KR101042624B1 - 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

무폐수 음식물 쓰레기 처리 장치이 개시된다. 개시된 무폐수 음식물 쓰레기 처리 장치는, 수거된 음식물 쓰레기를 임시 저장하며, 일정량을 선별파쇄기(200)로 공급하는 쓰레기 투입 호퍼(100)와; 상기 쓰레기 투입 호퍼(100)로부터 공급된 음식물 쓰레기를 잘게 파쇄하며, 협잡물을 선별하여 제거하는 선별 파쇄기(200)와; 수분조절재가 저장되며, 일정량을 혼합기(400)로 공급하는 수분조절재 투입 호퍼(300)와; 상기 선별 파쇄기(200)로부터 공급된 음식물 쓰레기와 상기 수분조절재 투입 호퍼(300)로부터 공급된 수분조절재를 혼합하는 혼합기(400)와; 상기 쓰레기 투입 호퍼(100)에서 발생하는 탈리수를 상기 선별 파쇄기(200)나 혼합기(400)로 공급하는 탈리수 이송펌프(500)와; 상기 혼합기(400)의 혼합물을 발효하여 퇴비로 만드는 발효기(600);를 포함하여 구성된다. 이에 따라, 음식물 쓰레기의 수거량이 적더라도 효율적으로 운용할 수 있을 뿐 아니라 탈리수 처리를 위한 폐수 처리 시설이 필요하지 않아 좁은 부지와 적은 비용으로도 설치 및 운용이 가능한 장점이 있다.

Description

무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치 및 방법{Wastefood composting method and apparatus without wastewater treatment}

본 발명은 음식물 쓰레기 퇴비화 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발생하는 음식물 쓰레기양이 적은 소도시에서 운영하기에 적합하며, 별도의 폐수 처리설비가 필요하지 않은 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치 및 방법에 관한 것이다.

우리나라에서는, 각 도시에서 발생하는 음식물 쓰레기를 각 지자체 별로 처리장을 두고 매립이나 소각 처리하거나, 발효를 통한 사료나 퇴비로의 사용, 음식물쓰레기에 유기산과 당류 촉매의 혼합물을 첨가하여 반응시킨 후에, 가수분해물에 알칼리 금속 수산화물을 첨가하여 반응시키는 음식물쓰레기의 액상화 방법 및 액상화된 유기물을 물리화학적 처리 또는 생물학적 처리하는 단계를 추가로 포함하는 음식물 쓰레기의 처리방법 등 다양한 방식으로 처리를 하고 있다.

하지만, 매립의 경우는 음식쓰레기로부터 다량 발생하는 침출수가 발생하여 토양이 크게 오염되고, 지반이 침하하는 현상이 빈번하게 발생하고, 매립지가 절대적으로 부족한 상황에서 한계가 있다. 또 소각 처리의 경우는 음식물 쓰레기가 수분이 많은 관계로 소각시 많은 에너지가 필요하고 유독가스가 발생할 수 있으므로 환경에 좋지 않다. 따라서 지역이기주의 현상이 확산되고 있는 실정에서 주민들이 오염시설인 쓰레기 매립장설치에 반대하게 됨으로써 매립장 확보도 힘든 상태이다.

따라서, 가장 적절한 방법은 유기물인 음식물 쓰레기를 퇴비화하여 재활용하는 것이다.

이에 따라, 각 지자체에서는 음식물 쓰레기를 퇴비화하여 재활용할 수 있는 처리 설비를 도입한 음식물 쓰레기 처리장을 앞다투어 설치하고 있다.

그런데, 문제는 이러한 설비들은 하루 수거량 100톤 이상을 처리해야만 효율적으로 운영할 수 있으나, 인구가 적은 지자체에서는 발생하는 음식물 쓰레기양도 적으므로 적합하지 않다. 예를 들어, 군단위 지역의 평균 음식물 쓰레기 수거량은 하루 20톤 내외이고, 시단위의 경우는 60~70톤 정도이며, 계룡시 같은 지역은 하루 15톤 정도 밖에는 수거되지 않는 점을 고려하여 어떻게 하면 님비(NIMBY)현상을 최소화하고, 경제적으로 시설물을 축소조정하여 시(지자체) 경제에 적합한지를 늘 고민하게 되었다.

한편으로 타 해결방안으로, 이웃 지자체와의 공동으로 처리시설을 설치하여 운영하는 것이 바람직하다 하겠으나, 이러한 설비들이 혐오시설인 관계로 이마저도 여의치 않아, 규모에 걸맞지 않은 설비를 무리하게 운영하거나, 종래와 같이 매립이나 소각 방법에 의존하여 음식물 쓰레기를 처리하고 있는 실정이다.

도 3은 상술한 바와 같은 음식물 쓰레기 퇴비화 장치를 나타낸 블럭선도로서, 음식물 쓰레기 투입 호퍼(10), 선별 파쇄기(20), 탈수기(30), 혼합기(40), 수분조절재 투입호퍼(50), 발효기(60), 수처리 설비(70), 하수종말 처리장(80)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 음식물 쓰레기 퇴비화 장치는, 수분조절재를 적게 사용하면서도 음식물 쓰레기와 수분조절재의 혼합물을 발효기(60)에서 퇴비화 할 수 있는 수분함량 55% 내지 60%로 유지시키기 위하여, 음식물 쓰레기에서 수분을 제거하는 탈수기(30)를 설치하고 이로부터 발생한 다량의 탈리수들을 별도의 수처리 설비(70)를 통하여 처리한 후 하수종말 처리장(80)으로 보내어 최종적인 처리를 하게 된다.

따라서, 탈수기(30)와 함께, 음식물 쓰레기를 탈수하는 과정에서 발생하는 탈리수를 저장 및 처리하기 위한 폐수 종합처리 설비가 필요한 관계로 넓은 부지 확보와 함께 폐수종합처리설비 설치비와 처리시 운영비용 등이 많이 소요되므로 인하여 소규모의 지자체에서는 비용부담이 더욱 가중되었다.

본 출원인은 별도의 폐수(탈리수) 처리 설비가 필요없는 무폐수 퇴비화 설비를 가동함으로써 수분흡수재인 톱밥 구입비와 용량 증가에 따른 퇴비화 설비 등의 추가비용을 고려하여도 폐수처리에 소요되는 경비(설치 및 운영비)를 감안하면 매년 20-30%의 비용을 절감할 수 있어 아주 경제적일 것이라는 확신을 가지고 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치를 개발하고자 하였다.

또한, 본 출원인은 수분조절재의 투여량을 줄일 수 있도록, 종전의 퇴비화 처리가능 수분함량 55% 내지 60%의 혼합물 처리 기술에서 65% 내지 68%의 혼합물 처리가 가능한 발효기(대한민국 특허등록제10-0453284호)를 사용하여, 음식물 쓰레기의 발생량이 적은 소규모의 지자체에서도 시설비 및 운영비 등의 큰 부담없이 운영할 수 있는 음식물 쓰레기 퇴비화 장치 및 방법을 발명하기에 이르렀다.

상술한 종래기술의 단점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 음식물 쓰레기의 수거량이 적더라도 효율적으로 운영할 수 있는 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 탈리수의 발생으로 인한 폐수 처리 시설이 필요하지 않아 좁은 부지와 적은 초기 투자비로 운영이 가능한 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 음식물 쓰레기를 퇴비화하여 재활용하게 되므로 쓰레기 처리와 함께 퇴비를 판매하여 수익을 창출하거나, 농가에 무상으로 공급함으로써 농가소득에 직접적인 도움을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 퇴비로 활용할 경우 음식물 쓰레기에 포함된 영양분을 전량흡수하여 다양한 영양분을 가진 퇴비를 생산하고 병충해를 사전예방하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 탄소/질소 비율을 향상하여 작물이 성장하고 활착하는데 도움을 주기 위한 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치는, 수거된 음식물 쓰레기를 임시 저장하며, 일정량을 선별파쇄기로 공급하는 음식물 쓰레기 투입 호퍼와; 상기 음식물 쓰레기 투입 호퍼로부터 공급된 음식물 쓰레기를 잘게 파쇄하며, 협잡물을 선별하여 제거하는 선별 파쇄기와; 수분조절재가 저장되며, 일정량을 혼합기로 공급하는 수분조절재 투입 호퍼와; 상기 선별 파쇄기로부터 공급된 음식물 쓰레기와 상기 수분조절재 투입 호퍼로부터 공급된 수분조절재를 혼합하여 혼합물을 생산하는 혼합기와; 상기 음식물 쓰레기 투입 호퍼에서 발생하는 탈리수를 상기 선별 파쇄기나 혼합기로 공급하는 탈리수 이송펌프와; 상기 혼합기에서 생산된 혼합물을 발효하여 퇴비로 만드는 발효기를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 혼합기로 공급되는 수분조절재는 톱밥, 왕겨, 팽화왕겨, 절단볏짚, 폐지, 우드칩, 나무가지, 잎파리와 같은 유기성 팽윤재 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 혼합기에 공급되는 수분조절재는, 혼합물이 수분함량 65% 내지 68%를 유지하도록 혼합기에 공급되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 혼합기에 공급되는 음식물 쓰레기와 수분조절재는 6:4 내지 7:3 중량비 범위의 혼합비로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 방법은, 음식물 쓰레기를 수거하여 음식물 쓰레기 투입 호퍼에 임시 저장하는 음식물 쓰레기 임시저장 단계와; 음식물 쓰레기 투입 호퍼에서 발생한 탈리수를 탈리수 이송펌프를 이용하여 선별 파쇄기나 혼합기로 이송하는 탈리수 이송 단계와; 선별 파쇄기에서 이송펌프로부터 탈리수를 공급받으면서 음식물 쓰레기를 잘게 파쇄하고, 협잡물을 선별하여 제거하는 파쇄 및 선별 단계와; 선별 파쇄기로부터 이송된 음식물 쓰레기에 수분조절재 투입 호퍼로부터 공급된 수분조절재를 투입하고 수분조절재와 음식물쓰레기를 혼합기에서 혼합 교반하여 혼합물을 생산하는 수분조절재 투입 및 혼합교반 단계와; 혼합기에서 생산된 혼합물을 발효기에서 발효하여 퇴비화하는 발효 단계;를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 수분조절재 투입 및 혼합교반 단계에서 혼합기로 공급되는 수분조절재는 톱밥, 왕겨, 팽화왕겨, 절단볏짚, 폐지, 우드칩, 나무가지, 잎파리와 같은 유기성 팽윤재 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 수분조절재 투입 및 혼합교반 단계에서 혼합기에 공급되는 수분조절재는, 혼합물이 수분함량 65% 내지 68%를 유지하도록 혼합기에 공급되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수분조절재 투입 및 혼합교반 단계에서 혼합기에 공급되는 음식물 쓰레기와 수분조절재는 6:4 내지 7:3 중량비 범위의 혼합비로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 첫째, 음식물 쓰레기의 수거량이 적더라도 효율적으로 운영할 수 있을 뿐 아니라 탈리수 처리를 위한 탈수기와 폐수 처리 시설이 필요하지 않아 좁은 부지와 적은 초기투자비로도 설치 및 운용이 가능한 장점이 있다.

둘째, 본 발명은 음식물 쓰레기를 퇴비로 재활용하게 되므로 쓰레기 처리의 효과와 함께 퇴비를 판매하여 수익을 창출하거나, 농가에 무상공급함으로써 농가 소득에 직접적인 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 탈리수를 별도로 처리하지 않으므로 음식물 쓰레기에 포함된 영양분을 전량 흡수할 수 있어 다양한 영양분 공급이 가능하고, 수분조절재에 포함된 목초액 혼합과 다종의 미량 영양소 공급에 의하여 병충해를 사전예방할 수 있고, 탄소/질소 비율을 높여주어 수목활착에 도움이 되는 효과도 있다.

넷째, 본 발명은 탈수기, 수처리 설비 등을 가동하지 않고 수분조절재 투여만으로 음식물 쓰레기를 퇴비화시키므로, 에너지소비량을 절감하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치를 나타낸 블럭선도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 방법의 과정을 나타낸 순서도,
도 3은 종래기술에 따른 음식물 쓰레기 퇴비화 장치를 나타낸 블럭선도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치를 나타낸 블럭선도로서, 본 발명의 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치는, 음식물 쓰레기 투입 호퍼(100), 선별 파쇄기(200), 수분조절재 투입 호퍼(300), 혼합기(400), 탈리수 이송펌프(500), 발효기(600)를 포함하여 구성된다.

음식물 쓰레기 투입 호퍼(100)는 수거된 음식물 쓰레기를 임시 저장하며, 일정량을 다음에 설명할 선별파쇄기(200)로 공급한다.

음식물 쓰레기 수거 차량이 수거하여 온 음식물 쓰레기는 우리나라의 식습관으로 인해 일반적으로 80% 이상의 수분 함량을 나타낸다. 따라서 상기 쓰레기 투입 호퍼(100)에 음식물 쓰레기를 부어 넣고 소정 시간 놓아두면 탈리액이 다량 발생하는데, 탈리액은 90% 정도의 수분 함량을 가진다. 어느 정도 수분(탈리액)이 빠져나간 음식물 쓰레기가 이송 컨베이어를 통해 선별파쇄기(200)로 공급된다.

선별 파쇄기(200)는 상기 음식물 쓰레기 투입 호퍼(100)로부터 공급된 음식물 쓰레기를 3cm 이하의 크기로 잘게 파쇄하며, 협잡물을 선별하여 제거한다. 음식물 쓰레기에는 조각이 너무 커서 처리하기 어려운 음식물과, 여러 가지 협잡물, 예를 들면 동물의 뼈, 비닐, 금속, 목재 등과 같이, 음식물 쓰레기 처리 장치에서 처리할 수 없는 물질이 포함되어 있다. 선별 파쇄기(200)는 큰 조각의 음식물을 잘게 파쇄하고 협잡물을 제거한다.

수분조절재 투입 호퍼(300)는 수분조절재가 저장되며, 일정량을 다음에 설명할 혼합기(400)로 공급한다. 수분조절재는 수분 함량이 높은 음식물 쓰레기의 수분을 흡수하여 팽윤하는 물질로, 보통 톱밥이나 팽화왕겨, 절단볏짚, 폐지, 우드칩 등과 같은 유기성 팽윤재를 사용할 수 있는데, 재료별 수분흡수율은 톱밥을 100으로 했을 때 왕겨 49, 팽화왕겨 96, 절단볏짚 119 정도이다. 톱밥이나 왕겨와 같은 유기성 팽윤재를 사용할 수 있다.

이러한 수분조절재에는 천연식물에서 추출한 100% 유기질액인 목초액이 혼합되어 있어 다종의 미량요소 공급 및 수목활착에 도움이 된다. 음식물 쓰레기는 수분함량이 많기 때문에 그대로 발효시키면 퇴비 더미 내부에 공기가 부족하여 호기성 미생물의 활동이 억제되어 퇴비화가 늦어지고 혐기성 미생물에 의한 분해로 악취성분이 발생되며 퇴비 원재료의 영양분도 유실된다.

퇴비화에 적합한 초기 수분함량은 60% 내외로서 퇴비재료를 혼합하여 손으로 쥐었을 때 물방울이 떨어지지 않고 물기가 묻어 나올 정도면 된다. 수분함량 조절은 보통 톱밥이나 팽화왕겨, 절단볏짚 등을 이용하는데 재료별 수분흡수율은 톱밥을 100으로 했을 때 왕겨 49, 팽화왕겨 96, 절단볏짚 119 정도이다.

이들 수분조절재는 탄소 함량이 높고 질소함량이 낮기 때문에 탄소/질소비율이 낮은 음식물쓰레기의 탄소/질소 비율을 높여주는 효과도 있다. 탄소는 미생물 활동에 필요한 에너지원이고 질소는 미생물 몸체를 구성하는 영양원으로 이 탄질비(C/N율)가 적당해야 미생물이 왕성하게 활동하여 퇴비발효화를 돕게 되는데 퇴비화를 위한 최적의 C/N율은 35정도이다.

음식물쓰레기 50톤 투입시 협잡물은 약 5톤 정도로, 이를 제외하면 실제 음식물쓰레기는 45톤이 된다.(수분함량 85%, 탈수하지 않은 함수율 적용) 그러면 톱밥 또는 우드칩(수분 20%)의 투입량은 하기의 식으로부터 산출된다.

(음식물 쓰레기와 톱밥 또는 우드칩을 혼합하여 수분 함수율을 70%로 조절시 톱밥 투입량 산출)

수학식 1

45톤(음식물쓰레기량)×0.85 + X(톱밥량)×0.2 = (45 + X)톤 × 0.7

이때 X 즉, 톱밥량은 13.5톤이 되고, 톱밥의 흡수효율을 80%로 적용할 경우 필요한 톱밥의 량은 16.875톤이 되는 것이다. 그리고 톱밥의 무게를 부피로 환산하게 되면 1㎥를 0.3톤으로 환산하여 56.25㎥이 필요하게 된다.

톱밥을 첨가하는 경우 톱밥은 무게비로 35% 정도가 첨가되고 있으며, 음식물 쓰레기를 무 폐수처리장치로 개조할 경우 운영비의 30-40% 정도가 수분조절재(톱밥등) 구입비로 사용될 것으로 예측됨을 고려하여도, 폐수처리에 소요되는 경비(설치 및 운영비)를 감안하면 본 발명은 경제적이다. 이상의 내용을 감안할 때 음식물쓰레기와 수분조절재 간의 적정 혼합비율은 7:3 또는 6:4 중량비 정도로 비율을 정하는 것이 알맞다.

톱밥은 생분해가 어려운 난분해성 물질로 구성되기 때문에 오랜 퇴비화 기간이 경과한 후에도 분해되지 않아 부숙기가 장기화 되는 문제가 있다. 작물의 생육방해 물질을 함유하고 있는 경우가 있으므로 이들 분해에는 긴 시간이 필요하고 시설 면적이 넓어지며 퇴비 생산비용에 영향을 주는 문제점이 있으므로 수분조절재 투입량을 최소화할 수 있는 대체 수분조절재의 개발이 필요하다.

또한, 음식물쓰레기의 퇴비화 공정에서 발생된 폐수는 높은 유기물의 농도와 낮은 농도의 질소와 인을 포함하고 있는 관계로 하수처리장으로 직접 배출하게 되면 하수 처리장의 과부하가 발생하는 문제가 있어 톱밥 또는 우드칩 등의 수분조절재를 혼합하여 발효함으로써, 발효기간을 단축할 수 있어 퇴비의 생산성을 높일 수 있다. 톱밥을 사용할 경우, 투입 후부터 7일간은 퇴비 발효의 적정온도인 60∼80℃에 이르지 못하고 8일 이후부터 발효가 시작된다.

본 발명에서는 음식물 쓰레기를 탈수하지 않으며, 음식물 쓰레기 투입호퍼(100)에서 발생하는 탈리수도 별도의 수처리 설비를 통하여 처리하지 않고 퇴비 생산에 그대로 사용하므로 폐수가 발생하지 않는 효과가 있다.

그리고 본 발명에서 톱밥 또는 우드칩과 함께, 대두박, 주정박, 미강, 왕겨 그리 기타 식품 공장의 식물성 잔재물 등을 추가로 혼합할 수도 있는 것이고, 공원, 도로변 가로수 등의 정비시 발생되는 가지 및 수피 등을 파쇄하여 혼합할 수도 있다.

혼합기(400)는 상기 선별 파쇄기(200)로부터 공급된 음식물 쓰레기와 상기 수분조절재 투입 호퍼(300)로부터 공급된 수분조절재를 혼합한다. 이때 공급되는 수분조절재는 혼합물의 수분함량이 65% 내지 68%로 유지될 수 있도록 충분히 공급해야 한다.

탈리수 이송펌프(500)는 상기 음식물 쓰레기 투입 호퍼(100)에서 발생하는 탈리수를 상기 선별 파쇄기(200)나 혼합기(400)로 공급한다. 앞서 설명하였지만, 쓰레기 투입 호퍼(100)에 투입된 음식물 쓰레기에는 대부분이 수분인 관계로 콘베이어를 이용하여 선별 파쇄기(200)로 이송이 어려우며, 따라서 음식물 쓰레기에서 탈리수를 제거할 필요가 있다. 음식물 쓰레기로부터 탈리수의 제거(분리)는 음식물 쓰레기 투입 호퍼(100)에 임시 저장하는 중에 자연스럽게 중력분리된다. 이때 발생한 탈리수를 탈리수 이송펌프(500)를 이용하여 선별 파쇄기(200)나 혼합기(400)로 직접 공급하는 것이다. 본 실시예에서는 탈리수가 선별 파쇄기(200)로 공급하도록 구성하였으나, 혼합기(400)로 직접 공급하도록 구성할 수도 있다.

발효기(600)는 상기 혼합기(400)의 혼합물을 발효하여 퇴비로 만드는 장치로서, 수분 함유량 65% 내지 68%의 혼합물을 퇴비화할 수 있는 고속 퇴비 발효기(대한민국 특허등록제10-0453284호 참조)를 사용하면 된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 따른 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치로, 음식물 쓰레기를 퇴비화하는 과정은 다음과 같다.

상술한 바와 같이, 음식물 쓰레기 수거 차량으로 수거한 음식물 쓰레기는 직접 음식물 쓰레기 투입 호퍼(100)에 투입되어 임시 저장된다.

저장 중에 발생한 탈리수는 탈리수 이송펌프(500)에 의해 선별 파쇄기(200)나 혼합기(400)로 공급되도록 준비되는데, 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 선별 파쇄기(200)로 공급되도록 구성한 것이다.

탈리수가 일부 제거된 음식물 쓰레기는 컨베이어를 타고 선별 파쇄기(200)에 투입되며, 탈리수도 별도의 파이프를 통하여 함께 투입되며, 협잡물 선별과 조대한 음식물 쓰레기의 분쇄 과정을 거치게 된다.

이와 같은 과정을 거친, 음식물 쓰레기는 음식물 쓰레기 이송펌프(201)에 의해 혼합기(400)로 공급된다. 혼합기(400)에서는 수분조절재 투입호퍼(300)로부터 수분조절재를 공급받아 음식물 쓰레기와 함께 혼합되어 수분 함량 65% 내지 68%로 조절된 혼합물을 생산한다.

생산된 혼합물은 발효기(600)로 이송되어 발효 과정을 거쳐 퇴비로 자원화된다.

도 2는 상술한 바와 같은 과정을 순서도로 나타낸 것으로, 이에 따르면 본 발명에 따른 무폐수 음식물 쓰레기 처리방법은, 음식물 쓰레기 임시저장 단계(S1)와, 탈리수 이송 단계(S2), 파쇄 및 선별 단계(S3), 수분조절재 투입 및 혼합교반 단계(S4), 발효 단계(S5)를 포함하여 이루어진다.

음식물 쓰레기 임시저장 단계(S1)는 음식물 쓰레기 수거 차량으로 수거한 음식물 쓰레기를 수거하여 투입 호퍼(100)에 임시 저장하는 단계로, 이때 탈리수가 발생한다.

탈리수 이송 단계(S2)는 쓰레기 투입 호퍼(100)에서 발생한 탈리수를 탈리수 이송펌프(500)를 이용하여 선별 파쇄기(200)나 혼합기(400)로 이송하는 단계로서, 상기 음식물 쓰레기 임시저장 단계(S1)에서 발생한 탈리수가 다시 음식물 쓰레기와 합쳐지게 된다.

파쇄 및 선별 단계(S3)는 선별 파쇄기(200)에서 이송펌프(500)로부터 탈리수를 공급받으면서 음식물 쓰레기를 잘게 파쇄하고, 협잡물을 선별하여 제거하는 단계이다.

수분조절재 투입 및 혼합교반 단계(S4)는 선별 파쇄기(200)로부터 이송된 음식물 쓰레기에 수분조절재 투입 호퍼(300)로부터 공급된 수분조절재를 투입하고 수분조절재와 음식물쓰레기를 혼합기(400)에서 혼합 교반하는 단계로서, 이 단계를 거치면 비로소, 퇴비의 원료가 완성되는 것이다.

발효 단계(S5)는 혼합기(400)의 혼합물을 발효기(600)에서 발효하여 퇴비로 만드는 단계이다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치는, 종래의 음식물 쓰레기 처리 장치와 달리, 음식물 쓰레기를 처리하는 과정에서 발생하는 폐수(탈리수)를 처리하기 위한 설비를 설치하지 않으며, 또 수분 함량을 낮추기 위하여 탈수기나 열풍기와 같은 에너지를 많이 사용하고 고가인 건조 설비를 설치하지 않으므로, 필요한 부지 면적이 줄어들고 초기 설비 투자 비용도 적게 든다.

물론, 음식물 쓰레기 처리량에 비하여 수분조절재로 사용하는 톱밥이나 왕겨의 사용량이 늘어나 비경제적인 부분이 없지않으나, 소규모의 설비로 운용에 필요한 소용 인력이 적으며 가동률도 높일 수 있어서 전체적으로 비용이 적게 들어 유리한다.

아울러, 퇴비를 생산할 수 있으므로 수익을 올릴 수 있으므로 효과적이라 할 수 있다. 본 출원인이 추산한 바에 따르면, 본 발명의 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치로 83%의 수분함량을 가지는 수거한 음식물 쓰레기 20톤을 처리하는데, 필요한 톱밥(수분 함량 20%)은 8톤 정도로 많지만, 발효 공정을 거쳐 퇴비로 생산하면 10톤 정도를 얻을 수 있다.

이상의 설명은 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며 첨부된 청구범위 내에서 다양하게 변형 가능하도록 실시할 수 있다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

본 발명의 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치 및 방법은 음식물 쓰레기를 퇴비로 재활용할 수 있도록 하며, 특히 소규모의 지자체에서 효율적으로 사용할 수 있다.

100 음식물 쓰레기 투입 호퍼 200 선별 파쇄기
201 음식물 쓰레기 이송펌프 300 수분조절재 투입호퍼
400 혼합기 500 탈리수 이송펌프
600 발효기
S1 음식물 쓰레기 임시저장 단계 S2 탈리수 이송 단계
S3 파쇄 및 선별 단계
S4 수분조절재 투입 및 혼합교반 단계
S5 발효 단계

Claims (8)

1. 수거된 음식물 쓰레기를 임시 저장하며, 일정량을 선별파쇄기(200)로 공급하는 음식물 쓰레기 투입 호퍼(100)와;
   상기 음식물 쓰레기 투입 호퍼(100)로부터 공급된 음식물 쓰레기를 잘게 파쇄하며, 협잡물을 선별하여 제거하는 선별 파쇄기(200)와;
   수분조절재가 저장되며, 일정량을 혼합기(400)로 공급하는 수분조절재 투입 호퍼(300)와;
   상기 선별 파쇄기(200)로부터 공급된 음식물 쓰레기와 상기 수분조절재 투입 호퍼(300)로부터 공급된 수분조절재를 혼합하여 혼합물을 생산하는 혼합기(400)와;
   상기 음식물 쓰레기 투입 호퍼(100)에서 발생하는 탈리수를 상기 선별 파쇄기(200)나 혼합기(400)로 공급하는 탈리수 이송펌프(500)와;
   상기 혼합기(400)에서 생산된 혼합물을 발효하여 퇴비로 만드는 발효기(600);
   를 포함하고,
   상기 혼합기(400)로 공급되는 수분조절재는 톱밥, 왕겨, 팽화왕겨, 절단볏짚, 폐지, 우드칩, 나무가지, 잎파리, 대두박, 주정박, 미강과 같은 유기성 팽윤재 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것과,
   상기 혼합기(400)에 공급되는 수분조절재는, 혼합물이 수분함량 65% 내지 68%를 유지하도록 혼합기(400)에 공급되는 것과, 상기 발효기(600)는 수분함유량 65% 내지 68%의 혼합물을 퇴비화할 수 있는 고속 퇴비 발효기를 사용하는 것을 특징으로 하는 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 혼합기(400)에 공급되는 음식물 쓰레기와 수분조절재는 6:4 내지 7:3 중량비 범위의 혼합비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 장치.
   
5. 음식물 쓰레기를 수거하여 음식물 쓰레기 투입 호퍼(100)에 임시 저장하는 음식물 쓰레기 임시저장 단계(S1)와;
   음식물 쓰레기 투입 호퍼(100)에서 발생한 탈리수를 탈리수 이송펌프(500)를 이용하여 선별 파쇄기(200)나 혼합기(400)로 이송하는 탈리수 이송 단계(S2)와;
   선별 파쇄기(200)에서 이송펌프(500)로부터 탈리수를 공급받으면서 음식물 쓰레기를 잘게 파쇄하고, 협잡물을 선별하여 제거하는 파쇄 및 선별 단계(S3)와;
   선별 파쇄기(200)로부터 이송된 음식물 쓰레기에 수분조절재 투입 호퍼(300)로부터 공급된 수분조절재를 투입하고 수분조절재와 음식물쓰레기를 혼합기(400)에서 혼합 교반하여 혼합물을 생산하는 수분조절재 투입 및 혼합교반 단계(S4)와;
   혼합기(400)에서 생산된 혼합물을 발효기(600)에서 발효하여 퇴비화하는 발효 단계(S5);
   를 포함하고,
   상기 수분조절재 투입 및 혼합교반 단계(S4)에서, 혼합기(400)로 공급되는 수분조절재는 톱밥, 왕겨, 팽화왕겨, 절단볏짚, 폐지, 우드칩, 나무가지, 잎파리, 대두박, 주정박, 미강과 같은 유기성 팽윤재 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하는 것과,
   상기 발효기(600)는 수분함유량 65% 내지 68%의 혼합물을 퇴비화할 수 있는 고속 퇴비 발효기를 사용하는 것을 특징으로 하는 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 방법.
   
6. 삭제
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 수분조절재 투입 및 혼합교반 단계(S4)에서, 혼합기(400)에 공급되는 수분조절재는, 혼합물이 수분함량 65% 내지 68%를 유지하도록 혼합기(400)에 공급되는 것을 특징으로 하는 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 방법.
   
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 수분조절재 투입 및 혼합교반 단계(S4)에서, 혼합기(400)에 공급되는 음식물 쓰레기와 수분조절재는 6:4 내지 7:3 중량비 범위의 혼합비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 무폐수 음식물 쓰레기 퇴비화 방법.
   

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