KR100739427B1

KR100739427B1 - 슬러지 및 음식물 쓰레기 건조 시스템

Info

Publication number: KR100739427B1
Application number: KR1020060027281A
Authority: KR
Inventors: 이동완
Original assignee: 이동완
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2007-07-13

Abstract

본 발명은 하수 종말 처리장이나 하수관로에서 발생하는 하수 슬러지 및 기타 함수성 슬러지와 음식물 쓰레기를 병합처리하여 소망하는 함수율에 이르도록 파쇄·건조하여 주기 위한 슬러지 및 음식물 쓰레기 건조 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 차량 등에 의해 공급되는 잔반을 저장하기 위한 잔반 저장조(20)와, 각종 함수성 슬러지를 저장하기 위한 슬러지 저장조(80)와, 잔반의 선별 및 파쇄를 위한 1차 선별장치(30) 및 파쇄장치(40)와, 상기 파쇄장치(40)에 의해 파쇄된 분쇄물을 저장하기 위한 분쇄물 저장조(400)와, 분쇄물의 이물질을 선별하기 위한 2차 선별장치(50)와, 잔반과 슬러지를 건조하기 위한 건조장치(60)와, 건조물을 배출하여 주기 위한 배출 컨베이어(70) 등으로 구성되는 것이다.

본 발명은 건조과정에서 침출수가 발생하는 것을 원천적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 덩어리 상태의 슬러지나 음식물 쓰레기를 파쇄하면서 건조하므로 균일하고 완전한 건조가 이루어질 수 있으며, 또한, 건조물에 대한 함수율의 조절을 매우 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 슬러지나 음식물 쓰레기의 부피를 최소화시켜 소각이나 매립에 따른 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 등의 효과가 있다.

건조 시스템, 슬러지, 음식물 쓰레기, 파쇄, 건조

Description

슬러지 및 음식물 쓰레기 건조 시스템{sludge and food trash's drying system}

도 1은 본 발명에서 제시하는 슬러지 및 음식물 쓰레기 건조 시스템의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 건조장치를 발췌한 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 건조장치의 내부 구조를 도시한 정단면도.

도 4는 본 발명에 따른 건조장치의 내부 구조를 도시한 확대 측단면도.

▣ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ▣

10 : 슬러지 및 음식물 쓰레기 건조 시스템 20 : 잔반 저장조

30 : 1차 선별장치 40 : 파쇄장치

50 : 2차 선별장치 60 : 건조장치

70 : 배출 컨베이어 80 : 슬러지 저장조

400: 분쇄물 저장조 500: 건조물 저장조

S1,S4: 공급배관 S2,S3: 이송배관

M1: 구동모터

본 발명은 슬러지 및 음식물 쓰레기 건조 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 하수 종말 처리장이나 하수관로에서 발생하는 하수 슬러지 및 각종 함수성 슬러지와 음식물 쓰레기를 병합처리하여 소망하는 함수율에 이르도록 파쇄·건조하여 주기 위한 슬러지 및 음식물 쓰레기 건조 시스템을 제공하기 위한 것이다.

하수 종말 처리장 등에서 발생하는 하수 슬러지 및 각종 함수성 슬러지와 같은 폐기물은 그 처리가 매우 고심스러운 것인바, 종래에는 해양투기나 소각 등의 방법을 이용하여 슬러지를 처리하여 왔다.

그러나, 슬러지는 다량의 수분을 함유(평균 함수율 80%)하고 있을 뿐만 아니라 그 부피가 크기 때문에 소각에 상당한 비용이 발생할 수밖에 없고, 슬러지의 소각에 앞서 다량의 침출수에 대한 처리문제를 선결하여야 하나 현재까지 침출수의 효율적인 처리는 요원한 실정에 있으며, 그렇다고 하여 침출수를 제거하지 않고 슬러지를 소각할 경우에는 소각에 많은 연료가 소모될 뿐만 아니라 소각과정에서 환경에 치명적인 다량의 다이옥신이 발생하기 때문에 환경에 악영향을 끼칠 수밖에 없다.

또한, 환경오염 문제로 인해 슬러지의 해양투기는 제도적으로 금지될 것이어서 슬러지의 처리에 매립 등의 방안이 검토될 수 있으나 슬러지를 직접 매립할 경우에는 슬러지의 부피가 문제될 뿐만 아니라 다량의 침출수가 지하로 유입되어 상당한 환경오염의 문제를 야기할 수 있는 것인바, 슬러지에 대한 적절하고도 효율적인 처리방안이 절실하게 요구되고 있다.

그리고, 생활이 점차적으로 도시화 및 집단화됨에 따라 각 가정이나 업소 등에서 배출되는 잔반(음식물 쓰레기)에 대한 처리는 자치단체가 해결해야 할 가장 큰 문제점의 하나로 대두되고 있는데, 잔반 등과 같은 폐기물의 경우 그 침출수로 인해 심각한 환경오염의 문제를 야기시키고 있다.

음식물 쓰레기의 경우 그 처리장소가 제한될 수밖에 없을 뿐만 아니라 처리양 또한 한계에 다다르고 있는 바, 매일 배출되는 방대한 양의 음식물 쓰레기에 대한 효율적인 처리방안이 절실하게 요구되고 있다.

그와 같은 요구에 따라 음식물 쓰레기를 이용하여 퇴비를 제조하거나 대체연료를 제조하는 방안 등이 제안되어 활발하게 논의되고 있으나 그와 같은 방안들은 제조과정에서의 대기오염이나 사용과정에서의 부작용 등과 같은 여러 가지 현안이 해결되지 못하여 현실화가 어려운 실정에 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 음식물 쓰레기 및 각종 슬러지의 처리체계에 따른 제반 문제점을 일소하기 위해 창출된 것으로서, 다량의 수분을 함유한 각종 함수성 슬러지나 음식물 쓰레기 등을 병합처리하여 건조와 파쇄를 동시에 진행함으로써 슬러지 및 음식물 쓰레기 등에 대한 건조효율을 향상시킬 수 있도록 함과 아울 러 슬러지 및 음식물 쓰레기의 함수율을 소망하는 수준으로 용이하게 조절할 수 있도록 하며, 또한, 건조되는 슬러지 및 음식물 쓰레기의 부피를 최소화시켜 매립이나 소각, 재활용을 용이하게 할 수 있도록 함에 기술적 과제의 주안점을 두고 완성하였다.

상기한 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명은 잔반 및 슬러지를 저장하기 위한 잔반 저장조 및 슬러지 저장조와, 잔반 저장조와 공급배관에 의해 연계되는 것으로 잔반의 선별 및 파쇄를 위한 1차 선별장치 및 파쇄장치와, 파쇄장치와 이송배관으로 연계되는 분쇄물 저장조와, 분쇄물 저장조와 연계되는 2차 선별장치와, 2차 선별장치 및 슬러지 조장조와 연계되는 건조장치와, 건조장치에 의해 건조가 이루어진 건조물(슬러지, 음식물 쓰레기)를 배출하여 주기 위한 배출 컨베이어 등으로 구성되어짐을 기술적 특징으로 하는바, 이하 예시되는 도면과 함께 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에 본 발명에서 제시하는 건조 시스템(10)의 바람직한 실시예가 도시되는데, 도시된 바와 같이 본 발명은 차량 등에 의해 공급되는 잔반(음식물 쓰레기)을 저장하기 위한 잔반 저장조(20)와, 상기 잔반 저장조(20)와 공급배관(S1)에 의해 연계되는 것으로 잔반의 선별 및 파쇄를 위한 1차 선별장치(30) 및 파쇄장치(40)와, 상기 파쇄장치(40)와 이송배관(S2)으로 연계되는 분쇄물 저장조(400)와, 상기 분쇄물 저장조(400)와 이송배관(S3)으로 연계되는 2차 선별장치(50)와, 2차 선별장치(50)와 연이어 설치되는 건조물 저장조(500)와, 상기 2차 선별장치(50)와 연계되는 건조장치(60)와, 건조장치(60)에 의해 건조가 이루어진 건조물(슬러지, 음식물 쓰레기)을 배출하여 주기 위한 배출 컨베이어(70)와, 상기 건조물 저장조(500)와 공급배관(S4)에 의해 연계되는 것으로 각종 슬러지(하수 슬러지 및 각종 함수성 슬러지)를 저장하기 위한 슬러지 저장조(80) 등으로 구성되어짐을 알 수 있다.

상기 1차 선별장치(30)는 잔반에 포함된 불순물과 금속성 이물질을 선별·제거하기 위한 구성부로서, 구동모터(M1)에 의해 구동하는 선별 컨베이어(31)의 후단에 마그네틱 홀더(32)를 설치하여서 된 것이다.

상기 1차 선별장치(30)와 잔반 저장조(20)를 연계해주는 공급배관(S1)의 내부에는 구동모터(미도시됨.)에 의해 구동하는 이송스크류(미도시됨.)를 설치하여 잔반을 이송시킬 수 있도록 하는데, 위 이송스크류는 역회전 구동이 가능하도록 구성하여 잔반에 섞인 이물질이 이송스크류에 걸려 부하가 걸릴시에는 이송스크류를 역회전 구동시켜 이물질을 제거할 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 파쇄장치(40)는 선별이 이루어진 잔반을 잘게 파쇄하여 주기 위한 구성부로서, 투입호퍼(42)를 구비하는 파쇄하우징(41)의 내부에 구동모터(미도시됨.)에 의해 구동하는 파쇄커터(미도시됨.)를 배열·설치하고, 파쇄하우징(41)에 마련된 배출구(43)의 하방에 이송펌프(44)를 설치하여서 된 것이다.

상기 분쇄물 저장조(400)는 파쇄가 이루어진 잔반을 한시적으로 저장하기 위 한 구성부로서, 저장조(400)와 파쇄장치(40)의 이송펌프(44)가 이송배관(S2)으로 연계되며, 저장탱크(400)의 하방에는 개폐조절이 가능한 배출구(401)를 형성하여 배출구(401)의 단부에 이송펌프(402)를 설치하여서 된 것이다.

상기 2차 선별장치(50)는 잔반에 잔존하는 미세한 금속성 이물질을 다시 한번 선별·제거하기 위한 구성부로서, 구동모터(미도시됨.)에 의해 구동하는 선별 컨베이어(51)의 전단에 마그네틱 홀더(52)를 설치하여서 된 것이다.

상기 2차 선별장치(50)의 하방에 개폐조절이 가능한 배출구(501)를 구비하는 건조물 저장조(500)를 설치하여 건조물 저장조(500) 슬러지 조장조(80)를 이송배관(S4)으로 연계하고, 건조물 저장조(500)의 하방에 건조장치(60)를 설치한다.

도 2에 본 발명에 따른 건조장치(60)의 바람직한 실시예가 도시되는데, 도시된 바와 같이 건조장치(60)는 베이스(61)에 일정 간격을 유지하는 지지대(62)를 설치하여 지지대에 대응하는 전,후측 밀폐캡(63,64)을 고정·설치하며, 전,후측 밀폐캡(63,64) 간에 건조 드럼(D)을 회전가능하게 설치하여 건조 드럼(D)과 드럼 구동모터(M2)를 체인 및 스프로켓(C1) 등과 같은 구동 전달수단으로 연계하여 드럼 구동모터(M2)의 구동에 의해 건조 드럼(D)이 회전·구동할 수 있도록 한다.

건조 드럼(D)의 내측에 소정길이의 회전축(65)을 설치하여 회전축(65) 상에 복수의 파쇄용 회전편(66)을 축설치하고, 회전축(65)은 회전축 구동모터(M3)와 체인 및 스프로켓(C2) 등과 같은 구동 전달수단으로 연계시켜 회전축 구동모터(M3)의 구동에 의해 회전축(65)이 회전·구동하도록 하며, 건조 드럼(D)의 내벽면에 나선형으로 감설되는 이송버켓(67)을 복수열로 부착·설치하되, 각 이송버켓(67)을 등간격으로 절단하여 이송버켓(67)이 다수의 삽판 형태를 취하도록 한다.

상기 전측 밀폐캡(63)에 투입호퍼(681)와 공급개구(682)를 구비하는 공급대(680)를 설치하여 공급개구(682)가 건조 드럼(D)의 내측 전단부에 위치되게 하고, 공급대(680) 내부에 설치되는 공급스크류(683)와 공급모터(M4)를 체인 및 스프로켓(C3) 등과 같은 구동 전달수단으로 연계시켜 공급모터(M4)의 구동에 의해 공급스크류(683)가 회전·구동되게 하며, 전측 밀폐캡(63)의 일측에 버너(B)를 설치하여 건조 드럼(D) 내측으로 열풍을 분사할 수 있도록 한다.

상기 후측 밀폐캡(64)의 하방에 배출관(69)을 설치하여 건조가 이루어진 슬러지가 이송·배출될 수 있도록 한다.

상기 건조장치(60)의 하방에 배출 컨베이어(70)를 설치하여 파쇄 및 건조가 완료된 슬러지 및 음식물 찌꺼지를 배출시킬 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 1차 선별장치(30), 파쇄장치(40) 및 분쇄물 저장조(400) 등을 병렬설치하여 슬러지 및 잔반의 선별과 파쇄 등의 작업을 이원화시킬 수 있도록 함이 바람직한데, 그 이유는 잔반의 공급체계가 일정하게 이루어지지 않는 경우(휴일에 따른 운반차량 및 수거인력의 공백으로 인해 특정일에 과잉공급되는 경우)에 효율적으로 대비할 수 있기 때문이다.

이상의 구성으로 된 본 발명은 잔반 저장조(20)에 저장된 잔반이 공급배관(S1)에 의해 이송되어 1차 선별장치(30)로 공급되며, 1차 선별장치(30)로 공급된 잔반은 선별 컨베이어(31)를 타고 이송하는데, 이때, 작업자가 잔반에 포함된 이물 질을 육안으로 확인하여 분류·제거해내고 육안 식별이 어려운 미세한 금속 등은 선별 컨베이어(31)의 후단에 설치된 마그네틱 홀더(32)에 의해 분류·제거된다.

이물질이 선별된 잔반은 파쇄장치(40)의 투입호퍼(42)를 통해 파쇄하우징(41)에 투입되어 구동모터에 의해 구동하는 파쇄커터에 의해 입자상으로 파쇄되고, 파쇄된 잔반은 이송펌프(44)의 구동에 의해 이송배관(S2)을 따라 분쇄물 저장조(400)로 이송되어 한시적으로 저장된다.

분쇄물 저장조(400)에 저장된 잔반 분쇄물은 한시적으로 보관되는데, 위 분쇄물은 배출구(401)를 통해 배출되어 이송펌프(402)의 구동에 의해 이송배관(S3)을 따라 2차 선별장치(50)로 공급된다.

2차 선별장치(50)로 공급된 잔반 분쇄물은 선별 컨베이어(51)를 타고 이송되면서 선단에 형성된 마그네틱 홀더(52)에 의해 잔반에 잔존하는 미세한 금속성 이물질이 선별·분류되며, 2차 선별된 잔반 분쇄물은 건조물 저장조(500)로 공급되는데, 건조물 저장조(500)로 공급되는 잔반 분쇄물은 대부분의 수분을 그대로 간직하고 있는 상태이며, 이때, 슬러지 저장조(80)에 저정된 슬러지가 잔반 분쇄물과 함께 건조물 저장조(500)에 공급된다.

건조물 저장조(500)에 저장된 슬러지 및 잔반 분쇄물은 배출구(501)를 통해 건조장치(60)의 공급대(680)에 마련된 투입호퍼(681)로 공급되며, 공급모터(M4)에 의해 구동하는 공급스크류(683)에 의해 슬러지 및 잔반 분쇄물이 건조드럼(D) 내부로 공급된다.

공급대(680)의 공급개구(682)를 통해 건조 드럼(D) 내부로 공급된 슬러지 및 잔반은 지속적으로 회전하는 건조 드럼(D)의 내벽면에 형성된 삽판 형태의 이송버켓(67)에 의해 상부로 들어 올려져 최상부에 위치하게 되면 하방으로 낙하하여 고속으로 회전하는 파쇄용 회전편(66)에 부딪혀 잘게 파쇄되는 것이며, 파쇄된 상태에서도 슬러지나 잔반이 지속적인 낙하를 반복하는데, 이때, 건조 드럼(D)의 내부로는 버너(B)에 의해 열풍이 분사되고 있으므로 슬러지나 잔반에 대한 건조가 균일하고 신속하게 이루어지게 된다.

즉, 본 발명은 슬러지나 잔반을 파쇄함과 아울러 키질하듯이 하방으로 흘려보내면서 건조시키므로 덩어리 상태의 슬러지를 완벽하게 파쇄하여 부피를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 균일하고 신속한 건조를 진행할 수 있는 것이다.

건조장치(60)에 의한 건조가 이루어지는 과정에서 슬러지 및 잔반의 건조물은 건조 드럼(D)의 내벽면에 설치된 나선형 이송버켓(67)에 의해 후방으로 점진적인 이송이 이루어져 배출관(69)을 통해 배출되는데, 이때, 배출되는 슬러지 및 잔반 건조물에 대한 함수율이 10% 이하로 유지되고 슬러지 및 잔반의 감량율은 80~90%에 이르게 된다.

본 발명은 건조장치(60)에 의해 파쇄 및 건조가 완료된 슬러지 및 잔반이 배출 컨베이어(70)를 타고 배출되도록 한 것으로, 파쇄 및 건조된 슬러지 및 잔반은 소각 또는 매립하거나 재활용(사료, 퇴비)할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 잔반 저장조(20), 1차 선별장치(30), 2차 선별장치(50), 배출 컨베이어(70), 슬러지 저장조(80) 등과 같이 외부로 노출된 구성부의 상부에는 배기덕트를 설치하여 악취를 강제로 배기시킬 수 있도록 하고, 배기덕트에 의해 배 출되는 공기(악취를 함유한 공기)는 별도의 쓰레기 소각시설(미도시됨.)로 송출하여 악취를 소각처리하거나 탈취탑(미도시됨.)으로 송출하여 공정과정에서 악취가 발생하지 않도록 함이 바람직하다.

본 발명에서 제시하는 슬러지 및 음식물 쓰레기 건조 시스템은 각종 슬러지와 음식물 쓰레기를 병합처리할 수 있도록 한 것으로, 침출수의 발생을 원천적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 덩어리 상태의 슬러지나 음식물 쓰레기를 파쇄하면서 건조하므로 균일하고 완전한 건조가 이루어질 수 있으며, 또한, 건조물에 대한 함수율의 조절을 매우 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 건조되는 슬러지나 음식물 쓰레기의 부피를 최소화시켜 소각이나 매립에 따른 비용을 획기적으로 절감할 수 있게 해주는 등 본 발명은 그 기대되는 효과가 매우 유익한 발명이다.

Claims

잔반을 저장하기 위한 잔반 저장조(20)와, 구동모터(M1)에 의해 구동하는 선별 컨베이어(31)의 후단에 마그네틱 홀더(32)를 설치하여서 된 1차 선별장치(30)와, 투입호퍼(42)를 구비하는 파쇄하우징(41)의 내부에 구동모터(미도시됨.)에 의해 구동하는 파쇄커터(미도시됨.)를 배열·설치하고, 파쇄하우징(41)에 마련된 배출구(43)의 하방에 이송펌프(44)를 설치하여서 된 파쇄장치(40)와, 파쇄장치(40)의 이송펌프(44)와 이송배관(S2)에 의해 연계되는 것으로 그 하방에는 개폐조절이 가능한 배출구(401)를 형성하여 배출구(401)의 단부에 이송펌프(402)를 설치하여서 된 분쇄물 저장조(400)와, 구동모터(미도시됨.)에 의해 구동하는 선별 컨베이어(51)의 전단에 마그네틱 홀더(52)를 설치하여서 된 2차 선별장치(50)와, 건조장치(60) 및 배출 컨베이어(70) 등으로 구성되는 슬러지 및 음식물 쓰레기 건조 시스템(10)에 있어서;

상기 2차 선별장치(50)의 하방에 개폐조절이 가능한 배출구(501)를 구비하는 건조물 저장조(500)를 설치하여 2차 선별장치(50)를 통해 공급되는 잔반 분쇄물을 저장할 수 있도록 하고, 건조물 저장조(500)와 각종 함수성 슬러지를 저장하기 위한 슬러지 저장조(80)를 공급배관(S4)으로 연계하여 함수성 슬러지가 건조물 저장조(500)로 공급되도록 하며, 건조물 저장조(500)에 저장된 잔분 분쇄물과 함수성 슬러지가 건조장치(60)로 공급되어 잔반 분쇄물과 함수성 슬러지가 함께 건조되도록 구성한 것임을 특징으로 하는 슬러지 및 음식물 쓰레기 건조 시스템.
제1항에 있어서;

상기 건조장치(60)는 베이스(61)에 일정 간격을 유지하는 지지대(62)를 설치하여 지지대에 대응하는 전,후측 밀폐캡(63,64)을 고정·설치하며, 전,후측 밀폐캡(63,64) 간에 건조 드럼(D)을 회전가능하게 설치하여 건조 드럼(D)과 드럼 구동모터(M2)를 체인 및 스프로켓(C1)으로 연계하여 건조 드럼(D)이 회전할 수 있도록 하고;

상기 건조 드럼(D)의 내측에 소정길이의 회전축(65)을 설치하여 회전축(65) 상에 복수의 파쇄용 회전편(66)을 축설치하고, 회전축(65)은 회전축 구동모터(M3)와 체인 및 스프로켓(C2)으로 연계시켜 회전축(65)이 회전하도록 하며, 건조 드럼(D)의 내벽면에 나선형으로 감설되는 이송버켓(67)을 복수열로 부착·설치하되, 각 이송버켓(67)을 등간격으로 절단하여 이송버켓(67)이 다수의 삽판 형태를 취하도록 하며;

상기 전측 밀폐캡(63)에 투입호퍼(681)와 배출개구(682)를 구비하는 공급대(680)를 설치하여 배출개구(682)가 건조 드럼(D)의 내측 전단부에 위치되게 하고, 공급대(680) 내부에 설치되는 공급스크류(683)와 공급모터(M4)를 체인 및 스프로켓(C3)으로 연계시켜 공급스크류(683)가 구동되게 하며, 전측 밀폐캡(63)의 일측에 버너(B)를 설치하여 건조 드럼(D) 내측으로 열풍을 분사할 수 있도록 하여 구성한 것임을 특징으로 하는 슬러지 및 음식물 쓰레기 건조 시스템.