KR20140112715A - 음폐수 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 수용 공간이 형성되어 폐식용유를 수용하되, 하부 측에 가열원이 형성되어 수용된 폐식용유를 가열하는 가열 탱크와, 상기 가열 탱크의 내부 수용 공간으로 음폐수를 공급하는 음폐수 공급 라인과, 상기 가열 탱크의 내부 수용 공간 상부와 연통되도록 형성되어 가열된 폐식용유에 의해 기화되는 음폐수 수증기를 배출하여 음폐수 처리조로 이송시키는 수증기 배출 라인과, 상기 가열 탱크의 내부 수용 공간 하부와 연통되도록 형성되어 폐식용유 및 폐식용유에 함유된 고형물을 배출하는 폐식용유 배출 라인과, 상기 폐식용유 배출 라인과 연결되어 배출되는 폐식용유를 저장하되, 내부에 형성된 필터에 의해 폐식용유에 함유된 고형물을 분리하여 저장하는 폐식용유 저장조와, 상기 폐식용유 저장조와 가열 탱크를 상호 연결하여 폐식용유 저장조에 저장된 폐식용유를 상기 가열 탱크로 공급하는 폐식용유 공급 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 폐식용유를 가열하여 이에 의해 음폐수를 고형물과 액체로 분리함으로써 음폐수 분리를 위한 에너지가 비교적 적게 필요하며, 분리된 고형물에 폐식용유에 의한 유막이 형성되어 고형물이 수분을 재차 흡수하는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

음폐수 처리장치 {TREATMENT APPARATUS OF FOOD WASTE EFFLUENT}

본 발명은 음폐수 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐식용유를 가열하여 이에 의해 음폐수를 고형물과 액체로 분리함으로써 음폐수 분리를 위한 에너지가 비교적 적게 필요하며, 분리된 고형물에 폐식용유에 의한 유막이 형성되어 고형물이 수분을 재차 흡수하는 것을 방지하는 음폐수 처리장치에 관한 것이다.

오늘날의 환경문제는 런던협약이나 교토의정서처럼 지역적인 문제가 아닌 범 지구적인 문제로 인식되고 있으며, 모든 산업활동에 영향을 미치고 있다. 구미 선진국에서는 일찍부터 자국의 산업을 보호하는 방편으로 엄격한 환경기준을 내세우고 있으며, 이러한 추세는 점점 심화될 것으로 예상된다.

우리나라의 하수나 음식물 쓰레기의 음폐수도 매년 증가하고 있기 때문에 환경오염을 최소화할 수 있는 기술이 요구되고 있는 실정이다.

더욱이 음식물 쓰레기의 음폐수는 일반적인 오수 및 침출수와는 달리 오염물질의 농도가 매우 높고 음폐수의 성질상 식용유, 일반유기물, 세제 등을 포함하고 있어 분해가 잘되지 않아 심각한 환경오염의 원인이 되고 있다.

상기와 같은 음폐수를 처리하는 종래의 방법으로는 연소처리방법, 건조처리방법 등이 있다.

종래의 연소처리방법은 음폐수를 고형물과 액체로 분리한 후 고형물을 연소하여 처리하는 방법으로서, 고형물을 완전 소멸시킬 수 있으나 연소에 의해 다이옥신과 같은 유해물이 생성되어 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 건조처리방법은 음폐수에 열을 가하여 액체는 기화시켜 소멸하고, 고형물은 건조시켜 크기를 축소시키는 방법으로서, 다량의 액체를 함유한 음폐수를 직접 가열하여 건조시키기 때문에 건조에 필요한 에너지가 많이 필요하게 되는 문제점이 있으며, 고형물의 건조 시 과도한 열의 공급에 의해 고형물이 연소되는 문제점이 있었다. 그리고, 건조에 의해 축소된 고형물을 처리하기 위해 이송 시 고형물이 수분을 재차 흡수하는 경우가 있어 이를 다시 건조해야하는 번거로움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 폐식용유를 가열하여 이에 의해 음폐수를 고형물과 액체로 분리함으로써 음폐수 분리를 위한 에너지가 비교적 적게 필요하며, 분리된 고형물에 폐식용유에 의한 유막이 형성되어 고형물이 수분을 재차 흡수하는 것을 방지하는 음폐수 처리장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 내부에 수용 공간이 형성되어 폐식용유를 수용하되, 하부 측에 가열원이 형성되어 수용된 폐식용유를 가열하는 가열 탱크와, 상기 가열 탱크의 내부 수용 공간으로 음폐수를 공급하는 음폐수 공급 라인과, 상기 가열 탱크의 내부 수용 공간 상부와 연통되도록 형성되어 가열된 폐식용유에 의해 기화되는 음폐수 수증기를 배출하여 음폐수 처리조로 이송시키는 수증기 배출 라인과, 상기 가열 탱크의 내부 수용 공간 하부와 연통되도록 형성되어 폐식용유 및 폐식용유에 함유된 고형물을 배출하는 폐식용유 배출 라인과, 상기 폐식용유 배출 라인과 연결되어 배출되는 폐식용유를 저장하되, 내부에 형성된 필터에 의해 폐식용유에 함유된 고형물을 분리하여 저장하는 폐식용유 저장조와, 상기 폐식용유 저장조와 가열 탱크를 상호 연결하여 폐식용유 저장조에 저장된 폐식용유를 상기 가열 탱크로 공급하는 폐식용유 공급 라인에 의해 달성된다.

또한, 상기 수증기 배출 라인 상에 설치되어 배출되는 음폐수 수증기를 응축시키는 응축기를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 수증기 배출 라인 상에 설치되어 이송되는 음폐수를 필터링하는 활성 탄소 필터를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 가열 탱크의 내부에 설치되어 수용된 폐식용유의 온도를 측정하는 온도 감지 센서와, 상기 온도 감지 센서에 의해 감지된 폐식용유의 온도가 기 설정된 온도 범위 내에 위치되도록 상기 가열원의 작동을 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 가열 탱크의 상부 중심에서 내부 하부 측으로 설치되는 구동축과, 상기 구동축에 연결되어 구동축을 회전시키는 구동 모터와, 상기 구동축의 하단부에 복수 개로 마련되어 상호 이격하도록 배치되는 교반 블레이드를 더 포함할 수 있다.

이에 의해, 폐식용유를 가열하여 이에 의해 음폐수를 고형물과 액체로 분리함으로써 음폐수 분리를 위한 에너지가 비교적 적게 필요하며, 분리된 고형물에 폐식용유에 의한 유막이 형성되어 고형물이 수분을 재차 흡수하는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 음폐수 처리장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 음폐수 처리장치가 음폐수를 처리하는 것을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 음폐수 처리장치가 음폐수에 함유된 고형물을 처리하는 것을 도시한 순서도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 음폐수 처리장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 수용 공간(110)이 형성되어 폐식용유를 수용하되, 하부 측에 가열원(120)이 형성되어 수용된 폐식용유를 가열하는 가열 탱크(100)와, 가열 탱크(100)의 내부 수용 공간(110)으로 음폐수를 공급하는 음폐수 공급 라인(200)과, 가열 탱크(100)의 내부 수용 공간(110) 상부와 연통되도록 형성되어 가열된 폐식용유에 의해 기화되는 음폐수 수증기(10)를 배출하여 음폐수 처리조(340)로 이송시키는 수증기 배출 라인(300)과, 가열 탱크(100)의 내부 수용 공간(110) 하부와 연통되도록 형성되어 폐식용유 및 폐식용유에 함유된 고형물(20)을 배출하는 폐식용유 배출 라인(400)과, 폐식용유 배출 라인(400)과 연결되어 배출되는 폐식용유를 저장하되 내부에 형성된 필터(420)에 의해 폐식용유에 함유된 고형물(20)을 분리하여 저장하는 폐식용유 저장조(410)와, 폐식용유 저장조(410)와 가열 탱크(100)를 상호 연결하여 폐식용유 저장조(410)에 저장된 폐식용유를 가열 탱크(100)로 공급하는 폐식용유 공급 라인(500)을 포함한다.

먼저, 가열 탱크(100)는 내부에 수용 공간(110)이 형성되는 탱크로서, 내부 수용 공간(110)이 외부와 밀폐되도록 형성된다. 상기한 가열 탱크(100)의 내부 수용 공간(110)에 폐식용유가 수용된다. 그리고, 가열 탱크(100)의 하부 측에 가열원(120)이 설치되어 가열 탱크(100)에 열을 가함으로써, 가열 탱크(100) 내부에 수용된 폐식용유를 가열하게 된다. 상기한 가열원(120)은 가열 탱크(100)의 하부 측을 감싸는 형태로 형성되는 히터로 마련될 수 있다. 이때, 가열원(120)은 가열 탱크(100)의 하부와 일정 거리 이격되도록 설치되어 가열 탱크(100)로 열을 공급한다. 즉, 가열 탱크(100)는 직접적으로 열을 공급받는 것이 아니라 간접 가열 방식에 의해 열을 공급받게 된다. 이는, 폐식용유가 너무 급격히 열을 받는 것을 방지하기 위한 것이다. 상술한 바와 같이 가열원(120)은 가열 탱크(100)와 이격되어 설치될 수도 있지만, 가열 탱크(100)와 접촉되도록 설치될 수도 있는데 이때에는 폐식용유가 급속도로 가열되는 것을 방지하기 위해 순차적으로 온도를 올릴 수 있다. 상기한 가열원(120)은 히터가 아닌 스팀 형태로 마련되어 스팀이 분사됨에 의해 가열 탱크(100)에 열을 공급할 수도 있다.

한편, 음폐수 공급 라인(200)은 내부에 유동 공간이 형성되는 파이프로서, 일 측이 가열 탱크(100)의 상부 측과 연결되고 타 측은 음폐수 저장조(210)와 연결되어 음폐수 저장조(210)에 저장된 음폐수를 가열 탱크(100)의 상부 측으로 공급한다. 이때, 음폐수 공급 라인(200)의 일 영역에는 음폐수 공급 펌프(220)가 형성되어 있어, 상기 음폐수 공급 펌프(220)의 작동에 의해 음폐수가 이송 공급된다. 그리고, 음폐수 공급 라인(200)의 일 영역에는 제2 컨트롤 밸브(V2)가 형성될 수 있다.

상기와 같이 음폐수 공급 라인(200)에 의해 음폐수가 가열 탱크(100)의 내부로 공급되면, 가열된 폐식용유와 음폐수가 상호 접촉하게 되고 이에 따라 음폐수의 액체가 기화되어 음폐수 수증기(10)가 발생하게 된다.

본 발명의 수증기 배출 라인(300)은 상기한 음폐수 수증기(20)를 배출하기 위한 것으로, 내부에 유동 공간이 형성되는 파이프로 마련된다. 상기한 수증기 배출 라인(300)은 일 측이 가열 탱크(100)의 내부 수용 공간(110) 상부와 연통되도록 연결되고, 타 측이 음폐수 처리조(340)와 연결되어 음폐수 수증기(20)를 음폐수 처리조(340)로 이송시킨다. 그리고, 수증기 배출 라인(300)의 일 영역에는 제1 컨트롤 밸브(V1)가 형성될 수 있다.

이때, 수증기 배출 라인(300)의 일 영역에는 흡입팬(310)이 형성되어 음폐수 수증기(20)의 흡입을 보다 용이하게 한다. 또한, 수증기 배출 라인(300)에는 응축기(320)가 설치되어 기체 형태의 음폐수 수증기(20)를 액체 형태로 변환시키게 된다. 그리고, 수증기 배출 라인(300)에는 활성 탄소 필터(330)가 더 형성되어 응축기(320)에 의해 액체 상태로 변환된 음폐수를 필터링하게 되고, 필터링된 음폐수는 음폐수 처리조(340)로 이송된다. 즉, 흡입팬(310), 응축기(320) 및 활성 탄소 필터(330)가 순차적으로 설치되어 상술한 과정이 행해지게 된다.

한편, 가열 탱크(100)의 내부로 공급된 음폐수가 가열된 폐식용유에 의해 기화될 때, 음폐수에 함유된 고형물(20)은 폐식용유 내부로 가라앉게 된다. 상기한 고형물(20)을 교반시키기 위해 가열 탱크(100)에는 구동축(130), 구동 모터(140) 및 교반 블레이드(150)가 더 형성된다.

구동축(130)은 소정 직경을 갖는 원형 봉으로서, 가열 탱크(100)의 상부 중심에서 내부 하부 측으로 설치된다. 상기한 구동축(130)의 상부에는 구동 모터(140)가 결합되어 구동축(130)을 회전시키게 된다. 그리고, 구동축(130)의 하단부에는 수평 방향으로 복수 개 마련되어 상호 이격하도록 배치되는 교반 블레이드(150)가 형성되어 구동축(130)과 함께 회전된다. 즉, 상기한 교반 블레이드(150)의 회전에 의해 폐식용유와 고형물(20)이 교반되는 것이다. 상기와 같이 교반을 시켜주는 이유는 공급되는 음폐수가 폐식용유와 만나게 되면 폐식용유 내에서 덩어리를 형성하게 되는데 이를 교반을 통해 잘게 부셔서 기화가 빨리 일어날 수 있도록 하기 위함이다.

상기와 같이 고형물(20)과 폐식용유가 교반된 후, 일정 시간이 경과하게 되면 고형물(20)은 가열 탱크(100)의 하부 측으로 가라앉게 된다.

폐식용유 배출 라인(400)은 가열 탱크(100)의 하부 측으로 가라앉은 고형물(20)을 가열 탱크(100)의 외부로 배출하기 위한 것으로, 내부에 유동 공간이 형성된 파이프로 마련된다. 상기한 폐식용유 배출 라인(400)은 일 측이 가열 탱크(100)의 내부 수용 공간(110) 하부와 연통되도록 형성되고, 타측은 폐식용유 저장조(410)와 연결되어 고형물(20)과 폐식용유를 폐식용유 저장조(410)로 이송한다. 이때, 폐식용유 저장조(410)의 내부에는 필터(420)가 형성되어 고형물(20)을 걸러내고 순수한 폐식용유만을 폐식용유 저장조(410)에 저장하게 된다.

여기서, 폐식용유 배출 라인(400)의 일 영역에는 진공 펌프(430)가 설치되어 고형물(20) 및 폐식용유가 폐식용유 저장조(410)로 보다 용이하게 이송되도록 한다. 그리고, 폐식용유 배출 라인(400)의 일 영역에는 제4 컨트롤 밸브(V4)가 형성될 수 있다.

한편, 폐식용유 공급 라인(500)은 내부에 유동 공간이 형성되는 파이프로서, 일 측이 폐식용유 저장조(410)와 연결되고 타 측은 가열 탱크(100)의 내부 수용 공간(110)과 연통되도록 설치되어 폐식용유 저장조(410)에 저장된 폐식용유를 가열 탱크(100)의 내부로 공급한다. 이때, 폐식용유 공급 라인(500)의 일 영역에는 보조 필터(510)가 더 형성되어 공급되는 폐식용유를 재차 필터링하게 된다. 그리고, 폐식용유 공급 라인(500)의 일 영역에는 폐식용유 공급 펌프(520)가 설치되어 폐식용유를 가열 탱크(100)의 내부로 보다 용이하게 공급되도록 한다. 그리고, 폐식용유 공급 라인(500)의 일 영역 중 폐식용유 공급 펌프(520)의 전 영역에는 제5 컨트롤 밸브(V5)가 형성되고, 폐식용유 공급 펌프(520)의 후 영역에는 제3 컨트롤 밸브(V3)가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 음폐수 처리장치는 온도 감지 센서(600) 및 제어부(610)를 더 포함한다.

온도 감지 센서(600)는 일반적으로 널리 사용되는 감지 센서로서, 가열 탱크(100)의 내부 수용 공간(110) 상에 설치되어 폐식용유의 현재 온도를 감지한다. 상기와 같이 감지된 폐식용유의 현재 온도는 제어부(610)로 전송되고, 제어부(610)는 폐식용유의 현재 온도가 기 설정된 온도 범위에 위치되도록 가열원(120)을 작동시키게 된다. 즉, 기 설정된 온도 범위가 100°C ~ 120°C일 경우, 폐식용유의 현재 온도가 120°C를 초과하면 가열원(120)의 작동을 정지시키고, 폐식용유의 현재 온도가 100°C 미만이면 가열원(120)을 작동시키게 된다.

이하에서는, 도 2 및 3을 참조하여 본 발명에 따른 음폐수 처리장치의 작동에 대해 상세하게 설명한다.

도 2는 음폐수의 액체가 처리되는 것을 도시한 순서도이다.

음폐수 저장조(210)에 저장된 음폐수는 음폐수 공급 라인(200)에 의해 가열 탱크(100)로 공급된다.

상기와 같이 공급된 음폐수는 가열 탱크(100) 내부의 가열된 폐식용유와 접촉하게 되고, 폐식용유의 열에 의해 액체가 기화되어 가열 탱크(100)의 상부에 잔존하게 된다.

이때, 흡입팬(310)이 작동되어 음폐수 수증기(10)가 수증기 배출 라인(300)을 통해 응축기(320)로 이송되고, 응축기(320)에 의해 응축된 음폐수는 활성 탄소 필터(330)로 이송된다.

상기와 같이 이송된 음폐수는 활성 탄소 필터(330)에 의해 필터링되어 음폐수 처리조(340)에 저장된다.

음폐수 저장조(340)에 저장된 음폐수는 수증기가 액화된 순수한 물이므로 그대로 하천 등에 방류하거나, 하수처리장으로 보내게 된다.

한편, 도 3은 음폐수의 고형물이 처리되는 것을 도시한 순서도이다.

음폐수 저장조(210)에 저장된 음폐수는 음폐수 공급 라인(200)에 의해 가열 탱크(100)로 공급된다.

상기와 같이 공급된 음폐수는 가열 탱크(100) 내부의 가열된 폐식용유와 접촉하게 되고, 폐식용유의 열에 의해 액체는 기화되고 고형물(20)은 가열 탱크(100)의 하부로 가라앉게 된다.

상기와 같이 가열 탱크(100)의 하부로 가라앉은 고형물(20)은 폐식용유 배출 라인(400)을 통해 폐식용유와 함께 배출되어 폐식용유 저장조(410)의 필터(420)를 거치게 된다. 여기서, 폐식용유가 배출되는 것을 살펴보면, 컨트롤 밸브(V1, V2, V3, V4, V5)를 모두 폐쇄시킨 상태에서 진공 펌프(430)를 작동시키고, 진공 펌프(430)가 작동된 상태에서 제4 컨트롤 밸브(V4)만을 개방하여 진공에 의해 폐식용유를 폐식용유 배출라인으로 빨아드리게 된다.

상기와 같이 배출되는 폐식용유는 필터(420)에 의해 고형물(20)과 폐식용유로 분리되어 고형물(20)은 별도로 수거되고, 폐식용유만이 폐식용유 저장조(410)에 저장된다. 상술한 바와 같이 진공에 의해 폐식용유를 빨아드리기 때문에. 이 진공력에 의해 폐식용유가 필터링되는 시간이 줄어들게 된다.

상기와 같이 폐식용유 저장조(410)에 저장된 폐식용유는 폐식용유 공급 라인(500)을 통해 보조 필터(510)로 이송되어 재차 걸러지게 된 후, 다시 가열 탱크(100)의 내부로 공급된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 음폐수 처리장치는 폐식용유를 가열하여 이에 의해 음폐수를 고형물과 액체로 분리함으로써 음폐수 분리를 위한 에너지가 비교적 적게 필요하며, 분리된 고형물에 폐식용유에 의한 유막이 형성되어 고형물이 수분을 재차 흡수하는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 분리된 고형물이 유분을 함유하고 있어 소각 보조재로 사용이 가능하며, 수분의 함유량이 낮아 직접 매립이 가능해 고형물 처리를 보다 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

본 실시 예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 기술적인 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.

10 : 음폐수 수증기 20 : 고형물
100 : 가열 탱크 110 : 수용 공간
120 : 가열원 130 : 구동축
140 : 구동 모터 150 : 교반 블레이드
200 : 음폐수 공급 라인 210 : 음폐수 저장조
220 : 음폐수 공급 펌프 300 : 수증기 배출 라인
310 : 흡입팬 320 : 응축기
330 : 활성 탄소 필터 340 : 음폐수 처리조
400 : 폐식용유 배출 라인 410 : 폐식용유 저장조
420 : 필터 430 : 진공 펌프
500 : 폐식용유 공급 라인 510 : 보조 필터
520 : 폐식용유 공급 펌프 600 : 온도 감지 센서
610 : 제어부

Claims (5)

1. 내부에 수용 공간이 형성되어 폐식용유를 수용하되, 하부 측에 가열원이 형성되어 수용된 폐식용유를 가열하는 가열 탱크와;
   상기 가열 탱크의 내부 수용 공간으로 음폐수를 공급하는 음폐수 공급 라인과;
   상기 가열 탱크의 내부 수용 공간 상부와 연통되도록 형성되어 가열된 폐식용유에 의해 기화되는 음폐수 수증기를 배출하여 음폐수 처리조로 이송시키는 수증기 배출 라인과;
   상기 가열 탱크의 내부 수용 공간 하부와 연통되도록 형성되어 폐식용유 및 폐식용유에 함유된 고형물을 배출하는 폐식용유 배출 라인과;
   상기 폐식용유 배출 라인과 연결되어 배출되는 폐식용유를 저장하되, 내부에 형성된 필터에 의해 폐식용유에 함유된 고형물을 분리하여 저장하는 폐식용유 저장조와;
   상기 폐식용유 저장조와 가열 탱크를 상호 연결하여 폐식용유 저장조에 저장된 폐식용유를 상기 가열 탱크로 공급하는 폐식용유 공급 라인을 포함하는 음폐수 처리장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수증기 배출 라인 상에 설치되어 배출되는 음폐수 수증기를 응축시키는 응축기를 더 포함하는 음폐수 처리장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 수증기 배출 라인 상에 설치되어 이송되는 음폐수를 필터링하는 활성 탄소 필터를 더 포함하는 음폐수 처리장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 가열 탱크의 내부에 설치되어 수용된 폐식용유의 온도를 측정하는 온도 감지 센서와;
   상기 온도 감지 센서에 의해 감지된 폐식용유의 온도가 기 설정된 온도 범위 내에 위치되도록 상기 가열원의 작동을 조절하는 제어부를 더 포함하는 음폐수 처리장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 가열 탱크의 상부 중심에서 내부 하부 측으로 설치되는 구동축과;
   상기 구동축에 연결되어 구동축을 회전시키는 구동 모터와;
   상기 구동축의 하단부에 복수 개로 마련되어 상호 이격하도록 배치되는 교반 블레이드를 더 포함하는 음폐수 처리장치.

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