KR20040016045A - 매립전처리를 위한 호기성 유기폐기물 안정화 시스템 - Google Patents

매립전처리를 위한 호기성 유기폐기물 안정화 시스템 Download PDF

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KR20040016045A
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    • C12M1/02—Apparatus for enzymology or microbiology with agitation means; with heat exchange means

Abstract

본 발명은, 내부공간이 몇개의 영역으로 분할된 회전형 드럼체로 이루어져, 투입되는 생활폐기물이 각 영역들을 순차적으로 통과하면서 단계적인 안정화가 이루어지도록 하며, 저장된 폐기물이 지속적으로 유동하면서 유입되는 외부공기와 골고루 반응하여 호기성 소화의 효율성이 극대화되도록 한 매립전처리를 위한 호기성 유기폐기물 안정화 시스템에 관한 것이다.
이같은 본 발명은, 일측 벽면에 공기유입과 폐기물배출을 위한 개방공(12)이 천공된 회전형 드럼 구조이며, 둘레면에 폐기물 투입호퍼와 연결되도록 폐기물 투입구(14)가 형성되는 소화용 드럼(10)과; 상기 소화용 드럼의 내부공간이 수분제거존(30), 발효존(32), 부숙존(34)의 3개 영역으로 분할되도록 상기 소화용 드럼(10)의 내측에 입설되며, 상측에 절개부를 구비하여 상기 소화용 드럼 내벽과의 사이에 통공(22a,22b,22c)을 형성하게 되는 다수개의 격벽(20a,20b,20c);을 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 3개 존의 영역크기를 조절하는 격벽이동수단과 상기 3개존으로 적정량의 외부공기를 주입하는 공기유입수단이 상호 연계동작하도록 설치되어, 투입되는 폐기물의 처리 조건이 제어될 수 있도록 구성한다.

Description

매립전처리를 위한 호기성 유기폐기물 안정화 시스템{Aerotropic organic wastes stabilizing system for reclaiming pre-process}
본 발명은 매립전처리를 위한 호기성 유기폐기물의 안정화 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 매립소화조의 내부공간이 몇개의 영역으로 분할되어 유입되는 생활폐기물이 각 영역들을 순차적으로 통과하면서 단계적인 안정화가 이루어지도록 하며, 저장된 폐기물이 지속적으로 유동하면서 유입되는 외부공기와 골고루 반응하여 호기성 소화의 효율성이 극대화되도록 한 것이다.
일반적으로, 인구의 폭발적인 증가 및. 증가된 인구의 도시 집중화 현상이 나타나면서, 급증하는 생활폐기물에 대한 처리문제가 심각하게 대두되었다. 이같은 생활폐기물 중 음식쓰레기는 대표적인 고농도 유기성 폐기물이라 할 수 있으며, 이러한 유기성 폐기물의 처리가 생활폐기물 처리의 핵심적인 과제라 할 수 있겠다.
생활폐기물에 대한 처리는 매립지에 직매립하는 방식과 소각로를 이용하여 소각 후 잔재를 매립하는 방식으로 크게 분류된다.
하지만, 직매립 또는 소각+매립에 의한 처리방식은 침출수 및 유해배기가스의 다량 발생으로 환경적인 영향이 매우 크므로 친환경사회를 지향하는 21C에는 전혀 적합하지 않다.
매립 방식의 경우에는 대단위 매립지 확보의 어려움과 매립에 따른 침출수 및 악취발생 등의 여러가지 문제가 발생하게 되었다. 즉, 대표적인 유기성 폐기물인 음식쓰레기를 매립지에 직매립함에 따라 파생되는 문제는 매우 심각한 것으로써, 음식물 쓰레기는 유기물질과 에너지의 함량이 매우 높아 매립처분 이후에도 각종 환경적인 문제점을 발생시키고 있으며, 특히 매립지에 매립되어 있는 고농도의 유기물질은, 이의 분해산물로 인하여 침출수의 성상을 악화시키고 온실화 유발물질인 메탄가스 등의 매립가스로 인한 환경상의 부담을 주는 문제가 있다.
이같은 이유로, 음식쓰레기 만을 별도로 모아 퇴비 또는 사료로 재활용하는 방식이 가장 바람직한 방법이나, 폐기물의 재활용은 생산된 재활용품의 수요가 존재할때만 가능한 것이므로, 사회·경제적인 여건의 미성숙으로 재활용품의 수요는 매우 제한적인 것이었다. 이에 따라, 고가의 비용이 투입되어 생산된 퇴비물질 등의 재활용품을 수요가 없어 그냥 매립 처분하는 것이 대부분인 실정이다.
그리고, 생활폐기물을 소각로에서 소각시킨 후 안정화된 잔재물을 매립하는 방식의 경우에는, 고형폐기물에 인위적으로 열을 가하여 댜량의 연소가스로 물질의 상을 변화시키는 것이므로, 소각 과정에서 다이옥신과 같은 2차 오염물질의 배출로 인해 사용상의 많은 제한을 받고 있는 실정이며, 소각잔재물의 중금속 용출 위험성도 문제가 되고 있다.
상기한 내용에서 알 수 있는 바와 같이, 환경의 중요성에 의해 폐기물의 직매립방식이나 소각+매립 방식은 더욱 많은 규제 및 제한을 받을 수 밖에 없는 현실이며, 유기성 폐기물의 퇴비화, 사료화의 경우에도 수요의 부재로 국가폐기물 관리의 어려움이 많다. 한편 우리나라의 경우, 음식쓰레기를 직매립하는 것을 환경·경제적 손실이 너무도 크므로, 정부에서는 2005년 이후 직매립을 금지하는 법령을 발표하기에 이르렀다. 이러한 현실을 감안하면 결국 폐기물의 획기적인 처리 시스템의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
이러한 노력의 일환으로써, 퇴비화나 사료화 등에 의한 유기물질의 재활용에 대한 한계를 인식하고, 폐기물의 최종처분 이전에 유기물질을 분해시켜서 매립도 가능하고 수요존재시 재활용 가능하도록 안정화시키는 MBP(Mechanical Biological Pretreatment:유기성폐기물 전처리)등이 연구되고 있다.
즉, 유기성 폐기물을 퇴비화하여 자원으로 재활용하는 것이 논리적으로 가장 타당하다 할 것이나, 이에 대한 기술적, 사회경제적인 장애가 여러 면에서 지적되고 있어 적절하게 운영되지 못하는 것이었다. 상기 장애로는, 음식쓰레기 중의 염분으로 인한 농업생상선 저하, 복잡한 기계적인 공정으로 고가/가동율 저하 문제, 퇴비의 수요처가 매우 협소/제한적으로 원활한 판로확보 불가능, 고가의 퇴비화 처리후 수요처를 확보하지 못해 정상적으로 재활용되지 못하고 대부분 매립처리 되는 점 등이 있다.
이에 따라, 음식쓰레기 등이 혼합된 생활폐기물을 전체로 호기성 안정화시킨 다음, 수요 존재시 재활용하거나 매립 처분하는 생활폐기물의 전처리 시스템의 도입 필요성이 부각되고 있다.
다시 말해, 유기성 폐기물의 처리시 반드시 재활용을 전제로 하는 개념의 생활폐기물 재활용 시스템에서, 유기성 폐기물을 우선 안정화시킨 다음 여건에 따라 재활용 또는 안정화 처분을 선택적으로 실시할 수 있는 생활폐기물 전처리 시스템이 요구되는 것이었다.
도 1은 본원출원인에 의해 제안된 "유기성 쓰레기의 효율적인 처리를 위한엠비피 시스템"을 도시하고 있다. 이같은 유기성 폐기물 안정화 시스템은 실용신안 0265986호에 구체적으로 개시되고 있다.
즉, 도 1을 참조하면, 본원출원인의 실용신안 "유기성 쓰레기의 효율적인 처리를 위한 엠비피 시스템"은 매립소화조(100), 공기유입수단, 가스배출수단을 포함하여 구성된다.
상기 매립소화조(100)는 폐기물을 저장할 수 있도록 용기 형상으로 이루어지며, 이같은 매립소화조(100)의 일면을 관통하도록 공기유입관(102)이 설치되고, 상기 공기유입관(102)과 연통된 다수의 유입용 다공관(104)이 상기 매립소화조(100) 내부에 위치하도록 설치된다. 즉, 상기 공기유입관(102)과 상기 유입용 다공관(104)이 상기 공기유입수단을 형성하는 것으로써, 외부공기가 상기 공기유입관(102)과 유입용 다공관(104)들을 통하여 상기 매립소화조(100) 내부의 폐기물에 골고루 침투되도록 구성된다.
그리고, 상기 매립소화조(100)의 타면을 통하여 가스배출관(106)이 설치되되, 상기 가스배출관(106)의 일단부는 상기 매립소화조(100)의 내측 상부에 위치하도록 설치되고, 이같은 가스배출관(106)의 타단부는 상기 매립소화조(100)의 외측에 위치한 상태에서 배기팬(108)이 연결 설치된다. 즉, 상기 가스배출관(106)과 배기팬(108)이 상기 가스배출수단을 구성하는 것으로써, 상기 배기팬(108)의 작동에 의해 상기 매립소화조(100) 내의 폐기물로부터 발생된 가스가 상기 가스배출관(106)을 통하여 외부로 배출되게 된다.
상기와 같이 매립소화조(100)의 내측으로 외부 공기가 유입되도록 구성하므로써, 상기 매립소화조(100)에 호기성 분해환경이 조성됨에 따라 인체와 환경에 유해한 가스의 발생을 방지할 수 있으며, 또한 MBP의 기본개념인 고농도 유기폐기물을 신속하게 안정화시킴으로써, 매립소화조(100)의 재활용 주기를 단축시켜, 적은 수의 매립소화조로도 많은 양의 유기성 폐기물을 처리할 수 있게된다.
그러나, 상기한 유기성 쓰레기의 효율적인 처리를 위한 엠비피 시스템은, 용기형의 매립소화조(100)가 수직 방향으로 깊이를 갖는 구조이며, 또한 이같은 매립소화조(100)의 내부가 단일 공간을 형성하는 것이므로, 투입되는 폐기물이 순차적으로 적층되면서 방대한 규모의 고정된 폐기물 더미를 형성하게 되어, 매립소화조(100) 내부에 투입된 폐기물의 교반효과 저하 및 일부 구간으로만 공기가 통과할 가능성이 있었다.
즉, 상기 매립소화조(100)에 후속적으로 투입되는 폐기물이 기존에 적층되어 있는 폐기물 더미의 상측으로 쌓이면서, 그에 함유된 침출수가 아래쪽의 폐기물로 흘러내리는 동작이 지속적으로 발생하게 된다. 이는 건조되어야 하는 폐기물로 수분이 꾸준히 유입됨을 의미하므로 폐기물 더미의 건조가 전체적으로 지연되는 결과로 나타날 수 있는 것이다.
또한, 폐기물이 지속적으로 투입되면서 적층되어 방대한 규모의 폐기물 더미를 형성하고 있는 것이므로, 공기유입관(102) 및 그에서 분기된 다공관(104)이 여러 갈래로 뻗어있다고 하더라도 폐기물 더미의 구석구석까지 외부공기가 골고로 유입되는 데는 한계가 있는 것이었다. 이에 따라, 호기성 분해환경의 조성이 충분하게 이루어지지 못할 수 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 매립소화조의 내부공간이 폐기물 안정화를 위해 각기 다른 작용을 수행하는 여러 구역으로 분할되도록 하여, 유기성 폐기물을 포함한 생활폐기물이 이렇게 분할된 구역들을 순차적으로 통과하면서 매우 효과적인 안정화가 진행될 수 있도록 한 매립전처리를 위한 호기성 유기폐기물 안정화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 매립소화조가 지속적으로 회전되는 구조로 이루어져, 저장된 폐기물들이 상호 간에 뭉쳐짐 없이 지속적으로 유동하게 됨에 따라, 유입되는 외부공기가 폐기물 구석구석까지 세밀하게 침투되어 호기성 분해환경의 조성이 매우 활성화 될 수 있도록 하는 매립전처리를 위한 호기성 유기폐기물 안정화 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 매립소화조의 내부공간이 여러 구역으로 구획된 상태에서, 각 구역의 면적이 선택적으로 조정될 수 있도록 구성되어, 저장된 폐기물의 성상에 따라 안정화를 위해 보다 필요한 구역의 면적을 확대하는 동작을 통해 보다 효율적인 공간활용이 가능하도록 한 매립전처리를 위한 호기성 유기폐기물 안정화 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 유기폐기물 안정화 시스템을 나타낸 구성도
도 2는 본 발명에 따른 유기폐기물 안정화 시스템을 나타낸 구성도
도 3은 도 2에 따른 유기폐기물 안정화 시스템의 단면도
도 4는 도 2에 따른 유기폐기물 안정화 시스템의 작동을 나타낸 블럭도
도 5는 본 발명에 따른 유기폐기물 안정화 시스템의 다른 실시예를 나타낸 부분사시도
도 6은 본 발명에 따른 유기폐기물 안정화 시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 부분사시도
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10: 소화용 드럼 12: 개방공 14: 폐기물 투입구 16: 가이드슬롯 20a,20b,20c: 격벽 22a,22b,22c: 통공 24a,24b,24c: 가이드돌기 30: 수분제거존 32: 발효존 34: 부직포 36: 폐기물 배출존 40,41,42: 센서 44: 디스플레이부 46: 제어부 48: 유압 액튜에이터 48a,49a,50a: 로드 60,61,62: 공기유입관 60a,61a,62a: 유량조절밸브 64: 블로어 70: 교반봉 80: 블레이드 90: 폐기물 투입호퍼
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 일측 벽면에 공기유입과 폐기물배출을 위한 개방공이 천공된 회전형 드럼 구조이며, 둘레면에 폐기물 투입용 호퍼와 연결되도록 폐기물 투입구가 형성되는 소화용 드럼과; 상기 소화용 드럼의내부공간이 수분제거존, 발효존, 부숙존의 3개 영역으로 분할되도록 상기 소화용 드럼의 내측에 입설되며, 상측에 절개부를 구비하여 상기 소화용 드럼 내벽과의 사이에 통공을 형성하게 되는 다수개의 격벽;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 수분제거존, 발효존, 부숙존의 영역크기를 조절하여 폐기물의 처리 조건이 제어될 수 있도록, 상기 격벽이 상기 소화용 드럼의 내부에 이동 가능하게 설치된체 그 이동수단을 구비하도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 소화용 드럼의 개방공을 통하여 인입되어 그 선단을 상기 수분제거존, 발효존, 부숙존의 3개 영역에 각각 위치시키도록 복수개의 공기유입관을 설치하되, 상기 공기유입관의 관로 상에 유량조절밸브가 설치되고, 상기 격벽이동수단을 형성하는 센서와 제어부에 의해 상기 유량조절밸브의 개방정도가 조절되도록 구성하여, 상기 3개 영역에 폐기물 안정화를 위한 최적의 공기량만이 유입되도록 하는 공기유입수단을 추가로 구성할 수 있다.
상기한 특징적 구성을 갖는 본 발명에 의해서, 소화용 드럼으로 유입되는 폐기물이, 수분제거존, 발효존, 부숙존을 순차적으로 통과하면서 안정화가 단계적으로 진행되며, 또한 상기 소화용 드럼의 회전에 의해서 폐기물들은 뭉쳐지지 않고 지속적으로 유동함에 따라 유입된 공기와 활발한 반응이 이루어져 호기성 분해가 촉진된다. 따라서, 최종적으로 배출되는 물질은 환경오염 요소가 충분하게 제거된 무해한 물질상태를 유지하게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 유기폐기물 안정화 시스템을 나타낸 구성도이고, 도 3은 도 2에 따른 유기폐기물 안정화 시스템의 단면도이며, 도 4는 도 2에 따른 유기폐기물 안정화 시스템의 작동을 나타낸 블럭도이다.
본 발명은 도시된 바와 같이, 소화용 드럼(10)과, 상기 소화용 드럼(10)의 내벽에 입설되는 복수개의 격벽(20a,20b,20c), 그리고 폐기물 투입호퍼(90)를 포함하여 구성된다.
상기 소화용 드럼(10)은 회전 동작하는 드럼형 구조로 이루어지며, 이같은 소화용 드럼(10)의 일측 벽면에 공기의 유입 및 폐기물의 배출을 위한 용도로써 개방공(12)이 천공되고, 또한 상기 소화용 드럼(10)의 상기 개방공(12) 반대측에 위치하는 둘레면으로 폐기물 투입구(14)가 형성된다. 상기 폐기물 투입구(14)는 상기 소화용 드럼(10)의 주연에 설치되는 상기 폐기물 투입호퍼(90)와 연계되도록 설치된다.
상기 폐기물 투입호퍼(90)는, 상기 소화용 드럼(10)의 폐기물 투입구(14)에 결합되어 상기 폐기물 투입구(14)의 회전주기에 연동되어 폐기물을 주기적으로 투입하게 된다. 즉, 상기 소화용 드럼(10)의 회전에 의해 상기 폐기물 투입구(14)가 상기 폐기물 투입호퍼(90) 하측의 폐기물 투입위치로 회전하면 상기 폐기물 투입구(14)의 개방과 동시에 상기 폐기물 투입호퍼(90)에서 폐기물이 배출되고, 상기 폐기물 투입구(14)가 상기 폐기물 투입위치를 벗어나면 상기 폐기물 투입구(14)가 폐쇄되는 동시에 상기 폐기물 투입호퍼(90)를 통한 폐기물의 배출이 중지되게 된다. 그리고, 상기 폐기물 투입구(14)와 폐기물 투입호퍼(90)의 연계 구성은 통상적으로 널리 사용되고 있는 기술이므로 구체적인 구조 설명은 생략하기로 한다.
상기 격벽(20a,20b,20c)은 상기 소화용 드럼(10)의 내부에 수직하게 입설되어, 상기 소화용 드럼(10)의 내부공간을 여러개의 영역으로 분할하게 된다. 즉, 상기 격벽(20a,20b,20c)은 일정 간격을 유지하는 3개의 벽체로 제공되어, 상기 소화용 드럼(10)의 내부공간을 4개의 공간부로 분할하게 되며, 이렇게 분할된 4개의 공간은 수분제거존(30), 발효존(32), 부숙존(34) 및 폐기물 배출존(36)을 각각 형성하게 된다. 그리고, 상기 각 격벽(20a,20b,20c)의 상부에는 소정 높이의 절개부가 형성되어, 상기 격벽(20a,20b,20c)과 상기 소화용 드럼(10) 내벽과의 사이에 일정 규모의 통공(22a,22b,22c)이 형성되도록 하므로써, 상기 4개의 공간(30,32,34,36)이 상호 개방된 상태를 유지하게 된다.
상기한 구성에 의해서, 상기 소화용 드럼(10)으로 유입되는 폐기물은 수분제거존(30), 발효존(32), 부숙존(34)을 순차적으로 통과하면서 안정화가 이루어지고, 이렇게 안정화된 폐기물은 폐기물 배출존(36)으로 유입되어 상기 소화용 드럼(10)의 개방공(12)을 통해 외부로 배출되어진다.
다시 말해, 폐기물은 폐기물 투입호퍼(90)를 통해 소화용 드럼(10)의 수분제거존(30)으로 유입되며, 상기 수분제거존(30)에서 소정 시간 머무르면서 내포하고 있는 수분을 건조시키게 된다. 이때, 상기 소화용 드럼(10)은 회전하고 있는 상태이므로 상기 수분제거존(30)에 저장된 폐기물은 상호 간에 뭉쳐짐 없이 분리된 상태를 유지함에 따라 보다 신속하게 건조가 진행되게 된다. 또한, 상기 소화용 드럼(10)의 개방공(12)을 통해서 공기의 지속적인 유입이 이루어지며, 상기 각각의존(30,32,34,36)은 상호 연통된 상태를 유지하는 것이므로, 외부공기가 상기 수분제거존(30) 내부로 유입되면서 호기성 분해환경이 조성되는 동시에, 유입되는 공기가 지속적으로 유동하고 있는 상기 폐기물들로 원활하게 스며들어 건조기능이 극대화된다.
상기 호기성 분해는 아래 반응식의 형태로 반응이 이루어지게 된다.
CaHbOcNd+((4a+b+6c-2d)/2)O2→ aCO2+b/2H2O+NO3 -
즉, 호기성으로 유기물질이 소화될 경우에는 CH4, NH3, H2, H2S, Mercaptanes, 방향족탄화수소 등의 유해가스가 발생되지 않을 뿐만아니라, 반응공정이 단순하여 혐기성 분해보다 휠씬 빠르게 반응이 일어나게 된다.
또한, 포도당의 호기성 대사는, 아래 반응식에 나타난 바와 같이,
C6H12O6+ 24O2→ 6CO2+ 6H2O + 38ATP
단위기질당 ATP(Adenosine Tri Phosphate)생산율이 높고 최종 생성물의 에너지 잔류가 적으므로 자연계에서 안정적인 최종처리물로 소화시킬 수 있게 되는 것이다.
그리고, 상기와 같이 수분제거존(30)에 머물면서 건조된 폐기물은, 상기 수분제거존(30)을 형성하는 일측 격벽(20a)의 통공(22a)이 소화용 드럼(10)의 회전에 따라 상기 격벽(20a)의 최상부에 위치할 시에 상기 통공(22a)을 통해 발효존(32)으로 유입된다. 이때 상기 폐기물은 적정 높이 이상 차오르면 자동적으로 상기 격벽(20a)의 통공(22a)을 넘어 발효존(32)으로 넘어가는 방식이다. 상기발효존(32)으로 유입된 폐기물은 소정 시간 머물면서 발효를 통해 유기물질의 분해가 이루어지게 된다. 이때, 상기 발효존(32) 역시 상기 개방공(12)으로 유입되는 외부공기를 지속적으로 공급받게 됨은 물론이다.
그리고, 상기와 같이 발효존(32)에서 유기물질의 분해가 이루어진 폐기물은, 상기 발효존(32)을 형성하는 격벽(20b)의 통공(22b)을 통해 부숙존(34)으로 유입된다. 이때 상기 수분제거존(30)에서와 마찬가지로 상기 폐기물은 적정높이 이상 차오르면 자동적으로 부숙존(34)으로 유입되는 것이다. 이렇게 부숙존(34)으로 유입된 폐기물은 유입되는 외부공기와 반응하면서 부숙 과정을 거친 후, 상기 부숙존(34)을 형성하는 격벽(20c)의 통공(22c)을 통해 폐기물 배출존(36)으로 유입되고, 이렇게 폐기물 배출존(36)으로 유입된 폐기물은 상기 소화용 드럼(10)의 개방공(12)을 통해 외부로 배출되어진다.
상기한 내용에서 알 수 있는 바와 같이, 폐기물은 상기 소화용 드럼(10)의 내측에서 세개의 존(30,32,34)을 차례로 통과하며 다양한 유기물질 분해과정을 거치게 되고, 그에 따라 환경오염의 요소가 제거된 상태로 외부로 배출되게 된다.
또한, 상기 복수개의 격벽(20a,20b,20c)들이 그 설치높이를 각각 달리하여, 그 상측에 형성되는 통공(22a,22b,22c)의 규모가 차이를 보이도록 구성할 수 있다. 이때, 상기 통공(22a,22b,22c)의 규모, 다시말해 상기 통공(22a,22b,22c)을 제외한 격벽(20a,20b,20c)의 높이에 따라 상기 각 존(30,32,34)의 유효용량 및 그 내측에 투입되는 폐기물의 한계높이가 정하여진다.
즉, 상기 수분제거존(30)을 형성하는 격벽(20a)을 시작으로 상기 부숙존(34)을 형성하는 격벽(20c)까지 단계적으로 높이가 낮아지도록 구성하므로써, 상기 통공(22a,22b,22c)의 규모가 상기 소화용 드럼(10)의 개방공(12)을 향해 점차적으로 작아지도록 구성한다. 이에 따라, 상기 3개의 존(30,32,34)으로 투입되는 폐기물의 한계높이가 상기 수분제거존(30)을 시작으로 상기 부숙존(34)으로 갈 수록 낮아지게 되며, 이는 상기 소화용 드럼(10) 내부로 유입되어 상기 수분제거존(30), 발효존(32), 부숙존(34)을 통과하는 폐기물의 이동이 보다 원활하게 진행되는 결과로 나타나게 된다.
그리고, 소화용 드럼(10)의 내측에 설치되는 격벽(20,20b,20c)이 이동수단을 구비한체 설치되어, 상기 격벽(20a,20b,20c)의 위치 변화를 통해 상기 소화용 드럼(10) 내부의 영역을 조절하면서 폐기물의 처리조건을 제어하도록 구성할 수 있다.
즉, 상기 격벽(20a,20b,20c) 주연에 위치하는 상기 소화용 드럼(10)의 벽면에 소정 구간의 가이드슬롯(16,17,18)을 형성하고, 상기 격벽(20a,20b,20c)의 단부에는 상기 가이드슬롯(16,17,18)을 관통하여 상기 소화용 드럼(10)의 벽면 외부로 돌출되는 가이드돌기(24a,24b,24c)가 형성된다. 이에 따라, 상기 격벽(20a,20b,20c)은 상기 가이드슬롯(16,17,18)의 길이에 해당하는 거림만큼 이동 가능하도록 상기 소화용 드럼(10) 내측에 설치된다.
그리고, 이렇게 설치되는 격벽(20a,20b,20c)에 이동력을 제공하게 되는 상기 이동수단은, 상기 소화용 드럼(10) 내부에 설치되어 유입된 폐기물의 성상 및 시간 경과에 따라 변화하는 폐기물의 지표(수분함유율, 온도 등)를 감지하는센서(40,41,42), 상기 센서(40,41,42)에서 센싱된 측정값을 모티터화하는 디스플레이부(44), 상기 센서(40,41,42)를 통해 센싱된 값을 입력받아 소정의 제어신호를 출력하는 제어부(46), 그리고 상기 격벽(20a,20b,20c)의 가이드돌기(24a,24b,24c)와 결합되는 로드(48a,49a,50a)를 구비한체 상기 소화용 드럼(10)의 외벽에 설치되어 상기 제어부(46)의 제어신호에 따라 구동하는 유압 액튜에이터(48,49,50)로 이루어진다.
그리고, 상기 격벽 이동수단은 본 실시예의 구성으로 한정되는 것은 아니며, 그밖에 다양한 구성으로 변형 실시할 수 있음은 물론이다.
이렇게 구성되는 격벽 이동수단에 의해서, 상기 소화용 드럼(10)으로 유입되는 폐기물의 성상(수분함유율, 분해에 적합한 온도 등)을 고려하여 상기 존(수분제거존, 발효존, 부숙존)들의 영역크기 즉, 체류시간 및 각 존 별 최적 반응조건(온도, 함수율 등)을 조절하게 된다. 일예로, 유입되는 폐기물이 다량의 수분을 함유하고 있어 장시간에 걸친 건조가 요구되면, 상기 수분제거존(30)의 크기를 보다 넓게 조정하여 체류시간을 증대시키게 된다.
또한, 상기 소화용 드럼(10)의 내측, 다시 말해 폐기물의 안정화가 진행되는 상기 수분제거존(30), 발효존(32), 부숙존(34)에 각 존 별 함수율, 온도에 따라 요구되는 공기량을 적정하게 주입하기 위하여 별도의 공기유입수단이 설치될 수 있다. 이같은 공기유입수단은, 상기 수분제거존(30)에서는 함수율조정을 위한 용도, 상기 발효존(32)에서는 유기물질의 호기성 분해를 위한 용도, 상기 부숙존(34)에서는 잔존 유기물질의 산화를 위한 용도의 적절한 공기량을 공급하게 된다.
이같은 공기유입수단은, 상기 소화용 드럼(10)의 개방공(12)을 통하여 인입되어 그 단부를 상기 수분제거존(30), 발효존(32), 부숙존(34)에 각각 위치시키도록 복수개의 공기유입관(60,61,62)이 설치되며, 상기 공기유압관(60,61,62)의 관로 상에는 유입되는 공기량을 조절할 수 있도록 유량조절밸브(60a,61a,62a)가 구비된다. 그리고, 상기 공기유입관(60,61,62)으로 외부공기를 주입하는 블로어(64)가 설치되며, 또한 상기 수분제거존(30), 발효존(32), 부숙존(34)에 각각 설치되어 각 영역에 투입된 폐기물의 성상(온도, 수분함유량)을 센싱하는 센서(40,41,42)와, 상기 센서(40,41,42)에서 센싱된 값에 따라 소정의 제어신호를 출력하여 상기 유량조절밸브의 개방 정도를 조정하는 제어부(46)가 제공된다.
이때, 상기 센서(40,41,42)와 제어부(46)는 상기 공기유입수단을 위해 제공되는 별도의 구성이어도 무방하겠지만, 전술한 격벽이동수단에 제공된 센서(40,41,42)와 제어부(46)에 의해서 상기 공기유입수단과 격벽이동수단이 상호 연계 동작하도록 구성함이 바람직하겠다.
즉, 전술한 격벽이동수단의 일예에서 알 수 있는 바와 같이, 유입되는 폐기물이 다량의 수분을 함유하고 있어 장시간에 걸친 건조가 요구되면, 상기 격벽이동수단을 구동시켜 상기 수분제거존(30)의 크기를 보다 넓게 조정하여 체류시간을 증대시키는 동시에, 상기 공기유입수단을 통해 공기주입량을 증가시켜 효과적인 수분제거가 이루어지도록 할 수 있다.
이러한 공기유입수단에 의해서, 상기 수분제거존(30), 발효존(32), 부숙존(34)에는 항상 적정량의 공기만이 유입되면서 최적의 운전조건이 유지될 수있게되는 것이다. 일예로, 상기 수분제거존(30)의 센서(40)에 온도가 과다하게 높게 센싱되는 경우, 그 센싱값을 입력받는 제어부(46)는 상기 수분제거존(30)과 통하는 공기유입관(60)의 유량조절밸브(60a)를 폐쇄시키는 제어신호를 출력하고, 이에 따라 상기 공기유입관(60)으로 유입되는 공기량은 증가되어 냉각이 일어날 수 있게 된다. 반대로 상기 수분제거존(30)의 온도가 적정 온도 이하로 낮게 센싱되는 경우, 상기 제어부(46)는 상기 공기유입관(60)의 유량조절밸브(60a)를 개방하는 제어신호를 출력하게 되고, 그에 따라 상기 공기유입관(60)으로 유입되는 공기량은 감소된다.
한편, 도 5는 본 발명에 따른 유기폐기물 안정화 시스템의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 소화용 드럼(10)의 회전시 그 내측에 투입된 폐기물들의 교반작용이 극대화될 수 있도록, 격벽(20a)에 복수개의 교반봉(70)이 돌설되도록 구성한 형태이다. 도면에서는 편의상 수분제거존(30)을 형성하는 격벽(20a)에 교반봉(70)이 돌설된 구조만을 도시하였으며, 그외의 격벽(20b,20c)에도 교반봉이 돌설됨은 물론이다.
즉, 상기 소화용 드럼(10)이 회전하면서 그 내측에 투입된 폐기물은 지속적으로 유동하게 되며, 이때 상기 교반봉(70)이 상기 폐기물들을 밀어내면서 교반하게 되는 것이므로, 상기 폐기물들은 서로 뭉쳐져 하나의 덩어리를 형성함 없이 계속해서 유동하면서 상호 분리된 상태를 유지하게 된다. 이는 전술한 소화용 드럼(10)의 개방공(12)을 통해서 자연적으로 유입되는 외부공기, 또는 상기 공기유입수단을 통해 인위적으로 주입되는 외부공기가, 상기 폐기물 전체에 골고루 침투되는 효과를 가져와 폐기물의 수분제거 및 호기성 소화를 촉진시키는 결과로 이어진다.
또한, 도 6은 본 발명에 따른 유기폐기물 안정화 시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로써, 소화용 드럼(10)의 내벽에 복수개의 블레이드(80)를 돌설하여, 상기 소화용 드럼(10)으로 투입된 폐기물들의 교반작용이 더욱 효과적으로 진행되도록 한 구성이다.
즉, 상기 블레이드(80)는 상기 소화용 드럼(10)의 회전시 상기 소화용 드럼(10) 내면의 경사진 방향에 대해 역방향으로 폐기물들이 유동되도록 비스듬한 각도로 돌설되는 것으로써, 다시 말해 폐기물은 상기 블레이드(80)에 의해서 도면상에 화살표로 표시된 방향으로 유동하는 동작을 보이게 된다. 본 실시예에서는 상기 블레이드(80)가 대략 45°의 각도를 유지하도록 구성하였다. 이같은 블레이드(80)에 의해 상기 폐기물들의 교반력과 계면재생력이 극대화된다.
상기한 실시예들에 의하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명을 따른 매립전처리를 위한 호기성 유기폐기물 안정화 시스템에 의하여, 유기성 폐기물을 포함한 생활폐기물이 소화용 드럼 내측에 조성된 존들을 순차적으로 통과하며 단계적으로 처리되므로써, 폐기물의 안정화 정도가 극대화될 수 있으며, 이는 최종 배출되는 물질의 유해성이 거의 없어 환경오염을 최소화 할 수 있는 결과로 이어진다.
또한, 소화용 드럼이 유입되는 외부공기에 의해 호기성 분해환경을 가지게 되므로써, 인체와 환경에 유해한 가스의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 또한 고농도 유기쓰레기를 신속하게 분해시키는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 일측 벽면에 공기유입과 폐기물배출을 위한 개방공이 천공된 회전형 드럼 구조이며, 둘레면에 폐기물 투입호퍼와 연결되도록 폐기물 투입구가 형성되는 소화용 드럼과;
    상기 소화용 드럼의 내부공간이 수분제거존, 발효존, 부숙존의 3개 영역으로 분할되도록 상기 소화용 드럼의 내측에 입설되며, 상측에 절개부를 구비하여 상기 소화용 드럼 내벽과의 사이에 통공을 형성하게 되는 다수개의 격벽;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 매립전처리를 위한 호기성 유기폐기물 안정화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수개의 격벽은, 상기 소화용 드럼으로 투입된 폐기물이 상기 3개의 영역을 따라 원활하게 이송되도록, 상기 수분제거존을 형성하는 선단의 격벽을 시작으로 단계적으로 낮은 높이를 갖도록 구성됨을 특징으로 하는 매립전처리를 위한 호기성 유기폐기물 안정화 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 격벽은, 상기 수분제거존, 발효존, 부숙존의 영역 크기를 조절하여 폐기물의 처리조건이 제어될 수 있도록, 상기 소화용 드럼의 내부에 이동 가능하게설치되어 그 이동수단을 구비함을 특징으로 하는 매립전처리를 위한 호기성 유기폐기물 안정화 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 격벽은,
    상기 소화용 드럼의 벽면에 소정 구간의 가이드슬롯이 형성되고, 상기 격벽의 단부에 상기 가이드슬롯을 관통하여 상기 소화용 드럼 외부로 돌출되는 가이드돌기가 형성되어, 상기 소화용 드럼의 내부에서 이동이 가능하도록 설치되며;
    상기 이동수단은,
    상기 수분제거존, 발효존, 부숙존에 각각 설치되어 유입된 폐기물의 수분함유량, 온도 등의 지표를 센싱하는 센서와, 상기 각 센서를 통해 센싱된 값을 모니터화하는 디스플레이부와, 상기 각 센서에서 감지되는 센싱값을 입력받아 소정의 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 격벽의 가이드돌기와 결합되는 로드를 구비한체 상기 소화용 드럼의 외벽에 설치되어 상기 제어부의 제어신호에 따라 구동하는 유압 액튜에이터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 매립전처리를 위한 호기성 유기폐기물 안정화 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 소화용 드럼의 개방공을 통하여 인입되어 그 선단을 상기 수분제거존, 발효존, 부숙존의 3개 영역에 각각 위치시키도록 복수개의 공기유입관을 설치하되,상기 공기유입관의 관로 상에 유량조절밸브가 설치되고, 상기 격벽이동수단을 형성하는 센서와 제어부에 의해 상기 유량조절밸브의 개방정도가 조절되도록 구성하여, 상기 3개 영역에 폐기물 안정화를 위한 최적의 공기량만이 유입되도록 하는 공기유입수단을 구비함을 특징으로 하는 매립전처리를 위한 호기성 유기폐기물 안정화 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 격벽의 벽면에는, 3개 영역에 저장된 폐기물의 교반을 위한 복수개의 교반봉이 각각 돌설되는 것을 특징으로 하는 매립전처리를 위한 호기성 유긱폐기물 안정화 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 소화용 드럼의 회전에 따른 폐기물의 유동방향을 역방향으로 전환시키도록, 상기 소화용 드럼 내면에 소정 각도를 유지하면서 비스듬하게 돌설되는 복수개의 블레이드를 설치함을 특징으로 하는 매립전처리를 위한 호기성 유기폐기물 안정화 시스템.
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