KR20010003541A - 음식물쓰레기의 처리방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물쓰레기를 퇴비화하기 위한 수단에 관한 음식물쓰레기 처리방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명은 음식물쓰레기를 퇴비화하기 위하여, 물과함께 투입된 음식쓰레기를 가수분해조(P)에 투입하여 가수분해하기 위한 제 1 공정과, 상기 가수분해조(P)에서 처리된 분해액을 발효조(T)에 투입하여 발효하기 위한 제 2 공정과, 상기 발효조(T)에서 처리된 발효액을 유기물 분해조(M)에 투입하여, 미생물로써 분해하기 위한 제 3 공정을 순차적으로 실행하는 것으로서, 음식물쓰레기에 함유된 비중이 큰 이물질이 가수분해조에서 제거되고 비중이 작은 이물질이 발효조에서 각각 제거되며, 전체 시스템을 24시간 가동할 수 있을 뿐 아니라, 처리가 완료된 액중 일부를 가수분해조와 발효조로 회수되게 하므로서 처리 효율을 상승시키고 물을 절약할 수 있으며, 모든 유기성 폐기물에 적용할 수 있는 유익한 발명인 것이다.

Description

음식물쓰레기의 처리방법 및 그 장치{A PRCESSING METHOD AND SYSTEM OF FOOD WASTE}

본 발명은 음식물쓰레기를 처리하기 위한 수단에 관한 것으로, 특히 유기성 폐기물인 음식물쓰레기가 가수분해조, 발효조, 유기물분해조의 공정을 거치는 동안 분해되어 퇴비화할 수 있도록 한 음식물쓰레기의 처리방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 식당이나 가정등에서 다량의 음식물쓰레기가 발생되며, 이러한 음식물쓰레기는 환경을 오염시키는 주원인이되므로 이를 처리하기 위한 많은 방법들이 강구되어 왔다.

특히, 근래에서 혐기성 또는 호기성 미생물에 의하여 음식찌꺼기가 분해되도록 하는 방법이 널리 이용되며, 이러한 미생물에 의한 음식찌꺼기처리 수단으로서 선발명된 국내 특허공개 98-1878호의 "유기성 폐기물의 처리방법 및 그의 장치"를 살펴보면 다음과 같다.

유기성 폐기물을 가수분해/산생성 발효조에 넣고 교반익이 달린 교반기로 완속 교반하여 가수분해와 산생성 발효시키면서 상기 발효액을 포함하는 슬러리를 산 발효액 배출구와 슬러리 펌프를 통하여 메탄발효조 저부에 메탄발효 슬러리층에 단속적 또는 연속적으로 주입하여 메탄발효가 일어나게 하고 메탄발효조의 메탄발효 상징액층의 발효액을 가수분해/산생성 발효조로 재순환시켜서 가수분해/산생성 발효로 내부의 PH를 일정하게 조절하도록 구성된 것이다.

종래의 이러한 방법은 유기성 폐기물인 음식물쓰레기가 가수분해/산생성 발효조에서 일차처리된후 메탄발효조에서 재차 처리되는 것으로서, 다음과 같은 문제들이 제기되었다.

첫째; 음식물쓰레기가 1차 발효조에서 가수분해와 산생성이 동시에 이루어지므로 원활한 처리가 이루어지지 않았다. 즉, 음식물쓰레기는 다량의 물과 함께 1차 발효조내로 투입되는 것으로서, 비중이 큰 이물질은 하방으로 이동되어 적층되나, 비중이 작은 비닐이나 종이는 부력에 의하여 가수분해와 산생성이 이루어지지 않은 음식물과 함께 상부에 부유되므로 교반기에 의하여 교반하여도 완전한 혼합이 잘 이루어지지않게 되어 결국 가수분해와 산생성이 이루어지는데 많은 처리시간이 소요되는 원인이될 뿐 아니라, 비중이 작은 이물질의 제거가 곤란하였다.

둘째; 상기 메탄발효조내로 유입되는 음식쓰레기는 미생물에 의하여 분해가 이루어지는 것으로서, 미생물의 먹이원으로서 조건을 갖추기 위하여는 상기 가수분해/산생성 발효조내에서 충분한 처리가 이루어진후에 메탄발효조로 투입되어야 하나 음식물이 가수분해/산생성 발효조에 투입될때에는 먹이원을 공급할 수 없어 계속적인 작업을 할 수 없으며, 음식물쓰레기는 일정시간 가수분해/산생성 발효조에서 지체된후 미생물의 먹이원으로서 조건이 갖추어지면 다음공정인 메탄발효조로 이동시켜야 되므로 결국 전체시스템을 하루에 10~12시간정도 가동할 수 밖에 없으므로 작업효율이 저하되었다.

셋째; 가수분해/산생성 발효조에서 음식물쓰레기의 일차처리가 이루어지게 하기 위하여는 발효조의 전체 외형이 커지게 되므로 결국 제작 및 관리에 있어 어려운 문제가 제기되었다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 연구개발된 것으로서, 음식쓰레기를 처리함에 있어 가수분해조, 발효조, 유기물분해조에서 각각 처리되게 하여 비중이 큰 이물질은 반응조에서 제거되고 비중이 작은 종이나 비닐지등은 발효조에서 각각 제거되도록 하는데 그 기술적과제가 있다.

본 발명의 다른 기술적고제는 음식물쓰레기를 단시간에 많은 양을 처리할 수 있을 뿐 아니라, 24시간동안 계속작업할 수 있으므로 작업효율을 상승시킬 수 있을 뿐 아니라, 전체 외형을 최소화할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또다른 기술적과제는 유기물 분해조에서 처리완료된 분해약을 가수분해조와 발효조로 각각 일정량씩 재투입하여 가수분해와 발효가 원활하게 이루어지도록 하고 투입되는 물의 양을 절약할 수 있도록 하는데 있다.

도 1 은 본 발명의 장치를 보인 개략도.

^*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명^*

1 : 통체 2 : 투입구 3 : 분해실

4 : 교반날개 5 : 배출관 11 : 통체

12 : 발효실 13 : 유입관 15 : 교반날개

16 : 배출관 17 : 모노펌프 18 : 스키머

21 : 통체 22 : 분해실 22a : 포집기

23 : 교반날개 24 : 노즐 25 : 유입관

27 : 펌프 28 : 분해액 유출관 29a : 회수관

29b : 회수관 29c : 탈수관 P : 가수분해조

T : 발효조 M : 분해조

본 발명은 음식물쓰레기를 처리하기 위하여 음식물쓰레기를 물과함께 가수분해조에 투입하여 가수분해하는 제 1 공정과, 상기 가수분해조에서 처리완료된 반응액을 발효조에 자연유하되게 하여 산발효시키기 위한 제 2 공정과, 상기 발효조에서 처리완료된 발효액을 유기물 분해조로 투입하고 혐기성 미생물에 의하여 분해시키기 위한 제 3 공정과, 상기 유기물 분해조에서 처리완료된 액상의 처리물을 탈수시켜 퇴비화하기 위한 제 4 공정을 순차적으로 실행하는 혐기성 퇴비화 공정이다.

본 발명은 도 1 에 도시된 바와 같이, 가수분해조(P)와 발효조(T)와 유기물 분해조(M)가 각각 공정별로 배치되어 있으며, 본 발명을 각 공정별로 설명하면 다음과 같다.

제 1 공정

상하 길이가 긴 형태로된 가수분해조(P)의 통체(1) 상부 일측에 투입구(2)를 부착형성하고 통체(1) 내부에 형성된 분해실(3)에 교반날개(4)를 회동되게 장치하며, 통체(1)의 하방에 배출관(5)을 연결한 것이다.

물과 함께 투입구(2)를 통하여 분해실(3)로 유입된 음식물쓰레기는 교반날개(4)가 저속으로 회전되면서 혼합하게 되며, 2~3일간 지체되는 동안 가수분해가 이루어진다.

상기 분해실(3)의 내부온도는 36~38℃로 유지하고 PH는 6~7로 유지하는 것이 바람직하다.

상기 분해실(3)에서 물과 함께 투입된 음식물쓰레기는 가수분해된후 액상의 분해액으로 되며, 음식물쓰레기에 포함되어 있던 비중이 큰 이물질은 2~3일간 지체되면서 교반되는 동안 자중에 의하여 하부로 이동되어 분해실(3)의 하방에 적재된다.

적재된 이물질은 통체(1) 하방에 장치된 이물질 배출구(6)를 통하여 외부로 배출되는 것이다.

상기 분해실(3)에 투입되는 물은 가수분해를 촉진시키며, 그양은 음식물쓰레기의 총중량비로서 60~70%로 하는 것이 바람직하다.

제 2 공정

내부에 발효실(12)의 구비된 발효조(T)의 통체(11) 일측 중간부에 유입관(13)을 설치하여 상기 배출관(5)과 유입관(13)을 연결하고 유입관(13)에 모노펌프(14)를 설치한다.

발효실(12)에 교반날개(15)를 회동되게 장치하며 통체(11)의 타측 하방에 배출관(16)을 설치한다.

또한, 발효실(12)의 상부에 스키머(18)를 회동되게 장치한다.

상기 제 1 공정의 가수분해조(P)에서 처리되어 액상으로된 분해액이 유입관(13)을 통하여 발효실(12) 내부로 유입된 후에 교반날개(15)가 저속으로 회전되면서 혼합하게 되고 1~2일간 지체되는 동안 발효가 이루어진다.

상기 발효실(12)의 내부온도는 약 36~38℃로 유지하며 PH를 6~7로 유지하는 것이 바람직하다.

상기 발효실(12)에서 처리되는 액은 1~2일간 지체되어 발효되는 동안, 음식물쓰레기에 포함되어 있던 비중이 작은 비닐이나 종이등이 상부로 부유되며, 부유된 이물질은 스키머(18)에 의하여 외부로 배출된다.

즉, 상기 스키머(18)가 발효액의 상부에서 수평회동되며, 부유된 이물질이 상부에 적체되면 스키머(18)의 날개편에 의하여 통체(11) 상부에 별개로 장치된 이물질 배출구(도면에 도시되어 있지않음)를 통하여 외부로 유출되는 것이다.

제 3 공정

상하길이가 긴 형태로 유기물 분해조(M)의 통체(21)를 구성하고 통체(21)의 내부에 구비된 분해실(22)에 교반날개(23)가 저속으로 회동되게 장치한다.

상기 분해실(22)의 내부 중간부위에 노즐(24)을 하방으로 향하게 장치하고 노즐(24)에 연결된 유입관(25)에 모노펌프(17)를 장치하며, 상기 발효조(T)의 배출관(16)에 유입관(25)을 연결한다.

상기 통체(21)의 상단부에 기체배출관(26)을 연결한다.

또한, 펌프(27)가 장치된 분해액 유출관(28)을 통체(21)의 상부측에 장치하여 상기 가수분해조(P)에 장치된 회수관(29a)과 상기 발효조(T)에 장치된 회수관(29b)과 탈수장치에 연결된 탈수관(29c)을 분해액 유출관(28)에 각각 연결한다.

또한, 분해실(22)의 상부측에 포집기(22a)를 설치하여 분해실(22) 내부의 미생물이 유출퇴비회관(28)을 통하여 외부로 유출되는 것을 방지한다.

상기 제 2 공정의 발효조(T)에서 처리된 발효액이 유입관(25)을 통하여 분해실(22)의 내부로 유입된 후에, 교반날개(23)에 의하여 저속으로 회전되면서 혼합하게 되고 PH를 7~8로 유지하여 12~15일간 지체되는 동안 미생물에 의하여 유기물질이 분해된다.

처리가 완료된 분해액은 퇴비화를 위한 탈수관(29c) 및 가수분해조(P)와 발효조(T)로 각각 배출된다.

즉, 총배출양에 있어 탈수공정으로 이동되는 액과, 가수분해조로 회수되는 양과 발효조로 회수되는 양을 3 : 6 : 1로 하는 것이 바람직하다.

가수분해조와 발효조로 회수된 분해액은 각각의 가수분해와 발효를 촉진시킴과 동시에 새로이 유입되는 물의 양을 줄일 수 있는 효과가 있다.

제 4 공정

상기 유기물 분해조에서 처리완료된 분해액을 탈수시켜 퇴비를 제조하는 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 가수분해조와 발효조를 별개로 구성하므로서 비중이 큰 이물질을 가수분해조에서 제거되고 비중이 작은 이물질은 발효조에서 제거되도록 하므로서 처리효율이 상승되는 효과가 있다.

또한, 유기물 분해조의 미생물이 활성화되기 좋은 조건의 발효액이 발효조에서 유기물 분해조로 계속 공급되므로 전체 시스템을 24시간 계속 가동할 수 있어 작업효율을 상승시킬 수 있는 것이다.

또한, 가수분해조와 발효조의 외형을 종래에 비하여 작게 제조할 수 있으므로, 제조가 쉬울 뿐 아니라, 점검 및 관리가 원활한 효과가 있는 것이다.

또한 유기물 분해조에서 처리완료된 분해액의 일부를 가수분해조와 발효조로 회수되게 하므로서, 가수분해와 발효를 촉진시킴과 동시에 폐기되는 물을 절약할 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 환경오염의 주원인이 되는 음식물쓰레기를 퇴비화 할 수 있으며, 음식물쓰레기 뿐 아니라, 분뇨등 모든 유기성 폐기물에 적용하여 산업화할 수 있는 유익한 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 음식쓰레기를 퇴비화하기 위하여, 물과함께 투입된 음식쓰레기를 가수분해조(P)에 투입하여 가수분해하기 위한 제 1 공정과, 상기 가수분해조(P)에서 처리된 분해액을 발효조(T)에 투입하여 발효하기 위한 제 2 공정과, 상기 발효조(T)에서 처리된 발효액을 유기물 분해조(M)에 투입하여 미생물에 의하여 분해하기 위한 제 3 공정을 순차적으로 실행하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기의 처리방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 발효조(T)에서 비중이 작은 이물질이 상부로 부유되도록 한 후에, 스키머(18)에 의하여 제거하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기의 처리방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 유기물분해조(M)에서 처리 완료된 분해액을 탈수하기 위하여 배출하는 양과 가수분해조로 환수하는 양과 발효조로 회수하는 각각의 양을 중량비로서 3 : 6 : 1로 하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기의 처리방법.
4. 음식물쓰레기를 처리하기 위하여,

   내부의 분해실(3)에 교반날개(4)가 장치된 가수분해조(P)와, 내부의 발효실(12)에 교반날개(15)가 장치되고 상기 가수분해조(P)와 유입관(13)으로 연결된 발효조(T)와, 내부의 분해실(22)에 교반날개(23)가 장치되고 분해실(22) 중앙부에 장치된 노즐(24)에 연결된 유입관(25)이 상기 발효조(T)와 연결된 유기물분해조(M)을 순차적으로 설치하여서 구성된 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 발효조(T)의 내부 발효실(12) 상부에 스키머(18)를 회동되게 장치하여서 구성된 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치.