KR20070104449A - 가정 폐기물을 포함하는 이종 구성물로 된 물품들을분리하는 방법 - Google Patents

Abstract

가정 폐기물(HW)에 포함되어 있는 이종 구성물로 된 물품들의 분리 방법은 액체를 포함하는 분별 용기에서 상기 물품을 분리하는 것을 포함한다. 상기 폐기물은, 최소한 구성물의 일부가 액체에서 뜰 수 있는 구성물을 포함한다. 상기 구성물은 분별 용기 내의 액체의 흐름에 의해서 생긴 제1 방향(D1)의 제1의 본질적으로 수평 방향의 힘(P1) 및 상기 제1 방향(D1)과는 실질적으로 다른 제2 방향(D2)의 제2의 본질적으로 수평 방향의 힘(P2)에 노출된다. 상기 힘(P1, P2)의 상기 구성물에 대한 결합된 영향은 상기 구성물을 분산시키고 상기 구성물을 적어도 두 개의 수거 영역으로 유도한다. 따라서 다양한 부력의 물품은 분리되어 처리될 수 있다.

가정 폐기물, 이종 구성물로 된 물품, 분리 방법, 분리 장치, 분별 용기, 수평 방향 힘.

Description

가정 폐기물을 포함하는 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법{A METHOD FOR SEPARATION OF HETEROGENEOUS PRODUCTS, INCLUDING HOUSEHOLD WASTE}

본 발명은 액체로 이송될 때 적어도 일부가 뜨는 구성물로 구성되는 이종 물품의 분별을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법은 이종 구성물로 된 물품들을 서로 다른 소부분들로 분리할 수 있는 능력, 특히 부유하는 소부분들을 단일 분리 용기(separation vessel)에서 적어도 두 개의 소부분들로 분리할 수 있는 능력을 가지고 있다. 이종 구성물로 된 물품의 일례로는 서로 다른 특성을 가지는 수많은 구성물을 포함하고 있어서 단일 분리 용기에서 5 개 내지 10 개의 소부분으로까지 분리될 수 있는 가정 폐기물(household waste:HW)이 있다. 보통 가정 폐기물의 대부분을 이루는 성분은, 음식물 찌꺼기, 종이, 판지 등으로 구성되며 가정 폐기물에서 에너지의 대부분을 함유하는 바이오매스 폐기물(BW)이다. 또 다른 중요한 에너지 함유 성분은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 재활용을 위하여 분리될 수 있는 플라스틱 및 그 밖의 유기 중합체이다. 가정 폐기물은 정기적으로 가정과 그 밖의 폐기물 발생지로부터 집집마다 수거되는 혼합 폐기물을 말한다. 바이오매스 폐기물(biomass waste:BW)은 가정 폐기물의 생물 분해성 부분(biodegradable fraction)을 가리킨다.

쓰레기의 처리는 도시 지역의 모든 곳에서 심각한 문제이다. 쓰레기 처리는 다음과 같은 방식들로 수행된다:

- 쓰레기 매립

- 에너지 재생을 수반하거나 수반하지 않는 소각

- 분리 수거(source separation)를 기초로 한 특정 구성물의 재활용

- 바이오매스 폐기물의 중앙 퇴비화 처리(central composting) 또는 바이오 가스 생성

쓰레기 매립의 단점은 대규모의 매립지가 필요하며 메탄이나 다른 온실 효과 가스가 방출되고 문제가 되는 화합물을 토양이나 지하수로 용해시킨다는 것이다. 또한 가정 폐기물에 결합되어 있는 자원의 재활용이 미흡한 점도 앞으로는 수용될 수 없을 것이다. 이것은 유럽 연합의 쓰레기 매립 지침(이사회 지침 1999/31/EC)에 반영되어 있으며 회원국은 이 지침에 따라서 매립하게 될 생물 분해성의 폐기물을 감소시키기 위한 국가적 전략을 수립해야만 한다.

중앙 퇴비화 처리는 쓰레기의 부피를 감소시키지만 가정 폐기물 속의 자원을 거의 활용하지 못한다.

또한 소각 처리는 비연소성 구성물(non combustible component)의 매립을 수반하게 되지만 필요한 매립지 넓이는 훨씬 작아진다. 가정 폐기물로부터 에너지를 재생하는 것은 가능하긴 하지만 최선책은 아니다. (다이옥신, 중금속 등을) 공기 중으로 방출하는 문제점이 있으며, 이러한 문제점은 해결하는 데 비용이 매우 많이 든다. 에너지 재생이 가능한 최신식의 가정 폐기물 소각장을 설치하는 것은 중앙 겸용식 열 및 전력 설비(central combined heat and power(CHP) plant)의 투자비용 보다 KW 당 4-5 배 큰 투자비용이 필요하다. 이러한 비용을 보상하기 위하여 가정 폐기물 소각장은 통상 가정 폐기물 1톤당 약 50 유로의 처리료(tipping fee)를 받는다.

분리 수거를 기초로 하는 재생법은 여러 형태로 나타나고 있다. 손쉽게 판별되고 재생되는 성분들, 예를 들어 유리병과 신문과 같은 성분을 분리함으로써 최상의 결과가 얻어진다. 바이오 가스로 발효(fermentation)하기 위한 생물 분해성 성분을 분리하는 것은 난해한 것으로 입증되었다. 분리 오류는 바이오 가스 플랜트(biogas plant)에서의 생산을 난해하게 하며, 여러 성분의 폐기물을 수집하는 것은 비용이 많이 든다. 또한 위해성이 있는 것으로 생각되는 물질이 바이오 가스 슬러지(biogas sludge)에 잔존하며, 이것은 적절한 방식으로 상기의 슬러지를 처리하는 것을 어렵게 만든다.

가스 생산과 결부된 가정 폐기물의 분리 수거는 덴마크에서는 바이오 가스를 전기로 변환하는 가스모터(gasmotor)를 사용하여 산업적 규모로 자리 잡혀있다. 덴마크에서의 예에 의하면 전기 생산이 가능한 소각장에서보다 에너지 재생 수준이 동일하거나 더 낮고 그리고 처리 비용이 3-5 배 크다는 것이 입증되었다.

폐기물을 수거한 후 이를 분쇄하지 않고 중앙 집중 방식의 자동식으로 폐기물을 분리하는 것(이하 분리 수거에 대비하여 중앙 집중식 분리로 호칭함)은 훨씬 많은 폐기물을 재생할 수 있고 동시에 바이오매스 폐기물 부분의 에너지가 보다 효율적으로 이용될 수 있는 결과를 가져오며, 이 때 비-바이오매스 폐기물 부분(non- BW fraction)은 제거되지 않는다. 중앙 집중식 분리 방법은 합성 중합체 및 바이오매스 폐기물에서 유기 성분을 분리할 수 있다는 것은 중요한데, 이것은 플라스틱이 통상 연료로서 보다는 재료적 용도로서 큰 가치를 가지기 때문이다.

가정 폐기물과 같이 여러 상이한 구성물로 이루어진 물품의 분리 방법은 통상 여러 단계로 행해지는데, 이것은 하나의 분리 단계로는 충분한 순도를 가지는 필요한 수의 소부분을 통상적으로 생성할 수 없기 때문이다. 모든 분리 단계는 실질적으로 비용의 추가를 야기하며 따라서 분리 공정의 초기에 하나의 단계로 다수의 소부분을 제공하는 분리 방법이 바람직하다. 분리된 소부분이 최상의 가치를 가지도록 하기 위하여 분리된 소부분이 가능한 깨끗하며 위험 물질이 격리 되여 위험 물질이 다른 소부분으로 확산되지 않는 것이 바람직하다.

대부분의 분리 방법은 최초 분리 단계 전에 파쇄 단계를 가지고 있다. 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예와 같은 일부 방법은 파쇄 단계로 시작하지 않고 마대(sack) 또는 자루(bag)를 개봉하는 수단을 적용한다.

대부분의 분리 방법은 건식이지만 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예와 같은 일부 방법은 분리 매체로 물을 사용한다.

EP 제1 134 021 A2호에 개시된 바와 같은 공지의 습식 분리 장치 중에서 일부는 수정된 원심 분리기를 포함한다.

이종 구성물로 된 물품을 흐르는 액체로 이송하여 침전, 용해 또는 뜨는 소부분들로 분리하는 것은 공지되어 있다.

이러한 원리를 사용하는 방법은 두 개의 그룹으로 나눌 수 있다. 이종 구성 물로 된 물품이 분리 전에 파쇄, 펄프화 또는 다른 방식으로 분쇄되는 한 그룹과 물품이 마대 및 자루로부터 단지 방출되는 한 그룹이 있다.

첫 번째 그룹의 예들은 EP 제0476 028 B1호, DE 제31 17 839 A1호, 제0 644 166 A2호, 제0 531 685 A2호, US 제3,817,458호, DE 제41 20 808 A1호, US 제2003/0141225 A1호에 개시되어 있다. 분리 전에 분쇄를 하는 모든 방법은 공통적으로 다음의 문제를 가지고 있다.

- 분쇄는 예를 들어 표준 와인병과 같이 세척 후 재사용될 수도 있는 구성물을 파괴한다.

- 분쇄는 추후의 분리 과정, 예를 들어 다른 플라스틱 유형들, 무색 유리를 유색 유리로부터 분리하는 과정을 복잡하게 한다.

- 분쇄는 예를 들어 플라스틱이나 바이오매스와 같이 추후에 분리되어야만 하는 구성물을 혼합하고 합체시킨다.

- 분쇄는 문제가 되는 물질, 예를 들어 배터리의 중금속을 물품의 잔존 부분으로 확산시킨다.

- 펄프화 형태의 분쇄는 바이오매스 폐기물로부터 플라스틱과 같은 구성물을 분리하는 것을 복잡하게 만드는 점도의 상승을 가져온다.

미국 특허 제6,213,306호는 상기 두 번째 그룹의 예를 개시하고 있으며, 무거운 구성물을 선별하기 위하여 분쇄를 하지 않고서 물품을 흐르는 액체에 떨어뜨리는 공정을 기술하고 있다. 이 후 나머지 폐기물들은 뒤따르는 부유 및 침전 유닛으로 분리하는 추후의 습식 분리 공정 이전에 분쇄된다. 또한 미국 특허 제 5,104,047호는, 해머밀(hammermill)을 사용하여 부유하는 부분을 분쇄하는 후속 과정을 가지는 무거운 구성물의 최초 분리 공정을 기술하고 있다. 원심 분리기는, 분쇄된 재활용 가능한 고체 폐기물을 액체로부터 분리한다. EP 제1 216 924 A2호는 매우 효율적인 백스플리터(bagsplitter)를 기술하는데 두 개의 소부분을 생성하는 습식 분리기가 이에 후속할 수 있다.

이상의 어느 방법도 세 개 이상의 소부분으로 분리할 수 없으며 뜨는 성분을 하나의 분리 용기에서 분리할 수 없다.

공지의 습식 중앙 집중식 분리 방법들 중 어느 것도 가정 폐기물을 분리하지 않은 채로 소각해버리는 것과 경쟁할 수 없었는데, 이러한 방법에 의해서는 하나의 분리 용기로 최대 세 개의 소부분으로 분리할 수 있을 뿐이며, 상기의 방법은 수처리(water treatment)에 소요되는 추가의 비용을 정당화할 수 있는 충분한 부가 가치를 발생시키지 못한다는 것이 하나의 이유이다.

가장 광범위한 태양으로서, 본 발명은 가정 폐기물(HW)에 포함되어 있는 이종 구성물로 된 물품들의 분리를 위한 방법을 제공하는 것으로서, 상기 물품들은 액체를 포함하는 분별 용기에서 분리되며, 상기 폐기물은 구성물들을 포함하는데 그 구성물들의 적어도 일부가 액체에서 뜰 수 있으며,

- 상기 구성물들은 분별 용기 내의 액체의 흐름에 의해서 생긴 제1 방향(D1)의 제1의 본질적으로 수평 방향의 힘(P1) 및 상기 제1 방향(D1)과는 실질적으로 다른 제2 방향(D2)의 제2의 본질적으로 수평 방향의 힘(P2)에 노출되며,

- 상기 힘(P1, P2)의 상기 구성물들에 대한 결합된 영향은 뜨는 구성물을 분산시키고 상기 뜨는 구성물들을 적어도 두 개의 수거 영역(collecting area)으로 유도한다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예는 다수의 소부분, 통상 적어도 세 개, 그러나 전형적으로 6 내지 10 개의 소부분을 하나의 분리 용기로부터 생성하기 위하여, 다양한 구성물의 액체의 흐름에서의 거동의 차이를 이용하는 습식 분리의 새로운 유형을 제공한다. 구성물 및 재료를 높은 수준으로 재생하기 위하여 상기 소부분들은 공지의 수단에 의하여 추가적으로 순차적으로 분리될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예의 목적은 가정 폐기물과 같은 이종 구성물로 된 물품을 위한 중앙 집중식의 자동 분리 방법을 제안하는 것이며, 상기의 방법은 다음의 효과를 제공한다:

1. 물품의 조성이나 시장 상황에 따라서 분리 공정을 조정할 수 있는 가능성.

2. 두 개 이상의 소부분으로 분리되는 바이오매스 폐기물(BW)의 효율적인 재생. 상기 두 개 이상의 소부분 중 하나는 액체이며 적어도 하나는 고체이며, 이러한 재생은 상기 액체 및 고체 소부분을 모두 사용하거나 또는 고체 생물 연료(solid biofuel)로서 분쇄, 기계적 탈수 및 건조를 한 후 고체 소부분을 이용하여 에탄올 발효 공급 원료(ethanol fermentation feedstock)와 같은 바이오매스 폐기물 부분을 부가 가치적으로 활용할 수 있는 매우 좋은 기회를 제공한다. 고체 생물 연료는 혼합된 폐기물의 소각 시에 발생하는 것으로 알려진 공기 중으로의 방출에 관한 문제를 야기하지 않고 소각될 수 있다. 이것은 혼합 폐기물의 소각과 비교하여 소각 비용을 감소시키며 또한 에너지 효율을 증가시킨다. 액체 및 고체 소부분에서 바이오매스 폐기물을 분리하는 것은 결과적으로, 높은 온도와 높은 전기 효율에서 소각함으로써 문제를 야기하는 염분을 고체 생물 연료로부터 제거할 수 있도록 한다.

3. 두 개 이상의 뜨는 성분 및 하나의 침전 성분, 전형적으로는 세 개 내지 여섯 개의 뜨는 성분 및 한 개 내지 세 개의 침전 성분으로 분리하는 성능을 가진 비-바이오매스 폐기물 구성물(non-BW component)의 효율적 재생.

4. 정선된 규격을 가지는 재활용 가능한 구성물 및 재료로 다시 분리함으로써 비-바이오매스 폐기물 부분을 경제적으로 재생할 수 있는 매우 좋은 기회.

5. 혼합 가정 폐기물의 소각과 견줄 수 있는 전반적인 경제성.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예는, 분쇄돼지 않은 가정 폐기물과 같은 이종 구성물로 된 물품이 액체로 투하될 때, 구성물이 액체의 밀도보다 높은 특정 밀도를 가지는 재료로 구성되어 있음에도, 다소의 공기가 많은 구성물에 갇히게 되고 상기 구성물이 뜨는 것을 가능하게 한다는 점에서 유리하다. 액체에 잠시 머무른 후, 상기 구성물은 표면에 상대적인 특정 위치에 떠 있으며, 이것은 본 발명에 따른 방법에서 이용된다.

가정 폐기물에 포함된 구성물은 액체 내에서 제1 부력을 가지는 제1 구성물과, 제1 부력과는 다른 액체 내에서의 제2 부력을 가지는 제2 구성물을 포함할 수 있으며, 서로 다른 부력의 물품은 서로 다르게 취급될 수 있으며, 즉 서로 다른 힘에 의해서 영향을 받을 수 있다.

예를 들어, 구성물은 대체적으로 손상되지 않은 구성물을 포함할 수 있으며, 이것은 이하의 소부분들 중에서 적어도 일부분에 해당하는 것으로 분리될 수 있다:

F0: 유리 자기(glass porcelain), 배터리 및 주방 용품과 같이 무거워서 뜰 수 없는 구성물;

F1: 예를 들어 설탕, 소금, 티슈 페이퍼(tissue paper) 및 음식 찌꺼기와 같이, 용해될 수 있거나 분산될 수 있는 구성물;

F2: 예를 들어 플라스틱 포일(plastic foil)과 신문지와 같이, 구성물의 대부분이 흐르는 액체의 표면에 근접하여 이와 같은 표면의 아래에 있는 상태에서 뜰 수 있는 구성물;

F3: 예를 들어 유리병 및 신발과 같이, 구성물의 대부분이 흐르는 액체의 표면 아래에 있는 상태로 뜰 수 있으며, F2와 F4 보다 상기 표면 아래의 더 깊은 곳까지 이를 수 있는 구성물;

F4: 예를 들어 뚜껑이 있는 유리 항아리와, 다른 폐기물로 채워져 있는 판지상자(carton)와 같이, 구성물의 상당 부분이 흐르는 액체의 표면 위에 있으며 상당 부분은 흐르는 액체의 표면 아래에 있는 상태로 뜰 수 있는 구성물; 및

F5: 빈 플라스틱 병과 맥주 캔과 같이, 구성물의 대부분이 상기 표면 위에 있는 상태로 뜰 수 있는 구성물.

많은 구성물이 상기에 언급된 특성 사이에 존재하는 유동 특성을 가진다. 이들은 F1-F2, F2-F3 등으로 명명된다.

모든 유동 구성물이 하나의 소부분으로 수거되는 공지의 방법과 대조적으로, 상기 구성물(F1-F5)의 부유 특성의 변화는 상기 구성물을 분산시킴으로써 다수의 소부분을 추출 하는 것을 가능하게 한다.

뜨는 구성물의 분산은 분리 용기의 액체의 흐름에 의해서 생긴 D1 방향의 힘 P1과 D1 방향과는 다른 D2 방향으로의 상기 액체 위의 힘 P2를 결합함으로써 수행된다. F1 내지 F5 구성물은 힘 P1 및 P2로부터 서로 다른 정도로 영향을 받으며, 그 변화의 범위는 P2는 F1에 영향을 주지 않으나 F5에 지배적 영향을 미치며, 한편 P1은 F1의 움직임을 좌우하나 F5에는 거의 영향을 미치지 않는다.

중력 및 부력의 수직력과 함께 수평력 P1, P2는 3차원 시스템을 형성하며, 이러한 3차원 시스템은, 대부분의 경우 구성물을 단지 2차원으로 분산시키기만 하는 공지의 습식 분리 방법에 의한 단일의 분리 단계에서 가능한 것보다 보다 많이 분산되고 따라서 보다 많은 소부분을 추출할 있는 가능성을 가져온다.

제1 및 제2 힘(P1, P2)은 액체 내에서 뜰 수 있는, 즉 액체 내에서 부양성이 있는 구성물에 작용할 수 있는 것으로 이해된다.

한 실시예에서, 가정 폐기물의 구성물은 제1 및 제2의 본질적으로 수평한 힘(P1, P2)에 동시에 노출된다. 따라서 예를 들어 서로 다른 부력의 물품이 이를 테면 액체 내의 서로 다른 높이에서 동시에 처리될 수 있는 효율적인 시스템과 방법이 제공된다.

제2 힘(P2)은 액체의 표면 위에 가해질 수 있다. 예를 들어 이것은 공기 흐름(air flow) 및/또는 물 분사류(water jet) 및/또는 기계적 수단에 의해서 제공될 수 있다.

구성물의 분산을 증대시키기 위하여, F1 내지 F5 구성물은 하나의 깊이 또는 여러 개의 서로 다른 깊이로 작용하는 표면 아래에서 D3 방향의 힘 P3에 노출될 수 있다. D3은 D1 및 D2와는 상이하다. 예를 들어 P3은 기계적 수단에 의해 제공될 수 있다.

일부 구성물, 특히 유리병과 같은 F3 구성물은 특정 시간이 경과할 때까지 수평으로 높게 뜨며, 이후 구성물로 흐르는 액체는 구성물이 수직 위치로 방향을 틀고 더 깊게 부유하도록 힘을 가한다. 이러한 거동은 부유 특성을 변화시키지 않고 그러한 구성물을 여타의 구성물로부터 분리하는 데에 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 분리 방법의 바람직한 실시예는 하나 또는 여러 개의 상기 언급한 소부분이, 이러한 소부분을 추가로 분리시키는 방식으로 액체로부터 제거될 수 있는 것을 수반한다. 일례는, 소부분 F2의 구성물을 하향으로 이동하여 관통하고 상향으로 이동하여 플라스틱 포일 및 직물을 추출하는 왕복 운동하는 가시 바늘(barbed needle)을 구비하는 수거 기구(collection device)에 의해 종이 및 음식물 찌꺼기로부터 플라스틱 포일 및 직물을 분리하는 것이다. 플라스틱 포일 및 직물이 이들의 가장 높은 위치에 있을 때 플라스틱 포일 및 직물이 가시 바늘로부터 제거될 수 있다.

또한, 소부분이 분리 용기를 떠났을 때 소부분은 다시 분리될 수 있다. F1 및 F2가, 바이오매스 소부분을 액체 소부분과 낮은 알칼리 염화물의 고체 소부분으로 분리하는 연속 수열 가압 처리(continuous hydrothermal pressurized treatment)로 이송되는 것이 일례이다.

낙하하는 물품에 D2 방향의 공기 흐름 또는 물 분사류를 노출시킴으로써 F0 내지 F5의 분산을 향상시킬 수 있다. F5 구성물은 공기 흐름에 의해서 D2 방향으로 가장 멀리 떨어져서 회수되며, F4는 조금 짧은 곳에서 회수되며, 반면에 대부분의 F0 내지 F3은 공기 흐름 또는 물 분사류의 영향을 거의 받지 않는다.

물품이 액체 플로우(liquid flow)로 이송되기 이전 또는 이후에 가습된다면 바람직할 수 있다.

구성물 및 재료를 경제적으로 실시 가능한 방식으로 재활용하기 위하여, 낮은 비용으로 높은 순도를 가지는 많은 소부분을 생성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 단지 하나 또는 두 가지 유형의 플라스틱을 가지는 플라스틱 소부분은 모든 유형의 플라스틱을 포함하는 플라스틱 소부분보다 상당히 높은 가치를 가진다. 본 발명에 따른 방법의 실시예는 아주 낮은 추가 비용으로, 주로 무색의 반투명 플라스틱으로 만들어지는 큰 플라스틱 병과 용기를, 전형적으로 유색 플라스틱으로 만들어지는 작은 병으로부터 분리할 수 있다(플라스틱 자루는 자동적으로 또 다른 소부분에 있게 된다). 큰 플라스틱 병을 포함하는 소부분이 분리 용기를 떠날 때 100 % 청결하지 않음에도 불구하고, 고부가 가치를 얻게 하는 충분한 순도를 가지는 소부분을 형성하는 데 있어서, 플라스틱 병들이 이들의 크기에 따라 분리되지 않은 경우에 비하여 훨씬 용이하고 비용이 적게 든다.

이제 본 발명의 바람직한 실시예는 도면을 참고하여 기술된다.

도 1은 본 발명의 원리를 나타내는 평면도.

도 2는 도 1에 도시된 원리에 따라서 소부분이 어떻게 분산되는 지를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 방향 D1 내지 D3을 나타내는 도면.

도 4는 도 3의 실시예의 종방향 단면도.

도 5는 도 3 및 도 4와 동일한 실시예의 횡단면도.

도1

이종 구성물로 된 물품 또는 그 중 일부가 자루 또는 마대에 포함되어 있다면, 바람하게는 상기 물품은 구성물에 본질적인 손상을 가하지 않고서 방출되어야 한다(1). 다음으로 상기 물품의 균등한 흐름이 컨베이어(2)에 생성된다. 액체의 흐름이 있는 분리 용기(3)에 이종 구성물로 된 물품이 낙하한다. 모든 구성물이 D1 방향으로 액체 흐름에 의하여 생성되는 힘 P1에 노출되는 주입 영역(4)에 상기 물품이 착지한다.

부력보다는 중력의 영향을 더 받는 구성물(F0)은 주입 영역의 바로 아래 또는 주입 영역(4)에 근접한 수거 영역으로 침전하며, 이곳에서 소부분 F0은 공지의 수단에 의하여 추출된다.

일부의 구성물(F3-F5)은 구성물의 일부가 표면 위에 있는 상태로 떠 있는다. 상기 구성물의 이러한 부분은 D2 방향의 힘 P2에 의하여 영향을 받는다.

도 1에서 힘 P2는 공기의 흐름 또는 액체 분사에 의해서 제공된다.

도2

D1 방향의 힘 P1과 D2 방향의 힘 P2를 동시에 가하면 구성물 F1 내지 F5는 분리 용기(3)의 두 가장자리를 따라서 분산된다.

도3

D1 및 D2 방향으로 작용하는 힘 P1 및 P2는 도 1과 동일하다. D3 방향의 표면 아래의 힘 P3은 D2의 방향과 반대이며 분리 용기(3)의 또 하나의 가장자리를 따라서 구성물을 분산시킨다.

도 4

이종 구성물로 된 물품은 분리 용기(3)로 이송되어 이전에 기술한 바와 같이 힘 P1 및 P2에 의한 영향을 받는다. D1 방향의 힘 P1을 제공하는 액체의 흐름은, 물품 입력부(4)에 근접한 분리 용기로 액체를 도입하는 재생 펌프(recycling pump, 5)를 사용하여 액체를 순환시킴으로써 제공된다. 도시된 실시예에서 F1 및 F2는 F2로부터 F1 및 액체를 분리하는 스크류 스트레이너(screw strainer, 6)를 통해서 액체와 함께 추출된다. F1과 액체의 일부는 F2를 뒤따른다. 이러한 방식으로 시스템을 떠나는 액체와 F1의 양이 액체의 점성이 너무 높아지는 것을 방지하기에 충분하지 않다면, F1 블리드(bleed)(7)가 재생 펌프(5)의 아랫방향 흐름에서 추출될 수 있다. 분리 용기에서 액체의 높이를 동일하게 유지하기 위하여 액체가 추가된다(8).

본 발명의 실시예에서 D2 방향의 힘 P2는 수직 플랩(vertical flap, 11)을 구비하고 있는 컨베이어(9, 11)에 의하여 제공된다. 상기 컨베이어들은 표면 위에서 서로 다른 높이를 가지며, 가장 높은 컨베이어(9)는 주입 영역에 가장 가깝게 위치한다. 이 컨베이어는 주로 F5 구성물을 추출한다. 보다 낮은 컨베이어(10)는 주로 F4 구성물을 추출한다. 두 개 이상의 컨베이어가 있을 수 있다.

경사 벨트 컨베이어(12)는 표면 아래의 서로 다른 깊이에서 부유 구성물(F3-F4)과 접촉하며 D3 방향의 힘 P3을 제공한다. 벨트 컨베이어(12)는 깊이가 가장 깊은 단부가 주입 영역(4)과 가장 근접하게 되도록 놓인다.

도 5

D2 방향의 힘 P2에 의해 추출된 구성물은 경사진 가장자리(13) 위로 컨베이어(9, 10)의 플랩(11)에 의하여 밀려 올라가서 컨테이너(14)로 이송되거나 또는 상기 구성물을 추가 분리하기 위하여 컨베이어로 이송된다.

D3 방향의 힘 P3에 의해 추출된 구성물은 경사 벨트 컨베이어(12)로부터 승강 컨베이어(15)로 낙하하며, 상기 승강 컨베이어는 상기 구성물을 분리 용기(3)로부터 들어올리고 상기 구성물을 컨테이너(14)로 이송하거나 또는 상기 구성물을 추가 분리하기 위하여 컨베이어로 이송한다.

Claims (16)

1. 가정 폐기물(HW)에 포함되어 있는 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법으로서,

   상기 물품들은 액체를 포함하는 분별 용기에서 분리되며, 상기 폐기물은 구성물들을 포함하는데 그 구성물들의 적어도 일부는 상기 액체에서 뜰 수 있으며,

   - 상기 구성물들은 상기 분별 용기 내의 액체의 흐름에 의해서 생긴 제1 방향(D1)의 제1의 본질적으로 수평 방향의 힘(P1)과 상기 제1 방향(D1)과는 실질적으로 다른 제2 방향(D2)의 제2의 본질적으로 수평 방향의 힘(P2)에 노출되며,

   - 상기 힘(P1, P2)의 상기 구성물들에 대한 결합된 영향은 뜨는 구성물들을 분산시키고 상기 뜨는 구성물들을 적어도 두 개의 수거 영역으로 유도하는 것을 특징으로 하는 가정 폐기물에 포함된 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이종 구성물로 된 물품은 다음의 소부분(F0 내지 F5)들의 적어도 일부로 되어 있는 구성물들을 포함하는 것을 특징으로 하는 가정 폐기물에 포함된 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법:

   F0: 유리 자기(glass porcelain), 배터리 및 주방 용품과 같이 무거워서 뜰 수 없는 구성물;

   F1: 예를 들어 설탕, 소금, 티슈 페이퍼(tissue paper) 및 음식 찌꺼기와 같 이, 용해될 수 있거나 분산될 수 있는 구성물;

   F2: 예를 들어 플라스틱 포일(plastic foil)과 신문지와 같이, 구성물의 대부분이 흐르는 액체의 표면에 근접하여 이와 같은 표면의 아래에 있는 상태에서 뜰 수 있는 구성물;

   F3: 예를 들어 유리병 및 신발과 같이, 구성물의 대부분이 흐르는 액체의 표면 아래에 있는 상태로 뜰 수 있으며, F2와 F4 보다 상기 표면 아래의 더 깊은 곳까지 이를 수 있는 구성물;

   F4: 예를 들어 뚜껑이 있는 유리 항아리와, 다른 폐기물로 채워져 있는 판지상자(carton)와 같이, 구성물의 상당 부분이 흐르는 액체의 표면 위에 있으며 상당 부분은 흐르는 액체의 표면 아래에 있는 상태로 뜰 수 있는 구성물; 및

   F5: 빈 플라스틱 병과 맥주 캔과 같이, 구성물의 대부분이 상기 표면 위에 있는 상태로 뜰 수 있는 구성물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 힘(P1, P2)은 액체에서 뜰 수 있는 구성물에 작용하는 것을 특징으로 하는 가정 폐기물에 포함된 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법.
4. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구성물들은 상기 제1 및 제2의 본질적으로 수평 방향의 힘(P1, P2)에 동시에 노출되는 것을 특징으로 하는 가정 폐기물에 포함된 이종 구성물로 된 물품 들을 분리하는 방법.
5. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2 힘(P2)은 상기 액체의 표면 위에 가해지는 것을 특징으로 하는 가정 폐기물에 포함된 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법.
6. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구성물들은 상기 액체 내에서 제1 부력을 가지는 제1 구성물과 상기 액체 내에서 상기 제1 부력과 다른 제2 부력을 가지는 제2 구성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 가정 폐기물에 포함된 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법.
7. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2 힘(P2)은 기계적 수단 및/또는 하나 이상의 물 분사류(water jet) 및/또는 공기 흐름(airflow)에 의해서 유발되는 것을 특징으로 하는 가정 폐기물에 포함된 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법.
8. 제2항에 있어서,

   F4 및 F5 구성물들은, 상기 액체의 표면 위의 서로 다른 높이에서 가해지는 힘(P2)들에 의해서 액체의 표면 위에서 영향을 받는 것을 특징으로 하는 가정 폐기물에 포함된 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법.
9. 제2항에 있어서,

   F3 및 F4 구성물들은, 상기 구성물들을 액체 흐름을 따라서 하나 또는 여러 수거 영역으로 유도하는 제3의 방향(D3)으로의 제3의 힘(P3)에 의해서 표면 아래의 하나 또는 여러 깊이의 지점에서 영향을 받으며,

   F3 구성물을 위한 수거 영역은 F4 구성물을 위한 수거 영역에 비해서 구성물들이 분별 용기로 주입되는 주입 영역에 보다 근접하는 것을 특징으로 가정 폐기물에 포함된 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법.
10. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 힘들에 의하여 수거 영역들로 유도된 하나 또는 다수의 소부분은 수거 기구에 의하여 추가적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 가정 폐기물에 포함된 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법.
11. 제2항 및 제10항에 있어서,

    플라스틱 포일 및 직물은, 소부분 F2의 구성물을 하향으로 이동하여 관통하고 상향으로 이동하여 플라스틱 포일 및 직물을 회수하는 왕복 운동하는 가시 바늘(barbed needle)을 구비한 수거 기구에 의해서, 종이 및 음식물 찌꺼기로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 가정 폐기물에 포함된 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법.
12. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

    하나 또는 여러 개의 분리된 소부분들이 이 후에 추가적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 가정 폐기물에 포함된 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법.
13. 제2항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    소부분 F1 및 F2의 구성물들은, 바이오매스 소부분을 액체 소부분과 낮은 알칼리 염화물의 고체 소부분으로 분리하는 연속 수열 가압 처리(continuous hydrothermal pressurized treatment)로 이송되는 것을 특징으로 하는 가정 폐기물에 포함된 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법.
14. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 구성물들을 상기 용기로 주입하는 주입 시스템은 상기 용기 위에 배열된 투여 기구(dosing device)를 포함하여 상기 구성물들은 상기 투여 기구로부터 상기 액체의 표면으로 낙하하며, 상기 구성물들은 이러한 낙하 중에 제2 방향(D2)의 공기 흐름 또는 물 분사류에 노출되는 것을 특징으로 하는 가정 폐기물에 포함된 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법.
15. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 액체의 일부는 소부분 F0 내지 F5와 함께 회수되며 상기 액체의 나머지 는 재생되는, 즉 상기 용기의 액체 출구로부터 상기 용기의 액체 입구로 역으로 이송되는 것을 특징으로 하는 가정 폐기물에 포함된 이종 구성물로 된 물품들을 분리하는 방법.
16. 가정 폐기물(HW)을 포함하는 이종 구성물로 된 물품들의 분리를 위한 장치에 있어서,

    상기 물품들을 분리하기 위한 분별 용기로서, 상기 용기는 액체를 포함하고, 상기 폐기물은 구성물들을 포함하며 상기 구성물들의 적어도 일부는 상기 액체에서 뜰 수 있는 것을 특징으로 하는 분별 용기와,

    상기 분별 용기 내의 액체의 흐름에 의해서 생긴 제1 방향(D1)의 제1의 본질적으로 수평 방향의 힘(P1)과 상기 제1 방향(D1)과는 실질적으로 다른 제2 방향(D2)의 제2의 본질적으로 수평 방향의 힘(P2)에 상기 뜨는 구성물들을 노출시키기 위한 수단과,

    상기 힘(P1, P2)들의 결합된 영향 하에서 상기 뜨는 구성물이 유도될 수 있는 적어도 두 개의 수거 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 가정 폐기물(HW)을 포함하는 이종 구성물로 된 물품들의 분리를 위한 장치.

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