KR100709333B1 - 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조에 관한 것으로, 고농도 유기물로 구성된 침출수가 투입되어 혐기성 미생물에 의해 발효, 분해되는 본체와, 상기 본체의 상부 및 하부에 연결되어 상기 본체 내의 상부 침출수 및 스컴이 상기 본체의 내부 하측으로 공급되도록 안내하는 순환라인과, 상기 순환라인 상에 설치되어 상기 상부 침출수 및 스컴을 상기 본체 내부 하측으로 펌핑하는 펌프;로 이루어진다.
따라서, 펌프에 의해 혐기성 소화조 상부의 스컴 및 소화 발효액을 흡입하여서 소화조 하부로 펌핑하므로 소화조 내의 유기성 폐기물 및 혐기성 미생물군이 침전되지 않고 적절히 혼합되어서 미생물과의 접촉이 극대화되며 이에 따라 별도의 교반장치없이 소화조 내의 유기성 폐기물을 신속하고 원활하게 소화시킬 수 있어 설치비 및 유지비를 절감할 수 있다.
본체, 순환라인, 흡입부, 흡입관, 공급관, 분사부, 펌프, 자동밸브

Description

유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조{Anaerobic digester for organic waste processing}
도 1 및 도 2는 본 발명 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조를 보인 개략도들
도 3 및 도 4는 본 발명 혐기성 소화조의 다른 실시예들을 보인 개략적 평단면도들
도 5 및 도 6은 본 발명 혐기성 소화조의 또 다른 실시예들을 보인 개략도들
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10,40 : 본체 20,50 : 순환라인
21 : 흡입부 22 : 흡입관
23,51,82,91 : 공급관 24,52,92 : 분사부
30,70,84,100 : 펌프 83 : 자동밸브
본 발명은, 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조에 관한 것으로, 더 상세하 게는 소화조 내의 미생물과 유기물이 충분히 접촉되도록 하여 유기성 폐기물의 소화를 촉진시킨 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조에 관한 것이다.
음식물 쓰레기, 하수 슬러지, 폐수 슬러지, 농산물 폐기물, 축산 폐기물(폐수 포함) 등과 같은 유기성 폐기물은, 매립지에 매립하거나 또는 소각장에서 소각처리하고 있다. 그런데 매립지에 매립된 유기성 폐기물은 침출수에 의해 2차적으로 토양을 오염시키는 한편 악취를 발생시키고 있으며, 또한 매립지를 구하기 어려워 점차 소각을 위주로 유기성 폐기물을 처리하고 있다. 이러한 유기성 폐기물은 주로 음식물 쓰레기, 가축 분료로서 이들은 다량의 수분을 함유하고 있어, 이들을 소각하기 전에 전처리로서 유기성 폐기물의 수분을 제거하거나 함수율을 낮춘 다음 소각해야 하며, 따라서 이러한 소각방법은 유기성 폐기물의 처리비용과 시간이 증가하는 큰 문제가 있다.
한국은 2003년 하수 슬러지의 직접적인 매립 금지조치가 시행되었고 2005년 음식물 쓰레기 역시 직접적인 매립이 금지되었다. 이미 1996년 런던 협약 개정 의정서의 채택으로 전 세계적인 해양 투기가 규제되거나 계속해서 강화될 것이므로 유기성 폐기물의 처리에 대한 적절한 대응책 마련이 절실하다.
이러한 유기성 폐기물을 처리하기 위한 장치 중, 혐기성 소화조는 음식물 쓰레기의 주 오염원인 고농도 유기물의 발효를 촉진시키는 장치로써, 이는 유기성 폐기물을 혐기성 소화조 내로 공급하기 위한 펌프와, 소화조 내에 설치되어서 이에 투입된 유기성 폐기물을 믹싱하여 그 소화를 촉진시키는 교반장치가 구비된다.
그런데 이러한 종래 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조는, 유기성 폐기물의 소화를 촉진시키기 위해 교반장치, 즉 교반날개, 교반축, 구동장치, 및 교반장치 제어 시스템을 더 설치해야 하고 이를 구동시켜야 하므로, 시설비 및 구동에 따른 유지비가 많이 소요되었으며, 트러블(trouble)이 많이 발생하여 연속적인 운전이 어려웠다.
상술한 문제들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 별도의 특별한 설비 없이 소화조 내의 미생물과 유기물이 충분히 접촉되도록 하여 유기성 폐기물의 소화를 촉진시키도록 한 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조는, 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조에 있어서, 고농도 유기성 폐기물이 포함된 폐액이 투입되어 혐기성 미생물에 의해 분해되는 본체; 상기 본체의 상부 및 하부에 연결되어 상기 본체 내의 상부 소화액 및 스컴이 상기 본체의 내부 하측으로 공급되도록 안내하는 순환라인; 상기 순환라인 상에 설치되어 상기 상부 소화액 및 스컴을 상기 본체 내부 하측으로 펌핑하는 펌프;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조의 다른 특징은, 상기 순환라인은, 상기 본체의 내부 상측에 구비되어 상기 상부 침출수 및 스컴이 유입되는 흡입부와, 상기 흡입부와 펌프에 연결되는 흡입관과, 상기 흡입관에 흡입된 소화액 및 스컴을 상기 본체 하부로 안내하도록 상기 펌프와 상기 본체 하부에 연결되는 공급관과, 상기 본체의 내부 하측에 구비되고 상기 공급관에 연결되어서 상기 흡입부에 유입된 상부 소화액 및 스컴을 상기 본체 바닥을 향해 분사하는 분사부로 이루어진다.
본 발명 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조의 또 다른 특징은, 상기 펌프의 펌핑에 펄스를 주어서 상기 본체의 바닥에 가라앉은 유기성 폐기물을 부상시켜 상기 본체 내의 혐기성 미생물과의 접촉을 향상시키도록 상기 공급관 상에 자동밸브가 더 설치된다.
본 발명 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조의 또 다른 특징은, 상기 분사부는, 상기 공급관에 연결되고 상기 본체의 바닥에 대향되는 복수의 분사관들 및 상기 분사관들에 구비되는 분사노즐들로 이루어진 제1분사부와, 상기 공급관에 연결되고 상기 제1분사부 상부 또는 하부에 설치되는 복수의 분사관들 및 상기 분사관들에 구비된 분사노즐로 이루어진 제2분사부로 이루어진다.
따라서, 펌프에 의해 혐기성 소화조 상부의 스컴 및 음식물 침출수를 흡입하여서 소화조 하부로 펌핑하므로 소화조 내의 유기성 폐기물이 침전되지 않고 적절히 혼합되어서 미생물과의 접촉이 극대화되며 이에 따라 별도의 교반장치없이 소화조 내의 유기성 폐기물을 신속하고 원활하게 소화시킬 수 있어 설치비 및 유지비를 절감할 수 있다.
본 발명의 구체적 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조를 보인 개략도들로써, 본체(10)와 순환라인(20), 펌프(30)로 대분된다.
혐기성 소화조의 본체(10)는, 유기성 폐기물이 포함된 침출수가 투입되어서 그 내부의 혐기성 미생물에 의해 발효, 분해시키는 역할을 하며, 이러한 본체(10)에 유기성 폐기물이 투입되기 전까지 다음과 같은 공정을 거친다.
먼저, 음식물 쓰레기나 농산 폐기물 등이 투입조에 투입되면 자동파쇄선별기로 공급되어 자동분쇄되면서 유기 고형물은 분쇄된 후 저류조에 투입되고 금속 물질을 포함한 협잡물은 분리되어 소각로로 이송된다. 저류조에 투입된 음식물 쓰레기는 1-3일 정도 체류된 후 산발효조에 투입되어 가수분해 및 산발효되어서 액화된다. 산발효조에서 산발효된 후 미반응된 고분자 유기물은 본 발명의 혐기성 소화조의 본체(10)에 투입되어 탄산가스와 메탄가스로 분해된다.
이러한 본체(10)에는 순환라인(20)이 설치되어서 본체(10) 내의 음식물 침출수 및 스컴을 본체(10) 내에서 순환시키게 된다. 이러한 순환라인(20)은, 본체(10)의 내부 상측에 구비되어 상부 소화액 및 스컴이 유입되는 흡입부(21)와, 이 흡입부(21)와 후술할 펌프(30)에 연결되는 흡입관(22)과, 흡입관(22)에 흡입된 침출수 및 스컴을 본체(10) 하부로 안내하도록 펌프(30)와 본체(10) 하부에 연결되는 공급관(23)과, 본체(10)의 내부 하측에 구비되고 공급관(23)에 연결되어서 흡입부(21) 에 유입된 상부 소화액 및 스컴을 상기 본체(10) 바닥을 향해 분사하는 분사부(24)로 이루어진다. 여기서 분사부(24)는, 공급관(23)에 연결되고 본체(10)의 바닥에 대향되는 분사관(25)과, 이 분사관(25)에 다수 구비되는 분사노즐(26)들로 이루어진다.
펌프(30)는, 순환라인(20)의 흡입관(22)과 공급관(23)에 연결되어서 본체(10) 내의 상부 소화액 및 스컴을 본체(10) 내부 하측으로 펌핑한다.
미설명 부호 2는 본 발명의 혐기성 소화조에 연결되어서 저류조에서 투입된 음식물 쓰레기를 산발효한 후 본 발명의 혐기성 소화조로 공급하기 위한 산발효조이고, 27은 혐기성 소화조를 수리하기 위해 순환라인(20)을 차단하기 위한 수동밸브이며, 34는 경사판이다.
이러한 구성의 본 발명 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조는, 펌프(30)가 작동되면 소화조 상부의 소화액 및 스컴 등의 유기성 폐기물이 흡입부(21)로 흡입되고 흡입된 유기성 폐기물은 흡입관(22) 및 공급관(23)을 통해 분사부(24)로 공급되며, 분사관 및 분사노즐(26)을 통해 본체(10)의 바닥을 향해 분사된다.
따라서 본체(10) 바닥에 가라앉은 유기성 폐기물은 펌핑되는 유기성 폐기물의 분사압에 의해 부상하게 되며, 이에 따라 본체(10) 내에서 미생물과 유기성 폐기물이 충분히 접촉된다.
이와 같은 본 발명 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조는, 펌프(30) 및 순환라인(20)에 의해 본체(10) 내의 유기성 폐기물 및 처리수가 계속 순환하게 되며, 본체(10) 바닥에 가라앉은 유기성 폐기물은 펌핑압에 의해 부상하게 되므로 유기성 폐기물과 미생물이 충분히 혼합되므로 유기성 폐기물의 소화가 촉진된다.
그러므로 본 발명 혐기성 소화조는 교반날개, 교반축, 교반축 구동장치, 및 교반장치 제어 시스템 등으로 이루어진 별도의 교반장치 없이, 펌프(30)에 의해 본체 상부의 스컴 및 음식물 침출수를 흡입하여서 소화조 하부로 펌핑하는 방식으로 소화조 내의 유기성 폐기물을 신속하고 원활하게 소화시킬 수 있어 설치비 및 유지비를 절감할 수 있다.
도 3은 본 발명 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조의 다른 실시예를 보인 개략도로써, 이는, 분사부(52)의 구성에 특징이 있으며, 이러한 분사부(52)는, 본체(40) 상부의 유기성 폐기물이 순환라인(50)에 흡입되어서 본체(40)의 바닥으로 펌핑될 때, 본체(40)에 침전된 유기성 폐기물이 충분히 부상되도록 하여서 본체(40) 내의 미생물과의 접촉을 향상시키기 위한 구성이다. 이러한 분사부(52)는, 제1분사노즐(54)을 갖는 제1분사관(53)과, 제2분사노즐(56)을 갖는 제2분사관(55), 제3분사노즐(58)을 갖는 제3분사관(57), 제4분사노즐(60)을 갖는 제4분사관(59)으로 이루어진다.
이러한 분사부(52)는 본체(40)의 바닥 대부분에 대향되어 있기 때문에 본체(40) 상부에서 흡입된 유기성 폐기물이 이러한 분사부(52)를 통해 본체 바닥으로 분사되면 본체(40) 바닥에 침전된 대부분의 침전물들이 그 분사압에 의해 부상되므로 미생물과의 접촉이 그만큼 향상된다.
이러한 분사부(52)의 분사관들은 도 3에 도시되고 설명된 바와 같이 네 개로 분할되어 이루어질 수도 있지만 그 이상 또는 그 이하로 구비되어도 무방하다.
도 4는 본 발명 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조의 또 다른 실시예를 보인 개략적 평면도로써, 이는, 공급관(82) 상에 설치된 수동밸브(81) 외에 자동밸브(83)가 더 설치된다.
이러한 자동밸브(83)는 펌프(84)의 펌핑에 펄스를 주는 역할을 하며, 이와 같이 펌프(84)의 펌핑이 간헐적으로 이루어지면서 본체(80)의 바닥에 가라앉은 유기성 폐기물이 바닥 일측으로 쏠리지 않고 지속적으로 부상시켜 주게 된다.
도 5 및 도 6은 본 발명 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조의 또 다른 실시예를 보인 개략적 측단면도 및 개략적 평면도로써, 도 5는 제1분사부(95)와 제2분사부(98)가 높이를 달리하여 설치된 상태를 보인 개략적 측면도이고, 도 6은 도 5의 평면도이며, 도 6의 다수의 분사관(93)에는 분사노즐(94)을 도시하지 않고 생략하였지만 이러한 분사관(93)(96)들에도 도 5와 마찬가지로 다수의 분사노즐(94)(97)들이 구비된다.
이러한 분사부(92)는, 제1분사부(95)와 제2분사부(98)로 나뉘어져서 소화조 하부의 펌핑 범위를 증대시킨 구성인 바, 다수의 분사관(93)들 및 이에 형성된 분사노즐(94)들로 이루어진 제1분사부(95)와, 제1분사부(95) 하측에 다수의 분사관(96)들 및 이에 형성된 분사노즐(97)들로 이루어진 제2분사부(98)로 이루어지며, 이와 같이 구성된 분사부(92)는 공급관(91)에 연결된다.
따라서 펌프(100)가 펌핑되면 제1분사부(95) 및 제2분사부(98)에 의해 침출수 및 스컴이 넓은 범위에서 입체적으로 펌핑되므로 유기성 폐기물과 미생물의 혼합을 더욱 확실하게 한다.
이상에서와 같이 본 발명은, 펌프에 의해 혐기성 소화조 상부의 스컴 및 유기성 폐액을 흡입하여서 소화조 하부로 펌핑하므로 소화조 내의 유기성 폐기물이 침전되지 않고 적절히 혼합되어서 미생물과의 접촉이 극대화되며 이에 따라 별도의 교반장치없이 소화조 내의 유기성 폐기물을 신속하고 원활하게 소화시킬 수 있어 설치비 및 유지비를 절감할 수 있다.

Claims (4)

  1. (삭제)
  2. (삭제)
  3. (정정)
    유기성 폐액이 투입되어 혐기성 미생물에 의해 분해되는 본체와, 상기 본체의 상부 및 하부에 연결되어 상기 본체 내의 상부 소화액 및 스컴에 상기 본체의 내부 하측으로 공급되도록 안내하는 순환라인과, 상기 순환라인 상에 설치되어 상기 상부 소화액 및 스컴을 상기 본체 내부 하측으로 펌핑하는 펌프로 이루어지되, 상기 순환라인은 상기 본체의 내부 상측에 구비되어 상기 상부 소화액 및 스컴이 유입되는 흡입부와, 상기 흡입부와 펌프에 연결되는 흡입관과, 상기 흡입관에 흡입된 소화액 및 스컴을 상기 본체 하부로 안내하도록 상기 펌프와 상기 본체 하부에 연결되는 공급관과, 상기 본체의 내부 하측에 구비되고 상기 공급관에 연결되어서 상기 흡입부에 유입된 상부 소화액 및 스컴을 상기 본체 바닥을 향해 분사하는 분사부로 이루어진 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조에 있어서,
    상기 펌프의 펌핑에 펄스를 주어서 상기 본체의 바닥에 가라앉은 유기성 폐기물을 부상시켜 상기 본체 내의 혐기성 미생물과의 접촉을 향상시키도록 상기 공급관 상에 자동밸브가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조.
  4. (정정)
    제 3 항에 있어서, 상기 분사부는,
    상기 공급관에 연결되고, 상기 본체의 바닥에 대향되는 다수개의 분사관들 및 상기 분사관들에 형성된 다수개의 분사노즐로 이루어지는 제1분사부와, 상기 제1분사부와 동일한 구성이되, 상기 제1분사부 하측에 위치하는 제2분사부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리용 혐기성 소화조.
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