KR20160048280A - organic waste sludge drying apparatus - Google Patents

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KR20160048280A
KR20160048280A KR1020140144272A KR20140144272A KR20160048280A KR 20160048280 A KR20160048280 A KR 20160048280A KR 1020140144272 A KR1020140144272 A KR 1020140144272A KR 20140144272 A KR20140144272 A KR 20140144272A KR 20160048280 A KR20160048280 A KR 20160048280A
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신명철
이진기
이종호
김수진
훈 허
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한국생산기술연구원
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Abstract

An apparatus for drying organic waste sludge according to the present invention comprises: a fermentation and drying means which includes an internal chamber adapted such that organic waste sludge is fed thereinto and is accommodated therein, an external chamber provided such that the internal chamber is accommodated therein and a heat transfer medium is accommodated between the internal chamber and the external chamber, and a rotating agitation unit adapted to be rotated to agitate organic waste sludge inside the internal chamber; a heat supply means which is coupled to the external chamber to have a circulation passage and circulates and supplies the heat transfer medium into a space between the internal chamber and the external chamber; and an organic acid production means which is coupled to the internal chamber, and is provided to produce and store an organic acid by allowing steam of the organic waste sludge being heated and dried inside the internal chamber to be discharged and condensed. Accordingly, provided is the apparatus for drying organic waste sludge, which can prevent a glue zone to be generated through fermentation and drying when organic waste sludge is dried, thereby enabling complete drying to be achieved.

Description

유기성 폐기물 슬러지 건조장치 {organic waste sludge drying apparatus}[0001] The present invention relates to an organic waste sludge drying apparatus,

본 발명은 유기성 폐기물 슬러지 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하수 슬러지, 음식물 쓰레기, 축산분뇨 등과 같은 유기성 폐기물이나 슬러지를 처리하여 효율적으로 이용하도록 할 수 있는 유기성 폐기물 슬러지 건조장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic waste sludge drying apparatus, and more particularly, to an organic waste sludge drying apparatus capable of treating organic waste or sludge such as sewage sludge, food waste, livestock manure and the like efficiently.

일반적으로 유기성 폐기물이나 슬러지는 하수나 폐수, 음식물 쓰레기, 가축의 분뇨 등에 의해 발생되는 수분을 함유한 폐기물로서, 고체 찌꺼기와 수분이 뒤섞인 상태로 형성됨에 따라, 이들이 하천이나 자연 상태에 방치된 경우에는 하천과 토양 및 지하수를 오염시켜 심각한 환경 오염 문제의 요인이 되고 있다. In general, organic wastes or sludge are wastes containing moisture generated by sewage, wastewater, food waste, domestic animal waste, etc., and are formed in a mixed state of solid residue and water. Therefore, when they are left in a river or a natural state Polluting rivers, soils and groundwater, and causing serious environmental pollution problems.

이러한 함수 유기성 폐기물 슬러지에 의한 환경 오염을 최소화하고자 근래에는 함수 슬러지를 건조하여 수분과 고체 성분을 분리한 후 수분을 별도로 정화 처리하여 하천이나 하수도 등으로 흘려보내고, 고체 성분 또한 별도의 재처리 과정을 거쳐 퇴비 등으로 이용하거나 유해 성분을 제거한 후 별도의 매립장 등지에 매립하는 방법이 이용되어 지고 있는 실정이다. In order to minimize the environmental pollution caused by the organic waste sludge, the sludge has been dried to separate the water and solid components, and then the water is separately purified to flow into streams or sewage, and the solid components are further subjected to a reprocessing process And it is used as a compost or the like, or a method of removing harmful components and then filling it in a separate landfill.

유기성 폐기물 건조장치의 일 예가 대한민국 특허등록번호 제10-1309743호(2013년09월11일자 등록, 이하 '특허문헌 1'이라 함) 등에 개시되어 있다. An example of an organic waste drying apparatus is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1309743 (registered on September 11, 2013, hereinafter referred to as "Patent Document 1").

한편, 슬러지의 완전 건조는 기술적으로 결코 간단하지 않다. 슬러지 건조시, 함수율 35~45% 정도에서 형성되는 글루존(Glue zone)과, 고형성분이 분해될 때 발생하는 메탄가스와 공기의 혼합으로 인한 화재 및 폭발위험성, 미세먼지에 의한 폭발 위험성 등의 문제가 발생된다. 참고로, 슬러지 건조과정에서 글루존에 이르면 슬러지가 마치 조청처럼 취급이 어려운 물질로 변하게 되어 건조장치의 운전이 불가능하게 된다.On the other hand, the complete drying of the sludge is technically never simple. When the sludge is dried, the glue zone formed at a water content of about 35 to 45%, the fire and explosion risk due to mixing of methane gas and air generated when the solid component is decomposed, and the risk of explosion due to fine dust A problem arises. For reference, when the sludge reaches the glue zone during the sludge drying process, the sludge is transformed into a substance which is difficult to handle like a chrysolite so that the drying apparatus can not be operated.

특히 슬러지 건조 기술의 핵심은 글루존 극복에 있는데, 건조 방식에 따라서 글루존 극복을 위한 다양한 방안이 제안되어 실시되고 있다.Especially, at the core of the sludge drying technology is overcoming the glue zone. Various methods for overcoming the glue zone have been proposed and carried out according to the drying method.

종래 유동상 건조기의 경우에는 건조기로 직접 투입되는 슬러지가 기존에 건조기를 채우고 있는 다량의 건조된 그래뉼과 격렬하게 혼합되어 글루존의 형성이 봉쇄되는 잇점이 있다.In the conventional fluidized-bed dryer, the sludge directly fed into the dryer is vigorously mixed with a large amount of dried granules filled in the dryer, thereby blocking the formation of glue zone.

그러나, 유동상 건조방식을 제외한 기타 공법에서는 탈수 슬러지를 건조기로 직접 투입하지 않고 기 건조된 슬러지와 탈수 슬러지를 혼합해서 일정한 함수율을 갖는 혼합물을 만든 후, 혼합 슬러지를 건조기로 재투입하는 'Add-back'방법으로 글루존을 극복하고 있다.However, in the other processes except the fluidized-bed drying method, a mixture having a certain water content is prepared by mixing the dried sludge and the dewatered sludge without directly introducing the dewatered sludge into the dryer, and the 'Add- back 'method to overcome the glue zone.

하지만, 이러한 종래 방법은 생산성이 크게 떨어질 뿐만 아니라, 혼합 슬러지를 만들기 위한 설비로 인해 시설투자비용이 많이 들고, 건조 처리물의 활용도가 떨어지는 문제가 있었다.However, such a conventional method has a problem in that not only the productivity is significantly lowered but also the facility investment cost is increased due to facilities for making mixed sludge, and utilization of the dried processed product is lowered.

대한민국 특허등록번호 제10-1309743호(2013년09월11일자 등록)Korean Patent Registration No. 10-1309743 (registered on September 11, 2013)

본 발명의 목적은, 유기성 폐기물 슬러지를 건조할 때에 글루존이 형성되는 것을 방지하여 완전 건조가 이뤄지도록 할 수 있는 유기성 폐기물 슬러지 건조장치를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide an organic waste sludge drying apparatus capable of preventing the formation of glue zone upon drying organic waste sludge to achieve complete drying.

또한, 공정 내에서 낮은 산소농도를 유지하고 미세입자가 발생되는 것을 방지하여 안전성을 확보함과 동시에 하폐수 처리공정의 탄소공급원과 같은 환경개선제, 친환경 제설제 등 다양한 용도로 사용되는 유기산을 발효 건조 과정 중에 부수적으로 생산할 수 있는 유기성 폐기물 슬러지 건조장치를 제공하는 것이다. In addition, it maintains a low oxygen concentration in the process and prevents the generation of fine particles to ensure safety. In addition, an organic acid used for various purposes such as an environment improving agent such as a carbon source in the wastewater treatment process and an environment- The present invention also provides an apparatus for drying organic waste sludge which can be produced incidentally.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 유기성 폐기물 슬러지 건조장치는: 내부로 유기성 폐기물 슬러지가 공급되어 수용되는 내부 챔버와, 상기 내부 챔버가 내부에 수용되되 상기 내부 챔버와의 사이에 열 매체가 수용되도록 구비된 외부 챔버와, 상기 내부 챔버의 내부에서 유기성 폐기물 슬러지를 교반하도록 회전되는 회전 교반부로 이루어진 발효 건조수단; 상기 외부 챔버에 순환 경로를 갖도록 연결되어 상기 내부 챔버와 상기 외부 챔버의 사이에 이격된 공간으로 열 매체를 순환 공급하는 열 공급수단; 및, 상기 내부 챔버에 연결되어 상기 내부 챔버의 내부에서 가열 건조되는 유기성 폐기물 슬러지의 증기가 배출되고 응축되도록 하여 유기산을 생산하고 저장하도록 구비된 유기산 생산수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to accomplish the above object, the apparatus for drying organic waste sludge according to the present invention comprises: an inner chamber in which organic waste sludge is supplied and received, and a heat medium accommodated in the inner chamber, A fermentation drying means consisting of an outer chamber which is provided in the inner chamber and a rotating agitator which is rotated to stir the organic waste sludge inside the inner chamber; A heat supply means connected to the outer chamber so as to have a circulation path for circulating and supplying the heat medium to the space separated between the inner chamber and the outer chamber; And an organic acid production unit connected to the inner chamber to generate and store organic acid by discharging and condensing the vapor of the organic waste sludge heated and dried in the inner chamber.

여기서, 상기 발효 건조수단에는 상기 내부 챔버의 온도, 습도 및 압력 중 적어도 어느 하나를 감지하는 건조 감지수단이 구비되고, 상기 유기산 생산수단에는 생산되는 유기산의 pH농도를 감지하는 pH 감지수단이 구비되며, 상기 건조 감지수단 및 상기 pH 감지수단에서 감지된 결과에 기초하여 상기 발효 건조수단, 상기 열 공급수단 및 상기 유기산 생산수단의 작동을 제어하는 제어수단을 더 포함하는 것이 바람직하다. The fermentation drying means is provided with drying sensing means for sensing at least one of temperature, humidity and pressure of the inner chamber. The organic acid producing means is provided with a pH sensing means for sensing the pH concentration of organic acid produced And a control means for controlling operations of the fermentation drying means, the heat supply means and the organic acid production means based on the results detected by the drying sensing means and the pH sensing means.

그리고, 상기 유기산 생산수단은, 상기 발효 건조수단에서 배출되어 전달되는 증기를 응축하여 유기산을 생성시키는 응축 열교환부를 포함하고, 상기 응축 열교환부에서 생성된 유기산은 유기산 응축탱크로 보내며, 상기 응축 열교환부에서 응축되지 않은 건조 기체는 상기 내부 챔버의 내부로 다시 돌려보내도록 구비되고, 상기 제어수단은, 상기 pH 감지수단에서 감지된 결과에 기초하여 pH 농도가 기준 농도에 도달된 것으로 판단하면 상기 유기산 응축탱크에 저장된 유기산을 유기산 생산탱크로 보내어 저장하되, pH 농도가 기준 농도에 도달하지 않은 것으로 판단하면 상기 유기산 응축탱크에 저장된 유기산을 상기 내부 챔버의 내부로 다시 돌려보내어 상기 발효 건조수단에서 발효가 지속적으로 수행되도록 제어하는 것이 바람직하다. The organic acid producing means may include a condensation heat exchanger for condensing the vapor discharged from the fermentation drying means to generate organic acid, the organic acid generated in the condensation heat exchanger is sent to an organic acid condensation tank, Wherein the controller is configured to return the non-condensed dry gas back to the interior of the inner chamber, and wherein the controller, when determining that the pH concentration has reached the reference concentration based on the result of sensing by the pH sensing means, The organic acid stored in the organic acid condensation tank is returned to the inside of the inner chamber to return the organic acid stored in the tank to the organic acid production tank, and if the pH concentration is not reached to the reference concentration, As shown in FIG.

본 발명에 따르면, 유기성 폐기물 슬러지를 건조할 때에 발효 건조를 통해 글루존이 형성되는 것을 방지함으로써 완전 건조가 이뤄지도록 할 수 있는 유기성 폐기물 슬러지 건조장치를 제공할 수 있다. Industrial Applicability According to the present invention, it is possible to provide an organic waste sludge drying apparatus capable of completely drying by preventing glue zone from being formed through fermentation drying when drying organic waste sludge.

또한, 공정 내에서 낮은 산소농도를 유지하고 미세입자가 발생되는 것을 방지함으로써 안전성을 확보함과 동시에 하폐수 처리공정의 탄소공급원과 같은 환경개선제, 친환경 제설제 등 다양한 용도로 사용되는 유기산을 발효 건조 과정 중에 부수적으로 생산할 수 있는 유기성 폐기물 슬러지 건조장치를 제공할 수 있다. In addition, safety is ensured by maintaining a low oxygen concentration in the process and preventing generation of fine particles, and an organic acid used for various purposes such as an environment improving agent such as a carbon source in the wastewater treatment process and an environment- It is possible to provide an organic waste sludge drying apparatus which can be produced incidentally in the apparatus.

도 1은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 슬러지 건조장치의 구성을 도시한 구성도이다. 1 is a schematic view showing the construction of an apparatus for drying organic waste sludge according to the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 유기성 폐기물 슬러지 건조장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 발효 건조수단(100)과, 발효 건조수단(100)의 후술할 외부 챔버(120)에 순환 경로를 갖도록 연결되어 발효 건조수단(100)의 후술할 내부 챔버(110) 및 외부 챔버(120)의 사이에 이격된 공간으로 오일(3)과 같은 열 매체를 순환 공급하는 열 공급수단(200)과, 내부 챔버(110)에 연결되어 내부 챔버(110)의 내부에서 가열 건조되는 유기성 폐기물 슬러지(1)의 증기가 배출되고 응축되도록 하여 유기산을 생산하고 저장하도록 구비된 유기산 생산수단(300)을 포함한다.1, the apparatus for drying organic waste sludge according to the present invention comprises a fermentation drying unit 100 and a fermentation drying unit 100 connected to the outer chamber 120 to be described later and having a circulation path, A heat supply means 200 for circulating and supplying a heating medium such as oil 3 to a space separated between an inner chamber 110 and an outer chamber 120 of the means 100, And organic acid production means 300 for producing and storing organic acid by discharging and condensing the organic waste sludge 1 heated and dried in the interior of the inner chamber 110.

이에 따라, 공정 내에서 낮은 산소농도를 유지하고 미세입자가 발생되는 것을 방지함으로써 안전성을 확보함과 동시에 하폐수 처리공정의 탄소공급원과 같은 환경개선제, 친환경 제설제 등 다양한 용도로 사용되는 유기산을 발효 건조 과정 중에 부수적으로 생산할 수 있는 유기성 폐기물 슬러지 건조장치를 제공할 수 있다. Accordingly, safety is ensured by maintaining a low oxygen concentration in the process and preventing generation of fine particles, and an organic acid used for various purposes such as an environment improving agent such as a carbon source in the wastewater treatment process and an environmentally friendly snow removing agent is fermented and dried It is possible to provide an organic waste sludge drying apparatus which can be produced incidentally during the process.

발효 건조수단(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부로 유기성 폐기물 슬러지(1)가 공급되어 수용되는 내부 챔버(110)와, 내부 챔버(110)가 내부에 수용되되 내부 챔버(110)와의 사이에 열 매체로서의 오일(3)이 수용되도록 구비된 외부 챔버(120)와, 내부 챔버(110)의 내부에서 유기성 폐기물 슬러지(1)를 교반하도록 회전되는 회전 교반부(130)와, 유기성 폐기물 슬러지(1)가 내부 챔버(110)의 내부로 공급되는 경로를 제공하는 슬러지 공급배관(140)과, 슬러지 공급배관(140)에 구비되어 음식물 쓰레기, 하수 슬러지 등과 같은 유기성 폐기물 슬러지(1)가 슬러지 공급배관(140)을 통해 내부 챔버(110)의 내부로 공급되도록 하는 슬러지 공급펌프(150)를 포함한다. 1, the fermentation drying unit 100 includes an inner chamber 110 in which organic waste sludge 1 is supplied and accommodated therein, and an inner chamber 110 in which the inner chamber 110 is accommodated, An outer chamber 120 provided between the inner chamber 110 and the inner chamber 110 to receive the oil 3 as a thermal medium, a rotating agitator 130 rotated to stir the organic waste sludge 1 inside the inner chamber 110, A sludge supply pipe 140 for supplying a path for supplying the organic waste sludge 1 to the interior of the inner chamber 110 and an organic waste sludge 1 such as food waste, sewage sludge, To the inside of the inner chamber 110 through the sludge supply pipe 140. The sludge supply pipe 150 is connected to the sludge supply pipe 140,

이에 따라, 회전 교반부(130)에 의해 회전 교반되며 유동되는 유기성 폐기물 슬러지(1)는 건조되며 다량의 그래뉼(granule)이 형성되고 여기에 내부 챔버(110)의 내부로 새로운 유기성 폐기물 슬러지(1)가 공급되더라도 이미 건조된 그래뉼과 격렬하게 혼합되며 글루존이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 내부 챔버(110) 및 외부 챔버(120)의 사이에 이격된 공간으로 열 공급수단(200)에서 가열된 오일(3)이 채워지도록 하여 내부 챔버(110)의 내부에 수용된 유기성 폐기물 슬러지(1)를 간접적으로 가열 건조시키고 유기산 생산수단(300)에서 생산되는 유기산이 적정 농도에 도달되기 전에는 내부 챔버(110)의 내부에 수용된 유기성 폐기물 슬러지(1)로 유기산이 지속적으로 공급되도록 함으로써, 발효 건조를 통해 글루존이 형성되는 것을 방지하여 완전 건조가 이뤄지도록 할 수 있다. Accordingly, the organic waste sludge 1, which is rotated and agitated by the rotating agitator 130, is dried and a large amount of granules are formed therein, and a new organic waste sludge 1 ) Is supplied, it can be mixed with already dried granules to prevent glue zone from being formed. The space between the inner chamber 110 and the outer chamber 120 is filled with the oil 3 heated by the heat supply means 200 so that the organic waste sludge 1 is indirectly heated and dried and the organic acid is continuously supplied to the organic waste sludge 1 contained in the inner chamber 110 before the organic acid produced by the organic acid production means 300 reaches a proper concentration, It is possible to prevent the formation of glue zone through drying to achieve complete drying.

한편, 외부 챔버(120) 및 내부 챔버(110)에는, 도시되지 않았지만, 외부에서 작업자가 진입하여 유지 보수 작업을 수행할 수 있도록 점검구가 구비된 것이 바람직하다. Although not shown, the outer chamber 120 and the inner chamber 110 are preferably provided with an inspection port so that an operator can enter and perform a maintenance operation from the outside.

회전 교반부(130)는, 외부 챔버(120)의 일측에 구비되어 회전 구동력을 제공하는 교반 구동부(131)와, 내부 챔버(110)의 내부에 길이방향을 따라 길게 구비되어 교반 구동부(131)의 구동에 의해 회전되어 유기성 폐기물 슬러지(1)를 교반하는 교반 스크류(133)와, 교반 구동부(131) 및 교반 스크류(133) 사이에 구비되어 교반 구동부(131)의 구동력을 교반 스크류(133)로 전달하는 회전축(135)과, 내부 챔버(110) 및 외부 챔버(120) 사이에서 회전축(135)의 회전을 지지하도록 구비된 베어링(137)을 비롯한 감속기를 포함한다. The rotation stirring unit 130 includes a stirring driving unit 131 provided at one side of the outer chamber 120 to provide a rotational driving force and an agitation driving unit 131 provided in the inner chamber 110, A stirring screw 133 which is rotated by the driving of the agitating screw 131 and stirs the organic waste sludge 1 and a stirring screw 133 which is provided between the stirring driving part 131 and the stirring screw 133, And a reduction gear including a bearing 137 provided to support the rotation of the rotation shaft 135 between the inner chamber 110 and the outer chamber 120. [

한편, 발효 건조수단(100)에는 내부 챔버(110) 내부의 건조 운전 상태를 파악하고 제어하기 위해 내부 챔버(110)의 온도, 습도 및 압력 중 적어도 어느 하나를 감지하는 후술할 건조 감지수단(400)이 구비된 것이 바람직하다. The fermentation drying means 100 includes a drying sensing means 400 for sensing at least one of temperature, humidity and pressure of the inner chamber 110 to grasp and control the drying operation state of the inner chamber 110, .

열 공급수단(200)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 오일(3)과 같은 열 매체가 외부 챔버(120) 및 내부 챔버(110) 사이의 이격된 공간으로 공급되도록 외부 챔버(120)의 일측과 타측에 연결되어 오일(3)의 순환 경로를 제공하는 순환 공급배관(201)과, 순환 공급배관(201) 상에 구비되고 전기히터 또는 연소배기가스를 열원으로 하여 오일(3)을 가열하고 저장하는 가열탱크(210)와, 순환 공급배관(201)을 통해 가열탱크(210)에 연결되어 가열탱크(210)에서 가열된 오일(3)이 순환 공급배관(201)을 통해 외부 챔버(120) 및 내부 챔버(110) 사이의 이격된 공간으로 공급되도록 하고 식은 오일(3)은 다시 가열탱크(210)로 회수되게 순환되도록 하는 오일펌프(220)를 포함한다. The heat supply means 200 is configured to heat the outer chamber 120 such that the thermal medium such as oil 3 is supplied to the spaced space between the outer chamber 120 and the inner chamber 110, A circulation supply piping 201 connected to one side and the other side for providing a circulation path of the oil 3 and a circulation supply piping 201 provided on the circulation supply piping 201 and heating the oil 3 using an electric heater or a combustion exhaust gas as a heat source And a heating tank 210 connected to the heating tank 210 through the circulation supply pipe 201 so that the oil 3 heated in the heating tank 210 flows through the circulation supply pipe 201 to the outer chamber 120 And the inner chamber 110, and the oil 3 is circulated to be returned to the heating tank 210 again.

이에 따라, 내부 챔버(110)의 내부에 수용된 유기성 폐기물 슬러지(1)를 간접적으로 가열 건조시켜 서서히 건조되도록 함으로써 유기성 폐기물 슬러지(1)의 발효 건조가 더욱 활발히 수행되도록 할 수 있다. Accordingly, the organic waste sludge 1 stored in the inner chamber 110 is indirectly heated and dried to gradually dry the fermentation drying of the organic waste sludge 1.

한편, 가열탱크(210)에서의 가열 온도는 후술할 제어수단(600)에 의해 항상 일정하게 유지되도록 하며, 오일펌프(220)는 발효 건조수단(100)에 구비된 건조 감지수단(400)의 후술할 온도센서(410)와 제어수단(600)의 제어패널에 설치된 인버터에 의해 유량이 조절되도록 하면서 발효 건조수단(100)에 열 에너지를 공급하도록 한다. Meanwhile, the heating temperature in the heating tank 210 is always kept constant by the control means 600, and the oil pump 220 is connected to the drying sensing means 400 provided in the fermentation drying means 100, The temperature is controlled by the temperature sensor 410 and the inverter installed on the control panel of the control means 600 and the thermal energy is supplied to the fermentation drying means 100.

유기산 생산수단(300)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 응축 열교환부(310)와, 블로어(320)와, 분진필터(330)와, 유기산 응축탱크(340)와, 유기산 순환펌프(350)와, 유기산 생산탱크(360)를 포함한다. 1, the organic acid production unit 300 includes a condensation heat exchanger 310, a blower 320, a dust filter 330, an organic acid condensation tank 340, an organic acid circulation pump 350 And an organic acid production tank 360.

응축 열교환부(310)는, 발효 건조수단(100)에 연결되어 내부 챔버(110)의 내부에서 유기성 폐기물 슬러지(1)가 가열되어 발생되는 증기가 배출되도록 하는 경로를 제공하는 증기 취출관(301)을 통해 배출되어 전달되는 증기를 냉각기(311)와 함께 응축하여 유기산을 생성시키며, 내부에서 응축되지 않은 건조 기체는 내부 챔버(110)의 내부로 다시 돌려보내도록 증기 공급관(313)이 연결되고, 내부에서 응축되어 생성된 유기산은 유기산 응축탱크(340)로 보내도록 유기산 취출관(317)이 연결된다. The condensation heat exchanger 310 is connected to the fermentation drying unit 100 and includes a steam take-out tube 301 for providing a path for discharging the steam generated by heating the organic waste sludge 1 in the inner chamber 110 The steam is condensed together with the cooler 311 to generate organic acid and the steam supply pipe 313 is connected so that the non-condensed dry gas is returned to the inside of the inner chamber 110 , And the organic acid extraction tube (317) is connected to the organic acid condensation tank (340) so that the organic acid condensed in the inside is sent to the organic acid condensation tank (340).

한편, 증기 공급관(313)에는 건조 감지수단(400)의 후술할 습도센서(420)를 통해 감지되는 내부 챔버(110) 내부의 습도에 따라 내부 챔버(110)의 내부에서 발효 건조가 효과적으로 수행되도록 건조 기체를 내부 챔버(110)로 다시 돌려보내지 않고 외부로 배출시켜 버리도록 증기 배출관(315)이 분기된 것이 바람직하다. 이때, 증기 공급관(313)과 증기 배출관(315)에는 분기 지점 이후에 각각 제어수단(600)에 의해 개폐가 제어되는 컨트롤 밸브(307)가 구비된 것이 바람직하다. The steam is supplied to the steam supply pipe 313 in order to effectively perform fermentation drying in the inner chamber 110 according to the humidity inside the inner chamber 110 sensed through the humidity sensor 420 of the drying sensing unit 400 It is preferable that the steam discharge pipe 315 is branched so that the dry gas is not returned to the inner chamber 110 but discharged to the outside. At this time, it is preferable that the steam supply pipe 313 and the steam discharge pipe 315 are provided with a control valve 307 which is opened and closed by the control means 600 after the branch point.

블로어(320)는 증기 취출관(301)에서 응축 열교환부(310)의 앞에 구비되어 발효 건조시 발생되는 증기가 배출 및 이송되도록 한다. The blower 320 is provided in front of the condensation heat exchanger 310 in the steam extraction pipe 301 so that steam generated during fermentation drying is discharged and transferred.

분진필터(330)는 증기 취출관(301)에서 블로어(320)의 앞에 구비되어 발효 건조시 배출되는 증기로부터 분진을 제거하여 응축 열교환부(310)로 공급되도록 한다. The dust filter 330 is provided in front of the blower 320 in the steam take-out tube 301 to remove dust from the steam discharged during the fermentation drying and supply it to the condensing heat exchanger 310.

유기산 응축탱크(340)는 응축 열교환부(310)에 유기산 취출관(317)을 통해 연결되어 응축 열교환부(310)에서 응축된 유기산을 유기산 취출관(317)을 통해 공급받아 이를 저장하고 분석한다. 즉, 유기산 응축탱크(340)에는 후술할 pH 감지수단(500)이 구비되어 내부에 저장되는 유기산의 pH 농도가 pH 감지수단(500)을 통해 측정되고 제어수단(600)에 의해 분석된다. The organic acid condensing tank 340 is connected to the condensing heat exchanging unit 310 through the organic acid extracting pipe 317. The organic acid condensed in the condensing heat exchanging unit 310 is supplied through the organic acid extracting pipe 317 and stored and analyzed . That is, in the organic acid condensation tank 340, a pH sensing means 500 to be described later is provided, and the pH concentration of the organic acid stored therein is measured through the pH sensing means 500 and analyzed by the control means 600.

유기산 순환펌프(350)는 유기산 응축탱크(340)에 연결되고 제어수단(600)에 의해 작동이 제어되어 유기산 응축탱크(340)에 구비된 pH 감지수단(500)에서 측정되어 제어수단(600)에서 분석된 결과에 따라 유기산을 발효 건조수단(100)으로 유기산 공급관(303)을 통해 반송하거나 생산된 유기산을 최종적으로 저장하는 유기산 생산탱크(360)로 유기산 이송관(305)을 통해 이송시킨다. 이때, 유기산 공급관(303)과 유기산 이송관(305)에도 분기 지점 이후에 각각 제어수단(600)에 의해 개폐가 제어되는 컨트롤 밸브(307)가 구비된 것이 바람직하다. The organic acid circulation pump 350 is connected to the organic acid condensation tank 340 and the operation of the organic acid circulation pump 340 is controlled by the control means 600. The pH of the organic acid circulation pump 350 is measured by the pH sensing means 500 provided in the organic acid condensation tank 340, The organic acid is transported to the fermentation drying means 100 through the organic acid supply pipe 303 or the organic acid production tank 360 for ultimately storing the produced organic acid through the organic acid transport pipe 305. At this time, it is preferable that the organic acid supply pipe 303 and the organic acid transfer pipe 305 are also provided with a control valve 307 which is opened and closed by the control means 600 after the branch point.

이에 따라, 본 발명에 따른 유기산 생산수단(300)에서 생산되는 유기산이 적정 농도에 도달되기 전에는 내부 챔버(110)의 내부에 수용된 유기성 폐기물 슬러지(1)로 유기산이 지속적으로 공급되도록 함으로써, 발효 건조를 통해 글루존이 형성되는 것을 방지할 수 있다. Thus, before the organic acid produced by the organic acid production means 300 according to the present invention reaches the proper concentration, the organic acid is continuously supplied to the organic waste sludge 1 contained in the inner chamber 110, The formation of glue zone can be prevented.

한편, 유기산은 산성의 특징을 지니고 있는 유기 화합물로서, 대부분의 유기산은 산성의 특징을 지니고 있는 COOH, 카르복실기와 연관되어 있다. 또한, 유기산의 종류에 따라 식품 첨가물, 유해 미생물 억제, 의약 및 화장품, 젖산/초산 발효 식품, 합성수지의 원료 등과 같은 다양한 용도로 사용되고 있으며, 음식물 쓰레기나 음식물 쓰레기 탈리액과 같은 바이오 매스로부터 유기산을 생산하여 하폐수 처리공정의 탄소공급원 또는 친환경 제설제 등으로도 사용되고 있다.On the other hand, organic acids are organic compounds having acidic characteristics, and most organic acids are related to COOH and carboxyl groups, which have acidic characteristics. In addition, depending on the type of organic acid, it is used for various purposes such as food additive, harmful microorganism suppression, medicinal and cosmetic products, lactic acid / acetic acid fermented food, raw material for synthetic resin, etc. and organic acid is produced from biomass such as food waste or food waste It is also used as a carbon source in the wastewater treatment process or as an eco-friendly snow remover.

유기산의 종류로는 알려진 종류만 해도 대략 600여 가지가 있으며, 동일 유기산이라 하더라도 자연상태에서 여러 가지 형태로 존재하지만, 대부분의 유기산은 액상 형태로 존재한다. 이러한 유기산들은 발효과정에서 여러 단계의 대사과정을 거쳐서 얻을 수도 있고 간단히 한 단계의 효소반응에 의하여 얻을 수도 있다. 유기산 발효 방법과 조건들은 유기산의 종류에 따라 서로 다르다. 발효법을 통해 공업적으로 많이 생산되는 유기산은 초산, 글루콘산, 젖산, 레몬산, 펄빅산 등이다.There are about 600 kinds of organic acids known in the world. Most of the organic acids exist in the form of liquid. These organic acids can be obtained through several steps in the fermentation process or simply by a single step of enzyme reaction. The organic acid fermentation methods and conditions differ depending on the type of organic acid. Organic acids that are produced industrially by fermentation are acetic acid, gluconic acid, lactic acid, lemonic acid, and pelic acid.

이들 중 펄빅산을 함유하는 수질 정화용 조성물은 오일제거제, 청소용 세정제, 탈취제 등으로 사용될 수 있으며, 오폐수 저장조의 굳은 슬러지 제거를 수월하게 하고, 슬러지 발생량과 악취를 감소시키고 용존산소량을 증가시켜 슬러지 분해효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 추가적인 응집제의 사용이 없이도 고형물을 응집시켜 액상층과 슬러지층을 확실히 분리하고 냉각탑이나 하수관 등에서 바이오 필름(biofilm)을 제거할 수 있다. Among them, the composition for purifying water containing pelactic acid can be used as an oil remover, a cleaning detergent, a deodorant and the like, facilitating the removal of hard sludge in the wastewater storage tank, reducing the amount of generated sludge and odor, . In addition, the solid material can be agglomerated without using any additional coagulant to separate the liquid layer and the sludge layer, and to remove the biofilm from the cooling tower, the sewage pipe, and the like.

본 발명에 따르면, 하수 슬러지, 음식물쓰레기 및 음식물쓰레기 탈리액 등과 같은 유기성 폐기물의 처리를 위한 발효 건조수단(100)과 유기산 생산수단(300)을 제공함과 동시에 부수적으로 발효 건조과정에서 상기한 유익한 유기산을 생산하여 하폐수 처리공정의 환경개선제 등으로 사용되도록 할 수 있다. According to the present invention, there is provided a fermentation drying means 100 and an organic acid production means 300 for treating organic wastes such as sewage sludge, food waste, food waste, etc., and at the same time, And can be used as an environment improving agent for the wastewater treatment process.

건조 감지수단(400)은, 발효 건조수단(100)의 내부 챔버(110)의 내부에서 필요한 개소에 적절하게 구비되어 내부 챔버(110) 내부의 발효 건조 온도를 감지하는 복수의 온도센서(410)와, 내부 챔버(110) 내부의 습도를 감지하는 습도센서(420)와, 내부 챔버(110) 내부의 압력을 감지하는 압력센서(430)를 포함한다.The drying sensing means 400 includes a plurality of temperature sensors 410 suitably disposed in the interior of the inner chamber 110 of the fermentation drying means 100 to sense the fermentation drying temperature inside the inner chamber 110, A humidity sensor 420 for sensing the humidity inside the inner chamber 110 and a pressure sensor 430 for sensing the pressure inside the inner chamber 110.

한편, 유기산 생산수단(300)의 유기산 응축탱크(340)에는 응축 열교환부(310)에서 응축 생산되어 유기산 응축탱크(340)에 저장되는 유기산의 pH농도를 감지하는 pH 감지수단(500)이 구비된다. The organic acid condensation tank 340 of the organic acid production means 300 is provided with a pH sensing means 500 for sensing the pH concentration of the organic acid which is condensed in the condensation heat exchanger 310 and stored in the organic acid condensation tank 340 do.

또한, 본 발명에 따른 유기성 폐기물 슬러지 건조장치는 건조 감지수단(400) 및 pH 감지수단(500)에서 감지된 결과에 기초하여 발효 건조수단(100), 열 공급수단(200) 및 유기산 생산수단(300)의 작동을 제어하는 제어수단(600)을 더 포함하는 것이 바람직하다. The apparatus for drying organic waste sludge according to the present invention further comprises a fermentation drying unit 100, a heat supply unit 200 and an organic acid production unit (not shown) based on the results sensed by the drying sensing unit 400 and the pH sensing unit 500 300) for controlling the operation of the control unit (600).

제어수단(600)은 열 공급수단(200), 발효 건조수단(100) 및 유기산 생산수단(300)을 통합적으로 제어하기 위한 제어패널로 구성된 것으로서, 온도센서(410) 또는 압력센서(430)에서 감지된 결과에 기초하여 가열탱크(210) 또는 오일펌프(220)를 제어하고, 글루존 형성이 봉쇄되도록 습도센서를 통해 내부 챔버(110)의 습도를 실시간으로 모니터링 하면서 습도센서(420)에서 감지된 결과에 기초하여 증기 공급관(313) 및 증기 배출관(315)에 구비된 컨트롤 밸브(307)를 제어하며, pH 감지수단(500)에서 감지된 결과에 기초하여 유기산 공급관(303) 및 유기산 이송관(305)에 구비된 컨트롤 밸브(307)와 유기산 순환펌프(350)를 제어한다. The control means 600 is constituted by a control panel for integrally controlling the heat supply means 200, the fermentation drying means 100 and the organic acid production means 300. The temperature sensor 410 or the pressure sensor 430 The humidity sensor 420 controls the heating tank 210 or the oil pump 220 based on the sensed result and monitors the humidity of the inner chamber 110 through the humidity sensor in real time so as to block the formation of glue zone. And controls the control valve 307 provided in the steam supply pipe 313 and the steam discharge pipe 315 based on the result of the detection by the pH sensor 500. Based on the result detected by the pH sensor 500, And controls the control valve 307 and the organic acid circulation pump 350 provided in the circulation pump 305.

즉, 제어수단(600)은, pH 감지수단(500)에서 감지된 결과에 기초하여 pH 농도가 기준 농도에 도달된 것으로 판단하면 유기산 응축탱크(340)에 저장된 유기산을 유기산 생산탱크(360)로 보내어 저장하도록 유기산 순환펌프(350)와 컨트롤 밸브(307)를 제어하되, pH 농도가 기준 농도에 도달하지 않은 것으로 판단하면 유기산 응축탱크(340)에 저장된 유기산을 내부 챔버(110)의 내부로 다시 돌려보내어 발효 건조수단(100)에서 발효가 지속적으로 수행되도록 유기산 순환펌프(350)와 컨트롤 밸브(307)를 제어한다. That is, when it is determined that the pH concentration reaches the reference concentration based on the result detected by the pH sensing means 500, the control means 600 controls the organic acid production tank 360 to store the organic acid stored in the organic acid condensation tank 340 The organic acid circulation pump 350 and the control valve 307 are controlled so that the organic acid circulation pump 350 and the control valve 307 are controlled so as to store the organic acid in the internal chamber 110 And controls the organic acid circulation pump 350 and the control valve 307 so that the fermentation drying means 100 continuously performs fermentation.

이때, pH 농도의 기준 농도는 생산되는 유기산의 사용 용도에 따라 다양하게 적용될 수 있음은 물론이다. At this time, it is needless to say that the reference concentration of the pH concentration can be variously applied depending on the use of the organic acid to be produced.

본 발명에 따른 유기성 폐기물 슬러지 건조장치에 의해 생산된 유기산을 하폐수에 1000:0.5의 비율로 투입하여 응집실험을 수행한 결과, 하수처리장 생하수의 COD가 450 ppm에서 53 ppm으로 제거되었으며, 다른 곳에서의 염색 폐수의 COD는 32,000 ppm에서 16,380 ppm으로 제거되었다. As a result of the flocculation test, the organic acid produced by the organic waste sludge drying apparatus according to the present invention was put into the wastewater at a ratio of 1000: 0.5, and the COD of the wastewater from the sewage treatment plant was removed from 450 ppm to 53 ppm, COD of dyeing wastewater was removed from 32,000 ppm to 16,380 ppm.

이에, 본 발명에 따르면, 유기성 폐기물 슬러지의 건조시 발생될 수 있는 글루존을 발효 건조를 통해 방지하여 원활한 슬러지의 건조가 가능해지고, 부수적으로 생산되는 유기산이 하폐수 처리공정에서 환경개선제로 사용되도록 할 수 있다. 한편, 유기산의 환경개선제로서의 사용용도는 하폐수 처리공정에서 천연응집제로도 사용가능하여 기존 응집공정에 사용되는 화학응집제인 PAC를 대체할 수도 있다. 또한, 최근 문제가 되고 있는 적조 및 녹조 제거제로도 사용될 수 있다.
Thus, according to the present invention, it is possible to prevent the glue zone, which may be generated during the drying of the organic waste sludge, through the fermentation drying and to dry the sludge smoothly, and to allow the organic acid produced as a side product to be used as an environment improving agent in the wastewater treatment process . On the other hand, the use of organic acid as an environment improving agent can be used as a natural coagulant in a wastewater treatment process, and can be substituted for a chemical coagulant used in conventional coagulation processes. Also, it can be used as a red tide and algae removing agent which is a recent problem.

상기에 의해 설명되고 첨부된 도면에서 그 기술적인 면이 기술되었으나, 본 발명의 기술적인 사상은 그 설명을 위한 것이고, 그 제한을 두는 것은 아니며 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술적인 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적인 사상을 이하 후술 될 특허청구범위에 기재된 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. While the invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

100 : 발효 건조수단 110 : 내부 챔버
120 : 외부 챔버 130 : 회전 교반부
200 : 열 공급수단 300 : 유기산 생산수단
310 : 응축 열교환부 340 : 유기산 응축탱크
360 : 유기산 생산탱크 400 : 건조 감지수단
500 : pH 감지수단 600 : 제어수단 100: Fermentation drying means 110: Inner chamber
120: outer chamber 130:
200: heat supply means 300: organic acid production means
310: condensation heat exchanger 340: organic acid condensation tank
360: Organic acid production tank 400: Drying detection means
500: pH sensing means 600: control means

Claims (3)

내부로 유기성 폐기물 슬러지가 공급되어 수용되는 내부 챔버와, 상기 내부 챔버가 내부에 수용되되 상기 내부 챔버와의 사이에 열 매체가 수용되도록 구비된 외부 챔버와, 상기 내부 챔버의 내부에서 유기성 폐기물 슬러지를 교반하도록 회전되는 회전 교반부로 이루어진 발효 건조수단;
상기 외부 챔버에 순환 경로를 갖도록 연결되어 상기 내부 챔버와 상기 외부 챔버의 사이에 이격된 공간으로 열 매체를 순환 공급하는 열 공급수단; 및
상기 내부 챔버에 연결되어 상기 내부 챔버의 내부에서 가열 건조되는 유기성 폐기물 슬러지의 증기가 배출되고 응축되도록 하여 유기산을 생산하고 저장하도록 구비된 유기산 생산수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 슬러지 건조장치. An inner chamber in which the organic waste sludge is supplied and received, an outer chamber accommodated in the inner chamber and adapted to receive a thermal medium between the inner chamber and the inner chamber, and an organic waste sludge A fermentation drying means comprising a rotating agitating portion rotated so as to agitate;
A heat supply means connected to the outer chamber so as to have a circulation path for circulating and supplying the heat medium to a space separated between the inner chamber and the outer chamber; And
An organic acid production means connected to the inner chamber to generate and store organic acid by discharging and condensing the vapor of the organic waste sludge heated and dried in the inner chamber;
Wherein the organic waste sludge drying apparatus comprises: 제1항에 있어서,
상기 발효 건조수단에는 상기 내부 챔버의 온도, 습도 및 압력 중 적어도 어느 하나를 감지하는 건조 감지수단이 구비되고,
상기 유기산 생산수단에는 생산되는 유기산의 pH농도를 감지하는 pH 감지수단이 구비되며,
상기 건조 감지수단 및 상기 pH 감지수단에서 감지된 결과에 기초하여 상기 발효 건조수단, 상기 열 공급수단 및 상기 유기산 생산수단의 작동을 제어하는 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 슬러지 건조장치. The method according to claim 1,
Wherein the fermentation drying means is provided with a drying sensing means for sensing at least one of temperature, humidity and pressure of the inner chamber,
The organic acid production means is provided with pH sensing means for sensing the pH concentration of the organic acid to be produced,
Further comprising control means for controlling operations of the fermentation drying means, the heat supply means and the organic acid production means based on the results detected by the drying sensing means and the pH sensing means. . 제2항에 있어서,
상기 유기산 생산수단은, 상기 발효 건조수단에서 배출되어 전달되는 증기를 응축하여 유기산을 생성시키는 응축 열교환부를 포함하고, 상기 응축 열교환부에서 생성된 유기산은 유기산 응축탱크로 보내며, 상기 응축 열교환부에서 응축되지 않은 건조 기체는 상기 내부 챔버의 내부로 다시 돌려보내도록 구비되고,
상기 제어수단은, 상기 pH 감지수단에서 감지된 결과에 기초하여 pH 농도가 기준 농도에 도달된 것으로 판단하면 상기 유기산 응축탱크에 저장된 유기산을 유기산 생산탱크로 보내어 저장하되, pH 농도가 기준 농도에 도달하지 않은 것으로 판단하면 상기 유기산 응축탱크에 저장된 유기산을 상기 내부 챔버의 내부로 다시 돌려보내어 상기 발효 건조수단에서 발효가 지속적으로 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 슬러지 건조장치. 3. The method of claim 2,
Wherein the organic acid producing means comprises a condensation heat exchanger for condensing the vapor discharged from the fermentation drying means to produce an organic acid, wherein the organic acid generated in the condensation heat exchanger is sent to an organic acid condensation tank, The drying gas being provided to return to the interior of the inner chamber,
Wherein the control means determines that the pH concentration has reached the reference concentration based on the result of the detection by the pH sensing means and sends the organic acid stored in the organic acid condensation tank to the organic acid production tank for storage, The organic acid stored in the organic acid condensation tank is returned to the interior of the inner chamber to control the fermentation drying means to continuously perform fermentation.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101853734B1 (en) * 2018-03-21 2018-06-14 동우바이오 주식회사 Apparatus for recycling waste wastewater of organic wastes without discharge, and Method of recycling thereof
KR20190033300A (en) 2017-09-21 2019-03-29 임환규 Stirred tank to dry animal waste
CN111362518A (en) * 2020-04-08 2020-07-03 辽宁大力化工科技开发有限公司 Separation and recovery method of glue-making wastewater
KR20210011732A (en) 2019-07-23 2021-02-02 김주섭 Dry apparatus for crush material containing water

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