KR20060126466A

KR20060126466A - 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20060126466A
Application number: KR20067009210A
Authority: KR
Inventors: 요시히코 히가시; 도모히로 나카무라
Original assignee: 가부시키가이샤 아스나; 가부시키가이샤 산코 테크노
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2006-12-07
Also published as: JP2005162497A; WO2005044756A1

Abstract

밀폐한 저장조 내에서, 유기성 폐기물에 발효 촉진제를 투입하여 혼합 교반하고, 상기 폐기물을 발효 분해시켜 퇴비화하는 퇴비화 처리 방법 및 퇴비화 처리 장치.

가열 버너의 배기가스를 이용하고, 저장조 외부로부터 상기 유기성 폐기물을 가열하고, 또한 상기 배기가스의 일부 또는 전부를 저장조 내에 도입하고, 발효시켜야 할 유기성 폐기물과 상기 배기가스를 직접 접촉시킨다. 빠른 발효 속도로 퇴비화할 수 있어 유리 증발에 의하여 암모니아 냄새를 잘 분해할 수 있고, 또한 잡균을 잘 사멸시킨 퇴비를 제조할 수 있다.

퇴비화 처리 장치

Description

유기성 폐기물의 퇴비화 처리 방법 및 장치{METHOD OF COMPOSTING ORGANIC WASTE AND APPARATUS THEREFOR}

본 발명은 가축 분뇨,가정, 음식점 등 여러 장소에서 발생하는 식품 생쓰레기 식품 공장으로부터의 식품의 잔사·오니 등의 유기성 폐기물을 가열 버너의 가열과 배기가스를 이용하여 고속으로 퇴비화하여 퇴비로서 재이용 가능하게 하는 기술에 관한 것이다. 대량으로 배출되는 유기성 폐기물의 처리에 적합한 업무용 퇴비화 처리 방법과 그 장치로서 본 발명은 특히 유익하게 적용 가능하다. 본 발명은 또 유기성 폐기물의 재이용 처리 기술에 관한 것이다.

최근, 가축 분뇨, 식품 생쓰레기, 식품 잔사, 오니 등의 유기성 폐기물에 관하여서는, 이러한 폐기물에 분해 발효균을 시용하고, 혼합 교반하여 퇴비화하는 장치 및 퇴비화 방법이 널리 사용되고 있다.

이와 같은 기계적 교반과 분해 발효균의 시용만으로 퇴비화하는 퇴비화 처리 방법·장치에서는 통상은 퇴비화 처리가 늦고, 1차 발효에 2 내지 3주 정도, 또한 2차·3차 발효에 2 내지 3개월 정도의 시간을 필요로 하였다.

한편, 일본 공개 특허 공보 평6-262161호에는 양립부(兩立部) 위치에 급입구와 배출구를 구비하는 밀봉 구성의 장치 본체의 외장부를 중층 구성으로 하고, 이 장치 본체 내의 아래쪽 반을 구획하는 칸막이 벽을 이간하여 설치하고 제1 내지 제4조(槽)로 구분하고, 이들 4개의 조에 각각 교반날개의 거의 아래쪽 반이 미치도록교반장치를 설치하고, 또한 제2조 또는 제3조의 내저부 위치에 산기단(散氣端)이 미치도록 가열 히터를 수반하는 블로어 장치를 각각 별개로 설치하고, 또한 제2조와 제3조에 면하는 외장부 상의 중층벽 부분에 히터를 설치한 구성을 특징으로 하는 생쓰레기 처리 장치가 개시되어 있다.

그러나, 이 공보의 장치에서는 중층 부분의 히터 및 블로어 장치의 가열 히터에 의한 가열력이 약하고, 발효 속도는 느리고, 또한 조 내에 발생하는 암모니아의 유리 증발력 및 퇴비 중의 잡균을 충분히 사멸시키기 어려운 것이었다.

(특허 문헌 1) 일본 공개 특허 공보 평6-262161호

본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점을 해소하는 것이 가능한 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 방법 및 장치를 제공하는 것에 있으며, 즉 그 목적은 종래의 것에 비하여 대폭적으로 빠른 발효 속도로 퇴비화할 수 있고 (예를 들면, 1차 발효는 4시간 정도로 실시할 수 있음), 또는 암모니아 등의 취기 성분을 유리 증발시켜 취기를 잘 분해할 수 있고, 처리에 따른 취기의 방산이 적고, 또한 잡균을 잘 사멸시킨 취기 발생이 적은 퇴비를 제조할 수 있는 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.

이러한 과제를 해결한 본 발명의 구성은 이하와 같다.

1) 밀폐된 저장조 내에서 유기성 폐기물에 발효 촉진제를 투입하여 혼합 교반하고, 상기 폐기물을 발효 분해시켜 퇴비화하는 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 방법으로서, 가열 버너의 배기가스를 사용하고, 저장조 외부로부터 상기 유기성 폐기물을 가열하고, 또한 상기 배기가스의 일부 또는 전부를 저장조 내에 도입하고, 발효시켜야 할 유기성 폐기물과 상기 배기가스를 직접 접촉시키는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 방법.

2) 상기 발효 촉진제가 규산 수용액과 키토산을 주성분으로 하는 것인 상기 1)에 기재된 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 방법.

3) 문이 설치된 유기성 폐기물의 투입구와, 문이 설치된 처리된 퇴비의 배출구를 구비한 밀폐형의 저장조와, 상기 저장조의 내부에 배치된, 회동 가능한 교반날개와, 상기 저장조 외벽에 부설된 가열 버너용의 배기가스 통로와, 상기 저장조 내부의 상부에 배치된, 상기 배기가스 통로의 통로 단부와, 상기 저장조에 설치된 배기구를 적어도 포함하는 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 장치로서, 상기 저장조 내에 수용된 유기성 폐기물과 상기 배기가스가 직접 접촉 가능한 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 장치.

4) 상기 배기가스 통로가 저장조 외벽면을 따라서 우회하여 형성되어 있는 상기 3)에 기재된 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 장치.

5) 상기 저장조 내에 두 개의 수평 회전축이 병설되고, 각 회전축에 유기성 폐기물을 교반하는 것과 동시에 회전축 방향에도 보내는 교반 날개가 복수 설치되고, 또한 각 회전축에 설치하는 교반날개의 축방향의 보내는 방향이 반대 방향인 상기 3) 또는 4)에 기재된 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 장치.

6) 상기 저장조 내 회전축의 축단측의 측벽이 개폐가 자유롭고, 열린 측벽의 개구가 배출구가 되는 상기 5)에 기재된 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 장치.

7) 저장조의 배기구로부터의 배출되는 가스를 2차 가열하는 탈취 버너가 설치되고, 상기 탈취 버너의 가열에 의하여 유리 증발된 가스를 분해하여 탈취하는 상기 3) 내지 6)의 어느 한 항에 기재된 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 장치.

도 1은 실시예 1의 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 장치의 구조를 설명하기 위한 모식 사시도이다.

도 2는 실시예 1의 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 장치의 모식 평면도이다.

도 3은 실시예 1의 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 장치의 모식 측면도이다.

도 4는 실시예 1의 교반날개의 설치 상태를 나타내는 모식 평면도이다.

도 5는 실시예 1의 교반날개의 회전축에의 설치를 설명하기 위한 모식도이다.

도 6은 실시예 1의 유기성 폐기물의 상하 좌우의 이동을 설명하기 위한 모식 사시도이다.

도 7은 실시예 1의 배기가스의 이동과 조내 순환을 설명하기 위한 모식 사시도이다.

도 8은 실시예 2에서 제조된 퇴비의 부숙도를 나타내는 그래프이다.

첨부 도면 중, 각 부호는 이하의 의미를 가진다.

T 퇴비화 처리 장치

1 저장조

2 투입구

2a 투입문

2b 투입문 모터 실린더

2c 추축

3 배출구

3a 배출문

3b 배출문 모터 실린더

3c 추축

4a, 4b 회전축

5a, 5b 교반날개

θ 기울기각

6a, 6b 교반기 모터

7 배기구

8 케이싱

9a, 9b, 9c 배기가스 통로

9d 격벽

9e 열풍 취입구

10 가열 버너

10a 연소 노즐

11 블로어

11a 공기 송풍 덕트

12 연료 탱크

13 제어장치

l4 배기 덕트

15 탈취 버너

이하, 필요에 따라서 도면을 참조하면서, 본 발명을 상세하게 설명한다.

이하의 기재에 대하여 양비(量比)를 나타내는 「부」 및 「%」는 특별히 규정하지 않는 한 질량 기준으로 한다.

(퇴비화 처리 방법)

본 발명에 있어서는 가축 분뇨·식품 잔사 등의 유기성 폐기물을 밀폐된 저장조 내에 수용하고, 이것에 발효 촉진제를 투입하여 혼합 교반시키고, 발효 분해시켜 퇴비화하는 퇴비화 처리 방법이다. 본 발명에 있어서는 가열 버너의 배기가스로 저장조 외부로부터 유기성 폐기물을 가열하는 동시에, 그 배기가스의 일부 또는 전부를 저장조 내에 도입하고, 발효되는 유기성 폐기물과 직접 접촉시켜, 암모니아의 유리 증발의 촉진과 잡균의 사멸화를 높이는 것이 특징이다.

(유기성 폐기물)

본 발명에 있어서 사용하여야 할 유기성 폐기물은 상기 폐기물의 퇴비화가 가능한 한, 특히 제한되지 않지만, 상기 식품 생쓰레기, 식품 공장으로부터의 식품 잔사·오니가 주된 대상이다.

(발효 촉진제)

본 발명에 있어서 사용하여야 할 발효 촉진제는 일반적으로 유기성 폐기물의 발효에 사용 가능한 한, 특히 제한되지 않는다 (이러한 발효 촉진제의 상세에 관하여는 필요에 따라서, 문헌 1(일본 공개 특허 공보 평10-120482호), 문헌 2(일본 공개 특허 공보 2003-292390호)를 참조할 수 있다).

(매우 적합한 발효 촉진제)

본 발명에서 사용하는 발효 촉진제로서는 소취·이취의 발생 방지라는 점에서는 규산 수용액과 키토산을 주성분으로 한 것이 극히 효과적이며, 이것을 사용하는 것이 좋다.

본 발명의 발효 촉진제는 규산 수용액(SiO₂·nH₂O)과 키토산을 주성분으로 한 자연계에 존재하는 천연물을 주원료로 하여 구성되고, 미생물을 일체 첨가하지 않는 것이다. 이 발효 촉진제는 발효 분해를 촉진시킬 뿐만 아니라, 피발효 분해물의 취기를 소취(방취·감취)시키는 효과도 가지고 있어서, 1차 발효 완료와 함께 메틸메르캅탄, 황화메틸, 및 이황화메틸 등의 유황계, 트리메틸아민의 질소계, 저급 지방산, 알데히드, 및 케톤 등의 취기 성분을 열 및 미생물 분해 (통상 온도에서도 분해하기 쉬워진다)시켜, 그 후의 2차 발효의 촉진도 도모하는 것이 가능하게 되는 것이다.

발효 촉진제는 수용액 상태로서 사용되는 것으로, 성분의 조성으로서는 물 60 내지 70%, 키토산 8 내지 12%, 규산 4 내지 6%가 일반적이고, 이것에 필요에 따라 죽초(竹酢) 등의 소취액을 15 내지 25% 첨가하여 소취 효과를 더 우수한 것으로 할 수 있다.

(매우 적합한 처리 조건)

본 발명에 있어서, 부패균, 병원균, 바이러스, 기생충, 잡초 종자 등의 사멸의 점에서는 저장조 내의 유기성 폐기물의 온도는 75 내지 85℃ 정도로 하고, 도입되는 배기가스의 온도는 170 내지 230℃ 정도로 하는 것이 좋다. 퇴비로서의 이용이라는 점에서는 1차 발효된 유기성 폐기물의 탈수율이 40 내지 45% 정도가 될 때까지 교반하여 가열 건조시키는 것이 좋다.

(퇴비화 처리 장치)

본 발명의 퇴비화 처리 장치는 문이 부착된 유기성 폐기물의 투입구와, 이 부착된 처리된 퇴비의 배출구를 구비한 밀폐형의 저장조와,상기 저장조의 내부에 배치된 회동 가능한 교반날개와,상기 저장조의 외벽에 부설된 가열 버너용의 배기가스 통로와,저장조에 배치된 배기구를 적어도 포함한다. 이러한 구성에 의하여, 가열 버너용 배기가스로 저장조를 가열할 수 있고, 동 배기가스 통로의 통로 단부를 저장조 내부의 상부로 안내하고, 수용된 유기성 폐기물과 상기 배기가스가 직접 접촉할 수 있도록 되어 있다. 이러한 구성을 가지는 퇴비화 처리 장치는 상술한 본 발명의 퇴비화 처리 방법에 특히 매우 적합하게 사용 가능하다.

(매우 적합한 퇴비화 처리 장치의 일태양)

다음으로, 본 발명의 퇴비화 처리 장치의 매우 적합한 일태양에 대하여 설명 한다. 이러한 태양에 있어서는 저장조 내에는 수평인 2열의 교반체를 병설하고, 교반체는 수평 회전축에 교반날개를 복수개 설치하거나, 또는 교반날개는 유기성 폐기물을 축방향으로 보낼 수 있도록 하고, 각 수평 회전축에 설치하는 교반날개는 역방향으로 축방향으로 이송되도록 구성하는 것이 좋다. 이 경우, 유기성 폐기물이 조 내에서 상하 좌우로 교반될 뿐만 아니라, 전후 축방향으로 조 내에서 순환하도록 이동함으로써, 혼합 교반을 충분하게 그리고 균일하게 할 수 있도록 하는 것이 용이하게 된다.

(각 부분의 구성)

이하, 본 발명의 퇴비화 처리 장치를 구성하는 각 부분의 적합한 구조에 대하여 설명한다.

저장조 내의 유기성 폐기물을 축방향으로 보내는 구조로서는, 예를 들면, 교반날개를 회전축의 축선방향과 평행으로 하지 않고 경사시킴으로써 이송력을 발생시키도록 하는 것이, 간단하고 실용적인 구조인 점으로부터 좋다.

또한 저장조의 외부로부터의 배기가스에 의한 가열을 위한 구조는, 예를 들면 저장조 벽 외면에 배기가스의 우회로를 부설하고, 우회시키는 구조로 하는 것이, 배기가스의 열을 효과적으로 전달할 수 있다는 점에서 좋다.

저장조의 회전축의 측벽(축 단측)을 개폐가 자유롭게 함으로써, 저장조 내의 유기성 폐기물을 교반날개의 축방향으로 보내고, 저장조의 측벽(전후의 측벽)을 열어 형성되는 배출구로부터 상기 폐기물을 배출시키는 것이 용이하고, 또한 신속하게 폐기물을 전량 배출할 수 있도록 할 수 있다는 점에서 좋다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 구체적으로 설명한다.

실시예 1

도 1을 참조하여, 본 실시예 1의 퇴비화 처리 장치(T)에 있어서는 저장조(1) 내에 수평인 회전축(4a, 4b)를 두 개 병설하고, 각 회전축에 교반날개(5a, 5b)를 90˚ 피치 간격으로 축 방향으로 복수 설치하고, 교반날개(5a, 5b)는 회전축 (4a, 4b)의 축선방향에 대하여 기울기각θ으로 경사되어 유기성 폐기물을 축방향으로 보낼 수 있도록 하는 동시에, 각 회전축 (4a, 4b)에 설치된 교반날개(5a, 5b)의 보내는 방법향을 반대로 하고 있다. 또한, 저장조(1)의 상방의 투입구(2)에 투입문(2a)을 설치하고 저장조(1)의 회전축 (4a, 4b)의 축방향(전후 방향)의 측면 하부의 배출구(3)에 위로 튕겨 올리고 내리는 방식으로 개폐하는 배출문(3a)이 설치되어 있다. 회전축 (4a, 4b)는 조외의 교반기 모터 (6a, 6b)로 회동되도록 되어 있다. 회전축 (4a, 4b)의 회전 정지, 회전 방향 및 문의 개폐 및 후술하는 가열 버너 (10)의 연소와 블로어(11)의 배기가스를 보내는 것은 제어장치(13)으로 제어된다.

저장조(1)에 투입되는 발효 촉진액으로서는 규산(규산) 수용액(SiO₂·nH₂O)과 키토산을 주성분으로 한 발효 촉진액을 사용하고 있다.

저장조(1)의 가열 버너 (10)의 배기가스에 의한 가열에 있어서는 저장조(1)와 그 외측의 케이싱(8)의 사이에 배기가스의 우회로의 배기가스 통로(9a, 9b)를 형성하고, 또한 그 우회로의 통로 단부로부터 열풍 취입구 (9e)를 거쳐 저장조 내에 도입되고 있다.

도1은 실시예 1의 퇴비화 처리 장치의 구조 설명도이다.

도 2는 실시예 1의 퇴비화 처리 장치의 평면도이다.

도 3은 실시예 1의 퇴비화 처리 장치의 측면도이다.

도 4는 실시예 1의 교반날개의 부착 상태를 나타내는 평면도이다.

도 5는 실시예 1의 교반날개의 회전축에의 설치를 나타내는 설명도이다.

도 6은 실시예 1의 유기성 폐기물의 상하 좌우 이동을 나타내는 설명도이다.

도 7은 실시예l의 배기가스의 이동과 조내 순환을 나타내는 설명도이다.

도중, T는 실시예 1의 퇴비화 처리 장치이며, 이하는 그 구성 부분이고, 1은 저장조, 2는 투입구, 2a는 상기 투입구의 투입문, 2b는 상기 투입문을 개폐하는 투입문 모터 실린더, 2c는 투입문 2a의 추축, 3은 배출구, 3a는 상기 배출구의 배출문, 3b는 상기 배출문을 개폐하는 배출문 모터 실린더, 3c는 배출문의 추축, 4a, 4b는 수평인 회전축, 5a, 5b는 상기 회전축에 설치한 교반날개, θ는 상기 교반날개와 회전축 (4a, 4b)의 기울기각, 6a, 6b는 각 회전축 (4a, 4b)의 교반기 모터, 7은 배기구, 8은 저장조의 외주를 둘러싸는 케이싱, 9a, 9b, 9c는 상기 케이싱과 저장조 사이의 하부, 측방 공간에 형성된 배기가스 통로, 9d는 상기 배기가스로를 우회 형상으로 형성하는 격벽, 9e는 저장조의 좌우 측면 상방에 설치되어 배기가스 통로의 통로단에 설치한 배기가스의 저장조 내부 상방으로의 열풍 취입구, 10는 가열 버너, 10a는 가열 버너의 연소 노즐, 11은 블로어, 11a는 블로어의 공기 송풍 덕트로 연소 노즐(10a)에 접속되어 있다. 12는 연료 탱크, 13은 교반기 모터 6a, 6b의 개폐와 회전 방향의 제어와, 가열 버너(10)의 제어와, 블로어(11)와 투입문 모터 실린더 2b: 배출문 모토 실린더 (3b)의 제어를 실시하는 제어장치, 14는 배기구(7)로부터의 배기를 외부로 보내는 배기 덕트, 15는 배기 덕트 중의 배기를 화염에 의하여 가열하여 암모니아 등의 유리 증발된 가스 성분을 분해하여 탈취하기 위한 탈취 버너이다.

실시예 2

도 8은 실시예 2에서 제조된 퇴비의 부숙도를 나타내는 그래프이다. 도 9는 실시예 2의 퇴비의 전체 유기물·헥소스·아미노산 함량을 나타내는 그래프이다.

도 10는 실시예 2의 퇴비의 전체 탄소·질소 함량·C/N비를 나타내는 그래프이다.

실시예l의 장치를 사용하여, 이하의 유기성 폐기물을 처리하였다(본 실시예에 있어서는 실시예 1의 장치의 사용 방법 및 동작 설명을 함께 설명한다).

본처리 방법에 있어서는 축분·오니·생쓰레기 등의 유기성 폐기물의 원료를 본퇴비화 처리 장치 T의 저장조(1) 내에 투입하고, 발효 촉진제를 살포하며, 균일 교반을 반복하고, 온도 제어를 하면서, 1차 발효를 약 4시간 동안 처리하여 일반 잡균을 사멸시키고, 그 후 배출구로부터 배출하여 밖에서 2차 발효가 1주일 정도로 확실하게 이루어질 수 있도록 한다.

프로세스로서는 축분, 오니, 생쓰레기 등 (이하 원료라 한다)에 액상의 아래 표 1의 발효 촉진제를 살포하고, 투입문(2a)를 열고 (이 때, 배출문(3a)는 확실하게 닫아 둔다) 원료를 투입하고, 투입문(2a)를 닫아 제어장치(13)의 기계 운전 스위치를 자동 운전으로 하고, 가동시킨다. 표 1의 키토산은 게 껍질의 분말을 물에 녹인 액상의 것을 사용하였다.

가동하면, 블로어(11) 운전을 행하고, 교반기 모터(6a, 6b)를 반대 방향으로 회동시키며, 교반날개(5a, 5b)를 회전시킨다. 이 회전축 (4a, 4b)은 일정 시간마다 정역 교대로 반전하도록 회동된다. 그 후 가열 버너(10)가 운전을 개시한다. 버너는 온도 릴레이에 의하여 제어된다.

원료의 상황에 따라서, 전체 제어(1차 발효) 시간을 결정하고, 제어 시간(발효 시간) 스위치를 가동시킨다. 저장조 내의 원료는 75 내지 90℃ 정도의 범위 내에서, 온도 제어를 실시한다. 발효 시간이 완료되면 연소가 정지되고, 그 후 회전축 (4a, 4b), 블로어(11)의 순서로 정지를 실시한다.

전체가 정지되면, 배출문(3a)이 누름볼트를 느슨하게 하여 배출문(3a)를 열고 교반날개(5a, 5b)를 배출측으로 작동시키고, 1차 발효된 원료를 회전축(4a)의 축 단에 보내고 배출문(3a)를 열어 형성되는 배출구(3)에 이동시켜 l차 발효 완성품을 배출한다.

성분	비율 중량%	형태
물	65%
키토산	10%	액상
규산	5%	수용액
죽초	20%	액상

상기 조작의 순서를 더욱 상세하게 설명한다.

(조작 순서의 상세)

a. 배출문(3a)이 확실히 닫혀 있는 지를 확인한다. (문닫힘 락 볼트(도시하지 않음)의 닫힘 확인)

b. 투입문(2a)을 열림버튼을 눌러 열리는 지 확인을 한다. 그 후 원료를 투입한다.

c. 원료 투입 후, 수동으로 교반을 해 보고, 상황에 따라 표 1의 발효 촉진제를 살포한다. 문제가 없는 것 같으면, 투입문(2a)를 닫아 제어장치(13)의 제어반, 스위치의 자동으로 운전을 개시한다. 블로어(11), 교반기 모터 (6a, 6b), 가열 버너 (10) 운전의 순서로 한다. 가열 버너 (10)는 온도센서(도시하지 않음)에 의하여, 저장조(1) 내의 온도를 상황에 따라 변화시켜 75 내지 85℃ 정도의 범위 내에서 임의로 설정하고 제어를 실시한다. 전체 제어 시간을 제어장치(13)로 설정하고, 가동시킨다.

이 시간 내에 있어서, 가열 버너 (10)는 고연, 저연을 온도센서로부터 감지한 상황에 따라 반복하여 실시하고, 또한 회전축 (4a, 4b)도 정회전, 역회전을 반복하면서 저장조(1) 중의 원료를 전체적으로 균등하게 교반, 순환, 혼련을 하여, 열의 전달을 하기 쉽게 한다.

가열 버너 (10)에 발생된 연소 가스는 연소 노즐(10a)에서 블로어(11)의 공기 송풍 덕트의 공기류와 하나가 되고 열풍이 되어 저장조(1)의 하벽과 케이싱(8) 사이의 공기 통로를 지나 저장조(1)의 좌우 외벽과 케이싱(8)과 격벽(9d)으로 형성되는 우회된 배기가스 통로(9a, 9b, 9c)를 거쳐 열풍 취입구(9e)로부터 저장조(1) 내에 유입된다. 저장조(1) 내에서는 회전축 (4a, 4b)에 설치된 교반날개(5a, 5b)에 의하여 원료는 밀폐 저장조(1) 내의 하부에서 혼련되고, 상면측에 왔을 때는 반대로 흩어져 퍼져, 이 공간부에 열풍을 보낸다. 본래 저장조 내의 원료의 온도는 저장조 외주로부터의 우회로에서 가열되고 75 내지 85℃ 정도로 운전되고, 부패균, 병원균, 바이러스, 그 외 일반 잡균 및 기생충 및 잡초 종자는 사멸되지만, 이송된 열풍과 직접 접촉함으로써, 확실히 사멸시키는 동시에 함유 수분의 승화도도 빨라져, 건조도 한층 빨라진다.

또한, 조 외주의 가열과 열풍(배기가스)과의 직접 접촉에 의하여, 원료 중의 호열 세균에 의한 원료(유기물)의 발효가 대폭적으로 촉진된다. 또한 규산과 키토산이 이 호열세균이 작용하여 원료로부터 발생시키는 취기 성분(메틸메르캅탄·황화메틸·이산화메틸트리메틸아민·저급 지방산·알데히드·케톤 등)을 분해하여, 취기를 저감한다. 또한 원료(유기물) 중의 물을 이용한 가수분해·열분해가 이루어져 일차 발효를 높인다. 취기의 일부·취기의 분해 유리 가스 및 수증기는 배기구(7)을 지나 외부에 배출된다. 이와 같이 조 내에 있어 서서히 가열할 때, 규산이 가지는 특성에 의하여 원료 자체의 수분을 이용한 가수분해, 원료의 온도 상승에 수반하는 열분해, 및 호열 미생물의 3가지 분해가 이루어진다. 이 시점에서 1차 발효가 종료된다. 취기 성분이 유리 분해되어 배출되는 시간은 운전 개시 후 1.5 시간 정도로부터 나오기 시작하여 3시간 내지 3. 5시간 정도로 배출된다. 배기구(7)로부터 배출되는 취기·수증기 등은 탈취 버너(15)를 작동시켜 열분해 처리를 실시한다. 또한 근처에 부지가 있으면, 토양 탈취 등의 방법을 취하여도 좋다. 통상 약 4 내지 6시간 전후 정도 운전을 실시한다. 이 단계에서 1차 발효가 완료된다. 이것은 이 처리가 종료된 단계에서 수분을 첨가하여도 취기의 발생 등이 없이 축분 상태로 되돌아가지 않는다. 이것은 1차 발효가 완료된 것을 증명한다.

처리가 완료되면, 가열 버너 (10)가 정지되고, 일정시간 후 교반기 모터 (6a, 6b)가 정지하고, 그 후 블로어(11)가 정지한다. 그 후 제어장치(13)를 조작하고, 배출문(3a)을 열어, 교반날개(5a, 5b)를 역회전시키고, 처리 완료물을 반은 남기고, 반은 배출한다. 반을 남기는 것은 원료 흡입시의 수분 조정제로서 사용할 바닥재로 하기 위한 것이다. 이것으로 처리는 완료된다. 이 1차 처리 후 암소(暗所)에서 보관하여 약 1주일 정도 보관하면 2차 발효도 완료된다. 처리 착수 후 1주일만에 2차 발효까지 완료된다.

이 때, 분해 촉진제중의 규산·죽초에 의하여 원료중의 물을 이용한 가수 분해 열 분해가 실시되어 1차 발효를 높인다. 또한 원료로부터의 아초산에틸렌, 암모니아 등의 가스류를 분해하고, 취기를 발생시키지 않는다. 또한 방선균 등 발효균이 급속히 증가하고, 잡균이나 부패균의 발육을 방해하여 발효를 촉진한다.

1차 발효된 퇴비는 충분한 교반과 가열과 배기가스와의 직접 접촉 및 규산과 키토산을 주성분으로 하여 발효 촉진제에 의하여, 충분히 분해 발효되고, 잡균·해충은 사멸되고, 또한 완성된 비료는 고에너지 상태에 있어서 시비가 가능하고, 시비량이 적고 또한 속효성을 가지는 것이 되었다. 수분을 첨가하여도 취기의 발생은 적은 것이었다. 아래 표 2는 소똥 닭똥의 고속 퇴비화 과정에 있어서의 병원균의 대장균군, 살모넬라균, 세레우스균의 균체수를 나타내는 것이다. 원료시 85만개의 대장균군은 소취·분해 발효제 투입에 의한 소취 처리로 7만 5천개로 감소되고, 본 실시예 2의 신퇴비화법의 고속 고온 처리 후에는 검출 한계가 되었다. 또한, 살모넬라균과 세레우스균은 검출 한계로 사멸시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 한편, 호열균은 처리 후에는 약 l0배 증가한다.

(실시예 2의 퇴비의 완숙도)

이하, 소똥:닭똥을 3:1의 중량 비율로 넣은 원료와, 소똥 l00%를 원료로 하여, 본 실시예 2로 퇴비화하였다. 제조된 2개의 원료의 퇴비의 부숙도 검정을 발아 인덱스법으로 실시하였다. 건조 분말 퇴비 5 g를 200 ㎖의 삼각 플라스크에 넣어 비등 증류수 95 ㎖를 가하고, 바로 진탕기로 20분간 교반한 후, 1시간 정치하고, 그 혼합액을 원심 분리(7000 rpm, 10분간)하여 상청액을 퇴비 추출액으로 한다. 원심기가 없는 경우는 여과에 의하여 추출액을 얻어도 된다. 생육 측정기구에 코마츠나의 종자 30개를 놓고, 상기 퇴비 추출액을 첨가하고, 즉시 뚜껑을 닫아 25℃에서의 항온기로 7일간 재배한다. 대상은 동일한 처리를 한 후 증류수로 재배하고, 재배 후 발아수와 줄기 길이을 측정하고 아래 식에 의하여 발아 인덱스를 구한다.

GI=G/Gc×L/Lc×100(%), GI: 발아 인덱스, G: 퇴비 추출액에서의 발아수, Gc: 증류수에서의 발아수, L: 퇴비 추출액에서의 줄기 길이, Lc: 증류수에서의 줄기길이를 각각 나타낸다. 이 발아 인덱스 GI는 100% 이상에서 완숙으로 하고, 49% 이하는 미숙, 50 내지 99%는 중열로 하였다.

발아 인덱스법에 따른 종래법과 본 실시예 2(신퇴비화법)에서 제조된 퇴비의 부숙도 및 전탄소·질소 함량·C/N비를 도 8 내지 10에 나타낸다. 도 8은 원료가 소똥:닭똥=3:1인 경우와 소똥 100%인 경우의 결과이다. 종래법에 따르는 소똥 퇴비의 발아 인덱스는 79%로 완숙은 아니고, 중열이었다. 한편, 본 실시예 2에 의하여 제조된 「소똥+닭똥 (1개월 후)」및 「소똥 (1주일 후)」의 발아 인덱스는 각각 158% 및 193%에서 완숙을 나타내고 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 가열 버너의 고온의 배기가스로 저장조 외부를 가열하고, 또한 그 배기가스가 밀폐된 저장조 내에 도입하고, 교반되어 있는 유기성 폐기물과 직접 접촉시킨다. 이 배기가스는 고온이며, 유기성 폐기물은 조외의 가열과 배기가스의 직접 접촉에 의하여 분해 발효가 큰 폭으로 촉진된다. 본 발명에 있어서 1차 발효는 4시간 정도 소요되고, 또한 그 후의 2차 발효도 1주일 정도로 종래의 7 내지 10배 이상의 속도로 분해 발효할 수 있는 것으로 하였다.

저장조 외부로부터 가열함으로써 아초산에틸렌·암모니아 등의 취기 성분은 유리하기 쉬워지지만 고온 배기가스와 직접 접촉함으로써, 더 유리 분해하기 쉬워지고, 수분 증발도 촉진되어 건조된다. 가열함으로써 폐기물 내의 잡균을 죽이지만 더 고온 배기가스와 직접 접촉함으로써 폐기물 내의 잡균을 보다 효과적으로 사멸시킬 수 있는 것으로 하였다.

본 발명은 가축 분뇨 등의 유기성 폐기물의 처리를 주로 하지만, 식품의 잔사가공 식품의 폐기물의 처리에도 유용하다.

Claims

밀폐된 저장조 내에서 유기성 폐기물에 발효 촉진제를 투입하여 혼합 교반하고, 상기 폐기물을 발효 분해시켜 퇴비화하는 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 방법으로서, 가열 버너의 배기가스를 사용하고, 저장조 외부로부터 상기 유기성 폐기물을 가열하고, 또한 상기 배기가스의 일부 또는 전부를 저장조 내에 도입하고, 발효시켜야 할 유기성 폐기물과 상기 배기가스를 직접 접촉시키는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 발효 촉진제가 규산 수용액과 키토산을 주성분으로 하는 것인 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 방법.
문이 설치된 유기성 폐기물의 투입구와, 문이 설치된 처리된 퇴비의 배출구를 구비한 밀폐형의 저장조와, 상기 저장조의 내부에 배치된, 회동 가능한 교반날개와, 상기 저장조 외벽에 부설된 가열 버너용의 배기가스 통로와, 상기 저장조 내부의 상부에 배치된, 상기 배기가스 통로의 통로 단부와, 상기 저장조에 설치된 배기구를 적어도 포함하는 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 장치로서, 상기 저장조 내에 수용된 유기성 폐기물과 상기 배기가스가 직접 접촉 가능한 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 장치.
제3항에 있어서, 상기 배기가스 통로가 저장조 외벽면을 따라서 우회하여 형성되어 있는 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 저장조 내에 두 개의 수평 회전축이 병설되고, 각 회전축에 유기성 폐기물을 교반하는 것과 동시에 회전축 방향에도 보내는 교반 날개가 복수 설치되고, 또한 각 회전축에 설치한 교반날개의 축방향의 보내는 방향이 반대 방향인 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 장치.
제5항에 있어서, 상기 저장조 내 회전축의 축단측의 측벽이 개폐가 자유롭고, 열린 측벽의 개구가 배출구가 되는 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 장치.
제3항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 저장조의 배기구로부터의 배출되는 가스를 2차 가열하는 탈취 버너가 설치되고, 상기 탈취 버너의 가열에 의하여 유리 증발된 가스를 분해하여 탈취하는 유기성 폐기물의 퇴비화 처리 장치.