KR101418650B1 - 혐기성소화장치 및 혐기성소화장치 운영방법 - Google Patents

혐기성소화장치 및 혐기성소화장치 운영방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음식물슬러지, 가축 분뇨 및 하수슬러지 등을 연속식으로 소화 처리하면서 소화효율을 높이기 위하여 슬러지 농축설비 저류조로부터 물리적으로 분리된 두 개 이상의 소화조를 직렬 연결하여 슬러지를 소화 처리하므로 슬러지가 소화하는데 필요한 최소한의 체류시간을 확보하면서 소화를 위한 시딩이 용이하여 유기물 슬러지를 최대한 소화시킨 후에 소화슬러지 저류조를 거쳐서 소화슬러지를 탈수기로 탈수하여 탈수케익으로 처리하는 혐기성소화장치 및 혐기성소화장치 운영방법에 관한 것이다.

Description

혐기성소화장치 및 혐기성소화장치 운영방법{Anaerobe digestor and operating method for anaerobe digest}
본 발명은 음식물슬러지, 가축 분뇨 및 하수슬러지 등을 연속적으로 소화 처리하면서 소화효율을 높이기 위하여 슬러지 농축설비 저류조로부터 물리적으로 분리된 두 개 이상의 소화조를 직렬 연결하여 슬러지를 소화 처리하므로 슬러지가 소화하는데 필요한 최소한의 체류시간을 확보하면서 소화를 위한 시딩이 용이하여 유기물 슬러지를 최대한 소화시킨 후에 소화슬러지 저류조를 거쳐서 소화슬러지를 탈수기로 탈수하여 탈수케익으로 처리하는 혐기성소화장치 및 혐기성소화장치 운영방법에 관한 것이다.
음식물슬러지, 가축의 분뇨 및 하수슬러지 등 폐기물 량은 점차 증가하고, 이들 슬러지에 포함된 유기물질의 량 역시 증가하고 있으므로 이를 효율적으로 처리하는 것은 매우 중요하다.
종래의 연속식으로 처리하는 혐기성소화조의 경우에는 하나의 소화조를 사용하거나 1단 소화조와 2단 소화조로 나누어서 직렬로 처리하는 시스템으로 구성하되, 1단 소화조는 매일 설정된 량의 슬러지를 주입하여 소화시키는데 사용하고, 2단 소화조는 소화슬러지 저류조로 소화된 슬러지에서 발생한 기체와 고체를 분리하는 소화조로 구성되어 있다.
소화조 하나를 이용하여 연속식으로 소화를 하는 경우에는 소화 체류시간을 20일로 설정하더라도 매일 소화조로 주입되는 슬러지와 매일 소화조에서 소화슬러지 저류조로 이송되는 슬러지가 존재하므로 소화조로 주입되는 슬러지 중 1/20 정도는 하루 이하의 시간만 소화조에서 체류하는 결과를 초래하고, 이와 같이 계산을 할 경우에 소화조에 주입되는 슬러지의 1/20 내지 8/20 정도가 소화에 필요한 최소 체류시간 7일 내지 8일을 확보할 수 없어서 소화 후 탈수 시 슬러지 케익의 량이 증가하고 효율적으로 유기물 슬러지를 에너지자원으로 활용하지 못하는 문제점이 있다.
SBR(sequential batch reactor)의 경우에는 체류시간을 확보할 수 있으나, 각각의 소화조에 대하여 필요한 온도 및 압력 등의 혐기성 소화조건을 맞추기 위하여 시딩하는데 시간과 시설비가 많이 소요되는 문제점이 있다.
혐기성 소화균의 성장속도가 느리기 때문에 소화에 필요한 체류시간의 확보와 혐기성 소화환경을 만들어주는 것은 매우 중요하다.
본 발명이 해결하려는 과제는 두 개 이상의 소화조를 이용하여 음식물슬러지 및 하수폐기물 등을 중온(35-45) 또는 고온 소화(55-65)로 연속식(continuous flow)으로 소화 처리하도록 구성하여 소화조에서 유기물질 소화에 필요한 최소한의 체류시간을 유지함과 동시에 혐기성 소화조건을 충족시키기 위한 시딩이 용이하도록 구성하여 소화효율을 높여서 탈수 후 최종 슬러지의 량을 줄이고, 유기물질 소화시 발생하는 에너지를 효율적으로 자원화하는데 있다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 두 개 이상의 소화조를 직렬로 연결 설치하여 연속식으로 슬러지를 소화 처리하되, 매일 처리할 수 있는 슬러지 처리량을 제1 소화조로 주입하고, 최종단 소화조에서 소화되어 배출되는 슬러지 량은 주입되는 1일 처리량만큼 배출시켜 균형을 이룰 수 있도록 구성하여 최소한의 체류시간을 확보하여 연속적으로 유기물 슬러지를 소화 처리하는데 있다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 체류시간 20 일로 설정되어 있을 경우에 교반용 임펠라가 설치된 소화조가 직렬로 많이 연결될수록 제1 소화조로 주입되어 소화에 필요한 체류시간을 확보하지 못하고 최종단 소화조로 배출되는 슬러지 량을 최소화할 수 있으나. 소화조 설치에 따른 비용 및 설치공간을 고려하여 체류시간과 소화조의 수를 적정하게 유지하는데 있다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 보다 효율적으로 소화시키기 위하여 유기물 슬러지를 소화에 필요한 혐기성소화균을 슬러지 주입구 또는 슬러지 주입구와 인접하게 투입구를 설치하여 주입하도록 구성하고, 체류시간을 최대한 확보하여 소화효율을 향상시키기 위하여 수위계와 연동하는 이송펌프 가동주기를 최대한 길게 설정함으로 소화되지 아니하고 배출되는 슬러지 량을 최대한 줄일 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 과제 해결 수단은 음식물슬러지, 가축 분뇨 및 하수슬러지 등을 두 개 이상 소화조를 직렬로 연결하여 각각의 소화조에 수위계를 설치하여 주입 또는 이송에 따라 변화하는 슬러지의 레벨을 측정하여 설정된 레벨에 도달하면 해당 소화조로 슬러지를 이송하는 이송펌프의 동작을 중지시키도록 구성하고, 최종단에 설치된 소화조에서 일일 배출량만큼 배출되도록 구성되며, 소화된 슬러지가 소화슬러지 저류조로 배출되면, 전단의 소화조로부터 수위계와 연동하는 이송펌프를 이용하여 순차적으로 슬러지를 이동시키면서 소화시키도록 구성되고, 이렇게 구성하여 제1 소화조는 슬러지 농축설비 저류조로부터 일일 투입량을 슬러지 주입펌프에 의하여 주입받도록 구성되며, 혐기성 소화균의 시딩은 슬러지 주입구 또는 제1 소화조 일측에 주입구를 설치하여 주입되고, 적어도 두 개 이상의 소화조를 물리적으로 분리하여 직렬로 설치하여 유기물 슬러지를 소화 처리할 수 있도록 구성된 혐기성소화장치 및 혐기성소화장치 운영방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 슬러지를 연속식으로 소화 처리하기 위하여 2개 이상 직렬로 연결 설치된 소화조의 전단에 위치하는 슬러지 농축설비 저류조와 직렬로 연결된 다수의 소화조에서 소화를 마친 소화 슬러지를 이송 저장하기 위한 소화슬러지 저류조를 구비하고, 일일 주입량을 소화 처리하기 위하여 최종단에 설치된 소화조에서 일일 배출량만큼 소화시켜 슬러지를 소화슬러지 저류조로 배출하는 단계와, 직렬로 연결된 전단 소화조로부터 수위계와 연동하는 이송펌프를 이용하여 순차적으로 슬러지를 이동시키면서 소화하는 단계와; 마지막으로 제1 소화조는 슬러지 농축설비 저류조로부터 일일 투입량을 슬러지 주입펌프에 의하여 투입받아서 소화 처리하는 단계를 포함하는 혐기성소화장치 운영방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 제1 소화조의 전단에 위치하는 슬러지 농축설비 저류조와, 슬러지 농축설비 저류조에서 제1 소화조로 슬러지를 주입하기 위한 슬러지 주입배관 및 주입 배관 일측에 설치된 슬러지 주입펌프와, 주입된 슬러지를 교반하면서 소화시키기 위한 제1 소화조와, 제1 소화조의 후단 소화조에 설치된 수위계에서 연속적으로 측정되는 레벨에 기초하여 주입된 슬러지가 설정된 상한치에 도달할 때까지 제1 소화조에서 후단 소화조로 슬러지를 이송하기 위한 배관 및 슬러지 이송펌프와, 이송된 슬러지를 교반하면서 소화시키는 후단 소화조와, 순차적으로 후단 소화조에 설치된 수위계에서 연속적으로 측정되는 레벨을 바탕으로 후단 소화조에 설정된 상한치에 도달할 경우에 후단 소화조 또는 최종 소화조로 슬러지를 이송하기 위한 배관 및 배관 일측에 설치된 슬러지 이송펌프 및 최종단에 설치된 소화조에 설치된 소화된 슬러지 배출구로 구성하되, 2개 이상의 소화조가 직렬로 연결 설치된 혐기성소화장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 슬러지를 보다 효율적으로 소화시키기 위하여 유기물 슬러지를 소화시키기 위한 혐기성 소화균을 주입하는 시딩을 위한 주입구를 슬러지 주입구 또는 제1 소화조 일측에 설치하고, 체류시간을 최대한 확보하여 소화효율을 향상시키기 위하여 3 개 이상의 소화조를 설치하며, 수위계와 연동하는 이송펌프의 가동주기를 길게 설정하므로 소화되지 아니하고 이송되는 슬러지 량을 최대한 줄일 수 있는 혐기성소화장치 및 혐기성소화장치 운영방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 두 개 이상의 소화조를 이용하여 음식물슬러지 및 하수폐기물 등을 중온(35-45) 또는 고온 소화(55-65)로 연속식(continuous flow)으로 소화 처리하도록 구성하여 소화조에서 유기물질 소화에 필요한 최소한의 체류시간을 유지함과 동시에 혐기성 소화조건을 충족시키기 위한 시딩이 용이하도록 구성하여 소화효율을 높여서 탈수 후 최종 슬러지의 량을 줄이고, 유기물질 소화시 발생하는 에너지를 효율적으로 자원화할 수 있는 유리한 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 두 개 이상의 소화조를 직렬로 설치하여 연속식으로 슬러지를 소화 처리하되, 매일 처리할 수 있는 슬러지 처리량을 제1 소화조로 주입하고, 최종단 소화조에서 소화되어 배출되는 슬러지 량은 주입되는 1일 처리량만큼 배출시켜 균형을 이룰 수 있도록 구성하여 유기물 소화에 필요한 최소한의 체류시간을 확보하여 효율적으로 유기물 슬러지를 소화 처리하는데 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 체류시간 20 일로 설정되어 있을 경우에 교반용 임펠라가 설치된 소화조가 직렬로 많이 연결될수록 제1 소화조로 주입되어 소화에 필요한 체류시간을 모두 채우지 못하고 최종단 소화조로 배출되는 슬러지 량을 최소화할 수 있으나. 소화조 설치에 따른 비용 및 설치공간을 고려하여 체류시간과 소화조의 수를 적정하게 유지하는데 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 보다 효율적으로 소화시키기 위하여 유기물 슬러지를 소화에 필요한 혐기성소화균을 슬러지 주입구 또는 슬러지 주입구와 인접 설치하여 주입하도록 구성하고, 체류시간을 최대한 확보하여 소화효율을 향상시키기 위하여 수위계와 연동하는 이송펌프 가동주기를 길게 설정함으로 소화되지 아니하고 이송되는 슬러지 량을 최대한 줄일 수 있도록 하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 3개의 혐기성소화조를 직렬로 연결한 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 4개의 혐기성소화조를 직렬로 연결한 구조를 도시한 것이다.
도 3 내지 5는 본 발명에 따른 4개의 혐기성소화조를 사용하여 20일 체류시간을 설정할 때 각각의 소화조에 남은 슬러지 량, 총배출량 및 당일 배출량을 도시한 것이다.
도 6은 도 3 내지 5에서 1일 투입량을 1로 하였을 경우에 총배출량 및 당일 배출량을 도시한 것이다.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다.
본 발명은 음식물슬러지, 가축 분뇨 및 하수슬러지 등을 두 개 이상 소화조를 직렬로 연결하여 각각의 소화조 내부에 수위계를 설치하여 주입 또는 이송되는 슬러지의 레벨을 측정하여 설정된 레벨에 도달하면 다음 소화조로 순차적으로 소화 슬러지를 이송하기 위한 이송펌프가 소화조와 소화조를 연결하는 배관 일측에 설치되어 있다.
또한 소화된 슬러지를 최종단 소화조로부터 소화슬러지 저류조로 일일 배출량만큼 배출구를 통해서 배출하고, 슬러지 농축설비 저류조로부터 제1 소화조로 일일 투입량이 슬러지 주입펌프에 의하여 주입되도록 구성되어 있다.
본 발명은 혐기성소화조를 적어도 2개 이상을 물리적으로 분리하여 직렬로 설치하며, 바람직하게는 3개 이상 설치하여 슬러지의 체류시간을 확보함과 동시에 유기물 소화에 필요한 혐기성 소화균을 주입하는 시딩(seeding)을 용이하게 하도록 구성되어 있다.
혐기성 소화를 위한 혐기성 소화균을 주입하는 시딩(seeding)은 혐기성 소화조의 전단에 위치하는 슬러지 농축설비 저류조에서 혐기성 제1 소화조로 슬러지를 주입하는 주입구 또는 제1 소화조 일측에 설치하여 주입하도록 시딩용 배관과 펌프가 설치되어 있다. 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다.
<실시 예>
<실시 예1>
본 발명에 따른 구체적인 실시 예1은 혐기성소화장치 운영방법에 대하여 기술하고, 실시 예2에서는 혐기성소화장치에 대하여 기술한다.
먼저 본 발명에 따른 혐기성소화장치 운영방법에 대하여 살펴본다.
본 발명에 따른 혐기성소화장치 운영방법을 위하여 운영되는 혐기성소화장치는 연속식으로 슬러지를 소화 처리하기 위하여 2개 이상 직렬로 연결되어 혐기성 소화조가 설치되고, 각각의 소화조에는 주입 또는 배출되는 슬러지의 레벨(슬러지 양)을 측정하기 위한 수위계가 설치되어 있고, 수위계와 연동하는 슬러지 이송펌프가 직렬로 연결된 소화조와 소화조사이에 설치된 배관 일측에 설치되어 있다.
명세서 상에서는 슬러지 농축설비 저류조와 연결되는 제일 첫단에 위치하는 소화조를 제1 소화조라 하고, 제1 소화조 다음단에 위치하는 소화조를 제2 소화조라 하며, 순차적으로 제3 소화조, 제4 소화조, ...., 소화슬러지 저류조와 연결되는 소화조를 최종단 소화조라 한다.
본 발명에 따른 혐기성소화장치 운영방법은 연속식으로 슬러지를 소화 처리하기 위하여 2개 이상 직렬로 연결 설치된 혐기성 제1 소화조의 전단에는 슬러지 농축설비 저류조가 설치되고, 최종단 소화조 후단(다음단)에는 소화슬러지 저류조가 설치되고, 직렬로 연결된 모든 소화조는 소화를 위한 슬러지가 채워져 정상적으로 동작하는 것으로 가정한 상태에서 이루어진다.
다음은 도 2에 도시된 4개의 소화조가 설치된 혐기성소화장치를 바탕으로 본 발명에 따른 혐기성소화장치 운영방법을 구체적으로 살펴본다.
a) 본 발명에 따른 혐기성소화장치 운영방법은 최종단 소화조(도 2에서 제4 소화조에 해당함)에서 소화 처리된 소화슬러지는 소화슬러지 저류조로 일일 배출량만큼 1회 또는 2회 이상 소화슬러지 배출구를 통해서 최종단 소화조에 설치된 수위계와 연동하는 이송펌프를 가동하여 설정된 레벨만큼(하한치) 소화 슬러지를 소화슬러지 저류조로 이송시키는 단계를 거친다.
b) 최종단 소화조(도 2의 제4 소화조)에서 배출된 소화슬러지를 채우기 위하여 최종단 소화조 전단에 위치한 제3 소화조로부터 소화슬러지를 이송펌프를 가동하여 최종단 소화조에 설치된 수위계와 연동하여 설정된 레벨에 도달할 때까지 이송하는 단계를 거친다.
c) 제2 소화조에서 제3 소화조로 상기(b)에서와 동일한 방법으로 제2 소화조로부터 소화슬러지를 이송펌프를 가동하여 제3 소화조에 설치된 수위계와 연동시켜 설정된 레벨에 도달할 때까지 이송하는 단계를 거친다.
d) 제1 소화조에서 제2 소화조로 상기(b)에서와 동일한 방법으로 제1 소화조로부터 소화슬러지 이송펌프를 가동하여 제2 소화조에 설치된 수위계와 연동시켜 설정된 레벨에 도달할 때까지 이송하는 단계를 거친다.
e) 슬러지 농축설비 저류조에서 소화조의 제일 첫 단에 위치한 제1 소화조로 상기(b)에서와 동일한 방법으로 슬러지 주입펌프(제1 소화조로 슬러지를 주입하는 펌프를 '슬러지 주입펌프'라 한다)를 가동하여 제1 소화조에 설치된 수위계와 연동시켜 설정된 레벨(상한치)에 도달할 때까지 슬러지를 이송하는 단계를 거친다.
이와 같은 방법으로 4개 이상 또는 이하의 소화조가 직렬로 연결된 경우에도 동일한 방법으로 소화조를 운영할 수 있다.
본 발명에 따른 혐기성소화장치 운영방법에서는 각각의 소화조에 설치된 수위계에서 측정한 슬러지 레벨에 기초하여 슬러지 주입펌프 또는 이송펌프를 가동하여 슬러지를 순차적으로 소화조로 이송할 때 소화슬러지를 공급받는 해당 소화조에 설정된 상한치가 슬러지를 공급하는 해당 소화조의 하한치보다 우선순위를 높게 설정하여 각각의 소화조에 설정된 상한치까지 슬러지를 채운 조건에서 운전이 이루어지도록 제어하는 것이 바람직하다.
최종단 소화조를 제외한 소화조에서는 하한치를 설정하지 않을 수도 있다.
소화슬러지 저류조에 이송 저장된 소화된 슬러지는 탈수하여 슬러지 케익을 만들고, 소화 시 생성되는 메탄가스를 에너지로 이용할 수 있도록 구성되어 있다.
본 발명 명세서에 기재된 제1 소화조, 제2 소화조,..., 제n 소화조, 최종단 소화조는 혐기성 소화조를 의미하며, 각각의 혐기성 소화조는 혐기성 소화조의 전단에 위치하는 슬러지 농축설비 저류조에서 슬러지를 제1 소화조로 주입할 때 소화를 활성화하기 위하여 주입되는 혐기성소화균이 활동하기 적합한 환경조건, 온도 및 압력이 유지되도록 구성되어 있다.
본 발명에서의 시딩은 제1 소화조에 슬러지를 주입할 때 혐기성소화균을 필요한 량만큼 주입하도록 구성하여 중간에 별도로 주입하지 아니하여도 될수 있도록 구성하여 유지비용을 줄이면서 효율적인 소화를 이룰 수 있도록 구성되어 있다.
물론 상기 기술적 구성을 변형하여 여러 개의 소화조가 직렬로 연결될 시 중간에 시딩부를 더 추가할 수도 있다.
직렬로 연결되는 혐기성소화조의 수가 많을수록 소화에 필요한 최소일(7일 내지 8일)을 채우지 못하고 배출되는 슬러지의 량이 줄어들어 소화효율을 높일 수 있지만, 설치비용과 설치공간을 많이 차지하는 문제점이 있다.
슬러지 농축설비 저류조의 용량은 소화조에서 1회 소화 처리할 수 있는 슬러지 량의 3배내지 7배 정도가 바람직하나, 소화조의 수, 용량 및 소화조건 등을 고려하여 이를 벗어나는 수치로 설계 제작할 수도 있다.
통상적으로 소화조에서 슬러지를 소화시키는 기간은 15일내지 30일 정도이나, 실시 예1에서는 20일로 설정되었다고 가정하고 설명한다.
통상적으로 하나의 소화조를 사용하여 소화시킬 경우에 n 일 후 슬러지 총배출량은 식(1)에 의하여 계산되어진다.
n 일 후 슬러지 배출량 = 1일 투입량×[1 - {(체류일수-1)/체류일수}n] --- (1)
로 계산된다.
본 발명에서와 같이 체류시간을 확보하기 위하여 직렬로 2개 이상의 소화조를 연결하여 각각의 소화조에 설치된 일펠라를 회전시켜 교반하면서 순차적으로 이송하면서 소화시킬 경우에는 식(1)보다 계산이 다소 복잡해진다.
통상적으로 소화조의 용량은 1 일 투입량을 기준으로 20일 분을 소화 처리할 수 있는 경우에 20일 체류시간을 가질 수 있으며, 이를 소화조 용량이라고 한다.
도 3 내지 5는 본 발명에 따른 4개의 혐기성소화조를 사용하여 20일로 체류시간을 설정하고, 4개의 소화조 모두 유기물 슬러지가 채워져 소화가 정상적으로 이루어지고 있는 상태에서, 1일(day) 에 주입된 슬러지가 각각의 소화조에 남은 슬러지 량, 총배출량 및 당일 배출량을 도시한 것이다.
도1 내지 도3으로 도시한 이유는 하나의 도면으로 도시할 수 없어서 3개의 도면으로 나누어 도시한 것이다.
도 6은 도 3 내지 5에서 1일 투입량을 1로 가정하였을 경우에 총배출량 및 당일 배출량을 도시한 것이다.
도3 내지 도 6에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 3 내지 도 5에 표시된 수치는 동일한 용량과 크기를 가진 4 개의 소화조를 직렬로 연결하여 각각의 소화조에 유기물 슬러지를 채워서 정상적으로 소화시키는 경우에 1일(도 3에 표시된 1 day) 슬러지 투입량을 1로 가정하고, 이를 제1 소화조로 주입하였을 경우에 1일(1 day)에 주입된 슬러지가 4 개의 소화조 각각에 남은 슬러지 량, 총배출량 및 당일 배출량을 계산하여 표시한 것이다.
소화를 위하여 슬러지가 소화조에 체류하는 일수를 20일(소화조 용량)로 가정하고, 동일한 용량의 혐기성 소화조의 수를 4개를 설치할 경우에 각각의 혐기성 소화조에서 슬러지가 체류하는 일수는 5일이 된다.
구체적인 계산방법을 1일(1 day)내지 3일(2day) 경우 일부만 살펴본다. 나머지는 동일한 방법으로 계산이 이루어지므로 생략한다.
총 체류기간은 20일이고, 각각의 소화조 체류기간은 5일이며, 직렬로 연결된 소화조 수는 4개로 계산한다(도 2의 경우에 해당함).
제1, 제2, 제3 및 제4 소화조 1일째에 기재된 도 3의 수치를 살펴본다.
1 일(day)의 제1 소화조에 기재된 남은 슬러지 량 0.8 은 1-1×(1-((5-1)/5)1)=0.8 의 계산에 의하여 얻은 것이다.
1 일(day)의 제2 소화조에 기재된 남은 슬러지 량 0.16은 0.2-0.2×(1-((5-1)/5)1)=0.16 의 계산에 의하여 얻은 것이다(여기서 0.2는 1-0.8(제1 소화조에 남은 량)에서 얻은 것임).
1 일(day)의 제3 소화조에 기재된 남은 슬러지 량 0.032 는 0.04-0.04×(1-((5-1)/5)1)=0.032 의 계산에 의하여 얻은 것이다(여기서 0.04는 0.2-0.16(제2 소화조에 남은 량)에서 얻은 것임).
1 일(day)의 제4 소화조에 기재된 남은 슬러지 량 0.0064 는 0.008-0.008×(1-((5-1)/5)1)=0.0064 의 계산에 의하여 얻은 것이다(여기서 0.008 은 0.04-0.032(제3 소화조에 남은 량)에서 얻은 것임).
제1, 제2, 제3 및 제4 소화조 2일째(2 day)에 기재된 도 3의 수치를 살펴본다.
2 일(day)의 제1 소화조에 기재된 남은 슬러지 량 0.64는 0.8(1-1/(20/4)=0.64 의 계산에 의하여 얻은 것이다(여기서 0.8은 1일 제1 소화조에 남은 슬러지 량이고, 20은 체류시간이며, 4는 소화조의 수임).
2 일(day)의 제2 소화조에 기재된 남은 슬러지 량 0.256은 (0.16+0.64×(1/((20/4)-1)))(1-1/(20/4))=0.32×0.8=0.256 의 계산에 의하여 얻은 것이다(여기서 0.16은 1일 제2 소화조에 남은 량이고, 0.64는 2일 제1 소화조에 남은 슬러지 량이며, 20은 체류시간이고, 4는 소화조의 수임).
2 일(day)의 제3 소화조에 기재된 남은 슬러지 량 0.0768은 (0.032+0.256×(1/((20/4)-1)))(1-1/(20/4))=0.096×0.8=0.0768 의 계산에 의하여 얻은 것이다(여기서 0.032는 1일 제3 소화조에 남은 량이고, 0.256은 2일 제2 소화조에 남은 슬러지 량이며, 20은 체류시간이고, 4는 소화조의 수임).
2 일(day)의 제4 소화조에 기재된 남은 슬러지 량 0.02048 은 (0.0064+0.0768×(1/((20/4)-1)))(1-1/(20/4))=0.096×0.8=0.0768 의 계산에 의하여 얻은 것이다(여기서 0.0064는 1일 제4 소화조에 남은 량이고, 0.0768은 2일 제3 소화조에 남은 슬러지 량이며, 20은 체류시간이고, 4는 소화조의 수임).
제1, 제2, 제3 및 제4 소화조 3일째(3 day)에 기재된 도 3의 수치를 살펴본다.
3 일(day)의 제1 소화조에 기재된 남은 슬러지 량 0.512는 0.64×(1-1/(20/4)=0.512 의 계산에 의하여 얻은 것이다(여기서 0.64는 2일 제1 소화조에 남은 슬러지 량이고, 20은 체류시간이며, 4는 소화조의 수임).
3 일(day)의 제2 소화조에 기재된 남은 슬러지 량 0.3072는 (0.256+0.512×(1/((20/4)-1)))(1-1/(20/4))=0.384×0.8=0.3072 의 계산에 의하여 얻은 것이다(여기서 0.256은 2일 제2 소화조에 남은 량이고, 0.512는 3일 제1 소화조에 남은 슬러지 량이며, 20은 체류시간이고, 4는 소화조의 수임).
이하 나머지 수치는 앞서 계산한 계산 방법과 동일한 방법으로 연산하여 나온 값들이므로 그 계산 방법을 생략한다.
도 3내지 도5에 표시된 수치를 통해서 알 수 있듯이 직렬로 1단이 증가할 때마다 체류시간을 길게 연장할 수 있음을 용이하게 알 수 있다.
또한, 본 발명은 체류시간을 최대한 확보하여 보다 효율적으로 유기물 슬러지를 소화시키기 위하여 3 개 이상의 소화조를 설치하며, 제1 소화조를 제외한 제2 소화조에서 최종단 소화조의 용량을 체류일 수에 맞추어서 제1 소화조보다 크게 설계 제작할 수도 있다.
이 경우에는 제1 소화조에 설치된 수위계에 의하여 작동하는 슬러지 투입펌프 및 이송펌프 가동 주기보다 용량이 크게 설계 제작된 제2 소화조 후단에 설치된 이송펌프 가동 주기를 길게 설정할 수 있으므로 적정 체류시간을 거치지 아니하고 배출되는 슬러지 량을 크게 줄일 수 있다.
각각의 소화조에는 수위계가 설치되고, 설치된 수위계에서 측정된 레벨을 바탕으로 일일 배출량이 최종단 소화조에서 소화슬러지 저류조로 이송된다.
최종단 소화조에서 이송된 슬러지를 채우기 위하여 최종단 소화조 내부에 설치된 수위계와 연동하는 이송펌프를 가동하여 전단의 소화조로부터 슬러지를 공급받되 측정한 슬러지 레벨이 설정치에 도달하면 해당 수위계와 연동하는 이송펌프를 가동을 중단한다.
이렇게 순차적으로 직렬로 연결된 소화조의 슬러지를 이송시키면서 소화 처리하며, 최종 제1 소화조는 제2 소화조로 슬러지를 이송시키기 위하여 제2 소화조 내부에 설치된 수위계와 연동하는 이송펌프를 가동시켜 슬러지가 설정된 상한치에 도달할 경우에 이송펌프의 가동을 중단하도록 구성되어 있다.
각각의 소화조에 주입되는 슬러지 량을 일정 높이로 유지하기 위한 설정치는 상한치와 하한치를 각각 혐기성소화장치 제어부의 메모리에 설정 저장할 수 있다.
상한치 설정은 모든 소화조가 필요한 것이나, 하한치 설정은 최종단 소화조만 설정된 일일 배출량을 기준으로 주기적으로 배출하기 위하여 필요하다.
이러한 설정치는 일일 슬러지 처리량을 기준으로 이루어지며, 일일처리 량에 기준하여 일일 배출량이 결정되며, 이에 따라서 소화슬러지가 순차적으로 이동하면서 소화처리 된다.
또한, 슬러지가 이동하는 배관 중간에는 밸브를 설치하여 제어신호에 의하여 슬러지 이송 시 밸브를 열고, 이송하지 아니할 경우에 밸브를 닫을 수 있도록 구성되어 있다.
일일 처리량을 기준으로 각각의 소화조로 이송되는 소화 슬러지의 이송주기는 최대한 길게 설정하여 슬러지 체류시간이 최대한 길게 유지되도록 구성하는 것이 바람직하다.
각각의 소화조의 온도를 중온(35℃-40℃) 혹은 고온(55℃-60℃)로 유지할 수 있게 소화조 내 슬러지를 가온할 수 있는 보일러 또는 히터 등의 가온 수단과 단계를 포함할 수 있다.
혐기성 소화균은 성장속도가 느리므로 효율적인 혐기성 소화를 이루기 위하여서는 적당한 pH를 유지함은 물론이고, Na, Ca, K, Mg 등을 포함한 일반 양이온이 균형된 상태로 존재하여야 하며, 그 농도는 40 내지 60 mg/L이 바람직하다.
상기 혐기성소화장치 운영방법은 체류시간 길게 확보를 위하여 소화슬러지 주입구를 바닥으로부터 소화조 내부에 설치된 기계식 교반기의 하단 임펠라 직경의 2배 보다 낮은 위치에 설치하는 것이 바람직하다.
<실시 예2>
본 발명에 따른 실시 예2는 혐기성소화장치에 관한 것이며, 도 1과 도 2에 기초하여 구체적으로 살펴본다.
도 1은 본 발명에 따른 3개의 혐기성소화조를 직렬로 연결한 구조를 도시한 것이며, 도 2는 본 발명에 따른 4개의 혐기성소화조를 직렬로 연결한 구조를 도시한 것이다.
도 1과 도 2에서 슬러지 농축설비 저류조(도 1의 13)에서 유기물슬러지를 소화시키기 위한 슬러지가 주입되는 혐기성 소화조를 제1 소화조(도1의 15)라 하고, 직렬로 연결된 다수의 소화조에서 교반 소화된 슬러지가 저장되는 소화슬러지 저류조(도 1의 18)로 주입되기 직전의 위치한 소화조를 최종단 소화조(도1의 16)라 한다.
도 1 및 도 2에서, 제1 소화조(도1의 15)와 최종단 소화조(도1의 16)사이에 위치하는 소화조를 제2 소화조, 제3 소화조, ..., 제n 소화조라 한다.
도 1에 기초하여 본 발명에 따른 혐기성소화장치를 설명하되, 본 발명을 용이하게 이해하도록 하기 위하여 유기물 슬러지의 체류시간을 20일로 가정한다.
후술될 도 1에 대한 설명은 슬러지 농축설비 저류조(도1의 13), 제1 소화조, 제2 소화조 및 최종단 소화조(제3 소화조), 및 소화슬러지 저류조가 모두 정상적으로 동작하는 상태라고 가정한다.
본 발명에 따른 혐기성소화장치는 슬러지를 연속식으로 처리하기 위하여 2개 이상의 직렬로 연결 설치되는 소화조의 전단에 위치하는 슬러지 농축설비 저류조(도1의 13)가 설치되고, 슬러지 농축설비 저류조(도1의 13)의 용량은 실시 예1에서 기술하였으므로 생략한다.
슬러지 농축설비 저류조(도1의 13)에서 제1 소화조로 슬러지를 주입하기 위한 슬러지 주입배관 및 배관 일측에 슬러지 주입펌프(도1 14)가 설치되어 있다.
주입된 슬러지를 임펠라를 회전시켜 교반하면서 소화시키기 위한 제1 소화조(도1의 15)가 설치되고, 슬러지의 이송을 위하여 제1 소화조에 설치된 수위계에서 연속적으로 측정되는 레벨에 기초하여 주입된 슬러지의 레벨이 설정된 레벨에 도달할 경우에 슬러지 주입펌프(도1의 14)의 가동을 중지시켜 슬러지 주입을 중단하도록 구성되어 있다.
도 1에서 최종단 소화조에서 체류시간 20일을 채우면서 주기적으로 소화된 슬러지를 소화슬러지 저류조로 배출시킬 경우에 배출된 량만큼 제2 소화조(도1의 27)에서 최종단 소화조(도1의 16)로 슬러지를 이송하기 위한 배관 및 배관 일측에 슬러지 이송펌프가 설치되어 있다.
최종단 조화조(도1의 16) 내부에 설치된 수위계와 연동하는 슬러지 이송펌프(도1의 29)는 일일 배출량을 기준으로 설정된 주기로 소화슬러지 저류조(도1의 18)로 배출하되, 수위계에서 측정된 레벨이 설정된 하한치에 도달하면 소화슬러지 배출을 정지하도록 구성되어 있다.
제2 소화조(도1의 27)에서 최종단 소화조(도1의 16)로 슬러지를 이송시킬 경우에 제2 소화조(도1의 27)에서 이송된 슬러지를 채우기 위하여 수위계에서 연속적으로 측정되는 레벨을 바탕으로 설정된 레벨에 도달할 경우에 제1 소화조(도1의 15)에서 제2 소화조(도1의 27)로 슬러지를 이송을 중단하기 위하여 배관 일측에 설치된 슬러지 이송펌프(도1의 29)의 가동이 중지된다.
상기 경우에는 제2 소화조(도1의 27) 내부에 설치된 수위계에서 측정된 레벨이 메모리에 설정된 상한치 레벨에 도달하면 슬러지 이송펌프(도1의 26)의 가동이 중지되도록 구성되어 있다.
제1 소화조(도1의 15)에서 제2 소화조(도1의 27)로 슬러지가 이송되었으므로 제1 소화조(도1의 15)에서 이송된 슬러지를 채우기 위하여 제1 소화조에 설치된 수위계에서 연속적으로 측정되는 레벨을 바탕으로 설정된 상한치 레벨에 도달할 때까지 슬러지 농축설비 저류조(도1의 13)에서 제1 소화조(도1의 15)로 슬러지 주입펌프(도1의 14)를 가동하여 슬러지를 이송하도록 구성되어 있다.
상기 경우에도 제1 소화조(도1의 15) 내부에 설치된 수위계에서 측정된 레벨에 기초하여 설정된 상한치 레벨에 도달하면 슬러지 이송펌프(도1의 14)의 가동이 중지되도록 구성되어 있다.
슬러지 주입구와 슬러지 이송을 위한 배관 설치 시 슬러지 주입(공급) 및 슬러지 배출을 위한 배출구의 위치를 상하 교대로 설치하여 소화에 필요한 체류시간을 최대한 확보할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
즉, 각각의 소화조 내부에는 모터에 의하여 회전하면서 유기물 슬러지를 교반하기 위하여 하나 이상 임펠라가 모터의 회전축 상에 설치되어 있다.
바람직하게는 유기물 슬러지를 골고루 교반하기 위하여 2-3개의 임펠라를 설치할 수 있으며, 이 때 슬러지 주입 또는 소화슬러지를 이송하기 위한 주입구는 최하단 임펠라의 위치보다 낮은 곳에 설치하고, 슬러지 이송을 위한 배출구는 최상단 임펠라의 위치보다 높은 위치에 설치하여 소화되지 아니한 상태에서 배출되는 슬러지의 량을 최소화할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
이러한 구성은 조건에 따라 변형 설계 제작할 수 있다.
앞서 기술한 설정된 상한치와 하한치는 혐기성소화장치 제어부의 메모리에 저장할 수 있다. 상한치는 슬러지를 공급받는 소화조에서 슬러지 주입펌프 또는 슬러지 이송펌프를 통해서 슬러지를 공급받되, 공급받는 소화조에 설치된 수위계(레벨계)에서 측정한 슬러지 레벨이 설정된 상한치에 이르면 슬러지 이송펌프의 작동을 중지하도록 구성되어 있다.
하한치는 슬러지를 주입해주는 소화조에서 수위계와 연동하는 이송펌프를 이용하여 수위계에서 측정한 레벨이 하한치에 이르면 슬러지 공급을 중단하거나 주입을 위한 이송펌프를 가동하여 슬러지를 공급받도록 구성할 수 있다.
하한치의 경우에는 최종단 소화조 이외는 설정하지 않을 수도 있다.
하한치와 상한치가 모두 설정되어 있는 경우에는 상한치에 우선순위를 주어서 공급받는 소화조의 소화슬러지의 레벨을 상한치로 먼저 유지하도록 구성하고, 공급해주는 소화조는 다시 전단의 소화조로부터 상한치까지 공급받도록 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 혐기성소화장치는 일일 처리량에 기초하여 각각의 소화조로 슬러지를 이송하는 이송주기를 최대한 길게 설정 유지하여 소화에 필요한 체류시간 확보라는 조건을 최대한 유지할 수 있도록 구성되어 있다.
도 2에 기초하여 본 발명에 따른 혐기성소화장치를 설명하되, 4개의 소화조로 구성되어 있으며, 설명을 용이하게 하기 위하여 체류시간을 20일로 가정한다.
도 2의 혐기성소화장치는 슬러지를 연속식으로 처리하기 위하여 4개의 소화조가 직렬로 연결 설치되는 소화조의 전단에 위치하는 슬러지 농축설비 저류조(도2의 13)가 설치되고, 슬러지 농축설비 저류조(도2의 13)의 용량은 앞서 기술하였으므로 생략한다.
슬러지 농축설비 공급 저류조(도2의 13)에서 제1 소화조로 슬러지를 주입하기 위한 슬러지 주입배관 및 배관 일측에 슬러지 주입펌프(도2의 14)가 설치되어 있다.
제1 소화조 내지 최종단 소화조(도 2의 제4 소화조) 및 소화슬러지 저류조 사이에는 슬러지 이송을 위한 배관 및 배관 일측에는 슬러지 주입 또는 이송펌프가 설치되어 있다.
슬러지 농축설비 저류조, 제1 소화조 내지 최종단 소화조(도 2의 제4 소화조) 및 소화슬러지 저류조 모두 설정된 레벨의 슬러지가 주입되어 정상 상태로 동작한다고 가정한다.
주입된 슬러지를 교반하면서 소화시키기 위한 최종단 소화조(도2의 16)가 설치되고, 최종단 소화조(제4 소화조) 내부에 설치된 수위계에서 연속적으로 측정되는 슬러지 레벨에 기초하여 배출되는 슬러지의 레벨이 설정된 하한치에 도달할 경우에 슬러지 이송펌프(도2의 17)의 가동을 중지시켜 슬러지 배출을 중단하도록 구성되어 있다.
도 2에서, 최종단 소화조(제4 소화조) 전단에는 제3 소화조(도 2의 27)가 설치되어 있다.
최종단 소화조(도2의 16)에서 체류시간 20일을 채우면서 주기적으로 소화된 슬러지를 소화슬러지 저류조(도2의 18)로 배출시킬 경우에 배출된 레벨만큼 제3 소화조(도2의 30)에서 최종단 소화조(도2의 16)로 슬러지를 이송하기 위한 배관 및 슬러지 이송펌프(도2의 32)가 설치되어 있다.
슬러지 이송펌프(도2의 32)는 수위계와 연동하며, 최종단 소화조(도2의 16) 내부에 설치된 수위계에서 측정된 레벨이 설정된 상한치에 도달할 경우에 슬러지 이송펌프(도2의 32)의 동작이 중지되도록 구성되어 있다.
제3 소화조(도2의 30)에서 최종단 소화조(도2의 16)로 슬러지를 이송시킬 경우에 제3 소화조(도2의 30)에서 이송된 슬러지를 채우기 위하여 슬러지를 이송하되, 제3 소화조에 설치된 수위계에서 연속적으로 측정되는 레벨을 바탕으로 설정된 상한치 레벨에 도달할 경우에 제2 소화조(도2의 27)에서 제3 소화조(도2의 30)로 슬러지를 이송하기 위한 배관 일측에 설치된 슬러지 이송펌프(도2의 29)의 가동을 중지한다.
도 2에서, 제2 소화조(도2의 27) 전단에는 제1 소화조(도 2의 15)가 설치되어 있다.
제2 소화조(도2의 27)에서 제3 소화조(도2의 30)로 슬러지를 이송시킬 경우에 제2 소화조(도2의 27)에서 이송된 슬러지를 채우기 위하여 슬러지를 이송하되, 제2 소화조 수위계에서 연속적으로 측정되는 레벨을 바탕으로 설정된 상한치에 도달할 경우에 제1 소화조(도2의 15)에서 제2 소화조(도2의 27)로 슬러지를 이송하는 슬러지 이송펌프(도2의 26)를 가동을 중지하도록 구성되어 있다.
도 2에서, 제1 소화조(도2의 15) 전단에는 슬러지 농축설비 공급 저류조(도2의 13)가 설치되어 있다.
제1 소화조(도2의 15)에서 제2 소화조(도2의 27)로 슬러지를 이송시킬 경우에 제1 소화조(도2의 15)에서 이송된 슬러지를 채우기 위하여 슬러지를 이송하되, 제1 소화조 내부에 설치된 수위계에서 연속적으로 측정되는 레벨을 바탕으로 설정된 상한치에 도달할 경우에 슬러지 농축설비 공급 저류조(도2의 13)에서 제1 소화조(도2의 15)로 슬러지를 이송하는 슬러지 주입펌프(도2의 14)를 가동을 중지하도록 구성되어 있다.
각각의 소화조의 온도를 중온(섭씨 35도-40도) 혹은 고온(섭씨55도-60도)로 유지할 수 있게 소화조 내 슬러지를 가온할 수 있는 보일러 또는 히터 등의 가온 수단이 설치되어 있다.
실시 예2와 관련하여 도 3 내지 도 6에 관한 설명은 실기 예1에서 구체적으로 설명을 하였고, 설명한 기술적 구성들이 실시 예2에도 그대로 적용되나, 중복 기재를 피하기 위하여 기재를 생략한다.
본 명세서에서 슬러지와 소화슬러지를 혼용 기재하였으며, 이는 소화조를 거쳐서 나온 슬러지를 소화슬러지로 기재할려고 하였으나 간단하게 슬러지로 기재한 경우도 있다.
본 발명은 음식물슬러지, 가축 분뇨 및 하수슬러지 등을 연속식으로 소화 처리하면서 소화효율을 높이기 위하여 슬러지 농축설비 저류조로부터 물리적으로 분리된 두 개 이상의 소화조를 직렬 연결하여 슬러지를 소화 처리하므로 슬러지가 소화하는데 필요한 최소한의 체류시간을 확보하면서 효율적인 소화환경을 위한 시딩이 용이하여 유기물 슬러지를 최대한 소화시킨 후에 소화슬러지 저류조를 거쳐서 소화슬러지를 탈수기로 탈수하여 탈수케익으로 처리하는 혐기성소화장치 및 혐기성소화장치 운영방법을 제공함으로써 체류시간을 확보하면서 시딩이 용이하여 소화효율을 크게 향상시킬 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.

Claims (15)

  1. 탈수 후 소화슬러지 량을 줄이기 위하여 혐기성 소화를 위한 체류시간을 확보하기 위한 연속식 혐기성소화장치 운영방법에 있어서,
    (a) 연속식 소화처리를 위하여 농축 슬러지 저류조에서 일일 발생량 만큼의 농축슬러지를 슬러지 공급 펌프를 통해서 제1 소화조로 이송시키는 단계;
    (b) 제1 소화조에서 추가된 양 슬러지를 후단 소화조로 이송하기 위하여 1단 소화 슬러지를 이송펌프를 가동하여 1단 소화조에 설치된 수위계와 연동시켜 설정된 하한치 레벨에 도달할 때까지 이송하는 단계; 및
    (c) 단계(b)를 순차적으로 적용하여 최종단 소화조에서 최종단 소화조에 설치된 수위계와 연동하는 해당 이송펌프를 가동시켜 최종단 소화조의 상한치 레벨에 도달할 때까지 소화 슬러지를 소화슬러지 저류조로 이송하는 단계를 포함하고,
    체류시간 확보하면서 연속식 동작으로 혐기성 소화를 하기 위하여 직렬로 연결된 혐기성 소화조를 2 개 이상으로 구성하되,
    체류시간 길게 확보를 위하여 소화슬러지 주입구를 바닥으로부터 소화조 내부에 설치된 기계식 교반기의 하단 임펠라 직경의 2배 보다 낮은 위치에 설치하고,
    최종단 소화조에 설치된 수위계와 연동하는 이송펌프가 설치되고, 혐기성소화장치 제어부의 메모리에 상한치와 하한치가 설정되어 슬러지 주입 또는 배출이 이루어지도록 구성되며,
    최종단 소화조를 제외한 소화조들은 혐기성소화장치 제어부에 설정된 상한치에 기초하여 슬러지 주입을 위한 이송펌프와 연동하도록 구성되고,
    직렬로 연결된 각각의 소화조를 제어하기 위하여 혐기성소화장치 제어부에 상한치와 하한치가 설정되어 있을 경우에 상한치에 우선순위를 두고 이송펌프가 동작하도록 구성된 혐기성소화장치 운영방법.
  2. 탈수 후 소화슬러지 량을 줄이기 위하여 혐기성 소화를 위한 체류시간을 확보하기 위한 연속식 혐기성소화장치 운영방법에 있어서,
    a) 연속식 소화처리를 위하여 소화슬러지 저류조로 일일 배출량만큼 소화슬러지를 배출구를 통해서 최종단 소화조에 설치된 수위계와 연동하는 이송펌프를 가동하여 소화 슬러지를 소화슬러지 저류조로 이송시키는 단계;
    b) 최종단 소화조에서 배출된 소화슬러지를 채우기 위하여 최종단 소화조 전단에 위치한 소화조로부터 소화슬러지를 이송펌프를 가동하여 최종단 소화조에 설치된 수위계와 연동시켜 설정된 상한치 레벨에 도달할 때까지 이송하는 단계;
    c) 단계(b)를 순차적으로 적용하여 제1 소화조에서 전단 소화조로 전단 소화조에 설치된 수위계와 연동하는 해당 이송펌프를 가동시켜 전단 소화조의 설정된 상한치 레벨에 도달할 때까지 슬러지를 이송하는 단계; 및
    d) 슬러지 농축설비 저류조에서 제일 첫 단에 위치한 제1 소화조로 상기(b)에서와 같은 방법으로 슬러지 주입펌프를 가동하여 제1 소화조에 설치된 수위계와 연동시켜 제1 소화조의 설정된 상한치 레벨에 도달할 때까지 이송하는 단계를 포함하되,
    체류시간 확보하면서 연속식 동작으로 혐기성 소화를 하기 위하여 직렬로 연결된 혐기성 소화조를 2 개 이상으로 구성하되,
    체류시간 길게 확보를 위하여 소화슬러지 주입구를 바닥으로부터 소화조 내부에 설치된 기계식 교반기의 하단 임펠라 직경의 2배 보다 낮은 위치에 설치하고,
    최종단 소화조에 설치된 수위계와 연동하는 이송펌프가 설치되고, 혐기성소화장치 제어부의 메모리에 상한치와 하한치가 설정되어 슬러지 주입 또는 배출이 이루어지도록 구성되며,
    최종단 소화조를 제외한 소화조들은 혐기성소화장치 제어부에 설정된 상한치에 기초하여 슬러지 주입을 위한 이송펌프와 연동하도록 구성되고,
    직렬로 연결된 각각의 소화조를 제어하기 위하여 혐기성소화장치 제어부에 상한치와 하한치가 설정되어 있을 경우에 상한치에 우선순위를 두고 이송펌프가 동작하도록 구성된 혐기성소화장치 운영방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    혐기성소화장치 운영방법은 혐기성 소화균을 주입하는 시딩부를 슬러지 주입구 일측에 설치하거나 제1 소화조 일측에 설치하여 주입하도록 구성함을 특징으로 하는 혐기성소화장치 운영방법.
  6. 삭제
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    혐기성소화장치 운영방법은 성장속도가 느린 혐기성 소화균의 소화 효율을 높이기 위하여 Na, Ca, K, Mg 를 포함하는 일반 양이온 농도를 40 내지 60 mg/L 사이에서 주입하여 균형된 상태를 유지함을 특징으로 하는 혐기성소화장치 운영방법.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    혐기성소화장치 운영방법은 각각의 소화조의 온도를 35-40℃를 유지하는 중온소화 혹은 55-60℃를 유지할 수 있게 소화조 내 슬러지를 가온할 수 있는 가온 수단을 구비하고 가온하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 혐기성소화장치 운영방법.
  9. 탈수 후 소화슬러지 량을 줄이기 위하여 혐기성 소화를 위한 체류시간을 확보하기 위한 연속식 혐기성소화장치에 있어서,
    연속식으로 소화 처리하기 위하여 소화조의 전단에 설치된 슬러지 농축설비 저류조;
    연속식 소화처리를 위하여 슬러지 농축설비 저류조에서 제1 소화조로 슬러지를 주입하기 위한 슬러지 주입배관 및 주입 배관 일측에 설치된 슬러지 주입펌프;
    주입된 슬러지를 교반하면서 소화시키기 위한 제1 소화조;
    제1 소화조의 후단 소화조에 설치된 수위계에서 연속적으로 측정되는 슬러지 레벨에 기초하여 주입된 슬러지가 설정된 상한치에 도달할 때까지 제1 소화조에서 후단 소화조로 슬러지를 이송하기 위한 배관 및 슬러지 이송펌프;
    이송된 슬러지를 교반하면서 소화시키는 후단 소화조;
    순차적으로 후단 소화조에 설치된 수위계에서 연속적으로 측정되는 슬러지 레벨을 바탕으로 후단 소화조에 설정된 상한치에 도달할 경우에 후단 소화조 또는 최종단 소화조로 슬러지를 이송하기 위한 배관 및 배관 일측에 설치된 슬러지 이송펌프; 및
    최종단 소화조에 설치된 소화된 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출구로 구성하되,
    체류시간 확보하면서 연속식 동작을 위하여 2개 이상의 소화조가 직렬로 연결 설치되고,
    체류시간 확보를 위하여 소화슬러지 주입구를 직렬로 연결된 각각의 소화조 내부에 설치된 하단 임펠라보다 낮은 위치에 설치되며,
    최종단 소화조에 설치된 수위계와 연동하는 이송펌프가 설치되며, 혐기성소화장치 제어부에 상한치와 하한치가 설정되어 슬러지 주입 또는 배출을 위한 이송펌프와 연동하도록 구성되고,
    최종단 소화조를 제외한 소화조들은 혐기성소화장치 제어부에 상한치만을 설정하여 슬러지 주입을 위한 이송펌프와 연동하도록 구성되며,
    혐기성소화장치는 직렬로 연결된 각각의 소화조를 제어하기 위하여 혐기성소화장치 제어부에 상한치와 하한치가 설정되어 있을 경우에 상한치에 우선순위를 두고 이송펌프가 동작하도록 구성된 혐기성소화장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 청구항 9에 있어서,
    혐기성소화장치는 혐기성 소화균을 주입하는 시딩부를 슬러지 주입구 일측에 설치하거나 제1 소화조 일측에 설치하여 주입하도록 구성함을 특징으로 하는 혐기성소화장치.
  13. 삭제
  14. 청구항 9에 있어서,
    혐기성소화장치는 성장속도가 느린 혐기성 소화균의 소화 효율을 높이기 위하여 Na, Ca, K, Mg 를 포함하는 일반 양이온 농도를 40 내지 60 mg/L 사이에서 주입하여 균형된 상태를 유지함을 특징으로 하는 혐기성소화장치.
  15. 청구항 9에 있어서,
    혐기성소화장치는 각각의 소화조의 온도를 35-40℃를 유지하는 중온소화 혹은 55-60℃를 유지할 수 있게 소화조 내 슬러지를 가온할 수 있는 가온 수단을 더 포함함을 특징으로 하는 혐기성소화장치.
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JP2001137887A (ja) 1999-11-10 2001-05-22 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd 嫌気性生物処理方法
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