KR19980036996A

KR19980036996A - 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화장치

Info

Publication number: KR19980036996A
Application number: KR1019960055678A
Authority: KR
Inventors: 권도중
Original assignee: 배순훈; 대우전자 주식회사
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1996-11-20
Publication date: 1998-08-05
Anticipated expiration: 2016-11-20
Also published as: KR0175775B1

Abstract

본 발명은 교반수단 없이 유기성 슬러지를 호기성 발효제로 효율적으로 발효, 분해시키고 정화시켜 배출시키는, 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화장치를 제공한다.

그 유기성 슬러지 정화장치는, 내부가 발효조를 형성하고, 유기성 슬러지 투입용 도아와 그 도아 아래에 설치되는 분쇄기를 지니며, 그 분쇄, 투입된 유기성 슬러지가 내부에서 미생물에 의해 발효되어 가스와 미량의 고형물을 포함하는 주로 물인 액상물질로 분해되는 1차 탱크; 그 1차 탱크로부터 개폐가능한 배출밸브의 개방으로 상기 발효, 분해된 액상물질이 유입되어 고형물을 침전시키고 주로 물인 액상물질을 배출시키는 2차 탱크; 상기 1차 탱크내의 바닥으로부터 상부로 공기를 분출시켜 공기와 호기성 미생물을 접촉시킴으로써 그 미생물을 증식시키고 발효를 촉진시키기 위한 콤프레샤와 공기분사관을 포함하는 공기분사장치; 그리고, 상기 1차 탱크에서 발생되는 가스를 배출시키도록 그 1차 탱크의 상부에 설치되는 가스 배출수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 효율적이고도 대량으로 발효, 분해시킬 수 있으며, 분해된 액상물질로부터 고형물을 침전, 정화시켜 배출시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화장치

본 발명은 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 식품관련업소 내지는 식품공장이나 어류, 육류가공공장에서 발생하는 다량의 음식물 쓰레기를 발효시켜 발생되는 가스를 탈취하여 배출시키고 고형물질을 포함하는 주로 물인 액상물질을 정화, 제거할 수 있는 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화장치에 관한 것이다.

일반적으로 각 가정 또는 음식점 등에서는 매일 음식물 쓰레기가 다량 배출되며, 이러한 음식물 쓰레기는 그대로 수거되어 가축사료로 이용되거나 단순한 여과수단을 통과시켜 물기만을 걸러낸 후 쓰레기로 처리되고 있다. 이러한 음식물 쓰레기 처리는 쓰레기 수거량을 증대시키고, 쓰레기를 자주 버리지 않을 경우 악취를 발생시켜 주변의 공기를 오염시키므로 공해와 환경에 커다란 문제점으로 대두되고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 가정용 음식물 쓰레기 처리장치가 개발되어 있는 바, 그 종래의 음식물 쓰레기 처리장치의 일예가 도 1 에 도시된다.

도 1 에서 음식물 쓰레기 처리장치는 통상 단열재로 제작된 본체의 케이스(10) 상부에는 음식물 쓰레기를 투입하기 위한 도아(11)가 개폐가능하게 설치되고, 그 케이스(10)의 내부에는 교반처리실(12)이 착탈가능하게 설치된다. 도아(11)에는 음식물 쓰레기 처리장치의 제어와 조작을 위한 회로기판(22)과 조작판넬(23)이 설치되고 탈취장치(20)가 도아(11)의 개방시 함께 개방되게 또는 제거가능하게 설치된다. 상기 교반처리실(12)에는 교반기(13)가 도시가 생략된 모터 및 감속기에 의해 회전가능하게 설치되어 투입된 음식물 쓰레기를 교반시켜 발효시키며, 교반처리실(12)의 상부에는 일측벽에 흡기구(14)가 형성되고 이에 대향하는 측벽에는 배기구가 형성되고 그 흡기구(14)에는 흡기팬(16)과 히터(15)가 설치되며, 배기구(19)에는 배기팬(21)이 설치되고, 교반처리실(12)의 하부의 외면 바닥에는 히터(17)가 설치된다. 또한, 그 교반처리실(12)의 내부 일측벽에는 온도센서(23)가 설치되어 소정의 최적의 발효 온도범위를 유지하도록 상기 히터(15, 17)가 제어된다.

상술한 구조의 음식물 쓰레기 처리장치의 작동에 있어서는, 먼저 음식물 쓰레기를 도아(11)를 통해 교반처리실(12)에 투입하고 조작판넬(23)의 동작스위치를 온으로 하면, 모터의 작동으로 교반기(13)가 회전하여 그 투입된 음식물 쓰레기를 호기성 발효제(18)와 교반시켜 발효 미생물과 많은 접촉을 통해 용이하게 음식물 쓰레기인 유기물들이 물 내지는 수증기와 가스로 분해된다.

이와 같이 처리되는 교반처리실내의 호기성 미생물의 발효조건, 특히 교반처리실(12)의 온도와 산소량을 최적상태로 유지하기 위해 온도센서(21) 및 히터(15, 17)에 의해 교반처리실(12)의 온도가 제어되고 흡기팬(16)과 배기팬(21)에 의해 외부 공기가 유입되고 내부 발생 수증기 및 가스가 탈취장치(20)를 통과하여 탈취되면서 배출된다. 이와 같이 하여 음식물 쓰레기는 분해되어 가스와 수증기로 배출되고 잔존하는 찌꺼기는 그 교반처리실(12)의 바닥으로부터 별도의 제거수단에 의해 수거하거나 도아(11)를 개방시키고 그 교반처리실(12)의 케이스를 탈착, 찌꺼기를 수거하여 폐기 내지는 퇴비로 사용된다.

그러나 상술한 가정용 소형 음식물 쓰레기 처리장치는 교반, 발효시키기 때문에 발효의 효율을 높어 처리시간을 단축시킬 수는 있지만, 중, 대형으로 할 경우 교반을 위한 동력이 크게 소요되며, 분해되어 발생하는 물질 중 대량의 물을 그대로 배출시키는 것은 수질공해상 문제로 되어, 대량의 음식물 쓰레기 내지는 유기성 슬러지를 발생시키는 식품관련업소 내지는 식품공장이나 어류, 육류가공공장에서 발생하는 유기성 폐기물의 처리에 사용하기는 적합하지 아니하다는 문제점이 있다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 대량의 음식물 쓰레기 내지는 유기성 슬러지를 발생시키는 식품관련업소 내지는 식품공장이나 어류, 육류가공공장에서 발생하는 유기성 폐기물의 처리에 사용하기는 적합하고, 교반수단 없이 음식물 쓰레기와 같은 유기성 슬러지를 호기성 발효제로 발효시켜 가스와 미량의 고형물을 포함하는 주로 물인 액상물질로 분해시키고 가스는 탈취, 배기시키고 액상 물질은 고형물질을 분리, 정화시켜 배출시킬 수 있는, 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1 은 종래의 음식물 쓰레기 처리장치의 구성을 개략적으로 나타내는 종방향 단면도,

도 2 는 본 발명에 따라 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화장치의 구성을 나타내는 종단면도,

도 3 은 도 2 에서 고형물질 제거수단의 다른 실시예를 도시한 부분 단면도,

도 4 은 도 3 의 유기성 슬러지 정화장치의 유기성 슬러지 처리 공정도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 케이스11, 31 : 도아12 : 교반처리실

13 : 교반기14 : 흡기구15 : 히터

16 : 흡기팬18 : 호기성 발효제19 : 배기구

20, 45 : 탈취장치21, 43, 46 : 배기팬23 : 조작판넬

32' : 투입구32 : 분쇄기33 : 1차 탱크

34 : 배출밸브35 : 2차탱크35'' : 배수밸브

36 : 고형물 트레이36' : 침전공간36'' : 스크류컨베이어

40 : 공기분사수단42 : 미생물 보관함

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화장치는, 음식물 쓰레기와 같은 유기성 슬러지(폐기물)을 발효, 분해시켜 정화, 배출시키기 위한, 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화장치에 있어서: 내부가 발효조를 형성하고, 상부에 유기성 슬러지를 투입하기 위한 도아를 지니며, 그 도아 아래에 설치되는 분쇄기에 의해 투입된 유기성 슬러지가 분쇄되어 발효조로 투입되고, 그 투입된 유기성 슬러지가 내부에서 미생물에 의해 발효되어 가스와 미량의 고형물을 포함하는 주로 물인 액상물질로 분해되는 1차 탱크; 상기 1차 냉크의 하부에 형성되고, 1차 탱크에서 분해가 이루어진 후의 개폐가능한 배출밸브의 개방으로 그 1차 탱크로부터 상기 액상물질이 유입되어 상기 액상물질에 포함된 고형물이 침전되는 고형물 침전공간이 저면에 형성되며, 그 침전공간의 상부에 주로 물인 액상물질을 배출시키기 위한 개폐가능한 배수밸브가 설치되는 배수구가 형성되고, 그 침전공간에 침전된 고형물질의 제거수단을 지니는 2차 탱크; 상기 1차 탱크내의 바닥으로부터 상부로 공기를 분출시켜 공기와 호기성 미생물을 접촉시킴으로써 그 미생물을 증식시키고 발효를 촉진시키기 위한 콤프레샤와 공기부사관을 포함하는 공기분사장치; 그리고, 상기 1차 탱크에서 발생되는 가스를 배출시키도록 그 1차 탱크의 상부에 설치되는 가스 배출수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 1차 탱크의 내부에 착탈가능하게 설치되는 미생물 보관함과, 상기 가스 배출통로의 중간에 설치되는 탈취장치 등을 추가로 구비할 수 있으며, 상기 고형물질의 제거수단은, 취출가능한 고형물질의 트레이 내지는 스크류컨베이어에 의해서 외부로 제거하여 폐기하거나, 퇴비로 사용될 수도 있다.

상술한 본 발명에 따라 1차 및 2차 탱크로 분리하고 1차 탱크에서 발효, 분해된 고형물을 포함하는 주로 물인 액상물질을 2차 탱크로 배출시켜 2차탱크에서 고형물을 침전, 정하시켜 배출시키고 또한, 그 2차 탱크에서 정화되는 동안, 1차탱크에서는 다른 유기성 슬러지를 처리할 수 있어 교반기 없이 에너지를 절약할 수 있고 효율적으로 가동시킬 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.

도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화장치의 구성을 개략적으로 나타내는 종단면도이다.

도 2 에 도시된 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화장치를, 1차 탱크(33)와 2차 탱크(35)를 구비하며, 그 1차 탱크(33)는 발효조(33')를 형성하고, 2차 탱크(35)는 정화조 내지는 침전조(35')를 형성한다.

상기 1차 탱크(33)의 상부에는 유기성 슬러지를 투입하기 위한 도아(31)가 형성되고, 그 도아(31) 아래에는 분쇄기(32)가 설치되어 투입된 유기성 슬러지를 분쇄시켜 발효조(33')로 투입시킨다. 그 투입된 유기성 슬러지가 내부에서 발효되어 가스와 미량의 고형물을 포함하는 주로 물인 액상물질로 분해되도록 그 1차 탱크(33)에는 미생물을 공급하기 위한 미생물 보관함(42)이 외부로부터 착탈가능하게 설치된다. 이와 같은 미생물 보관함(42) 대신에 외부로부터 미생물을 공급할 수 있는 개폐가능한 공급관이 설치될 수도 있다.

상기 2차 탱크(35)는 1차 탱크(33)의 하부에 형성되고, 1차 탱크(33)에서 분해가 이루어진 후에 그 분해된 액체성분이 1차 탱크(33)로부터 2차 탱크(35)로 배출되도록 그 1차 탱크(33)와 2차 탱크(35) 사이에는 개폐가능한 배출밸브(34)가 설치된다.

상기 2차 탱크(35)의 바닥에는 그 1차 탱크(33)로부터 유입된 액상물질로부터 고형물을 침전시키기 위한 고형물 침전공간(36')이 형성되며, 그 침전공간(36')의 상부에 주로 정화된 물인 액상물질을 배출시키기 위한 배수구와 개폐가능한 배수밸브(37)가 설치된다. 또, 그 침전공간(36')에는 침전된 고형물질의 제거수단(36, 36'')이 마련된다. 그 고형물질의 제거수단으로는 도 2 에서는 그 저면에 고형물질의 트레이(36)가 설치되고 외부에서 그 고형물질의 트레이(36)를 취출할 수 있도록 그 2차 탱크(35)의 일측벽에는 취출카버(38)가 개방가능하고 밀폐되게 설치된다. 도 3 의 실시예에서는 외부에 설치되는 모터(M) 내지는 핸들에 의해 회전하여 고형물질을 외부로 운반시키도록 상기 침전공간(36')에 스크류컨베이어(36'')가 설치되고, 그 스크류컨베이어(36'')의 단부에서 외부로 통하는 고형물질 배출통로(36a)가 형성되며, 그 고형물질 배출통로(36a)에는 개폐밸브(36b)가 설치된다. 그 2차 탱크(35) 내부 또는 상기 고형물질 배출통로(36a)나 배수고에는 배출되는 액상물질이나 고형물질을 소독하도록 소독약 투입구를 형성하거나, 탈취수단을 제공하여 악취를 탈취시켜 배출시킬 수도 있다.

한편, 상기 1차 탱크(33)의 바닥에는 그 바닥으로부터 상부로 공기를 분출시켜 공기와 호기성 미생물을 접촉시킴으로써 그 미생물을 증식시키고 발효를 촉진시키기 위한 다수의 노즐이 형성된 공기분사관(40)과 그 공기분사관(40)에는 개폐밸브를 개재하여 외부에 설치되는 콤프레샤(41)에 연결되어 압력공기가 공급된다.

또한, 상기 1차 탱크(33)에서 발생되는 가스를 배출시키도록 그 1차 탱크(33)의 상부에는 가스 배출수단(43, 44, 46)인 배기팬(43, 46)과 배기관(44)이 연결된다. 또, 그 배기관(44)의 가스 배출통로의 중간에는 가스로부터 악취를 제거하기 위한 탈취장치(45)가 설치된다.

상술한 본 발명의 구성에 따른 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화장치의 작동 방법을 도 2 내지 도 4 를 참조하여 설명하면, 다음과 같다.

먼저, 도 2 에서 도아(31)를 개방시키고 슬러지를 투입하면(단계 50), 단계 51에서 분쇄기(32)가 작동하여 투입되는 슬러지를 분쇄시켜 1차 탱크(33)에 투입시킨다. 이와 같은 작동은 도아(31)의 개방에 연동시키도록 도아(31)에 그 개방을 감지하여 분쇄기(32)를 연동, 작동시키도록 마이크로 스위치 내지는 여타의 센서를 설치하는 것도 가능하다.

단계 52에서는 1차 탱크(33)내에 투입된 유기성 슬러지가 미생물 보관함(42) 내지는 별도로 공급되는호기성 미생물과 접촉하여 발효, 분해하게 된다. 이때, 콤프레샤(41)를 가동시켜 공기분사관(40)의 다수의 노즐로부터 공기를 분출하여 미생물이 왕성하게 호라동하도록 하고 또, 왕성하게 증식하도록 한다. 이에 교반없이도 투입된 유기성 슬러지가 대부분 메탄과 같은 가스와 물로 분해되고(단계 53 및 단계 58), 그 분해되어 발생된 가스는 단계 54에서 1차 배기팬(43)의 작동으로 배기관(44)를 통해 탈취장치(45)로 배출되어 그 탈취장치(45)에서 악취가 탈취되게 된다(단계 55). 또, 그 하류에 설치된 2차 배기팬(43)에 의해 탈취된 가스는 공기중으로 방출된다(단계 56 및 단계 57). 이와 같이 방출되는 가스는 탈취되어 대기를 오염시키지 아니한다. 이 방출되는 가스를 적당한 소독약품이나 여과수단을 통과시킴으로써 더욱 대기오염의 염려는 제거될 것이다.

한편, 1차 탱크(33)에서 거의 완전히 분해되면, 배출밸브(34)가 개방되어 미량의 고형물질(잔유물)을 포함하는 주로 물인 액상물질이 상기 1차 탱크(33)의 하부에 위치하는 보관 탱크인 2차 탱크(35)로 배출된다(단계 58). 그 2차 탱크(35)에서 장시간 고형물질을 침전시킨 후(단계 59), 대부분이 상징수와 같은 정화된 물인 액상물질이 단계 60에서 배수밸브(35'')의 개방으로 배수되게 된다. 이와 같이 배수되는 액상물질은 대부분 정화된 상징수로서 정수시설을 거치지 아니하고도 수질공해를 일으킴이 없이 하수도로 방유시킬 수 있다. 이와 같이 상부의 액상물질을 배수시킨 후, 도 2 에서의 실시예에서는 2차 탱크(35)의 하부 침전공간(36')에 배치된 침전조(36')인 고형물질의 트레이(36)에 침전된 고형물질은 정기적으로 또는 적당한 충전 감지센서의 경고에 의해서 전방의 취출커버(38)를 제거하고 그 고형물질의 트레이(36)를 취출하여 고형물질을 수거하며, 이와 같이 수거된 고형물질은 폐기시키거나, 퇴비로 사용될 수도 있다(단계 61 내지 단계 63). 도 3 의 실시예에서는 모터(M)의 작동으로 또는 수동으로 핸들(도시 생략됨)를 회전시켜 스크류컨베이어(36'')를 회전시킴으로써 개폐밸브(36b)를 개방시키고 침전된 고형물질을 고형물질 배출통로(36a)를 통과해 외부로 배출시키는 것도 가능하다.

이와 같이 배수 내지는 제거되는 액상물질은 가스의 배출시와 같이 소독 내지는 탈취되어 배출되는 것이 더욱 바람직할 것이다.

상술한 바와 같이 1차 탱크(33)에서 발효, 분해되어 2차 탱크(35)로 배출된 후 2차 탱크(35)에서 정화되는 동안에도, 1차 탱크(33)에서는 새로운 유기성 슬러지를 투입하여 발효, 분해시킬 수 있어 동시에 효율적으로 가동시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화장치의 구성과 작용에 의하면, 1차 및 2차 탱크로 분리, 구성하고 1차탱크에 공기를 분출시켜 교반기의 작동과 같은 막대한 에너지의 낭비없이 호기성 미생물에 의해 효율적이고도 대량의 발효, 분해시킬 수 있으며, 2차 탱크에서는 1차 탱크의 가동과 동시에 이미 분해된 액상물질로부터 고형물을 침전, 정화시킴으로써 거의 상징수에 가까운 액상물질로 정화시켜 배출시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims

음식물 쓰레기와 같은 유기성 슬러지(폐기물)을 발효, 분해시켜 정화, 배출시키기 위한, 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화 장치에 있어서:

내부가 발효조(33')를 형성하고, 상부에 유기성 슬러지를 투입하기 위한 도아(31)를 지니며, 그 도아(31) 아래에 설치되는 분쇄기(32)에 의해 투입된 유기성 슬러지가 분쇄되어 발효조(33')로 투입되고, 그 투입된 유기성 슬러지가 내부에서 미생물에 의해 발효되어 가스와 미량의 고형물을 포함하는 주로 물인 액상 물질로 분해되는 1차 탱크(33);

상기 1차 탱크(33)의 하부에 형성되고, 1차 탱크(33)에서 분해가 이루어진 후에 개폐가능한 배출밸브(34)의 개방으로 그 1차 탱크(33)로부터 상기 액상물질이 유입되어 상기 액상물질에 포함된 고형물이 침전되는 고형물 침전공간(36')이 저면에 형성되며, 그 침전공간(36')의 상부에 주로 물인 액상물질을 배출시키기 위한 개폐가능한 배수밸브(37)가 설치되는 배수구가 형성되고, 그 침전공간(36')에 침전된 고형물질의 제거수단(36, 36'')을 지니는 2차 탱크(35);

상기 1차 탱크(33)내의 바닥으로부터 상부로 공기를 분출시켜 공기와 호기성 미생물을 접촉시킴으로써 그 미생물을 증식시키고 발효를 촉진시키기 위하 콤프레샤(41)와 공기분사관(40)을 포함하는 공기분사장치(40, 41); 그리고,

상기 1차 탱크(33)에서 발생되는 가스를 배출시키도록 그 1차 탱크(33)의 상부에 설치되는 가스 배출수단(43, 44, 46)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화 장치.
제 1 항에 있어서, 내부에 착탈 가능하게 설치되는 미생물 보관함(42)과, 상기 가스 배출수단(43, 44, 46)의 가스 배출 통로의 중간에 설치되어 가스로부터 악취를 제거하기 위한 탈취 장치(45)와, 콤프레샤(41)와 공기 분사관(40) 사이에 설치되는 개폐 밸브(41')를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는, 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고형물질의 제거수단(36, 36'')은, 상기 침전공간(36')에 설치되는 상부가 개방된 고형물질의 트레이(36)와, 그 고형물질의 트레이(36)를 외부로 취출할 수 있도록 밀폐되고 착탈가능하게 그 2차 탱크(35)의 침전공간(36')측 측벽에 제공되는 취출카버(38)로 구성되는 것을 특징으로 하는, 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고형물질의 제거수단(36, 36'')은, 외부에 설치되는 모터(M) 내지는 핸들에 의해 회전하여 고형물질을 외부로 운반시키도록 상기 침전공간(36')에 설치되는 스크류컨베이어(36'')와, 그 스크류컨베이어(36'')의 단부에서 외부로 통하는 고형물질 배출통로(36a)에 설치되는 개폐밸브(36b)로 구성되는 것을 특징으로 하는, 미생물을 이용한 유기성 슬러지 정화 장치.