KR100876683B1 - 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치 - Google Patents

유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기성 폐기물을 효과적으로 처리하기 위해 막분리장치를 결합한 바이오가스 생성장치에 관한 것으로, 막분리장치를 이용하여 산생성조에서 생성된 유기산 중 고형물을 제거하고 분리된 용액만 바이오가스 생성조에서 바이오가스 생성율을 향상시킨 바이오가스 생성장치에 관한 것이다.
본 발명의 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치는, 유기성 폐기물이 유입되어 고액분리가 이루어지는 고액분리조; 상기 고액분리조로부터 유기성 폐기물이 유입되어 미생물에 의해 유기산이 생성되는 산생성조; 상기 산생성조로부터 유입된 처리수 중 분리막에 의해 일정크기 이상의 고형물이 분리되는 막분리장치; 상기 막분리장치와 연결되며, 내부에 미생물이 충전된 바이오가스 생성조; 및 상기 바이오가스 생성조와 연결되며, 생성된 바이오가스가 저장되는 바이오가스 저장조; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성으로 막분리장치의 분리막을 통해 고형물이 제거되어 다량의 유기산이 함유된 액상물을 바이오가스 생성조로 유입시킬 수 있으므로 메탄생성균에 의한 메탄가스 발생량이 향상되는 효과가 있다.
또한 두 개의 막분리장치의 설치하여 교대운전함으로써 막분리장치의 분리막을 세척하기 위해 운전을 정지할 필요가 없어지므로 유기성 폐기물의 처리량 및 메탄가스 회수율이 향상되는 효과가 있다.
아울러 막분리장치의 분리막 하부에 기포발생수단을 구비하여 발생되는 기포에 의한 분리막의 막힘을 방지하고, 약품투입수단을 더 구비하여 분리막의 세척이 보다 잘 이루어지도록 하는 효과가 있다.
Figure R1020080069328
바이오가스, 다공성막, 멤브레인, 유기산, 산생성조, 메탄반응조, 메탄생성균

Description

유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치 {Biogas Production Apparatus Combined Apparatus of Membrane Separation for Treating Organic Wastes}
본 발명은 유기성 폐기물을 효과적으로 처리하기 위해 막분리장치를 결합한 바이오가스 생성장치에 관한 것으로, 막분리장치를 이용하여 산생성조에서 생성된 유기산 중 고형물을 제거하고 분리된 용액만 바이오가스 생성조에서 바이오가스 생성율을 향상시킨 바이오가스 생성장치에 관한 것이다.
최근 음식물 쓰레기나 하수 슬러지등 유기성 폐기물의 증가에 따라 유기성 폐기물의 적절한 관리의 필요성이 대두되고 있다.
현재 시행되고 있는 쓰레기 분리수거에 의해 생활 폐기물중 재활용이 가능한 것들은 분리되어 재활용 되고 있지만, 유기성 폐기물의 경우 아직도 매립되는 것이 대부분이다. 이렇게 유기성 폐기물을 매립 처분하게 되면 유기성 폐기물로부터 침출수가 발생되고 그에 따라 매립지 주변의 환경오염은 물론 지반 안정화에도 악영향을 끼친다.
이에 따라 유기성 폐기물을 매립하지 않고 퇴비화, 사료화 그리고 건조나 탈 수를 통한 감량화 방법 등이 사용되어지고 있는 추세이다.
그러나 퇴비화의 경우 수요자에게 거부감이 있을 뿐만 아니라 상당기간 이 퇴비를 사용하였을 때 퇴비중의 염분이 토양에 미치는 효과가 아직 검증되지 않았으며, 사료화의 경우 사전 분리작업이 철저하게 이루어져야 하며, 그렇다 하여도 음식물 쓰레기로 만든 사료가 가축에게 좋은 먹이가 될 수 없다는 문제점이 있다. 또한 건조나 탈수에 의한 감량화 방법은 중량을 감소시킬 수는 있으나 분해 가능한 유기물의 최종적인 처리방법이 아니라는 문제점이 있다.
이에 따라, 상기 유기성 폐기물을 처리함에 있어서 발생되는 슬러지의 양을 감소시키고 또한 메탄가스 및 탄산가스와 같은 바이오가스를 추출할 수 있는 혐기소화 처리방법이 주목받고 있다.
상기 혐기성 소화 처리방법은 혐기조건 하에서 유기성 폐기물을 처리하는 것으로 유기물의 소화효율이 우수하다는 장점이 있고, 거기에 부산물인 바이오가스의 회수가 가능하다는 장점이 있다.
이상과 같이, 혐기성 소화처리 방법은 고농도 유기성 폐기물처리 및 에너지회수에 적합한 기술로, 고온 소화 처리기술의 진보 및 전처리방법의 도입 등에 따라 처리속도가 향상되고 있고, 바이오가스의 회수율도 증가하고 있으나, 기대에는 미치지 못하는 실정이다.
이와 같은 문제를 해결하고자 한국 등록특허 제 10-0311987호(음식물 쓰레기와 하수슬러지의 병합처리 시스템)에서 음식물 쓰레기와 하수 슬러지를 혐기소화 하여 병합 처리하는 시스템을 게시한 바 있다.
그런데, 상기 음식물 쓰레기와 하수 슬러지를 혐기소화 하여 병합 처리하는 시스템은 산발효균과 유기산이 서로 혼합되어 있어 이를 고액분리하기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 유기성폐기물이 분해가 용이한 용존성 물질화되어 있지 않고 고형화되어 있어 혐기소화법으로 처리하는데 통상 10일 이상의 매우긴 체류시간이 필요하다는 문제점이 있다.
위의 문제를 극복하고자 한국 등록특허 제 10-0596303호(이상 고효율 상향류식 혐기성 폐수 처리장치 및 이를 이용한 폐수 처리방법)에서 이상 고효율 상향류식 혐기성 폐수 처리장치가 게시된 바 있다.
그러나, 상기 이상 고효율 상향류식 혐기성 폐수처리 장치는 메탄생성 반응조를 상향류식 혐기성 반응조(UASB: Upflow Anaerobic Sludge Blanket)로 구성하고 있어 고형물농도가 높은 폐수 및 폐기물을 대상으로 한 운전 시 바이오가스 발생량이 감소한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 산생성조와 바이오가스 생성조 사이에 막 분리장치를 구비하여 처리수 중의 고형물을 제거함으로써 바이오가스 생성조에서의 바이오가스 발생량을 향상시키는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치를 제공하려는데 목적이 있다.
본 발명의 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치는, 유기성 폐기물이 유입되어 고액분리가 이루어지는 고액분리조; 상기 고액분리조로부터 유기성 폐기물이 유입되어 미생물에 의해 유기산이 생성되는 산생성조; 상기 산생성조로부터 유입된 처리수 중 분리막에 의해 일정크기 이상의 고형물이 분리되는 막분리장치; 상기 막분리장치와 연결되며, 내부에 미생물이 충전된 바이오가스 생성조; 및 상기 바이오가스 생성조와 연결되며, 생성된 바이오가스가 저장되는 바이오가스 저장조; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 막분리장치와 산생성조는 내부에서 생성된 바이오가스를 상기 바이오가스 저장조로 공급하기 위한 바이오가스 배관이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 막분리장치는 내부에 일정공간의 고액분리부가 형성되어, 외주면에 다수개의 공극이 형성된 통 형상의 분리막이 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 막분리장치는 상기 고액분리부의 상측에 상기 분리막에 의해 고형물이 제거된 액상물이 유입되는 액상물 배출부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 막분리장치의 고액분리부에는 슬러지를 상기 산생성조로 반송시키는 슬러지 반송로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 막분리장치는 고액분리부의 하부에 분리막 외주면의 고형물의 제거하기 위한 기포발생수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 바이오가스 저장조는 상기 막분리장치의 기포발생수단으로 바이오가스를 공급하는 바이오가스 반송로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 막분리장치의 일측에는 구동펌프가 구비되어 정상운전에서는 바이오가스 생성조로 액상물을 공급하고, 역세척 과정에서는 막분리장치로 액상물을 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 막분리장치는 하부에 일정공간의 고형물배출부가 형성되어, 역세척공정 시 분리막으로부터 제거된 고형물이 유입되어 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.
상기 막분리장치는 분리막의 세정을 위해 약품이 투입되는 약품투입수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 바이오가스 생성조의 일측에는 침전조가 더 구비되어 상기 바이오가스 생성조로부터 유입되는 처리수를 침전에 의해 고액분리시켜 상등수를 외부로 배출시키는 것을 특징으로 한다.,
상기 침전조는 내부의 침전물을 상기 바이오가스 생성조로 반송시키는 미생물 반송로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치의 막분리장치는, 내부에 고액분리부가 형성되어 외주면에 다수개의 공극이 형성된 분리막이 적어도 하나 이상 구비되고, 상기 고액분리부의 상측에 일정공간의 액상물배출부가 형성되어 상기 분리막에 의해 고형물이 제거된 액상물이 배출되는 액상물 배출구와 생성된 바이오가스가 배출되는 바이오가스 배출구가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 막분리장치의 고액분리부에는 슬러지를 외부로 배출시키는 슬러지 배출구가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 막분리장치는 고액분리부의 하부에 분리막 외주면의 고형물을 제거하기 위한 기포발생수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 막분리장치는 하부에 일정공간의 고형물배출부가 형성되어, 분리막으로부터 제거된 고형물이 유입되어 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.
상기 막분리장치는 분리막의 세정을 위해 약품이 투입되는 약품투입수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성으로 막분리장치의 분리막을 통해 고형물이 제거되어 다량의 유기산이 함유된 액상물을 바이오가스 저장조로 유입시킬 수 있으므로 메탄생성균에 의한 메탄가스 발생량이 향상되는 효과가 있다.
또한 두 개의 막분리장치의 설치하여 교대운전함으로써 막분리장치의 분리막을 세척하기 위해 운전을 정지할 필요가 없어지므로 유기성 폐기물의 처리량 및 메 탄가스 회수율이 향상되는 효과가 있다.
아울러 막분리장치의 분리막 하부에 기포발생수단을 구비하여 발생되는 기포에 의한 분리막의 막힘을 방지하고, 약품투입수단을 더 구비하여 분리막의 세척이 보다 잘 이루어지도록 하는 효과가 있다.
이하 본 발명의 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치 및 이에 이용되는 막분리장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바이오가스 생성장치를 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 발명의 막분리장치를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 바이오가스 생성장치는 도 1과 같이, 유기성 폐기물이 유입되어 고액분리가 이루어지는 고액분리조(10); 상기 고액분리조(10)로부터 유기성 폐기물이 유입되어 미생물에 의해 유기산이 생성되는 산생성조(20); 상기 산생성조(30)로부터 유입된 처리수 중 분리막(33a)에 의해 일정크기 이상의 고형물이 분리되는 막분리장치(30); 상기 막분리장치(30)와 연결되며, 내부에 미생물이 충전된 바이오가스 생성조(40); 및 상기 바이오가스 생성조(40)와 연결되며, 생성된 바이오가스가 저장되는 바이오가스 저장조(50); 로 이루어진다.
상기 고액분리조(10)는 외부로부터 유입되는 유기성 폐기물을 원심분리 또는 침전 등의 방법으로 고형물을 제거하여, 유기성 폐기물의 TS(total solids)함량이 15%이하인 처리수를 상기 산생성조(20)로 유입시킨다.
상기 산생성조(20)는 내부에는 고농도의 산생성 미생물이 충전되고, 산생성 미생물에 의하여 처리수 중 유기물의 분해가 이루어져 유기산과 같은 산생성물로 전환된다. 상기 산생성조(20)에는 교반수단(22)이 구비되어 유입된 처리수와 산생성 미생물을 교반시켜 분해가 보다 잘 이루어지도록 한다. 상기 산생성 미생물에 의해 전환된 다량의 유기산이 포함된 처리수는 상기 막분리장치(30)로 유입되고, 산생성조(20)에서 유기산 생성 시 발생된 바이오가스는 기액분리수단(미도시)에 의해 바이오가스 공급로(21)를 통해 바이오가스 저장조(50)로 유입된다.
상기 막분리장치(30)는 도 2와 같이, 하측의 고형물배출부(34), 중앙의 고액분리부(33) 및 상측의 액상물배출부(32)로 이루어진다. 상기 고액분리부(33)의 내부에는 외주면에 다수개의 공극이 형성된 분리막(33a)이 적어도 하나 이상 구비된다.
즉, 외주면에 다수 개의 공극이 형성되어 필터링 기능을 수행하는 분리막을 설치하는 것이다.
이러한 분리막은 통형상(기둥과 같이 위에서 아래로 긴 형상 - 도 2 참조)인 것을 사용한다.
상기 분리막(33a)으로는 널리 사용되고 있는 멤브레인이 있는데 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리술폰(Polysulfone, PS), 폴리염화비닐덴(Polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리테트라플루로에치렌(Polytetrafluroethylene, PTFE), 폴리알켄 (Polyalkenes), 셀룰로우스(Cellulosics), 폴리염화비닐(polyvinylchloride, PVC) 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC)등의 다양한 수지제로 형성되는 멤브레인 (membrane)이나, 금속성 멤브레인, 세라믹 멤브레인 또는 유리 멤브레인 등을 사용할 수 있다.
분리막은 다양한 재질 및 형상으로 된 멤브레인을 사용할 수 있으나 도 2에서와 같이 통형상(기둥과 같이 위에서 아래로 긴 형상)으로 된 것을 사용하는 것이 좋다.
상기와 같은 분리막(33a)은 상측이 상기 고액분리부(33)와 액상물배출부(32)를 구획하는 격벽을 통해 상기 액상물배출부(32)와 연통된다. 상기 고액분리부(33)의 일측 하부에는 상기 산생성조로부터 처리수가 유입되는 슬러지 유입구(33b)가 형성되고, 상측에는 여분의 슬러지가 배출되는 슬러지 배출구(35a)가 형성되며, 상기 슬러지 배출구(35a)를 슬러지 반송로(35)를 통해 상기 산생성조(20)와 연결된다. 상기 액상물배출부(32)에는 상기 분리막(33a)에 의해 고형물이 제거된 액상물이 유입되어 기액분리수단(미도시)에 의해 액상물은 액상물 배출구(32a)를 통해 상기 바이오가스 생성조(40)의 하부로 유입되며, 상기 분리막(33a)을 통과하며 소량 발생된 바이오가스는 기액분리수단에 의해 바이오가스 배출구(32b)를 통해 상기 바이오가스 저장조(50)로 이송된다. 상기 분리막(33a)의 하부에는 기포발생수단(36)이 구비되어 상기 바이오가스 저장조(50)로부터 바이오가스 반송로(52)를 통해 공급되는 바이오가스에 의해 미세기포가 다량 발생되어 상기 분리막(33a)의 외주면에 점착된 고형물을 분리막(33a)으로부터 이탈시켜 분리막의 공극이 막히는 것을 방지하게 된다. 상기 고액분리부(33)의 하부에는 고형물배출부(34)가 격벽에 의해 구획되며, 상기 격벽에는 연통구(34a)가 형성되어 상기 분리막(33a)으로부터 이탈된 고형물이 상기 고형물배출부(34)로 유입되어 외부로 배출되도록 한다.
상기 막분리장치(30)의 분리막(33a)을 지나며 고형물이 제거된 액상물은 상기 바이오가스 생성조(40)의 하부로 유입된다. 상기 바이오가스 생성조(40)는 상향류식 혐기성 반응조(UASB: Upflow Anaerobic Sludge Blanket)로서 처리수가 상향류하는 반응조 내에서 메탄생성균이 스스로 집괴(응집)하여 1mm전후의 과립을 생성하고 모여서 층을 이뤄 슬러지 블랭킷이 형성된다. 상기 막분리장치(30)로부터 유입되는 액상물은 상기와 같은 슬러지 블랭킷을 통과하면서 메탄생성균에 의해 액상물 중의 유기산이 분해되어 메탄가스가 발생하게 된다. 발생된 메탄가스는 기액분리수단(미도시)에 의해 바이오가스 공급로(42)를 통해 상기 바이오가스 저장조(50)로 유입되어 저장되며, 유기산이 분해되고 난 처리수는 침전조(60)로 유입된다.
상기 침전조(60)로 유입된 처리수는 고액분리에 의해 하부에 고형물이 침전되며, 침전물 중의 메탄생성균을 재사용하기 위하여 침전물이 미생물 반송로(62)를 통해 상기 바이오가스 생성조(40)로 유입되어 슬러지 블랭킷을 형성한다. 고액분리에 의한 상측의 상등수는 외부 수계로 배출된다.
상기 막분리장치(30)는 분리막(33a)의 외주면에 점착된 고형물을 제거하기 위한 약품투입수단(37)이 더 구비된 형태로 구현할 수 있다. 상기 약품투입수단(37)에서 투입되는 세척약품이 상기 액상물 배출구(32a)를 통해 반대방향으로 유입되어 분리막(33a)의 내부에서 공극을 통해 외부로 배출되며 분리막(33a)의 외부에 점착된 고형물을 제거하게 된다. 제거된 고형물과 세정약품은 상기 하측의 연통구(34a)를 통해 고형물배출부(34)로 유입되어 외부로 배출되게 된다. 상기에서 분리막(33a)의 세척에 사용되는 약품은 분리막 오염의 원인물질과 세정형태에 따라 달라지며, 12% 차아염소산나트륨(NaOCl), 33% 수산화나트륨(NaOH) 또는 황산(Sulfuric Acid)등이 사용된다.
상기에서 막분리장치(30)에서 액상물 배출구를 통해 액상물이 배출되어 바이오가스 생성조(40)로 유입되는 액상물 공급로에는 구동펌프(38)가 구비된다. 정상운전 과정에서는 구동펌프(38)가 상기 액상물 공급로(32b)를 통해 막분리장치(30)로부터 배출되는 액상물을 흡입하여 일부는 상기 바이오가스 생성조(40)로 공급하 도록 작동하며, 일부는 역세척 중인 또 하나의 막분리장치로 일정압력 이상으로 공급하여 액상물이 분리막(33a)의 내부에서 외부로 배출되며 분리막(33a)의 외면에 점착된 고형물이 이탈되도록 한다. 상기와 같은 구성은 운전효율을 높이기 위해 두 개의 막분리장치가 구비된 회수장치에서의 일례이며, 막분리장치가 하나인 경우에는 회수장치가 작동하는 경우에 구동펌프의 정회전이 이루어지고, 회수장치의 정지시에는 구동펌프의 역회전에 의해 액상물의 공급 또는 역세척이 이루어진다.
상기와 같은 구성의 바이오가스 생성장치의 운전에 대해 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예로서 막분리장치를 두 개 구비하여 바이오가스 회수장치의 운전 중에 하나의 막분리장치 만을 가동시키고, 나머지 하나의 막분리장치는 세척이 이루어지도록 하여 운전효율을 높인 실시 예이다. 외부로부터 유기성 폐기물이 고액분리조(10)로 유입된 후 고액분리에 의하여 TS함량이 15% 이하인 처리수가 상기 산생성조(20)로 유입된다. 유입된 처리수는 교반수단(22)에 의해 산생성 미생물과 교반되며 분해효율이 증가하게 되고, 처리수 중의 유기물이 산생성 미생물에 의해 다량의 유기산으로 전환된다. 유기산 생성 중에 소량 발생된 바이오가스는 기액분리수단(미도시)에 의해 분리되어 상기 바이오가스 저장조(50)로 유입되어 저장되고, 유기산이 다량 포함된 처리수는 막분리장치(30)로 유입된다. 막분리장치(30)로 유입된 처리수는 다수개의 공극이 형성된 분리막(33a)에 의해 고형물이 걸러져 다량의 유기산이 포함된 액상물이 상측의 액상물배출부(32)로 유입되고, 상기 과정 중에 소량 발생된 바이오가스는 기액분리수단(미도시)에 의해 바이오가스 저장조(50)로 유입되고 유기산이 다량 포함된 액상물은 구동펌프(38)의 흡입압력에 의해 바이오가스 생성조(40)의 하부로 유입된다. 상기에서 바이오가스 저장조(50)로부터 바이오가스 반송로(52)를 통해 기포발생 수단(36)으로 메탄가스가 공급되어 발생하는 미세기포에 의해 분리막(33a)의 외주면에 고형물이 점착되는 것을 방지하게 된다. 구동펌프(38)에 의해 바이오가스 생성조(40)로 공급되는 액상물의 일부는 다른 막분리장치로 역으로 공급되어 분리막의 역세척이 이루어진다. 액상물만으로의 역세척이 원활하지 않을 경우에는 약품투입수단(37)을 통해 세정약품을 투입하여 분리막(33a)의 세척이 완전하게 이루어지도록 하는 것이 좋다. 상기 바이오가스 생성조(40)의 하부로 유입된 액상물은 상측으로 상승하며 유기산이 메탄생성균에 의해 분해되어 메탄가스가 생성된다. 생성된 메탄가스는 기액분리수단(미도시)에 의해 상측의 바이오가스 공급로(42)를 통해 바이오가스 저장조(50)에 저장되며, 유기산이 분해된 처리수는 침전조(60)로 유입된다. 침전조(60)로 유입된 처리수는 침전에 의해 고액분리되며, 침전된 침전물 중의 메탄생성균을 재사용하기 위하여 미생물 반송로(62)를 통해 침전물이 상기 바이오가스 생성조(40)로 반송되고, 상측의 상등수는 외부 수계로 방출된다. 상기와 같은 과정에 의해 바이오가스 생성장치에 의한 바이오가스 회수가 이루어진다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사항을 모두 만족하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바이오가스 생성장치를 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 막분리장치를 나타낸 단면도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10: 고액분리조 20: 산생성조
21: 바이오가스 공급로 22: 교반수단
30: 막분리장치 31: 바이오가스 공급로
32: 액상물배출부 32a: 액상물 배출구
33: 고액분리부 33a: 분리막
34: 고형물배출부 35: 슬러지 반송로
36: 기포발생수단 37: 약품투입수단
38: 구동펌프 40: 바이오가스 생성조
42: 바이오가스 공급로 50: 바이오가스 저장조
52: 바이오가스 반송로 60: 침전조
62: 미생물 반송로

Claims (17)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 유기성 폐기물이 유입되어 고액분리가 이루어지는 고액분리조(10);
    상기 고액분리조(10)로부터 유기성 폐기물이 유입되어 미생물에 의해 유기산이 생성되는 산생성조(20);
    내부에 일정공간의 고액분리부(33)가 형성되어 있고, 이 고액분리부(33)에는 외주면에 다수개의 공극이 형성된 통형상의 분리막(33a)이 적어도 하나 이상 구비되어 있어 상기 산생성조(20)로부터 유입된 처리수에 포함되어 있는 일정크기 이상의 고형물이 분리막(33)에 의해 분리되도록 하는 막분리장치(30);
    상기 분리막(33a)에 의해 고형물이 제거된 처리수가 유입되도록 막분리장치(30)와 연결되어 있으며, 내부에 미생물이 충전된 바이오가스 생성조(40);
    상기 바이오가스 생성조(40)와 연결되어 있고 생성된 바이오가스가 저장되도록 되어 있는 바이오가스 저장조(50);를 포함하여 구성되어 있으며,
    상기 막분리장치(30)와 산생성조(20)는 내부에서 생성된 바이오가스를 바이오가스 저장조(50)로 공급하기 위한 바이오가스 공급로(21, 31)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 막분리장치(30)의 고액분리부(33) 상측에는 분리막(33a)에 의해 고형물이 제거된 액상물이 유입되는 액상물배출부(32)가 형성된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 막분리장치(30)의 고액분리부(33)는 슬러지를 산생성조(20)로 반송시키는 슬러지 반송로(35)와 연결된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 막분리장치(30)의 고액분리부(33) 하부에는 분리막(33a) 외주면의 고형물을 제거하기 위한 기포발생수단(36)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 바이오가스 저장조(50)에는 막분리장치(30)의 기포발생수단(36)으로 바이오가스를 공급하는 바이오가스 반송로(52)가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 막분리장치(30)의 일측에는 구동펌프(38)가 연결되어 있어 정상운전에서는 바이오가스 생성조(40)로 액상물을 공급하고, 역세척 과정에서는 막분리장치(30) 방향으로 액상물을 공급하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 막분리장치(30)는 하부에 일정공간의 고형물배출부(34)가 형성되어 있어, 역세척공정시 분리막(33a)으로부터 제거된 고형물이 고형물배출부(34)로 유입되어 외부로 배출되도록 된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 막분리장치(30)에는 분리막(33a) 외주면에 점착된 고형물을 제거하기 위해 약품을 투입하는 약품투입수단(37)이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 바이오가스 생성조(40)의 일측에는 침전조(60)가 더 구비되어 있어 바이오가스 생성조(40)로부터 침전조(60)로 유입되는 처리수가 침전에 의해 고액분리되어 상등수는 외부로 배출되도록 된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 침전조(60)는 내부의 침전물을 바이오가스 생성조(40)로 반송시키는 미생물 반송로(62)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치.
  13. 유기성 폐기물이 유입되어 고액분리가 이루어지는 고액분리조(10);
    상기 고액분리조(10)로부터 유기성 폐기물이 유입되어 미생물에 의해 유기산이 생성되는 산생성조(20);
    상기 산생성조(20)로부터 유입된 처리수에 포함되어 있는 일정크기 이상의 고형물이 분리막(33)에 의해 분리되도록 하는 막분리장치(30);
    상기 분리막(33a)에 의해 고형물이 제거된 처리수가 유입되도록 막분리장치(30)와 연결되어 있으며, 내부에 미생물이 충전된 바이오가스 생성조(40);를 포함하여 구성되어 있되,
    상기 막분리장치(30)는 내부에 고액분리부(33)가 형성되어 있고, 고액분리부(33)의 상측에 액상물배출부(32)가 형성되어 있으며,
    상기 고액분리부(33)에는 외주면에 다수개의 공극이 형성된 분리막(33a)이 적어도 하나 이상 구비되어 있고,
    액상물배출부(32)에는 분리막(33a)에 의해 고형물이 제거된 액상물이 배출되는 액상물 배출구(32a)와, 생성된 바이오가스가 배출되는 바이오가스 배출구(32b)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 막분리장치(30)의 고액분리부(33)에는 슬러지를 외부로 배출시키는 슬러지 배출구(35a)가 형성된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 막분리장치(30)의 고액분리부(33) 하부에는 분리막(33a) 외주면의 고형물을 제거하기 위한 기포발생수단(36)이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 막분리장치(30)는 하부에 일정공간의 고형물배출부(34)가 형성되어 있어, 분리막(33a)으로부터 제거된 고형물이 고형물배출부(34)로 유입되어 외부로 배출되도록 된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 막분리장치(30)에는 분리막(33a)의 외주면에 점착된 고형물 제거를 위해 약품을 투입하는 약품투입수단(37)이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리를 위한 막분리 결합 바이오가스 생성장치.
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