KR100411688B1 - Method which enhances efficiency of anaerobic digestibility by using continuous pressure heat exchange - Google Patents
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Abstract
연속식 가압 열교환 시스템을 이용한 하수슬러지 및 전처리된 음식물에 대한 혐기성 소화효율 개선방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 기존의 혐기성 소화조 가온방식을 개선함으로써 중온 혐기성 소화(30∼40℃)로 운영되었던 방식을 고온 혐기성 소화(50∼60℃)로 전환시킴으로써 손실되는 열량을 최소화하고 혐기성 소화효율을 획기적으로 향상시킨 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method for improving anaerobic digestion efficiency for sewage sludge and pretreated foods using a continuous pressurized heat exchange system. In the present invention, a method for operating an anaerobic digester heating method by improving a conventional anaerobic digester heating method is used. The present invention relates to a system that minimizes the amount of heat lost by switching to high temperature anaerobic digestion (50-60 ° C.) and dramatically improves anaerobic digestion efficiency.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 혐기성 소화조(29) 전단에 연속식 가압 열교환 시스템(1)을 설치하여 혐기성 소화조(29)에 유입되는 하수슬러지 또는 전처리된 음식물의 온도를 중온으로 조절하여 투입할 수 있도록 하였다. 먼저 연속식 가압 열교환 시스템(1)은 일정한 경사각을 갖는 제1, 2차 열교환 시스템(2, 2'), 제1, 2차 스팀본관(3, 3'), 제1, 2차 스팀보일러(4, 4'), 제1, 2차 구동축(5, 5'), 제1, 2차 스크류 컨베이어(6, 6') 및 제1, 2차 구동모터(7, 7') 등으로 구성하였다. 또한 상기 제1차 열교환 시스템(2)의 상단 일측부에 하수슬러지또는 전처리된 음식물을 유입시키는 구조, 제1차 스크류 컨베이어(6) 외부에 제1 스팀자켓(11)이 설치되어 있는 구조, 또한 제1 스팀자켓(11) 상부에 복수개의 스팀 투입구(8, 8')가 설치되어 있는 구조 및 제1 스팀자켓(11) 하부 일측 끝단에 응축수 배출구(14)가 설치되어 있는 구조 등으로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object by installing a continuous pressurized heat exchange system (1) in front of the anaerobic digester (29) to adjust the temperature of the sewage sludge or pre-treated food flowing into the anaerobic digester (29) to medium temperature To make it possible. First, the continuous pressurized heat exchange system 1 includes the first and second heat exchange systems 2 and 2 'having a constant inclination angle, the first and second steam main pipes 3 and 3', and the first and second steam boilers. 4, 4 '), first and secondary drive shafts 5 and 5', first and second screw conveyors 6 and 6 ', and first and secondary drive motors 7 and 7'. . In addition, a structure in which sewage sludge or pretreated food is introduced into one side of the upper end of the first heat exchange system 2, and a structure in which a first steam jacket 11 is installed outside the first screw conveyor 6. And a structure in which a plurality of steam inlets 8 and 8 'are installed on the first steam jacket 11 and a structure in which a condensate outlet 14 is installed at one end of the lower portion of the first steam jacket 11. It features.
상기 제1차 열교환 시스템(2)의 제1차 스크류 컨베이어(6) 일측 끝단부에 제1 토출구(17)가 설치되어 있으며, 이 토출구(17)는 28°의 경사각을 이루는 제2차 열교환 시스템(2')의 제2차 스크류 컨베이어(6')와 연결 설치되며, 또한 상기 제2차 스크류 컨베이어(6') 외부에 제2 스팀자켓(11a)을 설치하고 제2 스팀자켓(11a) 표면에 복수개의 스팀 투입구(9, 9')가 설치되고, 하부 일측 끝단에 응축수 배출구(14a)가 설치되어 있는 구조로서 제2차 스크류컨베이어(6') 일측 끝단부에 제2 토출구(17')를 설치함과 동시에 제2 토출구(17') 후단부에 토출슬러지 저장조(18)를 설치한 구조를 특징으로 한다. 다시 설명하면 하수슬러지 또는 전처리된 음식물을 유입관을 통해 제1, 2차 열교환 시스템(2, 2')에 연속적으로 유입시키면 외부온도와 내부압력에 의해 슬러지를 고온(70∼140℃)으로 배출시키는 시스템에 관한 것으로 기존의 공정보다 에너지 절감 측면에서 공정을 획기적으로 개선시킨 유용한 발명으로서 하수슬러지의 부피감소를 위해 사용되는 혐기성 소화조와 일체로 사용되는 것을 특징으로 한다.A first discharge port 17 is provided at one end of the first screw conveyor 6 of the primary heat exchange system 2, and the discharge hole 17 is a secondary heat exchange system having an inclination angle of 28 °. It is connected to the second screw conveyor (6 ') of the (2'), and the second steam jacket (11a) is installed outside the second screw conveyor (6 ') and the surface of the second steam jacket (11a) A plurality of steam inlet (9, 9 ') is installed in the condensate outlet 14a is installed at one end of the lower end, the second discharge port 17' at one end of the second screw conveyor (6 '). And a discharge sludge storage tank 18 at the rear end of the second discharge port 17 '. In other words, when the sewage sludge or pretreated food is continuously introduced into the first and second heat exchange systems 2 and 2 'through an inlet pipe, the sludge is discharged at a high temperature (70 to 140 ° C.) by an external temperature and an internal pressure. It is a useful invention that significantly improved the process in terms of energy saving compared to the existing process as a system to be used, characterized in that it is used integrally with the anaerobic digester used for the volume reduction of sewage sludge.
Description
본 발명은 하수슬러지를 제1, 2차 열교환 시스템의 내부압력과 고온을 유지하면서 연속적으로 온도를 제어하는 시스템으로서, 더욱 상세하게는 투입구를 통해 하수슬러지를 일정한 압력으로 투입시키고, 투입된 하수슬러지는 내부압력과 컨베이어 내부에 설치된 스크류의 압축 및 스팀자켓에서 제공되는 온도에 의하여 팽창 토출되어 온도를 제어하는 방식으로 일반적으로 사용되는 열교환시설과 비교하면 30∼40％ 정도의 에너지 절감이 가능한 시스템에 관한 것이다.The present invention is a system for continuously controlling the temperature while maintaining the internal pressure and high temperature of the first and second heat exchange system, more specifically, the sewage sludge is introduced at a constant pressure through the inlet, It is a system that can save 30 ~ 40% of energy compared with heat exchange facilities that are generally used by expanding and discharging by internal pressure and compression of screw installed in conveyor and temperature provided by steam jacket. will be.
일반적으로, 하수처리장에서 발생되는 생슬러지(1차슬러지) 및 잉여활성슬러지(2차슬러지) 등의 슬러지와 전처리된 음식물을 처리하기 위해서는 일반적으로 혐기성 소화나 호기성 소화와 같은 생물학적 안정화 공정 및 기계적인 탈수공정을 통하여 매립, 소각 등과 같은 최종처분을 수행한다. 이때 슬러지의 안정화를 위해서 운전경비와 투자비 등을 고려해 볼 때 혐기성 소화공법이 가장 보편적으로 사용되고 있다. 혐기성 소화공법은 혐기성 미생물에 의해 유기물이 분해되어 최종산물로 메탄이 발생됨으로써 유기성 폐기물이 안정화되는 대표적인 생물학적 처리방법의 하나이다. 혐기성 소화공법의 장점은 소화후에 슬러지 발생량 감소로 인한 처리비용의 절감, 토양개량재로서의 이용성, 병원성 세균을 사멸시킬 수 있는 장점이 있으며, 특히 에너지소비 측면에서 호기성 처리공법에 비하여 운영비를 절감시킬 수 있는 효율적인 슬러지 처리 공정이다. 하지만 국내에 설치되어 있는 하수처리장은 현재에도 설계 및 운전에 있어서 낙후된 방법을 그대로 답습하고 있을 뿐만 아니라 처리공정에서 문제점이 있음에도 불구하고 경험부족 및 무관심으로 인해 방치되어온 상황에서 하수슬러지의 혐기성소화 공정은 불신이 가중되어 온 것이 사실이다. 따라서 많은 문제점이 있는 현재의 상황에서 슬러지 부피 감량화를 위한 혐기성 소화조 효율 향상 및 에너지 절감을 위해서는 먼저 기존의 열교환 시스템이 개선되어야 한다.Generally, in order to treat sludge such as fresh sludge (primary sludge) and surplus activated sludge (secondary sludge) generated in sewage treatment plant and pretreated foods, biological stabilization processes such as anaerobic digestion or aerobic digestion and mechanical The final disposal, such as landfill and incineration, is performed through the dehydration process. At this time, the anaerobic digestion method is most commonly used in consideration of operating expenses and investment costs for stabilization of sludge. Anaerobic digestion is one of the representative biological treatment methods in which organic waste is stabilized by decomposing organic matter by anaerobic microorganisms and generating methane as a final product. The advantage of anaerobic digestion is that it can reduce the treatment cost due to the reduction of sludge after digestion, usability as soil amendment, and kill pathogenic bacteria. Especially, in terms of energy consumption, operating cost can be reduced compared to aerobic treatment. That is an efficient sludge treatment process. However, the sewage treatment plant installed in Korea is still following the obsolete method of design and operation as well as the anaerobic digestion process of sewage sludge in the situation that has been neglected due to lack of experience and indifference despite the problem in the treatment process. It is true that distrust has been aggravated. Therefore, in the present situation where there are many problems, the existing heat exchange system must first be improved in order to improve the efficiency of anaerobic digester and reduce energy for sludge volume reduction.
종래에는 하수슬러지, 전처리한 음식물쓰레기 등의 혐기성 처리에 적절한 온도 유지를 위하여 소화조에 직접 스팀주입 및 기타의 방법으로 온도를 조절하는 열교환 방식이 이용되고 있는데, 이들은 많은 에너지를 소모하여 과다한 경비 지출이 초래하게 되므로 현재의 경제 소비에 볼 때 에너지 소비에 투입되는 비용이 폭등하여 산업에 막대한 손실을 주고 있는 실정이다.Conventionally, in order to maintain an appropriate temperature for anaerobic treatment such as sewage sludge and pretreated food waste, a heat exchange method using steam injection and other methods directly to the digester is used. As a result, the cost of energy consumption is soaring in terms of current economic consumption, which causes a huge loss to the industry.
따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 하수슬러지를 열교환 시스템을 통해 일정한 압력(4 kg/㎠)으로 투입하여 스크류 컨베이어를 구동모터에 의해 가동시키면 컨베이어 내부에 설치된 압력 형성 시스템에 의해 압축이 된다. 또한 스팀자켓 내부에서 발생되는 고온에 의해 하수슬러지가 팽창 및 토출되어 제2차 열교환 시스템으로 이송되고 제2차 열교환 시스템에서도 제1차 열교환 시스템과 같은 방법으로 팽창·토출시켜 온도를 제어하는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하며, 혐기성 소화조와 연계함으로써 소화조를 더욱 효율적으로 운영하며, 또한 부산물로 발생되는 메탄을 보일러에 재이용함으로써 공정을 더욱 효율적으로 운영할 수 있도록 하고자 연속식 가압 열교환 시스템을 이용한 혐기성 소화 효율 개선을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.Therefore, in order to solve the above problems, the present invention is to put the sewage sludge at a constant pressure (4 kg / ㎠) through a heat exchange system to operate the screw conveyor by a drive motor, the compression by the pressure forming system installed inside the conveyor do. In addition, the sewage sludge is expanded and discharged by the high temperature generated inside the steam jacket and transported to the secondary heat exchange system. The secondary heat exchange system also expands and discharges in the same manner as the primary heat exchange system to control the temperature. Anaerobic digestion using a continuous pressurized heat exchange system to provide a more efficient operation of the digester by linking it with an anaerobic digester, and to operate the process more efficiently by reusing methane generated as a by-product in the boiler. The aim is to provide efficiency improvements.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 연속식 가압 열교환 시스템(1)은 외부가 16°와 28°의 경사각을 갖는 제1, 2차 열교환 시스템(2, 2'), 제1, 2차 스팀본관(3, 3'), 제1, 2차 스팀보일러(4, 4'), 제1, 2차 구동축(5, 5'), 제1, 2차 스크류 컨베이어(6, 6') 및 제1, 2차 구동모터(7, 7') 등으로 구성하였다. 또한 상기 제1차 열교환 시스템(2)의 상단 일측부에 하수슬러지를 유입시키는 구조, 제1차 스크류 컨베이어(6) 외부에 제1 스팀자켓(11)이 설치되어 있는 구조, 또한 제1 스팀자켓 상부에 복수개의 스팀 투입구(8, 8')가 설치되어 있는 구조 및 제1 스팀자켓(11) 하부 일측 끝단에 응축수 배출구(14)가 설치되어 있는 구조 등으로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a continuous pressurized heat exchange system (1) having a first and a second heat exchange system (2, 2 '), a first and a secondary steam having an inclination angle of 16 ° and 28 ° outside. Main tubes 3, 3 ', first and secondary steam boilers 4 and 4', first and secondary drive shafts 5 and 5 ', first and secondary screw conveyors 6 and 6' and first It consisted of primary and secondary drive motors 7 and 7 '. In addition, a structure in which sewage sludge is introduced into an upper side of the first heat exchange system 2, a structure in which a first steam jacket 11 is installed outside the first screw conveyor 6, and a first steam jacket And a structure in which a plurality of steam inlets 8 and 8 'are installed at an upper portion thereof, and a structure in which a condensate outlet 14 is installed at one end of the lower portion of the first steam jacket 11.
상기 제1차 열교환 시스템(2)의 제1차 스크류 컨베이어(6) 일측 끝단부에 제1 토출구(17)가 설치되어 있으며, 이 제1 토출구(17)는 28°의 경사각을 이루는제2차 열교환 시스템(2')의 제2차 스크류 컨베이어(6')와 연결 설치되며, 또한 상기 제2차 스크류 컨베이어(6') 외부에 제2스팀자켓(11a)을 설치하고 제2차 스크류 컨베이어(6') 일측 끝단부에 제2 토출구(17')를 설치함과 동시에 제2 토출구(17') 후단부에 토출슬러지 저장조(18)를 설치한 구조를 특징으로 한다.A first discharge port 17 is provided at one end of the first screw conveyor 6 of the primary heat exchange system 2, and the first discharge port 17 is a second secondary having an inclination angle of 28 °. It is installed in connection with the secondary screw conveyor 6 'of the heat exchange system 2', and the second steam jacket 11a is installed outside the secondary screw conveyor 6 'and the secondary screw conveyor ( 6 ') the second discharge port 17' is provided at one end and the discharge sludge storage tank 18 is provided at the rear end of the second discharge port 17 '.
일반적으로 혐기성 소화조를 가동하기 위하여 유입슬러지를 열교환 방식이나 스팀인젝션에 의한 혐기성 소화조 직접 가온방식을 채택하고 있다. 하지만 본 발명에 의한 시스템이 장착된 처리공정에서는 기존의 방식보다 사용되는 에너지 소비율을 상당부분 절감할 수 있다. 즉, 최소의 에너지 투입으로 최대의 효과를 내면서 혐기성 소화조 메탄발생의 증가로 오히려 에너지를 얻는 유용한 시스템을 제공함에 의해 달성된다.In general, in order to operate the anaerobic digester, the inflow sludge is directly heated by an anaerobic digester by heat exchange or steam injection. However, the treatment process equipped with the system according to the present invention can significantly reduce the energy consumption rate used compared to the conventional method. In other words, it is achieved by providing a useful system that obtains energy with an increase in anaerobic digester methane generation while maximizing effect with minimal energy input.
도 1 은 본 발명을 포함하는 연속식 가압 열교환 시스템을 이용한 혐기성소화 효율 개선 방법에 관한 것이다.1 relates to a method for improving anaerobic digestion efficiency using a continuous pressure heat exchange system including the present invention.
도 2 는 도 1 의 A-A'선 단면예시도2 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
(1) : 연속식 가압 열교환 시스템 (2, 2') : 제1, 2차 열교환 시스템(1): continuous pressurized heat exchange system (2, 2 '): first and second heat exchange system
(3, 3') : 제1, 2차 스팀본관 (4, 4') : 제1, 2차 스팀보일러(3, 3 '): 1st, 2nd steam main (4, 4'): 1st, 2nd steam boiler
(5, 5') : 제1, 2차 구동축 (6, 6') : 제1, 2차 스크류 컨베이어(5, 5 '): 1st, 2nd drive shaft (6, 6'): 1st, 2nd screw conveyor
(7, 7') : 제1, 2차 구동모터 (8, 8') : 제1 스팀 투입구(7, 7 '): 1st, 2nd drive motor (8, 8'): 1st steam inlet
(9, 9') : 제2 스팀 투입구 (10) : 슬러지투입구(9, 9 '): 2nd steam inlet (10): sludge inlet
(11, 11a) : 제1, 2 스팀자켓 (12, 12a) : 오른나사(11, 11a): 1st, 2nd steam jacket (12, 12a): Right hand thread
(13, 13a) : 왼나사 (14, 14a) : 스팀응축수 배출구(13, 13a): Left hand thread (14, 14a): Steam condensate outlet
(15, 15a, 16, 16a) : 홈 (17, 17') : 제1, 2 토출구(15, 15a, 16, 16a): grooves 17, 17 ': first and second discharge ports
(18) : 토출슬러지 저장조 (19) : 격막(18): discharge sludge storage tank (19): diaphragm
(20) : (＋) 격막 (21) : (－) 격막(20): (+) diaphragm 21: (-) diaphragm
(22, 22') : 스팀지관 (23, 23') : 제1, 2차 압력지시계(22, 22 '): Steam pipe (23, 23'): 1st and 2nd pressure indicator
(24) : 온도제어계 (25) : 압력조절밸브(24) Temperature controller 25 Pressure regulating valve
(26, 26') : 제1, 2차 스팀온도 지시계 (27) : 제1차 토출온도지시계(26, 26 '): 1st and 2nd steam temperature indicator (27): 1st discharge temperature indicator
(28) : 고온용 펌프 (29) : 혐기성 소화조(28): high temperature pump (29): anaerobic digester
이하 ,첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 가압 열교환 시스템을 이용한 혐기성 소화 효율 개선 방법을 포함한 개략적인 전체구조도이고, 도 2 는 도 1 의 A-A' 단면예시도이다.1 is a schematic overall structural diagram including a method for improving anaerobic digestion efficiency using a pressurized heat exchange system, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 연속식 가압 열교환 시스템(1)은 외부가 16°와 28°의 경사각을 갖는 제1, 2차 열교환 시스템(2, 2'), 제1, 2차 스팀본관(3, 3'), 제1, 2차 스팀보일러(4, 4'), 제1, 2차 구동축(5, 5'), 제1, 2차 스크류 컨베이어(6, 6') 및 제1, 2차 구동모터(7, 7') 등으로 구성하였다.As shown in FIG. 1, the continuous pressurized heat exchange system 1 includes the first and second heat exchange systems 2 and 2 ′ having first and second heat exchange systems having an inclination angle of 16 ° and 28 ° outside. Main tubes 3, 3 ', first and secondary steam boilers 4 and 4', first and secondary drive shafts 5 and 5 ', first and secondary screw conveyors 6 and 6' and first It consisted of primary and secondary drive motors 7 and 7 '.
또한, 상기 제1차 열교환 시스템(2)의 상단 일측부에 하수슬러지 또는 전처리된 음식물을 유입시키는 슬러지 투입구(10)가 형성된 구조, 제1차 스크류 컨베이어(6) 외부에 제1 스팀자켓(11)이 설치되어 있는 구조, 또한 제1 스팀자켓(11) 상부에 복수개의 제 1 스팀 투입구(8, 8')가 설치되어 있는 구조 및 제1 스팀자켓(11) 하부 일측 끝단에 응축수 배출구(14)가 설치되어 있는 구조 등으로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, a structure in which a sludge inlet 10 for introducing sewage sludge or pretreated food is formed at one upper end of the first heat exchange system 2, and a first steam jacket 11 outside the first screw conveyor 6. ) And a structure in which a plurality of first steam inlets 8 and 8 ′ are installed above the first steam jacket 11 and a condensate outlet 14 at one end of the lower portion of the first steam jacket 11. ) Is characterized by consisting of a structure and the like is installed.
상기, 제1차 열교환 시스템(2)의 제1차 스크류 컨베이어(6) 일측 끝단부에 제1 토출구(17)가 설치되어 있으며, 이 제1 토출구(17)는 28°의 경사각을 이루는 제2차 열교환 시스템(2')의 제2차 스크류 컨베이어(6')와 연결 설치되며, 또한 상기 제2차 스크류 컨베이어(6') 외부에 제2 스팀자켓(11a)을 설치하고 제2차 스크류 컨베이어(6') 일측 끝단부에 제2 토출구(17')를 설치함과 동시에 제2 토출구(17') 후단부에 토출슬러지 저장조(18)를 설치한 구조를 특징으로 한다.The first discharge port 17 is provided at one end of the first screw conveyor 6 of the primary heat exchange system 2, and the first discharge port 17 has a second inclination angle of 28 °. It is installed in connection with the secondary screw conveyor 6 'of the primary heat exchange system 2', and the second steam jacket 11a is installed outside the secondary screw conveyor 6 'and the secondary screw conveyor is installed. (6 ') A structure in which a second discharge port 17' is provided at one end and a discharge sludge storage tank 18 is provided at a rear end of the second discharge port 17 '.
상기, 제1, 2차 열교환 시스템(2, 2') 일측 상단 하부에는 각각 제1, 2차 구동모터(7, 7')가, 내부에는 제1, 2차 구동축(5, 5') 및 제1, 2차 스크류 컨베이어(6, 6')를 설치하여 하수슬러지 또는 전처리된 음식물이 이송될 수 있도록 하였다. 제1, 2차 열교환 시스템(2, 2') 외부에는 제1, 2 스팀자켓(11, 11a)을 설치하여 제1, 2차 스팀본관(3, 3')에서 일정한 압력이 유지될 수 있도록 스팀지관(22, 22')으로 분배되며, 제1, 2 스팀자켓(11, 11a)으로 유입·유출되는 과정에서 제1, 2차 열교환 시스템(2,2') 내부로 온도가 전달될 수 있도록 하였다. 또한 스크류 컨베이어(6, 6＇)는 유입구에서 b 위치까지 스크류를 오른 나사(12, 12a)방향으로 설치, b 위치에서 토출구까지는 왼나사(13, 13a)방향으로 회전하도록 스크류를 구성하여 b 위치에서 진행방향에 대한 일정한 압력이 형성될수 있도록 하였고, 왼나사(13, 13a) 방향의 스크류에는 상하로 홈(15, 15a, 16, 16a)을 설치하여 시스템 내부에 일정한 압력이 형성되어도 진행방향으로 슬러지 또는 전처리된 음식물이 토출될 수 있도록 하였다.The first and second heat exchange systems 2 and 2 'have upper and lower first and second drive motors 7 and 7', respectively, and the first and secondary drive shafts 5 and 5 'and the lower end of one side. First and second screw conveyors 6 and 6 'were installed to allow sewage sludge or pretreated food to be transferred. First and second steam jackets 11 and 11a are installed outside the first and second heat exchange systems 2 and 2 'to maintain a constant pressure in the first and second steam main pipes 3 and 3'. It is distributed to the steam pipes 22 and 22 ', and the temperature can be transferred into the first and second heat exchange systems 2 and 2' during the inflow and outflow into the first and second steam jackets 11 and 11a. It was made. In addition, the screw conveyor 6, 6, is installed in the direction of the right screw 12, 12a from the inlet to the b position, and the screw is configured to rotate in the direction of the left screw 13, 13a from the b position to the discharge port at the b position. Constant pressure in the traveling direction can be formed, and grooves 15, 15a, 16, and 16a are installed in the screw in the left-hand thread (13, 13a) direction up and down so that even if a constant pressure is formed inside the system, sludge or The pretreated food can be discharged.
또한, 스팀보일러(4, 4')에서 외부 스팀자켓(11, 11a)으로 유입되는 스팀에 압력을 가해주면 온도는 더욱 상승한다. 따라서, 스팀자켓(11, 11a)에서 열교환 시스템(2,2')으로 전달되는 스팀의 온도는 스팀보일러(4, 4')에서 직접 저압으로 유입되는 스팀의 경우 보다 더욱 높아진다. 또한 스팀자켓(11, 11a) 내부에는 도 2 에 도시된 바와 같이 격막(19, 20, 21)을 설치함으로써 스팀유입에 저항 및 난류를 형성시켜 효율적으로 내부의 온도와 압력을 형성할 수 있도록 하였다. 이때 전달되는 온도에 의해 열교환 시스템(2, 2') 내부의 온도는 상승하게 되며, 가해진 압력에 의해 온도는 더욱 높아진다. 이 경우 제1차 스팀본관(3)에서의 압력지시계(23)에 나타난 압력이 3∼4 kg/㎠의 범위에서 유지될 때 제1차 열교환 시스템(2)에서 스팀자켓(11)의 스팀온도지시계(26)에 나타난 온도는 120∼130℃ 정도로 제1차 토출온도지시계(27) 나타난 온도는 60∼70℃ 정도에서 유지되고, 제2차 스팀본관(3')에서의 압력지시계(23')에 나타난 압력이 3 kg/㎠에서 유지될 때 제2차 열교환시스템(2')에서 제2 스팀자켓(11a)의 스팀온도지시계(26')에 나타난 온도는 140∼145℃정도에서 유지된다. 이때 제2 토출구(17')로 토출되는 슬러지의 온도제어계(24)에 나타난 온도는 대기압으로 방출되면서 90∼99℃정도의 온도에서 유지된다. 이러한 온도를 유지하기 위하여 온도제어계(24)와 스팀본관(3, 3')과 연결된 압력조절밸브(25)를 연동시켜 요구되는 온도범위를 벗어나면 온도조절을 위해 공급되는 압력을 일정한 범위 내에서 자동으로 제어해 줌에 따라 토출되는 온도가 요구되는 수준으로 유지되는 것을 특징으로 하며, 고온용 펌프(28)를 사용하여 토출슬러지 저장조의 수위(30)에 따라 자동으로 혐기성 소화조(29)로 유입시켜 고온 혐기성 소화를 유도함으로써 하수슬러지또는 전처리된 음식물을 효율적으로 처리할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the temperature is further increased by applying pressure to steam flowing from the steam boilers 4 and 4 'to the external steam jackets 11 and 11a. Thus, the temperature of the steam delivered from the steam jackets 11, 11a to the heat exchange system 2, 2 'is higher than that of steam flowing directly at low pressure from the steam boilers 4, 4'. In addition, by installing the diaphragm (19, 20, 21) in the steam jacket (11, 11a) as shown in Figure 2 to form a resistance and turbulence in the steam inlet to efficiently form the internal temperature and pressure . At this time, the temperature inside the heat exchange system (2, 2 ') is increased by the transmitted temperature, the temperature is further increased by the pressure applied. In this case, the steam temperature of the steam jacket 11 in the primary heat exchange system 2 when the pressure indicated by the pressure indicator 23 in the primary steam main body 3 is maintained in the range of 3 to 4 kg / cm 2. The temperature indicated by the indicator 26 is maintained at about 120 to 130 ° C., and the temperature shown by the first discharge temperature indicator 27 is maintained at about 60 to 70 ° C., and the pressure indicator 23 'at the secondary steam main 3' is maintained. In the secondary heat exchange system 2 ', the temperature shown in the steam temperature indicator 26' of the second steam jacket 11a is maintained at about 140 to 145 ° C when the pressure shown in Fig. 3) is maintained at 3 kg / cm2. . At this time, the temperature shown in the temperature control system 24 of the sludge discharged to the second discharge port 17 ′ is maintained at a temperature of about 90 to 99 ° C. while being released at atmospheric pressure. In order to maintain this temperature, if the temperature control system 24 and the pressure control valve 25 connected to the steam main pipes 3 and 3 'are out of the required temperature range, the pressure supplied for temperature control is kept within a predetermined range. The temperature discharged according to the automatic control is maintained at the required level, and automatically enters the anaerobic digestion tank 29 according to the water level 30 of the discharge sludge storage tank using the high temperature pump 28. By inducing high-temperature anaerobic digestion, sewage sludge or pretreated foods can be efficiently treated.
따라서, 상기 발명의 구성 및 작용에 따른 연속식 가압 열교환 시스템을 이용한 혐기성 소화 효율 개선방법은 하수슬러지, 음식물쓰레기 등의 유기성 폐기물의 공공처리시설, 주정공장에서 알콜류의 증류 및 정제시설, 식품제조, 석유화학공장 및 기타 산업현장 등에서 매우 필수적이며, 음식물쓰레기를 하수슬러지와 병합 처리하는 과정에서 중온 또는 고온 혐기성소화과정을 적용하는데 기존의 시스템 보다 효율적인 연속식 가압 열교환 시스템 연계형 으로 혐기성 소화 효율을 개선할 수 있다.Therefore, the method for improving anaerobic digestion efficiency using the continuous pressurized heat exchange system according to the configuration and operation of the present invention is a distillation and purification facility of alcohols in a public treatment facility of organic waste, such as sewage sludge and food waste, a distillation and refining facility of alcohol, food production It is very essential in petrochemical plant and other industrial sites, and it is effective to apply anaerobic digestion process of medium or high temperature in the process of combining food waste with sewage sludge. can do.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 기존의 혐기성 소화조 가온방식을 개선하여 중온 혐기성 소화로 운영되었던 방식을 고온 혐기성 소화로 전환시킴으로써 손실되는 열량을 최소화하고 소화효율을 대폭 향상시켰으며, 하수처리장 및 기타의 산업현장에서 사용되는 열교환기에 비하여 30∼40％ 정도의 에너지를 절감할 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.The present invention made as described above by improving the conventional anaerobic digester heating method by converting the method operated by medium temperature anaerobic digestion to high temperature anaerobic digestion to minimize the heat loss and greatly improve the digestion efficiency, sewage treatment plant and other industries Compared to a heat exchanger used in the field, it is a very useful invention that can save energy of about 30 to 40%.
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