KR20140072392A - 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기 또는 산업용 쓰레기에서 폐수만을 분리한 후 이 폐수만을 정화하는 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는,오존발생기에서 공급되는 오존이 지속적으로 공급되고, 외부로 부터 유입되는 폐수를 내측에 설치된 다수 개의 교반기로 고속교반시켜 오존이 폐수에 고르게 분포되어 폐수를 살균 및 탈취처리하게 하는 수처리유닛과; 상기 수처리유닛을 통과하면서 오존에 의해 살균된 폐수를 공급받아 물방울의 입자를 아주 작게 함으로써, 입자가 멀리까지 퍼지도록 하는 무화기가 무화탱크의 내측 상부에 수용되며, 무화탱크의 내벽은 무화기로부터 원주방향을 따라 소정거리 이격되도록 설치되고, 상부는 증발용 또는 탈취용 개구부가 형성된 무화유닛과; 상기 무화유닛의 내벽 하부면에 형성된 적어도 하나 이상의 토출구에 연결되며, 소정 온도의 열풍을 공급하여 무화된 미세 물방을을 증발시키도록 된 열풍유닛을 포함한다.
따라서, 고농도 폐수를 오존발생기에서 공급하는 오존으로 살균 및 탈취시키고, 미세한 입자의 물방울로 만들어 공기 중에 분포되도록 한 후 곧바로 증발할 수 있게 하여 외부로 배출되는 것이 없도록 함으로써, 별도의 처리시설이 필요치 않으며, 회수된 고형물은 완전 멸균 상태의 건조된 분말로 동물사료 및 고체연료로 재활용을 가능하게 하는 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템을 제공한다.

Description

음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템{Waste water of food treatment system}

본 발명은 음식물 쓰레기 또는 산업용 쓰레기에서 폐수만을 분리한 후 이 폐수만을 정화하는 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템에 관한 것으로, 특히, 고농도 폐수를 오존발생기에서 공급하는 오존으로 살균 및 탈취시키고, 미세한 입자의 물방울로 만들어 공기 중에 분포되도록 한 후 곧바로 증발할 수 있게 하는 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템에 관한 것이다.

최근 도시 인구가 증가하여 많은 음식물 쓰레기가 도시에서 배출된다. 이 음식물 쓰레기를 매립하는 경우 넓은 매립장이 요구되며, 음식물 쓰레기는 어느 정도 자연적으로 분해되나 시간이 오래 걸린다.

이때, 부패하여 악취가 발생하거나, 유해 미생물이 자라 번질 위험도 있다. 매립장에 음식물 쓰레기를 매립하는 것은 커다란 침출수 문제를 야기한다. 침출수는 땅을 썩게 하고, 하천의 오염을 가져온다.

한편, 음식물 쓰레기를 다른 가연성 쓰레기와 함께 소각할 수도 있다. 그러나, 음식물 쓰레기는 수분이 많아 소각온도를 떨어뜨려, 별도의 연료 소비를 요구하며, 낮은 온도에서 소각하면, 다이옥신 등 유해물질이 발생한다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 특정 미생물, 예를 들면 혐기성 미생물을 이용하여 음식물 쓰레기를 처리하는 장치가 제시되고 있다. 미생물을 이용하여 음식물 쓰레기를 처리하는 과정에서는 특별한 장치를 요구한다. 음식물 쓰레기 처리과정에서 사용하는 특정 미생물이 활동할 수 있는 조건을 잘 유지해 주어야 하므로 통상 그러한 장치는 고가이다. 또한, 특정 미생물을 이용한 방법은 다량의 음식물 쓰레기를 처리하는 것이 곤란하며, 용량 변화에 따른 완충 능력이 떨어진다. 나아가 장치를 운영하는 고급인력이 필요하고 유지보수 비용이 많이 든다. 이러한 처리 장치는 음식물로부터 추출되는 다량의 침출수를 처리하는 별도의 장치를 요구하며, 악취가 심한 문제점이 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 호기성 미생물을 이용하는 처리 플랜트가 제시되고 있다. 이 음식물 쓰레기 처리 플랜트는 혐기성 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치의 문제점을 해결할 수 있지만, 발효부산물을 숙성하는 넓은 숙성실이 필요하므로 넓은 면적이 요구된다. 이에 따라 플랜트 설비시 부지확보에 많은 비용이 지출되는 문제점이 있다.

상기한 요구에 의해 제시된 종래의 음식물 쓰레기 처리장치는 특허등록번호 ㅈ제10-0978788호 "음식물 쓰레기 처리장치의 교반유닛"에 제시되어 있다.

즉, 음식물 쓰레기를 특정의 처리장치에 넣어 교반하는 과정을 통하여 자연발효를 유도하여 음식물 쓰레기의 양을 줄이고, 이를 퇴비로서 재활용하는 방법을 제안하고 있다.

그러나, 상기 종래기술은 음식물 쓰레기 처리장치의 공기를 외부로 배출하도록 하고 있기 때문에 음식물 쓰레기의 악취가 심하여 사용자가 이를 혐오하게 되므로 생활환경을 해치는 문제가 있다.

아울러 인구가 밀집되어 있는 도시환경에서는 냄새의 영향으로 인하여 거의 사용하기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 처리장치 내부 공간의 더운 공기를 외기와 열교환을 실시함으로써, 열에너지를 회수하는 방식을 택하고는 있으나, 그렇다고 하더라도 열 회수가 충분하다고 할 수 없는 문제점이 있었다.

이러한 문제점은 다량의 에너지를 사용하는 종래 장치의 경우에는 운전비의 상승을 초래하는 큰 문제점으로 대두된다.

또한, 처리장치 내부공기의 직접방출을 회피하기 위하여 적용한 필터는 청소가 어렵고 처리장치의 운전비용을 상승시키는 직접요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

특히, 상기한 바와 같이 처리되는 음식물 쓰레기 중 음식물 폐수의 처리는 1988년부터 군산 서쪽 200Km(서해병), 포항 동쪽 125Km(동해병), 울산 남동쪽 63Km(동해정) 세 구역에 폐기물을 버리고 있으며, 런던 의정서에 비준한 개국 가운데 바다에 폐기물을 버리는 나라는 한국이 유일하다.

런던의정서는 바다에 버려지는 폐기물을 최소화하기 위해 쓰레기의 해양 투기를 금지하고 있으며, 한국은 런던의정서에 따라 2013년부터 음식물 폐수의 해양 투기가 전면 금지된다.

이에 따라, 대부분이 해양투기로 처리되던 음식물 폐수의 효과적인 처리시스템이 요구된다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 음식물 쓰레기의 고농도 폐수만을 필터링하여 효과적으로 증발시키되, 음용수를 증발시킬 때 음용수에 포함된 미세한 찌꺼기는 건조된 상태에서 적재되도록 하고, 수분만 증발되도록 하여 처리효율이 상승되게 함은 물론 음식물 찌꺼기는 사료나 연료로서 재활용되도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적은, 음식물 쓰레기 또는 산업용 쓰레기에서 폐수만을 분리한 후 이 폐수만을 정화하는 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템에 있어서, 오존발생기에서 공급되는 오존이 지속적으로 공급되고, 외부로 부터 유입되는 폐수를 내측에 설치된 다수 개의 교반기로 고속교반시켜 오존이 폐수에 고르게 분포되어 폐수를 살균 및 탈취처리하게 하는 수처리유닛과; 상기 수처리유닛를 통과하면서 오존에 의해 살균된 폐수를 공급받아 물방울의 입자를 아주 작게 함으로써, 입자가 멀리까지 퍼지도록 하는 무화기가 무화탱크의 내측 상부에 수용되며, 무화탱크의 내벽은 무화기로부터 원주방향을 따라 소정거리 이격되도록 설치되고, 상부는 증발용 또는 탈취용 개구부가 형성된 무화유닛과; 상기 무화유닛의 내벽 하부면에 형성된 적어도 하나 이상의 토출구에 연결되며, 소정 온도의 열풍을 공급하여 무화된 미세 물방을을 증발시키도록 된 열풍유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템에 의해 달성된다.

여기서, 상기 무화탱크는, 상기 내벽이 무화기로부터 원주방향을 따라 적어도 3m 이상 이격되도록 형성한다.

아울러, 상기 무화탱크의 높이는 적어도 8m 이상으로 형성하며, 상기 무화탱크의 하부는 지면으로 소정깊이 매립되게 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 무화탱크의 내벽 상, 하부에는 열풍기로부터 공급되는 열풍이 토출되는 보조토출구를 다수 개 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수처리유닛과 수처리유닛에서 무화기에 설치된 폐수공급관 중 적어도 어느 하나에 설치되어 방향제를 공급하도록 된 방향제공급유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 음식물 쓰레기에서 분리된 음식물 폐수, 산업용 쓰레기에서 분리된 고농도 폐수만을 정화처리하되, 정화과정에서 수분은 완전 증발시킴과 동시에 폐수에 포함된 고형물은 무화탱크의 바닥면으로 가라앉도록 한 후, 고형물를 별도로 수거하여 압축하여 연료로 사용하거나, 사료로 사용할 수 있게 하는 효과를 가진다.

더욱이, 기존의 폐수 처리시스템에서는 침사조, 유수분리용 가압부상조, 반응응집조 등 시설투자비 및 시설운영비가 과다하게 소요되는데 반하여 본 발명은 음식물 쓰레기 또는 산업용 쓰레기에서 분리된 폐수만을 처리하되, 수처리유닛을 통과하면서 살균과 탈취가 이루어지고, 곧바로 무화유닛으로 공급되어 증발되게 하고, 이때, 미세 물방울 입자의 증발과 고형물의 분리작업이 병행하여 이루어짐으로써, 처리시간이 단축되고 분리된 고형물은 재활용이 가능하게 되는 효과를 가진다.

즉, 이제까지 알려진 음폐수 고액 분리의 가장 경제적인 공법으로 사업장 외부로의 배출되는 것이 없도록 함으로써, 별도의 처리시설이 필요치 않으며, 회수된 고형물은 완전 멸균 상태의 건조된 분말로 동물사료로 가능하며 펠릿으로 가공하여 고체연료로 재활용이 가능한 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템의 전체 구성을 도시한 모식도.

본 발명은 음식물 쓰레기 또는 산업용 쓰레기에서 폐수만을 분리한 후 이 폐수만을 정화하는 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 구체적인 구성 및 작용을 첨부된 도면 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 음식물 쓰레기 또는 산업용 쓰레기에서 폐수만을 분리하여 얻어진 폐수는 수처리유닛(110)으로 유입되어 살균 및 탈취공정이 끝난 후 후단에 설치되는 무화유닛(116)으로 공급된다.

상기 수처리유닛(110)에서 배출되는 폐수는 수처리유닛(110)의 내부에 설치된 교반기에 의하여 지속적이고 고속으로 교반되며, 이때, 수처리유닛(110)에 인접설치된 오존발생기(112)에서는 수처리유닛(110)의 내부로 오존을 지속적으로 공급하여 폐수를 완전 멸균시키고, 폐수에 함유된 악취를 탈취처리하게 된다.

상기한 바와 같이 살균과 탈취가 이루어진 폐수는 수처리유닛(110)과 수처리유닛(110)에서 무화기(120) 사이에 설치되어 무화기(120)로 폐수를 공급하도록 된 폐수공급관(114)을 통해 무화유닛(116)의 무화탱크(118) 내부에 설치된 무화기(120)로 공급된다.

이때, 상기 수처리유닛(110)과 폐수공급관(114) 중 적어도 어느 하나에는 방향제공급유닛(126)을 설치하여 소정량의 방향제가 폐수에 포함되도록 함으로써, 폐수에 잔존하여 발생하는 악취를 다시 한번 탈취시키도록 한다.

한편, 상기 폐수공급관(114)을 통해 무화유닛(116)의 무화기(120)로 공급되는 폐수는 무화기(120)에 의해 미세한 입자의 물방울로 무화된다.

여기서, 상기 무화유닛(116)은, 무화탱크(118)와 무화기(120)로 구성되는 바, 상기 무화탱크(118)의 내벽(118a)은 무화기(120)를 중심으로 원주방향을 따라 적어도 3m 이상 이격된 거리를 유지하여야 하며, 무화탱크(118)의 높이는 적어도 8m 이상으로 제작설치되어야 한다.

이때, 상기 무화탱크(118) 내부에 설치되는 무화기(120)는 무화탱크(118)의 상부에 위치되도록 함으로써, 무화기(120)에서 무화된 미세 물방울 입자가 무화기(120)를 중심으로 멀리 퍼진 후 자유낙하할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기 무화탱크(118)의 상부에는 무화된 미세 물방울 입자가 증발되면서 공기중으로 부유할 수 있게 하며, 미세 물방울 입자가 증발하면서 발생시키는 미미한 악취가 공기중으로 날아갈 수 있도록 개구부(122)를 형성된다.

한편, 상기한 바와 같이 무화탱크(118) 내부의 무화기(120)에서 미세 물방울 입자가 비산하여 공기 중에서 자유낙하할 때, 상기 미세 물방울 입자가 즉시 증발할 수 있도록 무화탱크(118)의 하부 소정위치에서는 열풍이 상향으로 송풍되는 바, 상기 열풍은 무화유닛(116)에 인접설치된 열풍유닛(124)으로부터 공급되는 열풍이 무화탱크(118) 하부에 형성된 다수 개의 토출구(118b)를 통하여 공급되는 것이다.

즉, 상기 무화기(120)에 의하여 공기 중에 비산하여 낙하하는 미세한 물방울 입자는 열풍유닛(124)에 의해 무화탱크(118)의 하부에서 상부로 송풍되는 열풍에 그대로 노출되므로, 기화현상이 즉각적으로 발생하고, 이에 따라, 기화된 수증기는 개구부(122)를 통하여 외부로 배출되며, 미세 물방울 입자에 포함된 고형물은 서서히 자유낙하하여 무화탱크(118)의 바닥면에 적층된다.

여기서, 상기 미세 물방울 입자 및 고형물이 무화탱크(118) 하부에 형성된 토출구(118b)로부터 송풍되는 열풍에 의하여 무화탱크(118) 내부에서 휘날리면서 무화탱크(118) 내벽(118a)에 접촉하여 부착되는 것을 방지하기 위하여 상기한 바와 같이 무화탱크(118)의 내벽(118a)과 무화기(120)는 최소거리를 유지하게 하며, 더불어, 무화탱크(118) 내벽(118a)에도 다수 개의 보조토출구(118c)를 형성하여 열풍유닛(124)의 열풍이 보조토출구(118c)로도 송풍될 수 있도록 함으로써, 무화탱크(118) 내부의 온도를 상승시킴은 물론 고형물 및 미세 물방울 입자가 무화탱크(118) 내벽(118a)에 접촉하는 것을 미연에 방지하도록 하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 무화탱크(118)의 높이를 적어도 8m 이상으로 형성함으로써, 미세 물방울 입자의 최대 낙하거리를 확보하여 완벽한 증발이 유도될 수 있도록 하며, 상기한 바와 같이 무화탱크(118)의 높이가 8m 이상으로 제작된 무화탱크(118) 및 부속장비의 관리와 점검을 위해서는 무화탱크(118)의 하부가 지면에 소정깊이로 매립되게 하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명은 완전 멸균, 살균 및 탈취된 폐수가 무화탱크(118) 내부의 무화기(120)를 통하여 미세 물방울 입자로 변환되고, 이 미세 물방울 입자가 8m 이상 되는 높이에서 자유낙하하도록 하되, 무화탱크(118) 하부에서 소정 온도의 열풍이 상향으로 송풍되게 함으로써, 미세 물방울 입자가 곧바로 기화될 수 있게 하고, 미세 물방울 입자에 포함되었던 고형물은 무화탱크(118)의 바닥면으로 가라앉아 적층되게 하여 본 발명의 처리시스템에서 외부로 배출되는 폐수를 완전 제로(zero)화 함은 물론 고형물은 동물의 사료로 사용하거나 팰릿으로 압축하여 연료로 재활용할 수 있게 할 수 있다.

110 : 수처리유닛 112 : 오존발생기
114 : 폐수공급관 116 : 무화유닛
118 : 무화탱크 120 : 무화기
122 : 개구부 124 : 열풍유닛
126 : 방향제공급유닛

Claims (6)

1. 음식물 쓰레기 또는 산업용 쓰레기에서 폐수만을 분리한 후 이 폐수만을 정화하는 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템에 있어서,
   오존발생기에서 공급되는 오존이 지속적으로 공급되고, 외부로 부터 유입되는 폐수를 내측에 설치된 다수 개의 교반기로 고속교반시켜 오존이 폐수에 고르게 분포되어 폐수를 살균 및 탈취처리하게 하는 수처리유닛과;
   상기 수처리유닛으로 오존을 공급하여 폐수를 살균 및 탈취처리하는 오존발생기와;
   상기 수처리유닛을 통과하면서 오존에 의해 살균된 폐수를 공급받아 물방울의 입자를 아주 작게 함으로써, 입자가 멀리까지 퍼지도록 하는 무화기가 무화탱크의 내측 상부에 수용되며, 무화탱크의 내벽은 무화기로부터 원주방향을 따라 소정거리 이격되도록 설치되고, 상부는 증발용 또는 탈취용 개구부가 형성된 무화유닛과;
   상기 무화유닛의 내벽 하부면에 형성된 적어도 하나 이상의 토출구에 연결되며, 소정 온도의 열풍을 공급하여 무화된 미세 물방을을 증발시키도록 된 열풍유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 무화탱크는,
   상기 내벽이 무화기로부터 원주방향을 따라 적어도 3m 이상 이격되도록 형성된 것을 특징으로 하는 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 무화탱크의 높이는 적어도 8m 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 무화탱크의 하부는 지면으로 소정깊이 매립되는 것을 특징으로 하는 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 무화탱크의 내벽 상, 하부에는 열풍기로부터 공급되는 열풍이 토출되는 보조토출구가 다수 개 형성된 것을 특징으로 하는 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 수처리유닛과 수처리유닛에서 무화기에 설치된 폐수공급관 중 적어도 어느 하나에 설치되어 방향제를 공급하도록 된 방향제공급유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 폐수 또는 고농도 폐수 처리시스템.

Images