.

또한, 상기 흡입관(56)의 유로상에는 포집실(58)을 더 구비하여 흡입된 애벌레를 저장한다. 상기 포집실(58)은 대차(50) 상부에 설치되며 흡입관의 유로상에 설치되어 이동되는 단면적을 급속하게 확장되어 압력저하로 흡입된 애벌레가 분리되도록 한다. 상기 포집실(58)은 구동팬(55)으로 연결되는 라인측입구에 애벌레의 재진입을 방지하기 위한 진입방지수단이 추가적으로 설치하는 것이 바람직하다. 상기 진입방지수단으로는 애벌레를 거를수 있는 그물망을 설치하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 그물관(581)으로 형성하여 포집실 내부로 돌출되게 설치하여 일부 그물관에 애벌레가 부착되어도 압력부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다. 상기 그물관(581)은 관형태로 돌출된 프레임과, 상기 프레임을 감싸는 그물망이 일체로 형성된 형태로 구성될 수 있다. 또한 상기 포집실(58)은 상부를 개폐가능한 덮개로 구성하여 작업 완료후 덮개를 개방하여 포집된 애벌레를 수확하여 처리할 수 있다.

상기 포집된 애벌레의 처리방식으로는 일부는 알생산을 위한 성체로 성장시키기 위해 사용될 수 있고, 나머지는 동결건조를 포함하는 건조방식 또는 분쇄후 알갱로 성형하는 분쇄방식 등 다양한 방식에 의해 어류나 조류 등 동물의 단백질 사료로 활용되게 할 수 있다.

상기 흡입관(56)에 사용되는 구동팬과, 교반날개(54)에 사용되는 구동팬은 각각 별개의 것으로 사용하거나, 도시된 바와같이 하나의 구동팬(55)을 사용하여 포집실에서 애벌레를 흡입하고, 흡입공기는 교반날개를 통해 배출되게 구성할 수 있다.

도 3c와 도 5를 참조한 바와같이 본 발명에 따른 대차(50)에는 유공압기에 의해 승강되는 밀대(57)가 더 장착될 수 있다. 상기 밀대(57)는 처리조(30)로 유기성폐기물을 투입할 때에는 대차에 근접되게 배치하고, 유기성폐기물층의 두께를 일정하게 평탄화하거나 애벌레에 의해 분해가 완료된 분해물을 일측으로 밀어낼 때에는 대차를 하강시켜 사용되게 할 수 있다. 상기 밀대(57)의 돌출길이는 바닥과 근접한 위치 또는 바닥으로부터 설정된 높이로 이격된 위치 등을 미리 설정하여 원하는 높이로 간단하게 이동시켜 작동이 이루어지게 할 수 있다.

도 6을 참조한 바와같이 본 발명에 따른 처리조의 수용공간(31)에는, 길이방향의 일측단부에 배출구(35)를 더 형성하여 분해가 완료된 유기성폐기물의 분해물을 외부로 배출되게 할 수 있다.

상기 배출구(35)는 처리조 수용공간(31)의 일측단부측에 일정길이로 형성되고, 상기 수용공간은 배출구가 형성되기 이전까지는 다공판(32)을 설치하여 침출수 포집 및 공기공급이 배출구와는 별도의 공간에서 이루어지게 구성한다.

이와같이 일측단부에 배출구가 형성된 수용공간(31)에는, 유기성폐기물의 분해가 완료되면 밀대(57)를 하강시킨 대차(50)를 배출구(35) 방향으로 이동시키고, 대차의 이동과정에서 밀대(57)가 분해물을 배출구(35)로 밀어서 분해물의 배출이 이루어지게 한다.

이때 상기 배출구(35) 하부에는 체거름분리수단(60)이 설치되어 배출되는 분해물을 체거름을 통해 분변토와 애벌레를 포함하는 덩어리물질을 분리할 수 있다.

상기 체거름분리수단(60)은 체거름이 이루어지는 망체인 진동컨베이어벨트 또는 진동판(61)과, 망체를 통과하여 분리된 분해물을 포집하는 분해물포집조(62)와, 망체를 통과하지 않은 분해되지 않은 유기성폐기물 덩어리 및 애벌레를 포집하는 미분해물포집조(63)를 포함하여 구성된다.

상기 분해물포집조(62)에 포집된 분변토는 포장하여 천연비료로 활용할 수 있어 유기성폐기물 처리시설을 운영하는 가구에 부가적인 소득을 창출하게 할 수 있다.

또한 미분해물포집조(63)에 포집된 미분해물을 다시 처리조(30)로 공급하여 분해공정을 다시 수행하게 할 수 있다.

이때 상기 체거름분리수단(60)은 처리조의 배출구(35) 하부에 설치되어 배출구에서 분해물을 배출하면서 동시에 분리작업이 이루어지게 하거나, 배출구에서 배출된 분해물을 컨베이어벨트로 이동시킨 다음 분리작업이 이루어지게 하는등 다양한 방식으로 장치를 연결하여 분해물분리가 이루어지게 할 수 있다.

아울러 본 발명은 도 7을 참조한 바와같이 전류공급장치(70)가 더 포함될 수 있다. 상기 전류공급장치(70)는 외부전원과 연결되고 변압기를 구비하여 애벌레에게 약한 자극을 줄 수 있는 세기의 미세전류를 제공하는 장치이다. 전류공급장치(70)는 미세전류공급라인(71)을 다공판(32)에 연결하여 필요시 다공판을 통해 처리조의 수용공간(31) 전체에 미체전류를 공급하거나, 다공판 상부에 적층된 섭취분해물인 분변토에 살수를 수행한 다음 통전이 수행되게 할 수 있다.

상기한 바와같이 전류공급장치(70)를 통해 다공판(32)에 미세전류를 가하면 다공판에 적층된 분변토에 내포된 애벌레를 자극시켜 미세전류가 전달되지 않은 포집공간(36)이나 내부격벽(37) 상부로 이동되게 해 분변토로부터 애벌레를 분리시킬 수 있다.

상기 애벌레가 분리된 상태에서 대차를 이동시켜 분변토를 배출구로 배출시켜 애벌레가 포함되지 않은 분변토를 수취할 수 있다.

또한 도 8을 참조한 바와같이 대차가 설치된 처리조를 복층으로 구성하여 좁은 면적에서 다량으로 처리할 수 있다. 즉 처리실에 시설골조(40)를 다층으로 설치하고, 각층에 처리조(30)를 안치하는 방식으로 제공될 수 있다.

상기 각 층의 처리조(30)에는 개별적으로 이동되는 대차(50)를 통해 유기성폐기물과 애벌레 투입, 섭취분해 완료 후 애벌레 회수 및 섭취분해물인 분변토 회수가 이루어지게 할 수 있다.

특히 상하층간 배출구를 동일축상에 배치하면 상부 처리조에서 배출된 분변토는 하부 처리조의 배출구를 통해 체거름분리수단으로 공급되어 분변토 내의 미분해물을 분리하여 저장하는 과정을 수행할 수 있는 등 복수의 처리조에서 하나의 체거름분리수단을 공유할 수 있어 시설비용을 절감시킬 수 있다.

상기한 바와같이 구성된 본 발명에 따른 유기성폐기물 처리시설(10)은,

공급받은 유기성폐기물 특히 음식물쓰레기를 탈수를 포함하는 전처리과정을 통해 처리한 다음 대차(50)의 유기성폐기물투입장치(51)에 충전시키고, 생육실에서 성장시킨 애벌레와 수분조절제 또는 영양보조제도 대차의 애벌레투입장치(52)와 보조재투입장치(53)에 각각 충전시킨다.

충전이 완료되면 대차(50)는 처리조(30)를 따라 이동하면서 정량의 유기성폐기물과 애벌레를 투입하여 진행하며, 수분이 많은 유기성폐기물일 경우 수분조절제도 정량 공급하여 처리조 내에 유기성폐기물층이 적정한 수분상태가 유지되도록 하거나, 영양보조제를 추가적으로 제공하여 유기성폐기물과 함께 섭취하게 한다. 이때 상기 대차(50)는 저장된 유기성폐기물을 모두 투입하면 원래의 시작위치로 이동하여 유기성폐기물을 다시 충전받아서 이전에 투여한 부분으로 재이동하여 다시 처리조 내로 유기성폐기물을 투입하게 한다.

상기 처리조(30)의 유기성폐기물층은 발생된 침출수를 다공판(32)을 통해 하부공간(34)으로 배출함으로 유기성폐기물층의 수분을 적정하게 유지할 수 있다.

또한, 하부공간(34)에서 상부공간으로 공기가 공급하기 때문에 유기성폐기물층에서는 공급받은 공기에 의해 통기성을 확보하면서 애벌레에서 충분한 산소를 공급하여 활발한 섭식분해활동을 유도할 수 있다.

또한, 상기 대차(50)는 처리조 내를 이용하면서 교반날개(54)로 유기성폐기물층을 교반시키고, 교반과정에서 유기성폐기물층 내에 공기를 주입시켜 유기성폐기물층 내의 통기성 확보와 산소공급이 용이하게 이루어지게 할 수 있다.

또한, 애벌레의 섭식활동을 활발하게 하기 위해 처리실(20) 내에는 이에 적합한 온도와 습도를 자동으로 유지하게 할 수 있다.

상기 섭식활동을 완료한 애벌레는 번데기로 변하는 용화를 위해서 건조한 장소를 찾아서 처리조(30)의 측벽을 넘어서 포집공간(36)으로 이동한다.

이때 상기 처리조 상부를 이동하는 대차(50)에 설치된 흡입관(56)을 통해 포집조(36)로 내의 애벌레를 흡입하여 포집실로 포집하며, 포집된 애벌레는 다양한 건조방식 또는 분쇄 방식을 통해 고단백질 영양사료로 활용한다.

처리조(30)에서의 분해작용이 완료되면 대차(50)는 밀대(57)를 하강시켜 밀대를 통해 유기성폐기물의 분해물을 처리조의 배출구(35)로 밀어서 배출시킨다.

이때 상기 대차를 통해 분해물을 배출구로 배출시키기 이전에 전류공급장치에 의해 다공판에 미세전류를 인가하여 분해물에 섞여 있는 애벌레를 자극시켜 애벌레가 분해물 밖으로 나오게 하는 과정을 수행함으로써 배출구로는 애벌레가 제거된 분해물을 수취할 수 있다.

상기 처리조 수용공간의 배출구로 배출된 유기성폐기물 분해물은 체거름분리수단(60)을 통해 분변토를 분리하여 천연비료로 판매하고, 분리된 미분해물과 잔류 애벌레는 처리조로 재투입하여 2차분해가 이루어지게 하는 등 유입된 유기성폐기물을 최대한 자동화하면서 대량처리가 가능하게 할 수 있다.

또한, 상기 섭취분해가 완료된 분해물을 배출한 처리조에는 대차를 통해 고압공기를 송풍시켜 처리조 수용공간을 세척한 다음 유기성폐기물을 재투입하여 잔류물의 부패를 방지할 수 있다.

10 : 유기성폐기물 처리시설
20 : 처리실
21 : 온도제어장치 22 : 습도제어장치
23 : 환기장치
30 : 처리조
31 : 수용공간 32 : 다공판
33 : 상부공간 34 : 하부공간
35 : 배출구 36 : 포집공간
37 : 내부격벽
341 : 배수관 342 : 공기주입관
40 : 시설골조
50 : 대차
51 : 유기성폐기물투입장치 52 : 애벌레투입장치
53 : 보조재투입장치 54 : 교반날개
55 : 구동팬 56 : 흡입관
57 : 밀대 58 : 포집실
511 : 제1호퍼 512 : 제2공급부
521 : 제2호퍼 522 : 제2공급부
531 : 제3호퍼 532 : 제3공급부
541 : 공기배출유로 542 : 공기배출공
561 : 흡입단부 581 : 그물관
60 : 체거름분리수단
61 : 진동판 62 : 분해물포집조
63 : 미분해물포집조
70 : 전류공급장치
71 : 미세전류공급라인

Claims (11)

1. 애벌레를 이용한 유기성폐기물 처리시설에 있어서,
   길이방향으로 길게 형성되어 내부에 유기성폐기물과 애벌레를 수용하여 섭취분해작용이 이루어지는 수용공간(31)과, 상기 수용공간의 일측 또는 양측에 형성되어 번데기가 용화되기 위해 내부격벽을 넘은 애벌레를 포집하는 포집공간(36)으로 이루어지는 처리조(30)와;
   상기 처리조 상부에 설치되어 길이방향으로 이동하면서 유기성폐기물과 애벌레를 투입하는 대차(50)와;
   상기 처리조와 대차를 포함하여 외부와 분리된 공간을 제공하는 처리실(20);을 포함하여 구성되되,
   상기 처리조(30)는, 내부 수용공간을 상하로 구획하기 위해 길이방향으로 다공판(32)을 더 설치하고, 구획된 하부공간(34)에는 배수관(341)과 공기주입관(342)을 연통설치하여, 다공판 상부에 적층된 유기성폐기물의 침출수를 하부공간으로 배출시키면서 다공판에 적층된 유기성폐기물층 내부로 산소를 주입하게 구성하고,
   상기 다공판(32)에는 미세전류를 제공하는 전류공급장치(70)와 미세전류공급라인(71)으로 연결하여 애벌레의 섭취분해가 완료되면 미세전류를 공급하여 다공판 상부에 적층된 유기성폐기물층 내에서 애벌레를 분리하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 처리시설.
2. 애벌레를 이용한 유기성폐기물 처리시설에 있어서,
   길이방향으로 길게 형성되어 내부에 유기성폐기물과 애벌레를 수용하여 섭취분해작용이 이루어지는 수용공간(31)과, 상기 수용공간의 일측 또는 양측에 형성되어 번데기가 용화되기 위해 내부격벽을 넘은 애벌레를 포집하는 포집공간(36)으로 이루어지는 처리조(30)와;
   상기 처리조 상부에 설치되어 길이방향으로 이동하면서 유기성폐기물과 애벌레를 투입하는 대차(50)와;
   상기 처리조와 대차를 포함하여 외부와 분리된 공간을 제공하는 처리실(20);을 포함하여 구성되되,
   상기 대차(50)는, 공기흡입부분에 흡입관(56)이 장착된 구동팬(55)을 구비하되, 상기 흡입관(56)은 흡입단부(561)를 포집공간(36)으로 연장형성하여 포집공간의 애벌레를 흡입하도록 하고,
   상기 흡입관(56)의 유로상에는 포집실(58)을 구비하여 유입된 애벌레를 포집저장하게 한 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 처리시설.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 대차(50)는,
   유기성폐기물을 임시저장하는 제1호퍼(511)와, 상기 제1호퍼에 저장된 유기성폐기물을 정량으로 배출하는 제1공급부(512)로 구성된 유기성폐기물투입장치(51)와;
   애벌레를 임시저장하는 제2호퍼(521)와, 상기 제2호퍼에 저장된 애벌레를 정량으로 배출하는 제2공급부(522)로 구성된 애벌레투입장치(52);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 처리시설.
5. 제4항에 있어서,
   상기 대차(50)는, 유기성폐기물의 수분을 조절하는 수분조절제 또는 영양보조제를 임시저장하는 제3호퍼(531)와, 상기 제3호퍼에 저장된 수분조절제 또는 영양보조제를 정량배출하는 제3공급부(532)로 구성된 보조재투입장치(53)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 처리시설.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 대차(50)는,
   하단이 처리조의 수용공간에 적층된 유기성폐기물층 내부까지 연장되는 관 또는 판형태 형성되어 이동되면서 적층된 유기성폐기물을 교반시키는 교반날개(54)가 하나 또는 다수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 처리시설.
7. 제6항에 있어서,
   상기 대차(50)는,
   구동팬(55)이 더 설치되고 상기 교반날개(54) 내에는 구동팬의 배출부와 연통된 공기배출유로(541)를 더 형성하여, 구동팬에서 배출되는 공기를 교반날개의 공기배출유로를 통해 유기성폐기물층 내부로 공급하여 유기성폐기물층에 통기성 제공 및 애벌레 산소공급이 이루어지게하거나, 유기성폐기물이 제거된 수용공간 바닥을 고압으로 송풍시켜 세척이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 처리시설.
8. 삭제
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 처리조(30)의 수용공간(31)에는, 길이방향의 일측단부에 배출구(35)를 더 형성하여, 적층된 유기성폐기물의 분해물을 외부로 배출하게 하고,
   상기 배출구(35) 하부에는 배출된 분해물을 체거름을 통해 분변토와, 애벌레를 포함하는 덩어리물질을 분리하는 체거름분리수단(60)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 처리시설.
10. 제9항에 있어서,
    상기 대차(50)에는 유공압기에 의해 상하 승강되는 밀대(57)를 더 장착하여, 유기성폐기물의 분해가 완료되면 밀대를 하강시켜 분해물을 배출구 방향으로 밀어서 체거름분리수단(60)으로 배출시키게 한 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 처리시설.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 처리실(20)은,
    애벌레의 성장에 맞도록 온도와 습도를 조절하는 온도(21) 및 습도제어장치(22)가 설치되고,
    애벌레가 유기성폐기물을 분해하면서 배출하는 암모니아를 포함하는 배가스를 배출시키고 외부공기를 유입시키는 환기장치(23)가 설치되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 처리시설.

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