KR20040052853A - 지렁이를 이용한 유기성 폐기물 처리 자동화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유기성 폐기물 처리를 위한 지렁이 사육 장치에 관한 것으로 노지 사육에 따른 넓은 부지 면적과 많은 인력, 처리의 비효율성 그리고 처리된 부산물인 분변토의 비균일성으로 인한 상품화 문제점을 개량한 다단식 사육 장치가 개발되었으나 초기 설치 비용이 비싸며 운용에 따른 비용이 과다 지출되고 문제 발생시 수리와 보수가 복잡한 단점 등 과 지렁이의 사육상 탈출 등 에 따른 문제점 등을 개선하여 노지의 사육과 다단식 자동화 사육의 문제점을 보완하여 단층의 컨베이어벨트에 지렁이를 입식하고 먹이인 유기성 슬러지를 10일간 적층식으로 공급하고 최초 투입 후 13일에 분변토를 자동으로 수거하는 장치로 투입과 배출의 전단계가 평면적으로 이루어져 작업자가 사육상을 입체적으로 관찰할 수 있으며 기계구성의 단순함에 따른 초기시설 투자비 및 운영유지비가 저렴한 특징을 가지고 있다.

Description

지렁이를 이용한 유기성 폐기물 처리 자동화 시스템{automation system of vermi-composting}

본 고안은 유기성 폐기물 처리 장치에 관한 것으로 지렁이의 생리적 특성을 이용하여 유기성 슬러지를 안정화시키는 vermistabilization은 폐자원의 재활용과 환경 보호적 측면에서 이미 전 세계적으로 활발히 진행되고 있는 실정에서 국내에서도 90년에 국립환경연구원에서 '지렁이를 이용한 유기성처리기술'을 개발하여 보급하면서 현재는 연간 약 80여개소에서 약 11만 톤의 유기성 폐기물을 처리하고 있는 것으로 추정되고 있다. 그러나, 유기성 슬러지를 지렁이를 이용하여 처리하는 기술이 어느 정도 국내에 정착되어 있으나 단순히 노지나 비닐하우스 등에 지렁이를 입식하고 유기성 폐기물을 투입하여 처리하는 방법이 일반적이다. 그러나, 최근에 노지 사육에 따른 넓은 부지 문제와 관리에 많은 인력 투입등으로 인한 문제점을 해결하기 위해 자동화 시스템에 대한 기술의 개발이 이루어져 현재 다단식 사육 시스템이 주목을 받았으나 초기 시설 투자 비용, 운전 비용의 과다와 고장 발생시 수리 및 보수에 어려움과 지렁이의 생태 습성에 의해 섭식 처리 효율이 떨어지는 문제점을 갖고있다.

본 고안은 자연 생태계 내에서의 유기물 순환 사이클은 그대로 응용하여 COMPACT한 SYSTEM으로 재구성한 것으로 처리 공정상 환경 부하가 발생하지 않으며 유기성 폐기물을 지렁이의 먹이화하여 분변토와 지렁이로 재생산함으로써 ENTROPHY의 발생이 없이 유효환원이 가능하게 된다.

반입 유기성 슬러지의 높은 함수율(75∼80％)을 수분조절 및 제거 없이 지렁이 먹이화 함으로써 침출수와 폐수가 발생하지 않으며, 지렁이가 먹고 배설한 분변토는 탁월한 탈취능력을 발휘하여 사육장에서의 악취는 발생되지 않는다.

본 기술은 토양생물을 이용한 환경친화적 기술로서 오랜 기간 지렁이 생태학적으로 가장 안정된 지렁이 평지 사육방식을 입체적으로 구성함으로써 시설부지, 운영유지비의 절감이 가능하며 유기성 슬러지의 투입에서부터 분변토 생산에 이르는 전 공정이 자동화되어 있어 운영이 간편하며 작업인원이 사육상을 입체적으로 관찰하게 되어 있는 시스템으로 다단식 처리방식에 비하여 시설투자비 및 운영유지비가 저렴하며 기존의 노지 지렁이 사육방식에 비하여 1/4배의 부지효율과 최고 3∼4배의 인건비 효율을 확보할 수 있다.

도1은 Vermi-composting의 처리 계통도

도2는 Vermi-composting의 전체 LAYOUT

도3은 Vermi-composting의 세부 LAYOUT

본 고안에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

반입탱크(도2-①)는 유기성 폐기물의 일일 처리량에 여유율을 주어 저장할 수도 있도록 하였고 밀폐식으로 설치하여 악취를 방지하였으며 유기성 폐기물과 OVERS가 혼합되는 과정에서 특수 배양된 미생물을 접종(도2-②)하여 호기성 및 지렁이가 선호하는 미생물상으로 정착되도록 하여 유기물의 산도를 조절 지렁이가 좋아하는 미생물 군으로서 체내의 미생물 Blance를 맞추어 주고, 산소의 공급을 원활히 하여 먹이내의 유해가스 발생을 억제시켜 주며, 유해가스인 암모니아, 아민, 황화수소 등의 가스에서의 악취감소를 돕는다. 또한, 탈취제 접종(도2-③)은 탈취 미생물을 X10에 8승이상으로 배양하여 물과 혼합하여 분사하는 탈취방식으로 작업장 내부의 공기정화, 초기 투입시 하수슬러지 냄새 제거, 지속효과가 비교적 장시간 유지, 대기상의 황화수소 비율을 현격히 낮추어 설비부식을 방지, 악취 발생 가스비율을 저하시킨다.

먹이 공급 장치(도3-③)는 연속식으로 운전되는 사육상에 수평으로 움직이며 매일 일정량의 먹이를 적층식으로 공급하는 장치로 정량적으로 투입할 수 있도록 설치하고 슬러지 이송에 따른 비율에 맞도록 호기성 미생물 접종 및 탈취 미생물을 자동 분사 접종하여 유기성 폐기물의 분해와 탈취 효과를 갖도록 설계하며, 또한 밀폐식으로 설치하여 악취를 방지한다. 지렁이 연속 사육장치(도2-⑤, 도3-②)는 일 2톤에서 2.5톤의 유기성 폐기물을 층단으로 투입하여 처리 할 수 있게 되었으며, 지렁이 사육장에 균일하게 먹이를 공급하도록 설계되어 있다. 함수율 약 80％로 투입된 유기성 폐기물은 지렁이에 의해 소화, 분해되어 13일이 경과되면 함수율60∼65％의 지렁이 분변토와 OVERS가 배출된다(도2-⑥). 유기성 폐기물은 사육상에 설치된 벨트가 회전하면서 1일 1m씩 이동(도2-⑤, 도3-①)시키도록 되어 있으며, 지렁이는 생태학적으로 적정 환경인 전체부분에서 계속적으로 활동하도록 하였다. 투입된 먹이는 13일이 경과한 후 자동으로 사육상에서 배출되고 연속식 사육상의 끝부분에 설치된 배출 컨베이어(도2-⑥)에 의해 지렁이 분변토 선별기(도2-⑦, 도3-④)로 이동 지렁이 선별장치에 의해 지렁이만 자동으로 선별(도2-⑨)하여 용기에 저장되도록 하였으며 지렁이를 선별하고 들어오는 지렁이 분변토는 2.5mm이하(도2-⑧)와 이상인 것으로 분리(도2-⑪)되고 선별기에 의해서 2.5mm이상으로 분리된 OVERS는 다양한 미생물군을 형성하고 있고 함수율이 60∼65％ 정도로 새로 투입되는 유기성 슬러지의 함수율 조정 및 빠른 분해 촉진을 통해 지렁이가 좋아하는 먹이로 전환하는데 큰 역할을 하는 것으로 선별 후 발생하는 OVERS와 유기성 폐기물을 재혼합하여 함수율을 조절하며 지렁이의 섭식 효과를 높이는 장치에 의해 유기성 슬러지를 적절하게 혼합(함수율 70∼75％)하여 지렁이 사육장치로 재투입한다. 이때 슬러지와 OVERS의 균일한 혼합을 위해 발생된 OVERS는 분변토와 지렁이 선별 후 유기성 슬러지와 혼합 과정을 거쳐 재투입된다. 2.5mm이하로 분리된 분변토는 자동씰링기로 1∼50kg, 톤 단위 등으로 각각 포장(도2-⑩)할 수 있도록 한다.

본 고안에 의한 유기성 폐기물 처리는 노지 사육에서의 공간과 노동력의 문제점과 다단식 사육 장치에 비해 초기설치 비용이 저렴하며 유지, 보수 및 관리가 쉽다는 장점을 가지고 있으며 지렁이의 생태적 특성을 고려한 노지 사육의 장점과자동 먹이 공급 장치를 비롯한 전 과정의 자동화에 따른 효율성을 갖고 있는 다단식 사육장치의 장점을 모두 갖는 고안 장치이다.

또한, 미생물 첨가 장치와 탈취제 분사에 의해 처리장치장 내 악취를 차단하고 지렁이의 섭식을 돕도록 하여 처리 효율을 높혔으며, 처리 후 발생한 OVERS를 유기성 폐기물과 혼합 처리하여 함수율을 조정함으로서 함수율을 조절하기 위한 부재료의 공급에 따른 비용의 절감 효과를 거둘 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 지렁이를 이용한 유기성 폐기물의 처리 장치에 있어서 사육판을 컨베이어 벨트로 하여 13일 동안 1일 간격으로 일정 거리를 이동 사육하며 유기성 폐기물을 처리하고 분변토를 생산하는 장치.
2. 제1항에서 유기성 폐기물을 공급하는 먹이공급장치가 수평으로 움직이며 매일 일정량의 먹이를 적층식으로 공급하는 장치.
3. 제1항에서 선별 후 발생하는 OVERS와 유기성 폐기물을 재혼합하여 함수율을 조절하며 지렁이의 섭식 효과를 높이는 장치.