KR20080097893A - 유기성 폐기물의 자원화 처리장치 - Google Patents

유기성 폐기물의 자원화 처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 단일의 시스템내에서 축산 분뇨(糞尿)나 음식물 찌꺼기 같은 유기성 폐기물을 호기성 발효균을 이용하여 단계적으로 발효처리하여 고형분은 퇴비로 재활용할 수 있도록 하고, 액상분은 정화하여 배출시킴과 동시에 처리과정에서 발생되는 악취가스를 순환시키면서 반복 탈취할 수 있도록 하므로써 매우 효율적이면서도 환경 친화적으로 유기성 오염물을 처리할 수 있도록 한 새로운 유기성 폐기물의 자원화 처리시스템이 개시된다.
본 발명은 설치면에서 수직으로 세워져 설치되고, 벽체는 내부가 비어 있는 이중벽구조로 이루어지며, 상부는 덮개에 의해 덮여지도록 구성되는 한편, 내부에는 정해진 높이마다 다공성 플레이트에 의하여 구획되는 다수단(多數段)의 여재층(濾材層)이 형성된 실린더 형태의 처리조와; 상기 처리조의 설치위치로부터 일정 거리 만큼 떨어진 설치면상에 형성되어 축산시설 등으로부터 수송된 유기성 폐기물을 저장하는 저류조와; 상기 처리조의 수직하방에 해당되는 설치면의 내부에 형성되는 기계실과; 상기 처리조의 하부 바닥면에 설치된 상태에서 외부로부터 처리조 내부의 다단의 여재층으로 산소를 공급하는 산기관과; 상기 처리조 내부의 각 여재층과 산기관의 중심부를 통하여 기계실내부에 이르도록 세워져 설치된 상태에서 기계실내에 마련되는 스텝핑모터의 동력을 전달받아 정해진 각도범위에서 정역회동되는 교반축과; 상기 처리조 내부의 각 여재층과 산기관의 중심부를 통하여 세워져 설치되어 교반축을 보호하는 교반축 보호관과; 상기 처리조내부에 형성된 각각의 여재층을 통과하는 교반축으로부터 좌우 방향으로 분기되게 설치되며, 하부에는 서로 반대방향으로 향하는 다수쌍의 교반날개가 설치된 교반기와; 상기 저류조내부에 설치되는 이송펌프와; 상기 이송펌프의 출력측상에 연결된 상태에서 상단부가 처리조내의 상부 여재층 상방으로 노출되게 설치되는 유기성 폐기물 공급관과; 윗쪽이 개구된 형태의 갓형상으로 이루어지며, 상기 교반축의 상단부에 고정·설치되어 상기 유기성 폐기물 공급관을 통하여 토출되는 유기성 폐기물을 1차로 받아주는 폐기물 트레이(Tray)와; 상부가 개구되고, 측면에 다수의 분배공이 형성된 함체형으로 이루어지며, 상기 상부 여재층에 설치된 교반기의 상부면에 설치되어 상기 폐기물 트레이로부터 낙하되는 유기성 폐기물을 받아 교반기의 회전시 최상단 여재층의 표면에 골고루 분산공급 하는 폐기물 분배함과; 상기 처리조의 외측에 배치된 상태에서 별도의 파이프라인에 의해 덮개의 내측에 해당되는 처리조 내부와 벽체의 하부 내측과 연통되게 설치되며, 처리조로부터 파이프라인을 통하여 공급되는 악취가스가 살수(撒水)를 통과하도록 하여 1차 탈취하는 수처리 탈취조와; 다공성의 화산석 입자와 세라믹담체, 활성탄과 목탄의 유기성 여재로 이루어지며, 상기 처리조를 구성하는 벽체의 내부에 채워진 상태에서 상기 수처리 탈취조로부터 1차 탈취된 후 공급되는 잔여 악취가스를 재차 탈취하는 바이오필터층을 포함한다.
유기성 폐기물, 처리조, 여재층, 교반축, 저류조, 수처리 탈수조

Description

유기성 폐기물의 자원화 처리시스템{TREATMENT SYSTEM OF ORGANIC WASTE}
도 1은 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 자원화 처리시스템을 나타내는 구성 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 자원화 처리시스템에서 유기성 폐기물의 공급부를 나타내는 요부 확대 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 자원화 처리스템에 적용되는 산기관을 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 자원화 처리시스템을 이용하여 유기성 폐기물을 발효처하는 과정을 나타내는 작동도,
도 5는 본 발명에 따른 유기설 폐기물의 차원화 처리시스템에서 각 여재층 하부에 별도의 산기관이 설치된 상태를 나타내는 단면도,
도 6은 도 5의 요부 확대 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
20 : 처리조 22 : 벽체
24 : 덮개 26 : 다공성 플레이트
28a : 상부 여재층(濾材層) 28b : 중간 여재층
28c : 하부 여재층 30 : 중공사(中空絲)
32 : 저류조 34 : 산기관
36 : 교반축 40 : 교반기
40a : 교반날개 40b : 로울러
42 : 유기성 폐기물 공급관 44 : 폐기물 트레이(Tray)
44a : 분배공 44b : 폐기물 분배함
46 : 수처리 탈취조 48 : 바이오필터층
52 : 출입문.
본 발명은 유기성 폐기물의 자원화 처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일의 시스템내에서 축산 분뇨(糞尿)나 음식물 찌꺼기 같은 유기성 폐기물을 호기성 발효균을 이용하여 단계적으로 발효처리하여 고형분은 퇴비로 재활용할 수 있도록 하고, 액상분은 정화하여 배출시킴과 동시에 처리과정에서 발생되는 악취가스를 순환시키면서 반복 탈취할 수 있도록 하므로써 매우 효율적이면서도 환경 친화적으로 유기성 오염물을 처리할 수 있도록 한 유기성 폐기물의 자원화 처리시스템에 관한 것이다.
최근, 인구가 폭발적으로 증가하고 산업이 비약적인 발달로 인하여 인구의 도시집중화 현상이 심화되고, 소비활동의 증가 생활수준의 향상과 과학기술의 발달로 인하여 오염물질의 배출량이 더욱 증대되는데 반하여, 이 같은 오염물질에 대한 자연정화능력은 점점 저하되기 때문에 환경오염의 심각성이 커다란 사회문제로 대두되고 있다.
한편, 식생활 수준이 날로 서구화되고, 고급화되면서 육류소비량이 크게 늘어나고 그에 따라 양돈(養豚)이나 양계(養鷄) 등의 축산산업도 점점 대형화되고 있으며, 이러한 대형 양돈시설이나 양계시설 등에서는 유기성 오염물질인 축산 분뇨가 대량으로 발생되고 있고, 일반 가정은 물론 음식점 등에서 다량의 음식물 찌꺼기가 발생되고 있다.
이와 같이 음식물 찌꺼기나 축산시설에서 발생되는 유기성 폐기물의 대부분을 차지하는 가축의 분뇨가 제대로 처리되지 못하고 그대로 적치된 상태로 방치되거나 적절한 처리과정을 거치지 않고 매립되는 경우에 유기성 폐기물이 부패될 때 발생되는 악취는 주변의 주거환경을 크게 오염시키게 되는 것은 물론, 침출수에 따른 하천과 지하수의 오염에 따라 주민의 건강을 위협한다는 문제가 있으며, 파리 및 모기의 서식환경을 제공하게 되어 전염병의 발생우려가 매우 높아진다는 문제가 있다.
이에 따라 최근에는 축산 분뇨나 음식물 찌꺼기 같은 유기성 폐기물의 경우 농작물의 퇴비로 활용될 수 있다는 이론이 제안됨에 따라 단순히 톱밥이나 왕겨 등과 혼합하는 방식으로 처리하고자 하는 시도가 있어 왔으나, 축산 분뇨(糞尿)로부터 분(糞)만 따로 분리하여 수거하는 것이 쉽지 않고, 그 처리규모 또한 소규모에 국한되기 때문에 효율적이지 못하다는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 단일의 시스템내에서 축산 분뇨(糞尿)나 음식물 찌꺼기 같은 유기성 폐기물을 호기성 발효균을 이용하여 단계적으로 발효처리하여 고형분은 퇴비로 재활용할 수 있도록 하고, 액상분은 정화하여 배출시킴과 동시에 처리과정에서 발생되는 악취를 순환시키면서 반복 탈취할 수 있도록 하므로써 매우 효율적이면서도 환경 친화적으로 유기성 오염물을 처리할 수 있도록 한 새로운 유기성 폐기물의 자원화 처리시스템을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 설치면에서 수직으로 세워져 설치되고, 벽체는 내부가 비어 있는 이중벽구조로 이루어지며, 상부는 덮개에 의해 덮여지도록 구성되는 한편, 내부에는 정해진 높이마다 다공성 플레이트에 의하여 구획되는 다수단(多數段)의 여재층(濾材層)이 형성된 실린더 형태의 처리조와; 상기 처리조의 설치위치로부터 일정 거리 만큼 떨어진 설치면상에 형성되어 축산시설로부터 수송된 유기성 폐기물을 저장하는 저류조와; 상기 처리조의 수직하방에 해당되는 설치면의 내부에 형성되는 기계실과; 상기 처리조의 하부 바닥면에 설치된 상태에서 외부로부터 처리조 내부의 다단의 여재층으로 산소를 공급하는 산기관과; 상기 처리조 내부의 각 여재층과 산기관의 중심부를 통하여 기계실내부에 이르도록 세워져 설치된 상태에서 기계실내에 마련되는 스텝핑모터의 동력을 전달받아 정해진 각도범위에서 정역회동되는 교반축과; 상기 처리조 내부의 각 여재층과 산기관의 중심부를 통하여 세워져 설치되어 교반축을 보호하는 교반축 보호관과; 상기 처 리조내부에 형성된 각각의 여재층을 통과하는 교반축으로부터 좌우 방향으로 분기되게 설치되며, 하부에는 서로 반대방향으로 향하는 다수쌍의 교반날개가 설치된 교반기와; 상기 저류조내부에 설치되는 이송펌프와; 상기 이송펌프의 출력측상에 연결된 상태에서 그 상단이 처리조내의 상부 여재층 상방으로 노출되게 설치되는 유기성 폐기물 공급관과; 윗쪽이 개구된 형태의 갓형상으로 이루어지며, 상기 교반축의 상단부에 고정·설치되어 상기 유기성 폐기물 공급관을 통하여 토출되는 유기성 폐기물을 1차 받아주는 폐기물 트레이와; 상부가 개구되고, 측면에 다수의 분배공이 형성된 함체형으로 이루어지며, 상기 상부 여재층에 설치된 교반기의 상부면에 설치되어 상기 폐기물 트레이로부터 낙하되는 유기성 폐기물을 받아 교반기의 회전시 상부 여재층의 표면에 골고루 분산공급하는 폐기물 분배함과; 상기 처리조의 외측에 배치된 상태에서 별도의 파이프라인에 의해 덮개의 내측에 해당되는 처리조 내부와 벽체의 하부 내측과 연통되게 설치되며, 처리조로부터 파이프라인을 통하여 공급되는 악취가스가 살수(撒水)를 통과하도록 하여 1차 탈취하는 수처리 탈취조와; 다공성의 화산석 입자와 세라믹담체, 활성탄과 목탄의 유기성 여재로 이루어지며, 상기 처리조를 구성하는 벽체의 내부에 채워진 상태에서 상기 수처리 탈취조로부터 1차 탈취된 후 공급되는 잔여 악취가스를 재차 탈취하는 바이오필터층을 포함한다.
본 발명에서 상기 처리조 내부에서 다단으로 형성되는 각각의 여재층을 구획하는 다공성 플레이트에는 호기성 발효균이 배양된 무수히 많은 중공사(中空絲)가 아랫쪽으로 늘어뜨려지게 설치된 특징을 갖는다.
본 발명에서 맨 윗쪽 여재층에는 톱밥이나 왕겨가 채워지고, 맨 윗쪽 여재층의 아랫쪽에 해당되는 2∼2개의 중간 여재층에는 상대적으로 작은 입자크기를 갖는 우드칩 같은 유기성 여재가 채워지는 한편, 중간 여재층의 아랫쪽에 해당되는 2∼3개의 하부 여재층에는 중간 여재층에 채워지는 유기성 여재보다 입자가 굵은 유기성 여재가 채워지도록 구성된 특징을 갖는다.
본 발명에서 상기 각각의 여재층에 해당되는 처리조의 일측 벽에는 해당 여재층내로 출입하거나 채워진 여재를 교체 또는 배출할 수 있도록 하기 위한 출입문이 설치된 특징을 갖는다.
본 발명에서 상기 교반기의 외측단에는 로울러가 끼워져 결합되고, 교반기의 회동경로에 해당되는 각 여재층의 내주면상에는 교반기의 외측단에 결합된 로울러를 받쳐주는 받침턱이 형성된 특징을 갖는다.
본 발명에서 상기 처리조 내부에서 다단으로 형성되는 각각의 여재층의 하부에는 각각 별도의 산기관이 설치되고, 상기 각 산기관은 외부의 송풍기와 연결된 급기관에 연결되도록 구성된 특징을 갖는다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 자원화 처리장치를 나타내는 단면구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 자원화 처리시스템에서 유기성 폐기물의 공급부를 나타내는 요부 확대 단면도이다.
또, 도 3은 본 발명에 적용되는 산기관을 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 자원화 처리장치를 이용하여 유기성 폐기물을 처리하는 과정을 나타내는 단면도이다.
또, 도 5는 본 발명에 따른 유기설 폐기물의 차원화 처리시스템에서 각 여재층 하부에 별도의 산기관이 설치된 상태를 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 5의 요부 확대 단면도이다.
이를 참조하면, 본 발명은 축산 분뇨(糞尿)나 음식물 찌꺼기 같은 유기성 폐기물을 호기성 발효균으로써 단계적으로 발효처리하여 고형분은 퇴비로 재활용할 수 있도록 하고, 액상분은 정화하여 배출시킴과 동시에 처리과정에서 발생되는 악취를 순환시키면서 탈취할 수 있도록 하므로써 매우 효율적이면서도 환경 친화적으로 유기성 오염물을 처리할 수 있도록 한 것이다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 자원화 처리시스템(10)에서는 음식물 찌꺼기나 양돈시설, 양계시설 등의 축산 시설로부터 수송된 축산분뇨 같은 유기성 폐기물을 단계적으로 처리하기 위한 처리조(20)가 설치면(12)으로부터 수직으로 세워져 설치된다.
상기 처리조(20)는 유기성 폐기물의 처리규모에 따라 정해지는 크기를 갖는 실린더형태로 이루어지는데, 벽체(22)는 내부가 비어 있는 이중벽구조로 이루어지고, 상부는 덮개(24)에 의하여 덮여지도록 구성된다.
상기 처리조(20)의 내부에는 정해진 높이마다 다공성 플레이트(26)에 의하여 구획되는 다수단(多數段)의 여재층(濾材層:28a,28b,28c)이 형성되도록 구성된다.
상기 다단의 여재층(28)은 처리조(20)내에 형성되는 여재층의 가장 윗쪽에 위치되며 유기성 폐기물의 공급초기 단계에서 고형분을 걸러주는 상부 여재층(28a)과, 상기 상부 여재층(28a)의 아랫쪽에 위치되면서 상부 여재층(28a)으로부터 흘러내리는 유기성 폐기물의 액상분이 1차 발효처리되도록 하는 2∼3개층으로 이루어진 중간 여재층(28b)과, 상기 중간 여재층(28b)의 아랫쪽에 위치되며 중간 여재층(28b)을 통과하면서 발효처리된 유기성 폐기물의 액상분이 2차 발효처리되도록 하는 2∼3개층의 하부 여재층(28c)으로 이루어진다.
본 발명에서 상기 상부 여재층(28a)에는 유기성 폐기물에 함유된 고형분과 뒤섞혀 발효처리된 후 퇴비로 사용될 수 있도록 하기 위하여 톱밥이나 왕겨가 채워지도록 구성되고, 2∼3개층으로 이루어진 중간 여재층(28b)에는 상부 여재층(28a)으로부터 흘러내리는 유기성 폐기물중의 액상(液狀)분이 비교적 오랜 시간 동안 머물면서 1차 발효되도록 하기 위하여 상대적으로 작은 입자크기를 갖는 우드칩 같은 유기성 여재가 채워진다.
또, 2∼3개층으로 이루어진 하부 여재층(28c)에는 중간 여재층(28b)을 통과한 유기성 폐기물의 액상분이 비교적 수월하게 통과되면서 2차 발효될 수 있도록 중간 여재층(28b)에 채워진 유기성 여재에 비하여 상대적으로 입자가 굵은 유기성 여재가 채워진다.
한편, 본 발명에서 상기 처리조(20) 내부에서 다단으로 형성되는 각각의 여재층(28a,28b,28c)을 구획하는 다공성 플레이트(26)에는 호기성 발효균이 배양된 무수히 많은 중공사(中空絲:30)가 아랫쪽으로 늘어뜨려지게 설치되어 상부 여재층(28a)으로부터 중간 여재층(28b), 중간 여재층(28b)으로부터 하부 여재층(28c)으 로 흘러내리는 유기성 폐기물의 액상분이 비교적 긴 시간 동안 호기성 발효균과 접촉되면서 발효처리가 이루어질 수 있도록 구성된다.
한편, 본 발명에서 상기 처리조(20)의 설치위치로부터 일정 거리 만큼 떨어진 설치면(12)상에는 유기성 폐기물의 처리규모에 맞추어 설계된 체적을 갖는 저류조(32)가 형성되는데, 상기 저류조(32)는 축산시설로부터 수송된 유기성 폐기물을 일시 저장하는 기능을 한다.
또, 상기 처리조(20)의 수직하방에 해당되는 설치면(12)의 내부에는 기계실(14)이 마련되고, 상기 처리조(20)의 하부 바닥면에는 외부의 송풍기(도시되지 않음)와 연결되어 처리조(20) 내부의 다단의 여재층(28a,28b,28c)으로 산소를 공급하는 산기관(34)이 설치되도록 구성된다.
또, 상기 처리조(20) 내부에 다단으로 형성되는 각각의 여재층(28a,28b,28c)과 산기관(34)의 중심부를 통하여 교반축(36)이 세워져 설치되는데, 상기 교반축(36)의 하단은 기계실(14) 내부에 도달된 후 기계실(14)내에 마련되는 스텝핑모터(M)와 통상의 전동메카니즘에 의하여 기계적으로 연결되도록 구성된다.
본 발명의 실시예에서는 교반축(36)의 하단에 수평베벨기어(36a)를 설치하고, 스텝핑모터(M)의 축상에는 수직베벨기어(36b)를 설치하여 서로 맞물리도록 한 것을 예시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 교반축(36)은 정역구동되는 스텝핑모터(M)의 동력을 전달받아 정해진 각도범위에서 정방향과 역방향으로 번갈아 회동되도록 구성된다.
이 때, 상기 교반축(36)의 구동수단으로 언급된 스텝핑모터(M)는 하나의 예 이며, 유압이나 공압을 이용한 전동수단이 적용될 수도 있다.
또, 상기 처리조(20) 내부의 각 여재층(28a,28b,28c)과 산기관(34)의 중심부를 통하여 교반축(36)을 보호하는 교반축 보호관(38)이 세워져 설치되며, 상기 처리조(20) 내부에 형성된 각각의 여재층(28a,28b,28c)을 통과하는 교반축(36)으로부터 좌우 방향으로는 하부에 서로 반대방향으로 향하는 다수쌍의 교반날개(40a)가 설치된 교반기(40)가 분기되어 운전조작시 각각의 여재층(28a,28b,28c)에 채워진 유기성 폐기물과 여재가 고르게 혼합되도록 교반시킬 수 있도록 구성된다.
상기 교반기(40)의 설치위치에 해당되는 교반축 보호관(38)의 외주면에는 교반기(40)의 회동경로를 따라 정해진 각도범위에 걸쳐 가이드공(38a)이 형성된다.
한편, 본 발명에서 상기 저류조(32)의 내부에는 저류조(32)에 저장된 유기성 폐기물을 펌핑하여 공급할 수 있도록 하기 위한 이송펌프(P)가 설치되며, 상기 저류조(32) 내부에 설치되는 이송펌프(P)의 출력측상에는 호스형태의 유기성 폐기물 공급관(42)이 연결된다.
상기 유기성 폐기물 공급관(42)은 처리조(20)의 외측으로 배치된 후 그 상단은 처리조(20)내에서 가장 윗쪽에 위치되는 상부 여재층(28a)의 상방을 향하도록 설치된다.
본 발명에서 상기 교반축(36)의 상단부에는 윗쪽이 개구된 형태의 갓형상으로 이루어지며, 상기 유기성 폐기물 공급관(42)을 통하여 토출되는 유기성 폐기물을 1차로 받아주는 폐기물 트레이(44)가 고정·설치된다.
또, 상기 상부 여재층(28a)에 설치된 교반기(40)의 상부면에는 상부가 개구 되고, 측면에 다수의 분배공(44a)이 형성된 함체형으로 이루어지며, 상기 폐기물 트레이(44)로부터 낙하되는 유기성 폐기물을 받아 교반기(40)의 회전시 상부 여재층(28a)의 표면에 골고루 분산되도록 하는 폐기물 분배함(44b)이 고정·설치된다.
한편, 상기 처리조(20)의 외측에는 수처리 탈취조(46)가 설치되는데, 수처리 탈취조(46)의 한쪽은 별도의 파이프라인(46a)에 의해 덮개(24)를 통하여 처리조(20) 내부와 연통되게 연결되어 처리조(20)의 상방으로 포집된 가스를 공급받아 상기 가스에 함유된 악취를 1차 탈취할 수 있도록 구성된다.
또, 상기 처리조(20)를 구성하는 이중벽 구조의 벽체(22)의 내부에는 다공성의 화산석 입자와 세라믹담체, 활성탄과 목탄의 유기성 여재로 이루어진 바이오필터층(48)이 채워지도록 구성되며, 상기 수처리 탈취조(46)의 반대쪽 끝은 역시 별도의 파이프라인(46a)에 의해 처리조(20)의 벽체(22) 아랫쪽을 통하여 바이오필터층(48)과 연통되도록 연결되어 상기 수처리 탈취조(46)로부터 1차 탈취된 후 공급되는 가스를 2차로 탈취할 수 있도록 구성된다.
본 발명에서 유기성 폐기물의 처리과정에서 발생되는 악취가스를 처리조(20)상방으로 포집하고, 포집된 악취가스를 수처리 탈취조(46)로 보내기 위하여 상기 수처리 탈취조(46)와 연결되어 덮개(24)의 내측으로 연통되게 설치되는 파이프라인(46a)의 끝부분에 팬모터(50)가 설치될 수 있다.
이와 같은 탈취작용은 시스템의 운전조작이 이루어지는 동안 반복 순환되도록 구성된다.
또, 본 발명에서 상기 각각의 여재층(28a,28b,28c)에 해당되는 처리조(20)의 일측 벽에는 해당 여재층내로 출입하거나 해당 여재층내에 채워진 여재를 교체 또는 배출할 수 있도록 하기 위한 출입문(52)이 설치되도록 구성된다.
또, 상기 각각의 교반기(40)의 외측단에는 로울러(40b)가 끼워져 결합되고, 교반기(40)의 회동경로에 해당되는 각 여재층(28a,28b,28c)의 내주면상에는 교반기(40)의 외측단에 결합된 로울러(40b)를 받쳐주는 받침턱(54)이 형성되도록 구성된다.
한편, 본 발명에서 처리조(20)하부에 설치되어 처리조(20) 내부에 다단으로 형성되는 각각의 여재층(28a,28b,28c)에 산소를 공급하는 산기관(34)은 처리조(20)의 형상과 동일한 형상으로 설계된다.
본 발명의 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 처리조(20)가 원통형의 실린더 형태로 이루어짐에 따라 산기관(34) 또한 원형의 파이프형상으로 구성하되, 중심부에는 교반축(36)이 통과될 수 있도록 함과 동시에 교반축 보호관(38)이 연결될 수 있도록 하기 위한 관공통(34a)이 형성되고, 상기 관통공(34a)과 원형의 파이프(34b)사이에는 다수개의 분기관(34c)이 일정 간격을 두고 방사상으로 연결되도록 구성되는 한편, 원형의 파이프(34b)와 각각의 분기관(34c)의 상부 표면에는 다수의 공기토출공(34d)이 형성된다.
또, 상기 원형의 파이프(34b)의 일측에는 외부의 송풍기(도시되지 않음)와 연결되는 연결관(34e)이 형성된다.
상기의 산기관(34)이 설치된 부분으로부터 처리조(20)가 설치되는 설치면(12)상의 다른쪽으로는 발효처리되어 정화된 액상분이 배출될 수 있도록 하기 위 한 배수로(16)가 형성된다.
한편, 본 발명에서 상기 처리조(20) 내부에서 다단으로 형성되는 각각의 여재층(28a,28b,28c)의 하부에는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 각각 별도의 산기관(34')이 설치되고, 상기 각 산기관(34')은 외부의 송풍기와 연결된 급기관(34a)에 연결되도록 구성될 수 있다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 작용은 다음과 같다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 먼저 음식물 찌꺼기나 양돈시설이나 양계시설 등의 축산시설로부터 수송된 축산분뇨 등의 유기성 폐기물은 저류조(20)에 수용된다.
상기 저류조(32)에 수용된 유기성 폐기물을 처리하고자 하는 경우, 먼저 저류조(32)내부에 설치된 이송펌프(P)를 작동시키면, 이송펌프(P)에 의하여 펌핑된 저류조(32) 내의 유기성 폐기물은 유기성 폐기물 공급관(42)을 통하여 상부 여재층(28a)의 상방으로 공급된다.
상기의 유기성 폐기물 공급관(42)을 통하여 처리조(20) 내의 상부 여재층(28a) 상방으로 토출되는 유기성 폐기물은 교반축(36)의 상단부에 고정된 폐기물 트레이(44)로 공급된 후 낙하되어 교반기(40)의 상부에 고정된 폐기물 분배함(44b)내로 공급되고, 상기 폐기물 분배함(44b)내로 공급된 유기성 폐기물은 교반기(40)의 회전동작시 분배공(44a)을 통하거나 배출되거나 흘러넘치면서 상부 여재층(28a)의 표면 위로 골고루 분산 공급된다.
이 같은 방식에 의하여 상부 여재층(28a)에 공급된 유기성 폐기물중의 고형 분은 상부 여재층(28a)에 잔류되어 톱밥이나 왕겨 등의 여재와 혼합되고, 액상분은 톱밥이나 왕겨 같은 여재를 통과한 후 상부 여재층(28a)과 중간 여재층(28b), 및 중간 여재층(28b) 상호간을 구획하는 다공성 플레이트(26)를 통하여 아랫쪽의 2∼3개의 중간 여재층(28b)으로 순차적으로 흘러내리면서 호기성 발효균에 의하여 단계적으로 1차 발효처리된다.
이 때, 상기 2∼3개층으로 이루어지는 중간 여재층(28b)에 채워진 유기성 여재의 입자는 상태적으로 작기 때문에 유기성 폐기물을 구성하는 액상분의 체류시간이 길어지면서 충분한 1차 발효처리가 이루어진다.
상기의 중간 여재층(28b)에서 1차 발효처리된 액상의 유기성 폐기물은 가장 아랫쪽의 중간 여재층(28b)과 하부 여재층(28c), 하부 여재층(28c) 상호간을 구획하는 다공성 플레이트(26)를 통하여 하부 여재층(28c)내로 순차적으로 흘러 내리면서 호기성 발효균에 의하여 단계적으로 2차 발효처리된다.
한편, 상부 여재층(28a)에서 중간 여재층(28b)으로, 중간 여재층(28b) 상호간 및 중간 여재층(28b)에서 하부 여재층(28c), 하부 여재층(28c) 상호간을 통하여 순차적으로 흘러내리는 액상의 유기성 폐기물은 중간 여재층(28b)과 하부 여재층(28c) 내에 채워진 유기성 여재에 도달되기 전에 각 여재층을 구획하는 다공성 플레이트(26)의 아랫쪽으로 조밀하게 늘여뜨려진 상태로 설치된 중공사(30)를 따라 흘러내리게 되는데, 상기 중공사(30)에는 호기성 발효균이 배양되어 있어 중간 여재층(28b)과 하부 여재층(28c)으로 흘러내리는 과정에서도 발효처리가 이루어지는 것이다.
이와 같은 처리조(20) 내에서의 유기성 폐기물에 대한 발효처리는 호기성 발효균에 의하여 이루어지는데, 호기성 발효균이 왕성하게 활동할 수 있는 여건을 부여하기 위하여 시스템의 운전조작이 이루어지는 동안 처리조(20)의 하부 바닥면에 설치되는 산기관(34) 또는 각 여재층(28a,28b,28c)의 하부에 설치되는 산기관(34') 을 통하여 외부로부터 처리조(20)내의 각 여재층(28a,28b,28c) 내로 신선한 공기가 지속적으로 공급된다.
이를 위하여 산기관(34)(34')의 한쪽 끝은 별도의 연결관(34e)(34a')에 의하여 외부의 송풍기(도시되지 않음)와 연결되며, 송풍기의 작동에 따라 발생되는 바람은 연결관(34e)(34a')을 통하여 산기관(34)을 구성하는 원형의 파이프(34b)와 분기관(34c)내로 유입된 후 공기토출공(34d)을 통하여 처리조(20)의 내부 상방 또는 각 여재층(28a,28b,28c)의 내부 상방으로 공급되는 것이다.
또, 상부 여재층(28a)에서 톱밥이나 왕겨와 혼합되는 유기성 폐기물의 고형분과 중간 여재층(28b) 및 하부 여재층(28c)에서 유기성 여재와 혼합되는 유기성 폐기물의 액상분이 골고루 혼합되도록 하기 위하여 교반이 요구되는데, 이를 위하여 기계실(14) 내의 스텝핑모터(M)를 구동시키면 스텝핑모터(M)와 통상의 전동메카니즘에 의하여 기구적으로 연결된 교반축(36)이 정방향 및 역방향으로 번갈아 회동되고, 그에 따라 각 여재층(28a,28b,28c) 내로 설치된 교반기(40) 또한 정방향 및 역방향으로 번갈아 회동되면서 그 하부의 교반날개(40a)에 의하여 상부 여재층(28a)과 중간 여재층(28b) 및 하부 여재층(28c)내에 채워진 유기성 폐기물과 여재의 혼합물을 골고루 혼합시키는 것이다.
이 과정에서 상기 교반기(40)의 하부에 설치된 각 쌍의 교반날개(40a)가 서로 반대방향으로 형성되어 있기 때문에 교반기(40)가 정방향 및 역방향으로 회전되는 경우에 각 여재층(28a,28b,28c)내의 유기성 폐기물과 여재의 혼합물이 한쪽으로 쏠리는 현상이 방지되는 것이다.
한편, 축산 분뇨 같은 유기성 폐기물의 처리과정에서 발생되는 악취가스는 처리조(20) 내부의 상방으로 상승되는데, 이 같이 처리조(20) 내부의 상방으로 포집된 악취가스는 팬모터(50)의 작동에 따라 파이프라인(46a)을 통하여 수처리 탈취조(46)로 유입되어 살수(撒水)를 통과하면서 1차 탈취된다.
상기 수처리 탈취조(46)를 통과하면서 탈취되지 않은 잔여 악취가스는 다시 아랫쪽의 파이프라인(46a)을 통하려 처리조(20) 아랫쪽의 벽체(22)를 통하여 벽체사이에 채워진 바이오필터층(48)내로 유입된 후 2차 탈취과정을 거치게 되며, 이와 같은 유기성 폐기물의 발효처리과정에서 발생되는 악취가스는 시스템의 운전조작 과정에서 반복적으로 순환되면서 탈취처리되는 것이다.
한편, 처리조(20) 내부의 가장 아랫쪽에 위치되는 하부 여재층(28c)을 통하여 흘러내린 정화처리된 유기성 폐기물의 액상분은 설치면(12)상에 형성된 별도의 배수로(16)를 통하여 배출되며, 상부 여재층(28a)에서 톱밥이나 왕겨와 혼합된 상태로 발효처리된 유기성 폐기물의 고형분은 퇴비로 재활용된다.
상기의 상부 여재층(28a)에서 발효처리되는 유기성 폐기물의 고형분과 톱밥이나 왕겨의 혼합물로 이루어진 퇴비는 상부 여재층에 해당되는 벽면에 형성된 출입문(52)을 통하여 배출된다.
또, 상기 중간 여재층(28b)과 하부 여재층(28c)에 채워진 유기성 여재를 교체하거나 각 여재층의 내부를 수리 및 세척하고자 하는 경우 또한 해당 여재층의 벽면에 형성된 출입문(52)을 통하여 출입하면서 작업을 수행할 수 있게 되는 것이다.
이와 같은 본 발명을 적용하면, 양돈 시설이나 양계시설 등의 축산시설로부터 수송된 축산 분뇨등 유기성 폐기물을 저류조에 수용한 상태에서 이송펌프를 이용 처리조의 내부 상방으로 펌핑하여 공급하고, 처리조 내부로 공급된 유기성 폐기물은 고형분과 액상분이 여과분리된 상태에서 처리조내에 형성되는 다수단의 여재층을 통과하도록 함과 동시에 처리조의 하부로부터 상방으로 산기관을 통하여 산소를 충분히 공급하여 각각의 여재층을 통과하는 유기성 폐기물이 호기성 박테리아에 의하여 단계적으로 발효처리될 수 있도록 하는 한편, 유기성 폐기물의 발효처리과정에서 발생되는 악취가스는 외부의 수처리 탈취조를 경유하여 1차 탈취된 후 처리조의 벽체내부에 채워진 바이오필터층을 통하여 2차 탈취되는 과정이 반복적으로 수행되도록 함에 따라 유기성 폐기물을 친환경적으로 처리하여 자원화 할 수 있게 된다.

Claims (6)

  1. 설치면(12)에서 수직으로 세워져 설치되고, 벽체(22)는 내부가 비어 있는 이중벽구조로 이루어지며, 상부는 덮개(24)에 의해 덮여지도록 구성되는 한편, 내부에는 정해진 높이마다 다공성 플레이트(26)에 의하여 구획되는 다수단(多數段)의 여재층(濾材層:28a,28b,28c)이 형성된 실린더 형태의 처리조(20)와;
    상기 처리조(20)의 설치위치로부터 일정 거리 만큼 떨어진 설치면(12)상에 형성되어 축산시설로부터 수송된 유기성 폐기물을 저장하는 저류조(32)와;
    상기 처리조(20)의 수직하방에 해당되는 설치면(12)의 내부에 형성되는 기계실(14)과;
    상기 처리조(20)의 하부 바닥면에 설치된 상태에서 외부로부터 처리조 내부의 다단의 여재층(28a,28b,28c)으로 산소를 공급하는 산기관(34)과;
    상기 처리조(20) 내부의 각 여재층(28a,28b,28c)과 산기관(34)의 중심부를 통하여 기계실(14)내부에 이르도록 세워져 설치된 상태에서 기계실내에 마련되는 스텝핑모터(M)의 동력을 전달받아 정해진 각도범위에서 정역회동되는 교반축(36)과;
    상기 처리조(20) 내부의 각 여재층(28a,28b,28c)과 산기관(34)의 중심부를 통하여 세워져 설치되어 교반축(36)을 보호하는 교반축 보호관(38)과;
    상기 처리조(20)내부에 형성된 각각의 여재층(28a,28b,28c)을 통과하는 교반축(36)으로부터 좌우 방향으로 분기되게 설치되며, 하부에는 서로 반대방향으로 향 하는 다수쌍의 교반날개(40a)가 설치된 교반기(40)와;
    상기 저류조(32)내부에 설치되는 이송펌프(P)와;
    상기 이송펌프(P)의 출력측상에 연결된 상태에서 상단부가 처리조(20)내의 상부 여재층(28a) 상방으로 노출되게 설치되는 유기성 폐기물 공급관(42)과;
    윗쪽이 개구된 형태의 갓형상으로 이루어지며, 상기 교반축(36)의 상단부에 고정·설치되어 상기 유기성 폐기물 공급관(42)을 통하여 토출되는 유기성 폐기물을 1차로 받아주는 폐기물 트레이(44)와;
    상부가 개구되고, 측면에 다수의 분배공(44a)이 형성된 함체형으로 이루어지며, 상기 상부 여재층(28a)에 설치된 교반기(40)의 상부면에 고정설치되어 상기 폐기물트레이(44)로부터 낙하되는 유기성 폐기물을 받아 교반기(40)의 회전시 상부 여재층(28a)의 표면에 골고루 분산되도록 하는 폐기물 분배함(44b)과;
    상기 처리조(20)의 외측에 배치된 상태에서 별도의 파이프라인(46a)에 의해 덮개(24)의 내측에 해당되는 처리조(20) 내부와 벽체(22)의 하부 내측과 연통되게 설치되며, 처리조(20)로부터 파이프라인(46a)을 통하여 공급되는 악취가스가 살수(撒水)를 통과하도록 하여 1차 탈취하는 수처리 탈취조(46)와;
    다공성의 화산석 입자와 세라믹담체, 활성탄과 목탄의 유기성 여재로 이루어지며, 상기 처리조(20)를 구성하는 벽체(22)의 내부에 채워진 상태에서 상기 수처리 탈취조(46)로부터 1차 탈취된 후 공급되는 잔여 악취가스를 재차 탈취하는 바이오필터층(48)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 자원화 처리시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 처리조(20) 내부에서 다단으로 형성되는 각각의 여재층(28a,28b,28c)을 구획하는 다공성 플레이트(26)에는 호기성 발효균이 배양된 무수히 많은 중공사(中空絲:30)가 조밀하게 배열되어 아랫쪽으로 늘어뜨려지게 설치된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 자원화 처리시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 여재층(28a)에는 톱밥이나 왕겨가 채워지고;
    상기 상부 여재층(28a)의 바로 아랫쪽에 위치되는 2∼3개의 중간 여재층(28b)에는 상대적으로 작은 입자크기를 갖는 우드칩 같은 유기성 여재가 채워지는 한편;
    상기 중간 여재층(28b)의 아랫쪽에 바로 아랫쪽에 위치되는 2∼3개의 하부 여재층(28c)에는 중간 여재층(28b)에 채워지는 유기성 여재보다 입자가 굵은 유기성 여재가 채워지도록 구성된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 자원화 처리시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 여재층(28a,28b,28c)에 해당되는 처리조(20)의 일측 벽에는 해당 여재층내로 출입하거나 채워진 여재를 교체 또는 배출할 수 있도록 하기 위한 출입문(52)이 설치된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 자원화 처리시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 교반기(40)의 외측단에는 로울러(40b)가 임의 회동되게 끼워져 결합되고, 교반기(40)의 회동높이에 해당되는 각 여재층(28a28b,28c)의 내주면상에는 교반기(40)의 외측단에 결합된 로울러(40b)를 받쳐주는 받침턱(54)이 형성된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 자원화 처리시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 처리조(20) 내부에서 다단으로 형성되는 각각의 여재층(28a,28b,28c)의 하부에는 각각 별도의 산기관(34')이 설치되고, 상기 각 산기관(34')은 외부의 송풍기와 연결된 급기관(34a)에 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 자원화 처리시스템.
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