KR101452392B1 - Anaerobic digestion tank - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 혐기성 소화조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 혐기성 소화조로 유입된 폐수를 교반하여 혐기성 소화조 내의 폐수 농도를 균일하게 분포시키기 위한 혐기성 소화조에 관한 것이다.
The present invention relates to an anaerobic digestion tank, and more particularly, to an anaerobic digestion tank for uniformly distributing wastewater concentration in an anaerobic digestion tank by stirring wastewater flowing into an anaerobic digestion tank.
혐기성 소화는 액상 및 반고상폐기물을 처리하는데 이용되며, 주로, 음식물류 폐기물 탈리액, 분뇨 등 유기성 폐수를 처리하여 폐수 또는 폐기물을 처리함과 동시에 메탄 등의 바이오 가스를 회수하는 과정이다. 이를 위해 유기성 폐수를 수용할 수 있는 탱크가 필요하며, 이 탱크를 혐기성 소화조라 한다.Anaerobic digestion is used to treat liquid and semi-solid wastes, and is mainly a process of treating wastewater or wastes by treating organic wastewater such as food wastes desalination liquid and manure, and recovering biogas such as methane. For this purpose, a tank capable of receiving organic wastewater is required, and this tank is referred to as anaerobic digestion tank.
혐기성 소화조 내에 유기성 폐수를 수용한 상태에서 여러 미생물의 분해 작용을 통해 바이오가스로 전환하는데, 이 과정에서 시간이 지나면서 혐기성 소화조 내부에 석회질, 뼛가루, 섬유질 등의 무기성 침전물이 쌓인다. 이 무기성 침전물이 점차 고형화되어 혐기성 소화조 하부에 쌓이면서 결국에는 정기적으로 침전물을 준설해 주어야 하기 때문에 혐기성 소화조가 정상적으로 구동되는 것을 방해하는 요인이 된다.In the anaerobic digestion tank, organic wastewater is absorbed and converted into biogas through decomposition of various microorganisms. In this process, inorganic sediments such as calcareous material, flour, and fiber accumulate in the anaerobic digestion tank. This inorganic precipitate gradually solidifies and accumulates below the anaerobic digester, which eventually requires dredging of the sediment, which prevents the anaerobic digester from operating normally.
그러므로 혐기성 소화조 내로 유입된 폐수를 혼합하여야 하며, 혼합방식은 세 가지 정도로 분류할 수 있다.Therefore, the wastewater flowing into the anaerobic digester must be mixed, and the mixing method can be classified into three types.
첫 번째로, 혐기성 소화조 내에서 발생된 바이오가스의 압력에 의한 수두차(水頭差)를 이용한 무동력 교반 방식이 있으며, 두 번째로, 혐기성 소화조에 직접 교반기를 설치하여 교반하는 기계적 교반 방식이 있고, 세 번째로, 펌프를 이용한 펌프 교반 방식이 있다.First, there is a non-dynamic stirring method using the head difference (water head difference) caused by the pressure of the biogas generated in the anaerobic digestion tank. Second, there is a mechanical stirring method in which a stirrer is directly installed in the anaerobic digestion tank, Third, there is a pump agitation method using a pump.
무동력 교반 방식은 하수처리장 등에 설치된 경우가 많이 있지만, 혼합 효율이 좋지 못한 문제가 있으며, 혐기성 소화조에 적용하면 혼합 효율이 떨어지기 때문에 결국에는 혐기성 소화조 내부에 침전물이 발생하여 혐기성 소화조가 정상적으로 동작하지 못하는 문제가 있다. 더욱이, 혐기성 소화조의 동작으로 발생한 바이오가스를 직접 혐기성 소화조 내로 유입시키기 때문에 유지비용은 적게 소요되지만, 발생되는 기포에 의해 소수성물질의 표면활성 슬러지로 인해 혐기성 소화조 상단에 스컴(scum)이 발생하여 혐기성 소화조 동작에 문제가 발생할 수 있다.However, since the mixing efficiency is lowered when the anaerobic digestion tank is applied to the anaerobic digestion tank, the anaerobic digestion tank may not operate normally due to the formation of sediment in the anaerobic digestion tank. there is a problem. Further, since the biogas generated by the operation of the anaerobic digestion tank is directly introduced into the anaerobic digestion tank, the maintenance cost is low, but scum is generated on the upper surface of the anaerobic digestion tank due to the surface activated sludge of the hydrophobic substance due to the generated bubbles, A problem may arise in the operation of the digester.
기계적 교반 방식은 외부에 구비된 모터가 구동되어 내부의 임펠러가 회전하여 폐수를 혼합한다. 이런 기계적 교반 방식은 소요 동력이 적게 소모되고, 고농도 및 하루에 100톤 이상의 대용량 처리가 가능하여 효율적이지만, 혐기성 소화조 하부에 모래 등과 같이 무거운 물질들이 축척될 여지가 있어, 상하교반이 완전하지 않은 영역이 혐기성 소화조 내에 발생할 문제가 있다.In the mechanical stirring system, a motor provided outside is driven to rotate the impeller therein to mix wastewater. Such a mechanical stirring method is effective because it consumes less power and is capable of treating a high concentration and a large capacity of 100 tons or more per day. However, there is a possibility that heavy materials such as sand are accumulated under the anaerobic digestion tank, There is a problem in this anaerobic digester.
펌프 교반 방식은 펌프를 이용하여 유입된 폐수를 순환시켜 교반하는 방식이다. 이러한 펌프 교반 방식은 교반효율이 높지만 소요 동력도 높아 혐기성 소화조를 동작시키는 비용이 상승하여 하루에 100톤 이상의 대용량을 처리하는 경우 효율이 떨어지는 문제가 있다.
The pump stirring method is a method of circulating and circulating the wastewater introduced by using a pump. Such a pump agitation method has a problem that efficiency is lowered when a large capacity of 100 ton per day or more is processed due to an increase in the cost of operating the anaerobic digestion tank because the agitation efficiency is high but the required power is also high.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 혐기성 소화조 내에 유입된 폐수가 적절히 혼합되도록 하여 효율성이 높은 혐기성 소화조를 구현하는데 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an anaerobic digester having high efficiency by appropriately mixing wastewater introduced into an anaerobic digestion tank.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 혐기성 소화조는, 폐수가 유입되는 유입관 및 처리된 소화여액이 배출되는 배출관이 구비된 몸체부; 상기 몸체부 내부에 구비되며, 하나 이상의 임펠러가 구비되어 유입된 폐수를 교반하는 기계적 교반부; 및 펌프를 이용하여 상부에서 하부로 유입된 폐수를 순환시켜 교반하는 펌프 교반부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the anaerobic digestion tank of the present invention comprises: a body portion having an inlet pipe through which wastewater flows and a discharge pipe through which exhausted digested filtrate is discharged; A mechanical agitator provided in the body portion and having at least one impeller for stirring the introduced wastewater; And a pump agitation unit for circulating and stirring the wastewater flowing from the upper part to the lower part by using a pump.
이때, 상기 기계적 교반부는, 상기 몸체부 내부에 구비되는 하나 이상의 임펠러; 상기 몸체부 내부 상단에 회전되도록 결합되며, 상기 하나 이상의 임펠러를 회전시키는 샤프트; 및 상기 샤프트를 회전시키는 모터를 포함하고, 상기 하나 이상의 임펠러는 둘 이상이며, 둘 이상의 임펠러 중 하나는 유입된 폐수의 상부 표면에 위치하는 것이 바람직하다.At this time, the mechanical stirring unit may include at least one impeller provided in the body portion; A shaft rotatably coupled to an upper end of the body portion, the shaft rotating the at least one impeller; And a motor for rotating the shaft, wherein the one or more impellers are two or more, and one of the two or more impellers is located on the upper surface of the incoming wastewater.
그리고 상기 펌프 교반부는, 상기 몸체부 내의 폐수를 흡입하기 위해 상방향 또는 측방향을 향하는 하나 이상의 흡입구가 일 측에 구비되며, 상기 흡입구를 통해 흡입된 폐수를 상기 몸체부 내로 배출시키는 하나 이상의 배출구가 타 측에 구비된 순환관; 및 상기 순환관 중간에 연결되며, 상기 몸체부 내의 폐수가 상기 흡입구로 흡입시키기 위한 펌프를 포함하고, 상기 순환관은, 상기 하나 이상의 흡입구에서 흡입된 폐수를 상기 몸체부 내부로 배출시키기 위해 타 측에 하나 이상의 배출구가 구비된 제1배출순환관; 상기 제1배출순환관과 이격 배치되며, 상기 하나 이상의 흡입구에서 흡입된 폐수를 상기 몸체부 내부로 배출시키기 위해 타 측에 하나 이상의 배출구가 구비된 제2배출순환관; 및 상기 제2배출순환관 내의 폐수 이송여부를 제어하는 밸브를 포함하는 것이 바람직하다.The pump agitating unit may include at least one suction port facing upward or laterally to suck wastewater in the body portion and one or more outlets for discharging wastewater sucked through the suction port into the body portion A circulation pipe provided at the other side; And a pump connected in the middle of the circulation pipe and including a pump for sucking wastewater in the body portion into the suction port, wherein the circulation pipe is connected to the other side for discharging the wastewater sucked from the at least one suction port into the body portion A first discharge circulation tube provided with at least one outlet; A second discharge circulation tube spaced apart from the first discharge circulation tube and having at least one outlet at the other side for discharging the wastewater sucked from the at least one suction port into the body part; And a valve for controlling whether or not the waste water is transferred in the second discharge circulation pipe.
그리고 혐기성 소화조는, 상기 몸체부 상부에 형성되고, 상기 몸체부 내부에서 발생된 바이오가스가 배출되는 가스 배출관; 상기 가스 배출관을 통해 배출된 바이오가스를 압축하는 가스 압축기; 상기 순환관과 연결되며, 상기 가스 압축기에서 압축된 바이오가스를 상기 순환관 내부로 이송하는 가스 이송관; 및 상기 가스 배출관을 통해 배출된 바이오가스를 저장하는 가스 저장조를 더 포함할 수 있다.The anaerobic digestion tank may include a gas discharge pipe formed on the body portion and discharging the biogas generated in the body portion; A gas compressor for compressing the biogas discharged through the gas discharge pipe; A gas delivery pipe connected to the circulation pipe for delivering the biogas compressed by the gas compressor to the inside of the circulation tube; And a gas storage tank for storing the biogas discharged through the gas discharge pipe.
또한, 상기 기계적 교반부 및 펌프 교반부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 기계적 교반부와 펌프 교반부를 교대로 동작시키는 것이 바람직하다. 그리고 상기 제어부는 기계적 교반부와 펌프 교반부의 동작 시간을 a 대 1의 비율이 되도록 교대로 동작하게 제어하며, 상기 a는 1 이상 10 이하의 숫자인 것이 바람직하다.
The apparatus may further include a controller for controlling operations of the mechanical agitator and the pump agitator, wherein the controller alternately operates the mechanical agitator and the pump agitator. The controller controls the operation times of the mechanical agitator and the pump agitator to be alternately operated so as to have a ratio of a to 1, wherein a is preferably a number of 1 or more and 10 or less.
본 발명에 의하면, 기계적 교반 방식과 펌프 교반 방식을 혼합하여 동작할 수 있는 혐기성 소화조를 제공함으로써, 기계적 교반 방식의 장점과 펌프 교반 방식의 장점을 결합시켜 혐기성 소화조의 동작 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to maximize the operation efficiency of the anaerobic digester by combining the advantages of the mechanical agitation system and the pump agitation system by providing the anaerobic digester capable of operating by mixing the mechanical agitation system and the pump agitation system. .
이에 더불어, 혐기성 소화조에서 발생된 바이오가스를 펌프 교반을 위한 순환관에 유입시켜, 순환관을 통해 혐기성 소화조 몸체부 내부로 배출되는 폐수에 바이오가스를 같이 배출되도록 하여 펌프 교반의 성능을 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the biogas generated in the anaerobic digestion tank is introduced into a circulation pipe for pump agitation, and the biogas is discharged to the wastewater discharged into the anaerobic digestion tank body through the circulation pipe, thereby maximizing the performance of the pump agitation There is an effect.
또한, 제어부를 통해 기계적 교반과 펌프 교반이 교대로 동작하도록 하여, 기계적 교반 방식이 갖는 적은 소요 동력 이용 및 대용량 처리의 장점을 유지하면서, 펌프 교반 방식으로 기계적 교반 방식이 갖는 단점을 보완함으로써, 혐기성 소화조의 유지비용을 낮추고 성능을 높이는 효과가 있다.
In addition, mechanical agitation and pump agitation can be alternately operated through the control unit, thereby making it possible to maintain the advantages of the mechanical agitation method with less power consumption and large capacity treatment, while compensating for the disadvantages of the mechanical agitation system by the pump agitation system, It has the effect of lowering the maintenance cost of the digester and increasing the performance.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 혐기성 소화조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 혐기성 소화조를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 혐기성 소화조를 도시한 블록도이다.1 is a cross-sectional view of an anaerobic digester according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating an anaerobic digester according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating an anaerobic digester according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.Preferred embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 혐기성 소화조(100)는 몸체부(110), 기계적 교반부(120), 펌프 교반부(130), 가스 이송부(140) 및 제어부(150)를 포함하여 구성되며, 이에 대해 도 1 내지 도 3에 도시된 도면을 참조하여 설명한다.1, the
몸체부(110)는 원통형상으로 형성되며, 일측면에 폐수가 유입되는 유입관(112)이 형성되고, 타측면에 처리가 완료된 소화여액이 배출되는 배출관(114)이 형성된다. 그리고 몸체부(110) 상단에 몸체부(110) 내부에서 폐수가 혐기성 소화 작용에 의해 생성되는 바이오가스가 배출되는 가스 배출관(142)이 형성된다. 본 발명의 일실시예에서 유입관(112)은 몸체부(110) 하부 일측면에 형성되며, 배출관(114)은 몸체부(110) 상부에 형성되어, 몸체부(110) 하부에서 유입된 폐수가 혐기성 소화 작용을 통해 처리된 소화여액은 몸체부(110) 상부로 배출된다.The
그리고 몸체부(110) 내부에 소화여액이 외부로 배출되는 배출관(114)과 연결되어 유량을 표시하는 기능을 수행하는 위어(weir, 116)가 포함될 수 있다. 또한, 몸체부(110)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 격벽(118)이 몸체부(110) 내벽에 설치될 수 있으며, 격벽(118)은 몸체부(110) 중심을 향하도록 돌출 형성된다. 이 격벽(118)은 기계적 교반부(120) 또는 펌프 교반부(130)가 동작할 때, 폐수가 회전하면서 발생된 난류가 격벽(118)에 부딪혀 산란 작용에 의해 보다 강한 난류 흐름이 만들기 위해 설치된다.
And a
기계적 교반부(120)는 몸체부(110) 내부에 구비되어, 몸체부(110) 내부의 폐수를 회전시켜 교반하기 위한 것으로, 제1 내지 제3임펠러(122a, 122b, 122c), 샤프트(124) 및 모터(126)를 포함하여 구성된다.The mechanical stirring
제1 내지 제3임펠러(122a, 122b, 122c)는 샤프트(124)에 의해 수평방향으로 회전되도록 구성되며, 상부에서 하부로 서로 이격된 상태로 배치된다. 이때, 제1임펠러(122a)는 몸체부(110) 내부로 유입된 폐수의 상부 표면에 배치되어 회전됨으로써, 폐수가 혐기성 소화 작용에 의해 발생된 기포에 의해 스컴(scum)이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 그러므로 종래에 스컴이 발생되는 것을 방지하기 위해 설치되던 분산판 등을 설치하지 않아도 되며, 제1임펠러(122a)를 구동시킴으로써, 보다 능동적으로 스컴이 발생하는 것을 방지할 수 있다.The first to
그리고 제2임펠러(122b) 및 제3임펠러(122c)는 몸체부(110) 내부로 유입된 폐수에 잠긴 상태에서 회전하여 폐수를 회전 교반시킨다. 물론, 필요에 따라 임펠러의 수는 변동될 수 있다.The
샤프트(124)는 몸체부(110) 상단에 회전되도록 결합되며, 제1 내지 제3임펠러(122a, 122b, 122c)가 수평방향으로 회전될 수 있는 회전축으로 역할을 하고, 모터(126)에 의해 구동된다.The
모터(126)는 몸체부(110) 상단 외부에 위치하여, 샤프트(124)와 연결되고, 제어부(150)를 제어를 받아 샤프트(124)를 회전시키기 위한 동력을 제공한다.
The
펌프 교반부(130)는 펌프(134)를 이용하여 유입된 폐수를 순환시켜 교반하기 위한 것으로, 순환관(132) 및 펌프(134)를 포함하여 구성된다.The
순환관(132)은 몸체부(110) 내의 상부의 폐수를 하부로 이송시키기 위해, 상부측인 일측에 폐수를 흡입하기 위한 하나 이상의 흡입구(S1, S2, S3)가 구비되고, 하부측인 타측에 흡입구(S1, S2, S3)를 통해 흡입된 폐수를 다시 몸체부(110) 내로 배출하기 위한 하나 이상의 배출구(D1, D2, D3)가 구비된다. 그리고 순환관(132)은 몸체부(110) 내부에서 외부로 연장되었다가 다시 몸체부(110) 내부로 연장된다. 그리하여, 흡입구(S1, S2, S3)로 흡입된 폐수는 몸체부(110) 외부로 나갔다가 내부로 다시 들어와 배출구(D1, D2, D3)를 통해 배출된다.The
본 발명의 일실시예에서 흡입구(S1, S2, S3)는 상방향을 향하도록 형성된 제1흡입구(S1)와 측방향으로 형성된 제2 및 제3흡입구(S2, S3)가 구비되어, 제1흡입구(S1)를 통해서는 몸체부(110) 내부의 상부쪽의 폐수를 흡입하고, 제2 및 제3흡입구(S2, S3)는 몸체부(110) 내의 상부 및 하부에 각각 분리되어 몸체부(110) 내부의 측부쪽의 폐수를 흡입한다. 그리고 필요에 따라 더 많은 흡입구가 구비될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the suction ports S1, S2 and S3 are provided with a first suction port S1 formed upward and second and third suction ports S2 and S3 formed laterally, The second and third suction ports S2 and S3 are separated from the upper and lower portions of the
그리고 순환관(132)은 몸체부(110) 외부에서 제1배출순환관(132a)과 제2배출순환관(132b)으로 분리될 수 있다.The
제1배출순환관(132a)의 단부에 형성된 제1배출구(D1)는 몸체부(110) 내의 하부 측면에 형성되어 폐수가 몸체부(110) 내에서 원주방향으로 회전하는 난류를 형성하도록 한다. 본 발명의 일실시예에서 제1배출순환관(132a)은 하나 이상 설치될 수 있으며, 도 1 및 도 2에는 두 개의 제1배출순환관(132a)이 형성된 것을 도시하였다. 두 개의 제1배출순환관(132a)이 설치되는 경우는, 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 제1배출순환관(132a)에서 배출된 폐수가 원활한 회전 난류를 형성할 수 있도록 각각의 제1배출순환관(132a)의 단부에 형성된 제1 및 제2배출구(D1, D2)는 서로 일정 간격으로 이격 배치되는 것이 바람직하다.The first discharge port D1 formed at the end of the first
또한, 제1 및 제2배출구(D1, D2)는 단부가 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상방향을 향하도록 꺾여 형성되는 것이 바람직하고, 점차 좁아지도록 형성하는 것이 바람직하다. 이는 몸체부(110) 하부에 침전 현상이 발생하는 것을 방지하고, 배출속도를 증가시켜 회전 난류를 형성하는데 보다 유리하다.Also, it is preferable that the first and second outlets D1 and D2 are formed so as to be bent in an upward direction as shown in Figs. 1 and 2, and are formed to be gradually narrowed. This is advantageous for preventing the precipitation phenomenon from occurring in the lower part of the
제2배출순환관(132b)은 몸체부(110) 내부 중앙에 위치하도록 몸체부(110) 하부 중앙으로 연장된다. 제2배출순환관(132b)에 형성된 제3배출구(D3)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 아랫방향을 향하도록 형성된 제3배출구(D3)가 형성될 수 있으며, 필요에 따라 제3배출구(D3)는 다수 개가 형성될 수 있다.The second
그리고 제2배출순환관(132b)에는 폐수의 이용여부를 제어할 수 있는 밸브(136)가 구비될 수 있다. 제2배출순환관(132b)에 밸브(136)가 구비되는 것은 혐기성 소화조(100)의 운전 조건에 따라 불필요할 수 있기 때문이며, 밸브(136)를 개방하여 제2배출순환관(132b)까지 동작시키는 것이 난류 형성에 보다 바람직하다.The second
펌프(134)는 몸체부(110) 외부에 위치하고 순환관(132) 중간에 설치되며, 흡입구(S1, S2, S3)를 통해 폐수가 순환관(132) 내부로 흡입될 수 있도록 한다. 이를 위해 펌프(134)는 순환관(132)이 제1배출순환관(132a)과 제2배출순환관(132b)으로 분리되기 전의 순환관(132) 중간에 설치되는 것이 바람직하며, 되도록 흡입구(S1, S2, S3)와 가까운 위치에 설치되는 것이 더욱 바람직하다.
The
가스 이송부(140)는 몸체부(110) 내에서 혐기성 소화 작용에 의해 발생된 바이오가스를 이송시키기 위한 것으로, 가스 배출관(142), 가스 압축기(144), 가스 이송관(146) 및 가스 저장조(148)를 포함하여 구성된다.The
가스 배출관(142)은 몸체 상부에 형성되며, 몸체부(110)에서 발생된 바이오가스가 배출된다.The
가스 압축기(144)는 가스 배출관(142)을 통해 배출된 바이오가스를 압축하여 압축된 바이오가스를 가스 이송관(146)으로 보낸다.The
가스 이송관(146)은 일단이 가스 압축기(144)와 연결되며 타단이 순환관(132)과 연결되어, 가스 압축기(144)에서 압축된 바이오가스는 가스 이송관(146)을 통해 순환관(132) 내부로 이송된다. 이때, 가스 이송관(146)의 타단과 순환관(132)이 연결되는 위치는 펌프(134)의 전단에 위치하여, 펌프(134)에 폐수와 압축된 바이오가스가 함께 유입되어 바이오가스가 폐수에 잘 혼합되도록 한다. 그러므로 순환관(132)을 통해 제1 내지 제3배출구(D1, D2, D3)로 배출되는 폐수는 바이오가스가 혼합되어 배출되기 때문에 펌프 교반의 효율을 높일 수 있다.One end of the
가스 저장조(148)는 가스 배출관(142)과 연결되어 가스 압축기(144)로 공급되지 않는 나머지 바이오가스가 저장된다.
The
제어부(150)는 도 3에 도시된 바와 같이, 기계적 교반부(120), 펌프 교반부(130) 및 가스 이송부(140)의 동작을 각각 제어한다. 이때, 펌프 교반부(130)는 가스 이송부(140)의 가스 압축기(144)와 동시에 동작이 제어되는 것이 바람직하며, 필요에 따라 펌프 교반부(130)만 동작되도록 제어할 수도 있다.The
본 발명의 일실시예에서 제어부(150)는 기계적 교반부(120)와 펌프 교반부(130)를 동시에 구동시키지 않고, 정해진 시간동안 교대로 구동시킨다. 일례로, 펌프 교반부(130)는 구동시키지 않은 상태에서 기계적 교반부(120)를 하루에 20시간 동안 동작시킨 다음, 기계적 교반부(120)의 동작을 중지한 상태에서 펌프 교반부(130)를 나머지 4시간 동안 동작시킨다.In an embodiment of the present invention, the
기계적 교반 방식은 혐기성 소화조(100) 교반에 필요한 소요 동력이 적게 소모되고, 하루 100톤 이상의 대용량 처리가 가능하기 때문에 안정적으로 교반이 가능하지만, 하부에 모래 등의 무거운 물질들이 축적될 수 있다. 그러므로 기계적 교반부(120)가 20시간 동안 동작된 이후, 펌프 교반부(130)가 나머지 4시간 동안 동작되어 하부에 축적된 물질들을 순환시켜 몸체부(110) 내부에 사영역이 발생하는 것을 방지할 수 있다.The mechanical stirring method consumes less power required for stirring the
또한, 제어부(150)는 기계적 교반부(120)와 펌프 교반부(130)를 교대로 동작시키는 것을 좀 더 세분화할 수 있다. 그 예로, 10시간 동안 기계적 교반부(120)를 동작시키고, 2시간 동안 펌프 교반부(130)를 동작시키며, 다시 10시간 동안 기계적 교반부(120)를 동작시키고, 2시간 동안 펌프 교반부(130)를 동작시키는 등으로 제어할 수 있다. 이로써, 대용량 혐기성 소화조(100)의 안정적인 교반이 가능하고, 혐기성 소화조(100) 내부의 사영역을 억제시킬 수 있으며, 혐기성 소화조(100) 동작에 필요한 소요동력을 최소화할 수 있다.Further, the
상기와 같이, 제어부(150)가 기계적 교반부(120)와 펌프 교반부(130)를 일정 비율의 시간에 따라 교대로 동작시킬 수 있으며, 기계적 교반부(120)의 동작시간과 펌프 교반부(130)의 동작시간의 비율은 a:1로 표시할 수 있다. 이때, a는 1 내지 10 이하인 것이 바람직하며, 3 내지 5인 것이 더욱 바람직하다.As described above, the
도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(150)는 기계적 교반부(120)를 동작시킬 때, 실질적으로 모터(126)를 제어하여 기계적 교반부(120)를 동작시키며, 펌프 교반부(130)를 동작시킬 때 펌프(134)를 제어하여 펌프 교반부(130)를 동작시킨다. 앞서 설명한 바와 같이, 펌프 교반부(130)와 가스 이송부(140)를 동시에 동작시키는 경우에 제어부(150)는 펌프(134)와 같이, 가스 압축기(144)가 동시에 동작하도록 제어한다.
3, when the
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It should be understood that the scope of the present invention is to be understood as the scope of the following claims and their equivalents.
100: 혐기성 소화조
110: 몸체부 112: 유입관
114: 배출관 116: 위어
118: 격벽 120: 기계적 교반부
122a: 제1임펠러 122b: 제2임펠러
122c: 제3임펠러 124: 샤프트
126: 모터 130: 펌프 교반부
132: 순환관 132a: 제1배출순환관
132b: 제2배출순환관 S1, S2, S3: 제1 내지 제3흡입구
D1, D2, D3: 제1 내지 제3배출구
134: 펌프 136: 밸브
140: 가스 이송부 142: 가스 배출관
144: 가스 압축기 146: 가스 이송관
148: 가스 저장조 150: 제어부100: anaerobic digester
110: body portion 112: inlet pipe
114: discharge pipe 116: weir
118: partition wall 120: mechanical agitation part
122a:
122c: third impeller 124: shaft
126: motor 130: pump stir part
132:
132b: second discharge circulation pipe S1, S2, S3: first to third inlets
D1, D2, D3: First to third outlets
134: Pump 136: Valve
140: gas transfer part 142: gas discharge pipe
144: Gas compressor 146: Gas transfer tube
148: gas storage tank 150:
Claims (8)
상기 몸체부 내부에 구비되어 하나는 유입된 폐수의 상부 표면에 위치하고 나머지는 상기 하나와 하부로 이격된 다수의 임펠러와, 상기 몸체 부 내부 상단에 회전되도록 결합되며 상기 다수의 임펠러를 회전시키는 샤프트와, 상기 샤프트를 회전시키는 모터를 포함하여 유입된 폐수를 교반하는 기계적 교반부;
상기 몸체부 내의 폐수를 흡입하기 위해 상방향 또는 측방향을 향하는 하나 이상의 흡입구가 일 측에 구비되며, 상기 흡입구를 통해 흡입된 폐수를 상기 몸체부 내로 배출시키는 하나 이상의 배출구가 타측에 구비된 순환관과, 상기 순환관 중간에 연결되며, 상기 몸체부 내의 폐수가 상기 흡입구로 흡입시키기 위한 펌프를 포함하여 상부에서 하부로 유입된 폐수를 순환시켜 교반하는 펌프 교반부;
상기 몸체부 상부에 형성되고, 상기 몸체부 내부에서 발생된 바이오가스가 배출되는 가스 배출관과, 상기 가스 배출관을 통해 배출된 바이오가스를 압축하는 가스 압축기와, 상기 순환관과 연결되며 상기 가스 압축기에서 압축된 바이오가스를 상기 순환관 내부로 이송하는 가스 이송관과, 상기 가스 배출관을 통해 배출된 바이오가스를 저장하는 가스 저장조를 포함하여 상기 몸체부 내에서 발생되어 배출된 바이오가스를 압축하여 상기 펌프 교반부의 폐수에 혼합시키는 가스 이송부 및
상기 기계적 교반부, 펌프 교반부 및 가스 이송부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 모터, 펌프 및 가스 압축기를 각각 제어하여, 기계적 교반부와 펌프 교반부를 교대로 동작시키되, 상기 펌프 교반부의 동작 시, 상기 가스 이송부를 선택적으로 동작시키는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화조.A body portion having an inlet pipe through which wastewater flows and a discharge pipe through which the treated digestive filtrate is discharged;
A plurality of impellers disposed inside the body portion, one of which is located on the upper surface of the introduced wastewater and the other of which is spaced apart from the one and the lower portion, a shaft rotatably coupled to the upper end of the body portion, A mechanical agitator for stirring the introduced wastewater, the motor including a motor for rotating the shaft;
At least one suction port facing upward or laterally to suck the wastewater in the body portion is provided on one side and one or more outlets for discharging the wastewater sucked through the suction port into the body portion are connected to a circulation pipe A pump agitator connected to the circulation pipe and including a pump for sucking wastewater from the body into the suction port to circulate and stir the wastewater flowing from the upper part to the lower part;
A gas discharge pipe formed in the upper part of the body part for discharging biogas generated in the body part; a gas compressor for compressing the biogas discharged through the gas discharge pipe; and a gas compressor connected to the circulation pipe, A gas delivery pipe for delivering the compressed biogas to the inside of the circulation tube; and a gas storage tank for storing the biogas discharged through the gas discharge pipe, compressing the biogas generated in the body portion and discharging the biogas, A gas transfer part for mixing the wastewater of the agitating part and
And a control unit for controlling operations of the mechanical stirring unit, the pump stirring unit, and the gas transfer unit,
Wherein the controller controls each of the motor, the pump, and the gas compressor so as to alternately operate the mechanical agitator and the pump agitator, and selectively operates the gas transporter when the pump agitator is operated.
상기 순환관은,
상기 하나 이상의 흡입구에서 흡입된 폐수를 상기 몸체부 내부로 배출시키기 위해 타 측에 하나 이상의 배출구가 구비된 제1배출순환관;
상기 제1배출순환관과 이격 배치되며, 상기 하나 이상의 흡입구에서 흡입된 폐수를 상기 몸체부 내부로 배출시키기 위해 타 측에 하나 이상의 배출구가 구비된 제2배출순환관; 및
상기 제2배출순환관 내의 폐수 이송여부를 제어하는 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화조.The method according to claim 1,
Wherein the circulation tube comprises:
A first discharge circulation tube having one or more outlets at the other side for discharging the wastewater sucked from the at least one suction port into the body part;
A second discharge circulation tube spaced apart from the first discharge circulation tube and having at least one outlet at the other side for discharging the wastewater sucked from the at least one suction port into the body part; And
And a valve for controlling whether or not the wastewater is conveyed in the second discharge circulation pipe.
상기 제어부는 기계적 교반부와 펌프 교반부의 동작 시간을 a 대 1의 비율이 되도록 교대로 동작하게 제어하며, 상기 a는 1 이상 10 이하의 숫자인 것을 특징으로 하는 혐기성 소화조.The method according to claim 1,
Wherein the controller controls the operation time of the mechanical agitator and the pump agitator to be alternately operated so that the operation time of the mechanical agitator and the pump agitator becomes a ratio of a to 1, and a is a number of 1 or more and 10 or less.
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