친환경 유기성 폐기물 처리장치{ORGANIC WASTE TREATMENT SYSTEM}

본 발명은 친환경 유기성 폐기물 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가축분뇨나 음식물 쓰레기 등 유기성 폐기물로부터 수분을 분리하여 무화(霧化)함으로써 폐기물의 고형화와 여액의 정화처리비용을 획기적으로 줄일 수 있도록 한 친환경 유기성 폐기물 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 유기성 폐기물은 동식물에서 유래한 유기물 함량 40% 이상의 폐기물로서, 크게 가축분뇨, 하수 슬러지, 음식물 쓰레기 등이 이에 해당한다.

유기성 폐기물은 국민소득 증가, 도시화, 산업화 등의 영향으로 매년 증가 추세에 있으며, 현재 상당량을 매립, 소각, 해양투기로 처리하고 있다.

향후 환경오염을 방지하기 위한 규제강화로 해양투기, 매립, 소각 등을 통한 처리에 제약이 생길 전망이며, 해양투기의 경우 런던협약 '96 의정서에 의해 하수 슬러지 및 가축분뇨는 '12년 1월부터, 음식물 쓰레기는 '13년 1월부터 금지된다.

이에 따라, 유기성 폐기물을 감량화, 재활용, 에너지 자원화하기 위하여 다양한 기술개발이 이루어지고 있다.

그러나 종래 유기성 폐기물 처리장치는 유기성 폐기물로부터 수분을 제거하기 위한 고형화와 고형화로 인하여 발생하는 여액을 정화처리하는데 많은 비용이 소요되고, 인근 주민의 악취 관련 민원 발생 등으로 설치 장소에 구애를 받는 등 많은 어려움이 있었다.

본 발명은 가축분뇨나 음식물 쓰레기 등 유기성 폐기물로부터 수분을 분리하여 무화(霧化)함으로써 폐기물의 고형화와 여액의 정화처리비용을 획기적으로 줄여 상업성이 높고 장소에 구애됨이 없이 설치가 용이한 친환경 유기성 폐기물 처리장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 공기를 매개로 유기성 폐기물을 고속으로 이송하기 위한 이송부와, 상기 이송부에 의해 고속으로 이송된 유기성 폐기물을 천장에 부딪혀 고형분과 분무상태의 여액으로 분리하기 위한 분리탑과, 상기 분리탑에서 공기를 매개로 이송된 무화상태의 여액을 탈취 및 살균처리하기 위한 정화탑과, 상기 정화탑에서 탈취 및 살균처리된 무화상태의 여액을 대기중으로 방출하기 위한 송출부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기의 이송부는 깔때기 형상의 수집조와, 상기 수집조의 하부를 통해 고속으로 공기를 송풍하기 위한 송풍기와, 상기 송풍기로부터 송풍된 고속의 공기를 매개로 유기성 폐기물을 유입 받아 상기 분리탑으로 이송하기 위한 이송관으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기의 분리탑은 그 하부가 유기성 폐기물을 모을 수 있도록 깔때기 형상이고, 공기를 매개로 유기성 폐기물을 유입 받아 상측으로 쏘아올릴 수 있도록 그 내부에 토출관이 구비되고, 상기 토출관을 통해 토출되어 천장에 부딪힌 유기성 폐기물의 고형분이 달라붙지 않고 낙하하도록 그 상부가 돔 형상이며, 상기 돔 하단 외주면을 따라 무화상태의 여액이 공기를 매개로 배출될 수 있도록 배출구가 형성되고, 상기 배출구 상에 고형분의 배출을 차단하기 위한 필터가 구비되며, 상기 배출구를 통해 배출된 무화상태의 여액을 취합하여 상기 정화탑으로 이송되도록 상기 돔 상측에 챔버가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기의 챔버는 무화상태의 여액 통과시 유기물을 분해처리할 수 있도록 미생물 담체가 충전된 것을 특징으로 한다.

상기의 정화탑은 그 하부가 여액 응축수를 모을 수 있도록 깔때기 형상이고, 공기를 매개로 이송되는 여액과 충돌시켜 무화할 수 있도록 그 내부에 망체가 충전되고, 내부에 생성된 응축수가 쉽게 낙하하도록 그 돔 형상이며, 상기 돔 하단 외주면을 따라 무화상태의 여액이 공기를 매개로 배출될 수 있도록 배출구가 형성되고, 상기 배출구 상에 무화 입자의 통과 크기를 제한하기 위한 필터부가 구비되며, 상기 배출구를 통해 배출된 무화상태의 여액을 취합하여 통과시 악취물질을 탈취할 수 있도록 상기 돔 상측에 탈취제가 충전된 챔버가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기의 정화탑은 그 하부가 여액 응축수를 모을 수 있도록 깔때기 형상이고, 공기를 매개로 이송되는 여액 통과시 미생물에 의해 정화처리할 수 있도록 그 내부에 미생물 담체가 충전되고, 내부에 생성된 응축수가 쉽게 낙하하도록 그 상부가 돔 형상이며, 상기 돔 하단 외주면을 따라 무화상태의 여액이 공기를 매개로 배출될 수 있도록 배출구가 형성되고, 상기 배출구 상에 무화 입자의 통과 크기를 제한하기 위한 필터부가 구비되며, 상기 배출구를 통해 배출된 무화상태의 여액을 취합하여 자외선 살균처리하기 위한 살균기가 내재된 챔버가 구비된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기의 송출부는 상기 정화탑으로부터 이송된 무화상태의 여액을 대기중으로 확산시켜 소멸시킬 수 있도록 제트 휀이 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 가축분뇨나 음식물 쓰레기 등 유기성 폐기물로부터 무화상태로 수분을 분리하여 미생물에 의해 탈취 및 오염물질을 분해처리하고, 이를 대기중으로 방출하여 소멸시킴으로써 고형분 회수시 필수적으로 발생하는 여액을 별도의 수처리 없이 정화처리할 수 있어 유기성 폐기물 처리비용을 획기적으로 줄일 수 있고, 설치 장소에 구애받지 않아 상업적으로 매우 우수하다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리장치의 전체도,
도 2는 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리장치의 이송부 상세도,
도 3은 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리장치의 분리탑 상세도,
도 4는 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리장치의 정화탑 상세도,
도 5는 도 4에 도시된 정화탑의 다른 실시 예이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리장치의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리장치는 도 1에 도시한 바와 같이 크게, 공기를 매개로 유기성 폐기물을 고속으로 이송하기 위한 이송부(100)와, 이송부(100)에 의해 고속으로 이송된 유기성 폐기물을 천장에 부딪혀 고형분과 분무상태의 여액으로 분리하기 위한 분리탑(200)과, 분리탑(200)에서 공기를 매개로 이송된 무화상태의 여액을 탈취 및 살균처리하기 위한 정화탑(300)과, 정화탑(300)에서 탈취 및 살균처리된 무화상태의 여액을 대기중으로 방출하기 위한 송출부(400)로 이루어진다.

상기의 기술적 구성에 따르면, 이송부(100)에 의해 공기를 매개로 유기성 폐기물이 고속으로 이송되고, 분리탑(200)으로 유입된 유기성 폐기물은 분리탑 천장에 부딪혀 고형분과 분무상태의 여액으로 분리된다.

분리탑(200)으로부터 무화상태로 분리된 여액은 공기를 매개로 정화탑(300)으로 이송되고, 정화탑(300) 내부에서 공지의 탈취 및 살균처리기술에 의해 정화처리한 다음 송출부(400)에 의해 대기중으로 방출됨으로써 별도의 수처리 과정을 거치지 않고서도 유기성 폐기물의 여액을 정화처리할 수 있게 된다.

다음, 상기의 이송부(100)는 도 2에 도시한 바와 같이 깔때기 형상의 수집조(10)와, 수집조(10)의 하부를 통해 고속으로 공기를 송풍하기 위한 송풍기(20)와, 송풍기(20)로부터 송풍된 고속의 공기를 매개로 유기성 폐기물을 유입 받아 분리탑(200)으로 이송하기 위한 이송관(30)으로 이루어진다.

상세하게는, 송풍기(20)로부터 고속으로 송풍된 공기가 수집조(10) 하부로부터 토출되고, 수집조(10) 하부와 일정 간격 이격되게 이송관(30)이 설치된다.

이에 따라, 수집조(10)로 가축분뇨나 음식물 쓰레기가 투입되면, 깔때기 형상의 수집조(10) 하부에 쌓이게 되고 송풍기(20)로부터 고속으로 송풍된 공기를 매개로 이송관(30)으로 유입되어 분리탑(200)으로 이송되게 된다. 물론, 이송관(30)의 유입구(31)는 유기성 폐기물의 유입이 용이하도록 역 깔때기 형상으로 제작된다.

다음, 상기의 분리탑(200)은 도 3에 도시한 바와 같이 그 하부가 유기성 폐기물을 모을 수 있도록 깔때기 형상이고, 공기를 매개로 유기성 폐기물을 유입 받아 상측으로 쏘아올릴 수 있도록 그 내부에 토출관(210)이 구비되고, 토출관(210)을 통해 토출되어 천장에 부딪힌 유기성 폐기물의 고형분이 달라붙지 않고 낙하하도록 그 상부가 돔(220) 형상이며, 돔(220) 하단 외주면을 따라 무화상태의 여액이 공기를 매개로 배출될 수 있도록 배출구(230)가 형성되고, 배출구(230) 상에 고형분의 유입을 차단하기 위한 필터(240)가 구비되며, 배출구(230)를 통해 배출된 무화상태의 여액을 취합하여 정화탑(300)으로 이송되도록 돔(220) 상측에 챔버(250)가 형성된다.

상세하게는, 이송부(100) 측으로부터 공기를 매개로 고속으로 이송된 유기성 폐기물은 분리탑(200) 하부를 통해 유입되고, 분리탑(200) 하부와 일정 간격 이격 설치된 토출관(210)을 통해 돔(220) 천장으로 토출된다.

토출된 유기성 폐기물은 돔(220) 천장에 부딪혀 고형분은 낙하하고 여액은 무화상태로 분리되어 공기를 매개로 배출구(230)를 통해 챔버(250)로 유입된다.

여기서, 분리탑(200)은 유입된 유기성 폐기물을 계량할 수 있도록 분리탑(200)을 지지하기 위한 다리 프레임(260)에 계량기(270)가 설치되고, 계량기(270)로부터 유기성 폐기물이 일정량 이상 충전된 것으로 계측되면 유기성 폐기물의 유입은 차단되고, 고속 흐름의 공기만이 유입된다.

도 1을 참조하면, 송풍기(20)로부터 발생한 고속의 공기 흐름을 수집조(10)와 분리탑(200)으로 보낼 수 있도록 공기압 라인(40)이 마련되고, 공기 흐름을 수집조(10) 또는 분리탑(200) 측으로 선택적으로 보낼 수 있도록 공기압 라인(40)에 제1,2 밸브(51,52)가 마련된다.

제1 밸브(51)가 개방상태이고 제2 밸브(52)가 닫힌 상태이면, 송풍기(20)로부터 발생한 고속의 공기 흐름이 수집조(10)로 보내져 공기를 매개로 유기성 폐기물을 이송하게 된다. 이와 연동하여 수집조(10)와 분리탑 간(200)의 이송관(30)에 마련된 제3 밸브(53)는 개방상태를 유지하고, 송풍기(20)와 분리탑(200) 간의 공기압 라인(40)에 마련된 제4 밸브(54)는 닫힌 상태를 유지한다.

반대로, 제1 밸브(51)가 닫히고 제2 밸브(52)가 개방된 상태이면, 송풍기(20)로부터 발생한 고속의 공기 흐름이 분리탑(200)으로 보내져 분리탑(200) 내의 유기성 폐기물을 천장에 쏘아올려 여액을 무화시키게 된다. 이와 연동하여 이송관(30)에 마련된 제3 밸브(53)는 닫힌 상태를 유지하고, 공기압 라인(40)에 마련된 제4 밸브(54)는 개방상태를 유지한다.

이 경우, 깔때기 형상의 분리탑(200) 하부에 쌓인 유기성 폐기물은 송풍기(20)에 의해 발생한 고속의 공기 흐름에 의해 토출관(210)으로 유입되어 돔(220) 천장으로 토출되고, 돔(220) 천장에 부딪힌 유기성 폐기물은 고형분과 무화상태의 여액으로 분리되어 고형분은 다시 낙하하여 깔때기 형상의 분리탑(200) 하부에 쌓이고, 무화상태의 여액은 공기를 매개로 배출구(230)를 통해 챔버(250)로 유입된다.

상기의 과정을 수 십분 내지 수시간 반복할 경우 유기성 폐기물로부터 여액이 분리되어 일정 수분함량 이하의 고형분을 얻을 수 있게 된다.

고형분은 분리탑(200)으로부터 수거되어 비료 등으로 재활용되게 된다. 이를 위하여 분리탑(200) 내에는 외부로 고형분을 이송하기 위한 컨베이어(280)가 설치된다. 다른 한편으로는 분리탑(200) 하부에 고형분을 수거하기 위한 개폐가능한 수거창(미도시)이 마련될 수 있다.

다음, 상기의 챔버(250)는 무화상태의 여액 통과시 유기물을 분해처리할 수 있도록 미생물 담체(290)가 충전된다.

미생물 담체(290)는 미세한 기공이 형성된 다공체로 미생물이 배양된다. 담체(290)에 배양된 미생물은 황화수소, 아민류, 암모니아, 휘발성 지방산 등을 영양분으로 하여 생장한다.

따라서 무화상태의 여액이 챔버(250)를 통과하는 동안 악취 및 오염물질이 미생물 담체(290)에 흡착되어 미생물에 의해 분해된다. 특히, 여액이 무화상태로 챔버(250)를 통과함으로써 미생물 담체(290)에 쉽게 흡착되어 미생물 분해가 더욱 효과적으로 이루어진다.

다음, 상기의 정화탑(300)은 도 4에 도시한 바와 같이 그 하부가 여액 응축수를 모을 수 있도록 깔때기 형상이고, 공기를 매개로 이송되는 여액과 충돌시켜 무화할 수 있도록 그 내부에 망체(310)가 충전되고, 내부에 생성된 응축수가 쉽게 낙하하도록 상부가 돔(220) 형상이며, 돔(220) 하단 외주면을 따라 무화상태의 여액이 공기를 매개로 배출될 수 있도록 배출구(230)가 형성되고, 배출구(230) 상에 필터부(320)가 구비되며, 배출구(230)를 통해 배출된 무화상태의 여액을 취합하여 통과시 악취물질을 탈취할 수 있도록 돔 상측에 탈취제(330)가 충전된 챔버(250)가 구비된다. 여기서, 망체(310)은 알루미늄 또는 스테인리스 재질로 가느다란 금속을 뭉쳐놓은 형태이다.

상세하게는, 무화상태의 여액은 이송부(100)의 송풍기(20)에 의해 생성된 고속의 공기 흐름을 따라 정화탑(300) 내부로 유입되고, 정화탑(300) 내부에 충전된 망체(310)와 충돌하여 물 입자가 더욱 작아지게 된다.

공기를 매개로 배출구(230)를 통과한 무화상태의 여액은 챔버(250)에 충전된 탈취제(330; 일례로 숯 등)에 의해 재차 탈취가 이루어지고, 송출부(400)를 통해 대기중으로 방출된다.

여기서, 정화탑(300) 내부에 응축된 여액은 깔때기 형상의 하부에 모이고, 고속으로 유입되는 공기에 의해 비산되어 망체(310)와 충돌함으로써 무화상태로 변하게 된다. 정화탑(300)에서는 이들 과정이 반복적으로 이루어짐으로써 여액을 무화시켜 외부로 배출할 수 있게 된다.

다음, 다른 실시 예로서 상기의 정화탑 도 5에 도시한 바와 같이 그 하부가 여액 응축수를 모을 수 있도록 깔때기 형상이고, 공기를 매개로 이송되는 여액 통과시 미생물에 의해 정화처리할 수 있도록 그 내부에 미생물 담체(290)가 충전되고, 내부에 생성된 응축수가 쉽게 낙하하도록 그 상부가 돔(220) 형상이며, 돔(200) 하단 외주면을 따라 무화상태의 여액이 공기를 매개로 배출될 수 있도록 배출구(230)가 형성되고, 배출구(230) 상에 필터부(320)가 구비되며, 배출구(230)를 통해 배출된 무화상태의 여액을 취합하여 자외선 살균처리하기 위한 살균기(340)가 내재된 챔버(250)가 구비된다.

상기의 기술적 구성에 따르면, 무화상태의 여액이 이송부(100)의 송풍기(20)에 의해 생성된 고속, 고압의 공기 흐름을 따라 좁은 관로를 통과하여 저압상태의 정화탑(300)으로 유입되어 팽창됨으로써 물 입자가 더욱 작아지고, 미생물 담체(290)에 쉽게 흡착되어 미생물에 의해 악취 및 오염물질이 더욱 효과적으로 분해된다.

이후, 무화상태의 여액은 공기를 매개로 배출구(230)를 통해 챔버(250)로 유입되고 살균기(340)에 의해 자외선 살균처리된 다음 송출부(400)를 통해 공기 중으로 배출된다.

여기서, 정화탑(300)은 악취 및 오염물질을 분해처리하고 여액의 무화상태를 유지할 수 있도록 구성되는데, 설비의 규모에 따라 연속적으로 설치될 수 있다.

다음, 상기의 송출부(400)는 정화탑(300)으로부터 이송된 무화상태의 여액을 대기중으로 확산시켜 소멸시킬 수 있도록 제트 휀(410)이 설치된다.

즉, 송출부(400)는 정화탑(300)의 챔버(250) 출구 측에 설치되어 챔버(250) 내부의 공기를 흡입하여 대기중으로 강제 배출함으로써, 무화상태의 여액이 대기 중에서 증발, 소멸되도록 한다. 이를 위하여, 송출부(400)는 무화상태의 여액을 멀리 토출하여 분산시킬 수 있도록 제트 휀(410)이 설치된다.

한편, 송출부(400)는 관로에 의해 직렬로 연결된 분리탑(200)과 정화탑(300)의 공기 흐름을 원활하게 하기 위하여 흡입력을 발휘하며, 고속의 공기 흐름을 발생시켜 유기성 폐기물을 이송하기 위한 이송부(100)의 부하를 저감시켜 준다.

이상과 같이, 상기의 기술적 구성에 의하면 유기성 폐기물로부터 여액을 무화시켜 분리하고, 이를 살균 및 미생물에 의한 분해 후 대기중으로 방출함으로써, 고형분 회수시 발생하는 여액을 별도의 수처리 없이 정화할 수 있어 유기성 폐기물의 처리비용을 획기적으로 줄일 수 있게 된다.

10: 수집조 20: 송풍기
30: 이송관 31: 이송관 유입구
40: 공기압 라인 51~54: 제1~4밸브
100: 이송부 200: 분리탑
210: 토출관 220: 돔
230: 배출구 240: 필터
250: 챔버 260: 다리 프레임
270: 계량기 280: 컨베이어
290: 미생물 담체 300: 정화탑
310: 망체 320: 필터부
330: 탈취제 400: 송출부
410: 제트 휀