KR19990068789A - 폐슬러지와톱밥을이용한유기질비료제조방법및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐슬러지와 톱밥을 이용한 유기질 비료 제조 방법 및 장치에 관한 것으로, 벌목 현장 및 건설현장 등지에서 폐기되는 폐목재류를 파쇄기와 마그네틱 세퍼레이터 및 건류식 사이클론을 사용하여 파쇄과정과 선별과정 및, 금속 제거과정을 반복하여 1mm이하의 톱밥을 제조하여, 이와 같이 제조된 톱밥과 소정의 호기성 발효가 가능한 슬러지와 상기 슬러지 및 톱밥을 발효시킬 수 있도록 하는 소정의 약품을 계량시스템을 사용하여 기 설정된 소정비율로 혼합한 뒤, 발효조에서 혼합물의 발효에 최적의 온도로 공기를 불어넣어 기 설정된 소정 시간간격으로 뒤집으면서 발효시킨 후, 숙성조에서 기 설정된 소정시간동안 건조시킴과 동시에 숙성시켜, 포장기를 통해서 포장을 함으로써, 폐목재의 재활용율을 대폭향상시키고, 슬러지의 처리효율이 향상되도록 하며, 인체에 유해한 화학비료의 사용을 감소시키게 되는 것이다.

Description

폐슬러지와 톱밥을 이용한 유기질 비료 제조 방법 및 장치{METHOD AND SYSTEM OF PRODUCING ORGANIC FERTLIZER WITH SLUDGE AND SAWDUST}

본발명은 폐슬러지와 톱밥을 이용한 유기질 비료 제조 방법 및 장치에 관한 것으로, 건설현장 및 벌목현장 등지에서 발생되는 목재를 분쇄하여 미세한 크기의 톱밥으로 만들어 폐슬러지와 약품을 혼합하여 발효 및 숙성시켜 유기질 비료를 제조함으로써 환경오염을 방지할 수 있도록 함과 아울러 자원 재활용율을 향상시키는 폐슬러지와 톱밥을 이용한 유기질 비료 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 국내에서 발생하는 호기성 발효가 가능한 폐기물의 양은 해마다 증가추세에 있으나, 이들의 처리가 용이하지 않아서 일부는 바다에 투기되어 해양오염을 야기시키고 있으며, 이들을 소각처리할 경우에도 막대한 연료비용이 소요되는 문제점이 있으며 또한 소각잔재물 예를들면, 분진이나 다이옥신등이 발생되어 2차적인 환경오염을 야기시키고 있으며, 상기 다이옥신등이 인체에 유입될 경우 악영향을 미치는 문제점이 있었다.

그리고, 농사를 짓는 과정에서 식물의 생장을 촉진시키기 위해서 일반적으로 화학비료를 사용하고 있으나, 이러한 화학비료는 토양의 산성화와 자연생태계 파괴등을 일으킴과 아울러, 화학비료에 포함된 유해물질이 식물을 통하여 인체에 유입되어 건강에 좋지 않은 영향을 미치는 문제점이 있어서, 이러한 화학비료를 대체할 유기질 비료의 필요성이 부각되고 있기는 하지만 그 제조량이 작아서 상용화는 불가능한 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 건설현장등지에서 발생되는 목재를 분쇄하여 미세한 크기의 톱밥으로 만들어서, 폐슬러지와 약품을 혼합하여 발효 및 숙성시켜 유기질 비료를 제조함으로써 환경오염을 방지할 수 있는 폐슬러지와 톱밥을 이용한 유기질 비료 제조 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 폐슬러지와 톱밥을 이용한 유기질 비료 제조 장치를 나타내는 블록도.

도 1b는 도 1a의 발효조와 양생조의 구조를 나타내는 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1, 7, 14, 22 : 파쇄기 3, 10, 18 : 마그네틱 세퍼레이터

15, 23 : 사이클론 26 : 필터

38 : 사일로 40, 41, 42 : 계량기

43 : 믹서 52, 62, 72 : 발효조

82 : 숙성조 98 : 파쇄기

103 : 포장기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예를 하기에서 도면을 참조하여 상세하게 살펴본다.

우선, 본 발명에 따른 폐슬러지와 톱밥을 이용한 유기질 비료 제조 방법은 벌목 현장 및 건설현장 등지에서 폐기되는 폐목재류를 파쇄과정과 선별과정및, 자석을 사용하여 금속 제거과정을 반복하여 소정크기의 톱밥을 제조하는 제 1 과정과, 상기 제 1과정에서 생산된 톱밥을 1mm를 기준으로 분류하여 1mm이상의 톱밥은 제 1 과정으로 반환하는 제 2 과정과, 상기 제 2 과정에서 분류된 1mm이하의 톱밥과 소정의 호기성 발효가 가능한 슬러지와 상기 슬러지 및 톱밥을 발효시킬 수 있도록 하는 소정 약품을 기 설정된 소정비율로 혼합하여 혼합물의 발효에 최적의 온도로 공기를 불어넣어 기 설정된 소정 시간간격으로 뒤집으면서 발효시키는 제 3과정과, 상기 제 3과정에서 발효된 유기질 비료 원료를 기 설정된 소정시간동안 건조시킴과 동시에 숙성시키는 제 4 과정및, 각 공정에서 발생되는 악취및 먼지를 정화하는 제 5과정으로 구성된다.

한편, 상기한 제 4과정에서 발효된 발효물 즉 유기질 비료는 그대로 농토등에 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 상기 발효물을 건조하여 일정한 크기로 포장하는 제 6과정을 더 포함한다.

그리고, 상기한 본 발명에 따른 폐슬러지와 톱밥을 이용한 유기질 비료 제조 장치의 구성을 하기에서 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.

다단으로 연결되어 폐목재를 기 설정된 소정 크기 즉, 입경 1mm이하의 크기로 파쇄하는 다수의 파쇄기(1)(7)(14)(22)와, 상기 파쇄기들(1)(7)(14)(22) 사이에 설치되어 파쇄기(1)(7)(14)(22)로부터 배출되는 파쇄물에서 금속을 제거하는 마그네틱 세퍼레이터(3)(10)(18)와, 상기 다수의 파쇄기(1)(7)(14)(22)들 중 종단부 파쇄기(14)(22)와 연결된 배출구와 다른 배출구가 형성되어 상기한 파쇄기(14)(22)로부터 배출되는 톱밥을 입경 1mm를 기준으로 분류하여 입경 1mm이상의 톱밥은 전단의 소정 파쇄기(14)로 반환하고 1mm이하의 톱밥은 다음과정으로 배출하는 분류기(15)(23)와, 상기 분류기(15)(23)의 후단에 설치되어 분류기(15)(23)로부터 배출된 입경 1mm이하의 톱밥을 기 설정된 소정량씩 개량하는 계량기(41)와, 슬러지를 기 설정된 소정량씩 계량하는 계량기(42)와, 상기 슬러지에 따른 약품(발효제)을 기 설정된 소정량씩 계량하는 계량기(43)와, 상기 다수의 계량기(41)(42)(43)로부터 계량된 톱밥과 슬러지와 약품을 혼합하는 믹서(43)와, 송풍기(109)와 연결되어 상기 믹서(43)에서 혼합된 혼합물을 기 설정된 일정시간동안 발효시켜 배출하는 다단계의 발효조(52)(62)(72)와, 송풍기(도시하지 않음)와 연결되어 상기 다수개 발효조(52)(62)(72) 중 최후단 발효조(72)로부터 배출된 혼합물을 건조 및 숙성하여 유기질 비료를 생성하여 배출하는 숙성조(82)로 구성된다.

한편, 상기한 구성에서 분류기(15)(23)는 바람직하게 건식 사이클론을 사용하고, 상기 분류기(15)(23)의 후단에는 톱밥을 믹서(43)에 혼합하기 전에 미리 가온시킴과 동시에 건조시키도록 송풍기(113) 및 열풍기(114)와 연결된 저장 사일로(38)를 설치하며, 믹서(43)에는 혼합물의 혼합율을 높이기 위하여 송풍기(115)와 열풍기(116)를 설치한다.

또한, 상기 숙성조(82)의 후단에는 숙성조(82)로부터 배출되는 덩어리진 유기질 비료를 분쇄하는 분쇄기(98)와, 상기 분쇄기(98)로부터 배출되는 비료를 소정의 형상으로 입형화하는 입화기(101)와, 상기 입화기(101)로부터 배출되는 비료를 건조하는 건조기(117)(118) 및, 건조된 비료를 포장하는 포장기(103)를 더 포함하며, 상기 믹서(43)와 숙성조(82) 후단에 설치되는 분쇄기(98)에는 내부에 쵸퍼가 설치되어 혼합율과 분쇄율을 높인다.

한편, 상기한 구성에서 발효조(52)(62)(72) 및 숙성조(82) 내부에는 도 1b에 도시하는 바와 같이 투입구 하부에는 좌/우 왕복운동하는 섭동식 벨트 콘베어(49)를 설치하여 혼합물이 발효조(52)(62)(72) 및 숙성조(82)내에 골고루 야적되도록 하고, 소정의 디바이스들은 먼지와 악취등을 제거하는 바이오 필터(26)와 연결하되, 본 발명의 실시 예에서는 상기 분류기(15)(23)의 후단과 발효조(52)(62)(72)및 숙성조(82)를 바이오 필터(26)와 연결하여, 바이오 필터(26)로 송출된 미분은 저장사일로(38)와 파쇄기(98)로 반환되도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 폐슬러지와 톱밥을 이용한 유기질 비료 제조 장치의 동작을 하기에서 도 1을 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.

우선, 벌목 현장 및 건설현장 등지에서 폐기되는 폐목재류는 목재 파쇄기(1)로 투입되어 1차 파쇄된 후, 콘베어(2)에 의해 이송되면서 콘베어(2) 상부에 위치한 마그네틱 세퍼레이터(3)에 의하여 금속 물질이 분리되어 다음 파쇄기(7)로 투입된다.

그리고 상기 파쇄기(7)에서 2차 파쇄된 목재는 콘베어(9)상에 위치되는 마그네틱 세퍼레이터(10)에 의하여 금속이 제거되면서 다음 파쇄기(14)로 일정한 속도로 투입되며, 상기 파쇄기(14)에서 3차 파쇄된 톱밥은 건식 사이클론(15)으로 포집되어 사이클론 효과에 의해 입경 1mm이하의 톱밥은 백 필터(26)로 이송되며 입경1mm이상의 톱밥은 벨트 콘베어(17)에 의하여 이송되면서 마그네틱 세퍼레이터(18)에 의해서 금속 물질이 분리된 후, 다음 파쇄기(22)로 보내어 마지막 파쇄를 거친 후 사이클론(23)으로 보내져서 1mm이상의 톱밥은 파쇄기(14)로 반환되고, 1mm이하의 톱밥은 상기 백필터(26)로 이송되어 배풍기(27)에 의해 톱밥에 포함된 미세한 먼지는 굴뚝(28)을 통하여 대기중에 방출되며 원료로 쓰일 톱밥은 백 필터(26) 하부로 유출되어 톱밥 저장 사일로(38)에 저장되어 송풍기(113)와 열풍기(114)에 의해 발생되는 뜨거운 열풍으로 건조된다.

상기한 바와 같이 톱밥 저장 사일로(38)에 저장된 톱밥은 계량기(41)에 의하여 기 설정된 소정량만큼 배쳐 믹셔(43)로 투입되며 하수처리장등지에서 발생되는 폐슬러지는 계량기(40)에 의하여 기 설정된 소정량만큼 배쳐 믹셔(43)에 투입되고, 상기 슬러지에 따른 약품 또한 약품 계량기(42)에서 계량되어 배쳐 믹서(43)에 투입된다.

이와 같이 배쳐 믹셔(43)에 일정 비율로 투입된 톱밥, 슬러지 및, 약품은 믹셔(43) 내부의 날개 및 쵸퍼의 작용에 의해 혼합되는데, 이 과정에서 믹서(43)에 부착된 송풍기(115)와 열풍기(116)에 의해 발생되는 뜨거운 열풍에 의하여 믹싱 작업이 원활하게 된다.

상기 믹서(43)에서 혼합된 유기질 비료 원료는 발효조(52)의 셔틀 벨트 콘베어(49)에 이송되며, 상기 셔틀 벨트 콘베어(49)의 양측하부에는 벨트 콘베어(50)(51)가 부착되어 유기질 비료 원료가 발효조(52) 내부에 골고루 쌓이게 되며, 쌓인 원료는 송풍기(109)로부터 유입되는 공기에 의하여 일정시간동안 발효되어 하부의 액티베이터(53)로 배출되어 다음 발효조(62) 내부로 투입되어, 상기 과정을 반복하게 된다. 이와 같이 다단계의 발효조(52)(62)(72)를 거치면서 발효된 원료는 숙성조(82)내부로 투입되어 송풍기로부터 유입되는 공기에 의하여 일정시간 동안 건조 및 숙성의 공정을 거치게 되며 건조 및 숙성된 제품은 하부의 액티베이터를 통해서 배출되어, 트럭(94)등에 실려서 그대로 논이나 밭등에 뿌려지기도 하나, 대부분 연속식 분쇄기(98)에 투입되어 발효와 건조 및 숙성 과정을 거치면서 덩어리화된것이 분쇄기(98) 내부의 스크류와 쵸퍼의 작용에 의해 분쇄된 후, 입화기(101)로 투입되어 일정한 크기의 구형 상태로 가공되어 벨트 콘베어(102)를 통해서 자동 포장기(103)로 이송되면서, 콘베어(102)상부에 위치된 건조기 즉, 송풍기(117)와 열풍기(118)로부터 발생되는 뜨거운 열풍에 의하여 완전 건조된 상태로 자동 포장기(103)로 이송되어 포장된다.

한편, 상기 발효조(52)(62)(72) 및 숙성조(82)의 상부에는 악취 제거용 덕트 라인이 설치되어 악취는 바이오 필터(95)로 보내어져 악취가 제거되고, 이와 같이 악취가 제거된 일반가스는 배풍기(96)에 의해 굴뚝(97)을 통해 대기 중에 방출되며, 상기 필터에서 악취가 제거된 미분은 분쇄기(98)로 투입된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 국내에서 발생하는 호기성 발효가 가능한 슬러지 및 건설현장에서 발생되는 폐목재를 이용하여 식물 생장에 유익한 유기질 비료를 제조함으로써, 매립이나 소각등으로 인한 토질오염과 대기오염을 방지하고, 분진이나 다이옥신등의 2차적인 환경오염이 방지되며, 식물에 화학비료를 사용하지 않아도 되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 벌목 현장 및 건설현장 등지에서 폐기되는 폐목재류를 파쇄과정과 선별과정및, 자석을 사용하여 금속 제거과정을 반복하여 소정크기의 톱밥을 제조하는 제 1 과정과, 상기 제 1과정에서 생산된 톱밥을 1mm를 기준으로 분류하여 1mm이상의 톱밥은 제 1 과정으로 반환하는 제 2 과정과, 상기 제 2 과정에서 분류된 1mm이하의 톱밥과 소정의 호기성 발효가 가능한 슬러지와 상기 슬러지 및 톱밥을 발효시킬 수 있도록 하는 소정 약품을 기 설정된 소정비율로 혼합하여 혼합물의 발효에 최적의 온도로 공기를 불어넣어 기 설정된 소정 시간간격으로 뒤집으면서 발효시키는 제 3과정과, 상기 제 3과정에서 발효된 유기질 비료 원료를 기 설정된 소정시간동안 건조시킴과 동시에 숙성시키는 제 4 과정 및, 각 공정에서 발생되는 악취, 먼지를 정화하는 제 5과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐슬러지와 톱밥을 이용한 유기질 비료 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 4과정에서 발효된 발효물을 건조하여 일정한 크기로 포장하는 제 6과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐슬러지와 톱밥을 이용한 유기질 비료 제조 방법.
3. 다단으로 연결되어 폐목재를 기 설정된 소정 크기 즉, 입경 1mm이하의 크기로 파쇄하는 다수의 파쇄기(1)(7)(14)(22)와, 상기 파쇄기들(1)(7)(14)(22) 사이에 설치되어 파쇄기(1)(7)(14)(22)로부터 배출되는 파쇄물에서 금속을 제거하는 마그네틱 세퍼레이터(3)(10)(18)와, 상기 다수의 파쇄기(1)(7)(14)(22)들 중 종단부 파쇄기(14)(22)와 연결된 배출구와 다른 배출구가 형성되어 상기한 파쇄기(14)(22)로부터 배출되는 톱밥을 입경 1mm를 기준으로 분류하여 입경 1mm이상의 톱밥은 전단의 소정 파쇄기(14)로 반환하고 1mm이하의 톱밥은 다음과정으로 배출하는 분류기(15)(23)와, 상기 분류기(15)(23)의 후단에 설치되어 분류기(15)(23)로부터 배출된 입경 1mm이하의 톱밥을 기 설정된 소정량씩 계량하는 계량기(41)와, 슬러지를 기 설정된 소정량씩 계량하는 계량기(42)와, 상기 슬러지에 따른 약품(발효제)을 기 설정된 소정량씩 계량하는 계량기(43)와, 송풍기(115)및 열풍기(116)와 연결되어 상기 다수의 계량기(41)(42)(43)로부터 개량된 톱밥과 슬러지와 약품을 혼합하는 믹서(43)와, 송풍기(109)와 연결되어 상기 믹서(43)에서 혼합된 혼합물을 기 설정된 일정시간동안 발효시켜 배출하는 다단계의 발효조(52)(62)(72)와, 송풍기(도시하지 않음)와 연결되어 상기 다수개 발효조(52)(62)(72) 중 최후단 발효조(72)로부터 배출된 혼합물을 건조 및 양생하여 유기질 비료를 생성하여 배출하는 숙성조(82)및, 소정의 디바이스와 연결되어 먼지와 악취등을 제거함과 동시에 미분을 분류하는 바이오 필터(26)로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐슬러지와 톱밥을 이용한 유기질 비료 제조 장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 분류기(15)(23)는 건식 사이클론을 사용하는 것을 특징으로 하는 폐슬러지와 톱밥을 이용한 유기질 비료 제조 장치.
5. 제 3항에 있어서, 상기 숙성조(82)의 후단에는 숙성조(82)로부터 배출되는 덩어리진 유기질 비료를 분쇄하는 분쇄기(98)와, 상기 분쇄기(98)로부터 배출되는 비료를 소정의 형상으로 입형화하는 입화기(101)와, 상기 입화기(101)로부터 배출되는 비료를 건조하는 건조기(117)(118) 및, 건조된 비료를 포장하는 포장기(103)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐슬러지와 톱밥을 이용한 유기질 비료 제조 장치.