오·폐수 슬러지를 이용한 연료제조방법 및 장치{FUEL MANUFACTURING METHOD USING SLUDGE OCCURRED FROM FOUL WATER, AND A DEVICE USING THE SAME METHOD}

본 발명은 오·폐수를 탱크에 수집하여 탱크 내에 슬러지가 침전되게 하는 한편 침전물 상부의 물은 탱크에 설치된 배관을 통해 외부로 배출하여 정화처리하고, 탱크내의 슬러지 속으로 건조기를 삽입하여 탈수 및 건조시킨 후 건조된 슬러지를 생활 폐기물, 음식물쓰레기와 산업현장에서 발생되는 슬러지, 폐목재, 낙엽과 혼합 및 분쇄하며, 이렇게 된 혼합 분쇄물을 석탄가루와 혼합하여 제조한 고체연료를 열병합 발전소 연료로 사용할 수 있도록 함으로 그린 에너지를 공급하는 동시에 환경친화적인 처리방법으로 오 폐수 슬러지를 처리할 수 있도록 한 오·폐수 슬러지를 이용한 연료 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래에는 생활 폐기물과 오·폐수가 각각 폐기되므로 이를 처리하기 위해 매립 등 많은 처리비용이 발생되고, 환경오염의 주범이 되는 문제점이 있다. 특히, 축산폐기물과 인분 등은 별도 정화조에서 오물처리장으로 처리한 후 이를 퇴비화시키게 되는데 여러 공정을 거쳐야 하는 문제점으로 시설부지의 확보, 매립 설비의 거대화, 운전 및 관리에 따른 문제점, 환경 및 토질오염이 발생하여 비경제적으로 운전되는 문제점이 있다.

특히, 축산분뇨, 인분, 동분 등은 즉시 비료화 시키지 못하고 수개월 숙성및 발효시킨 후 이를 가공처리하여 비료료 사용하는 번거로운 문제점으로 인하여 현실화되지 못하고 정화처리되는 문제점이 있다.

또한 음식물 폐기물은 염분을 제거해야 하는 문제점이 있는 관계로 과거에는 산업폐기물과 함께 해양 투기를 실시 하였으나, 최근에 해양투기는 법적으로 금지함으로 재활용할 수 없는 폐기물은 땅속에 묻거나 소각하는 방법으로 처리되고 있으나 이 역시 토양오염과 대기오염 등을 유발하므로 환경을 오염시키는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결 하기 위한 것으로서 가정에서 발생되는 생활 폐기물과 하수 슬러지 및 건설폐기물, 건설 및 산업폐기물, 축산분뇨, 인분 등을 재처리하여 환경친화적인 그린에너지 연료를 제조하는 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.

또한 본 발명은 산업용 또는 가정용 연료를 공급함으로서 전기 생산과 온수등을 생산하여 각 분야에 활용할 수 있고, 오·폐수에서 발생되는 슬러지와 목재, 종이, 합성수지, 비닐, 건축폐자재 등의 생활 폐기물, 음식물쓰레기 등을 재활용 함으로 환경오염방지와 폐기물처리 비용을 절감할 수 있는 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 아파트별, 동단위, 리단위에서 발생되는 오·폐수의 물을 정화처리하여 화장실용 등의 허드렛물로 재활용하며, 부족한 수자원을 확보할 수 있도록 한 오 폐수 처리 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 오·폐수에서 발생되는 슬러지와 목재, 낙엽, 종이, 합성수지, 비닐, 건축폐자재 등의 생활 폐기물, 음식물쓰레기를 건조한 후 분쇄 혼합하여 생성된 혼합분쇄물에 무연탄과 같은 석탄가루를 일정비율로 혼합하여 고열량의 연료를 제조하는 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 오·폐수 슬러지를 이용한 연료 제조 방법은 오·폐수를 복수의 밀폐된 오·폐수 탱크로 순차적으로 집수하는 단계; 상기 집수단계에 의해 집수된 오·폐수 탱크에 슬러지를 침전시키는 한편 오·폐수의 물을 탱크 외부로 배출하는 단계; 침전된 슬러지의 발효에 의해 발생되는 메탄가스를 탱크의 뚜껑에 설치된 가스배출관을 통해서 수집하는 단계; 탱크의 뚜껑을 열고 슬러지에 건조기를 투입하여 건조기 내에 모인 수분을 오·폐수가 집수되는 다음 오·폐수 탱크로 배출하여 탈수하는 단계; 탈수 후 건조기에 전원을 공급하여 슬러지를 건조시키는 단계; 건조기에 의해 건조된 슬러지를 분쇄기로 공급하여 분쇄시키는 단계; 생활 폐기물(종이, 비닐, 나무, 고무, 스티로폼, 폐아스콘, 야자수 등)을 분쇄시키는 단계; 슬러지의 분쇄시에 생활 폐기물과 건조된 음식물 쓰레기를 함께 분쇄하여 혼합슬러지를 형성하는 단계; 혼합슬러지를 터널건조로에 통과시켜 건조시키는 건조단계; 건조된 슬러지 혼합분말 35~55중량%에 석탄가루 45~65중량%를 혼합하는 단계; 프레스 성형하여 구공탄, 주먹탄, 조개탄 등을 성형하는 단계로 구성함으로써 이루어진다.

본 발명의 오·폐수 슬러지를 이용한 연료 제조장치는 수집된 오·폐수의 슬러지는 침전되고 물은 오·폐수가 수집되는 다음의 오·폐수 탱크로 배출되며, 뚜껑으로 밀폐된 복수의 오·폐수 탱크; 복수의 오·폐수 탱크에 순차적으로 오·폐수가 수집되도록 오·폐수 탱크의 오·폐수 공급관과 오·폐수 공급라인 사이에 연결된 오·폐수 공급 밸브 제어 부재; 오·폐수 탱크에 침전된 슬러지에 삽입되어 슬러지를 탈수 및 건조시키는 건조기; 탱크로부터 배출되는 슬러지가 제거된 오·폐수를 수집하여 정화하는 정화처리장치를 포함함으로서 이루어진다.

본 발명은 오·폐수에서 발생되는 슬러지를 고체 연료로 재활용함은 물론 오·폐수를 정화하여 화장실용 등의 허드렛물로 재활용하는 동시에 부족한 수자원을 확보하고 슬러지는 고형연료화시켜 발전연료로 사용하여 전기를 생산함으로서 아파트별, 동 단위, 리 단위 등으로 오·폐수 슬러지를 이용한 연료 제조 장치를 설치하여 환경친화적인 연료를 제조하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 오·폐수에서 발생되는 슬러지를 제외한 나머지 물을 정화처리하여 화장실용 등의 허드렛물로 재사용함으로써 하천, 강, 바다 등의 생태환경오염을 방지하는 효과가 있다.

슬러지를 분리시킨 생활하수를 정화처리하여 재사용함으로 인하여 댐 건설과 부지 매입, 송수관 설치 및 운영관리비 등이 현재 댐 저수 용량의 약50% 이상 추가 건설하는 효과가 있고 수조 원의 국비가 절감되는 효과가 있다.

또한 생활하수로 인한 4대 강의 오염 원인을 없애므로 바다오염도 방지하는 효과가 있다.

더욱이 댐 건설로 인한 토지 함몰로 자연 환경파괴를 방지하여 아름다운 강산을 유지하는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제조 방법 및 장치에 대해 설명한다.

본 발명은 생활하수, 오수, 축산폐수와 공업폐수 등이 오·폐수 공급라인을 통해서 오·폐수 공급 밸브 제어 부재에 의해 복수의 오·폐수 저장태크에 순차적 으로 소정 기간 동안 탱크에 수집되면 슬러지는 오·폐수 탱크 내에 침전되어 쌓이고 오·폐수 탱크 상부로 차오르는 물은 탱크 상부에 설치된 배수파이프를 통해 정화처리장치로 유동되어 정화처리된다.

오·폐수 탱크에서 상부로 차오르는 물은 배수파이프를 통해서 정화처리장치로 유동되도록 배출관과 정화처리장치는 배출라인으로 연결된다.

배출라인을 통해서 정화처리장치로 공급된 물은 일련의 정화처리과정에 의해 2급수로 정화처리된 후 화장실이나 청소용 물로 재사용되고, 나머지는 하천, 강, 바다 등으로 방류된다.

생활하수, 오수, 축산폐수와 공업폐수 등이 오·폐수 공급라인(1, 2, 3)을 통해서 오·폐수 탱크(T1, T2, T3)로 수집되는 오·폐수는 오·폐수 공급 밸브 제어 부재(7)의 제어에 의해 순차적으로 공급된다. 이를 위해 오·폐수 공급 밸브 제어 부재(7)는 공급 파이프(4, 5, 6)에 의해 오·폐수 탱크(T1, T2, T3)와 연결되고, 이들 공급 파이프(4, 5, 6)는 오·폐수 공급 밸브 제어 부재(7)에 의해 통로가 개방되거나 차단된다.

오·폐수 탱크는 오·폐수로부터 슬러지와 물을 분리시키고, 슬러지가 소정 기간 동안 발효되어 메탄가스를 생성하도록 복수로 구성되고, 이들 탱크의 상부에서 배출관(13, 12; 13-1,12-1; 13-2,12-2)을 통해 배출되는 물은 배출라인(L1)으로 유동 된다. 오·폐수 탱크는 제1 오·폐수 탱크(T1), 제2 오·폐수 탱크(T2), 제3 오·폐수 탱크(T3) 등으로 구성되고, 이들 제1 ~제3 오·폐수 탱크(T1, T2, T3)는 슬러지를 제외한 오·폐수 물이 탱크 외부로 배출되도록 탱크 상부에 복수 개의 배 출관(12, 13; 12-1,13-1; 12-2,13-2)이 상·하로 간격지게 설치된다.

상·하로 간격지게 설치된 배출관(13, 12; 13-1,12-1; 13-2,12-2)중 하부 배출관(12, 12-1,12-2)이 막히는 경우 상부배출관(13, 13-1, 13-2)을 통해서 탱크 외부로 오·폐수의 물이 배출된다.

이 배출관(12, 13; 12-1,13-1; 12-2,13-2)에는 필터(도시되지 않음)가 설치되는 것이 바람직하다.

오·폐수 탱크(T1, T2, T3)는 탱크 본체를 개·폐하도록 뚜껑(15)이 결합된다. 오·폐수 탱크(T1, T2, T3)는 그 형태 및 구조가 동일하므로 오·폐수 탱크(T1)에 대하여 설명하고, 나머지 오·폐수 탱크(T2, T3)에 대한 설명은 생략한다.

이 뚜껑(15)은 둘레에 플랜지(17)가 형성되고, 이에 대응하여 탱크 본체(T1)에도 플랜지(14)가 형성되어 상호 볼트(21)로 결합된다. 그리도 뚜껑(15)에는 압력계, 슬러지의 레벨을 감지하도록 레벨감지센서(도시되지 않음)가 설치되고, 슬러지가 소정기간 동안 발효되어 발생되는 메탄가스를 오·폐수 탱크로부터 배출하도록 가스배출관(도시되지 않음)용 연결부(20)가 설치된다.

또한 탱크를 밀폐하는 뚜껑(15)에는 오·폐수 공급 밸브 제어 부재(7)와 연결된 공급파이프(4)와 연결되도록 주입구(16)가 형성되고, 이 주입구(16)에 공급파이프(4)가 연결 결합 된다. 마찬가지로 나머지 뚜껑(15-1, 15-2)의 주입구에도 공급파이프(5, 6)가 각각 연결된다.

그리고 뚜껑(15)을 오·폐수 탱크 본체로부터 개·폐할 수 있도록 걸이구(18)가 복수 개 설치된다.

뚜껑(15)과 오·폐수 탱크본체(11)는 볼트(21)로 체결되고, 공급파이프(4)도 뚜껑(15)의 개구에 볼트(24)로 체결된다.

오·폐수 탱크본체(11)의 하부에는 슬러지의 처리후 세척 등을 위해 배수하는 배수파이프(22)가 설치되고, 배수파이프(22)에는 파이프의 개·폐를 위해 밸브(23)가 구비된다. 이 배수파이프(22)는 오·폐수가 수집되는 다음의 오·폐수 탱크에 연결되어 슬러지가 침전되게 한다. 여기에서 오·폐수가 수집되는 다음의 오·폐수 탱크는 오·폐수의 수집이 완료된 후 탈수, 건조가 이루어질 때 오·폐수가 수집되는 다음 탱크를 가르킨다.

탱크본체(11)에 오·폐수를 공급하도록 오·폐수 공급라인(1,2)과 오·폐수 탱크의 공급파이프(4, 5, 6) 사이에는 오·폐수 공급라인(1,2)으로 공급되는 오·폐수를 제어하도록 오·폐수 공급 밸브 제어 부재(7)가 구비된다.

오·폐수 공급 밸브 제어 부재(7)에 의해 제1 ~제3 오·폐수 탱크에 순차적으로 오·폐수가 공급된다.

이 오·폐수 공급 밸브 제어 부재(7)는 각각의 탱크(T1, T2, T3)에 설치된 레벨센서로부터 슬러지(S)의 설정 레벨 감지 신호에 따라 오·폐수 탱크(T1, T2, T3)로 연결된 공급파이프(4, 5, 6)의 통로를 선택적으로 차단 또는 개방하는 방식으로 작동된다.

제1 오·폐수 탱크(T1)는 탱크 본체(11)에 설치된 오·폐수 물 배출관(12, 13)과 배출라인(L1) 사이에 밸브(V1)가 설치되는 것이 바람직하다. 이와 마찬가지 로 제2 오·폐수 탱크(T2) 및 제3 오·폐수 탱크(T3)의 오·폐수 물 배출관(12-1, 13-2; 12-2, 13-2)과 배출라인(L1) 사이에 밸브(V2, V3)가 각각 설치되는 것이 바람직하다.

오·폐수 탱크에 침전된 슬러지의 탈수 및 건조를 위해 삽입되는 건조기(30)는 탈수에 의해 수분이 슬러지로부터 제거됨에 따라서 오·폐수 탱크 하부로 이동될 수 있다. 이때 오·폐수 탱크에서 건조기(30)가 쓰러지는 것을 방지하거나 오·폐수 탱크에서 들어올릴 수 있도록 건조기 상부의 걸고리(32)는 도시되지 않은 줄이나 체인 등으로 현수되게 지지되는 것이 바람직하다. 슬러지에 삽입되는 건조기(30)의 하부 내측으로 더 많은 수분이 모일 수 있다.

상기 오·폐수 공급 밸브 제어 부재(7)의 제어작동에 의해 본 발명의 제1 오·폐수 탱크(T1)로 오·폐수가 공급되면 슬러지가 침전되어 설정 레벨로 쌓이고 상부의 물은 배출관(12, 13)을 통해서 자연적으로 탱크 외부로 배출되어 배출라인(L1)으로 이동된다. 이때 제1 오·폐수 탱크(T1)에 슬러지 침전이 완료되는 기간은 통상 3~4개월 걸린다. 따라서 제1 오·폐수 탱크(T1)에 쌓인 슬러지의 발효에 의해 발생되는 메탄가스는 뚜껑(15)에 연결부(20)에 설치되는 가스배출관(도시되지 않음)을 통해서 배출되어 메탄가스 저장소(도시되지 않음)로 수집된다.

오·폐수가 공급되어 슬러지가 내부에 쌓인 제1 오·폐수 탱크(T1)는 제2 오·폐수 탱크(T2)에 오·폐수가 공급되는 소정 기간 동안 슬러지에서 수분을 제거하기 위해 오·폐수 탱크(T1)의 뚜껑(15)을 개방한다.

제1 오·폐수 탱크(T1)의 뚜껑(15)을 개·폐하기 전에 슬러지(S)로부터 냄새 를 제거하도록 약품처리를 미리 하는 것이 바람직하다.

뚜껑(16)을 개방한 제1 오·폐수 탱크(T1)의 슬러지(S) 내로 본 발명의 건조기(30)를 탱크 바닥부분에 닿게 삽입하면 슬러지(S)에 함유된 수분이 건조기의 망을 통해서 건조기(30) 내측으로 모이게 된다. 이 건조기(30) 내측에 모인 물은 별도의 펌핑 수단에 연결되는 파이프(32)를 통해서 자동으로 오·폐수가 수집되는 다음의 오·폐수 탱크로 배출되어 침전되고, 상기 다음의 오·폐수 탱크에서 외부로 배출된 물은 정화처리를 위해 라인(L1)으로 연결되는 것이 바람직하다. 이와 같이 건조기(30)에 의해 탈수하는 작업은 장기간, 예컨대 2개월에 걸쳐서 이루어진다. 그리고 슬러지(S)의 탈수가 이루어진 다음 건조기(30)에 전원을 공급하여 슬러지를 건조시킨다. 건조기의 건조 작업도 장기간, 예컨대 3개월에 걸쳐서 이루어질 수 있다. 여기에서 건조기(30)는 도면에 1개가 예시됐지만, 여러 개의 건조기가 삽입되어 슬러지의 탈수 및 건조가 이루어질 수 있다.

이를 위해 건조기(30)는 상부보다 하부가 좁은 원통형태의 망구조로 구성된다. 건조기(30)는 링 형태의 상부 프레임(31)과, 이 상부 프레임(31)에 현수되는 형태의 망으로 구성되고, 이 망에는 상부 프레임(31) 둘레로 간격지게 전극봉(33)이 다수 설치된다. 건조기(30)는 슬러지에 가압될 때 망 형태가 유지되도록 강성을 갖는 것이 바람직하다. 또한 건조기(30)를 이동시킬 수 있도록 고리(32)가 상부 프레임(31)에 설치된다. 망의 크기는 1mm 이하의 이물질이 건조기 내부로 침투되지 않을 정도이면 충분하다.

따라서 슬러지에 건조기(30)가 삽입되면 건조기의 망을 통해서 물이 통과되 어 건조기 내에 물이 고인다. 이 물은 펌핑장치(도시되지 않음)에 의해 다음의 오·폐수가 수집되는 오·폐수 탱크로 보내져서 침전된다.

슬러지로부터 탈수가 이루어져서 건조기 내로 물이 고이지 않는 경우 건조기의 전극봉(33)에 전원을 공급하여 건조기(30)를 가열시킨다. 이때 오·폐수 탱크에서 건조기(30)가 쓰러지는 것을 방지하거나 오·폐수 탱크에서 들어올릴 수 있도록 건조기 상부의 걸고리(32)는 도시되지 않은 줄이나 체인 등으로 현수되게 지지되는 것이 바람직하다.

이와 같이 건조기(30)의 삽입에 의한 탈수 및 가열에 의해 이루어지는 슬러지(S)의 건조작업은 제2 오·폐수 탱크(T2)에 오·폐수가 저장되는 기간 내에 이루어진다.

이와 같이 제1 오·폐수 탱크(T1)에 오·폐수가 저장완료되고, 오·폐수 공급 밸브 제어 부재(7)의 제어작동에 의해 제1 오·폐수 탱크(T1)로의 오·폐수 공급이 차단되고 다음의 제2 오·폐수 탱크(T2)에 오·폐수가 공급되어 저장되는 동안에 제1 오·폐수 탱크(T1)에 침전된 슬러지(S)의 탈수 및 건조작업이 이루어지다. 그리고 이와 마찬가지로 제2 오·폐수 탱크(T2)에 오·폐수가 저장완료되면 오·폐수 공급 밸브 제어 부재(7)에 의해 제2 오·폐수 탱크(T2)로의 오·폐수 공급이 차단되고 다시 다음의 제3 오·폐수 탱크(T3)로 오·폐수의 공급이 이루어진다.

제2 오·폐수 탱크(T2)에 슬러지의 침전이 완료되는 기간도 제1 오·폐수 탱크(T1)의 탈수 및 건조기간과 같이 3~4개월 걸리므로 제2 오·폐수 탱크(T2)로 부 터 발생되는 메탄가스는 3~4개월 동안 제1 오·폐수 탱크(T1)와 마찬가지로 메탄가스 저장소로 수집된다. 그리고 제3 오·폐수 탱크(T3)로 오·폐수가 공급되는 동안 제2 오·폐수 탱크(T2)의 뚜껑을 열고 건조기(30)를 투입하여 슬러지(S)의 탈수 및 건조하는 작업이 이루어진다,

1차 오·폐수 탱크(T1)와, 2차 오·폐수 탱크(T2), 3차 오·폐수 탱크(T3)로 주입되는 기간은 오·폐수 탱크 용량에 따라 가변될 수 있다.

제3 오·폐수 탱크(T3)의 오·폐수가 저장완료되면, 다시 제1 오·폐수 탱크(T1)로 오·폐수가 공급되고, 뚜껑이 개방된 후 슬러지의 탈수 및 건조작업이 상기와 마찬가지로 이루어진다. 물론 제3 오·폐수 탱크(T3)에 오·폐수가 저장완료되는 3~4개월동안 제3 오·폐수 탱크(T3)에서 발생되는 메탄가스는 제1,2 오·폐수 탱크(T, T2)와 같이 동일 메탄가스 저장소로 수집된다.

이와 같이 제1, 2, 3 오·폐수 탱크(T1, T2, T3)는 연속하여 오·폐수의 수집, 저장 그리고 탈수 및 건조가 1년에 걸쳐 이루어진다.

물론 제1,2, 3 오·폐수 탱크(T1, T2, T3)에 오·폐수가 수집되는 기간에 배출관(12, 13; 12-1, 13-2; 12-2, 13-2)을 통해서 정화처리장치와 연결된 배출라인(L1)으로 오·폐수의 물이 계속하여 공급되므로 물의 정화처리도 계속하여 이루어지나.

오·폐수 공급 밸브 제어 부재(7)은 각각의 오·폐수 탱크(T1, T2, T3)에 설치된 레벨센서(도시되지 않음)의 신호에 의해 오·폐수 공급을 차단하거나 개방하는 역할을 한다.

탱크 내에 침전되어 쌓인 슬러지는 탈수 및 건조된 후 제1 오·폐수 탱크(T1)에서 수거하여 분쇄기로 공급되어 소정의 크기로 분쇄된다.

건조된 오·폐수 슬러지에는 일반 쓰레기, 폐가구, 건축물 폐기물 등이 포함되어 있으므로 분쇄기에서 분쇄하여 2~5㎜이하의 가루로 분쇄한다.

이때 분쇄기에는 건조된 생활 폐기물(종이, 비닐, 나무, 고무, 스티로폼, 폐아스콘, 야자수 등)과 함께 분쇄기에 넣어 2~5mm 크기로 분쇄한다.

슬러지와 생활폐자재의 분쇄된 슬러지 혼합물은 3mm이하 크기로 분쇄되는 것이 바람직하다.

물론 생활폐자재는 수거된 상태가 아니라 슬러지의 분쇄시에 적절한 크기로 분쇄되는 것이 바람직하다.

더욱이, 음식물 쓰레기도 미리 건조한 후 상기 분쇄기에 혼합하여 분쇄된다.

이와 같이 슬러지에 생활폐자재와 음식물쓰레기를 혼합하여 소정 크기로 분쇄된 혼합분말에 무연탄 등의 석탄가루를 혼합한 후 성형하면 고체연료가 된다.

분쇄기에 투입되는 슬러지는 30~60중량%, 기타 생활 폐기물 및 음식물 쓰레기40~70중량%를 투입한 후 분쇄하여 슬러지 혼합분말을 만든다.

이와 같이 만들어진 슬러지 혼합분말 35~55중량%에 석탄가루 45~65중량%를 혼합하여 구공탄, 주먹탄, 조개탄 등을 제조하여 열병합발전소의 연료로 또는 가정용 연료로 이용할 수 있다.

이와 같이 제조된 구공탄, 주먹탄, 조개탄 등의 제품은 4,500~ 5,500Kcal 의 열량을 갖는다.

한편, 상기의 슬러지를 처리함과 동시에 제1 내지 제3 오·폐수 탱크(T1, T2, T3)에서 하부, 상부 배출관(12,13; 12-1, 13-1; 12-2, 12-2)을 통해서 배출라인(L1)으로 배출되는 오·폐수는 정화처리장치로 공급된다.

정화처리장치는 상기 제1 내지 제3 오·폐수 탱크(T1, T2, T3)로부터 공급되는 오·폐수를 수집 및 수처리하기 위해 1차침전조(40, 50), 2차침전조(41, 51), 여과조(42, 52), 약품처리조(43, 53), 방류조(44, 54) 등을 포함한다. 여기에서 방류조(44, 54)는 생활용수, 예컨대 화장실용이나 청소용 등으로 사용되도록 재사용 라인으로 연결된다. 1차침전조(40, 50), 2차침전조(41, 51), 여과조(42, 52), 약품처리조(43, 53), 방류조(44, 54)에는 하부에 배출파이프(d1, d2, d3, d4, d5) 등이 구비되고, 이 배출파이프(d1, d2, d3, d4, d5)의 개·폐는 밸브에 의해 제어된다.

정화 처리장치에 의해 정화처리된 오·폐수는 2급수로 정화처리한 다음 방류조(44, 54)에 연결된 재사용 라인을 통해서 화장실이나 청소용 물과 같은 허드렛물로 재사용하고 나머지는 강과 바다로 방류한다.

이와 같이 정화 처리하여 허드렛물로 재사용하는 경우 수돗물을 약 40~50%정도가 절수되고 오·폐수로 인한 하천의 오염을 방지한다.

이하 본 발명의 오·폐수를 이용하여 산업용 또는 가정용으로 사용할 수 있는 슬러지를 이용한 연료 제조 단계를 설명한다.

먼저, 탱크로 집수된 오·폐수로부터 슬러지를 건조시키기 위해 오·폐수를 복수의 밀폐된 오·폐수 탱크로 집수하는 단계;

상기 집수단계에 의해 오·폐수 탱크에 집수된 오·폐수 중 슬러지를 침전시 키는 한편 오·폐수의 물은 탱크 외부로 배출하는 단계;

침전된 슬러지의 발효에 의해 발생되는 메탄가스를 탱크의 뚜껑에 설치된 가스배출관을 통해서 수집하는 단계;

탱크의 뚜껑을 열고 슬러지에 건조기를 투입하여 건조기 내에 모인 수분을 외부로 배출하여 탈수하는 단계;

탈수 후 건조기에 전원을 공급하여 슬러지를 건조시키는 단계;로 구성된다.

이와 같이 건조된 슬러지는 탱크로부터 꺼내서 분쇄기로 공급되어 분쇄되는 단계를 거친다.

슬러지의 분쇄시에 생활 폐기물(종이, 신문, 비닐, 낙엽, 나무, 고무, 스티로폼, 폐아스콘, 야자수 등)도 함께 분쇄된다. 그러나 생활 폐기물의 크기가 너무 큰 경우 분쇄가 균일하게 이루어지지 않을 수 있으므로 생활 폐기물은 미리 별도 분쇄처리되는 것이 바람직하다.

슬러지의 분쇄단계에서 슬러지와 생활 폐기물은 2~5mm 크기로 분쇄된다.

슬러지와 생활 폐기물의 분쇄된 슬러지 혼합물의 크기는 3mm이하가 바람직하다.

한편 음식물 쓰레기도 미리 건조한 후 상기 분쇄기에 혼합하여 분쇄된다.

분쇄된 혼합 슬러지는 30~60중량%, 기타 생활 폐기물 및 음식물 쓰레기40~70중량%로 구성된다.

이와 같이 분쇄된 혼합슬러지는 터널건조로를 통과시켜 건조시키는 건조단계;

건조된 슬러지 혼합분말 35~55중량%에 석탄 45~65중량%를 혼합하는 단계;

프레스 성형하여 구공탄, 주먹탄, 조개탄 등을 성형하는 단계를 거쳐서 슬러지를 이용한 연료의 제품완성이 종료된다.

상기 건조단계에서 터널건조로의 온도는 150~250℃의 온도이다.

제품완성이 되면 이들 구공탄, 주먹탄, 조개탄 등을 포장하는 단계를 거친다.

이와 달리, 슬러지 30~60중량%와 목재 40~70중량%를 분쇄기에 투입하여 분쇄하여 2mm 이하의 혼합가루를 만든다. 그리고 분쇄기에 투입되는 3mm이하의 크기가 바람직하다.

이와 같이 분쇄된 슬러지 혼합가루는 다음의 터널건조로로 이송된다.

이 터널 건조로는 150~250℃의 온도이고, 이 건조로를 통과함에 따라서 혼합가루는 완전히 건조가 이루어진다.

건조된 슬러지 혼합물 35~55중량%에 석탄가루 45~65중량%를 혼합하여 연탄, 주먹탄 등을 저비용으로 제조하여 산업용이나 가정용으로 이용할 수 있다.

열병합 발전소의 연료로 이용하는 경우 전기를 생산하여 한국전력공사에 전기를 판매하고, 열병합 발전소에서 발생되는 온수, 열 등은 인근의 아파트, 주택, 사무실, 상가 등에 공급하여 사용할 수 있다.

상기에서 본 발명은 오·폐수 슬러지를 이용한 연료 제조 방법 및 장치에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명은 상기 예에 한정되는 것이 아니고 특허청구범 위, 발명의 상세한 설명 및 첨부 도면의 범위 안에서 다양하게 변경·변형하여 실시 가능하며, 이와 같은 변경·변형 등에 의한 것은 당연히 본 발명의 범위에 속한다.

도 1은 본 발명의 오·폐수 슬러지를 이용하여 고체연료를 제조방법을 보여주는 개략도.

도 2는 도 1의 오·폐수 탱크로부터 정화처리장치를 보여주는 개략도.

도 3은 오·폐수에서 생긴 슬러지를 처리하는 단계를 보여주는 블록도.

도 4는 도 3의 오·폐수 탱크를 보여주는 단면도.

도 5는 도 4의 오·폐수 탱크에서 뚜껑을 개방한 상태를 보여주는 단면도.

도 6은 오·폐수 탱크의 슬러지에 삽입하여 슬러지를 탈수하고 건조하는 건조기의 사시도.

도 7은 도 5 건조기 정면도.

도 8은 오·폐수, 생활 폐기물, 음식물쓰레기를 건조한 후 분쇄, 건조,혼합, 성형하여 연료를 제조하는 단계와; 1,2차 침전, 여과, 약품처리, 재사용 및 방류처리하는 단계를 보여주는 개략 블록도.

도 9는 오·폐수 탱크의 다른 실시예를 보여주는 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

7: 오·폐수 공급 밸브 제어부재 12, 13: 하부·상부 공급파이프

15, 15-1, 15-2: 뚜껑 17: 플랜지

18: 걸이구 30: 건조기

31:(링 형태의) 상부 프레임 33: 전극봉

T1, T2, T3: 제1, 제2, 제3 오·폐수 탱크