KR19990039469A - 음식물쓰레기의 퇴비화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전체 쓰레기중 점차 그 차지하는 비중이 증가하고 있는 음식물 쓰레기를 발생단계에서 최대한 감량화하면서, 호기성 미생물에 의하여 작물 등의 경작 재배에 유효한 농지환원용 유기퇴비로 만드는 퇴비화 장치에 관한 것으로 특히 2차적 환경오염인 악취발생을 예방할 수 있는 음식물 쓰레기의 퇴비화 장치에 관한 것으로,

투입호퍼에서 중심축을 통하여 음식물 쓰레기를 공급시키고, 밴드히터를 겉에 두른 회전통체를 건조실과 발효실로 구분 형성하여 이를 모터에 의해 구동되게 하고 회전통체 내부의 이송스크류에 의하여 음식물 쓰레기를 건조실에서 발효실로 이송시키며, 발효실에서 발효된 퇴비를 배출할 때 실린더와 모터에 의해 구동되는 회전통체 내부의 배출스크류에 의해 배출구로 배출되게 한 것으로, 이때 발생되는 가스를 열교환시켜 응축수는 응축수통에 회수되고 건조한 공기는 새로운 공기와 함께 건조실과 발효실로 재 투입되게 한 것이다.

Description

음식물 쓰레기의 퇴비화 장치

본 발명은 종량제 및 분리수거가 활성화되면서 전체 쓰레기중 점차 그 차지하는 비중이 증가하고 있는 음식물 쓰레기를 발생단계에서 최대한 감량화하면서, 호기성 미생물에 의하여 작물 등의 경작 재배에 유효한 농지환원용 유기퇴비로 만드는 퇴비화 장치에 관한 것으로 특히 2차적 환경오염인 악취발생을 예방할 수 있는 음식물 쓰레기의 퇴비화 장치에 관한 것이다.

최근 생활수준의 향상과 문화수준의 향상으로 각 방면에서 발생되는 폐기물에 많은 변화를 보이고 있다. 그 중에서 1991년도부터 활성화되기 시작한 분리수거제도에 의하여 재활용품과 재활용이 불가능한 쓰레기를 분리하기 시작하였으며, 1995년도부터 실시된 종량제는 쓰레기가 경제적 부담으로 연계되면서 배출되는 쓰레기 속에서 유기물을 분리 수거하는 제도가 더욱 더 촉진되었다.

이러한 움직임에 의하여 쓰레기의 양을 줄임과 동시에 자원의 재활용이라는 측면에서 일석이조의 효과를 보고 있다.

유용한 자원이 발생단계에서 분리 수거되어 재활용되면서 쓰레기의 질에 큰 영향을 주어 상대적으로 음식물 쓰레기의 비는 증가하는 현상이 나타나고 있다. 사업자 및 생활쓰레기의 전체 쓰레기 중에 차지하는 양이 환경 부의 통계로는 약 26∼28% 수준이며, 실제 생활쓰레기중의 음식물 조사에서는 50%선까지 나타나는 것으로 보고되고 있다. 이전에 수분량이 그다지 문제되지 않았으나 최근에는 상대적으로 음식물 쓰레기에 의하여 전체 수분함량이 증가하는 현상이 관찰되고 있다. 쓰레기중의 높은 수분함량은 소각처리에 있어서 발열량을 저하시켜, 보조연료량을 증가시키고 있으며, 매립시에는 악취 및 침출수의 발생 등의 많은 문제점을 야기시키고 있다.

최근에는 발생단계에서 수분함량을 75%이하로 유지시키는 감량화조치가 발효되어 규제되고 있는 실정이다. 실제적으로 수분함량을 75%로 유지하기 위해서는 탈수로는 불가능하고 건조 및 발효를 시켜야 가능하다. 최근에 건조 및 건조발효라는 명목으로 많은 감량화장치가 보급되어 있으나, 사회적으로 많은 논란의 대상이 되고 있다. 발효라는 용어를 사용하고 있으나, 대부분이 건조에 치중하고 있는 것이 현실이다. 이들은 적당한 열과 산소의 공급이 골고루 이루어지지 않아 그 발효처리기간이 길고 그 분해율이 떨어지며 전체적으로 균일한 발효가 이루어지지 않는 결점이 있다. 생성된 물질을 퇴비나 사료로 사용할 수 있다고는 하나, 실제적으로 어디에도 사용하지 못하는 상태로 배출되고 있는 실정이다.

이러한 감량화장치들의 결점은 건조와 발효를 같은 곳에서 행하므로 미생물을 활성화시키는 것이 불가능하고, 미생물이 분해 가능한 시간을 주지 않아 발효효율이 떨어져 건조에 머물고 만다. 대부분의 장치가 발효와 건조에 대한 기본적인 개념이 없이 제작되어 발효와 건조의 성격이 명확하지 않은 상태이다.

한편, 건조 발효시 발생되는 가스를 대부분 그대로 대기로 방출시켜 그 가스로 인한 2차적인 환경오염이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 건조실과 발효실을 명확하게 분류하고, 초기단계에서 발효에 적합한 수분함량까지 열에 의하여 건조하고, 건조된 음식물 쓰레기를 발효실로 이송하여 미생물에 의하여 호기성상태에서 음식물 쓰레기를 분해되게 하기 위해 밴드히터를 겉에 두른 회전통체를 건조실과 발효실로 구분 형성하여 이를 모터에 의해 구동되게 하고 건조실에서 건조된 음식물 쓰레기를 실린더와 모터에 의해 구동되는 회전통체 내부의 이송스크류에 의해 발효실로 이송시키며, 발효실에서 발효된 퇴비를 배출할 때 실린더와 모터에 의해 구동되는 회전통체 내부의 배출스크류에 의해 배출구로 배출되게 한 것으로, 이때 발생되는 가스를 열교환시켜 응축수는 응축수통에 회수되고 건조한 공기는 새로운 공기와 함께 건조실과 발효실로 재 투입되게 하여 처리시간의 단축, 설치장소의 최소화와 설비비 및 유지관리비의 절감은 물론 배출가스 등에 의한 2차적 환경오염을 예방할 수 있는 음식물 쓰레기의 퇴비화 장치를 제공하기 위한 것이다.

도1은 본 발명의 일부 절개 표시한 전체 사시도

도2는 본 발명의 측면 설명도

도3은 본 발명의 일부 절개 표시한 정면 설명도

도4는 본 발명의 건조실에서 발효실로의 이송수단을 나타낸 설명도

도5는 본 발명의 배출수단을 나타낸 설명도

도6은 본 발명의 배출공기의 순환 계통도

[도면중 주요부분에 대한 부호의 설명]

1:회전통체 2:건조실 3:발효실 4:격판 5:프레임

6,6':교반날개 7,7':밴드히터 8:모터 9:공급스크류

10,10':흡입구 11,11':배기구 12:공급호퍼 13:이송스크류

13':축봉 14:배출구 15:배출스크류 15':축봉

16,16':모터 17,17':실린더 18,18':열교환기 19,19':응축수통

20,20':팬 21:탈취탑

이하 본 발명의 요지를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

내부에 교반날개(6)(6')가 형성되고 외부에 밴드히터(7)(7')가 설치된 회전통체(1)를 프레임(5)상에 축설하여 이를 모터(8)로 회전되게 한 음식물 쓰레기 처리장치에 있어서,

회전통체(1)를 격판(4)에 의해 건조실(2)과 발효실(3)로 분리 구성하고 밴드히터(7)(7')를 건조실(2)과 발효실(3)에 각각 가열되게 구성하되,

건조실(2) 일측 중앙에 음식물 쓰레기를 공급하는 공급스크류(9)와 공기의 흡입배출을 하는 흡입구(10)와 배기구(11)를 구성하고, 공급스크류(9) 위에 공급호퍼(12)를 구성하며,

발효실(3) 일측 중앙으로 공기의 흡입배출을 하는 흡입구(10')와 배기구(11')를 구성하며,

건조실(2) 내측에 건조된 음식물 쓰레기를 발효실(3)로 이송시키는 이송스크류(13)를 구성하여 이 축봉(13')을 건조실(2) 외측 벽에 축설하고, 발효실(3)내측에 발효된 음식물 쓰레기를 배출구(14)로 배출시키는 배출스크류(15)를 구성하여 이 축봉(15')을 건조실(2)을 관통하여 건조실(2) 외측 벽에 축설하며,

건조실(2)쪽 프레임(5)상에 이송스크류(13), 배출스크류(15)를 구동시키는 모터(16)(16')를 실린더(17)(17')에 의해 전후 이동되게 구성한 것이다.

건조실(2) 및 발효실(3)의 배기구(11)(11')로 배출되는 고온 다습한 배출공기는 연결호우스로 열교환기(18)(18'), 응축수통(19)(19'), 팬(20)(20'), 탈취탑(21)을 통해 흡기구(10)(10')로 연결하여 순환되게 한 것이다.

미설명부호 22는 모터, 23,23'는 회전기어, 24는 개폐문, 25는 실린더이다.

이상과 같은 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 공급호퍼(12)에 음식물 쓰레기를 넣고 별도의 콘트롤 회로와 센서에 의해 콘트롤되는 본 발명의 장치로 가동시킨다.

그러면 모터(8)에 의해 회전통체(1)가 회전되면서 공급호퍼(12)에 담겼던 음식물 쓰레기가 모터(22)에 의해 구동되는 공급스크류(9)가 간혈회전하면서 음식물 쓰레기를 건조실(2)내로 시간당 처리용량/24hr 만큼씩 공급되고 건조실(2)과 발효실(3)에 대한 흡기와 배기가 진행된다.

건조실(2)로 투입되는 초기의 음식물 쓰레기의 함수율은 대체로 84%∼86% 정도이다.

이렇게 건조실(2)로 공급된 음식물 쓰레기는 밴드히터(7)에 의해 60∼70℃정도로 유지되며 회전되는 건조실(2)내에서 교반날개(6)에 의해 교반되면서 건조되어 함수율이 60∼70%로 되는 것이다.

이때 발생되는 수증기 및 가스는 팬(20)에 의해 강제적으로 배기구(11)를 통해 배기되는 것으로 이 배기된 배기 가스는 열교환기(18)에서 열교환되어 수증기는 응축되어 응축수통(19)으로 모아지게 되고 공기는 인젝터를 통해 새로운 공기를 급기받아 팬(20)을 통하여 일부 공기는 탈취탑을 통하여 탈취되어 대기 중으로 배출되고 대부분의 공기는 흡기구(10)를 통하여 흡기되는 것이다.

여기서 흡기구(10)로 보내지는 공기와 탈취탑으로 보내지는 공기 비는 8:2 정도이다.

또한 기존의 배출공기와 인젝터를 통하여 들어온 새로운 공기의 비는 8:2 정도로 하는 것이 적절하다.

한편 배출되어 흡기되는 과정에서 응축수통(19)에 모아진 응축수는 일정량이 되면 레벨계의 검지로 자동 배출된다.

이와 같이 건조실(2)에서 발생되는 가스는 열교환시켜 건조실(2)로 재투입되고 일부는 탈취탑(21)에 의해 탈취되어 건조실(2) 외부로는 악취 등이 함유된 배출가스가 방출되지 않으므로 건조시 발생되는 악취 등의 가스로 인한 2차적인 환경오염을 예방할 수 있는 것이다.

84%∼86%의 함수율의 음식물 쓰레기는 함수율 60∼70%로 건조되면 회전통체(1)가 이송스크류(13)를 구동시키는 모터(16)가 있는 위치에 이송스크류(13)의 축봉(13')과 일치되게 멈추게 되고 이와 동시에 모터(16)가 회전되면서 그 하부의 실린더(17)가 작동되어 모터(16)의 회전기어(23)가 이송스크류(13)의 축봉(13')에 끼워지면 이송스크류(13)가 회전되는 것이다.

이송스크류(13)가 회전되면서 건조실(2)내의 건조된 음식물 쓰레기를 발효실(3)내로 공급하는 것이다.

이송스크류(13)에 의해 일정량의 건조음식물 쓰레기가 발효실(3)내로 공급되면 모터(16)의 회전이 멈추고 실린더(17)가 후진하여 회전기어(23)가 이송스크류(13)의 축봉(13')으로 부터 이탈되면 다시 모터(8)가 구동되어 회전통체(1)를 회전시키는 것이다.

이와 같이 발효실(3)내에 투입된 일정량의 건조음식물 쓰레기는 발효실(3)의 자전과 교반날개(6')의 뒤섞임 질에 의하여 먼저 발효된 음식물 쓰레기와 함께 퇴비화가 진행되는 것이다.

이와 동시에 흡기와 배기가 앞서 설명한 건조실(2)의 흡기와 배기와 같은 싸이클로 진행되는 것이나 여기서는 배출공기와 새로운 공기의 비를 6:4 정도로 새로운 공기를 흡입하며, 흡기구(16')로 보내지는 공기와 탈취탑(21)으로 보내지는 공기의 비를 6:4 정도로 하는 것이 적절한 것이다.

이 건조실(2)에서와 같이 발효가스를 일부는 탈취하여 배출시키고 일부는 재 흡입하므로 발효가스로 인한 2치적 환경오염을 예방할 수 있는 것이다.

여기서 발효시 미생물 자체 발열에 의해 발효 적정 온도인 50∼60℃가 유지되나 발효일(3)내의 온도가 40℃이하로 낮아지는 경우에는 발효지(3)를 두르고 있는 밴드히터(7')를 작동시켜 발효온도를 맞추어 주면서 음식물 쓰레기를 퇴비와 시키는 것으로 이때 퇴비 화된 음식물 쓰레기의 함수 율은 45∼55% 정도가 된다.

이와 같이 퇴비와 음식물 쓰레기를 배출할 때는 앞서 설명한 건조된 음식물 쓰레기를 발효실(3)로 이송할 때와 마찬가지로 배출스크류(15)의 축봉(15')이 모터(16')의 회전기어(23')와 일치되는 위치에 회전통체(1)가 정지하게 되고 이와 동시에 모터(16')가 구동되면서 그 상부의 실린더(17')가 작동되어 모터(16')를 전진시키면 모터(16')의 회전기어(23')가 배출스크류(15)의 축봉(15')에 끼워져 배출스크류(15)가 회전되면서 실린더(25)에 의해 개폐되는 개폐문(24)이 열리고 발효실(3)의 퇴비화된 음식물 쓰레기를 배출구(14)를 통해 배출시키는 것이다.

퇴비화된 음식물 쓰레기가 배출 완료되면 모터(16')가 멈추고 실린더(25)에 의해 개폐문(24)이 닫히고 실린더(17')가 후진하면서 축봉(15')에 끼워졌던 회전기어(23')가 이탈됨과 동시에 회전통체(1)는 다시 회전을 시작하는 것이다.

이와 같이 음식물 쓰레기는 연속적으로 진행되면서 건조에 의하여 수분제거 및 미생물에 의하여 분해되어 75∼80%인 높은 감량화율이 얻어지며, 생성된 물질은 퇴비로서 사용이 가능하게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명의 음식물 쓰레기의 퇴비화 장치는 음식물 쓰레기의 처리단계를 건조와 발효단계로 명확하게 구분하여 건조물을 호기성 미생물에 의하여 발효 분해시킴으로 감량화율을 높였으며, 또한 생성물을 유용한 퇴비로 만드므로 음식물 쓰레기로 인한 환경오염을 예방할 수 있음은 물론 처리시간의 단축, 설치장소의 최소화, 설비비 및 유지관리비의 절감등 경제성이 높아 저비용 고효율로 퇴비화 시킬 수 있으며 배출가스를 완전하게 제거하므로 그로 인한 2차적인 환경오염을 예방할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 내부에 교반날개(6)(6')가 형성되고 외부에 밴드히터(7)(7')가 설치된 회전통체(1)를 프레임(5)상에 축설하여 이를 모터(8)로 회전되게 한 음식물 쓰레기 처리장치에 있어서,

   회전통체(1)를 격판(4)에 의해 건조실(2)과 발효실(3)로 분리 구성하고 밴드히터(7)(7')를 건조실(2)과 발효실(3)에 각각 가열되게 구성하되,

   건조실(2) 일측 중앙에 음식물 쓰레기를 공급하는 공급스크류(9)와 공기의 흡입배출을 하는 흡입구(10)와 배기구(11)를 구성하고, 공급스크류(9) 위에 공급호퍼(12)를 구성하며,

   발효실(3) 일측 중앙으로 공기의 흡입배출을 하는 흡입구(10')와 배기구(11')를 구성하며,

   건조실(2) 내측에 건조된 음식물 쓰레기를 발효실(3)로 이송시키는 이송스크류(13)를 구성하여 이 축봉(13')을 건조실(2) 외측 벽에 축설하고, 발효실(3)내측에 발효된 음식물 쓰레기를 배출구(14)로 배출시키는 배출스크류(15)를 구성하여 이 축봉(15')을 건조실(2)을 관통하여 건조실(2) 외측 벽에 축설하며,

   건조실(2)쪽 프레임(5)상에 이송스크류(13), 배출스크류(15)를 구동시키는 모터(16)(16')를 실린더(17)(17')에 의해 전후 이동되게 구성함을 특징으로 하는 음식물쓰레기의 퇴비화 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   건조실(2) 및 발효실(3)의 배기구(11)(11')로 배출되는 고온 다습한 배출공기는 연결호우스로 열교환기(18)(18'), 응축수통(19)(19'), 팬(20)(20'), 탈취탑(21)을 통해 흡기구(10)(10')로 연결하여 순환되게 함을 특징으로 하는 음식물쓰레기의 퇴비화 장치.