KR20060125084A - 음식물쓰레기처리설비용 호퍼와 이를 이용한음식물쓰레기처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 뒤섞기에 의한 탈수로 음식물 캡슐의 파괴를 억제하여 침출수의 탁도를 개선하고, 탈수된 음식물쓰레기를 예비적으로 발효시켜 발효장치에서의 발효가 촉진되도록 전처리하는 음식물쓰레기처리설비용 호퍼와, 이 호퍼를 이용하여 방류되는 침출수의 수질개선과 발효촉진에 기여하는 음식물쓰레기처리방법을 제공하기 위한 것으로서, 투입된 음식물쓰레기가 체류하는 동안 가역형 스크류 컨베이어를 역구동시켜 체류 음식물쓰레기를 뒤섞는 방법으로 탈수하고, 염분과 중금속 등이 함유된 침출수는 폭기시켜 탁도를 낮춘 후에 폐수처리계통 등으로 배출하는 한편, 온풍을 주입하여 건조시킴으로써 1차적으로 함수율을 낮추는 탈수 폭기와; 1차적으로 처리된 음식물쓰레기를 가역형 스크류 컨베이어로 회류시켜 뒤섞으면서 재차 탈수하고, 미생물의 투입과 함께 온풍을 공급하여 건조 및 발효시키며, 침출수는 폭기시켜 탁도를 낮춘 후에 배출하는 예비발효과정을 한 대의 호퍼 내에서 수행할 수 있게 구성한 호퍼와;
상기 호퍼 내에서의 재차 뒤섞기에 의한 탈수와 미생물의 투입, 그리고 건조와 폭기로써 본격적인 발효에 적합한 수준으로 함수율을 낮추면서도 음식물 캡슐의 파괴는 극력 억제하여 침출수의 탁도를 낮춤으로써 침출수의 방류로 인한 하천수의 오염을 방지하고, 발효도 신속하고도 원활하게 이뤄지도록 처리하는 음식물쓰레기처리방법을 특징으로 한다.
Description
도 1은 본 발명의 호퍼에 연계된 음식물쓰레기처리설비의 개념도
도 2는 본 발명에 의한 호퍼의 종단면도(탈수 폭기과정)
도 3은 동 평면도
도 4는 에비발효과정도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 호퍼 13: 가역형 스크류 컨베이어
14: 침출수조 15: 건조장치
16: 폭기장치 17: 침출수 배출구
18: 미생물 저장통 19: 자석선별기
20: 파쇄선별기 30: 발효장치
본 발명은 음식물쓰레기가 체류하는 동안 뒤섞기에 의한 탈수에도 으믹물 캡슐의 파괴를 억제하여 침출수의 탁도를 낮춤으로써 하천에 방류하더라도 한천수의 오염도가 낮고, 온풍 공급과 미생물의 분해작용을 빌어 본격적인 발효에 앞선 예비적 발효도 가능한 음식물쓰레기처리설비용 호퍼와, 이 호퍼를 이용하여 효과적으로 음식물쓰레기를 발효시키는 방법에 관한 것이다.
수거차량을 이용하여 이송돼 오는 음식쓰레기를 호퍼에 일시 저장하다가 파쇄선별기로 옮겨 이물질을 파쇄하고 비닐파편 등의 이물질을 선별하여 수거한 후 순음식쓰레기만 활용방안에 따라 사료화하거나 발효시켜 퇴비화하게 된다.
음식물쓰레기처리설비에 관련된 선행기술로 특허 제372163호가 있다. 이 선행기술에서도 여느 음식물쓰레기처리설비에 투입되는 음식물쓰레기와 마찬가지로 함수율은 90%를 상회할 정도로 아주 높다. 이같이 함수율이 높은 음식물쓰레기를 일시저장용 호퍼에서 파쇄선별과정으로 이송하여 처리하게 되면 음식물쓰레기 중에서도 특히 호분이 많은 밥알(캡슐)이 으깨어져서 죽탕으로 변하게 된다. 묽은 죽탕은 높은 함수율에다 입자가 작아 입자간 공기 소통공간이 아주 좁기 때문에 발효가 더디고, 침출수의 탁도는 높아 정화에 오랜 시간이 걸릴 뿐만 아니라 폐수처리비용도 높다.
또, 이제까지의 음식물쓰레기의 임시저장용 호퍼는 미생물을 투입하는 기술이 제안된 바 없다. 그리고 호퍼 내에서음식물쓰레기가 체류하는 시간을 정해진 것은 아니지만, 후속 처리가 연속적으로 진행되기 위해서는 쉼없이 음식물쓰레기를 공급해야 하며, 따라서 호퍼 내에 음식물쓰레기를 의도적으로 체류시킬 이유는 없다.
이러한 관점에서, 음식물쓰레기처리설비용 호퍼는 음식물쓰레기의 체류시간을 의도적으로 연장하더라도 탈수시켜 함수율을 낮추고, 미생물의 투입과 효과적인 뒤섞기 및 온기의 주입에 의한 예비적 숙성으로 발효시간의 단축과 발효의 효율성을 높이면서도 음식물 캡슐의 파괴는 억제하여 침출수의 혼탁도를 낮춤으로써 하천수의 오염방지와 폐수처리비용을 절감하는 방향으로 구조를 개선할 필요성이 대두된다.
따라서 본 발명의 목적은 음식물쓰레기가 체류하는 동안 뒤섞기에 의한 탈수로 함수율을 낮춰 후처리시간을 단축하고, 그 과정에서 음식물 캡슐의 파괴를 억제하여 침출수의 탁도를 현저히 낮춤으로써 방류수의 수질 개선에 기여하며, 발효장치에서의 발효에 앞서 예비적 발효를 선행함으로써 발효촉진 및 발효효율성의 제고에 기여할 수 있는 음식물쓰레기처리설비용 호퍼를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 호퍼를 이용하여 음식물쓰레기를 방류수의 수질개선과 함께 효과적으로 발효시킬 수 있는 음식물쓰레기처리방법을 제공하는 것이다.
상기 제1 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 투입된 음식물쓰레기가 체류하 는 동안 가역형 스크류 컨베이어를 역구동하여 계류 중인 음식물쓰레기를 뒤섞어 탈수시키되 음식물 캡슐의 파괴를 억제하여 침출수의 탁도를 낮추고, 염분과 중금속 등이 함유된 침출수를 폭기시켜 탁도를 더욱 낮춘 후에 폐수처리계통 등으로 배출하는 한편, 온풍을 주입하여 건조시킴으로써 1차적으로 함수율을 낮추는 탈수 폭기과정과; 1차적으로 처리된 음식물쓰레기를 가역형 스크류 컨베이어를 역구동하여 뒤섞으면서 재차 탈수하고, 미생물의 투입과 함께 온풍을 공급하여 건조 및 발효시키며, 거기서 발생하는 침출수는 폭기시켜 탁도를 낮춘 후에 배출하는 발효과정을 한 대의 호퍼 내에서 수행할 수 있도록 구성한 호퍼를 제공한다.
또, 상기 제2의 과제를 달성하기 위한 방안으로써, 본 발명은 상기 호퍼 내에서의 1차 뒤섞기에 의한 탈수와 건조, 침출수의 탁도 저하를 도모하고, 2차 처리과정에서 미생물의 투입과 온풍의 공급으로 건조와 예비적 발효가 이뤄지게 하는 한편, 폭기로 침출수의 탁도를 낮추는 예비적 발효과정을 거쳐 발효장애요인인 음식물 캡슐의 파괴를 극력 억제하고, 침출수의 탁도도 두드러지게 낮춤으로써 혼탁한 침출수의 방류로 인한 하천수의 오염을 방지하고, 발효도 신속하고 원활하게 이뤄지도록 처리하는 음식물쓰레기처리방법을 제공한다.
도 1에서, 수거돼오는 음식물쓰레기를 일시적으로 저장하다가 파쇄선별기(20)로 보내 파쇄하고 비닐, 젓가락 파편 등의 이물질을 선별한 후 순 음식물쓰레기만 발효장치(30)로 이송하여 발효시키도록 된 음식물쓰레기처리설비에는 음식물 쓰레기를 일시적으로 저장하는 본 발명의 호퍼(10)가 있다.
도 2에서, 상기 호퍼(10)는 천장에 해치(11)로 여닫는 음식물쓰레기 투입구(12)가 설치되어 있고, 내부 중앙에 경사형 스크류 컨베이어(13)가 설치되어 있다. 상기 스크류 컨베이어(13)의 스크류(13a)는 호퍼(10) 내의 음식물쓰레기를 뒤섞으면서 탈수시킬 때에는 역구동하고, 1,2차에 걸쳐 발효된 음식물쓰레기를 파쇄선별기로 반출할 때에는 정구동하는 가역형이다.
그리고 스크류 컨베이어(13)의 실린더 중에서 호퍼(10)에 잠입된 부분은 타공망(13c)으로 되어 있다. 음식물쓰레기가 뒤섞이면서 배어나오는 침출수는 이 타공망(13b)을 통해 침출수조(14)로 유출된다.
호퍼(10)의 저부에는 침출수실(14)이 위치한다. 침출수실(14)에는 음식물쓰레기가 뒤섞이면서 탈수가 이뤄지는 동안에 열풍을 주입하여 건조시키기 위한 건조장치(15)와, 침출수와 음식물쓰레기에서 배어나온 오수 그리고 염분과 중금속 등을 분리시키기 위하여 공기를 주입해 폭기시켜 정화하는 폭기장치(16)가 설치되어 있고, 침출수실(14)에서 가장 낮은 곳에는 침출수 배출구(17)가 형성되어 있다.
호퍼(10)의 천장에서 투입구(11)를 벗어난 일점에는 음식물쓰레기의 건조와 동시에 분해를 촉진시키기 위한 미생물을 저장하다가 필요할 때 공급하기 위한 미생물 저장통(18)도 설치되어 있다.
또, 호퍼(10) 내에서 스크류 컨베이어(13)의 기단(13c)이 위치하는 곳에서 조금 올라간 곳에 음식물쓰레기에 섞인 자성을 띈 금속이 흡착하는여 자석선별기(19)가 위치하도록 호퍼(10)의 천장 또는 해치(11)의 저면에 매달아 흡착된 자성 금속을 수거하기 용이하게 한다.
도 3은 호퍼(10)의 평면도이다. 도면부호 (a)는 음식물쓰레기가 처리되는 과정에서 발생하는 가스를 대기 중으로 확산시키기 위해 설치한 배기구를 표시한다.
다음으로, 상기 호퍼(10)를 이용하여 음식물쓰레기를 처리하는 방법에 대하여 설명한다.
도 2에서, 해치(11)가 열린 투입구(12)로 수거해 온 음식물쓰레기(b)를 투입하고 스크류(13a)를 역가동시켜 뒤섞으면서 건조장치(15)로 도시하지 아니한 열풍기에서 생성되는 온풍을 주입하고, 폭기장치(16)로는 역시 도시하지 아니한 콤프레서에서 생성되는 공기를 주입한다.
스크류(13a)의 저속 역회전에 의하여 음식물쓰레기(b)는 스크류 컨베이어(13)의 기단(13c)으로부터 위쪽으로 서서히 이동하고, 이러한 움직임이 이어지면서 음식물쓰레기(b)는 화살표 d1 방향으로 느리게 회류하면서 뒤섞인다. 이 과정에서 오수와 음식물쓰레기의 내부 수분, 염분, 중금속 등은 호퍼(10)의 하부와 타공망(13b)을 거쳐 침출수조(14)에 고이고, 음식물쓰레기(b)를 따라 회류하던 자성을 띈 금속은 자석선별기(19)에 흡착된다. 건조장치(15)를 통하여 공급되는 온풍에 의하여 탈수되는 음식물쓰레기(b)는 아래쪽에서부터 서서히 건조되고, 폭기장치(16)로 공급되는 공기에 의해서는 침출수(c)가 폭기된다. 이 탈수 폭기과정은 1일이면 충분하고, 탈수 폭기과정을 거친 후의 침출수(c)는 침출구 배출구(17)로 방류한다.
도 4에서, 상기의 탈수 폭기과정을 이수한 다음에 스크류(13a)를 역구동하여 뒤섞기를 계속한다. 그러면 1차 처리된 음식물쓰레기(b') 내부에 잔여수분까지 탈수되어 함수율이 65 내지 68%가 되도록 한다. 그러면서 건조장치(15)를 통한 온풍의 공급과 폭기장치(16)를 이용한 침출수(c')의 폭기로 탁도를 낮춘다. 화살표 d2는 음식물쓰레기(b')의 회류방향을 표시한다.
음식물쓰레기(b')의 잔류 염분과 중금속 등은 잔여수분이 침출될 때 섞여 침출수조(14)에 고인다. 또, 잔류 자성 금속도 자석선별기(19)에 마저 흡착된다.
그러면서 적기에 미생물 저장통(18)을 개방하여 음식물쓰레기(b')에 미생물을 공급하여 발효를 촉진한다.
음식물쓰레기(b')는 또한 건조장치(15)에서 공급되는 온풍에 의하여 발효에 적합한 온도로 가열돼 밑으로부터 서서히 건조되면서 동시에 발효되고, 폭기장치(16)를 통해 공급되는 공기에 의해서는 음식물쓰레기(b')의 발효에 필요한 급기와 함께 침출수(c')의 탁도가 낮아진다. 이같은 예비적 발효과정도 1일이면 충분하다. 발효된 음식물쓰레기는 스크류(13a)를 정구동시켜 도 1의 파쇄선별기(20)로 보내고, 수질이 개선된 침출수(c')는 배출구(17)로 방류시키며, 자석선별기(19)에 흡착된 금속은 음식물쓰레기(b')가 배출된 후에 투입구(12) 밖으로 끌어올려 수거하고 재위치시킨다. 이 예비적 발효과정도 1일로 충분하다.
음식쓰레기가 뒤섞이면서 탈수, 건조, 및 예비적으로 발효되는 과정에서 음식물 캡슐은 거의 온전한 상태로 유지된다. 이는 함수율이 높은 음식물쓰레기를 호퍼에서 그대로 파쇄선별기에 투입하여 파쇄시킬 때 음식물 캡슐이 으깨어져서 묽 은 죽탕으로 바뀜으로써 침출수의 탁도가 높아지는 원인이 되고 발효도 더디게 진행되던 종래에 비하면 침출수의 수질은 획기적으로 개선되고, 함수율도 낮게 예비적으로 발효시킨 음식물쓰레기를 발효장치로 보낼 수 있어 발효도 빠르고 효율좋게 진행시키는 것이 가능해진다.
이러한 탈수와 침출수의 탁도 저하 및 예비적 발효기능을 수행할 수 있는 호퍼(10)는 도 1에 예시한 바와 같이 2조 이상을 병렬로 설치하여 쉬지 않고 투입되는 음식물쓰레기를 축차적으로 처리하고, 개개의 호퍼(10)에서 탈수와 예비적 발효과정을 거쳐 배출되는 음식물쓰레기는 모두 1조의 파쇄선별기(20)로 공급되도록 음식물쓰레기처리설비를 설계하면 쉼없는 가동으로 음식물쓰레기의 처리효율을 한껏 높일 수 있다.
이상 설명한대로 본 발명의 음식물쓰레기설비용 호퍼는 차량으로 수거돼오는 음식물쓰레기를 일시적으로 보관하는 동안 탈수와 건조, 염분과 중금속이 함유된 침출수의 탁도 저하, 그리고 자성 금속 등의 이물질 제거, 및 예비적 발효기능까지 수행이 가능하다.
또, 뒤섞기에 의한 탈수 및 발효과정에서 음식물 캡슐의 파괴를 극력 억제할 수 있으므로 침출수의 탁도를 개선할 수 있다. 그 결과, 침출수의 방류로 인한 하천수의 오염도 효과적으로 방지할 수 있다.
게다가, 탈수에 의해 적정 수준의 함수율 조정과, 미생물의 투입과 온기의 공급에 의한 건조 및 예비적 발효를 통하여 발효장치에서의 발효시간을 단축시킬 수 있는 데다, 비료화비용도 크게 절감할 수 있다.
Claims (3)
- 천장에 설치된 음식물쓰레기 투입구(12)와 미생물 저장통(18), 뒤섞기가 가능한 가역형 스크류 컨베이어(13), 침출수실(14)과 침출수실(14)에 설치된 건조장치(15) 및 폭기장치(16), 침출수 배출구(17), 자석선별기(19)를 구비하여 음식물쓰레기의 뒤섞기식 탈수와 건조, 발효, 침출수의 탁도 저하를 가능케 한 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기처리설비용 호퍼.
- 제1항에 있어서, 상기 가역형 스크류 컨베이어(13)는 실린더의 호퍼 내 잠입 부분이 타공망(13b)으로 된 음식물쓰레기처리설비용 호퍼장치.
- 제1항 기재의 호퍼에 음식물쓰레기가 계류되는 동안 가역형 스크류 컨베이어를 역구동하여 음식물쓰레기를 뒤섞으면서 탈수하고, 염분과 중금속 등이 함유된 침출수는 폭기시켜 탁도를 낮춘 후에 방류하며, 음식물쓰레기 중의 자성을 띈 금속은 자석선별기에 흡착되도록 하는 탈수 폭기과정과;1차 처리된 음식물쓰레기를 가역형 스크류를 역회전시켜 뒤섞으면서함수율이 65 내지 68%가 되도록 재차 탈수하고, 미생물의 투입과 온풍 주입에 의한 건조와 동시에 예비적으로 발효시키며, 침출수는 폭기시켜 탁도를 낮춘 후에 방류하고, 자석선별기에 흡착된 자성 금속을 수거하는 발효과정;으로 진행하는 것을 특징으로 하는 음시물쓰레기처리방법.
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