KR102280063B1 - 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치 - Google Patents

음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음식물쓰레기의 대부분을 차지하고 있는 음폐수를 음식물쓰레기 건조설비의 잉여 처리용량을 활용하여 건조 처리하는 음폐수 처리장치에 관한 것이다.
본 발명은 음식물쓰레기의 건조를 위한 건조기를 이용하여 음폐수를 건조하는 방식으로 처리함과 더불어 음폐수 투입 전에 열교환 과정을 거쳐서 음폐수를 예열한 후에 투입하여 음폐수 건조 효율을 향상시킬 수 있는 새로운 형태의 음폐수 처리 시스템을 구현함으로써, 음폐수 처리와 관련한 외부 위탁 처리비용을 절감할 수 있고, 음폐수 처리 용량을 증대시킬 수 있는 동시에 처리 효율을 높일 수 있으며, 건조기 배출가스 볼륨이 줄어 탈취 보일러의 부하율을 감소시킬 수 있는 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치를 제공한다.

Description

음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치{PROCESSING APPARATUS FOR FOOD WASTE WATER USING FOOD WASTE DRY EQUIPMENTS}
본 발명은 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음식물쓰레기의 대부분을 차지하고 있는 음폐수를 음식물쓰레기 건조설비의 잉여 처리용량을 활용하여 건조 처리하는 음폐수 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 음식물쓰레기는 생활폐기물의 1/3 정도를 차지하며, 유기물이지만 다량의 수문을 함유하고 있어서 소각이 쉽지 않고, 염분을 많이 포함하고 있어서 재활용에 어려움이 있다.
또한, 음식물쓰레기가 악취와 침출수의 원인으로 지적되면서 매립지에서 반입거부 운동까지 일어나고 있다.
현재 국내에서 음식물쓰레기를 재활용하는 사업은 정부 또는 지방자치단체를 통해 활발히 수행되고 있는데, 이러한 음식물쓰레기를 재활용하여 사료나 퇴비 등으로 재활용하기 위하여 처리하는 과정 중 건조 과정, 응축 과정 등에서 탈수 여액의 형태와 침출수의 형태로 음폐수가 발생된다.
보통 음폐수는 일반 오ㆍ침출수와는 달리 오염물질의 농도가 매우 높고 음폐서 성상 또한 식용유, 일반 유기물, 세제 등을 포함하고 있어 분석이 불가능할 정도의 고농도로서 분해가 잘 되지 않아 심각한 환경오염의 원인이 되고 있다.
일 예로서, 매일 나오는 음식물쓰레기는 관련 재활용업체에서 따로 모아 수거를 한 후, 소각 처리를 진행하거나 혹은 건조시켜서 돼지 등과 같은 가축의 먹이로 사용된다.
최근 음식물쓰레기를 수집하는 위탁 처리업체에서는 수거량이 폭증하고 있어 그날 나온 음식물쓰레기를 그날 모두 해소하지 못하고 차곡차곡 적재하여 보관하고 있는 실정이다.
이러한 음식물쓰레기 적재량도 문제가 될 수 있지만, 그것보다 더욱더 심각한 것은 바로 음식물쓰레기의 대부분을 차지하고 있는 음폐수이다.
현재 음폐수는 퇴비 등으로 다시금 재활용하기에 어려워서 없애기 위해서는 소각장에서 태우거나, 해양 투기에 의존하거나, 하수처리장과 연계 처리하고 있는 실정이다.
보통 해양 투기는 또 다른 환경오염을 유발할 뿐만 아니라 처리비용이 많이 드는 문제점이 있고, 하수처리장과의 연계 처리는 고농도의 음폐수로 인해 하수처리장의 과부하로 작용하여 하수처리장 증설 문제를 고려해야 하는 등 경제성 측면에서 불리한 점이 있다.
등록특허공보 제10-0895607호 등록특허공보 제10-1156021호 등록특허공보 제10-1230372호 등록특허공보 제10-1845457호
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 음식물쓰레기의 건조를 위한 건조기를 이용하여 음폐수를 건조하는 방식으로 처리함과 더불어 음폐수 투입 전에 열교환 과정을 거쳐서 음폐수를 예열한 후에 투입하여 음폐수 건조 효율을 향상시킬 수 있는 새로운 형태의 음폐수 처리 시스템을 구현함으로써, 음폐수 처리와 관련한 외부 위탁 처리비용을 절감할 수 있고, 음폐수 처리 용량을 증대시킬 수 있는 동시에 처리 효율을 높일 수 있으며, 건조기 배출가스 볼륨이 줄어 탈취 보일러의 부하율을 감소시킬 수 있는 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 음식물쓰레기 건조설비의 건조기를 이용하여 음폐수를 건조 처리하는 장치로서, 음폐수의 저장을 위한 음폐수 탱크와, 상기 건조기와 음폐수 탱크 사이에 연결되는 음폐수 공급라인 및 음폐수 펌프와, 상기 음폐수 공급라인 상에 설치되어 음폐수를 예열하는 열교환기와, 상기 열교환기측으로 고온 유체를 공급하는 열원설비를 포함하는 구조로 이루어진다.
따라서, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 음폐수 탱크에 저장되어 있는 음폐수를 열교환기를 거치게 하여 예열한 후에 건조기에 공급하여 건조 처리하는 것이 특징이다.
일 예로서, 상기 열원설비는 급수 탱크와, 보일러 배출측에 설치되어 연소가스의 폐열로 열교환을 수행하는 절탄기와, 상기 급수 탱크와 절탄기 사이에 연결되는 급수 공급라인 및 급수 펌프와, 상기 절탄기와 열교환기 사이에 연결되는 고온 유체 공급라인과, 상기 열교환기와 급수 탱크 사이에 연결되는 저온 유체 회수라인을 포함하는 구조로 이루어짐으로써, 보일러 폐열을 이용하여 급수를 가열하고 이렇게 가열한 고온의 급수(유체)를 열교환기에 제공하여 음폐수를 예열할 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 음폐수 탱크와 열교환기 사이 구간의 음폐수 공급라인에서 분기되어 음폐수 탱크로 연결되는 오버플로라인 및 이때의 분기점에 설치되는 제1밸브를 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 건조기측으로 공급되는 예열 전의 음폐수의 일부를 회수할 수 있는 특징이 있다.
그리고, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 열교환기와 건조기 사이 구간의 음폐수 공급라인에서 분기되어 음폐수 탱크로 연결되는 리턴라인 및 이때의 분기점에 설치되는 제2밸브를 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 건조기측으로 공급되는 예열 후의 음폐수의 일부를 회수하여 음폐수 탱크 내의 음폐수를 승온시킬 수 있는 특징이 있다.
다른 예로서, 상기 열원설비는 건조기의 건조기 배출구와 열교환기 사이에 연결되는 배기가스 배출라인을 포함하는 구조로 이루어짐으로써, 건조기에서 배출되는 고온의 배기가스를 열교환기에 제공하여 음폐수를 예열할 수 있는 특징이 있다.
한편, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치에서 건조기는 음식물쓰레기를 건조하거나, 음폐수를 건조하거나, 음식물쓰레기와 음폐수를 함께 건조하는 방식으로 운전될 수 있으며, 음식물쓰레기와 음폐수를 함께 건조하는 경우 음식물쓰레기의 처리 용량과 연계하여 음폐수의 처리 용량이 결정되도록 하는 것을 바람직하다.
본 발명에서 제공하는 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 음식물쓰레기 건조설비의 건조기에 음폐수를 투입하여 건조기 내부의 고온의 스팀열로 음폐수를 건조함과 더불어 건조기측으로 음폐수를 투입하기 전에 열교환을 통해 음폐수를 예열한 후에 건조하는 새로운 음폐수 처리방식을 적용함으로써, 음폐수의 위탁 처리와 관련한 비용을 대폭 절감할 수 있고, 이와 더불어 건조 방식으로 음폐수를 처리함으로 인해 음폐수 처리 용량을 증대시킬 수 있음은 물론 음폐수 처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
둘째, 건조기에서 배출되는 배출가스를 음폐수 예열을 위한 열교환 매체로 활용하여 배출가스의 볼륨(배출량)을 자연스럽게 감소시킴으로써, 음식물쓰레기 건조설비의 후속 공정인 탈취 공정에서 탈취 보일러의 부하율을 감소시킬 수 있는 등 건조설비의 운전 비용 절감 및 건조설비의 전체적인 운용의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
셋째, 음폐수 처리 시 기존의 소각처리장, 하수처리장 등의 설비를 대신하여 음식물쓰레기 건조설비를 그대로 활용함으로써, 설비 투자와 관련한 비용을 줄일 수 있고, 음식물쓰레기 건조설비의 잉여 처리용량을 활용하여 음폐수를 처리할 수 있는 등 음식물쓰레기 건조설비의 활용도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치를 나타내는 개략도
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치를 나타내는 개략도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치를 나타내는 개략도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 음식물쓰레기를 건조하는 건조설비의 건조기를 이용하여 음폐수를 건조 처리하는 장치로서, 특히 건조기에 음폐수를 투입하기 전에 열교환 과정을 거쳐서 음폐수를 예열하고, 이렇게 예열한 상태의 음폐수를 건조기에 투입하여 음폐수 건조하는 시스템으로 이루어지게 된다.
이를 위하여, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 음식물쓰레기 건조설비에서 음식물쓰레기를 건조 처리하는 건조기(10)를 포함한다.
상기 건조기(10)는 공지의 디스크 건조기를 적용할 수 있으며, 내부에 투입되는 음식물쓰레기를 고온의 스팀 열로 건조하여 음식물쓰레기를 함수율을 일정수준 이하, 예를 들면 10% 정도 이하로 낮추는 역할을 하게 된다.
이러한 건조기(10)에는 음식물쓰레기 투입구(미도시), 스팀 투입구(미도시) 등과 같은 기본적인 구성은 물론, 열교환기(14)측에서 연장되는 제2음폐수 공급라인(12b)이 연결되는 음폐수 투입구(28)가 형성된다.
이에 따라, 상기 건조기(10)의 내부에 음식물쓰레기 및/또는 음폐수가 투입되면, 이때의 음식물쓰레기 및/또는 음폐수는 스팀의 열에 의해 건조 처리될 수 있게 된다.
여기서, 음폐수 건조 처리의 경우, 건조기(10)의 음식물쓰레기 전체 처리 용량 중 잉여 처리 용량을 이용하여 음폐수를 단독으로 건조 처리하거나, 또는 음폐수를 음식물쓰레기와 함께 건조 처리할 수 있게 된다.
즉, 상기 건조기(10)는 음식물쓰레기만을 건조하는 일을 할 수 있거나, 음폐수만을 건조하는 일을 할 수 있고, 또는 음식물쓰레기와 음폐수를 함께 건조하는 일을 할 수 있으며, 이때 음식물쓰레기와 음폐수를 함께 건조하는 경우, 건조기(10)는 음식물쓰레기의 처리 용량과 연계하여 음폐수의 처리 용량이 결정되도록 운전될 수 있다.
이렇게 건조기 잉여 처리 용량을 이용하여 음폐수를 건조 처리함으로써, 건조기(10)의 운전과 관련한 효율성을 높일 수 있고, 또 음폐수 건조 처리를 위한 별도의 설비를 생략할 수 있는 등 설비 투자와 운용 측면에서 경제적인 이점이 있다.
또한, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 일정량의 음폐수를 저장하는 음폐수 탱크(11)를 포함한다.
상기 음폐수 탱크(11)는 일정량의 음폐수, 예를 들면 삼상처리수 등과 같은 음폐수를 저장하는 탱크로서, 이러한 음폐수 탱크(11)는 음식물쓰레기 건조설비의 공정 라인 상에 배속되면서 음식물쓰레기 건조설비의 건조기(10)측으로 음폐수를 제공하게 된다.
또한, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 건조기(10)와 음폐수 탱크(11) 사이에 연결되는 음폐수 공급라인(12) 및 음폐수 펌프(13)를 포함한다.
상기 음폐수 공급라인(12)은 열교환기(14)를 기준으로 하는 전단측 및 후단측 2개의 라인, 즉 음폐수 탱크(11)와 열교환기(14) 사이에 연결되는 제1음폐수 공급라인(12a)과 열교환기(14)와 건조기(10) 사이에 연결되는 제2음폐수 공급라인(12b)으로 구성된다.
상기 제1음폐수 공급라인(12a)은 음폐수 탱크(11)의 배출측과 열교환기(14)의 음폐수 입구(31) 사이에 연결되며, 이에 따라 음폐수 탱크(11)에서 배출되는 음폐수는 열교환기(14)의 내부로 공급될 수 있게 된다.
상기 제2음폐수 공급라인(12b)은 열교환기(14)의 음폐수 출구(32)와 건조기(10)의 음폐수 투입구(28) 사이에 연결되며, 이에 따라 열교환기(14)에서 예열을 마친 음폐수가 건조기(10)의 내부로 공급될 수 있게 된다.
그리고, 상기 음폐수 펌프(13)는 음폐수 공급라인(12)의 제1음폐수 공급라인(12) 상에 설치되며, 이러한 펌프(13)의 토출력에 의해 음폐수 탱크(11)에서 배출되는 음폐수가 열교환기(14)를 경유한 후에 건조기(10)측으로 원활하게 공급될 수 있게 된다.
또한, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 음폐수의 건조 전(前) 예열을 위한 수단으로 열교환기(14)를 포함한다.
상기 열교환기(14)는 음폐수 공급라인(12) 상에 설치되어 고온의 유체, 예를 들면 열원설비(15)측에서 제공되는 고온의 물을 이용하여 음폐수의 온도를 올려주는 역할을 하게 된다.
이러한 열교환기(14)에는 유체 입구(29)와 유체 출구(30)는 물론 음폐수 입구(31)와 음폐수 출구(32)가 각각 구비되며, 이때의 유체 입구(29)와 유체 출구(30)는 열원설비(15)측으로, 음폐수 입구(31)와 음폐수 출구(32)는 음폐수 탱크(11)측과 건조기(10)측으로 각각 연결된다.
이에 따라, 상기 유체 입구(29)을 통해 들어온 고온의 유체와 음폐수 입구(31)를 통해 들어온 음폐수는 열교환기(14)의 내부에서 열교환이 이루어지게 되고, 결국 이러한 열교환 작용에 의해 음폐수는 소정의 온도로 가열된 상태로 건조기(10)측으로 공급됨과 더불어 열교환을 마친 저온의 유체는 열원설비(15)의 급수탱크(16)로 보내지게 된다.
여기서, 상기 열교환기(14)는 이중관식 열교환기, 평판형 열교환기, 콘덴서 등과 같은 타입을 적용할 수 있다.
또한, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 열교환기(14)측으로 고온 유체를 제공하는 수단으로 열원설비(15)를 포함한다.
상기 열원설비(15)는 열교환기(14) 내에서 음폐수와의 열교환을 이루는 고온의 유체를 열교환기(15)측으로 공급하는 역할을 하게 된다.
이를 위하여, 상기 열원설비(15)는 일정량의 연수 등과 같은 물을 저장한 후에 절탄기(17)측으로 연수를 공급하는 급수 탱크(16), 보일러측(미도시)과 스택측(미도시) 사이에 설치되어 연소가스의 폐열로 급수 탱크(16)로부터 공급되는 물을 가열하는 절탄기(17) 등을 포함한다.
그리고, 상기 열원설비(15)는 급수 탱크(16)와 절탄기(17) 사이에 연결되는 급수 공급라인(18) 및 이때의 급수 공급라인(18)에 설치되는 급수 펌프(19), 상기 절탄기(17)의 배출측과 열교환기(14)의 유체 입구(29) 사이에 연결되는 고온 유체 공급라인(20), 상기 열교환기(14)의 유체 출구(30)와 급수 탱크(16) 사이에 연결되는 저온 유체 회수라인(21)을 포함한다.
이에 따라, 상기 급수 펌프(19)의 가동과 함께 급수 탱크(16)에서 공급되는 물은 절탄기(17)의 내부에서 고온의 보일러 연소가스의 열교환을 통해 가열되고, 이렇게 가열된 고온의 물은 고온 유체 공급라인(20)을 통해 열교환기(14)로 보내져 음폐수와 열교환이 이루어진 후, 계속해서 열교환을 마친 저온의 물은 저온 유체 회수라인(21)을 통해 급수 탱크(16)로 회수된다.
이렇게 음폐수의 예열에 쓰이는 고온의 물을 보일러 연소가스와의 열교환을 통해 얻음으로써, 보일러 폐열 이용에 따른 열손실 저감 및 연료 절감 등 전체적인 열효율을 높일 수 있게 된다.
또한, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 건조기(10)측으로 공급되는 예열 전의 음폐수의 일부를 회수하는 수단으로 오버플로라인(22) 및 제1밸브(23)를 포함한다.
상기 오버플로라인(22)은 음폐수 탱크(11)와 열교환기(14) 사이 구간의 제1음폐수 공급라인(12a)에서 분기되어 음폐수 탱크(11)로 연결되고, 상기 제1밸브(23)는 제1음폐수 공급라인(12a)과 오버플로라인(22)의 분기점에 설치된다.
이에 따라, 상기 음폐수 탱크(11)측에서 열교환기(14)측으로 음폐수 공급 시, 컨트롤러(미도시)에서 제1밸브(23)의 ON(열림) 또는 OFF(닫힘) 작동을 제어함으로써, 열교환기(14)측, 더 나아가 건조기(10)측으로 공급되는 음폐수의 양이 조절될 수 있게 된다.
즉, 열교환기(14)의 처리 용량 및/또는 건조기(10)의 처리 용량과 연계하여 음폐수의 공급량을 조절할 수 있게 되며, 따라서 설비 운전 부하와 음폐수 처리량 간의 최적의 조합을 확보할 수 있게 된다.
또한, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 건조기(10)측으로 공급되는 예열 후의 음폐수의 일부를 회수하는 수단으로 리턴라인(24) 및 제2밸브(25)를 포함한다.
상기 리턴라인(24)은 열교환기(14)와 건조기(14) 사이 구간의 제2음폐수 공급라인(12b)에서 분기되어 음폐수 탱크(11)로 연결되고, 상기 제2밸브(25)는 제2음폐수 공급라인(12a)과 리턴라인(24)의 분기점에 설치된다.
이에 따라, 상기 열교환기(14)측에서 건조기(10)측으로 예열을 마친 음폐수 공급 시, 컨트롤러(미도시)에서 제2밸브(25)의 ON(열림) 또는 OFF(닫힘) 작동을 제어함으로써, 건조기(10)측으로 공급되는 예열을 마친 음폐수의 양, 다시 말해 음폐수 탱크(11)측으로 회수되는 예열을 마친 음폐수의 양이 조절될 수 있게 된다.
즉, 열교환기(14)의 처리 용량 및/또는 건조기(10)의 처리 용량 등과 연계하여 음폐수의 공급량을 조절하면서 이에 상응하는 음폐수(예컨대, 중온의 음폐수)의 회수량을 조절할 수 있게 되면, 따라서 설비 운전 부하와 음폐수 처리량 간의 최적의 조합을 확보할 수 있음은 물론, 이와 더불어 중온의 음폐수를 음폐수 저장탱크(11) 속의 음폐수와 혼합함으로써 열교환 전에 미리 음폐수 탱크(11) 내의 음폐수를 승온시킬 수 있고, 결국 열교환기(14) 내에서의 열교환 효율을 높일 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치를 나타내는 개략도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 음식물쓰레기를 건조하는 건조설비의 건조기를 이용하여 음폐수를 건조 처리하는 장치로서, 특히 건조기에 음폐수를 투입하기 전에 열교환 과정을 거쳐서 음폐수를 예열하고, 이렇게 예열한 상태의 음폐수를 건조기에 투입하여 음폐수 건조하는 시스템으로 이루어지게 된다.
이를 위하여, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 음식물쓰레기 건조설비에서 음식물쓰레기를 건조 처리하는 건조기(10)를 포함한다.
상기 건조기(10)는 공지의 디스크 건조기를 적용할 수 있으며, 내부에 투입되는 음식물쓰레기를 고온의 스팀 열로 건조하여 음식물쓰레기를 함수율을 일정수준 이하, 예를 들면 10% 정도 이하로 낮추는 역할을 하게 된다.
이러한 건조기(10)에는 음식물쓰레기 투입구(미도시), 스팀 투입구(미도시) 등과 같은 기본적인 구성은 물론, 열교환기(14)측에서 연장되는 제2음폐수 공급라인(12b)이 연결되는 음폐수 투입구(28)가 형성된다.
이에 따라, 상기 건조기(10)의 내부에 음식물쓰레기 및/또는 음폐수가 투입되면, 이때의 음식물쓰레기 및/또는 음폐수는 스팀의 열에 의해 건조 처리될 수 있게 된다.
여기서, 음폐수 건조 처리의 경우, 건조기(10)의 음식물쓰레기 전체 처리 용량 중 잉여 처리 용량을 이용하여 음폐수를 단독으로 건조 처리하거나, 또는 음폐수를 음식물쓰레기와 함께 건조 처리할 수 있게 된다.
즉, 상기 건조기(10)는 음식물쓰레기만을 건조하는 일을 할 수 있거나, 음폐수만을 건조하는 일을 할 수 있고, 또는 음식물쓰레기와 음폐수를 함께 건조하는 일을 할 수 있으며, 이때 음식물쓰레기와 음폐수를 함께 건조하는 경우, 건조기(10)는 음식물쓰레기의 처리 용량과 연계하여 음폐수의 처리 용량이 결정되도록 운전될 수 있다.
이렇게 건조기 잉여 처리 용량을 이용하여 음폐수를 건조 처리함으로써, 건조기(10)의 운전과 관련한 효율성을 높일 수 있고, 또 음폐수 건조 처리를 위한 별도의 설비를 생략할 수 있는 등 설비 투자와 운용 측면에서 경제적인 이점이 있다.
또한, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 일정량의 음폐수를 저장하는 음폐수 탱크(11)를 포함한다.
상기 음폐수 탱크(11)는 일정량의 음폐수, 예를 들면 삼상처리수 등과 같은 음폐수를 저장하는 탱크로서, 이러한 음폐수 탱크(11)는 음식물쓰레기 건조설비의 공정 라인 상에 배속되면서 음식물쓰레기 건조설비의 건조기(10)측으로 음폐수를 제공하게 된다.
또한, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 건조기(10)와 음폐수 탱크(11) 사이에 연결되는 음폐수 공급라인(12) 및 음폐수 펌프(13)를 포함한다.
상기 음폐수 공급라인(12)은 열교환기(14)를 기준으로 하는 전단측 및 후단측 2개의 라인, 즉 음폐수 탱크(11)와 열교환기(14) 사이에 연결되는 제1음폐수 공급라인(12a)과 열교환기(14)와 건조기(10) 사이에 연결되는 제2음폐수 공급라인(12b)으로 구성된다.
상기 제1음폐수 공급라인(12a)은 음폐수 탱크(11)의 배출측과 열교환기(14)의 음폐수 입구(31) 사이에 연결되며, 이에 따라 음폐수 탱크(11)에서 배출되는 음폐수는 열교환기(14)의 내부로 공급될 수 있게 된다.
상기 제2음폐수 공급라인(12b)은 열교환기(14)의 음폐수 출구(32)와 건조기(10)의 음폐수 투입구(28) 사이에 연결되며, 이에 따라 열교환기(14)에서 예열을 마친 음폐수가 건조기(10)의 내부로 공급될 수 있게 된다.
그리고, 상기 음폐수 펌프(13)는 음폐수 공급라인(12)의 제1음폐수 공급라인(12) 상에 설치되며, 이러한 펌프(13)의 토출력에 의해 음폐수 탱크(11)에서 배출되는 음폐수가 열교환기(14)를 경유한 후에 건조기(10)측으로 원활하게 공급될 수 있게 된다.
또한, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 음폐수의 건조 전(前) 예열을 위한 수단으로 열교환기(14)를 포함한다.
상기 열교환기(14)는 음폐수 공급라인(12) 상에 설치되어 고온의 유체, 예를 들면 열원설비(15)측에서 제공되는 고온의 배기가스를 이용하여 음폐수의 온도를 올려주는 역할을 하게 된다.
이러한 열교환기(14)에는 유체 입구(29)와 유체 출구(30)는 물론 음폐수 입구(31)와 음폐수 출구(32)가 각각 구비되며, 이때의 유체 입구(29)와 유체 출구(30)는 열원설비(15)측으로, 음폐수 입구(31)와 음폐수 출구(32)는 음폐수 탱크(11)측과 건조기(10)측으로 각각 연결된다.
이에 따라, 상기 유체 입구(29)을 통해 들어온 고온의 유체와 음폐수 입구(31)를 통해 들어온 음폐수는 열교환기(14)의 내부에서 열교환이 이루어지게 되고, 결국 이러한 열교환 작용에 의해 음폐수는 소정의 온도로 가열된 상태로 건조기(10)측으로 공급됨과 더불어 열교환을 마친 저온의 유체는 건조기(10)의 배기가스 배출라인(27), 예를 들면 싸이클론(33)측으로 연결되는 배기가스 배출라인(27)으로 보내지게 된다.
여기서, 상기 열교환기(14)는 이중관식 열교환기, 평판형 열교환기, 콘덴서 등과 같은 타입을 적용할 수 있다.
한편, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 음식물쓰레기 건조설비에 속하는 싸이클론(33)과 트랩(34)을 포함하며, 이때의 싸이클론(33)과 트랩(34)은 배기가스 배출라인(27)으로 연결되면서 배기가스 속의 이물질, 유분 등을 제거하는 역할을 할 수 있게 되고, 상기 싸이클론(33)으로는 열교환기(14)의 유체 출구(30)에서 연장되는 배기가스 배출라인(27)이 연결되어 건조기(10)에서 배출된 후에 열교환기(14)를 경유한 배기가스가 싸이클론(33)측으로 보내질 수 있게 되며, 이때의 배기가스는 악취 제거를 위한 탈취 보일러(미도시)측으로 보내지게 된다.
또한, 상기 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치는 열교환기(14)측으로 고온 유체를 제공하는 수단으로 열원설비(15)를 포함한다.
상기 열원설비(15)는 열교환기(14) 내에서 음폐수와의 열교환을 이루는 고온의 유체를 열교환기(15)측으로 공급하는 역할을 하게 된다.
이를 위하여, 상기 열원설비(15)는 건조기(10)의 건조기 배출구(26)와 열교환기(14)의 유체 입구(29) 사이에 연결되는 배기가스 배출라인(27)을 포함한다.
이에 따라, 상기 건조기(10)에 배출되는 고온의 유체, 즉 배기가스는 배기가스 배출라인(27)을 통해 열교환기(14)로 보내져 음폐수와 열교환이 이루어진 후, 계속해서 열교환을 마친 저온의 배기가스는 배기가스 배출라인(27)을 통해 싸이클론(33)으로 보내지게 된다.
여기서, 음폐수의 예열에 쓰이는 고온의 유체를 건조기(10)의 배기가스를 활용함으로써, 건조기(10) 및 열교환기(14)의 운용과 관련한 열 효율성 및 경제성을 확보할 수 있게 된다.
이렇게 건조기(10)의 배기가스 출구단에 열교환기(14)를 설치하여 고온의 폐가스 열원을 이용하여 음폐수를 가열 처리한 후에 건조기(10)에 투입하여 건조 처리함으로써 음폐수의 외부 위탁 처리량 감소에 따른 비용적인 측면 등에서 이점을 얻을 수 있고, 이와 더불어 건조기 배출가스를 열교환에 활용함에 따라 건조기 배기가스의 볼륨, 즉 열교환기(14)의 후단에서 나오는 배기가스의 볼륨을 줄일 수 있는 등 후속 공정의 탈취 보일러의 부하율을 감소시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 음식물쓰레기 건조설비의 건조기를 이용하여 음폐수를 건조 처리하고, 또 건조기에 음폐수 투입 전 열교환 과정을 거쳐서 음폐수를 예열한 후에 투입하는 새로운 음폐수 처리장치를 제공함으로써, 음폐수 처리와 관련한 외부 위탁 처리비용을 줄일 수 있고, 건조기 배출가스 볼륨이 줄어 탈취 보일러의 부하율을 감소시킬 수 있다.
10 : 건조기
11 : 음폐수 탱크
12 : 음폐수 공급라인
12a : 제1음폐수 공급라인
12b : 제2음폐수 공급라인
13 : 음폐수 펌프
14 : 열교환기
15 : 열원설비
16 : 급수 탱크
17 : 절탄기(Economizer)
18 : 급수 공급라인
19 : 급수 펌프
20 : 고온 유체 공급라인
21 : 저온 유체 회수라인
22 : 오버플로라인
23 : 제1밸브
24 : 리턴라인
25 : 제2밸브
26 : 건조기 배출구
27 : 배기가스 배출라인
28 : 음폐수 투입구
29 : 유체 입구
30 : 유체 출구
31 : 음폐수 입구
32 : 음폐수 출구
33 : 싸이클론
34 : 트랩

Claims (6)

  1. 음식물쓰레기 건조설비의 건조기(10)를 이용하여 음폐수를 건조 처리하는 장치로서,
    음폐수의 저장을 위한 음폐수 탱크(11)와, 상기 건조기(10)와 음폐수 탱크(11) 사이에 연결되는 음폐수 공급라인(12) 및 음폐수 펌프(13)와, 상기 음폐수 공급라인(12) 상에 설치되어 음폐수를 예열하는 열교환기(14)와, 상기 열교환기(14)측으로 고온 유체를 공급하는 열원설비(15)를 포함하며,
    상기 음폐수 탱크(11)에 저장되어 있는 음폐수를 열교환기(14)를 거치게 하여 예열한 후에 건조기(10)에 공급하여 건조 처리하고,
    상기 음폐수 탱크(11)와 열교환기(14) 사이 구간의 제1음폐수 공급라인(12a)에서 분기되어 음폐수 탱크(11)로 연결되는 오버플로라인(22) 및 이때의 분기점에 설치되는 제1밸브(23)를 더 포함하며, 건조기(10)측으로 공급되는 예열 전의 음폐수의 일부를 회수할 수 있도록 하고,
    상기 열교환기(14)와 건조기(10) 사이 구간의 제2음폐수 공급라인(12b)에서 분기되어 음폐수 탱크(11)로 연결되는 리턴라인(24) 및 이때의 분기점에 설치되는 제2밸브(25)를 더 포함하며, 건조기(10)측으로 공급되는 예열 후의 음폐수의 일부를 회수하여 음폐수 탱크(11) 내의 음폐수를 승온시킬 수 있도록 하고,
    상기 열교환기(14)의 처리 용량 및/또는 건조기(10)의 처리 용량과 연계하여 음폐수의 공급량을 조절하면서 이에 상응하는 중온의 음폐수의 회수량을 조절할 수 있게 되며, 따라서 설비 운전 부하와 음폐수 처리량 간의 최적의 조합을 확보할 수 있음은 물론, 이와 더불어 중온의 음폐수를 음폐수 저장탱크(11) 속의 음폐수와 혼합함으로써 열교환 전에 미리 음폐수 탱크(11) 내의 음폐수를 승온시킬 수 있고, 열교환기(14) 내에서의 열교환 효율을 높일 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열원설비(15)는 급수 탱크(16)와, 보일러 배출측에 설치되어 연소가스의 폐열로 열교환을 수행하는 절탄기(17)와, 상기 급수 탱크(16)와 절탄기(17) 사이에 연결되는 급수 공급라인(18) 및 급수 펌프(19)와, 상기 절탄기(17)와 열교환기(14) 사이에 연결되는 고온 유체 공급라인(20)과, 상기 열교환기(14)와 급수 탱크(16) 사이에 연결되는 저온 유체 회수라인(21)을 포함하며,
    보일러 폐열을 이용하여 급수를 가열하고 이렇게 가열한 고온의 급수를 열교환기(14)에 제공하여 음폐수를 예열할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 건조설비를 이용한 음폐수 처리장치.
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