KR101033618B1 - 유기성 폐기물의 자원화 장치 - Google Patents

유기성 폐기물의 자원화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기성 폐기물을 응집탈수 처리하여 혐기성 소화조에 공급되는 고형물의 함수율을 최소화함으로써 혐기성 소화조의 용적을 줄임과 함께 소화 슬러지의 내부 반송이 요구되지 않는 유기성 폐기물의 자원화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치는 파쇄 선별수단, 탈수수단, 건식 혐기성소화조, 퇴비화 수단 및 폐수처리장치의 조합으로 이루어지며, 상기 탈수수단은, 유기성 폐기물을 유기성 탈리액과 예비 고형물로 분리하는 예비 탈수수단과, 상기 유기성 탈리액을 제 1 탈수액과 제 1 고형물로 분리하는 1차 탈수수단과, 응집제를 이용하여 상기 제 1 탈수액을 제 2 탈수액과 제 2 고형물로 분리하는 1차 응집탈수수단으로 구성되고, 상기 건식 혐기성소화조는 총고형물 농도 15% 이상의 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 공급받아 상기 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 혐기성 소화시키는 역할을 하는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020080089156
유기성폐기물, 건식혐기성소화조, 플라즈마폐수처리장치

Description

유기성 폐기물의 자원화 장치{Apparatus for recycling of organic waste}
본 발명은 유기성 폐기물의 자원화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기성 폐기물을 응집탈수 처리하여 혐기성 소화조에 공급되는 고형물의 함수율을 최소화함으로써 혐기성 소화조의 용적을 줄임과 함께 소화 슬러지의 내부 반송이 요구되지 않는 유기성 폐기물의 자원화 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 음식물 쓰레기, 가축 분뇨, 하수 슬러지와 같은 유기성 폐기물을 혐기성 소화시켜 메탄 등의 바이오 가스를 생산하고 이를 열병합 발전 등에 이용하는 기술이 개발되고 있다. 이와 같이 유기성 폐기물로부터 바이오 가스를 생산, 이용하는 방법은 바이오 가스를 에너지원으로 사용할 수 있다는 점 이외에 환경 오염 부하를 감소시킬 수 있다는 점에서 각광받고 있다.
유기성 폐기물을 자원화하는 방법은 한국등록특허 10-654656호, 한국등록특허 10-679500 등에 기재되어 있으며, 그 일 예로 종래의 유기성 폐기물 자원화 장 치의 구성을 살펴보면 다음과 같다. 도 1에 도시한 바와 같이 종래의 유기성 폐기물 자원화 장치는 유기성 폐기물 공급수단(101), 파쇄 선별기(102), 소화조 공급부(103), 혐기성 소화조(104), 슬러지 혼합기(105) 및 응집탈수수단(106) 등의 조합으로 이루어진다.
이와 같은 종래의 유기성 폐기물 자원화 장치의 동작을 살펴보면, 먼저 유기성 폐기물 공급수단(101)에 의해 공급된 유기성 폐기물에 대해 파쇄 선별기(102)를 이용하여 협잡물 등이 제거되고, 이어 소화조 공급부(103)에 공급된다. 그런 다음, 소화조 공급부(103) 내의 유기성 폐기물에 총고형물(TS, total solid) 농도를 높이고 유기물을 공급하기 위해 제지 슬러지 등이 첨가되고 혐기성 소화를 촉진시키기 위해 스팀(steam) 등으로 열이 가해진 상태로 혐기성 소화조(104)에 유기성 폐기물이 공급된다. 이 때, 혐기성 소화조(104)로 공급되는 유기성 폐기물의 함수율은 70∼85% 정도이다.
이와 같이 혐기성 소화조(104)로 공급된 유기성 폐기물은 혐기성 소화 과정이 진행되어 메탄 등의 바이오 가스가 생성됨과 함께 소화 슬러지가 발생된다. 이어, 소화 슬러지는 슬러지 혼합기(105)에 전달되고 톱밥 등의 소정의 부자재와 혼합되어 궁극적으로 퇴비화된다. 이 때, 소화 슬러지는 슬러지 혼합기(105)로 공급되는 것 이외에 내부 반송 처리에 의해 재차 소화조 공급부(103)에 공급된다. 이에 따라, 소화조 공급부(103)에서는 파쇄 선별기(102)를 거쳐 공급되는 유기성 폐기물과 혐기성 소화조(104)로부터 배출된 소화 슬러지가 함께 섞이게 된다. 여기서, 소화조 공급부(103)로 소화 슬러지가 내부 반송되는 경로는 혐기성 소화조(104)에서 소화조 공급부(103)로 공급되는 경로 이외에 응집탈수수단(106)으로부터 소화조 공급부(103)로 공급되는 경로도 있다. 즉, 소화 슬러지가 응집탈수된 이후에 소화조 공급부(103)로 공급될 수도 있다.
소화 슬러지를 내부 반송하여 혐기성 소화조(104)에 공급하는 이유는, 혐기성 소화조(104)에 공급되는 유기성 폐기물의 총고형물 농도를 일정 농도 이상으로 유지하고, 미생물의 접촉을 가능케 하기 위함이다. 전술한 바와 같이 혐기성 소화조(104) 내의 유기성 폐기물의 함수율은 70∼85%로 유지되어야 하는데, 이와 같은 유기성 폐기물의 함수율 즉, 유기성 폐기물의 총고형물 농도를 유지하기 위해서는 총고형물 농도가 높은 소화 슬러지의 공급(소화 슬러지의 약 30% 정도)이 필수적이다.
상술한 바와 같은 종래의 유기성 폐기물 자원화 장치에 있어서, 소화 슬러지의 내부 반송 과정이 필수적으로 요구됨을 알 수 있다. 그러나, 일정량의 소화 슬러지가 내부 반송되어 혐기성 소화조(104)에 공급되는 방식을 택함에 따라, 혐기성 소화조(104)의 용적이 커지는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 유기성 폐기물을 응집탈수 처리하여 혐기성 소화조에 공급되는 고형물의 함수율을 최소화함으로써 혐기성 소화조의 용적을 줄임과 함께 소화 슬러지의 내부 반송이 요구되지 않는 유기성 폐기물의 자원화 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치는 파쇄 선별수단, 탈수수단, 건식 혐기성소화조, 퇴비화 수단 및 폐수처리장치의 조합으로 이루어지며, 상기 탈수수단은, 유기성 폐기물을 유기성 탈리액과 예비 고형물로 분리하는 예비 탈수수단과, 상기 유기성 탈리액을 제 1 탈수액과 제 1 고형물로 분리하는 1차 탈수수단과, 응집제를 이용하여 상기 제 1 탈수액을 제 2 탈수액과 제 2 고형물로 분리하는 1차 응집탈수수단으로 구성되고, 상기 건식 혐기성소화조는 총고형물 농도 15% 이상의 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 공급받아 상기 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 혐기성 소화시키는 역할을 하는 것을 특징으로 한다.
상기 페수처리장치는 폐수 전처리장치 및 플라즈마 폐수처리장치로 구성되어, 상기 1차 응집탈수수단에 의해 배출되는 제 2 탈수액 및 상기 건식 혐기성소화조로부터 배출되는 폐수를 처리하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 플라즈마 폐수처리장치는, 폐수처리의 공간을 제공하는 반응기와, 상기 반응기 내에 구비된 석 영관과, 상기 석영관 둘레에 구비되어 전원 인가에 따라 플라즈마를 발생시키는 코일과, 상기 코일에 전원을 인가하는 전원부를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 폐수 전처리장치는 상향류식 혐기성 폐수처리장치로 구성될 수 있다.
상기 건식 혐기성소화조의 후단에 2차 탈수수단 및 2차 응집탈수수단이 더 구비되며, 상기 2차 탈수수단은 상기 건식 혐기성소화조로부터 배출되는 소화 슬러지를 탈수하는 역할을 하며, 상기 2차 응집탈수수단은 상기 2차 탈수수단에 의해 탈수된 소화 슬러지에 대해 응집탈수하는 역할을 한다. 또한, 상기 건식 혐기성소화조의 일측에 상기 건식 혐기성소화조로부터 발생되는 바이오 가스를 포집하는 바이오 가스 포집수단이 더 구비될 수 있다.
상기 퇴비화 수단은 슬러지 혼합기, 수분조절제 공급수단 및 퇴비화조로 구성되며, 상기 슬러지 혼합기는 상기 2차 탈수수단 및 2차 응집탈수수단으로부터 공급된 소화 슬러지와 상기 수분조절제 공급수단으로부터 공급된 수분조절제를 적절히 혼합하는 역할을 하며, 상기 퇴비화조는 상기 소화 슬러지와 수분조절제의 혼합물을 발효시키는 역할을 한다.
본 발명에 따른 유기성 폐기물의 자원화 방법은 상기 건식 혐기성소화조의 운전 초기단계에서 상기 예비 탈수수단, 1차 탈수수단 및 1차 응집탈수수단으로부터 발생되는 고형물의 총량 중 25∼35%만을 상기 건식 혐기성소화조에 공급하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 건식 혐기성소화조에 공급되지 않는 나머지 고형물은 슬러지 혼합기에 공급되어 퇴비화된다.
본 발명에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치 및 방법을 다음과 같은 효과가 있다.
함수율을 최소화한 고형물을 건식 혐기성소화조에 공급함에 따라, 슬러지 내부반송 공정을 생략할 수 있게 되고, 이에 따라 건식 혐기성소화조의 용적을 최소화할 수 있게 됨과 함께 높은 유기물 부하량을 유지할 수 있게 되어 대량의 바이오 가스를 생성할 수 있게 된다. 또한, 건식 혐기성소화조로부터 배출되는 소화 슬러지를 호기성 발효시킴으로써 퇴비 자원으로 재활용할 수 있게 된다.
이와 함께, 건식 혐기성소화조의 운전 초기단계에서 건식 혐기성소화조의 안정화를 고려하여 고형물 총량 중 25∼35%만을 건식 혐기성소화조에 공급하고 나머지 고형물을 슬러지 혼합기로 배출하여 호기성 퇴비화 과정을 적용함으로써, 반입되는 유기성 폐기물(계약 처리량)을 정상적으로 처리, 운영할 수 있게 된다. 이에 부가하여, 건식 혐기성소화조에 공급되는 고형물의 양을 단계적으로 늘림으로써 건식 혐기성소화조의 안정화를 효과적으로 기할 수 있게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치의 구성도이다.
도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물의 자원 화 장치는 크게 파쇄 선별수단(220), 탈수수단, 건식 혐기성소화조(240), 퇴비화 수단 및 폐수처리장치의 조합으로 이루어진다.
상기 파쇄 선별수단(220)은 전단에 구비된 유기성 폐기물 공급수단(210)으로부터 수거된 유기성 폐기물을 공급받아 파쇄하고 해당 유기성 폐기물 내에 포함되어 있는 협잡물 등을 제거하는 역할을 한다.
상기 탈수수단은 세부적으로 예비 탈수수단(231), 1차 탈수수단(232) 및 1차 응집탈수수단(233)으로 구성된다. 상기 예비 탈수수단(231)은 협잡물이 제거된 유기성 폐기물을 예비 탈수하여 유기성 탈리액과 고형물로 분리하는 역할을 하고, 상기 1차 탈수수단(232)은 상기 예비 탈수수단(231)에 의해 분리된 유기성 탈리액을 탈수액과 고형물로 분리하는 역할을 하며, 상기 1차 응집탈수수단(233)은 상기 1차 탈수수단(232)을 통해 분리된 탈수액을 응집탈수하여 탈수액과 고형물로 분리하는 역할을 한다. 여기서, 설명의 편의상 이하에서는 상기 예비 탈수수단(231)에 의해 분리된 고형물은 예비 고형물로 칭하고, 상기 1차 탈수수단(232)에 의해 분리된 탈수액과 고형물은 각각 제 1 탈수액, 제 1 고형물이라 칭하며, 상기 1차 응집탈수수단(233)에 의해 분리된 탈수액과 고형물은 각각 제 2 탈수액, 제 2 고형물로 칭하기로 한다.
상기 예비 탈수수단(231), 1차 탈수수단(232) 및 1차 응집탈수수단(233)은 고액분리가 가능한 원심분리기 등으로 구현될 수 있으며, 상기 1차 응집탈수수단(233)은 제 1 탈수액에 대해 물리적인 고액분리를 수행하는 원심분리기 이외에 제 1 탈수액에 응집제를 투여하여 제 1 탈수액의 화학적인 고액분리를 수행하는 응 집제 투여수단(도시하지 않음)을 포함하여 구성된다.
이와 같이, 유기성 폐기물에 대해 예비 탈수, 1차 탈수 및 1차 응집탈수를 적용함에 따라 생물학적 산소요구량(BOD, biochemical oxygen demand), 화학적 산소요구량(COD, chemical oxygen demand), 질소 및 인 농도(T-N, T-P), 부유물(SS, suspended solid)의 양을 현저히 낮출 수 있게 된다. 아래의 표 1은 예비 탈수수단(231)에 의해 분리된 유기성 탈리액에 대해 본 발명의 1차 탈수수단(232) 및 1차 응집탈수수단(233)에 의한 1차 탈수과정 및 1차 응집탈수과정을 적용한 실험결과이다. 표 1에 나타난 바와 같이, 1차 탈수과정 적용 후 BOD, COD 등이 현저히 낮아짐을 확인할 수 있으며, 특히 1차 응집탈수과정이 적용된 후에는 부유물질이 현격하게 줄어듦을 확인할 수 있게 된다.
<표 1>
유기성 탈리액 1차 탈수 후 2차 응집탈수 후
BOD(mg/L) 55500.0 46400.0 32500.0
CODcr(mg/L) 63900.0 42500.0 22500.0
SS(mg/L) 70500.0 38400.0 3120.0
T-N(mg/L) 7770.235 2619.322 1077.807
T-P(mg/L) 408.242 258.546 60.232
한편, 상기 예비 탈수수단(231)에 의해 분리된 예비 고형물, 상기 1차 탈수수단(232)에 의해 분리된 제 1 고형물 및 상기 1차 응집탈수수단(233)에 의해 분리된 제 2 고형물은 소화조 공급부(290) 등을 거쳐 상기 건식 혐기성소화조(240)에 공급되는데, 이 때 상기 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물은 총고형물(TS) 농도가 15% 이상 즉, 함수율 85% 이하를 유지하는 것이 바람직하다. 이와 같은 건식 혐기성소화조(240)에 공급되는 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물의 총 고형물 농도를 15% 이상으로 제어하는 이유는, 건식 혐기성소화조(240)의 운전 특성을 만족하기 위함이며, 구체적으로 총고형물 농도가 15% 이하인 경우 즉, 고형물의 함수율이 85% 이상인 경우에는 상대적으로 많은 수분량으로 인해 건식 혐기성소화조(240)를 통한 혐기성 소화 과정을 거치더라도 후속의 탈수 과정이 적용된 슬러지가 건식 혐기성소화조(240)로 다시 반송되는 과정을 거쳐야 하기 때문이다. 달리 말하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치의 경우, 건식 혐기성소화조(240)에 공급되는 고형물의 총고형물 농도가 15% 이상으로 유지됨에 따라, 건식 혐기성소화조(240)로의 슬러지 내부 반송 과정이 생략될 수 있는 것이다.
이와 함께, 상기 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 상기 소화조 공급부(290)을 거쳐 상기 건식 혐기성소화조(240)에 공급함에 있어서, 건식 혐기성소화조(240)의 안정화 단계에 따라 공급되는 총 고형물의 양을 조절하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 건식 혐기성소화조(240)의 운전 초기단계에서는 건식 혐기성소화조(240) 내 미생물이 성숙되지 않은 상태이고 총고형물 농도 수치가 불규칙함에 따라 상기 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물의 총량 중 25∼35%를 건식 혐기성소화조(240)에 공급하는 것이 바람직하며, 6∼7개월의 안정화 기간 동안 공급되는 고형물의 양을 점차 늘려 궁극적으로는 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물의 전량을 건식 혐기성소화조(240)에 공급한다. 이 때, 건식 혐기성소화조(240)의 안정화 기간 동안 상기 건식 혐기성소화조(240)에 공급되지 않는 잔여 고형물들은 후술하는 슬러지 혼합기(272)에 공급되어 소정의 퇴비화 과정을 거친 다. 이에 대해서는 후술하여 상세히 설명하기로 한다.
한편, 건식 혐기성소화조(240) 내에서의 고형물의 교반 특성을 향상시키기 위해 상기 건식 혐기성소화조(240)로부터 배출되는 소화 슬러지를 탈수하지 않은 상태에서 상기 소화조 공급부(290)로 재투입할 수도 있다. 이 때, 상기 소화조 공급부(290)로 재투입되는 소화 슬러지의 양은 전체 대비 약 1/3 정도가 바람직하다. 여기서, 상기 재투입되는 소화 슬러지는 탈수되지 않은 상태에서 소화조 공급부(290)에 재투입되는 것임에 따라, 종래의 고형물 농도 향상을 위해 소화 슬러지를 혐기성 소화조에 내부 반송하는 것과는 그 목적이 다르다.
다음으로, 상기 건식 혐기성소화조(240)는 상기 예비 탈수수단(231), 1차 탈수수단(232) 및 1차 응집탈수수단(233)으로부터 각각 예비 고형물, 제 1 고형물, 제 2 고형물을 공급받아 해당 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물에 대해 건식 혐기성 소화시키는 역할을 수행한다. 이 때, 상기 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물 이외에 상기 건식 혐기성소화조(240)로 공급되는 반송 슬러지가 없기 때문에 종래 기술에 대비하여 혐기성 소화조의 크기를 현격하게 줄일 수 있게 된다.
또한, 상기 건식 혐기성소화조(240)의 후단에는 2차 탈수수단(261) 및 2차 응집탈수수단(262)이 구비된다. 상기 2차 탈수수단(261)은 상기 건식 혐기성소화조(240)로부터 배출되는 소화 슬러지를 탈수하는 역할을 하며, 상기 2차 응집탈수수단(262)은 상기 2차 탈수수단(261)으로부터 배출되는 탈리액에 대해 응집탈수하는 역할을 수행한다. 이 때, 상기 2차 탈수수단(261) 및 2차 응집탈수수단(262)은 상기 예비 탈수수단(231), 1차 탈수수단(232) 및 1차 응집탈수수단(233)과 마찬가지로 원심분리기 등으로 구현될 수 있으며, 상기 2차 응집탈수수단(262)의 경우 응집제를 투여하는 응집제 투여수단이 더 구비될 수 있다. 상기 2차 탈수수단(261) 및 2차 응집탈수수단(262)에 의해 분리된 소화 슬러지는 상기 퇴비화 수단으로 공급되고, 분리된 탈수액은 폐수처리장치로 공급된다. 여기서, 상기 2차 응집탈수수단(262)을 통해 배출되는 제 2 탈수액의 경우 함수율이 97% 이상, BOD는 9000mg/L 이하, CODcr는 2000mg/L 이하, T-N은 3000mg/L 이하, T-P는 100mg/L 이하가 되도록 제어하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 2차 응집탈수수단(262)을 통해 탈리액을 응집탈수함에 있어서, 해당 탈리액이 건식 혐기성소화 과정을 거침에 따라 응집탈수에 투여되는 응집제의 양을 현저히 줄일 수 있게 된다.
한편, 상기 건식 혐기성소화조(240)에 의한 혐기성 소화에 의해 메탄 등의 바이오 가스가 발생되는데, 이와 같은 바이오 가스는 별도의 바이오 가스 포집수단(250) 등을 통해 채집되어 열병합 발전 등에 이용된다. 참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치를 이용한 경우, 고형물 톤당 100∼140m3의 바이오 가스가 생산되는 것으로 확인되었다.
다음으로, 상기 퇴비화 수단은 상기 건식 혐기성소화조(240)를 거쳐 상기 2차 탈수수단(261) 및 2차 응집탈수수단(262)으로부터 배출된 소화 슬러지 그리고 상기 소화조 공급부(290)로부터 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 공급받아 해당 슬러지를 발효시켜 최종적으로 퇴비화하는 역할을 하는데, 상기 퇴비화 수단은 세부적으로 슬러지 혼합기(272), 수분조절제 공급수단(271) 및 퇴비화조(273)의 조합으로 이루어진다.
상기 슬러지 혼합기(272)(152)는 상기 2차 탈수수단(261), 2차 응집탈수수단(262)으로부터 배출되는 소화 슬러지 및 건식 혐기성소화조(240)의 초기 운전단계에서 상기 소화조 공급부(290)로부터 공급되는 예비 고형물, 제 1 고형물, 제 2 고형물을 공급받고 이와 함께 상기 수분조절제 공급수단(271)으로부터 공급된 수분조절제 예를 들어, 톱밥을 적절히 혼합하는 역할을 하며, 이와 같은 과정을 거쳐 혼합된 혼합물은 상기 호기성의 퇴비화조(273)에 공급되어 약 36일간의 발효 과정이 진행되고 최종적으로 양질의 유기성 퇴비로 변화된다.
마지막으로, 상기 폐수처리장치는 세부적으로 폐수 전처리장치(281)와 플라즈마 폐수처리장치(282)로 구성된다. 상기 폐수 전처리장치(281)는 상기 1차 응집탈수수단(233)으로부터 공급된 제 2 탈수액을 생물학적 방법을 통해 고도처리하는 역할을 하며, 일 예로 상향류식 혐기성 폐수처리장치를 이용할 수 있다. 상기 플라즈마 폐수처리장치(282)는 상기 폐수 전처리장치(281)로부터 배출되는 폐수, 상기 2차 응집탈수수단(262)으로부터 배출되는 탈수액 및 상기 퇴비화조(273)로부터 배출되는 침출수를 공급받아 고도처리하는 역할을 한다. 여기서, 상기 폐수 전처리장치(281)의 일측에 소정의 혐기성 소화조를 구비시켜 상기 폐수 전처리장치(281)로부터 배출되는 슬러지에 대해 혐기성 소화 과정을 적용하여 바이오 가스를 추출한다.
한편, 상기 플라즈마 폐수처리장치(282)는 구체적으로, 도 3에 도시한 바와 같이 폐수처리의 공간을 제공하는 반응기(310)와, 상기 반응기(310) 내에 구비된 석영관(320), 상기 석영관(320) 둘레에 구비되어 전원 인가에 따라 플라즈마를 발생시키는 코일(330), 상기 코일(330)에 전원을 인가하는 전원부(340)로 구성된다.
이와 같은 구성 하에, 상기 반응기(310) 내에 폐수 및 탈수액이 공급된 상태에서 상기 전원부(340)로부터 상기 코일(330)에 전원이 인가되면 상기 석영관(320)을 둘레를 따라 플라즈마가 발생되고 이에 의해 OH, OH2, eaq - 등의 라디칼과 O3, H2O2 등의 활성분자가 생성되는데, 상기 생성된 라디칼 및 활성분자는 아래의 식과 같은 화학반응을 통해 폐수 내의 오염물질과 반응하게 되어 폐수 내의 오염물질을 제거할 수 있게 된다.
NH4 + + eaq - → NH4
NH4 + OH → N2↑ + H2O
NH4 + O → N2↑ + H2O
이와 같은 플라즈마 폐수처리장치(282)를 통해 최종적으로 배출되는 방류수는 BOD는 700mg/L 이하, CODcr는 1000mg/L 이하, T-N은 500mg/L 이하, T-P는 10mg/L 이하 정도이다.
도 1은 종래 기술에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물의 자원화 장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 폐수처리장치의 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
210 : 유기성 폐기물 공급수단 220 : 파쇄 선별수단
231 : 예비 탈수수단 232 : 1차 탈수수단
233 : 1차 응집탈수수단 240 : 건식 혐기성소화조
250 : 바이오 가스 포집수단 261 : 2차 탈수수단
262 : 2차 응집탈수수단 271 : 수분조절제 공급수단
272 : 슬러지 혼합기 273 : 퇴비화조
281 : 폐수 전처리장치 282 : 플라즈마 폐수처리장치
290 : 소화조 공급부
310 : 반응기 320 : 석영관
330 : 코일 340 : 전원부

Claims (11)

  1. 유기성 폐기물을 파쇄하는 파쇄 선별수단;
    파쇄된 유기성 폐기물을 유기성 탈리액과 고형물로 분리하는 탈수수단;
    상기 탈수수단에서 배출되는 고형물을 건식 혐기성 소화시키는 건식 혐기성소화조;
    상기 건식 혐기성소화조로부터 배출되는 소화 슬러지를 발효시켜 퇴비화하는 퇴비화 수단; 및
    상기 탈수수단 및 건식 혐기성소화조로부터 배출되는 탈수액 및 폐수를 고도처리하는 폐수처리장치의 조합으로 이루어지며,
    상기 탈수수단은,
    유기성 폐기물을 유기성 폐기물과 예비 고형물로 분리하는 예비 탈수수단과, 상기 유기성 탈리액을 제 1 탈수액과 제 1 고형물로 분리하는 1차 탈수수단과, 응집제를 이용하여 상기 제 1 탈수액을 제 2 탈수액과 제 2 고형물로 분리하는 1차 응집탈수수단으로 구성되고,
    상기 건식 혐기성소화조는,
    총고형물 농도 15% 이상의 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 공급받아 상기 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 혐기성 소화시키는 역할을 하며,
    상기 페수처리장치는,
    폐수 전처리장치 및 플라즈마 폐수처리장치로 구성되어, 상기 1차 응집탈수수단에 의해 배출되는 제 2 탈수액 및 상기 건식 혐기성소화조로부터 배출되는 폐수를 처리하며,
    상기 폐수 전처리장치는 상향류식 혐기성 폐수처리장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 자원화 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 플라즈마 폐수처리장치는,
    폐수처리의 공간을 제공하는 반응기와,
    상기 반응기 내에 구비된 석영관과,
    상기 석영관 둘레에 구비되어 전원 인가에 따라 플라즈마를 발생시키는 코일과,
    상기 코일에 전원을 인가하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 자원화 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 건식 혐기성소화조의 후단에 2차 탈수수단 및 2차 응집탈수수단이 더 구비되며,
    상기 2차 탈수수단은 상기 건식 혐기성소화조로부터 배출되는 소화 슬러지를 탈수하는 역할을 하며, 상기 2차 응집탈수수단은 상기 2차 탈수수단에 의해 탈수된 소화 슬러지에 대해 응집탈수하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 자원화 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 건식 혐기성소화조의 일측에 상기 건식 혐기성소화조로부터 발생되는 바이오 가스를 포집하는 바이오 가스 포집수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 자원화 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 퇴비화 수단은 슬러지 혼합기, 수분조절제 공급수단 및 퇴비화조로 구성되며,
    상기 슬러지 혼합기는 상기 2차 탈수수단 및 2차 응집탈수수단으로부터 공급된 소화 슬러지와 상기 수분조절제 공급수단으로부터 공급된 수분조절제를 혼합하는 역할을 하며, 상기 퇴비화조는 상기 소화 슬러지와 수분조절제의 혼합물을 발효시키는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 자원화 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 건식 혐기성소화조의 전단에 상기 예비 고형물, 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 취합하는 소화조 공급부가 더 구비되며, 상기 건식 혐기성소화조로부터 배출되는 소화 슬러지 전체 양의 1/3은 상기 소화조 공급부에 재투입되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 자원화 장치.
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