KR20100008958A - 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적안정화장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물을 분해하여 호기성 안정화할 때에 배기가스의 배출을 최소화하여 악취의 발생을 억제할 수 있으며, 생분해성의 유기성 폐기물의 안정화효율을 증진시켜 대형화가 가능하여 대량의 생활쓰레기 중에서 선별되어진 생분해성 폐기물이 투입되는 투입구(2)와 배출되는 배출구(3)가 구비된 공간부(4)를 가지며 상기 공간부(4)에는 투입되는 쓰레기를 교반하면서 와류형상으로 순환되도록 이송시키는 한 쌍의 교반스크류(5)가 구비되는 감량조(호기성반응조)(6)와, 상기 감량조(6)의 하부에 적층결합되며 상기 감량조(6)의 배출구(3)와 연결된 인입구(7)와 호기반응되는 쓰레기를 배출하는 배출구(3)가 구비된 공간부(4)를 가지며 상기 공간부(4)에는 투입되는 쓰레기를 교반하면서 와류형상으로 순환되도록 이송시키는 한 쌍의 교반스크류(5)가 구비되는 발효조(8)와, 상기 발효조(8)의 하부에 적층결합되며 상기 발효조(8)의 배출구(3)와 연결된 인입구(7)와 호기반응된 쓰레기를 외부로 배출하는 배출구(3)와 상기 감량조(6)의 투입구(2)와 연결된 공급구(9)가 구비된 공간부(4)를 가지며 상기 공간부(4)에는 투입되는 쓰레기를 교반하면서 와류형상으로 순환되도록 이송시키는 한 쌍의 교반스크류(5)가 구비되는 후숙조(10)를 가지는 반응수단(11)과; 상기 반응수단(11)의 감량조(6), 발효조(8), 후숙조(10)등의 공간부(4)에 마련되어 발생되는 배기가스를 배출하도록 된 배출관(12)과, 상기 배출관(12)과 연결되어 배기가스를 강제로 흡입하도록 된 가스배출브로어(13)와, 상기 가스배출브로어(13)의 배기관(13a)에 밸브(V)로 연결 되며 상기 반응수단(11)의 감량조(6), 발효조(8), 후숙조(10) 등의 공간부(4)를 연결하며 밸브(V)로 개폐되는 공급관(13b)을 가지는 배기가스순환수단(14)을 포함하는 생활폐기물 중의 생분해성폐기물의 호기성안정화 장치 및 방법을 제공한다
호기성 안정화, 생물학 분해, 생분해성폐기물, 생활폐기물, 수직다단형, 적층형, 내부순환, 악취저감, 감량화
Description
본 발명은 생활쓰레기에서 분리선별되어진 생분해성폐기물(음식물쓰레기, 목재류, 종이류 등)의 처리에 있어서 유기물질을 분해하여 무기물질과 같은 부산물과 CO2, NH3 등으로 변환시켜 안정화시키는 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화장치 및 그 방법에 관한 것이다.
더욱 상세하게는 각 가정에서 발생되는 쓰레기 중 종량제봉투에 포함되어진 생활쓰레기를 재활용품, 가연성, 불연성, 생분해성으로 분리한 후에 재활용품은 자원화, 가연성은 고형연료화 혹은 소각, 불연성은 매립하여 처리하나, 생분해성의 경우에는 적절한 수단에 의하여 분해하여 매립하도록 하는 것이 필요하고, 이러한 생분해성 폐기물을 감량화 및 안정화하는 수단으로 호기성 안정화장치를 이용하여 생분해성 폐기물을 호기성안정화하여 처리함으로써 종량제봉투에 버려지는 생활쓰레기의 감량화를 이루는 것이 가능하며, 호기성안정화하여 배출되는 물질은 더 이상 분해가 되지 않는 것으로부터 매립하거나 매립지 복토재로써 사용하여도 매립지 에 대한 영향을 최소로 할 수 있을 뿐 아니라 호기성 안정화를 하는 동안에 미생물에 의하여 유기물이 분해됨으로 악취 등이 발생되더라도 호기성 안정화 장치의 구성상 유입되는 공기를 순환시켜 이용하는 방법에 의하여 배기가스의 배출을 최소화하고, 장치에 부착되어진 백금촉매 탈취탑에 의하여 악취의 발생을 억제할 수 있으며, 반입되는 생분해성 폐기물이 여러 단계를 거치면서 충분히 분해되어 안정화 효율을 증진시키며, 또 대형화가 가능하여 대량의 생활쓰레기 중의 생분해성 폐기물을 신속 용이하게 처리할 수 있도록 된 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화장치 및 방법에 관한 것이다.
근자에 도시화의 증대와 인구의 밀집화에 따른 생활쓰레기의 배출량의 증가로 인하여, 생활쓰레기의 처리는 공공사업의 핵심으로 부상을 하고 있으며, 생활쓰레기를 환경오염을 최소화하면서 효율은 증대시키도록 된 장치 및 방법에 대하여 많은 연구와 제안이 이루어지고 있는 실정이다.
상기와 같은 생활쓰레기는 가연성폐기물(플라스틱류(PP, PE, PS, PET), 비닐, 음료수팩, 플라스틱 용기) 및 철금속류, 비철금속류 등과 같은 무기질 쓰레기와 음식물쓰레기 등과 같은 생분해성 폐기물(유기성 폐기물)로 대별되며, 우리나라는 각 가정단위에서 분리수거가 이루어져 재활용품과 음식물쓰레기, 종량제봉투에 들어가는 생활쓰레기로 배출이 된다. 최근에 에너지 및 자원의 유한성으로 재활용품의 전량 자원화체계 내에서 재활용되고 있으며, 음식물쓰레기는 별도로 수집운반되어 사료화, 퇴비화, 혹은 혐기성소화에 의하여 처리되고 있다. 최근에 생활폐기물에 관 련하여 기술개발이 필요한 것이 종량제 봉투 속에 버려지는 폐기물의 자원화 및 감량화이다.
종량제 봉투 내에 쓰레기는 세부적으로 분석해 보면, 종이류, 플라스틱, 비닐류, 금속류, 자기류, 음식물쓰레기, 기타 이물질 등으로 구분이 된다. 이들은 또다시 플라스틱용기류, 금속류, 종이류 등과 같이 재 활용이 가능한 것, 필름형상의 플라스틱, 비닐류 및 저급의 종이류 등과 같이 가연성, 음식물 플라스틱, 캔과 같이 재활용 가능한 것과, 불연성, 음식물쓰레기, 종이류 등으로 구분이 가능하다.
근자에는 새로운 매립지의 확보가 어렵고, 님비현상에 의하여 소각시설을 새로 설치하는 것이 불가능하여, 종량제 봉투내 폐기물의 분리선별 및 재활용, 감량화 등에 대하여 관심이 높아지고 있다. 유럽에서는 이러한 생활폐기물에 대하여 재선별하는 기술로서 MBT(Mechenical biological treatment)가 활발히 설치되고 있으며, 우리나라에서도 설치가 검토되고 있다.
이러한 MBT기술은 종량제봉투를 파봉하여 자선기, 입경차선별기, 풍력선별기, 광학선별기 등에 의하여 각종 물질을 선별하여 재활용성, 가연성, 생분해성 물질을 분리하며, 재 활용성은 자원화체계에서 재활용하고, 가연성은 고형연료(RDF)를 만들고, 생분해성 물질은 생물학적인 방법으로 안정화시켜 매립시키거나 매립지내에서 복토로서 사용하게 한다.
생물학적으로 생분해성 물질을 안정화시키는 기술은 호기성 미생물과 혐기성미생물을 이용하는 방법으로 구분이 가능하며, 유렵 등에서는 호기성 미생물을 이용한 안정화방법을 다수 채택하고 있다.
호기성미생물에 의하여 생분해성물질을 안정화시키는 기술은 이전에 알려져 있는 퇴비화기술과 대동소이하며, 단지 그 차이점은 종량제봉투 내에 잔존물이 들어감으로 성상이 복잡하며, 생성되어진 최종분해산물은 이물질이 다수 혼재되어 퇴비로서 이용하기가 어려우며, 매립지에 되메우거나, 복토재로서 사용하는 것이 다르다. 지금까지 유렵 등에서는 이러한 호기성안정화장치로서 퇴비화기술을 사용하고 있으며, 횡형의 스큐프식(에스컬레이터식), 로터리식, 회전 원통식, 수직형의 사이로식, 원통형의 교반식 등이 이용되고 있다. 지금까지 알려진 대부분의 장치는 일체형이며, Plug Flow형으로서 투입되는 물질이 앞서 투입된 물질을 밀어내는 형식을 채용하고 있다. 내부물질이 액상일 시에는 완전혼합형이 가능하나, 고형상에서는 불가능한 방법일 수 있다.
이러한 대부분의 퇴비화장치를 응용한 호기성안정화장치는 수분함량의 제어가 불가능하여 적절한 호기성 상태가 유지되기 어렵고, 미생물의 증식이 충분하지 못하여 유기물의 분해가 완벽하지 못한 발효의 중간단계에 머물 수 있으며, 충분한 발효시간이나 2차 발효를 통한 유기물의 완전분해와 부숙과정이 요구되는 문제점이 있었다.
이러한 호기성 안정화는 전처리공정, 초기단계, 고온단계, 숙성단계를 거치며, 전처리공정은 선별, 파쇄, 원료개량, 미생물 접종, 혼합 등과 같이 주분해 공정에 들어가기 전에 효과적인 분해가 진행될 수 있도록 하는 준비단계이다.
초기단계는 폐기물 중에서 분해가 쉬운 물질 즉 당류, 아미노산 등이 이용되는 1∼2일간으로 퇴비 더미의 온도가 상승하기 시작하는 단계이며, 고온단계는 고 온성 분해과정으로 유기성 폐기물의 부피를 차지하는 셀룰로즈, 펙틴질, 단백질, 지질 등의 분해가 이루어지는 단계로서 폐기물의 부피감소와 유기물의 부식질화가 진행된다.
숙성단계에서는 온도가 떨어지고 부식함량의 증가로 분해속도가 느려지며, 다시 중온성 미생물들이 정착하는 단계이다. 이러한 4단계를 거쳐 퇴비가 완성되기 위해서는 보통 2∼3개월이 소요되며, 그 원리를 최대한 이용하여 분해효율을 향상시킬 시에는 20-30일로 시간을 단축시키는 것이 가능하다.
지금까지 개발되어 보급되어진 퇴비화장치를 응용한 호기성 안정화장치는 설치비가 저렴하고 매우 보편화된 방법으로 시설의 설치가 간편하나, 유기물의 분해효율이 떨어지고, 시설설치에 넓은 부지가 필요한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 생활폐기물 중에 생분해성 폐기물을 안정화시키기 위하여 사용되는 호기성 미생물에 의한 안정화 및 퇴비화하는 처리 장치 및 방법을 개선하여 생활쓰레기를 재활용성, 가연성, 불연성으로 분리한 후 재활용성은 자원화하고, 가연성쓰레기는 연료화하고, 불연성은 매립, 생분해성 쓰레기는 호기성 안정화하여 되매립하거나, 매립복토재로서 사용하여 매립지에 대한 영향을 최소로 할 수 있도록 된 생활쓰레기의 처리에 있어서, 다단으로 적층이 가능한 반응기내에 교반하면서 와류형상으로 순환되도록 이송시키는 한 쌍의 교반스크류를 설치하여 유기물의 분해를 충분히 시키고, 부분적으로 월류되는 것이 다음 단으로 이송되게 하여 2, 3차에 걸쳐 분해함으로 유기물의 완전분해를 유도하고 배기가스를 순환이용함으로 유기물을 분해하여 호기성안정화 할 때에 배기가스의 배출을 최소화하여 악취의 발생을 억제할 수 있으며, 특히 본 발명은 각단이 모듈화되어 다단으로 수직 혹은 수평으로 구성이 가능함에 따라 공간을 효율적으로 이용하여 보다 적은 공간에서도 충분히 호기성안정화를 이룰 수 있으며, 반응기간을 단축하여 대량의 쓰레기를 원활하게 처리할 수 있도록 된 생활폐기물 중의 생분해성폐기물의 호기성 생물학적 안정화장치 및 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 호기성안정화 장치는 선별된 쓰레기가 투입되는 투입구와 배출되는 배출구가 구비된 공간부를 가지며 상기 공간부에는 투입되는 쓰레기를 교반하면서 와류형상으로 순환되도록 이송시키는 한 쌍의 교반스크류가 구비되는 감량조와, 상기 감량조의 하부에 적층 결합되며 상기 감량조의 배출구와 연결된 인입구와 호기반응되는 쓰레기를 배출하는 배출구가 구비된 공간부를 가지며 상기 공간부에는 투입되는 쓰레기를 교반하면서 와류형상으로 순환되도록 이송시키는 한 쌍의 교반스크류가 구비되는 발효조와, 상기 발효조의 하부에 적층 결합되며 상기 발효조의 배출구와 연결된 인입구와 호기반응된 쓰레기를 외부로 배출하는 배출구와 상기 감량조의 투입구와 연결된 공급구가 구비된 공간부를 가지며 상기 공간부에는 투입되는 쓰레기를 교반하면서 와류형상으로 순환되도록 이송시키는 한 쌍의 교반스크류가 구비되는 후숙조를 가지는 반응수단과; 상기 반응수단의 감량조, 발효조, 후숙조 등의 공간부에 마련되어 발생되는 배기가스를 토출하도록 된 배출관과, 상기 배출관과 연결되어 배기가스를 강제로 흡입하도록 된 가스배출브로어와, 상기 가스배출브로어의 배기관에 밸브로 연결되며 상기 반응수단의 감량조, 발효조, 후숙조 등의 공간부를 연결하며 밸브로 개폐되는 공급관을 가지는 배기가스순환수단을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 감량조, 발효조, 후숙조에는 상기 공간부에 외기를 공급하도록 된 외기공급관이 밸브로 개폐되도록 하여 마련되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 감량조, 발효조, 후숙조의 인입구와 배출구는 상기 교반스크류의 교반범위의 상측에 위치하여 쓰레기가 오버플로어 되어 하측에 위치한 발효조 또는 후숙조로 이동될 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 후숙조의 공급구와 감량조의 인입구는 내부에 이송스크류가 구비된 이송관으로 연결되며 상기 이송관에는 쓰레기가 투입되는 투입공이 구비되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 배기가스순환수단에서 상기 배출관에는 이송흡입브로어가 연결되며 상기 이송흡입브로어의 배기측은 상기 배기관에 연결되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 배기가스순환수단에서 상기 배기관에는 배기가스를 탈취할 수 있도록 된 백금촉매 탈취기가 마련되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 배기가스순환수단에서 상기 배기관에는 열교환을 통한 냉각에 의해 배출되는 배기가스 중 수분을 응축하여 배출하도록 된 냉각수단이 구비되어있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 배기가스순환수단에서 상기 공급관에는 밸브에 의해 개폐되는 산소공급관이 연결되어 상기 공간부로 산소를 공급할 수 있도록 된 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 감량조, 발효조, 후숙조의 공간부에는 용량감지센서, 습도센서, 온도센서가 구비되어있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 발효조는 필요에 따라 다수개가 다단으로 적층되게 구성될 수도 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 호기성안정화 방법은 선별된 생분해성 폐기물을 감량조에 투입되는 투입공정과, 감량조에 투입된 쓰레기를 교반 및 유기물에 의한 분해로 수분 50∼55% 감량 및 발효하는 감량단계와; 상기 감량단계를 통해 감량된 충진물(감량된 쓰레기)을 발효조에서 유입받아 교반 및 분해하여 충진물의 50∼55%를 발효하여 소멸하는 발효단계와; 상기 발효단계를 통해 발효된 충진물을 후숙조에서 유입받아 수분35%, 잔존물 10%로 후숙하는 후숙공정을 가지는 호기성안정화 방법에 있어서; 상기한 후숙공정을 통해 후숙된 충진물을 상기 감량조에 생활폐기물과 더불어 재투입하여 재순환하며, 충진물에서 방출되는 배기가스는 냉각기에 의해 열교환되어 함유된 수분을 응결시켜 외부로 배출하고, 수분이 배출된 배기가스는 상기 감량조, 발효조, 후숙조로 재순환되어 호기성안정화시키도록 된 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 충진물은 감량조, 발효조, 후숙조의 내부에서 와류형상으로 순환하면서 교반이 되고 오버플로어 되어 다음 단계로 이송되도록 된 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 충진물의 발효시에 생성되는 배기가스는 300∼320℃의 백금촉매에 의해 탈취되도록 된 것을 특징으로 하고 있다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 호기성안정화 장치 및 그 방법은 종량제봉투 중의 생활쓰레기를 재 활용성, 가연성, 불연성, 생분해성 쓰레기로 분리한 후 재활용성은 자원화체계로, 가연성은 고형연료로 하거나 소각, 불연성은 매립, 생분해성 폐기물은 본 기술에 의하여 호기성 안정화하여 감량화시켜 되매립하거나 매립복토재로서 이용함으로서 매립지에 대한 영향을 최소로 할 수 있도록 된 생활쓰레기의 처리에 있어서, 완전 혼합흐름의 다단 내부순환시스템을 이용하여 유기물의 분해율을 높이고, 유기물을 분해하여 호기성안정화 할 때에 배기가스가 순환되어 배출을 최소화하여 악취의 발생을 억제할 수 있으며, 특히 다단으로 적층되는 발효조에 의해 공간을 효율적으로 이용하여 보다 적은 공간에서도 충분히 호기성안정화를 이룰 수 있으며, 반응기간을 단축하여 대량의 쓰레기를 원활하게 처리할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 호기성안정화 장치 및 그 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 실시 예에 의한 호기성안정화 장치를 보인 도면으로서, 본 실시 예의 호기성안정화 장치(1)는 선별된 쓰레기가 투입되는 투입구(2)와 배출되는 배출구(3)가 구비된 공간부(4)를 가지며 상기 공간부(4)에는 투입되는 쓰레기를 교반하면서 와류형상으로 순환되도록 이송시키는 한 쌍의 교반스크류(5)가 구비되는 감량조(6)와, 상기 감량조(6)의 하부에 적층 결합되며 상기 감량조(6)의 배출구(3)와 연결된 인입구(7)와 호기반응되는 쓰레기를 배출하는 배출구(3)가 구비된 공간부(4)를 가지며 상기 공간부(4)에는 투입되는 쓰레기를 교반하면서 와류형상으로 순환되도록 이송시키는 한 쌍의 교반스크류(5)가 구비되는 발효조(8)와, 상기 발효조(8)의 하부에 적층 결합되며 상기 발효조(8)의 배출구(3)와 연결된 인입구(7)와 호기반응된 쓰레기를 외부로 배출하는 배출구(3)와 상기 감량조(6)의 투입구(2)와 연결된 공급구(9)가 구비된 공간부(4)를 가지며 상기 공간부(4)에는 투입되는 쓰레기를 교반하면서 와류형상으로 순환되도록 이송시키는 한 쌍의 교반스크류(5)가 구비되는 후숙조(10)를 가지는 반응수단(11)과; 상기 반응수단(11)의 감량조(6), 발효조(8), 후숙조(10)등의 공간부(4)에 마련되어 발생되는 배기가스를 토출하도록 된 배출관(12)과, 상기 배출관(12)과 연결되어 배기가스를 강제로 흡입하도록 된 가스배출브로어(13)와, 상기 가스배출브로어(13)의 배기관(13a)에 밸브(V)로 연결되며 상기 반응수단(11)의 감량조(6), 발효조(8), 후숙조(10) 등의 공간부(4)를 연결하며 밸브(V)로 개폐되는 공급관(13b)을 가지는 배기가스순환수단(14)을 포함하고 있다.
상기한 감량조(6), 발효조(8), 후숙조(10)에는 상기 공간부(4)에 외기를 공급하도록 된 외기공급관(15)이 밸브(V)로 개폐되도록 하여 마련되어 있다.
상기한 감량조(6), 발효조(8), 후숙조(10)의 인입구(7)와 배출구(3)는 상기 교반스크류(5)의 교반범위의 상측에 위치하여 쓰레기가 오버플로어되어 하측에 위치한 발효조(8) 또는 후숙조(10)로 이동될 수 있도록 되어 있다.
상기한 후숙조(10)의 공급구(9)와 감량조(6)의 투입구(2)는 내부에 이송스크류(16)가 구비된 이송관(17)으로 연결되며 상기 이송관(17)에는 쓰레기가 투입되는 투입공(18)이 구비되어 있다.
상기한 배기가스순환수단(14)에서 상기 배출관(12)에는 이송흡입브로어(19)가 연결되며 상기 이송흡입브로어(19)의 배기 측은 상기 배기관(13a)에 연결되어 있다.
상기한 배기가스순환수단(14)에서 상기 배기관(13a)에는 배기가스를 탈취할 수 있도록 된 백금촉매가 마련되어 있다.
상기한 배기가스순환수단(14)에서 상기 배기관(13a)에는 열교환을 통한 냉각에 의해 배출되는 배기가스 중 수분을 응축하여 배출하도록 된 냉각수단(20)이 구비되어있다.
상기한 배기가스순환수단(14)에서 상기 공급관(13b)에는 밸브(V)에 의해 개폐되는 산소공급관(21)이 연결되어 상기 공간부(4)로 산소를 공급할 수 있도록 되어 있다.
상기한 감량조(6), 발효조(8), 후숙조(10)의 공간부(4)에는 용량감지센서(22), 습도센서(23), 온도센서(24)가 구비되어 있다.
상기한 발효조(8)는 필요시 다수 개가 다단으로 적층되어 질 수 있다.
그리고 상기한 감량조(6), 발효조(8), 후숙조(10)에는 내부를 출납할 수 있도록 된 개폐문(25)이 구비되어 내부를 수리할 수 있도록 되어있으며, 내부의 충진물을 임의적으로 배출할 수 있도록 된 방출구(26)가 구비되어 있다.
상기한 배기관(13a)과 공급관(13b)의 사이에는 밸브(V)에 의해 개폐되는 연결관(27)이 마련되어있어, 배기관(13a)을 경유하는 배기가스가 선택적으로 공급관(13b)로 유도되거나 백금촉매 측으로 공급되도록 되어있어, 필요에 따라 배기가스가 배순환되도록 되어 있다.
상기와 같이 구성되는 본 실시 예의 호기성안정화 장치(1)는 다음 공정을 통해 쓰레기를 호기성안정화 시키도록 되어 있다.
선별된 종량제봉투 중의 생분해성 폐기물을 감량조(6)에 투입되는 투입공정과, 감량조(6)에 투입된 쓰레기를 교반 및 유기물에 의한 분해로 수분 50∼55% 감 량 및 발효하는 감량단계와; 상기 감량단계를 통해 감량된 충진물(감량된 쓰레기)을 발효조(8)에서 유입받아 교반 및 분해하여 충진물의 50∼55%를 발효하여 소멸하는 발효단계와; 상기 발효단계를 통해 발효된 충진물을 후숙조(10)에서 유입받아 수분35%, 잔존물 10%로 후숙하는 후숙공정을 가지는 호기성안정화 방법에 있어서; 상기한 후숙공정으로 통해 후숙된 충진물을 상기 감량조(6)에 음식물쓰레기와 더불어 재투입하여 재순환하며, 충진물에서 방출되는 배기가스는 냉각기에 의해 열교환되어 함유된 수분을 응결시켜 외부로 배출하고, 수분이 배출된 배기가스는 상기 감량조(6), 발효조(8), 후숙조(10)로 재순환되어 호기성안정화시키도록 되어 있다.
상기한 충진물은 감량조(6), 발효조(8), 후숙조(10)의 내부에서 와류형상으로 순환하면서 교반이 되고 오버플로어되어 다음 단계로 이송되도록 되어 있다.
상기한 충진물의 발효시에 생성되는 배기가스는 300∼320℃의 백금촉매에 의해 탈취되도록 되어있다.
즉, 본 실시 예의 호기성안정화 장치(1)는 상기한 감량조(6), 발효조(8), 후숙조(10)가 상자형으로 제조되어 다단으로 다수개가 연결되어 적층되도록 되어있어, 필요에 따라 선택적으로 그 갯수를 선택하여 설치할 수 있도록 된 것으로 각각은 탈부착이 가능하여 조립되도록 되어 있다.
따라서 별도의 장소(공장)에서 부분별로 각각 제조되어 현장으로 이송한 후 조립하여 완성되는 것으로 제조가 효율적으로 이루어져 생산성이 증대되도록 되어있으며, 설치장소의 환경에 따라 그 갯수(발효조의 갯수)를 선택하여 설비될 수 있도록 되어 있다.
또한 감량조(6), 발효조(8), 후숙조(10)의 내부 공간에 마련된 교반스크류(5)는 그 회전방향이 반대로 구동되어 공간부(4)에 투입된 충진물이 와류형상으로 순환하도록 되어 있어, 교반되는 시간 및 체류시간을 극대화할 수 있도록 되어 있으며, 배출구(3)로의 배출이 오버풀로어 되는 것으로 이루어져 공간부(4)에는 항상 일정한 량의 충진물이 존속하여 발효되도록 되어 있다.
상기한 감량조(6), 발효조(8), 후숙조(10)는 외부와 밀폐되어 있으며, 이를 위해 별도의 단열시스템을 장착하여 누열을 방지하도록 되어 있다.
또한 배기가스를 순환하도록 되어있어 외부배출량이 최소화되고, 이로 인해 공기량이 최소로 공급될 수 있도록 되어 있다.
상기와 같이 이루어지는 본 실시예의 호기성안정화 장치 및 방법을 이용하여 쓰레기를 호기성안정화시키는 것을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 한쌍의 교반스크류(5)를 구동하여 충진물에 대한 원활한 발효와 균질화를 위하여 각각 기어드모터를 감량조(6), 발효조(8), 후숙조(10)에 마련한 후 1시간을 기준으로 15분 가동 후 45분 정지시간을 가지며 반복적으로 운전하면 공간부(4)에 충진된 충진물이 교반과 동시에 이송되고 발효되도록 되어있다.
따라서 15분간 가동되는 교반스크류(5)에 의해 충진물이 오버플로워되어 배출구(3)로 배출되어 다음 발효조(8) 및 후숙조(10)로 이송되도록 되어 있다.
이에 따라 충진물에 대한 전체적인 이송경로를 설명하면 다음과 같다.
충진물을 투입할 준비가 되면, 가스배출브로어(13) 및 이송흡입브로어(19)의 가동을 중지하여 공간부(4)의 진공상태를 해제한 후 충진물을 충진하면, 충진물은 감량조(6)의 내부에서 1시간을 기준으로 15분간 교반되면서 이동하여 공간부(4)의 내부를 순환하고, 오버플로어 되어 그 하부에 위치한 발효조(8)로 이송이 된다.
즉, 함유중인 수분의 50∼55%가 감량되고 발효된 후 발효조(8)로 이송이 되고, 이송된 발효조(8)에서 1시간을 기준으로 15분간 교반되면서 이동하여 공간부(4)의 내부를 순환을 하고, 오버플로어 되어 그 하부에 위치한 또 다른 발효조(8) 또는 후숙조(10)로 이송이 된다.
이때 충진물은 50∼55% 발효, 소멸되도록 되어있다.
상기와 같은 경로를 통해 후숙조(10)로 이송된 충진물은 1시간을 기준으로 15분간 교반되면서 이동하여 공간부(4)의 내부를 순환하고, 일부는 오버플로어 되어 배출구(3)를 통해 외부로 배출되고, 나머지는 공급구(9)를 통해 이송관(17)을 경유하여 상기 감량조(6)로 재투입되도록 되어 있다.
이때 상기 이송관(17)의 투입호퍼(18)를 통해 새로운 충진물이 투입되어 1차 호기성안정화가 진행되고 있는 충진물과 혼합되어 투입되도록 되어 있다.
그리고 공간부(4)에 구비된 습도센서(23)는 측정된 충진물의 함수율이 20∼25%를 기준으로 온/오프 신호를 콘트롤러에 전송하도록 되어 있다.
또한 온도센서(24)에 의해 충진물의 온도를 측정하여 공간부(4)의 온도를 외부에서 인지할 수 있도록 되어 있다.
공간부(4)에서 충진물에서 방출되는 배기가스는 유기물에 의한 분해에 따라 악취의 형태로 배출되며, 상기 악취의 형태로 방출되는 배기가스는 백금촉매에 의해 탈취되도록 되어있으며, 이는 고열(300∼320℃)을 이용한 백금촉매에 의해 일부 가 제거되어 배출되도록 되어 있다.
즉, 상기 가스배출브로어(13)와 이송흡입브로어(19)는 30분을 기준으로 가동 25분, 정지 5분을 반복운전하여 배기가스를 순환하도록 되어있다.
그리고 가스배출브로어(13)와 이송흡입브로어(19)의 정지시에는 상기 열교환기로 이루어지는 냉각수단(20)를 통해 응결된 수분을 외부로 배출하도록 있다.
상기와 같은 공정을 반복적으로 수행하여 다량의 쓰레기를 연속적으로 분해 발효하여 호기성안정화를 이룰 수 있도록 되어 있으며, 안정화가 완료된 부산물은 매립되거나 퇴비로 재활용하도록 되어있다.
비록, 본 발명이 첨부된 도면을 첨부하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 하기의 특허청구범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 많은 수정 및 변경이 있을 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시 예의 호기성안정화 장치를 보인 정 단면 예시도,
도 2는 동 측 단면 예시도,
도 3은 동 평 단면 예시도,
도 4는 동 측면 예시도,
도 5는 동 개략도,
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 호기성안정화 장치, 2 : 투입구,
3 : 배출구, 4 : 공간부,
5 : 교반스크류, 6 : 감량조,
7 : 인입구, 8 : 발효조,
9 : 공급구, 10 : 후숙조,
11 : 반응수단, 12 : 배출관,
13 : 가스배출브로어, 13a : 배기관,
13b : 공급관, 14 : 배기가스순환수단,
15 : 외기공급관, 16 : 이송스크류,
17 : 이송관, 18 : 투입호퍼,
19 : 이송흡입브로어, 20 : 냉각수단,
21 : 산소공급관, 22 : 용량감지센서,
23 : 습도센서, 24 : 온도센서,
25 : 개폐문, 26 : 방출구,
27 : 연결관.
Claims (14)
- 생활폐기물에서 분리선별되어진 생분해성폐기물이 투입되는 투입구와 배출되는 배출구가 구비된 공간부를 가지며 상기 공간부에는 투입되는 쓰레기를 교반하면서 와류형상으로 순환되도록 이송시키는 한 쌍의 교반스크류가 구비되는 감량조와, 상기 감량조의 하부에 적층결합되며 상기 감량조의 배출구와 연결된 인입구와 호기반응되는 쓰레기를 배출하는 배출구가 구비된 공간부를 가지며 상기 공간부에는 투입되는 쓰레기를 교반하면서 와류형상으로 순환되도록 이송시키는 한 쌍의 교반스크류가 구비되는 발효조와, 상기 발효조의 하부에 적층결합되며 상기 발효조의 배출구와 연결된 인입구와 호기반응된 쓰레기를 외부로 배출하는 배출구와 상기 감량조의 투입구와 연결된 공급구가 구비된 공간부를 가지며 상기 공간부에는 투입되는 쓰레기를 교반하면서 와류형상으로 순환되도록 이송시키는 한 쌍의 교반스크류가 구비되는 후숙조를 가지는 반응수단과;상기 반응수단의 감량조, 발효조, 후숙조 등의 공간부에 마련되어 발생되는 배기가스를 배출하도록 된 배출관과, 상기 배출관과 연결되어 배기가스를 강제로 흡입하도록 된 가스배출브로어와, 상기 가스배출브로어의 배기관에 밸브로 연결되며 상기 반응수단의 감량조, 발효조, 후숙조 등의 공간부를 연결하며 밸브로 개폐되는 공급관을 가지는 배기가스순환수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화장치.
- 제 1항에 있어서;상기한 감량조, 발효조, 후숙조에는 상기 공간부에 외기를 공급하도록 된 외기공급관이 밸브로 개폐되도록 하여 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화장치.
- 제 1항에 있어서;상기한 감량조, 발효조, 후숙조의 인입구와 배출구는 상기 교반스크류의 교반범위의 상측에 위치하여 쓰레기가 오버플로어 되어 하측에 위치한 발효조 또는 후숙조로 이동될 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화 장치.
- 제 1항에 있어서;상기한 후숙조의 공급구와 감량조의 인입구는 내부에 이송스크류가 구비된 이송관으로 연결되며 상기 이송관에는 쓰레기가 투입되는 투입공이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화장치.
- 제 1항에 있어서;상기한 배기가스순환수단에서 상기 배출관에는 이송흡입브로어가 연결되며 상기 이송흡입브로어의 배기 측은 상기 배기관에 연결되어 있는 것을 특징으로 하 는 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화장치.
- 제 1항에 있어서;상기한 배기가스순환수단에서 상기 배기관에는 배기가스를 탈취할 수 있도록 된 백금촉매가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화장치.
- 제 1항에 있어서;상기한 배기가스순환수단에서 상기 배기관에는 열교환을 통한 냉각에 의해 배출되는 배기가스 중 수분을 응축하여 배출하도록 된 냉각수단이 구비되어있는 것을 특징으로 하는 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화장치.
- 제 1항에 있어서;상기한 배기가스순환수단에서 상기 공급관에는 밸브에 의해 개폐되는 산소공급관이 연결되어 상기 공간부로 산소를 공급할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 생활폐기물중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화장치.
- 제 1항에 있어서;상기한 배기가스순환수단에서 각 공간부에서 배출되는 배기가스는 탈취기를 거친 후 폐열과 함께 각 공간부로 재순환함으로써 열에너지를 절약하면서 호기성안정화 효율을 향상시키는 것을 특징으로 하는 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화장치.
- 제 1항에 있어서;상기한 감량조, 발효조, 후숙조의 공간부에는 용량감지센서, 습도센서, 온도센서가 구비되어있는 것을 특징으로 하는 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화장치.
- 제 1항에 있어서;상기한 발효조는 다수 개가 다단으로 적층되는 것을 특징으로 하는 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화장치.
- 선별된 생활쓰레기를 감량조에 투입되는 투입공정과, 감량조에 투입된 쓰레기를 교반 및 유기물에 의한 분해로 수분 50∼55% 감량 및 발효하는 감량단계와; 상기 감량단계를 통해 감량된 충진물(감량된 쓰레기)을 발효조에서 유입받아 교반 및 분해하여 충진물의 50∼55%를 발효하여 소멸하는 발효단계와; 상기 발효단계를 통해 발효된 충진물을 후숙조에서 유입받아 수분35%, 잔존물 10%로 후숙하는 후숙공정을 가지는 호기성안정화 방법에 있어서;상기한 후숙공정으로 통해 후숙된 충진물을 상기 감량조에 생활쓰레기와 더 불어 재투입하여 재순환하며;충진물에서 방출되는 배기가스는 냉각기에 의해 열교환되어 함유된 수분을 응결시켜 외부로 배출하고;수분이 배출된 배기가스는 상기 감량조, 발효조, 후숙조로 재순환되어 호기성안정화시키도록 된 것을 특징으로 하는 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화방법.
- 제 11항에 있어서;상기한 충진물은 감량조, 발효조, 후숙조의 내부에서 와류형상으로 순환하면서 교반이 되고 오버플로어 되어 다음 단계로 이송되도록 된 것을 특징으로 하는 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화방법.
- 제 11항에 있어서;상기한 충진물의 발효시에 생성되는 배기가스는 300∼320℃의 백금촉매에 의해 탈취되도록 된 것을 특징으로 하는 생활폐기물 중의 생분해성 폐기물의 호기성 생물학적 안정화방법.
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