KR100957554B1 - 혐기성 소화조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혐기성 소화조에 관한 것으로서, 폐수가 유입되는 폐수 유입관과 처리가 완료된 소화여액이 배출되는 배출관을 구비하는 소화조 몸체부; 상기 소화조 몸체부의 내부에 설치되며, 중심부에는 소화조 몸체부 내부의 폐수가 이동할 수 있는 통공이 형성된 경사판; 상기 소화조 몸체부 외부에 설치되는 펌프; 상기 경사판 하부 안쪽으로 연장 설치되며, 상기 펌프의 동작에 의해 소화조 몸체부 내부의 폐수를 외부로 흡입 배출하는 배출 파이프; 상기 배출 파이프의 개방 및 폐쇄 동작을 수행하는 배출 파이프 개폐 밸브; 소화조 몸체부 내부의 상부와 연결되며, 상기 배출 파이프를 통해 배출된 폐수를 상기 소화조 몸체부 상부를 통해 소화조 몸체부 내부로 유입시키는 제1 유입 파이프; 상기 제1 유입 파이프의 개방 및 폐쇄 동작을 수행하는 제1 개폐 밸브; 소화조 몸체부의 내부에서 소화조 몸체부 내부의 일정 영역을 다른 영역과 구획하도록 형성된 안정화 격벽; 및 상기 안정화 격벽에 의해 구획된 영역에 설치되어 소화조 몸체부 내부의 미생물이 부착되는 미디어층을 포함하며, 상기 배출 파이프 개폐 밸브의 개방 또는 폐쇄 동작에 의해 상기 배출 파이프를 통한 폐수의 배출이 제어되고, 상기 제1 개폐 밸브의 개방 또는 폐쇄 동작에 의해 상기 배출 파이프를 통해 배출되는 폐수가 상기 제1 유입 파이프로 유입되며, 상기 소화조 몸체부의 배출관은 상기 미디어층과 상기 안정화 격벽에 의해 구획된 영역의 소화 영역에 배치된 것을 특징으로 하는 침전물 생성 방지 기능을 구비하는 혐기성 소화조를 제공한다.

Description

혐기성 소화조{ANAEROBIC DISGESTION BATH}

본 발명은 혐기성 소화조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 혐기성 소화조 내에 축적되는 침전물의 생성을 방지하고, 미생물의 유출을 억제하는 동시에 유출수를 안정화할 수 있는 기능을 효과적으로 수행할 수 있는 혐기성 소화조에 관한 것이다.

일반적으로 혐기성소화(嫌氣性消化)라 함은, 밀폐된 탱크 안에 음식물류 폐기물 탈리액, 분뇨 등의 각종 유기성 폐수를 투입하여 혐기성 미생물의 분해작용에 의해 유기성 폐수를 메탄가스로 분해시키는 것을 의미하는데, 이러한 과정을 처리하기 위하여 유기성 폐수를 수용하는 탱크를 혐기성 소화조라 한다. 이러한 혐기성 소화조는 설치 후 시간이 경과함에 따라 그 내부에 석회질, 뼈가루, 섬유질 등의 침전물이 계속 쌓이게 되는데, 이러한 침전물은 소화조 바닥부에서부터 상부쪽으로 점차 적층되면서 고형화되어 소화조 내부 공간을 차지하므로 소화조의 처리 용량을 감소시키게 된다. 또한, 시간이 더욱 경과하게 되면 적층된 침전물은 소화조 바닥쪽으로 붕괴하는 경우가 많아서 보통 소화조 바닥부에 설치되는 외부 배출구를 막게 되므로 소화조의 정상적인 동작을 방해하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 소화조의 바닥부를 경사진 깔대기 모양으로 시공하거나 교반기를 설치하여 펌프를 이용하여 교반기를 통해 소화조 내부의 폐수를 교반시키는 등의 방법으로 혐기성 소화조 내부에서 침전물의 생성을 방지하기 위한 여러 가지 방법이 제시되고 있다. 이러한 종래의 혐기성 소화조들은 어느 정도의 교반 기능을 수행할 수는 있으나 설치 및 유지 보수가 어렵고 시간이 경과함에 따라 교반 기능이 쇠퇴함으로써 혐기성 소화조를 설치한 이후 결국 인력 또는 고가의 장비를 투입하여 내부를 청소하는 작업을 수행해야 한다는 점에서 여전히 한계점을 가지고 있다. 이에 본 특허출원의 출원인은 이러한 종래의 교반 기능을 구비하는 혐기성 소화조의 문제점을 해결하기 위한 혐기성 소화조를 발명하여 특허출원 제10-2009-0060510호(침전물 생성 방지 기능을 구비하는 혐기성 소화조)로써 출원한 바 있다.

도 1은 상기 특허출원에 개시된 혐기성 소화조의 단면도를 나타낸 것으로서, 도 1의 혐기성 소화조(100)는 소화조 몸체부(10) 외부에 하부에 설치되는 배출 파이프(13)와 제1 유입 파이프(15)와 제2 유입 파이프(17)를 통해 펌프(12)에 의하여 폐수를 순환시키면서, 소화조 몸체부(10) 내부에 설치된 경사판(11)에 의하여 폐수가 소화조의 아래쪽으로 유도되도록 하고, 제1 유입 파이프(15)의 적절한 개폐 동작에 의해 폐수의 순환 흐름을 만들어 줌으로써 소화조(100) 하부쪽에 침전물이 생기지 않도록 하는 교반 기능을 수행하도록 하는 점을 주요 특징으로 한다.

도 1의 혐기성 소화조는 교반 기능의 면에서는 매우 효율적으로 동작할 수 있다는 장점을 갖는다. 그러나, 상기 특허출원에 개시된 혐기성 소화조는 혐기성 소화조의 또 다른 문제점 즉, 소화조 내부의 미생물이 소화조에서 배출되는 유출수와 함께 유출되는 비율이 높다는 문제점은 그대로 가지고 있다. 또한, 종래의 혐기성 소화조는 소화조 내부에서 일정 기간이 지나면 소화조 용량에 따라서 자동적으로 배출되게 되므로 소화조 내부에서의 안정화 기능이 상대적으로 부족한 점이 있었다. 따라서, 교반 기능을 적절히 수행하도록 하는 동시에 소화조로부터의 미생물의 유출을 최대한 방지할 수 있으며 안정화 기능을 수행할 수 있는 혐기성 소화조의 개발이 요망되고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 혐기성 소화조 내부에서 교반 기능을 적절하게 수행할 수 있으며, 소화조 내부의 미생물이 유출수와 함께 배출되는 것을 억제하고 소화조에서 배출되는 유출수를 안정화시킴으로써 혐기성 소화조 후단에 연결되는 후처리 공정 시설을 최소화할 수 있으며 슬러지 발생량을 현저하게 감소시킬 수 있는 혐기성 소화조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 폐수가 유입되는 폐수 유입관과 처리가 완료된 소화여액이 배출되는 배출관을 구비하는 소화조 몸체부; 상기 소화조 몸체부의 내부에 설치되며, 중심부에는 소화조 몸체부 내부의 폐수가 이동할 수 있는 통공이 형성된 경사판; 상기 소화조 몸체부 외부에 설치되는 펌프; 상기 경사판 하부 안쪽으로 연장 설치되며, 상기 펌프의 동작에 의해 소화조 몸체부 내부의 폐수를 외부로 흡입 배출하는 배출 파이프; 상기 배출 파이프의 개방 및 폐쇄 동작을 수행하는 배출 파이프 개폐 밸브; 소화조 몸체부 내부의 상부와 연결되며, 상기 배출 파이프를 통해 배출된 폐수를 상기 소화조 몸체부 상부를 통해 소화조 몸체부 내부로 유입시키는 제1 유입 파이프; 상기 제1 유입 파이프의 개방 및 폐쇄 동작을 수행하는 제1 개폐 밸브; 소화조 몸체부의 내부에서 소화조 몸체부 내부의 일정 영역을 다른 영역과 구획하도록 형성된 안정화 격벽; 및 상기 안정화 격벽에 의해 구획된 영역에 설치되어 소화조 몸체부 내부의 미생물이 부착되는 미디어층을 포함하며, 상기 배출 파이프 개폐 밸브의 개방 또는 폐쇄 동작에 의해 상기 배출 파이프를 통한 폐수의 배출이 제어되고, 상기 제1 개폐 밸브의 개방 또는 폐쇄 동작에 의해 상기 배출 파이프를 통해 배출되는 폐수가 상기 제1 유입 파이프로 유입되며, 상기 소화조 몸체부의 배출관은 상기 미디어층과 상기 안정화 격벽에 의해 구획된 영역의 소화 영역에 배치된 것을 특징으로 하는 침전물 생성 방지 기능을 구비하는 혐기성 소화조를 제공한다.

여기에서, 상기 안정화 격벽은 상기 경사판의 표면과 이격되도록 형성되어, 상기 이격된 간격을 통해 내부의 소화여액이 소통되도록 형성할 수 있다.

또한, 상기 안정화 격벽에 의해 구획되는 영역 아래쪽의 경사판에는 적어도 하나 이상의 제2 통공이 형성될 수 있다.

또한, 상기 미디어층은 판상으로 되어 미생물이 부착될 수 있도록 한 부착재를 적어도 하나 이상 경사지도록 배열한 것일 수 있다.

또한, 소화조 몸체부 내부의 상기 경사판 하부 안쪽으로 연장되어, 상기 배출 파이프를 통해 배출된 폐수를 상기 펌프의 동작에 의해 소화조 몸체부 내부로 유입시키는 제2 유입 파이프; 및 상기 제2 유입 파이프의 개방 및 폐쇄 동작을 수행하는 제2 개폐 밸브를 더 포함하도록 구성할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 혐기성 소화조 내부에서의 교반이 적절히 이루어질 수 있으므로 침전물의 생성을 최대한 방지할 수 있으며, 혐기성 소화조의 관리 및 유지 비용을 절감하고 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 혐기성 소화조 내부에서 유출되는 유출수에 미생물이 함께 배출되는 것을 억제할 수 있으므로 소화조 후단에서의 미생물 농축 등의 공정을 최소화할 수 있는 효과가 있으며, 따라서 전체적인 관리 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 혐기성 소화조 내부에서 유출수를 안정화시킬 수 있으므로 폐수 처리의 효율을 증가시킬 수 있다.

도 1은 특허출원 제10-2009-0060510호(침전물 생성 방지 기능을 구비하는 혐기성 소화조)에 개시된 혐기성 소화조의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 혐기성 소화조의 단면도이다.
도 3은 경사판의 일예를 나타낸 평면도이다.
도 4는 안정화 격벽이 설치된 소화조 몸체부의 평면도의 일예를 나타낸 것이다.
도 5는 미디어층의 일예를 나타낸 도면이다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 혐기성 소화조의 단면도를 나타낸 것이다.

도 2의 실시예의 혐기성 소화조는 도 1에서 설명한 혐기성 소화조와 기본적인 형태가 유사하지만, 도 1의 혐기성 소화조와 비교해 볼 때, 후술하는 바와 같이 안정화 격벽(22)이 형성된 것과 미디어층(23)이 형성되어 있다는 점에서 가장 큰 차이점이 있다.

도 2를 참조하면, 도 2의 혐기성 소화조(100)는 폐수가 유입되는 폐수 유입관(19)과 처리가 완료된 소화여액이 배출되는 소화여액 배출관(20)을 구비하는 소화조 몸체부(10)와, 상기 소화조 몸체부(10)의 내부에 설치되는 경사판(11)과, 상기 소화조 몸체부(10) 외부에 설치되는 펌프(12)와, 펌프(12)의 동작에 의해 소화조 몸체부(10) 내부의 폐수를 외부로 흡입 배출하는 배출 파이프(13)와, 상기 배출 파이프(13)의 개방 및 폐쇄 동작을 수행하는 배출 파이프 개폐 밸브(14)와, 배출 파이프(13)를 통해 배출된 폐수를 소화조 몸체부(10) 상부를 통해 소화조 몸체부 내부로 유입시키는 제1 유입 파이프(17)와, 상기 제1 유입 파이프(17)의 개방 및 폐쇄 동작을 수행하는 제1 개폐 밸브(18)와, 배출 파이프(13)를 통해 배출된 폐수를 펌프(12)의 동작에 의해 소화조 몸체부(10) 내부로 유입시키는 제2 유입 파이프(15)와, 제2 유입 파이프(15)의 개방 및 폐쇄 동작을 수행하는 제2 개폐 밸브(16)를 포함한다는 점은 도 1의 혐기성 소화조와 유사하다. 도 2의 혐기성 소화조는 이에 더하여 소화조 몸체부(10)의 내부에서 소화조 몸체부(10) 내부의 일정 영역을 다른 영역과 구획하도록 형성된 안정화 격벽(22)과, 상기 안정화 격벽(22)에 의해 구획된 영역에 설치되어 소화조 몸체부(10) 내부의 미생물이 부착되는 미디어층(23)을 더 포함한다. 한편, 상기 제2 유입 파이프(15)와 이를 제어하는 제2 개폐 밸브(16)는 생략하여 구성할 수도 있다.

이러한 구성의 혐기성 소화조(100)는 상기 배출 파이프 개폐 밸브(14)의 개방 또는 폐쇄 동작에 의해 상기 배출 파이프(13)를 통한 폐수의 배출이 제어되고, 상기 제1 및/또는 제2 개폐 밸브(16,18)의 개방 또는 폐쇄 동작에 의해 상기 배출 파이프(13)를 통해 배출되는 폐수가 상기 제1 및/또는 제2 유입 파이프(15,17)로 유입되어 교반 기능을 수행하고, 상기 안정화 격벽(22)은 소화조 몸체부(10) 내부에서 일정 영역을 구획함으로써 안정화 기능을 수행함과 동시에 안정화 격벽(22)에 의해 구획된 영역내에 배치된 상기 미디어층(23)에 의해 미생물의 유출을 방지하는 기능을 수행하게 된다.

상기 소화조 몸체부(10)는 일반적으로 대략 10~15m 정도의 직경과 높이 20~45m 정도의 원통형으로 형성되지만, 이에 한정되는 것은 아니며 설치 장소 및 용량 등의 필요에 따라 자유롭게 형성할 수 있다. 소화조 몸체부(10)는 그 중간부에 폐수가 유입되는 폐수 유입관(19)과 처리가 완료된 소화여액이 배출되는 소화여액 배출관(20)이 연결되어 있다. 도 1에서의 폐수 유입관(19)은 소화조 몸체부(10)의 상부쪽에 설치되어 소화조 몸체부(10) 내부 아래쪽까지 연장된 것으로 되어 있으나 도 2에서의 폐수 유입관(19)은 몸체부(10) 중간부에 설치되어 있다는 점에서 차이가 있다. 다만, 이러한 차이점은 당업자에 의해 자유롭게 취사 선택할 수 있는 구성이고 본 발명에 특별한 영향을 미치지는 않는다. 이러한 폐수 유입관(19)을 통해서는 예컨대 축산분뇨, 음식물류 폐기물 탈리액 등과 같은 유기성 폐수가 유입되고, 소화여액 배출관(20)을 통해서는 처리가 완료된 소화 여액이 외부의 저장 탱크나 2차 처리 시설 등으로 배출되게 된다. 소화조 몸체부(10)의 덮개부에는 일반적으로 메탄 가스 등과 같이 폐수에서 발생하는 가스를 배출하기 위한 가스 배출관이 형성된다. 상기 폐수 유입관(19)은 그 단부가 후술하는 경사부(11)의 통공(111) 위쪽에 위치하도록 연장되어 있으며, 소화여액 배출관(20)은 소화조 몸체부(10) 상단에 위치하는데, 전술한 안정화 격벽(22)에 의해 구획되는 영역의 미디어층(23)의 위쪽에 설치되어, 미디어층(23)을 통과한 소화 여액을 외부로 배출하게 된다.

소화조 몸체부(10) 내부의 중간부분의 약간 아래쪽에는 경사판(11)이 설치된다. 도 3은 경사판(11)의 평면도의 일예를 나타낸 것으로서, 도 2 및 도 3을 참조하면, 경사판(11)은 소화조 몸체부(10) 내벽에 밀착 고정되도록 소화조 몸체부(10) 내부 형상과 동일한 형태로 형성되어 있음을 알 수 있다. 예컨대 소화조 몸체부(10)의 내면이 원통형인 경우라면 경사판(11)도 원형으로 형성된다. 도 2 및 도 3의 경우에는 원형 깔대기 형상으로 되어 있음을 알 수 있다. 상기 경사판(11)의 중심부에는 소화조 몸체부(10) 내부의 폐수가 이동할 수 있는 통공(111)이 형성되어 있다. 상기 경사판(11)은 소화조 몸체부(10) 내면으로부터 통공(111) 쪽으로 아래쪽으로 기울어진 형태로 경사지게 형성된다. 또한, 경사판(11)의 가장자리부에는 적어도 하나 이상의 가스 순환용 통공(112)이 형성되어 소화조 몸체부(10)의 하단으로부터 발생하는 가스가 순환하도록 한다. 경사판(11)의 통공(111)은 경사판(11) 윗쪽의 폐수가 아래쪽으로 보다 잘 유도될 수 있도록 아래쪽을 향해 돌출 연장된 연장부(113)를 갖는다. 또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 안정화 격벽(22)에 의해 구획되는 영역에 대응되는 경사판(11)의 영역의 표면에는 적어도 하나 이상의 제2 통공(112-1)이 형성되어 소화조 몸체부(10) 내부 아래쪽의 소화 여액 및 가스가 이를 통하여 안정화 격벽(22)에 의해 구획된 영역과 소통될 수 있도록 한다.

한편, 펌프(12)는 소화조 몸체부(10) 외부에 설치되며, 후술하는 바와 같이 배출 파이프(13)를 통해 소화조 몸체부(10) 내부로부터 폐수를 흡입 배출 시켜서 제1 유입 파이프(17) 및/또는 제2 유입 파이프(15)를 통해 소화조 몸체부(10) 내부로 폐수를 순환 유입시키게 된다.

상기 경사판(11) 아래쪽에는 펌프(12)의 동작에 의해 소화조 몸체부(10) 내부의 폐수를 외부로 흡입 배출하기 위한 배출 파이프(13)가 설치되며, 배출 파이프(13)에는 배출 파이프(13)의 개방 및 폐쇄 동작을 수행하는 배출 파이프 개폐 밸브(14)가 설치된다. 배출 파이프(13)는 소화조 몸체부(10)의 바닥부에 근접한 위치에서 소화조 몸체부(10)와 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 소화조 몸체부(10) 내부의 경사판(11) 하부 안쪽에는 제2 유입 파이프(15)가 연장 형성되는데, 제2 유입 파이프(15)는 상기 배출 파이프(13)를 통해 배출된 폐수를 펌프(12)의 동작에 의해 소화조 몸체부(10) 내부로 순환 유입시키게 된다. 제2 유입 파이프(15)에도 개방 및 폐쇄 동작을 수행하기 위한 제2 개폐 밸브(16)가 설치된다. 이러한 제2 유입 파이프(15) 및 제2 개폐 밸브(16)는 몸체부(10)에서 배출되는 배출수를 재차 소화조 몸체부(10)의 하부쪽으로 유입시켜 몸체부(10) 하부쪽에서 폭기에 의한 교반 기능을 수행하기 위한 것으로서, 그 구체적인 구성 및 작용은 도 1의 혐기성 소화조에서와 동일하므로 상세한 설명은 생략하며 자세한 사항은 도 1의 혐기성 소화조에 대한 특허출원 제10-2009-0060510호를 참조하는 것으로 한다. 또한, 전술한 바와 같이, 제2 유입 파이프(15) 및 제2 개폐 밸브(16)는 생략하여 구성할 수도 있다.

또한, 소화조 몸체부(10)의 상부쪽으로는, 상기 배출 파이프(13)를 통해 배출된 폐수를 소화조 몸체부(10) 상부를 통해 내부로 유입시키기 위한 제1 유입 파이프(17)가 배치된다. 제1 유입 파이프(17) 또한 그 개방 및 폐쇄 동작을 수행하기 위한 제1 개폐 밸브(18)가 제공된다. 제1 유입 파이프(17)는 배출 파이프(13)와 연결되며 제1 개폐 밸브(18)가 개방된 경우 펌프(12)에 의해 배출 파이프(13)로부터 배출되는 폐수를 소화조 몸체부(10) 상부로 이동시켜 소화조 몸체부(10) 상부를 통해 소화조 몸체부(10) 내부로 순환 유입 시키도록 동작한다. 이러한 제1 유입 파이프(17) 및 제1 개폐 밸브(18)의 구체적인 구성 및 작용 또한 도 1의 혐기성 소화조와 거의 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

이러한 구성의 소화조(100)는 전체적으로 각 밸브의 동작에 의해 동작된다. 즉, 배출 파이프 개폐 밸브(14)의 동작에 의해 배출 파이프(13)의 개방 또는 폐쇄가 이루어지고, 제2 개폐 밸브(16) 및 제1 개폐 밸브(18)에 의해 제2 유입 파이프(15) 및 제1 유입 파이프(17)의 개방 또는 폐쇄가 이루어지게 된다. 이들 밸브들의 동작은 소화조(100)의 순환을 위해 미리 설정된 컨트롤러에 의해 자동적으로 이루어지도록 구성될 수도 있으며, 작업자의 수동 작업에 의해 개폐되도록 구성할 수도 있다. 상기 밸브들의 동작은 각각 독립적이며 원하는 바에 따라 이들 중 일부를 폐쇄하고 일부를 개방하도록 동작할 수 있으며, 이들에 의하여 소화조 몸체부(10) 내부에서 교반 작용이 이루어지게 된다.

한편, 소화조 몸체부(10)의 바닥부에는 제2 경사판(21)이 추가적으로 형성될 수도 있는데, 이는 제2 유입 파이프(15)로부터 유입되는 폐수의 흐름을 소화조 몸체부(10)의 바닥부의 중심부로 유도하도록 바닥부의 중심을 향해 아래쪽으로 경사진 형태로 되어 있으며, 이 또한 도 1의 혐기성 소화조에서의 구성과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 안정화 격벽(22)은 소화조 몸체부(10)의 내부에서 소화조 몸체부 내부의 일정 영역을 다른 영역과 구획하도록 형성된 것으로서, 이에 의하여 구획된 영역에서는 소화조 몸체부(10) 내부의 소화 여액을 외부로 배출하기 전에 안정화하는 기능을 수행하게 된다. 도 4는 안정화 격벽(22)이 설치된 소화조 몸체부(10)의 평면도의 일예를 나타낸 것으로서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 안정화 격벽(22)은 소화조 몸체부(10) 내부의 내벽에 결합 고정되고, 도 2에 나타낸 바와 같이 상부쪽으로는 소화 여액의 최대 수면 위쪽으로 연장되고 하부쪽으로는 경사판(11)의 표면 위쪽가 접촉하지 않도록 일정 간격 이격되도록 연장형성된다. 경사판(11)의 표면과의 이격된 간격을 통해서는 소화조 몸체부(10) 내부의 다른 영역과 내부의 폐수 또는 가스가 소통될 수 있게 된다. 안정화 격벽(22)은 도 4에 나타낸 바와 같은 형상에 한정되지 않으며, 도 3에 나타낸 바와 같이 "ㄷ"자 형태로 형성될 수도 있음은 물론이다. 필요에 따라서는, 반원이나 아크 형태로 형성할 수도 있을 것이며 중요한 것은 일정한 영역을 다른 영역과 구분하여 구획할 수 있는 형태로 한다는 점이다.

한편, 미디어층(23)은 소화조 몸체부(10) 내부의 폐수에 포함되어 있는 미생물이 폐수의 흐름에 의하여 배출관(20)을 통해 배출되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 예컨대 도 5에 나타낸 바와 같이 구성할 수 있다. 도 5를 참조하면, 판상 형태의 미생물을 부착시킬 수 있는 부착재(231)를 정면에서 볼 때 약 45도 정도로 경사지도록 나란히 배열한 것을 2단으로 구성하여 형성할 수 있다. 이와 같은 미디어층(23)에 의하여 미생물이 소화조 몸체부(10) 내부에서 상부쪽으로 폐수의 흐름에 의하여 부상하는 경우 미디어층(23)의 부착재의 표면에 달라붙게 되기 때문에, 미생물이 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있는 기능을 수행할 수 있다. 이는 부착재(231)의 표면에 미생물이 계속적으로 달라붙게 되면 미생물이 덩어리를 형성하게 되고 어느 정도 이상의 크기를 갖는 덩어리를 형성하면 자체의 무게에 의하여 소화조 몸체부(10) 아래쪽으로 떨어지게 되는 성질을 이용한 것이다. 부착재(231)는 이와 같이 미생물이 잘 달라붙을 수 있는 성질의 재료로 형성하는데, 예컨대 PVC재, 플라스틱재, 스텐레스재 등으로 형성할 수 있다. 또한, 미디어층(23)의 형상은 도 5에 나타낸 형태에 한정되는 것이 아니며 기타 다양한 형태로 구성할 수 있음은 물론이다. 미디어층(23)의 구체적인 구성은 종래에 공지되어 있는 각종 미디어층을 그대로 이용할 수도 있음은 물론이다.

다음으로, 상기한 바와 같은 구성의 소화조(100)의 동작에 대해서 설명한다. 우선, 혐기성 소화조(100)의 교반 동작은 다음과 같이 이루어지는데, 이는 도 1의 혐기성 소화조와 기본적으로 유사하게 이루어진다. 외부로부터 폐수가 폐수 유입관(19)을 통해 유입되면, 유입되는 폐수는 경사판(11)의 통공(111) 위쪽에 위치하는 폐수 유입관(19)의 단부를 통해 소화조 몸체부(10) 내부로 유입된다. 유입되는 폐수는 경사판(11)에 의해 경사판(11) 위쪽으로 흐르지 않고 통공(111)을 통해서 경사판(11) 아래쪽으로 흘러들게 된다. 이 때, 펌프(12)가 구동되고 배출 파이프 개폐 밸브(14)가 개방되면 배출 파이프(13)를 통해 경사판(11) 아래쪽에 위치하는 폐수가 소화조 몸체부(10) 외부로 흡입 배출되고, 배출된 폐수들은 제2 개폐 밸브(16) 및/또는 제1 개폐 밸브(18)의 개방/폐쇄에 의하여 제2 유입 파이프(15) 및/또는 제1 유입 파이프(17)로 흐르게 된다. 폐수는 제1 유입 파이프(15)와 제2 유입 파이프(17)로 동시에 유입될 수도 있고 이들 중 어느 하나로만 유입될 수도 있으며 이러한 제어는 상기 밸브(16,18)의 제어에 의해 이루어진다.

제2 유입 파이프(15)로 유입되는 폐수는 전술한 바와 같이 분기 파이프(151)를 통해 경사판(11) 아래쪽의 소화조 몸체부(10) 내부로 분산되어 유입되고, 제1 유입 파이프(17)로 유입되는 폐수는 소화조 몸체부(10) 상부로 유입된다. 제2 유입 파이프(15)를 통해 유입되는 폐수는 분기 파이프(151)를 통해 소화조 몸체부(10) 아래쪽에서 분산 배출되어 일종의 기폭 작용에 의해 경사판(11) 아래쪽에서 소화조 몸체부(10) 바닥쪽으로의 흐름을 만들게 되므로, 소화조 몸체부(10) 바닥쪽에 침전되는 침전물의 생성을 방지할 수 있게 된다. 이 때, 경사판(11)에 의하여 소화조 몸체부(10) 상부쪽으로의 흐름은 거의 차단되므로, 경사판(11) 아래쪽에서의 연속적인 순환 흐름을 만들 수 있게 된다. 배출 파이프(13)와 제2 유입 파이프(15)를 연속적으로 순환 가동시키게 되면, 소화조 몸체부(10) 내부의 경사판(11) 아래쪽에는 연속적인 순환 유체 흐름이 반복되고 이러한 흐름에 의해 침전물이 바닥쪽에 적층되는 것을 막을 수 있게 된다.

제1 개폐 밸브(18)의 개방에 의해 제1 유입 파이프(17) 쪽으로 유입된 폐수는 소화조 몸체부(10) 상부를 통해 소화조 몸체부(10)로 유입되는데, 제1 유입 파이프(17)를 통해 유입되는 폐수는 소화조 몸체부(10) 상부쪽에 위치하지만, 전술한 바와 같이 소화조 몸체부(10) 아래쪽에서의 유체 흐름에 의해 경사판(11)과 통공(111)과 연장부(113)에 의해 소화조 몸체부(10) 아래쪽으로 서서히 흘러들게 된다. 한편, 소화조 몸체부(10) 아래쪽에서는 메탄 가스 등과 같은 가스가 발생하게 되는데, 이러한 가스는 전술한 바와 같이 덮개부의 가스 배출관을 통해 배출되는데, 소화조 몸체부(10) 아래쪽에서 발생하는 가스는 경사판(11)의 가장자리에 형성된 가스 순환용 통공(112)을 통해 소화조 몸체부(10) 위쪽으로 상승하고 가스 배출관을 통해 배출되게 된다. 이와 같은 과정을 반복함으로써, 소화조(100)는 각종 폐수를 점차적으로 안정된 소화여액 및 메탄가스로 분해시키게 되고, 처리가 완료된 소화여액은 소화여액 배출관(20)을 통해 저장 탱크나 2차 처리 시설로 배출되게 된다.

한편, 안정화 격벽(22) 및 미디어층(23)에 의한 안정화 기능 및 미생물 유출 방지 동작은 다음과 같이 이루어진다.

전술한 바와 같이 교반 동작이 수행되면서 소화조 몸체부(10) 내부에서는 폐수가 순환하게 되는데, 내부의 하부쪽에 주로 미생물이 분포하는 미생물 베드(bed)층이 형성되게 된다. 이러한 소화조 몸체부(10) 내부의 폐수는 순환되면서 안정화 격벽(22)의 하단부와 경사판(11) 사이의 통로를 통해 안정화 격벽(22)에 의해 구획된 영역으로 일부 이동하게 된다. 안정화 격벽(22)에 의해 구획된 영역으로 이동하는 폐수는 압력 및 폐수의 흐름에 의해 상부쪽으로 흐름이 형성되며 이 때 미생물 베드층에 주로 포함되어 있던 미생물도 일부 함께 상부쪽으로 이동하게 되는데, 이 때 미디어층(23)에 의해 전술한 바와 같이 미생물이 미디어층(23)에 달라붙게 되고 미생물을 제외한 나머지 폐수만이 미디어층(23)을 통과하여 상부쪽으로 이동하고 상부에 형성된 배출관(20)을 통해 외부로 배출되게 된다. 전술한 바와 같이 미디어층(23)에 달라붙은 미생물들은 덩어리를 형성하게 되고 어느 정도의 크기를 갖게 되면 자체의 무게에 의해 다시 아래쪽으로 낙하하므로 다시 미생물 베드층을 형성하게 되어 소화조 몸체부(10) 내부에 포함되는 미생물을 적절한 농도로 최대한 유지할 수 있게 된다.

또한, 안정화 격벽(22)에 의해 구획되는 영역에 수용되는 폐수들은 소화조 몸체부(10) 내부의 다른 영역들과 분리 구획된 상태에서 안정화될 수 있으므로, 외부로 배출되기 이전 단계에서 안정화 기능을 보다 원활히 수행할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였으나 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아님은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명은 첨부한 특허청구범위 및 도면 등의 전체적인 기재를 참조하여 해석되어야 할 것이며, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100...혐기성 소화조, 10...소화조 몸체부,
11...경사판, 12...펌프,
13...배출 파이프, 14...배출 파이프 개폐 밸브,
15...제2 유입 파이프, 16...제2 개폐 밸브,
17...제1 유입 파이프, 18...제1 개폐 밸브,
19...폐수 유입관, 20...소화여액 배출관,
21... 제2 경사판, 22...안정화 격벽,
23...미디어 층

Claims (5)

1. 폐수가 유입되는 폐수 유입관과 처리가 완료된 소화여액이 배출되는 배출관을 구비하는 소화조 몸체부;
   상기 소화조 몸체부의 내부에 설치되며, 중심부에는 소화조 몸체부 내부의 폐수가 이동할 수 있는 통공이 형성된 경사판;
   상기 소화조 몸체부 외부에 설치되는 펌프;
   상기 경사판 하부 안쪽으로 연장 설치되며, 상기 펌프의 동작에 의해 소화조 몸체부 내부의 폐수를 외부로 흡입 배출하는 배출 파이프;
   상기 배출 파이프의 개방 및 폐쇄 동작을 수행하는 배출 파이프 개폐 밸브;
   소화조 몸체부 내부의 상부와 연결되며, 상기 배출 파이프를 통해 배출된 폐수를 상기 소화조 몸체부 상부를 통해 소화조 몸체부 내부로 유입시키는 제1 유입 파이프;
   상기 제1 유입 파이프의 개방 및 폐쇄 동작을 수행하는 제1 개폐 밸브;
   소화조 몸체부의 내부에서 소화조 몸체부 내부의 일정 영역을 다른 영역과 구획하도록 형성된 안정화 격벽; 및
   상기 안정화 격벽에 의해 구획된 영역에 설치되어 소화조 몸체부 내부의 미생물이 부착되는 미디어층
   을 포함하며,
   상기 배출 파이프 개폐 밸브의 개방 또는 폐쇄 동작에 의해 상기 배출 파이프를 통한 폐수의 배출이 제어되고, 상기 제1 개폐 밸브의 개방 또는 폐쇄 동작에 의해 상기 배출 파이프를 통해 배출되는 폐수가 상기 제1 유입 파이프로 유입되며,
   상기 소화조 몸체부의 배출관은 상기 미디어층과 상기 안정화 격벽에 의해 구획된 영역의 소화 영역에 배치되고,
   상기 안정화 격벽은 상기 경사판의 표면과 이격되도록 형성되어, 상기 이격된 간격을 통해 내부의 소화여액이 소통되도록 형성된 것을 특징으로 하는 혐기성 소화조.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 안정화 격벽에 의해 구획되는 영역 아래쪽의 경사판에는 적어도 하나 이상의 제2 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 혐기성 소화조.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 미디어층은 판상으로 되어 미생물이 부착될 수 있도록 한 부착재를 적어도 하나 이상 경사지도록 배열한 것을 특징으로 하는 혐기성 소화조.
   
5. 제1항에 있어서,
   소화조 몸체부 내부의 상기 경사판 하부 안쪽으로 연장되어, 상기 배출 파이프를 통해 배출된 폐수를 상기 펌프의 동작에 의해 소화조 몸체부 내부로 유입시키는 제2 유입 파이프; 및
   상기 제2 유입 파이프의 개방 및 폐쇄 동작을 수행하는 제2 개폐 밸브
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화조.

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