Patent KR-101393554-B1 (KR)
IPC: C02F11/00
Filed: 2012-05-10
Granted: 2014-05-09
Abstract: 본 발명은 음식물쓰레기 중의 고형물을 석탄화 하는 과정에서 발생하는 고온 가스를 음식물 쓰레기 침출수의 건조공정에 이용하여 제거하되, 상기 건조공정에서 발생되는 염분은 동절기 도로용 제설제로 활용하기 위한 음식물 쓰레기로 제설제를 생산하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 
위와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로, 본 발명인 음식물 쓰레기로 제설제를 생산하는 장치는 음식물쓰레기를 공급받아 파쇄 시키는 파쇄장치와; 고농도의 염분을 함유한 고형물을 삼투압의 원리를 이용하여 저농도(염분)의 세척수와 청수로 습식세정한 후 고체와 액체로 분리시키는 고액 분리장치와; 상기 고액 분리장치로 부터 분리된 액상물(음폐수)에 함유된 유기질, 미립자 고형물 등의 이물질 제거를 위하여 응집제를 투여하는 음폐수 전처리 장치와; 유기질 등의 이물질이 제거된 음폐수에 용해되어 있는 염분을 농축시키기 위하여 수분을 증발시켜 염분을 농축시키기 위한 응축열을 함유하고 있는 가스포집장치와; 상기 응축열을 이용하여 농축된 염분에 화학제를 첨가하여 제설제를 생성하는 제설제 생성장치와; 생성된 제설제를 건조시키기 위한 건조로와; 건조된 제설제를 포장하기 위한 포장설비로 이루어진다. 
이물질을 제거하기 위한 상기 음폐수 전처리 장치는 응집제와 혼합시켜 유기질과 미립자 등 이물질 제거공정으로 유도하기 위하여 음폐수를 저장하는 음폐수 저류조와; 상기 음폐수 저류조에서 유입되는 음폐수의 저류량을 체크하고 전처리되는 양을 조절하기 위하여 수위조절용 센서와 유량계에 의해 동작이 제어되는 이송용 제어밸브와; 상기 이송용 제어밸브를 통하여 공급되는 음폐수를 음폐수 저류조로부터 음폐수 전처리 공정에 투입하기 위하여 음폐수 저류조에 장착된 양정용 이송펌프와; 상기 양정용 이송펌프에 의하여 운반된 음폐수에 응집제를 공급하는 응집제 공급펌프와; 공급된 음폐수와 응집제를 혼합시켜주는 혼합장치와; 응집제가 첨가된 음폐수를 응집 반응시켜 유기물을 플록형태로 만들고 미세기포를 공급하여 스컴화 시키는 정수처리용 반응조와; 스컴화 된 유기물 덩어리를 걸러내어 분리하는 스컴 저류조와; 상기 정수처리용 반응조에서 응집된 유기물과 미립자를 제거한 음폐수의 잔류하는 이물질을 제거하는 필터군(조합)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 
또한, 상기 음폐수 정수처리용 반응조의 구성은, 장치(반응조) 내부로 미세기포 발생을 위하여 고압공기를 공급하는 콤프레셔와; 상기 장치 상부에 장착되어 부상하는 스컴을 수집하기 위한 스컴제거용 브레이드를 포함하는 스컴제거장치와; 반응조의 일측에 장착되며 제거되는 스컴을 저류하기 위한 스컴 저장조와; 상기 콤프레셔에서 공급되는 고압공기를 이용하여 미세기포를 발생시키기 위한 노즐을 포함하는 미세기포 발생기로 이루어지도록 한다. 
음식물쓰레기로 제설제를 생산하는 방법은, 투입되는 음식물쓰레기를 공급받아 파쇄시키는 음식물쓰레기 투입 및 파쇄단계와; 고농도의 염분을 함유한 고형물을 저농도(염분)의 세척수 및 청수로 습식세정하는 습식세정단계와; 습식세정한 후 액체와 고체로 분리시키는 고액분리단계와; 세척 시에 발생된 염분 함유수와 분리된 액체상태의 음폐수에 응집제를 투여하여 음폐수에 함유된 유기물 등의 이물질을 제거하는 음폐수 전처리 단계와; 전처리된 액체상태의 음폐수로 가스포집장치 내의 250℃의 고온 가스의 응축열을 이용하여 음폐수를 100℃이상으로 가열시켜 수분을 증발시키는 염분수 농축단계; 농축된 상기 염분에 화학제를 첨가하여 혼합하는 화학제 투입단계와; 농축된 염분과 첨가된 화학제와의 혼합물에 응축열을 공급하면서 교반시켜 액상의 제설제를 생성하는 액상 제설제 생성단계와; 생성된 액상의 제설제를 약 200℃ 건조과정을 거쳐 고체형 제설제로 생산하는 고형 제설제 생산단계와; 생산이 완료된 제설제를 포장하는 포장단계로 이루어진다. 
한편, 전처리된 음폐수를 제품화 하기위한 공정은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 음폐수에는 유기질과 고형물 미립자 및 이온형태로 용해되어 염분을 함유하고 있으므로 음폐수 전처리공정을 통하여 유기질과 고형물 미립자가 제거되고 이온형태로 용해된 염분만이 함유된 음폐수를 얻는 음폐수의 전처리 단계(001)와; 상기의 전처리한 음폐수를 250℃이상 고온 가스를 포집하는 가스포집장치(30)에 냉각수로 투입함으로써 포집된 고온 가스는 냉각되고 냉각용으로 투입된 음폐수는 가온되도록 냉각수로 투입하는 냉각수 투입단계(002)와; 투입되는 냉각수(음폐수)의 온도를 100℃ 이상 까지 상승시켜 함유된 수분을 증발시켜 가능한 염분의 농도를 농축시킨 후에 제설제의 원료로 활용하기 위하여 냉각수로 투입되었던 음폐수를 배출시키는 냉각 후 배출단계(003)와; 제설제에 필요한 화학제를 투입하는 화학제 투입단계(004)와; 농축된 염분과 화학제의 혼합물을 가열하고 교반하여 액상의 제설제를 생성시키는 액상제설제 생성단계(005)와, 생성된 액상의 제설제를 약 200℃ 건조과정을 거쳐 고상형 제설제로 생산하는 고상 제설제 생산단계(005)와, 생산된 제설제를 포장하여 제품화하는 포장단계(005)로 이루어진다. 
위와 같이 이루어지는 본 발명은, 2013년부터 해양투기가 금지되는 음식물쓰레기를 석탄화 하는 생산 처리기술을 개발함으로써, 음식물쓰레기의 육상처리 할 수 기반을 마련하는 기술적 대안책을 제공하는 효과와 함께, 해양투기를 통하여 해양오염 및 해양수자원의 사멸 등의 해양환경오염을 감소시키는 장점을 가지고 있다. 
또한, 폐기물로부터 사용가능한 에너지인 재생석탄을 생산함으로써, 보관과 이송 등 유지관리가 용이하고 공간적 시간적 활용이 용이한 광역화 에너지원을 획득할 수 있는 이점도 있다. 
그리고 이를 통하여 폐기물로부터 생산된 재생석탄을 저가로 공급하도록 함으로써, 전체적인 국내 에너지 단가를 줄이는 효과가 있다. 
본 발명은 단시간에 음식물쓰레기를 재생석탄으로 생산할 수 있는 석탄화 생산공정을 확립함으로써 음식물 쓰레기의 장기 적체로 인한 악취제거와 수인성 전염병 발생 방지에도 도움을 주는 효과가 있다.       
그리고 본 발명이 채택하는 독립 가열형 석탄화 생산시스템과 가스포집장치를 조합하는 시스템 구축으로 인하여 석탄화 생산공정에서 발생하는 배출가스에 의한 2차 환경오염을 방지하는 효과도 기대할 수 있다. 
이외에도, 본 발명은 음폐수로부터 염분을 제설제로 재활용함으로써 얻는 경제적 효과와 함께, 음폐수 염분농축공정에서 발생하는 증류수의 재활용을 통하여 다량의 물절약이 가능하고, 제설제 생산공정에서 폐열 재활용을 통한 에너지 절감 효과도 아울러 기대할 수 있다. 
한편, 본 발명은 현재 가동되고 있는 음식물 쓰레기 처리장의 적용에도 용이하므로, 본 발명에 따른 예산절약과 함께 장치제작 및 시스템 관리 등을 위한 일자리 창출 효과 등 다양한 효과와 장점을 예상할 수 있다.