KR19990075118A - 음식물 쓰레기의 건조 처리 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음식물 쓰레기 건조 처리 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 악취와 침출수 등을 포함하는 음식물 쓰레기를 압축/분쇄과정, 다단계로 나누어진 건조과정을 순서대로 거치게 하는 동시에 증기열과 건조열풍을 공급하여 음식물 쓰레기가 용이하게 건조되도록 한 음식물 쓰레기 건조 처리 방법 및 장치에 관한 것으로서, 음식물 쓰레기를 건조시키기 위하여 일단 침출수 등의 수분이 함유되고 엉킨 상태의 음식물 쓰레기를 일차적으로 분쇄 및 압축시켜 침출수등이 탈수되도록 한 후, 음식물 쓰레기내에 포함되어 있는 금속편등의 이물질을 제거하여, 증기열이 공급되는 예열기와 증기열과 건조열풍이 동시에 공급되는 제 1 스크류 건조기와 제 2 스크류 건조기와 로터리 건조기에 차례로 거치게 함으로써, 음식물 쓰레기를 건조시킬 수 있도록 한 압축/분쇄 및 다단계 건조 방식의 음식물 쓰레기의 건조 처리 방법 및 이것의 장치를 제공하고자 한 것이다.
Description
본 발명은 음식물 쓰레기 건조 처리 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 악취와 침출수 등을 포함하는 음식물 쓰레기를 압축/분쇄과정, 다단계로 나누어진 건조과정을 순서대로 거치게 하는 동시에 증기열과 건조열풍을 공급하여 음식물 쓰레기가 용이하게 건조되도록 한 음식물 쓰레기 건조 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
통상적으로 음식물 쓰레기란, 음식점, 가정, 집단급식소등에서 배출되는 음식물 찌꺼기와 식품의 생산.유통.가공.조리 등의 과정에서 발생되는 농.수.축산물류 쓰레기 등을 말하고, 이 음식물 쓰레기 성분의 대부분은 침출수, 수분등으로 이루어져 있으며, 이에 심한 악취를 동반하게 된다.
현재 상기와 같이 배출된 음식물 쓰레기의 처리는 대부분 침출수등이 포함된 상태로 매립지에 매립시켜 처리하고 있는 바, 매립된 음식물 쓰레기의 침출수가 매립토양으로 흡수되어 심한 악취를 동반하며 토양을 오염시키게 된다.
이에 따라, 바닥면에 차수막을 설치하여 음식물 쓰레기 등의 침출수가 일정한 저장소로 흐르게 한 위생 매립지가 건설되었지만, 침출수가 차수막 둘레의 제방을 뚫고 흘러나와 인근 하천등으로 유입됨으로서, 악취를 동반하며 하천을 오염시키는 폐해가 발생되었고, 또한 매립지가 아닌 하천이나 산야에 음식물 쓰레기가 그대로 버려지게 되는 경우에는 환경 오염을 더욱 가중시키게 된다.
또한, 현재 음식물 쓰레기를 자원으로 사용할 수 있는 즉, 퇴비화, 사료화, 연료화시킬 수 있는 정책이 실시중에 있지만, 다음과 같은 문제점이 발생되었다.
상기 퇴비화를 위하여 음식물 쓰레기를 퇴비화 용기에 넣어 발효시켜 식물용 퇴비로 사용한 경우에 발효된 음식물 쓰레기에는 그대로 염분 및 중금속이 함유되어 있어 오히려 식물에 해를 입히게 된다.
상기 사료화를 위하여 음식물 쓰레기를 사료화시키는 공장을 설립하였지만 오히려 음식물 쓰레기의 사료화 공정에 따른 폐수가 발생하였고, 이 폐수의 BOD와 COD의 측정치는 허용기준치인 120ppm을 최고 17배나 초과하는 2000ppm과 1000ppm이 각각 검출되어 환경오염을 가중시키게 되는 결과가 초래되었고, 사료화된 음식물 쓰레기를 가축에게 먹이기에는 염분등이 함유되어 있어 적절치 못하였다.
상기 연료화를 위해서는 일단 음식물 쓰레기가 포함된 생활 쓰레기를 소각로에 투입하여 소각시키게 되는데, 음식물 쓰레기의 수분이 소각 온도를 떨어뜨리게 되고, 소각시에는 다이옥신과 같은 인체에 해로운 성분이 발생되는 문제점이 있었다. 또한 상기 음식물 쓰레기를 감량시킬 수 있는 기기를 사용하여 음식물 쓰레기의 량을 줄일 수 있지만, 수분이 완전히 제거되지 않는 단순 압축의 기능만으로 음식물 쓰레기를 감량하는데는 한계가 있었다.
상술한 바와 같이 음식물 쓰레기의 침출수가 초래하는 문제점은 매우 심각한 실정인 바, 이를 해결하기 위해서는 우선적으로 많은량의 침출수가 함유된 음식물 쓰레기를 건조시켜야만 한다. 그 이유는 건조를 시키게 되면 궁극적인 오염 발생원인 음식물 쓰레기의 염분을 포함하는 침출수와 잔여수분이 제거되기 때문이다.
따라서 침출수의 오염없이 매립을 용이하게 할 수 있고, 배합사료의 원료 및 퇴비로도 사용할 수 있으며, 또한, 음식물 쓰레기가 건조된 상태이기 때문에 음식물 쓰레기를 소각시켜 연료화시키는 소각로의 연소조건을 개선시켜 다이옥신과 같은 유해가스를 격감시키는 동시에 발생 열량을 증대시킬 수 있다.
이에 따라, 상기 음식물 쓰레기를 건조시키기 위한 효율적인 음식물 쓰레기 건조 처리 방법 및 장치가 절실하게 요구되어진다.
본 고안은 상기와 같이 음식물 쓰레기에 의해 발생되는 폐해를 해결하기 위하여 음식물 쓰레기를 건조시키는 방법 및 장치를 안출한 것으로서, 음식물 쓰레기를 건조시키기 위하여 일단 침출수 등의 수분이 함유되고 엉킨 상태의 음식물 쓰레기를 일차적으로 분쇄 및 압축시켜 침출수등이 탈수되도록 한 후, 음식물 쓰레기내에 포함되어 있는 금속편등의 이물질을 제거하여, 증기열이 공급되는 예열기와 증기열과 건조열풍이 동시에 공급되는 제 1 스크류 건조기와 제 2 스크류 건조기와 로터리 건조기에 차례로 거치게 함으로써, 음식물 쓰레기를 건조시킬 수 있도록 한 압축/분쇄 및 다단계 건조 방식의 음식물 쓰레기의 건조 처리 방법 및 이것의 장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 건조 처리 공정과 그 장치의 설비 상태를 나타내는 공정도,
도 2는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 건조 처리 공정의 흐름도,
도 3은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 건조 처리 장치의 전체 설치상태를 나타내는 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 건조 처리 장치의 전체 설치상태를 나타내는 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 건조 처리 장치에 증기열과 건조열풍이 공급되어 예열과 건조가 이루어질 때의 함수율과 건조속도의 관계를 나타내는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10:제 1 스크류 건조기 12:제 2 스크류 건조기
14:로터리 건조기 16:예열기
18:투입호퍼 20:분쇄기
22:탈수기 24:분산기
26:회전드럼형 자력선별기 27:벨트이송형 자력선별기
28:정량토출호퍼 30:정량공급피다
32:스크류 컨베이어 34:에이프런 컨베이어
36:진동 스크린 38:압축 성형기
40:탈취기 42:벙커
44:오버헤드 크레인 46:버켓
48:투입 게이트 50:축없는 스크류
52:회전 이송부 54:2단 하우징
56a,56b:공급 배관라인 57:3단 하우징
58:롤링 가이드 60:제 1 송풍기
61:제 2 송풍기 62:제 1 열교환기
63:제 2 열교환기 64:소각로의 증기열
65:소각로 66a,66b:배출 배관라인
68:오일 버너 70:바이오 필터층
72:응축기
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 음식물 쓰레기 건조 처리 방법은 소정 크기의 벙커(42)내로 반입 저장된 음식물 쓰레기를 오버 헤드 크레인(44)과 버켓(46)을 사용하여 투입호퍼(18)로 투입하는 공정과, 상기 투입 호퍼(18)로 투입된 음식물 쓰레기를 분쇄기(20)에서 분쇄시키는 공정과, 이 분쇄된 음식물 쓰레기의 침출수를 탈수기(22)에서 탈수시키는 동시에 탈수되어 압축된 고형화 상태의 음식물 쓰레기를 분산기(24)에서 분산시키는 공정과, 분산된 음식물 쓰레기내의 금속성 이물질을 회전 드럼형 자력 선별기(26)에서 제거하는 공정과, 이물질이 제거된 음식물 쓰레기를 정량 토출 호퍼(28)에 투입하여 연속적인 정량 배출이 되도록 하는 동시에 상기 정량 토출 호퍼(28)에서 정량으로 배출되는 음식물 쓰레기를 정량 공급 피다(30)를 경유시켜 예열기(16)로 정량 이송시키는 공정과, 상기 예열기(16)내로 이송된 음식물 쓰레기를 임계 함수율이 되도록 증기열 공급수단에 의해 공급된 증기열로 예열시키는 공정과, 예열된 음식물 쓰레기를 스크류 컨베이어(32)로 경유시켜 제 1 스크류 건조기(10)내로 이송시킨 후, 상기 증기열 공급수단과 건조 열풍 공급수단에 의해 공급된 증기열과 건조 열풍으로 음식물 쓰레기를 건조시키는 공정과, 상기 제 1 스크류 건조기(10)에서 유출된 음식물 쓰레기를 스크류 컨베이어(32)로 경유시켜 제 2 스크류 건조기(12)내로 이송시킨후, 상기 증기열과 건조 열풍으로 재차 건조시키는 공정과, 상기 제 2 스크류 건조기(12)에서 유출된 음식물 쓰레기를 스크류 컨베이어(32)로 경유시켜 로터리 건조기(14)내로 이송시킨후, 상기 증기열와 건조 열풍으로 최종 건조시키는 공정과, 상기 로터리 건조기(14)에서 배출된 음식물 쓰레기를 스크류 컨베이어(32)와 에이프런 컨베이어(34)에 차례로 경유시켜 벨트 이송형 자력 선별기(27)로 이송시킨후, 재차 금속성의 이물질을 제거하는 공정과, 재차 이물질이 제거된 상기 음식물 쓰레기를 스크류 컨베이어(32)로 경유시키는 동시에 진동 스크린(36)으로 이송시켜 진동으로 엉킨 상태를 풀어지게 하는 공정과, 상기 진동 스크린(36)에서 배출된 음식물 쓰레기를 압축 성형기(38)에 투입하여 일정 크기의 성형체가 되도록 압축 성형하는 공정과, 상기 일정 크기로 압축 성형된 건조 상태의 음식물 쓰레기를 소정의 장소로 운반하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12) 및 로터리 건조기(14)를 차례로 경유하는 음식물 쓰레기의 건조 공정중에 발생되는 음식물 쓰레기의 악취가 배출 제거되도록 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12) 및 로터리 건조기(14)에는 탈취기(40)가 배관 라인으로 연결되어 악취가 제거되는 공정이 동시에 진행된다.
본 발명의 음식물 쓰레기 건조 처리 장치는 음식물 쓰레기가 투입되는 투입호퍼(18)와, 모터와 감속기가 각각 연결되고 표면에 돌출된 다수의 후크를 갖는 두 개의 평행한 회전 커터로 이루어진 분쇄기(20)와, 투입부를 갖는 일정 단면의 하우징과 음식물 쓰레기를 압축/탈수 및 이송시키는 피드 스크류를 갖는 스크류부 및 토출부로 이루어진 탈수기(22)와, 압축 탈수되어 고형화된 음식물 쓰레기를 분산시키도록 내부에 회전 가능하게 임펠라 브레이드가 장착된 분산기(24)와, 음식물 쓰레기내의 금속성 이물질을 제거하도록 영구 자석부와 구동 모터로 이루어진 회전 드럼형 자력선별기(26)와, 음식물 쓰레기를 정량 토출시키도록 정량 로터리 밸브가 내설된 정량토출호퍼(28) 및 정량 이송시키는 정량공급피다(30)와, 소정 크기의 2단 하우징(54)내에 상하 2단으로 한쌍의 평행한 축없는 스크류(50)가 내설되고 구동모터와 증기열 공급수단이 연결 장착되어 음식물 쓰레기를 예열시키는 예열기(16)와, 소정 크기의 3단 하우징(57)내에 상하 3단으로 한쌍의 평행한 축없는 스크류(50)가 내설되고 이 축없는 스크류(50)를 회전 구동시키는 구동모터와 증기열 공급수단과 건조열풍 공급수단이 연결 장착되어 나란히 설치되는 제 1 스크류 건조기(10) 및 제 2 스크류 건조기(12)와, 구동모터와 증기열 공급수단과 건조열풍 공급수단 및 오일 버너(68)가 장착된 드럼형의 로터리 건조기(14)와, 이 로터리 건조기(14)로부터 배출된 음식물 쓰레기의 금속 이물질을 재차 제거하도록 한 벨트 이송형 자력 선별기(27)와, 건조되어 엉킨 상태의 음식물 쓰레기를 진동 분산시키도록 저면에 진동기가 장착된 진동 스크린(36)과, 건조된 음식물 쓰레기를 일정 크기로 압축 성형하는 압축성형기(38)와, 상기 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12) 및 로터리 건조기(14)내에서 발생되는 음식물 쓰레기의 악취를 제거하도록 연결 설치되는 흡입식 탈취기(40)로 구성되어 차례로 설치된 것을 특징으로 한다.
특히 상기 예열기(16)와 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12)와 로터리 건조기(14)와 벨트 이송형 자력 선별기(27)와 진동 스크린(36)의 각 사이에는 음식물 쓰레기의 이송 수단으로서, 이송스크류가 내설된 스크류 컨베이어(32)가 설치된다.
바람직하게는 상기 로터리 건조기(14)의 토출부와 연결된 스크류 컨베이어(32)와 벨트 이송형 자력 선별기(27)사이에는 에이프런 컨베이어(34)가 설치된다.
또한 상기 예열기(16)와 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12)와 로터리 건조기(14)에 증기열 공급 배관라인(56a)으로 동시 연결된 상기 증기열 공급수단은 바람직하게는 소각로(65)의 소각 증기열(64)이다.
또한 상기 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12)와 로터리 건조기(14)에 건조열풍 공급 배관라인(56b)으로 동시 연결된 상기 건조 열풍 공급수단은 바람직하게는 차례로 연결되는 제 1 송풍기(60) 및 제 1 열교환기(62), 제 2 송풍기(61) 및 제 2 열교환기(63)이다.
상기 제 2 열교환기(63)가 상기 제 1 및 제 2 스크류 건조기(10),(12)와 로터리 건조기(14)의 건조열풍 공급 배관라인(56b)에 동시 연결된다.
또한 상기 제 2 열교환기(63)에는 열을 공급받도록 상기 소각증기열(64)이 연결되고, 사용된 열이 배출되도록 제 1 송풍기(60)와 제 2 송풍기(61)사이에 설치되는 제 1 열교환기(62)와 서로 연결되며, 이 제 1 열교환기(62)에서 사용된 열은 다시 소각로(65)로 배출되도록 제 1 열교환기(62)는 소각로(65)와 연결된다.
한편, 상기 예열기(16)와 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12)와 로터리 건조기(14)에는 공급된 상기 소각로(65)의 소각 증기열(64)이 다시 소각로(65)로 빠져나가도록 소각로(65)와 연결되는 배출 배관라인(66a)이 장착된다.
또한, 상기 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12)와 로터리 건조기(14)에는 제 1 열교환기(62) 및 제 2 열교환기(63)에 의하여 열교환된 제 1 송풍기(60) 및 제 2 송풍기(61)의 건조 열풍이 공급되어 습공기화된 후, 상기 제 1 열교환기(62)와 상기 탈취기(40)로 빠져나가도록 제 1 열교환기(62)와 탈취기(40)와 연결되는 배출 배관라인(66b)이 장착된다.
바람직하게는 상기 배출 배관라인(66a)은 배출되는 습공기의 90%는 제 1 열교환기(62)로 빠져나가고, 습공기의 10%는 탈취기(40)로 빠져나가도록 두갈래로 된 배출 배관라인(66b)이다.
더욱 바람직하게는 상기 탈취기(40)와 배출 배관라인(66b) 사이에는 냉각장치를 포함하는 응축기(72)를 설치하여 응축된 습공기의 수분은 오수처리장으로, 수분이 제거된 악취 공기는 탈취기(40)로 빠져나가게 된다.
한편, 음식물 쓰레기의 투입시 교각 형성을 방지하기 위하여 상기 투입 호퍼(18)와 분쇄기(20)의 호퍼부는 비대칭으로 형성되고 하부가 넓은 단면으로 형성된다.
상기 탈수기(22)의 일정 단면적의 원통형 하우징내에 설치되어 구동 모터에 의하여 회전하는 가압 스크류는 음식물 쓰레기의 진행 방향에 대하여 점차적으로 단면적이 커지는 형상이다.
상기 로터리 건조기(14)에 장착된 오일 버너(68)는 소각로의 소각증기열(64)을 대신할 수 있다.
상기 투입 호퍼(18)에 투입되기 전의 음식물 쓰레기가 투입 저장되어지는 소정 크기의 벙커(42)가 투입 호퍼(18)와 인접되어 설치된다.
상기 벙커(42)내에 저장 투입된 음식물 쓰레기를 상기 투입 호퍼(18)에 투입 이송시키는 수단으로서, 상기 벙커(42) 위쪽에 버켓(46)이 이송가능하게 장착된 오버 헤드 크레인(44)이 설치된다.
또한 상기 음식물 쓰레기 건조 처리 장치가 설치된 설비공장의 지붕층에는 음식물 쓰레기의 악취를 걸러주는 바이오 필터층(70)이 설치된다.
또한 상기 음식물 쓰레기 건조 처리 장치의 제어를 위하여 각 장치별로 제어가능한 시스템 제어실이 설치된다.
본 발명을 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 건조 처리 공정과 그 장치의 설비 상태를 나타내는 공정도로서, 도면 부호 42는 음식물 쓰레기 건조 처리 공장내의 벙커이다.
우선, 음식물 쓰레기가 처리 공장내로 반입되어 상기 벙커(42)로 투입 저장되는 바, 음식물 쓰레기의 반입 차량이 들어서는 건조 처리 설비공장의 유입로 입구는 음식물 쓰레기의 악취가 처리공장 밖으로 빠져나가지 않도록 에어 커튼(Air curtain)이 설치되고, 입구 안쪽의 반입장은 반입차량만이 들어설수 있는 공간으로 되어 있다.
상기 반입차량의 출입공간과 상기 벙커(42) 사이에는 음식물 쓰레기 투입 게이트(48)가 설치되어 있어, 이 투입 게이트(48)를 통하여 반입 차량의 음식물 쓰레기가 상기 벙커(42)로 투입 저장되어 진다.
상기 벙커(42)는 상면이 개방된 소정 깊이의 성형체로서, 음식물 쓰레기의 투입이 용이하게 이루어지도록 음식물 쓰레기가 투입되는 쪽의 벽면은 하경사지게 성형된다.
또한, 상기 반입장과 벙커(42)의 바닥 밑으로는 오수저장소가 설치되고, 이 오수 저장소로 음식물 쓰레기의 침출수가 용이하게 흘러나가도록 벙커(42) 바닥면에는 오수 저장소와 통하는 라인이 형성되어 진다.
이때 상기 벙커(42)의 상부 개방부와 일치되는 윗쪽에는 버켓(46)이 이송가능하게 연결되어 있는 오버 헤드 크레인(44)이 설치된다.
따라서 상기 오버 헤드 크레인(44)의 버켓(46)을 사용하여 상기 벙커(42)내의 음식물 쓰레기를 음식물 쓰레기 건조 처리 장치의 음식물 쓰레기 최초 투입부인 투입 호퍼(18)에 투입하게 된다.
상기 투입 호퍼(18)는 버켓(46)이 이송되어 오는 쪽이 완만한 경사로 형성되고, 그 반대쪽은 거의 수직 형상으로 형성된 비대칭의 호퍼(18)로서, 이는 버켓(46)의 음식물 쓰레기가 호퍼 밖으로 이탈되지 않기 위함이고, 또한 상부 투입부에서 하부 토출부로 갈수록 단면적이 커지는 형상으로서, 이는 음식물 쓰레기의 투입시 교각으로 쌓이게 되는 것을 방지하기 위함이다.
다음으로 상기 투입 호퍼(18)로부터 하방 토출된 음식물 쓰레기는 분쇄 공정을 거치게 된다.
이에 상기 호퍼(18) 하부단의 토출부 밑에는 분쇄기(20)가 설치되어 있는데, 이 분쇄기(20)의 상부 일측에는 상기 호퍼(18)의 토출부와 일치되어 음식물 쓰레기를 받아들이는 호퍼부가 형성되어 있고, 내부에는 표면에 다수의 돌출된 후크가 일체로 된 두개의 회전 커터축이 평행하게 서로 마주보며 설치되어 있으며, 이 회전 커터축을 각각 구동시키는 구동모터와 감속기가 일측에 설치되어 있다.
또한 상기 분쇄기(20)에는 과부하 안전장치가 설치되어 있는 바, 이 과부하 안전장치는 투입된 음식물 쓰레기의 이물질로 인한 분쇄 능력 초과시에 전기 콘트롤에 의하여 두 개의 회전커터가 서로 역회전후 다시 정회전을 시키게 되고, 계속해서 역회전 및 정회전을 반복하게 되면 시스템 제어실로 분쇄불능 신호를 보내게 된다.
이에 상기 호퍼(18)로부터 토출된 음식물 쓰레기가 상기 분쇄기(20)의 호퍼부로 유입되어 내부의 회전 커터에 의하여 분쇄되어 지는데, 회전커터와 회전커터 사이의 전단력과 압축력 그리고 마찰력에 의해 음식물 쓰레기를 끌어당기며 분쇄 절단하게 된다.
한편, 상기 분쇄기(20)내의 음식물 쓰레기의 분쇄 입도는 회전 커터의 두께와 이 회전 커터의 표면에 돌출되어 일체로 형성된 후크의 수량에 따라 결정되어진다.
다음으로 상기 분쇄기(20)에서 분쇄되어진 음식물 쓰레기는 계속 침출수를 포함하고 있는 상태로서, 침출수를 제거하여야 하는 공정이 필요하게 된다.
이에 상기 분쇄기(20)의 바로 밑에는 탈수기(22)가 설치되어 진다.
상기 탈수기(22)는 일정 단면적의 원통형 하우징이 외곽을 이루고 있는 바, 이 하우징의 일측 상부에는 상기 분쇄기(20)에서 분쇄되어 나온 음식물 쓰레기가 유입되는 유입호퍼부가 설치되어 있고, 반대쪽의 하부에는 토출부가 형성되어 있으며, 내부에는 상기 유입호퍼부에서 토출부로 갈수록 점점 직경이 즉, 단면적이 커지는 원통형의 가압 스크류부가 내설되어 있다.
또한 상기 탈수기(22)의 하우징 외부 일측에는 상기 원통형의 가압 스크류를 회전 구동시키는 구동 모터가 설치되고, 상기 스크류의 표면에는 호퍼부에서 토출부로 상기 음식물 쓰레기가 용이하게 이송되도록 피드 스크류가 일정 간격으로 일체로 형성되어 있고, 분쇄기의 저면부 즉, 스크류의 밑으로는 필터가 사선으로 경사지게 장착되어 있으며, 그 끝쪽 즉, 토출부 바로 옆에는 탈수된 침출수가 오수저장소로 빠져나가는 출구가 형성되어 있다.
따라서 상기 분쇄기(20)로부터 유입된 음식물 쓰레기가 상기 가압 스크류와 하우징사이에서 토출부쪽으로 이송되며 가압되어 침출수가 탈수되어 진다.
더욱 상세하게는 상기 가압 스크류와 하우징 사이는 토출부로 갈수록 간격이 좁아지게 되어 음식물 쓰레기가 점점 가압되어 침출수가 탈수되어 지고, 결국 탈수액은 탈수액 출구로 빠져나가게 되고, 탈수된 음식물 쓰레기는 피드 스크류의 이송력에 의하여 토출부로 빠져나가게 된다.
다음으로 상기 탈수기(22)에서 탈수되어 토출된 음식물 쓰레기는 가압되어 탈수되었기 때문에 가압력에 의하여 고형화된 상태로서, 음식물 쓰레기의 고형화된 상태를 분산시켜주는 공정이 필요하게 된다.
이에 상기 탈수기(22)에서 탈수된 음식물 쓰레기를 분산시키는 분산기(24)가 상기 탈수기(22) 바로 밑에 설치되어 진다.
상기 분산기(24)는 구동 모터에 의하여 고속회전되는 임펠라(Impeller) 브레이드가 내설되어 있는 형태이다.
따라서 상기 탈수기(22)로부터 유입된 고형화된 음식물 쓰레기가 분산기(24)내에 유입되는 동시에 상기 임펠라 브레이드의 회전에 의하여 분산되어 진다.
다음으로 상기 분산기(24)에서 분산되어진 음식물 쓰레기에는 금속성의 이물질이 많이 함유된 상태로서, 이물질을 제거하는 공정이 필요하게 된다.
이에 상기 금속성의 이물질을 제거하는 회전 드럼형 자력선별기(26)가 상기 분산기(24) 바로 밑에 설치되어 진다.
상기 회전 드럼형 자력 선별기(26)는 내부에 구동모터에 의하여 회전하는 드럼이 내설되어 있고, 드럼에는 영구 자석이 부착되어 있다.
따라서 상기 분산기(24)로부터 유입된 음식물 쓰레기가 상기 회전 드럼형 자력 선별기(26)내의 드럼으로 유입되고, 드럼의 회전에 따라 상기 음식물 쓰레기도 동시에 회전되어지면서 음식물 쓰레기상의 금속성 이물질이 영구 자석에 붙어 제거되어 진다.
다음으로 상기 회전 드럼형 자력 선별기(26)에서 이물질이 제거되어 토출된 음식물 쓰레기는 자력 선별기(26) 바로 밑에 설치된 정량토출호퍼(28)로 유입되어 진다.
상기 정량토출호퍼(28)는 내부에는 회전 드럼형 자력 선별기(26)로부터 연속 유입되는 음식물 쓰레기가 뾰족한 교각을 형성하며 쌓이게 되는 것을 방지할 수 있도록 이송 장치가 설치되어 있고, 하단의 토출부에는 구동 모터에 의하여 회전 구동하는 로터리 밸브가 설치되어 있다.
따라서, 상기 회전 드럼형 자력 선별기(26)로부터 정량토출호퍼(28)로 연속 유입된 음식물 쓰레기는 상기 로터리 밸브에 의하여 항상 정량으로 토출되어 진다.
다음으로 상기 정량토출호퍼(28)로부터 토출된 음식물 쓰레기는 토출부와 수직 방향으로 길게 설치된 정량공급피다(30)로 이송되어 진다.
상기 정량공급피다(30)는 내부에 이송력을 갖는 이송 스크류가 내설되어 있고, 일측에는 상기 스크류를 회전 구동시키는 구동모터가 설치되어 있으며, 정량토출호퍼(28)로부터 음식물 쓰레기가 유입되는 유입부와, 그 반대쪽에는 수직 방향의 유출부가 형성되어 있다.
따라서 상기 정량토출호퍼(28)로부터 유입된 음식물 쓰레기는 정량공급피다(30)의 이송 스크류의 회전속도에 따라 이송속도를 달리하며 항상 정량의 음식물 쓰레기를 이송시키게 된다.
한편, 상기 정량공급피다(30)를 통하여 이송되어 유출부로 유출되는 음식물 쓰레기는 아직 완전 제거되지 않은 침출수와 악취를 포함하고 있는 상태로서, 여기서부터 상기 음식물 쓰레기의 실질적인 건조 처리 공정이 진행되어 진다.
이에 상기 정량공급피다(30)의 유출부는 예열기(16)와 연결되어진다.
상기 예열기(16)는 직사각체로서 단열재를 포함하며 내부가 상하로 나누어진 이단 구조 하우징(54)이 외곽을 형성하고 있고, 상하 이단으로 나누어진 각각의 2단 하우징(54) 내부 각 공간에는 두 개의 반원판이 평행하게 일체로 연결된 형상의 롤링가이드(58)가 상기 2단 하우징(54)의 길이방향에 걸쳐 형성되어 상하 밀폐공간이 형성되며, 상기 정량공급피다(30)의 유출부와 연결되어 음식물 쓰레기를 받아들이는 유입호퍼부가 상기 하우징(54)의 외부 일측 상부에 형성되어 있다.
여기서 상기 2단 하우징(54)의 각 내부에 형성되어 있는 롤링가이드(58)에 각각 한쌍의 축없는 스크류(50)가 상기 롤링가이드(58)에 밀착되지 않게 즉, 회전 가능하게 삽입 내설되어 있고, 이 축없는 스크류(50)를 회전 구동시키는 구동 모터가 2단 하우징(54) 외부 일측에 장착되어 진다.
또한 상기 2단 하우징(54)의 유입호퍼부 상단 내부 일측 즉, 유입호퍼부 반대쪽에 상기 한쌍의 축없는 스크류(50)에 의하여 음식물 쓰레기가 이송되어 하단의 축없는 스크류(50)로 이송되도록 하는 회전 이송부(52)가 내설되어 있고, 2단 하우징 하단의 축없는 스크류(50)의 이송방향에 대한 그 끝단에는 유출부가 형성되어 있다.
또한 상기 예열기(16)의 2단 하우징(54)의 상하단 각각에는 소각로(65)에서 발생된 소각증기열(64)이 공급되도록 한 공급 배관라인(56a)이 상기 롤링가이드(58) 밑쪽 밀폐된 내부 공간과 일치되도록 연결 장착되어지고, 상기 공급 배관라인(56a)의 반대측에는 상기 소각로(65)로 연결되는 배출 배관라인(66a)이 장착되어진다.
한편, 후술되는 제 1 및 제 2 스크류 건조기(10),(12)와 로터리 건조기(14)에도 증기열을 공급하는 수단으로 소각로(65)의 소각증기열(64)이 상기 배출배관라인(66a)으로 동시 연결된다.
따라서 상기 정량공급피다(30)로부터 유입된 음식물 쓰레기는 상기 예열기(16)의 상단 축없는 스크류(50)로 유입되어 상기 회전 이송부(52)를 향하여 이송을 시작하게 되고, 재차 상기 회전 이송부(52)에 의하여 하단 축없는 스크류(50)로 이송되어 지며, 연속적으로 상기 하단 축없는 스크류(50)를 따라 계속 이송되어 상기 유출부로 유출되어진다.
이때 상기 소각로(65)에서 발생된 소각증기열(64)이 상기 공급 배관라인(56a)을 경유하여 상기 예열기(16)의 이단 하우징(54)내의 롤링가이드(58) 밑의 밀폐된 공간으로 공급되고, 이 공급된 소각증기열이 상기 예열기(16)내의 롤링가이드(58) 상부 밀폐공간내에서 회전하는 축없는 스크류(50)를 따라 일정하게 이송되는 음식물 쓰레기로 전도되어 음식물 쓰레기가 예열되어 지고, 음식물 쓰레기를 예열시킨 상기 소각로의 증기열(64)은 상기 배출 배관라인(66a)을 경유하여 재활용되도록 소각로(65)로 빠져나가게 된다.
한편, 예열기(16)에 의해 예열되는 음식물 쓰레기의 예열정도는 임계함수율까지 예열시키는 것이 바람직하다.
첨부한 도 5를 참조하여 음식물 쓰레기가 상기 임계함수율까지 도달되는 것에 대하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
음식물 쓰레기의 수분을 제거하는 방법중 가장 일반적으로 사용할 수 있는 방법은 물질에 열에너지를 가해 수분을 증발시켜 마른 형태의 물질로 전환하는 건조이다. 즉, 건조라는 것은 열을 이용하여 물체중의 수분을 증발시켜 제거하는 방법이다.
물은 수증기로 상태 변환시키기 위해서는 물을 포함하고 있는 물체 1Kg당 약 600Kcal의 열량을 물체에 전달시켜야 한다. 따라서 적절한 전달방식을 찾아야 하고 그에 관련된 온도와 가열시간 등을 고려해 건조될 물체에 대하여 가장 효율적인 열전달을 이루도록 하여야 한다.
이에 첨부한 도 5에 도시한 바와 같이 건조과정은 재료예열기간, 항율 건조기간, 감율건조기간의 3구간으로 구분되는 바, 상기 재료예열기간은 수분과 혼합된 재료가 원활하게 증발을 시작하는 온도까지 도달하는데 걸리는 기간으로 시간적으로 짧고, 이 기간동안 증발은 거의 이루어지지 않으므로 수분량의 변화는 적다.
상기 항율건조기간은 일정한 온도가 유지되면서 열이 물체로 전달되는 만큼의 수분의 증발이 이루어지는 기간으로서, 주위로부터의 열전달 속도와 재료로부터의 증발속도가 조화된 평형상태에 있으며 재료의 온도는 대략 열풍의 온도로 유지되고, 따라서 이 항율건조기간중의 재료의 건조속도는 항상 일정하게 되고, 이 항율건조기간이 종료되는 시점을 임계함수율이라 한다.
일반적으로 유동층건조나 기류건조방식과 같이 재료가 열풍과의 접촉이 많거나, 또는 재료가 작게 쪼개져서 열풍과의 접촉면적이 큰 경우에는 건조가 효율적으로 이루어지고, 상기 임계함수율 이하의 부분에서는 수분이 감소함에 따라 재료내부의 수분 이동저항이 심하여져 건조속도가 떨어진다. 이 기간을 감율건조기간이라한다.
따라서 상기 예열기에서 예열을 마치고 도출되는 음식물 쓰레기는 상술한 임계함수율까지 예열이 된 상태이다.
다음으로 상기와 같이 예열 처리된 음식물 쓰레기는 제 1 스크류 건조기(10)로 유입 이송되어, 상기 감율건조기간으로 진행되는 제 1 스크류 건조기(10)의 건조 처리 공정이 진행되어 진다.
이때 상기 예열기(16)의 유출부로 유출되어 예열된 상태의 음식물 쓰레기는 스크류 컨베이어(32)를 경유하여 상기 제 1 스크류 건조기(10)로 이송되어 진다.
상기 제 1 스크류 건조기(10)는 단열재로 마감되고 내부가 상하 3단으로 나누어진 3단 하우징(57)이 외곽을 형성하고 있고, 음식물 쓰레기를 받아들이는 유입호퍼부가 상기 3단 하우징(57)의 상부 일측에 형성되어 있다.
또한 상기 3단으로 나누어진 하우징(57)의 가장 위쪽 내부 공간에서 상기 유입호퍼부와 반대쪽 위치에는 중간공간으로 통하는 회전이송부(52)가 형성되어 있고, 또 그 반대쪽에는 가장 하단 공간으로 통하는 동일한 회전 이송부(52)가 형성되어 있으며, 또 그 반대쪽에는 유출부가 형성되어 있다.
또한 상기 3단 하우징(57)의 각 내부에는 하우징의 길이 방향에 걸쳐 상하 밀폐공간을 형성시키도록 두 개의 반원판이 평행하게 일체로 된 형상의 상기 롤링가이드(58)가 장착되어 있는데, 축없는 스크류(50)가 상기 롤링 가이드(58)의 반원판상에 밀착되지 않으며 회전 가능하게 삽입 설치된다
여기서 상기 축없는 스크류(50)의 회전 구동을 위하여 상기 3단 하우징(57)의 외곽 일정 부위에는 구동모터가 장착되고, 상기 3단 하우징(57)의 각 롤링 가이드(58)의 밀폐된 밑쪽 공간과 일치되는 하우징 면에는 소각로(65)의 소각증기열(64)이 공급되는 공급 배관라인(56a)과 다시 소각로(65)로 연결되는 배출 배관라인(66a)이 연결 장착되며, 또한 상기 각각의 축없는 스크류(50)의 위쪽 밀폐 공간과 일치되는 3단 하우징(57)면에는 건조 열풍이 공급되는 공급 배관라인(56b)이 연결 장착되고 동시에 반대측에는 상기 건조 열풍이 빠져나가는 배출 배관라인(66b)이 연결 장착된다.
한편, 상기 건조 열풍의 공급원과 배출되어지는 곳을 설명하면 다음과 같다.
상기 건조열풍의 공급원은 첨부한 도 2에 도시한 바와 같이 제 1 송풍기(60)와 제 1 열교환기(62), 제 2 송풍기(61)와 제 2 열교환기(63)로 구성되어 차례로 연결되어 지는 바, 상기 제 2 열교환기(63)가 상기 예열기(16)와 제 1 및 제 2 스크류 건조기(10),(12)의 공급 배관라인(56b)으로 동시 연결된다. 이에 따라 상기 제 1 송풍기(60)에서 외부 공기를 흡입하게 되고, 동시에 이 흡입된 공기는 상기 제 1 열교환기(62)로 유입되어 열교환을 마친후, 상기 제 2 송풍기(61)로 흡입되어지며, 연속적으로 상기 제 2 열교환기(63)로 유입되어 다시 한 번 열교환되어 최종적인 건조열풍이 되어 지는데, 이 건조열풍이 상기 공급 배관라인(56b)으로 공급되고 동시에 상기 제 1 및 제 2 스크류 건조기(10),(12)와 로터리 건조기(14)로 공급된다.
더욱 상세하게는 상기 제 1 열교환기(62) 및 제 2 열교환기(63)의 교환열 공급 순환과 열교환된 건조열풍의 순환은 다음과 같이 이루어진다.
상기 예열기(16)와 제 1 스크류 건조기(10)로 증기열을 공급하는 상기 소각로의 증기열(64)이 동시에 상기 제 2 열교환기(63)로 연결되어 공급되어 지고, 이 제 2 열교환기(63)에서 상기 제 2 송풍기(61)에 의하여 공급된 열풍에 대하여 열교환을 마치고 나온 열은 다시 상기 제 1 열교환기(62)로 공급되도록 연결되어 지며, 이 제 1 열교환기(62)에서 제 1 송풍기(60)에 의하여 공급된 외부 공기와 열교환을 마치고 나온 열은 다시 상기 소각로(65)로 재공급되어지는 순환을 이루게 된다.
또한 상기 제 2 열교환기(63)에서 제 1 스크류 건조기(10)내로 공급된 건조열풍의 배출은 상기 배출 배관라인(66b)을 따라 상기 제 1 열교환기(62)와, 탈취기(40)와 연결된 응축기(72)로 배출되어 진다.
따라서 상기 예열기(16)에서 스크류 컨베이어에 의해 이송되어 온 음식물 쓰레기는 상기 제 1 스크류 건조기(10)의 유입호퍼부로 투입되어 3단 하우징(57)내의 가장 상단 공간에 설치된 축없는 스크류(50)를 따라 이송되는 동시에 그 끝단의 상기 회전 이송부(52)를 경유하여 중간 공간의 축없는 스크류(50)를 따라 이송되는 동시에 마찬가지로 그 끝단의 상기 회전 이송부(52)를 경유하여 가장 하단 공간의 축없는 스크류(50)를 따라 이송되어 그 끝단의 상기 유출부로 빠져나가게 된다.
이때 상기 제 1 스크류 건조기(10)내에서 상기와 같이 이송중인 음식물 쓰레기는 상기 공급 배관라인(56a)을 따라 각각의 축없는 스크류(50)를 감싸고 있는 상기 롤링 가이드(58) 밑의 밀폐된 공간으로 공급되는 소각로의 증기열(64)로 건조되는 동시에 상기 공급 배관라인(56b)을 따라 상기 축없는 스크류(50) 위쪽 공간으로대류 방식의 직각류로 공급되는 건조 열풍이 직접 접촉되어 건조되어 진다.
이어서 상기 음식물 쓰레기에 대한 건조를 마친 건조 열풍은 습증기를 함유하게 되는데, 상기 배출 배관라인(66b)을 경유하여 상기 제 1 열교환기(62)로 90%가 재공급되고, 10%는 상기 응축기(72)에서 응축되어 탈취기(40)로 빠져나가게 된다.
다음으로 상기와 같이 제 1 스크류 건조기(10)의 건조 공정을 마치고 유출부로 유출된 음식물 쓰레기는 재차 스크류 컨베이어(32)를 경유하여 제 2 스크류 건조기(12)의 건조 공정을 거치게 된다.
상기 제 2 스크류 건조기(12)는 제 1 스크류 건조기의 구성과 건조 작동 공정이 동일하며, 따라서 음식물 쓰레기는 제 1 스크류 건조기(10)의 건조 공정과 같은 제 2 스크류 건조기(12)의 건조 공정을 거치게 된다.
여기서 상기 제 2 스크류 건조기(12)의 건조 공정을 마친 음식물 쓰레기는 스크류 컨베이어(32)를 경유하여 로터리 건조기(14)내로 이송되어 로터리 건조기(14)의 건조 공정을 거치게 된다.
상기 로터리 건조기(14)는 드럼형의 하우징과, 상기 제 2 스크류 건조기(12)로부터 이송되는 음식물 쓰레기를 받아들이도록 드럼형의 하우징 상부 일측에는 유입부가, 그 반대쪽에는 유출부가 형성되어 있고, 로터리 건조기(14)를 회전 구동시키는 모터와 회전 속도를 제어하는 예를들어, 증감속기가 장착되어 있다.
또한 소각로의 소각 증기열(64)을 받아들이는 공급 배관라인(56a)과 건조 열풍을 받아들이는 공급 배관라인(56b)이 일정 부위에 연결되어 있으며, 건조 열풍이 빠져나가는 배출 배관라인(66b)도 상기 공급 배관라인(56b)의 반대측 일정 부위에 연결 장착되어 있다.
마찬가지로 상기 로터리 건조기(14)의 소각증기열의 공급원과 건조 열풍의 공급원은 상기 제 1 및 제 2 스크류 건조기(10),(12)와 같으며, 배출 배관라인(66b)을 따라 배출되는 건조 열풍의 최종 배출되는 곳도 제 1 및 제 2 스크류 건조기(10),(12)와 마찬가지로 제 1 열교환기(62)와, 탈취기(40)와 연결된 응축기(72)이다.
한편, 상기 로터리 건조기(14)의 일측에는 오일 버너(68)가 설치되어 있는데, 상기 로터리 건조기(14)로 공급되는 소각로의 소각증기열(64)의 공급 상태가 불안정할 경우를 대비하여 상기 오일 버너(68)가 설치되어 진다.
따라서 상기 제 2 스크류 건조기(12)로부터 이송된 음식물 쓰레기는 로터리 건조기(14)내로 유입되는 바, 유입된 음식물 쓰레기가 평형 함수율까지 도달 건조되도록 로터리 건조기(14)의 회전 속도를 조절하면서 음식물 쓰레기의 건조를 진행시키게 되고, 음식물 쓰레기에 대한 건조를 마친 건조열풍은 제 1 열교환기(62)와 탈취기(40)와 연결된 응축기(72)로 빠져나가게 된다.
상기 평형 함수율이란, 임계 함수율과는 별도로 즉, 임계함수율 상태의 재료가 건조 진행되어도 최종적으로는 재료 특유의 수분보유상태를 나타내는 일정한 함수율을 가지게 되는데, 이를 평형 함수율이라 한다. 따라서 어떤 재료를 건조시키는데 있어 온도, 습도 등의 건조 조건을 정했을 때 제거할 수 있는 수분은 평행함수율까지가 된다.
상기와 같이 로터리 건조기(14)의 건조 공정을 마친 음식물 쓰레기는 평형 함수율까지 건조된 상태로서 최종적으로 건조를 마친 상태가 된다.
다음으로 상기 로터리 건조기(14)로부터 유출된 음식물 쓰레기는 스크류 컨베이어(32)와 에이프런 컨베이어(34)에 의하여 벨트이송형 자력 선별기(27)로 이송되어져 금속재 등의 이물질 제거 공정을 재차 거치게 된다.
상기 벨트 이송형 자력선별기(27)는 이전의 회전드럼형 자력선별기(2 6)에서 일차적으로 제거된 이물질을 다시 한 번 제거하는 기기로서, 벨트 콘베어부와, 이 벨트 콘베어부를 연속 회전시키는 구동부와, 영구 자석부로 구성되어 있다.
따라서 상기 스크류 컨베이어(32)와 에이프런 컨베이어(34)를 경유하여 로터리 건조기(14)로부터 이송된 음식물 쓰레기는 다시 한 번 상기 벨트이송형 자력 선별기(27)를 거치면서 병뚜껑과 같은 금속재의 이물질이 제거된다.
다음으로 상기와 같이 이물질이 제거된 음식물 스레기는 스크류 컨베이어를 경유하여 통상의 진동 스크린(36)으로 이송되어진다.
상기 진동 스크린(36)은 저면에 진동기가 설치되어 엉켜진 재료를 진동으로 분산시켜 이물질을 분리하는 장치로서, 상기 벨트이송형 자력 선별기(27)를 거친 음식물 쓰레기를 진동으로 이물질을 분리하게 된다.
다음으로 상기 진동 스크린(36)을 경유한 음식물 쓰레기는 압축 성형기(38)로 이송되어 일정 크기로 압축 성형되는 공정을 거치게 된다.
상기 압축 성형기(38)는 재료를 압축하여 일정 크기로 만들어 주는 통상의 기기로서, 상기 진동 스크린(36)으로부터 이송된 음식물 쓰레기가 압축 성형기(38)내로 공급되어 운반에 용이한 크기와 모양으로 압축 성형되어 진다.
상기와 같이 건조되어 최종적으로 운반에 용이한 크기로 압축 성형된 음식물 쓰레기는 운반 차량에 적재되어 소정의 장소로 운반되어진다.
여기서 상기 제 1 및 제 2 스크류 건조기(10),(12)와 로터리 건조기(14)의 음식물 쓰레기에 대한 건조 공정이 진행되는 동시에 이루어지는 탈취 공정에 대하여 설명하면 다음과 같다.
상술한 바와 같이 상기 제 1 및 제 2 스크류 건조기(10),(12)와 로터리 건조기(14)내에서 공급된 건조열풍은 음식물 쓰레기에 대한 건조를 마치면 습기를 함유하게 되는데, 이 습기를 함유한 건조 열풍이 배출되는 배출 배관라인(66b)은 응축기(72)와 연결되어 있다.
상기 습기를 함유한 건조열풍은 상기 배출 배관라인(66b)을 따라 상술한 바와 같이 90%는 제 1 열교환기(62)로 배출되고, 10%는 응축기(72)로 배출된다.
이때 상기 냉각장치를 포함하는 응축기(72)는 탈취기(40)와 연결되어 있는 바, 상기 배출 배관라인(66b)을 경유하여 응축기(72)로 공급된 습기를 함유한 건조 열풍은 응축기(72)에서 응축이 이루어지게 된다.
이때 상기와 같이 습기를 함유한 건조 열풍의 응축으로 응축된 습기는 오수처리장으로 빠져나가게 되고, 나머지 건조 열풍 즉, 악취를 동반하고 있는 상태의 건조 열풍은 탈취기(40)로 흡입되어 빠져나가게 된다.
한편, 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 건조 처리 장치는 다량의 열과 다량의 침출수와 같은 오수가 발생하므로, 소각로와 오수 처리장이 인접한 부지에 설비하는 것이 가장 바람직하며, 조건이 맞지 않는다면 소각로의 열원 대신에 버너와 같은 열원을 대신하여 사용 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 건조 처리 방법 및 장치에 의하면 음식물 쓰레기가 안정화되는 평형함수율까지 건조시킴으로써, 건조 안정화된 음식물 쓰레기의 보관 운송이 용이하고, 음식물 쓰레기의 직접적인 매립을 피함으로서 매립지의 오염을 방지하는 동시에 매립지의 수명을 연장할 수 있으며, 또한 대체에너지 차원에서 보면 소각로의 연료로 사용할 수 있으며, 건조된 상태의 품질이 양호하여 보조사료 및 퇴비로서 사용 가능하며, 건조시 필요한 열원을 소각로의 소각열을 사용하기 때문에 시설비 및 유지비가 적게 드는 장점이 있다.
Claims (20)
- 음식물 쓰레기 건조 처리 방법은 소정 크기의 벙커(42)내로 반입 저장된 음식물 쓰레기를 오버 헤드 크레인(44)과 버켓(46)을 사용하여 투입 호퍼(18)로 투입하는 공정과, 상기 투입 호퍼(18)로 투입된 음식물 쓰레기를 분쇄기(20)에서 분쇄시키는 공정과, 이 분쇄된 음식물 쓰레기의 침출수를 탈수기(22)에서 탈수시키는 동시에 탈수되어 압축된 고형화 상태의 음식물 쓰레기를 분산기(24)에서 분산시키는 공정과, 분산된 음식물 쓰레기내의 금속성 이물질을 회전 드럼형 자력 선별기(26)에서 제거하는 공정과, 이물질이 제거된 음식물 쓰레기를 정량 토출 호퍼(28)에 투입하여 연속적인 정량 배출이 되도록 하는 동시에 상기 정량 토출 호퍼(28)에서 정량으로 배출되는 음식물 쓰레기를 정량 공급 피다(30)를 경유시켜 예열기(16)로 정량 이송시키는 공정과, 상기 예열기(16)내로 이송된 음식물 쓰레기를 임계 함수율이 되도록 증기열 공급수단에 의해 공급된 증기열로 예열시키는 공정과, 예열된 음식물 쓰레기를 스크류 컨베이어(32)로 경유시켜 제 1 스크류 건조기(10)내로 이송시킨 후, 상기 증기열 공급수단과 건조 열풍 공급수단에 의해 공급된 증기열과 건조 열풍으로 음식물 쓰레기를 건조시키는 공정과, 상기 제 1 스크류 건조기(10)에서 유출된 음식물 쓰레기를 스크류 컨베이어(32)로 경유시켜 제 2 스크류 건조기(12)내로 이송시킨후, 상기 증기열과 건조 열풍으로 재차 건조시키는 공정과, 상기 제 2 스크류 건조기(12)에서 유출된 음식물 쓰레기를 스크류 컨베이어(32)로 경유시켜 로터리 건조기(14)내로 이송시킨후, 상기 증기열와 건조 열풍으로 최종 건조시키는 공정과, 상기 로터리 건조기(14)에서 배출된 음식물 쓰레기를 스크류 컨베이어(32)와 에이프런 컨베이어(34)에 차례로 경유시켜 벨트 이송형 자력 선별기(27)로 이송시킨후, 재차 금속성의 이물질을 제거하는 공정과, 재차 이물질이 제거된 상기 음식물 쓰레기를 스크류 컨베이어(32)로 경유시키는 동시에 진동 스크린(36)으로 이송시켜 진동으로 이물질을 제거하는 공정과, 상기 진동 스크린(36)에서 배출된 음식물 쓰레기를 압축 성형기(38)에 투입하여 일정 크기의 성형체가 되도록 압축 성형하는 공정과, 상기 일정 크기로 압축 성형된 건조 상태의 음식물 쓰레기를 소정의 장소로 운반하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12) 및 로터리 건조기(14)를 차례로 경유하는 음식물 쓰레기의 건조 공정중에 발생되는 음식물 쓰레기의 악취가 배출 제거되도록 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12) 및 로터리 건조기(14)에는 탈취기(40)가 배관 라인으로 연결되어 악취가 제거되는 공정이 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 방법.
- 음식물 쓰레기 건조 처리 장치는 음식물 쓰레기가 투입되는 투입호퍼(18)와, 모터와 감속기가 각각 연결되고 표면에 돌출된 다수의 후크를 갖는 두 개의 평행한 회전 커터로 이루어진 분쇄기(20)와, 투입부를 갖는 일정 단면의 하우징과 음식물 쓰레기를 압축/탈수 및 이송시키는 피드 스크류를 갖는 스크류부 및 토출부로 이루어진 탈수기(22)와, 압축 탈수되어 고형화된 음식물 쓰레기를 분산시키도록 내부에 회전 가능하게 임펠라 브레이드가 장착된 분산기(24)와, 음식물 쓰레기내의 금속성 이물질을 제거하도록 영구 자석부와 구동 모터로 이루어진 회전 드럼형 자력선별기(26)와, 음식물 쓰레기를 정량 토출시키도록 정량 로터리 밸브가 내설된 정량토출호퍼(28) 및 정량 이송시키는 정량공급피다(30)와, 소정 크기의 2단 하우징(54)내에 상하 2단으로 한쌍의 평행한 축없는 스크류(50)가 내설되고 구동모터와 증기열 공급수단이 연결 장착되어 음식물 쓰레기를 예열시키는 예열기(16)와, 소정 크기의 3단 하우징(57)내에 상하 3단으로 한쌍의 평행한 축없는 스크류(50)가 내설되고 이 축없는 스크류(50)를 회전 구동시키는 구동모터와 증기열 공급수단과 건조열풍 공급수단이 연결 장착되어 나란히 설치되는 제 1 스크류 건조기(10) 및 제 2 스크류 건조기(12)와, 구동모터와 증기열 공급수단과 건조열풍 공급수단 및 오일 버너(68)가 장착된 드럼형의 로터리 건조기(14)와, 이 로터리 건조기(14)로부터 배출된 음식물 쓰레기의 금속 이물질을 재차 제거하도록 한 벨트 이송형 자력 선별기(27)와, 건조된 음식물 쓰레기에서 이물질을 분리시키도록 저면에 진동기가 장착된 진동 스크린(36)과, 건조된 음식물 쓰레기를 일정 크기로 압축 성형하는 압축성형기(38)와, 상기 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12) 및 로터리 건조기(14)내에서 발생되는 음식물 쓰레기의 악취를 제거하도록 연결 설치되는 흡입식 탈취기(40)로 구성되어 차례로 설치된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 예열기(16)와 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12)와 로터리 건조기(14)와 벨트 이송형 자력 선별기(27)와 진동 스크린(36)의 각 사이에는 음식물 쓰레기의 이송 수단으로서, 이송스크류가 내설된 스크류 컨베이어(32)가 설치된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 로터리 건조기(14)의 토출부와 연결된 스크류 컨베이어(32)와 벨트 이송형 자력 선별기(27)사이에는 에이프런 컨베이어(34)가 설치된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 예열기(16)와 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12)와 로터리 건조기(14)에 증기열 공급 배관라인(56a)으로 동시 연결된 상기 증기열 공급수단은 소각로(65)의 소각 증기열(64)인 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12)와 로터리 건조기(14)에 건조 열풍 공급 배관라인(56b)으로 동시 연결된 상기 건조 열풍 공급수단은 바람직하게는 차례로 연결되는 제 1 송풍기(60) 및 제 1 열교환기(62), 제 2 송풍기(61) 및 제 2 열교환기(63)인 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 열교환기(63)가 상기 제 1 및 제 2 스크류 건조기(10),(12)와 로터리 건조기(14)의 건조열풍 공급 배관라인(56b)에 동시 연결되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 열교환기(63)에는 열을 공급받도록 상기 소각증기열(64)이 연결되고, 사용된 열이 배출되도록 제 1 송풍기(60)와 제 2 송풍기(61)사이에 설치되는 제 1 열교환기(62)와 서로 연결되며, 이 제 1 열교환기(62)에서 사용된 열은 다시 배출되도록 제 1 열교환기(62)는 소각로(65)와 연결되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 예열기(16)와 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12)와 로터리 건조기(14)에는 공급된 상기 소각로(65)의 소각 증기열(64)이 다시 소각로(65)로 빠져나가도록 소각로(65)와 연결되는 배출 배관라인(66a)이 장착된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 스크류 건조기(10)와 제 2 스크류 건조기(12)와 로터리 건조기(14)에는 제 1 열교환기(62) 및 제 2 열교환기(63)에 의하여 열교환된 제 1 송풍기(60) 및 제 2 송풍기(61)의 건조 열풍이 공급되어 습공기화된 후, 상기 제 1 열교환기(62)와 상기 탈취기(40)로 빠져나가도록 제 1 열교환기(62)와 탈취기(40)와 연결되는 배출 배관라인(66b)이 장착된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 배출 배관라인(66a)은 배출되는 습공기의 90%는 제 1 열교환기(62)로 빠져나가고, 습공기의 10%는 탈취기(40)로 빠져나가도록 두갈래로 된 배출 배관라인(66b)인 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 탈취기(40)와 배출 배관라인(66b) 사이에는 냉각장치를 포함하는 응축기(72)를 설치하여 응축된 습공기의 수분은 오수처리장으로, 수분이 제거된 악취 공기는 탈취기(40)로 빠져나가게 되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 음식물 쓰레기의 투입시 교각 형성을 방지하기 위하여 상기 투입 호퍼(18)와 분쇄기(20)의 호퍼부는 비대칭으로 형성되고 하부가 넓은 단면으로 형성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 탈수기(22)의 일정 단면적의 원통형 하우징내에 설치되어 구동 모터에 의하여 회전하는 가압 스크류는 음식물 쓰레기의 진행 방향에 대하여 점차적으로 단면적이 커지는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 로터리 건조기(14)에 장착된 오일 버너(68)는 소각로의 소각증기열(64)을 대신할 수 있는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 투입 호퍼(18)에 투입되기 전의 음식물 쓰레기가 투입 저장되어지는 소정 크기의 벙커(42)가 투입 호퍼(18)와 인접되어 설치된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 벙커(42)내에 저장 투입된 음식물 쓰레기를 상기 투입 호퍼(18)에 투입 이송시키는 수단으로서, 상기 벙커(42) 위쪽에 버켓(46)이 이송가능하게 장착된 오버 헤드 크레인(44)이 설치된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 음식물 쓰레기 건조 처리 장치가 설치된 설비공장의 지붕층에는 음식물 쓰레기의 악취를 걸러주는 바이오 필터층(70)이 설치된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 음식물 쓰레기 건조 처리 장치의 제어를 위하여 각 장치별로 제어가능한 시스템 제어실이 설치되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조 처리 장치.
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