KR200279593Y1

KR200279593Y1 - 유기성 폐기물의 퇴비화 장치

Info

Publication number: KR200279593Y1
Application number: KR2020020008087U
Authority: KR
Inventors: 윤대승
Original assignee: 윤대승
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2002-06-24

Abstract

본 고안은 유기성 폐기물과 생석회를 교반하여 퇴비를 생성하는 장치에 관련되며, 반응조(10), 교반날개(20), 방취조(30), 컨트롤패널(40)을 주요 구성으로 한다. 반응조(10)는 투입해치(14)와 배출해치(18)를 구비하고, 교반날개(20)는 상기 반응조(10) 내부에 샤프트(22)를 개재하여 장착된다. 방취조(30)는 상기 반응조(10)와 도관(32)으로 연통되고, 발생 가스를 통과시킨다. 컨트롤패널(40)은 상기 교반날개(20) 및 방취조(30)의 작동을 설정된 시컨스로 제어한다.

이에 따라 오염원 발생 장소에서 음식물쓰레기, 종말처리장 슬러지, 축분, 도축폐기물 등을 생석회와 혼합ㆍ교반하여 즉시 유기성 칼슘비료를 생성함에 따라 환경오염 방지는 물론 토질개량도 도모할 수 있는 효과가 있다.

Description

유기성 폐기물의 퇴비화 장치 {Apparatus for producing compost from organic waste}

본 고안은 유기성 폐기물의 퇴비화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음식물쓰레기, 종말처리장 슬러지, 축분, 도축폐기물 등을 생석회와 혼합ㆍ교반하여 유기성 칼슘비료를 생성함에 따라 환경오염 방지는 물론 토질개량도 도모하는 유기성 폐기물의 퇴비화 장치에 관한 것이다.

우리의 음식물쓰레기는 선진국의 음식에 비하여 수분과 염분이 많고 쉽게 부패되는 유기성 물질이 함유되기 때문에 재활용에 있어 큰 애로사항으로 되고 있으며 이에 따라 외국의 기술을 도입하기도 곤란할 뿐 아니라 수년간의 연구 개발에도 불구하고 상용화에 실패하고 있는 실정이다.

그렇다고 이러한 음식물쓰레기를 매립 처리할 경우에는 질소 및 유황 화합물에 의해 악취가 발생하고, 파리ㆍ모기 등의 해충이 번식하여 질병을 유발할 수 있다. 또한, 고농도 침출수를 정화하기 위한 후속처리 비용이 많이 소요되는데, 이를 소홀히 처리하는 경우가 많아 토양과 지하수를 오염시킨다.

소각 처리할 경우에도 음식물쓰레기 자체의 낮은 열량과 많은 수분함량으로 인해 소각효율이 저하되고 불완전 연소로 각종 유해물질의 배출이 증가될 수 있다. 혐기발효로 유기성분을 썩히는 혐기성 미생물은 분해속도가 느릴 뿐 아니라 발효결과 메탄가스 같은 악취를 발생하므로 근본적인 해결책이 되지 못한다.

한편, 농가, 축사 등에서 각종 폐기물을 별도로 수거하여 운반하지 않고 배출현장에서 즉시 처리할 수 있도록 퇴비화 장치에 단순화ㆍ소형화 설계가 적용되어야 처리 비용을 절감하고 결국 상업화에 성공하게 된다.

이에 따라 본 고안은 오염원 발생 장소에서 음식물쓰레기, 종말처리장 슬러지, 축분 등을 생석회와 혼합ㆍ교반하여 즉시 유기성 칼슘비료를 생성함에 따라 환경오염 방지는 물론 토질개량도 도모할 수 있는 유기성 폐기물의 퇴비화 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 고안의 원리를 나타내는 퇴비화 시스템의 구성도,

도 2는 본 고안에 따른 퇴비화 장치를 부분 절개하여 나타내는 사시도,

도 3은 본 고안에 따른 장치에 사용되는 교반 스크류의 부분 절개 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10: 반응조 11: 대차

12: 캐스터 14: 투입해치

16: 로크기구 18: 배출해치

20: 교반날개 22: 샤프트

30: 방취조 32: 도관

34: 검출센서 40: 컨트롤패널

이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안은 유기성 폐기물과 생석회를 교반하여 퇴비를 생성하는 장치에 있어서: 투입해치(14)와 배출해치(18)를 구비하는 반응조(10); 상기 반응조(10) 내부에 샤프트(22)를 개재하여 장착되는 교반날개(20); 상기 반응조(10)와 도관(32)으로 연통되고, 발생 가스를 통과시키는 방취조(30); 및 상기 교반날개(20) 및 방취조(30)의 작동을 설정된 시컨스로 제어하는 컨트롤패널(40)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 다른 특징으로서, 상기 투입해치(14)는 로크(16a)의 해제 상태에서 힌지(16b)를 중심으로 수평면상에서 개폐된다.

본 고안의 또 다른 특징으로서, 상기 교반날개(20)는 작은 직경의 제1스크류(24)와 큰 직경의 제2스크류(26)가 동일한 샤프트(22) 상에 결합된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안의 원리를 나타내는 퇴비화 시스템의 구성도가 도시된다.

본 고안에서 제안하는 유기성 폐기물과 생석회를 교반하여 퇴비를 생성하는 장치는 도 1과 같은 대량처리 시스템의 원리를 적용한다. 도시에서 부호 1은 저장조, 부호 2 및 7은 컨베이어, 부호 3은 폐기물 호퍼, 부호 4는 생석회 호퍼, 부호 5는 반응기, 부호 6은 수조를 나타낸다. 음식물을 비롯한 유기성 폐기물이 차량으로 운반되어 저장조(1)에 수집되면 컨베이어(20)를 타고 일측의 폐기물 호퍼(3)에 투입되는 동시에 타측의 생석회 호퍼(4)에는 생석회가 투입된다. 투입된 폐기물과 생석회는 반응조(5)에 일정량씩 공급되면서 광물학적 반응이 유발되고, 이때 생성되는 악취, 가스, 증기는 수조(6)를 거쳐 배출된다. 설정된 시간이 경과된 후에 반응조(5)에서 배출되는 퇴비는 컨베이어(7)를 타고 야적 상태로 숙성되며, 숙성후 마쇄, 선별, 계량, 포장 공정을 거쳐 출하된다.

이러한 시스템은 한정된 장소에서 설치되므로 폐기물을 수거하여 운반하고, 퇴비로 처리 완료 후에 다시 수거하여 운반해야 하는 과정이 필요하다. 따라서 본 고안은 장치를 소형화하면서 시스템을 안정화하는 점에 착안한다.

도 2는 본 고안에 따른 퇴비화 장치를 부분 절개하여 나타내는 사시도가 도시된다.

본 고안에 따르면 투입해치(14)와 배출해치(18)를 구비하는 반응조(10)가 사용된다. 반응조(10)는 저면이 U자형을 지닌 통구조이고, 상면에 투입해치(14), 전면에 배출해치(18)가 설치된다. 소형화에 따른 이동성의 향상을 위해 반응조(10)는 캐스터(12)가 설치된 대차(11) 상에 고정한다.

본 고안의 반응조(10)에 투입되는 생석회는 1400℃에서 소성한 것으로서 유기성 폐기물과 혼합되면 소화(Slaking) 과정중 발열반응이 일어나며 이때의 열을 이용하여 폐기물을 안정화시키고 퇴비를 생성한다. 따라서 반응조(10)를 비롯한 주요 부재는 내부식성을 지닌 소재를 사용한다.

이때, 본 고안에 따른 상기 투입해치(14)는 로크(16a)의 해제 상태에서힌지(16b)를 중심으로 수평면상에서 개폐된다. 이를 위해 투입해치(14)에는 힌지(16b), 로크(16a) 및 핸들로 구성되는 로크기구(16)가 설치된다. 잠금기능을 수행하는 로크(16a)는 투입해치(14)의 일측에, 회동의 중심이 되는 힌지(16b)는 투입해치(14)의 타측에 설치된다. 투입해치(14)의 상측에 설치되는 핸들은 로크(16a)와 연동되어 투입해치(14)를 개방하거나 폐쇄시 기밀성을 높일 수 있다.

또, 본 고안에 따르면 상기 반응조(10) 내부에 교반날개(20)가 샤프트(22)를 개재하여 장착된다. 샤프트(22)의 양단은 반응조(10)의 외부로 노출시킨 상태에서 베어링과 모터(8)를 장착하여 사용중 정비ㆍ교체가 용이하도록 한다. 교반날개(20)는 반응조(10)의 U자형 저면으로 통과하도록 설치하는데, 그 상세한 구성은 후술하는 도 3을 참조한다.

또, 본 고안에 따르면 발생 가스를 통과시키는 방취조(30)가 상기 반응조(10)와 도관(32)으로 연통된다. 방취조(30)는 물을 저장하는 장소로서 반응조(10)와 함께 대차(11) 상에 탑재된다. 방취조(30)의 상면에서 반응조(10)의 상면으로 연결되는 도관(32)은 반응조(10)의 크기에 비례하여 악취와 증기의 원활한 이동이 가능한 크기로 한다. 이외에도 방취조(30)에는 외부에서 물을 공급받기 위한 도관과 배출관, 내부의 수위를 감지하는 센서가 설치된다.

도시에는 생략되지만 이러한 방취조(30)는 2개 이상의 복수로 사용하는 것도 가능하다. 이 경우 첫 번째 방취조(30)는 물을 채우지만 두 번째 이후에는 염소용액이나 활성탄소를 충진할 수도 있다.

한편, 반응조(10)와 도관(32)의 연결 지점에는 검출센서(34)가 설치되어 운전 상태를 감지한다. 검출센서(34)는 반응조(10)에서의 반응조건을 검출하기 위한 온도센서와 압력센서를 포함하며, 특정한 기체를 검출하는 가스센서가 포함될 수도 있다. 또한, 이 지점에는 탄소 필터, 오존발생기 등 다른 정화수단을 추가로 설치할 수도 있다.

또, 본 고안에 따르면 상기 교반날개(20) 및 방취조(30)의 작동을 설정된 시컨스로 제어하는 컨트롤패널(40)이 탑재된다. 컨트롤패널(40)은 설정된 시간에 따라 교반날개(20)의 모터(8)를 온오프하는 것을 주 기능으로 하며, 상기 검출센서(34)의 신호 및 반응조(10)의 수위센서의 신호를 받고 경보하는 보조기능도 수행한다. 본 고안의 장치는 실외에 설치되므로 컨트롤패널(40)은 릴레이 회로를 채용하며 특히 방수, 방폭형 구조로 하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 고안에 따른 장치에 사용되는 교반 스크류의 부분 절개 사시도가 도시된다.

본 고안에 따르면 상기 교반날개(20)는 작은 직경의 제1스크류(24)와 큰 직경의 제2스크류(26)가 동일한 샤프트(22) 상에 결합된다. 제1스크류(24)는 짧은 지지간(24a)을 이용하여 용접하고, 제2스크류(26)는 긴 지지간(26a)을 이용하여 용접한다. 제1스크류(24)와 제2스크류(26)의 피치는 같으며 적절한 위상(예컨대 90°)으로 교차되도록 한다. 교반날개(20)로서 직경이 다른 두 종류의 스크류(24)(26)를 사용함에 따라 교반 효율이 증가된다.

이때 제1스크류(24)와 제2스크류(26)의 피치를 다르게 할 수도 있으며 이 경우 샤프트(22)의 회전 중심에서 가까운 내측부분이 외측부분과 원활하게 교반되도록 제2스크류(26)보다 제1스크류(24)의 피치를 작게 하는 것이 좋다.

또한, 상기 제1스크류(24)와 제2스크류(24)는 같은 축에 일체로 연결 설치되어 있으나 교반시 서로 반대방향으로 비료를 이송 교반시킬 수 있게 하여, 제1 및 제2스크류 (24)와(26)이 동일한 방향으로 회전하면서도 이중교반의 작용을 나타낼 수 있게 하여 교반효율을 극대화시킬 수 있게 하였으며, 이 경우 교반에 따른 부하가 최소화되어 교반시간이 크게 절감된다.

작동에 있어서, 로크기구(16)의 핸들을 돌려 로크(16a)를 해제하고 투입해치(14)를 일측으로 밀어 반응조(10)를 개방하고, 반응조(10)에 폐기물과 생석회를 규정된 양으로 투입하고, 투입해치(14)를 닫고 핸들을 돌려 기밀상태를 견실하게 하고, 컨트롤패널(40)을 조작하면 30-50분간의 소성과정에서 유기질 비료가 생성된다. 이때 염분 등 일체의 중금속과 악취가 자동적으로 소멸되며 설정 시간의 경과후 배출해치(18)를 열고 부산물을 꺼내어 건조시킨다.

종래의 경우 톱밥 등의 미세한 기공을 지닌 부재를 혼합하여 유효 미생물에 의한 발효를 촉진하는 방식이 제안된다. 혐기성 미생물은 대체로 발효온도가 낮고 수중에서 호흡하므로 수분이 물로 다시 환원되는 반면 호기성 미생물은 수분을 증발시키는데, 중심온도가 높아질수록 수분의 증발량은 크게 증가한다. 그러나 톱밥 등 별도의 부재료를 준비해야하고 호기성 발효를 촉진하기 위하여 퇴비원료의 수분을 60%~70%로 조정해야 하는 번거로움이 있다.

그러나 본 고안의 경우 생석회의 소화(消和) 반응과 유기성 물질의 가수분해 반응을 이용하므로 반응조건의 유지가 용이하고 생석회에 의한 유독성 물질의 생성도 우려되지 않는다. 또한 급속한 발열반응에 의해 방출되는 얼에 의해 대장균이나 병원성 미생물이 사멸되는 효과도 부수적으로 얻을 수 있다.

이상의 구성 및 작용에 따르면 본 고안은 오염원 발생 장소에서 음식물쓰레기, 종말처리장 슬러지, 축분 등을 생석회와 혼합ㆍ교반하여 즉시 유기성 칼슘비료를 생성함에 따라 환경오염 방지는 물론 토질개량도 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 유기성칼슘비료는 산성화된 토양을 중성화시키고 이로 재배한 작물은 칼슘성분이 다량 포함되어 농약사용을 줄일 수 있을 뿐 아니라 여성의 골다공증 예방 등 국민건강 증진에도 크게 기여한다.

Claims

유기성 폐기물과 생석회를 교반하여 퇴비를 생성하는 장치에 있어서:

투입해치(14)와 배출해치(18)를 구비하는 반응조(10);

상기 반응조(10) 내부에 샤프트(22)를 개재하여 장착되는 교반날개(20);

상기 반응조(10)와 도관(32)으로 연통되고, 발생 가스를 통과시키는 방취조(30); 및

상기 교반날개(20) 및 방취조(30)의 작동을 설정된 시컨스로 제어하는 컨트롤패널(40)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 퇴비화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 투입해치(14)는 로크(16a)의 해제 상태에서 힌지(16b)를 중심으로 수평면상에서 개폐되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 퇴비화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 교반날개(20)는 작은 직경의 제1스크류(24)와 큰 직경의 제2스크류(26)가 동일한 샤프트(22) 상에 결합되며, 샤프트(22)가 회전할 때 제1스크류(24)의 교반 이송방향과 제2 스크류(26)의 교반 이송방향이 서로 반대가 되게 구성함을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 퇴비화 장치.