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KR102328505B1 - 친환경 유기성 폐기물 처리시스템 - Google Patents

친환경 유기성 폐기물 처리시스템 Download PDF

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KR102328505B1
KR102328505B1 KR1020200157697A KR20200157697A KR102328505B1 KR 102328505 B1 KR102328505 B1 KR 102328505B1 KR 1020200157697 A KR1020200157697 A KR 1020200157697A KR 20200157697 A KR20200157697 A KR 20200157697A KR 102328505 B1 KR102328505 B1 KR 102328505B1
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organic waste
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sludge
wastewater
carbonizer
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김수연
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김동완
김수연
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Abstract

친환경 유기성 폐기물 처리시스템에 관한 것으로, 친환경 유기성 폐기물 처리시스템은 연료의 연소에 의하여 발생된 고온의 연소가스를 탄화기로 공급하는 연소기, 유기성 폐기물을 압착하여 유기성 폐기물에 포함된 수분을 제거하고 수분이 제거된 유기성 폐기물을 탄화기로 제공하는 압착기, 연소가스에 의해 가열된 고온의 열매체유를 이용하여 유기성 폐기물을 탄화시키는 탄화기, 연소가스에 포함된 이물질을 제거하여 배출하는 정화기, 유기성 폐기물로부터 배출된 오폐수를 정화하는 오폐수 정화장치를 포함하고, 유기성 폐기물로부터 추출된 오염수로부터 슬러지를 분리하여 정화하고, 분리된 슬러지를 다시 압착기 또는 탄화기로 공급하여 처리함으로써, 환경오염을 최소화하면서 유기성 폐기물을 처리할 수 있다.

Description

친환경 유기성 폐기물 처리시스템 {Eco-friendly organic waste disposal system}
친환경 유기성 폐기물 처리시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 유기성 폐기물 처리 과정에서 발생된 오폐수를 처리하여 배출함으로써 친환경 유기성 폐기물 처리시스템에 관한 것이다.
인구가 폭발적으로 증가함에 따라 생활 폐기물, 건축 폐기물 등도 함께 지속적으로 증가하고 있는 실정이다. 폐기물은 크게 생활환경에서 발생하는 생활 폐기물, 산업 현장에서 발생되는 사업자 폐기물, 및 건설공사와 관련된 건설폐기물 등으로 분류될 수 있다. 이러한 폐기물은 유기성 물질, 즉 음식물 쓰레기, 식품 부산물 등을 포함하는 유기성 폐기물을 포함한다.
이러한 많은 양의 폐기물은 재활용하거나, 매립 또는 소각하는 방식으로 처리되고 있는 실정이다. 폐기물을 재활용하는 방식의 경우 환경오염의 문제가 발생하지 않으나, 매립 및 소각의 경우 환경오염을 야기하는 문제가 있다.
특히, 유기성 폐기물의 경우에는 주로 소각, 매립, 비료화의 방법으로 처리된다. 이중 매립방식의 경우 유기성 폐기물을 매립하기 위한 장소 확보가 쉽지 않고, 매립하더라도 유기성 폐기물에 포함된 수분으로 인하여 침출수가 흘러나와 주변 토양을 오염시키는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1698296호 대한민국 등록특허공보 제10-0864529호
유기성 페기물 처리 과정에서 발생된 오폐수를 처리할 수 있는 친환경 유기성 폐기물 처리시스템을 제공하는 데에 있다. 또한, 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리시스템은, 원통 형태로 형성되어 연료가 연소되는 연소통, 상기 연소통에서 연료의 연소에 의하여 발생된 고온의 연소가스를 탄화기로 공급하는 가스공급 덕트를 포함하는 연소기; 상부와 하부가 개방된 사각형 깔대기 형태로 형성되어 수분을 포함하는 유기성 폐기물이 투입되는 제 1 폐기물 투입호퍼, 압착관 내에서 상기 유기성 폐기물을 이송하면서 압착시켜 상기 유기성 폐기물에 포함된 수분을 추출하는 압착 스크류 및 수분이 추출된 탈수 유기성 폐기물을 탄화기로 이송하는 폐기물 이송스크류를 포함하는 압착기; 상기 탈수 유기성 폐기물이 투입되는 제 2 폐기물 투입호퍼, 열매체유를 수용하고 상기 열매체유에 의하여 상기 탈수 유기성 폐기물을 탄화시키는 탄화로, 원통 형태로 상기 탄화로 내부에 설치되고 상기 연소기로부터 공급된 고온의 연소가스가 이동하는 가스이동관, 상기 고온의 연소가스를 정화기로 배출하는 가스배출 덕트를 포함하는 탄화기; 상기 탄화기로부터 배출된 연소가스를 포집하고, 포집된 연소가스에 포함된 이물질을 제거하는 정화기; 및 사각박스 형태로 형성되어 내부에 오폐수를 수용하고 정화하는 정화탱크 및 상기 오폐수로부터 걸러진 슬러지를 이송하는 슬러지 이송스크류를 포함하는 오폐수 처리장치를 포함한다.
상기 압착기는 원통 형태의 관으로 상기 압착관의 하부에 결합되어 상기 유기성 폐기물로부터 추출된 오폐수를 상기 압착관 외부로 배출하는 배수관을 더 포함하고, 상기 오폐수 처리장치는 원통 형태의 관으로 일측은 상기 배수관과 연결되고 타측은 상기 정화탱크와 연결되어 상기 압착기로부터 배출되는 오폐수를 상기 정화탱크로 공급하는 오폐수 이송관을 더 포함한다.
상기 정화탱크는 상기 압착기로부터 배출된 오폐수를 수용하고, 상기 오폐수에 투입된 수질정화제가 혼합되어 부영양화 물질을 응집시켜 슬러지를 생성하고, 상기 생성된 슬러지가 수면 위로 떠오르게 하는 적어도 하나의 응집수조; 상기 적어도 하나의 응집수조와 격벽에 의하여 구획되고, 상기 적어도 하나의 응집수조로부터 유입된 오폐수의 수면 위로 상승한 슬러지를 걸러내는 거름수조; 및 상기 거름수조와 격벽에 의하여 구획되고, 상기 거름수조에서 걸러지는 슬러지를 수용하는 수거수조를 포함하고, 상기 오폐수 처리장치는 상기 거름수조에 수용된 오폐수의 수면 위로 상승한 슬러지를 상기 수거수조로 밀어내는 슬러지 제거기를 더 포함한다.
상기 슬러지 제거기는 직사각형 형태의 평판으로 다수 개의 개구를 갖는 다공성 필터를 포함하는 플레이트; 및 상기 플레이트를 움직이게 하는 플레이트 구동부를 포함하고, 상기 플레이트는 상기 거름수조에서 오폐수 수면 위로 떠오른 슬러지를 상기 수거수조로 밀어내고 물은 상기 수거수조로 밀어내지 않는다.
상기 오폐수 처리장치는 상기 수거수조의 하부에 배치되고, 상기 수거수조에 수용된 슬러지를 슬러지 이송관을 통해 상기 압착기의 폐기물 투입호퍼 또는 상기 탄화기의 폐기물 투입호퍼로 이송하는 슬러지 이송스크류를 더 포함한다.
친환경 유기성 폐기물 처리시스템은 열매체유를 가열하기 위한 고온의 연소가스를 생성하는 연소기, 수분을 포함하는 유기성 폐기물을 압착하여 유기성 폐기물에 포함된 수분을 제거하는 압착기, 고온의 열매체유를 이용하여 유기성 폐기물을 탄화시키는 탄화기, 연소가스에 포함된 이물질을 제거하는 정화기 및 오폐수를 정화하는 오폐수 처리장치를 포함한다. 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리시스템의 오폐수 처리장치는 유기성 폐기물을 처리하는 과정에서 발생된 오폐수에 포함된 이물질, 녹조류 및 부영양화 물질을 제거하고, 정화된 물을 외부로 배출한다. 또한, 정화기는 유기성 폐기물을 처리하는 과정에서 발생된 연소가스를 정화하여 외부로 배출한다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리시스템은 유기성 폐기물을 처리하는 과정에서 발생된 오폐수 및 가스를 정화시켜 배출시킴으로써 수질 오염, 대기 오염 등과 같은 환경오염을 방지하면서 유기성 폐기물을 처리할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리시스템은 오폐수 처리장치에서 걸러진 슬러지를 다시 압착기 또는 탄화기로 이송한다. 압착기로 이송된 슬러지는 유기성 폐기물과 함께 압축되고 탈수되어 탄화기로 투입된다. 탄화기로 이송된 슬러지는 탈수 유기성 폐기물과 함께 탄화된다. 이처럼, 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리시스템은 유기성 폐기물을 처리하는 과정에서 발생하는 환경오염 문제를 최소화할 수 있다.
이에 더하여, 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리시스템은 압착기를 이용하여 유기성 폐기물에 포함된 수분을 완전히 제거하고 유기성 폐기물의 부피를 감소시킨다. 압착기는 압축된 유기성 폐기물을 탄화기로 공급한다. 탄화기는 수분이 빠지고 압축된 유기성 폐기물을 탄화시켜 탄화물로 변환한다. 이처럼, 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리시스템은 유기성 폐기물을 탄화기로 바로 투입하지 않고 유기성 폐기물을 압착기로 투입하고 압착기에서 유기성 폐기물에 포함된 수분을 제거하고 압축하여 부피를 감소시킨 후 탄화기로 투입한다. 수분이 제거된 유기성 폐기물을 탄화시킴으로써 종래의 유기성 폐기물 처리시스템 보다 더 많은 양의 유기성 폐기물을 처리할 수 있다.
추가적으로, 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리시스템은 압착기에 의해 유기성 폐기물이 압축되고 파쇄됨에 따라 유기성 폐기물의 부피가 감소되고 표면적이 늘아남에 따라 탄화속도가 더 빨라진다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리시스템은 많은 양의 유기성 폐기물을 효율적으로 처리할 수 있다. 또한, 유기성 폐기물 처리시스템의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 친환경 유기성 폐기물 처리시스템의 상면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 친환경 유기성 폐기물 처리시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 친환경 유기성 폐기물 처리시스템의 연소기를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 친환경 유기성 폐기물 처리시스템의 탄화기를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 탄화기의 측면 단면도이다
도 7은 도 1에 도시된 친환경 유기성 폐기물 처리시스템의 압착기를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 압착기의 측단면도이다.
도 9는 도 1에 도시된 친환경 유기성 폐기물 처리시스템의 정화기를 도시한 도면이다.
도 10은 도 1에 도시된 친환경 유기성 폐기물 처리시스템의 오폐수 처리장치를 도시한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 오폐수 처리장치의 측면 단면도이다.
도 12는 도 10에 도시된 오폐수 처리장치의 상면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 실시예들을 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하의 본 발명의 실시예들에 대한 상세한 설명에서 기재된 용어는 다음과 같은 의미를 갖는다. “유기성 폐기물”은 버려지는 폐기물 중에 유기성 물질을 포함하는 폐기물로서, 음식물 쓰레기, 식품 부산물, 동물의 사체 등을 포함한다. “탄화물”은 탄소를 포함하는 물질로서, 유기성 폐기물을 탄화시키고 남은 부산물을 의미하고, “오폐수”는 유기성 폐기물을 처리하는 과정에서 발생한 물로서, 액체성 또는 고체성 더러운 물질이 섞여 있는 물을 의미하고, “슬러지”는 오폐수로부터 분리된 오염물질을 의미한다. 본 발명의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상술한 용어에 대하여 용이하게 이해할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 친환경 유기성 폐기물 처리시스템의 상면도이다. 도 1 내지 도 2를 참고하면, 친환경 유기성 폐기물 처리시스템(1)은 연소기(10), 압착기(20), 탄화기(30), 정화기(40), 탄화물 수집통(50) 및 오폐수 처리장치(60)를 포함한다. 연소기(10)는 연소실 내부에서 연료를 연소시켜 고온의 연소 가스를 생성하고, 생성된 고온의 연소 가스를 탄화기(30)로 제공한다. 압착기(20)는 유기성 폐기물을 가압하여 유기성 폐기물에 포함된 수분을 제거하고, 수분이 제거된 유기성 폐기물을 탄화기(30)로 제공한다. 압착기(20)는 유기성 폐기물로부터 추출된 수분을 오폐수 처리장치(60)로 배출한다.
탄화기(30)는 고온의 열매체유를 이용하여 유기성 폐기물을 열처리하여 탄화물로 변환한다. 탄화기(30)의 열매체유는 연소기(10)로부터 공급된 고온의 연소 가스에 의하여 가열된다. 탄화기(30)에 의해 생성된 탄화물은 탄화물 수집통(50)으로 배출된다. 탄화기(30)를 통과한 연소 가스는 가스배출 덕트(306)를 통하여 정화기(40)로 흐른다.
정화기(40)는 연소기(10)에서 연료를 연소할 때 발생된 이산화탄소, 일산화탄소 등의 유해물질, 및 이물질을 연소 가스로부터 제거하여, 연소 가스를 정화한다. 정화기(40)는 유해물질 및 이물질이 제거된 연소가스를 외부로 배출한다.
탄화물 수집통(50)은 원통 또는 다각형 박스 형태의 통으로, 탄화기(30)에서 탄화 결과물로 발생된 탄화물을 수집하고 보관한다.
오폐수 처리장치(60)는 유기성 폐기물 과정에서 배출되는 오폐수를 정화하고, 정화된 물을 외부로 배출한다. 보다 구체적으로, 압착기(20)에 의하여 유기성 폐기물로부터 추출된 오폐수는 배수관(207)을 통하여 오폐수 처리장치(60)로 공급된다. 오폐수 처리장치(60)는 투입된 오폐수에 포함된 이물질(예를 들어, 슬러지)을 제거하고 정화한다. 오폐수 처리장치(60)는 정화된 물을 유기성 폐기물 처리시스템(1) 외부로 배출한다. 또한, 오폐수 처리장치(60)를 오폐수로부터 걸러진 슬러지를 탄화기(60) 또는 압착기(20)로 공급한다.
이하에서는 상술한 유기성 폐기물 처리시스템을 구성하는 연소기(10), 압착기(20), 탄화기(30), 정화기(40) 및 오폐수 정화장치(60)에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 친환경 유기성 폐기물 처리시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3은 친환경 유기성 폐기물 처리시스템의 개략적인 동작을 나타낸다. 도 3을 참고하면, 수분을 포함하는 유기성 폐기물이 압착기(20)로 투입된다. 압착기(20)는 유기성 폐기물을 가압하여 유기성 폐기물에 포함된 수분을 제거하고, 수분이 제거된 탈수 유기성 폐기물을 탄화기(30)로 공급한다. 그리고, 유기성 폐기물로부터 배출된 오폐수는 배수관(207)을 통하여 오폐수 처리장치(60)로 흐른다.
연소기(10)는 연소기(10)로 공급된 연료를 연소시켜 고온의 연소 가스를 생성한다. 연소기(10)는 생성된 고온의 연소 가스를 탄화기(30)로 공급한다. 연소기(10)로부터 공급된 고온의 연소 가스에 의하여 탄화기(30) 내의 열매체유가 가열된다. 탄화기(30)는 가열된 열매체유를 이용하여 압착기(20)로부터 공급된 탈수 유기성 폐기물을 탄화한다. 탄화기(30)는 탈수 유기성 폐기물을 탄화시켜 탄화물을 생성한다. 탄화기(30)는 생성된 탄화물을 탄화물 수집통(50)으로 배출한다.
탄화기(30)는 열매체유를 가열하는데 사용된 연소 가스를 정화기(40)로 배출한다. 정화기(40)는 유해물질 및 이물질을 포함하는 연소 가스를 정화하고, 정화된 연소 가스를 공기 중으로 배출한다.
오폐수 처리장치(60)는 압착기(10)로부터 공급된 오폐수로부터 슬러지를 분리함으로써 오폐수를 정화하고, 정화된 물을 외부로 배출한다. 그리고, 오폐수 처리장치(60)는 오폐수로부터 걸러진 슬러지를 탄화기(30)로 공급한다.
이하에서는, 유기성 폐기물 처리시스템을 구성하는 연소기(10), 압착기(20), 탄화기(30) 및 정화기(40)에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 본 명세서의 발명의 핵심적인 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여, 이하에서는 각 장치의 핵심구성을 위주로 설명하기로 한다. 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 구성요소에 대한 설명은 본 발명의 특징을 흐려지게 함에 따라 생략하기로 한다.
도 4는 도 1에 도시된 친환경 유기성 폐기물 처리시스템의 연소기를 도시한 도면이다. 도 4를 참고하면, 친환경 유기성 폐기물 처리시스템(1)의 연소기(10)는 탄화기(30)의 열매체유를 가열하기 위한 연소가스를 가열한다. 연소기(10)는 연료가 담긴 연료통(101), 연료통(101)의 연료를 연소통(103)으로 공급하는 연료공급 스크류(102), 연료가 연소되는 연소통(103), 연소통(103)에서 연소에 의하여 발생된 고온의 연소가스를 탄화기(30)로 공급하는 가스공급 덕트(104), 연료의 연소에 의하여 발생된 재(ashes)를 배출하는 재 배출 스크류(105), 및 재를 수거하는 재수거통(106)을 포함한다.
연료통(101)은 연료를 보관하는 원통 또는 다각형 박스 형태의 통이다. 연료의 예로는 목재, 석탄, 석유, 가스 등을 포함하고, 연료의 종류에 따라 연소통(103)의 형태가 상이할 수 있다. 연료통(101)에 담긴 연료는 연료공급 스크류(102)에 의하여 연소통(103)으로 공급된다.
연료공급 스크류(102)는 연료통(101)에 담긴 연료를 연소통(103)의 하부로 공급한다. 연료공급 스크류(102)는 원기둥 형태의 샤프트, 샤프트의 외주면을 따라 나선 방향으로 감겨진 이송날개를 포함한다. 연료공급 스크류(102)는 샤프트 및 이송날개가 함께 회전하면서 연료통(101)에 담긴 연료를 연소통(103)으로 공급한다.
연소통(103)은 연료통(101)으로부터 공급된 연료가 연소되는 공간이다. 연소통(103)은 상부 및 하부가 개방된 원통 형태로서, 하부 개구는 연료공급 스크류(102)와 연결되고 공급되고, 상부 개구는 가스공급 덕트(104)와 연결된다. 하부 개구를 통하여 연료가 연소통(103) 내부로 공급되고, 연소통(103) 내부에서 연료가 연소되면서 발생한 고온의 연소가스는 상부 개구를 통하여 가스공급 덕트(104)로 흐른다. 연소통(103)은 연소통(103)의 하부로 공급된 연료를 점화하기 위한 점화장치 및 연소통(103) 내부에서 연료를 지속적으로 연소시키기 위하여 외부의 공기를 공급하기 위한 공기 공급관을 더 포함한다.
연소통(103) 내부에서의 연소 과정에 대하여 간략하게 설명하면, 연료공급 스크류(102)에 의하여 연료가 연소통(103) 내부로 공급되고, 공급된 연료에 점화장치에 의하여 점화된다. 점화된 연료는 공기 공급관을 통하여 공급된 공기와 함께 연소된다. 연료 및 공기의 연소에 의하여 발생된 연소가스가 가열되고, 가열된 연소가스는 대류현상에 의하여 연소통(103) 상부로 상승한다. 상승된 고온의 연소가스는 가스공급 덕트(104)를 통하여 탄화기(30)로 공급된다. 여기에서, 연소기(10)는 연소가스를 200 ℃ 이상으로 가열한다.
이러한 연료의 연소 과정에서 발생된 재는 연소통(103) 하부로 낙하한다. 낙하한 재는 연소통(103) 하부의 개구를 통하여 재 배출 스크류(105)로 공급된다. 재 배출 스크류(105)는 연소통(103) 하부에 적층된 재를 연소통(103) 외부로 배출한다. 재 배출 스크류(105)는 원기둥 형태의 샤프트, 샤프트의 외주면을 따라 나선 방향으로 감겨진 이송날개를 포함한다. 재 배출 스크류(105)는 샤프트 및 이송날개가 함께 회전하면서 연소통(103) 하부에 적층된 재를 재수거통(106)으로 공급한다.
가스공급 덕트(104)는 연소통(103)의 상부의 개구와 결합되고, 연소통(103)의 상부 개구를 통하여 배출되는 고온의 연소가스를 탄화기(30)로 공급하는 공기 통로이다. 재수거통(106)은 원기둥 또는 다각형 박스 형태의 통으로, 연소통(103)에서 연소과정에서 발생하고 남은 재를 수거하는 통이다.
상술한 연소기(10)는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리시스템에 사용될 수 있는 하나의 예시로서, 상술한 연소기(10)와 다른 연소기로 치환될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 연소기(10)는 연료가 담긴 연료통(101)을 연소통(103) 하부와 직접 결합시키고, 연소기(10)에서 연료통(101)에 담긴 연료를 직접 연소시킬 수 있다. 연료통(101)에 담긴 연료가 모두 연소된 경우, 연료가 담긴 새로운 연료통(101)으로 교체한다.
도 5는 도 1에 도시된 유기성 폐기물 처리시스템의 탄화기의 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 탄화기의 측면 단면도이다. 도 5 및 도 6을 참고하면, 유기성 폐기물 처리시스템(1)의 탄화기(30)는 열매체유를 이용하여 탄화기(30)로 공급된 유기성 폐기물을 열처리하여 탄화물로 변환한다. 탄화기(30)는 유기성 폐기물이 투입되는 폐기물 투입호퍼(301), 유기성 폐기물을 탄화로(303)로 공급하는 폐기물공급 스크류(302), 유기성 폐기물을 탄화시키는 탄화로(303), 연소기(10)로부터 공급된 고온의 연소가스가 이동하는 가스이동관(304), 생성된 탄화물을 배출하는 탄화물배출 스크류(305), 포집된 연소가스를 정화기(40)로 공급하는 가스배출 덕트(306)를 포함한다.
탄화기(30)의 폐기물 투입호퍼(301)는 상부와 하부가 모두 개방된 사각형 깔대기 형태로 형성되고, 상부의 개구가 하부의 개구보다 더 크다. 폐기물 투입호퍼(301)는 상부 개구를 통하여 투입된 유기성 폐기물은 폐기물 투입호퍼(301)의 내벽을 타고 흘러내린다. 유기성 폐기물은 하부 개구를 통하여 탄화기(30) 내부로 공급된다.
폐기물공급 스크류(302)는 폐기물 투입호퍼(301)의 하부 개구와 연결되고, 폐기물 투입호퍼(301)로 투입된 유기성 폐기물을 균일하게 탄화로(303)로 공급한다. 폐기물공급 스크류(302)는 원기둥 형태의 샤프트, 및 샤프트의 외주면을 따라 나선 방향으로 감긴 이송날개를 포함한다. 폐기물공급 스크류(302)는 샤프트와 이송날개가 함께 회전하면서 폐기물 투입호퍼(301)로 투입된 유기성 폐기물을 균일하게 탄화로(303)로 공급한다, 폐기물공급 스크류(302)는 많은 양의 유기성 폐기물이 폐기물 투입호퍼(301)로 투입되더라도, 탄화로(303)로 한 번에 많은 양의 유기성 폐기물이 공급되지 않게 하고, 균일한 양의 유기성 폐기물을 탄화로(303)로 공급한다.
탄화로(303)는 폐기물공급 스크류(302)로부터 공급된 유기성 폐기물을 고온의 열매체유를 이용하여 탄화시킨다. 탄화로(303)는 상부가 개방된 직사각형 박스형태로 형성되고, 내부에 유기성 폐기물을 탄화시키기 위한 열매체유를 포함한다. 탄화로(303)는 고온의 열매체유를 이용하여 투입된 유기성 폐기물을 탄화시키고, 탄화물로 변환한다.
가스이동관(304)은 연소기(10)로부터 공급된 고온의 연소가스가 이동하는 관으로, 탄화로(303) 내부에 설치된다. 가스이동관(304)의 일단은 연소기(10)의 가스공급 덕트(104)와 연결되고, 타단은 가스배출 덕트(306)와 연결된다. 가스이동관(304)은 탄화로(303) 내부에 수용된 열매체유를 관통하도록 설치된다. 가스이동관(304)은 탄화로(303) 내부를 채우고 있는 열매체유를 골고루 가열하기 위하여 탄화로(303) 내부에서 휘어진 형태로 형성된다. 예를 들어, 가스이동관(304)은 탄화로(303) 내에서 코일 스프링 형태로 설치될 수 있다. 또는, 가스이동관(304)은 가스공급 덕트(104)와 가스배출 덕트(306) 사이에서 연소가스가 반복적으로 왕복하는 형태로 형성될 수 있다. 가스이동관(304)을 통해서 이동하는 고온의 연소가스는 가스이동관(304)을 둘러싸고 있는 열매체유로 열을 전달하여 열매체유를 가열한다. 열매체유로 열을 전달한 연소가스는 가스이동관(304)의 타단에 연결된 가스배출 덕트(306)로 흐른다.
탄화로(303)에서 생성된 탄화물은 탄화로(303)의 하부에 적층된다. 탄화기(30)의 탄화물배출 스크류(305)는 탄화로(303) 내부에 적층된 탄화물을 탄화기(30) 외부로 배출한다. 탄화물배출 스크류(305)의 일단은 탄화로(303) 하부에 설치되고, 타단은 탄화로(303) 외부에 설치된다. 탄화물배출 스크류(305)는 원기둥 형태의 샤프트, 및 샤프트의 외주면을 따라 나선 방향으로 감긴 이송날개를 포함한다. 탄화물배출 스크류(305)는 탄화로(303) 내부에 적층된 탄화물을 이송하여 탄화로(303) 외부로 배출한다. 탄화물배출 스크류(305)는 생성된 탄화물을 탄화물 수거통(50)으로 이송한다.
가스배출 덕트(306)는 탄화로(303)의 전면에 설치되어 가스이동관(304)의 타단과 연결되고, 가스이동관(304)을 통과한 연소가스를 정화기(40)로 공급하는 공기 통로이다. 탄화물 수집통(50)은 탄화기(30)에서 탄화과정에서 발생된 탄화물을 수집하는 통이다.
도 7은 도 1에 도시된 유기성 폐기물 처리시스템의 압착기를 도시한 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 압착기의 측단면도이다. 도 7 및 도 8을 참고하면, 압착기(20)는 유기성 폐기물을 가압하여 유기성 폐기물에 포함된 수분을 제거하는 장치이다. 압착기(20)는 유기성 폐기물이 투입되는 폐기물 투입호퍼(201), 유기성 폐기물을 압착하는 압착 스크류(202), 압착 스크류(202)를 회전시키는 구동모터(203), 압착 스크류(202)와 함께 유기성 폐기물을 압착하는 압착 디스크(204), 압착 디스크(204)를 가압하는 스프링(205), 압착 스크류(202)와 압착 디스크(204)에 의해 압착된 유기성 폐기물을 수거하는 폐기물 수거호퍼(206), 유기성 폐기물에서 추출된 오폐수가 흐르는 배수관(207), 압착된 유기성 폐기물을 폐기물이송관(209)으로 이송하는 폐기물 이송스크류(폐기물 이송스크류(208)) 및 압착기(20)에서 압착된 유기성 폐기물을 탄화기(30)로 이송하는 폐기물이송관(209)을 포함한다.
압착기(20)의 폐기물 투입호퍼(201)는 상부와 하부가 모두 개방된 사각형 깔대기 형태로 형성되고, 상부의 개구가 하부의 개구보다 더 크다. 폐기물 투입호퍼(201)는 상부 개구를 통하여 유기성 폐기물이 투입되고, 상부 개구로 투입된 유기성 폐기물은 폐기물 투입호퍼(201)의 내벽을 타고 하부 개구를 향해 흘러내린다. 폐기물 투입호퍼(201)로 투입된 유기성 폐기물은 하부 개구를 통하여 압착 스크류(202)로 공급된다.
압착 스크류(202)는 폐기물 투입호퍼(201)를 통하여 투입된 유기성 폐기물을 압착시키는 스크류이다. 압착 스크류(202)는 원기둥 형태의 샤프트, 및 샤프트의 외주면을 따라 나선 방향으로 감긴 이송날개를 포함한다. 압착 스크류(202)는 압착 스크류(202)의 직경보다 큰 직경을 갖는 원통형태의 압착관(211) 내에서 회전한다. 압착 스크류(202)의 일단은 구동모터(203)와 결합되고, 타단은 압착 디스크(204)와 결합된다. 압착 스크류(202)는 원통 형태의 압착관(211)에 삽입되고, 압착관(211) 내에서 회전하면서 압착관(211) 내로 투입된 유기성 폐기물을 압착한다. 보다 구체적으로, 압착 스크류(202)로 투입된 유기성 폐기물은 압착 스크류(202)에 의하여 압착관(211)에서 일정한 방향으로 이송되면서 지속적으로 투입된 유기성 폐기물에 의하여 압착된다. 압착관(211) 내에서 압착 스크류(202)에 의하여 유기성 폐기물이 압착됨에 따라, 유기성 폐기물에 포함된 수분이 유기성 폐기물로부터 빠진다. 압착 스크류(202)의 일단 쪽으로 유기성 폐기물이 투입되고, 투입된 유기성 폐기물은 압착 디스크(204) 쪽으로 이송된다.
구동모터(203)는 전기에너지를 기계에너지인 회전에너지로 변환하는 장치이다. 구동모터(203)는 압착 스크류(202)의 일단에 결합되고, 압착 스크류(202)를 회전시킨다. 구동모터(203)는 압착 스크류(202)의 일단에 결합된 제 1 기어를 압착 스크류(202)와 함께 회전시킨다. 압착 스크류(202)의 일단에 결합된 제 1 기어는 폐기물 이송스크류(폐기물 이송스크류(208))의 일단에 결합된 제 2 기어와 맞물려있다. 폐기물 이송스크류(폐기물 이송스크류(208))의 일단에 결합된 제 2 기어는 압착 스크류(202)의 일단에 결합된 제 1 기어가 회전함에 따라 함께 회전한다. 이에 따라, 폐기물 이송스크류(폐기물 이송스크류(208))도 제 2 기어와 같이 회전한다.
압착 디스크(204)는 링 형태의 디스크(disk)로, 압착 스크류(204)에 끼워지는 방식으로 결합된다. 압착 디스크(204)는 압착 스크류(202)와 함께 회전한다. 압착 디스크(204)는 압착관(211)의 개구의 앞에 배치된다. 압착 디스크(204)는 압착관(211)의 개구를 통하여 배출되는 유기성 폐기물을 압착하여 유기성 폐기물에 포함된 수분을 한 번 더 짜낸다. 압착 스크류(202)에 의하여 이송되는 유기성 폐기물은 압착관(211)의 개구 앞에 배치된 압착 디스크(204)에 의하여 한 번 더 압착된다.
스프링(205)은 압축코일 형태의 스프링으로, 압착 스크류(202)의 샤프트의 타단에 끼워진다. 스프링(205)은 압착 디스크(204)에 결합되고, 압착 디스크(204)가 압착관(211)의 개구에 밀착하게 한다. 스프링(205)은 압착관(211)의 개구를 통하여 유기성 폐기물이 밀려 나올 때 압착 디스크(204)를 가압하여 유기성 폐기물을 압착한다.
스프링(205)은 압착 스크류(202)의 샤프트에 끼워지고 스프링 고정구(210)에 의하여 고정된다. 스프링 고정구(210)는 링 형태로 형성되어, 압착 스크류(202)의 샤프트에 끼워진다. 스프링 고정구(210)가 압착 스크류(202)의 샤프트의 어느 위치에 고정되는 지에 따라 스프링(205)의 탄성력이 가변한다. 스프링 고정구(210)가 압착관(211)의 개구와 멀어지게 고정될수록 스프링(205)의 압축된 길이가 짧아지고, 스프링(205)의 압축된 길이가 짧아짐에 따라 스프링(205)의 탄성력이 약해진다. 스프링(205)의 탄성력이 약해지는 경우 압착 디스크(204)를 압착관(211)의 개구를 향하여 밀착시키는 힘이 약해진다. 이처럼, 스프링 고정구(210)가 압착관(211)의 개구와 멀게 고정된 경우, 스프링(205)이 압착 디스크(204)를 강하게 가압하지 않음에 따라, 압착 디스크(204)가 압착관(211)으로부터 배출되는 유기성 폐기물을 강하게 압착하지 않는다.
상술한 예시와 반대로, 스프링 고정구(210)가 압착관(211)의 개구와 가깝게 고정된 경우, 스프링(205)은 더 강하게 압축된다. 스프링(205)이 강하게 압축됨에 따라, 스프링(205)의 탄성력이 강해진다. 압축된 스프링(205)은 압착 디스크(204)를 압착관(211)의 개구를 향하여 강하게 압착시킨다. 압착 스크류(202)에 의하여 압착관(211)의 개구를 통하여 밀려 나오는 유기성 폐기물이 압착 디스크(204)에 의하여 강하게 압착됨에 따라, 유기성 폐기물에 포함된 수분을 더 강하게 짜낼 수 있다.
다시 말해, 스프링 고정구(210)가 압착관(211)의 개구와 가까워질수록 즉, 스프링(202)이 강하게 압축될수록 스프링(202)의 탄성력은 강해진다. 스프링(202)의 탄성력이 강해짐에 따라 압착관(211)의 개구를 통해 배출되는 유기성 폐기물이 더 강하게 압착되고, 이에 따라 유기성 폐기물에 포함된 수분을 더욱 효과적으로 제거할 수 있다. 스프링 고정구(210)의 고정 위치는 유기성 폐기물의 종류에 따라 설계자에 의하여 상이하게 고정될 수 있다.
배수관(207)은 유기성 폐기물로부터 추출된 수분을 압착기(20)의 외부로 배출하는 원통 형태의 관이다. 배수관(207)은 압착관(211)의 하부에 결합되어, 압착관(211)에서 유기성 폐기물로부터 추출되어 떨어지는 수분을 수용하고, 외부로 배출시킨다. 유기성 폐기물로부터 추출된 수분은 이물질을 포함하는 오폐수이다. 배수관(207)은 유기성 폐기물로부터 추출된 오폐수를 오폐수 처리장치(60)로 흐르게 한다.
폐기물 수거호퍼(206)는 상부와 하부가 모두 개방된 사각형 깔대기 형태로 형성되고, 상부의 개구가 하부의 개구보다 더 크다. 폐기물 수거호퍼(206)는 압착관(211)의 개구 및 압착 디스크(204)의 밑에 배치됨으로써, 압착관(211)의 개구를 통하여 배출되고 압착 디스크(204)에 의해 압착되는 유기성 폐기물은 폐기물 수거호퍼(206)로 수용된다. 수용된 유기성 폐기물은 폐기물 수거호퍼(206)의 내벽을 타고 흘러내린다. 유기성 폐기물은 하부 개구를 통하여 폐기물 이송스크류(폐기물 이송스크류(208))로 공급된다.
폐기물 이송스크류(208)는 폐기물 수거호퍼(206)의 하부 개구와 연결되고, 폐기물 수거호퍼(206)로 배출된 유기성 폐기물을 폐기물이송관을 통하여 탄화기(30)로 공급한다. 폐기물 이송스크류(208)는 원기둥 형태의 샤프트, 및 샤프트의 외주면을 따라 나선 방향으로 감긴 이송날개를 포함한다. 폐기물 이송스크류(208)는 샤프트와 이송날개가 함께 회전하면서 폐기물 수거호퍼(206)로부터 공급된 유기성 폐기물을 폐기물 이송관을 통하여 탄화기(30)로 공급한다.
도 9는 도 1에 도시된 유기성 폐기물 처리시스템의 정화기를 도시한 도면이다. 도 9를 참고하면, 정화기(40)는 탄화기(30)에서 배출된 연소가스에 포함된 유해물질 및 이물질을 제거하여 연소가스를 정화하고, 정화된 연소가스를 외부로 배출한다. 정화기(40)는 탄화기(30)의 가스배출 덕트(306)로부터 유입되는 개구가 형성된 정화통(401), 정화통(401) 내부에 삽입되는 내부통(402), 내부통(402)의 하부 개구에 결합되어 회전하는 회전 플레이트(403), 연소가스를 함유한 물의 이물질을 제거하는 필터(404), 정화통(401) 내부로 유입된 연소가스를 정화하기 위하여 액체를 분사하는 스프레이(405), 필터(404)에서 필터링된 물을 스프레이(405)로 공급하는 순환펌프(406), 및 정화된 연소가스를 배기하는 배기구(407)를 포함한다.
정화통(401)은 측면에 연소가스가 유입되는 유입구가 형성된 원통이다. 정화통(401)은 정화통(401) 내부로 유입된 연소가스에서 유해물질 및 이물질을 제거하고, 제거된 연소가스를 정화통(401) 외부로 배출한다.
내부통(402)은 정화통(401)의 직경보다 작은 직경을 갖고 상부 및 하부가 모두 개방된 원통이다. 내부통(402)은 정화통(401) 내부에 삽입된다. 내부통(402)은 정화통(401)과 동일한 중심을 갖도록 정화통(401) 내부에 배치된다.
회전 플레이트(403)는 복수 개의 개구가 형성된 원판으로, 내부통(402)의 하부에 결합된다. 회전 플레이트(403)는 내부통(402) 내에서 회전하여 내부통(402) 내부에 담긴 물에 소용돌이를 형성한다. 회전 플레이트(403)는 정화통(401) 및 내부통(403)에서 연소가스가 함유된 물을 회전시킴으로써 소용돌이를 발생시킨다. 이러한 소용돌이의 원심력에 의하여 물은 내부통(402)의 내주면으로 쏠리게 된다. 이에 따라, 물에 포함된 유해물질 및 이물질은 내부통(402)의 내주면에 흡착되고, 기체인 연소가스는 회전하면서 내부통(402) 상부로 상승한다. 연소가스는 내부통(402)의 상부에 결합된 배기구(407)로 흐른다.
필터(404)는 연소가스를 함유한 물로부터 유해물질 및 이물질을 걸러 낸다. 필터(404)는 다공성 매체로서, 물에 포함된 이물질을 여과하고 물을 배출한다. 필터(404)에 의하여 이물질이 필터링된 물은 순환펌프(406)로 흐른다.
스프레이(405)는 정화통(401)과 내부통(402) 사이에 설치되고, 정화통(401)과 내부통(402) 사이의 공간을 흐르는 연소가스를 향하여 물을 분사한다. 스프레이(405)는 배수관을 통하여 순환펌프(406)와 연결되고, 순환펌프(406)로부터 물을 공급받는다. 스프레이(405)는 순환펌프(406)로부터 공급된 물을 정화통(401)의 내주면과 내부통(402)의 외주면 사이의 공간으로 분사한다.
순환펌프(406)는 필터(404)에 의해 필터링된 물을 빨아들이고 빨아드린 물을 배수관을 통하여 스프레이(405)로 공급한다.
배기구(407)는 공기가 흐르는 원통형 관으로서, 배기구(407)의 일단은 내부통(402)의 상부 개구와 연결되고, 배기구(407)의 타단은 개방된다. 배기구(407)는 내부통(402)으로부터 배출되는 정화된 연소가스를 정화기(40) 외부로 배기한다.
정화기(40)로 유입된 연소가스가 정화되는 과정은 다음과 같다. 탄화기(30)에서 열매체유를 가열하고 배출된 연소가스는 정화기(40)의 정화통(401)에 형성된 유입구를 통하여 정화통(401) 내부로 유입된다. 정화통(401) 내부로 유입된 연소가스는 정화통(401)과 내부통(402) 사이에 형성된 공간을 흐른다. 정화통(401)과 내부통(402) 사이의 공간에 설치된 스프레이(405)를 통해 분사된 물과 섞여 정화통(401) 하부로 흘러내린다. 정화통(401) 하부로 흘러내린 연소가스를 포함하는 물은 내부통(402)의 하부에 결합된 회전 플레이트(403)의 회전에 의하여 발생된 원심력에 의하여 내부통(402)의 내주면으로 쏠리고 밀착된다. 회전 플레이트(403)에 의한 원심력에 의하여, 연소가스에 포함된 이물질은 내부통(402)의 내주면에 흡착되면서 연소가스로부터 분리된다. 이물질이 제거된 연소가스는 내부통(402)에서 상승하고 배기구(407)를 통하여 정화기(40) 외부로 흘러 나간다. 또한, 연소가스를 포함하는 물은 순환펌프(406)에 의하여 정화통(401) 하부에 결합된 필터(404)로 흐른다. 필터(404)에 의해 정화된 물은 순환펌프(406)에 의하여 다시 스프레이(405)로 공급된다.
도 10은 도 1에 도시된 친환경 유기성 폐기물 처리시스템의 오폐수 처리장치장치를 도시한 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 오폐수 처리장치의 측면 단면도이고, 도 12는 도 10에 도시된 오폐수 처리장치의 상면도이다. 도 10 내지 도 12를 참고하면, 오폐수 처리장치(60)는 오폐수를 수용하고, 오폐수를 슬러지와 물로 분리하여 정화하는 정화탱크(601), 오폐수와 혼합되는 수질정화제를 보관하는 정화제 보관통(602), 거름수조(6013)에서 오폐수 수면 위로 상승한 슬러지를 처리수조(6014)로 밀어내는 슬러지 제거기(603), 및 처리수조(6014)에 적층된 슬러지를 오폐수 처리장치(60) 외부로 배출하는 슬러지 이송스크류(604)를 포함한다. 오폐수 처리장치(60)는 압착기(20)에서 배출되는 오폐수를 오폐수 처리장치(60)의 정화탱크(601)로 공급하는 오폐수 이송관(608) 및 오폐수 처리장치(60)에서 배출되는 슬러지를 압착기(20) 또는 탄화기(30)로 이송하는 슬러지 이송관(609)을 더 포함한다.
오폐수 이송관(608)은 원통 형태의 관으로 압착기(20)에서 유기성 폐기물로부터 추출된 물, 즉 오폐수를 오폐수 처리장치(60)의 정화탱크(601)로 공급한다. 오폐수 이송관(608)의 일측은 압착기(20)의 배수관(207)과 연결되고, 오폐수 이송관(608)의 타측은 정화탱크(601)와 연결된다. 본 발명의 도면에 도시되지 않았지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리시스템은 연소기(10), 탄화기(30) 및/또는 정화기(40)에서 발생하는 오폐수를 오폐수 처리장치(60)로 공급하는 복수 개의 관을 더 포함할 수 있다.
정화탱크(601)는 오폐수를 수용하고, 오폐수로부터 슬러지를 제거하여 오폐수를 정화하는 직사각형 박스 형태의 탱크이다. 이하에서는 정화탱크(601)에서 이루어지는 정화과정을 간략하게 설명하기로 한다. 정화탱크(601)에서 오폐수와 수질정화제가 혼합된다. 수질정화제는 오폐수에 포함된 유기물, 녹조류 및 부영양화물질을 응집시키고, 유기물, 녹조류 및 부영양화물질을 포함하는 슬러지를 생성한다. 또한, 수질정화제는 생성된 슬러지를 수면 위로 상승시킨다. 정화탱크(601)는 탱크에 수용된 오폐수의 수면을 떠다니는 슬러지를 걸러내어 오폐수를 정화한다.
정화탱크(601)는 복수 개의 격벽(604)에 의해 복수 개의 응집수조(6011, 6012), 거름수조(6013), 및 수거수조(6014)로 나뉜다. 복수 개의 응집수조(6011, 6012)에는 압착기(20)로부터 배출된 오폐수가 수용된다. 응집수조(6011, 6012)의 측벽에는 수질정화제가 투여되는 수질정화제 투입구(6021)가 형성되어 있다. 응집수조(6011, 6012)에서는 오폐수와 수질정화제가 혼합된다. 응집수조(6011, 6012)에서 오폐수와 수질정화제가 혼합됨에 따라, 오폐수에 포함된 유기물, 녹조류 및 부영양화물질이 응집되어 슬러지가 생성된다. 응집수조(6011, 6012)는 오폐수와 수질정화제를 혼합시켜 오폐수로부터 슬러지를 생성하고, 생성된 슬러지는 수면 위로 떠오른다.
복수 개의 응집수조(6011, 6012)는 격벽(604)에 의하여 구획된다. 복수 개의 응집수조(6011, 6012) 사이의 격벽(604)은 정화탱크(601) 내부에 수직하게 세워지고, 정화탱크(601)의 측벽 보다 낮은 높이를 갖는다. 이에 따라, 격벽(604)과 정화탱크(601)의 상면 사이에 공기 또는 물이 흐르는 공간이 형성된다.
복수 개의 응집수조(6011, 6012)는 정화탱크(601)로 유입된 오폐수가 순서에 따라, 제 1 응집수조(6011) 및 제 2 응집수조(6012)로 구별된다. 압착기(20)로부터 추출된 오폐수는 제 1 응집수조(6011)로 계속 공급된다. 제 1 응집수조(6011)로 오폐수가 계속 투입됨에 따라, 제 1 응집수조(6011)의 오폐수의 수위가 계속 상승한다. 제 1 응집수조(6011)의 오폐수의 수위가 상승함에 따라, 제 1 응집수조(6011)의 오폐수는 제 1 응집수조(6011)와 제 2 응집수조(6012) 사이의 격벽을 넘쳐 흘러 제 2 응집수조(6012)로 흐른다.
제 2 응집수조(6012)와 거름수조(6013)는 격벽(604)에 의하여 구획된다. 제 2 응집수조(6012)와 거름수조(6013) 사이의 격벽(604)은 정화탱크(601) 내부에 수직하게 세워지고, 정화탱크(601)의 측벽 보다 낮은 높이를 갖는다. 제 1 응집수조(6011)로부터 제 2 응집수조(6012)로 오폐수가 계속 유입됨에 따라, 제 2 응집수조(6012) 내의 오폐수의 수위가 계속 상승한다. 제 2 응집수조(6012) 내의 오폐수 수위가 계속 상승함에 따라 제 2 응집수조(6012)의 오폐수는 제 2 응집수조(6012)와 거름수조(6013) 사이의 격벽(604)을 넘쳐 흘러 거름수조(6013)로 흐른다.
거름수조(6013)는 오폐수로부터 분리된 슬러지를 걸러낸다. 거름수조(6013)에서 수면 위로 상승한 슬러지는 슬러지 제거기(603)에 의하여 수거수조(6014)로 제거된다. 슬러지 제거기(603)는 거름수조(6013)에서 수면 위로 상승한 슬러지를 수거수조(6014)로 밀어낸다.
수거수조(6014)는 거름수조(6013)로부터 걸러지는 슬러지를 수용한다. 수거수조(6014)는 거름수조(6013)에서 슬러지 제거기(603)에 의하여 걸러진 슬러지를 수용한다. 수거수조(6014)는 거름수조(6013) 근처에 배치되고, 수거수조(6014)와 거름수조(6013)는 격벽(604)에 의하여 구획된다. 수거수조(6014)와 거름수조(6013) 사이의 격벽 위에는 물이 수거수조(6014)로 넘어가는 것을 방지하는 슬러지 차단판(605)이 설치된다. 슬러지 차단판(605)은 정화탱크(601)의 상판에 힌지로 결합되어 거름수조(6013)에서 수거수조(6014) 방향으로 개폐된다. 슬러지 차단판(605)은 거름수조(6013)에서 수면 위로 떠오른 슬러지가 슬러지 제거기(603)에 의해 수거수조(6014)를 향해 밀릴 때 개방된다. 슬러지 차단판(605)은 슬러지 제거기(603)가 작동할 때, 거름수조(6013)와 수거수조(6014) 사이의 개구를 개방하고 슬러지 제거기(603)가 작동하지 않을 때는 거름수조(6013)와 수거수조(6014) 사이의 개구를 폐쇄한다. 슬러지 차단판(605)은 슬러지 제거기(603)가 동작할 때 함께 개방된다.
복수 개의 응집수조(6011, 6012) 및 거름수조(6013)는 오염수의 수면 위로 떠오른 슬러지를 차단하는 거름판(606)을 포함한다. 거름판(606)은 응집수조(6011, 6012) 및 거름수조(6013) 각각에 오염수가 흐르는 방향과 수직한 방향으로 정화탱크(601)의 상부에 형성된다. 거름판(606)은 각 수조 내에서 오염수 수면 위로 떠오른 슬러지가 다음 수조로 흐르는 것을 방지한다. 거름판(606)은 떠오른 슬러지를 차단하고, 거름판(606)의 하부에 개방된 공간을 통하여 슬러지가 분리된 오염수가 흐른다.
정화제 보관통(602)은 오폐수로부터 슬러지를 분리하기 위한 수질정화제를 보관하는 통이다. 정화제 보관통(602)은 정화탱크(601)의 측면에 결합되고, 정화제 보관통(602)에 보관된 수질정화제는 정화탱크(601)의 측면에 형성된 정화제 투입구(6021)를 통하여 응집수조(6011)로 투여된다. 수질정화제는 응집수조(6011, 6012)에서 오폐수와 혼합되고, 오폐수에 포함된 유기물, 녹조류 및 부영양화물질을 응집시켜 슬러지를 생성한다.
슬러지 제거기(603)는 거름수조(6013)에서 오폐수의 수면 위로 떠오른 슬러지를 수거수조(6014)로 밀어낸다. 슬러지 제거기(603)는 정화탱크(601)에서 오폐수가 흐르는 방향과 수직한 방향으로 거름수조(6013)에서 격벽과 동일한 높이로 설치된다. 슬러지 제거기(603)는 슬러지를 밀어내는 플레이트(6031), 및 플레이트(6031)를 움직이게 하는 플레이트 구동부(6032)를 포함한다. 플레이트(6031)는 직사각형 형태의 평판으로, 일정 크기 이상의 물질을 통과시키기지 않고 걸러낸다. 플레이트(6031)는 소정의 크기로 형성된 다수 개의 개구를 갖는 필터를 포함한다. 플레이트(6031)는 오폐수의 수면 위로 떠오른 슬러지만을 수거수조(6014)로 밀어내고 물은 수거수조(6014)로 밀어내지 않는다.
플레이트 구동부(6032)는 플레이트(6031)가 정화탱크(601)에서 오염수가 흐르는 방향과 수직한 방향으로 전후로 움직이게 한다. 플레이트 구동부(6032)는 플레이트(6031)를 주기적으로 움직이게 할 수 있으며, 사용자에 의해 결정된 임의의 순간에 움직일 수 있다. 예를 들어, 사용자는 30분에 한 번씩 플레이트 구동부(6032)가 동작하도록 설정할 수 있고, 또는 사용자가 오폐수 처리장치(60)의 상판에 형성된 개구를 통하여 오폐수의 수면에 떠오른 슬러지의 양을 보고 플레이트 구동부(6032)를 작동시킬 수 있다.
슬러지 이송스크류(610)는 수거수조(6014)의 하부에 결합되고, 수거수조(6014)에 쌓인 슬러지를 슬러지 이송관(609)을 통하여 탄화기(30) 또는 압착기(20)로 이송한다. 슬러지 이송스크류(610)는 원기둥 형태의 샤프트 및 샤프트의 외주면을 따라 나선 방향으로 감김 이송날개를 포함한다. 슬러지 이송스크류(610)는 샤프트와 이송날개가 함께 회전하면서 수거수조(6014)에 적층된 슬러지를 슬러지 이송관(609)을 통하여 탄화기(30)의 폐기물 투입호퍼(301) 또는 압착기(20)의 폐기물 투입호퍼(201)로 공급한다.
슬러지 이송관(609)은 수거수조(6014)에 적층된 슬러지를 이송화는 원통 형상의 관이다. 슬러지 이송관(609)의 일측은 수거수조(6014)와 연결되고, 슬러지 이송관(609)의 타측은 탄화기(30)의 폐기물 투입호퍼(301) 또는 압착기(20)의 폐기물 투입호퍼(201)와 연결된다. 슬러지 이송관(609)의 타측이 탄화기(30)의 폐기물 투입호퍼(301)와 연결된 경우, 슬러지는 탄화기(30)로 투입되어 탈수 유기성 폐기물과 함께 탄화된다. 슬러지 이송관(609)의 타측이 압착기(20)의 폐기물 투입호퍼(201)와 연결된 경우, 슬러지는 다시 압착기(20)로 투입되어 수분을 포함하는 유기성 폐기물과 함께 압착기(20)에 의하여 탈수되고, 탄화기(30)로 투입된다.
거름수조(6013)의 일측벽에는 정화된 물이 배출되는 배출구(607)가 형성된다. 정화탱크(601)의 복수 개의 응집수조(6011, 6012) 및 거름수조(6013)에서 녹조류 및 부영양화 물질이 제거되고 정화된 물이 배출구(607)를 통하여 외부로 배출된다.
상술한 본 발명의 실시예들에 따르면, 친환경 유기성 폐기물 처리시스템은 열매체유를 가열하기 위한 고온의 연소가스를 생성하는 연소기, 수분을 포함하는 유기성 폐기물을 압착하여 유기성 폐기물에 포함된 수분을 제거하는 압착기, 고온의 열매체유를 이용하여 유기성 폐기물을 탄화시키는 탄화기, 연소가스에 포함된 이물질을 제거하는 정화기 및 오폐수를 정화하는 오폐수 처리장치를 포함한다. 친환경 유기성 폐기물 처리시스템은 압착기를 이용하여 유기성 폐기물에 포함된 수분을 완전히 제거하고 유기성 폐기물의 부피를 감소시킨다. 압착기는 압축된 유기성 폐기물을 탄화기로 공급한다. 탄화기는 수분이 빠지고 압축된 유기성 폐기물을 탄화시켜 탄화물로 변환한다. 이처럼, 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리시스템은 유기성 폐기물을 탄화기로 바로 투입하지 않고 유기성 폐기물을 압착기로 투입하고 압착기에서 유기성 폐기물에 포함된 수분을 제거하고 압축하여 부피를 감소시킨 후 탄화기로 투입한다. 수분이 제거된 유기성 폐기물을 탄화시킴으로써 종래의 유기성 폐기물 처리시스템 보다 더 많은 양의 유기성 폐기물을 처리할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리시스템은 압착기에 의해 유기성 폐기물이 압축되고 파쇄됨에 따라 유기성 폐기물의 부피가 감소되고 표면적이 늘아남에 따라 탄화속도가 더 빨라진다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리시스템은 많은 양의 유기성 폐기물을 효율적으로 처리할 수 있다. 또한, 유기성 폐기물 처리시스템의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
이에 더하여, 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리시스템의 오폐수 처리장치는 유기성 폐기물을 처리하는 과정에서 발생된 오폐수에 포함된 이물질, 녹조류 및 부영양화 물질을 제거하고, 정화된 물을 외부로 배출한다. 또한, 정화기는 유기성 폐기물을 처리하는 과정에서 발생된 연소가스를 정화하여 외부로 배출한다. 이처럼, 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리시스템은 유기성 폐기물을 처리하는 과정에서 발생된 오폐수 및 가스를 정화시켜 배출시킴으로써 수질 오염, 대기 오염 등과 같은 환경오염을 방지하면서 유기성 폐기물을 처리할 수 있다.
추가적으로, 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리시스템은 오폐수 처리장치에서 걸러진 슬러지를 다시 압착기 또는 탄화기로 이송한다. 압착기로 이송된 슬러지는 유기성 폐기물과 함께 압축되고 탈수되어 탄화기로 투입된다. 탄화기로 이송된 슬러지는 탈수 유기성 폐기물과 함께 탄화된다. 이처럼, 본 발명에 따른 친환경 유기성 폐기물 처리시스템은 유기성 폐기물을 처리하는 과정에서 발생하는 환경오염 문제를 최소화할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로해석되어야 할 것이다.
1: 유기성 폐기물 처리시스템
10: 연소기
101: 연료통 102: 연료 공급 스크류
103: 연소통 104: 가스공급 덕트
105: 재 배출 스크류 106: 재 수거통
20: 압착기
201: 폐기물 투입호퍼 202: 압착 스크류
203: 구동모터 204: 압착 디스크
205: 스프링 206: 폐기물 수거호퍼
207: 배수관 208: 폐기물 이송스크류
209: 페기물이송관 210: 스프링 고정구
211: 압착관
30: 탄화기
301: 폐기물 투입호퍼 302: 폐기물공급 스크류
303: 탄화로 304: 가스이동관
305: 탄화물배출 스크류 306: 가스배출 덕트
40: 정화기
401: 정화통 402: 내부통
403: 회전플레이트 404: 필터
405: 스프레이 406: 순환펌프
407: 배기구
50: 탄화물 수집통
60: 오폐수 처리장치
601: 정화탱크 602: 정화제 보관통
603: 슬러지 제거기(603) 604: 슬러지 이송스크류
605: 슬러지 차단판 606: 거름판
607: 배출구 608: 오폐수 이송관
609: 슬러지 이송관 610: 슬러지 이송스크류

Claims (5)

  1. 친환경 유기성 폐기물 처리시스템에 있어서,
    원통 형태로 형성되어 연료가 연소되는 연소통(103), 상기 연소통(103)에서 연료의 연소에 의하여 발생된 고온의 연소가스를 탄화기(30)로 공급하는 가스공급 덕트(104)를 포함하는 연소기(10);
    상부와 하부가 개방된 사각형 깔대기 형태로 형성되어 수분을 포함하는 유기성 폐기물이 투입되는 제 1 폐기물 투입호퍼(201), 압착관(211) 내에서 상기 유기성 폐기물을 이송하면서 압착시켜 상기 유기성 폐기물에 포함된 수분을 추출하는 압착 스크류(202) 및 수분이 추출된 탈수 유기성 폐기물을 탄화기(30)로 이송하는 폐기물 이송스크류(208)를 포함하는 압착기(20);
    상기 탈수 유기성 폐기물이 투입되는 제 2 폐기물 투입호퍼(301), 열매체유를 수용하고 상기 열매체유에 의하여 상기 탈수 유기성 폐기물을 탄화시키는 탄화로(303), 원통 형태로 상기 탄화로(303) 내부에 설치되고 상기 연소기(10)로부터 공급된 고온의 연소가스가 이동하는 가스이동관(304), 상기 고온의 연소가스를 정화기(40)로 배출하는 가스배출 덕트(306)를 포함하는 탄화기(30);
    상기 탄화기(30)로부터 배출된 연소가스를 포집하고, 포집된 연소가스에 포함된 이물질을 제거하는 정화기(40); 및
    사각박스 형태로 형성되어 내부에 오폐수를 수용하고 정화하는 정화탱크(601) 및 상기 오폐수로부터 걸러진 슬러지를 이송하는 슬러지 이송스크류(610)를 포함하는 오폐수 처리장치(60)를 포함하고,
    상기 정화탱크(601)는
    상기 압착기(20)로부터 배출된 오폐수를 수용하고, 상기 오폐수에 투입된 수질정화제가 혼합되어 부영양화 물질을 응집시켜 슬러지를 생성하고, 상기 생성된 슬러지가 수면 위로 떠오르게 하는 적어도 하나의 응집수조(6011, 6012);
    상기 적어도 하나의 응집수조(6011, 6012)와 격벽(604)에 의하여 구획되고, 상기 적어도 하나의 응집수조(6011, 6012)로부터 유입된 오폐수의 수면 위로 상승한 슬러지를 걸러내는 거름수조(6013); 및
    상기 거름수조(6013)와 격벽에 의하여 구획되고, 상기 거름수조(6013)에서 걸러지는 슬러지를 수용하는 수거수조(6014)를 포함하고,
    상기 오폐수 처리장치(60)는
    상기 거름수조(6013)에 수용된 오폐수의 수면 위로 상승한 슬러지를 상기 수거수조(6014)로 밀어내는 슬러지 제거기(603); 및
    상기 정화탱크(601)의 상판에 힌지 결합되고 상기 거름수조(6013)와 상기 수거수조(6014) 사이의 격벽 위에 배치되어 상기 거름수조(6013)의 물이 상기 수거수조(6014)로 넘치는 것을 방지하는 슬러지 차단판(605)을 더 포함하고,
    상기 슬러지 제거기(603)는
    직사각형 형태의 평판으로 다수 개의 개구를 갖는 다공성 필터를 포함하는 플레이트(6031); 및
    상기 플레이트(6031)를 움직이게 하는 플레이트 구동부(6032)를 포함하고,
    상기 플레이트(6031)는 상기 거름수조(6013)에서 오폐수 수면 위로 떠오른 슬러지를 상기 수거수조(6014)로 밀어내고 물은 상기 수거수조(6014)로 밀어내지 않고,
    상기 슬러지 차단판(605)은 상기 슬러지 제거기(603)가 동작할 때 함께 개방되는 것을 특징으로 하는 친환경 유기성 폐기물 처리시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압착기(20)는
    원통 형태의 관으로 상기 압착관(211)의 하부에 결합되어 상기 유기성 폐기물로부터 추출된 오폐수를 상기 압착관(211) 외부로 배출하는 배수관(207)을 더 포함하고,
    상기 오폐수 처리장치(60)는
    원통 형태의 관으로 일측은 상기 배수관(207)과 연결되고 타측은 상기 정화탱크(601)와 연결되어 상기 압착기(20)로부터 배출되는 오폐수를 상기 정화탱크(601)로 공급하는 오폐수 이송관(608)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 친환경 유기성 폐기물 처리시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 오폐수 처리장치(60)는
    상기 수거수조(6014)의 하부에 배치되고, 상기 수거수조(6014)에 수용된 슬러지를 슬러지 이송관(609)을 통해 상기 압착기(20)의 폐기물 투입호퍼(201) 또는 상기 탄화기(30)의 폐기물 투입호퍼(301)로 이송하는 슬러지 이송스크류(610)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 유기성 폐기물 처리시스템.
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