KR20180136822A - 유기성 오니를 이용한 재활용 조성물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업현장이나 폐수처리 과정에서 발생하는 유기성 오니를 재활용하기 위한 재활용 조성물을 만드는 방법에 있어서, 석탄회 및 호기성 미생물을 구비하는 단계, 상기 석탄회 및 호기성 미생물을 교반하여 바이오 애쉬를 생성하는 단계, 상기 유기성 오니와 상기 바이오 애쉬를 혼합하는 단계, 상기 혼합하여 생성된 혼합물을 교반기로 이송시켜 발열반응을 일으키는 단계, 상기 발열반응을 거친 혼합물을 발효시키는 단계를 거쳐 생성된 조성물을 매립시설이나 시멘트의 혼합연료나 복토재로 재활용하는 것이 가능한 유기성오니를 이용한 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

Description

유기성 오니를 이용한 재활용 조성물의 제조방법{Manufacturing method of recycling composition that using sludge}

본 발명은 유기성 오니를 이용한 재활용 조성물의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산업현장이나 폐수처리 과정에서 발생하는 유기성 오니를 재활용하기 위한 재활용 조성물을 만드는 방법에 관한 것이다.

산업현장이나 폐수처리 또는 하수처리 과정에서 유기물의 농도가 40% 이상인 유기성 오니가 발생하고 있다.

종래에는 이러한 유기성 오니를 해양투기 방식을 통해 처리하고 있었으나, 몇 년전부터 해양투기가 법적으로 금지되면서 처리하지 못한 유기성 오니의 배출량이 급격하게 늘어 그 처리가 힘들어 지고 있으며, 일반적으로 함수율이 높은 유기성 오니는 처리과정에서 불쾌한 악취를 수반하고, 부패성이 강하며, 용존산소를 고갈시키고, 병원균을 증식시킨다는 이유로 매립장과 소각장에서도 반입을 꺼려하는 실정이다.

이에 따라, 가스나 전기의 열원을 이용하여 상기 유기성 오니를 처리하는 방식은 높은 처리비용으로 인해 보편화되지 못하는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2010-0004568호.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 석탄회나 호기성 미생물을 사용하여 바이오 애쉬를 생성하고, 상기 생성된 바이오 애쉬와 유기성 오니를 혼합시킴으로써, 상기 호기성 미생물에 의해 자연적인 발열반응을 일으켜 상기 혼합물을 발효시킴으로써 재활용 조성물을 제조하여 상기 재활용 조성물을 매립시설이나 시멘트의 혼합연료나 복토재로 재활용하는 것을 목적으로 한다.

또한, 기존의 방식보다 건조비용 및 처리비용이 절감되고, 처리량을 효율적으로 극대화시키며, 악취제거에도 탁월한 효과를 나타내는 친환경적인 유기성오니를 이용한 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 산업현장이나 폐수처리 과정에서 발생하는 유기성 오니를 재활용하기 위한 재활용 조성물을 만드는 방법에 있어서, 석탄회 및 호기성 미생물을 구비하는 단계, 상기 석탄회 및 호기성 미생물을 교반하여 바이오 애쉬를 생성하는 단계, 상기 유기성 오니와 상기 바이오 애쉬를 혼합하는 단계, 상기 혼합하여 생성된 혼합물을 교반기로 이송시켜 발열반응을 일으키는 단계, 상기 발열반응을 거친 혼합물을 발효시키는 단계를 거쳐 생성된 조성물을 매립시설이나 시멘트의 혼합연료나 복토재로 재활용한다.

이때, 상기 석탄회 및 호기성 미생물을 교반하여 바이오 애쉬를 생성하는 단계에서, 상기 석탄회 100중량부에 대해 상기 호기성 미생물을 1 내지 5 중량부로 교반되어 상기 바이오 애쉬가 생성된다.

또한, 상기 유기성 오니와 상기 바이오 애쉬를 혼합하는 단계에서, 상기 바이오 애쉬 100 중량부에 대해 상기 유기성오니 50 내지 100 중량부로 혼합하여 상기 유기성 오니에 포함된 함수율을 44 내지 55%로 감소시킨다.

더불어, 상기 혼합하여 생성된 혼합물을 교반기로 이송시켜 발열반응을 일으키는 단계 전에, 상기 혼합물에 상기 호기성 미생물을 살포하는 단계가 포함된다.

상기 혼합하여 생성된 혼합물을 교반기로 이송시켜 발열반응을 일으키는 단계는 상기 교반기를 통해 이루어지는 교반 과정에서 상기 미생물이 발효됨에 따라 상기 교반기 내 온도가 40 내지 50℃로 발열되는 단계, 상기 교반 과정을 2-3회 반복하는 단계, 상기 반복된 교반 과정을 통해 상기 교반기 내 온도가 60 내지 80℃로 발열되는 단계를 포함한다.

이때, 상기 교반기를 통한 교반 과정은 상기 교반기 바닥에 구비된 공기공급장치를 통해 공기를 지속적으로 공급받아 상기 혼합물이 발효되는 과정이 유지되도록 한다.

또한, 상기 발열반응을 거친 혼합물을 발효시키는 단계는 상기 혼합물을 보관기(장)로 이송시키는 단계, 상기 보관기 하부에 구비된 공기공급장치를 통해 상기 혼합물에 공기를 공급하는 단계를 포함하여 함수율이 10 내지 30%인 조합물을 생성한다.

상기 교반기의 하부는 상기 혼합물의 보관이 가능하도록 일정 넓이를 갖는 바닥면과, 상기 바닥면에 대해 수직방향으로 상기 바닥면의 사방을 둘러싸는 형태의 외벽으로 형성된다.

상기 교반기의 상부는 양측에 각각 두 개의 기둥이 구비되고, 상기 각각의 기둥은 연결바로 이어져 형성되며, 상기 양측에 형성된 기둥의 밑면에는 좌, 우로 이동 가능한 가이드가 더 구비되고, 상기 양측에 형성된 기둥의 윗면에는 상기 기둥을 가로질러 수평바가 더 구비되되, 상기 수평바의 하부에는 교반툴이 더 형성되어 상기 가이드에 의해 상기 수평바가 좌, 우로 이동하는 경우에 상기 교반툴에 의해 상기 혼합물이 잘 섞일 수 있도록 한다.

또한, 상기 공기공급장치는 상기 교반기 하부에 구비되고, 파이프를 사용하여 지그재그로 밴딩되어 구비되되, 상기 파이프에는 복수 개의 노즐이 더 구비되고, 상기 노즐은 상기 바닥면과 동일한 높이를 갖도록 형성되어 상기 노즐을 통해 상기 바닥면에 도포된 혼합물에 공기를 공급하는 것이 가능하다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

이상에서 상술한 본 발명에 따른 유기성오니를 이용한 조성물의 제조방법을 통해 획득한 재활용 조성물은 매립시설이나 시멘트의 혼합연료나 복토재로 재활용 가능하여 환경오염의 방지가 가능한 것에 효과가 있다.

또한, 기존의 방식보다 건조비용 및 처리시간의 절감이 가능하고, 처리량을 효율적으로 극대화시키며, 악취제거에도 탁월한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재활용 조성물 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 재활용 조성물 제조방법에 사용되는 교반기의 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 재활용 조성물의 제조방법에 사용되는 교반기 상부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 재활용 조성물의 제조방법에 사용되는 교반기의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 사진이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기성 오니를 이용한 재활용 조성물의 제조방법에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재활용 조성물 제조방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 재활용 조성물 제조방법에 사용되는 교반기의 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 재활용 조성물의 제조방법에 사용되는 교반기 상부를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 재활용 조성물의 제조방법에 사용되는 교반기의 단면도이며, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예 사진이다.

본 발명은 산업현장이나 폐수처리 과정에서 발생하는 유기성 오니를 복토재나 매립지 등에서 재활용하기 위한 재활용 조성물을 만드는 제조방법에 관한 것이다.

이때, 상기 유기성 오니란 폐수처리나 하수처리 등의 과정에서 발생하는 슬러지를 말한다.

도 1을 참조하여 상기 제조방법에 대해 설명한다.

도 1을 참조하면, 상기 제조방법은 석탄회 및 호기성 미생물을 구비하는 단계(S100), 상기 석탄회 및 호기성 미생물을 교반하여 바이오 애쉬를 생성하는 단계(S110), 상기 유기성 오니와 상기 바이오 애쉬를 혼합하는 단계(S120), 상기 혼합하여 생성된 혼합물을 교반기(100)로 이송시켜 발열반응을 일으키는 단계(S130), 상기 발열반응을 거친 혼합물을 발효시키는 단계(S140)를 거쳐 생성된 조성물을 생성한다.

이때, 상기 호기성 미생물이란 공기 또는 산소가 존재하는 조건하에서 생육하는 미생물로써, 산소가 없으면 생존하지 못하는 미생물을 말한다.

상기 석탄회 및 호기성 미생물을 교반하여 바이오 애쉬를 생성하는 단계(S110)에서, 상기 석탄회 100중량부에 대해 상기 호기성 미생물은 1 내지 5 중량부로 교반되어 상기 바이오 애쉬가 생성된다.

또한, 상기 유기성 오니와 상기 바이오 애쉬를 혼합하는 단계(S120)에서, 상기 바이오 애쉬 100 중량부에 대해 상기 유기성오니 50 내지 100 중량부로 혼합하여 상기 유기성 오니에 포함된 함수율을 44 내지 55%로 감소시킨다.

이때, 상기 함수율은 상기 오니속 포함된 수분의 비율로써, 상기 함수율이 높은 유기성 오니의 경우에는 부패시 악취발생을 물론 위생상의 문제를 유발시켜 처리과정에서 많은 비용이 소요되고 또한 보다 넓은 폐기장소를 필요로 한다.

이러한 문제점으로 인해 상기 유기성 오니에 함유된 함수율을 낮추는 과정은 매우 중요하다.

더불어, 이에 따라 상기 혼합하여 생성된 혼합물을 교반기로 이송시켜 발열반응을 일으키는 단계(S130) 전에, 상기 혼합물에 상기 호기성 미생물을 살포하는 단계가 포함된다.

상기 미생물은 스프레이 형태이거나 물에 혼합된 형태로써 상기 혼합물에 살포된다.

상기 혼합하여 생성된 혼합물을 교반기(100)로 이송시켜 발열반응을 일으키는 단계(S130)는 상기 교반기(100)를 통해 이루어지는 교반 과정에서 상기 미생물이 발효됨에 따라 상기 교반기 내 온도가 40 내지 50℃로 발열되는 단계, 상기 교반 과정을 2-3회 반복하는 단계, 상기 반복된 교반 과정을 통해 상기 교반기 내 온도가 60 내지 80℃로 발열되는 단계를 포함한다.

더불어, 상기 교반기(100)를 통한 교반 과정은 상기 교반기 바닥에 구비된 공기공급장치를 통해 공기를 지속적으로 공급받아 상기 혼합물이 발효되는 과정이 유지되도록 한다.

이에 따라, 상기 미생물이 발효되는 과정에서 자연적으로 온도가 높아지게 되어 상기 교반기 내의 온도가 상승하게 되고, 상기 온도가 상승함에 따라 상기 교반과정을 반복적으로 수행하도록 하여, 상기 발열되는 상태에서 상기 혼합물의 습기가 공기중으로 날아가게 되면서 함수율을 낮추는 것이 가능하다.

또한, 상기 발열반응을 거친 혼합물을 발효시키는 단계(S140)는 상기 혼합물을 보관기로 이송시키는 단계, 상기 보관기 하부에 구비된 공기공급장치(200)를 통해 상기 혼합물에 공기를 공급하는 단계를 포함하여 함수율이 10 내지 30%인 조합물을 생성한다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 상기 재활용 조성물의 제조과정에서 사용되는 교반기의 형태를 설명한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 교반기의 하부(120)는 상기 혼합물의 보관이 가능하도록 일정 넓이를 갖는 바닥면(121)과, 상기 바닥면에 대해 수직방향으로 상기 바닥면의 사방을 둘러싸는 형태의 외벽(122)으로 형성된다.

상기 교반기의 상부(110)는 양측에 각각 두 개의 기둥(111)이 구비되고, 상기 각각의 기둥(111)은 연결바(112)로 이어져 형성되며, 상기 양측에 형성된 복수의 기둥(111)의 밑면에는 좌, 우로 이동 가능한 가이드(113)가 더 구비된다.

상기 가이드(113)는 바퀴형태로 형성되어 좌, 우로 이동 가능하게 형성되는 것이 가능하다.

또한, 상기 가이드(113)의 이송을 위해 상기 바닥면(121)과 동일한 높이에 이송 구동부가 더 형성되고, 상기 이송구동부의 상면에는 상기 가이드(113)를 이송하는 레일이 구비되어 상기 가이드와 맞닿아 상기 가이드가 상기 레일 내에서 빠져나가지 않고 좌, 우로 이동되는 것이 가능하다.

더불어, 상기 양측에 형성된 기둥(111)의 윗면에는 상기 기둥을 가로질러 수평바(114)가 더 구비되되, 상기 수평바(114)의 하부에는 교반툴(115)이 더 형성되어 상기 가이드(113)에 의해 상기 수평바(114)가 좌, 우로 이동하는 경우에 상기 교반툴(115)에 의해 상기 혼합물이 잘 섞일 수 있도록 한다.

또한, 상기 공기공급장치(200)는 상기 교반기 하부(120)에 구비되고, 파이프(210)를 사용하여 지그재그로 밴딩되어 구비되되, 상기 파이프(210)에는 복수 개의 노즐(220)이 더 구비되고, 상기 노즐은 상기 바닥면(121)과 동일한 높이를 갖도록 형성되어 상기 노즐(220)을 통해 상기 바닥면(121)에 도포된 혼합물에 공기를 공급하는 것이 가능하다.

도 5 및 도 6에는 상기에 설명한 유기성 오니를 사용한 재활용 재조물의 제조방법에 따른 실시예 사진이 첨부되어있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

100 : 교반기 110 : 교반기 상부
111 : 기둥 112 : 연결바
113 : 가이드 114 : 수평바
115 : 교반툴 120 : 교반기 하부
121 : 바닥면 122 : 외벽
200 : 공기공급장치 210 : 파이프
220 : 노즐

Claims (8)

1. 산업현장이나 폐수처리 과정에서 발생하는 유기성 오니를 재활용하기 위한 재활용 조성물을 만드는 방법에 있어서,
   석탄회 및 호기성 미생물을 구비하는 단계;
   상기 석탄회 및 호기성 미생물을 교반하여 바이오 애쉬를 생성하는 단계;
   상기 유기성 오니와 상기 바이오 애쉬를 혼합하는 단계;
   상기 혼합하여 생성된 혼합물을 교반기로 이송시켜 발열반응을 일으키는 단계;
   상기 발열반응을 거친 혼합물을 발효시키는 단계; 를 거쳐 생성된 조성물을 매립시설이나 시멘트의 혼합연료나 복토재로 재활용하는 것을 특징으로 하는 유기성오니를 이용한 조성물의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 석탄회 및 호기성 미생물을 교반하여 바이오 애쉬를 생성하는 단계에서,
   상기 석탄회 100중량부에 대해 상기 호기성 미생물을 1 내지 5 중량부로 교반되어 상기 바이오 애쉬가 생성되는 것을 특징으로 하는 유기성 오니를 이용한 조성물의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 유기성 오니와 상기 바이오 애쉬를 혼합하는 단계에서,
   상기 바이오 애쉬 100 중량부에 대해 상기 유기성오니 50 내지 100 중량부로 혼합하여 상기 유기성 오니에 포함된 함수율을 44 내지 55% 로 감소시키는 것을 특징으로 하는 유기성 오니를 이용한 재활용 조성물의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 혼합하여 생성된 혼합물을 교반기로 이송시켜 발열반응을 일으키는 단계 전에,
   상기 혼합물에 상기 호기성 미생물을 살포하는 단계; 가 포함되는 것을 특징으로 하는 유기성 오니를 이용한 재활용 조성물의 제조방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 발열반응을 거친 혼합물을 발효시키는 단계는,
   상기 혼합물을 보관기로 이송시키는 단계;
   상기 보관기 하부에 구비된 공기공급장치를 통해 상기 혼합물에 공기를 공급하는 단계; 를 포함하여 함수율이 10 내지 30%인 조합물을 생성하는 것을 특징으로 하는 유기성 오니를 이용한 재활용 조성물의 제조방법.
6. 제4항에 있어서,
   상기 교반기의 하부는,
   상기 혼합물의 보관이 가능하도록 일정 넓이를 갖는 바닥면과,
   상기 바닥면에 대해 수직방향으로 상기 바닥면의 사방을 둘러싸는 형태의 외벽으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기성 오니를 이용한 재활용 조성물의 제조방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 교반기의 상부는,
   양측에 각각 두 개의 기둥이 구비되고,
   상기 각각의 기둥은 연결바로 이어져 형성되며,
   상기 양측에 형성된 기둥의 밑면에는 좌, 우로 이동 가능한 가이드가 더 구비되고,
   상기 양측에 형성된 기둥의 윗면에는 상기 기둥을 가로질러 수평바가 더 구비되되,
   상기 수평바의 하부에는 교반툴이 더 형성되어 상기 가이드에 의해 상기 수평바가 좌, 우로 이동하는 경우에 상기 교반툴에 의해 상기 혼합물이 잘 섞일 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 유기성 오니를 이용한 재활용 조성물의 제조방법.
8. 제6항 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 공기공급장치는,
   상기 교반기 하부에 구비되고,
   파이프를 사용하여 지그재그로 밴딩되어 구비되되,
   상기 파이프에는 복수 개의 노즐이 더 구비되고,
   상기 노즐은 상기 바닥면과 동일한 높이를 갖도록 형성되어 상기 노즐을 통해 상기 바닥면에 도포된 혼합물에 공기를 공급하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 유기성 오니를 이용한 재활용 조성물의 제조방법.

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