KR20030026524A - System which combine sewage sludges with food wastes treatment on anaerobic digestion using automatic mill separator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 음식물 쓰레기를 전처리 과정에 의해 분쇄하고 협잡물을 분리하여 농축된 하수슬러지와 병합하여 혐기성소화 과정을 통해 고농도의 유기물을 안정화시키는 시스템으로 직매립 금지조치에 따른 음식물 쓰레기 문제를 해결하고 이를 메탄화하여 대체에너지원으로서 보일러의 연료나 전력으로 대체하여 기존시설 운영비 절감을 가능하게 한 시스템에 관한 것이다.The present invention solves the food waste problem according to the prohibition of direct landfilling as a system for stabilizing food waste by pretreatment process and separating the contaminants and merging with concentrated sewage sludge to anaerobic digestion to stabilize high concentrations of organic matter. The present invention relates to a system capable of reducing the operating cost of an existing facility by replacing it with fuel or electric power of a boiler as an alternative energy source.
최근에 음식물 쓰레기의 처리를 위해서 많은 시스템이 소규모 단지용 또는 대규모 식당용으로 개발된 바 있지만, 실제 현장에 보급되었음에도 제대로 운영되지 못하거나 하자가 발생하여 사실상 거의 모든 시설물들이 정상운영의 실패로 폐기되다시피 하는 실정이다. 이는 전처리 과정에서 협잡물의 제거나 분쇄과정에서 기계장치의 부하가 가중되면서 전체 처리공정에 영향을 주고 있기 때문이다.Recently, many systems have been developed for the disposal of food wastes for small complexes or large restaurants.However, even though they have been deployed on site, virtually all facilities are destroyed due to failure in normal operation due to malfunction or failure. It is a situation to avoid again. This is because the load on the mechanical equipment is increased during the removal or grinding of the contaminants during the pretreatment, which affects the entire treatment process.
음식물 쓰레기의 전처리 과정에서 발생되고 있는 기존 처리공정을 개별적으로 분석해 보면 다음과 같은 문제점들이 있다.When analyzing the existing treatment process occurring in the pretreatment of food waste separately, there are the following problems.
첫 번째로 투입호퍼에서는 음식물 쓰레기 봉투의 파봉기능이 미흡하여 투입구에서의 협잡물 제거 효율이 저하되고, 호퍼 중간부분에서 음식물 쓰레기층에서 공동이 생기는 브리지 현상으로 다음 공정으로의 배출라인에서 문제점을 야기시킨다. 조대파쇄기에서는 음식물 쓰레기 투입시 금속류 등의 조대협잡물 분리배출이 미흡하고 회전날에 비닐 감김 현상이 발생되어 기계장치에 부하가 가중되기 때문에 파쇄되지 않은 음식물 쓰레기가 배출될 우려가 있다. 비중선별기에서는 점도가 높은 음식물 쓰레기의 특성 때문에 비닐류 및 섬유질과 같은 협잡물의 분리효율이 저조하고, 파봉되지 않은 음식물 쓰레기가 봉투채로 배출되는 경우가 발생하고 있다. 분쇄기에서는 투입 음식물 쓰레기가 한 방향으로 편중되어 금속류 및 견고한 물질 등이 투입되는 경우 기계적인 부하가 가중되고 미끌림 현상으로 분쇄효율을 저하시킬 수 있다. 마지막으로 혐기성 소화조 유입에 앞서 저장하는 기능을 지닌 저장조에서는 부유협잡물 등과 같은 비중이 유사한 물질은 동시에 분리가 어려워서 후속 공정의 안정된 운영을 저해할 수 있다. 이러한 요인들 외에 주로 발생될 수 있는 문제점은 운영적 측면에서 악취문제와 기계적 측면에서는 분쇄 및 협잡물 분리과정에서 과부하로 인한 기계고장 등이 주로 대부분이다.First, in the hopper, the waste bagging function of the food waste bag is insufficient, and the efficiency of removing impurities from the inlet decreases, and a bridge phenomenon occurs in the food waste layer in the middle of the hopper, causing problems in the discharge line to the next process. . Coarse crusher is not enough to separate the discharge of coarse coarse matter such as metals when the food waste is put in, and the winding of the vinyl occurs on the rotary blade, the load on the mechanical device, there is a fear that uncrushed food waste is discharged. In the gravity sorting machine, due to the characteristics of food waste having a high viscosity, separation efficiency of contaminants such as vinyl and fiber is low, and unpacked food waste is discharged into the bag. In the crusher, when the input food waste is biased in one direction and metals and solid materials are introduced, the mechanical load is increased and the pulverization phenomenon may reduce the grinding efficiency. Finally, in tanks with the ability to store them prior to the introduction of anaerobic digesters, substances of similar gravity, such as suspended contaminants, are difficult to separate at the same time, which can hinder the stable operation of subsequent processes. In addition to these factors, the main problems that can occur are mainly odor problems in terms of operation and mechanical failures due to overload in the process of crushing and separating impurities from mechanical aspects.
최근 일본환경기술개발 프로젝트『"스타더스트 '80"에서 배우는 교훈』에서보면 혼합 수집된 도시쓰레기를 전처리공정(파쇄·선별)에서 4개 영역(음식물 쓰레기류, 종이류, 플라스틱류, 잔사)으로 선별하여 각 단계에서 재활용 물질과 에너지 회수를 한다는 것이 핵심이다. 그러나 자원재생이용 실태를 조사해 본 결과 "스타더스트 '80"은 도시폐기물의 재자원화 시스템 연구수준에서 막을 내린 것으로 파악되고 있으며, 80년대 후반에 다시 화제가 되면서 "진짜 내막은 실패였다"는 폭로성 발언이 파문을 일으키기도 했다. 특히, 음식물 쓰레기의 경우 협잡물 제거 기술개발에서 시행착오가 많았던 것으로 알려졌고 결국에는 습식선별법(국내에서 적용되고 있는 비중선별법)을 적용하여 실용화한 경험은 있지만, 이러한 방법은 독일·미국 등지에서도 활용되고 있고 끊임없는 개발·개량이 이루어지고 있다. 다만, 비중차이가 비슷한 물질의 선별에 한계가 있다는 단점은 있다고 알려진 바 있다.According to the recent lessons learned from the `` Stardust '80' 'of the Japan Environmental Technology Development Project, the mixed garbage collected is classified into four areas (food waste, paper, plastics, residue) in the pretreatment process (crushing and sorting). The key is to recover recycled materials and energy at each stage. However, as a result of investigating the use of resource recycling, "Stardust '80" was concluded at the research level of urban waste recycling system, and it became a hot topic in the late 80's. Remarks also caused ripples. In particular, food waste has been known to have had many trials and errors in the development of technology for removing impurities, and in the end, it has been practically applied by applying the wet screening method (a specific gravity screening method that is applied in Korea), but this method is also used in Germany and the United States. Constant development and improvement is taking place. However, it is known that there is a limit in the selection of substances having similar specific gravity differences.
따라서, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 음식물 쓰레기를 전처리하여 농축된 하수슬러지와 병합처리하는 시스템으로서, 이들 유기물을 메탄화시키는 혐기성 소화 공정을 포함한다. 본 발명은 처리공정 앞단에 음식물 쓰레기를 전처리하는 공정을 포함하는데 첫 번째는 기능형 저장탱크(20)로서 자동개폐장치가 설치된 투입구(21)에서 거대 음식물 쓰레기를 더블스크류 파봉기(22)를 이용하여 파쇄 및 봉투를 파봉하고, 중간부에 설치한 로터리식의 프로펠러 블레이드(23)는 파봉, 분리 및 절단 등의 기능과 브리지 현상 방지 기능을 수행하며, 하부에 설치한 더블스크류 이송파쇄기(24)는 거대협잡물의 조대파쇄와함께 다음 공정으로의 정량배출을 가능하게 하였다.Therefore, in order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention is a system for pretreating food waste and condensing with concentrated sewage sludge, and includes an anaerobic digestion process for methanating these organic matters. The present invention includes a process for pretreatment of food waste at the front of the treatment process, the first of which is a functional storage tank (20) using a double screw breaker (22) for the huge food waste in the inlet (21) in which the automatic opening and closing device is installed. And crushing the envelopes, and the rotary propeller blades 23 installed in the middle part perform functions such as crushing, separating and cutting and preventing bridge phenomenon, and double screw feed crushers 24 installed at the bottom. Along with the coarse crushing of the large contaminants, it enabled quantitative discharge to the next process.
두 번째는 파워분쇄기(30)로서 음식물 쓰레기를 적정한 크기로 분쇄하는 기능을 갖으며, 가능한 후속공정에 미치는 영향을 최소화시키기 위하여 자력선별기(31)를 두어 철제 금속류를 선별할 수 있도록 하는 기능을 두었다.The second is the power grinder 30, which has a function of crushing food waste to an appropriate size, and has a function to select iron metals by placing a magnetic separator 31 to minimize the effect on possible subsequent processes. .
파워분쇄기(30)에서 분쇄된 음식물 쓰레기는 1차 저장탱크(40)를 거쳐 자동분쇄선별기(50)에서 작은 입자로 분쇄되는 과정을 거침과 동시에 분쇄되지 않은 뼈, 이쑤시개, 면장갑, 비닐류 및 플라스틱류 등의 협잡물을 스크류 컨베이어(52)를 이용하여 분리해낼 수 있도록 하였으며, 그래도 제거되지 않은 철제 캔 등과 같은 금속류에 대하여도 최종적으로 2차 자력선별기(51)에 의해 제거될 수 있도록 하였고, 스크류에 의한 압축 및 배출기능을 갖도록 하였다. 또한, 분쇄된 음식물 쓰레기는 2차 저장탱크(54)에서 분쇄액 이송컨베이어(53)에 의해 전처리과정의 마지막 단계로 미세선별기(60)로부터 요구되는 입자의 크기로 분리하여 메탄화 공정으로 유입될 수 있도록 하였으며, 요구되는 입자외의 협잡물은 배출구(61)를 통해 분리될 수 있도록 하였다. 이송에 앞서 3차 저장탱크(63)에서 유량을 조정함으로써 스크류 이송컨베이어(62)를 이용하여 다음 공정으로 일정하게 유입될 수 있도록 하였다.The food waste crushed in the power crusher 30 is crushed into small particles in the automatic crusher 50 through the primary storage tank 40, and at the same time, uncrushed bones, toothpicks, cotton gloves, vinyls and plastics. Soybeans and the like can be separated using the screw conveyor 52, and even metals, such as steel cans, which have not been removed, can be finally removed by the secondary magnetic separator 51. It has a compression and discharge function. In addition, the crushed food waste is separated into the size of the particles required from the microselector 60 as a final step of the pretreatment process by the pulverized liquid conveying conveyor 53 in the secondary storage tank 54 to be introduced into the methanation process. And the extraneous contaminants required to be separated through the outlet (61). By adjusting the flow rate in the tertiary storage tank (63) prior to the transfer was to be constantly introduced into the next process using the screw transfer conveyor (62).
이러한 단계를 거쳐 전처리된 음식물 쓰레기는 하수슬러지와 병합하여 혐기성 소화조(70)로 이송하여 유기물을 안정화시킨다. 혐기성 소화조(70)에서 배출된 안정화된 슬러지는 탈수(75) 후에 퇴비화 과정을 거치는 경우 더욱 안정화된 퇴비의 생산이 가능하도록 하였다. 혐기성 소화조(70)에서는 부산물로 메탄이 발생되는데, 가스저장조(73)에 포집하여 보일러의 경유를 대체하여 사용하거나 가스터빈을 사용하여 메탄을 전력으로 변환시켜 에너지를 재이용함으로써 기존의 유지관리비 절감 및 친환경적인 음식물 쓰레기의 처리시설 구축을 가능하게 한다. 또한 음식물 쓰레기의 전처리 과정에서 발생되는 악취는 생물학적인 방법을 적용하는 탈취시설에서 배출허용 기준치 이하로 제거할 수 있도록 하여 매립이나 소각보다는 경제적이고 실질적으로 재이용이 가능하게 함으로써 친환경 산업기반을 구축하고자 하는데 그 목적이 있다.The food waste pretreated through this step is combined with the sewage sludge and transferred to the anaerobic digester 70 to stabilize the organic matter. Stabilized sludge discharged from the anaerobic digester (70) was able to produce more stabilized compost when the composting process after dehydration (75). In the anaerobic digestion tank (70), methane is generated as a by-product, which is collected in the gas storage tank (73) and used as a substitute for diesel oil in a boiler, or by converting methane into electric power using a gas turbine to reuse energy, thereby reducing existing maintenance costs. It is possible to establish environmentally friendly food waste disposal facilities. In addition, the odor generated during the pretreatment of food waste can be removed at the deodorization facilities using biological methods below the allowable emission standard, thereby establishing an eco-friendly industrial foundation by enabling economical and practical reuse rather than landfilling or incineration. The purpose is.
도 1 은 본 발명을 포함하는 음식물 쓰레기 하수병합처리 시스템1 is a food waste sewage treatment system comprising the present invention
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
(10) : 음식물 쓰레기 수거차량 (20) : 기능형 저장탱크(10): food waste collection vehicle (20): functional storage tank
(21) : 투입구 (22) : 파봉기(21): Inlet (22): Breaker
(23) : 프로펠러 블레이드 (24) : 더블스크류 이송파쇄기(23): propeller blades (24): double screw feed shredder
(30) : 파워분쇄기 (31) : 1차 자력선별기(30): power crusher (31): primary magnetic separator
(40) : 1차 저장탱크 (41) : 프로펠러 블레이드(40): primary storage tank (41): propeller blade
(42) : 더블스크류컨베이어 (50) : 자동분쇄선별기(42): Double screw conveyor (50): Automatic grinding machine
(51) : 2차 자력선별기 (52) : 협잡물 배출컨베이어(51): Secondary magnetic separator (52): Contaminant discharge conveyor
(53) : 분쇄액 이송컨베이어 (54) : 2차 저장탱크(53): grinding liquid conveying conveyor (54): secondary storage tank
(60) : 미세선별기 (61) : 협잡물 배출구(60): fine sorter (61): contaminant outlet
(62) : 스크류 이송컨베이어 (63) : 3차 저장탱크(62): screw conveying conveyor (63): tertiary storage tank
(70) : 혐기성 소화조 (71) : 1단 소화조(70): anaerobic digester (71): single stage digester
(72) : 2단 소화조 (73) : 가스저장조(72): two stage digester (73): gas storage tank
(74) : 소화조 상등액 (75) : 탈수 및 최종처분(74): digester supernatant (75): dehydration and final disposal
(76) : 슬러지 반송라인 (80) : 탈취설비(76): sludge conveying line (80): deodorization equipment
(81) : 밀폐식 단열커버 (82) : 악취감지용 점검구(81): sealed insulation cover (82): odor detection checker
(83) : 메디아 교반기 (84) : 수분공급장치(83): media stirrer (84): water supply device
(85) : 미생물 메디아층 (90) : 협잡물 저장탱크(85): microbial median layer (90): contaminant storage tank
(100) : 협잡물 반출차량(100): Carry-out vehicle
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기능형 저장탱크(20), 파워분쇄기(30), 1차 자력선별기(31), 1차 저장탱크(40), 자동분쇄선별기(50), 2차 자력선별기(51), 2차 저장탱크(54), 미세선별기(60), 3차 저장탱크(63), 혐기성 소화조(70) 및 탈취설비(80) 등의 공정으로 분류가 가능하며, 음식물 쓰레기를 자동으로 분쇄함과 동시에 협잡물을 선별하여 농축된 하수슬러지와 혼합함으로써 혐기성 소화조(70)에서 메탄화하는 공정으로 구성되어진 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a functional storage tank 20, a power crusher 30, a primary magnetic separator 31, a primary storage tank 40, an automatic crusher 50, and a secondary magnetic force. The sorter 51, secondary storage tank 54, fine sorter 60, tertiary storage tank 63, anaerobic digestion tank 70 and deodorizing equipment 80, etc. can be classified into the process, food waste It is composed of a process of methanation in the anaerobic digestion tank 70 by pulverizing automatically and sorting the contaminants and mixing with the concentrated sewage sludge.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에서 음식물 쓰레기와 하수슬러지를 병합처리하는 시스템의 개략적인 전체 공정도이다.1 is a schematic overall process diagram of a system for treating food waste and sewage sludge in the present invention.
음식물 쓰레기와 하수슬러지의 최적 병합처리공정을 구축하기 위하여 음식물쓰레기는 수거차량(10)을 이용하여 기능형 저장탱크(20)에 투입하여 파봉, 절단, 저장 및 정량이송이 가능하게 하였다. 상기 기능형 저장탱크(20)의 기능은 투입구(21)를 자동개폐함으로써 악취의 확산을 최소화시켰고, 상부의 호퍼에 더블스크류 파봉기(22)를 설치하여 음식물 쓰레기 낙하 충격에 의한 장비의 파손에 대비하였고, 수거차량(10)의 특성에 따라 투입호퍼의 구조변경이 가능하도록 하였다. 또한, 중간부에 설치한 로터리식의 프로펠러 블레이드(23)는 파봉, 분리 및 절단 등의 기능과 브리지 현상 방지 기능을 수행할 수 있으며, 하부에 설치한 더블스크류 이송파쇄기(24)는 거대협잡물의 조대파쇄와 함께 다음 공정으로의 정량배출을 가능하게 하였다.In order to establish an optimal combined treatment process of food waste and sewage sludge, the food waste was put into the functional storage tank 20 by using the collection vehicle 10 to enable the breaking, cutting, storage and quantitative transfer. The function of the functional storage tank 20 is to minimize the spread of odors by automatically opening and closing the inlet 21, and to install a double screw breaker 22 in the upper hopper to damage the equipment caused by food waste dropping impact In preparation, it was possible to change the structure of the input hopper according to the characteristics of the collection vehicle (10). In addition, the rotary propeller blade 23 installed in the middle portion can perform functions such as breaking, separating and cutting, and preventing bridge phenomenon, and the double screw feed crusher 24 installed at the bottom is a large contaminant. Along with coarse fracture, quantitative discharge to the next process was possible.
후속공정인 파워분쇄기(30)로 유입되는 음식물 쓰레기는 햄머밀 분쇄 방식을 채택하여 최소의 부하로 분쇄효율이 향상될 수 있도록 하였고, 이를 다시 설명하면 외벽·타격바 및 햄머의 간극 및 햄머를 엇각으로 배치하여 음식물 쓰레기가 편중되는 것을 기계적으로 분산시킴으로써 유입물질의 이동과 연속적인 파쇄를 가능하게 하였다. 파워분쇄기(30) 상부로 유입되는 모든 물질에 대하여 원심력에 의해 회전하는 햄머밀에 의해 타격이 이루어지도록 하였고, 내부에 빗각으로 설치된 타격바에 의해 협잡물이 포함된 음식물 쓰레기를 유동형 햄머밀에 의해 원심력을 이용하여 회전시키면서 무작위로 분쇄시킬 수 있도록 하였다. 또한 유동형 햄머밀의 설치로 강도가 높은 금속류 등이 유입되더라도 햄머에 걸리지 않고 뒤로 젖혀지면서 다음 햄머에 의해 타격되어 이동할 수 있게 함으로써 고장유발을 원천적으로 방지하였다. 또한 빗각으로 설치된 타격판과 부분적으로 엇각으로 설치된 햄머밀은 유입된 음식물 쓰레기를 분쇄하고 그 밖의 협잡물은 분쇄하거나 부피를 축소시켜 사이클론을 형성하면서 투입구에서 배출구까지 이동시키는데, 이 과정에서 비닐감김현상을 방지하는 기능을 부여하였다. 중간에 위치한 배출구 때문에 분쇄된 음식물 쓰레기로 인해서 내부에는 항상 일정한 양의 분쇄액이 남아 있게 되어 분쇄시 가수 즉, 음식물 쓰레기에 함유되어 있는 결합수가 분쇄되는 과정에서 배출되어 수분을 첨가하는 역할까지 수행하게 되며, 유입되는 양만큼 배출될 수 있도록 하였다. 파워분쇄기(30)로부터 분쇄되어 배출된 음식물 쓰레기는 햄머밀에 의해 부피가 축소된 철제 캔 등의 금속류를 자력선별기(31)로 제거할 수 있도록 하였다. 이 자력선별기(31)로 제거가 안되는 물질은 모두 1차 저장탱크(40)로 유입될 수 있도록 하였다.The food waste flowing into the power grinder 30, which is a subsequent process, was adopted by the hammer mill grinding method to improve the grinding efficiency with minimum load.In other words, the gap between the outer wall, the strike bar and the hammer, and the hammer Mechanical dispersal of food waste is biased to enable the movement of influents and continuous crushing. All materials introduced into the power grinder 30 are blown by a hammer mill rotating by centrifugal force, and centrifugal force is applied to the food wastes containing impurities by a blow bar installed at an oblique angle inside. It was made to be pulverized randomly while rotating. In addition, the installation of the floating hammer mill prevents the failure from occurring by allowing the hammer to move by being hit by the next hammer while being rolled back without being caught by the hammer even if high strength metals are introduced. In addition, the slanted strike plate and the partially angled hammer mill crush the incoming food waste, and the other contaminants are crushed or reduced in volume to form a cyclone, moving from the inlet to the outlet. It gave a function to prevent. Due to the crushed food waste, there is always a certain amount of pulverized liquid left inside due to the discharge outlet located in the middle, so that the water, ie, the combined water contained in the food waste, is pulverized during the pulverization process to add water. It can be discharged by the amount of inflow. The food wastes crushed and discharged from the power crusher 30 were able to remove metals such as steel cans, which have been reduced in volume by a hammer mill, by the magnetic separator 31. All the materials that could not be removed by the magnetic separator 31 were allowed to flow into the primary storage tank 40.
여기서는 1차 저장탱크(40)로서 계절적인 영향으로 발생될 수 있는 브리지현상을 방지하기 위하여 중간부에 프로펠러 블레이드(41)를 설치하여 예상되는 문제점을 최소화시켰고, 하단부의 양방향 더블스크류(42)의 적용으로 이송거리를 단축함으로써 1차 저장탱크(40) 내부의 정체현상을 방지하고자 하였다. 여기서 이송된 협잡물이 포함된 음식물 쓰레기는 자동분쇄선별기(50)로 유입된다.Here, as a primary storage tank 40, in order to prevent the bridge phenomenon that may occur due to seasonal effects, the propeller blade 41 is installed in the middle to minimize the expected problem, and the bidirectional double screw 42 at the bottom By shortening the transport distance to the application was intended to prevent congestion in the primary storage tank (40). Here, the food waste containing the transported contaminants is introduced into the automatic grinding selector (50).
자동분쇄선별기(50)는 음식물 쓰레기를 분쇄함과 동시에 그 내부에 섞여있는 협잡물을 자동으로 선별하여 분리해낼 수 있도록 하는 장치로서 하부의 타공망을 이용하여 분쇄된 음식물 쓰레기를 2차 저장탱크(54)로 분리할 수 있도록 하였으며, 주로 동물뼈, 수저, 포크, 이쑤시개, 면장갑, 비닐류, 플라스틱류, 병마개류 및 악성섬유질 등 사료화, 퇴비화, 하수병합처리와 같은 처리 공정에 문제를 유발시킬수 있는 거의 모든 협잡물을 배출컨베이어(52)로 분리 배출이 가능하게 하였다. 협잡물의 분리 배출에 대한 장치의 기능을 설명하면 다음과 같다.The automatic crusher 50 is a device for automatically sorting and separating the trash mixed with the waste at the same time as the crushing food waste secondary storage tank (54) using the lower perforated network Almost all contaminants that can cause problems in processing processes such as animal feed, composting, and sewage treatment, mainly animal bones, cutlery, forks, toothpicks, cotton gloves, vinyls, plastics, bottle caps, and malignant fibers. It was possible to separate the discharge into the discharge conveyor (52). The function of the device on the separation and discharge of the contaminants is as follows.
분쇄된 비닐류 등은 엇각으로 배치된 햄머밀의 회전에 의해 발생되는 사이클론에 의한 영향, 십조좌선의 나선형으로 설치된 타격판, 그리고 원심력에 의해 회전하는 햄머밀에 의해 나선형의 타격판을 따라 이동하여 배출되는 방향의 밀어내는 압력에 의해 상부의 배출구를 통해 배출되며, 알루미늄이나 철제 캔 등은 햄머밀에 의해 타격되어 부피가 축소되거나 파쇄되어 나선형의 타격판을 따라 이동하여 최종 햄머밀에 의해 상부로 배출되며, 동물뼈나 플라스틱류 등은 알루미늄이나 철제 캔과 같은 방법으로 배출되며, 면장갑 같은 경우는 분쇄되지는 않지만 협잡물 이동방향으로 이동하면서 최종 햄머밀에 타격되어 같은 방법으로 배출된다. 이쑤시개의 경우 음식물 쓰레기에 섞여 있는 악성 섬유질, 끈 등과 함께 이동방향으로 밀려 외부로 배출된다. 분쇄된 음식물 쓰레기는 최종 햄머밀이 위치하고 있는 곳까지 이동할 수 없도록 하여 분쇄후에는 즉시 하부의 타공망을 통해 중력에 의한 방법으로 배출 및 저장할 수 있도록 하였다. 저장에 앞서 이러한 방법으로도 선별되지 않은 철제 금속류 등은 2차 자력선별기(51)에 의해 제거할 수 있도록 하였다. 또한 분리 배출된 협잡물은 스크류 탈수에 의한 방법으로 수분을 일부 분리하고 협잡물 저장탱크(90)로 배출시킬 수 있도록 하였다.The crushed vinyl is discharged by moving along the spiral blow plate by the cyclone generated by the rotation of the hammer mill arranged at an angle, the spirally installed blow plate of the tidal axis, and the hammer mill rotating by the centrifugal force. It is discharged through the upper outlet by the pushing pressure of the direction, and aluminum or iron cans are blown by the hammer mill to be reduced in volume or crushed and moved along the spiral blow plate to be discharged upward by the final hammer mill. Animal bones and plastics are discharged in the same way as aluminum or iron cans, and cotton gloves are not crushed, but are blown to the final hammer mill while being moved in the direction of movement of the contaminants. Toothpicks are discharged to the outside by being pushed in the direction of movement along with malignant fibers and strings mixed with food waste. The crushed food waste cannot be moved to the place where the final hammer mill is located so that it can be discharged and stored by gravity method through the lower perforation network immediately after crushing. Iron metals that were not screened by this method prior to storage were removed by the secondary magnetic separator 51. In addition, the separated and discharged soybeans were able to separate some of the water by the screw dehydration method and discharged to the contaminant storage tank (90).
이렇게 전처리된 음식물 쓰레기는 분쇄액 이송컨베이어(53)를 이용하여 자동분쇄선별기(50)를 거쳐 미세선별기(60)로 이송되는데, 상기 미세선별기(60)는 충분한 압력에 견딜 수 있도록 두께를 12㎜ 이상으로 하였다. 또한 초기운전시 협잡물배출구(61)를 완전히 밀폐하여 협잡물의 수분함량을 최소화시킬 수 있도록 하였다. 또한 원뿔형으로 구성하여 자동분쇄선별기(50)에서도 최종적으로 선별되지 않고 혐기성 소화공정의 운영을 저해할 수 있는 협잡물 등을 스크류에 의한 압축으로 협잡물을 타공망을 이용하여 빠져나가지 못하도록 하여 탈수 및 분리·배출토록 하였으며, 분리된 협잡물은 반출차량으로 매립 등의 별도 처리를 가능하게 하였다. 또한 음식물 쓰레기의 전처리는 최종적으로 타공망을 통해 후처리 공정에서 요구되는 입자의 크기로 선별해냄으로써 혐기성 소화를 통한 음식물 쓰레기 메탄화를 위한 최종목적에 부합되는 전처리를 수행할 수 있도록 하였으며, 하부의 스크류 컨베이어(62)를 이용하여 3차 저장탱크(63)에서 정량배출하며, 혐기성 소화조(70) 유입에 앞서 일시 저장할 수 있도록 하였다.The pretreated food waste is transferred to the micro sorter 60 through the automatic grinding sorter 50 using the grinding liquid conveying conveyor 53, and the micro sorter 60 has a thickness of 12 mm to withstand sufficient pressure. The above was made. In addition, it was possible to minimize the water content of the contaminants by completely sealing the contaminant discharge port 61 during the initial operation. In addition, it is composed of a conical shape so that the debris can not escape through the perforated network by compressing the contaminants that can not be finally screened even in the automatic pulverizer 50 and inhibit the operation of the anaerobic digestion process by the screw. In addition, the separated contaminants were allowed to be treated separately, such as landfills, as unloaded vehicles. In addition, the pretreatment of food waste is finally sorted by the size of particles required in the post-treatment process through the perforation network, so that pretreatment that meets the final purpose for methanation of food waste through anaerobic digestion can be performed. Quantitative discharge from the tertiary storage tank (63) using the conveyor (62), it was possible to temporarily store before the anaerobic digester (70) inflow.
음식물 쓰레기 처리 과정에서 발생되는 악취는 바이오필터를 이용히여 탈취하는 기능을 갖도록 하였다. 탈취설비(80) 외부는 밀폐식 단열커버(81)로 형성하여 악취가 발산되지 않도록 하였고, 악취가스의 이송거리를 단축시켜 열손실을 최소화함으로써 겨울철 기온강하로 인한 탈취효율 저하를 방지할 수 있도록 하였다. 또한 악취를 감지하는 점검구(82)를 설치하여 감시기능을 강화하였고, 설비운영의 자동화로 유지관리를 용이하게 하였다. 또한 탈취기능을 수행하는 미생물 메디아(85)에는 교반기(83)를 설치하여 수분공급장치(84)로부터 수분공급이 원활히 이루어져 공극형성을 일정하게 유지시켜 단회로 형성을 방지할 수 있도록 하였다.Odor generated during food waste disposal process has a function of deodorizing using a biofilter. The outside of the deodorization facility (80) is formed by a sealed insulation cover (81) to prevent odors from being emitted, and to shorten the transport distance of the odor gas to minimize the heat loss to prevent the deodorization efficiency degradation due to the temperature drop in winter It was. In addition, by installing a check hole (82) for detecting odors to strengthen the monitoring function, and easy maintenance by the automation of equipment operation. In addition, the microorganism media (85) performing the deodorizing function was provided with a stirrer (83) to smoothly supply the water from the water supply device (84) to maintain a constant pore formation to prevent the formation of a short circuit.
전처리된 음식물 쓰레기는 농축된 하수슬러지와 혼합되어 가온과정을 거쳐 중온(35℃)의 1, 2단 혐기성 소화조(71,72)에서 안정화된다. 혐기성 소화는 산소가없는 조건하에서 혐기성 미생물에 의해 전처리된 음식물 쓰레기를 안정화시키는 공법으로서 가수분해, 산발효, 메탄발효 등의 세 단계를 거치면서 유기물을 분해시켜 최종산물로 대체에너지원인 메탄으로 전환시킨다. 최종산물로 발생된 메탄은 가스저장조(73)에 포집되어 부식성 가스 및 수분을 제거한 후에는 보일러의 에너지원인 경유나 가스터빈 또는 가스엔진을 이용하여 전력으로 변환시켜 기존 하수처리장의 유지관리 비용을 절감시킬 수 있도록 하였다.The pretreated food waste is mixed with concentrated sewage sludge and stabilized in the first and second stage anaerobic digestion tanks 71 and 72 at 35 ° C through a warming process. Anaerobic digestion is a method of stabilizing food waste that has been pretreated by anaerobic microorganisms under oxygen-free conditions, and decomposes organic matter in three stages, such as hydrolysis, acid fermentation, and methane fermentation. . After the methane generated as a final product is collected in the gas storage tank (73) to remove corrosive gas and water, it is converted into electric power using gas oil, gas turbine or gas engine, which is the energy source of the boiler, thereby reducing the maintenance cost of the existing sewage treatment plant. To make it work.
혐기성 소화조(70)의 최적운전은 혐기성 소화조(70) 내부에 존재하는 혐기성 미생물의 농도와 활성도에 따라 그 효율이 결정되는데, 이는 온도, 유기물부하율, 혼합방식 등을 최적의 환경조건으로 유지될 때만이 성공적인 소화조의 운영이 가능하게 된다.The optimum operation of the anaerobic digester 70 is determined according to the concentration and activity of the anaerobic microorganisms present in the anaerobic digester 70, which is only when the temperature, organic load rate, and mixing method are maintained at optimum environmental conditions. It is possible to operate this successful digester.
대부분 하수처리장의 혐기성 소화조(70)는 2단 소화방식으로 운영되고 있다. 1단 소화조(71)에서 침전기능만이 있는 2단 소화조(72)로 이송된 후 일정한 체류시간이 지나면 탈수공정으로 유입된다. 이는 소화조(70) 내부의 혐기성 미생물이 외부로 유실될 수 있음을 의미하기 때문에 이러한 문제점을 보완하기 위하여 소화조(70) 내부에 최대한의 혐기성 미생물을 확보하기 위해서는 2단 소화조(72)의 하부에 농축된 혐기성 소화슬러지를 1단 소화조(71)로 반송하는 기능을 부여함으로써 안정된 혐기성 소화조(70)의 운영이 가능하도록 하였다. 따라서 1단 소화조(71)에서 최대의 효율을 유지하기 위한 방법은 2단 소화조(72) 하부에 농축된 소화슬러지를 슬러지 반송라인(76)을 통해 재순환함으로써 1단 소화조(71) 내부에 많은 혐기성 미생물을 확보하며, 잉여 소화슬러지를 최종처분하기 위해서 일부는 슬러지인발을 통해 탈수(75)공정으로 보내고, 배출된 소화조 상등액(74)은 침사지로 보낸다.Most of the anaerobic digester (70) of the sewage treatment plant is operated in a two-stage digestion system. After being transferred from the first stage digester 71 to the second stage digester 72 having a sedimentation function, it is introduced into the dehydration process after a certain residence time. This means that the anaerobic microorganisms in the digester 70 may be lost to the outside, so that the anaerobic microorganisms in the digester 70 are concentrated in the lower stage of the two-stage digester 72 to secure the maximum anaerobic microorganisms in the digester 70. By providing a function of conveying the anaerobic digestion sludge to the first stage digestion tank 71, the stable anaerobic digestion tank 70 can be operated. Therefore, the method for maintaining the maximum efficiency in the first stage digester 71 is a lot of anaerobic inside the first stage digester 71 by recycling the digested sludge concentrated in the lower stage of the second stage digester 72 through the sludge conveying line 76. In order to secure microorganisms and finally dispose of excess digested sludge, some are sent to the dehydration (75) process through sludge drawing, and the digester supernatant 74 discharged is sent to the settlement.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 음식물 쓰레기를 기계적인 방법에 의해 분쇄와 동시에 협잡물을 분리하여 농축된 하수슬러지와 병합하여 혐기성 소화공정에서 안정화시키면 최종산물로는 대체에너지원으로 이용할 수 있는 메탄이 발생된다. 이때 발생된 메탄을 이용하여 에너지원으로 변환시킨 후 보일러의 에너지원인 경유나 가스엔진을 이용하여 전력으로 변환시켜 기존 하수처리장에서 상당부분의 유지관리비 절감이 가능하며, 혐기성 소화조에서 배출된 슬러지는 자원화 과정을 거치는 경우 재이용이 가능하게 된다. 이러한 과정을 거쳐서 기대할 수 있는 발명의 효과는 최소의 투자 및 운전비용으로 최대효율을 얻을 수 있고 분해가 용이한 음식물 쓰레기와 하수슬러지를 혼합하여 혐기성 처리함으로써 기존 혐기성 소화조의 효율을 증가시키는 시너지효과를 얻을 수 있다. 또한 혐기성 소화과정에서 발생된 메탄을 회수함으로써 유용한 자원을 재이용할 수 있으며, 유지관리비용 및 관리인원을 최소화시킬 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.In the present invention made as described above, when the food waste is pulverized by a mechanical method and the contaminants are separated and merged with the concentrated sewage sludge and stabilized in the anaerobic digestion process, methane can be used as an alternative energy source as a final product. . At this time, the generated methane is converted into an energy source and then converted into electric power by using diesel or gas engine, which is the energy source of the boiler, which can save a considerable amount of maintenance cost in the existing sewage treatment plant, and the sludge discharged from the anaerobic digestion tank becomes a resource. If you go through the process, you can reuse. The effect of the invention that can be expected through this process is to achieve maximum efficiency with minimum investment and operation cost, and to synergistically increase the efficiency of the existing anaerobic digester by anaerobic treatment by mixing food waste and sewage sludge which are easy to disintegrate. You can get it. In addition, by recovering the methane generated in the anaerobic digestion process, it is possible to reuse useful resources, it is a very useful invention that can minimize the maintenance cost and management personnel.
Claims (6)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |