KR20060042289A - 음식물 쓰레기 염분제거 시스템 - Google Patents

음식물 쓰레기 염분제거 시스템 Download PDF

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KR20060042289A
KR20060042289A KR1020040090885A KR20040090885A KR20060042289A KR 20060042289 A KR20060042289 A KR 20060042289A KR 1020040090885 A KR1020040090885 A KR 1020040090885A KR 20040090885 A KR20040090885 A KR 20040090885A KR 20060042289 A KR20060042289 A KR 20060042289A
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신승경
박형용
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한빛테크원 (주)
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Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기에 함유된 수분 및 염분을 제거하여 음식물 쓰레기 탈수케익을 형성한 다음 상기 음식물 쓰레기 탈수케익을 톱밥과 섞어 건조한 후 퇴비화 하기 위한 음식물 쓰레기 염분제거 시스템에 있어서, 교반저장조에 음식물 쓰레기를 투입하여 이물질을 제거하고 음식물 쓰레기를 교반하는 교반과정과; 상기 교반과정을 거친 음식물 쓰레기를 1차 탈수기에 투입하여 탈수과정을 통해 염분이 일정량 이하로 제거된 음식물 쓰레기 1차 탈수케익을 형성하고, 탈수과정시 발생된 탈수액은 하수처리장으로 배출하는 1차 탈수과정과; 상기 제1탈수과정에 생성되는 음식물 쓰레기 1차 탈수케익을 염분제거장치에 투입하되, 음식물 쓰레기 1차 탈수케익에 일정비율의 공정수를 희석하여 염분이 용출되게 하는 염분제거과정과; 상기 염분제거과정에서 일정량의 공정수가 희석된 음식물 쓰레기 탈수케익을 2차 탈수기에 투입하여 탈수과정을 통해 염분 농도가 일정량 이하인 음식물 쓰레기 2차 탈수케익을 형성하고, 탈수과정시 발생된 탈수액은 하수처리장으로 배출하는 2차 탈수과정을; 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
염분제거, 음식물 쓰레기, 탈수, 음식물, 교반 저장조

Description

음식물 쓰레기 염분제거 시스템{System for salt exclusion of a food garbage}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 염분제거 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 염분제거 시스템의 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10:교반저장조 11:1차 탈수기 20:염분제거장치
21:2차 탈수기 30:원심탈수기
본 발명은 음식물 쓰레기 염분제거 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음식물 쓰레기에 함유된 염분을 효과적으로 제거시킴과 동시에 투입되는 지하수 양을 절감함으로써, 배출되는 폐수량을 대폭 줄일 수 있도록 한 음식물 쓰레기 염분제거 시스템에 관한 것이다.
현재 음식물 쓰레기에 의한 환경오염이 심각한 문제로 대두되고 있어 음식물 쓰레기의 재활용 방안에 관한 연구 개발이 시급한 실정에 있다.
이러한 음식물 쓰레기의 재활용 방법 중 근래에 들어 음식물에 함유된 염분을 제거한 후 퇴비로 활용하는 하는 방법이 사용되고 있으나, 음식물 쓰레기에 함유된 염분(NaCl)의 농도가 1% 이상일 경우 삼투압 현상으로 인한 식물의 성장 장애와 Na가 토양중의 Ca, Mg와 치환되어 토양의 입단 구조가 파괴되면서 단립구조로 되어 통기성 및 배수성의 불량으로 인하여 산소공급이 어렵게 되면서 농작물의 성장에 장애를 주기 때문에 염분을 제거하지 않은 상태의 음식물쓰레기는 그대로 퇴비화하는 것이 불가능하므로 법으로 퇴비로 사용가능한 음식물 쓰레기의 염분 함유량을 1% 이하로 규제하고 있다.
따라서 음식물 쓰레기 퇴비화의 핵심적 기술은 음식물 쓰레기에 함유된 염분을 1% 이하로 저감시키는 것이 관건이다.
이러한 종래의 음식물 쓰레기 염분제거 시스템(이하 "염분제거 시스템”으로 약칭함)을 살펴보면, 음식물 쓰레기에 혼합된 이물질을 걸러낸 다음 음식물 쓰레기를 교반저장조에 투입하고, 음식물 쓰레기에 공정수를 1:1 비율로 혼합하여 즉, 가령 음식물 쓰레기 100톤에 공정수 100톤을 희석하여 탈수기에 투입하여 탈수과정을 거치게 되면 음식물 쓰레기의 염분 함유량이 1% 이하가 된다.
이때, 발생되는 탈수액의 양은 160톤 가량으로 모두 하수처리장으로 흘러보내고 나머지 염분 함유량이 1% 이하인 음식물 쓰레기 탈수케익 40톤은 톱밥과 혼합된 후 건조하여 퇴비화하는 과정으로 이루어진다.
그러나 상기와 같은 종래의 염분제거 시스템은, 염분이 농축된 음식물과 지하수를 섞은 후 바로 탈수하는 과정을 거치기 때문에 음식물에 함유된 염분이 공정수(溶出水)에 충분히 용출되지 않고, 음식물 쓰레기 겉 표면에 묻어 있는 염분만을 씻어내는 것과 같으므로 음식물에 함유된 염분을 효과적으로 제거할 수 없을 뿐만 아니라 염분의 제거과정에서 다량의 공정수를 필요로 함으로 배출되는 폐수량이 증가되어 수질오염을 가중시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 음식물 쓰레기에 함유된 수분 및 염분을 제거하여 음식물 쓰레기 탈수케익을 형성하는 1차 탈수과정과, 이 음식물 쓰레기 탈수케익을 다시 염분제거장치에 투입하고 공정수와 1:1비율로 희석하여 수분 및 염분을 제거하는 2차 탈수과정을 거치도록 함으로써, 음식물 쓰레기의 염분제거 효과를 향상시킴과 더불어 음식물 쓰레기 탈수케익에 희석되는 공정수의 양을 대폭 줄임으로써 탈수시 배출되는 폐수량을 급감 시킬 수 있도록 한 음식물 쓰레기 염분제거 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 음식물 쓰레기에 함유된 수분 및 염분을 제거하여 음식물 쓰레기 탈수케익을 형성한 다음 상기 음식물 쓰레기 탈수케익을 톱밥과 섞어 건조한 후 퇴비화 하기 위한 음식물 쓰레기 염분제거 시스템에 있어서, 교반저장조에 음식물 쓰레기를 투입하여 이물질을 제거하고 음식물 쓰레기를 교반하는 교반과정과; 상기 교반과정을 거친 음식물 쓰레기를 1차 탈수기에 투입하여 탈수과정을 통해 염분이 일정량 이하로 제거된 음식물 쓰레기 1차 탈수케익을 형성하고, 탈수과정시 발생된 탈수액은 하수처리장으로 배출하는 1차 탈수과정과; 상기 제1탈수과정에 생성되는 음식물 쓰레기 1차 탈수케익을 염분제거장치에 투입하되, 음식물 쓰레기 1차 탈수케익에 일정비율의 공정수를 희석하여 염분이 용출되게 하는 염분제거과정과; 상기 염분제거과정에서 일정량의 공정수가 희석된 음식물 쓰레기 탈수케익을 2차 탈수기에 투입하여 탈수과정을 통해 염분 농도가 일정량 이하인 음식물 쓰레기 2차 탈수케익을 형성하고, 탈수과정시 발생된 탈수액은 하수처리장으로 배출하는 2차 탈수과정을; 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 1차 탈수과정에서 형성되는 음식물 쓰레기 1차 탈수케익의 염분 농도는 1% 이하이며, 상기 염분제거과정에서 음식물 쓰레기 1차 탈수케익에 희석되는 공정수의 비율은 음식물 쓰레기 1차 탈수케익 대비 1:1 로 희석되고, 상기 2차 탈수과정에서 형성되는 음식물 쓰레기 2차 탈수케익의 염분 농도는 0.5% 이하가 됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 2차 탈수기의 탈수과정을 통해 배출된 탈수액을 곧바로 하수처리장으로 배출하지 않고 다시 원심탈수기에 투입하여 원심 탈수과정을 통해 탈수액에 잔류하는 음식물 쓰레기 원심탈수케익을 걸러내어 퇴비화장치로 보내고, 음 식물 쓰레기 원심탈수케익이 걸러진 묽은 탈수액만을 하수처리장을 배출토록 하는 3차 탈수과정을 부가함으로써, 하수처리장으로 배출되는 폐수량을 대폭 줄일 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 염분제거 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 염분제거 시스템의 구성도를 각각 도시한 것으로서, 이하 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 염분제거 시스템은, 음식물 쓰레기에 함유된 수분 및 염분을 제거하여 음식물 쓰레기 탈수케익을 형성한 다음 상기 음식물 쓰레기 탈수케익을 톱밥과 섞어 건조한 후 퇴비화 하기 위한 음식물 쓰레기 염분제거 시스템에 있어서, 음식물 쓰레기에 혼합된 이물질을 제거하고 교반하는 교반과정과, 음식물 쓰레기에 함유된 수분 및 염분을 1차 제거하여 음식물 쓰레기 1차 탈수케익을 형성하는 1차 탈수과정과, 음식물 쓰레기 1차 탈수케익에 공정수을 투입하는 염분제거과정과, 공정수와 희석된 음식물 쓰레기 1차 탈수케익을 탈수하여 수분 및 염분을 제거하는 2차 탈수과정으로 구성된다.
상기 교반과정은, 음식물 쓰레기를 교반저장조(10)에 투입하여 각종 이물질을 제거하고 음식물 쓰레기를 휘저어 뒤섞는 교반작업이 이루어지는 과정이다.
상기 1차 탈수과정은, 상기 교반과정을 거친 음식물 쓰레기를 1차 탈수기(11)에 투입하여 음식물 쓰레기 자체내의 수분과 염분을 1차 제거하여 염분 함유량이 1% 이하인 음식물 쓰레기 1차 탈수케익을 형성하는 과정으로서, 이때 탈수과정을 통해 배출되는 음식물 쓰레기의 탈수액은 하수처리장으로 곧바로 배출되고 나머지 일정량의 수분이 제거된 음식물 쓰레기 1차 탈수케익은 다음 과정인 염분제거장치(20)로 이동된다.
위에서 염분 함유량이 1% 이하인 음식물 쓰레기 1차 탈수케익을 형성한다고 설명하였으나 음식물 쓰레기의 성상이 계절별 요일 별로 변화하므로 염분 함유량은 다소 변화될 수 있음을 밝혀둔다.
상기 염분제거과정은, 상기 1차 탈수과정을 거친 염분 함유량이 1% 이하인 음식물 쓰레기 1차 탈수케익을 염분제거장치(20)에 투입하고 여기에 음식물 쓰레기 1차 탈수케익 대비 1:1 비율로 공정수를 희석하는 과정으로서, 이때 사용되는 공정수는 일반적으로 지하수 또는 시수(상수도로 공급되는 물을 지칭함)가 사용된다.
위에서 음식물 쓰레기 1차 탈수케익 대비 1:1 비율로 공정수를 희석한다 라고 설명하였으나 음식물 쓰레기의 성상이 계절별 요일 별로 변화하므로 공정수의 희석 비율은 다소 변화될 수 있음을 밝혀둔다.
상기 2차 탈수과정은, 염분제거과정에서 1:1 비율로 희석된 음식물 쓰레기 1차 탈수케익 및 공정수를 2차 탈수기(21)에 투입하여 염분 함유량이 0.5% 이하인 음식물 쓰레기 2차 탈수케익을 형성하는 과정으로서, 이때 탈수과정을 통해 배출되는 탈수액은 곧바로 하수처리장으로 배출되고 나머지 염분 함유량이 0.5% 이하인 음식물 쓰레기 2차 탈수케익은 퇴비화 장치로 보내지게 된다.
위에서 염분 함유량이 0.5% 이하인 음식물 쓰레기 2차 탈수케익을 형성한다 라고 설명하였으나 음식물 쓰레기의 성상이 계절별 요일 별로 변화하므로 염분 함유량은 다소 변화될 수 있음을 밝혀둔다.
한편, 도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 염분제거 시스템의 구성도로서 도시된 바와 같이, 상기 2차 탈수과정의 2차 탈수기(21)를 통해 배출된 탈수액을 곧바로 하수처리장으로 흘려 보내는 것이 아니라 원심탈수기(30)로 보내어 탈수액에 잔류하는 음식물 쓰레기 원심탈수케익을 걸러낸 다음 묽은 탈수액만 하수처리장으로 흘려보내는 3차 탈수과정이 부가된 시스템이다.
즉, 2차 탈수기(21)에 의해 배출된 탈수액은 원심탈수기(30)로 보내져 원심 탈수과정을 거치게 되는 게 이때 원심 탈수과정을 통해 탈수액에 잔류하는 음식물 쓰레기 원심탈수케익을 회수하여 퇴비화장치로 보내고 나머지 비교적 묽은 탈수액만 하수처리장으로 배출되도록 한 것이다.
상기 본 발명의 구성에서 설명한 탈수기 및 원심탈수기는 음식물 쓰레기 퇴비화 장치에 일반적으로 사용되어지는 기계장치로서 상세한 구성설명은 생략하기로 한다.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명의 염분제거 시스템은 1,2차 탈수과정을 통해 음식물 쓰레기에 함유된 염분의 농도를 급격히 저감시킴과 더불어 염분 제거과정에서 투입되는 공정수의 양을 대폭 줄일 수 있도록 한 것으로서, 이하 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에서 제공하는 염분제거 시스템을 사용할 경우 효과적인 염분제거는 물론 염분제거과정에서 투입되는 공정수의 양을 급격히 줄일 수 있어 수질오염을 방지 할 수 있는 매우 효과적인 시스템이다.
이하 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.
먼저 종래의 염분제거 시스템은, 일반적으로 음식물 쓰레기에 희석되는 공정수의 비율이 1:1 이므로, 가령 음식물 쓰레기가 100톤이라고 가정하면 음식물 쓰레기 100톤에 공정수 100톤이 희석되고 탈수과정을 거치면서 음식물 쓰레기의 염분 함유량이 0.1% 이하로 저감되는데 이때 음식물 쓰레기 100톤에 공정수 100톤을 합하여 총 200톤이 된다.
이중 하수처리장으로 배출되는 탈수액의 총량은, 투입되는 공정수의 전량과 여기에 음식물 쓰레기 자체의 수분을 합하여 160톤이 되며 나머지 40톤이 퇴비화할 수 있는 음식물 쓰레기 탈수케익이 된다.
따라서 종래의 염분제거 시스템은 투입되는 공정수의 양에 비해 효과적인 염분을 제거할 수 없었을 뿐만 아니라 하수처리장으로 배출되는 탈수액의 양이 많아 수질 오염을 가중시키는 문제점이 있었다.
그러나 본 발명의 염분제거 시스템은, 음식물 쓰레기에 공정수를 바로 투입하지 않고 가령 100톤의 음식물 쓰레기가 투입된다고 가정하면 먼저 교반저장조(10)를 거쳐 1차 탈수과정을 거치게 되는데 이때 음식물 쓰레기에서는 60톤의 탈수액과 염분의 농도가 1% 이하인 40톤의 음식물 쓰레기 1차 탈수케익이 발생되며 이중 60톤의 탈수액은 하수처리장으로 배출되고 40톤의 음식물 쓰레기 1차 탈수케익은 염분제거장치(20)로 보내진다.
그리고 1차 탈수과정을 거쳐 염분제거장치(20)에 투입된 40톤의 음식물 쓰레기 1차 탈수케익에는 음식물 쓰레기 1차 탈수케익의 양과 동일 한 40톤의 공정수가 희석되며, 2차 탈수과정을 거치면서 염분의 함유량이 0.5% 이하인 음식물 쓰레기 2차 탈수케익이 형성되는데 이때 공정수 40톤은 하수처리장으로 보내지고 40톤의 음식물 쓰레기 2차 탈수케익은 최종 퇴비화장치로 보내지게 된다.
여기서, 음식물 쓰레기 2차 탈수케익의 양이 음식물 쓰레기 1차 탈수케익의 양과 동일한 40톤이 되는 것은 이미 1차 탈수과정을 거쳤기 때문에 공정수를 희석하여 2차 탈수과정을 거치더라도 음식물 쓰레기 1차 탈수케익의 양과 거의 동일한 40톤이 생성된다.
결과적으로 본 발명의 염분제거 시스템의 탈수액의 배출량은 1차 탈수과정시 60톤과 2차 탈수과정시 40톤을 합하면 총100톤 가량이 하수처리장으로 배출됨으로 종래의 염분제거 시스템에 비하여 염분제거 과정시 60톤의 공정수가 절감됨에 따라 하수처리장으로 배출되는 폐수를 줄일 수 있다.
또한, 종래 염분제거 시스템은 많은 양의 공정수를 사용함에도 불구하고 음식물 쓰레기의 염분제거 효과가 1% 이하에 그쳤으나 본 발명의 염분제거 시스템은 공정수의 양을 대폭 줄였음에도 2차에 걸친 탈수과정을 통해 음식물 쓰레기의 염분 함유량을 0.5% 이하로 까지 떨어뜨릴 수 있어 염분제거의 효율성 면에서 종래의 염분제거 시스템과는 비교할 수 없는 염분제거의 효율성을 가지는 것이다.
위에서 설명한 1% 이하, 0.5% 이하의 염분제거 및 음식물 쓰레기에 희석되는 공정수의 비율이 1:1 되는 것은 일실시예에 불과하며, 음식물 쓰레기의 성상이 계절별 요일별로 변화되므로 이 수치에 한정되지 않고 다소 수치가 변화될 수 있음을 밝혀둔다.
한편 도 2에 도시된 바와 같이 2차 탈수과정에서 배출되는 탈수액을 하수처리장으로 그대로 배출하지 않고 원심탈수기(30)를 거치도록 한 것으로서, 원심탈수 과정을 통해 탈수액에서 음식물 쓰레기 원심탈수케익을 걸러내어 이 음식물 쓰레기 원심탈수케익은 퇴비화 장치로 보내고 나머지 탈수된 묽은 탈수액은 하수처리장으로 보내도록 한 3차 탈수과정을 부가한 것이다.
따라서, 음식물 쓰레기의 퇴비화 양은 증가되고 하수처리장으로 배출되는 탈수액의 농도는 묽어지므로 더욱 효과적인 음식물 쓰레기 염분제거 시스템을 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 2차에 걸친 탈수과정을 통해 염분제거 과정에서 투입되는 공정수의 양은 줄이면서도 음식물 쓰레기의 염분농도를 매우 효과적으로 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 염분제거시 투입되는 공정수의 양이 줄어들어 염분제거시의 처리비용을 대폭 절감할 수 있으며 탈수액량의 절감으로 하수처리장으로 배출되는 폐수의 양을 줄려 수질오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
비록 본 발명이 첨부되는 도면에 의해 설명되었을 지라도 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라 하기의 특허청구범위 내에서 많은 수정 및 변형이 있을 수 있음은 물론이다.

Claims (3)

  1. 음식물 쓰레기에 함유된 수분 및 염분을 제거하여 음식물 쓰레기 탈수케익을 형성한 다음 상기 음식물 쓰레기 탈수케익을 톱밥과 섞어 건조한 후 퇴비화 하기 위한 음식물 쓰레기 염분제거 시스템에 있어서,
    교반저장조에 음식물 쓰레기를 투입하여 이물질을 제거하고 음식물 쓰레기를 교반하는 교반과정과;
    상기 교반과정을 거친 음식물 쓰레기를 1차 탈수기에 투입하여 탈수과정을 통해 염분이 일정량 이하로 제거된 음식물 쓰레기 1차 탈수케익을 형성하고, 탈수과정시 발생된 탈수액은 하수처리장으로 배출하는 1차 탈수과정과;
    상기 제1탈수과정에 생성되는 음식물 쓰레기 1차 탈수케익을 염분제거장치에 투입하되, 음식물 쓰레기 1차 탈수케익에 일정비율의 공정수를 희석하여 염분이 용출되게 하는 염분제거과정과;
    상기 염분제거과정에서 일정량의 공정수가 희석된 음식물 쓰레기 탈수케익을 2차 탈수기에 투입하여 탈수과정을 통해 염분 농도가 일정량 이하인 음식물 쓰레기 2차 탈수케익을 형성하고, 탈수과정시 발생된 탈수액은 하수처리장으로 배출하는 2차 탈수과정을; 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 염분제거 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 1차 탈수과정에서 형성되는 음식물 쓰레기 1차 탈수케익의 염분 농도는 1% 이하이며, 상기 염분제거과정에서 음식물 쓰레기 1차 탈수케익에 희석되는 공정수의 비율은 음식물 쓰레기 1차 탈수케익 대비 1:1 로 희석되고, 상기 2차 탈수과정에서 형성되는 음식물 쓰레기 2차 탈수케익의 염분 농도는 0.5% 이하가 됨을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 염분제거 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 2차 탈수기의 탈수과정을 통해 배출된 탈수액을 곧바로 하수처리장으로 배출하지 않고 다시 원심탈수기에 투입하여 원심 탈수과정을 통해 탈수액에 잔류하는 음식물 쓰레기 원심탈수케익을 걸러내어 퇴비화장치로 보내고, 음식물 쓰레기 원심탈수케익이 걸러진 묽은 탈수액만을 하수처리장을 배출토록 하는 3차 탈수과정을 부가함으로써, 하수처리장으로 배출되는 폐수량을 대폭 줄일 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 염분제거 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100953061B1 (ko) * 2009-09-24 2010-04-13 배희동 고함수율 슬러지케익의 재탈수처리 방법 및 장치

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