KR100918112B1

KR100918112B1 - 음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설

Info

Publication number: KR100918112B1
Application number: KR1020090041767A
Authority: KR
Inventors: 전신구; 권철원
Original assignee: 중부자원화(주); 전신구
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2009-09-22
Anticipated expiration: 2029-05-13

Abstract

본 발명은 음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설에 관한 것이다.

본 발명의 음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설은, 내부에 여과홀이 외주면에 다수 형성되어 있는 내부드럼이 설치되어 있고, 내부드럼 내부에는 회전식 여과스크류가 설치되어 있으며, 내부드럼의 외측으로 외부케이스가 구비되어 있고, 일측에 내부드럼까지 폐기물공급관이 연결되어 있고, 외부케이스 하부에는 음폐수배출관이 연결되어 있고, 내부드럼의 타측에 고형물배출관이 연결되어 있는 필터링장치와; 상기 필터링장치의 음폐수배출관으로부터 음폐수를 공급받는 제1폭기조와, 제1폭기조의 바닥에 설치되어 제1폭기조 내부에 에어를 공급하는 제1에어공급장치와, 제1폭기조의 일측으로부터 음폐수를 공급받아 타측으로 음폐수를 공급하되, 타측에 미세기포를 공급하는 제1혼기노즐이 연결되어 있는 제1미세기포공급장치 설치되어 있는 제1폭기장치와; 상기 제1폭기장치로부터 음폐수를 공급받는 제2폭기조와, 제2폭기조의 바닥에 설치되어 제2폭기조 내부에 에어를 공급하는 제2에어공급장치로 구성된 제2폭기장치와; 상기 제2폭기장치로부터 음폐수를 공급받는 제3폭기조와, 제3폭기조의 바닥에 설치되어 제3폭기조 내부에 에어를 공급하는 제3에어공급장치로 구성된 제3폭기장치와; 상기 제3폭기조로부터 음폐수를 공급받으며, 하부에 제1분기밸브가 설치되어 있고, 제1분기밸브 일측에는 제1폭기조와 연결된 환송관이 설치되어 있으며, 제1분기밸브 타측에는 침출조배출관이 설치되어 있는 침출조외부케이스와, 상기 침출조외부케이스 내부에 내관과 외관이 이중관 형태로 설치 되어 있되, 내관과 외관은 연결부에 의해 연결되어 연결부 상부로 상등수수용공간이 형성되어 있으며, 내관 상단은 톱니형의 돌기가 다수 형성되어 있는 침출조와; 상기 침출조의 연결부 상단의 외관에 배관으로 연결되어 상등수수용공간으로부터 음폐수를 공급받는 저장조케이스와, 저장조케이스의 일측으로부터 음폐수를 공급받아 타측으로 음폐수를 공급하되, 타측에 미세기포를 공급하는 제2혼기노즐이 연결되어 있는 제2미세기포공급장치가 설치되어 있는 저장조와; 상기 침출조배출관으로부터 음폐수를 공급받으며, 외부로부터 호기성 복합미생물을 공급받는 농축조케이스와, 내부에 에어를 공급하는 제4에어공급장치가 설치되어 있으며, 타측에 환송관과 연결된 채 관로상에 제3펌프가 설치된 농축조공급관이 설치되어 있는 농축조;로 구성된다.

본 발명에 의해, 본 발명의 음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설은 본 출원인이 음식물류 폐기물 폐수의 대부분을 사료화시킨 것에 아이디어를 얻어 사료 대신 비료로 적용시키는 용도로 발명된 것으로, 음식물 폐기물 폐수 일명 음폐수를 액상의 비료로 제조함으로써 음폐수를 해양 투기하지 않아도 되어 별도의 폐수 정화 처리가 필요 없는 액비화 처리 시설이 제공되며, 1,2,3차의 폭기 과정을 거치는 음폐수는 침전조를 거친 다음 다시 환수되어 재차 1,2,3차의 폭기 과정을 거치도록 구성함으로써 폭기 과정의 중복을 통한 음폐수를 처리할 수 있게 되고, 특히, 침전조에서 배출되는 음폐수 중 일부는 농축조에서 호기 발효시킨 다음 농축조에서 발효된 음폐수를 1차 폭기과정으로 공급함으로써 호기성 미생물이 포함된 채 폭기되는 과정을 1,2,3차에 걸쳐 진행되도록 하여 처리 효율이 향상됨으로써, 즉, 1,2,3 차의 폭기 과정을 중복하여 진행되도록 함과, 일부 음폐수를 호기 발효시켜 폭기 과정에 포함시킴으로써 종래의 수처리 시설에 비해 훨씬 많은 폭기 과정을 거치도록 하여 별도의 화약 약품이나 응집제를 사용하지 않으면서도 중금속의 배출량이 적고, 또, 질소, 인, 칼륨 등의 영양소와 미네랄이 함유된 액상비료를 제조할 수 있게 되며, 처리 과정에서 미세기포발생장치를 적용하여 폐쇄된 공간에서 악취 없이 액비화 과정이 진행되고, 특히, 1차 폭기시 및 최종 처리 단계에 미세기포발생장치를 설치함으로써 다수의 처리 과정에서 악취가 제거되어 일반 수처리 시설에 비해 악취의 발생이 훨씬 적은 시설이 제공된다.

음식물 폐기물 폐수, 액상 비료, 제조

Description

음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설{liquiefied fertilizer making equipment for food waste water}

본 발명은 음식물 폐기물 폐수 일명 음폐수를 필터링 및 폭기, 호기성 미생물의 공급, 미세기포의 공급 등을 통해 식물 생장에 필요한 질소, 인, 칼륨 및 유용한 미네랄이 함유되면서 유해 중금속이 포함되지 않도록 하고, 악취가 발생되지 않도록 조정하여 액상의 비료로 사용할 수 있도록 한, 음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설에 관한 것이다.

음식물 폐기물을 재활용하기 위한 기술로, 음식물 폐기물을 사료로 재활용하기 위하여 일반 음식물 찌꺼기를 수거하여 이에 혼입된 각종 이물질을 선별처리한 다음 분쇄하여 저장탱크, 선별/세척기, 원심탈수기, 살균조리기, 악취제거수단, 건조기, 냉각기, 자석선별기, 진동체, 분쇄기, 저장고(Silo)로 구성된‘음식물찌꺼기 재활용 가공시스템’(한국 등록특허공보 제10-0203847호)이 공개된 바 있다.

위와 같은 기술은 음식물 폐기물에 포함된 이물질을 분리한 후 잔존수와 세 척수는 하수 처리하거나 해양 투기하고 고형물만 건조하여 사료로 재활용하도록 된 기술이다.

그러나, 최근 해양오염방지법의 개정에 따라 2012년부터는 음식물 폐기물의 해양 투기가 금지되 버리게 됨으로써 사실상 하수처리 시설을 갖추어 하수처리해야 한다.

그러나, 이러한 하수처리 시설을 갖추는 데는 막대한 비용이 소요되는데, 이는 음식물 폐기물을 사료화하는데 소요되는 공정을 복잡하게 하고 비용이 많이 소요됨으로써 음식물 폐기물을 사료화하는 방법에 대해 각 지방자치단체에서 이를 선택하지 못하게 하는 문제점이 있었다.

즉, 비용이 많이 들고 하수처리 설비를 갖춰야 하는 방법 대신 매립을 통한 전력 생산과 같은 방법으로 음식물 폐기물의 처리에 관심을 갖게 되는 것이다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 습식 사료 제조 방법으로, 음식물찌꺼기를 갈아서 죽으로 만든 상태에서 1, 2차 팽창기를 통해 연속적으로 컨베이어의 내부 압력(1.8kg/㎠)과 스팀쟈켓 내부로 투입되는 고열(141℃) 및 고압스팀(4kg/㎠)에 의하여 팽창·토출시켜 1, 2차적으로 가공된 죽의 생찌꺼기는 익히고 병원균은 사멸시켜 음식물쓰레기를 습식발효사료로 만들도록 한 '음식물찌꺼기를 이용한 습식발효사료 제조장치'(한국 등록특허공보 제10-0248275호)가 공개된 바 있다.

상기와 같은 기술은 음식물찌꺼기를 그대로 갈아 죽으로 만든 다음 고온, 고압으로 가공하여 병원균을 살균시켜 제조하는 기술이다.

그러나, 상기와 같은 기술은 음식물찌꺼기 중에 포함되어 있는 이물질을 분 리하지 않은 채 그대로 재가공하여 가축에 취식시킴으로써 이물질이나 플라스틱, 비닐 등을 가축이 취식할 수 있는 문제점이 있었다.

아울러, 가축에게 필요한 콩이나 옥수수 등과 같은 식물성 원료보다 동물성 재료를 취식하게 될 위험이 높아 가축 생장에 적합하지 못한 문제점이 있었다.

이러한 문제점들을 해소하기 위하여 본 출원인은 음식물 찌꺼기 중에서 발생되는 다량의 수분을 액상 사료로 사용할 수 있도록 '음식물 폐기물을 이용한 액상 가축 사료 및 그 제조방법'(한국 등록특허공보 제10-0867135호) 및 '음식물 폐기물을 이용한 액상 가축 사료 제조 시설'(한국 등록특허공보 제10-0853758호)을 출원하여 등록받은 바 있다.

상기와 같은 기술들은 음식물 쓰레기 중에서 필터링할 때 다량의 수분이 포함되도록 하고 이 다량의 수분이 포함된 음식물 쓰레기를 여과, 살균, 발효 등의 과정을 거쳐 돼지나 개 등이 섭식하기 양호하게 만들도록 하였다.

그런데, 잡식성을 갖는 돼지나 개 등에게는 상기와 같은 사료의 공급이 추천할 만 하나 소와 같은 채식성 가축에게는 상기와 같은 사료에 다른 사료를 추가한다 하더라도 그리 추천할만하지 못한 문제점이 있었다.

본 발명의 음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설은 본 출원인이 음식물류 폐기물 폐수의 대부분을 사료화시킨 것에 아이디어를 얻어 사료 대신 비료로 적용시키는 용도로 발명된 것으로, 음식물 폐기물 폐수 일명 음폐수를 액상의 비료로 제조함으로써 음폐수를 해양 투기하지 않아도 되어 별도의 폐수 정화 처리가 필요 없는 액비화 처리 시설을 제공하려는 것이다.

아울러, 1,2,3차의 폭기 과정을 거치는 음폐수는 침전조를 거친 다음 다시 환수되어 재차 1,2,3차의 폭기 과정을 거치도록 구성함으로써 폭기 과정의 중복을 통한 음폐수를 처리하려는 것이다.

특히, 침전조에서 배출되는 음폐수 중 일부는 농축조에서 호기 발효시킨 다음 농축조에서 발효된 음폐수를 1차 폭기과정으로 공급함으로써 호기성 미생물이 포함된 채 폭기되는 과정을 1,2,3차에 걸쳐 진행되도록 하여 처리 효율을 향상시키려는 것이다.

즉, 1,2,3차의 폭기 과정을 중복하여 진행되도록 함과, 일부 음폐수를 호기 발효시켜 폭기 과정에 포함시킴으로써 종래의 수처리 시설에 비해 훨씬 많은 폭기 과정을 거치도록 하여 별도의 화약 약품이나 응집제를 사용하지 않으면서도 중금속의 배출량이 적고, 또, 질소, 인, 칼륨 등의 영양소와 미네랄이 함유된 액상비료를 제조할 수 있게 하려는 것이다.

또, 처리 과정에서 미세기포발생장치를 적용하여 폐쇄된 공간에서 악취 없이 액비화 과정을 진행시키려는 것이다.

특히, 1차 폭기시 및 최종 처리 단계에 미세기포발생장치를 설치함으로써 다수의 처리 과정에서 악취가 제거되어 일반 수처리 시설에 비해 악취의 발생이 훨씬 적은 시설을 제공하려는 것이다.

본 발명의 음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설은 위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 내부에 여과홀이 외주면에 다수 형성되어 있는 내부드럼이 설치되어 있고, 내부드럼 내부에는 회전식 여과스크류가 설치되어 있으며, 내부드럼의 외측으로 외부케이스가 구비되어 있고, 일측에 내부드럼까지 폐기물공급관이 연결되어 있고, 외부케이스 하부에는 음폐수배출관이 연결되어 있고, 내부드럼의 타측에 고형물배출관이 연결되어 있는 필터링장치와; 상기 필터링장치의 음폐수배출관으로부터 음폐수를 공급받는 제1폭기조와, 제1폭기조의 바닥에 설치되어 제1폭기조 내부에 에어를 공급하는 제1에어공급장치와, 제1폭기조의 일측으로부터 음폐수를 공급받아 타측으로 음폐수를 공급하되, 타측에 미세기포를 공급하는 제1혼기노즐이 연결되어 있는 제1미세기포공급장치 설치되어 있는 제1폭기장치와; 상기 제1폭기장치로부터 음폐수를 공급받는 제2폭기조와, 제2폭기조의 바닥에 설치되어 제2폭기조 내부에 에어를 공급하는 제2에어공급장치로 구성된 제2폭기장치와; 상기 제2폭기장치로부터 음폐수를 공급받는 제3폭기조와, 제3폭기조의 바닥에 설치되어 제3폭기조 내부에 에어를 공급하는 제3에어공급장치로 구성된 제3폭기장치와; 상기 제3폭기조로부터 음폐수를 공급받으며, 하부에 제1분기밸브가 설치되어 있고, 제1분기밸브 일측에는 제1폭기조와 연결된 환송관이 설치되어 있으며, 제1분기밸브 타측에는 침출조배출관이 설치되어 있는 침출조외부케이스와, 상기 침출조외부케이스 내부에 내관과 외관이 이중관 형태로 설치되어 있되, 내관과 외관은 연결부에 의해 연결되어 연결부 상부로 상등수수용공간이 형성되어 있으며, 내관 상단은 톱니형의 돌기가 다수 형성되어 있는 침출조와; 상기 침출조의 연결부 상단의 외관에 배관으로 연결되어 상등수수용공간으로부터 음폐수를 공급받는 저장조케이스와, 저장조케이스의 일측으로부터 음폐수를 공급받아 타측으로 음폐수를 공급하되, 타측에 미세기포를 공급하는 제2혼기노즐이 연결되어 있는 제2미세기포공급장치가 설치되어 있는 저장조와; 상기 침출조배출관으로부터 음폐수를 공급받으며, 외부로부터 호기성 복합미생물을 공급받는 농축조케이스와, 내부에 에어를 공급하는 제4에어공급장치가 설치되어 있으며, 타측에 환송관과 연결된 채 관로상에 제3펌프가 설치된 농축조공급관이 설치되어 있는 농축조;로 구성된다.로 구성된다.

이때, 필터링장치의 내부드럼에 형성된 여과홀은 0.5 ~1.5 mm 직경을 갖는 것을 특징으로 한다.

아울러, 제1미세기포공급장치는 제1폭기조 일측과 타측을 연결하는 제1순환관과, 제1순환관의 관로상에 설치되어 있는 제1펌프 및 제1순환관에서 음폐수가 제1폭기조로 재공급되는 측에 설치되어 있고, 일측에 제1급기관이 구비되어 있어 미세화된 기포를 제1폭기조 내부 수류에 공급하도록 되어 있는 제1혼기노즐로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 제2미세기포공급장치는 저장조의 저장조케이스 일측과 타측을 연결하는 제2순환관과, 제2순환관의 관로상에 설치되어 있는 제2펌프 및 제2순환관에서 음폐수가 저장조케이스로 재공급되는 측에 설치되어 있고, 일측에 제2급기관이 구비되어 있어 미세화된 기포를 저장조케이스 내부 수류에 공급하도록 되어 있는 제2혼기노즐로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 외관의 하부는 바깥쪽으로 경사지게 확폭된 확폭부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해, 본 발명의 음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설은 본 출원인이 음식물류 폐기물 폐수의 대부분을 사료화시킨 것에 아이디어를 얻어 사료 대신 비료로 적용시키는 용도로 발명된 것으로, 음식물 폐기물 폐수 일명 음폐수를 액상의 비료로 제조함으로써 음폐수를 해양 투기하지 않아도 되어 별도의 폐수 정화 처리가 필요 없는 액비화 처리 시설이 제공된다.

아울러, 1,2,3차의 폭기 과정을 거치는 음폐수는 침전조를 거친 다음 다시 환수되어 재차 1,2,3차의 폭기 과정을 거치도록 구성함으로써 폭기 과정의 중복을 통한 음폐수를 처리할 수 있게 된다.

특히, 침전조에서 배출되는 음폐수 중 일부는 농축조에서 호기 발효시킨 다음 농축조에서 발효된 음폐수를 1차 폭기과정으로 공급함으로써 호기성 미생물이 포함된 채 폭기되는 과정을 1,2,3차에 걸쳐 진행되도록 하여 처리 효율이 향상된 다.

즉, 1,2,3차의 폭기 과정을 중복하여 진행되도록 함과, 일부 음폐수를 호기 발효시켜 폭기 과정에 포함시킴으로써 종래의 수처리 시설에 비해 훨씬 많은 폭기 과정을 거치도록 하여 별도의 화약 약품이나 응집제를 사용하지 않으면서도 중금속의 배출량이 적고, 또, 질소, 인, 칼륨 등의 영양소와 미네랄이 함유된 액상비료를 제조할 수 있게 된다.

또, 처리 과정에서 미세기포발생장치를 적용하여 폐쇄된 공간에서 악취 없이 액비화 과정이 진행된다.

특히, 1차 폭기시 및 최종 처리 단계에 미세기포발생장치를 설치함으로써 다수의 처리 과정에서 악취가 제거되어 일반 수처리 시설에 비해 악취의 발생이 훨씬 적은 시설이 제공된다.

이하, 본 발명의 음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설에 대하여 첨부된 도면을 통해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 액비화 처리 시설의 전체 개요를 나타낸 것이다.

도면을 보면 알 수 있듯이, 본 발명의 음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설은 크게 필터링장치(10), 제1폭기장치(20), 제2폭기장치(30), 제3폭기장치(40), 침출조(50), 농축조(70), 저장조(60)로 구성된다.

도면을 보면 전체 시설은 음식물류 폐기물 폐수 일명 음폐수는 필터링장 치(10)에서 제1폭기장치(20), 제1폭기장치(20)에서 제2폭기장치(30), 제2폭기장치(30)에서 제3폭기장치(40), 제3폭기장치(40)에서 침출조(50)로 이동하고, 침출조(50)에서 일부는 저장조(60)로, 일부는 농축조(70)로 또 일부는 제1폭기조(21)로 이동하도록 구성되어 있다.

아울러, 농축조(70)에서는 침출조(50)에서 제1폭기조(21)로 이동하는 라인에 합류되도록 구성되어 있다.

이러한 구성은 농축조(70)에서 호기성 미생물을 호기 상태에서 고농도로 활성화시켜 제1폭기조(21)로 이송시킴에 의해 지속적으로 제1폭기조(21), 제2폭기조(31) 및 제3폭기조(41)의 MLSS(mixed liquor suspended solid : 폭기조 내 미생물의 농도)를 6,000 ~ 8,000 ppm 정도로 유지시켜 고농도의 음식물 폐기물 폐수 내의 유기물을 분해시키면서 침출조(50) 상부에서 상등수를 배출하도록 한 것이다.

아울러, 제1폭기조(21) 및 저장조(60)에는 미세기포발생장치 특히, 본 출원의 발명이 출원하여 등록받은 미세기포발생장치를 설치함으로써 미생물을 보다 활성화시켜 유기물의 분해를 촉진시키고 악취를 제거하여 양질의 상등수를 배출하도록 하였다.

또한, 침출조(50)의 상부에서 배출되는 상등수 외의 음폐수는 다시 제1폭기조(21) 측으로 순환시킴으로써 결국 다중의 폭기 과정을 거치도록 하여 별도의 화학약품이나 응집에 없이도 음폐수를 액비화 처리할 수 있도록 하였다.

이하, 각 구성요소들의 세부 구성을 살펴보면 다음과 같다.

필터링장치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이 외부케이스(11)와, 외부케이스(11) 내부에 내부드럼(12)이 설치되어 있다.

내부드럼(12)의 외주면에는 다수의 여과홀(12a)이 형성되어 있다.

이때, 여과홀(12a)의 크기는 0.5 ~ 1.5 mm 직경을 갖는 원형으로 형성되거나, 이에 상응하도록 0.19㎟ ~ 1.76㎟ 정도의 넓이를 갖는 다각형의 홀로 형성될 수 있다.

이처럼 여과홀(12a)의 크기를 작게 한정한 이유는 음식물 폐기물에서 고형물과 음폐수를 최대한 분리하여 많은 양의 음폐수를 처리할 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 내부드럼(12)의 내부에는 회전식 여과스크류(13e)가 포함된 스크류장치(13)가 설치되어 있다.

도면을 살펴보면 여과스크류(13e)는 회전봉(13d)에 고정된 채 내부드럼(12) 내부에 위치하며, 회전봉(13d)은 일측이 외부케이스(11) 외측으로 돌출되어 있고, 회전봉(13d)의 일측을 벨트(13c)가 감싸 벨트(13c)의 구동에 의해 회전하도록 되어 있다.

아울러, 벨트(13c) 타측은 모터(13a)에 설치된 모터축(13b)을 감싸도록 되어 있는 것을 알 수 있다.

즉, 모터(13a)의 회전의 의해 모터축(13b)이 회전하게 되고, 모터축(13b)을 감싼 벨트(13c)가 구동되면서 벨트(13c)가 회전봉(13d)을 회전시키게 되며, 이로 인해 회전봉(13d)에 설치된 여과스크류(13e)가 회전하면서 내부드럼(12) 내측의 음 식물 폐기물을 이송시키게 되고, 이송과정에서 음식물 폐기물에 포함된 음폐수가 여과홀(12a)을 통해 내부드럼(12) 외측으로 배출되게 되는 것이다.

이를 위해 일측에 내부드럼(12)까지 폐기물공급관(10a)이 연결되어 음식물 폐기물은 폐기물공급관(10a)을 통해 내부드럼(12) 내측으로 공급된다.

아울러, 내부드럼(12)과 외부케이스(11) 사이로 필터링된 음폐수가 배출되도록 외부케이스(11) 하부에는 음폐수배출관(10b)이 연결되어 있다.

또한, 내부드럼(12)의 타측에 고형물배출관(10c)이 연결되어 여과스크류(13e)에 의해 이송된 음식물 폐기물 중에서 음폐수가 분리되고 남은 고형물이 고형물배출관(10c)을 따라 타 공정으로 이송되게 된다.

도면을 보면 내부드럼(12)의 타측을 개방시키고, 고형물배출관(10c) 일측을 개방된 내부드럼(12)의 하부측에 위치시켜 고형물을 배출시키도록 하였다.

제1폭기장치(20)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 필터링장치(10)의 음폐수배출관(10b)으로부터 음폐수를 공급받는 제1폭기조(21)가 구비되어 있다.

아울러, 제1폭기조(21)의 바닥에는 제1폭기조(21) 내부에 에어를 공급하도록 제1에어공급장치(23)가 설치되어 있다.

또한, 제1폭기조(21) 일측으로부터 음폐수를 공급받아 타측으로 공급하되 미세기포를 공급하는 제1혼기노즐(22a)이 구비된 제1미세기포공급장치(22)가 일측에 설치되어 있다.

제1에어공급장치(23)는 도면에 나타난 바와 같이 에어를 공급하는 제1에어공 급관(23a)이 제1폭기조(21)의 하측으로 삽입되어 있다.

아울러, 제1에어공급관(23a)의 타측에는 브로워와 같은 에어공급장치가 연결되어 에어를 공급할 수 있도록 되어 있다.

제1에어공급관(23a)의 타측에는 환형으로 구성된 제1에어분배관(23b)이 제1폭기조(21) 바닥에 설치되어 있으며, 제1에어분배관(23b)에는 일정한 간격으로 상향으로 제1에어노즐(23c)이 구비되어 있다.

따라서, 에어는 별도의 에어공급장치로부터 제1에어공급관(23a), 제1에어분배관(23b), 제1에어노즐(23c)을 통해 제1폭기조(21) 내부에 에어를 공급하도록 되어 있다.

제1미세기포공급장치(22)는 제1폭기조(21) 일측과 타측을 연결하는 제1순환관(22c)이 설치되어 있고, 제1순환관(22c)의 관로상에 제1펌프(22d)가 설치되어 있어 제1폭기조(21) 내부의 음폐수를 강제 이송시키게 되어 있다.

한편, 제1순환관(22c)에서 음폐수가 제1폭기조(21)로 재공급되는 측에는 제1혼기노즐(22a)이 설치되어 있으며, 제1혼기노즐(22a)의 일측에는 도시된 것처럼 제1급기관(22b)이 설치되어 있다.

제1급기관(22b)은 외기에 노출되거나 별도의 급기장치와 연결될 수 있다.

제1혼기노즐(22a)의 세부 구성은 본 출원의 발명자가 출원하여 등록받은 '악취성 가스의 처리방법'(한국 등록특허공보 제10-0514906호)의 발명의 상세한 설명과 도면에 기재된 '혼기용 노즐' 구조를 적용한다.

이처럼 제1폭기조(21)에서 제1에어공급장치(23)를 통한 폭기 외에 제1미세기 포공급장치(22)를 통해 미세화된 기포를 공급하게 되면 폭기 과정중에 음폐수 중 미생물의 활성화를 촉진시켜 고농도의 음폐수 처리가 용이해지게 된다.

제2폭기장치(30)는 도면에 도시된 바와 같이 제1폭기장치(20)로부터 음폐수를 공급받는 제2폭기조(31)와, 제2폭기조(31)의 바닥에 설치되어 제2폭기조(31) 내부에 에어를 공급하는 제2에어공급장치(32)로 구성되어 있다.

제1폭기장치(20)로부터 음폐수를 공급받기 위해 제1폭기조(21)로부터 제2폭기조(31) 상부를 잇는 제1폭기조배출관(20a)이 설치되어 있다.

제2에어공급장치(32)는 제1에어공급장치(23)와 동일하게 구성된다.

즉, 에어를 공급하는 제2에어공급관(32a) 및 제2에어분배관(32b), 제2에어노즐(32c)을 통해 제2폭기조(31) 내부에 에어를 공급하도록 되어 있다.

제3폭기장치(40)는 도면에 나타난 바와 같이 제2폭기장치(30)로부터 음폐수를 공급받는 제3폭기조(41)와, 제3폭기조(41)의 바닥에 설치되어 제3폭기조(41) 내부에 에어를 공급하는 제3에어공급장치(42)로 구성되어 있다.

이때, 제2폭기장치(30)로부터 음폐수를 공급받기 위해 제2폭기조(31)로부터 제3폭기조(41) 상부를 잇는 제2폭기조배출관(30a)이 설치되어 있다.

제3에어공급장치(42)는 제1에어공급장치(23)와 동일하게 구성된다.

즉, 에어를 공급하는 제3에어공급관(42a) 및 제3에어분배관(42b), 제3에어노즐(42c)을 통해 제3폭기조(41) 내부에 에어를 공급하도록 되어 있다.

침출조(50)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 제3폭기조(41)로부터 음폐수를 공급받는다.

이를 위해 제3폭기장치(40)로부터 음폐수를 공급받기 위해 제3폭기조(41)로부터 침출조(50)를 잇는 제3폭기조배출관(40a)이 설치되어 있다.

이를 위해 제3폭기조배출관(40a)이 일측에 연결되어 있고, 하부에 제1분기밸브(57)가 설치된 침출조외부케이스(51)가 설치되어 있다.

침출조외부케이스(51) 하부의 제1분기밸브(57) 일측에는 환송관(55)이 연결되어 있다.

환송관(55)은 제1폭기조(21)와 연결되어 있어 침출조(50)에 유입된 음폐수의 일부는 제1폭기조(21)로 환송시키도록 되어 있다.

아울러, 제1분기밸브(57) 타측에는 침출조배출관(56)이 설치되어 있어 침출된 음폐수 일부를 농축조(70)로 이송시키도록 되어 있다.

한편, 침출조외부케이스(51)의 내부에는 내관(53)과 외관(52)이 이중관 형태로 설치되어 있다.

내관(53)과 외관(52)은 도면에 도시된 것처럼 연결부(54)에 의해 연결되어 있으며, 연결부(54) 상부로는 내관(53), 외관(52), 연결부(54)에 의해 갇힌 상등수수용공간(54a)이 형성되어 있다.

아울러, 내관(53)의 상단 외주면은 톱니형의 돌기(53a)가 다수 형성되어 있어 거품을 걸러낼 수 있도록 구성되어 있다.

이때, 외관(52)의 하부는 바깥쪽으로 경사지게 확폭된 확폭부(52a)를 가져 침출조(50) 내부의 음폐수가 서서히 상승할 때 모아주는 역할을 하도록 하는 것이 좋다.

이러한 침출조(50)는 최초 동작시에는 제3폭기장치(40)로부터 음폐수를 공급받고, 제1분기밸브(57)의 개폐에 의해 음폐수를 농축조(70)로 이송시키며, 추후에는 제1분기밸브(57)에 의해 환송관(55)을 통해 제1폭기조(21)로 음폐수를 환송시키게 된다.

침출조외부케이스(51) 내측에 내관(53)과 외관(52)을 설치한 이유는 제3폭기조배출관(40a)으로부터 상부 유입되는 음폐수에 의해 침출조외부케이스(51) 내부의 음폐수의 흐름이 생기기 때문에 침전되어 층분리가 발생되지 않은 음폐수가 바로 배출되지 않게 하려는 것이다.

즉, 내관(53) 내측의 음폐수는 외부 음폐수의 유입에 의한 유체 이동의 적기 때문에 침출 과정이 잘 이루어지게 되어 층 분리가 원할하고 층 분리가 원할해지게 되며, 그 중에서 상부로 부유된 음폐수가 돌기(53a)를 넘어 상등수수용공간(54a)으로 이동하도록 한 것이다.

이때, 내관(53) 상단에 톱니형의 돌기(53a)를 형성한 것은 내관(53) 내부의 음폐수 중에서

그 과정 중에 침출되지 않고 상부로 고인 거품 등의 이물질은 톱니의 윗 부분에 걸려 넘어가지 못하게 한 채 정화된 음폐수만 다음 과정으로 이동할 수 있게 한 것이다.

한편, 상등수수용공간(54a)으로 유입된 상등수를 배출하기 위하여 연결부(54) 상단 외관(52)에 상등수배출관(50a)이 연결되어 있다.

즉, 상등수수용공간(54a)으로 유입된 상등수는 상등수배출관(50a)을 통해 다음 공정으로 이동하게 된다.

저장조(60)는 도 1에 도시된 것처럼 침출조(50)의 연결부(54) 상단의 외관(52)에 연결된 상등수배출관(50a) 일측이 상부에 위치하여 상등수수용공간(54a)의 상등수가 유입된다.

여기서, 상등수라 함은 침출조(50)의 상등수수용공간(54a)으로 유입된 음폐수를 일컫는는다.

저장조(60)는 크게 상등숫수용공간으로부터 음폐수를 공급받는 저장조케이스(61)와, 저장조케이스(61)의 일측으로부터 음폐수를 공급받아 타측으로 음폐수를 공급하되, 타측에 미세기포를 공급하는 제2혼기노즐(62a)이 연결되어 있는 제2미세기포공급장치(62)로 구성된다.

제2미세기포공급장치(62)는 상술한 제1미세기포공급장치(22)와 동일한 구성이다.

즉, 저장조케이스(61) 일측과 타측을 연결하는 제2순환관(62c)이 설치되어 있고, 제2순환관(62c)의 관로상에 제2펌프(62d)가 설치되어 있어 저장조케이스(61) 내부의 음폐수를 강제 이송시키게 되어 있으며, 제2순환관(62c)에서 음폐수가 저장조케이스(61)로 재공급되는 측에는 제2혼기노즐(62a)이 설치되어 있으며, 제2혼기 노즐(62a)의 일측에는 도시된 것처럼 제2급기관(62b)이 설치되어 있다.

저장조(60)에 제2미세기포공급장치(62)를 설치한 이유는 상등수유입공간으로부터 유입된 음폐수 즉, 필터링 및 다수의 폭기를 거쳐 유기물이 분해되고, 중금속이 걸러진 정화된 음폐수에 저장 과정에서 지속적으로 미세기포를 공급시켜 최종적으로 악취를 제거하고 잔존 유기물이 분해될 수 있도록 하기 위함이다.

이러한 저장조(60)는 최종배출관(60a)을 통해 차량(80)의 탱크에 연결하여 비료를 공급하도록 하거나, 별도의 다수 저장탱크에 최종배출관(60a)을 연결해 제조된 비료를 공급, 저장하도록 할 수 있다.

농축조(70)는 침출조배출관(56)으로부터 음폐수를 공급받으며, 외부로부터 호기성 복합미생물을 공급받는 농축조케이스(71)가 구비되어 있고, 농축조케이스(71) 내부에 에어를 공급하는 제4에어공급장치(72)가 설치되어 있다.

제4에어공급장치(72)는 상술한 제1에어공급장치(23)와 동일하다.

즉, 에어를 공급하는 제4에어공급관(72a) 및 제4에어분배관(72b), 제4에어노즐(72c)을 통해 농축조(70) 내부에 에어를 공급하도록 되어 있다.

이러한 농축조(70)는 일측에 농축조공급관(73)이 설치되어 있으며, 농축조공급관(73)의 관로상에는 제3펌프(73a)가 설치되어 있다.

아울러, 농축조공급관(73)의 끝단은 환송관(55)과 연결되어 있다.

이때, 연결 지점에는 제2분기밸브(73b)를 설치할 수도 있다.

이러한 농축조(70)는 외부로부터 호기성 복합미생물을 공급받고, 침출조배출 관(56)으로부터 최초 음폐수를 공급받아 고농도로 호기성 복합미생물을 활성화시킨 다음 이를 제1폭기조(21) 측으로 공급하여 제1폭기조(21) 내지 제3폭기조(41)에서 미생물에 의한 유기물의 분해 처리를 활성화시키기 위한 것이다.

상기 시설을 이용하여 음폐수를 처리한 예를 설명하면 다음과 같다.

먼저 파쇄된 음식물 폐기물을 필터링장치(10)로 공급하여 고형물과 음폐수를 분리한 후 분리된 음폐수를 순서대로 제1폭기조(21), 제2폭기조(31), 제3폭기조(41) 및 침출조(50)로 이동시켰다.

상등수수용공간(54a)에 상등수가 채워지기 이전 즉, 내관(53)의 돌기(53a) 너머로 음폐수가 차기 전에 제1분기밸브(57)를 조절하여 농축조(70)로 음폐수를 공급하였다.

농축조(70)에 음폐수를 채운 상태에서 더이상의 음식물 폐기물 공급을 중단한 채 농축조(70)에 복합 호기성 미생물을 공급한 후 3일간 제4에어공급장치(72)를 작동시키면서 에어를 공급하여 농축조(70) 내의 MLSS가 12,000 PPM이 되도록 하였다.

이 상태에서 제1분기밸브(57)를 조절하여 침출조(50)에서 배출되는 음폐수를 제1폭기조(21)로 이동하도록 조정하고, 농축조공급관(73)과 제3펌프(73a)를 이용하여 농축조(70) 내부의 음폐수를 환송관(55)을 따라 이동하는 음폐수에 합류시켰다.

그런 다음 음식물 폐기물의 공급을 다시 재개하면서 음폐수를 반복 순환시켰다.

이 과정에서 제1 내지 제3폭기조(41) 내의 MLSS는 6,000 ~ 8,000 ppm을 유지시켰다.

음식물 폐기물은 매일 1.5 t씩 공급하면서 저장조(60)에서 배출된 음폐수를 주식회사 제일분석에 의뢰한 결과 질소, 수용성 P2O5, K2O, MgO, CaO는 소량 검출되었으며, 비소, 황청산화물, 아질선, 설파민산, 철, 구리 등의 중금속은 검출되지 않았다.

따라서, 상기와 같은 설비를 이용하여 양질의 액상 비료를 생산할 수 있음을 알았다.

도 1은 본 발명의 음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설을 나타낸 설비 구성도.

도 2는 본 발명의 음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설 중 필터링장치를 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명의 음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설 중 제1폭기조를 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명의 음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설 중 침출조를 나타낸 사시도.

<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>

10 : 필터링장치 10a : 폐기물공급관

10b : 음폐수배출관 10c : 고형물배출관

11 : 외부케이스 12 : 내부드럼

12a : 여과홀 13 : 스크류장치

13a : 모터 13b : 모터축

13c : 벨트 13d : 회전봉

13e : 여과스크류 20 : 제1폭기장치

20a : 제1폭기조배출관 21 : 제1폭기조

22 : 제1미세기포공급장치 22a : 제1혼기노즐

22b : 제1급기관 22c : 제1순환관

22d : 제1펌프 23 : 제1에어공급장치

23a : 제1에어공급관 23b : 제1에어분배관

23c : 제1에어노즐 30 : 제2폭기장치

30a : 제2폭기조배출관 31 : 제2폭기조

32 : 제2에어공급장치 32a : 제2에어공급관

32b : 제2에어분배관 32c : 제2에어노즐

40 : 제3폭기장치 40a : 제3폭기조배출관

41 : 제3폭기조 42 : 제3에어공급장치

42a : 제3에어공급관 42b : 제3에어분배관

42c : 제3에어노즐 50 : 침출조

50a : 상등수배출관 51 : 침출조외부케이스

52 : 외관 52a : 확폭부

53 : 내관 53a : 돌기

54 : 연결부 54a : 상등수수용공간

55 : 환송관 56 : 침출조배출관

57 : 제1분기밸브 60 : 저장조

60a : 최종배출관 61 : 저장조케이스

62 : 제2미세기포공급장치 62a : 제2혼기노즐

62b : 제2급기관 62c : 제2순환관

62d : 제2펌프 70 : 농축조

71 : 농축조케이스 72 : 제4에어공급장치

72a : 제4에어공급관 72b : 제4에어분배관

72c : 제4에어노즐 73 : 농축조공급관

73a : 제3펌프 73b : 제2분기밸브

80 : 차량

Claims

음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설에 있어서,

내부에 여과홀(12a)이 외주면에 다수 형성되어 있는 내부드럼(12)이 설치되어 있고, 내부드럼(12) 내부에는 회전식 여과스크류(13e)가 설치되어 있으며, 내부드럼(12)의 외측으로 외부케이스(11)가 구비되어 있고, 일측에 내부드럼(12)까지 폐기물공급관(10a)이 연결되어 있고, 외부케이스(11) 하부에는 음폐수배출관(10b)이 연결되어 있고, 내부드럼(12)의 타측에 고형물배출관(10c)이 연결되어 있는 필터링장치(10)와;

상기 필터링장치(10)의 음폐수배출관(10b)으로부터 음폐수를 공급받는 제1폭기조(21)와, 제1폭기조(21)의 바닥에 설치되어 제1폭기조(21) 내부에 에어를 공급하는 제1에어공급장치(23)와, 제1폭기조(21)의 일측으로부터 음폐수를 공급받아 타측으로 음폐수를 공급하되, 타측에 미세기포를 공급하는 제1혼기노즐(22a)이 연결되어 있는 제1미세기포공급장치(22) 설치되어 있는 제1폭기장치(20)와;

상기 제1폭기장치(20)로부터 음폐수를 공급받는 제2폭기조(31)와, 제2폭기조(31)의 바닥에 설치되어 제2폭기조(31) 내부에 에어를 공급하는 제2에어공급장치(32)로 구성된 제2폭기장치(30)와;

상기 제2폭기장치(30)로부터 음폐수를 공급받는 제3폭기조(41)와, 제3폭기조(41)의 바닥에 설치되어 제3폭기조(41) 내부에 에어를 공급하는 제3에어공급장치(42)로 구성된 제3폭기장치(40)와;

상기 제3폭기조(41)로부터 음폐수를 공급받으며, 하부에 제1분기밸브(57)가 설치되어 있고, 제1분기밸브(57) 일측에는 제1폭기조(21)와 연결된 환송관(55)이 설치되어 있으며, 제1분기밸브(57) 타측에는 침출조배출관(56)이 설치되어 있는 침출조외부케이스(51)와, 상기 침출조외부케이스(51) 내부에 내관(53)과 외관(52)이 이중관 형태로 설치되어 있되, 내관(53)과 외관(52)은 연결부(54)에 의해 연결되어 연결부(54) 상부로 상등수수용공간(54a)이 형성되어 있으며, 내관(53) 상단은 톱니형의 돌기(53a)가 다수 형성되어 있는 침출조(50)와;

상기 침출조(50)의 연결부(54) 상단의 외관(52)에 배관으로 연결되어 상등수수용공간(54a)으로부터 음폐수를 공급받는 저장조케이스(61)와, 저장조케이스(61)의 일측으로부터 음폐수를 공급받아 타측으로 음폐수를 공급하되, 타측에 미세기포를 공급하는 제2혼기노즐(62a)이 연결되어 있는 제2미세기포공급장치(62)가 설치되어 있는 저장조(60)와;

상기 침출조배출관(56)으로부터 음폐수를 공급받으며, 외부로부터 호기성 복합미생물을 공급받는 농축조케이스(71)와, 농축조케이스(71) 내부에 에어를 공급하는 제4에어공급장치(72)가 설치되어 있으며, 타측에 환송관(55)과 연결된 채 관로상에 제3펌프(73a)가 설치된 농축조공급관(73)이 설치되어 있는 농축조(70);를 포함하여 구성된,

음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설.
제 1항에 있어서,

상기 필터링장치(10)의 내부드럼(12)에 형성된 여과홀(12a)은 0.5 ~1.5 mm 직경을 갖는 것을 특징으로 하는,

음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설.
제1항에 있어서,

상기 제1미세기포공급장치(22)는 제1폭기조(21) 일측과 타측을 연결하는 제1순환관(22c)과, 제1순환관(22c)의 관로상에 설치되어 있는 제1펌프(22d) 및 제1순환관(22c)에서 음폐수가 제1폭기조(21)로 재공급되는 측에 설치되어 있고, 일측에 제1급기관(22b)이 구비되어 있어 미세화된 기포를 제1폭기조(21) 내부 수류에 공급하도록 되어 있는 제1혼기노즐(22a)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는,

음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설.
제 3항에 있어서,

상기 제2미세기포공급장치(62)는 저장조(60)의 저장조케이스(61) 일측과 타측을 연결하는 제2순환관(62c)과, 제2순환관(62c)의 관로상에 설치되어 있는 제2펌프(62d) 및 제2순환관(62c)에서 음폐수가 저장조케이스(61)로 재공급되는 측에 설치되어 있고, 일측에 제2급기관(62b)이 구비되어 있어 미세화된 기포를 저장조케이 스(61) 내부 수류에 공급하도록 되어 있는 제2혼기노즐(62a)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는,

음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설.
제 4항에 있어서,

상기 외관(52)의 하부는 바깥쪽으로 경사지게 확폭된 확폭부(52a)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,

음식물류 폐기물 폐수의 액비화 처리 시설.