KR20010001588A - 음식물쓰레기 혐기성 호기성 복합처리공정 - Google Patents
음식물쓰레기 혐기성 호기성 복합처리공정 Download PDFInfo
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Abstract
음식물쓰레기를 사료화 내지 퇴비화하기 위하여 본 발명은 음식물쓰레기와 부자재를 탈수, 살균, 염분 제거하는 제 1 공정과; 상기 제 1공정에서 분리된 액상을 여과기로 다시 고액분리하는 제 2 공정과; 상기 제 2 공정에서의 분리된 고형물과 상기 제 1 공정후의 고형물을 발효시키는 제 3 공정과; 상기 제 3 공정 후의 발효된 고형물을 소정기간 후숙시키는 제 4공정과; 상기 제 4 공정후 고상을 선별하여 퇴비 또는 사료화하는 제 5공정과; 상기 제 3공정과 제 4공정에서 발생되는 악취를 제거하는 제 6공정과; 상기 제 2 공정과 상기 제 3공정에서 발생되는 액상을 수처리하는 제 7공정을 포함하는 음식물쓰레기 처리방법을 제시하고 있으며 이과정에서 오수 및 악취를 환경기준에 맞도록 제거하고 감량화율을 높일 수 있는 이점이 있다.
Description
본 발명은 음식물쓰레기 처리공정 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음식물쓰레기를 처리하여 퇴비 및 사료가 되기까지의 과정에 관한 것이다.
음식물 쓰레기의 처리방법에는 매립방법과 소각방법이 있는 데, 매립방법은 한정된 매립장소 및 침출수로 인한 지하수오염이 문제가 되고, 소각방법은 소각시 발생되는 유해요소(예 다이옥신)에 의한 오염이 문제가 된다.
이에 최근에는 음식물쓰레기를 발효 분해, 살균, 건조시켜 퇴비화하여 비료로 사용하는 공정들이 제안되고 있으나, 이 역시 악취나 오수로 인한 대기오염의 문제를 야기하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 음식물쓰레기를 퇴비나 사료로 처리함에 있어 발생되는 악취나 오수를 해결할 수 있는 공정 및 그 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물처리공정의 주요장치를 개략도시한 블록도
도 2는 도 1의 저류조의 개략 측단면도
도 3은 도 1에 의해 처리되는 과정에서 질량밸런스를 기준으로 처리공정을 도시한 블록도
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명〉
10: 드럼 20: 여과기
30: 컨테이너 40: 저류조
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 음식물쓰레기와 부자재를 탈수, 살균, 염분 제거하는 제 1 공정과; 상기 제 1공정에서 분리된 액상을 여과기로 다시 고액분리하는 제 2 공정과; 상기 제 2 공정에서의 분리된 고형물과 상기 제 1 공정후의 고형물을 발효시키는 제 3 공정과; 상기 제 3 공정 후의 발효된 고형물을 소정기간 후숙시키는 제 4공정과; 상기 제 4 공정후 고상을 선별하여 퇴비 또는 사료화하는 제 5공정과; 상기 제 3공정과 제 4공정에서 발생되는 악취를 제거하는 제 6공정과; 상기 제 2 공정과 상기 제 3공정에서 발생되는 액상을 수처리하는 제 7공정을 포함하는 음식물쓰레기 처리방법을 제공한다.
상기 제 1 공정에서 바람직하게는 사료화를 위한 부자재로서 톱밥과 상기 제 5공정에서 선별되지 않은 덩어리 즉, 반송재를 음식물쓰레기의 약 10wt%내외로 섞는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 공정에서 바람직하게는 퇴비화를 위한 부자재로서 파쇄목과 상기 제 5 공정의 반송재를 음식물쓰레기의 약 3wt%내외로 섞는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1공정은 바람직하게는 세척수거 가수된 상태에서 내부에 다수개의 블레이드와 다수개의 칼날이 형성된 드럼내에서 가열상태에서 처리되며 스크린에 의해 고액이 분리된다.
제 2 공정은 바람직하게는 상기 드럼의 하부에 위치한 여과기에 의해 행해지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 공정은 바람직하게는 컨테이너 내부에서 산소를 급배기시켜 인공발효하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 4 공정에서 사료화를 위해서는 4내지 6일, 퇴비화를 위해서는 13내지 17일 정도를 후숙시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제 6공정은 바람직하게 바이오필터를 통해 대기로 방출하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기의 처리공정과 사용된 장치를 개략적으로 도시한 블록도로서, 도시한 바와 같이, 음식물쓰레기(W)는 2차례의 고액분리과정을 거치게되는 바, 고액분리장치는 상부에 제 1차 고액분리기인 드럼식 고액분리기(10)와 그 하부에 제 2차 고액분리기인 여과기(20)가 위치하고 있다.
따라서 음식물 쓰레기는 리프트(11)를 타고 상부에 위치한 드럼식 고액분리기(10)로 이송되어 올라가게 된다.
드럼식 고액분리기(10) 즉, 전처리 드럼은 내부에 나선형상의 블레이드와 다수개의 칼날을 구비되어 있고, 하부에는 여과필터가 설치되어 있고, LGP 등에 의해 가열될 수 있도록 하고, 이는 통상의 전문가가 용이하게 설계할 수 있으므로 도면에 도시하지 않는다. 전처리드럼은 구동모터에 의해 회전하면서 음식물쓰레기(W)를 파쇄하게된다. 파쇄과정에서 가열되므로 염분과 수분이 분리되어 침출수로 상가 여과필터로 배출된다.
또한 파쇄과정에서 음식물쓰레기에 부자재(P1),(P2)를 섞는 바, 부자재는 사료용 또는 퇴비용으로 나뉘어져 있는 바, 사료용일경우에는 톱밥과 반송재를 음식물쓰레기의 약 10wt%내외로 섞고, 퇴비화를 위한 부자재로서 파쇄목과 반송재를 음식물쓰레기의 약 3wt%내외로 섞는다. 반송재에 관해서는 추후 공정에서 설명한다.
부자재는 음식물쓰레기의 구성비와 함수율 등을 조절하게 된다.
또한 바람직하기로는 상기 드럼(10)에 세척수를 소정량 첨가하여 파쇄하는 것이 바람직하다.
침출수는 여과기(20)를 거쳐 혐기적으로 처리하기 적합하도록 고형물질과 부유물질 등 오염물질을 제거한다.
여과기(20)에서 걸러진 고형물질과 상기 드럼(10)에서 분리된 고형물질은 발효컨테이너(30)로 이송된다. 발효컨테이너(30)의 형상은 여러가지가 있을 수 있고, 그 예로써, 본 출원인에 의한 실용신안출원 제 97-33661호에 잘 개시되어 있다.
상기 출원된 컨테이너는 부자재와 혼합된 음식물쓰레기를 강제로 급배기하여 호기성 미생물에 의해 퇴비화하는 설비이다. 이 장치는 일반적인 호기성퇴비화장치와는 달리 밀폐형의 무교반시스템인 것이 특징이다.
컨테이너(30)에서 발효를 거친 음식물쓰레기는 후숙과정을 거치게된다. 후숙과정은 주발효를 끝낸 퇴비나 사료의 질을 높이기 위한 과정으로 악취제거를 위해 바람직하게는 바이오필터를 설치한다.
바이오필터는 상기 컨테이너(30)의 발효과정과 후숙과정의 악취를 동시에 제거하는 것이 가능하도록 한다.
바이오필터의 구성에 대해서는 역시 본원출원인에 의한 실용신안 제 98-9662호에 그 예가 개시되어 있다. 즉, 파쇄목, 나무뿌리, 솔가지, 낙옆, 음식물발효퇴비 등 다층구조를 지니고 있다.
후숙과정을 거친 음식물쓰레기는 선별기를 거쳐서 퇴비 또는 사료로 되는 바, 사료인 경우에는 파쇄과정을 거치게된다.
상기 선별기에서 걸러져서 사료 또는 퇴비화하기 힘든 고형물은 여기서 반송재라 정의하고, 상기 전처리드럼(10)에서의 음식물쓰레기와 섞여지게되고, 이는 균주투입효과를 가지게된다.
한편, 여과기(20) 및 컨테이너(30)에서 나온 오수는 저류조(40)로 보내어지는 바, 저류조의 개략 측단면도는 도 2에 도시되어 있다.
저류조는 혐기성 격벽설치소화조(ABR:Anaerobic Baffled Reactor)와 호기조로 구성되어 있으며, 혐기조는 다수칸으로 단열밀폐형으로 이루어져 혐기성세균이 활동하도록 하고 있고, 호기조(43)에는 공기를 불어넣어 호기성세균이 활동하도록 한다. 혐기조(42)의 각 칸은 배플(baffle)(41)에 의해 분리되어 있고, 각 칸에는 오니(汚泥)와 같은 흙을 넣어서 혐기성세균과 호기성세균이 활동하도록 한다.
오수는 펌프 또는 자연유입에 의해 유입되어 혐기조(42)를 먼저 지나게 되고, 혐기조는 유기물질을 혐기성 미생물에 의해 분해시키는 시설이고 35℃에서 pH 7에서 작동된다. 부산물로는 메탄가스가 발생하여 이를 이용하는 것도 가능하다. 혐기조에서 상당부분의 오염물질이 제거된 침출수는 호기조(43)에서 호기성미생물에 의해 다시 한번 유기물질을 제거하게되어 제거효율은 체류시간48시간이내에 COD의 95%이상을 제거하게 되어 최종방류시 해당 환경기준에 맞는 수처리를 하게된다.
도 3은 상기 도 1에서 설명된 장치들을 이용하여 공정을 수행하는 과정에서 처리되는 음식물쓰레기의 중량변화 즉, 감량화율을 알 수 있도록 한 블록도로서 퇴비화 공정의 예를들고 있다.
도 1과 도 3을 참조하여 다시 설명하면, 약 6톤의 음식물이 수거되어 전처리드럼(10)에서 오수로 약 35wt%가 빠져나가고 전처리드럼에서 파쇄된 후의 고형물은 약 3.9톤이 된다. 이과정에서 세척수 0.5톤이 추가되고 오수와 함께 여과장치(20)로 2.6톤이 흘러들어가고 여기서 저류조(40)에서 걸러진 슬러지 150kg이 추가되어 5.5톤이 여과되어 저류조(40)로 2.64톤이 흘러들어가고 여과장치(20)의 고형물인 케이크는 0.11톤이 드럼의 음식물 3.9톤, 부자재 1.38톤이 합하여 5.39톤이 드럼에서 일부 증발하고, 발효과정에서 일부 증발 및 침출되고 3.090톤이 후숙처리되고 후숙 및 건조과정에서 증발되고 2.13톤이 선별기에서 선별되어 일부는 부자재로 사용되고 일부는 협잡물(1%)로 처리되고 1.59톤이 퇴비로 출하되는 것이다. 따라서 총 감량화율이 73.5%에 이르게되는 것이다.
한편, 상기 도 3에서 전처리드럼처리후 부자재를 투입하여 파쇄 하는 것으로 도시되어 있으나 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 도 1에 도시한 바와 같이, 모두 전처리드럼에서 처리되는 공정이다.
상기 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 공정을 사용함으로써 악취와 오수를 확실히 제거할 수 있음은 물론 높은 감량화율을 달성할 수 있게된다.
즉, 본 발명으로 인하여 음식물쓰레기를 사료화 및 퇴비화를 달성할 수 있게되고 이과정에서 발생되는 악취 및 오수문제를 완전히 처리할 수 있게되는 이점이 있다.
이상에서 본 발명에 따른 하나의 실시예를 설명하였으나, 이는 예시이며 다양한 변화와 변형이 가능할 것이다.
예를들어 컨테이너의 형상이나, 바이오필터의 형상, 저류조에 펌프유무 등이 바뀔 수 있으나, 이는 모두 본 발명의 권리범위에 속하게 됨을 첨부된 청구범위를 통해 알 수 있을 것이다.
Claims (6)
- 음식물쓰레기와 부자재를 탈수, 살균, 염분 제거하는 제 1 공정과;상기 제 1공정에서 분리된 액상을 여과기로 다시 고액분리하는 제 2 공정과;상기 제 2 공정에서의 분리된 고형물과 상기 제 1 공정후의 고형물을 발효시키는 제 3 공정과;상기 제 3 공정 후의 발효된 고형물을 소정기간 후숙시키는 제 4공정과;상기 제 4 공정후 고상을 선별하여 퇴비 또는 사료화하는 제 5공정과;상기 제 3공정과 제 4공정에서 발생되는 악취를 제거하는 제 6공정과;상기 제 2 공정과 상기 제 3공정에서 발생되는 액상을 수처리하는 제 7공정을 포함하는 음식물쓰레기 처리방법
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 공정에서 사료화를 위한 부자재로서 톱밥과 상기 제 5공정에서 분리된 일부 덩어리를 음식물쓰레기의 약 10wt%내외로 섞는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리방법
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 공정에서 퇴비화를 위한 부자재로서 파쇄목과 상기 제 5 공정에서 분리된 일부 덩어리를 음식물쓰레기의 약 3wt%내외로 섞는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리방법.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1공정은 세척수거 가수된 상태에서 내부에 다수개의 블레이드와 다수개의 칼날이 형성된 드럼내에서 가열상태에서 처리되며 스크린에 의해 고액이 분리되어 염분을 제거하는 음식물쓰레기 처리방법
- 제 1항에 있어서,상기 제 6공정은 바람직하게 바이오필터를 통해 대기로 방출하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리방법.
- 제 1항에 있어서,상기 제 7공정에서의 수처리는 혐기성세균에 의해 1차처리한 후 호기성세균에 의해 2차처리하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리방법
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