KR200170523Y1 - 퇴비화 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가정용 쓰레기, 상용 쓰레기, 산업용 쓰레기, 축사나 돈사 등의 가축 사육장에서 나오는 것들과, 녹색쓰레기류 등의 유기성 쓰레기를 퇴비로 만들 때, 냄새가 나지 않으면서 퇴비화 속도를 촉진할 수 있는, 퇴비화 장치에 관한 것이다.

본 고안의 퇴비화 장치는,

유기성 쓰레기와 구조물질의 혼합물을 장입하기 위한 더미 박스(Ⅰ,Ⅱ)와, 상기 더미 박스(Ⅰ,Ⅱ)의 바닥면(8)상에 형성되어 있는 그루브(7)에 매설되는 매니폴드의 분기관(3)과, 상기 분기관(3)의 후단부가 연통되는 매니폴드의 합류관(4)과, 상기 좌우측의 합류관을 연통시키는 유동관(9,10)과, 상기 유동관의 관로 양측에 설치되어 일방향으로만 공기가 유동되게 하는 체크밸브(6,11)와, 상기 유동관을 연결하고 있는 측관상에 설치되는 송풍기(5)와, 상기 더미 박스(Ⅰ,Ⅱ)의 상부에 설치되는 스프레이 수단과, 상기 분기관(3)을 일정 구간별로 차폐시켜 공기의 유입 및 출입을 제한하는 폐쇄기(12)로 구성된다.

Description

퇴비화 장치{COMPOST APPARATUS}

본 고안은 가정용 쓰레기, 상용 쓰레기, 산업용 쓰레기, 축사나 돈사 등의 가축 사육장에서 나오는 것들과, 녹색쓰레기류 등의 유기성 쓰레기를 퇴비로 만들 때, 냄새나지 않으면서 퇴비화 속도를 촉진할 수 있는 퇴비화 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 슬러지(sludge)가 포함된 젖은 상태 혹은 마른 상태의 유기성 쓰레기를 퇴비(두엄)로 만들기 위해서는, 유기성 쓰레기가 장입되는 더미 박스나 챔버 내의 온도, 습도, 공기량 등을 적절히 조절해 주어야 한다.

그런데, 상기의 유기성 쓰레기가 장입된 더미 박스(또는 챔버) 내의 온도나 습도 등을 최적 상태로 유지하는데 있어서, 작업자가 일일이 더미 박스 내의 상태를 감시하면서 조절하기란 수월한 일이 아니므로, 대부분 자동화된 퇴비제조장치로 퇴비를 생산하고 있는 실정이다.

이러한 자동 퇴비제조장치에서 상기의 유기성 쓰레기는 호기성 상태, 즉 공기가 더미(쓰레기 더미) 내에 골고루 침투될 수 있는 상태에서, 양질의 퇴비로 변하게 된다.

그런데, 지금까지 알려진 유기성 쓰레기의 퇴비화 장치는, 공기(외기)를 더미 박스 밑에서 강제로 주입하거나, 더미 박스의 내부 상층에 정체되어 있는 공기를 흡입하는 형태의 것이어서, 유기성 쓰레기의 퇴비화 과정에서 악취가 발생하고, 특히 퇴비화 속도가 대단히 느려, 사용자가 만족감을 느낄 수 없다는 단점이 있었다.

더욱이, 종래에는 약 1주일 분의 유기성 쓰레기를 하적장 등지에 노적시킨 후 일괄 처리하는 시스템이었기 때문에, 설비를 가동하지 않는 기간 동안, 하적장에 집합시킨 유기성 쓰레기가 부패하면서 심한 악취를 풍기는 단점이 있었고, 이처럼 부패된 유기성 쓰레기로 퇴비를 만들 경우, 질이 떨어지는 단점이 있었다.

본 고안은 이러한 종래의 퇴비화 장치가 갖고 있던 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 유기성 쓰레기를 퇴비로 만들 때, 전혀 냄새가 나지 않으면서 퇴비화 속도를 촉진할 수 있는 자동화 된 퇴비제조장치를 제공함에 목적이 있다.

이와 같은 상기의 목적은 다음과 같은 수단을 통해 달성 가능해진다.

즉, 본 고안에서는 다수개의 더미 박스를 횡방향 또는 종방향으로 줄지어 설치하되 상기 더미 박스의 바닥에 매니폴드(manifold)의 각 분기관을 매설하여, 적어도 하나의 더미 박스에서 흡입한 공기를 나머지 더미 박스 내로 강제 주입할 수 있게 하며, 일정 시간이 경과한 후에는 앞에서 공기를 강제 주입한 더미 박스로부터 공기를 흡입하여, 먼저번에 공기를 흡입해 낸 박스 내에 다시 공기를 주입하는 과정을 반복함으로써, 호기성 미생물이 상기의 더미 박스 사이를 오가면서 쓰레기의 유기성분을 최단시간에 분해할 수 있게 하고, 또한 쓰레기 더미 내에 공기 채널이 형성되는 것을 방지하여 공기의 확산이 더욱 활발히 이루어지게 함으로서 종래보다 호기성 미생물이 더욱 잘 성장할 수 있게 하여, 유기성 쓰레기의 퇴비화 속도가 빨라지게 하였다.

또한, 본 고안에서는 유기성 쓰레기로부터 흘러나오는 침출수를 회수하여 더미 박스 내의 수분조절에 이용하고, 또 퇴비화 시스템에서 유출되는 악취를 생물학적 필터(bio-filter)로 여과시킴으로서, 퇴비화 과정에서 양산된 악취가 유출됨이 없게 하였다.

또한, 본 고안에서는 유기물 쓰레기의 하적량(입하량)에 능동적으로 대처할 수 있도록, 각각의 더미 박스(챔버)를 일정 구간별로 차단할 수 있게 구성하였다.

도1은 본 고안에 따른 퇴비화 장치의 주요부 구성을 도시한 평면도,

도2는 도1의 A-A'선 단면도,

도3은 본 고안에 따른 퇴비화 장치의 하적장 주변을 도시한 평면도.

〔도면 부호의 설명〕

1,2...챔버, 3...분기관,

4...합류관, 5...송풍기,

6,11...체크밸브, 7...그루브,

8...바닥면, 9,10...유동관,

12...폐쇄기(밸브), B...지하벙커,

T...화물차, BC...버켓차량,

BF...바이오 필터, HB...벙커,

MX...믹서장치, TC...컨베이어,

UL...하적장, SMB...벙커,

Ⅰ,Ⅱ...더미 박스.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 고안에 따른 퇴비화 장치의 구성에 대해 상세히 설명한다.

첨부도면중 도3은 본 고안에 따른 퇴비화 장치의 하적장 주변을 도시한 평면도로서, 본 고안의 퇴비화 장치를 구성하고 있는 공급부분/저장부분/기계적 처리부분/생물학적 처리부분중에서, 공급부분/저장부분만을 도시한 것이다.

본 실시예에서는 더미 박스(챔버)가 2개인 경우를 상정하였지만, 더미 박스가 다수개여도 그의 구성이나 작동은 동일하게 이루어짐을 밝혀 둔다.

또한, 본 고안에서는, 본 실시예의 퇴비화 장치를 도심속에 설치할 수 있도록, 퇴비화 과정에서 발생되는 악취의 유출을 방지하기 위해, 쓰레기 하적장과 기계처리장 및 후숙장 등이 일정 넓이의 건축물 내에 설치된 것으로 가정하며, 이 건축물 내의 폐공기(악취를 수반)를 청정처리 할 수 있도록, 상기 건축물의 내부나 외부에 폐공기 처리용 바이오 필터가 갖추어져 있는 것으로 가정한다.

통상적으로, 퇴비화 장치에서 처리할 유기성 쓰레기는, 각 가정이나 대중식당 등지에 비치해 둔 수거통으로 들여오게 된다.

상기의 수거통들은 대개의 경우 화물차(T)에 실려 수송되므로, 상기 수거통들의 하적과, 이들 통에서 풍기는 유기성 쓰레기의 악취를 효율적으로 처리하기 위해, 본 고안에서는 쓰레기 하적장(UL)을 건물 내에 마련하였으며, 이 쓰레기 하적장과 바이오 필터(BF) 사이를 덕트(가상선으로 도시)로 연결하였다.

따라서, 쓰레기 수거차량이 하적장(UL)에 진입하면, 상기의 하적장 주변을 폐쇄하여 냄새가 밖으로 빠져나가지 못하게 한 상태에서, 상기 하적장 내부의 폐공기를 필터 쪽으로 흡입하여 청정 처리하게 된다.

이러한 이유로, 상기의 쓰레기 하적장은 언제나 저압 상태에 있게 된다.

이와 같이, 화물차(T)에 실려 온 수거통 속의 내용물은, 일정량-예를 들면 하루 분(약 30ton)의 유기성 쓰레기를 저장할 수 있게, 하적장 바닥에 구축해 둔 지하벙커(B)에 모아 두는데, 상기의 지하벙커에 퇴적되는 유기성 쓰레기의 냄새가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해, 지하벙커의 상부에는 뚜껑을 설치하고, 전단부분에는 주름막을 설치하여 폐쇄시킨다.

상기의 지하벙커(B)는, 예를 들면 깊이 2m, 폭 3.5m, 길이 6.0m이며, 침출수가 일정 장소에 모이기 쉽도록, 바닥면이 10°정도 경사져 있다.

또한, 이 지하벙커에는 내부의 공기를 빨아낼 수 있도록, 덕트(미도시) 등을 설치하여 바이오 필터(BF)에 연결시킨다.

한편, 상기와 같이 구성된 지하벙커(B)에 유기성 쓰레기를 장입하는 경우, 지하벙커의 뚜껑을 여는 것과 동시에, 일정한 속도로 공기를 흡입함으로써, 실질적으로 냄새의 유출이 거의 불가능하게 조치한다.

통상적으로, 지하벙커(B)에 장입되는 유기성 쓰레기는 삼각형 더미, 평평형 더미 혹은 박스형 더미로 쌓여 침출수를 발생시키는데, 이 침출수가 그대로 방류될 경우, 수질환경과 대기환경이 오염된다.

이에 본 고안에서는, 더미 박스(챔버) 내에서 유기성 쓰레기를 퇴비를 만들 때 요구되는 물의 일부분으로서 이 침출수를 이용하기 위해, 상기 지하벙커의 바닥면을 경사지게 함은 물론 상기 바닥면에 침출수 유로를 형성하고, 또 상기 유로를 따라 흐르는 침출수들이 일정한 장소에 고여 있도록, 큰 웅덩이(저장소)를 형성하여 그 곳에 펌핑수단(미도시)을 설치한다.

상기의 펌핑수단은, 예컨대 양수펌프와 다수의 파이프로 구성될 수 있는데, 상기의 펌핑수단에 의해서 펌핑된 침출수는 처리조(미도시)로 보내어져, 파이프를 통해 퇴비실(챔버,더미 박스)에 각각 연결된다.

한편, 유기성 쓰레기만으로 퇴비를 만들게 되면 침출수가 계속해서 발생될 우려가 있음은 물론, 퇴비의 염도가 높아져 사용할 수 없게 된다.

뿐만 아니라, 쓰레기 더미 내에 공기를 주입할 때에도 상당한 문제가 생긴다.

따라서, 수분이 많이 함유된 유기성 쓰레기(bio waste)를 퇴비로 만들기 위해서는-즉, 이상적인 퇴비화 조건을 조성하기 위해서는-퇴비로 만들 쓰레기 무게의 20-25%에 해당되는 무게만큼, 나뭇가지나 톱밥, 짚 등과 같은 구조물질(structure material)을 골고루 섞어 주어야 한다.

그러나, 상기의 구조물질이 골고루 섞여 있다고 하더라도, 쓰레기 더미의 퇴적높이가 너무 높게 되면 자중에 의한 압축현상(고밀도화)이 나타나게 됨으로, 일정 높이-예컨대 1.8m이상 쌓아서는 안된다.

상기의 구조물질은-예를 들면 야적장에 쌓아 두었다가 필요한 때-이동파쇄기로 파쇄하여 벙커(SMB)에 잠시 저장한 다음, 유기성 쓰레기와 함께 믹서장치(MX)에서 골고루 뒤섞는다.

상기의 유기성 쓰레기와 구조물질은 믹서장치(MX)에 번갈아 공급되며, 상기 믹서장치에 설치된 교반익(또는 스크류)에 의해서 고루 파쇄되면서 섞이게 된다.

따라서, 이 믹서장치에서 퇴비화를 위한 동일성분(homogeneous)의 물질이 생산된다.

이러한 파쇄과정을 통해, 퇴비로 변성시킬 구조물질과 유기성 쓰레기의 표면적이 증가하게 되고, 특히 유기성 쓰레기의 침출수가 구조물질에 흡수되어 더이상 흘러나오지 않게 되므로, 이 믹싱과정에서 이상적인 퇴비화 조건을 갖추게 된다.

이상과 같이 하여 생산된 동일성분의 물질은 벙커(HB)에 잠시 보관되어 있다가 버켓차량(BC)에 의해서, 본 고안의 더미 박스(챔버)에 보내어진다.

여기서, 미설명부호 TC는, 유기성 쓰레기와 구조물질을 믹서장치로 이동시키는 컨베이어를 나타낸다.

상술한 각각의 구성요소들은 모두 건축물 내에 있으며, 이 부분의 실내공기는 바이오 필터(BF)에 의해서 청정 처리된다.

첨부도면중 도1은 본 고안에 따른 퇴비화 장치의 주요부(기계적 처리부분/생물학적 처리부분) 구성을 도시한 평면도이고, 도2는 도1의 A-A'선 단면도이다.

본 고안의 퇴비화 장치는, 쓰레기 냄새가 외부로 유출되지 않으면서, 특히 부식이 잘 일어나는 공기접촉부위가 작게 되도록 설계되었다.

이 같은 이유로, 본 고안에서는 각각의 더미 박스(Ⅰ,Ⅱ)가 서로 폐쇄되어 있으며, 부식성 공기는 더미 박스(Ⅰ,Ⅱ)의 상부를 덮는 덮개(뚜껑)와 퇴비 더미(쓰레기 더미) 사이에만 존재하게 된다.

또한, 본 고안에서는, 양측의 더미 박스(Ⅰ,Ⅱ)를 번갈아 가면서 공기를 주입하고 흡입하는데, 이 과정을 반복하여 퇴비화 과정에서 발생되는 악취를 확실하게 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 고안에 의하면, 겨울에도 고온 다습한 공기를 주입할 수 있어서 퇴비화가 빨리 이루어진다.

상기의 더미 박스(Ⅰ,Ⅱ) 또는 각각의 챔버(1,1',2,2')에(/부터) 공기를 주입하고 흡입하는 데에는, 다수의 구멍이 천공되어 있는 매니폴드의 분기관(3)을 상기의 더미 박스나 챔버의 바닥면(8)상에 형성되어 있는 그루브(7)에 매설함으로서 달성된다.

상기의 분기관(3)은 바람직하게는 폴리프로필렌계 수지로 만든 것을 사용하며, 그 후단부는 매니폴드의 합류관(4)에 연통되어 있다.

또한, 상기 좌우측의 합류관은, 관로 양측에 각각 체크밸브(6,11)가 설치되어 있는 유동관(9,10)에 의해 서로 연통되어 있으며, 상기 유동관을 연결하고 있는 파이프 상에, 이들 유동관을 통해 상기의 분기관 내로 고압의 공기를 불어넣을 수 있게, 송풍기(5)가 설치되어 있다.

또한, 상기 더미 박스(Ⅰ,Ⅱ)의 상부에는 퇴비더미에 물을 뿌려 줄 수 있도록 통상 구조의 스프레이 수단-예를 들면, 다수개의 출수공이 등간격으로 천설된 파이프-가 설치되어 있어서, 퇴비화를 위한 이상적인 수분조절을 가능하게 하였다.

특히, 상기의 스프레이 수단에서 뿌려지는 물은, 일차적으로는 유기성 쓰레기에서 발생된 침출수를 사용하며, 부족 시에 상수원을 쓰도록 구성되어 있다.

상기의 급수방식은 당업자에게 용이한 것이므로, 여기서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.

미설명 부호 12는 공기의 주입 및 흡입이 가능한 거리를 제한하는 폐쇄기(밸브)를 나타내는 것으로서, 더미 박스(Ⅰ,Ⅱ)의 바닥면에 매설한 분기관을 통해서 공기를 주입하거나 흡입할 때, 상기의 폐쇄기를 잠그면, 더미 박스의 아래쪽 공간에 해당되는 챔버(1,2)에만 공기가 주입되거나 흡입된다.

상술한 공기의 흡입과 주입에는, 지금까지 알려진 모든 종류의 평면형 송풍시스템이 이용될 수 있으며, 이러한 평면형의 송풍(통풍)시스템이 설치되지 않은 경우에는, 다수개의 공기 구멍이 천설된 파이프를 더미 박스의 바닥면과 나란히 횡설하여 이를 하나의 합류관에 연결한 다음, 이 합류관들을 폐쇄기(12)가 부착된 파이프에 연결하여 그 중 일측은 송풍기(5)의 흡입 측에, 타측은 주입 측에 연결해도 된다.

한편, 상기의 구성에 추가하여, 흡입 측과 주입 측의 배관 사이에 2개의 개폐 밸브가 부설된 관을 설치함으로서, 하나의 송풍기로 고압과 저압을 형성할 수 있게 한다.

또한, 본 고안에서는, 최적의 상태로 퇴비화 조건을 조절할 수 있도록, 각각의 분기관(3)에 온도계와 습도계, 산소 센서 등을 설치하여, 시스템 전체를 중앙단위(통제실)로 통제할 수 있도록 한다.

이상과 같이 구성되는 본 고안의 퇴비화 장치에 의하면, 더미 박스(Ⅰ,Ⅱ)가 2단 이상의 챔버(1,1',2,2')로 구분되어 있기 때문에, 쓰레기의 반입량에 능동적으로 대처할 수 있다. 즉, 폐쇄기(12)로 분기관(3)의 관로를 일정 구간별로 폐쇄시켜 시스템을 운영할 수 있는 것이다.

또한, 본 고안의 퇴비화 장치에 의하면, 이미 활성화된 호기성 미생물을 한쪽의 더미 박스에서 흡입하여 다른 쪽의 더미 박스 내로 이동시키기 때문에, 어느 방향으로 공기를 주입하건 상관없이 퇴비화 속도가 빨라지며, 혐기성 미생물의 활성화을 억제시키기 위해 실시하던 퇴비의 뒤집기 작업이 필요 없어진다.

또한, 악취를 수반하는 폐공기가 더미 박스 사이에서만 수수됨으로, 폐공기를 정화시키기 위한 별도의 시설물이 요구되지 않는다.

이상과 같이, 본 고안의 퇴비화 장치에 의하면, 쓰레기 반입량의 변동폭이 심하여 더미 박스를 다 채울 수 없는 경우에도 시스템을 경제적으로 운용할 수 있다는 장점이 있고, 퇴비화 과정에서 냄새가 나지 않으면서 퇴비화 속도를 촉진할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 유기성 쓰레기와 구조물질을 혼합하여 퇴비로 만드는 장치에 있어서,

   유기성 쓰레기와 구조물질의 혼합물을 장입하기 위한 더미 박스(Ⅰ,Ⅱ)와;

   상기 더미 박스(Ⅰ,Ⅱ)의 바닥면(8)상에 형성되어 있는 그루브(7)에 매설되는 매니폴드의 분기관(3)과;

   상기의 분기관(3)의 후단부가 연통되는 매니폴드의 합류관(4)과;

   상기 좌우측의 합류관을 연통시키는 유동관(9,10)과;

   상기 유동관의 관로 양측에 설치되는 체크밸브(6,11)와;

   상기 유동관을 연결하고 있는 측관상에, 이들 유동관을 통해 상기의 분기관 내로 고압의 공기를 주입 및 흡입할 수 있도록 설치되는 송풍기(5)와;

   상기 더미 박스(Ⅰ,Ⅱ)의 상부에 설치되는 스프레이 수단과;

   상기 분기관(3)에 설치되어 공기유입 및 출입 거리를 제한하는 폐쇄기(12);

   으로 구성됨을 특징으로 하는 퇴비화 장치.