KR20210136754A - 악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템 - Google Patents

악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건조에 사용되어 습기를 포함하고 있는 습공기는 외부로 배출시키지 않고 응결시켜 습기를 제거한 후 다시 건공기로 만들어 건조드럼 내에 공급하는 공기순환방식을 구축함으로써 퇴비의 건조효율을 극대화시킴과 동시에, 공기를 외부로 배출시키지 않아 외부로 배출되는 분진 및 악취로 인한 문제를 해소할 수 있으며, 습공기를 응결시키는 과정에서 발생하는 응결수는 증발기나 스크러버에 공급하여 용수로 사용할 수 있는 악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템을 제공한다.
본 발명의 퇴비 건조시스템은, 퇴비를 수용하여 건조시키기 위한 건조드럼과, 퇴비를 교반하면서 한쪽방향으로 이송시키기 위한 교반날개와, 퇴비의 이송방향과 반대방향으로 공기를 공급하고 회수하기 위한 공급측 및 회수측 공기순환라인과, 공급측 공기순환라인과 회수측 공기순환라인 사이에 설치되고 응결수를 배출하기 위한 배수구를 구비한 응결수 및 건공기 형성실와, 응축기와 증발기를 상기 응결수 및 건공기 형성실 내에 배치하되, 응축기는 공급측 공기순환라인쪽에 배치하고, 증발기는 회수측 공기순환라인쪽에 배치한 열교환유닛과, 공기를 증발기쪽에서 응축기쪽으로 흐르게 하여 순환시키기 위한 송풍기를 포함하여 이루어진다.

Description

악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템{Odor and dust reduction type compost drying system}
본 발명은 악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건공기를 퇴비에 공급하여 건조시키고 건조에 사용되어 습기를 포함하고 있는 습공기는 응결시켜 습기를 제거한 후 다시 건공기화하여 순환시키는 공기순환방식으로 퇴비를 건조시킴으로써 악취 및 분진을 발생시키지 않고 건조효율을 높일 수 있는 악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템에 관한 것이다.
일반적으로 가축의 분뇨나 음식물쓰레기 등과 같이 수분이 많은 유기성 폐기물을 퇴비로 제조할 때, 톱밥, 왕겨 또는 제지공장에서 발생되는 슬러지와 같은 수분조절제와 혼합하여 함수율을 낮춘 상태에서 건조드럼 내에 투입하고 교반날개로 교반하면서 공기를 공급하여 건조 및 발효시키게 된다.
이러한 퇴비 건조장치의 종래예로서, 공개특허 특2003-0075557호에 개시된 발효 건조장치(이하, '종래기술'이라 약칭함.)가 알려져 있다.
상기 종래기술은, 도 1에 도시된 바와 같이 수분조절제가 혼합된 퇴비를 수용하기 위한 발효건조탱크(20)와, 발효건조탱크(20) 내에 투입된 퇴비를 교반시키기 위한 교반수단(30)과, 교반되는 퇴비에 열을 가하도록 발효건조탱크(20)에 설치되는 제 1히팅수단(40)과, 교반되는 퇴비에 열풍을 가하도록 상기 발효건조탱크(20)에 설치되는 제 2히팅수단(50)과, 퇴비에서 발생되는 발효가스를 흡입할 수 있도록 발효건조탱크(20)와 연통되는 흡입관(82)과, 발효건조탱크(20)로부터 발효가스를 흡입하여 송풍할 수 있도록 흡입관(82)에 설치되는 송풍팬(84)과, 송풍된 발효가스를 도입하여 탈취 처리하는 탈취기(스크러버:86)로 구성되어 있다.
따라서, 투입된 퇴비를 균일하게 교반시키면서 가열함과 동시에 열풍을 공급하여 퇴비를 효율좋게 발효 및 건조시킬 수 있으며, 또한 퇴비를 발효 및 건조시키는 과정에서 발생되는 악취를 정화 처리함으로써, 작업환경을 개선하고 악취로 인한 민원발생을 방지할 수 있다.
그러나, 상기와 같은 종래기술은 발효건조탱크(20) 내부의 공기를 제 2히팅수단(50)으로 흡입하여 가열한 열풍을 다시 발효건조탱크(20) 내부로 공급하는 것이므로, 퇴비로부터 발생된 습기가 열풍에 포함되어 있고, 이로써 퇴비의 건조효율을 저하시키는 문제가 있다.
또한, 발효건조탱크(20) 내에서 퇴비 건조에 사용된 공기와 악취가스가 함께 탈취기(86)로 배출되고, 탈취기(86)에서 악취가 제거한 후 공기를 대기로 방출하도록 되어 있으나, 방출되는 공기에는 퇴비 건조 작용시 많은 습기를 흡수하고 있기 때문에 배출되는 과정에서 응결수가 형성되고, 이 응결수에 의해 주변이 오염되거나 악취를 유발하는 문제가 있으며, 발효건조탱크(20)마다 탈취기(86)를 구비해야 하므로 설치 및 운영 비용을 증가시키는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 건조드럼 내에 건공기를 유입시켜 퇴비의 건조효율을 높일 수 있고, 건조에 사용되어 습기를 포함하고 있는 습공기는 외부로 배출시키지 않고 응결시켜 습기를 제거한 후 다시 건공기로 만들어 건조드럼 내에 공급하는 공기순환방식을 구축함으로써 퇴비의 건조효율을 극대화시킴과 동시에, 공기를 외부로 배출시키지 않아 외부로 배출되는 분진 및 악취로 인한 오염이나 주민들의 민원 문제를 해소할 수 있는 악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템을 제공하는데 있다.
또한 본 발명은 습공기를 응결시키는 과정에서 발생하는 응결수는 버리지 않고 증발기나 스크러버에 공급하여 용수로 사용함으로써 종래에 응결수 배출로 인한 문제를 해소할 수 있으며, 악취 및 분진 제거를 위한 스크러버(탈취기)를 건조드럼마다 설치할 필요 없이 다수의 건조드럼이 배치되는 건조장 전체에 하나의 스크러버만 설치하는 것이 가능하여 건조시설의 설치 및 운영에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 퇴비를 수용하여 건조시키기 위한 건조드럼; 상기 건조드럼 내에 구비되어 퇴비를 교반하면서 한쪽방향으로 이송시키기 위한 교반날개; 상기 퇴비의 이송방향과 반대방향으로 공기를 공급하고 회수하기 위한 공급측 및 회수측 공기순환라인; 상기 건조드럼 외부에서 공급측 공기순환라인과 회수측 공기순환라인 사이에 연이어 통하도록 설치되고 응결수를 배출하기 위한 배수구를 구비한 응결수 및 건공기 형성실; 압축펌프, 응축기, 팽창밸브 및 증발기로 이루어지는 냉동사이클을 구성하고, 상기 응축기와 증발기를 상기 응결수 및 건공기 형성실 내에 배치하되, 응축기는 공급측 공기순환라인쪽에 배치하고, 증발기는 회수측 공기순환라인쪽에 배치한 열교환유닛; 및 상기 응결수 및 건공기 형성실 내의 응축기과 증발기 사이에 설치되어 공기를 증발기쪽에서 응축기쪽으로 흐르게 하여 순환시키기 위한 송풍기를 포함하여 이루어진 악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템에 특징이 있다.
또한 상기 본 발명에 있어서, 상기 응결수 및 건공기 형성실의 배수구는 용수처리부와 연결되어 응결수 및 건공기 형성실에서 형성된 응결수를 용수처리부에 공급하여 용수로 사용되도록 하고, 상기 용수처리부는 냉각탑 또는 스크러버를 포함하는 악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템에 특징이 있다.
상기의 특징적 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 응결수 및 건공기 형성실에서 형성된 건공기를 퇴비 이송방향의 반대방향으로 공급하고, 퇴비 건조에 사용된 습공기는 다시 건공기로 전환하여 재공급하는 공기순환구조에 의해 퇴비의 건조효율을 극대화시킬 수 있으며, 습공기를 응결시키는 과정에서 형성된 응결수는 냉각탑 또는 스크러버와 같은 용수처리부에 공급하여 재활용하는 것이 가능한 효과가 있다.
또한 본 발명은 공기순환구조에 의해 퇴비의 건조과정에서 발생하는 악취 및 분진이 외부로 배출되지 않기 때문에, 악취 및 분진으로 인한 오염 및 주민들의 민원 문제를 해소할 수 있고, 종래에 악취 제거를 위해 건조드럼마다 구비한 스크러버(탈취기)를 여러대의 건조드럼이 배치된 건조장 전체에 대해 한대의 스크러버만 설치하여도 건조장 외부로 배기되는 공기로부터 악취 및 분진을 충분히 제거할 수 있어 대기오염 방지는 물론, 건조시설의 설치 및 운영에 소요되는 비용을 대폭 절감하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 퇴비 건조시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템을 나타낸 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명의 악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템을 나타낸 구성도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 퇴비 건조시스템은, 퇴비를 수용하여 건조시키기 위한 건조드럼(110)을 구비한다.
건조드럼(110)은 대략 길이 10m, 직경 3m의 원통형으로 형성되어 하부의 구동롤러(111)에 받쳐져 설치되고, 구동롤러(111)에 연동하여 회전하도록 되어 있으며, 안둘레면에는 나선형으로 설치된 교반날개(112)가 구비되어 건조드럼(110)의 회전시 내부에 수용된 퇴비를 한쪽방향으로 이송시키면서 교반하도록 되어 있다.
건조드럼(110)의 양측면에는 건조드럼(110) 내에 퇴비를 건조시키기 위한 공기를 공급하기 위한 공급측 공기순환라인(113)과 회수측 공기순환라인(114)이 설치된다.
예를 들어 도 2에 표현된 건조드럼(110)의 좌측에 도시하지는 않았지만 퇴비투입구를 구비하고 우측에 퇴비배출구를 구비할 경우, 나선형의 교반날개(112)는 퇴비가 좌측에서 우측으로 이송하도록 설계된다.
따라서 공급측 공기순환라인(113)은 건조드럼(110)의 우측면의 대략 중간지점에 연결하고, 회수측 공기순환라인(114)은 좌측의 대략 중간지점에 연결함으로써 퇴비의 이송방향과 반대방향인 우측에서 공기를 공급하여 좌측으로 빠져나가도록 구성하고, 공기를 건조드럼(110)의 중앙으로 흐르게 할 수 있다.
건조드럼(110) 외부에는 긴 통로형상으로 된 응결수 및 건공기 형성실(120)이 형성되고, 응결수 및 건공기 형성실(120)의 양단에는 공급측 공기순환라인(113)과 회수측 공기순환라인(114)이 연결된다.
따라서, 공급측 공기순환라인(113)과 회수측 공기순환라인(114) 사이를 응결수 및 건공기 형성실(120)이 연이어 통하도록 설치되어 공기가 건조드럼(110)과 응결수 및 건공기 형성실(120) 사이에서 순환할 수 있도록 구성되며, 이를 위해 건조드럼(110)과 응결수 및 건공기 형성실(120)은 외부로 공기가 최대한 빠져나가지 않도록 구성되어야 한다.
응결수 및 건공기 형성실(120)에는 배수구(121)가 구비되어 후술하는 바와 같이 응결수 및 건공기 형성실(120) 내에서 형성되는 응결수를 배출하여 용수처리부(130)에 용수로 공급할 수 있도록 되어 있다. 용수처리부(130)로서는 냉각탑(131)과 스크러버(132)가 예시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니고 이외에 물을 필요로하는 장치나 설비에 공급할 수 있다.
상기 응결수 및 건공기 형성실(120) 내에는 압축펌프(141), 응축기(142), 팽창밸브(143) 및 증발기(144)로 이루어지는 냉동사이클로 구성된 열교환유닛(140)의 응축기(142)와 증발기(144)가 배치된다. 이때 응축기(142)는 공급측 공기순환라인(113)쪽에 배치하고, 증발기(144)는 회수측 공기순환라인(114)쪽에 배치한다.
또한, 응결수 및 건공기 형성실(120) 내에는 송풍기(150)가 설치되고, 송풍기(150)는 응축기(142)과 증발기(144) 사이에 설치되어 공기가 증발기(144)쪽에서 응축기(142)쪽으로 흐르도록 하여 공기를 순환시킬 수 있도록 되어 있다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다. 도 2에 도시된 바와 같이 건조드럼(110) 내에 퇴비를 투입하고 구동롤러(111)를 구동하여 건조드럼(110)을 회전시키면, 교반날개(112)에 의해 퇴비는 좌측에서 우측으로 이동하게 된다.
이어서 송풍기(150)를 구동하게 되면, 응결수 및 건공기 형성실(120) 내의 공기가 공급측 공기순환라인(113)을 통해 건조드럼(110) 내부로 공급되어 퇴비의 이송방향과 반대방향으로 흐르게 되고, 이 과정에서 교반되면서 이송하는 퇴비와 접촉하여 습기를 흡수하게 되므로 퇴비를 건조시킬 수 있게 된다. 이러한 건조과정에서 습기를 흡수한 습공기는 회수측 공기순환라인(114)으로 배출되어 다시 응결수 및 건공기 형성실(120)로 회수된다.
이때 열교환유닛(140)을 구동하게 되면, 응결수 및 건공기 형성실(120)로 회수된 습공기는 증발기(144)에 의해 온도가 낮아지면서 포화상태가 되어 물방울로 맺히게 되므로 응결수를 형성하게 되고, 습기가 제거된 공기는 송풍기(150)에 의해 다시 응축기(142)쪽으로 흘러 응축기(142)의 고열에 의해 가열되므로 건공기를 형성하게 된다.
이로써 건조드럼(110)내에 건공기를 공급할 수 있게 되고, 상기한 공기순환과정을 통해 건공기를 지속적으로 공급하여 퇴비의 건조효율을 증대시킬 수 있다.
통상적으로, 퇴비의 함수율은 대략 70％이지만, 예를 들어 제지공장에서 발생하는 폐지 슬러지, 톱밥, 왕겨, 제올라이트 등의 수분조절제를 혼합하여 건조드럼(110) 내에 투입되는 퇴비의 함수율을 대략 46％로 낮추게 되고, 본 발명의 건조시스템을 통해 함수율 35％로 낮추어 건조시키게 되며, 본 발명은 이러한 건조효율을 높임으로써 처리시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 바와 같이 건조드럼(110)내에서 퇴비를 건조하는 과정에서 발생하는 악취와 분진이 공기와 함께 순환하고 외부로 배출되지 않기 때문에, 악취와 분진으로 인한 작업환경을 개선할 수 있고, 건조장 주변의 주민들로부터의 민원발생을 방지할 수 있다.
한편, 응결수 및 건공기 형성실(120) 내에서 형성된 응결수는 배수구(121)를 통해 용수처리부(130)의 냉각탑(131)과 스크러버(132)에 공급하여 용수로서 활용함으로써 응결수를 폐기함에 따른 별도의 폐수처리시설이 필요없다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템을 나타낸 것으로, 전술한 바와 같이 본 발명은 건조드럼(110) 외부로 악취 및 분진이 배출되지 않는 것이므로, 복수개의 건조드럼(110)이 배치된 건조장(200) 전체에 대하여 하나의 냉각탑(131)과 스크러버(132)를 설치하여 건조장(200) 내에서 발생하는 악취 및 분진을 충분히 제거할 수 있고, 또한 종래에 악취 및 분진 제거를 사용한 스크러버의 용량에 비하여 낮은 용량의 스크러버로도 충분히 악취 및 분진을 제거할 수 있어 설치 및 운영 비용을 절감할 수 있다.
또한, 각 건조드럼(110)의 응결수 및 건공기 형성실(120)의 배수구를 용수처리부(130)의 냉각탑(131)과 스크러버(132)에 연결하여 응결수 및 건공기 형성실(120)에서 형성되는 응결수를 용수로 활용하도록 할 수 있다.
지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
110 : 건조드럼 112 : 교반날개
113 : 공급측 공기순환라인 114 : 회수측 공기순환라인
120 : 응결수 및 건공기 형성실 121 : 배수구
130 : 용수처리부 131 : 냉각탑
132 : 스크러버 140 : 열교환유닛
142 : 응축기 144 : 증발기
150 : 송풍기 200 : 건조장

Claims (2)

  1. 퇴비를 수용하여 건조시키기 위한 건조드럼;
    상기 건조드럼 내에 구비되어 퇴비를 교반하면서 한쪽방향으로 이송시키기 위한 교반날개;
    상기 퇴비의 이송방향과 반대방향으로 공기를 공급하고 회수하기 위한 공급측 및 회수측 공기순환라인;
    상기 건조드럼 외부에서 공급측 공기순환라인과 회수측 공기순환라인 사이에 연이어 통하도록 설치되고 응결수를 배출하기 위한 배수구를 구비한 응결수 및 건공기 형성실;
    압축펌프, 응축기, 팽창밸브 및 증발기로 이루어지는 냉동사이클을 구성하고, 상기 응축기와 증발기를 상기 응결수 및 건공기 형성실 내에 배치하되, 응축기는 공급측 공기순환라인쪽에 배치하고, 증발기는 회수측 공기순환라인쪽에 배치한 열교환유닛; 및
    상기 응결수 및 건공기 형성실 내의 응축기과 증발기 사이에 설치되어 공기를 증발기쪽에서 응축기쪽으로 흐르게 하여 순환시키기 위한 송풍기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 응결수 및 건공기 형성실의 배수구는 용수처리부와 연결되어 응결수 및 건공기 형성실에서 형성된 응결수를 용수처리부에 공급하여 용수로 사용되도록 하고, 상기 용수처리부는 냉각탑 또는 스크러버를 포함하는 것을 특징으로 하는 악취 및 분진 저감형 퇴비 건조시스템.
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