KR19990031159A - Food waste treatment method and apparatus using mesophilic microorganisms - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중온(中溫) 미생물을 이용하여 음식물쓰레기를 분해, 소멸시켜 액상 상태로 배출하여 음식쓰레기를 경제적이고 효과적으로 처리하는 방법과 장치를 제공하는 기술분야이다.The present invention provides a method and apparatus for economically and effectively treating food waste by dissolving and extinguishing food waste using medium-temperature microorganisms and discharging it in a liquid state.
본 발명으로 인하여 음식쓰레기 처리시 발생하는 악취 및 물기로 인한 운반, 보관, 처리의 문제점, 매립시 표출수의 오염 등의 문제점으로부터 음식물쓰레기의 체계적인 관리가 용이하고, 매립지의 부족을 해결하여 국토의 효율적인 관리가 가능하게 된다.Due to the present invention, it is easy to systematically manage food wastes from problems such as transportation, storage and disposal problems due to odors and moisture generated during food waste treatment, and contamination of effluent water during reclamation. Efficient management becomes possible.
중온 미생물이 살기에 최적인 조건인 온도와 습도를 장치를 통해 제공함으로서 미생물이 음식쓰레기를 완전 분해하게 하고, 악취에 원인이 되는 가스는 물에 용해시켜 배출시킴으로서 악취와 잔존물을 장치에 남게 하지 않는다.By providing temperature and humidity, which are the best conditions for mesophilic microorganisms to live through the device, the microorganisms completely decompose food waste, and the gas causing odors is dissolved in water and discharged so that no odors and residues remain in the device. .
중요한 용어로는 중온 미생물, 종균제, 적정온도, 온수공급, 온수의 양, 악취제거, 분해, 소멸, 액상 상태, 배출, 처리장치, 구멍의 크기 등이 있다.Important terms include mesophilic microorganisms, spawning agents, titration temperature, hot water supply, amount of hot water, deodorization, decomposition, extinction, liquid phase, discharge, treatment device, pore size, etc.
Description
도 1은 장치의 사시도1 is a perspective view of the device
도 2는 장치의 측면도2 is a side view of the device
도 3은 장치의 정면 상세도3 is a front detail view of the device;
도 4는 여과 장치의 발췌도4 is an excerpt of the filtration device
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 급수 장치2 : 급수 장치1: water supply device 2: water supply device
3: 감속 모터4 : 교반기 날개3: deceleration motor 4: agitator blade
5 : 여과 장치6 : 전기 히터5: filtration apparatus 6: electric heater
7 : 안전 센서8 : 배수관(출)7: safety sensor 8: drain pipe (out)
9 : 인입관10 : 온수탱크9: inlet pipe 10: hot water tank
11 : 솔레노이드12 : 온도 센서11: solenoid 12: temperature sensor
13 : 투입구14 : 교반조13: Inlet 14: Stirring tank
15 : 배수조16 : 단열장치15: sump tank 16: insulation device
17 : 기어(대)18 : 체인17: gear (large) 18: chain
19 : 기어(소)19: gear (small)
[발명의 목적][Purpose of invention]
본 발명은 음식물쓰레기를 처리하는 방법과 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음식물 쓰레기를 중온(中溫) 미생물을 이용하여 분해, 소멸시켜 액상 상태로 배출시키는 경제적이고 효율적인 방법과 장치를 목적으로 한다.The present invention relates to a method and apparatus for treating food waste, and more particularly, to an economical and efficient method and apparatus for decomposing and extinguishing food waste using medium temperature microorganisms and discharging it in a liquid state. .
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술][Technical field to which the invention belongs and the prior art in that field]
본 발명은 음식물 쓰레기를 미생물을 이용하여 분해, 소멸시켜 액상 상태로 배출시키는 방법과 장치에 관한 것이며,.The present invention relates to a method and apparatus for discharging and disposing of food waste in a liquid state by using microorganisms.
산업화 및 도시화가 급속도로 이루어 지면서 생활폐기물 중 음식물 쓰레기의 발생은 1995년도 15,075톤/일이며, 이는 전체 생활 쓰레기의 31.6%를 차지할 정도로 심각하다. 그러나 이를 효율적으로 처리하는 방법은 감량화, 재활용 등의 방법으로 실시되고 이 또한 문제를 해결하는 완전한 방법이 아니다.Due to the rapid industrialization and urbanization, the generation of food waste from household waste was 15,075 tons / day in 1995, which is serious enough to account for 31.6% of the total household waste. However, the efficient way of dealing with this is carried out by methods such as weight reduction and recycling, and this is not a perfect way to solve the problem.
또한, 쓰레기 종량제 실시 이후 보관, 운반시 발생되는 악취, 침출수 등의 문제는 님비즘(Nimbism, 지역이기주의)과 어우러져 종량제의 체계마저 위태롭게 할 뿐 아니라, 환경을 파괴하고 경제적인 관리를 어렵게 만들고 있으며 결과적으로 생활 용수의 오염을 가져오게 한다.In addition, problems such as odor and leachate generated during storage and transportation after waste-based waste disposal are combined with Nimbism, which not only endangers the system of waste-based waste, but also destroys the environment and makes economic management difficult. It causes pollution of living water.
지금까지 이 분야의 종래 기술은 일반적으로 음식물쓰레기 처리의 바람직한 방법은 감량화하여 재활용하거나, 지금처럼 쓰레기 봉투를 이용하여 수거해서 매립하는 방법이었으나,Until now, the prior art in this field has generally been a method of reducing food recycling to reduce or recycle, or to collect and landfill using garbage bags as it is now.
그러나 상기 두가지 방법의 문제점으로는,However, the problem with these two methods is that
첫째, 감량하여 재활용하는 방법으로는First, to reduce and recycle
음식물쓰레기를 발효시켜 비료와 사료로 재활용하는 기술과 장치가 많이 소개되어 있으나 발효(부패)과정에서 발생하는 심한 악취 및 우리나라 음식물은 고농도의 염분(NaCl)을 함유하고 있기 때문에 비료로 사용하기에도 부적절하고, 사료로는 단백질등 많은 영양분이 분해되어 유실되었기 때문에 부적절한다. 실제로 비료로 사용하였을 경우엔 고농도의 염분때문에 식물이 고사하고 있는 실정이다.Many techniques and devices for fermenting food waste and recycling it as fertilizer and feed are introduced, but it is not suitable for use as fertilizer because of severe odor generated during fermentation (corruption) and Korean food contains high concentration of salt (NaCl). In addition, many nutrients such as protein are broken down and lost as feed. In fact, when used as a fertilizer is a situation where the plant dies because of the high concentration of salt.
둘째, 기존에 사용되는 장치는 미생물의 분해 속도를 높이기 위하여 호열성균을 주로 사용하고, 잔존물의 부피를 줄이고 함수율을 낮추기 위하여 장치내 온도가 55℃-65℃ 정도로 항상 유지되어야 하므로 과다한 전기가 사용되므로 비경제적이다.Secondly, the existing devices mainly use thermophilic bacteria to speed up the decomposition of microorganisms, and excessive electricity is used because the temperature in the device must be maintained at 55 ℃ -65 ℃ at all times in order to reduce the volume of residue and lower the moisture content. Uneconomical
세째, 생활 폐기물을 분리하여 음식쓰레기 만을 수거하여 매립하는 방법은 우리나라 음식물의 대표적인 메뉴인 국과 찌개 등으로 말미암아 음식물쓰레기에 수분이 많다는 점이다. 이를 종량쓰레기 봉투에 담았을 경우 심한 악취와 운반 과정, 매립시에 침출수가 토양을 심하게 오염시키고, 많은 양의 쓰레기를 처리하기에는 각 지방자치 단체에서 쓰레기 처리 능력이 한계에 달했을 뿐 아니라, 국토 이용 측면에서도 많은 문제점을 야기시키고 있다.Third, the method of collecting and reclaiming only the food waste by separating the household waste is that the food waste is abundant due to soup and stew, which are the representative menus of Korean food. If this is contained in the trash bag, the odor is severely polluted during the landfill and transportation process, and landfill, and the amount of garbage is limited in each municipality to handle a large amount of garbage. Also causes many problems.
이에 따라, 음식물쓰레기의 처리에 있어서, 기존의 방법을 개선하고 효율적으로 관리 처리할 수 있는 기술의 개발이 매우 시급한 형편이 있다.Accordingly, in the treatment of food waste, there is an urgent need to develop a technology capable of improving the existing method and efficiently managing the food waste.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제][Technical problem to be achieved]
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is
첫째, 처리 과정에서 악취를 없앰으로써 쾌적한 환경을 만들고,First, create a pleasant environment by eliminating odors in the process,
둘째, 1차 처리시 발생되는 음식물쓰레기의 잔존물을 미생물을 통해 완전 분해, 소멸시킴으로써 2차 처리의 불편을 해소하고,Second, to solve the discomfort of the secondary treatment by completely decomposing and extinguishing the residue of food waste generated during the primary treatment through microorganisms,
세째, 온수의 공급과 적당한 온도를 유지시킴으로서 미생물이 활동하는데 최적의 환경을 제공하고,Third, by supplying hot water and maintaining a proper temperature to provide the optimum environment for the microorganisms to work,
네째, 배출수(처리수)는 하수도와 정화조를 통해 하수종말처리장 및 분뇨처리장으로 보내지기 때문에 종합적인 관리가 되고,Fourth, because the discharged water (treated water) is sent to the sewage treatment plant and manure treatment plant through sewage and septic tank, it becomes comprehensive management.
다섯째, 2차 처리(수거, 매립 등)에 드는 비용 및 환경 오염을 막음으로써 이에 소요되는 많은 비용과 효과적인 국토 이용으로 음식쓰레기 문제를 근본적으로 해결코자 한다.Fifth, we will fundamentally solve the food waste problem by avoiding the cost of secondary treatment (collection, landfilling, etc.) and environmental pollution by using much of the cost and effective land use.
[발명의 구성 및 작용][Configuration and Function of Invention]
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 음식물쓰레기는 종속영양균(Heterotropic microorganisms)에 의해 탄수화물과 지질은 탄산가스(CO2)와 물로 분해되고 단백질은 탄산가스(CO2)와 물과 암모니아 가스(NH3) 등으로 분해된다.In order to achieve the above object, the present invention, food waste is broken down into carbohydrates and lipids into carbon dioxide (CO 2 ) and water by heterotropic microorganisms, protein is carbon dioxide (CO 2 ) and water and ammonia gas (NH 3 ) and decompose.
이때 사용되는 대표적인 종속영양균은 Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Rhizopus sp., Pseudomonas fluorescens 등이며, 각 미생물의 특징은 Bacillus licheniformis는 음식쓰레기의 탄수화물과 지질을, Bacillus subtilis는 단백질을 분해하지만 암모니아가스(NH3)를 거의 발생시키지 않으며, Rhizopus sp.는 섬유소(Cellulose)를, Pseudomonas fluorescens는 계면 활성제와 같은 유기 활성 물질을 분해시킨다.Representative heterotrophs used at this time include Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Rhizopus sp., Pseudomonas fluorescens, etc. 3 ) rarely occurs, Rhizopus sp. Decomposes cellulose and Pseudomonas fluorescens decomposes organic active substances such as surfactants.
상기 중온 미생물은 우리나라의 경우 하절기 평균 온도가 30℃ 내외이므로 이들 미생물이 음식쓰레기를 분해하는 과정에서 생기는 열로 보온이 거의 필요 없으며, 약간의 보온으로, 동절기에는 단열을 하여 약 35℃내외에서 최적의 생육 환경이 제공되며, 이런 환경은 전력비가 많이 절약되어 경제적이고, 매시간 적정의 온수를 공급함으로써 건조한 상태보다 수분가 충분한 상태에서 이들 중온 미생물이 음식쓰레기를 분해하는 최적의 조건이 제공되어 거의 완벽한 수준까지 분해된다. 그리고 더욱 중요한 사항은 사용되는 상기 미생물들은 인체와 환경에 해를 끼치지 않고, 생존기간도 길기 때문에 한번의 미생물 투입으로 많은 시간 분해 효과가 지속되기 때문에 편의성과 경제성이 제고되었다.Since the average temperature of the microorganisms in Korea is around 30 ℃ in summer, the microorganisms do not need to keep warm with heat generated during the decomposition of food waste by these microorganisms. A growing environment is provided, which is economical because it saves a lot of electricity costs, and by supplying adequate hot water every hour, it provides optimum conditions for these mesophilic microorganisms to decompose food waste in a state of sufficient moisture rather than dry state to near perfect level. Decompose And more importantly, since the microorganisms used do not harm the human body and the environment, and have a long survival time, convenience and economical efficiency have been improved because a long time decomposition effect is continued with one microorganism input.
한편, 하루동안 공급되는 물의 양이란 하루동안 투입되는 음식물쓰레기의 중량의 1배에서 30배까지 이며, 온수가 공급되는 이유는 사용되는 주된 미생물들은 편모(flagella)를 갖고 있기 때문에 수분이 충분한 환경에서 보다 활발한 분해가 이루어지기 때문이다. 즉, 본 발명은 이렇게 온수가 공급되는 환경 하에 활발한 활동을 할 수 있는 미생물이 선택된 것이다.On the other hand, the amount of water supplied during the day ranges from 1 to 30 times the weight of food waste put in during the day, and the reason why the hot water is supplied is that the main microorganisms used have flagella, This is because more active decomposition occurs. That is, the present invention is selected microorganisms capable of active activity under the environment in which hot water is supplied.
이를 촉진시키기 위하여 - 유첨 장치도면을 참조하면 - ⑥의 히터는 원래 ⑭의 교반조의 온도를 일정하게 유지시키는 것이 목적이나, ⑥의 히터는 밀폐된 공간에서 ①의 급수가 행해지지 않을때 ⑩의 온수탱크에 있는 물의 온도를 상승시켜 주고 ①의 급수가 ⑪의 솔레노이드에 의해 자동으로 매시간 1분-5분 정도 행해질때 온수를 ⑭의 교반조에 공급한다. 온도를 유지시켜 줌과 동시에 온수를 공급시켜 줌으로서 미생물이 활동하는데 최적의 조건을 제공하여 준다.In order to facilitate this-Refer to the drawing of the oil attachment device-The heater of ⑥ is intended to keep the temperature of the stirring tank of ⑭ constant, but the heater of ⑥ is hot water of 때 when the water supply of ① is not performed in an enclosed space. Increase the temperature of the water in the tank and supply hot water to the agitator's agitator tank when the water supply in ① is automatically performed for 1 to 5 minutes every hour by the solenoid of the tank. By maintaining the temperature and supplying hot water at the same time to provide the optimum conditions for the microorganisms to work.
본 발명에 의하여, 사용되는 미생물을 혼합하기 위해선 Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Rhizopus sp., Pseudomonas fluorescens을 10%에서 30%까지의 중량비로, 온수 함량이 5%에서 70%인 흡착제와 중량비율로 미생물 : 흡착제=1 : 1에서 1 : 8로 섞어 배양기에서 30℃-50℃로 15-48시간 배양하는 것이 바람직하다. 이때 사용하는 흡착제로는 비지, 쌀겨, 밀기울, 왕겨 등을 사용한다.According to the present invention, in order to mix the microorganisms used, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Rhizopus sp. : It is preferable to mix adsorbent = 1: 1 to 1: 8 and incubate at 30 degreeC-50 degreeC for 15-48 hours in an incubator. At this time, as the adsorbent to be used, such as sesame, rice bran, bran, chaff.
악취를 제거하는 방법으로는 교반조에서 발생하는 분해 과정상의 악취는 악취의 원인을 제공하는 암모니아 가스(NH3) 등은 물과 용해되어 배수를 배출되고, 여과장치(매쉬 사이즈 : 2ψ 이하)를 통해 덜 분해된 음식물쓰레기는 교반조에 남아 있도록 함으로써 악취의 제거와 완전 분해를 장치에 의해 물리적으로 해결하고 있다.In order to remove the odor, the odor generated during the decomposition process in the agitation tank is ammonia gas (NH 3 ), which provides the cause of the odor. Less decomposed food waste is left in the agitator tank to physically solve the odor removal and complete decomposition by the device.
상기 미생물에 의해 음식쓰레기는 종류에 따라 분해시간이 약간 다를 수가 있지만 거의 24시간 이내에 장치 내에서 물과 가스로 완전 분해되어 장치 내에서 정화조나 하수구에 배출된다.Food microorganisms may have slightly different decomposition time depending on the type of microorganisms, but are completely decomposed into water and gas in the apparatus within about 24 hours and discharged to the septic tank or sewer in the apparatus.
즉 본 발명으로 인해 음식물쓰레기는 다음과 같이 처리된다.That is, food waste is disposed of as follows according to the present invention.
[실시예 1]Example 1
본 발명에 의해 선택된 종균제(미생물+흡착제)를 장치에 투입하고 각 종류의 음식쓰레기를 종균제의 3배의 부피로 35℃-38℃의 장치 내에서 매시간 마다 2회 교반하고, 교반시 약간의 온수를 공급할 때 각각의 음식물쓰레기의 소멸 시간은 다음과 같다.The spawning agent selected by the present invention (microbial + adsorbent) was put into the apparatus and each kind of food waste was stirred twice every hour in the apparatus at 35 ° C.-38 ° C. with three times the volume of the spawning agent, and slightly stirred. The time to extinguish each food waste when supplying hot water is as follows.
[실시예 2]Example 2
본 발명에 의해 선택된 종균제(미생물+흡착제)를 장치에 투입하고 각 종류의 음식쓰레기를 종균제의 3배의 부피로 35℃-38℃의 장치 내에서 매시간 마다 2회 교반하고, 교반시 약간의 온수를 공급할 때 음식물쓰레기가 분해하는 과정에서의 냄새의 정도를 밀폐된 공간에서 10인의 사람에게 물어 보았을때,The spawning agent selected by the present invention (microbial + adsorbent) was put into the apparatus and each kind of food waste was stirred twice every hour in the apparatus at 35 ° C.-38 ° C. with three times the volume of the spawning agent, and slightly stirred. When asked about 10 people in an enclosed space, the degree of smell in the process of decomposing food waste when supplying hot water
(비교예)(Comparative Example)
기존 방법인 60℃ 정도에서 발효되는 장치에서 발생되는 냄새를 10인의 사람에게 물어보았을 때,When 10 people were asked about the odor generated from a device that is fermented at about 60 ℃,
상기 두가지 비교에서와 같이 본 발명의 결과 중 냄새에는 전혀 문제가 없음을 알 수 있다.As in the two comparisons, it can be seen that there is no problem in the smell of the present invention.
[실시예 3]Example 3
본 발명에 의해 선택된 종균제를 장치에 투입하고 각각의 음식쓰레기를 3배의 부피비로 35℃-38℃의 장치 내에서 매시간 마다 2회 교반하고, 교반시 약간의 온수를 공급할 때 음식쓰레기의 BOD(생물학적 산소 요구량) 및 SS(부유물질)는 다음과 같다.The seed material selected by the present invention was introduced into the apparatus, and each food waste was stirred twice every hour in the apparatus at 35 ° C.-38 ° C. at a triple volume ratio, and the BOD of the food waste was supplied when a little hot water was supplied upon stirring. (Biological oxygen demand) and SS (floating matter) are as follows.
(비교예)(Comparative Example)
처리하지 않은 액상의 서로 다른 음식물과 비교하면,Compared to the different foods in the untreated liquid,
처리수(배출수)의 BOD 240ppm, SS 330ppm은 (비교예)에서 나타난 수치와는 비교가 되지 않을 정도로 깨끗하다.The BOD 240ppm and SS 330ppm of the treated water (drained water) are clean enough to be incomparable with the figures shown in (Comparative Example).
[발명의 효과][Effects of the Invention]
상기 [실시예]에서 언급한 바와 같이 본 발명을 통해,As mentioned in the above [Example], through the present invention,
1. 음식쓰레기 처리시 잔존물이 남지 않고 완전 분해, 소멸되기 때문에 수거, 매립, 또는 소각 등의 2차 처리에 따르는 불편함과 비경제적인 비용의 소비를 줄일 수 있으며,1. Since food waste is completely decomposed and extinguished without remaining residues, it is possible to reduce the inconvenience and uneconomical costs of secondary processing such as collection, landfill, or incineration.
2. 음식물쓰레기를 하수종말처리장이나 분뇨처리장에서 종합적으로 처리할 수 있기 때문에 계통적인 생활 하수의 관리 체계를 이룩할 수 있으며, 이에 따른 환경의 피해를 극소화시킬 수 있다.2. Since food waste can be treated comprehensively in sewage treatment plant or manure treatment plant, systematic systematic management of living sewage can be achieved, thereby minimizing environmental damage.
3. 가정이나 식당 등에서 음식물쓰레기를 보관, 처리할 때 발생하는 악취 등을 개선할 수 있으며, 이를 통해 지역사회의 쾌적한 환경과 음식쓰레기로 야기되는 집단 민원 등을 해결 할 수 있다.3. It can improve the odor generated when storing and disposing of food waste at home or restaurant, etc., and can solve the community's pleasant environment and group complaints caused by food waste.
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- 1997-10-09 KR KR1019970051775A patent/KR19990031159A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |