KR100911835B1 - The bacteria digestion tank and it`s use biogas production method - Google Patents

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Abstract

A multi-phase anaerobic digester and a method for producing bio gas of organic waste using the same are provided to maintain optimized digestive environment by minimizing shock of the digester. A multi-phase anaerobic digester includes a digester of 4 steps in which organic waste is flowed successively, and a circulation pump(6) installed on the top of each step. A method for producing bio gas of organic waste includes a step for performing separate digestion by self-circulation after guiding flow of the organic water to a reverse-direction, and a step for discharging precipitates generated in a digestion process with a screw conveyor(7).

Description

다단계 혐기성 소화조 및 이를 이용한 유기성폐기물의 바이오가스 생산방법{The bacteria digestion tank and it`s use biogas production method}Multistage anaerobic digester and biogas production method of organic waste using the same {The bacteria digestion tank and it`s use biogas production method}
본 발명은 가축분뇨, 하수슬러지 및 음식물쓰레기 탈리액 등의 고농도 유기성 폐기물에서 혐기성소화방식에 의해 바이오가스를 생산하되, 소화조를 다단계로 분리하여 유기물분해 박테리아, 산생성 박테리아 및 매탄생성 박테리아가 독립적으로 서식하도록 하고 이들 박테리아들이 바이오블록에서 고밀도로 서식하면서 유기물을 빠르게 소화시킴으로써, 바이오가스 생산기간을 기존 20 ∼ 30일 걸리던 것을 5일이내로 단축하였고 또한 소화설비를 소형화 시킨 다단계 혐기성 소화조 및 이를 이용한 유기성폐기물의 바이오가스 생산방법에 관한 것이다.In the present invention, biogas is produced by anaerobic digestion from high concentration organic wastes such as livestock manure, sewage sludge, and food waste degreasing solution, and organic digestion bacteria, acid producing bacteria, and methanogenic bacteria are inhabited by separating digestion tanks in multiple stages. By digesting organic matter rapidly while living in high density in bioblock, these bacteria have shortened the biogas production time from 5 days to 5 days, and also reduced the size of the digestion system to a multi-stage anaerobic digester and organic waste using the same. It relates to a biogas production method.
해를 거듭할수록 매년 증가하는 음식물쓰레기, 가축분뇨, 하수슬러지, 주정폐수 및 도축장폐수 등은 고농도 유기물을 다량 포함하고 있어 오염 부하량이 높아 이에 대한 효율적인 처리가 절실히 요구되고 있다.Year after year, food waste, livestock manure, sewage sludge, alcoholic wastewater, and slaughterhouse wastewater, which are increasing year by year, contain high concentrations of organic substances, which are highly polluted and require effective treatment.
특히 음식물쓰레기의 경우 대부분 협잡물 선별, 파쇄, 탈수과정을 거쳐서 탈수케익은 습식사료, 건식사료 및 퇴비로 자원화 하고 있으나, 이때 처리과정에서 필연적으로 발생되는 탈리액은 폐수로써 대부분 해양배출 등으로 폐기처분하여 2차 적인 해양오염을 유발하고 있다.Especially in the case of food waste, dehydrated cakes are recycled into wet feed, dry feed, and compost through the process of sorting, crushing, and dehydrating most of the food waste.In this case, the desorption liquid that is inevitably generated during disposal is disposed of as wastewater by marine discharge. It is causing secondary marine pollution.
축산폐수의 경우에도 대부분 혐기성 또는 호기성 소화법을 통해 액비화 및 퇴비화하여 자원화하고 있으나, 퇴비화방법은 처리시 혼합되는 톱밥비용과 판매망의 부족, 액비화방법 등은 국내 경작형태로는 효율적이지 않으며 뿌리는 시기가 한정되어있고 냄새로 인한 민원의 발생 등으로 자원화 하는데 여러 가지 문제점을 안고 있다. 그리고 이러한 고농도 유기성폐기물은 하수종말처리장에서 농축(부상식), 소화(호기성, 혐기성), 개량(약품처리), 탈수 및 건조 등의 단계를 거치면서 최종처분하는 시설이 운영되고 있으나, 이는 약품처리로 인해 자원화로 이용되기에는 적지 않은 환경적 문제점을 갖고 있으며, 공정상 필요한 넓은 부지와 이에 따른 운영비용이 크다는 문제점이 있다. 또한 직매립 방식은 이미 1995년부터 금지되어있고 2012년부터는 해양배출이 금지되는 상황으로 기술적, 경제적 및 친환경적인 처리방법이 시급한 실정이다. Most livestock wastewater is liquefied and composted through anaerobic or aerobic digestion, but composting methods are not efficient in domestic cultivation. Is limited and has various problems in resourceization due to the occurrence of complaints due to smell. In addition, these high concentration organic wastes are operated in the sewage terminal treatment plant through the stages of concentration (float), digestion (aerobic, anaerobic), improvement (medical treatment), dehydration and drying, but this is a chemical treatment. Due to this, there are not many environmental problems to be used as resources, and there is a problem in that the large site required for the process and the operation cost are high accordingly. In addition, direct landfilling has been banned since 1995, and marine discharge is banned since 2012. Therefore, technical, economic and environmentally friendly treatment methods are urgently needed.
이를 감안하여 종래에는 유기성폐기물을 이용하여 바이오가스를 생산하는 방법이 제안된 바 있다. 기존의 유기성폐기물 혐기성 소화조는 수직원통형의 소화조를 많이 사용하고 있으며, 소화조에 유입되는 폐수의 고형물농도가 5%이상 높은 상태에서는 소화조의 구조상 유기물분해, 산발효 및 메탄발효등의 박테리아가 부유성 미생물로 이들이 혼합된 상태이다.In view of this, a conventional method of producing biogas using organic waste has been proposed. Conventional organic waste anaerobic digesters use vertical cylindrical digesters, and when the solid concentration of wastewater entering the digesters is higher than 5%, bacteria such as organic decomposition, acid fermentation and methane fermentation are suspended in microorganisms. They are mixed.
따라서 이들 박테리아들의 균형과 생육조건 등의 이상적인 소화상태를 이루기가 힘들어 유기물의 완전소화에 따른 체류시간이 20 ∼ 30일의 장기간으로 소화조의 용량이 커지고 이에 따른 시설물의 대형화와 넓은 부지를 필요로 하는 등의 문제점을 가지고 있다.Therefore, it is difficult to achieve an ideal digestion condition such as balance and growth conditions of these bacteria, so that the capacity of digestion tank is increased for a long time of 20-30 days due to the complete digestion of organic matter, which requires the enlargement of facilities and a large site. There is a problem such as.
본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 고농도의 유기성폐기물을 혐기소화하여 바이오가스를 생산함에 있어 소화조의 소화능력을 좌우하는 기질과 미생물의 접촉을 극대화 시켰으며, 1단계 유기물분해 박테리아, 2,3단계 산생성 박테리아 및 4단계 메탄생성 박테리아를 독립된 소화조에서 바이오블록에 고착시킴으로써 고밀도로 군집해서 살 수 있도록 하였으며, 폐수의 유속을 일정하게 유지시켜 소화기간을 최단으로 단축시킴으로써 설비의 용량 및 체적을 축소시킬 수 있고, 소화조 내의 일정한 환경을 유지시키고 외부환경에 대한 쇼크를 최소화하기 위해 투입되는 유기성폐수의 온도와 pH 및 총고형물량을 최적상태로 조절하는 장치를 두고, 소화조로 투입되는 유기성폐기물의 양을 일일 100 ∼ 1000회에 걸쳐 소량씩 정량으로 연속적인 공급을 위한 장치를 갖는 다단계 혐기성소화조 및 이를 이용한 유기성폐기물의 바이오가스 생산방법을 제공함에 있다.The present invention was developed in view of the conventional problems, an object of the present invention was to maximize the contact of the substrate and microorganisms that influence the digestibility of the digester in producing biogas by anaerobic digestion of high concentration organic waste, 1 The organic biodegradable bacteria, the 2nd and 3rd acid-producing bacteria and the 4th methane-producing bacteria are fixed to the bioblock in an independent digester to live in a high density, and the wastewater flow rate is kept constant to shorten the digestion period. It is possible to reduce the capacity and volume of the equipment, and to maintain the constant environment in the digester and to control the temperature, pH and total solids of the organic wastewater introduced in order to minimize the shock to the external environment, Small amount of organic waste injected into the digester 100 to 1000 times a day Is a multi-stage anaerobic digestion and biogas production method of organic waste using the same having a device for the continuous supply to the amount to provide.
또한 소화조의 형태는 규격화 되어 있어, 처리용량 증가에 따른 증설을 용이하게 하고, 4단계의 소화조 공간에서 각기 다른 미생물이 배양될 수 있는 환경을 제공함으로써 소화효율을 높일 수 있는 단계별 공정으로 규격화된 고효율의 혐기성소화조 및 이를 이용한 유기성폐기물의 바이오가스 생산방법을 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, the type of digester is standardized, so it is easy to increase the capacity by increasing the processing capacity and provides a environment where different microorganisms can be cultivated in the four-stage digester space. Another purpose is to provide an anaerobic digestion tank and a biogas production method of organic waste using the same.
유기성폐기물을 순차적으로 흘러가도록 하는 4단계의 독립된 소화조, 각 단계별 소화조의 상부에는 순환펌프가 구비되어 유기성폐기물의 자연 흐름방향에 역으로 흐름을 유도하여 자체순환에 의한 독립적인 소화가 진행된 뒤 다음 단계로 넘어가도록 하고, 각 단계별 소화조의 하부에는 스크류컨베이어가 구비되어 소화과정에서 발생되는 침전물을 수시로 배출하도록 한 특징이 있다.Four stages of independent digester to allow organic waste to flow sequentially, and a circulating pump is provided at the upper part of each stage to induce flow reverse to the natural flow direction of organic waste so that independent digestion by self-circulation proceeds. To go to, the lower part of each stage of the digester is equipped with a screw conveyor is characterized in that it is often discharged sediment generated during the digestion process.
본 발명에 따르면 고농도 유기성폐기물을 혐기성소화에 의해 바이오가스를 생산하는 과정에서 4개의 독립된 단계별 소화조와 각 단계별 소화조 내에 6개 이상의 분할된 소화 셀에 장착된 바이오블록에 단계별 혐기성소화 박테리아의 독립적 군락형성으로 전체 혐기성 소화조의 효율을 향상시켰으며, 유기성폐기물의 온도와 pH를 최적상태로 조절하는 장치와, 소화조로 투입하는 유기성 폐기물의 양을 일일 100 ∼ 1,000회에 걸쳐 소량씩 정량을 연속적으로 공급하는 장치를 두어 소화조내의 쇼크를 최소화 하여 최적의 소화환경을 유지시켰으며, 기존 혐기성소화조의 형태에서 나타나는 설비의 대형화, 설치부지의 문제 등을 소형화된 소화조로써 해결하는 동시에 용량 및 크기가 규격화 되어 있어 설치 및 증설에 따른 용이성의 효과를 볼 수 있다.According to the present invention, in the process of producing biogas by anaerobic digestion of high-concentration organic waste, independent colonization of anaerobic digestion bacteria in stages in four independent staged digesters and bioblocks mounted in six or more divided digestion cells in each stage. The efficiency of the entire anaerobic digester is improved, and the device for optimally adjusting the temperature and pH of the organic waste and the amount of organic waste injected into the digester are continuously supplied in small amounts over 100 to 1,000 times a day. By installing a device to minimize the shock in the digester to maintain an optimal digestion environment, the size and size of the installation to solve the problem of large-scale installation, installation site, etc. appearing in the form of the existing anaerobic digester with a compact digester. And the effect of the ease of expansion can be seen.
또한 유기성폐수를 혐기성소화조에 투입하기 전에 혼합탱크에서 적정한 pH(5.0 ∼ 7.0)의 조절과 적정한 온도(30 ∼ 35℃)의 조절, 적정한 고형물량(TS: 5 ∼ 10%)을 조절하고 소량씩 일정량을 연속적으로 소화조에 투입시킴으로써 소화조내의 안정된 박테리아 서식환경과 활동을 유지시킬 수 있으며, 혐기성소화조 내의 독립된 단계별소화조에서는 자연적으로 각각의 박테리아 서식환경과 활동이 달라 이에 따른 효과도 다르게 나타나게 되며, 전체적인 혐기소화능력이 극대화 되어 다량의 바이오가스와 고순도의 메탄가스(CH4: 65 ∼ 75%)를 생산할 수 있는 효과가 있다.In addition, before the organic wastewater is introduced into the anaerobic digestion tank, the mixing tank is adjusted to a suitable pH (5.0 to 7.0), an appropriate temperature (30 to 35 ° C), an appropriate amount of solids (TS: 5 to 10%), and a small amount By continuously inserting a certain amount into the digester, it is possible to maintain a stable bacterial habitat and activity in the digester.Independent stage digestion tanks in anaerobic digesters naturally have different bacterial habitat environments and activities, resulting in different effects. The extinguishing capacity is maximized to produce a large amount of biogas and high purity methane gas (CH 4 : 65-75%).
도 1은 본 발명 한 실시예의 바이오가스 생산장치의 개략도 이고, 도 2는 본 발명 한 실시예의 혼합탱크의 개략도 이며, 도 3은 본 발명 한 실시예의 소화조의 사시도 이다.1 is a schematic view of a biogas production apparatus of an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic view of a mixing tank of an embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view of a digester of an embodiment of the present invention.
본 발명은 유기성폐기물에 함유되어 있는 큰 입자들을 1cm미만으로 잘게 분쇄하는 분쇄장치(15), 분쇄된 유기성폐기물의 온도와 pH를 조절하고 혼합하는 산도조절장치(3), 유기성폐기물을 소량씩 100 ∼ 1000회에 걸쳐 연속적으로 정량이송 시켜주는 정량이송장치(5) 및 1,2,3,4단계의 소화조(1)(1a)(1b)(1c)로 구성되고, 각 소화조의 하부에는 침전물을 배출하는 스크류컨베이어(7) 장치, 배출된 퇴적물을 탈수하는 탈수기(10) 및 탈수과정에서 발생되는 탈리액을 재순환장치로 투입하는 탈리액 이송탱크(11) 그리고 각 소화조에서 소화된 소화액을 배출하는 소화액 배출장치(9)로 크게 구분된다.The present invention is a grinding device (15) for finely crushing the large particles contained in the organic waste finely less than 1cm, acidity control device (3) for controlling and mixing the temperature and pH of the ground organic waste, a small amount of organic waste 100 It consists of a fixed quantity transfer device (5) to continuously and quantitatively transferred 1000 to 1000 times, and digestion tanks (1) (1a) (1b) (1c) of stages 1,2,3, and 4, each having a sediment at the bottom of each digester. Screw conveyor (7) device for discharging, dehydrator (10) for dewatering the discharged sediment, desorption liquid transfer tank (11) for inputting the desorption liquid generated in the dehydration process to the recirculation device and digestive liquid for discharging the digested liquid from each digester The discharge device 9 is largely divided.
상기 소화조는 유기성폐기물의 온도를 중온소화인 35 ∼ 39℃ 및 고온소화인 52 ∼ 58℃로 가온하여 발효시키는 직육면체의 형태로써, 이는 4개의 단계별 소화조(1)(1a)(1b)(1c)로 분리 구성되며, 각 단계별 소화조에는 상부에 순환펌프(6) 1 기와 하부에 스크류컨베이어(7) 2기씩이 장착되어져 있으며, 이 단계별 소화조(1)(1a)(1b)(1c)는 각기 여러개의 셀로 다시 나눠진다.The digester is in the form of a rectangular parallelepiped which is heated to a temperature of organic waste at 35 to 39 ° C. for medium digestion and 52 to 58 ° C. for high temperature digestion, which is a four stage digester (1) (1a) (1b) (1c). Each stage digester is equipped with one cycle pump (6) at the top and two screw conveyors (7) at the bottom, and each stage digester (1) (1a) (1b) (1c) It is divided into cells of.
나눠진 셀의 내부에는 여러개의 다공성 바이오블록(8)이 수직으로 배열 설치되어져 있다. 전처리단계(그라인딩 , 혼합(4), 가온(2), pH조절(3))를 거친 고농도 유기성폐기물은 온도조절장치(2)에 의해 35 ∼ 39℃ 혹은 52 ∼ 58℃로 가온되고, 산도조절장치(3)에 의해 pH5.0 ∼ 7.0으로 조절되며, 정량이송장치(5)에 의해 혐기성 소화조(1)(1a)(1b)(1c)에 유입된다. 유입 방법은 일일 투입량을 100 ∼ 1000회로 나눠 일정시간 간격을 두며 정량을 연속적으로 공급한다.Inside the divided cell, a plurality of porous bioblocks 8 are arranged vertically. High concentration organic waste, which has undergone the pretreatment steps (grinding, mixing (4), heating (2), pH control (3)), is heated to 35-39 ° C or 52-58 ° C by the temperature controller (2), and acidity control It is adjusted to pH5.0-7.0 by the apparatus 3, and it flows into anaerobic digestion tank 1 (1a) (1b) (1c) by the fixed-quantity transfer apparatus 5. The inflow method divides the daily input into 100 ~ 1000 times and supplies the quantitatively continuously at regular intervals.
상기 1단계 소화조(1)의 각 셀에 내장된 바이오블록(8)에는 유기물을 분해하는 유기물분해 박테리아가 서식하며, 상기 2,3단계 소화조(1a)(1b)의 각 셀에 내장된 바이오블록(8)에는 단분자 유기물질을 지방산, 당, 수소, 이산화탄소 및 아미노산으로 분해하는 산생성 박테리아가 서식하고, 상기 4단계 소화조(1c)의 각 셀에 내장된 바이오블록(8)에는 이산화탄소, 수소 및 활성지방산을 분해하여 최종적으로 매탄을 생성하는 매탄생성 박테이아가 서식한다. 이러한 서식 조건을 갖추기 위해선 각 소화조의 초기 가동으로 부터 약 2 ∼ 3개월의 안정화 기간을 거쳐 본격적인 바이오가스 생산이 가능하다.The bioblock 8 embedded in each cell of the first stage digester 1 inhabits organic decomposition bacteria that decompose organic matter, and the bioblock embedded in each cell of the second and third stage digesters 1a and 1b. In (8), acid-producing bacteria that decompose monomolecular organic substances into fatty acids, sugars, hydrogen, carbon dioxide, and amino acids are inhabited, and the bioblocks (8) embedded in each cell of the four-stage digestion tank (1c) have carbon dioxide and hydrogen. And methanol-generating bacteria that decomposes active fatty acids and finally produces methane. To meet these conditions, full-scale biogas production is possible after a stabilization period of about two to three months from the initial operation of each digester.
본 발명의 각 단계별 처리과정은 다음과 같다.Each step of the process of the present invention is as follows.
최초 유입된 유기성폐기물은 1단계 소화조(1)에 설치된 순환펌프(6)에 의해 유기성폐기물 진행방향의 역방향으로 각 셀 내부로 순환되면서 1단계 소화조(1)의 각 셀에 설치되어진 바이오블럭(8)을 통과하게 되고 이때 유기물분해 박테리아에 의해 유기성폐기물은 다분에서 단분자 구조로 분해된다.Firstly introduced organic waste is circulated into each cell in the reverse direction of the organic waste proceeding by the circulation pump 6 installed in the first stage digestion tank 1, and the bio block installed in each cell of the first stage digestion tank 1 In this case, organic waste is decomposed into monomolecular structure by polyorganisms.
1단계 소화조(1)에서 1차 소화를 마친 유기성폐기물은 순환 유입구를 통해 2단계 소화조(1a)로 유입되어 1단계 소화조와 같은 형태로 순환되며 2단계 혐기성소화를 진행한다. 2단계 소화조(1a)에서 2차 소화를 마친 폐기물은 순환 유입구를 통해 3단계 소화조(1b)로 유입되어 2단계 소화조와 같은 형태로 순환되며 3단계 혐기성소화를 진행한다. 2,3단계 소화조(1a)(1b)에는 산생성 박테리아가 서식하는 바이오블록(8)이 각 셀에 내장된 것이므로 1단계 소화에서 생성된 유기성폐기물의 지방 및 단백질을 지방산 및 아미노산으로 분해한다.Organic waste, which has undergone primary digestion in the first stage digester (1), enters the second stage digester (1a) through the circulation inlet, circulates in the same form as the first stage digester, and proceeds with the second stage anaerobic digestion. Wastes that have undergone secondary digestion in the second stage digester (1a) are introduced into the third stage digester (1b) through the circulation inlet, circulated in the same form as the second stage digester, and undergo the third stage anaerobic digestion. In the second and third digestion tanks (1a) and (1b), bioblocks (8) in which acid-producing bacteria are inhabited are embedded in each cell, so that fats and proteins of organic waste generated in the first stage digestion are decomposed into fatty acids and amino acids.
2,3단계 소화조(1a)(1b)에서 2,3차 소화를 마친 유기성폐기물은 순환 유입구를 통해 4단계 소화조(1c)로 유입되어 3단계 소화조와 같은 형태로 순환되며 각 바이오블록(8)에 서식하는 매탄생성 박테리아에 의해 지방산 및 아미노산이 탄산 및 암모니아로 분해되어 4단계 혐기성소화를 진행한다. Organic wastes from the 2nd and 3rd stage digesters (1a) (1b) that have completed the 2nd and 3rd digestion are flowed into the 4th stage digester (1c) through the circulation inlet and circulated in the same form as the 3rd stage digester. Fatty acid and amino acids are decomposed into carbonic acid and ammonia by methanogenic bacteria inhabiting them and undergoing 4 stage anaerobic digestion.
총 4단계 소화조(1)(1a)(1b)(1c)를 거치면서 최초 유입된 고농도 유기성폐기물은 기질의 물성과 고형물함량에 따라 2 ∼ 5일의 소화기간을 통해 고분자화합물→구성단위화합물→중간대사물→초산,수소,이산화탄소→메탄,이산화탄소 등으로의 과정이 진행되며 소화된 소화액은 소화액 배출장치(9)에 의해 배출된다.The high concentration of organic waste first introduced through the four stage digester (1) (1a) (1b) (1c) is polymer compound → constituent unit compound → through digestion period of 2 to 5 days depending on the physical properties and solids content of the substrate. The intermediate metabolite → acetic acid, hydrogen, carbon dioxide → methane, carbon dioxide and the like proceeds and the digested extinguishing fluid is discharged by the extinguishing fluid discharge device (9).
이 진행과정은 연속적인 선입선출형태로 진행되어지며, 진행과정동안 침전 퇴적되어지는 퇴적물은 각 단계 소화조 하단에 장착되어져 있는 2기의 스크류컨베이어(7)에 의해 소화조의 운전과 상관없이 언제든지 배출된다. 배출되어진 퇴적물은 탈수기(10)로 이송되며, 탈수된 고형물은 양질의 퇴비로 사용하고 발생된 탈리 액은 탈리액이송탱크(11)에 모아져 전처리단계인 혼합탱크(4)로 재순환시켜 탈리액에 존재하는 박테리아를 재활용한다. 각 단계의 소화조에서 발생되는 바이오가스는 상부에 마련된 가스층 공간에 모아지며 이 가스는 수분응축과 탈황과정을 거쳐 고순도 바이오가스로 저장되어 사용하게 된다.This process proceeds in the form of continuous first-in, first-out, and sediment deposited during the process is discharged at any time regardless of the operation of the digester by means of two screw conveyors 7 mounted at the bottom of the digester. . The discharged sediment is transferred to the dehydrator (10), the dehydrated solids are used as a good compost and the desorption liquid generated is collected in the desorption liquid transfer tank (11) and recycled to the mixing tank (4), which is a pretreatment step, present in the desorption liquid. Recycle bacteria Biogas from each stage digester is collected in the gas layer space provided at the top, and this gas is stored and used as high-purity biogas after condensation and desulfurization.
도 1은 본 발명 한 실시예의 바이오가스 생산장치의 개략도1 is a schematic diagram of a biogas production apparatus according to one embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명 한 실시예의 혼합탱크의 개략도2 is a schematic diagram of a mixing tank of one embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명 한 실시예의 소화조의 사시도Figure 3 is a perspective view of the digester of one embodiment of the present invention
도 4는 본 발명 한 실시예의 소화조의 흐름을 나타낸 평면도Figure 4 is a plan view showing the flow of the digester of one embodiment of the present invention
<도면의 주요부분에 대한 부호설명> <Code Description of Main Parts of Drawing>
1 : 1단계 소화조 1a : 2단계 소화조1: 1st stage digester 1a: 2nd stage digester
1b : 3단계 소화조 1c : 4단계 소화조1b: 3-stage digester 1c: 4-stage digester
2 : 온도조절장치 3 : 산도조절장치2: temperature controller 3: acidity controller
4 : 혼합탱크 5 : 정량이송장치4: Mixing tank 5: Feeding device
6 : 순환펌프 7 : 스크류컨베이어6: circulation pump 7: screw conveyor
8 : 바이오블록 9 : 소화액 배출장치8: bioblock 9: digestive fluid discharge device
10 : 탈수기 11 : 탈리액 이송탱크10: dehydrator 11: desorber transfer tank
12 : 탈수케익 호퍼 13 : 교반기12: dehydrated cake hopper 13: agitator
14 : 순환펌프 15 : 분쇄장치14 circulation pump 15 grinding device

Claims (5)

  1. 유기성폐기물을 순차적으로 흘러가도록 하는 4단계의 독립된 소화조,Four stages of independent digestion tanks allowing organic waste to flow sequentially
    각 단계별 소화조의 상부에는 순환펌프가 구비되어 유기성폐기물의 자연 흐름방향에 역으로 흐름을 유도하여 자체순환에 의한 독립적인 소화가 진행된 뒤 다음 단계로 넘어가도록 하고,A circulation pump is provided at the upper part of each stage of the digester to induce the flow in reverse to the natural flow direction of the organic waste so that independent digestion by self circulation proceeds to the next stage,
    각 단계별 소화조의 하부에는 스크류컨베이어가 구비되어 소화과정에서 발생되는 침전물을 수시로 배출하도록 한 것을 특징으로 하는 다단계 혐기성 소화조.Multi-stage anaerobic digester, characterized in that the lower portion of each digester is equipped with a screw conveyor to discharge the sediment generated during the digestion process from time to time.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 각 단계별 소화조들은 각각의 내부가 다수의 셀로 세분화 되어 있으며,The digesters in each stage are each divided into a plurality of cells,
    각 셀들에는 다공성 바이오블록이 설치되어 혐기성 소화박테리아들이 고밀도로 군집을 형성하여 소화성능이 향상되도록 한 것을 특징으로 하는 다단계 혐기성 소화조.Multi-step anaerobic digester, characterized in that the porous bioblock is installed in each cell anaerobic digestion bacteria to form a high-density cluster to improve the digestive performance.
  3. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 1단계 소화조의 바이오블록들에는 유기물을 지방 및 단백질로 분해하는 유기물분해 박테리아가 서식하고,Bioblocks of the first stage digester are inhabited by organic decomposition bacteria that break down organic matter into fats and proteins,
    상기 2,3단계 소화조의 바이오블록들에는 지방 및 단백질을 지방산 및 아미노산으로 분해하는 산생성 박테리아가 서식하며,The bioblocks of the second and third digestive tanks are inhabited by acid-producing bacteria that break down fats and proteins into fatty acids and amino acids.
    상기 제4단계 소화조의 바이오블록들에는 지방산 및 아미노산을 탄산 및 암모니아로 분해하는 매탄생성 박테리아가 서식하도록 한 것을 특징으로 하는 다단계 혐기성 소화조.The bioblocks of the fourth stage digester is a multi-stage anaerobic digester, characterized in that incubated bacteria that decompose fatty acids and amino acids into carbonic acid and ammonia.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항을 이용하여 바이오가스를 생산하되,Producing biogas using any one of claims 1 to 3,
    각 단계별 소화조의 바이오블록들마다 혐기성 소화 박테리아들이 서식하도록 각 단계별 소화조를 안정화 시키는 단계;Stabilizing the digester in each stage so that anaerobic digestion bacteria inhabit the bioblocks of the digester in each stage;
    안정화 단계가 끝나면 상기 유기성폐기물의 온도와 pH를 조절하여 1단계 소화조로 투입하는 단계;After the stabilization step, the step of adjusting the temperature and pH of the organic waste to the first stage digester;
    상기 유기성폐기물이 1단계 소화조의 유기물분해 박테리아, 2,3단계 소화조의 산생성 박테리아 및 4단계 소화조의 매탄생성 박테리아에 의해 순차적으로 분해 처리되어 매탄가스가 생성되도록 하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기성폐기물의 바이오가스 생산방법.The organic wastes are sequentially decomposed by organic decomposition bacteria of the first stage digester, acid-producing bacteria of the second and third stage digesters, and methanogenic bacteria of the fourth stage digester to generate methane gas. Biogas production method of waste.
  5. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    정량이송장치를 이용하여 일일 투입량을 100 ∼ 1000회로 나눠 일정시간 간격을 두며 정량 연속적으로 공급하여, 2 ∼ 5일의 소화기간을 거처 유기성폐기물에서 매탄가스를 얻는 것을 특징으로하는 유기성폐기물의 바이오가스 생산방법.Biogas of organic wastes, characterized in that methane gas is obtained from organic wastes after 2 to 5 days of digestion by supplying quantitatively continuously by dividing the daily input amount into 100 ~ 1000 cycles using a fixed quantity transfer device. Production method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101253444B1 (en) * 2011-08-31 2013-04-11 서울대학교산학협력단 Pig production system with an anaerobic fermentation process of pig-slurry
KR101278514B1 (en) 2011-01-07 2013-06-25 주식회사 미랜 바이오에너지 Methane gas production system using multi-stage anaerobic digester

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960008069U (en) * 1994-08-13 1996-03-15 박삼근 Manure and food waste treatment equipment
KR0175775B1 (en) * 1996-11-20 1999-04-01 배순훈 Organic sludge purification system using microorganisms
KR100396478B1 (en) 2000-03-02 2003-09-02 동명산업 주식회사 Apparatus for disposing organic matter to obtain methane gas therefor
KR100770956B1 (en) 2006-12-20 2007-10-26 윤서복 Apparatus of natural extincting feces and urine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960008069U (en) * 1994-08-13 1996-03-15 박삼근 Manure and food waste treatment equipment
KR0175775B1 (en) * 1996-11-20 1999-04-01 배순훈 Organic sludge purification system using microorganisms
KR100396478B1 (en) 2000-03-02 2003-09-02 동명산업 주식회사 Apparatus for disposing organic matter to obtain methane gas therefor
KR100770956B1 (en) 2006-12-20 2007-10-26 윤서복 Apparatus of natural extincting feces and urine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101278514B1 (en) 2011-01-07 2013-06-25 주식회사 미랜 바이오에너지 Methane gas production system using multi-stage anaerobic digester
KR101253444B1 (en) * 2011-08-31 2013-04-11 서울대학교산학협력단 Pig production system with an anaerobic fermentation process of pig-slurry

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