KR20010007835A - 에트링 가이트 합성을 이용한 폐기유기물 건조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기폐기물의 건조방법에 관한 것으로, 수분을 함유한 폐기 유기물속에 포함된 불순물을 제거시키는 불순물 제거과정과; 상기 불순물 제거과정을 마친 폐기 유기물을 처리조에 투입시키는 처리조 투입과정과; 폐기 유기물을 포함한 처리조에 생석회와, 황산반토를 투입하여 10분 내지 2시간 동안 반응시키는 반응과정; 그리고, 상기 반응과정에 의해 생성된 에트링 가이트와 수분이 증발한 폐기 유기물을 분쇄시키는 분쇄과정;를 포함하여 구성되는 에트링 가이트 합성을 이용한 폐기유기물 건조방법을 기술적 요지로 한다. 이에 따라, 유기폐기물에 생석회와 황산반토를 투입하여 에트링 가이트가 생성되는 과정에서 발생되는 반응열 및 결정수로 치환되는 성질을 이용하여 유기폐기물을 단시간 내에 건조 시킬 수 있으며 결정화된 에트링가이트의 결정구조는 다공성을 갖고 있어 냄새를 탈취시키고, 건조처리된 유기 폐기물은 토양비료 등의 용도로 사용할 수 있다는 이점이 있다.

Description

에트링 가이트 합성을 이용한 폐기유기물 건조방법{drying method for organic waste using synthesis of ettringite}

본 발명은 폐기유기물 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 에트링 가이트 합성시 발생되는 고열 및 결정수로 치환되는 성질을 이용하여 폐기유기물 속에 포함된 수분을 제거하고 수분이 제거된 폐기유기물 찌꺼기를 퇴비나 사료로 사용되는 에트링 가이트 합성을 이용한 폐기유기물 건조방법에 관한 것이다.

일반적으로 폐기유기물은 생활속에서 필연적으로 발생되며 폐기유기물등을 줄이려는 노력 및 폐기유기물을 처리하는 방법등이 다양하게 개발되어 있는 실정이다.

생활쓰레기, 음식물쓰레기, 축산업에서 발생되는 가축 배설 폐기물, 상하수도에서 발생되는 오니, 산업용 폐기유기물등의 처리방법은 단순 매립, 해양투기 및발효시켜 퇴비로 이용하거나 가열건조하여 사료나 퇴비로 이용하는 방법등이 있으나 상기의 방법들은 공히 환경오염을 유발시킨다는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허공보 등록번호 156010호에 폐기 유기물을 이용한 칼슘 비료의 제조방법에 대한 내용이 소개되어 있다.

상기 종래기술은 음식물 쓰레기, 인분뇨, 가축분뇨, 도축폐기물, 어폐류, 폐기물과 같은 폐기물을 미세하게 분쇄하여 수분함량을 50%로 조정한 다음 이것을 증기배출시설이 된 처리조에 넣고 처리물 총량의 30-50% 중량에 해당하는 생석회를 투입하여 24시간 정도 반응시켜 케이크 상태로 만들고 이를 2-3일간 공기중에 방치하여 안정화시켜 분쇄기로 분쇄하여 칼슘비료를 제조하는 것을 기술적 내용으로 한다.

그러나 상기의 종래기술은 후술하는 문제점을 내포한다.

첫째, 생석회를 사용하여 수분은 일정부분 제거되나, 남은 찌꺼기는 강알카리성을 띠게 되고 강알카리 생성물의 PH 농도조절이 불가능하다는 문제점이 있다. 둘째, 반응된 반응물을 2-3일간 공기중에 방치하는 동안 남은 찌꺼기에서 악취가 발생된다는 문제점이 또한 있다.

셋째, 생석회와 반응시키기 전에 수분함량을 50%로 조정하는 전처리 과정을 거치게 되므로 공정이 복잡하다는 문제점이 또한 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 폐기유기물을 생석회 및 황산반토와 혼합하여 생석회와 황산반토의 반응에 의해 생성되는 에트링 가이트의 생성과정에서 발생되는 반응열을 이용하여 유기폐기물을 즉각적으로 건조시키는 에트링 가이트 합성을 이용한 폐기유기물 건조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 혼합되는 생석회의 양과 황산반토의 양을 조절하므로써, 수분이 건조된 찌꺼기의 PH농도가 조절되는 에트링 가이트 합성을 이용한 폐기유기물 건조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수분을 함유한 폐기 유기물속에 포함된 불순물을 제거시키는 불순물 제거과정과; 상기 불순물 제거과정을 마친 폐기 유기물을 처리조에 투입시키는 처리조 투입과정과; 폐기 유기물을 포함한 처리조에 생석회와, 황산반토를 투입하여 40 내지 60분간 반응시키는 반응과정; 그리고, 상기 반응과정에 의해 생성된 에트링 가이트와 수분이 증발한 폐기 유기물을 분쇄시키는 분쇄과정;를 포함하여 구성되는 에트링 가이트 합성을 이용한 폐기유기물 건조방법을 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 황산반토는 무수화물이 되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 황산반토는 유수화물이 되어도 된다.

이에 따라, 유기 폐기물에 투입된 생석회와 황산반토가 반응하여 에트링가이트가 생성되는 동안 발생되는 열을 이용하여 유기폐기물에 함유된 수분을 건조시키고 생석회의 투입량과 황산반토의 투입량을 조절함에 의해 생성물 및 건조폐기 유기물의 PH농도를 조절 할 수 있다는 이점이 있다.

이하 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 에트링 가이트 합성을 이용한 폐기 유기물 건조방법은 크게 불순물 제거과정과, 처리조 투입과정과, 반응과정 그리고 분쇄과정으로 구성된다.

먼저 불순물 제거과정에 대해 설명한다.

상기 불순물 제거과정은 수집된 음식물 쓰레기, 생활쓰레기, 분뇨, 어패류, 산업용 폐기물, 상하수도에서 발생되는 오니 등의 유기폐기물에 포함된 금속물질 및 합성수지물질등을 제거시키는 과정이다. 이 과정에서 필요에 따라서는 반응성을 극대화 시키기 위해서는 상기 유기폐기물의 크기가 작아야 하는 바, 상기 유기폐기물을 잘게 부수는 분쇄과정을 거쳐도 무방하며, 본 발명의 범주에 속할 것이다.

상기 처리조 투입과정은 상기 불순물 제거과정을 마친 유기 폐기물을 증기 배출시설이 실시된 처리조에 투입시키는 과정이다. 여기서 상기 처리조에는 반드시 증기 배출시설이 포함되어야 하는 데, 그 이유는 후술하는 반응과정에서 수분이 증발하여 수증기기 됨에 의해 엄청난 양의 증기가 발생되기 때문이다.

처리조 투입과정을 마친 유기 폐기물은 생석회와 황산반토가 첨가되어 반응하여 에트링 가이트가 생성되는 반응과정이 진행된다. 상기 반응과정동안 엄청난 양의 열이 발생되어 상기 유기폐기물속에 함유된 수분을 증발시킨다. 상기의 반응과정은 유기폐기물에 함유된 수분의 양에 따라 다소 차이는 있으나 약 10분 내지 두시간 정도면 반응이 완료되며 상기 유기 폐기물속에 함유된 대부분의 수분은 증발되고, 처리조내에는 에트링 가이트 생성물과 수분이 증발된 유기 폐기물 찌꺼기 등이 남게된다.

구체적으로 설명하면, 산화칼슘인 생석회와, 황산알루미늄인 황산반토가 상기 유기 폐기물에 함유된 수분과 작용되어 고열을 발생시킴과 동시에 에트링 가이트가 생성된다. 즉 상기 에트링 가이트를 이온식으로 표기하면 아래와 같다.

Ca₁₂Al₄(OH)₂₄(SO₄)₆·50H₂O

이때 발생되는 생성열은 CaSO₄·2H₂O를 기준으로 하면 -46.06kcal/mole, 원소를 기준으로 하면 -3654kcal/mole이 발생된다고 알려져 있다.(요업(窯業)공업 핸드북 4권 참조)

즉, 이 과정에서 발생되는 열이 수분을 즉각적으로 증발시키며, 이때 상기 유기 폐기물에 포함된 대부분의 세균은 발생되는 열에 의해 사멸된다.

그리고 상기 반응과정후에 잔류되는 잔류물의 PH 농도는 투입되는 생석회와 황산반토의 비율에 따라 달라지게 되는 바, 상기 반응후에 남게되는 잔류물에 생석회 성분이 포함되는 경우 즉, 생석회의 투입량이 증가하게 되면 알카리성을 띠게 되고, 반대로 황산반토의 양이 증가하게 되면 잔류물은 산성을 띠게 된다. 따라서 상기 반응후에 남게되는 건조 잔류물의 PH 농도는 사용자의 필요에 따라 조절이 가능하다.

상기 반응과정을 통하여 유기 폐기물은 건조되고, 상기 처리조 내부에는 건조된 유기폐기물 찌꺼기와, 에트링 가이트 합성물 및 생석회 또는 황산반토 잔류물들이 남게된다.

다음 과정은 상기 처리조에 남아 있는 잔류 유기폐기물에 대한 분쇄과정이 진행된다. 상기 분쇄과정은 분쇄기르 이용하여 행해지며 분쇄된 유기 폐기물은 유기물이 풍부하며 필요에 따라 PH농도가 조절되는 분쇄물이 완성되며, 상기 분쇄물을 필요한 용도 즉, 토양비료 등으로 사용 할 수 있다.

상기의 구성에 의한 본 발명은, 유기 폐기물에 생석회와 황산반토를 첨가시켜 에트링가이트 생성과정에서 발생되는 반응열을 이용하여 유기 폐기물속에 함유된 수분을 증발시켜 유기 폐기물을 단시간내에 건조시키는 효과가 있다.

그리고, 투입되는 생석회의 양과 황산반토의 양을 조절함에 의해 잔류물의 PH농도가 조절된다는 효과가 또한 있다.

또한 원료구입이 용이하며 유기 폐기물을 처리하는 비용이 저렴할 뿐만 아니라 환경 친화적이라는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 수분을 함유한 폐기 유기물속에 포함된 불순물을 제거시키는 불순물 제거과정과;

   상기 불순물 제거과정을 마친 폐기 유기물을 처리조에 투입시키는 처리조 투입과정과;

   폐기 유기물을 포함한 처리조에 생석회와, 황산반토를 투입하여 10분 내지 2시간 동안 반응시키는 반응과정; 그리고,

   상기 반응과정에 의해 생성된 에트링 가이트와 수분이 증발한 폐기 유기물을 분쇄시키는 분쇄과정;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 에트링 가이트 합성을 이용한 폐기유기물 건조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 황산반토는 무수화물이 됨을 특징으로 하는 에트링 가이트 합성을 이용한 폐기유기물 건조방법.
3. 제1항에 있어서 상기 황산반토는 유수화물이 됨을 특징으로 하는 에트링 가이트 합성을 이용한 폐기유기물 건조방법.