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KR19990007630A - Food sink treatment device with kitchen sink by anaerobic digestion - Google Patents

Food sink treatment device with kitchen sink by anaerobic digestion Download PDF

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KR19990007630A
KR19990007630A KR1019980042878A KR19980042878A KR19990007630A KR 19990007630 A KR19990007630 A KR 19990007630A KR 1019980042878 A KR1019980042878 A KR 1019980042878A KR 19980042878 A KR19980042878 A KR 19980042878A KR 19990007630 A KR19990007630 A KR 19990007630A
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South Korea
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food waste
generated
chamber
methane
gas
Prior art date
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Application number
KR1019980042878A
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Korean (ko)
Inventor
남송희
Original Assignee
남송희
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Publication date
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Abstract

본 발명은 혐기성 소화에 의해 가정에서 발생된 음식물 폐기물을 외부로 별도 수거 하지 않고 처리하는 방법에 관한 것으로서, 주방에서 발생한 음식폐기물을 본장치를 기존의 싱크 배수구에 부착 운영함으로서 음식폐기물을 청결하고 신속히 감량화 하기위해 발명을 한 것이다.The present invention relates to a method of treating food waste generated at home by anaerobic digestion without separately collecting it, and to operating the food waste generated in the kitchen by attaching the apparatus to an existing sink drain to clean and quickly clean the food waste. Invented to reduce weight.

음식물 쓰레기에는 85-90%정도의 수분을 함유하고 있어 소각시에는 함유된 수분으로 인하여 소각물의 발열량이 낮아지게 되어 완전소각을 위해서는 경유등 보조 연료가 필요하게 되고, 매립시에는 음식물폐기물에 함유된 보유수로 인해 침출수의 발생량이 증가하는 등 하여 음식폐기물 발생량 자체를 억제시키는 등 그 적정 관리가 절실한 시점이다.Food waste contains 85-90% water, and when incinerated, the calorific value of the incinerator is lowered due to the moisture contained in the incineration, which requires supplementary fuels such as light oil for complete incineration. It is a time when proper management is urgently needed such as suppressing food waste generation itself by increasing the amount of leachate generated by the holding water.

음식폐기물의 일반적인 성상은 함수율 85-90%, 유기물(VS)90%, 생분해도 90%이상으로 분해 속도가 빠른 것이 특징이다. 유기물의 성분은 지방 12.75%, 단백질 20.2%, 섬유질함량이 76%인 것으로 나타나 있다. 따라서 이러한 성상의 폐기물은 그동안의 연구 결과 및 하수처리장의 스러지 처리 예를 보더라도 혐기성소화에 의한 발효 및 소멸화가 가능하다.The general characteristics of food waste are 85-90% water content, 90% organic matter (VS), and 90% biodegradability. The organic components are 12.75% fat, 20.2% protein and 76% fiber. Therefore, these wastes can be fermented and extinguished by anaerobic digestion, even with the results of previous studies and sludge treatment in sewage treatment plants.

본 발명품은 이러한 점에 착안하여 음식폐기물의 량을 혐기성균에 의해 처리 함으로서 신속하고 청결하게 감량화 하도록 한 것이다.The present invention is to focus on this point to reduce the amount of food waste by anaerobic bacteria quickly and cleanly.

본 발명품은 하수처리장치에서 스라지의 성분 중 유기물을 혐기성 소화에 의거 감량화 하는 방법을 응용한 것으로 음식폐기물을 투입구에 투입-파쇄(탈수)-가수분해(2차탈수)-산생성-아세트산형성-메탄 등 가스형성(탈수)-건조 및 숙성의 과정을 거치도록 한 것이다.The present invention applies a method of reducing organic matters in the components of Sludge based on anaerobic digestion in sewage treatment equipment. Food waste is added to the inlet-crushing (dehydration)-hydrolysis (secondary dehydration)-acid production-acetic acid formation. -Gas formation (dehydration) such as methane-Drying and ripening process.

이러한 과정을 통하는 중 생성되는 산 및 메탄 등 가스로 인해 악취가 발생하는데 이러한 악취가스의 주방내로 확산을 방지하기 위해 파쇄장치 하단에 설치된 배수구에 트랩을 장착 냄새의 발생을 막도록 하였다.Odor is generated due to gas such as acid and methane generated during this process. To prevent the diffusion of the odor gas into the kitchen, a trap is installed at a drain hole installed at the bottom of the crushing device to prevent the generation of odor.

본 장치의 구성은 다음과 같이 구성되어 있으며 각 구성품의 작용은 명세서와 같다.The configuration of the device is configured as follows and the operation of each component is as described in the specification.

1)투입구, 2)파쇄기(구동모타포함), 3)산생성실(가수분해실), 4)메탄형성실(아세트산형성포함), 5)건조 및 숙성실, 6)가스인출관 , 7)잉여수인출관, 8)배수관, 9)트랩 10)구동모타(타이머포함), 11)전기히타(온도조절기포함), 12)잉여물 인출구1) inlet, 2) crusher (including driving motor), 3) acid generating chamber (hydrolysis chamber), 4) methane forming chamber (including acetic acid formation), 5) drying and ripening chamber, 6) gas drawing tube, 7) surplus consignee Exit, 8) Drain, 9) Trap 10) Drive motor (with timer), 11) Electric heater (with temperature controller), 12) Surplus outlet

본 발명으로 그동안 음식폐기물 처리를 위해 각 가정의 주부들은 별도로 분리수거를 한후 중앙처리장치까지 운반 처리하거나, 미화원들에 의해 별도로 수거 운반하여 처리하였으나 이러한 처리과정에서 분리수거가 제대로 않되거나 쥐 및 고양이에 의해 수거봉지가 찢기는 등하여 위생상 미관상 불미스러운 일이 많았으나 본 발명품으로 인해 발생된 음식폐기물을 발생장소인 주방 싱크에서 바로 처리할 수 있음으로 신속한 처리가 가능하며 음식폐기물 처리에 위생상 미관상 크게 개선 할 것으로 기대 할 수 있다.In the present invention, the housewives of each household for food waste treatment are separated and then transported to a central processing unit, or collected and transported separately by US sources. There are many unpleasant things in terms of hygiene due to the tearing of the collection bags by the present invention, but the food waste generated by the present invention can be processed directly in the kitchen sink, which is the place where it is generated. It can be expected to greatly improve.

Description

혐기성 소화에 의한 주방싱크 부착형 음식폐기물 처리장치Food sink treatment device with kitchen sink by anaerobic digestion

본 발명은 혐기성 소화에 의해 가정에서 발생된 음식물 폐기물을 외부로 별도 수거 하지 않고 처리하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주방에서 발생한 음식폐기물을 본 장치를 기존의 싱크 배수구에 부착 운영함으로서 음식폐기물을 청결하고 신속히 감량화 하기위해 발명을 한 것이다.The present invention relates to a method of treating food waste generated at home by anaerobic digestion without separately collecting it, and more particularly, food waste generated by attaching and operating the food waste generated in the kitchen to an existing sink drain. Invented to reduce the weight of clean and quick.

그동안 우리나라는 각종 폐기물의 적정 처리와 감량화 정책을 펴 왔음에도 불구하고 1인당 하루에 배출하는 쓰레기의 량이 1Kg을 상회하고 있는 실정으로 이에 대한 적정관리를 위해 많은 정책이 수립 시행되고 있는 실정이다. 이러한 가운데에서도 아직 음식폐기물은 전체 배출량의 30%정도를 점하고 있으며 이로 인해 음식물폐기물의 발생량은 서울특별시의 경우 4,930톤/일이며 전국적으로 볼 때 15,075톤/일로서 이에 대한 처리에 많은 노력을 요하고 있는 실정이다.Although Korea has been pursuing the appropriate treatment and reduction policy of various wastes, the amount of waste discharged per person per day exceeds 1Kg, and many policies have been established for proper management. Among these, food waste still accounts for about 30% of the total emissions. Therefore, the amount of food waste generated is 4,930 tons / day in Seoul and 15,075 tons / day nationwide. I'm doing it.

음식물 쓰레기에는 85-90%정도의 수분을 함유하고 있어 소각시에는 함유된 수분으로 인하여 소각물의 발열량이 낮아지게 되어 완전소각을 위해서는 경유 등 보조 연료가 필요하게 되고, 매립시에는 음식물폐기물에 함유된 보유수로 인해 침출수의 발생량이 증가 하는 등하여 음식폐기물 발생량 자체를 억제시키는 등 그 적정 관리가 절실한 시점이다.Food waste contains 85-90% water, and when incinerated, the calorific value of the incinerator is lowered due to the moisture contained in the incineration, which requires supplementary fuels such as light oil for complete incineration. It is a time when proper management is urgently needed, such as the amount of leachate generated by retained water increases and the food waste generation itself is suppressed.

음식폐기물의 일반적인 성상은 함수율 85-90%, 유기물(VS)90%, 생분해도 90%이상으로 분해 속도가 빠른 것이 특징이다(P28<표3-3>음식물쓰레기와 하수스러지의 성상비교 인용). 또한 발명특허 제136987호(특허명; 촉매 열분해에 의한 음식물 쓰레기의 처리방법. 등록일자; 1998.2.2)의 [발명의 상세한 설명]중 실시예를 보면 실시예 2 내지 5의 경우 음식물쓰레기를 아스피레이터를 사용하여 감압여과한 후 수분함량이 80%인 원료를 사용했으며 이 원료의 휘발성 물질의 함량 98.9%이며, 성분은 지방 12.75%, 단백질 20.2%, 섬유질함량이 76%인 것으로 나타나 있다. 따라서 이러한 성상의 폐기물은 그동안의 연구 결과 및 하수처리장의 스러지 처리 예를 보더라도 혐기성소화에 의한 발효 및 소멸화가 가능하다.The general characteristics of food waste are 85-90% of water content, 90% of organic matter (VS), and 90% of biodegradability. The decomposition rate is fast (P28 <Table 3-3> Comparison of characteristics of food waste and sewage) . In addition, in Examples 2 to 5 of the invention patent No. 136987 (Patent Name; Process for Treating Food Waste by Catalytic Pyrolysis. Date of Registration; 1998.2.2) After filtration under reduced pressure using a LASER, a raw material with 80% water content was used, and the volatile substance content was 98.9%, and the components were 12.75% fat, 20.2% protein, and 76% fiber content. Therefore, these wastes can be fermented and extinguished by anaerobic digestion, even with the results of previous studies and sludge treatment in sewage treatment plants.

본 발명품은 이러한 점에 착안하여 음식폐기물의 량을 혐기성균에 의해 처리 함으로서 신속하고 청결하게 감량화 하도록 한 것이다.The present invention is to focus on this point to reduce the amount of food waste by anaerobic bacteria quickly and cleanly.

1. 기술분야 ; 환경1. Technical Field; Environment

2. 그 분야의 종래의 기술2. Prior art in the field

현재까지 실용화 되고 있는 음식폐기물의 처리 방법으로는 수거를 하여 사료로 이용하는 방법, 매립하는 방법, 호기성 발효에 의한 퇴비화, 탈수건조후 투기, 탈수건조후 가온소멸화 등의 방법이 사용되고 있으나 그 어느 방법이던 발생된 음식폐기물을 주방으로부터 수거 후 처리 하는 방법이 대부분으로부터 번거러움과 처리 과정에서도 물기가 다량으로 있는 관계로 취급시 불편한 점이 많고, 악취는 물론, 파리 모기등 해충, 고양이 및 쥐등으로 인해 미관상에도 많은 악영향을 끼치고 있는 실정이 었음.As a method of treating food waste that has been put to practical use until now, it is a method of collecting and using it as a feed, landfilling, composting by aerobic fermentation, dumping after dehydration drying, and heating decay after dehydration drying. Since most food wastes are collected from the kitchen after being collected from the kitchen, they are cumbersome and have a lot of water in the process of handling, and there are a lot of inconveniences when handling them. It was a lot of adverse effects.

본 발명이 이루고져 하는 기술적 과제는 주방으로부터 발생된 음식폐기물을 위생적으로 신속히 감량화 하고 처리시 악취등이 발생하지 않도록 하며 최종 처리된 산물을 자연 환경으로 환원했을시 환경에 위해가 없도록 하고져 하는 것임.The technical problem to be achieved by the present invention is to reduce the food waste generated from the kitchen quickly and hygienically to prevent odors during treatment and to reduce the environmental hazard when the final processed product is reduced to the natural environment.

제1도 ; 본 발명의 방법에 따라 음식폐기물을 혐기성에 의해 소화 처리하는 과정을 개략적으로 나타낸 공정도이다.FIG. 1; Process diagram schematically showing the process of digesting food waste by anaerobic according to the method of the present invention.

제2도 ; 주단면도2nd degree; Main section

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 - 투입구, 2 - 파쇄기(구동모타포함), 3 - 산생성실(가수분해실),1-inlet, 2-crusher (including driving motor), 3-acid generating chamber (hydrolysis chamber),

4 - 메탄형성실(아세트산형성포함), 5 - 건조 및 숙성실,4-methane forming chamber (including acetic acid formation), 5-drying and aging chamber,

6 - 가스인출관, 7 - 잉여수인출관, 8 - 배수관, 9 - 트랩,6-gas outlet pipe, 7-excess water outlet pipe, 8-drain pipe, 9-trap,

10 - 구동모타(타이머포함), 11 - 전기히타(온도조절기포함),10-drive motor with timer, 11-electric heater with thermostat,

12 - 잉여물 인출구,12-surplus outlet,

제3도 ; 악취 차단을 위한 트랩 상세도3; Detail view of trap to block odor

제4도 ; 가수분해 및 소화 후 탈수장치 상세도4; Detailed diagram of dehydration device after hydrolysis and digestion

본 발명품은 하수처리장에서 스라지의 성분 중 유기물을 혐기성 소화에 의거 감량화 하는 방법을 응용한 것으로 하수처리장 스러지 처리를 위한 혐기성 소화 방식은 스라지를 장치에 투입-가수분해-산생성-아세트산형성-메탄형성의 과정을 거친후 잉여 스라지를 인출 하는 과정의 반복으로 처리된다.The present invention applies a method of reducing organic matters in the components of the waste in the sewage treatment plant based on anaerobic digestion. The anaerobic digestion method for the treatment of sewage treatment plant sludge is added to the apparatus-hydrolysis-acid production-acetic acid formation. -After the process of methane formation, it is processed by repetition of withdrawing surplus waste.

본 발명품은 이러한 것을 응용하여 음식폐기물을 투입구에 투입-파쇄(탈수)-가수분해(2차탈수)-산생성-아세트산형성-메탄 등 가스형성(탈수)-건조 및 숙성의 과정을 거치도록 되어 있다.The present invention is to apply the food waste to the inlet-crushing (dehydration)-hydrolysis (secondary dehydration)-acid production-acetic acid formation-gas formation (dehydration), such as methane-drying and aging process have.

이러한 과정을 통하는 중 생성되는 산 및 메탄 등 가스로 인해 악취가 발생하는데 이러한 악취가스의 주방내로 확산을 방지하기 위해 파쇄장치 하단에 설치된 배수구에 트랩를 장착 냄새의 발생를 막도록 하였다.Odor is generated due to gas such as acid and methane generated during this process. In order to prevent diffusion of the odor gas into the kitchen, a trap is installed at a drain hole installed at the bottom of the crushing device to prevent the generation of odor.

1. 본 장치의 구성1. Composition of this unit

본 장치의 구성은 다음과 같다.The configuration of this apparatus is as follows.

1)투입구, 2)파쇄기(구동모타포함), 3)산생성실(가수분해실), 4)메탄형성실(아세트산형성포함), 5)건조 및 숙성실, 6)가스인출관, 7)잉여수인출관, 8)배수관, 9)트랩, 10)구동모타(타이머포함), 11)전기히타(온도조절기포함), 12)잉여물 인출구1) inlet, 2) crusher (including driving motor), 3) acid generating chamber (hydrolysis chamber), 4) methane forming chamber (including acetic acid formation), 5) drying and ripening chamber, 6) gas extraction pipe, 7) surplus water Exit, 8) Drain, 9) Trap, 10) Drive motor (with timer), 11) Electric heater (with temperature controller), 12) Surplus outlet

2. 구성 장치의 작용2. Function of the device

본 발명품의 구성장치의 작용의 이해를 돕기위해 일반적으로 응용되고 있는 혐기성 소화의 원리를 살펴 보면 다음과 같다.Looking at the principle of anaerobic digestion that is generally applied to help understand the operation of the device of the present invention.

2.1 혐기성 소화의 원리(본 문은 폐수처리, 김동민저, 청문각발행, 1998년 도판, P342-345 일부인용함)2.1 Principle of Anaerobic Digestion (this text is partly quoted by Wastewater Treatment, Kim Dong-min, Cheongmun-gak, 1998 edition, P342-345)

혐기성소화(anaerobic digestion)란 높은 농도의 유기질 고형물과 고분자 유기물질이 혐기성 조건하에서 미생물에 의하여 기체, 액체, 무기물질 등 보다 안정된 저분자 물질로 전환되는 프로세스로서 혐기성 소화조에서 처리 대상이 되는 유입기질은 주로 탄수화물, 지방, 단백질의 세가지 물질이며 이들중 탄수화물은 주로 섬유소, 반섬유소, 전분 등의 고분자 형태로 유입되며, 지방과 단백질의 경우도 비슷한 형태로 유입된다. 그런데 이러한 고분자 물질이 세포에 의해 최종적으로 대사 될려면 먼저 물에 용해되어 저분자로 분해 되어야 한다. 따라서 그러한 기질에 대한 혐기성소화의 선행단계는 가수분해이며 이러한 가수분해는 여러 종류의 세균에 의한 체외효소에 의하여 가수분해되어 저분자 형태인 각각 포도당, 지방산, 아미노산으로 분해된다. 이렇게 분해된 저분자 물질은 미생물의 세포에 의하여 섭취된 후 이화 및 동화된다. 혐기성 반응은 생산성, 아세트산 형성, 메탄형성 단계로 단계적으로 수행된다.Anaerobic digestion is a process in which high concentrations of organic solids and organic polymers are converted into more stable low-molecular substances such as gases, liquids, and inorganic substances by anaerobic conditions. Carbohydrates, fats and proteins are three substances. Among them, carbohydrates are mainly in the form of polymers such as fiber, semi-fiber, and starch. However, these polymers must be dissolved in water and broken down into low molecules before they can be finally metabolized by cells. Therefore, the preliminary step of anaerobic digestion for such substrates is hydrolysis, which is hydrolyzed by in vitro enzymes by various kinds of bacteria and broken down into glucose, fatty acids and amino acids, respectively, in the low molecular form. The small molecule thus decomposed is taken up by the cells of the microorganism and then catalyzed and assimilated. The anaerobic reaction is carried out step by step in productivity, acetic acid formation, methane formation.

(1)산형성단계(1) acid formation stage

산형성 단계는 기질이 가수분해된 후부터 세포에 의하여 이산화탄소, 수소, 그리고 여러 카르복실산으로 생성될 때까지의 과정을 말하며 산형성 단계의 이화작용은 다음과 같은 경로를 밟는다.The acid formation step refers to the process from the hydrolysis of the substrate to the production of carbon dioxide, hydrogen, and various carboxylic acids by the cells. The catabolism of the acid formation step takes the following steps.

기질----------→CO2+H2+아세트산 (1)Substrate ---------- → CO 2 + H 2 + Acetic Acid (1)

기질----------→프로피온산+브티르산+에탄올 (2)Substrate ---------- → Propionic Acid + Butyric Acid + Ethanol (2)

첫 번째의 반응은 열역학적으로 시스템내의 수소 분압이 충분히 낮을 때에 일어나는데 이것은 자유에너지의 변화 ΔG가 음(negative)을 의미한다. 시스템내의 수소 분압이 높을 때에는 두 번째의 경로를 밟게 되며 그 결과로 프로피온산, 부티르산 등의 우기산과 에탄올 등 환원 물질이 생성된다.The first reaction occurs thermodynamically when the hydrogen partial pressure in the system is low enough, meaning that the free energy change ΔG is negative. When the partial pressure of hydrogen in the system is high, the second path is followed, resulting in the production of organic acids such as propionic acid and butyric acid and reducing substances such as ethanol.

(2)아세트산 형성단계(2) acetic acid formation step

아세트산 형성 단계에서는 생성된 프로피온산, 부티르산 등의 유기산과 에탄올 등을 다음과 같이 대사한다.In the acetic acid formation step, the produced organic acids such as propionic acid and butyric acid and ethanol are metabolized as follows.

CH3CH2COOH+3H2O----------→CH3COOH+HCO3 -+H++3H2 CH 3 CH 2 COOH + 3H 2 O ---------- → CH 3 COOH + HCO 3 - + H + + 3H 2

프로피온산 아세트산Propionic acid acetic acid

CH3CH2CH2COOH+2H2O----------→CH3COOH+2H2 CH 3 CH 2 CH 2 COOH + 2H 2 O ---------- → CH 3 COOH + 2H 2

부티르산 아세트산Butyric Acid Acetic Acid

CH3CH2OH+H2O----------→CH3COOH+2H2 CH 3 CH 2 OH + H 2 O ---------- → CH 3 COOH + 2H 2

아세트산 형성 반응이 외부로부터의 에너지 공급없이 진행되려면 자유에너지 값의 변화는 ΔG가 음(negative)이 되어야 한다. 그런데 발생되는 수소가스를 시스테내에 축적시키지 않고 신속히 제거하여 분압을 낮게 유지하면 ΔG값은 음이 된다. 그러한 역할을 하는 것이 메탄생성균과 황산염 환원균이다. 아래와 같이 아세트산 생성균의 대사활동은 메탄형성균에 의해 의존된다.For the acetic acid formation reaction to proceed without supplying energy from the outside, the change in free energy value must be ΔG negative. However, if the generated hydrogen gas is quickly removed without accumulating in the cyste and the partial pressure is kept low, the ΔG value becomes negative. It is methane producing bacteria and sulfate reducing bacteria that play such a role. As shown below, the metabolic activity of acetic acid-producing bacteria is dependent on methane-forming bacteria.

4H2+CO2------→ΔCH4+2H2O4H 2 + CO 2 ------ → ΔCH 4 + 2H 2 O

(3)메탄형성(3) methane formation

메탄생성균은 형태상으로 Methanobacterium, Methanococcus, Methanosarcina, Methanospillium의 4종으로 분류되고 있다. 이러한 세균들이 직접 이용할 수 있는 기질은 아세트산, 수소, 이산화탄소, 포름산, 메탄올 등이며, 이외에 지방산과 알콜 등은 비메탄세균과 메탄 세균의 상조하에 메탄과 이산화탄소로 전달된다. 그러한 비메탄 세균이 일부의 아세트 생성세균이다. Jeris와 McCarty에 의하면 탄수화물, 지질 및 단백질을 혐기성으로 발효시킬 때 가장 많이 생성되는 중간물질이 아세트산이며 최정 발표산물인 메탄의 약 70%가 그것으로부터 전환된다고 한다.Methane-producing bacteria are classified into four types: Methanobacterium, Methanococcus, Methanosarcina, and Methanospillium. Substrates that can be used directly by these bacteria are acetic acid, hydrogen, carbon dioxide, formic acid, methanol, and the like, and fatty acids and alcohols are transferred to methane and carbon dioxide under the premise of non-methane bacteria and methane bacteria. Such non-methane bacteria are some acetogenic bacteria. According to Jeris and McCarty, the most abundant intermediate in the anaerobic fermentation of carbohydrates, lipids and proteins is acetic acid and about 70% of the final release of methane is converted from it.

CH3COO-+H2O--------→CH4+HCO3 -+에너지 CH 3 COO - + H 2 O -------- → CH 4 + HCO 3 - + energy

상기의 중탄산은 다시 이산화탄소로 전환되는데 그 율은 pH에 따라서 다르다.The bicarbonate is converted to carbon dioxide again, the rate depends on the pH.

상기식은 메탄생성의 첫 번째 경로이며, 두 번째 경로는 이산화탄소 혹은 중탄산과 수소에 의한 메탄형성이다. 둘째 경로는 혐기성반응 전체를 좌우할 만큼 중요하다. 왜냐하면 이 반응은 시스템내의 수소를 제거하고 그 분압을 낮게 유지하므로써 아세트산 생성을 가능케하는 역할을 한다.The above equation is the first pathway of methane production and the second pathway is methane formation by carbon dioxide or bicarbonate and hydrogen. The second pathway is important enough to influence the entire anaerobic reaction. Because this reaction removes hydrogen in the system and keeps its partial pressure low, it is possible to produce acetic acid.

메탄생성균은 증식속도가 낮으므로 온도, pH 등의 최적의 환경조건의 유지가 중요하며, 수소 분압은 시스템내의 전반적인 발효 반응속도에 대하여 중요한 영향을 주지만 그 허용농도가 매우 낮으므로 감시하기가 어렵다. 대신에 수소분압이 너무 높아질 경우, 시스템내에서는 프로피온산등 비아세트산이 되므로써 pH가 저하되는 현상을 볼 수 있다.Since methane producing bacteria have a low growth rate, it is important to maintain optimal environmental conditions such as temperature and pH, and hydrogen partial pressure has a significant effect on the overall fermentation reaction rate in the system, but its concentration is very low and thus difficult to monitor. Instead, if the hydrogen partial pressure becomes too high, pH can be seen in the system as non-acetic acid such as propionic acid.

2.2구성 장치의 작용2.2 Actions of constituent devices

각 구성 장치의 작용은 다음과 같다.The operation of each component device is as follows.

1)투입구; 투입구는 싱크볼 하단에 설치되며 음식폐기물과 배수물이 함께 투입이되며 배수물과 음식폐기물에 함께 존재하던 표면수 일부가 하부에 설치된 스크린(걸름망)에 의해 분리 하수구로 인출되도록 하며 음식폐기물 파쇄시 발생되는 수분도 분리 인출이 되도록 한다.1) inlet; The inlet is installed at the bottom of the sink bowl, and food waste and drainage are put together, and some of the surface water existing in the drainage and food waste is drawn out to the sewer by a screen (grating net) installed at the bottom. Also make sure that the water is separated out.

2)파쇄기(구동모타포함); 투입구로부터 분리 수거된 음식폐기물을 다음 공정에서 보다 수월하게 역할을 할 수 있도록 작은 입자로(3mm미만) 파쇄를 한다. 이 과정에서 폐기물 표면에 부착된 표면수는 일부 분리 배수관을 통해 하수거로 분리된다.(실험결과에 의하면 35-45%의 수분이 탈수 되었음)2) shredders (including drive motors); The food waste collected from the inlet is crushed into small particles (less than 3 mm) to make it easier for the next process. In this process, the surface water attached to the surface of the waste is separated by sewage through some sort of drainage pipe (35-45% of water is dehydrated).

3)산생성실(가수분해실); 파쇄기를 통과한 폐기물은 산 생성시로 투입이 된다. 이곳의 온도는 35℃정도로서 유지되며 전기 히타에 의해 자동으로 유지되도록 되어 있다. 이곳에서는 폐기물이 가수분해와 함께 산이 생성되는 관계로 심한 악취가 발생 되는 곳이기도 하다. 이곳에서 폐기물은 12-24 시간 정도 체류하며 폐기물이 프로피온산, 부티르산등 유기산과 다량의 수분으로 전환된다. 이곳의 구조는 스크류 콘베야식으로 되어 있으며 다음 단계로 넘어가는 부분은 콘(cone)으로 되어 있어 발생된 수분의 일부가 탈수되도록 되어 있다.(실험결과에 의하면 15-18%의 수분이 탈수되었음) 상부는 악취 및 발생된 가스를 취외 시키기 위해 가스인출관이 부착된다. 또한 콘(cone)이 구성되는 하단부에는 탈수된 잉여수를 인출하기 위한 잉여수 인출관이 부착된다.3) acid production chamber (hydrolysis chamber); Waste that passes through the crusher is introduced into the acid production. The temperature here is maintained at around 35 ° C and is automatically maintained by an electric heater. It is also the place where severe odors occur because waste is hydrolyzed and acid is generated. Here, the waste stays for 12-24 hours and the waste is converted into organic acids and large amounts of water, such as propionic acid and butyric acid. The structure here is screw convex and the part going to the next stage is cone, so that part of the generated water is dehydrated (15-18% of water is dehydrated). The upper part is attached with a gas outlet pipe to take out the odor and gas generated. In addition, the bottom portion of the cone (cone) is attached to the excess water withdrawal pipe for drawing the dehydrated surplus water.

4)메탄형성실(아세트산형성포함); 산 생성실을 통과한 폐기물은 메탄 형성실로 이송이 된다. 이곳의 온도는 고온 소화에 적정온도인 55℃를 유지하도록 전기히타에 의해 조정된다. 이곳은 산 생성실에서 생성된 프로피온산, 부티르산 등 유기산을 수분에 의해 아세트산으로 대사된다. 이렇게 대사된 아세트산은 메탄생성균에 의해 메탄화가 된다. 이곳에서 폐기물은 5-7일 정도 소화가 되며 이로 인해 음식폐기물은 가스화가 되어 소멸이 된다. 이곳의 구조는 산 생성실과 마찬가지로 스크류 콘베야식으로 되어 있으며 다음 단계로 넘어가는 부분은 콘(cone)으로 되어 있어 발생된 수분의 일부가 탈수되도록 되어 있다.(실험결과에 의하면 3-6%의 수분이 탈수 되었음) 상부는 악취 및 발생된 가스를 취외 시키기 위해 가스인출관이 부착된다. 또한 콘(cone)이 구성되는 하단부에는 탈수된 잉여수를 인출하기 위한 잉여수 인출관이 부착된다.4) methane forming chambers (including acetic acid formation); Waste that passes through the acid production chamber is transferred to the methane formation chamber. The temperature here is controlled by an electric heater to maintain a temperature of 55 ° C, which is suitable for high temperature fire extinguishing. Here, organic acids such as propionic acid and butyric acid produced in the acid generating chamber are metabolized into acetic acid by moisture. This metabolized acetic acid is methanated by methanogenic bacteria. Here, the waste is extinguished for 5-7 days, which causes the food waste to be gasified and extinguished. The structure is screw convex, just like the acid generating chamber, and the part that goes to the next stage is cone, so that part of the generated water is dehydrated (3-6% of water is the result of experiment). The upper part is attached with a gas outlet pipe to remove odor and generated gas. In addition, the bottom portion of the cone (cone) is attached to the excess water withdrawal pipe for drawing the dehydrated surplus water.

5)건조 및 숙성실; 메탄 형성실을 통과한 폐기물은 70-90%정도가 소멸되지만 리그린 등 비교적 분해가 쉽지 않은 야채 줄거리의 일부 및 무기물등이 수분과 함께 남게 된다. 이렇게 소화가 않된 무기물 및 유기물은 건조 및 숙성실로 이송된다. 건조 및 숙성실은 산 생성실 및 메탄형성실 내부쪽에 위치하고 있으며 스크류콘베아로 되어 있어 이송이 되는 과정에서 건조 및 숙성이 된다.5) drying and ripening room; Wastes that pass through the methane chamber are lost about 70-90%, but some of the less easily decomposed vegetable plots such as ligrin and minerals remain with water. The undigested minerals and organics are transferred to the drying and aging chamber. The drying and aging chamber is located inside the acid generating chamber and the methane forming chamber, and consists of a screw conveyor to be dried and aged during the transfer process.

6)가스인출관; 산 생성실 및 메탄 형성실로부터 발생된 각종 가스를 인출하기 위한 관으로 각각의 실 상부에 설치되어 있으며 이곳에서 인출된 가스는 트랩 하단부로 유도되도록 되어 있다.6) gas drawing pipe; It is a pipe for drawing out various gases generated from the acid generating chamber and the methane forming chamber, and is installed at the upper part of each chamber, and the extracted gas is led to the lower end of the trap.

7)잉여수인출관; 산 생성실 및 메탄 형성실의 콘(cone)으로부터 탈수된 잉여수를 인출하기 위한 관으로 각각의 실 하부에 설치되어 있으며 이곳에서 인출된 잉여수는 트랩 하단부로 유도되도록 되어 있다.7) surplus water withdrawal pipe; It is installed in the lower part of each chamber to withdraw the dewatered excess water from the cone of the acid generating chamber and the methane formation chamber, and the surplus water extracted therefrom is led to the lower end of the trap.

8)배수관; 투입구, 파쇄기 및 잉여수 인출관으로부터 인출된 배수와 가스인출관으로 인출된 가스를 인출하기 위한 관이다.8) drain pipe; It is a pipe for withdrawing the drained water drawn from the inlet, the crusher and the excess water withdrawal pipe and the gas withdrawn into the gas withdrawal pipe.

9)트랩; 하수구로부터의 악취와 가스 및 잉여수로부터의 악취의 역류를 방지해 주는 것으로 P형 또는 S형의 트랩이 사용되며 파쇄기 하단에 위치한다.9) traps; P-type or S-type traps are used at the bottom of the crusher to prevent backflow of odor from the sewer and odor from gas and excess water.

10)구동모타(타이머포함); 산 생성실, 메탄형성실 및 건조 및 숙성실의 폐기물을 이송 및 혼합을 위한 스크류콘베야를 구동 하기 위한 모타로서 타이머에 의해 적절히 속도를 제어토록 되어 있다.10) driven motors (including timers); As a motor for driving the screw conveyor for transporting and mixing the wastes of the acid generating chamber, the methane forming chamber and the drying and aging chamber, the speed is properly controlled by a timer.

11)전기히타(온도조절기포함); 산 생성실 및 메탄형성실의 반응조건을 촉진키 위해 적절한 온도 유지를 위한 히타로서 자동온도 조절기에 의해 온도가 조절된다.11) electric heaters (including thermostats); The temperature is controlled by a thermostat as a heater for proper temperature maintenance to promote the reaction conditions of the acid generating chamber and the methane forming chamber.

12)잉여물 인출구; 최종적으로 건조 및 숙성된 폐기물이 인출되는 곳으로 숙성실 하단부에 설치되어 있다.12) surplus outlet; Finally, the dried and aged waste is withdrawn and installed at the bottom of the aging chamber.

실시예Example

본인 집에서 발생된 음식찌꺼기를 이용실험을 한 결과는 다음과 같다.The results of the experiment using food waste generated in my house are as follows.

평상시에 배출되는 상태로 300g를 수거를 하여 녹즙기에 의해 파쇄를 하면서 수분을 분리한 후 실험을 위해 제작한 장치(실험장치는 내경80mm의 아크릴통을 이용하여 내부는 피치 30mm의 스크류 콘베야를 제작 삽입을 하고 외부는 전기히타에 의해 온도를 조절케 한후 보온을 하였다. 산 생성실과 메탄형성실 상부는 가스를 인출하기 위한 가스방출구를 설치하고 하부로는 생성된 수분을 인출하기 위한 인출구를 설치 하였으며 구동은 25W의 소형 기야드모타와 감속벨트를 형성 속도를 조절하도록 하였다)에 의해 실험 결과에 의하면 다음과 같다,300g collected in the state discharged in the usual state, and crushed by the juicer to separate the water and the device manufactured for the experiment (experimental device is made of 80mm internal diameter acrylic tubing with screw conveyors with pitch 30mm inside) After the temperature was controlled by electric heater, the outside was insulated, and the upper part of the acid generating chamber and the methane forming chamber were equipped with a gas outlet for drawing gas, and a lower outlet for drawing out the moisture generated at the bottom. According to the experimental results, the driving was performed by controlling the formation speed of the small girder motor and the reduction belt of 25W).

표에서와 같이 녹즙기에 의해 파쇄시 90-120g의 수분이 발생되어 전체 투입량의 30-40%정도의 수분이 제거되고 있음을 알 수 있다. 다음으로 가수분해가 시작되는 1일정도 후부터는 쉰냄새와 함께 가스가 발생되었으며 아울러 다량의 물이 생성되기 시작했다. 이곳은 전기 히타에 의해 35℃를 유지토록 하였으며 이송속도는 10분의 1rpm 정도로 1일1시간정도 회전이 되도록 하였다. 다음 단계인 메탄발효실로 이송직전에 만들어 놓은 콘형태에 의해 탈수가 이루어 졌으며 45-55g정도의 물이 탈수 되었다. 이는 전체 투입량의 15-18%정도가 탈수된 것을 알수 있다. 다음으로 메탄형성실로 이송된 음식폐기물은 계속해서 수분이 형성되며 발효가 시작되기 시작했다. 비교적 계란썩는 냄새 비슷한 악취가 발생되면서 가스가 발생되고 있었다. 이곳은 전기 히타에 의해 55℃를 유지토록 하였으며, 이송속도는 10분의1rpm 정도로 1일1시간정도 회전이 되도록 하였다. 다음 단계인 숙성 및 건조실 이송 직전에 만들어놓은 콘형태에 의해 탈수가 이루어 졌으며 10-20g정도의 물이 탈수 되었다. 이는 전체 투입량의 3-6%정도가 탈수된 것을 알수 있다. 다음에 건조 및 숙성실을 통해 배출된 잉여물은 평균 45g정도로서 당초 투입량의 15%정도만 남게 되어 전체의 85% 정도를 감량화하는 것이 가능한 것으로 나타났다. As shown in the table, when crushed by green juice, water of 90-120g is generated, which indicates that about 30-40% of the total amount of water is removed. Next, about a day after the hydrolysis began, gas was generated with a bad smell and a large amount of water began to be produced. It was maintained at 35 ℃ by electric heater and the feed speed was rotated about 1 hour per day at about 1 / 10th of rpm. The next step, the methane fermentation chamber, was dehydrated by the cone form just before the transfer, and about 45-55 g of water was dehydrated. It can be seen that about 15-18% of the total input is dehydrated. Next, the food waste transferred to the methane formation chamber continued to form water and fermentation began. Gas was generated by the generation of a bad smell like a relatively rotting egg. It was maintained at 55 ℃ by electric heater, and the feed speed was rotated about 1 hour per day at about 1 / 10th of rpm. Dehydration was achieved by the cone shape just before the maturation and drying chamber transfer, and about 10-20g of water was dehydrated. It can be seen that about 3-6% of the total input is dehydrated. Next, the amount of surplus discharged through the drying and aging chambers averaged about 45g, leaving only 15% of the original input.

본 발명으로 그동안 음식폐기물 처리를 위해 각 가정의 주부들은 별도로 분리수거를 한후 중앙처리장치까지 운반 처리하거나, 미화원들에 의해 별도로 수거 운반하여 처리하였으나 이러한 처리 과정에서 분리수거가 제대로 않되거나 쥐 및 고양이에 의해 수거봉지가 찢기는 등하여 위생상 미관상 불미스러운 일이 많았으나 본 발명품으로 인해 발생된 음식폐기물을 발생 장소인 주방 싱크에서 바로 처리 할수 있음으로 신속한 처리가 가능하며 음식폐기물 처리에 위생상 미관상 크게 개선 할 것으로 기대 할 수 있다.In the present invention, the housewives of each household for food waste treatment are separated and then transported to a central processing unit, or collected and transported separately by US sources. There are many unpleasant things in terms of hygiene, such as tearing of the collected bags, but the food waste generated by the present invention can be processed directly in the kitchen sink, which is the place where it is generated. It can be expected to improve.

Claims (3)

음식폐기물을 주방싱크에 부착한 혐기성 처리기에 의해 처리하는 처리 장치Treatment device that treats food waste by anaerobic processor attached to kitchen sink 제1항에 있어서 음식폐기물을 스크류에 의해 이송하고, 탈수하는 장치The apparatus of claim 1, wherein the food waste is transferred and screwed by a screw. 제1항에 있어서 산 생성실 및 메탄 형성실로부터 발생한 가스 및 배수로 부터의 악취를 차단하기 위한 트랩장치The trap apparatus according to claim 1, for preventing odors from gas and wastewater generated from an acid generating chamber and a methane forming chamber.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030080397A (en) * 2002-04-08 2003-10-17 조송준 Apparatus of separating food dregs for sink
KR100408261B1 (en) * 2001-01-30 2003-12-06 디프러스 주식회사 Food stuff hydrolysis apparatus and method thereof
KR102418328B1 (en) * 2021-09-27 2022-07-08 박경섭 Food waste Treatment Device and Food waste Treatment System equipped with Bioenergy Manufacturing Function

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100408261B1 (en) * 2001-01-30 2003-12-06 디프러스 주식회사 Food stuff hydrolysis apparatus and method thereof
KR20030080397A (en) * 2002-04-08 2003-10-17 조송준 Apparatus of separating food dregs for sink
KR102418328B1 (en) * 2021-09-27 2022-07-08 박경섭 Food waste Treatment Device and Food waste Treatment System equipped with Bioenergy Manufacturing Function

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