KR970007559B1 - 원적외선을 이용한 저함수 유기폐기물의 발효처리 방법 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

원적외선을 이용한 저함수 유기폐기물의 발효처리 방법

제1a도는 본 발명을 실시하기 위한 장치의 평면 구성도.

제1b도는 본 발명을 실시하기 위한 장치의 정면 구성도.

제2도는 본 발명 건조로의 정단면도.

제3도는 본 발명 건조로의 횡단면도.

제4도는 본 발명에 사용되는 교반기의 설치 상태도.

제5도는 본 발명에 사용되는 교반기의 확대도.

제6도는 본 발명에 사용되는 교반기 회전익의 상세도.

제7도는 본 발명에 사용되는 교반기의 회전축과 공기관의 접속상태의 확대단면도.

본 발명은 비교적 함수율이 낮은 도축폐기물, 수산식품폐기물, 농산품폐기물, 톱밥, 주정박, 강리류 등의 유기성폐기물을 증자처리, 원적외선처리, 호기성발효처리 과정을 거쳐 복합비료 사료등을 얻게 되므로서 최근 각종 폐기물로 인한 극심한 공해 요인을 저감시키고 다량의 농약 사용으로 발생되는 문제점을 해결할 수 있는 저함수 유기폐기물의 발효처리 방법에 관한 것이다.

종래에도 왕겨, 톱밥, 각종의 박, 인분뇨, 축분뇨, 도축 및 수산식품폐기물등을 미생물 재제로 발효시킨 여러종류의 비료가 있으나, 비료성분이 편재되어 있어 식물성장이 만족스럽지 못하고 때에 따라서는 별도의 비료성분을 첨가하여 사용하는 경우가 많다.

또 위와같은 유기성폐기물을 처리하는 방법에 있어서 호기성균을 이용하는 활성오니법은 발효물에 함유된 높은 함수율 때문에 전체적인 장치규모가 방대해지고 특히 폭기조, 건조장치등의 시설비와 이를 가동하는 동력비등이 엄청나게 증가하며 유기성폐기물을 소각처리하는 방법에 있어서는 건조공정에 소요되는 경비와 소각처리에 소요되는 연료비가 크게 증가할 뿐 아니라 유효한 유기질 성분이 탄화되므로서 폐자원 활용차원에서 큰 손실이 있다 하겠다.

본 발명은 함수율 60%에 가까운 유기성폐기물에 첨가재를 첨가하여 함수율을 줄이므로서 건조공정에서 소요되는 경비를 줄일 수 있고, 첨가재가 유효한 비료성분과 사료의 유효성분으로 전환될 수 있으며 원적외선 조사에 의하여 호기성 미생물의 활동을 활성화시키므로서 발효시간을 크게 단축시킬 수 있는 잇점과 도축폐기물 및 수산물폐기물을 증자하므로서 사모라네, 대장균등 유해균을 살균함과 동시에 교질화된 용액을 첨가재에 균일하게 흡착시키므로서 균질성의 비료를 얻을 수 있고, 동시에 발효속도도 단축시킬 수 있는 장점이 있는 방법으로서 이를 공정별로 설명하면 제1도에 나타난 바와 같이 원료폐기물 저장조(101)에서 이송라인(101')을 통해 증기솥(102)에 투입하여 증기로 익힌 다음 이송관 스크류컨베이어(102')를 통하여 이송하여 분쇄기(103)로 투입 미입자로 분쇄한 다음 스크류컨베이어(103')를 통하여 조정기(104)로 투입된다. 여기 조정기(104)에서는 수분조절재저장탱크(105)에서 공급되는 부자재가 혼입되어 수분을 조정하게 된다.

혼합이 완료된 원료는 이송라인(104')를 통하여 발효조(106)로 투입하여 1차 발효를 완료한 후 이송관(106')을 통해 버켓에리베이터(106)에 의해 동일크기와 구조인 제2발효조(107)에 투입되어 숙성이 완료된다. 숙성이 완료된 처리물은 스크류컨베이어(107')를 통하여 성형기(108)로 투입되며 연속적으로 투입된 처리물은 성형기(108)통하여 원하는 형상으로 성형되며 성형된 목적물은 이송라인(108')통하여 건조로(109)로 연속적으로 투입되어지며 완전건조되어진 제품은 용도에 따라 포장기(111)로 보내어 포장되거나 유용한 탄화물을 얻기 위해서는 이송관(109')를 통해 건류기(110)에서 완전건류된 탄화물은 이송관(110')을 통해 제품포장기(111)로 보내어 완제품으로 포장된다.

상기 공정이 구체적인 처리방법으로서는 도축폐기물이나 수산식품폐기물, 농산품폐기물, 톱밥, 주정박, 강피류등 저함수유기폐기물을 밀폐된 고압증기솥(102)에서 온도 약 120℃ 10∼15kg/㎠의 고압수증기로 약 2시간 증자한다. 이와 같이 증자공정을 거치면 동물성유기물은 고질화 상태로 되고 식물성유기물은 원래 섬유소와 리그닌을 주성분으로 하고 약간의 산성유기물과 미량의 무기물로 구성되어 있으므로 이는 섬유와 섬유를 강하게 접착시키고 있는 리그닌을 용출시켜 섬유세포를 단리시키거나 이완시키고 동시에 세포막내에 존재하는 리그닌, 비섬유탄화물 및 특수성분을 제거하여 우수한 흡착성을 갖는 식물섬유로 전환되어 교질용액을 균일하게 흡착하여 고정화시키므로 비료용도로 발효처리할 시 비료를 지속적으로 균등하게 발휘할 수 있게하고 발효속도를 단축시킬 수 있다.

또, 조정기(104)에서는 저장탱크(105)에서 저함수유기폐기물의 수분조절목적과 비료성분의 조절 및 사료성분의 조절을 위하여 지오라이트, 석회,고토, 점토, 탄산칼슘등의 첨가재를 하나 이상을 용도에 따라 선택적으로 첨가하고 첨가량은 중량비로 증자된 점함수유기폐기물 100부에 대하여 10∼25부를 첨가하여 점합수유기폐기물의 함수율을 45∼55%로 조정한다.

여기에서 복합비료를 목적으로 할 경우에는 지오라이트, 석회, 고토등이 첨가되고 사료를 목적으로 할 경우에는 점토탄산칼슘등이 첨가되어 특히 지오라이트의 경우 흡착성이 강하여 발효처리물인 비료성분이 균일하게 다량으로 흡착하여 고정화시키므로 비료를 지속적으로 균등하게 발휘할 수 있으며, 석회와 함께 알칼리성을 갖게되어 발효과정에 있어 미생물의 성장과 생합성반응을 활성화시킴에 유리하다 하겠으며 산성화된 토질을 개량시킬 수 있다. 또한 사료목적으로 첨가되는 점토나 탄산칼슘등은 동물사육에 있어 칼슘공급과 무기질 미량성분을 공급하게 된다.

이상에서 함수율이 조정된 유기성폐기물은 별도 제2∼7도에 나타낸 구조의 발효조(106)에 투입하여 발효하게 되는데 세밀한 발효조(106)의 구조를 설명하면 발효조 내부 윗쪽에는 감속모터(2)에 의해 사프트(3)의 구동으로 와이어선(4)의 길이를 조절하므로서, 상하로 이동할 수 있는 원적외선 방사히터(1)가 수평으로 현수되어 있고 발효실 내부 하측에는 송풍기(12)에 의하여 발생되는 공기를 이송하는 이송관(13)은 씰링(31)과 베어링(32)를 관체일단의 내면에 장착시킨 회전축(6')의 관 내부로 연결되어 있으며 회전축(6')에는 제7도에서와 같이 회전익(6)을 구성하는 ㄱ자형의 홈에 따라 회전축(6')의 측면에 연결되어 관통된 공기분사공(6d)을 지닌 화산공기관(6c)이 연설되어진 회전익(6)이 등간격으로 4방향 2열의 나선형으로 다수개 설치되고 회전익은 회전축(6')에 대하여 90°방향으로 지지회전익(6a)이 설치되고 지지회전익(6a)의 끝면에 접해서 회전축(6')과 같은 종방향으로 나선회전익(6a)이 회전축의 길이 만큼 연결되어진 교반기(6)가 발효조 안쪽벽에 고정되어 설치되고 이 교반기(6)은 감속모터(9)에 의해 체인(10)으로 전달되고 스프로켓(11)과 연결된 보조체인(10')에 의해 내부의 다른 교반기의 회전축(6')에 동력이 전달되도록 구성되어 있으며, 발효조를 구성하는 내부벽체(14)는 내식성이 강한 재질로 구성되어 있고, 내부벽체(14)와 외벽(16)사이에는 단열재(15)로 충진되어 있으며 발효실의 바닥면은 다수개의 반원곡면으로 구획되어 구성되어 있고 이 반원곡면은 내부곡면(14')과 외부곡면(16')으로 이루어져 그 사이에는 공기실(17)을 확보함과 동시에 열교환관(18)이 설치되어 있으며 내부곡면(14')은 이 곡면에 따라 교반기(6)가 회전하도록 되어 있고 각 곡면 하부에는 발효제품을 배출하는 슬라이드게이트(24)가 설치되어 이의 개폐로 하단의 스크류컨베이어(8)에 의해 발효제품이 배출되도록 설계되어 있으며, 발효실의 측벽 상부에는 고함수유기폐기물이 투입되는 저장조의 파이프라인에 연결된 투입구(5), 첨가물투입구(5')가 설치되어 있으며 투입구(5) 및 (5') 바로 아래에는 배풍기(20)가 설치되어 배풍시 파이프라인(19)를 통하여 밸브(23)에 의하여 공기실(17)내에 열교환관(18)에 연결되어 있고 다른 측벽 상단에는 댐퍼(22)가 부착된 덕터(21)가 설치되어 있는 저함수유기폐기물의 발효처리 장치라 할 수 있다.

상기 발효조에 투입된 함수율 45∼55%의 증자된 저함수폐기물은 방사온도가 90∼980℃ 범위내에서 방사될 수 있는 원적외선 방사히터(1)를 조사하면서 교반기(6)의 회전에 의한 교반과 교반기(6)에 설치된 공기분사공(6d)으로부터 도입되는 공기에 의해서 온도 20∼50℃를 유지하는 가운데 호기성발효처리를 3∼4시간 수행하므로서 함수율 30∼40%인 발효물을 얻고 같은 방법으로 2차 발효조를 통과시키므로서 함수율 15%인 발효처리물을 얻게 된다.

본 발명에서 사용되는 원적외선의 작용과 기능은 생물체에 존재하는 물이나 단백질을 이루는 유기화합물 분자운동의 진동파장대가 같은 경우 활성화되어 공명흡수 작용이 일어나며 동시에 유기물의 내부와 외부에 온도상승이 일어나며 용존산소를 활성화시켜 혐기성균의 침투를 억제하고 호기성균의 번식을 증대시킨다. 또 원적외선을 받으면 미생물의 증식이 활발하게 되거나 균자체가 활성화되어 수화성이 높아지므로 숙성이 촉진된다.

이와같이, 2차 발효조를 통과한 함수율 약 15%인 발효처리물은 성형기(108)로 투입되어 환 또는 펠렛형상으로 성형되어 복합비료 사료등의 완제품이 포장기(111)에 의해서 포장되어지고 경우에 따라 여과성 탄화물이나 흡착성탄화물 등 유용한 탄화물을 얻고져 할 때는 앞에서 성형된 성형물을 건류기(110)에서 약 온도 600℃전후에서 건류하면 탄화물이 얻어진다.

Claims (1)

1. 동물성유기폐기물 및 식물성유기폐기물로된 함수율 약 60%인 저함수유기폐기물을 밀폐된 고압증기솥에서 온도 120℃, 10∼15kg/㎠의 고압수증기로 증자한 다음 증자된 저함수유기폐기물을 지오라이트, 석회, 고토, 점토, 탄산칼슘등의 첨가재를 하나 이상을 선택적으로 첨가하되 중량비로 증자된 저함수유기폐기물 100부에 대하여 10∼25부를 첨가하여 저함수유기폐기물의 함수율을 45∼55%로 조정한 후 발효조에 투입하여 원적외선을 조사하는 가운데 연속적으로 교반과 동시에 공기를 주입하면서 온도 20∼50℃ 유지하여 3∼4시간 호기성발효처리를 하므로서 함수율 30∼40인 발효처리물을 얻고 같은 방법으로 2차 발효조를 통과시키므로서 함수율 약 15%인 발효처리물을 얻음을 특징으로 하는 저함수유기성폐기물을 처리하는 방법.