KR20150037788A - Method for treatment of food waste - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for treating food waste. More specifically, the method comprises: crushing collected food waste, dehydrating the food waste in which foreign substances are separated and processed, processing dehydrated cake for composting, methane fermentation, alcoholic fermentation or feed, reacting wastewater which is dewatering filtrate with lime and fly ash, injecting pre-dry distilled fiber powder into an insoluble material converted by adding a water-soluble organic matter, a liquid organic matter, and salt in water, mixing the pre-dry distilled fiber powder and the insoluble material, removing a solid matter by coagulating and precipitating the mixture, and treating the food waste by aerobic biological treatment.

Description

음식물쓰레기를 처리하는 방법{Method for treatment of food waste}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for treating food waste,

본 발명은 음식물쓰레기를 처리하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수거된 음식물쓰레기를 파쇄 및 이물질을 분리처리한 것을 탈수처리하여 탈수된 탈수케이크는 퇴비화, 메테인발효, 알코올발효 또는 사료화를 하고, 탈수 여액인 폐수는 석회와 석탄회(Fly ash)를 반응시켜 수용성 유기물, 액상유기물과 염분을 물에 불용성 물질로 전환한 것에 건류전섬유소분말(乾溜前纖維素粉末)을 주입하여 혼화한 후 응집·침전하여 고형물을 제거한 다음, 호기성 생물학처리에 의해서 음식물쓰레기를 처리하는 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method of treating food waste, and more particularly, to a method of treating food waste, which comprises subjecting collected food waste to crushing and separating foreign matters, and subjecting the dehydrated cake to composting, methane fermentation, alcohol fermentation, , Wastewater which is a dehydrated filtrate is reacted with lime and fly ash to convert water soluble organic matter, liquid organic matter and salt into insoluble matter, and it is mixed with pre-dry cellulosic powder (dry pre-distillation fibrinogen powder) ≪ RTI ID = 0.0 > a < / RTI > method of treating food waste by aerobic biologic treatment.

음식물쓰레기는 유기물농도가 높으면서 함수율이 높아 탈수처리 후 탈수 여액은 오염물질의 농도가 높아서 2012년 말까지는 대부분 해양투기를 함으로서 해역의 오염을 야기하는 문제점이 있었으며, 탈수케이크는 퇴비화를 하였으나 염분농도가 높아서 작물의 염해를 야기하는 문제가 있어서 양질의 퇴비를 생산할 수 없는 문제점이 있었다. 그래서 음식물쓰레기 탈수 여액을 혐기성 메테인발효, 하수병합처리를 시도하였으나, 음식물쓰레기 중에는 지방산 함량이 높아서 미생물의 집단(Colony)을 응집 및 표면의 코팅(Coating)현상을 야기시켜 처리효율을 떨어뜨리는 문제가 있어 적용할 수 없었으며, 그리고 음식물쓰레기를 쓰레기소각로 등에서 산업쓰레기와 함께 분무소각을 시도하였으나, 소각 시 음식물쓰레기에 함유된 염소성분과 유기물질이 반응하여 다이옥신(Dioxine)과 같은 2차 오염물질이 배출되는 문제점이 있었다. Food waste has a high water content with a high concentration of organic matter, and the dehydration filtrate after the dehydration treatment has a high concentration of contaminants. Therefore, there is a problem that the dehydration cake is composted by the end of 2012, There is a problem that it causes salting of the crop and there is a problem that the compost of good quality can not be produced. Therefore, it has been attempted to perform the fermentation of anaerobic methane fermentation and sewage in the food waste dehydration filtrate, but the food waste has a high fatty acid content, which causes coagulation of microorganisms and coating of the surface, And the food waste was tried to be incinerated together with the industrial waste in the incinerator of the garbage incinerator. However, when the incinerator is incinerated, the chlorine component contained in the food garbage reacts with the organic substance and the second contaminant such as dioxin There has been a problem of being discharged.

2013년부터 유기성 폐기물과 같은 오염물질을 국제협약에 의해서 해양투기가 금지되었기 때문에 음식물쓰레기와 같은 고농도 유기성 폐기물을 합리적으로 처리할 수 있는 방안이 강구되어야 하는 실정에 있다.Since 2013, international dumping of pollutants such as organic wastes has been banned by the International Convention, there is a need to find ways to rationalize treatment of high concentration organic wastes such as food wastes.

특허문헌 1, 대한민국 특허등록번호 제10-0356966호의 경우는, 음식물쓰레기와 축산분뇨를 전처리 후 메테인발효방법에 의해서 처리하는 방법이 제시되어 있으나, 지방산과 염분의 영향으로 메테인발효처리 효율이 낮으면서, 발효처리액 중에는 암모니아성 질소(窒素)와 수용성 인(燐) 성분의 농도가 높아 희석수를 사용하지 않고서는 효율적으로 탈질·탈인 처리를 할 수 없는 문제점과 탈질·탈인 처리를 위해서는 시설비와 운전비가 높은 문제가 있다.In the case of Patent Document 1 and Korean Patent Registration No. 10-0356966, there is proposed a method of treating food waste and livestock manure by pretreatment and methane fermentation method, but the efficiency of methane fermentation treatment The concentration of ammonia nitrogen and water-soluble phosphorus is high in the fermentation treatment liquid. Therefore, it is not possible to efficiently perform denitrification and denitrification without using dilute water, and in order to perform denitrification and denitrification, And the driving ratio is high.

특허문헌 2, 대한민국 특허등록번호 제10-0587235호에서는, 축산분뇨, 음식물쓰레기와 같은 유기성 폐기물을 건조기 내부에서 상온 75∼85℃의 온도로 4시간 동안 발효하면서 건조한 것에 생석회와 제올라이트를 혼합한 다음 성형한 것을 냉각하여 퇴비를 제조하는 방법이 제시되어 있으나, 유기성 폐기물을 건조기 내부에서 상온 75∼85℃의 온도로 4시간 동안 발효하여서는 양질의 퇴비가 될 수 없으면서 건조비용이 높은 등의 문제점이 있다.In Patent Document 2 and Korean Patent Registration No. 10-0587235, organic waste such as livestock manure or food waste is fermented at a temperature of 75 to 85 ° C for 4 hours in a drier, and then dried and mixed with quicklime and zeolite There is a problem in that when the organic waste is fermented in the dryer at a temperature of 75 to 85 캜 for 4 hours, the compost can not be produced in good quality and the drying cost is high .

특허문헌 3, 유기폐기물의 퇴비화처리 방법 및 그 장치(有機廢棄物の堆肥化處理方法およびその裝置)에서는, 가축의 분뇨나 음식물쓰레기 등의 유기폐기물을 열풍을 이용하여 증발 건조한 것을 발효하여 퇴비화하는 방법이 제시되어 있으나, 건조비용 때문에 처리비용이 높게 소요되는 문제점이 있으면서, 음식물쓰레기의 경우 염분농도가 높기 때문에 양질의 퇴비가 생산될 수 없는 문제점이 있다. In Patent Document 3, a method and apparatus for composting organic wastes (organic wastes composting method and apparatus), organic wastes such as animal feces and food wastes are evaporated and dried by hot air to be fermented and composted However, there is a problem that the disposal cost is high due to the drying cost, and the food waste has a high salt concentration, so that there is a problem that good quality compost can not be produced.

특허문헌 4, 대한민국 특허등록번호 제10-1106129호에서는, 음식물쓰레기, 축산분뇨나 식품폐기물과 같이 염분을 함유한 유기성 폐기물을 전기추출법에 의한 탈염방법이 제시되어 있으며, 이 탈염방법은 지금까지 염분을 함유한 유기성 폐기물의 탈염기술 중에서 우수한 기술로 사료되어, 본 발명에서도 탈염공정은 특허문헌 4의 기술을 이용할 수 있다.Patent Document 4 and Korean Patent Registration No. 10-1106129 disclose a desalination method using an electrical extraction method for organic wastes containing salt such as food waste, livestock manure or food waste, , And the desalination process of the present invention can utilize the technique of Patent Document 4 in the present invention.

비특허문헌 1, '지렁이를 이용한 음식물처리의 국내외 동향'에서는 음식물쓰레기를 지렁이를 사육하여 처리하는 방안이 제시되어 있으나, 지렁이 사육에 의한 음식물쓰레기처리에서는 넓은 부지와 운영관비가 많이 들어가는 문제점이 있으며, 이 이외에도 여러 문제점이 있어 널리 보급되지 못하고 있는 실정에 있다. Non-Patent Document 1, "Domestic and Foreign Trends of Food Processing Using Earthworms", suggests a method of breeding and treating earthworms with earthworms, but there is a problem in that a lot of land and operating expenses are involved in the processing of food wastes by earthworm rearing , There are other problems as well, and it is not widely available.

비특허문헌 2, '우리나라의 음식물쓰레기처리 방법의 개관'에서는 현재까지 국내의 음식물쓰레기처리 현황과 특성을 제시한 기술로 종래기술을 설명한 자료에 지나지 않는다.Non-Patent Document 2, "Overview of Food Waste Disposal Method in Korea", is a technology that present the present state and characteristics of domestic food waste disposal to date, and it is merely data that explains the prior art.

이외에도 특허문헌과 비특허문헌의 다양한 자료가 제시되어 있으나, 음식물쓰레기를 합리적으로 처리할 수 기술이 제시되어 있지 않다.In addition, a variety of data from patent documents and non-patent documents are presented, but no technology for reasonably processing food waste has been proposed.

대한민국 특허등록번호 제10-0356966호, 음식물쓰레기와 축산분뇨의 통합 소화처리장치 및 방법, 2002년 10월 04일Korean Patent Registration No. 10-0356966, Integrated Digestion Treatment Device and Method of Food Waste and Livestock Manure, October 04, 2002 대한민국 특허등록번호 제10-0587235호, 유기성 폐기물을 이용한 퇴비의 제조방법 및 그 퇴비, 2006년 05월 30일Korean Patent Registration No. 10-0587235, Method of Manufacturing Compost Using Organic Waste, and Manure Compost, May 30, 2006 일본특허공개번호 제2009-167063호, 유기폐기물의 퇴비화처리 방법 및 그 장치(有機廢棄物の堆肥化處理方法およびその裝置), 2009년 07월 30일Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-167063, a method and apparatus for composting organic wastes (composting method and apparatus for organic wastes), July 30, 2009 대한민국 특허등록번호 제10-1106129호, 염분을 함유한 유기성 폐기물의 탈염장치, 2012년 01월 09일Korea Patent Registration No. 10-1106129, desalination apparatus for saline-containing organic waste, January 09, 2012

최훈근, 지렁이를 이용한 음식물처리의 국내외 동향, 국립환경연구원, 음식물쓰레기 줄이기 공동발표회 자료, 1998년 06월   Choi, Hoon Keun, Trends in Food Processing Using Earthworms, National Institute for Environmental Studies, Joint Conference on Reduction of Food Waste, June 1998 박진서·차동원·서승직, 우리나라의 음식물쓰레기처리 방법의 개관, 대한설비공학회 2009년 대한설비공학회 하계학술발표회 논문집, pp. 427∼432   Park, Jin - Seo, Cha Dong - Won, Se - Seung Jik, An Overview of Food Waste Treatment Methods in Korea, Korea Society of Applied Environment,. 427-432

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하려는 기술로서, 음식물쓰레기를 탈수처리하여 탈수된 탈수케이크는 퇴비화, 메테인발효, 알코올발효 또는 사료화를 하고, 탈수 여액인 폐수는 석회, 석탄회(石炭灰) 및 건류전섬유소분말(乾溜前纖維素粉末)을 반응시켜 수용성 유기물, 액상의 유기물과 염분을 물에 불용성인 고형물질로 전환한 다음 응집·침전하여 고형물을 제거한 다음, 오염부하와 염분농도를 저감시켜 고도로 폐수처리를 할 수 있는 음식물쓰레기처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a method for solving the problems of the prior art, wherein the dehydrated cake is subjected to composting, methane fermentation, alcohol fermentation or feed conversion, the wastewater being a dehydrated filtrate is lime, coal ash, And pre-dry cellulosic powder (dry pre-distillation fibrinogen powder) to convert the water-soluble organic matter, liquid organic matter and salt into a solid material insoluble in water, then aggregate and precipitate to remove solid matter, and then reduce pollution load and salt concentration And to provide a food waste disposal method capable of highly wastewater treatment.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 음식물쓰레기를 처리하는 방법에 있어서, 상기 음식물쓰레기가 투입조에 투입되면 파쇄 및 이물질을 제거한 것을 탈수처리하여 탈수케이크는 퇴비화공정, 메테인발효공정, 알코올발효공정 또는 사료화공정으로 보내고, 탈수 여액에는 석회, 석탄회(Fly ash)와 건류전섬유소분말(Pre-dry distilled fiber powder)을 반응시켜 수용성 유기물, 액상유기물과 염분을 물에 불용성인 고형물질로 전환한 후 응집·침전하여 고형물질을 제거한 다음 중화처리한 폐수는 호기성 생물학 처리공정으로 보내는 전처리단계와, 상기 중화처리한 폐수는 호기성 생물학처리, 살균·여과처리를 하여 방류하는 폐수처리단계와, 상기 탈수케이크를 액화처리 후 호기성 발효를 한 발효액에 석회와 석탄회를 주입하여 수용성 염분을 물에 불용성 물질로 전환하여 염분을 제거한 다음, 퇴비화하는 퇴비화단계와, 상기 탈수케이크를 액화 처리한 다음 산 발효와 메테인발효를 하여 메테인가스를 생산하는 메테인발효단계와, 상기 탈수케이크를 당화처리한 다음 알코올발효를 하여 에탄올을 생산하는 알코올발효단계와, 상기 탈수케이크를 고온발효하여 액화된 발효액에 단미사료를 공급하여 사료를 만드는 사료화단계와, 상기 호기성 생물학처리공정에서 배출되는 잉여오니를 이용하여 각 처리공정에서 발생하는 악취발생물질을 포집하여 생물학처리에 의해서 탈취처리하는 탈취처리단계로 구성하는 것에 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of treating food waste, wherein when the food waste is put into a feed tank, the cake is crushed and debris is removed, and the dehydrated cake is subjected to a composting process, a methane fermentation process, Or feedstuff process. The dehydrated filtrate is converted into a solid material in which water-soluble organic substances, liquid organic substances and salts are insoluble in water by reacting lime, fly ash and pre-dry distilled fiber powder A pretreatment step in which the neutralized wastewater after coagulation and sedimentation is removed and then neutralized is sent to an aerobic biological treatment process, a wastewater treatment step in which the neutralized wastewater is subjected to aerobic biological treatment, sterilization and filtration treatment, After liquefaction treatment, lime and fly ash were injected into aerobic fermentation broth and water soluble salt was added to water A methane fermentation step of liquefying the dehydrated cake, followed by acid fermentation and methane fermentation to produce methane gas, and a step of subjecting the dehydrated cake to a saccharification treatment A fermentation step of fermenting alcohol to produce ethanol, a step of feeding the fermented broth to fermented liquor by fermenting the dewatered cake at a high temperature to produce feeds, and a step of using excess sludge discharged from the aerobic biological treatment process And a deodorizing process step of collecting the odor generating substances generated in the respective process steps and deodorizing the deodorizing process by biological treatment.

유기물 및 염분의 농도가 높은 음식물쓰레기는 합리적인 처리방법이 없어 2012년 말까지는 해양투기를 하였으나, 해양오염을 가중시켜 국제협약에 의해서 2013년부터 해양투기가 금지되었으나, 현재까지는 합리적인 처리방법이 없는 실정에 있다. 그래서 본 발명에서는 석회를 사용하여 수용성 유기물과 액체상태의 유기물을 고상의 유기물을 물에 불용성 유기물로 전환하면서 폐수의 오염부하를 낮게 함으로서 폐수를 고도처리할 수 있으면서 탈수된 케이크는 효율적으로 퇴비화, 메테인발효, 알코올발효 또는 사료화를 하여 유가의 부산물을 생산할 수 있는 효과가 있기 때문에 앞으로 음식물쓰레기처리에 널리 이용될 것으로 기대된다.Food waste with a high concentration of organic matter and salt is not disposed of reasonably because there is no rational treatment method, but the marine dumping was done until the end of 2012. However, since marine dumping was prohibited by international agreements by 2013, . Thus, in the present invention, water-soluble organic matter and liquid organic matter are converted into insoluble organic matter by using lime to lower the pollution load of the wastewater, so that the wastewater can be highly treated and the dehydrated cake can be effectively composted, It is expected to be widely used for food waste disposal in the future because it has the effect of producing by-products of oil prices by plowing, alcohol fermentation or feed conversion.

도 1은 음식쓰레기처리공정도
도 2는 전처리공정도
도 3은 호기성 생물학처리공정도
도 4는 퇴비화공정도
도 5는 메테인발효공정도
도 6은 알코올발효처리공정도
도 7은 사료화공정도
도 8은 탈취처리공정도
도 9는 대기압 하에서 온도 변화에 따른 수중에 산소의 용해도표
도 10은 온도와 압력의 변화에 따른 수중에 산소의 용해도표
도 11은 생산된 퇴비를 딸기재배용 화분에 주입하고, 딸기를 재배한 사진
Fig. 1 is a view showing a food waste disposal process
Fig. 2 is a view showing a pre-
FIG. 3 is a graph showing the aerobic biological treatment process
Figure 4 shows the composting process
Figure 5 shows the methane fermentation process
Fig. 6 is a view showing an alcohol fermentation process
Fig. 7 is a diagram
Fig. 8 is a flowchart
9 is a graph showing the dissolution diagram of oxygen in water under atmospheric pressure
Figure 10 shows the dissolution diagram of oxygen in water with changes in temperature and pressure
Fig. 11 is a photograph showing the growth of strawberries by injecting the produced compost into the strawberry cultivation pot

먼저, 본 발명의 배경을 설명하면, 음식물쓰레기는 쉽게 부패(腐敗)하면서 악취발생이 심하며, 탈수한 탈수 여액인 폐수는 오염부하와 염분농도가 높으면서 액상의 불포화지방 농도가 높아서 폐수처리가 용이하지 않으며, 또한, 염분농도가 높아 탈수케이크를 퇴비화가 곤란한 등 다양한 문제가 있다.First, the background of the present invention will be described. The food waste is easily corroded to cause bad odor, and the wastewater as the dehydrated dehydrated filtrate has high pollution load and salt concentration, and the concentration of unsaturated fat in the liquid is high, In addition, there are various problems such as difficulty in composting the dehydrated cake because of high salt concentration.

그래서 본 발명에서는 탈수 여액인 폐수의 오염부하와 염분농도가 높은 문제를 해결하기 위해서 석회(石灰), 석탄회(Fly-ash)와 건류전섬유소분말(Pre-dry distilled fiber powder)을 주입하여 수용성 및 액상의 유기물을 석회와 반응하여 물에 불용성인 칼슘염으로 전환하여 폐수의 오염부하를 감소하도록 하면서, 또한, 염분도 물에 불용성 염으로 처리하고, 그리고 건류전섬유소분말(Pre-dry distilled fiber powder)을 주입하여 혼화(混化)하면서 수용성 오염물질을 흡착한 다음 응집·침전하여 고형물질을 제거한 폐수는 고도처리가 가능하도록 하였으며, 탈수한 탈수케이크는 수분을 제거하여 처리용량이 감소하게 되어 퇴비화, 메테인발효, 알코올발효 또는 사료화를 하였을 때 시설비 및 운전비용을 저감토록 하였다. 또한, 퇴비화의 경우는, 문제가 되는 염분을 제거하여 양질의 퇴비를 생산할 수 있도록 하였다.Therefore, in order to solve the problem of high contamination load and salt concentration of wastewater, which is a dehydration filtrate, lime, fly ash and pre-dry distilled fiber powder are injected to obtain water- The present invention relates to a method for treating waste water, comprising the steps of treating a liquid organic material with lime and converting it into a calcium salt insoluble in water to reduce pollution load of wastewater, treating salinity with an insoluble salt, The water was removed and the treated capacity was decreased. As a result, the dehydrated cake was dehydrated and the treated capacity was decreased, so that the composting, Methane fermentation, alcohol fermentation, or feed conversion. Also, in the case of composting, it is possible to produce good quality compost by removing the salinity which is a problem.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 중심으로 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

Ⅰ. 전처리단계Ⅰ. Preprocessing step

음식물쓰레기가 투입조에 유입되면 이물질의 분리제거와 대형물질을 파쇄기에서 파쇄처리한 것을 탈수공정으로 보내어 탈수된 탈수케이크는 알코올발효공정, 퇴비화공정, 메테인발효공정, 알코올발효공정 또는 사료화공정으로 보내고, 탈수 여액에는 석회, 석탄회 및 건류전섬유소분말을 주입하여 수용성 유기물과 액상 유기물을 칼슘과 반응하여 물에 불용성인 물질로 전환하고, 수용성 오염물질이 건류전섬유소에 흡착되면서 수용성인 염분도 불용성 염으로 전환한 것을 응집·침전하여 고형물질을 제거한 다음, 폐수는 호기성 생물학처리공정으로 보낸다.
When the food waste flows into the feed tank, the separation and removal of foreign substances and the crushing process of the large material are sent to the dehydration process, and the dehydrated dehydrated cake is sent to the alcohol fermentation process, composting process, methane fermentation process, alcohol fermentation process or feed conversion process , Lime, fly ash, and pre-dried fibrin powder are injected into the dehydrated filtrate to convert the water-soluble organic matter and the liquid organic matter into calcium-reacting substance to be insoluble in water, and the water-soluble pollutant is adsorbed on the pre- After the conversion, the solid matter is removed by coagulation and precipitation, and the wastewater is sent to the aerobic biological treatment process.

1. 이물질제거 및 파쇄공정 1. Removal and crushing process

음식물쓰레기가 투입조에 투입되면 악취발생을 억제하기 위해서 호기성 생물학처리공정의 잉여오니와 탈취처리공정의 생물학처리 탈취액을 살포한 다음, 유리파편, 돌멩이, 비닐(Vinyl)이나 플라스틱(Pastic), 나무 조각, 패각(貝殼), 동물의 뼈와 같은 이물질의 분리제거와 대형물질은 파쇄기에서 파쇄한 다음, 1차 탈수공정으로 보낸다.
When garbage is put into the input tank, the surplus sludge from the aerobic biological treatment process and the biological deodorizing solution from the deodorization process are sprayed to suppress the generation of odor, and then the glass debris, stone, vinyl, Removal of foreign matter such as sculptures, shells, and animal bones, and bulk materials are broken in a crusher and then sent to the primary dehydration process.

2. 1차 탈수공정2. Primary dehydration process

이물질의 분리제거와 파쇄한 음식물쓰레기는 1차 탈수공정에 공급되면, 탈수처리된 탈수케이크는 퇴비화공정, 메테인발효공정, 알코올발효공정 또는 사료화공정으로 보내고, 탈수 여액인 폐수는 탈수 여액은 반응조(1)로 보낸다.The dehydrated cake is sent to the composting process, the methane fermentation process, the alcohol fermentation process or the feed process, and the dehydrated filtrate is sent to the dehydrated cake, (1).

상기 1차 탈수공정의 탈수기는, 원심탈수기(Centrifugal dehydrator), 스크루 프레스(Screw press), 진공탈수기(Vacuum dehydrator), 벨트 프레스(Belt press), 진동스크린(Vibrating screen) 또는 회전식 트롬멜 스크린(Trommel screen) 중에서 한 종류를 선택하여 사용할 수 있으며, 이 중에서 원심탈수기 또는 스크루 프레스를 사용하는 것이 바람직하지만, 본 발명에서 1차 탈수공정의 탈수기 종류는 특별히 제한하지는 않는다.
The dehydrator of the primary dehydration process may be a centrifugal dehydrator, a screw press, a vacuum dehydrator, a belt press, a vibrating screen, or a rotary Trommel screen screen. Of these, it is preferable to use a centrifugal dehydrator or a screw press. However, in the present invention, the dehydrator type of the primary dehydration process is not particularly limited.

3. 반응공정3. Reaction Process

상기 1차 탈수공정의 탈수 여액이 반응조(1)에 공급되면, 반응조 교반기(2)로 180∼360rpm으로 교반하면서 석회와 석탄회(Fly ash)를 주입하고, 30∼60분간 반응한 반응물은 혼화조(3)로 보낸다. 반응조 교반기(2)는 프로펠러형(Propeller type)을 사용한다. When the dehydrated filtrate of the primary dehydration process is supplied to the reaction tank 1, lime and fly ash are poured into the reaction tank stirrer 2 at 180 to 360 rpm while the reaction product is reacted for 30 to 60 minutes, (3). The reactor agitator (2) uses a propeller type.

음식물쓰레기 탈수 여액에 석회와 석탄회를 주입하고 반응을 시키면, 올레산(Oleic acid), 리놀레산(Linoleic acid), 리놀산(Linolic acid), 아라키돈산(Arachidonic acid), 팔미트산(Palmitic acid), 스테아르산(Stearic acid)과 같은 고급지방산(Higher fatty acid), 글리세리드(Glyceride)와 같은 지방산 에스테르(Fatty acid ester), 아미노산(Amino acid), 인산 이온과 같은 수용성 오염물질의 일부와 반응하여 물에 불용성인 칼슘염으로 전환된다.Lime and coal fly ash is added to the dehydrated food waste and the reaction is carried out. Oleic acid, linoleic acid, linolic acid, arachidonic acid, palmitic acid, stearic acid It reacts with a part of a water-soluble contaminant such as a fatty acid ester such as a higher fatty acid such as stearic acid, a fatty acid ester such as a glyceride, an amino acid or a phosphate ion, Calcium salt.

2R-COOH(고급지방산) + Ca(OH)2 → (R-COO)2Ca↓ + 2H2O ………(1)2R-COOH (higher fatty acid) + Ca (OH) 2 → (R-COO) 2 Ca ↓ + 2H 2 O ... ... (One)

여기서 R은 고급지방산 또는 아미노산의 기체(基體)이다.Wherein R is a base of a higher fatty acid or amino acid.

인산성분은 수산화칼슘과 반응하여 물에 불용성인 인산염으로 처리된다.The phosphoric acid component reacts with calcium hydroxide and is treated with phosphate insoluble in water.

Ca(OH)2 + H3PO4 → CaHPO4 + 2H2O …………………………………(2) Ca (OH) 2 + H 3 PO 4 → CaHPO4 + 2H 2 O ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (2)

석탄회(Fly ash)는 암모니아(NH3), 유화수소(H2S), 메틸메르캅탄(Methyl mercaptan), 트리메틸아민(Trimethylamine), 휘발성 유기산(Volatile organic acid)과 같은 악취발생물질을 흡착하는 능력이 우수하여 악취발생을 줄이는 특성이 있다. 또한, 소석회(Ca(OH)2)도 유화수소(H2S)와 같은 악취발생물질을 다음 반응식 (3)에서와 같이 물에 불용성이면서 비휘발성 물질인 유화칼슘(CaS)으로 전환하여 악취발생을 줄이게 된다.Fly ash has the ability to adsorb odor generating substances such as ammonia (NH 3 ), hydrogen sulfide (H 2 S), methyl mercaptan, trimethylamine, and volatile organic acid And thus has a characteristic of reducing odor generation. In addition, the calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) also converts odor generating substances such as hydrogen sulfide (H 2 S) into water-insoluble and nonvolatile calcium sulfate (CaS) .

Ca(OH)2 + H2S → CaS + 2H2O ………………………………………………(3)Ca (OH) 2 + H 2 S? CaS + 2H 2 O ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (3)

그리고 석탄회(Fly ash)는 활성화된 SiO2와 Al2O3와 같은 포졸란 물질(Pozzolanic material)이 다량 함유되어 있으며, 이 포졸란 물질은 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 포졸란반응(Pozzolanic reaction)을 하여 알류미늄산칼슘수화물(Calcium Aluminate hydrates, 3CaO·Al2O3·6H2O)과 규산칼슘수화물(Calcium silicate hydrates, 3CaO·2SiO2·3H2O)을 생성한다.Fly ash contains a large amount of pozzolanic material such as activated SiO 2 and Al 2 O 3. This pozzolanic substance is converted to calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) and pozzolanic reaction (Calcium aluminate hydrates, 3CaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O) and calcium silicate hydrates (3CaO · 2SiO 2 · 3H 2 O).

3Ca(OH)2 + Al2O3 + 3H2O → 3CaO·Al2O3·6H2O …………………………(4) 3Ca (OH) 2 + Al 2 O 3 + 3H 2 O → 3CaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (4)

3Ca(OH)2 + 2SiO2 + 6H2O → 3CaO·2SiO2·3H2O ………………………(5) 3Ca (OH) 2 + 2SiO 2 + 6H 2 O → 3CaO · 2SiO 2 · 3H 2 O ... ... ... ... ... ... ... ... ... (5)

그리고 상기 반응식 (4)에서 생성된 알류미늄산칼슘수화물(3CaO·Al2O3·6H2O)은 수중의 염소 이온(Cl-)과 다음 반응식 (6)에서와 같이 물에 불용성인 프리델씨염(Friedel's salt)의 형태로 반응하면서 수중의 염소 이온(Cl-)이 제거하게 된다.The calcium aluminate hydrate (3CaO.Al 2 O 3 .6H 2 O) produced in the above reaction formula (4) can be obtained by reacting chlorine ion (Cl - ) in water with friedel's salt (Cl - ) in water while reacting in the form of Friedel's salt.

3CaO·Al2O3·6H2O + 2Cl- + Ca(OH)2 + 4H2O → 3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O(Friedel's salt)↓ + 2OH- …………………………………………(6)3CaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O + 2Cl - + Ca (OH) 2 + 4H 2 O → 3CaO · Al 2 O 3 · CaCl 2 · 10H 2 O (Friedel's salt) ↓ + 2OH - ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (6)

나트륨 이온(Na+)은 상기 반응식 (5)의 반응물 규산칼슘수화물(Calcium silicate hydrates, 3CaO·2SiO2·3H2O)과 반응식 (7)에서와 같이 반응하여 물에 불용성인 소다석회 규산염(Na2O·3CaO·2SiO2 ·xH2O)이 생성되면서 수중에 염분이 제거된다.Sodium ion (Na +) is the above reaction scheme 5, the reaction of calcium silicate hydrate (Calcium silicate hydrates, 3CaO · 2SiO 2 · 3H 2 O) and Scheme reaction of soda lime silicate insoluble in water, as shown in (7) of the (Na 2 O · 3CaO · 2SiO 2 · XH 2 O) is generated and the salt is removed from the water.

2Na+ + 3CaO·2SiO2·3H2O + 2OH- + (X-4)H2O→Na2O·3CaO·2SiO2 ·xH2O↓…(7) 2Na + + 3CaO · 2SiO 2 · 3H 2 O + 2OH - + (X-4) H 2 O → Na 2 O · 3CaO · 2SiO 2 · XH 2 O ↓ ... (7)

그리고 앨러페인(Allophane)질 점토광물(Al2O3·SiO2·nH2O), 화산회토(火山灰土), 소각로의 소각회(燒却灰), 시멘트(Cement)에도 포졸란 물질(Pozzolanic material)이 함유되어 있기 때문에 상기 석탄회 대신에 사용할 수 있다.And AL pane (Allophane) quality clay mineral (Al 2 O 3 · SiO 2 · nH 2 O), volcanic ash soil (火山灰土), incineration time (燒却灰), cement (Cement) of the incinerator to pozzolanic material (Pozzolanic material ), It can be used instead of the fly ash.

그리고 황산, 염산, 탄산(H2CO3)과 같은 산성물질이 수중에 주입되어 산성이 되면 상기 반응식 (6)과 (7)의 반응은, 역반응이 일어나면서 수중에 염분이 다시 용출하기 때문에 반응 후 염분을 함유한 침전물은 수중에서 즉시 제거해야 한다.When an acidic substance such as sulfuric acid, hydrochloric acid or carbonic acid (H 2 CO 3 ) is injected into water and becomes acidic, the reaction of the above reaction formulas (6) and (7) Sediments containing post-saline should be removed immediately in water.

만약, 음식물쓰레기 탈수 여액을 상기 반응조(3)에 공급하고, 석회와 석탄회를 주입하고, 반응을 한 다음, 중화제로 황산(H2SO4)을 사용하여 중화를 하면 다음 반응식 (8)에서와 같은 반응에 의해서 염소 이온(Cl-)이 수중에 재 용출되어 염분이 제거되지 않게 되므로, pH가 8.4 이상의 상태에서 즉시 침전 제거해야 한다.If the dehydrated food waste solution is fed to the reaction tank 3, lime and fly ash are fed, and the reaction is carried out, then neutralization is carried out using sulfuric acid (H 2 SO 4 ) as a neutralizing agent. Since chlorine ion (Cl - ) is re-released into water by the same reaction and salt is not removed, it is necessary to remove precipitate immediately at pH 8.4 or higher.

3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O + SO4 2 - → 3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O + 2Cl- …(8) 3CaO · Al 2 O 3 · CaCl 2 · 10H 2 O + SO 4 2 - → 3CaO · Al 2 O 3 · CaSO 4 · 12H 2 O + 2Cl - ... (8)

상기 반응식 (6)과 (7)에 의해서 염분이 제거되는 반응은 염분, 석탄회 및 석회가 당량(當量) 대 당량으로 반응을 하지만, 석탄회의 조성은 화력발전소에서 사용하는 석탄의 종류에 따라서 조성의 차이가 심하기 때문에, 염분제거 효율을 향상하기 위해서는 석탄회를 염분의 양보다 1.2∼2배 과잉으로 공급하는 것이 바람직하며, 석회는 유기물농도에 따라서 공급하지만 음식물쓰레기의 탈수 여액 100중량부에 3∼10중량부를 공급하면 무난하다.
The reaction to remove the salt by the reaction formulas (6) and (7) is carried out by the equivalent amount of salinity, fly ash and lime, but the composition of coal fly ash varies depending on the type of coal used in the thermal power plant In order to improve the salt removal efficiency, it is preferable to supply the fly ash in an amount of 1.2 to 2 times as much as the amount of salt, and the lime is supplied in accordance with the organic substance concentration. However, Supplying parts by weight is safe.

4. 혼화공정4. Mixing Process

상기 반응공정의 반응물이 혼화조(3)에 공급되면, 공급되는 반응물 100중량부에 건류전섬유소분말 2∼5중량부를 주입하고 혼화조 교반기(4)로 30∼60분간 180∼360rpm으로 교반하면서 혼화되면 응집조(5)로 보낸다. 혼화조 교반기(4)는 프로펠러형(Propeller type)을 사용한다. When the reactant in the reaction step is supplied to the mixing tank 3, 2 to 5 parts by weight of the pre-dry cellulosic powder is poured into 100 parts by weight of the reactant to be supplied, stirred at 180 to 360 rpm for 30 to 60 minutes with the mixing bath mixer 4 When it is mixed, it is sent to the coagulation tank (5). Propeller type stirrer (4) is used.

본 발명에서 사용하는 건류전섬유소분말(Pre-dry distilled fiber powder)은, 목재(木材), 톱밥, 수피(樹皮), 볏짚, 보릿짚, 밀짚, 왕겨, 목초, 이탄(Peat moss), 코이어(Coir), 종이류 또는 제지 공장 섬유질 슬러지(Sludge)와 같은 섬유물질(Fibric materials) 중에서 한 종류이상의 섬유소를 셀룰로스(Cellulose) 성분이 열분해 하여 건류(乾溜)가 일어나기 직전의 온도인 180∼200℃에서 열분해 처리한 것을 40∼200메시(Mesh) 범위로 분쇄한 분말이다.The pre-dry distilled fiber powder used in the present invention may be selected from the group consisting of wood, sawdust, bark, straw, barley straw, straw, chaff, grass, peat moss, The present invention relates to a method for producing a cellulose fiber which is capable of decomposing one or more kinds of fibrous materials among fiber materials such as carbon fiber, coir, paper or fibrous sludge from pyrolysis of a cellulose component at 180 to 200 ° C, Treated powder is pulverized to a mesh of 40 to 200 mesh.

상기 건류전섬유소분말은 수용성 오염물질 흡착하는 성능이 우수하며, 응집 후 탈수하였을 때 함수율이 60∼70wt% 범위로 탈수효율이 우수한 특성이 있다. 또한, 탈수케이크를 퇴비화하였을 때는 팽윤성(膨潤性)이 좋아 통기성이 우수한 특징이 있다.
The pre-dry fibrinogen powder is excellent in the ability to adsorb water-soluble contaminants, and when it is dewatered after flocculation, the water content is in the range of 60 to 70 wt%, and the dehydration efficiency is excellent. In addition, when the dehydrated cake is composted, it has a good swelling property (swelling property) and excellent air permeability.

5. 응집·침전공정5. Coagulation and Precipitation Process

상기 혼화조(3)에서 건류전섬유소분말을 주입하여 혼화한 것이 응집조(5)에 공급되면, 고분자응집제(Polymer flocculating agent)를 물에 0.01∼0.1% 용액으로 용해한 것을 2∼4㎎/ℓ 범위로 주입하고, 응집조 교반기(6)로 18∼48rpm 범위로 20∼40분간 교반하면서 고형물질이 1차 침전조(7)에서 침전이 용이하게 플록(Floc)을 형성하여 1차 침전조(7)로 보낸다.When the pre-dried fibrinogen powder is injected and mixed in the mixing tank 3, the polymer flocculating agent is dissolved in 0.01 to 0.1% solution in water to obtain a solution of 2 to 4 mg / l And the solid material is floc easily precipitated in the primary settling tank 7 while stirring in the range of 18 to 48 rpm for 20 to 40 minutes with the flocculating tank agitator 6 to form the primary settling tank 7, Lt; / RTI >

상기 응집조(5)에서 고형물질은 침전이 용이하게 플록(Floc)을 형성하여 1차 침전조(7)로 보내어지면, 고형물질 플록이 1차 침전조(7) 하부로 침전되면 침전조 레이크(8)를 0.01∼0.02rpm으로 회전하면서 1차 침전조(7) 하부 콘(Cone) 부분으로 모이게 하여 침전슬러지 이송펌프(9)로 2차 탈수공정으로 보내고, 1차 침전조(7) 상부로 월류(Over flow)하는 월류수는 중화조(10)로 보낸다.In the flocculation tank 5, when the solid material floc is easily deposited and sent to the primary settling tank 7, when the solid floe is settled to the lower part of the primary settling tank 7, Is collected at the lower cone portion of the primary settling tank 7 while rotating at 0.01 to 0.02 rpm and sent to the secondary dewatering process by the settling sludge transfer pump 9 and the overflow ) Is sent to the neutralization tank (10).

상기 고분자 응집제는 폴리아크릴아미드(Polyacrylamide) 계 고분자응집제를 사용하는 것이 바람직하지만, 본 발명에서 사용하는 고분자 응집제의 종류에는 특별히 제한하지는 않는다.The polymer coagulant is preferably a polyacrylamide polymer coagulant, but the type of the polymer coagulant used in the present invention is not particularly limited.

침전조 레이크(8)는 하·폐수처리장의 농축조의 레이크와 같은 구조로 하며, 회전속도는 0.01∼0.02rpm으로 한다.The settler rake 8 has the same structure as the rake of the thickener in the wastewater treatment plant, and the rotation speed is 0.01 to 0.02 rpm.

1차 침전조(7)는, 단면적은 고형물부하율(Solid loading rate)을 60∼90㎏/㎡·hr 범위로 하고, 수심은 3∼5m로 하고, 하부 바닥의 경사는 1/10∼1/20 범위로 한다.
The primary sedimentation tank 7 has a solid loading rate in the range of 60 to 90 kg / m 2 · hr, a depth of 3 to 5 m and a slope of 1/10 to 1/20 .

6. 2차 탈수공정6. 2nd dehydration process

1차 침전조(7) 하부에 침전된 슬러지상의 고형물질은 침전슬러지 이송펌프(9)로 2차 탈수공정에 보내어 탈수된 탈수케이크는 폐기처분하거나, 퇴비화공정으로 보내고, 탈수 여액은 1차 침전조(7) 상부로 월류(Over flow)하는 월류수와 함께 중화조(10)로 보낸다.The solid material on the sludge settled in the lower part of the primary settling tank 7 is sent to the secondary dewatering process by the settling sludge transfer pump 9, and the dewatered dewatered cake is sent to the composting process and the dehydrated filtrate is supplied to the primary settling tank 7) to the neutralization tank 10 together with the overflowing overflow.

상기 2차 탈수공정의 탈수기는, 원심탈수기(Centrifugal dehydrator), 스크루 프레스(Screw press), 진공탈수기(Vacuum dehydrator), 프레코팅 진공탈수기(Pre-coat vacuum filter), 압착식 필터 프레스(Filter press) 또는 벨트프레스(Belt press) 중에서 한 종류의 탈수기를 사용하며, 필터 프레스(Filter press) 탈수기를 사용하는 것이 바람직하다.
The dehydrator of the second dehydration process may be a centrifugal dehydrator, a screw press, a vacuum dehydrator, a pre-coat vacuum dehydrator, a filter press, Or a belt press, and it is preferable to use a filter press dehydrator.

7. 중화공정7. Neutralization process

상기 1차 침전조(7) 상부로 월류(Over flow)하는 월류수와 2차 탈수공정의 탈수 여액이 중화조(11)에 공급되면 중화조 교반기(11)로 교반속도를 180∼360rpm으로 교반하면서 중화제로 10∼20%의 황산 수용액을 공급하여 pH를 5.6∼8.2 범위로 중화하여 호기성 생물학처리공정의 집수조(12)로 보낸다.When the overflowing overflowing water and the dehydrating filtrate of the second dehydration process are supplied to the neutralization tank 11 above the primary settling tank 7, the neutralization tank stirrer 11 stirs the mixture at a stirring speed of 180 to 360 rpm, The pH of the solution is neutralized to a range of 5.6 to 8.2 and then sent to the water collecting tank 12 of the aerobic biological treatment process.

상기 반응조 교반기(3)와 중화조 교반기(11)는 프로펠러형(Propeller type) 를 사용하고, 응집조 교반기(11)는 피치드패들형(Pitched paddle type)을 사용한다.
The reactor tank 3 and the neutralization tank tank 11 are of a propeller type and the flocculation tank 11 is of a pitched paddle type.

음식쓰레기를 이물질분리제거 및 파쇄처리한 것을 스크루 프레스 탈수기(Screw press filter)로 탈수하여 처리하는 음식물쓰레기처리장으로부터 탈수 여액을 분석한 결과는 다음 표 1과 같았다.Table 1 shows the result of analyzing the dehydrated filtrate from a food waste disposal plant for dehydrating and treating food waste by separating and removing impurities and crushing it with a screw press filter.

음식물쓰레기의 탈수 여액의 성분 분석치Analysis value of component of dehydrated filtrate of food waste 항목Item 분석치Analytical value 항목Item 분석치Analytical value pHpH 4.24.2 T-N(㎎/ℓ)T-N (mg / l) 3,2403,240 BOD5(㎎/ℓ)BOD 5 (mg / l) 152,860152,860 NH4 +-N(㎎/ℓ)NH 4 + -N (mg / l) 255255 CODMn(㎎/ℓ)COD Mn (mg / l) 201,150201,150 T-P(㎎/ℓ)T-P (mg / l) 352352 SS(㎎/ℓ)SS (mg / l) 134,500134,500 전기전도도(㎳/㎝)Electrical Conductivity (ms / cm) 22.422.4

상기 표 1의 음식물쓰레기 탈수 여액 1,000㎏을 1.5㎥ 원형 철 탱크에 주입하고, 여기에 석회 30㎏과 다음 표 2에서와 같은 석탄회 40㎏을 주입한 후, 프로펠러형(Propeller type) 교반기로 회전속도 360rpm으로 40분간 교반한 다음, 톱밥을 200℃에서 열분해 하여 120메시로 분쇄한 건류전섬유소분말 20㎏을 주입하고, 프로펠러형(Propeller type) 교반기로 회전속도 360rpm으로 40분간 교반하고, 피치 패들형(Pitched paddle type) 교반기로 회전속도 18rpm으로 교반하면서 폴리아크릴아미드(Polyacrylamide) 계 고분자응집제 0.02% 용액을 4㎎/ℓ로 주입하고 30분간 교반하면서 침전이 용이하게 플록(Floc)을 형성한 다음, 가동을 중단하고 고형물을 침전시켰다.1,000 kg of the food waste dewatering filtrate of Table 1 was poured into a 1.5 m3 round iron tank and 30 kg of lime and 40 kg of fly ash as shown in Table 2 were poured into the tank, The mixture was stirred at 360 rpm for 40 minutes and then 20 kg of pre-dry fibrillated powder pulverized with 120 mesh was pyrolyzed at 200 ° C. The mixture was stirred with a propeller type stirrer at a rotational speed of 360 rpm for 40 minutes, 0.02% solution of polyacrylamide polymer flocculant was injected at 4 mg / L while stirring with a pitched paddle type stirrer at a rotating speed of 18 rpm and stirred for 30 minutes to form a floc easily, The operation was stopped and the solids were settled.

석탄회의 조성분석표Analysis of composition of coal fly ash SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 CaOCaO MgOMgO 기타(강열감량분 포함Others (including ignition loss) 57.857.8 23.223.2 5.25.2 8.28.2 2.72.7 2.92.9

상기 플록(Floc)을 형성한 다음, 가동을 중단하고 고형물을 침전시킨 상등액의 수질을 분석한 결과는 다음 표 3에서와 같이 처리되었다.After the floc was formed, the operation was stopped, and the water quality of the supernatant liquid in which the solid matter was precipitated was analyzed as shown in Table 3 below.

고형물을 침전시킨 상등액의 수질을 분석치Analyze the quality of the supernatant that precipitated the solids 항목Item 분석치Analytical value 항목Item 분석치Analytical value pHpH 13.613.6 T-N(㎎/ℓ)T-N (mg / l) 112112 BOD5(㎎/ℓ)BOD 5 (mg / l) 860860 NH4 +-N(㎎/ℓ)NH 4 + -N (mg / l) 1212 CODMn(㎎/ℓ)COD Mn (mg / l) 1,0201,020 T-P(㎎/ℓ)T-P (mg / l) 0.30.3 SS(㎎/ℓ)SS (mg / l) 8282 전기전도도(㎳/㎝)Electrical Conductivity (ms / cm) 2.42.4

상기 표 3의 고형물을 침전시킨 상등액의 수질분석결과에서 보는 바와 같이 음식쓰레기의 탈수 여액에 석회, 석탄회와 건류전섬유소분말을 주입하고 반응한 1차 처리수는 호기성 생물학처리방법(활성오니방법)으로 용이하게 처리될 수 있는 수질까지 처리되었음을 확인할 수 있다.
As shown in the results of the water quality analysis of the supernatant obtained by precipitating the solids in Table 3, lime, fly ash, and pre-dry cellulosic powder were injected into the dehydrated filtrate of food waste and the primary treated water was reacted with aerobic biological treatment method (activated sludge method) It can be confirmed that the water quality which can be easily treated by the above method is processed.

Ⅱ. 폐수처리단계Ⅱ. Wastewater treatment stage

1. 호기성 생물학처리공정1. Aerobic biologic treatment process

상기 1차 침전조(7) 상부로 월류(Over flow)하는 월류수와 2차 탈수공정의 탈수 여액을 중화조(10)로 보내어 pH 5.6∼8.2 범위로 중화처리된 것(이하 이를 '폐수'라 함)이 호기성 생물학처리공정의 집수조(12)에 공급되면, 폭기조공급펌프(16)로 1차 폭기조(18a)에 공급한다. The overflowing overflowing water and the dehydration filtrate of the second dehydration process are sent to the neutralization tank 10 over the first settling tank 7 and the neutralized product is then neutralized to a pH of 5.6 to 8.2 Is supplied to the aeration tank 12 of the aerobic biological treatment process, it is supplied to the primary aeration tank 18a by the aeration tank supply pump 16.

집수조(12)의 폐수가 1차 폭기조(18a)에 공급되면 송풍기(26)로부터 공기를 주입하여 폭기(曝氣)를 하면서 호기성 생물학처리가 된 것을 2차 침전조(19a)로 보내어 고형물은 침전시키고, 월류(Over flow)되는 월류수인 1차 호기성 생물학처리수는 최종 처리수조(25), 살균·여과공정 또는 2차 호기성 생물학 처리공정의 2차 폭기조(18b)로 보낸다.When the wastewater from the water collecting tank 12 is supplied to the primary aeration tank 18a, the air is injected from the blower 26 and aerated by the aerobic biological treatment to the secondary settling tank 19a to precipitate the solids , And the first aerobic biologically treated water, which is the overflowing overflow, is sent to the final treatment tank 25, the sterilization / filtration process, or the secondary aeration tank 18b of the second aerobic biological treatment process.

2차 침전조(19a)에서 침전된 고형물(미생물 균체)은 2차 침전조 레이크(20a)에 의해서 2차 침전조(19a) 하부의 중앙 콘(Cone) 부분으로 모이게 되면 1차 반송펌프(21a)에 의해서 활성부식물질 펠릿(Activated humic substance pellet)과 활성미네랄성분을 함유한 광물의 충전물(24)을 충전(充塡)한 1차 생물반응기(23a)가 내장된 1차 미생물활성화조(22a)와 1차 폭기조(18a)로 반송하면서, 배출되는 잉여오니는 투입조와 탈취공정으로 보낸다.When the solid material (microbial cells) precipitated in the secondary settling tank 19a is collected by the secondary settler tank 20a into the central cone portion under the secondary settling tank 19a, the solidified material is collected by the primary returning pump 21a A primary microorganism activating tank 22a and a primary microorganism activating tank 22b in which a primary bioreactor 23a charged with an activated humic substance pellet and a mineral filler 24 containing an active mineral ingredient are contained, The excess sludge that is discharged while being conveyed to the car aeration tank 18a is sent to the input tank and the deodorization process.

상기 호기성 생물학처리공정의 2차 침전조(19a)를 월류(Over flow)하는 월류수가 배출기준치 이내로 처리된 경우나, 인근 하수처리시설과 연계하여 처리하는 경우는 최종 처리수조(25)로 보내었다 방류하거나, 인근 하수처리시설로 보낸다. When the overflowing overflowing water in the second settling tank 19a of the aerobic biological treatment process is treated within the discharge standard value or when it is treated in connection with the nearby sewage treatment facility, it is sent to the final treatment tank 25 Or sent to a nearby sewage treatment facility.

1차 반송펌프(21a)에 의해서 2차 침전조(19a)에서 침전된 고형물(미생물 균체)인 오니(汚泥)가 1차 미생물활성화조(22a)에 공급되면 송풍기(26)로부터 공기를, 1차 미생물활성화조(22a)와 활성미네랄을 함유한 광물과 활성부식물질 펠릿의 충전물(24)이 충전된 1차 생물반응기(23a) 하부에 송풍기(26)로부터 공기를 공급하여, 공기와 반송오니가 함께 1차 생물반응기(23a)의 충전물(24) 층을 에어 리프팅(Air lifting) 되면서 미네랄성분을 공급받게 된다.When the sludge which is the solid matter (microbial cells) precipitated in the secondary settling tank 19a by the primary transfer pump 21a is supplied to the primary microorganism activating tank 22a, air is blown from the blower 26 to the primary Air is supplied from the blower 26 to the lower portion of the primary bioreactor 23a filled with the microorganism activating tank 22a and the filler 24 containing the minerals containing active minerals and the active corrosive material pellets, Together with the filler (24) layer of the primary bioreactor (23a) are air lifted to receive the mineral component.

1차 미생물활성화조(22a)에서 미네랄성분을 충분히 공급받게 되면, 미네랄성분이 충분히 공급되었을 때 활발한 대사활동을 하는 바실러스 미코이데스(Bacillus mycoides), 바실러스 루테우스(Bacillus luteus), 방선균(放線菌)과 같이 폴리페놀화합물(Polyphenol compounds)을 대사산물(代謝産物)로 배설하여 부식화반응에 의해서 액상 수용성 유기물을 물에 불용성인 부식전구물질(腐植前驅物質) 또는 부식물질(腐植物質)로 전환하는 부식화미생물과 이들 미생물과 공생관계에 있는 미생물이 활성화하게 되며, 이를 1차 폭기조(18a)로 보내면 1차 호기성 생물학적 폐수처리 시스템(System) 전체가 부식화미생물과 이들 미생물과 공생관계에 있는 미생물에 의해서 부식화반응에 의해서 호기성 생물학처리가 일어나게 된다.Bacillus mycoides, Bacillus luteus, actinomycetes, which actively metabolize when the minerals are fully supplied, are supplied with sufficient mineral components from the primary microorganism activation tank 22a, (Polyphenol compounds) as metabolic products to convert liquid water-soluble organic substances into water-insoluble corrosion precursors (humic substances precursors) or corrosive substances (humic substances) by corrosion reaction Corrosive microorganisms and microorganisms that are in symbiotic relationship with these microorganisms are activated and sent to the first aeration tank 18a so that the entire first aerobic biological wastewater treatment system is able to remove corrosive microorganisms and microorganisms The aerobic biologic treatment is caused by the corrosion reaction.

상기 유기물질을 부식화하여 부식물질을 생성하는 미생물은 세포질(Cytoplasm)이나 세포벽(Cell wall)에 미네랄 함량이 높으며, 이들 미생물은 미네랄성분을 충분히 섭취하였을 때 활발한 대사활동을 하기 때문에 수중에 미네랄성분을 용이하게 용출할 수 있는 활성부식물질과 활성미네랄성분을 다량 함유한 광물을 충전한 1차 생물반응기(23a)를 1차 미생물활성화조(22a)에 설치하여 충분한 미네랄성분이 미생물에 공급될 수 있도록 한다.The microorganisms that corrode the organic substances and generate corrosive substances have a high content of minerals in the cytoplasm or the cell wall and these microorganisms actively metabolize when the minerals are sufficiently taken, A primary bioreactor 23a filled with a mineral containing a large amount of an active corrosion ingredient and an active mineral ingredient capable of easily eluting the microorganisms can be installed in the primary microorganism activating tank 22a so that sufficient minerals can be supplied to the microorganisms .

1차 미생물활성화조(22a)에 설치된 1차 생물반응기(23a)에 활성부식물질 펠릿과 미네랄성분을 함유한 광물의 충전하는 양은, 1차 폭기조(18a)에 공급되는 폐수의 유량 10㎥/일당 활성부식물질 펠릿을 5∼10㎏, 활성미네랄성분을 함유한 광물 10∼20㎏을 충전한다.The amount of the active corrosion material pellets and the minerals containing minerals is charged into the primary bioreactor 23a installed in the primary microorganism activating tank 22a at a flow rate of 10m3 / day of the wastewater supplied to the primary aeration tank 18a 5 to 10 kg of active corrosion material pellets and 10 to 20 kg of minerals containing active minerals.

미생물에 미네랄성분을 용이하게 공급할 수 있는 활성미네랄성분을 다량 함유한 광물은, 유문암(Rhyolite) 또는 대사이드(Dacite)질의 부석(Pumice), 페그마타이트(Pegmatite) 또는 펄라이트(Perlite) 중에서 한 종류를 사용한다.Minerals containing large amounts of active minerals that can easily supply minerals to microorganisms can be obtained from one of Rhyolite or Dacite quality Pumice, Pegmatite or Perlite. do.

그리고 활성부식물질 펠릿은 해양성 규조류와 해양성 식물이 퇴적되어 풀브산(Fulvic acid) 함량이 높은 부식토(腐植土)와 벤토나이트(Bentonite)와 같은 점결제(粘結劑)와 혼합하여 펠릿형태로 가공한 시중제품을 구입하여 사용한다.The active corrosion material pellets are formed by mixing marine diatoms and marine plants with pellets such as humus soil with high fulvic acid content and a binder such as bentonite Purchase and use commercially available products.

송풍기(26)에서 1차 폭기조(18a)와 1차 미생물활성화조(22a)에 공급하는 공기량은, 1차 폭기조(18a)와 1차 미생물활성화조(22a)의 용존산소(Dissolved oxygen) 농도가 2∼4㎎/ℓ가 유지되도록 공급하고, 1차 생물반응기(23a) 하부로 공급하는 공기는 폭기강도가 1.5∼3.5N㎥-Air/㎡·시간으로 한다. 송풍기(26)의 토출압력은 조의 수심에 따른 정압두(Static head)와 배관의 마찰손실에 따른 마찰손실두(Friction head)를 고려하여 결정한다.The amount of air to be supplied to the primary aeration tank 18a and the primary microorganism activation tank 22a in the blower 26 is such that the dissolved oxygen concentration of the primary aeration tank 18a and the primary microorganism activated tank 22a is 2 to 4 mg / L, and the air supplied to the lower portion of the primary bioreactor 23a has an aeration intensity of 1.5 to 3.5 Nm-Air / m 2 · hour. The discharge pressure of the blower 26 is determined in consideration of the frictional loss due to the static head and the friction loss of the pipe depending on the water depth of the tank.

본 발명에서 폐수처리는 부식화반응에 의한 호기성 생물학처리를 함으로써, 프로피온산(Propionic acid)·낙산(Butyric acid)·길초산(Valeric acid)와 같은 휘발성 유기산, 암모니아(NH3), 트리메틸아민(Trimethylamine)·디메틸아민(Dimethylamine)·인돌(Indole)·스카톨(Skatol)과 같은 휘발성 질소화합물, 황화수소(H2S)·디메틸설파이드(Dimethyl sulfide)·메틸디설파이드(Methyl disulfide)·머캡탄(Mercaptan)류와 같은 휘발성 유황화합물, 알데히드류(Acetaldehyde)와 같은 휘발성 악취물질이 비휘발성이면서 물에 불용성인 부식전구물질 또는 부식물질로 동화(同化)되어 악취발생이 억제되는 효과가 있으며, 액상유기물도 물에 불용성인 부식전구물질 또는 부식물질로 고도로 동화되면서 처리되어 폐수처리효율이 높은 특징이 있다. In the present invention, the wastewater treatment is carried out by aerobic biologic treatment by a corrosion reaction, and thereby, volatile organic acids such as propionic acid, butyric acid, valeric acid, ammonia (NH 3 ), trimethylamine Volatile nitrogen compounds such as dimethylamine, indole and skatol, hydrogen sulfide (H 2 S), dimethyl sulfide, methyl disulfide, mercaptan, Volatile sulfur compounds such as sulfuric acid and volatile sulfur compounds such as acetaldehyde are assimilated into corrosive precursors or corrosive substances that are nonvolatile and insoluble in water to inhibit the generation of odor, Is highly insoluble in corrosion precursors or corrosive substances, and is highly efficient in wastewater treatment.

1차 폭기조(18a)의 용량은 F/M비(Food/Microorganism ratio)를 0.05∼0.4 범위에서 다음 식(9)에 의해서 결정하며, 깊이는 2∼6m범위로 한다. The capacity of the primary aeration tank 18a is determined by the following equation (9) in the range of F / M ratio (Food / Microorganism ratio) in the range of 0.05 to 0.4, and the depth is in the range of 2 to 6 m.

F/M = (BOD5×Q)/(MLSS×V) [kg BOD/㎥.일] …………………………(9)F / M = (BOD 5 x Q) / (MLSS x V) [kg BOD / m 3. ... ... ... ... ... ... ... ... ... (9)

여기서 BOD5는 유입폐수의 5일 생물학적 산소요구량(㎎/ℓ), V는 폭기조의 용적(Volume, ㎥), MLSS는 폭기조 내 혼합액 부유물질(Mixed liquor suspended solids)농도(㎎/ℓ), Q는 유입폐수의 유량(㎥/일)이다.In this case, BOD 5 is the biological oxygen demand (㎎ / ℓ) of the influent wastewater at 5 days, V is the volume of the aeration tank (Volume, ㎥), MLSS is the concentration of mixed liquor suspended solids in the aeration tank (mg / (M3 / day) of the inflow wastewater.

2차 침전조(19a)의 표면적은 월류부하(Over flow load) 8∼25(㎥/㎡·일)와 고형물부하 60∼90(㎏/㎡·일)을 고려하여 여유가 있는 표면적으로 하며, 조의 깊이는 3∼6m로 한다.The surface area of the secondary settling tank 19a is set to have a surface area with a margin considering an overflow load of 8 to 25 (m 3 / ㎡ · day) and a solid load of 60 to 90 (kg / ㎡ · day) The depth is 3 ~ 6m.

2차 침전조(19a)에서 1차 반송펌프(21a)에 의해서 1차 폭기조(18a)와 1차 미생물활성화조(22a)로 반송하는 유량은 1차 폭기조(18a) 내에서 MLSS(Mixed liquor suspended solids)의 농도가 2,000∼3,500㎎/ℓ범위가 되게 다음 식(10)에 의해서 결정한다.The flow rate of the first settling tank 18a and the first microorganism activating tank 22a carried by the first settling tank 19a in the second settling tank 19a is set to MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids ) Is determined in accordance with the following equation (10) so that the concentration is in the range of 2,000 to 3,500 mg / l.

R = Qr/Q = (MLSS-SS)/(R-MLSS) ………………………………(10)R = Qr / Q = (MLSS-SS) / (R-MLSS) ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (10)

여기서 R은 2차 침전조(18a)에서 1차 폭기조(18a)와 1차 미생물활성화조(22a)로 반송하는 반송률(%), Qr는 반송하는 유량(㎥/일), Q는 유입폐수의 유량(㎎/ℓ), MLSS는 1차 폭기조(18a) 내의 혼합액 부유물질농도(㎎/ℓ), SS는 유입폐수 중에 함유된 부유물질농도(㎎/ℓ), R은 반송오니의 부유물질 농도(㎎/ℓ)이다.Where Q is the flow rate (m3 / day) to be conveyed, Q is the flow rate of the incoming wastewater (Mg / L), ML is the mixed liquid suspended solids concentration (mg / L) in the primary aeration tank 18a, SS is the suspended solids concentration (mg / L) contained in the influent wastewater, R is the suspended solids concentration Mg / l).

1차 미생물활성화조(22a)에 공급하는 유량은, 전체 반송오니의 유량의 8∼20%를 공급하고, 1차 미생물활성화조(22a)의 용량은 체류시간을 0.5∼2일간으로 한다.The flow rate supplied to the primary microorganism activating tank 22a is 8 to 20% of the flow rate of the entire sludge sludge, and the capacity of the primary microorganism activating tank 22a is 0.5 to 2 days.

송풍기(26)에서 1차 폭기조(18a)와 1차 미생물활성화조(22a)에 공급하는 공기량은, 1차 폭기조(18a)에서는 용존산소(Dissolved oxygen) 농도가 2∼4㎎/ℓ가 유지되도록 공급하고, 1차 생물반응기(23a) 하부로는 공급하는 공기량은 폭기강도가 1.5∼3.5N㎥-Air/㎡·시간으로 한다. 송풍기(26)의 토출압력(吐出壓力)은 조의 수심에 따른 정압두(Static head)와 배관의 마찰손실에 따른 마찰손실두(Friction head)를 고려하여 결정한다.The amount of air to be supplied to the primary aeration tank 18a and the primary microorganism activation tank 22a in the blower 26 is such that the dissolved oxygen concentration in the primary aeration tank 18a is maintained at 2 to 4 mg / And the amount of air supplied to the lower portion of the primary bioreactor 23a is an aeration intensity of 1.5 to 3.5 Nm-Air / m 2 · hour. The discharge pressure of the blower 26 is determined in consideration of the frictional loss due to the static head and the friction loss of the pipe depending on the water depth of the tank.

상기 호기성 생물학처리수가 방류기준치 이내로 처리되는 경우나 하수병합처리를 하는 경우는 최종 처리수조(25)로 보내었다가 방류하거나, 하수처리장으로 보낸다.When the aerobic biological treatment water is treated within the discharge reference value or when the sewage merging treatment is carried out, the aerobic biological treatment water is sent to the final treatment tank 25 and then discharged or sent to the sewage treatment plant.

그리고 호기성 생물학처리 효율을 향상하기 위해서는, 집수조(12) 바닥에 접지(13h)와 연결한 스테인리스강판(15, 도체)을 설치하고, 이 스테인리스강판(15) 상부에는 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리염화비닐(PVC), 스티로폼(Styrofoam)과 같은 절연체를 설치하고, 절연체 상단에는, 내부에 전도도(電導度)가 높은 목탄(木炭) 또는 활성탄(活性炭)을 충전(充塡)한 스테인리스 스틸(Stainless steel)의 철망전극(14)을 설치하고, 이 철망전극(14)에 정전압발생장치(靜電壓發生裝置, 13)로부터 3,000∼5,000볼트(Volt)의 고전압을 4∼10시간 동안 인가(印加)하여 정전압처리(靜電壓處理)를 하면, 철망전극(14)을 중심으로 +와 -의 정전장(靜電場)이 발생하여 물 분자 자체가 진동ㆍ회전을 되풀이하면서 표면장력(表面張力)이 적게 되면서 점성이 적게 되어 침투성이 높은 활성화된 물로 개질 처리된 폐수에는 미생물이 활발하게 활동하여 폐수처리 효율이 향상되는 특성이 있다. 또한, 필요에 따라서는 상기 정전압처리와 폭기조 공급펌프(16) 토출부에 자화기(17)를 추가 설치하여 함께 물을 개질처리하면 생물학적 폐수처리의 효율을 더욱더 향상시킬 수 있다.In order to improve the aerobic biologic treatment efficiency, a stainless steel plate (15, conductor) connected to the ground 13h at the bottom of the water collecting tank 12 is installed. On the stainless steel plate 15, polyethylene, polyvinyl chloride A stainless steel such as PVC or Styrofoam is installed on the top of the insulator and a charcoal or activated carbon filled with charcoal or activated carbon having a high conductivity. And a high voltage of 3,000 to 5,000 volts is applied to the wire mesh electrode 14 from a static voltage generating device 13 for 4 to 10 hours to form a constant voltage When electrostatic pressure treatment is performed, electrostatic fields of + and - are generated around the wire mesh electrode 14 so that the water molecule itself vibrates and rotates repeatedly, and surface tension (surface tension) Less activated water with high permeability Quality treated wastewater has a characteristic microbial active to improve wastewater treatment efficiency. If necessary, the efficiency of the biological wastewater treatment can be further improved by additionally providing the magnetizing device 17 in the constant-voltage process and the discharge unit of the aeration tank feed pump 16 and reforming the water together.

자화기(17)는, 합성수지(PVC, PE, 스티렌 수지 등), 에보나이트 (Ebonite), FRP, 베이클라이트(Bakelite)와 같은 절연성 재료의 원통형 도전관에 코일(Coil)을 감은 정전압도전관(靜電壓導電管)에 0.5∼5볼트(Volt) 범위의 교류 또는 직류의 저전압을 인가하면 코일의 내부에는 자기장(磁氣場)이 형성되고, 여기에 유체를 통과하면 유체는 자화처리되면서 물이 개질 처리된다.The magnetizing device 17 is made of a cylindrical conductive tube made of an insulating material such as synthetic resin (PVC, PE, styrene resin, etc.), ebonite, FRP, bakelite, When a low voltage of AC or DC is applied in a range of 0.5 to 5 volts to a conductive pipe, a magnetic field is formed inside the coil. When the fluid passes through the coil, the fluid is magnetized, do.

여기서 정전압도전관에 코일(Coil)을 감은 자화기(17) 대신 자속밀도(磁束密度)가 10,000∼15,000가우스(Gauss) 범위로 착자(着磁)된 영구자석 자화기를 사용하여도 된다. Here, a permanent magnet magnetizer in which magnetic flux density (magnetic flux density) in the range of 10,000 to 15,000 Gauss is magnetized instead of the magnetizer 17 in which a coil is wound around the constant voltage power may be used.

폐수를 정전압발생장치(靜電壓發生裝置: 13)로부터 정전압을 인가하는 목탄 또는 활성탄이 충전된 철망전극(14)이 내장된 집수조(12)에 공급하고, 정전압발생장치(13)의 변압기(13a)의 2차 코일(13e)의 출력선(13f)을 집수조(12) 내부에 설치된 철망전극(14)에 연결하여 인입 전원을 100∼220볼트(Volt), 주파수 50∼60㎐의 교류 전원을 인가하고, 전압조정기(13b)로 전압을 조정하여 정전압발생장치(13)로부터 전압을 1,500∼5,000볼트(Volt)의 정전압을 4∼10시간 동안 인가하면서 정전유도처리를 하면 표면장력이 떨어져 침투력이 우수한 물로 개질 처리된다. 이때 전류는 10∼150㎂ 범위의 약한 전류가 흐르게 된다.The wastewater is supplied from a static voltage generating device 13 to a water collecting tank 12 in which a wire net electrode 14 charged with charcoal or activated carbon charged with a constant voltage is incorporated and the transformer 13a of the constant voltage generating device 13 The output line 13f of the secondary coil 13e of the secondary winding 13a is connected to the wire mesh electrode 14 provided in the water collecting tank 12 to supply the AC power of 100 to 220 volts and a frequency of 50 to 60 Hz When the voltage is adjusted by the voltage regulator 13b and the voltage is applied from the constant voltage generator 13 to the electrostatic induction treatment while applying a constant voltage of 1,500 to 5,000 volts for 4 to 10 hours, It is reformed with excellent water. At this time, a weak current in the range of 10 to 150 μA flows.

정전압발생장치(13)의 변압기(13a)는 철심(13d), 1차 코일(13c), 2차 코일(13e), 2차 코일(13e)의 출력선(13f), 2차 코일(13e)의 절연처리 단말(13g)로 구성되어 있으며, 전압조정기(13b)는 1차 코일(13c)에 접속하며, 2차 코일(13e)의 출력선(13f)은 절연(絶緣)된 절연체 위에 설치된 집수조(12)의 철망전극(14)에 접속한다.The transformer 13a of the constant voltage generator 13 includes an iron core 13d, a primary coil 13c, a secondary coil 13e, an output line 13f of the secondary coil 13e, a secondary coil 13e, And the voltage regulator 13b is connected to the primary coil 13c and the output line 13f of the secondary coil 13e is connected to an insulation processing terminal (14) of the wire mesh electrode (12).

폐수를 집수조(12)에 공급하고, 정전압발생장치(13) 변압기(13a)의 2차 코일(13e)의 출력선(13f)을 접속하는 것과 동시에, 2차 코일(13e)의 절연처리 단말(13g)을 변압기(13a) 내의 절연물 안에 절연상태로 하고, 철망전극(14)을 절연체에 의해서 접지(13h)와 절연상태로 한 절연체 위에 설치하고, 절연체 하부에 설치된 스테인리스강판(導體: 15)은 접지(13h) 처리한다. The wastewater is supplied to the water collecting tank 12 and the output line 13f of the secondary coil 13e of the constant voltage generator 13 is transformed to the insulation processing terminal of the secondary coil 13e 13g are placed in an insulated state in the transformer 13a and the wire mesh electrode 14 is placed on an insulator which is insulated from the ground 13h by an insulator and the stainless steel plate 15 And ground 13h.

변압기(13a) 내의 고압 측 2차 코일(13e)의 일단인 절연처리 단말(13g)을 변압기(13a) 내의 절연물 안에서 절연상태로 한 콘덴서(C2)를 형성하는 것과 동시에, 고압 측의 2차 코일(13e)의 나머지 일단의 출력선(13f)을 절연체로 접지(13h)와 절연한 집수조(12)에 접속하여 콘덴서(C1)를 형성하며, 그 결과, 출력선(13f)과 접지(13h) 간의 전압은 250∼3,500볼트(Volt)가 되어도, 전류는 10∼150㎂ 범위의 미약한 전류가 흐르게 되므로 접지상태에서는 사람이 집수조(12)에 접촉하여도 위험성은 없다.The condenser C 2 in which the insulating processing terminal 13g which is one end of the high-voltage secondary coil 13e in the transformer 13a is isolated from the insulating material in the transformer 13a is formed, It connects to the coil remaining earth (13h) and a water tank (12) insulating the one output line of (13f) by an insulator of (13e) form a capacitor (C 1), as a result, the output lines (13f) and ground ( 13h are in a range of 250 to 3,500 volts, a weak current in the range of 10 to 150 [micro] A flows, so that there is no risk of human contact with the water collecting tank 12 in a grounded state.

정전유도는 전기적으로 중성인 물질에 대전한 대전체에 접근하면 대전체에 가까운 물질의 표면에 대전체와는 반대의 극성을 가지는 전하가 나타나 먼 쪽의 대전체와 같은 전하가 나타난다. 또, 대전체가 아니고 외부에 전기장이 존재하는 경우에서도 외부전하와 반대의 전하가 나타난다. 이때 나타나는 전하를 유도전하(誘導電荷)라고 하며, 중성물질은 유도 전하를 가지게 되어 접촉하고 있지 않은 외부의 전기작용에 의해서 물질에 전하가 유도되어 +전하와 -전하가 분극(分極)하는 현상이 일어나며, 이 현상을 정전유도를 받고 있다고 하며, 이 현상을 응용하여 물질에 교류전압을 인가하면 물질의 분자에 회전과 진동이 가해져 분자의 이합집산을 촉진하면서 물질에 물리적인 특성을 변화시키는 것을 정전유도처리(靜電誘導處理)라고 한다.Electrostatic induction induces an electric charge of opposite polarity on the surface of a substance close to the entire mass when an electrically neutral substance is approached all over the charged mass. In addition, even when there is an electric field outside, it is opposite to the external charge. In this case, the induced charge is called induction charge, and the neutral substance has induction charge, which causes the charge to be induced in the material due to the external electrical action that is not in contact, so that the + charge and - charge are polarized This phenomenon is called induction of electrostatic induction. Applying AC voltage to the material by applying this phenomenon, rotation and vibration are applied to the molecules of the material to accelerate the assimilation of molecules and change the physical characteristics of the material. Treatment (electrostatic induction treatment).

다시 말해서, 본 발명은, 정전압발생장치(13)의 변압기(13a)는 성층(成層)의 철심(13d)을 이용한 외철원형 코일 변압기 타입의 것이며, 변압기(13a)의 1차 측 회로의 1차 코일(13c)을 전압조정기(13b)를 개입시켜 교류 전원에 접속하여 변압기(13a)의 2차 측 회로의 2차 코일(13e) 1단의 절연처리 단말(13g)을 변압기(13a) 내의 절연물 안에서 절연처리한 것과 동시에 2차 측 회로의 2차 코일(13e)의 출력선(13f)을, 집수조(12) 내의 절연체를 접지(13h)에 연결하여 절연한 절연체 위에 설치된 철망전극(14)에 250∼3,500볼트(Volt)의 전압과 10∼150㎂의 전류를 흐르게 하는 것에 의해서 정전유도처리를 하면 집수조(12)에 주입된 폐수의 물 분자집단이 소집단화되면서 표면장력이 적어지면서 침투성이 좋아져 생물학처리 공정에서 미생물이 활발하게 활동하게 된다.In other words, in the present invention, the transformer 13a of the constant voltage generator 13 is of the outer coil type coil transformer type using the iron core 13d of the layered structure, and the transformer 13a of the primary side circuit of the transformer 13a The secondary coil 13e of the secondary circuit of the transformer 13a is connected to the insulation processing terminal 13g of the first stage through the voltage regulator 13b via the voltage regulator 13b, The output wire 13f of the secondary coil 13e of the secondary circuit is connected to the ground wire 13h and the insulator in the water collecting tank 12 is connected to the ground 13h, A voltage of 250 to 3,500 volts and a current of 10 to 150 microamperes are caused to flow in the electrostatic induction treatment, the water molecule group of the wastewater injected into the water collecting tank 12 is subdivided and the surface tension is reduced, Microorganisms become active in biological processing process.

변압기(13a)는, 철심(13d)의 중앙부에 통 모양의 절연 필름을 끼워 넣고, 다시 절연 필름의 외주 면에 1차 코일(13c)과 2차 코일(13e)을 감고, 1차 코일(13c)은, 예를 들어 직경 0.6㎜의 폴리에스테르(Polyester)로 피복한 동선을 사용하여 220∼240권으로 하고, 2차 코일(13e)은, 예를 들어 직경 0.09㎜의 에나멜로 피복 한 동선을 사용하여 40,000회권으로 하지만, 이 2차 코일(13e)의 40,000회 중, 제1의 2차 코일(13e)을 22,000회권으로 하고, 제2의 2차 코일(13e)을 18,000회권으로 하여도 좋고, 이러한 동선코일의 직경, 종류와 동선의 권수 등은 집수조(12)의 용량과 처리시간, 인가전압 등의 조건에 따라서 결정을 한다.The transformer 13a is formed by inserting a tubular insulating film in the center of the iron core 13d and winding the primary coil 13c and the secondary coil 13e on the outer circumferential surface of the insulating film and winding the primary coil 13c For example, 220-240 turns by using a copper wire coated with polyester having a diameter of 0.6 mm, and the secondary coil 13e is wound around a copper wire coated with enamel, for example, 0.09 mm in diameter However, the number of the first secondary coil 13e may be set at 22,000 times and the number of the second secondary coils 13e may be set at 18,000 times among 40,000 times of the secondary coil 13e The diameter and kind of the copper wire, and the number of turns of the copper wire are determined according to conditions such as the capacity of the water collecting tank 12, the processing time, and the applied voltage.

통상의 경우, 이러한 동선코일(Coil)은 0.03∼3㎜의 것을 이용할 수 있으며, 동선의 종류는 폴리에스테르이나 에나멜로 피복한 동선을 사용하여 동선코일의 권수는 1차 코일(13c)은 200∼250회권으로 하고, 2차 코일(13e)은 28,000∼40,000회권으로 하거나 2차 코일(13e) 내에서 제1의 2차 코일(13e)을 16,800∼22,000권으로 하고, 제2의 2차 코일(13e)을 11,200∼18,000권으로 해도 좋다. Usually, copper wire having a coil diameter of 0.03 to 3 mm can be used. Copper wire coated with polyester or enamel is used as the copper wire. 250 times, the secondary coil 13e is 28,000 to 40,000 times, or the first secondary coil 13e is 16,800 to 22,000 in the secondary coil 13e, and the second secondary coil 13e may be 11,200 to 18,000 volumes.

2차 코일(13e)의 절연처리 단말(13g)은 변압기(13a) 내에 있고, 그 첨단 부분을 절연 테이프로 감은 후, 타르 피치(Tar pitch) 등의 절연물을 변압기(13a) 내에 충전해서 2차 코일(13e)의 절연처리 단말(13g)을 가려 싸도록 해서 절연하지만, 절연물은 타르 피치 이외에도 절연유, 불포화폴리에스테르, 폴리우레탄 수지 등을 이용할 수도 있다.The insulating processing terminal 13g of the secondary coil 13e is located in the transformer 13a and its distal end portion is wound with an insulating tape and then an insulating material such as a tar pitch is charged into the transformer 13a, The insulation treatment terminal 13g of the coil 13e is enclosed and insulated so as to be insulated. In addition to the tar pitch, insulating oil, unsaturated polyester, polyurethane resin, or the like may also be used.

변압기(13a)에 교류를 흐르게 하여 변압기(13a)의 1차 전압을 전압조정기(13b)로 조작하여 100∼220볼트(Volt)로 조정하면, 2차 측의 2차 코일(13e) 단말 사이에는 12,000∼18,000볼트(Volt)의 전압이 발생하지만, 2차 측 회로에서 2차 코일(13e)의 절연처리 단말(13g)은 절연하고 있으므로, 절연된 절연체 위에 집수조(12)에 출력선(13f)과 접속하고 접지(13h)와 사이에는 3,500∼5,000볼트(Volt)의 전압과 10∼150㎂의 전류가 흐르게 된다. When the primary voltage of the transformer 13a is adjusted to be 100 to 220 volts by operating the voltage regulator 13b by flowing alternating current to the transformer 13a and between the terminals of the secondary coil 13e of the secondary side, The output line 13f is connected to the water collecting tank 12 on the insulated insulator because the insulating processing terminal 13g of the secondary coil 13e is insulated from the secondary side circuit by 12,000 to 18,000 volts. And a voltage of 3,500 to 5,000 volts and a current of 10 to 150 mu A flows between the ground and the ground 13h.

상술한, 2차 측에 발생한 12,000∼18,000볼트(Volt)의 전압이, 집수조(12)와 접지(13h) 사이에 3,500∼5,000볼트(Volt)의 전압, 10∼150㎂의 전류가 되는 것은 2차 코일(13e)의 절연처리 단말(13g)과 절연체의 저항, 코일의 교류저항회로에 의하는 것이다.The above-described voltage of 12,000 to 18,000 Volts generated on the secondary side causes a voltage of 3,500 to 5,000 Volts and a current of 10 to 150 μA between the water collecting tank 12 and the ground 13h, The resistance of the insulation processing terminal 13g of the car coil 13e, the resistance of the insulator, and the AC resistance circuit of the coil.

즉, 정전압발생장치(13)의 접지(13h)와 집수조(12)의 접지(13h)에 의한 공진 회로를 형성하는 것이며, 2차 코일(13e)의 일단인 절연처리 단말(13g) 부위인 접지(13h)와 2차 코일(13e)의 출력선(13f)을 절연체로 절연되고 있는 접지(13h)에 의한 출력전압으로부터의 방전에 의한 공진 주파수에 의해서 정전유도를 일어나게 한다. That is, a resonance circuit is formed by the ground 13h of the constant voltage generator 13 and the ground 13h of the water collecting tank 12. The resonance circuit of the ground 13h, which is a region of the insulating processing terminal 13g, The output line 13f of the secondary coil 13h and the output line 13f of the secondary coil 13e are caused to undergo electrostatic induction by the resonance frequency due to the discharge from the output voltage by the ground 13h insulated by the insulator.

집수조(12)의 크기, 그리고 충전물을 충전한 철망전극(14)의 크기와 절연체에 따라서 집수조(12)와 접지(13h) 사이의 전압은 3,500∼5,000볼트(Volt)로 변동하며, 전류도 10∼150㎂ 범위로 변화한다. 또한, 입력 전원을 전압조정기(13b)로부터 전압을 조정하는 것에 따라서 전압과 전류를 변동시킬 수 있다.The voltage between the water collecting tank 12 and the ground 13h varies from 3,500 to 5,000 volts depending on the size of the water collecting tank 12 and the size and insulator of the wire mesh electrode 14 charged with the filling material, To 150 mu A. Further, the voltage and the current can be changed by adjusting the voltage from the voltage regulator 13b as the input power source.

상술한 바와 같이 교류저항회로에 의해서 발생시킨 집수조(12)의 전압은 무부하(無負荷) 시에 3,500∼5,000볼트(Volt)이지만, 전류는 10∼150㎂ 범위의 미약한 전류이므로 인체에 대해서는 안전하고, 감전이나 화재 등의 트러블(Trouble)을 일으킬 우려는 없으며, 또한, 집수조(12)에 인가되는 전압과 전류는 조의 충전 용량이나 정전유도처리조건에 따라서 전압조정기(13b)에 의해서 전압을 조정하지만, 통상의 경우는 집수조(12)와 접지(13h) 간의 전압이 550∼1,600볼트(Volt), 전류는 30∼100㎂ 범위로 하는 것에 의해서 정전유도하면 적절한 교류 전계(電界)를 구성할 수 있다.As described above, the voltage of the water collecting tank 12 generated by the AC resistance circuit is 3,500 to 5,000 Volts when no load is applied. However, since the current is a weak current in the range of 10 to 150 占 안전, The voltage and the current to be applied to the water collecting tank 12 are adjusted by the voltage regulator 13b in accordance with the charge capacity of the bath and the electrostatic induction treatment condition, and there is no possibility of causing troubles such as electric shock or fire, However, in the normal case, the voltage between the water collecting tank 12 and the ground 13h is in the range of 550 to 1,600 volts, and the electric current is in the range of 30 to 100 占 폚, so that a proper AC electric field can be formed have.

그리고 집수조(12)에서는, 집수조(12) 내의 철망전극(14)이 +전하가 되면, 접지(13h) 측에서는 -전하가 유전(誘電)되며, 반대로 집수조(12) 내의 철망전극(14)이 -전하가 되면 접지(13h) 측에서는 +전하가 유전되고, 이후 교류 전원의 주파수에 따라서 집수조(12)는 1초간에 주파수(50 내지 60회)만큼 +전하와 -전하가 바뀌게 되며, 이것에 따라서 접지(13h) 측의 전하도 유전되어 +전하와 -전하가 바뀌게 된다.In the water collecting tank 12, when the wire mesh electrode 14 in the water collecting tank 12 becomes a positive electric charge, - the electric charge is induced on the ground 13h side and conversely, the wire mesh electrode 14 in the water collecting tank 12 - When the electric charge is generated, the positive electric charge is transferred from the ground 13h side. Then, the electric charge and the negative charge are changed by the frequency (50 to 60 times) in one second in accordance with the frequency of the AC power source, (13h) side are also inherited and the + and - charges are changed.

일반적으로 물질은 원자(原子)에 의해 성립되고 있으며, 이 원자는 원자핵과 전자에 의해 구성되고 있으며, 다시 원자핵은 중성자와 양자로 구성되어 있으며, 그리고 원자핵의 주위에는 부(-)의 전하를 가지는 전자가 원운동을 하고 있고, 외부 전계가 작용하지 않는 정상상태에서는 양자의 +전하와 전자의 -전하가 동량으로 안정된 상태로 되어 있으나, 외부에서 높은 전압을 인가하면 이것에 의해서 전자는 한편으로 이동하면서, 또한, 양자도 한편으로 이동하기 때문에 원자의 전기적 중심이 일치하지 않게 되어 원자는 한 개의 전기쌍극자(電氣雙極子)를 형성하게 되면서 전하의 밸런스(Balance)에 의해서 내부전계(內部電界)가 발생하면서 분극(分極)을 일으키게 된다. In general, matter is formed by atoms, which are composed of nuclei and electrons, and the nuclei are made up of neutrons and protons, and around the nucleus, In the steady state in which the electrons are moving in a circular motion and the external electric field is not applied, the positive charge and the electron charge of both are stabilized in the same amount. However, when a high voltage is applied from the outside, And the electrons move in the opposite directions. As a result, the electric centers of the atoms do not coincide with each other. As a result, the atoms form an electric dipole, and an internal electric field is generated by the balance of the electric charges (Polarization) is generated.

이와 같은 경우 원자(분자)가 외부전계(外部電界)에 의해서 분극이 되므로 이를 전자분극(電子分極) 혹은 원자분극(原子分極) 이라고 하며, 집수조(12)에 충전된 폐수에 높은 정전압을 인가하면 모든 분자는 정전유도에 의해서 +전하와 -전하의 교체에 따라서 순응하려고 하지만, 분자 간의 결합력의 강한 것과 약한 것의 차이가 생겨 폐수의 표면장력(表面張力)이 적게 되면서 점성이 적게 되어 물속에 용해되어 있는 칼슘, 마그네슘, 철분 등의 미네랄성분도 분자의 이온화가 촉진되어 초미립자화 되어 침투성이 높은 활성화된 물로 개질처리된다.In this case, since the atom (molecule) is polarized by an external electric field (an external electric field), it is referred to as an electron polarization (atomic polarization) or an atomic polarization (atomic polarization). When a high constant voltage is applied to the wastewater filled in the water collecting tank 12 All molecules try to adapt according to the change of + charge and - charge by induction of electrostatic induction, but there is a difference between strong and weak binding force between molecules. As the surface tension of surface of wastewater decreases, viscosity decreases and it dissolves in water Mineral components such as calcium, magnesium, iron and the like are also converted into ultrafine particles by promoting ionization of molecules, and then converted into activated water having high permeability.

유입폐수의 핵자기공명(核磁氣共鳴) 17O-NMR 반치폭의 값이 90㎐ 이하이면서 표면장력이 68dyne/㎝이하인 경우와 BOD5 및 CODMn의 농도가 500㎎/ℓ이하로 낮은 경우에는 호기성 생물학처리만으로도 배출기준치 이내로 처리할 수 있기 때문에 상기 정전압유도처리나 자화처리와 같은 물의 개질처리공정을 생략하여도 상관없다.Nuclear Magnetic Resonance of Influent Wastewater 17 O-NMR When the half-width value is 90 Hz or less and the surface tension is 68 dyne / cm or less and when the concentration of BOD 5 and COD Mn is as low as 500 mg / It is possible to omit the water reforming process such as the constant voltage induction process or the magnetization process because the biological treatment can be performed within the discharge reference value.

그리고 호기성 생물학처리수가 방류기준치 이내로 처리되지 않는 경우는, 도 3 '호기성 생물학처리공정도'의 하단에서와 같이, 상기한 1차 호기성 생물학처리와 동일한 2차 호기성 생물학처리를 한다.When the aerobic biological treatment water is not treated within the discharge reference level, the same aerobic biotic treatment as the above-mentioned first aerobic biological treatment is performed, as shown in the lower part of FIG. 3 'Aerobic biological treatment process diagram'.

상기 1차 호기성 생물학처리에서 방류기준치 이내로 처리되지 않는 경우는, 2차 침전조(19a) 상부로 월류(Over flow)하는 월류수를 2차 폭기조(18b)로 보내어 송풍기(26)로부터 공기를 공급하여 용존산소 농도가 2∼4㎎/ℓ 범위가 유지되게 폭기(曝氣)를 하면서 2차 호기성 생물학처리한 것을 3차 침전조(19b)로 보내어 고형물은 침전시키고, 월류(Over flow)되는 월류수인 2차 호기성 생물학처리수는 최종처리수조(25) 또는 살균·여과공정으로 보낸다.In the first aerobic biologic treatment, overflowing overflow water is supplied to the secondary aeration tank 18b above the secondary settling tank 19a to supply air from the blower 26 to the secondary aeration tank 18b, A second aerobic biotreatment is carried out while the aeration is maintained so that the oxygen concentration is maintained in the range of 2 to 4 mg / l, the sediment is settled by the third settling tank 19b, and the overflowed second The aerobic biological treatment water is sent to the final treatment water tank 25 or the sterilization / filtration process.

3차 침전조(19b)에서 침전된 미생물 균체인 고형물은 3차 침전조 레이크(20b)에 의해서 3차 침전조(19b) 하부의 중앙 콘(Cone) 부분으로 모이게 되면 2차 반송펌프(21b)에 의해서 활성부식물질 펠릿(Activated humic substance pellet)과 활성미네랄성분을 함유한 광물의 충전물(24)을 충전(充塡)한 2차 생물반응기(23b)가 내장된 2차 미생물활성화조(22b)와 2차 폭기조(18b)로 반송하면서, 배출되는 잉여오니는 투입조와 탈취공정으로 보낸다. 그리고 설계조건과 운전조건은 상기 1차 호기성 생물학처리와 동일하게 한다.
When the solids, which are microbial cells precipitated in the third settling tank 19b, are collected by the third settling tank rake 20b into a central cone portion under the third settling tank 19b, they are activated by the second returning pump 21b A secondary microorganism activating tank 22b in which a secondary bioreactor 23b filled with a filler 24 containing minerals containing an activated humic substance pellet and an active mineral ingredient is incorporated and a secondary While being conveyed to the aeration tank 18b, the excess sludge discharged is sent to the input tank and the deodorization process. The design conditions and operating conditions are the same as those of the first aerobic biologic treatment.

2. 살균·여과공정2. Sterilization and filtration process

상기 호기성 생물학처리수는 산화제의 주입, 자외선의 조사, 전기산화 또는 전자선의 조사 중에서 한 종류 이상의 처리방법을 조합한 공정에 의해서 살균처리를 한 후, 모래여과를 하여 부유물질(Suspended solids)을 제거한 다음, 방류한다.
The aerobic biological treatment water is subjected to sterilization treatment by a combination of one or more kinds of treatment methods such as injection of an oxidizing agent, ultraviolet ray irradiation, electrooxidation or electron beam irradiation, and then subjected to sand filtration to remove suspended solids Next, discharge it.

가. 산화제의 주입에 의한 살균end. Sterilization by injection of oxidizing agent

산화제의 주입에 의한 살균은, 생물학처리수에 NaClO, ClO2, Cl2, H2O2 또는 O3 중에서 한 종류의 산화제를 산화환원전위(Oxidation-reduction potential) 값이 +700∼+1,100㎷ 범위로 주입하여 30∼60분간 교반반응을 하여 수중의 박테리아 및 바이러스와 같은 미생물을 살균처리한다.
Sterilization by the injection of an oxidizing agent can be achieved by adding NaClO, ClO 2 , Cl 2 , H 2 O 2 Or O 3 is injected in the range of oxidation-reduction potential in the range of + 700 to + 1,100 ° C., and the mixture is stirred for 30 to 60 minutes to sterilize microorganisms such as bacteria and viruses in the water .

나. 자외선조사(紫外線照射)에 의한 살균I. Sterilization by ultraviolet irradiation (ultraviolet irradiation)

자외선조사에 의한 살균은, 파장이 250∼260㎚의 자외선 살균등으로부터 100∼300㎼/㎠·min 범위의 조사량으로 수중에 조사하여 박테리아 및 바이러스와 같은 미생물의 DNA 염기 부분을 변성시켜 생존이 불가능한 상태로 만들어 살균처리를 한다.
The sterilization by ultraviolet irradiation is performed by irradiating water at a dose of 100 to 300 kPa / cm 2 · min from ultraviolet sterilization with a wavelength of 250 to 260 nm to denature DNA base portions of microorganisms such as bacteria and viruses, And sterilization treatment is performed.

다. 전기산화에 의한 살균All. Sterilization by electrooxidation

전기산화에 의한 살균처리는, 전기산화로 산화환원전위(Oxidation-reduction potential) 값을 +700∼+1,100㎷ 범위로 하여 수중의 박테리아 및 바이러스와 같은 미생물을 살균처리한다.
In the sterilization treatment by the electrooxidation, the oxidation-reduction potential is set in the range of + 700 to + 1,100 ° C to sterilize microorganisms such as bacteria and viruses in the water.

라. 전자선조사에 의한 살균la. Sterilization by electron beam irradiation

전자선조사에 의한 살균은, 전자선을 수중에 조사하여 수중에 존재하는 박테리아 및 바이러스와 같은 미생물을 염기배열 그 자체를 파괴하여 살균처리를 하게 된다.In the sterilization by electron beam irradiation, the microorganisms such as bacteria and viruses present in water are irradiated in water to destroy the base arrangement itself, and the sterilization treatment is performed.

전자선을 조사에 의한 살균은, 전자선발생장치로부터 0.15∼10MeV 강도(强度)로 전자선의 선양률(線量率)을 0.1KGy/h∼100MGy/h 범위로 물에 조사하여 수중의 미생물을 살균처리한다.Disinfection by electron beam irradiation is performed by sterilizing microorganisms in water by irradiating the electron beam from 0.1 to 10 MeV in the range of 0.1 KGy / h to 100 MGy / h in terms of the rate of electron beam irradiation .

그리고 수중에 산소농도가 높거나 산화제(NaClO, H2O2, O3, ClO2, HClO, Cl2 등)가 존재하는 경우에 살균처리의 효율이 향상되기 때문에 전자선처리 이전에 전기산화처리나 산화제를 주입하면 살균처리 효율을 더욱더 향상할 수 있으며, 또한 공기(산소)를 공급하여 수중의 용존산소(Dissolved oxygen) 농도를 높게 한 상태에서 전자선을 조사하여도 살균처리효율을 향상할 수 있다.
Since the efficiency of the sterilization treatment is improved when the oxygen concentration in the water is high or when oxidizing agents (NaClO, H 2 O 2 , O 3 , ClO 2 , HClO, Cl 2, etc.) are present, The sterilization treatment efficiency can be further improved by injecting an oxidizing agent, and the sterilization treatment efficiency can be improved even when electron beams are irradiated while air (oxygen) is supplied to increase the concentration of dissolved oxygen in the water.

5. 여과공정5. Filtration process

상기 살균처리한 물은 모래여과를 하여 수중의 부유물질(Suspended solids)을 제거한 다음, 방류한다.The sterilized water is subjected to sand filtration to remove suspended solids in water and then discharged.

모래여과는 여과속도를 6∼10m/시간으로 하고, 여과사(濾過砂)의 유효경(有效徑)은 0.3∼0.45㎜, 균등계수(均等係數)는 2.0 이하로 하며, 여층(濾層)의 두께는 0.5∼1.0m로 한다. 이때 여과압력은 운전조건에 따른 여과기의 압력손실과 배관의 압력손실을 고려하여 결정한다.The filtration speed of the sand filtration is 6 to 10 m / hour, the effective diameter of the filtration sand is 0.3 to 0.45 mm, the uniformity coefficient is 2.0 or less, The thickness is 0.5 to 1.0 m. In this case, the filtration pressure is determined by considering the pressure loss of the filter and the pressure loss of the pipe depending on the operating conditions.

그리고 상기 살균과 여과공정은, 수중의 부유물질의 농도가 50㎎/ℓ이하 이면서 살균을 필요로 하지 않은 경우는 생략할 수도 있다.
The sterilization and filtration process may be omitted if the concentration of suspended solids in the water is less than 50 mg / L and sterilization is not required.

상기 실시 예1에서 처리한 표 3의 고형물을 침전시킨 상등액에 20% 황산 수용액을 주입하여 pH를 7.6으로 조정한 것 400㎏을 0.5㎥ 플라스틱 통에 주입하고, 본 발명의 호기성 생물학처리 효율을 확인하기 위해서 일본 나가사키현(長崎縣)의 가라고(唐比) 습지에서 채굴한 다음 표 4의 조성을 가진 부식토를 가공한 부식펠릿 1㎏과 일본 구마모토현(熊本縣) 아소산(阿蘇山) 화산지대에서 채굴한 표 5의 조성을 가진 부석(浮石) 2㎏을 망사포대에 담아 플라스틱 통속 수중에 설치하고, 호기성 생물학처리를 하는 공정에서 배출되는 잉여오니를 MLSS농도가 3,200㎎/ℓ로 주입하고, 용존산소 농도가 2∼3㎎/ℓ범위로 유지되게 공기를 주입하여 폭기하며 회분식 호기성 생물학처리(Batch aerobic biochemical treatment)를 하면서 처리시간별 BOD5 및 CODMn를 측정한 결과는 다음 표 6의 내용과 같이 처리되었다.The pH of the solution was adjusted to 7.6 by injecting a 20% aqueous solution of sulfuric acid into the supernatant obtained by precipitating the solids shown in Table 3 in Example 1. 400 kg of the supernatant was injected into a 0.5 m 3 plastic pail to confirm the aerobic biological treatment efficiency of the present invention 1 kg of corrosion pellets, which were mined from the Taraki wetland in Nagasaki Prefecture, Japan, and then treated with the corrosion-resistant soil with the composition shown in Table 4, and mined from the volcanic area of Aso Mountain in Kumamoto Prefecture, Japan 2 kg of pumice with the composition shown in Table 5 was placed in a mesh bag and installed in plastic basin. The excess sludge discharged from the aerobic biologic treatment was injected at a MLSS concentration of 3,200 mg / L, dissolved oxygen concentration (BOD 5) and COD Mn (BOD 5) and COD Mn (BOD 5 ) were measured in batch aerobic biochemical treatment, As shown in Fig.

부식토의 건물성분조성 분석치Analysis of composition of building constituents 성분ingredient 유기물Organic matter SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 Na2ONa 2 O K2OK 2 O CaOCaO MgOMgO 기타Etc 함량(%)content(%) 32.732.7 52.552.5 7.87.8 4.04.0 0.50.5 0.30.3 0.50.5 0.50.5 1.21.2

부석(Pumice)의 성분조성 분석치Component composition analysis of Pumice 성분ingredient SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 Na2ONa 2 O K2OK 2 O CaOCaO MgOMgO TiO2 TiO 2 기타Etc 함량(%)content(%) 68.5068.50 15.0715.07 1.921.92 4.334.33 4.384.38 1.411.41 0.480.48 0.450.45 3.463.46

회분식호기성생물학처리에서 처리시간별 BOD5 및 CODMn를 측정한 결과 분석치BOD 5 and COD Mn were measured by treatment time in batch aerobic biologic treatment. 처리시간(hr)Processing time (hr) BOD5(㎎/ℓ)BOD 5 (mg / l) CODMn(㎎/ℓ)COD Mn (mg / l) 처리시간(hr)Processing time (hr) BOD5(㎎/ℓ)BOD 5 (mg / l) CODMn(㎎/ℓ)COD Mn (mg / l) 66 142142 203203 1212 9898 127127 88 125125 179179 1414 8989 104104 1010 110110 157157 1616 8282 9393

상기 표 6 회분식 호기성 생물학처리에서 처리시간별 BOD5 및 CODMn를 측정한 분석치에서 보는 바와 같이 폭기조의 용량을 12시간 이상으로 하여 호기성 생물학처리를 하면, 나 지역의 오염물질 배출허용기준치 이하로 처리할 수 있음을 확인할 수 있다.
As shown in the analytical values of BOD 5 and COD Mn measured in the treatment time in the above Table 6 batch aerobic biologic treatment, when the aerobic biological treatment is carried out with the capacity of the aeration tank being 12 hours or more, .

물을 개질처리에 의한 호기성 생물학적 폐수처리 효율을 확인하기 위해서 상기 실시 예2에서와 같은 0.5㎥ 플라스틱 통 하부에 도체인 스테인리스강판(Stainless steel plate)을 설치하고 접지(Earth)처리한 다음, 스테인리스강판 상부에 절연체인 플라스틱판(Plastic plate)을 설치하고, 플라스틱판 위에 목탄이 충전된 철망전극을 설치하였다.In order to confirm the aerobic biological wastewater treatment efficiency by the water reforming treatment, a stainless steel plate as a conductor was installed under the same 0.5 m 3 plastic container as in Example 2, A plastic plate as an insulator was provided on the upper part, and a metal wire electrode filled with charcoal was provided on a plastic plate.

상기 철망전극이 설치된 플라스틱 통에 상기 실시 예1에서 처리한 표 3의 고형물을 침전시킨 상등액에 20% 황산 수용액을 주입하여 pH를 7.6으로 조정한 것 400㎏을 0.5㎥ 플라스틱 통에 주입하고, 주입된 물의 핵자기공명(Nuclear magnetic resonance, NMR) 스펙트럼(Spectrum) 17O-NMR의 반치폭(半値幅)을 측정한 결과 127㎐이었다. 그리고 플라스틱 통속에 설치된 철망전극에 정전압발생장치(靜電壓發生裝置)로부터 3,500볼트(Volt)의 고전압을 4시간 동안 인가(印加)하여 정전압처리(靜電壓處理)를 한 다음, 물의 핵자기공명 스펙트럼 17O-NMR의 반치폭을 측정한 결과는 58㎐으로 물이 개질 처리되었음을 확인할 수 있었다.Aqueous solution of 20% sulfuric acid was injected into the supernatant obtained by precipitating the solid matter of Table 3 treated in Example 1 in the plastic tube equipped with the wire mesh electrode, and 400 kg of the pH adjusted to 7.6 was injected into a 0.5 m3 plastic pail. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum of water The half width (half width) of 17 O-NMR was measured and found to be 127 Hz. Then, a high voltage of 3,500 volts was applied from a static voltage generating device to a wire mesh electrode installed in a plastic bag for 4 hours to perform a static pressure treatment, and then a nuclear magnetic resonance spectrum of water As a result of measuring the half width of 17 O-NMR, it was confirmed that the water was modified at 58 Hz.

상기 물이 개질 처리된 것에 상기 실시 예2에서와 동일한 부식토를 가공한 부식펠릿 1㎏과 부석(浮石) 2㎏을 망사포대에 넣은 것을 플라스틱 통속에 설치하고, 호기성 생물학처리를 하는 공정에서 배출되는 잉여오니를 MLSS농도를 3,200㎎/ℓ로 주입하고, 용존산소 농도가 2∼3㎎/ℓ이 유지되게 공기를 주입하여 폭기를 하며 회분식 호기성 생물학처리를 하면서 처리시간별 BOD5 및 CODMn를 측정한 결과는 다음 표 7의 내용과 같이 처리되었다.1 kg of corrosion pellets and 2 kg of pumice stone, which had been treated with the same corrosion-resistant as in Example 2, were placed in a mesh bag, and the water was subjected to a reforming treatment. The excess sludge was injected with MLSS concentration of 3,200 mg / L, aerated by injecting air to maintain the dissolved oxygen concentration of 2 to 3 mg / L, and BOD 5 and COD Mn The results were processed as shown in Table 7 below.

물을 개질 처리한 다음 회분식 호기성 생물학처리에서 처리시간별 BOD5 및 CODMn를 측정한 결과 분석치BOD 5 and COD Mn were measured at the treatment time in the batch aerobic biologic treatment after the water was reformed. 처리시간(hr)Processing time (hr) BOD5(㎎/ℓ)BOD 5 (mg / l) CODMn(㎎/ℓ)COD Mn (mg / l) 처리시간(hr)Processing time (hr) BOD5(㎎/ℓ)BOD 5 (mg / l) CODMn(㎎/ℓ)COD Mn (mg / l) 66 127127 182182 1212 8989 116116 88 112112 160160 1414 8181 9595 1010 9999 126126 1616 7575 8484

상기 표 7 물을 개질 처리한 다음 회분식 호기성 생물학처리에서 처리시간별 BOD5 및 CODMn를 측정한 결과 분석치에서 보는 바와 같이 실시 예2의 회분식 호기성 생물학처리에 비해서 약 10% 정도 처리효율이 향상되었음을 알 수 있으며, 물을 개질 처리한 다음 호기성 생물학처리를 하면 폭기조의 용량을 10시간 이상으로 하여 호기성 생물학처리를 하면, 나 지역의 오염물질 배출허용기준치 이하로 처리할 수 있음을 확인할 수 있다.
As shown in the analysis results of the BOD 5 and COD Mn of the treatment time in the batch aerobic biologic treatment after the water was reformed as shown in Table 7, the treatment efficiency was improved by about 10% as compared with the batch aerobic biological treatment of Example 2 If aerobic biologic treatment is performed after the water is reformed, aerobic biologic treatment of the aeration tank with a capacity of 10 hours or more can be performed to a level lower than the allowable level of pollutant emission in the area.

Ⅲ. 퇴비화단계Ⅲ. Composting step

음식물쓰레기는 함수율이 높으면서 염분농도가 높아서 합리적으로 퇴비화를 할 수 없는 실정에 있다. 그래서 본 발명에서는 함수율을 줄여 함수율조정제(수분조절제)의 소모량을 줄이기 위해서 탈수처리된 탈수케이크만 퇴비화를 하고, 그리고 탈수처리된 탈수케이크에 함유된 염분은 고상 상태에서는 탈염처리가 어렵기 때문에 액화처리 후 탈염한 다음 퇴비화하는 방법을 제시코자 한다. Food waste is high in water content and high in salinity, so it can not be composted reasonably. Therefore, in the present invention, only the dehydrated dehydrated cake is composted in order to reduce the water content of the water content adjusting agent (moisture control agent) by reducing the moisture content, and since the desalted dehydrated cake is difficult to desalt in the solid state, After desalting, we suggest how to compost.

퇴비화단계에서는, 상기 1차 탈수공정의 탈수케이크를 호기성 액화기(100)에 주입하고, 고온호기성 액상발효를 하면 분해가 용이한 단백질, 당분, 녹말, 지방과 같은 유기물질이 이산화탄소와 수분과 같은 간단한 무기물질로 분해되면서 분해 열에 의해서 60∼80℃ 범위로 온도가 올라가면 유해 병원균, 잡초의 씨앗과 해충의 알을 사멸처리되면서 액화되며, 이때 수분이 증발하면서 염분이 농축되어 전기전도도(Electrical conductivity) 값이 50∼60㎳/㎝ 범위로 되면 미생물의 활성이 떨어지면서 발효 효율이 떨어지기 때문에 고온호기성 액상발효는 여기까지 한 다음, 탈염공정으로 보내어 염분을 제거하고, 염분이 제거된 고온호기성 발효액은 액비화공정 또는 고상 퇴비화공정으로 보내어 액비 또는 퇴비화하는 방법에 관한 것으로 상세한 내용은 아래와 같다.
In the composting step, the dewatered cake of the primary dehydration process is injected into the aerobic liquefier 100, and organic substances such as protein, sugar, starch and fat, which are easily decomposed by high temperature aerobic fermentation, When the temperature rises to 60 ~ 80 ℃ due to decomposition heat as a simple inorganic substance, seeds of harmful pathogens, seeds of weeds and eggs of insect pests are liquefied and liquefied. At this time, the water is evaporated and the salt is concentrated, When the value is in the range of 50 to 60 ms / cm, the activity of the microorganism is lowered and the fermentation efficiency is lowered. Therefore, the high temperature aerobic fermentation is carried out to remove the salt by desalting process, The present invention relates to a method of liquefying or composting a liquefied petroleum gas or a solid-phase composting process, the details of which are as follows .

1. 액화공정1. Liquefaction Process

상기 1차 탈수공정의 탈수케이크가 호기성 액화기(100)에 공급되면, 호기성 액화기 믹서(101)로 2∼4rpm의 회전속도로 믹싱하면서, 60∼80℃의 고온호기성 발효액을 아스피레이터형(Aspirator type)의 산소용해장치(103)의 업스트림(Up-stream) 측의 노즐(Nozzle)을 통해 다운스트림(Down-stream)으로 분사시키면서, 가스 흡입구 측에는 PSA(Pressure swing adsorption)공정에서 농축된 산소, 또는, 산소저장탱크나 산소저장 봄베(Bombe)의 산소 중에서 한 종류의 산소를 함께 공급하면, 베르누이의 이론(Bernoulli's theorem)에 의해서 산소 기체가 흡입되어 산소용해장치(103)의 다운스트림(Down-stream)에서 고온호기성 발효액에 산소가 용해되며, 이 산소가 용해된 고온호기성 발효액을 액화기(100) 상부로 공급하면, 호기성 액화기(100) 내의 고상 음식물쓰레기에 산소와 고온호기성 미생물이 공급된다.When the dewatering cake of the primary dehydration process is supplied to the aerobic liquefier 100, the aerobic liquefier mixer 101 mixes the high-temperature aerobic fermentation liquid at 60 to 80 DEG C at a rotating speed of 2 to 4 rpm, Stream through the nozzle on the upstream side of the oxygen dissolving apparatus 103 of the aspirator type and is injected to the gas inlet side through the nozzle on the upstream side of the oxygen dissolving apparatus 103 which is concentrated in the pressure swing adsorption (PSA) When one type of oxygen is supplied together with oxygen or oxygen from an oxygen storage tank or oxygen in the oxygen storage bomb, oxygen gas is sucked by Bernoulli's theorem and the downstream of the oxygen dissolving apparatus 103 When the high-temperature aerobic fermentation broth in which oxygen is dissolved is supplied to the upper portion of the liquefier 100, oxygen and high-temperature aerobic microorganisms are added to the solid food waste in the aerobic liquefier 100, ball It is.

산소가 용해된 고온호기성 발효액이 액화기(100) 상부로 공급되면, 고상의 음식물쓰레기는 고온호기성 미생물에 의해서 저분자성 물질로 분해되면서 고상의 음식물쓰레기는 액화처리된다. 액화처리된 액상의 음식물쓰레기는 호기성 액화기(100) 하부 구멍(Hole)으로 빠져나가 액상음식물쓰레기 저장조(104)로 이송된다.When the high-temperature aerobic fermentation broth in which oxygen is dissolved is supplied to the upper portion of the liquefier 100, the solid food waste is decomposed into low-molecular substances by the high-temperature aerobic microorganisms, and the solid food waste is liquefied. The liquefied liquid food waste escapes into the lower hole of the aerobic liquefier 100 and is transported to the liquid food waste storage tank 104.

호기성 액화기(100)에서, 비닐(Vinyl), 플라스틱 (Plastic), 자갈, 돌멩이, 모래, 쇳조각, 패각(貝殼), 동물의 뼛조각과 같이 분해가 되지 않는 물질이 누적(累積)되면 간헐적(間歇的)으로 고액분리공정으로 배출하여 액상물질은 액상음식물쓰레기 저장조(104)로 보내고, 고형물질은 폐기(소각이나 매립)처분한다.In the aerobic liquefier 100, when non-degradable substances such as vinyl, plastic, gravel, pebbles, sand, bone, shell, animal bone, etc. are accumulated, Liquid separation process, the liquid material is sent to the liquid food waste storage tank 104, and the solid material is disposed of (incinerated or buried).

그리고 알코올발효처리를 하는 경우는, 알코올발효공정의 발효폐액과 메테인발효처리를 하는 경우는, 메테인발효공정의 발효액도 액상 음식물쓰레기 저장조(104)로 함께 보낸다.When the alcohol fermentation treatment is performed, the fermentation liquid of the methane fermentation step is also sent to the liquid food waste storage tank 104 when the fermentation waste liquid and the methane fermentation treatment are performed in the alcohol fermentation process.

그리고 레이아웃(Lay-out) 상 액상음식물쓰레기 저장조(104)를 설치하지 않아도 되는 경우는 액상음식물쓰레기 저장조(104)와 액상음식물쓰레기 이송펌프(105)를 생략하고, 호기성 액화기(100)에서 액화된 액상 음식물쓰레기를 고온호기성 발효조(106)로 보내어도 된다.In the case where the liquid-phase food waste storage tank 104 is not required to be laid out, the liquid food waste storage tank 104 and the liquid food waste transfer pump 105 are omitted, and the liquid- Liquid food garbage may be sent to the high-temperature aerobic fermentation tank 106.

상기 고액분리공정은, 트롬멜 분리기(Trommel separator) 또는 진동스크린(Vibrating screen) 중에서 한 종류를 사용한다.The solid-liquid separation step uses one of a Trommel separator or a vibrating screen.

호기성 액화기(100)는, 외부에 보온재(102)가 설치된 강철구조물로, 도 4에서와 같이 수평형으로 할 수 있으나, 수직형 구조로 하여도 상관없으며, 또는, 강철구조물로 하는 대신에 콘크리트구조물(Concrete structures)로 하여도 상관없다.The aerobic liquefier 100 is a steel structure provided with a heat insulating material 102 on the outside and may be a horizontal structure as shown in Fig. 4, but it may be a vertical structure, or alternatively, Concrete structures may also be used.

그리고 호기성 액화기 믹서(101)는 패들형(Paddle type), 호스앵커형(Horse anchor type), 리본형(Ribbon type), 헬리컬리본형(Helical ribbon type), 스크루형(Screw type) 또는 교반 축(Shaft)에 교반 아암(Arm)에 사각 판 블레이드(Blade)가 설치된 것 중에서 한 종류를 사용할 수 있으며, 회전속도는 2∼4rpm으로 믹싱(Mixing) 한다.The aerobic liquefier mixer 101 may be a paddle type, a horse anchor type, a ribbon type, a helical ribbon type, a screw type, One of which is equipped with a bladed blade in a stirring arm, and a mixing speed is 2 to 4 rpm.

그리고 시운전(試運轉)이나, 운휴(運休) 후 새로 가동하는 경우는, 바실러스 스테아로써모필러스(Bacillus Stearothermophilus)·바실러스 코아굴란스(Bacillus coagulans)·바실러스 플라보써무스(Bacillus flavothermus)·바실러스 카우스토필러스(Bacillus kaustophilus)·바실러스 쉴레겔리(Bacillus schlegelii)·바실러스 스미시(Bacillus smithii)·바실러스 써모카테눌라투스(Bacillus thermocatenulatus)·바실러스 써모클로아케(Bacillus thermocloacae)·바실러스 써모디니트리피칸스(Bacillus thermodenitrificans)·바실러스 써모글루코시데시어스(Bacillus thermoglucosidasius)·바실러스 써모레오보란스(Bacillus thermoleovorans)·바실러스 슈스시(Bacillus tusciae)·바실러스 써모루버(Bacillus thermoruber)·바실러스 브레비스(Bacillus brevis)·바실러스 팔리더스(Bacillus pallidus)·바실러스 렌터스(Bacillus lentus)와 같은 고온성 간균(桿菌), 클로스트리듐 서모사카로리티쿰(Clostridium thermosaccharolyticum), 락토바실러스 써모필러스(Lactobacillus thermophilus)·락토바실러스 델브루에키이(Lactobacillus delbrueckii)와 같은 고온성 유산 간균, 시네초코커스 리비두스(Synechococcus lividus), 스트렙토코쿠스 테르모필루스(Streptococcus thermophilus), 스트렙토마이세스 써모필루스(Streptomyces thermophilus), 디설포토마쿨럼 니그리피칸스(Desulfotomaculum nigrificans), 지오바실러스 써모디니트리피칸스(Geobacillus thermodenitrificans)·지오바실러스 퇴비(Geobacillus toebii)·지오바실러스 스테아로써모필러스(Geobacillus stearothermophilus)와 같은 고온성 지오바실러스속(Geobacillus sp.)·지오바실러스 스테아로써모필러스(Geobacillus stearothermophilus)·지오바실러스 써모레오보란스(Geobacillus thermoleovorans)와 같은 지오바실러스속(Geobacillus sp.), 써모크리스퓸속(Thermocrispum sp.), 테르무스 테르모필루스(Thermus thermophilus), 안옥시바실러스 베푸엔시스(Anoxybacillus beppuensis)·안옥시바실러스 루피엔시스(Anoxybacillus rupiensis)·안옥시바실러스 푸라비써머스(Anoxybacillus flavithermus)와 같은 고온성 안옥시바실러스속(Anoxybacillus sp.), 서모액티노마이세스 불가리스(Thermoactinomyces vulgaris)·서모액티노마이세스 사카리(Thermoactinomyces sacchari)·써모모노스포라 카바라(Thermomonospora curvara)와 같은 고온 방사선균(Thermophilic actinomycetes), 술폴로부스 아시도칼다리우스(Sulfolobus acidocaldarius), 알리사이클로바실러스속(Alicyclobacillus sendaiensis sp.), 후미콜라 인솔렌스(Humicola insolens), 마스티고클라두스 라미노서스(Mastigocladus laminosus), 타라로마이세스·듀폰티(Talaromyces dupontii) 또는 게오트리쿰 칸디둠(Geotrichum candidum) 중에서 한 종류 이상의 호열성 미생물(Thermophilic bacteria)을 L배지나, WSG배지를 기본으로 하여 일부 성분을 첨가한 배지에서 배양한 균제를 액화기(100)에 유입되는 음식물쓰레기 100중량부에 0.04∼0.1중량부를 종균용으로 호기성 액화기(100) 또는 고온호기성 발효조(106)에 공급하거나, 또는, 유기성 폐기물을 퇴비화하는 발효공정에서 60∼80℃로 고온발효되는 과정에서 발효 중에 있는 퇴비를 종균용으로 액화기(100)에 유입되는 음식물쓰레기 100중량부에 0.1∼0.5중량부를 종균용으로 호기성 액화기(100) 또는, 고온호기성 발효조(106)에 호기성 미생물 균제를 공급할 필요가 있다. 그리고 정상 가동이 되면 균주를 지속적으로 공급할 필요는 없다.
Bacillus stearothermophilus, Bacillus coagulans, Bacillus flavothermus, Bacillus flavothermus, and Bacillus cereus are the most commonly used strains for Bacillus species such as Bacillus stearothermophilus, Bacillus coagulans, Bacillus species such as Bacillus kaustophilus, Bacillus schlegelii, Bacillus smithii, Bacillus thermocatenulatus, Bacillus thermocloacae, Bacillus thermocloacae, thermodenitrificans Bacillus thermoglucosidasius Bacillus thermoleovorans Bacillus tusciae Bacillus thermoruber Bacillus brevis Bacillus palpharseus Bacillus pallidus) · High temperature bacillus such as Bacillus lentus ), Clostridium thermosaccharolyticum, Lactobacillus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii, Synechococcus lividus, and the like. , Streptococcus thermophilus, Streptomyces thermophilus, Desulfotomaculum nigrificans, Geobacillus thermodenitrificans, Geoacillus thermophilus, Such as Geobacillus toebii, Geobacillus stearothermophilus, Geobacillus sp., Geobacillus stearothermophilus, Geobacillus thermoleovorans such as Geobacillus stearothermophilus, ), Geobacillus sp., Thermoshell fume Such as Thermocrispum sp., Thermus thermophilus, Anoxybacillus beppuensis, Anoxybacillus rupiensis, Anoxybacillus flavithermus, and the like, such as Thermocrispum sp., Thermus thermophilus, Anoxybacillus rupiensis, Such as Thermoactinomyces vulgaris, Thermoactinomyces sacchari, Thermomonospora curvara, and the like, as well as other thermophilic bacteria such as Thermophilic bacteria such as Thermoactinomyces vulgaris, Thermoactinomyces saccharia, Thermomonospora curvara, Actinomycetes, Sulfolobus acidocaldarius, Alicyclobacillus sendaiensis sp., Humicola insolens, Mastigocladus laminosus, Tararomai, Talaromyces dupontii or Geotrichum candidum may be one or more thermophilic 0.04 to 0.1 part by weight of foodstuffs which are cultured in a medium containing L or L of a thermophilic bacteria or a WSG medium and added with a certain amount of ingredient into the liquefier 100 is added to the liquefier 100 as aerobic The compost which is being fermented in the process of being fed to the liquefier 100 or the high-temperature aerobic fermentation tank 106 or fermenting the organic waste at a high temperature of 60 to 80 ° C in the fermentation process is fed to the liquefier 100 It is necessary to supply aerobic microbial bacteria to the aerobic liquefier 100 or the high-temperature aerobic fermentation tank 106 for 0.1 to 0.5 parts by weight per 100 parts by weight of the incoming food waste. And it is not necessary to continuously supply the strain when normal operation is performed.

2. 고온호기성 발효공정2. High-temperature aerobic fermentation process

액상 상태에서 호기성 미생물에 의해서 발효를 하기 위해서는 용존산소(Dissolved oxygen) 농도를 2∼4㎎/ℓ로 유지해야 하는데, 도 9 '대기압 하에서 온도 변화에 따른 수중에 산소의 용해도표'에서 보는 바와 같이 80℃에서는 산소를 단순히 주입하여서는 용존산소 포화농도가 3㎎/ℓ으로, 유기물과 염분과 같은 불순물이 존재하는 유기성 폐기물의 경우는 용존산소 포화농도가 더욱더 떨어져 60∼80℃ 고온에서는 용존산소 농도를 2∼4㎎/ℓ로 유지할 수 없는 문제가 있어서 지금까지는 액상 상태에서 고온호기성 발효는 실시되지 못하고 있는 실정에 있었다.In order to perform fermentation by aerobic microorganisms in a liquid state, the concentration of dissolved oxygen should be maintained at 2 to 4 mg / L, and as shown in FIG. 9 'dissolution diagram of oxygen in water according to temperature change under atmospheric pressure In the case of organic wastes where the dissolved oxygen saturation concentration is 3 mg / l when the oxygen is simply injected at 80 ° C and the impurities such as organic matter and salinity are present, the dissolved oxygen saturation concentration further decreases to 60-80 ° C. There is a problem that it can not be maintained at 2 to 4 mg / L, so that the high temperature aerobic fermentation has not been carried out in the liquid state until now.

도 10 '온도와 압력의 변화에 따른 수중에 산소의 용해도표'에서 보는 바와 같이 저온 고압에서 용존산소 포화농도가 높아지는 현상을 알 수 있다. As can be seen from FIG. 10, 'Oxygen dissolution diagram in water with changes in temperature and pressure', it can be seen that the concentration of dissolved oxygen saturation increases at low temperature and high pressure.

본 발명의 발명자는 이를 예의(銳意) 검토한 결과, 산소의 분압(Partial pressure)과 전압(Total pressure)이 높은 상태에서 산소를 용해하여 70∼80℃의 고온호기성 발효공정에 공급하면, 액상 상태에서도 고온호기성 발효가 일어날 수 있음을 알게 되어, 이의 방법을 제시하고자 한다. The inventor of the present invention has conducted an intensive investigation and found that when oxygen is dissolved in a state where partial pressure of oxygen and total pressure are high and supplied to a high temperature aerobic fermentation process at 70 to 80 ° C, , We have found that high temperature aerobic fermentation can occur.

상기 액화공정에서 액화처리된 액상 음식물쓰레기가 고온호기성 발효조(106)에 공급되면 고온호기성 발효조 교반기(107)로 믹싱(Mixing)하면서, 고온호기성 발효조(106) 외부에 설치된 가온 재킷(Heating jacket, 108)에 보일러로부터 열을 공급하여 온도를 60∼80℃ 범위로 조정하고, PSA(Pressure swing adsorption)공정에서 농축된 산소, 또는, 산소저장탱크나 산소저장 봄베(Bombe)의 산소와 고온호기성 발효액을 함께 가압산소용해탱크(110)에 공급하여 2∼4기압(atm)에서 산소를 용해한 고온호기성 발효액을 반송하면 고온호기성 미생물에 의해서 분해가 용이한 당분·녹말과 같은 탄수화물, 단백질(Protein), 지방(Fat)과 같이 분해가 용이한 유기물이 CO2, H2O과 같은 간단한 무기물로 분해되면서, 유해 병원균, 잡초의 씨앗과 해충의 알이 사멸처리된다.When the liquid food waste liquefied in the liquefaction process is supplied to the high temperature aerobic fermentation tank 106, a heating jacket 108 installed outside the high temperature aerobic fermentation tank 106 is mixed with the high temperature aerobic fermentation tank stirrer 107, ) Is supplied with heat from the boiler to adjust the temperature in the range of 60 to 80 ° C and the oxygen or oxygen in the oxygen storage tank or the oxygen storage bomb and the aerobic fermentation liquid at high temperature in the PSA (Pressure Swing Adsorption) Temperature fermentation broth in which oxygen is dissolved at 2 to 4 atmospheres (atm) is fed to the pressurized oxygen dissolving tank 110. The high-temperature aerobic fermentation broth containing the carbohydrate, starch, protein, fat (Fat), decomposing easily decomposable organic matter into simple inorganic substances such as CO 2 and H 2 O, and destroying harmful pathogens, seeds of weeds and insect pests.

이때 일어나는 반응메커니즘(Reaction mechanism)은 다음과 같다.The reaction mechanism at this time is as follows.

① 탄수화물의 경우① For carbohydrates

탄수화물은 Cm(H2O)n와 나타낼 수 있다. 그리고 녹말, 당분과 같은 탄수화물은 산화 분해되어 최종적으로는 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)이 된다.Carbohydrates can be represented by C m (H 2 O) n . Carbohydrates such as starch and sugar are oxidatively decomposed and eventually become carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O).

Cm(H2O)n + mO2 → mCO2↑ + nH2O↑ + 반응열 …………………………(11)C m (H 2 O) n + mO 2 → mCO 2 ↑ + nH 2 O ↑ + reaction heat ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (11)

②지방과 단백질과 지방② fat, protein and fat

단백질이나 지방은 다음 반응식 (12)와 같이 산화 분해하여, 이산화탄소, 물, 암모니아를 방출하면서 서서히 분자량이 작은 물질로 된다.Proteins and fats are oxidized and decomposed as shown in the following reaction formula (12) to gradually release carbon dioxide, water, and ammonia, resulting in a substance having a small molecular weight.

CxHyNzOp + aO2 → CuHvNwOq + bCO2 + dH2O + eNH3 + 반응열 …………(12)C x H y N z O p + aO 2 → C u H v N w O q + bCO 2 + dH 2 O + eNH 3 + reaction heat ... ... ... ... (12)

단백질과 지방이 분해되어 생성되는 암모니아는 1차 물과 반응하여 수산화암모늄이 생성된다. 나아가서는 암모늄 이온은 호기성 미생물의 아질산화세균과 질산화세균에 의해서 질산염으로 산화된다. 질산염은 식물이 가장 사용하기 쉬운 질소원이다.Ammonia produced by decomposition of protein and fat reacts with primary water to produce ammonium hydroxide. Further, ammonium ions are oxidized to nitrate by nitrifying bacteria and nitrifying bacteria of aerobic microorganisms. Nitrate is the nitrogen source that plants are most likely to use.

NH3 + H2O → NH4+ + OH- …………………………………………………(13)NH 3 + H 2 O → NH 4 + + OH - ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (13)

암모늄 이온은 우선 아질산화세균(Nitrobacter, Nitrocystis 등)에 의해서 암모늄 이온이 아질산염으로 산화된다.Ammonium ions are first oxidized to nitrite by nitrite bacteria (Nitrocystis, etc.).

NH4 + + 3/2O2 → NO2 + H2O + 2H+ …………………………………………(14)NH 4 + + 3 / 2O 2 → NO 2 - + H 2 O + 2H + ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (14)

다음에 질산화세균(Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira 등)에 의해서 아질산염은 질산염으로 산화된다.Next, nitrite is oxidized to nitrate by nitrifying bacteria (Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, etc.).

NO2 + 1/2O2 → NO3 ………………………………………………………(15)NO 2 - + 1 / 2O 2 → NO 3 - ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (15)

고온호기성 발효온도가 70℃ 전후까지 상승하면 병원성 세균, 병해충의 알, 바이러스, 잡초의 종자 등의 대부분이 불활성화되어 위생적으로 안전한 퇴비를 생산할 수 있다.When the high-temperature aerobic fermentation temperature rises to around 70 ° C, most of the pathogenic bacteria, pests, eggs, viruses, and weed seeds are inactivated and hygienically safe compost can be produced.

그리고 상기 반응식 (11)과 (12)의 반응에서 유기물이 이산화탄소와 물로 분해되면서 반응열에 의해 음식물쓰레기에 함유된 상당량의 수분이 증발하면서 감량화가 일어나게 된다. 이때 수분이 증발하면서 염분이 농축되어 전기전도도(Electrical conductivity) 값이 50∼60㎳/㎝ 범위로 되면 미생물의 활성이 떨어지면서 발효효율이 떨어지게 되므로, 이때까지 고온호기성 발효를 한 고온호기성 발효액은 염분반응조(111)로 보낸다.In the reaction of Equations (11) and (12), organic matter is decomposed into carbon dioxide and water, and a considerable amount of water contained in the food waste is evaporated by the heat of reaction. At this time, as the water is evaporated and the salinity is concentrated and the electrical conductivity value is in the range of 50 to 60 ms / cm, the activity of the microorganism is lowered and the fermentation efficiency is lowered. Thus, the high temperature aerobic fermentation solution, To the reaction tank (111).

고온호기성 발효조(106)에서 열원 공급은, 보일러에서 고온호기성 발효조(106) 외부에 설치된 가온 재킷(108)에 열을 공급하거나, 또는, 전기 가열기(Electric heater)를 고온호기성 발효조(106)에 설치하고 전기가열에 의해서도 열을 공급할 수 있다. 그리고 상기 반응식 (11)∼(12)에서와 같이 고온호기성 발효가 정상적으로 일어나면 자체 반응열에 의해서 온도가 60∼80℃ 범위로 운전되면 외부에서 열원공급은 중단한다.The heat source may be supplied from the high temperature aerobic fermentation tank 106 to the boiler by supplying heat to the heating jacket 108 provided outside the high temperature aerobic fermentation tank 106 or by installing an electric heater in the high temperature aerobic fermentation tank 106 And the heat can be supplied also by electric heating. When the high-temperature aerobic fermentation occurs normally as in the above reaction formulas (11) to (12), when the temperature is in the range of 60 to 80 ° C due to the self-reaction heat, the heat source supply is stopped from the outside.

고온호기성 발효조(106)는, 도 4에서와 같이 외부에 보온재(102)로 보온처리된 가온 재킷(108)에 보일러로부터 열원을 공급하는 원형의 철구조물로 할 수 있으며, 가온 재킷(108)을 설치하는 대신에 내부에 가열 코일(Heating coil)을 설치하거나, 또는, 전기 가열기(Electric heater)를 설치하여 열을 공급할 수 있다. 그리고 철구조물 대신에 콘크리트구조물로도 할 수 있다.The high-temperature aerobic fermentation tank 106 may be a circular iron structure for supplying a heat source from the boiler to the warming jacket 108 that has been thermally treated with a warming material 102 on the outside as shown in FIG. 4, A heating coil may be provided inside or an electric heater may be installed to supply heat. It can also be a concrete structure instead of a steel structure.

고온호기성 발효조 교반기(107)는 피치드 패들형(Pitched paddle type)의 교반기를 사용하며, 교반속도는 4∼8rpm으로 한다.
The high temperature aerobic fermenter stirrer 107 is a pitched paddle type stirrer and the stirring speed is 4 to 8 rpm.

3. 탈염공정3. Desalination Process

음식물쓰레기에는 염분(NaCl)농도가 높아서 탈염처리를 하지 않고서는 퇴비화를 할 수 없기 때문에 본 발명에서는 고온호기성 발효처리된 고온호기성 발효에 석회와 석탄회를 주입하여 수용성인 염분을 물에 불용성인 염으로 전환하여 침전제거 한 염분이 제거된 고온호기성 발효액을 중온호기성 발효조(118)로 보내어 중온발효하여 액비로 생산하거나, 또는, 염분이 제거된 고온호기성 발효액을 혼화기(120)에 공급하고, 함수율조정제, 수분흡수제, 토양개량제를 주입하고 혼화(混和)한 것을 발효·숙성조(123)로 보내어 발효·숙성하여 퇴비화를 한다.Since garbage (NaCl) concentration is high in food waste, composting can not be performed without desalination treatment. Therefore, in the present invention, lime and fly ash are injected into high-temperature aerobic fermentation treated at high temperature and aerobic fermentation so that water- Temperature aerobic fermentation broth to which the salt removed by precipitation has been removed is sent to a mesophilic aerobic fermentation tank 118 to be fermented at middle temperature to produce a slurry or a high temperature aerobic fermentation broth in which salt has been removed is supplied to the mixer 120, , A water absorbent, and a soil conditioner are mixed and fed to a fermentation / aging tank (123) for fermentation, aging, and composting.

상기 1차 탈수처리공정에서 배출되는 탈수된 음식물쓰레기, 알코올발효공정에서 배출되는 발효폐액, 메테인발효공정에서 배출되는 발효액에는 수용성 염분이 존재하기 때문에 반드시 탈염처리를 해야 퇴비화를 할 수 있으며, 2차 탈수처리공정에서 배출되는 탈수된 탈수케이크 또는 이물질의 분리제거와 대형물질은 파쇄기에서 파쇄처리한 음식물쓰레기를 고상 상태의 반응기에서 석회와 석탄회를 공급하여 반응한 것을 1차 탈수처리공정에서 탈수처리된 탈수케이크에는 석회와 석탄회를 주입하고 반응하여 물에 불용성인 프리델씨염(3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O)의 형태의 염화물로 존재하지만 고온호기성 발효과정에 발생하는 이산화탄소(CO2)에 의해서 다음 반응식 (16)와 반응식 (17)에서와 같이 다시 염소 이온(Cl-)이 재 용출되므로 본 탈염공정에서 다시 한번 석회와 석탄회를 주입하고 물에 불용성인 염으로 전환한 다음, 침전 제거해야 한다.Since the dehydrated food waste discharged from the primary dehydration process, the fermentation waste discharged from the alcohol fermentation process, and the fermentation liquid discharged from the methane fermentation process exist in the water-soluble salt, they must be desalted to be composted. The separation and removal of dehydrated dewatered cake or foreign matter discharged from the tea dewatering process and the reaction of the large-sized material with the lime and coal fly ash in the solid state reactor of the food waste which has been crushed in the crusher were dehydrated in the primary dehydration process (3CaO · Al 2 O 3 · CaCl 2 · 10H 2 O) in the form of insoluble Friedel's salt (3CaO · Al 2 O 3 · CaCl 2 · 10H 2 O), but the carbon dioxide generated in the high temperature aerobic fermentation process CO 2) and then equation (16) and the back of chloride ion (Cl as shown in Scheme 17 by - so) the re-dissolution in the desalination process Once again it injected with lime and coal ash, and converted into salts insoluble in water, and then, is necessary to remove precipitate.

CO2 + H2O → 2H+ + CO3 2 - ……………………………………………(16)CO 2 + H 2 O → 2H + + CO 3 2 - ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (16)

3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O+CO3 2 -→3CaO·Al2O3·CaCO3·10H2O+2Cl- …(17) 3CaO · Al 2 O 3 · CaCl 2 · 10H 2 O + CO 3 2 - → 3CaO · Al 2 O 3 · CaCO 3 · 10H 2 O + 2Cl - ... (17)

상기 고온호기성 발효액이 염분반응조(111)에 공급되면 염분반응조 교반기(112)로 교반하면서, 석회와 석탄회를 주입하고, 30∼40분간 교반하면, 상기 반응식 (6), 반응식 (7)과 같은 반응이 일어나면서 수용성인 염분이 물에 불용성인 염으로 전환되면 염분반응물침전조(113)로 보낸다.When the high-temperature aerobic fermentation broth is supplied to the saline reaction tank 111, lime and coal fly ash are poured into the salt tank agitator 112 while stirring, and stirred for 30 to 40 minutes. The water-soluble salt is converted into a salt-insoluble salt, and then sent to the salt-reactant sedimentation tank 113.

상기 물에 불용성인 염으로 전환된 염분반응물이 염분반응물침전조(113)에 공급되어 염분반응물침전조(113) 하부로 침전되면, 염분반응물침전조 레이크(114)를 0.01∼0.02rpm으로 회전하면서 하부 콘(Cone) 부분으로 모은 다음, 염분반응물침전조 침전슬러지이송펌프(115)에 의해서 3차 탈수공정으로 보내어 물에 불용성 염분을 함유한 탈수된 케이크는 폐기처분하고, 탈수 여액은 염분반응물침전조(113) 상부를 월류(Over flow)하는 월류수와 함께 염분이 제거된 고온호기성 발효액 저장조(116)로 보낸다. When the salt reactant converted into a salt insoluble in water is supplied to the salt reactant settling tank 113 and precipitates to the lower portion of the salt reactant settling tank 113, the salt reactant settler trough 114 is rotated at 0.01-0.02 rpm, Cone), and then sent to the tertiary dehydration process by the salt reactant settler sludge transfer pump 115 to discard the dehydrated cake containing insoluble salt in the water, and the dehydrated filtrate is transferred to the upper part of the salt reactant settling tank 113 Is sent to the high temperature aerobic fermentation broth (116) in which salinity is removed together with the overflowing overflow.

염분이 제거된 고온호기성 발효액 저장조(116)에 공급되면, 염분이 제거된 고온호기성 발효액은 염분이 제거된 고온호기성 발효액 이송펌프(117)에 의해서 액비생산공정의 중온 호기성 발효조(118)로 보내거나, 또는, 고상 퇴비생산공정의 혼화기(120)로 보낸다.The high-temperature aerobic fermentation broth in which the salt has been removed is supplied to the mesophilic aerobic fermentation tank 118 in the slurry production process by the high-temperature aerobic fermentation broth transfer pump 117 from which the salt has been removed , Or to the mixer 120 of the solid compost production process.

상기 반응식 (6)과 반응식 (7)에 의해서 염분이 제거되는 반응은 염분과 석탄회 및 석회가 당량(當量) 대 당량의 반응을 하지만, 석탄회의 조성은 화력발전소에서 사용되는 석탄의 종류에 따라서 조성의 차이가 심하며, 염분제거 효율을 향상하기 위해서 석탄회는 염분의 양보다 2∼3배 과잉으로 공급하는 것이 바람직하며, 석회는 pH가 10을 초과하지 않는 범위 내에서 공급한다. pH가 10을 초과하게 되면 발효미생물의 생육에 지장을 주기 때문이다. 바람직하게는 석회는 pH가 8.4∼9.5의 범위로 공급하는 것이 좋다.The reaction in which the salt is removed by the reaction formula (6) and the reaction formula (7), the salt and the fly ash and the lime react in an equivalent amount of the equivalent amount, but the composition of the fly ash varies depending on the type of coal used in the thermal power plant And the amount of the fly ash is preferably 2 to 3 times as much as the amount of the salt, and the lime is supplied within a range where the pH does not exceed 10. If the pH is more than 10, it will interfere with the growth of fermenting microorganisms. Preferably, the lime is supplied at a pH ranging from 8.4 to 9.5.

그리고 석탄회 중에 CaO성분이 10wt% 이상 함유되어 있는 경우는, 석회를 별도로 공급하지 않아도 된다.When the CaO component is contained in the fly ash in an amount of 10 wt% or more, lime may not be supplied separately.

석회를 공급하여 pH가 10 전후가 되어도, 별도로 중화처리를 할 필요는 없다. 석회의 성분인 Ca(OH)2는 발효가 되면서 생성되는 이산화탄소(CO2)와 반응하여 탄산칼슘(CaCO3)으로 중화되기 때문이다. It is not necessary to neutralize the lime even if the lime is supplied and the pH is about 10. Ca (OH) 2 , which is a component of lime, reacts with carbon dioxide (CO 2 ) produced by fermentation and is neutralized with calcium carbonate (CaCO 3 ).

염분반응조(111), 염분반응물침전조(112), 염분이 제거된 고온호기성 발효액 저장조(116)는 철구조물 또는 콘크리트구조물로 한다. The saline reaction tank 111, the salt reactant settling tank 112, and the high temperature aerobic fermentation broth 116 from which the salt is removed are made of iron structure or concrete structure.

염분반응기교반기(112)는 프로펠러 형(Propeller Type)으로 하며, 교반속도는 180∼360rpm으로 하고, 교반 반응시간은 30∼40분이 되도록 염분반응조(111)의 용량을 설정한다.The saline reactor stirrer 112 is a propeller type, and the capacity of the saline reaction tank 111 is set so that the stirring speed is 180 to 360 rpm and the stirring reaction time is 30 to 40 minutes.

염분반응물침전조 레이크(114)는 하·폐수처리장의 농축조의 레이크와 같은 구조로 하며, 회전속도는 0.01∼0.02rpm으로 한다.The salt reactant settler rake 114 has the same structure as the rake of the thickener of the lower wastewater treatment plant, and the rotation speed is 0.01 to 0.02 rpm.

염분반응물침전조(113)는, 단면적을 고형물부하율(Solid loading rate)이 60∼90㎏/㎡·hr 범위로 하고, 수심은 3∼5m로 하고, 하부 바닥의 경사는 1/10∼1/20 범위로 한다.The salt reactant settling tank 113 has a sectional loading of 60 to 90 kg / m 2 · hr, a depth of 3 to 5 m, and a slope of 1/10 to 1/20 .

염분이 제거된 고온호기성 발효액 저장조(116)의 용량은 체류시간이 30분 이상이 되게 하며, 30분 이상 상한은 제한이 없다.The capacity of the high temperature aerobic fermentation broth 116 from which the salt is removed has a residence time of 30 minutes or more, and an upper limit of 30 minutes or more is not limited.

그리고 상기 고온호기성 발효에 석회와 석탄회를 주입하여 수용성인 염분을 물에 불용성인 염으로 전환하여 침전제거하는 탈염방법 대신에 공지된 상기 특허문헌 4 '음식물쓰레기 탈수 여액의 탈염장치'의 전기영동에 의해서 염분을 제거하는 탈염공정에 의해서도 탈염처리를 하여도 된다.In place of the desalting method in which the water soluble salt is converted into a water-insoluble salt by injecting lime and fly ash into the high-temperature aerobic fermentation, the method described in Patent Document 4 'Electrophoresis of a food waste dewatering filtrate desalination apparatus' The desalination process may be performed by a desalting process for removing the salt.

염분을 함유한 상기 고온호기성 발효액을 양이온교환 격막과 음이온교환 격막으로 격리된 내부로 주입하면서, 외부에는 양극과 음극을 설치한 탈염실로 구성된 탈염장치에 정류기로부터 직류전류를 인가(印加)하여 전기장(電氣場)을 형성시키면 전기영동(Electrophoresis)에 의해서 유기성 폐기물에 함유된 Na+ 이온은 양이온교환 격막을 통과하여 탈염실의 음극 쪽으로 이동하고, Cl- 이온은 음이온교환 격막을 통과하여 탈염실의 양극 쪽으로 이동하면서 고온호기성 발효액에 함유된 염분이 탈염실로 추출제거하게 된 고온호기성 발효액은 액비생산공정 또는 고상 퇴비생산공정으로 보낸다.
The high temperature aerobic fermentation broth containing the salt is injected into the interior separated by the cation exchange membrane and the anion exchange membrane while a direct current is applied from the rectifier to the desalination unit composed of the desalting chamber provided with the anode and the cathode outside, When Na + ions contained in the organic waste migrate to the cathode of the desalting chamber through the cation exchange membrane by electrophoresis, the Cl - ion passes through the anion exchange membrane and the anode of the desalting chamber , The high temperature aerobic fermentation broth which the salt contained in the high temperature aerobic fermentation broth is extracted and removed by the desalting bath is sent to the liquid production process or the solid compost production process.

3. 액비생산공정3. Liquid production process

상기 염분이 제거된 고온호기성 발효액이 중온 호기성 발효조(118)에 공급되면 상온에서 용존산소 농도를 1∼4㎎/ℓ범위가 유지되게 송풍기(127)로부터 공기를 주입하면서 10∼20일간 폭기하면서 중온 호기성 발효를 하여 액비(液肥)를 만든다. 중온호기성 발효액인 액비는 액비이송펌프(119)로 탱크로리(Tank lorry)에 보내어 액비제품으로 출하한다.When the high-temperature aerobic fermentation broth in which the salt is removed is supplied to the mesophilic aerobic fermentation tank 118, air is blown from the blower 127 so that the dissolved oxygen concentration is maintained in a range of 1 to 4 mg / Aerobic fermentation makes liquid fertilizer. The liquid fermentation liquid, which is a medium temperature aerobic fermentation liquid, is sent to the tank lorry by the liquid transfer pump 119 and is shipped to the liquid product.

중온호기성 발효는, 고온호기성 발효에서 분해되지 않았던 리그닌(Lignin), 셀룰로오스(Cellulose)와 같은 난분해성인 고분자유기물이 중온호기성 미생물에 의해서 분해되면서, 미 산화된 암모니아가 질산으로 질산화되는 과정으로 고온호기성 발효에 비해서 완만하게 진행된다.The mesophilic aerobic fermentation is a process in which the degradable polymer organic substances such as lignin and cellulose, which were not degraded by high temperature aerobic fermentation, are decomposed by mesophilic aerobic microorganisms and nitrification of the unoxidized ammonia by nitric acid, It progresses gently compared to fermentation.

중온호기성 발효조(118)에서도, 시운전이나, 운휴(運休) 후 새로 가동하는 경우는, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)·바실러스 마이코이데스(Bacillus mycoides)·바실러스 낫또(Bacillus natto)와 같은 간균(桿菌), 스트렙토미세스 그리세올러스(Streptomyces griseolus)·스트렙토미세스 올리바슈스(Streptomyces olivaceus)·스트렙토미세스 그리세우스(Streptomyces griseus)·미크로모노스포라 푸르프레아(Micromonospora purprea)·미크로모노스포라 에키노스포라(Micromonospora echinospora)·미크로모노스포라 푸스카(Micromonospora fusca)·미크로모노스포라 오리바스테로스포라(Micromonospora olivasterospora)와 같은 방선균(放線菌), 락토바실러스속(Lactobacillus sp.)·스트렙토코쿠스속(Streptococcus sp.)·페디오코쿠스속(Pediococcus sp.)·류코노스톡속(Leuconostoc)과 같은 젖산균, 사카로미세스속(Saccharomyces sp.)·스포로볼로미케스속(Sporobolomyces sp.)·크립토코쿠스속(Cryptococcus sp.)과 같은 효모균(酵母菌), 아스페르길루스속(Aspergillus sp.)·페니실리움속(Penicillium sp.)·푸사리움속(Fusarium sp.)·무코르 속(Mucor sp.)·리조푸스속(Rhizopus sp.)과 같은 사상균(絲狀菌), 마이크로코쿠스속(Micrococcus sp.)·스피로헤타속(Spirochaeta sp.)·클로스트리디움속(Clostridium sp.)·슈도모나스속(Pseudomonas sp.)과 같은 세균(Bacterium) 중에 한 종류 이상 혼합 배양한 중온호기성 미생물 균제를, 중온호기성 발효조(118)에 유입되는 염분이 제거된 고온호기성 발효액 100중량부에 0.04∼0.1중량부를 종균용으로 호기성 미생물 균제를 공급하거나, 또는, 유기성 폐기물을 퇴비화하는 숙성공정에서 20∼40℃로 중온발효과정에서 발효 중에 있는 퇴비를 종균용으로 중온호기성 발효조(118)에 유입되는 염분이 제거된 고온호기성 발효액 100중량부에 0.04∼0.1중량부를 종균용으로 호기성 미생물 균제를 중온호기성 발효조(118)에 공급할 필요가 있다. 그리고 정상 가동이 되면 호기성 미생물 균제를 지속적으로 공급할 필요는 없다.In the mesophilic aerobic fermentation tank (118), when a new operation is started after commissioning or idle (suspended), bacillus such as Bacillus subtilis, Bacillus mycoides, Bacillus natto Streptomyces griseolus, Streptomyces olivaceus, Streptomyces griseus, Micromonospora purprea, Micromonosporaekinosu, Streptomyces griseolus, Streptomyces griseus, Actinomycetes such as Micromonospora echinospora, Micromonospora fusca, Micromonospora olivasterospora, Lactobacillus sp., Streptococcus sp. Lactic acid bacteria such as Streptococcus sp., Pediococcus sp., Leuconostoc, Saccharomyces sp. Yeasts such as Sporobolomyces sp. And Cryptococcus sp., Aspergillus sp., Penicillium sp., Fusae sp. Microorganisms such as Fusarium sp., Mucor sp., Rhizopus sp., Micrococcus sp., Spirochaeta sp. ), A middle-temperature aerobic microbial strain prepared by mixing at least one kind of bacteria among Bacterium such as Clostridium sp. And Pseudomonas sp., Is used to remove the salt introduced into the mesophilic aerobic fermentation tank (118) 0.02 to 0.1 part by weight of the aerobic microorganism strain is fed to 100 parts by weight of the aerated aerobic fermentation broth at a temperature of 20 to 40 占 폚 for composting the organic waste, When the salt introduced into the mesophilic aerobic fermentation tank 118 is removed From 0.04 to 0.1 in aerobic fermentation broth on 100 parts by weight of parts by weight for the microorganisms it is necessary to supply the aerobic microorganisms in the medium temperature gyunje aerobic fermentors (118). And, in normal operation, it is not necessary to continuously supply aerobic microbial strains.

상기에서와 같이 고온호기성 발효와 중온호기성 발효를 고온호기성 발효미생물과 중온호기성 발효미생물들은 대사 산물 중에는 식물생장에 유용한 비타민류와 같은 생리적 활성화물질, 호르몬(Hormon)과 같은 성장촉진물질, 유해 병원균에 대한 항생물질과 같은 유용한 물질을 생성하며, 또한, 고온호기성 발효에서는 유해병원성 미생물, 잡초의 씨앗 및 유충의 애벌레 등이 사멸처리가 되기 때문에 위생적으로 안전한 액비 또는 고상의 퇴비를 만들 수 있다. 다시 말해서 종래의 액비제조에서는 고온호기성 발효를 할 수 없어서 유해병원성 미생물, 잡초의 씨앗 및 유충의 애벌레 등이 사멸처리가 완벽하지 못한 점이 보완되었다고 할 수 있다.
As described above, high-temperature aerobic fermentation and mesophilic aerobic fermentation can be performed at high temperature and atmospheric aerobic fermentation microorganisms and mid-temperature aerobic fermenting microorganisms, such as biologically active substances such as vitamins useful for plant growth, growth promoting substances such as hormone, In addition, at high temperature aerobic fermentation, harmful pathogenic microorganisms, seeds of weeds and larvae of larvae are killed and thus hygienically safe liquid or solid compost can be produced. In other words, since conventional aerobic fermentation can not be carried out in the production of liquid fertilizer, it can be said that harmful pathogenic microorganisms, seeds of weeds and larvae of larvae are not completely killed.

4. 고상 퇴비생산공정4. Process of compost production

상기 염분이 제거된 고온호기성 발효액과 2차 탈수공정의 탈수케이크를 혼화기(120)에 주입하고, 함수율조정제를 첨가하고 혼화기 믹서(121)로 믹싱하면서 혼화한 것을 혼화물 이송 컨베이어(122)에 의해 발효·숙성조(123)로 보낸다. 그리고 함수율조정제의 소모량을 줄이기 위해서 함수율조정제에 수분흡수제를 혼합한 것을 사용할 수도 있으며, 퇴비의 기능성을 보완하기 위해서는 토양개량제를 추가로 첨가할 수도 있다.The high temperature aerobic fermentation liquid from which the salt has been removed and the dehydration cake of the second dehydration process are injected into the mixer 120, the water content adjusting agent is added, and the mixture is mixed while mixing with the mixer mixer 121, To the fermentation / fermentation tank 123 by the fermentation / fermentation tank 123. In order to reduce the consumption of the water content modifier, a water content modifier may be mixed with a water content modifier, and a soil conditioner may be added to supplement the function of the compost.

퇴비화단계에서도 중온호기성 발효조(118)에서와 같이, 시운전이나, 운휴(運休) 후 새로 가동하는 경우는, 상기 중온호기성 발효조(118)에서와 같이 상기 중온호기성 미생물 균제를, 혼화기(120)에 유입되는 염분이 제거된 고온호기성 발액과 2차 탈수공정의 탈수케이크를 합한 량 100중량부에 0.04∼0.1중량부를 종균용으로 공급하거나, 또는, 유기성 폐기물을 퇴비화하는 숙성공정에서 20∼40℃로 중온발효과정에서 발효 중에 있는 퇴비를 종균용으로 중온호기성 발효조(118)에 유입되는 염분이 제거된 고온호기성 발효액 100중량부에 0.04∼0.1중량부를 종균용으로 호기성 미생물 균제를 혼화기(120)에 공급할 필요가 있다. 그리고 정상 가동이 되면 호기성 미생물 균제를 지속적으로 공급할 필요는 없다.In the composting step, as in the mesophilic aerobic fermentation tank 118, when the microbial aerobic fermentation tank 118 is newly operated after the trial operation or the suspension, the mesophilic aerobic microbial strains are introduced into the mixer 120 0.04 to 0.1 part by weight per 100 parts by weight of the sum of the high-temperature aerobic solids from which salt is removed and the dehydration cake of the secondary dehydration process is supplied to the seed or the aging process for composting the organic waste is carried out at 20 to 40 캜 0.04 to 0.1 part by weight of the aerobic microorganism homogenate is added to 100 parts by weight of the high-temperature aerobic fermentation broth which has been removed from the salt introduced into the mesophilic aerobic fermentation tank 118 for the microbial fermentation, It is necessary to supply. And, in normal operation, it is not necessary to continuously supply aerobic microbial strains.

상기 함수율조정제는, 흡수성(吸水性)이 우수한 섬유질재료(纖維質材料)인, 펄프(Pulp), 코코피트(Coconut peat), 피트모스(Peat moss, 草炭), 이탄(泥炭, Peat), 부엽토(腐葉土), 솜 부스러기, 수피(Bark), 톱밥, 목재분말, 왕겨, 볏짚, 보릿짚. 밀짚, 옥수수박, 사탕수수 찌꺼기(Bagasse), 콩깻묵(大豆粕), 밀기울, 유채박, 커피박, 차박(茶粕), 깻묵, 쌀겨 또는 콩비지로부터 선택되는 한 종류 또는 두 종류 이상 혼합한 것을 염분이 제거된 고온호기성 발효액에 함수율이 55∼65wt% 범위가 되게 주입한다.The water content modifier may be selected from the group consisting of pulp, coconut peat, peat moss, peat, peat, humus, and the like, which are excellent fibrous materials (absorbent) Mulberry), cotton crumbs, bark, sawdust, wood powder, chaff, straw, barley straw. A mixture of one or more kinds selected from straw, cornflakes, bagasse, soybean cake, bran, oilseed rape, coffee bean, tea cake, The removed high-temperature aerobic fermentation broth is fed with a water content ranging from 55 to 65 wt%.

본 발명에서 함수율조정제를 사용하는 목적은, 액상의 발효액을 흡수하여 팽윤(Bulking) 하면서 공극률(空隙率)을 향상시켜 통기성(通氣性)을 향상하면서, 탄소와 질소의 비율(C/N비)을 조정하여 질소성분의 휘산(揮散)을 억제하기 위함에 있다. The purpose of using the water content adjusting agent in the present invention is to increase the ratio of carbon to nitrogen (C / N ratio) while improving the air permeability by improving the porosity while absorbing the liquid fermentation liquid and bulging it, So as to suppress volatilization of the nitrogen component.

본 발명에서는, 상기 고온호기성 발효에서 분해가 용이한 유기물질이 분해되었기 때문에 분해가 용이한 물질을 함유한 함수율조정제로 사용하면 숙성과정에서 숙성이 길어지기 때문에 자연상태에서 분해가 용이한 유기물질이 분해된 코코피트(Coconut peat), 부엽토(腐葉土), 피트모스(Peat moss) 또는 이탄(泥炭) 중에서 한 종류 또는 두 종류 이상 혼합한 것을 함수율조정제로 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, when the organic substance which is easily decomposed in the high-temperature aerobic fermentation is decomposed, when it is used as a water content adjusting agent containing a substance which is easy to decompose, aging becomes long during the aging process, It is preferable to use one or two or more kinds selected from the group consisting of degraded coconut peat, humus soil, peat moss or peat as a water content adjusting agent.

함수율조정제의 소요량(所要量)을 줄이기 위해서 수분흡수성(水分吸收性)이 우수한, 펙틴(Pectin)·카라기난(Carrageenan), 구아 검(Guar gum), 잔탄검(Xanthan gum), 아라비아고무(Gum arabic), 로커스트빈검(Locust Bean Gum), 디메틸 아미노 에틸 메타크리레이트(Dimethyl amino ethyl methacrylate), 디에틸아미노에틸메타크리레이트(Diethyl amino ethyl methacrylate), 디에틸 아미노-2-히드록시 프로필 메타크리레이트(Diethyl amino-2-hydroxypropyl methacrylate), 디메틸 아미노 프로필 메타크리레이트(Dimethyl amino propyl methacrylate), 디에틸아미노에틸메타크릴아미드(Dimethyl amino ethyl methacrylamide), 알긴산 나트륨(Sodium alginate), 소듐 폴리아크릴레이트 가교물(Cross-linked sodium polyacrylate)과 같은 폴리 아크릴산(Poly acrylic acid)계, 폴리 N-비닐아세트아미드(Poly N-vinylacetamide)계, 히드록시에틸셀룰로오스(Hydroxyethyl cellulose), 카르복시메틸셀룰로오스(Carboxymethyl cellulose), 알긴산(Alginic acid), 히알루론산(Hyaluronic acid), 폴리 글루탐산(Polyglutamic acid), 키토산(Chitosan), 폴리리신(Polylysine), 견(絹)피브로인(Fibroin), 셀룰로오스 글리콜산(Cellulose Glycolic acid), 산화처리한 셀룰로오스(Cellulose)의 가교물(架橋物), 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol), 폴리 아크릴 아미드(Polyacrylamide), 폴리 비닐피로리돈(Polyvinylpyrrolidone), 폴리 하이드록시에틸메타크릴레이트(Polyhydroxyethyl methacrylate), 폴리 비닐메틸에테르(Poly vinylmethylether), 폴리 이소부틸렌-말레산(Poly isobutylene-maleic acid), 폴리 2-아크릴 아미도-메틸-1-프로판술폰산(Poly 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid), 2-아크릴 아미도-2-메틸프로판 술폰산(2-Acrylamido-2-methyl Propanesulfonic Acid), 폴리비닐 포스폰산(polyvinyl phosphonic acid), 폴리 메타크릴로일옥시에틸 4급화염화암모늄(Poly methacryloyloxyethyl quaternary ammonium chloride), 폴리 4-비닐 피리딘(Poly 4-vinylpyridine), N-N-디메틸-N-(3-아크릴 아미드 프로필)-N-(카르복시메틸) 암모늄[N-N-Dimethyl-N-(3-acrylamidepropyl)-N-(carboxymethyl) ammonium], 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene glycol), 폴리 디옥소란(Poly dioxolane) 또는 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine)과 같은 고흡수성(高吸水性) 물질 중에서 한 종류 또는 두 종류 이상 혼합한 것을 수분흡수제로 사용하며, 수분흡수제의 사용하는 양은, 상기 함수율조절제 100중량부에 수분흡수제 1∼10중량부를 혼합하여 사용한다.Pectin, Carrageenan, Guar gum, Xanthan gum, Gum arabic (gum arabic), gum arabic (gum arabic), and gum arabic are excellent in water absorption properties to reduce the required amount ), Locust bean gum, dimethyl amino ethyl methacrylate, diethyl amino ethyl methacrylate, diethylamino-2-hydroxypropyl methacrylate ( Diethyl amino-2-hydroxypropyl methacrylate, dimethyl amino propyl methacrylate, dimethyl amino ethyl methacrylamide, sodium alginate, sodium polyacrylate crosslinked ( Poly-N-vinylacetamide, hydroxyethylcellulose, and the like, such as cross-linked sodium polyacrylate, cellulose, carboxymethyl cellulose, alginic acid, hyaluronic acid, polyglutamic acid, chitosan, polylysine, silk, fibroin, , Cellulose glycolic acid, oxidized cellulose, cross-linked products, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyhydroxy alcohols, Polyvinyl methyl ether, polyisobutylene-maleic acid, poly 2-acrylamido-methyl-1-propanesulfonic acid (Poly 2 2-methylpropanesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, polyvinyl phosphonic acid, polymethacryloyl- 1-oxyethyl Poly 4-vinylpyridine, NN-dimethyl-N- (3-acrylamidopropyl) -N- (carboxymethyl) ammonium [NN-Dimethyl (Superabsorbent) materials such as poly (ethylene glycol), poly (ethylene glycol), poly (dioxolane), and polyethyleneimine. Or a mixture of two or more kinds thereof is used as a water absorbing agent. The amount of the water absorbing agent to be used is 1 to 10 parts by weight of a water absorbent mixed with 100 parts by weight of the water content adjusting agent.

상기 함수율조정제 대신에 건류전섬유소분말을 사용할 수도 있다. 그리고 건류전섬유소분말 100중량부에 상기 수분흡수제 1∼10중량부를 혼합한 것을 사용할 수도 있다.Instead of the moisture content adjusting agent, a pre-dry fibrinogen powder may be used. It is also possible to use a mixture of 100 parts by weight of the fibrous powder before drying and 1 to 10 parts by weight of the water absorbent.

토양개량제는, 황토(Loess), 벤토나이트(Bentonite), 카올린나이트(Kaolinite), 천매암(Phyllite), 질석(Vermiculite), 일라이트(Illite), 고령토(Kaolin), 제올라이트(Zeolite), 진주암(Perlite), 스멕타이트(Smectite), 몬모릴로나이트(Montmorillonite), 소성 가리장석, 활성실리카광물(Acivated silica minerals), 목탄(木炭), 죽탄(竹炭), 활성탄(活性炭), 제지공장의 제지슬러지 탄화물(Paper sludge carbide), 석탄을 활성화한 활성탄소(活性炭素), 연료의 불안전연소에서 생산된 카본블랙(Carbon Black) 또는 왕겨 훈탄(燻炭) 중에서 한 종류 또는 두 종류 이상 혼합한 것을 숙성된 퇴비 중에서 무기물농도가 5∼15wt% 범위가 되게 공급한다. The soil conditioner is selected from the group consisting of Loess, Bentonite, Kaolinite, Phyllite, Vermiculite, Illite, Kaolin, Zeolite, Perlite, Paper sludge carbide of paper mills, smectite, montmorillonite, calcined feldspar, activated silica minerals, charcoal, bamboo charcoal, activated charcoal, , Activated carbon (activated carbon) activated by coal, carbon black produced by unstable combustion of fuel or carbon black (charcoal), or a mixture of two or more of them. In the aged compost, To 15 wt%.

혼화기(120)는, 도 4에서와 같이 수평형(Horizontal type)으로 할 수 있으나, 수직형(Vertical type)으로 할 수 있다. 그리고 혼화기 믹서(121)는 패들형(Paddle type), 스크루 리본형(Screw ribbon type)으로 하며, 회전속도 2∼4rpm으로 하고, 혼화 시간은 30∼40분으로 한다.The mixer 120 may be a horizontal type as shown in FIG. 4, but may be a vertical type. The mixer mixer 121 is of a paddle type or a screw ribbon type and has a rotation speed of 2 to 4 rpm and a mixing time of 30 to 40 minutes.

상기 혼화기(120)에서 혼화된 혼화물이 혼화물 이송 컨베이어(122)에 의해서 발효·숙성조(123)에 공급되면, 로터리믹서(121)로 뒤집기를 하면서 산소를 공급하여 함수율조정제에 함유된 분해가 용이한 당분, 녹말과 같은 탄수화물이 발효분해되고, 나아가서는 사상균, 방성균, 일반세균과 같은 중온성 미생물에 의해서 분해될 수 있는 유기물이 최종적으로 분해되면서 숙성되면 퇴비제품으로 출하한다. 퇴비화처리 용량이 적은 경우는 로터리믹서(124)로 뒤집기를 하는 대신에 삽차(125)로 뒤집기를 하여도 된다.When the mixed mixture mixed in the mixer 120 is supplied to the fermentation and aging tank 123 by the mixed conveying conveyor 122, oxygen is supplied while being turned over to the rotary mixer 121, Carbohydrates such as sugars and starches which are easy to be decomposed are fermented and decomposed. Finally, the organic substances which can be decomposed by mesophilic microorganisms such as molds, aquatic bacteria and general bacteria are finally decomposed and then released into compost products when they are aged. In the case where the composting capacity is small, the rotary mixer 124 may be used to flip the cabin with the sprocket 125 instead of flipping it.

그리고 퇴비화에서 숙성은 주로 도 4에서와 같이 개방·직선형(開放·直線型)을 사용하지만, 퇴비화처리 용량이 작은 경우는 개방·직선형 발효·숙성조(123) 대신에 개방식원형발효장치(開放式円型醱酵裝置), 개방식회행형발효장치(開放式回行型醱酵裝置), 개방식교반발효장치(開放式攪拌醱酵裝置), 개방식종형발효장치(開放式縱型醱酵裝置), 개방식횡형발효장치(開放式橫型醱酵裝置), 엔드리스 스쿠프형(Endless Scoop type) 발효장치, 상형통기발효장치(箱形通氣醱酵裝置), 로터리 킬른식(Rotary kiln type) 밀폐횡형발효장치(密閉橫型醱酵裝置) 또는 밀폐식종형발효장치(密閉式縱型醱酵裝置), 밀폐형다단식종형발효장치(密閉型多段式縱型醱酵裝置) 중에서 한 종류의 발효·숙성장치를 이용할 수도 있으며, 본 발명에서 발효·숙성조의 형태에는 특별히 제한하지는 않는다. 로터리믹서(124)로 뒤집기 회수는 1일 2∼4회 정도로 한다.
As shown in FIG. 4, when the composting treatment capacity is small, the open-type circular fermenting device (open-type fermenting device) is used instead of the open / Open - type fermentation device (open type fermentation device), open type fermentation device (open type fermentation device), open type fermentation device (open type fermentation device), Endless Scoop type fermentation device, Upper type aeration type fermentation device, Rotary kiln type closed type horizontal type fermentation device, Open type horizontal type fermentation device, Open end type fermentation device, (Sealed type fermenter) or enclosed type fermenter (sealed type fermenter), sealed type multistage type fermenter (sealed type multistage fermentation type fermenter). In the present invention, the type of the fermentation-aging tank is specifically limited It does. The number of times of flipping by the rotary mixer 124 is about 2 to 4 times a day.

상기 실시 예1에서 음식물쓰레기를 이물질분리제거 및 파쇄처리한 것을 스크루 프레스 탈수기(Screw press filter)로 탈수하여 처리하는 음식물쓰레기처리장으로부터 탈수된 탈수케이크를 분석한 결과는 다음 표 8과 같았다.Table 8 shows the results of analyzing the dehydrated cake dewatered from the food waste disposal plant for dehydrating and treating food waste separated and disintegrated in the above Example 1 by using a screw press filter.

음식물쓰레기 탈수케이크의 분석표Analysis table of food waste dewatering cake pHpH 가연분(wt%)Flammability (wt%) 회분(wt%)Ash (wt%) 수분(wt%)Moisture (wt%) 전기전도도(㎳/㎝)Electrical Conductivity (ms / cm) 4.74.7 20.320.3 5.15.1 74.674.6 22.4(NaCl: 1.3wt%에 해당)22.4 (corresponding to 1.3 wt% of NaCl)

상기 탈수된 탈수케이크 1,000㎏을 1.2㎥ 용량의 철구조물 원형 탱크에 주입하고, 패들형(Paddle type) 믹서로 회전속도 2rpm으로 믹싱하면서 퇴비제조공정의 60∼70℃로 고온발효되는 부분에서 퇴비 1㎏을 고온호기성 발효미생물 종균용으로 공급하고, 산소저장봄베로부터 산소를 탱크 하부로 공급하면서 탱크 내부에 설치된 전기가열기로 70∼75℃로 유지하면서 운전한 결과 8시간이 경과면서 고상의 음식물쓰레기는 액화처리되어 가동을 중단하고, 액화되지 않은 조개껍데기, 유리파편, 작은 돌, 모래, 비닐조각과 같은 액화되지 않는 고형물질 35㎏을 제거하였다.1,000 kg of the dewatered dehydrated cake was poured into a round tank of a steel structure having a capacity of 1.2 m 3 and mixed with a paddle type mixer at a rotating speed of 2 rpm while the compost 1 was fermented at a high temperature of 60 to 70 캜 Kg was supplied for the aerobic fermentation microorganisms at high temperature and oxygen was supplied from the oxygen storage bomb to the lower part of the tank while being maintained at 70 to 75 ° C by the electric heat provided inside the tank. As a result, Was liquefied and discontinued and 35 kg of non-liquefied solids such as un-liquefied shells, glass fragments, small stones, sand, and vinyl pieces were removed.

상기 탱크에서 액화되지 않는 고형물질을 제거한 다음, 믹서를 피치드 패들형(Pitched paddle type)의 교반기로 교체하고, 교반속도는 4rpm으로 교반하면서 탱크 내의 액화된 액상음식물쓰레기를 탱크 하부에 설치된 펌프로 가압산소용해 탱크로 보내어 압력을 2∼3기압으로 유지하면서 산소저장봄베로부터 산소를 함께 공급하여 산소가 용해된 액상음식물쓰레기를 반송하면서 용존산소 농도가 2∼3㎎/ℓ범위가 유지되도록 반송하면서 온도를 70∼75℃로 유지하며 14시간 동안 고온호기성 발효를 하였을 때 전기전도도 값이 60㎳/㎝이 되어 운전을 중단하였다. 이때 고온호기성 발효액의 양은 368㎏으로 감소하였다. 다시 말해서 상기 고온호기성 발효에서 597㎏(=1,000-368-35)이 이산화탄소와 수분으로 증발하여 감량되었음을 알 수 있다. After removing the non-liquefied solids from the tank, the mixer was replaced with a pitched paddle type stirrer and the liquefied liquid food waste in the tank was pumped into the tank with a pump The oxygen is supplied from the oxygen storage bomb while the pressure is maintained at a pressure of 2 to 3 atmospheric pressure to return the liquid food garbage dissolved with oxygen while the dissolved oxygen concentration is maintained in the range of 2 to 3 mg / When the aerobic fermentation was carried out for 14 hours at a temperature of 70 to 75 ° C, the electric conductivity value was 60 ms / cm and the operation was stopped. At this time, the amount of aerobic fermentation broth decreased to 368 kg. In other words, 597 kg (= 1,000-368-35) of the high-temperature aerobic fermentation was evaporated by carbon dioxide and moisture, indicating that it was reduced.

상기 호기성 발효액 368㎏에 석회 16㎏과 상기 표 2의 석탄회 20㎏을 주입하고, 프로펠러형(Propeller type) 교반기로 회전속도를 360rpm으로 40분간 교반한 다음, 교반을 중단하고, 2시간 동안 방치 후 침전된 침전물은 진공탈수기로 탈수 후 탈수케이크는 폐기하고, 탈수 여액과 상등액인 탈염처리된 호기성 발효액 310㎏을 얻었다. 16 kg of lime and 20 kg of fly ash as shown in Table 2 were poured into 368 kg of the aerobic fermentation broth and stirred at a rotating speed of 360 rpm for 40 minutes by a propeller type stirrer. Thereafter, stirring was stopped, The precipitated precipitate was dehydrated by a vacuum dehydrator, and the dehydrated cake was discarded, and 310 kg of a dehydrated filtrate and a desalted aerobic fermentation broth as a supernatant were obtained.

상기 탈염처리된 호기성 발효액의 전기전도도를 측정한 결과 1.8㎳/㎝로 염분농도가 0.1wt% 이하로 떨어졌음을 확인할 수 있었다.As a result of measuring the electrical conductivity of the desalted aerobic fermentation broth, it was confirmed that the salt concentration dropped to 0.1 wt% or less at 1.8 ms / cm.

상기 탈염처리된 호기성 발효액 310㎏에 함수율이 7.5wt%인 코코피트(Coconut peat) 100중량부에 폴리-감마-글루타민산(Poly-γ-glutamic acid) 10중량부를 혼합한 것 150㎏, 양이온치환용량(Cation exchange capacity, CEC)이 138meq/100g인 질석(Vermiculite) 15㎏, 목탄(木炭) 15㎏을 혼합하고, 혼화한 것을 20일간 삽차로 1일 2회 뒤집기를 하면서 퇴비를 만들었다.
To 310 kg of the desalted aerobic fermentation broth, 150 kg of a mixture of 10 parts by weight of poly-gamma-glutamic acid and 100 parts by weight of coconut peat having a water content of 7.5 wt% 15 kg of Vermiculite (138 meq / 100 g of Cation exchange capacity, CEC) and 15 kg of charcoal were mixed, and compost was prepared by twisting the blend with a slave for 20 days twice a day.

상기 실시 예4에서 만든 퇴비 100㎏에, pH가 4.5∼5.5 범위의 점토함량이 30% 정도 함유된 산 흙 100㎏, 붕사 1㎏, N-사의 딸기용 완효성 비료 13㎏, 살균제로 C-사의 메탈락실(Metalaxyl) 1.5㎏, 살충제로 카보퓨란(Carbofuran, Furadan) 3㎏를 혼합하여 딸기 재배용 상토를 만들었다.100 kg of the compost made in Example 4, 100 kg of clay containing 30% of clay in the pH range of 4.5 to 5.5, 1 kg of borax, 13 kg of slow-release fertilizer for strawberry of N-company, 1.5 kg of metalaxyl and 3 kg of carbofuran (Furadan) as an insecticide were mixed to make a strawberry cultivation soil.

상기 상토를 딸기재배 포트(화분)에 주입하고, 딸기를 재배한 결과 도 11에서 보는 바와 같이 염해를 전혀 야기하지 않으면서 정상적으로 딸기 결실되는 것을 확인할 수 있었다.
The above soil was poured into a strawberry cultivation pot (pot), and strawberry was cultivated. As shown in FIG. 11, it was confirmed that strawberry was normally lost without causing salting.

Ⅳ. 메테인발효단계IV. Methane fermentation step

종래에 음식물쓰레기의 메테인발효는 유입되는 음식물쓰레기를 이물질의 제거, 파쇄처리와 같은 전처리한 음식물쓰레기 전체를 메테인발효처리함으로써 처리용량이 커 시설투자비가 많이 소요되면서, 함수율이 높으면서 상대적으로 유기물농도가 낮아 메테인 생성률이 떨어지는 문제점이 있어서, 본 발명에서 음식물쓰레기의 메테인발효방법은, 전 처리된 음식물쓰레기를 함수율이 75% 전후로 탈수처리하여 메테인발효처리하는 용량을 1/10∼1/20로 감량화하면서 유기물질의 농도를 20∼25% 범위로 농축된 것을 메테인발효를 하여 시설비가 감소하면서 메테인발효 수율이 향상된 음식물쓰레기의 메테인발효방법을 제시코자하며, 상세한 내용을 첨부된 도 5' 메테인발효공정도'를 중심으로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Conventionally, in the methane fermentation of food waste, the entire food waste that has been pre-treated such as the removal of foreign materials and the crushing treatment is subjected to the methane fermentation treatment, thereby consuming a large amount of the facility investment, In the present invention, the methane fermentation method of the present invention is characterized in that the pre-treated food wastes are dehydrated to a water content of about 75% and the capacity for methane fermentation is reduced to 1/10 to 1 / 20, the concentration of the organic substance is concentrated in the range of 20 to 25%, and the methane fermentation is carried out. As a result, the methane fermentation method of the food waste with improved methane fermentation yield with the reduced facility cost is presented. FIG. 5 'Methane fermentation process diagram' will be described in detail as follows.

1. 혐기성 액화공정1. Anaerobic liquefaction process

상기 1차 탈수공정의 탈수케이크가 혐기성 액화조(200)에 공급되면, 혐기성 액화조 믹서(201)로 2∼4rpm으로 믹싱하면서 메테인발효조(209)의 메테인발효액을 종균용으로 메테인발효 슬러지 이송펌프(211)로 공급하고, 혐기성 액화조(200) 외부에 설치된 가온 재킷(202)에 보일러로부터 열원을 공급하여 50∼60℃로 유지하면서 고상의 음식물쓰레기를 액상음식물쓰레기로 처리한 다음, 액상음식물쓰레기는 액상음식물쓰레기 저장조(204)로 보내었다가 액상음식물쓰레기 이송펌프(205)로 산성발효조(207)로 보낸다.When the dehydrated cake of the primary dehydration process is supplied to the anaerobic liquefaction tank 200, the methane fermentation liquid of the methane fermentation tank 209 is fed into the anaerobic liquefying tank mixer 201 at a mixing rate of 2 to 4 rpm, The sludge is supplied to the sludge conveying pump 211 and a heat source is supplied from the boiler to the heating jacket 202 provided outside the anaerobic liquefier 200. The solid food waste is treated with liquid food waste while being maintained at 50 to 60 캜 , The liquid food waste is sent to the liquid food waste storage tank 204 and sent to the acid fermentation tank 207 by the liquid food waste transfer pump 205.

그리고 혐기성 액화조(200)에서 모래, 흙, 유리파편과 같이 액화되지 않는 무기물질, 플라스틱 조각과 같이 액화되지 않는 물질은 혐기성 액화기슬러리 이송펌프(206)로 고액분리공정으로 보내어 고형물질은 폐기하고, 액상물질은 액상음식물쓰레기 저장조(204)로 보낸다.In the anaerobic liquefaction tank 200, non-liquefied materials such as sand, soil, and glass fragments such as liquefied inorganic materials and plastic pieces are sent to the solid-liquid separation process by the anaerobic liquefier slurry transfer pump 206, And the liquid material is sent to the liquid food garbage storage tank 204.

여기서 고액분리공정은, 트롬멜 분리기(Trommel separator) 또는 진동스크린(Vibrating screen) 중에서 한 종류를 사용한다.Here, one kind of the solid-liquid separation process is selected from a Trommel separator or a vibrating screen.

상기 혐기성 액화조(200)는, 외부에 가온 재킷(202)이 설치되고, 가온 재킷(202) 외부에는 보온재(203)로 보온처리된 강철구조물로, 도 5에서와 같이 수직형으로 할 수 있으나, 수평형 구조로 하여도 상관없으며, 또는, 강철구조물로 하는 대신에 콘크리트구조물(Concrete structures)로 하여도 상관없다.The anaerobic liquefying tank 200 is a steel structure provided with a heating jacket 202 on the outside and a thermal insulation material on the outside of the heating jacket 202 with a thermal insulating material 203, Or a horizontal structure may be used, or alternatively, a concrete structure may be used instead of a steel structure.

그리고 혐기성 액화조 믹서(201)는, 하부에 레이크(Rake)가 부착하고, 상부에 패들형(Paddle type), 호스앵커형(Horse anchor type), 리본형(Ribbon type), 헬리컬리본형(Helical ribbon type), 스크루형(Screw type) 또는 교반 축(Shaft)에 교반 아암(Arm)에 사각 판 블레이드(Blade)가 설치된 것 중에서 한 종류를 사용할 수 있으며, 회전속도는 2∼4rpm으로 믹싱(Mixing) 한다.
The anaerobic liquefying tank mixer 201 is provided with a rake at the bottom and a paddle type, a horse anchor type, a ribbon type, a helical type a ribbon type, a screw type or a stirring shaft and a rectangular plate blade in a stirring arm may be used. The rotation speed may be adjusted to 2 to 4 rpm by mixing ) do.

2. 산성발효공정2. Acid Fermentation Process

상기 혐기성 액화공정에서 액화된 음식물쓰레기가 액상음식물쓰레기 이송펌프(205)에 의해 산성발효조(207)에 공급되면 산성발효기 교반기(208)로 교반을 하면서 50∼60℃ 범위에서 산성발효기(酸性醱酵期), 산성감퇴기(酸性減退期)까지 산성발효를 한 산성발효액은 알칼리성 발효기(醱酵期)인 메테인발효조(209)로 보낸다.When the food waste liquefied in the anaerobic liquefaction process is supplied to the acidic fermentation tank 207 by the liquid food waste transfer pump 205, the mixture is stirred in the acidic fermentor stirrer 208 and the acidic fermenter The acidic fermentation liquid which has undergone the acidic fermentation until the acid decay period (acidic decay phase) is sent to the methane fermentation tank 209, which is an alkaline fermentation stage.

음식물쓰레기와 같은 고농도 유기성 폐기물의 혐기성 발효는 산성발효기(酸性醱酵期), 산성감퇴기(酸性減退期) 및 알칼리성 발효기의 3단계로 일어난다.Anaerobic fermentation of high concentration organic wastes such as food waste occurs in three stages: acidic fermentation (acidic fermentation), acid fermentation (acidification) and alkaline fermentation.

산성발효기(酸性醱酵期)에서는 유기성 폐액(廢液)에 함유된 탄수화물(炭水化物)이 분해되어 저분자(低分子)의 유기산(有機酸)이 되는 과정으로, 이 과정에서는 pH가 5 부근까지 떨어지면서 강한 부패취(腐敗臭)가 난다. 글루코오스(Glucose)를 예를 들면 다음 반응식 (18)과 같은 반응이 일어난다.In the acidic fermentation stage, the carbohydrate contained in the organic waste solution is decomposed to become a low molecular organic acid. In this process, the pH drops to around 5 There is a strong corruption (rotten smell). For example, a reaction such as the following reaction formula (18) takes place in the case of glucose.

C6H12O6 ―산생성균→3CH3COOH………………………………………………(18)C 6 H 12 O 6 - acid producing bacteria → 3CH 3 COOH ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (18)

산성감퇴기(酸性減退期)에서는 단백질이 분해되면서 암모니아(Ammonia), 아민(Amine), 카복실산(Carboxylic acid)이 생성되며, 또한, 상기 반응에서 생성된 유기산의 중화와 분해가 일어나면서, 이 결과 pH는 6∼6.5로 상승한다.Ammonia, amine, and carboxylic acid are formed as the protein is decomposed in the acidic decay phase (acidic decay phase), and the neutralization and decomposition of the organic acid generated in the reaction occur, The pH increases to 6-6.5.

단백질→NH4HCO3………………………………………………………………(19)Protein → NH 4 HCO 3 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (19)

CH3COOH + NH4HCO3 → CH3COONH4 + H2O + CO2 ……………………………(20)
CH 3 COOH + NH 4 HCO 3 → CH 3 COONH 4 + H 2 O + CO 2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (20)

3. 메테인발효공정3. Methane fermentation process

상기 산성발효공정에서 산성발효액이 메테인발효조(209)에 공급되면, 메테인 균에 의해서 유기물이 CO2, CH4으로 분해되면서 분해된 메테인가스(CH4)와 탄산가스(CO2)는 메테인가스저장탱크(212)로 보내고, 메테인발효조(209) 하부에 침전된 슬러지(Sludge)는 메테인발효 슬러지 이송펌프(211)로 일부는 혐기성 액화조(200)에 종균용으로 반송하면서 메테인발효조(209) 상부에서 월류(越流)하는 메테인발효액과 함께 퇴비화공정의 호기성 발효조(104)로 보낸다.In the acid fermentation process, when the acidic fermentation broth is supplied to the methane fermentation tank 209, the methane gas (CH 4 ) and the carbon dioxide gas (CO 2 ) are decomposed by decomposing organic matters into CO 2 and CH 4 The sludge settled in the lower part of the methane fermentation tank 209 is sent to the methane fermentation sludge transfer pump 211 and part of the sludge is transferred to the anaerobic liquefying tank 200 for sterilization Is sent to the aerobic fermentation tank (104) of the composting process together with the methane fermentation liquid that overflows at the top of the methane fermentation tank (209).

메테인가스 저장탱크(212)에 저장된 메테인가스는 보일러 연료로 사용하고, 남는 것은 난방용 연료 등으로 이용한다.The methane gas stored in the methane gas storage tank 212 is used as boiler fuel and the remaining gas is used as heating fuel.

알칼리성 발효기인 메테인발효는 저급유기산이 메테인 생성균(Methane forming bacteria)에 의해서 메테인, 이산화탄소, NH4 + 이온까지 분해되는 혐기성 발효의 최종단계이다. 이 단계에서는 BOD는 감소하고, pH는 7.5 부근까지 상승한다.Methane fermentation, an alkaline fermentation, is the final stage of anaerobic fermentation in which the lower organic acids are degraded to methane, carbon dioxide and NH 4 + ions by methane-forming bacteria. At this stage, the BOD decreases and the pH rises to around 7.5.

CH3COONH4 + HO ―메테인균→ CH4 + NH4HCO3………………………………(21)CH 3 COONH 4 + HO - Methane bacteria → CH 4 + NH 4 HCO 3 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (21)

CH3COOH ―메테인균→ CH4 + CO2 ……………………………………………(22)CH 3 COOH - Methane bacteria → CH 4 + CO 2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (22)

상기 메테인 균은 편성혐기성 세균(嫌氣性細菌)으로 30∼36℃ 온도 범위에 활발하게 활동하는 중온균(Methophilic bacteria)과 50∼60℃ 온도 범위에 활발하게 활동하는 고온균(Thermophilic bacteria)으로 구분되며, 메테인 발효균에 의한 혐기성 발효한 탈리액(脫離液)의 BOD는 상당히 감소하여도 잔류유기물의 농도가 높기 때문에 퇴비화공정의 호기성 발효조(104)로 보낸다. (호기성 생물학처리 공정으로 보낼 수도 있다.)Methane bacteria are classified into anaerobic bacteria (anaerobic bacteria), thermophilic bacteria which act actively in temperature range of 30 ~ 36 ℃ and methophilic bacteria which act actively in temperature range of 50 ~ 60 ℃. , And the BOD of the anaerobic fermentation effluent from the methane fermentation bacteria is significantly reduced even though the BOD of the fermented anaerobic fermentation effluent is considerably low. Therefore, it is sent to the aerobic fermentation tank 104 of the composting process because the concentration of the residual organic matter is high. (May be sent to the aerobic biologic treatment process.)

본 발명에서 혐기성 발효공정의 운전조건 및 설계조건을 검토하면 다음과 같다.The operation conditions and the design conditions of the anaerobic fermentation process in the present invention are as follows.

① 산성발효조(207)와 메테인발효조(209)의 형태(1) The form of the acidic fermentation tank 207 and the methane fermentation tank 209

산성발효조(207)와 메테인발효조(209)는 모두 원형으로 하고, 내경(Inside diameter, D)은 25mФ이하로 한다. 측면 깊이(Side wall depth, H)는 내경의 1/2(H=D/2)로 하고, 바닥면의 구배(句配)는 20/100∼30/100 범위로 한다.The acidic fermentation tank 207 and the methane fermentation tank 209 are both circular and have an inside diameter D of 25 m or less. The side wall depth (H) is 1/2 of the inner diameter (H = D / 2) and the slope of the bottom surface is in the range of 20/100 to 30/100.

② 운전온도 및 산성발효조(207)와 메테인발효조(209)의 용량 (2) Operation temperature and capacity of the acid fermenter (207) and the methane fermenter (209)

혐기성 발효조의 액화조(200)에서 보일러로부터 에너지를 공급받아 50∼60℃ 범위에서 운전하면서 유기물부하(有機物負荷)가 5∼6㎏/㎥·일 범위로 산성발효조(207)와 메테인발효조(209)의 용량을 결정한다. 일반적으로 발효시간(Fermentation time, T)은 20∼30일로 하고, 조의 용량(Volume, V㎥)은 [{고농도폐수 투입량(㎥)+배출되는 혐기성 발효액량(㎥)}×발효시간(T)/2]로 한다. 그리고 산성발효조(207)와 메테인발효조(209)의 용적 비는 1:1∼2:1로 한다.The anaerobic fermenter is supplied with energy from the boiler in the liquefying tank 200 of the anaerobic fermentation tank and is operated in the range of 50 to 60 ° C. while the organic matter load (organic matter load) is in the range of 5 to 6 kg / 209). Generally, the fermentation time (T) is 20 to 30 days, and the volume of the tank (Volume, Vm3) is [(amount of high concentration wastewater (m3) + amount of anaerobic fermentation liquid (m3) / 2]. The volume ratio of the acidic fermentation tank 207 to the methane fermentation tank 209 is 1: 1 to 2: 1.

③ 산성발효조교반기(208)의 교반속도(3) The stirring speed of the acid fermenter stirrer 208

산성발효조(207)의 산성발효조교반기(208)는 프로펠러형(Propeller type)으로 하며, 교반 용량(Q)과 교반속도(V)의 비(Q/V)가 0.5∼2의 범위가 되게 한다.The acid fermenter stirrer 208 of the acidic fermentation tank 207 is a propeller type and the ratio Q / V of the stirring capacity Q to the stirring speed V is in the range of 0.5 to 2.

④ 메테인발효조 레이크(210)의 회전속도(4) The rotational speed of the methane fermentation lake 210

메테인발효조(209)의 메테인발효조 레이크(210)의 회전속도는 0.01∼0.05rpm으로 회전하면서 하부에 침전된 슬러지(Sludge)가 중앙 콘(Cone) 부분으로 모이게 하여 침전된 슬러지가 용이하게 배출되도록 한다.The rotating speed of the methane fermentation tank rake 210 of the methane fermentation tank 209 is 0.01 to 0.05 rpm while the sludge precipitated at the bottom is collected at the central cone portion so that the precipitated sludge is easily discharged .

⑤ 메테인가스저장탱크(212)는 구형으로 하고, 구형의 메테인가스저장탱크 실 피트(213)의 수중에 설치하는 유수식(有水式)으로 하여 생산된 메테인가스를 저장하며, 저장용량은 10∼12시간으로 한다.
(5) The methane gas storage tank 212 has a spherical shape and stores the methane gas produced as a water-retaining type in the water of the spherical methane gas storage tank seal pit 213, Is 10 to 12 hours.

Ⅴ. 알코올발효단계Ⅴ. Alcohol fermentation step

종래에는 탄수화물의 알코올발효는, 탄수화물을 누룩의 누룩곰팡이나 맥아(麥芽)를 이용하는 방법, 수산(蓚酸), 염산(鹽酸) 또는 황산(黃酸)으로 가수분해하는 방법, 아밀라아제(Amylase) 효소를 이용하는 방법과 같은 당화방법으로 당화한 다음, 사카로미세스속(Saccharomyces sp.) 효모나, 자이모모나스 모빌리스(Zymomonas mobilis) 혐기성 세균에 의해서 알코올발효를 하였으나, 상기 종래의 당화방법은 비용이 많이 드는 문제점이 있다.Conventionally, alcohol fermentation of carbohydrates can be carried out by a method in which a carbohydrate is hydrolyzed with koji fungus or malted sprouts of koji, oxalic acid, hydrochloric acid or sulfuric acid, amylase enzyme , And the fermentation was carried out by Saccharomyces sp. Yeast or Zymomonas mobilis anaerobic bacteria. However, the above conventional saccharification method is costly, and therefore, There is a lot of problems.

본 발명에서는 음식물쓰레기를 예의(銳意) 검토한 결과, 음식물쓰레기에는 배출되면서부터 아밀라아제(Amylase)를 분비하는 미생물이 서식하면서 탄수화물의 상당부분이 당화되어 있거나, 당화가 진행되고 있는 것을 알게 되었다. 그래서 본 발명에서는 당화가 진행되고 있는 음식물쓰레기에 필요에 따라서는 아밀라아제(Amylase)를 생성하는 미생물균제를 투입하여 알코올발효과정에서 발효효율이 좋은 pH, 온도와 같은 환경조건을 맞추어 에탄올(Ethanol)을 생산하는 방법을 제공한다.
In the present invention, the inventors of the present invention have carefully examined food garbage. As a result, it has been found that a substantial portion of carbohydrates are glycosylated or glycosylation is proceeding in the food garbage, while microorganisms that secrete amylase are released from the food garbage. Therefore, in the present invention, microorganism strains that produce amylase are added to the food garbage where saccharification is proceeding, if necessary, and ethanol is added in accordance with environmental conditions such as pH and temperature with good fermentation efficiency in the fermentation process of alcohol. Provides a method of production.

1. 당화공정1. Saccharification process

상기 1차 탈수공정의 탈수케이크에 국수, 빵, 감자, 고구마, 밥과 같은 전분질 탄수화합물이 많이 함유되어 있는 음식물쓰레기는, 1차 탈수공정의 탈수케이크인 탈수된 음식물쓰레기가 당화조(300)에 공급되면, 당화조 믹서(301)로 교반속도를 2∼4rpm 범위로 교반하면서, 당화조(300) 외부에 설치된 가온 재킷(302)에 보일러로부터 열원을 공급하여 25∼40℃ 범위에서 pH가 4∼5로 떨어지면서 음식물쓰레기가 액화될 때까지 당화처리를 하여 당화된 당화액을 당화액저장조(304)로 보내었다가, 당화액이송펌프(305)에 의해서 알코올발효조(307)로 보낸다.The dehydrated food waste, which is a dehydrated cake in the primary dehydration process, is introduced into the saccharification tank 300 through the dehydrated cake of the primary dehydration process, wherein the dehydrated cake contains a large amount of starch hydrolysates such as noodles, bread, potatoes, sweet potatoes, , A heat source is supplied from the boiler to the heating jacket 302 provided outside the saccharification tank 300 while stirring the sugar mixer 301 at a stirring speed in the range of 2 to 4 rpm, The saccharified liquid is sent to the saccharified liquid storage tank 304 and then sent to the alcohol fermentation tank 307 by the saccharified liquid transfer pump 305. [

당화조(300)에서 온도는, 알코올발효조(307)에 알코올발효의 최적의 온도인 25∼30℃가 유지되는 온도로 조정한 당화액을 알코올발효조(307)로 보낸다.In the saccharification tank 300, the temperature is adjusted to a temperature at which the optimum temperature of alcohol fermentation is maintained at 25 to 30 DEG C in the alcohol fermentation tank 307, and the saccharified liquid is sent to the alcohol fermentation tank 307. [

여름철에 음식물쓰레기의 온도가 20℃ 이상으로 유입되는 경우는 보일러로부터 가온 재킷(302)에 열원을 공급할 필요가 없으며, 보일러로부터 열원공급을 하는 대신에 당화조(300) 내에 전기가열기(Electric heater)를 설치하고 전기에너지로 가온할 수도 있다.It is not necessary to supply the heat source to the heating jacket 302 from the boiler in the case where the temperature of the food garbage is higher than 20 ° C in the summer and it is not necessary to supply the heat source from the boiler to the electric heater ) May be installed and heated with electric energy.

시운전이나 운휴(運休) 후 재가동하는 경우는, 당화조(300)에 유입되는 탈수된 음식물쓰레기 100중량부에, 아밀라아제(Amylase) 효소를 생산하는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)·바실러스 낫또(Bacillus natto)·바실러스 리케니포미스(Bacillus licheniformis)·바실러스 마세란스(Bacillus macerans)·바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium)·바실러스 아밀로리쿠에파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens)·바실러스 셀레우스(Bacillus cereus)·바실러스 서큘란스(Bacillus circulans)·바실러스 아시도칼다리우스(Bacillus acidocaldarius)·바실러스 스테아로스모필러스(Bacillus stearothermophilus)와 같은 간균류, 지오바실러스 스테아로스모필러스(Geobacillus stearothermophilus)·지오바실러스 써모디니트리피칸스(Geobacillus thermodenitrificans)와 같은 지오바실러스속(Geobacillus sp.), 락토바실러스 아밀로보러스(Lactobacillus amylovorus)·락토바실러스 셀로비오서스(Lactobacillus cellobiosus)·락토바실러스 마니호티보란스(Lactobacillus manihotivorans)와 같은 젖산균, 슈도모나스 스투체리(Pseudomonas stutzeri), 클레프시엘라 에어로게네스(Klebsiella aerogenes)와 같은 세균, 스트렙토미케스 그리세우스(Streptomyces griseus)와 같은 방선균류, 아스페르길루스 오리제(Aspergillus oryzae)·아스페르길루스 니게르·(Aspergillus niger)·아스페르길루스 아와모리(Aspergillus awamori)、아스페르길루스 플라부스(Aspergillus flavus)·아스페르길루스 카와치(Aspergillus kawachii)·아스페르길루스 스클레로티오룸(Aspergillus sclerotiorum)와 같은 사상균류 중에서 한 종류이상을 배양한 균제 0.04∼0.1중량부를 당화조(300)에 종균용으로 공급하는 것이 좋다.In the case of reactivation after commissioning or idle (suspended), 100 parts by weight of dehydrated food waste flowing into the sugar tank 300 is added to 100 parts by weight of Bacillus subtilis, Bacillus natto (Bacillus subtilis), which produces amylase enzyme natto, Bacillus licheniformis, Bacillus macerans, Bacillus megaterium, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus cereus, Bacillus amyloliquefaciens, Such as Bacillus circulans, Bacillus acidocaldarius, Bacillus stearothermophilus, Geobacillus stearothermophilus, Geobacillus thermodinitricipacin, Geobacillus sp., Such as Geobacillus thermodenitrificans, Lacto bacillus amyloborus, bacillus amylovorus, Lactobacillus cellobiosus, Lactobacillus manihotivorans, bacteria such as Pseudomonas stutzeri, Klebsiella aerogenes, and the like. Actinomycetes such as Streptomyces griseus, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus awamori, Aspergillus oryzae, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus awamori, 0.08 to 0.1 wt. ≪ RTI ID = 0.0 > g / ml < / RTI > of a strain cultivated with at least one filamentous fungus such as Aspergillus flavus, Aspergillus kawachii, Aspergillus sclerotiorum It is preferable that the part is fed to the saccharification tank 300 for seeding.

겨울철에 유입되는 음식물쓰레기의 온도가 낮아 미생물 활동이 원활하지않아 당화가 잘 되어 있지 않은 경우는, 당화조(300)에 유입되는 음식물쓰레기 100중량부당 시중에서 판매하는 아밀라아제 효소제를 0.01∼0.06중량부를 공급하여도 좋다. (유입되는 음식물쓰레기의 온도가 20℃ 이상 되는 경우는, 아밀라아제 효소제를 공급할 필요가 없다.)When the temperature of the food waste flowing in the winter is low and the microbial activity is not smooth and the glycation is not good, 0.01 to 0.06 part by weight of amylase enzymatic agent sold on the market per 100 parts by weight of the food waste flowing into the saccharification tank 300 May be supplied. (If the temperature of the incoming food waste exceeds 20 ℃, it is not necessary to supply the amylase enzyme.)

당화조(300)에서 모래, 흙, 유리파편과 같이 액화되지 않는 무기물질, 플라스틱 조각과 같이 액화되지 않는 물질은 혐기성 당화슬러리 이송펌프(306)로 고액분리공정으로 보내어 고형물질은 폐기하고, 액상물질은 당화액 저장조(304)로 보낸다.In the saccharification tank 300, the non-liquefied material such as sand, soil, and glass fragments, which is not liquefied and the liquefied material such as plastic pieces, is sent to the solid-liquid separation process by the anaerobic glycation slurry transfer pump 306 to discard the solid material, The substance is sent to the glycation solution reservoir 304.

여기서 고액분리공정은, 트롬멜 분리기(Trommel separator) 또는 진동스크린(Vibrating screen) 중에서 한 종류를 사용한다.Here, one kind of the solid-liquid separation process is selected from a Trommel separator or a vibrating screen.

상기 당화조(300)는, 외부에 가온 재킷(302)이 설치되고, 가온 재킷(302) 외부에는 보온재(303)로 보온처리된 강철구조물로, 도 6에서와 같이 수직형으로 할 수 있으나, 수평형 구조로 하여도 상관없으며, 또는, 강철구조물로 하는 대신에 콘크리트구조물로 하여도 상관없다.The sugar tank 300 is a steel structure provided with a heating jacket 302 on the outside and a heating structure 303 on the outside of the heating jacket 302. The sugar tank 300 may be vertical as shown in FIG. It may be a horizontal structure or a concrete structure instead of a steel structure.

그리고 당화조 믹서(301)는, 하부에 레이크(Rake)가 부착하고, 상부에 패들형(Paddle type), 호스앵커형(Horse anchor type), 리본형(Ribbon type), 헬리컬리본형(Helical ribbon type), 스크루형(Screw type) 또는 교반 축(Shaft)에 교반 아암(Arm)에 사각 판 블레이드(Blade)가 설치된 것 중에서 한 종류를 사용할 수 있으며, 회전속도는 2∼4rpm으로 믹싱 한다.
The saccharification mixer 301 is provided with a rake at the bottom and a paddle type, a horse anchor type, a ribbon type, a helical ribbon type a screw type or a stirring shaft and a rectangular plate blade is provided on a stirring arm and the rotation speed is 2 to 4 rpm.

2. 알코올발효공정2. Alcohol fermentation process

상기 당화공정에서 당화된 당화액이 알코올발효조(307)에 공급되면, 알코올발효조교반기(308)로 교반하면서 알코올발효 효모인 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)를 주입하고 무산소 상태에서 알코올발효를 하면 에탄올(Ethanol)이 함유된 알코올발효액이 생산되면 알코올발효액 이송펌프(309)로 증류탑(310)으로 보낸다.When the saccharified liquid is fed to the alcohol fermentation tank 307, saccharomyces cerevisiae, an alcohol fermenting yeast, is injected into the alcohol fermentation tank stirrer 308, and alcohol fermentation is carried out in an anaerobic state When the alcohol fermentation liquid containing ethanol is produced, it is sent to the distillation tower 310 by the alcohol fermentation liquid transfer pump 309.

알코올발효공정에서 온도는 25∼30℃ 범위로, pH는 4.5∼5.5 범위에서 운전하는 것이 알코올 생성효율이 우수하기 때문에 상기 당화공정에서 당화액은 이를 감안하여 공급하는 것이 좋다.In the alcohol fermentation process, the temperature is in the range of 25 to 30 ° C and the pH is in the range of 4.5 to 5.5. Since the alcohol production efficiency is excellent, it is preferable to supply the saccharified liquid in consideration of this.

알코올발효는, 산소가 없는 무산소 상태에서 미생물(Saccharomyces속, Zymomonas mobilis)에 의하여 당류가 반응식 (23)에서와 같이 알코올과 이산화탄소로 분해되면서 알코올이 생성된다.In alcohol fermentation, alcohol is produced by the microorganism (Saccharomyces spp., Zymomonas mobilis) decomposing the saccharide into alcohol and carbon dioxide as in the reaction formula (23) in an oxygen-free anaerobic state.

C6H12O6 → 2CH3CH2OH + 2CO2 + 반응열 ……………………………(23)C 6 H 12 O 6 ? 2CH 3 CH 2 OH + 2CO 2 + Reaction heat ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (23)

알코올발효조(307)는 외부에 보온재(303)로 보온처리된 철구조물 탱크로 하며, 알코올발효조 교반기(308)는 피치드 패들형(Pitched paddle type) 교반기를 사용하고, 교반속도는 2∼4rpm으로 한다.
The alcohol fermentation tank 307 is a ferrous structure tank which is thermally treated with a heat insulating material 303 on the outside and the alcohol fermentation tank stirrer 308 is a pitched paddle type stirrer and the stirring speed is 2 to 4 rpm do.

3. 증류공정3. Distillation Process

상기 알코올발효공정에서 알코올발효액이 상단과 하단에 충전물 또는 트레이(311)가 설치된 증류탑(310)의 중간 단으로 공급하고, 증류탑(310) 하부의 알코올발효 폐액은 알코올발효 폐액 이송펌프(312)로 리보일러(313)로 보내어 증류탑(310) 하부의 온도가 90℃가 유지되도록 스팀을 사용하여 열을 공급하면 알코올발효액에 함유된 에탄올성분은 증발되어 충전물 또는 트레이(311) 층을 통과하여 증류탑(310) 상부로 62∼63℃의 에탄올 증기와 일부 수증기가 빠져나간다.In the alcohol fermentation process, the alcohol fermentation liquid is supplied to the middle stage of the distillation tower 310 having the packing or tray 311 at the upper and lower ends thereof. The alcohol fermentation waste liquid at the lower part of the distillation tower 310 is supplied to the alcohol fermentation waste liquid transfer pump 312 The ethanol component contained in the alcohol fermentation broth is evaporated and passed through the packing or the tray 311 to the distillation tower 313, 310), the ethanol vapor and some water vapor of 62-63 deg. C escape.

증류탑(310) 상부로 빠져나온 에탄올성분의 증기가 응축기(314)로 보내어져 냉각수를 공급하여 20∼40℃로 냉각하면 에탄올과 일부의 수분은 액화되어 증류액 어큐물레이터(315)로 보내어 진다.The vapor of the ethanol component that has escaped to the upper part of the distillation tower 310 is sent to the condenser 314 and the cooling water is supplied to cool the solution to 20 to 40 ° C. The ethanol and a part of the water are liquefied and sent to the distillation accumulator 315 .

증류액 어큐물레이터(315)에 보내어진 에탄올을 함유한 증류액은 증류액 이송펌프(316)로 일부는 증류탑(310) 상단으로 환류(Reflux)시키면서, 나머지 에탄올을 함유한 증류액은 수분제거공정으로 보낸다. The ethanol-containing distillate sent to the distillate accumulator 315 is refluxed to the upper part of the distillation column 310 by the distillate feed pump 316 while the distillate containing the remaining ethanol is removed Process.

증류탑(310) 하부에서 배출되는 알코올발효 폐액은 메테인발효공정의 산성발효조(207)로 보내거나, 또는, 퇴비화공정의 호기성 발효조(104)로 보낸다. The alcohol fermentation waste liquid discharged from the lower part of the distillation tower 310 is sent to the acid fermentation tank 207 of the methane fermentation process or to the aerobic fermentation tank 104 of the composting process.

상기 알코올발효액의 용량이 작은 경우는, 상기와 같은 연속증류방식 대신에 공지된 단증류(Simple distillation) 방식으로 하여도 상관이 없다.When the capacity of the alcoholic fermentation broth is small, a known simple distillation method may be used instead of the continuous distillation method described above.

상기 증류탑(310)에 충전하는 충전물(311)은, 라시히링(Raschig ring), 폴링(Pall Ring), 라프락스링(Raflux ring), 레싱링(Lessing Ring), 십자분할링(Cross partition ring), 새들형(Saddle type) 또는 볼형(Ball type) 중에서 한 종류의 충전물(311)을 사용한다.
The packing 311 to be filled in the distillation tower 310 may be a Raschig ring, a Pall ring, a Raflux ring, a Lessing ring, a Cross partition ring, , A saddle type, or a ball type, is used as the filling material 311.

4. 수분제거공정4. Moisture removal process

상압(常壓)에서 에탄올(CH3CH2OH)의 비점(Boiling point)은 78.37℃이며, 물의 비점은 100℃이지만, 에탄올 95.63%-물 4.37%의 조성에서 공비혼합물로 존재하며, 이 물-에탄올 공비혼합물의 비점은 78.15℃로, 상압(常壓)에서 물-에탄올은 상기 증류방법만으로는 에탄올 농도를 96% 이상으로 분리하는 것은 불가능하다. At a normal pressure, the boiling point of ethanol (CH 3 CH 2 OH) is 78.37 ° C. and the boiling point of water is 100 ° C., but it exists as an azeotropic mixture in the composition of 95.63% ethanol-water 4.37% -Ethanol azeotropic mixture has a boiling point of 78.15 DEG C, and it is impossible to separate the water-ethanol at an atmospheric pressure to an ethanol concentration of 96% or more by the above distillation method only.

그래서 증류액 어큐물레이터(315)의 증류액은 벤젠(Benzene), 사이클로헥세인(Cyclohexane), 디에틸 에테르(Diethyl ether)와 같은 공비제(共沸劑)를 도입(導入)한 공비증류법(共沸蒸溜法), 용매추출증류법(溶媒抽出蒸溜法), 막분리법(膜分離法), 에틸렌의 수화반응(水和反應)에 의한 합성법(合成法), 기상흡착법(氣相吸着法) 중에서 한 방법으로 수분을 제거하여 99% 이상 고순도의 에탄올을 생산한다.
Therefore, the distillate of the distillation accumulator 315 is subjected to an azeotropic distillation method in which an azeotropic agent such as benzene, cyclohexane, or diethyl ether is introduced (Solvent extraction distillation method), membrane separation method (membrane separation method), synthesis method by hydration reaction of ethylene (synthesis method), vapor phase adsorption method (azeotropic distillation method), solvent extraction distillation method One way is to remove water to produce ethanol with 99% or higher purity.

Ⅵ. 사료화단계VI. Feeding stage

종래에 음식물쓰레기의 사료화는, 이물질제거와 파쇄처리와 같은 전 처리된 음식물쓰레기를 액상상태에서 발효를 한 다음, 액상사료로 돼지, 닭, 오리와 같은 가축에 급여하였으나, 함수율이 높아 가축이 사료섭취량이 적어서 성장속도가 느리면서 폐수발생량이 많은 문제점이 있어 축산농가에 널리 보급되지 못하였으며, 이와 같은 문제점을 보완하기 위해서 건조사료제조방법이 시도되었으나, 음식물쓰레기는 함수율이 높아 건조비용 높기 때문에 현실화하지 못하였다.Conventionally, for the purpose of feedstuffs for food waste, pre-treated food waste, such as foreign matter removal and crushing treatment, was fermented in a liquid state and then fed to livestock such as pigs, chickens and ducks as liquid feeds. However, In order to compensate for these problems, dry food production methods have been tried. However, since the food waste is high in water content due to high water content, I can not.

본 발명에서는 종래의 문제점을 보완하기 위해서, 우선 함수율을 줄이기 위해서는 이물질제거 및 분쇄처리와 같은 전 처리가 된 음식물쓰레기를 탈수처리하여 탈수된 케이크를 유용발효미생물을 이용하여 고온발효를 하여 액상화하면서 유해병원성 미생물을 사멸처리한 것에 단미사료를 혼합하여 돼지, 닭, 오리와 같은 가축이나, 어류의 사료를 만드는 방법을 첨부된 도 7을 중심으로 상세히 설명하면 다음과 같다.
In order to solve the problems of the prior art, in order to reduce the water content, the food waste which has been pretreated such as the foreign matter removal and crushing treatment is dehydrated, and the dehydrated cake is subjected to high temperature fermentation using the fermentation microorganism, A method for producing feedstuffs such as pigs, chickens, ducks, and fishes by mixing the feedstuffs with the pathogenic microorganisms is described below with reference to FIG.

1. 발효공정1. Fermentation Process

상기 이물질의 분리제거와 파쇄한 음식물쓰레기가 1차 탈수공정에서 탈수처리된 탈수케이크가 사료화공정 고온발효기(400)에 공급되면 유용미생물 균제를 주입하고, 고온발효기 믹서(401)로 믹싱하면서 고온발효기(400) 외부에 설치된 가온 재킷(402)에 보일러로부터 열원을 공급하여 온도를 35∼45℃ 범위로 유지하면서 발효를 하면 가축에 유해한 병원성 미생물, 부패 및 변패 미생물이 사멸되면서 액화처리된다. When the dehydrated cake having been dehydrated in the primary dehydration process is supplied to the feed process high temperature fermenter 400, the useful microorganism strains are injected and mixed with the high temperature fermenter mixer 401, The heat source is supplied from the boiler to the heating jacket 402 provided outside the boiler 400, and the fermentation is performed while the temperature is maintained in the range of 35 to 45 ° C., whereby pathogenic microorganisms, decaying bacteria and harmful microorganisms harmful to the livestock are killed and liquefied.

상기 고온발효기(400)에서 액화처리된 발효액은 발효액 저장조(404)로 보내고, 고온발효기(400) 하부에 모래, 유리파편, 조개껍데기와 같이 액화되지 않고 슬러리 상태로 존재하는 고형물질은 발효액 슬러리 이송펌프(406)로 고액분리공정으로 보내어 분리된 액상물질은 발효액 저장조(404)로 보내고, 고형물질은 폐기처분한다.The fermentation liquid that has been liquefied in the high-temperature fermentor 400 is sent to the fermentation broth storage tank 404 and the solid material that is not liquefied in the slurry state such as sand, glass fragments, The liquid substance separated by the pump 406 is sent to the fermentation liquid reservoir 404, and the solid substance is discarded.

상기 고액분리공정은, 트롬멜 분리기(Trommel separator) 또는 진동스크린(Vibrating screen) 중에서 한 종류를 사용한다.The solid-liquid separation step uses one of a Trommel separator or a vibrating screen.

상기 고온발효기(300)는, 외부에 가온 재킷(402)이 설치되고, 가온 재킷(402) 외부에는 보온재(403)로 보온처리된 강철구조물로, 도 7에서와 같이 수직형으로 할 수 있으나, 수평형 구조로 하여도 상관없으며, 또는, 강철구조물로 하는 대신에 콘크리트구조물로 하여도 상관없다.The high-temperature fermenter 300 may have a jacketed outer jacket 402 and the outer surface of the warm jacket 402 is insulated by a thermal insulating material 403, as shown in FIG. 7, It may be a horizontal structure or a concrete structure instead of a steel structure.

그리고 고온발효기 믹서(401)는, 하부에 레이크(Rake)가 부착하고, 상부에 패들형(Paddle type), 호스앵커형(Horse anchor type), 리본형(Ribbon type), 헬리컬리본형(Helical ribbon type), 스크루형(Screw type) 또는 교반 축(Shaft)에 교반 아암(Arm)에 사각 판 블레이드(Blade)가 설치된 것 중에서 한 종류를 사용할 수 있으며, 회전속도는 2∼4rpm으로 믹싱 한다.The high temperature fermenter mixer 401 has a rake at the bottom and a paddle type, a horse anchor type, a ribbon type, a helical ribbon type a screw type or a stirring shaft and a rectangular plate blade is provided on a stirring arm and the rotation speed is 2 to 4 rpm.

유용미생물 균제는, 시운전시나 운휴(運休) 후 재가동하는 경우에, 유입되는 음식물쓰레기 100중량부에 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)·바실러스 마이코이데스(Bacillus mycoides)·바실러스 낫또(Bacillus natto)·바실러스 미코이데스(Bacillus mycoides)·바실러스 스테아로써모필러스(Bacillus Stearothermophilus)와 같은 간균(桿菌), 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus)·락토바실러스 비피더스(Lactobacillus bifidus)·락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus)·락토바실러스 델브릭키이(Lactobacillus delbrueckii)·락토바실러스 락티스(Lactococcus lactis)·락토바실러스 아밀로보러스(Lactobacillus amylovorus)·락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei)·락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)와 같은 락토바실러스속(Lactobacillus sp.), 클로스트리듐 뷰티리쿰(Clostridium butyricum), 페디오코커스속(Pediococcus sp.), 엔테로코커스속(Enterococcus sp.), 류코노스톡속(Leuconostoc sp.), 페디오코커스속(Pediococcus sp.) 또는 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)와 같은 효모균 중에서 한 종류 이상의 복합배양한 미생물 균제를 0.05∼0.1중량부를 공급한다. 그리고 정상운전이 되면 유용미생물 균제를 계속 주입할 필요는 없다.
Bacillus subtilis, Bacillus mycoides, Bacillus natto, and Bacillus natto are added to 100 parts by weight of the food waste to be introduced when the microbial bacteria are restarted after commissioning or idle Bacillus mycoides, Bacillus such as Bacillus stearothermophilus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bifidus, Lactobacillus bulgaricus, Bacillus strains such as Bacillus mycoides, Bacillus stearothermophilus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bifidus, Lactobacillus delbrueckii, Lactococcus lactis, Lactobacillus amylovorus, Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum and Lactobacillus spp.), Lactobacillus spp., Lactobacillus spp. The same Lactobacillus sp., Clostridium butyricum, Such as Pediococcus sp., Enterococcus sp., Leuconostoc sp., Pediococcus sp. Or Saccharomyces cerevisiae, and the like. 0.05 to 0.1 parts by weight of a microbial strain obtained by co-culturing one or more kinds of yeast strains is supplied. In normal operation, it is not necessary to continue infusing useful microbial strains.

2. 혼화공정2. Mixing Process

상기 발효액 저장조(404)의 발효액을 발효액 이송펌프(405)로 혼화기(407)에 공급되면 혼화기 믹서(408)로 믹싱하면서 가축종류에 따라 영양밸런스가 적절하게 무 염분 단미사료를 공급하여 혼화한 사료혼화물은 사료혼화물 이송 컨베이어(409)에 의해서 사료화공정으로 보낸다. When the fermentation broth of the fermentation broth 404 is supplied to the mixer 407 by the fermentation broth 405, the broth 408 mixes the broth with the nutritionally balanced nutrients according to the type of livestock, A feed mix is delivered to the feed process by the feed mix conveying conveyor 409.

상기 혼화기(407)는, 도 7에서와 같이 수평형(Horizontal type)으로 할 수 있으나, 수직형(Vertical type)으로 할 수도 있다. 그리고 혼화기 믹서(407)는 패들형(Paddle type), 스크루 리본형(Screw ribbon type)으로 하며, 회전속도 2∼4rpm으로 하고, 혼화 시간은 30∼40분으로 한다.The mixer 407 may be a horizontal type as shown in FIG. 7, but may be a vertical type. The mixer mixer 407 has a paddle type and a screw ribbon type. The mixing speed is 2 to 4 rpm, and the mixing time is 30 to 40 minutes.

상기 단미사료는 가축의 종류에 따라서 영양 밸런스가 적절하게 혼합한 것을 사용하며, 혼합량은 볼형(Ball type) 또는 펠릿형(Pellet type)으로 성형된 사료를 만드는 경우는 함수율이 40∼43% 범위가 되게 공급하여 혼화한다.
The feedstuffs used are those mixed appropriately in nutritional balance according to the type of livestock. When making feeds of ball type or pellet type, the water content is in the range of 40 to 43% And mix them.

3. 사료화공정3. Feeding process

상기 혼화공정에서 사료혼화물이 공급되면, 건조기로 보내어 함수율이 12%이하로 건조하여 건조사료를 만들거나, 또는, 성형공정으로 보내어 바인더(Binder)를 공급하여 볼형(Ball type) 또는 펠릿형(Pellet type)으로 성형한 것을 건조기로 보내어 함수율이 12% 이하로 건조하여 볼형 또는 펠릿형의 사료를 만든다.When the feed mixture is fed in the mixing process, the feed mixture is sent to a dryer to dry the feed at a moisture content of less than 12% to prepare a dry feed, or it may be fed to a molding process to supply a binder to form a ball type or pellet type Pellet type) is sent to the dryer to dry the water content to 12% or less to make ball or pellet type feed.

상기 건조기는, 열상 건조기(Hearth dryer), 원통형 건조기(Drum dryer), 탑형 건조기(tower drier), 밴드 건조기(Band dryer) 또는 상자형 건조기(Cabinet type dryer) 중에서 한 종류의 건조기를 사용할 수 있으며, 본 발명에서 건조기 종류에는 특별히 제한하지 않는다.The dryer may be one of a dryer such as a hearth dryer, a drum dryer, a tower drier, a band dryer or a cabinet type dryer, The kind of the dryer in the present invention is not particularly limited.

성형된 사료를 만드는 경우 바인더(Binder)는, 사료혼화물 100중량부에 옥수수·밀·감자와 같은 전분을 호화한 호화전분(Pre-gelatinized starch), 메틸셀룰로오스(Methyl cellulose, MC), 카르복실메틸셀룰로오스(Carboxylmethylcellulose, CMC), 알긴산염(Alginate), 구아검(Guar gum)·트라가칸트 검(Tragacanth gum)과 같은 천연검, 카보폴(Carbopol), 한천(寒天), 펙틴(Pectin), 키토산(Chitosan), 폴리아크릴산나트륨(Sodium polyacrylate), 폴리메틸카바마이드(Poly methyl carbamide), 젤라틴(Gelatin), 리그닌 설포네이트(Lignin sulfonate), 아가 프래그매틱스(Agar pragmatics) 또는 카라기난(Carrageenan) 중에서 한 종류 이상을 1∼3중량부를 첨가한다.
In the case of forming a molded feed, a binder is prepared by mixing 100 parts by weight of feed mixture with pre-gelatinized starch such as corn, wheat, potatoes, methyl cellulose (MC), carboxy Natural gums such as carboxymethylcellulose (CMC), alginate, guar gum and tragacanth gum, carbopol, agar, pectin, Chitosan, Sodium polyacrylate, Poly methyl carbamide, Gelatin, Lignin sulfonate, Agar pragmatics or Carrageenan, among others. And 1 to 3 parts by weight of at least one kind is added.

Ⅶ. 탈취단계VII. Deodorization step

음식물쓰레기는 혐기성미생물(嫌氣性微生物), 통성혐기성(通性嫌氣性) 등에 의해서 부패(腐敗) 및 변패(變敗) 되면서 암모니아(NH3)·트리메틸아민(Trimethylamine)·디메틸아민(Dimethylamine)·인돌(Indole)·스카톨(Skatol)과 같은 휘발성 질소화합물, 아세트산(Acetic acid)·프로피온산(Propionic acid)·낙산(Butyric acid)·길초산(Valeric acid)과 같은 휘발성 유기산, 황화수소(H2S)·메르캅탄류(Mercaptans)·디메틸설파이드(Dimethyl sulfide)·메틸디설파이드(Methyl disulfide)와 같은 휘발성 황화합물, 알데히드류(Acetaldehyde)와 같은 휘발성 악취물질이 발생하기 때문이다.Food waste is decomposed and deteriorated by anaerobic microorganisms (anaerobic microorganisms) and liquid anaerobic (common anaerobic), and ammonia (NH 3 ), trimethylamine, dimethylamine ), Volatile nitrogen compounds such as indole and skatol, volatile organic acids such as acetic acid, propionic acid, butyric acid and valeric acid, hydrogen sulfide (H 2 S), volatile sulfur compounds such as mercaptans, dimethyl sulfide, and methyl disulfide, and volatile odor substances such as acetaldehyde.

그러나 산속 숲 속의 토양에서는, 낙엽, 동물의 배설물 및 사체와 같은 유기물이 퇴적되어도 악취발생이 거의 나지 않으면서, 여기서 배출되는 산속 계곡수(溪谷水)는 깨끗한 물이 배출되고 있다.However, in the soil in the forests of the mountains, organic matter such as fallen leaves, animal feces and carcasses are deposited, but odor is hardly generated, and the mountain valley water discharged from here is clean water.

본 발명의 발명자는 상기 산속 숲 속의 토양에서 낙엽, 동물의 배설물 및 사체와 같은 유기물이 퇴적되어도 악취발생이 되지 않은 점을 여의 검토한 결과, 폴리페놀화합물(Polyphenolic compounds)을 대사산물(Metabolites)로 배설하는 바실러스 미코이데스(Bacillus mycoides), 바실러스 루테우스(Bacillus luteus), 방선균(放線菌)과 같은 미생물이 우점종(優占種)으로 생육하면서, 이들 미생물은 대사 산물로 폴리페놀화합물을 배설한다.The inventors of the present invention have studied the fact that odor is not generated even when organic matter such as leaves, animal feces and carcasses are deposited in the soil in the above-mentioned forests. As a result, it has been found that the use of polyphenolic compounds as metabolites As microorganisms such as Bacillus mycoides, Bacillus luteus and actinomycetes are dominant species, these microorganisms excrete polyphenol compounds as metabolites .

유기물 + 공기(O2) ―폴리페놀생성미생물→ 폴리페놀화합물(미생물 대사산물) + CO2 + H2O …………………………………………………………………(24)Organic matter + air (O 2 ) - polyphenol-producing microbe → polyphenol compound (microbial metabolite) + CO 2 + H 2 O ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (24)

상기 폴리페놀화합물은 공기 중에서 폴리페놀옥시다아제(Polyphenol oxidase)와 같은 산화효소의 촉매반응에 의해서 퀴논화합물(Quinone Compounds)로 산화된다.The polyphenol compound is oxidized to quinone compounds by catalytic reaction of oxidizing enzymes such as polyphenol oxidase in the air.

폴리페놀화합물 + 공기(O2) ―산화효소(Oxidase)→ 퀴논화합물 + H2O2…(25)Polyphenol compound + air (O 2 ) - oxidizing enzyme (Oxidase) → quinone compound + H 2 O 2 ... (25)

이 퀴논화합물이 상기 휘발성 악취물질과 중축합반응(Polycondensation)을 하여 비휘발성인 고분자물질인 부식전구물질(腐植前驅物質)로 되었다가 나아가서는 안정된 부식토와 같은 부식물질(腐植物質)로 되기 때문이다.The quinone compound is subjected to a polycondensation reaction with the volatile odorous substance to become a corrosive precursor substance (humic substance precursor substance), which is a non-volatile high molecular substance, and further a corrosive substance (humic substance) .

퀴논화합물 + 휘발성 악취물질(NH3, H2S, 메르캅탄류, 휘발성 아민류, 인돌류, 스카톨) ―중·축합반응→ 부식전구물질(비휘발성 물질)→…→ 부식물질 …………………………………………………………………(26)Quinone compounds + volatile odor substances (NH 3 , H 2 S, mercaptans, volatile amines, indoles, scatol) - condensation reaction → corrosion precursors (nonvolatile substances) → ... → Corrosive substances ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (26)

상기 폴리페놀화합물을 대사 산물로 배설하는 미생물은, 세포 중에 미네랄성분이 많은 특성이 있으며, 토양의 표층, 묘비석, 바위의 표면 등에서 충분한 미네랄성분을 섭취하면서 서식하며, 자외선, 열 등에 강하며 일반 병원성 미생물, 부패성 및 변패성 미생물과는 상호길항관계에 있다. 다시 말해서 폴리페놀화합물을 대사산물로 배설하는 미생물은 충분한 미네랄성분을 공급하였을 때 활발한 대사활동을 하면서 상호길항관계에 있는 미생물에 대한 항생물질을 배설하여 병원성 미생물, 부패성 및 변패성 미생물의 생육을 억제하게 한다.The microorganisms that excrete the polyphenol compound as a metabolite are characterized by having many mineral components in the cells. They live on ingesting sufficient mineral components from the surface layer of the soil, the tombstone, and the surface of the rock, and are resistant to ultraviolet rays, Microorganisms, perishable and degrading microorganisms. In other words, the microorganisms that excrete polyphenol compounds as metabolic products inhibit the growth of pathogenic microorganisms, perishable and degrading microorganisms by exerting antibiotics against mutually antagonistic microorganisms while performing active metabolism when sufficient mineral components are supplied .

그래서 본 발명에서는 폴리페놀화합물을 배설하는 미생물 배양조(504)에 미네랄성분을 용이하게 용출하는 충전물(507)이 내장된 생물반응기(506)를 설치하고, 이들 미생물의 먹이와 종균으로 호기성 생물학처리공정의 폐수와 잉여오니를 공급받아 폴리페놀화합물을 배설하는 미생물 배양액으로 상기 각 공정에서 발생하는 악취물질을 포집하여 탈취하는 방법을 첨부된 도 7을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Therefore, in the present invention, a bioreactor 506 in which a packing 507 for easily eluting a mineral component is embedded is provided in a microorganism culture tank 504 for discharging a polyphenol compound, and aerobic biologic treatment A method for collecting and deodorizing odorous substances generated in each of the above processes by supplying a microbial culture liquid for discharging polyphenol compounds by receiving wastewater and excess sludge from the process will be described in detail with reference to FIG.

1. 생물학적 탈취공정1. Biological deodorization process

본 발명의 생물학적 탈취공정은, 수중에서 미네랄성분의 용출이 용이한 유문암(Rhyolite) 또는 대사이트(Dacite) 질의 부석(浮石, Pumice)과 유문암 또는 대사이트 질의 화산회토(火山灰土)와 해양성 식물이 함께 퇴적되어 형성된 이탄질(泥炭質) 부식토를 펠릿(Pellet) 형태로 가공한 충전물(507)이 내장된 생물반응기(506)를 폴리페놀화합물을 배설하는 미생물 배양조(504)에 설치를 한다.The biological deodorization process of the present invention is characterized in that a rhyolite or Dacite pumice and rhyolite or a large-site volcanic ash soil and a marine plant which are easy to dissolve mineral components in water, A bioreactor 506 in which a packing 507 formed by pelletizing a coarse sediment formed together with sediment is placed in a microorganism culture tank 504 for discharging a polyphenol compound.

배양조(504) 상부에는, 라시히링(Raschig ring), 폴링(Pall Ring), 라프락스링(Raflux ring), 레싱링(Lessing Ring), 십자분할링(Cross partition ring), 새들형(Saddle type) 또는 볼형(Ball type) 중에서 한 종류의 충전물(502)을 2단으로 충전한 탈취탑(501)을 설치한다.Raschig ring, Pall ring, Raflux ring, Lessing ring, Cross partition ring, Saddle type ring, and Saddle type ring are provided on the culture tank 504, ) Or a ball type is installed in a deodorizing tower 501 filled with two kinds of packing 502 of one type.

배양조(504)에 호기성 생물학처리공정 집수조(12)의 폐수를 주입하고, 폐수처리단계의 호기성 생물학처리공정에서 배출되는 잉여오니를 MLSS(Mixed liquor suspended solid)의 농도가 3,000∼4,000㎎/ℓ 범위로 주입하고, 송풍기(508)로부터 생물반응기(506) 하부와 미생물 배양조(504) 하부로 공기를 공급하여 용존산소(Dissolved Oxygen) 농도가 2∼4㎎/ℓ 범위로 유지되게 폭기를 하면, 생물반응기(506)에 충전된 부석(浮石) 광물과 부식토 펠릿(Pellet)으로부터 미네랄성분을 공급받아 폴리페놀화합물을 대사 산물로 배설하는 바실러스 미코이데스(Bacillus mycoides), 바실러스 루테우스(Bacillus luteus), 방선균(放線菌) 및 아시네토박터 속(Acinetobacter sp.)과 같은 미생물이 우점종으로 생육하는 미생물배양액이 된다.The wastewater from the aerobic biological treatment process water collecting tank 12 is poured into the culture tank 504 and the excess sludge discharged from the aerobic biological treatment process in the wastewater treatment stage is treated with a mixed liquor suspended solid (MLSS) concentration of 3,000 to 4,000 mg / And air is supplied from the blower 508 to the lower portion of the bioreactor 506 and the lower portion of the microorganism culture tank 504 to aeration so that the dissolved oxygen concentration is maintained in the range of 2 to 4 mg / Bacillus mycoides, Bacillus luteus, and the like, which receive minerals from pumice minerals and pellets filled in bioreactor 506 and excrete polyphenol compounds as metabolites, , Actinomycetes (Acinetobacter sp.) And Acinetobacter sp. Are the dominant microorganism cultures.

상기 배양조(504)의 미생물배양액을 탈취탑 순환펌프(505)로 탈취탑(501)에 내장된 하단과 상단의 충전물(502) 위로 각각 공급하여 순환하면서, 상기 각 공정에서 악취가 발생하는 부분에서 악취물질흡입 펜(500)으로부터 악취물질을 포집하여 탈취탑(501) 하부로 공급하면, 휘발성 악취물질과 미생물배양액이 충전물(502)이 충전된 충전 층에서 대향류(Counter flow)로 서로 접촉하면서 휘발성 악취물질은 미생물배양액에 함유된 퀴논화합물과 반응식 (26)에서와 같은 반응에 의해 비휘발성의 거대분자물질인 부식전구물질(腐植前驅物質)을 걸쳐 부식물질(腐植物質)로 전환되면서 악취물질이 제거되고, 악취물질이 제거된 가스는 대미스터(503)에서 작은 물방울(水滴)이 제거된 후 탈취탑(501) 상부를 통해서 대기로 배출된다.The microorganism culture liquid in the culture tank 504 is supplied to the lower end and upper end packing 502 built in the deodorization tower 501 by the deodorization tower circulation pump 505 and circulated, The volatile odor material and the microbial culture liquid are supplied to the bottom of the deodorization tower 501 through the odor absorbing pen 500. In this case, The volatile odor substance is converted into a corrosive substance (humic substance) through a non-volatile macromolecule substance (humic substance precursor) through a reaction similar to the reaction formula (26) with the quinone compound contained in the microorganism culture liquid, The gas from which the substance is removed and the odorous substance is removed is discharged to the atmosphere through the upper part of the deodorization tower 501 after the small droplet is removed from the large mist 503.

폴리페놀화합물을 대사 산물로 배설하는 미생물을 배양하는 배양조(504)의 용량은 투입조에 유입되는 음식쓰레기 100톤/일 당 20∼30㎥의 용량으로 하고, 배양조(504)에 내장된 생물반응기(506) 충전되는 유문암 또는 대사이트 질의 부석(Pumice)은 40∼60㎏을 충전하고, 부식토 펠릿(Pellet)은 20∼30㎏을 충전한다.The capacity of the culture tank 504 for culturing a microorganism that excretes the polyphenol compound as a metabolite is 20-30 m 3 per 100 ton / day of food waste introduced into the feed tank, The reactor 506 is filled with 40 to 60 kg of rhyolite or large-site pumice, and 20 to 30 kg of pumice pellet.

탈취탑(501)은, 악취물질흡입팬(500)에서 악취탑(501) 하부로 공급되는 악취물질을 함유한 기체의 질량속도(G)와 탈취탑순환펌프(505)에서 공급하는 미생물배양액과 호기성 생물학처리공정의 잉여오니와 폐수를 합한 용액의 질량속도(L)의 질량속도 비(L/G)가 0.2∼0.6의 범위가 되게 하고, 탈취탑(501)의 면적은, 충전물(502)의 종류에 따른 익류점(Flooding point)과 로딩점(Loading point)을 고려하여 결정하는 것이 원칙이지만, 일반적으로 가스의 유속이 0.15∼0.3m/초의 범위로 하고, 충전물(502)의 충전용량은 상단과 하단을 각각 기·액 접촉시간을 2∼3초 범위로하면 무난하다.The deodorization tower 501 is connected to the microbial culture liquid supplied from the deodorizing tower circulation pump 505 and the mass velocity G of the gas containing the odorous substance supplied from the odor substance intake fan 500 to the lower portion of the odor column 501 The mass flow rate L of the solution containing the surplus sludge and the wastewater in the aerobic biological treatment process is in the range of 0.2 to 0.6 and the area of the deodorization tower 501 is the same as the area of the packing 502, The flow rate of the gas is generally in the range of 0.15 to 0.3 m / sec, and the filling capacity of the filling material 502 is preferably in the range of 0.15 to 0.3 m / sec. It is safe to set the contact time between the upper and lower ends in the range of 2 to 3 seconds.

호기성 생물학처리공정에서 공급되는 잉여오니와 폐수의 유량은 미생물 배양조(504)에 MLSS의 농도가 3,000∼4,000㎎/ℓ 범위가 유지되게 공급하고, 배양조(504)에서 누적되는 배양액은 수위지시제어기(LIC)로 음식물쓰레기 투입조로 보낸다.The amount of surplus sludge and wastewater supplied from the aerobic biological treatment process is supplied to the microorganism culture tank 504 so that the concentration of MLSS is maintained in the range of 3,000-4,000 mg / L, and the culture liquid accumulated in the culture tank 504 And sends it to the food waste collection tank by the controller (LIC).

그리고 고도로 탈취처리를 하고자 하는 경우는 상기 탈취탑(501) 상부로 배출되는 가스를 활성탄·규조토·제올라이트와 같은 흡착제로 흡착하는 흡착법, 과산화수소·오존·염소산·이산화염소와 같은 산화제에 의한 산화법, 염소 산화법 또는 연소법 중에서 한 가지 이상의 탈취방법을 부가하여 처리할 수도 있다.When a high degree of deodorization treatment is desired, an adsorption method in which the gas discharged to the upper part of the deodorization tower 501 is adsorbed by an adsorbent such as activated carbon, diatomaceous earth or zeolite, an oxidation method using an oxidizing agent such as hydrogen peroxide, ozone, chloric acid, One or more deodorization methods may be added among the oxidation method or the combustion method.

염분농도, 유기물질의 농도와 함수율이 높아 아직까지 합리적인 처리방법이 없어 해양투기를 함으로써 해역의 오염을 야기시켰으나, 본 발명의 방법에 의한 음식물쓰레기를 처리하는 방법은, 석회를 이용하여 수용성 유기물과 액체상태의 유기물을 고상의 물에 불용성의 유기물로 전환 후 탈수처리한 탈수 여액인 폐수는 오염부하가 낮아 시설비와 운전비가 저렴하면서도 고도처리가 가능하며, 탈수케이크에서는 염분이 물에 불용성인 프리델씨염의 형태로 처리하여 염분을 제거한 양질의 퇴비를 만들 수 있으며, 또한, 탈수케이크는 탈수 농축됨으로써 유기물농도가 높고, 함수율은 적으면서 양이 적기 때문에 메테인발효 또는 알코올발효에서는 시설의 규모가 작아 시설비가 저렴한 특성이 있기 때문에 음식물쓰레기 처리에 널리 이용 것으로 전망된다.The method of treating food wastes by the method of the present invention is characterized in that the method of treating food wastes by the method of the present invention is a method of treating food wastes by the use of lime, The wastewater, which is a dehydrated filtrate after conversion of liquid organic matter into insoluble organic matter in solid water, is low in pollution load and low in facility cost and operation ratio, and can be treated at high altitude. In the dehydrated cake, The dehydrated cake is concentrated by dehydration, and the concentration of the organic matter is high. Since the water content is low and the water content is small, the size of the facility is small in the case of methane fermentation or alcohol fermentation, Is inexpensive and widely used in the treatment of food waste. The.

1: 반응조 2: 반응조 교반기
3: 혼화조 4: 혼화조 교반기
5: 응집조 6: 응집조 교반기
7: 1차 침전조 8: 1차 침전조 레이크(Rake)
9: 침전슬러지 이송펌프 10: 중화조
11: 중화조 교반기 12: 집수조
13: 정전압발생장치 13a: 변압기
13b: 전압조정기 13c: 1차 코일(Coil)
13d: 철심 13e: 2차 코일
13f: 출력선 13g: 절연처리 단말
20h: 접지(Earth) 14: 철망전극
15: 스테인리스강판(導體) 16: 폭기조공급펌프
17: 자화기 18a 1차 폭기조
18b: 2차 폭기조 19a: 2차 침전조
19b: 3차 침전조 20a: 2차 침전조 레이크
20b: 3차 침전조 레이크 21a: 1차 반송펌프
21b: 2차 반송펌프 22a: 1차 미생물활성화조
22b: 2차 미생물활성화조 23a: 1차 생물반응기
23b: 2차 생물반응기 24: 충전물
25: 최종처리수조 26: 송풍기(Blower)
100: 호기성 액화기 101: 호기성 액화기 믹서(Mixer)
102: 보온제 103: 산소용해장치
104: 액상음식쓰레기 저장조 105: 액상음식쓰레기 이송펌프
106: 고온호기성 발효조 107: 고온호기성 발효조 교반기
108: 가온 재킷(Heating jacket) 109: 고온호기성 발효액 이송펌프
110: 가압산소용해탱크 111: 염분반응조
112: 염분 반응조 교반기 113: 염분반응물침전조
114: 염분반응물침전조 레이크(Rake)
115: 염분반응물침전조 침전 슬러지 이송펌프
116: 염분이 제거된 고온호기성 발효액 저장조
117: 염분이 제거된 고온호기성 발효액 이송펌프
118: 중온호기성 발효조 119: 액비이송펌프
120: 혼화기 121: 혼화기 믹서
122: 혼화물 이송 컨베이어 123: 발효·숙성조
124: 로터리믹서(Rotary mixer) 125: 삽차
126: 압축기(Compressor) 127: 송풍기
200: 혐기성 액화조 201: 혐기성 액화조 믹서
202: 가온 재킷 203: 보온재
204: 액상음식물쓰레기 저장조 205: 액상음식물쓰레기 이송펌프
206: 혐기성 액화기슬러리 이송펌프 207: 산성발효조
208: 산성발효조 교반기 209: 메테인발효조
210: 메테인발효조 레이크 211: 메테인발효 슬러지 이송펌프
212: 메테인가스저장탱크 213: 메테인가스저장탱크 실 피트(Seal pit)
300: 당화조 301: 당화조 교반기
302: 가온 재킷 303: 보온재
304: 당화액 저장조 305: 당화액 이송펌프
306: 당화슬러리 이송펌프 307: 알코올발효조
308: 알코올발효조 교반기 309: 알코올발효액 이송펌프
310: 증류탑 311: 충전물(Packing)
312: 알코올발효폐액 이송펌프 313: 리보일러(Reboiler)
314: 응축기(Condenser) 315: 증류액 어큐물레이터(Accumulator)
316: 증류액 이송펌프
400: 고온발효기 401: 고온발효기 믹서
402: 가온 재킷 403: 보온재
404: 발효액 저장조 405: 발효액 이송펌프
406: 발효액슬러리 이송펌프 407: 혼화기
408: 혼화기 믹서 409: 사료혼화물 이송컨베이어
500: 악취물질흡입 팬(Fan) 501: 탈취탑
502: 충전물 503: 데미스터(Demister)
504: 미생물 배양조 505: 탈취탑 순환펌프
506: 생물반응기 507: 충전물
508: 송풍기 C1, C2: 콘덴서
ⓢ: 솔레노이드밸브(Solenoid valve) M: 모터(Motor)
LT: 수위송신기(Level transmitter) LS: 수위 제어스위치(Level switch)
LIC: 수위지시제어기(Level indicating controller)
FI: 유량지시계(Flow indicator) pHI: 수소이온농도지시계(pH indicator)
pHT: 수소이온농도송신기(pH transmitter)
pHIS: 수소이온농도지시제어스위치(pH indicating control switch)
DOI: 용존산소지시계(Dissolved oxygen indicator)
TI: 온도지시계(Temperature indicator)
TT: 온도송신기(Temperature transmitter)
TIC: 온도지시제어기(Temperature indicating controller)
1: Reactor 2: Reactor stirrer
3: mixing tank 4: mixing tank mixing tank
5: Coagulation tank 6: Coagulation tank stirrer
7: Primary settling tank 8: Primary settling tank Rake
9: Settling sludge transfer pump 10: Neutralization tank
11: neutralization tank stirrer 12: water collecting tank
13: Constant voltage generating device 13a: Transformer
13b: Voltage regulator 13c: Primary coil (Coil)
13d: iron core 13e: secondary coil
13f: output line 13g: insulation processing terminal
20h: Earth 14: Wire mesh electrode
15: stainless steel plate (conductor) 16: aeration tank feed pump
17: magnetic charger 18a primary aeration tank
18b: Secondary aeration tank 19a: Second settling tank
19b: Third settling tank 20a: Second settling tank Lake
20b: tertiary settling tank lake 21a: primary return pump
21b: Secondary return pump 22a: Primary microorganism activating tank
22b: secondary microorganism activating tank 23a: primary bioreactor
23b: secondary bioreactor 24: packing
25: Final treatment tank 26: Blower
100: aerobic liquefier 101: aerobic liquefier mixer
102: Heat retainer 103: Oxygen dissolution apparatus
104: Liquid food garbage storage tank 105: Liquid food waste transfer pump
106: high temperature aerobic fermentation tank 107: high temperature aerobic fermenter stirrer
108: Heating jacket 109: High temperature aerobic fermentation liquid transfer pump
110: pressurized oxygen dissolving tank 111: saline reaction tank
112: saline reaction tank stirrer 113: saline reactant precipitation tank
114: Saline Reactor Sedimentation tank Rake
115: Saline Reactor Settler Settling Sludge Transfer Pump
116: High temperature aerobic fermentation broth without salt removed
117: Saline-free high-temperature aerobic fermentation liquid transfer pump
118: Medium temperature aerobic fermentation tank 119: Liquid transportation pump
120: mixer 121: mixer mixer
122: Conveyor conveying mixed cargo 123: Fermentation, aging treatment
124: Rotary mixer 125:
126: Compressor 127: Blower
200: Anaerobic liquefaction tank 201: Anaerobic liquefying tank mixer
202: Gaion jacket 203: Insulation material
204: Liquid food waste storage tank 205: Liquid food waste transfer pump
206: Anaerobic liquefier slurry transfer pump 207: Acid fermenter
208: Acid fermenter stirrer 209: Methane fermenter
210: Methane fermentation tank Lake 211: Methane fermentation sludge transfer pump
212: Methane gas storage tank 213: Methane gas storage tank seal pit
300: sugar tank 301: sugar tank stirrer
302: Heating jacket 303: Insulation material
304: Saccharification solution reservoir 305: Saccharification solution transfer pump
306: Saccharification slurry transfer pump 307: Alcohol fermentation tank
308: Alcohol fermenter stirrer 309: Alcohol fermenter feed pump
310: Distillation tower 311: Packing
312: Alcohol fermentation waste liquid transfer pump 313: Reboiler
314: Condenser 315: Distillation Accumulator
316: distillate transfer pump
400: high temperature fermenter 401: high temperature fermenter mixer
402: Heating jacket 403: Insulation material
404: fermentation broth storage tank 405: fermentation broth transfer pump
406: Fermentation liquid slurry transfer pump 407: Mixer
408: mixer mixer 409: feed conveyor conveyor
500: Odorant intake fan 501: Deodorization tower
502: Filler 503: Demister
504: Microorganism culture tank 505: Deodorization tower circulation pump
506: Bioreactor 507: packing
508: blower C 1 , C 2 : condenser
Ⓢ: Solenoid valve M: Motor (Motor)
LT: Level transmitter LS: Level control switch (Level switch)
LIC: Level indicating controller
FI: Flow indicator pHI: pH indicator (pH indicator)
pHT: pH Transmitter (pH transmitter)
pHIS: pH indicating control switch
DOI: Dissolved oxygen indicator
TI: Temperature indicator
TT: Temperature transmitter
TIC: Temperature indicating controller

Claims (3)

음식물쓰레기처리에 있어서,
상기 음식물쓰레기를 이물질의 분리제거와 파쇄한 음식물쓰레기를, 1차 탈수공정으로 보내어 탈수처리된 탈수케이크는 퇴비화공정, 메테인발효공정, 알코올발효공정 또는 사료화공정으로 보내고, 탈수 여액인 폐수에는 석회와 석탄회를 공급하여 반응한 반응물에 건류전섬유소분말을 공급하고 혼화한 것에 응집제를 공급하여 응집한 것을 1차 침전조로 보내어 침전된 슬러지는 2차 탈수공정으로 보내어 탈수된 탈수케이크는 퇴비화공정으로 보내고, 탈수 여액과 침전조를 원류하는 월수는 중화공정으로 보내어 pH를 5.6∼8.2 범위로 중화처리된 폐수는 호기성 생물학처리공정으로 보내는 전처리단계와,
상기 pH를 5.6∼8.2 범위로 중화처리된 폐수가 호기성 생물학처리공정의 집수조에 공급된 폐수를 폭기조공급펌프로 1차 폭기조에 공급하고, 송풍기로부터 공기를 공급하여 폭기(曝氣)를 하면서 호기성 생물학처리가 된 것을 2차 침전조로 보내어 침전된 고형물은 활성부식물질 펠릿(Activated humic substance pellet)과 활성미네랄성분을 함유한 광물의 충전물을 충전(充塡)한 1차 생물반응기가 내장된 1차 미생물활성화조와 1차 폭기조로 반송하면서, 배출되는 잉여오니는 투입조와 탈취공정으로 보내고, 2차 침전조를 월류(Over flow)하는 월류수는 1차 호기성 생물학처리수는 최종 처리수조, 살균·여과공정 또는 2차 호기성 생물학 처리공정으로 보내는 폐수처리단계로 구성된 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기를 처리하는 방법
In food garbage disposal,
The dehydrated cake is sent to a composting process, a methane fermentation process, an alcohol fermentation process or a feed process, and the wastewater, which is a dehydrated filtrate, contains lime And the coal fly ash were supplied to the reacted reactant, and the pre-dry cellulosic powder was supplied to the mixed reactant, and the coagulant was supplied to the mixed reactant. The flocculated sludge was sent to the first settling tank and the dehydrated cake was sent to the composting process A pretreatment step of sending the neutralized wastewater to the aerobic biological treatment process in a pH range of 5.6 to 8.2,
The wastewater which has been neutralized in the pH range of 5.6 to 8.2 is supplied to the primary aeration tank by the aeration tank feed pump and the air supplied from the blower to the aeration tank, The treated solids were sent to a secondary settler and the precipitated solids were treated with a primary microorganism with a primary bioreactor packed with activated humic substance pellets and a mineral filler containing active minerals The surplus sludge that is discharged to the activated tank and the primary aeration tank is sent to the input tank and the deodorization process. The overflow water that flows over the secondary tank is treated as the first treated aerobic biological treatment tank, the sterilization / And a wastewater treatment step to be sent to the bio-aerobic biological treatment process.
제1항에 있어서, 상기 pH를 5.6∼8.2 범위로 중화처리된 폐수가 호기성 생물학처리공정의 집수조에 철망전극을 설치하고, 철망전극에 정전압발생장치로부터 3,000∼5,000볼트(Volt)의 고전압을 인가하여 정전압처리에 의해 물을 개질처리하는 공정, 또는, 폭기조공급펌프 토출부에 자화기를 설치하여 자화처리에 의해 물을 개질처리하는 공정 중에서 한 종류 또는 2종류의 물을 개질처리하는 공정을 부가처리하여 음식물쓰레기를 처리하는 방법.The method according to claim 1, wherein the wastewater neutralized in the pH range of 5.6 to 8.2 is installed in a collection tank of an aerobic biological treatment process and a high voltage of 3,000 to 5,000 volts is applied to a wire mesh electrode from a constant voltage generator A process of modifying the water by the constant voltage process or a process of modifying one kind or two kinds of water among the process of modifying the water by the magnetization process by providing the magnetizing device in the aeration tank feed pump discharge portion is an additional process Thereby treating the food waste. 상기 제1항에 있어서, 상기 퇴비화하는 단계에서 함수율조정제 대신에 건류전섬유소분말을 사용하여 음식물쓰레기를 처리하는 방법.The method according to claim 1, wherein the food waste is treated using pre-dry fibrin powder instead of the moisture content adjusting agent in the composting step.
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