KR20150126076A - 유기성 폐기물 처리 장치와 이를 이용한 유기성 폐기물 처리 방법 및 그 부산물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기성 폐기물 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명은 실시예로, 유입되는 유기성 폐기물로부터 이물질을 분리하는 전처리조와, 상기 전처리조로부터 이송된 유기성 폐기물에 함유된 유기물을 발효시키는 발효조와, 상기 발효조로부터 이송된 유기성 폐기물로부터 수분을 제거하는 탈수조와, 상기 탈수조로부터 이송된 유기성 폐기물이 축적되어 일정한 양으로 배출되는 유량조정조와, 상기 유량조정조로부터 이송된 유기성 폐기물에 공기를 공급하는 폭기조와, 상기 폭기조로부터 이송된 유기성 폐기물에 함유된 슬러지를 침전시키는 침전조 및 상기 침전조로부터 이송된 슬러지에 분해발효제를 첨가하여 배양수를 생성하고 상기 배양수를 상기 전처리조, 상기 유량조정조, 상기 폭기조로 공급하는 배양조를 포함하는 유기성 폐기물 처리 장치를 제시한다.

Description

유기성 폐기물 처리 장치와 이를 이용한 유기성 폐기물 처리 방법 및 그 부산물{Apparatus for treating organic waste, method for treating organic waste using it and a by-product after the treatment}

본 발명은 미생물을 이용하여 유기성 폐기물을 처리하는 처리 장치와 처리 방법 및 이에 따른 부산물과 관련된다.

일반적으로 유기성 폐기물을 처리하는 방법으로서 화학약품이나 미생물을 이용하고 있다. 화학약품의 경우에는 화학 반응을 이용하여 유기성 폐기물을 처리를 하고 미생물의 경우 미생물의 분해 능력을 이용하여 유기성 폐기물을 처리한다.

현재는 친환경적인 부분의 강조로 미생물을 사용하는 방법이 많이 제시되고 있다. 미생물을 이용하면 화학약품 등에 의한 환경오염의 염려가 적으므로 2차 오염의 우려가 적다.

미생물을 이용하여 유기성 폐기물을 처리하는 경우에 중요한 점은 유기성 폐기물을 먹이로 자라는 미생물군들을 지속적으로 배양시키는 것과 미생물군들의 분해 활동에 의해 발생하는 악취를 저감하는 것이다.

따라서 미생물군들의 지속적인 배양이 가능하면서 미생물군들의 분해 활동에 의해 발생하는 악취를 저감할 수 있는 유기성 폐기물 처리 장치가 필요하다.

대한민국 공개특허 제10-2003-0016358호 (2003.02.26)

본 발명은 미생물군들의 지속적인 배양이 가능하여 유지 관리 비용을 최소화하며, 악취를 저감할 수 있는 유기성 폐기물 처리 장치 및 유기성 폐기물 처리 방법을 제시한다.

한편 본 발명은 악취가 없고 비료나 가축의 음용수로 사용할 수 있어 환경친화적인 유기성 폐기물 처리 장치의 부산물을 제시한다.

그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

위 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 실시예로, 유입되는 유기성 폐기물로부터 이물질을 분리하는 전처리조와, 상기 전처리조로부터 이송된 유기성 폐기물에 함유된 유기물을 발효시키는 발효조와, 상기 발효조로부터 이송된 유기성 폐기물로부터 수분을 제거하는 탈수조와, 상기 탈수조로부터 이송된 유기성 폐기물이 축적되어 일정한 양으로 배출되는 유량조정조와, 상기 유량조정조로부터 이송된 유기성 폐기물에 공기를 공급하는 폭기조와, 상기 폭기조로부터 이송된 유기성 폐기물에 함유된 슬러지를 침전시키는 침전조 및 상기 침전조로부터 이송된 슬러지에 분해발효제를 첨가하여 배양수를 생성하고 상기 배양수를 상기 전처리조, 상기 유량조정조, 상기 폭기조로 공급하는 배양조를 포함하는 유기성 폐기물 처리 장치를 제시한다.

여기에서 상기 배양조에 첨가되는 분해발효제는, 다공성물질을 포함하고, 상기 침전조로 이송된 슬러지에 흡착됨으로써 상기 슬러지에 포함된 유기물질이 입자를 이루도록 할 수 있다.

한편 상기 다공성물질은 제올라이트, 벤토나이트, 일라이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 물질일 수 있다.

또한 위의 유기성 폐기물 처리 장치를 이용하여 유기성 폐기물을 처리하는 방법으로서, 상기 배양조에 분해발효제를 첨가하는 분해발효제 첨가 단계와, 상기 분해발효제 첨가로 생성된 배양수를 상기 전처리조, 상기 유량조정조, 상기 폭기조로 각각 공급하는 배양수 공급 단계 및 상기 전처리조로 유입되는 유기성 폐기물과 상기 배양조에서 공급되는 배양수의 비율을 1:100으로 조절하는 배양수 공급 조절 단계를 포함하는 유기성 폐기물 처리 방법을 제시한다.

또한 위의 유기성 폐기물 처리 장치에서, 상기 침전조에서 상기 폭기조로부터 이송된 유기성 폐기물에 함유된 슬러지를 침전시키고 남은 액상물질을 상기 침전조 외부로 배출시켜 수집한 유기성 폐기물 처리 장치의 부산물을 제시한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 분해발효제를 배양조에 투입하여 미생물의 배양을 촉진하면서 배양조에서 발생한 배양수를 전처리조, 유량조정조, 폭기조에 공급함으로써, 미생물군들의 지속적인 배양이 가능하여 유지 관리 비용을 최소화하며, 악취를 저감할 수 있다.

또한 분해발효제는 다공성물질을 함유하여 유기물질에 결합하여 입자를 이루도록 함으로써 유기물질에서 발생하는 악취를 크게 저감할 수 있다.

한편 전처리조에 투입되는 유기성 폐기물과 폭기조에 투입되는 배양수의 비율을 1:100 정도로 조절함에 의해 유기성 폐기물의 최적의 처리가 가능하다. 또한 설치 공간에 적합한 폭기조의 크기 및 처리 용량을 예측할 수 있다.

또한 처리 과정에서 발생하는 부산물은 악취가 없고 영양분을 많이 함유하고 있어 비료나 가축의 음용수로 사용이 가능하다.

그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 장치를 나타내는 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 장치로 유기성 폐기물을 처리하는 방법을 나타내는 순서도.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 장치에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일유사한 구성에 대해서는 동일유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 장치를 나타내는 개략도이다.

본 발명의 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 장치는, 전처리조(1), 발효조(2), 탈수조(3), 유량조정조(4), 폭기조(5), 침전조(6) 및 배양조(7)를 포함한다. 이들 각각은 배관을 통해 연결된다.

전처리조(1)는 유입되는 유기성 폐기물로부터 이물질을 분리한다. 여기에서 유기성 폐기물이란 축산분뇨, 인분, 음식물쓰레기, 농수산물 가공공정에서 배출되는 폐기물, 식품가공공정에서 배출되는 폐기물, 도축공장에서 배출되는 폐기물 등을 말한다.

전처리조(1)에서는 이와 같은 유기성폐기물에 섞여있는 이물질의 분리하고, 덩어리진 유기성폐기물을 적정한 크기로 파쇄처리를 한 후 배출하게 된다.

발효조(2)는 전처리조(1)로부터 이송된 유기성폐기물에 함유된 유기물을 발효시킨다. 발효조(2)는 밀폐된 상태에서 일정한 열을 가하면서 유기물을 발효시킨다. 이 과정에는 혐기성 미생물에 의해 발효가 이루어진다. 혐기성 미생물은 인위적으로 투입할 필요가 없으며 유기성 폐기물에 자연히 존재하고 있는 것을 그대로 이용하게 된다. 발효조(2)에서 처리된 유기성 폐기물은 탈수조(3)로 배출된다.

탈수조(3)는 발효조(2)로부터 이송된 유기성 폐기물로부터 수분을 분리한다. 발효조(2)에서 이송된 유기성 폐기물은 일정량의 수분을 함유하고 있으며 이 중 액상의 유기성 폐기물은 유량조정조(4)로 이송되고, 다른 고형의 유기성 폐기물은 수거될 수 있다.

유량조정조(4)는 탈수조(3)로부터 이송된 유기성 폐기물이 축적되고 일정한 양으로 배출된다. 탈수조(3)로부터 유입된 폐기물은 유량조정조(4)를 통해 균등한 양으로 폭기조(5)로 배출되게 되며 이를 위해 밸브 등의 장치를 이용할 수 있다.

폭기조(5)는 유량조정조(4)로부터 이송된 유기성 폐기물에 공기를 공급한다. 공기의 공급에 따라 호기성 미생물에 의해 호기성 발효가 일어난다. 공기를 공급하기 위해 폭기조(5)에는 에어공급수단이 구비된다. 폭기조(5)는 복수로 구성될 수 있다.

한편, 혐기성 미생물과 같이 호기성 미생물 역시 인위적으로 투입하지는 않고, 처리하는 유기성 폐기물에 자연적으로 존재하는 호기성 미생물의 존재하에서 호기성 발효를 진행하게 된다.

침전조(6)에서는 폭기조(5)로부터 이송된 유기성 폐기물에 함유된 슬러지를 침전시킨다. 침전 과정을 통해서 밑에는 슬러지가 쌓이고, 상부에는 깨끗한 액상물질이 위치하게 된다.

위의 액상물질은 유기성 폐기물 처리 장치의 부산물(30)로서, 방류할 수도 있지만, 침전조(6) 외부로 배출시킨 후 수집하여 비료나 가축의 음용수 등으로 이용할 수도 있다.

배양조(7)는 침전조(6)로부터 이송된 슬러지에 분해발효제(10)를 첨가하여 배양수(20)를 생성하고 상기 배양수(20)를 상기 전처리조(1), 상기 유량조정조(4), 상기 폭기조(5)로 다시 공급한다.

상기 배양조(7)에 첨가되는 분해발효제(10)는, 부식토양과 분해발효효소 및 다공성물질을 포함한다. 또한 부식토양은 토양입자와 부식산으로 이루어진다.

토양입자는 흙 등 곰팡이균이 살 수 있는 유기토양을 말하는 것으로서 오래된 저수지의 뻘, 흙 등이 이에 해당한다.

부식산은 연갈탄 유기물에서 추출된 것으로서 연갈탄(Leonardite)에 가장 많이 들어있다. 연갈탄은 주로 초본식물이 퇴적되어 미생물에 의해 탄화된 것이다.

연갈탄은 갈탄광의 최상층에 매장되어 있는 것이 보통이고, 탄화 정도가 석탄과 다르다. 연갈탄은 탄소와 유기물은 많지만 석탄으로 사용할 수는 없으며, 갈탄에 비해 부식이나 미네랄회분이 많다.

같은 장소의 연갈탄 중에서도 얕은 곳의 연갈탄에는 풀빅산이 많고, 비교적 깊은 곳의 연갈탄에는 부식산이 많은 편이다.

연갈탄은 생성년대나 깊이에 따라 성분이 크게 다르지만, 중국산 연갈탄의 경우 유기물과 미네랄회분이 각각 90%, 10% 정도이고, 유기물 중에서는 부식산 약60%, 풀빅산 약 10%, 휴민 약 20% 등으로 구성되어 있다.

이와 같은 연갈탄으로부터 부식산을 추출한다. 연갈탄에 수산화나트륨(NaOH) 등으로 조절된 알카리 용액을 넣으면 부식산과 풀빅산이 용해된 용해물질과, 휴민으로 된 침전물로 분리된다.

그리고, 용해물질에 염산(HCl) 등으로 조절된 산성용액을 넣으면, 다시 용해물질과 침전물로 분리되는데, 용해물질은 풀빅산이고, 침전물은 부식산이다.

부식산과 같이 침전되어 있는 물질 중에 수용성 비부식 물질은 부식산의 탈염과정에서 물과 함께 씻어져 제거되고 부식산만 남게 된다.

이와 같이 생성된 부식산을 토양입자와 대략 1:1로 배합하여 부식토양을 만든다. 이와 같은 부식토양은 다양한 종류의 미생물이 번식하기에 최적의 환경을 만들어 주고 부식화 반응을 통해 유기물질에서 발생하는 악취를 저감시키게 한다.

분해발효효소은 분뇨나 음식슬러지에서 추출된 것으로서, 다양한 종류의 미생물이 많이 함유되어 있고, 유기성 폐기물을 분해하는 미생물을 공급하는 공급원이 된다.

분해발효효소는 가수분해효소의 한 종류이며, 이와 같이 분해발효효소가 포함된 분해발효제(10)는 더욱 활발한 미생물 분해를 촉진시켜 유기성 폐기물의 분해 효율을 높인다.

다공성물질은 일반적으로 활성규산염으로 불리는 것으로서, 유기물질이 입단을 구성하게 하는 중요한 성분이다.

다공성물질은 상기 침전조(6)로 이송된 슬러지에 흡착됨으로써 상기 슬러지에 포함된 유기물질이 입자를 이루도록 한다. 이에 따라 유기물질에서 발생하는 악취가 크게 저감된다.

다공성물질로는 제올라이트(zeolite), 벤토나이트(bentonite), 일라이트(illite)를 사용할 수 있다. 이 중 하나 또는 복수의 물질을 혼합하여 사용할 수 있다.

여기에서 분해발효제(10)는 부식토양과 분해발효효소와 다공성물질이 거의 같은 비율(1:1:1)로 혼합하여 생산된다.

상기 분해발효제(10)는 보관이 편리하고 활성화를 위한 특별한 온도 조건이 필요하지 않다. 현장에 적용시에 분해발효제(10)가 활성화되면 미생물이 스스로 분해열(25~35도)을 내게 되고 이 때 가장 활성화가 잘된다.

상기 분해발효제(10)는 분말 형태로서 물에 희석하여 사용할 수 있다. 배양조(7)에 분해발효제(10)를 투입하는 양은 폭기조(5) 유량의 0.2 내지 1% 이다. 상기 분해발효제(10)는 분말 상태로 투입하여도 반응이 잘 일어난다.

분해발효제(10)는 침전조(6)에서 침전된 고형물인 슬러지와 반응하여 슬러지 및 분해발효제(10) 자체에 함유된 미생물을 배양한다.

상기 분해발효제(10)에 의해 배양조(7)에는 다시 슬러지가 침전되고 배양수(20)가 생성된다. 침전된 슬러지는 탈수되어 폐기 또는 비료로 사용되고 배양수(20)는 전처리조(1), 유량조정조(4) 및 폭기조(5)에 투입된다.

이와 같이 유량조정조(4)와 전처리조(1) 및 폭기조(5)로 배양수(20)를 공급하는 이유는 배양수(20)에는 유기물을 분해하기 위한 다양한 종류의 미생물이 함유되어 있어 본 처리장치에서 처음 배양수(20)가 생성되고 나면, 분해발효제(10)를 추가 투입하지 않고도 새로이 처리해야 할 폐기물만을 투입하여 처리 공정을 지속적으로 실시할 수 있다.

이는 다양한 종류의 미생물이 함유된 배양수(20)가 유량조정조(4)와 폭기조(5) 및 전처리조(1)에 공급됨과 동시에 이 미생물이 전처리조(1)로 투입된 새로운 유기성 폐기물을 먹이로 하여 더욱 번식하기 때문이다. 이에 따라 소량의 분해발효제(10)만으로 최대의 폐기물 처리 효과를 낼 수 있고 비용을 최소화할 수 있다.

전체적인 공정 면에서 다시 살펴보면, 최초에 유기성 폐기물을 소량 투입하여 처리 공정을 수행하면 이를 통해 미생물이 배양된다. 미생물 배양이 끝나면 유기성 폐기물을 지속적으로 투입하여 처리한다.

처리 공정 초기에 위에 설명한 분해발효제가 투입된 경우 한번 미생물이 배양되면 더 이상의 분해발효제를 투입하지 않아도 되므로 경비가 절감된다. 이는 미생물을 이용한 다른 처리 방법과 차별되는 점으로서 다른 처리 장치의 경우 미생물을 보충하기 위한 첨가제를 주기적으로 투여하고 있는 것이 현실이다.

다만, 계절이 바뀌는 환절기에는 기후 변화가 심하므로 체크하여 소량의 분해발효제를 투입할 필요는 있다. 실제로 기존 처리 방법에 비하여 50~70% 가량의 비용절감 효과를 얻음을 확인하였다.

다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 장치로 유기성 폐기물을 처리하는 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 도 1에 도시된 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 장치로 유기성 폐기물을 처리하는 방법의 한 예를 나타내는 순서도이다.

먼저 전처리 단계에서는 유입되는 유기성 폐기물로부터 이물질을 분리하고(S1), 발효 단계에서는 이물질이 분리된 상기 유기성 폐기물을 밀폐된 공간에서 발효시켜 혐기성 미생물에 의한 폐기물의 분해가 이루어지도록 한다(S2).

다음으로 탈수 단계에서는 발효된 상기 유기성 폐기물로부터 일정량의 수분을 제거하고(S3), 유량 조정 단계에서는 일정 수분이 제거된 상기 유기성 폐기물을 축적한 후 일정한 양으로 배출한다(S4).

다음으로 폭기 단계에서는 일정한 양으로 배출된 상기 유기성 폐기물에 공기를 공급하여 호기성 미생물에 의한 폐기물의 분해가 이루어지도록 하고(S5), 침전 단계에서는 상기 폭기조(5)로부터 이송된 유기성 폐기물에 함유된 슬러지를 침전시킨다(S6).

다음으로 분해발효제(10) 첨가 단계에서는 상기 배양조(7)에 분해발효제(10)를 첨가한다. 분해발효제(10)는 배양조(7)에 미리 첨가할 수도 있다(S7).

다음으로 배양수(20) 공급 단계에서는 분해발효제(10) 첨가로 생성된 배양수(20)를 상기 전처리조(1), 상기 유량조정조(4) 및 상기 폭기조(5)로 각각 공급한다(S8).

다음으로 배양수(20) 공급 조절 단계에서는, 상기 전처리조(1)로 유입되는 유기성 폐기물과 상기 배양조(7)에서 공급되는 배양수(20)의 비율을 1:100으로 조절한다(S9).

즉 유기성 폐기물이 20톤이 유입되면 배양조(7)에서는 폭기조(5)로 배양수(20) 2000톤을 투입한다. 이는 투입되는 배관의 유량 조절 밸브 등을 이용하여 조절한다.

일반적으로 허가 당시에 유기성 폐기물의 처리량이 결정되면 결정된 처리량의 100배 정도의 배양수(20)를 미리 배양조(7)에서 생성하여 전처리조(1), 유량조정조(4) 및 폭기조(5)로 각각 공급하는 형식으로 한다.

아래의 표는 일반 유기성 폐기물 처리장치와 본 발명의 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 장치의 유기성 폐기물 처리 결과를 비교한 표이다.

	구분	D(ppm)	(ppm)	N(ppm)	P(ppm)
규제치	150850200	150	150	850	200
일반처리장치	유입수질	35,000	35,000	6,000	800
	방류수질	11.7	42.3	734.16	683
본발명처리장치	방류수질	8.1	11.2	90.3	7.5

위 표에서 알 수 있듯이 일반 유기성 폐기물 처리장치와 본 발명의 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 장치 모두 규제치를 밑도는 처리 능력을 보이지만 본 발명의 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리장치가 더 높을 처리 능력을 보임을 알 수 있다.

이는 분해발효제를 이용하여 배양수를 생성하고 이 배양수를 전처리조, 유량조정조, 폭기조로 공급하여 유기성 폐기물을 처리함에 기인한다.

분해발효제는 바실러스균 등 유익균을 선별 우점화 시키고 이렇게 우점화된 유익균에 의해 질소, 인을 제거하게 한다. 분해발효제에 의해 배양된 배양수는 탈질 및 유기물공급을 지속적으로 수행하게 한다.

한편 일반적으로 토양속에 유기물이 투입되면 이들 유기물을 먹이로 하는 미생물군 중 곰팡이균들의 현미경적균사가 토양의 점토광물, 산화철, 기타 광물 및 유기물의 분해잔사, 재합성 생성물 등의 미세입자를 휘감아 일차 입단이 생성된다.

이들 1차 입단을 녹농균(Pseudomonas)속의 미생물들의 대사산물인 점결성 물질이 이들 입단의 내벽에 풀칠하기도하고 이들끼리 응집시켜 입단이 커지고 이들을 또다시 현미경적균사가 휘감는 방식으로 입단이 발달하게 된다.

그러나 이와 같은 입단구조는 일시적인 것이어서 곰팡이균이 먹이 결핍 등의 이유로 사멸하면 현미경적 균사도 소멸한다.

따라서 입단 속에 공기가 들어가 있는 부위에 물이 들어가면 입단구조는 폭발하게 되어 입단구조는 사라지게 되는 것이다.

그러나, 위에서 말한 현미경적균사가 부식화반응의 안정적인 물질로 부식화되면 곰팡이균이 사멸하더라도 현미경적균사는 소멸되지 않고 입단구조의 공기가 들어가 있는 부분에 물이 들어가더라도 폭발하지 않는다. 이러한 입단구조를 내수성 입단이라 한다.

즉 내수성 입단은 물에 넣었을 때 풀어지지 않는 입단을 말하는데 내수성 입단이 잘 형성된 토양은 통기성과 배수성이 좋아 미생물의 활동이 좋아진다.

상기 분해발효제는 현미경적균사의 부식화를 촉진시켜 슬러지가 내수성 입단을 이루게 하고 이는 미생물의 활동을 활발하게 하는 효과가 있다.

한편 분해발효제는 유기성 폐기물에서 발생하는 악취를 제거하는 효과가 있다.

분해발효제를 배양조에 투입하면 배양조에 유입된 슬러지 속에 서식하는 병원성 세균, 부패균 등 냄새를 유발하는 미생물들이 멸균되고, 유익균은 활성화됨으로 악취가 근원적으로 발생하지 않게 된다.

즉 내수성 입단구조 토양에 서식하는 미생물이 우점화되면서 슬러지 내 부패과정에 관여하는 미생물을 상대적으로 저감시킴으로써 부패로 인한 악취 발생을 원천 차단할 수 있다.

참고로 부패관여 미생물에는, 박테로이드, 연쇄상구균, 크로스트리지움, 대장균, 녹농균, 푸로테우스, 포도상구균, 장구균, 적리균, 살모넬라균, 코레라균, 장염비브리오균, 유박테리움이 대표적이고, 내수성 입단구조 토양에 서식하는 미생물은 바실러스균 등이 있다.

또한 슬러지에 분해발효제가 투입되면 슬러지의 입자가 커지면서 내수성 입단구조가 발달된 슬러지로 변화되고 이 슬러지의 양이온치환용량(Cation Exchange Capacity, CEC)에 의해 악취의 구성분자인 양이온을 슬러지가 흡착함으로써 발생된 악취를 제거한다.

즉 질소 양이온 성분이 슬러지에 존재하는 내수성 입단구조 내벽의 이온교환능력에 의해 슬러지에 흡착되면서 암모니아성 악취 생성이 원천적으로 불가능하게 된다.

또한 분해발효제를 투입하면 유익균이 분비하는 대사산물 속에 함유된 킬레이트성 유기물에 의해 악취성분이 킬레이트가 되어 악취가 사라진다.

즉 내수성 입단구조 내 미생물군의 대사산물에는 쿠웬산, 지칼본산, 지의산, 아미노당, 킬레이트 풀빅산 등 킬레이트 기능이 있는 유기물 존재하는데 이들 유기물의 킬레이트 효과에 의해서 악취를 제거할 수 있다.

이에 더하여 분해발효제와 반응한 슬러지는 침강성이 향상되기 때문에 처리수의 수질이 향상된다.

위의 슬러지는 응집, 축합, 중축합 기능이 강력하기 때문에 하수 속에 녹아있는 용해성 유기물질을 응집, 축합, 중축합시켜 액상에서 60% 이상 제거한다. 이에 따라 배양조에서 BOD, COD, T-N, T-P 등이 60% 이상 제거되어 폭기조의 부하를 경감시켜 준다.

다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 장치에서 생산되는 부산물(30)에 대하여 상세하게 설명한다.

상기 부산물(30)은 상기 침전조(6)에서 상기 폭기조(5)로부터 이송된 유기성 폐기물에 함유된 슬러지를 침전시키고 남은 액상물질을 상기 침전조(6) 외부로 배출시켜 수집한 것이다.

상기 부산물(30)은 처리 과정에 응집제 등 화학약품을 일체 사용하지 않고 수분 조절제를 최소한으로 사용하기 때문에 토양 친화적이며 경제적이다. 또한 별도의 시설 없이 처리시스템에서 냄새가 나지 않아 인간 친화적이다. 분해를 담당하는 미생물들은 부식이 존재하는 환경을 선호하도록 유도된 토양미생물이며 처리수에는 방선균이 배양되고 있다.

상기 부산물(30)은 비료로 사용이 가능한데 토양 입단구조를 발달시키고, 악취가 없으며 성장 촉진 기능이 있는 등 경종농가가 환영하는 퇴·액비가 된다. 웃자람, 청색증 등의 문제를 야기하는 질소의 비율이 타 처리시스템에 비해 현저히 낮고 악취가 없다. 또한 토양미생물의 대사산물을 대량 함유하고 있어 토양에 매우 유익하고, 토양개량제의 역할을 하며 연작장해가 전혀 없다. 한편 농약살포를 감소시킴으로 궁극적으로 무농약(무공해) 농사가 가능하다.

처리수를 가축의 음용수에 200대 1로 희석하여 사용하는 경우 가축의 장내 미생물 생태계가 복원되어 호흡기질환, 장내질환 등에 감염이 최소화되어 가축에게 항생제 등 축약 투약이 불필요하게 된다. 또한 사료효율이 향상되며 출하 기간이 약 1주일 정도 단축된다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 전처리조 2 : 발효조 3 : 탈수조
4 : 유량조정조 5 : 폭기조 6 : 침전조
7 : 배양조
10 : 분해발효제 20 : 배양수 30 : 부산물

Claims (5)

1. 유입되는 유기성 폐기물로부터 이물질을 분리하는 전처리조,
   상기 전처리조로부터 이송된 유기성 폐기물에 함유된 유기물을 발효시키는 발효조,
   상기 발효조로부터 이송된 유기성 폐기물로부터 수분을 제거하는 탈수조,
   상기 탈수조로부터 이송된 유기성 폐기물이 축적되어 일정한 양으로 배출되는 유량조정조,
   상기 유량조정조로부터 이송된 유기성 폐기물에 공기를 공급하는 폭기조,
   상기 폭기조로부터 이송된 유기성 폐기물에 함유된 슬러지를 침전시키는 침전조 및
   상기 침전조로부터 이송된 슬러지에 분해발효제를 첨가하여 배양수를 생성하고 상기 배양수를 상기 전처리조, 상기 유량조정조, 상기 폭기조로 공급하는 배양조
   를 포함하는 유기성 폐기물 처리 장치.
2. 제1항에서,
   상기 배양조에 첨가되는 분해발효제는, 다공성물질을 포함하고, 상기 침전조로 이송된 슬러지에 흡착됨으로써 상기 슬러지에 포함된 유기물질이 입자를 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
3. 제2항에서,
   상기 다공성물질은 제올라이트, 벤토나이트, 일라이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 유기성 폐기물 처리 장치를 이용하여 유기성 폐기물을 처리하는 방법으로서,
   상기 배양조에 분해발효제를 첨가하는 분해발효제 첨가 단계,
   상기 분해발효제 첨가로 생성된 배양수를 상기 전처리조, 상기 유량조정조, 상기 폭기조로 각각 공급하는 배양수 공급 단계 및
   상기 전처리조로 유입되는 유기성 폐기물과 상기 배양조에서 공급되는 배양수의 비율을 1:100으로 조절하는 배양수 공급 조절 단계
   를 포함하는 유기성 폐기물 처리 방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 유기성 폐기물 처리 장치에서,
   상기 침전조에서 상기 폭기조로부터 이송된 유기성 폐기물에 함유된 슬러지를 침전시키고 남은 액상물질을 상기 침전조 외부로 배출시켜 수집한 유기성 폐기물 처리 장치의 부산물.

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