KR101510800B1 - High efficiency anaerobic digestion reactor of organic wastewater - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기성 폐수의 고효율 혐기소화 반응기에 관한 것으로, 하부에 구비되며 유기성 폐수가 공급되는 폐수공급부와, 상부에 구비되며 혐기소화를 통해 생산된 바이오가스가 배출되는 바이오가스배출부와, 바이오가스배출부보다 하부에 위치하고 반응기본체 내부의 혐기소화액이 배출되는 제2출입구와, 제2출입구 보다 하부에 위치하고 바이오가스배출부로부터 배출된 바이오가스 및 반응기본체의 제2출입구로부터 배출되는 혐기소화액 중 일부가 공급되는 제1출입구와, 제1출입구 보다 상부에 위치하고 혐기소화가 이루어진 혐기 소화액이 다음 공정장치로 배출되는 혐기소화액배출부를 갖춘 반응기본체; 반응기본체의 하부에 설치되는 교반장치; 관 형상을 이루어 반응기본체의 내부에 설치되며 교반장치 보다 상부에 위치하는 미생물부착기구본체와, 미생물부착기구본체의 상하부에 각각 설치되는 스트레이너와, 미생물부착기구본체의 내부에 배치되며 여재 기능을 하여 미생물이 부착되는 메디아를 구비한 미생물부착기구; 일단이 반응기본체의 제1출입구에 연결되며 타단이 미생물부착기구본체를 관통하여 미생물부착기구본체 내부로 인입되는 유입부와, 유입부의 타단에 설치되며 미생물부착기구본체의 내부 중앙부에 배치되는 연결부와, 연결부의 둘레부에 방사형으로 구비되며 수평방향으로 바이오가스 및 혐기소화액을 방출하는 다수의 방출부를 갖춘 메디아세척장치; 하방이 개구되어 혐기 소화액이 유입되는 유입공간과 상부에 구비되며 바이오가스가 배출되는 다수의 배기공를 갖추고서 반응기본체의 혐기소화액배출부의 주위에 배치되는 스컴차단부와, 상방이 개구되며 스컴차단부의 유입공간과 연통되는 연통공간과 혐기소화액배출부와 연통되는 배출홀를 갖추고서 스컴차단부의 유입공간에 배치되는 혐기소화액유도부를 갖춘 스컴배출차단기구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 혐기 미생물의 외부 유출을 방지함으로써, 고농도의 미생물을 통한 유기물 제거 및 바이오가스 생산 효율을 극대화할 수 있으며, 유기성 폐수의 유출입, 슬러지의 순환 및, 바이오가스의 순환을 통합적으로 제어함으로써, 보다 효율적이며 안정적인 혐기소화가 가능하고, 스컴이 다음 공정으로 유출되는 것을 방지하여 혐기소화를 이용하는 전체 설비를 안정적으로 구동할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a highly efficient anaerobic digestion reactor for organic wastewater, comprising a wastewater supply unit provided at a lower portion to which organic wastewater is supplied, a biogas exhaust unit provided at an upper portion of the anaerobic digestion reactor for discharging biogas produced through anaerobic digestion, A second outlet for discharging anaerobic digestion liquid in the reactor main body, the biogas being disposed below the second outlet and being discharged from the biogas discharge unit, and a part of the anaerobic digestive fluid discharged from the second inlet and outlet of the reactor main body, The anaerobic digester having an anaerobic digestion liquid discharging unit for discharging the anaerobic digestion liquid, which is located above the first entrance and the anaerobic digestion, to the next processing unit; A stirring device installed at a lower portion of the reactor main body; A strainer provided inside the reactor main body and disposed above the stirring device, and a strainer provided at the upper and lower portions of the microbial attachment mechanism main body, respectively, and a strainer disposed inside the microbial attachment main body, A microorganism attaching mechanism having a medium to which a microorganism adheres; An inlet portion connected to the first inlet and outlet of the reactor main body at one end and penetrating into the microorganism attachment mechanism main body through the microbial attachment mechanism main body at the other end and a connecting portion provided at the other end of the inlet portion, A medial washing device radially provided at the periphery of the connection portion and having a plurality of discharge portions for discharging biogas and anaerobic digestion liquid in a horizontal direction; A scum blocking portion disposed at the periphery of the anaerobic digestive fluid discharging portion of the reactor main body and having a plurality of exhaust holes provided in the inflow space into which the anaerobic digestive fluid flows downward and to which the biogas is exhausted, And a scum discharge preventing mechanism having an anaerobic digestive liquid guiding portion disposed in an inflow space of the suc- cess blocking portion and having a communication space communicating with the inflow space and a discharge hole communicating with the anaerobic digestive fluid discharging portion.
According to the present invention, it is possible to maximize the efficiency of removing organic matter through high concentration of microorganisms and to maximize the production efficiency of biogas by preventing the outflow of anaerobic microorganisms, and it is possible to prevent the organic wastewater from flowing out and circulating the sludge, By integrally controlling the anaerobic digestion, more efficient and stable anaerobic digestion is possible, and the scum can be prevented from flowing out to the next process, so that the entire facility using anaerobic digestion can be stably driven.

Description

유기성 폐수의 고효율 혐기소화 반응기{High efficiency anaerobic digestion reactor of organic wastewater}[0001] The present invention relates to a high efficiency anaerobic digestion reactor of an organic wastewater,

본 발명은 혐기소화 반응기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 혐기성 미생물의 부유성장과 부착성장을 동시에 구현하고, 내부순환을 통해 바이오가스의 생산효율과 혐기소화조내 미생물의 농도를 극대화함으로써, 폐수의 수리학적 체류시간을 단축할 수 있는 혐기소화 반응기에 관한 것이다. The present invention relates to anaerobic digestion reactors, and more particularly, to an anaerobic digestion reactor that simultaneously realizes floating and adherent growth of anaerobic microorganisms, maximizes the biogas production efficiency and the concentration of microorganisms in the anaerobic digestion tank through internal circulation, The present invention relates to an anaerobic digestion reactor capable of shortening the residence time.

최근 전 세계적으로 기후협약에 의한 온실가스 배출 저감과 대체에너지 확보의 필요성으로 신재생에너지에 대한 관심이 높아지고 있는 실정이다. 또한 고농도 유기성 폐수의 해양투기가 전면 금지되면서 전량 육상처리는 불가피한 현실이다. 따라서 유기성 폐수의 처리와 신재생에너지 생산을 동시에 만족할 수 있는 방법으로 혐기소화 공정의 개발이 많은 주목을 받고 있다. In recent years, interest in renewable energy has been increasing due to the necessity of reducing greenhouse gas emissions and securing alternative energy by climate agreement. In addition, the marine dumping of high concentration organic wastewater is totally prohibited, and it is inevitable that the whole land is treated. Therefore, the development of the anaerobic digestion process has attracted much attention as a method to satisfy both the treatment of organic waste water and the production of renewable energy.

혐기소화는 성장속도가 서로 다른 많은 종류의 미생물에 의해 안정화시키는 다단계 생화학반응으로 가수분해단계, 산생성단계, 초산생성단계, 메탄생성단계로 구분된다. 가수분해단계는 폐수의 여러 불용성인 유기물질을 미생물이 이용하기 쉬운 형태로 되는 단계로 산 생성 미생물들이 분비하는 체외효소에 의해 고분자 유기물질이 유기단량체로 전환되는 반응이다. 산생성단계는 유기단량체등을 발효성 미생물인 산생성미생물에 의해 저급지방산으로 전환되고, 더 나아가 초산생성박테리아에 의해 초산을 생산한다. 메탄생성단계에서는 초산과 수소를 이용하여 메탄과 이산화탄소를 발생시키는 단계이며, 초산을 이용하여 약 72%, 수소와 이산화탄소를 이용하여 약 28%를 생성한다. Anaerobic digestion is a multistage biochemical reaction stabilized by many kinds of microorganisms with different growth rates. It is divided into hydrolysis step, acid production step, acetic acid production step, and methane production step. The hydrolysis step is a step in which a plurality of insoluble organic substances in the wastewater are made into a form that can be easily used by microorganisms, and the conversion of the polymer organic substances into organic monomers by an extracellular enzyme secreted by the acid producing microorganisms. In the acid production step, organic monomers and the like are converted to lower fatty acids by an acid-producing microorganism, which is a fermenting microorganism, and further, acetic acid is produced by acetic acid-producing bacteria. Methane and methane are generated by using acetic acid and hydrogen, and they produce about 72% using acetic acid and about 28% using hydrogen and carbon dioxide.

전통적인 혐기소화 기술은 공공위생이라는 목적으로부터 출발하였으며, 고농도 유기성 폐수의 안정화라는 기본적인 환경기술로서 인식되어왔다. 그러나 혐기소화 기술은 에너지 고갈과 환경오염이라는 시대적 위기의식과 함께 필수적인 기술로 인식되기에 이르렀다. Traditional anaerobic digestion techniques originated from the objective of public health and have been recognized as fundamental environmental technologies for the stabilization of high concentration organic wastewater. However, anaerobic digestion technology has become recognized as an indispensable technology along with the consciousness of the crisis of the times of energy depletion and environmental pollution.

재생에너지중 하나인 바이오가스(Biogas)는 혐기소화 공정을 통하여 생산할 수 있으며, 이러한 생물학적 혐기소화 공정은 잉여슬러지 발생량이 적고, 화석연료를 직접 대체할 수 있는 메탄(CH4)가스를 생산할 수 있다는 장점으로 고농도 유기성폐수 처리에 적용하는 사례가 세계적으로 증가하고 있다. 특히 유럽, 독일, 일본 등지에서는 이미 농가형의 소규모 혐기소화조에서 부터 중앙집중형 및 지역에너지 자립형의 대규모 혐기소화조까지 많은 개발이 이루어진 실정이다. Biogas, one of the renewable energies, can be produced by anaerobic digestion process. This biological anaerobic digestion process is capable of producing methane (CH 4 ) gas, which can produce a surplus sludge less and can directly replace fossil fuel As an advantage, the application to high concentration organic wastewater treatment is increasing worldwide. Especially in Europe, Germany and Japan, there have been many developments from farmhouse-type small-scale anaerobic digesters to large-scale anaerobic digesters with centralized and local energy independence.

또한 상기 바이오가스는 메탄 함유량이 높아 훌륭한 에너지원이 될 수 있다. 따라서 적정한 수준의 개질 과정만 거치면 바이오가스는 천연가스를 사용하고 있는 모든 수요처에서 사용이 가능하다. 예를 들어 바이오가스는 가온 및 난방, 발전의 연료로 사용하거나 정제를 통해 도시가스, 차량용 연료로 사용이 가능하다. In addition, the biogas has a high methane content and can be an excellent energy source. Therefore, biogas can be used in all customers who use natural gas only after modifying at a reasonable level. For example, biogas can be used as fuel for heating and heating, power generation, or as a fuel for city gas or automobiles through refining.

그러나 기존의 유기성폐기물을 이용하여 바이오가스를 생산하는 혐기소화조는 유입원수의 고형물함량의 높고, 혐기소화공정의 안전성에 문제가 빈번히 발생하였다. 또한, 운영상의 문제점으로 인해 공정이 중단되는 일이 발생하고 있으며 유기성폐기물을 기존 혐기소화공정에 적용시킬 경우 20~30일의 긴 체류시간으로 인해 공정의 규모가 대형화 되는 문제점이 있고, 국내에 가동 중인 혐기성 소화시설의 경우 낮은 가스 생산량, 높은 설치 및 운영비용 혐기소화액 및 부산물의 부적절한 처리, 바이오가스 생산에 대한 사회적 지원체계 미약 등의 이유로 정상적으로 가동되지 못하는 현상이 나타나기도 하였다. However, the anaerobic digester, which produces biogas using organic wastes, has a high solids content in the influent water and frequently has problems in the safety of the anaerobic digestion process. In addition, when the organic waste is applied to the existing anaerobic digestion process, there is a problem that the process is enlarged due to the long residence time of 20 to 30 days, In the case of anaerobic digestion facilities in operation, low gas production, high installation and operation costs, inadequate treatment of anaerobic digestion and byproducts, and inadequate social support system for biogas production have been observed.

혐기소화 반응기의 종류는 회분식 반응기(Batch reactor), 완전혼합형 반응기(CSTR; Completely stirred tank reactor), 혐기성필터 반응기(Anaerobic filter reactor), 혐기성 접촉 반응기(Anaerobic contact reator), 유동층 반응기(Fluidized bed reactor), 2상 혐기소화 반응기(Two phase reactor), 상향류식 혐기성 슬러지 블랭키트 반응기(UASB; Upflow anaerobic sludge blanket reactor)등이 있고, 그 특성은 표 1과 같다. Types of anaerobic digestion reactors include batch reactors, completely stirred tank reactors (CSTR), anaerobic filter reactors, anaerobic contact reactors, fluidized bed reactors, Two-phase anaerobic digester reactor, Upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB), and the like are shown in Table 1.

혐기소화반응기 종류Types of anaerobic digestion reactors 특성characteristic 회분식반응기(Batch reactor)Batch reactor 사각 또는 원형의 반응기
유기성폐기물을 혐기성 미생물과 함께 유입하여 통합처리
HRT가 비교적 긴 반응기
효율이 비교적 낮음
미생물과 유입폐기물의 비율에 주의가 필요 Rectangular or circular reactor
Incorporation of organic wastes with anaerobic microorganisms
HRT is a relatively long reactor
Low efficiency
Care must be taken in the ratio of microbes and incoming wastes 완전혼합형반응기(CSTR; Completely stirred tank reactor)Completely stirred tank reactor (CSTR) 입자상 유기물질이 고농도이거나 용해성 생분해 유기물질이 극히 고농도인 폐기물처리에 적합Suitable for disposal of highly concentrated particulate organic matter or highly biodegradable organic matter 혐기성 필터(Anaerobic filter)Anaerobic filter 미생물이 고농도로 유지
폐기할 슬러지량이 적다
담체에 부착되지 않은 미생물이 많다
유속이 낮아 처리량이 적다
단락 현상이 일어난다High concentration of microorganisms
Sludge to be disposed is small
There are many microorganisms not attached to the carrier
Low flow rate and low throughput
Short circuit occurs 혐기성 접촉 반응기(Anaerobic contact reator)Anaerobic contact reator 활성슬러지법과 같은 형식으로 배출되는 미생물과 미분해 고형물을 농축하는 침전공정을 반응기 다음에 적용시켜 침전조에 가라앉는 미생물을 반송
높은 유기물제거율을 가지고 있지만 투자비와 운영비가 많이 들고, 까다로운 운영과 혐기성 슬러지의 침전이 어려운 단점을 가지고 있다.The sedimentation process to concentrate the discharged microorganisms and the undegraded solids in the same manner as the activated sludge method is applied to the reactor to return the microorganisms sinking to the settling tank
Although it has a high organic removal rate, it has a disadvantage that it has a high investment cost and operating cost, and it is difficult to operate and settle the anaerobic sludge. 유동층 반응조(Fluidized bed reactor)Fluidized bed reactor 폐수가 반응기 내에 유동상을 형성할 수 있는 느린 유속으로 유입됨으로써 생물막이 성장할 수 있는 표면을 제공한다.
반응기 내에 폐수 재순환을 필요로 하고, 짧은 수리학적 체류시간에 낮은 유기물의 폐수처리에도 적용가능하다.
미생물의 느린 증식으로 인한 안정된 생물막을 형성하기 위한 초기 안정화기간이 긴 단점을 가지고 있다.The wastewater flows into the reactor at a slow flow rate that can form a fluid phase, thereby providing a surface on which the biofilm can grow.
It is necessary to recycle wastewater in the reactor and it is applicable to treatment of wastewater with low organic matter in a short hydraulic residence time.
The initial stabilization period for forming a stable biofilm due to the slow growth of microorganisms is long. 2상 혐기소화 반응기(Two phase reactor)Two-phase anaerobic digestion reactor (Two phase reactor) 단상반응조의 안정성 및 효율을 증대시키기 위해 개발된 공정
가수분해 및 산 생성단계와 메탄생성단계를 분리
체류시간을 짧게 운영할 수 있고, 소화조의 크기를 감소시킴
각 반응기에 존재하는 미생물의 증식조건이 매우 상이하여 반응기의 제어가 어려움Process developed to increase stability and efficiency of single-phase reactor
Separation of the hydrolysis and acid production step and methanogenesis step
Short residence time and reduced size of digester
It is difficult to control the reactor because the propagation conditions of microorganisms present in each reactor are very different 상향류식 혐기성 슬러지 블랭키트 반응기(UASB; Upflow anaerobic sludge blanket reactor)Upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB) 폐수의 유입구를 하부에 두고 반응조 하부의 슬러지층을 토과시켜 처리하는 공정
입상형 미생물을 이용하여 발생되는 가스가 상승하면서 슬러지를 교반
미생물들이 자연적으로 형성되어 만드는 입자 형성과정과 운전과정중 입자가 붕괴되지 않고 안정화가 운전기술이 필요Process of treating the sludge layer under the reactor with the inlet of the wastewater at the bottom
As the gas generated by the granular microorganisms rises, the sludge is agitated
Microorganisms are naturally formed to form the particles that are formed and the particles are not collapsed during the operation process.

최근에는 상기 기존의 혐기성 소화장치를 개선한 고효율의 혐기성 처리공법이 개발되어 재래식 소화장치와 같은 대용량의 반응장치가 필요없이 초기 투자비 및 운영비를 절감시킬 수 있게 되었는데, 주로 2상혐기소화 반응기, 상향류식 혐기성 슬러지 블랭키트 반응기(UASB: Upflow anaerobic sludge blanket reactor), 접촉 여재를 충진한 반응기 등이 주로 설계, 시공되어 사용되고 있다. In recent years, a high-efficiency anaerobic treatment method has been developed in which the existing anaerobic digestion apparatus is improved. Thus, the initial investment and operation cost can be reduced without requiring a large-capacity reaction apparatus such as a conventional digestion apparatus. An anaerobic sludge blanket reactor (UASB), and a reactor filled with a contact material are mainly designed and used.

상기 2상 혐기소화 반응기는 단상반응조의 안정성 및 효율을 증대시키기 위해 개발된 공정으로 가수분해 및 산 생성단계와 메탄생성단계를 분리하였다. 따라서 체류시간을 짧게 운영할 수 있고, 반응기의 크기를 감소시켜 공정의 대형화를 방지하고, 설치부지의 거대화를 방지할수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 각 반응기에 존재하는 혐기미생물의 증식조건이 매우 상이하여 반응기 제어가 어렵고, 메탄발효조가 정상적으로 조절되지 않으면 발효조 수소분압이 증가하고 이로 인해 혐기성 공생세균의 반응이 저해를 받아 유기산, 특히 프로피온산이 축적되어 반응에 저해가 일어나게 된다. 또한, 유기산이 축적되어 pH가 급속하게 떨어지게 되면 해리되지 않은 유기물이 언커플러(uncoupler)로 작용하여, 미생물의 성장을 억제하므로 결과적으로 안정적인 공정운영에 실패하여 혐기소화소의 효율을 크게 저하시킨다. The two - phase anaerobic digestion reactor was developed to increase the stability and efficiency of the single - phase reactor. The two - phase anaerobic digestion reactor was separated from hydrolysis and acid production and methane production. Therefore, the residence time can be shortened, the size of the reactor can be reduced, and the size of the process can be prevented, and the installation site can be prevented from becoming large. However, when the methane fermentation tank is not properly regulated, the hydrogen partial pressure of the fermentation tank is increased and the reaction of the anaerobic microbes is inhibited. As a result, the accumulation of organic acids, especially propionic acid, So that the reaction is inhibited. In addition, if the pH is rapidly decreased due to the accumulation of organic acid, organic matter that is not dissociated acts as an uncoupler and inhibits the growth of microorganisms. As a result, the stable operation of the process is failed and the efficiency of the anaerobic digester is greatly lowered.

상기 UASB는 1970년대 네덜란드의 Gutze Lettinga에 의해 고안되었다. UASB는 크게 폐수를 반응기 전면에 균등하게 분배할 수 있는 폐수분배 장치(Distributor)와 발생한 바이오가스를 폐수와 미생물을 분리할 수 있는 GSS(Gas solid seperator)가 있다. The UASB was invented by Gutze Lettinga of the Netherlands in the 1970s. The UASB has a distributor that distributes wastewater evenly across the reactor and a gas solid separator (GSS) that separates biogas from wastewater and microorganisms.

상기 UASB는 고농도의 유기성폐수를 처리할 때에 많은 장점이 있으나, 치명적 결함인 충격부하에 입상의 슬러지부가 무너지는 문제가 있으며, 고농도의 유기물폐수가 부분적으로 노즐에 의해 공급됨으로써, 수직방향으로 유로현상이 발생되어 본연의 소화조 역할을 하지 못하게 되며, 유입수의 농도가 낮을 경우의 유기물 부화에 맞출때에 아주 높은 수리학적 부하로 인한 슬러지 유실을 초래하게 된다. 또한, 생산공장의 트러블 발생시나 폐수의 수질의 농도변화에 취약하여 입상이 파괴되어 유실됨으로서 정상적인 복구 및 처리에 상당한 시일이 소요되고, 입상슬러지의 재 투입이 요구되어 혐기소화효율의 저하 및 오랜 시운전 기간소요 등 안정적 운전에 문제점이 있고, 독성물질의 유입을 방지해야 하는 문제점이 있다. The UASB has many advantages in treating a high concentration organic wastewater. However, there is a problem that the granular sludge portion is collapsed in the impact load, which is a fatal defect, and the high concentration organic wastewater is partially supplied by the nozzle, And the sludge is lost due to a very high hydraulic load when the concentration of the influent water is adjusted to the organic matter hatching when the concentration of the influent water is low. In addition, since it is vulnerable to changes in the concentration of the water quality of the production plant and the occurrence of troubles in the production plant, the granular form is destroyed and lost, so that it takes a considerable time for normal restoration and treatment, There is a problem in stable operation such as a period of time, and there is a problem that the inflow of toxic substances must be prevented.

여재를 충진한 반응기는 슬러지에 의한 폐색현상이 쉽게 발생되면서 파손되기 쉽고, 상기 여재에 부착된 슬러지에 의한 폐색현상이 일어났을 경우에 적절한 탈리장치가 없어서 하부의 압밀된 슬러지부에서 폐수가 확산되지 않고 수직의 한방향으로만 흐르는 현상인 유로현상과 폐색되지 않은 여재부의 일부분으로만 폐수가 통과하는 터널현상이 발생됨에 따라, 소화조의 유기물과 미생물의 접촉이 원활하지 못하게 되고 따라서, 혐기소화효율의 저하가 일어나게 되는 문제점이 있다.The reactor filled with filter media is easily damaged due to the occurrence of clogging due to sludge, and when the clogging due to the sludge attached to the filter material occurs, there is no suitable tearing device so that the wastewater does not diffuse from the composted sludge portion at the bottom The tunneling phenomenon occurs only in a part of the unfiltered filter medium and the passage phenomenon which is a phenomenon in which the organic matter and microorganisms in the digester are not smoothly contacted with each other and thus the anaerobic digestion efficiency is lowered There is a problem in that a problem occurs.

상기와 같이 혐기성 소화는 고농도의 유기성 폐수 처리 및 재생에너지인 바이오가스를 생산하는 기술임에도 불구하고 아직 범용적으로 사용하는데는 한계가 있었다. 혐기성 소화공정에 관여하는 미생물은 특성상 침전성이 불량하므로 일반적으로 혐기성소화 반응기 설계시 수리학적 체류시간(HRT; Hydraulic retention time)과 슬러지 체류시간(SRT; Solid retentio time)이 같은 조건으로 설계됨으로써 반응조내 미생물 농도가 매우 낮은 단점과 그로 인해 반응조 부피가 커지는 한계가 있다. 또한 앞서 언급한 그래뉼(Granule) 슬러지를 이용하는 UASB는 초기에 고농도의 미생물을 반응조내에 체류하는데 실패할 우려가 있다. 따라서 상기의 여러 문제점을 해결하고, 고효율의 바이오가스를 생산할 수 있으며 안정적인 운영이 가능한 혐기소화조의 추가적인 기술개발이 요구되는 실정이다.As described above, although the anaerobic digestion is a technique for producing a high concentration of organic wastewater and biogas as a renewable energy, there is still a limit to universal use. Since the microorganisms involved in the anaerobic digestion process are poor in sedimentation due to their characteristics, the hydraulic retention time (HRT) and the solid retention time (SRT) are generally designed to be the same in the design of the anaerobic digestion reactor, There is a disadvantage that the concentration of the microorganism is very low and the volume of the reaction tank becomes large accordingly. In addition, the UASB using granule sludge mentioned above may fail to initially stay in the reactor at a high concentration of microorganisms. Therefore, it is required to develop additional technology of anaerobic digester capable of solving the above-mentioned problems, producing high-efficiency biogas, and operating stably.

등록특허 10-0948287호Patent No. 10-0948287 등록특허 10-0922536호Patent No. 10-0922536

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 고농도 액상의 유기성폐수를 혐기소화하여 바이오가스를 생산함에 있어 미생물의 부유성장과 부착성장을 동시에 구현하여 소화조의 효율을 결정짓는 유입원수와 미생물간의 접촉을 극대화함으로써 반응시간을 단축하고 메탄회수율을 높이며, 소화조 내의 스컴이 다음 공정으로 유입되는 것을 방지하여 전체 혐기소화 공정이 안정적으로 운영되도록 하는 유기성 폐수의 고효율 혐기소화 반응기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다. 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 a method for anaerobic digestion of organic wastewater in a high concentration liquid phase to produce biogas, The present invention provides a highly efficient anaerobic digestion reactor of organic wastewater which can shorten the reaction time, increase the methane recovery rate, and prevent the scum in the digester from flowing into the next process, thereby stably operating the entire anaerobic digestion process. We will do it.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 하부에 구비되며 유기성 폐수가 공급되는 폐수공급부와, 상부에 구비되며 혐기소화를 통해 생산된 바이오가스가 배출되는 바이오가스배출부와, 바이오가스배출부보다 하부에 위치하고 반응기본체 내부의 혐기소화액이 배출되는 제2출입구와, 제2출입구 보다 하부에 위치하고 바이오가스배출부로부터 배출된 바이오가스 및 반응기본체의 제2출입구로부터 배출되는 혐기소화액 중 일부가 공급되는 제1출입구와, 제1출입구 보다 상부에 위치하고 혐기소화가 이루어진 혐기 소화액이 다음 공정장치로 배출되는 혐기소화액배출부를 갖춘 반응기본체; 반응기본체의 하부에 설치되는 교반장치; 관 형상을 이루어 반응기본체의 내부에 설치되며 교반장치 보다 상부에 위치하는 미생물부착기구본체와, 미생물부착기구본체의 상하부에 각각 설치되는 스트레이너와, 미생물부착기구본체의 내부에 배치되며 여재 기능을 하여 미생물이 부착되는 메디아를 구비한 미생물부착기구; 일단이 반응기본체의 제1출입구에 연결되며 타단이 미생물부착기구본체를 관통하여 미생물부착기구본체 내부로 인입되는 유입부와, 유입부의 타단에 설치되며 미생물부착기구본체의 내부 중앙부에 배치되는 연결부와, 연결부의 둘레부에 방사형으로 구비되며 수평방향으로 바이오가스 및 혐기소화액을 방출하는 다수의 방출부를 갖춘 메디아세척장치; 하방이 개구되어 혐기 소화액이 유입되는 유입공간과 상부에 구비되며 바이오가스가 배출되는 다수의 배기공를 갖추고서 반응기본체의 혐기소화액배출부의 주위에 배치되는 스컴차단부와, 상방이 개구되며 스컴차단부의 유입공간과 연통되는 연통공간과 혐기소화액배출부와 연통되는 배출홀를 갖추고서 스컴차단부의 유입공간에 배치되는 혐기소화액유도부를 갖춘 스컴배출차단기구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a biogas generator comprising: a wastewater supply unit provided at a lower part and supplied with organic wastewater; a biogas exhaust unit provided at an upper part of the biogas exhaust unit to discharge biogas produced through anaerobic digestion; And a part of the anaerobic digestive juice discharged from the second entrance of the reactor main body and the biogas discharged from the biogas exhaust part, which is located below the second entrance and exit, is supplied And a anaerobic digester having an anaerobic digester discharging portion for discharging the anaerobic digester, which is positioned above the first doorway and anaerobically digested, to a next processing device; A stirring device installed at a lower portion of the reactor main body; A strainer provided inside the reactor main body and disposed above the stirring device, and a strainer provided at the upper and lower portions of the microbial attachment mechanism main body, respectively, and a strainer disposed inside the microbial attachment main body, A microorganism attaching mechanism having a medium to which a microorganism adheres; An inlet portion connected to the first inlet and outlet of the reactor main body at one end and penetrating into the microorganism attachment mechanism main body through the microbial attachment mechanism main body at the other end and a connecting portion provided at the other end of the inlet portion, A medial washing device radially provided at the periphery of the connection portion and having a plurality of discharge portions for discharging biogas and anaerobic digestion liquid in a horizontal direction; A scum blocking portion disposed at the periphery of the anaerobic digestive fluid discharging portion of the reactor main body and having a plurality of exhaust holes provided in the inflow space into which the anaerobic digestive fluid flows downward and to which the biogas is exhausted, And a scum discharge preventing mechanism having an anaerobic digestive liquid guiding portion disposed in an inflow space of the suc- cess blocking portion and having a communication space communicating with the inflow space and a discharge hole communicating with the anaerobic digestive fluid discharging portion.

또한 본 발명에 있어서, 상기 교반장치는 반응기본체의 내부 하부에 회전가능하게 배치되는 교반축과, 교반축의 둘레부에 구비되는 다수의 교반날개와, 교반축를 구동하는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the stirring device may further include a stirring shaft rotatably disposed in an inner lower portion of the reactor body, a plurality of stirring vanes provided at a periphery of the stirring shaft, and a driving motor for driving the stirring shaft do.

또한 본 발명은 상기 유기성 폐수의 혐기소화 운전을 자동제어하는 제어유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention further includes a control unit for automatically controlling the anaerobic digestion operation of the organic wastewater.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 혐기 미생물의 외부 유출을 방지함으로써, 고농도의 미생물을 통한 유기물 제거 및 바이오가스 생산 효율을 극대화할 수 있으며, 유기성 폐수의 유출입, 슬러지의 순환 및, 바이오가스의 순환을 통합적으로 제어함으로써, 보다 효율적이며 안정적인 혐기소화가 가능하고, 스컴이 다음 공정으로 유출되는 것을 방지하여 혐기소화를 이용하는 전체 설비를 안정적으로 구동할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to maximize the efficiency of removing organic matter through high concentration of microorganisms and to maximize the production efficiency of biogas by preventing the outflow of anaerobic microorganisms, and it is possible to prevent the organic wastewater from flowing out and circulating the sludge, By integrally controlling the anaerobic digestion, more efficient and stable anaerobic digestion is possible, and the scum can be prevented from flowing out to the next process, so that the entire facility using anaerobic digestion can be stably driven.

도 1은 일부 단면을 생략하여 본 발명에 따른 혐기소화 반응기를 나타낸 전체도이고,
도 2는 본 발명에 따른 미생물부착기구를 나타낸 사시도이고,
도 3은 도 2의 정단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 스컴배출차단기구를 나타낸 사시도이고,
도 5는 도 4의 정단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 메디아세척장치를 나타낸 사시도이고,
도 7은 메디아세척장치 하부연결부의 평단면도이고,
도 8은 메디아세척장치의 정단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 고효율 혐기소화 반응기의 전기적 구성 간의 연결을 나타낸 전기 구성도이고,
도 10은 본 발명에 따른 미생물부착기구를 혐기소화액이 통과하는 것을 나타낸 설명도이고,
도 11 내지 도 14는 본 발명의 효과를 설명하기 위한 그래프도이고,
도 15 및 도 16은 본 발명에 있어서 스컴 배출을 방지하는 것을 나타낸 설명도이다.1 is a general view showing a reactor for anaerobic digestion according to the present invention,
2 is a perspective view showing a microorganism adhering mechanism according to the present invention,
Fig. 3 is a front sectional view of Fig. 2,
4 is a perspective view showing a scum discharge preventing mechanism according to the present invention,
Fig. 5 is a front sectional view of Fig. 4,
FIG. 6 is a perspective view showing a media cleaning apparatus according to the present invention,
7 is a plan sectional view of the lower connection portion of the medicament cleaning device,
8 is a front sectional view of the medicinal washing apparatus,
FIG. 9 is an electrical schematic diagram showing the connection between electrical configurations of the high-efficiency anaerobic digestion reactor according to the present invention,
10 is an explanatory view showing that the anaerobic digestion liquid passes through the microorganism adhering mechanism according to the present invention,
11 to 14 are graphs for explaining the effect of the present invention,
Figs. 15 and 16 are explanatory diagrams showing the prevention of scum discharge in the present invention. Fig.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig.

도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 구조적 특징을 살펴보면 다음과 같다. Structural features of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIG.

본 발명은 반응기본체(100)와, 교반장치(400)와, 미생물부착기구(200)와, 메디아세척장치(500)와, 스컴배출차단기구(300)를 갖춘다.The present invention is equipped with a reactor main body 100, a stirring device 400, a microorganism attaching device 200, a medial washing device 500, and a scum discharging preventing mechanism 300.

반응기본체(100)는 하부에 구비되며 유기성 폐수가 공급되는 폐수공급부(110)와, 반응기본체(110)의 하부에 구비되며 반응기본체(100)의 내부 하부에 침전된 슬러지를 배출하는 슬러지반송배출부(120)와, 상측에 구비되며 혐기소화를 통해 생산된 바이오가스가 배출되는 바이오가스배출부(130)와, 측면에 구비되며 교반장치(400) 보다 상부에 위치하고 바이오가스배출부(130)로부터 배출된 바이오가스 및 반응기본체(100) 상부의 혐기소화액 중 일부가 공급되는 제1출입구(140)와, 바이오가스배출부(130)보다 하부에 위치하고 반응기본체(100) 내부의 혐기소화액이 배출되는 제2출입구와(150)와, 제2출입구(150)에 대향되게 측면에 구비되며 제1출입구(140) 보다 상부에 위치하고 혐기소화가 이루어진 혐기 소화액이 배출되는 혐기소화액배출부(160)를 갖춘다. 한편 반응기본체(100)는 내부에 공간이 형성되며 전체적으로 원통형을 이루며, 제2출입구(150)로는 바이오가스배출부(130)로부터의 바이오가스가 배출될 수도 있다. The reactor main body 100 includes a waste water supply unit 110 provided at a lower portion thereof for supplying organic wastewater, a sludge conveying and discharging unit 110 disposed at a lower portion of the reactor main body 110 and discharging sludge settled in the lower portion of the reactor main body 100 A biogas discharge unit 130 provided on the upper side and discharging a biogas produced through anaerobic digestion; a biogas discharge unit 130 disposed on the side of the biogas discharge unit 130 and positioned above the agitation unit 400; And the anaerobic digestion liquid in the reactor main body 100 is disposed below the biogas exhaust unit 130. The anaerobic digestion liquid in the reactor main body 100 is discharged through the first inlet 140, And an anaerobic digestive fluid discharge unit 160 disposed on the side opposite to the second entrance 150 for discharging the anaerobic digestive juice, which is located above the first entrance 140, Equipped. Meanwhile, the reactor body 100 may have a space formed therein and may have a cylindrical shape as a whole, and the biogas from the biogas discharge unit 130 may be discharged to the second entrance 150.

본 실시예에서 상기 반응기본체(100)의 폐수공급부(110) 및 제2출입구(150)는 제1연결라인(L1)을 통해 연결되고, 바이오가스배출부(130) 및 제1출입구(140)는 제2연결라인(L2)를 통해 연결된다. 또한 제1연결라인(L1)에는 제3연결라인(L3)이 분기되어 유기성 폐수를 공급되며, 제2연결라인(L2)에는 제4연결라인(L4)이 분기되어 별도의 바이오가스 수집장치(미도시)에 수집되고 제5연결라인(L5)이 분기되어 바이오가스공급부(150)와 연결된다. 그리고 제1연결라인에는 제6연결라인(L6)이 분기되어 슬러지반송배출부(120)와 연결되며, 혐기소화액배출부(160)에는 제7연결라인(L7)이 구비되어 혐기소화된 소화액이 다음 공정으로 진행된다.The waste water supply unit 110 and the second entrance 150 of the reactor main body 100 are connected to each other through the first connection line L1 and the biogas discharge unit 130 and the first entrance / Are connected through a second connection line (L2). The third connection line L3 is branched to supply organic wastewater to the first connection line L1 and the fourth connection line L4 is branched to the second connection line L2 to be connected to a separate biogas collecting device (Not shown), and the fifth connection line L5 is branched and connected to the biogas supply unit 150. [ The sixth connection line L6 is connected to the sludge transporting and discharging unit 120 and the seventh connecting line L7 is connected to the anaerobic digester discharge unit 160. The anaerobically digested digestive juice The process proceeds to the next step.

또한 본 실시예에서 제1연결라인(L1)에는 반응기본체(100)의 상부의 소화액을 하부로 순환하는 제1순환펌프(P1)가 구비되고, 제2연결라인(L2)에는 반응기본체(100)의 바이오가스배출부(130)에서 배출된 바이오가스 및 반응기본체(100)의 제2출입구(150)에서 배출되는 혐기소화액을 반응기본체(100)의 제1출입구(140)로 순환하는 제2순환펌프(P2)를 구비하며, 제3연결라인(L3)에는 유기성 폐수를 공급하는 공급펌프(P3)가 구비된다. 그리고 제6연결라인(L6)에는 반응기본체(100)의 내부 하부에 침전된 슬러지를 순환하는 제3순환펌프(P4)가 구비되고, 제7연결라인(L7)에는 혐기소화된 소화액을 다음 공정 장치로 배출하는 배출펌프(P5)가 구비된다. 이때 반응기본체(100)의 내부 하부에 침전된 슬러지는 제3순환펌프(P4)를 통해 외부로 배출될 수도 있다. In this embodiment, the first connection line L1 is provided with a first circulation pump P1 for circulating the digestive liquid in the upper portion of the reactor main body 100 downward, and the second connection line L2 is provided with a reactor main body 100 The biogas discharged from the biogas discharge unit 130 of the reactor main body 100 and the anaerobic digestion liquid discharged from the second entrance 150 of the reactor main body 100 are circulated to the first entrance 140 of the reactor main body 100, And a circulation pump P2. The third connection line L3 is provided with a supply pump P3 for supplying organic wastewater. The sixth connection line L6 is provided with a third circulation pump P4 circulating the sludge settled in the lower portion of the reactor main body 100. The anaerobically digested digestion liquid is supplied to the seventh connection line L7 And a discharge pump P5 for discharging it to the apparatus. At this time, the sludge settled in the lower part of the reactor main body 100 may be discharged to the outside through the third circulation pump P4.

한편 본 실시예에서 제2연결라인(L2) 및 제5연결라인(L5)에는 제1,2밸브(V1,V2)가 각각 설치되어, 각각의 라인을 흐르는 유체의 이동을 제어한다. 본 실시예에서는 제2연결라인(L2) 및 제5연결라인(L5)에만 밸브가 구비되지만, 필요에 따라서는 각각의 라인에 대응되게 설치될 수도 있다.In the present embodiment, the first and second valves V1 and V2 are respectively installed in the second connection line L2 and the fifth connection line L5 to control the movement of the fluid flowing through the respective lines. In this embodiment, only the second connection line L2 and the fifth connection line L5 are provided with valves, but they may be provided corresponding to the respective lines as required.

교반장치(400)는 반응기본체(100)의 내부 하부에 회전가능하게 배치되는 교반축(410)과, 교반축(410)의 둘레부에 구비되는 다수의 교반날개(420)와, 교반축(410)를 구동하는 구동모터(430)를 갖추고서, 유기성 폐수를 교반한다. 본 실시예에서 구동모터(430)는 반응기본체(110)의 외부에 구비된다. The stirring apparatus 400 includes a stirring shaft 410 rotatably disposed in the lower portion of the reactor main body 100, a plurality of stirring vanes 420 provided around the stirring shaft 410, 410, and stirs organic wastewater. In this embodiment, the drive motor 430 is provided outside the reactor body 110.

미생물부착기구(200)는 관 형상을 이루며 반응기본체(100)의 내부에 설치되는 미생물부착기구본체(210)와, 미생물부착기구본체(210)의 상하부에 각각 설치되는 스트레이너(220)와, 미생물부착기구본체(210)의 내부에 배치되며 미생물이부착되는 메디아(230)를 갖춘다.The microorganism attachment mechanism 200 includes a microorganism attachment body 210 formed in a tubular shape and installed inside the reactor body 100, a strainer 220 installed at upper and lower portions of the microorganism attachment body 210, And a mediator 230 disposed inside the attachment body 210 and attached with microorganisms.

스트레이너(220)는 환 형상을 이뤄 미생물 부착기구 본체(210)의 내면에 설치되는 스트레이너본체(221)와, 스트레이너본체(221)에 내설되는 그물망 형상의 여과부(222)를 갖춘다.The strainer 220 is provided with a strainer main body 221 formed in an annular shape and provided on the inner surface of the microorganism attachment body 210 and a net-like filtering part 222 installed in the strainer body 221.

메디아(230)는 미생물부착기구의 스트레이너(220)에 의해 미생물부착기구본체(210)의 내부에 가둬지며, 통과하는 유기성 폐수에 포함된 미생물이 부착된다. 본 실시예에서 메디아(230)는 폴리우레탄 재질의 다공성 여재이다. 상기 메디아(230)는 알갱이 형상 또는 튜브 형상 등 그 형상은 다양하게 변형될 수 있다.The medium 230 is trapped in the microorganism attachment mechanism body 210 by the strainer 220 of the microorganism attachment mechanism and microorganisms contained in the organic wastewater to which the microorganism is attached are attached. In this embodiment, the medium 230 is a porous filter material made of polyurethane. The media 230 may have various shapes such as a granular shape or a tube shape.

상기 메디아세척장치(500)는 일단이 반응기본체(100)의 제1출입구(140)에 연결되며 타단이 미생물부착기구본체(210)를 관통하여 미생물부착기구본체(210) 내부로 인입되는 유입부(510)와, 유입부(510)의 타단에 설치되며 미생물부착기구본체(210)의 내부 중앙부에 배치되는 연결부(520)와, 연결부(520)의 둘레부에 방사형으로 구비되는 다수의 방출부(530)를 갖춘다. 여기서 연결부(520)는 유입부(510)가 연결되는 상부연결부(521)과, 상부연결부(521)의 하부에 구비되며 방출부(530)가 연결되는 하부연결부(522)를 갖춘다. The median washing apparatus 500 is connected to the first inlet 140 of the reactor main body 100 at one end and the inlet end of the medicament washing apparatus 500 through the microbiological attachment main body 210 at the other end, A connection part 520 installed at the other side of the inflow part 510 and arranged at the center of the interior of the microorganism attachment body 210 and a plurality of discharge parts 500 radially provided at the periphery of the connection part 520, (530). The connection part 520 includes an upper connection part 521 to which the inlet part 510 is connected and a lower connection part 522 which is provided below the upper connection part 521 and to which the discharge part 530 is connected.

한편 상기 유입부(510), 연결부(520) 및 방출부(530)는 내부에 통과홀이 형성되어, 제1출입구(140)로 공급되는 바이오가스 및 혐기소화액이 미생물부착기구본체(210)로 방출된다. 여기서 일정 압력으로 분사되는 상기 바이오가스 및 혐기소화액은 상기 방출부(530)를 통해 분사되면서 메디아(230)를 폐색시키는 이물질을 제거한다. 따라서 메디아(230)의 공극에는 보다 많은 미생물이 안정적으로 서식하게 되고, 이로 인해 미생물과 혐기 소화액 간의 접촉성이 향상되어 혐기소화율이 높아진다. Meanwhile, the inflow portion 510, the connection portion 520, and the discharge portion 530 are formed with a through hole, and the biogas and anaerobic digestion liquid supplied to the first entrance and exit port 140 are connected to the microorganism attachment body 210 . The biogas and anaerobic digestion liquid injected at a constant pressure are sprayed through the discharge unit 530 to remove foreign substances that block the media 230. Therefore, more microorganisms are stably inhabited in the pores of the medium 230, thereby increasing the contact between the microorganisms and the anaerobic digestion liquid, thereby increasing the anaerobic digestibility.

특히 본 실시예에서 상기 방출부(530)를 통해 분사되는 바이오가스 및 혐기소화액은 기체와 액체가 상호 혼합되면서 방사되어, 바이오가스 및 혐기소화액이 메디아(230)에 부딪힐 시, 메디아(230)에 분사압에 의한 외력과 함께 기상으로 인해 상방으로 떠오르려는 바이오가스와, 액상으로 인해 하방으로 가라앉으려는 혐기소화액 간에 섞임 현상이 발생하면서 상기 분사압에 추가 압력을 가하게 되고, 이로 인해 메디아(230)에 점착된 이물질이 보다 효율적으로 제거된다. In this embodiment, the biogas and anaerobic digestion liquid sprayed through the discharge unit 530 are mixed while being mixed with the gas and the liquid. When the biogas and the anaerobic digestion liquid hit the medium 230, A mixing phenomenon occurs between an external force due to the jet pressure and an anaerobic digestion liquid which is supposed to float downward due to the liquid phase and an additional pressure is applied to the jetting pressure due to the liquid phase, ) Is removed more efficiently.

더욱이 상기 방출부(530)는 수평 방향으로 돌출되기 때문에, 상기 방출부(530)와 미생물부착기구본체(210)의 내면까지의 거리가 최단 거리를 이룬다. 따라서 작은 분사압으로도 상기 방출부(530)를 통해 분사되는 바이오가스 및 혐기소화액을 미생물부착기구본체(210)의 내면까지 전달할 수 있어, 메디아(230)에 점착된 이물질을 효율적으로 제거할 수 있다. 이때 상기 방출부(530)로부터 분사되는 바이오가스 및 혐기소화액이 미생물부착기구본체(210)의 내면까지 이동하면서, 바이오가스는 밀도 차에 의해 상승하고, 혐기소화액은 중력에 의해 하강하여, 미생물부착기구본체(210)의 상하방으로 진동을 가해 메디아(230)의 이물질 제거가 더욱 효과적으로 이루어진다. Further, since the discharge portion 530 protrudes in the horizontal direction, the distance between the discharge portion 530 and the inner surface of the microorganism attachment body 210 is shortest. Therefore, the biogas and the anaerobic digestion liquid sprayed through the discharge part 530 can be transferred to the inner surface of the microorganism attachment body 210 with a small injection pressure, thereby efficiently removing the foreign matter adhered to the medium 230 have. At this time, the biogas and the anaerobic digestion liquid injected from the emission part 530 move to the inner surface of the body 210 of the microorganism attachment mechanism, the biogas increases due to the density difference, the anaerobic digestion liquid descends due to gravity, Vibrations are applied to the upper and lower chambers of the instrument body 210 to more effectively remove impurities from the medium 230.

스컴배출차단기구(300)는 반응기본체(100)의 내부 측면에 설치되며 혐기소화액배출부(160) 주위에 배치되는 스컴차단부(310)와, 스컴차단부(310)의 내부에 설치되며 혐기소화액배출부(160)와 연통되는 혐기소화액유도부(320)를 갖춘다. The scum discharge preventing mechanism 300 includes a scum blocking portion 310 disposed on the inner side surface of the reactor main body 100 and disposed around the anaerobic digestive fluid discharging portion 160 and a scum blocking portion 310 disposed inside the scum blocking portion 310, And an anaerobic digestive liquid guiding part 320 communicating with the digestive fluid discharging part 160.

스컴차단부(310)는 하방이 개구되며 내부에 혐기 소화액이 유입되는 유입공간(311)이 형성되고, 상부에는 바이오가스가 배출되는 다수의 배기공(312)이 형성된다. 이때 스컴차단부(300)는 혐기소화액을 다음 공정으로 배출할 시, 혐기소화액의 상층부에 부유한 스컴은 그대로 유지한 채, 스컴 하부의 혐기소화액이 배출되도록 한다.The scum blocking portion 310 is opened downward and has an inflow space 311 through which the anaerobic digestion liquid flows, and a plurality of exhaust holes 312 through which the biogas is exhausted. At this time, when the anaerobic digestion liquid is discharged to the next process, the scum blocking unit 300 allows the anaerobic digestion liquid of the lower part of the scum to be discharged while maintaining the scum floating on the upper part of the anaerobic digestion liquid.

혐기소화액유도부(320)는 상방이 개구되어 스컴차단부(310)의 유입공간(311)과 연통되는 연통공간(321)이 구비되고, 측면에는 혐기소화액배출부(160)와 연통되는 배출홀(322)이 구비된다. The anaerobic digestive liquid guiding portion 320 is provided with a communication space 321 which is opened upward and communicates with the inflow space 311 of the scum blocking portion 310. The side wall of the anaerobic digestive fluid guiding portion 320 has a discharge hole 322 are provided.

한편 본 실시예에서 상기 혐기소화액유도부(320)의 상부 유입구에는 망형상의 필터체(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이때 상기 필터체는 스컴차단부(310)에 의해 이동이 제한된 스컴 중 배출 압력에 의해 혐기소화액유도부(320)로 유도된 스컴이 다음 공정 장치로 배출되지 않도록 2차적인 차단 기능을 한다. In the present embodiment, the upper inlet of the anaerobic digestive liquid guiding unit 320 may further include a mesh-type filter body (not shown). At this time, the filter body performs a secondary blocking function so that the scum guided to the anaerobic digestive liquid guiding part 320 by the discharge pressure of the scum whose movement is restricted by the scum blocking part 310 is not discharged to the next processing device.

또한 본 실시예에서는 제어유닛(C) 및 디스플레이장치(D)가 더 구비될 수 있다. Further, in this embodiment, the control unit C and the display device D may be further provided.

상기 제어유닛(C)은 구동모터(430), 제1순환펌프(P1), 제2순환펌프(P2), 공급펌프(P3), 제3순환펌프(P4), 배출펌프(P5), 제1밸브(V1) 및, 제2밸브(V2)를 작동제어한다. 즉 제어유닛(C)은 배출펌프(P5)로부터 배출된 혐기 소화액의 유기물 함유량을 분석하여, 구동모터(430), 제1순환펌프(P1), 제2순환펌프(P2), 공급펌프(P3), 제3순환펌프(P4), 배출펌프(P5), 제1밸브(V1) 및, 제2밸브(V2)를 작동제어한다. 이때 슬러지 또는 폐수의 유입량이 조절됨으로써, 반응기본체(100) 내에서의 유기물부하 또는 수리학적체류시간(HRT) 또는 메디아세척 등을 조절할 수도 있다.The control unit C includes a drive motor 430, a first circulation pump P1, a second circulation pump P2, a supply pump P3, a third circulation pump P4, a discharge pump P5, 1 valve (V1), and the second valve (V2). That is, the control unit C analyzes the organic matter content of the anaerobic digestion liquid discharged from the discharge pump P5 and controls the driving motor 430, the first circulation pump P1, the second circulation pump P2, the supply pump P3 The third circulation pump P4, the discharge pump P5, the first valve V1, and the second valve V2. At this time, the inflow amount of the sludge or the wastewater may be adjusted to control the organic matter load or the hydraulic retention time (HRT) or media washing in the reactor body 100.

상기 디스플레이장치(D)는 제어유닛(C)에 의해 작동제어되며, 제어유닛(C)에 의해 작동제어되는 구성요소의 작동상태를 나타내고, 배출펌프(P5)로부터 배출된 혐기 소화액의 분석 데이터를 나타낸다.The display device D is operatively controlled by the control unit C and indicates the operating state of the component that is controlled to be operated by the control unit C and the analysis data of the anaerobic digestion liquid discharged from the discharge pump P5 .

또한 본 실시예에서는 상기 제어유닛(C)에 제어신호를 입력하는 입력장치(I) 가 더 구비되어, 입력장치(I)의 입력신호에 따라 구동모터(430), 제1순환펌프(P1), 제2순환펌프(P2), 공급펌프(P3), 제3순환펌프(P4), 배출펌프(P5), 제1밸브(V1) 및, 제2밸브(V2)를 작동제어할 수 있다. 따라서 작업자가 모니터링을 통해 본 발명의 혐기소화 반응기를 작동제어할 수 있다.The control unit C further includes an input device I for inputting control signals to the drive motor 430 and the first circulation pump P1 in accordance with the input signal of the input device I, The second circulation pump P2, the supply pump P3, the third circulation pump P4, the discharge pump P5, the first valve V1 and the second valve V2. Therefore, the operator can control the operation of the anaerobic digestion reactor of the present invention through monitoring.

한편 본 실시예에서는 상기 제어유닛(C)이 전기적 구성요소를 통합적으로 제어하도록 하였지만, 필요에 따라서는 각각의 전기적 구성요소는 개별 제어될 수도 있다.
On the other hand, in the present embodiment, the control unit C controls the electric components integrally, but each electric component may be individually controlled as needed.

도 10 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 작동상태를 설명하면 다음과 같다. The operation state of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 17. FIG.

우선 상기 공급펌프(P3)는 유기성 폐수를 반응기본체(100)로 공급한다. 그리고 제1순환펌프(P1)는 공급펌프(P2)로부터의 유기성 폐수와 반응기본체(100)의 내부 상부로부터의 혐기소화액을 혼합하여, 혼합액을 반응기본체(100)의 내부 하부로 공급한다. 이때 상기 혼합액은 교반장치(400)에 의해 교반이 이루어진다. 한편 반응기본체(100) 내의 상기 혼합액의 수위는 스컴배출차단기구(300)의 배기공(312) 보다 높지 않도록 운전이 제어된다. 한편 상기에서 필요에 따라서는 유기성 폐수만 반응기본체(100)로 공급할 수도 있다.First, the supply pump P3 supplies organic wastewater to the reactor main body 100. [ The first circulation pump P1 mixes the organic wastewater from the feed pump P2 and the anaerobic digestion liquid from the inner upper portion of the reactor main body 100 and supplies the mixed liquid to the inner lower portion of the reactor main body 100. [ At this time, the mixed liquid is stirred by an agitator 400. Meanwhile, the operation of the mixed liquid in the reactor main body 100 is controlled so as not to be higher than the exhaust hole 312 of the scum discharge preventing mechanism 300. On the other hand, if necessary, only organic wastewater may be supplied to the reactor main body 100.

상기 반응기본체(100)로 유입된 유기성폐수는 유기물이 제거되면서 바이오가스가 생산된다. The organic wastewater flowing into the reactor main body 100 is removed from the organic wastewater to produce biogas.

이때 본 발명의 혐기소화 반응기는 SCOD(Soluble Chemical Oxygen Demand)/TCOD(Total Chemical Oxygen Demand)의 비율이 90%이상인 고농도 액상의 유기성 폐수를 소화 과정을 통해 바이오가스를 생산한다.At this time, the anaerobic digestion reactor of the present invention produces biogas through the digestion process of high concentration liquid organic wastewater having SCOD (Soluble Chemical Oxygen Demand) / TCOD (Total Chemical Oxygen Demand) ratio of 90% or more.

상기 혐기소화 반응기에서 일어나는 반응들은 다음 화학식 1과 같다.The reactions occurring in the anaerobic digestion reactor are represented by the following chemical formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Substrate → CO2 + H2 + CH3COOHSubstrate → CO 2 + H 2 + CH 3 COOH

Substrate → CH3CH2COOH + CH3CH2CH2COOH + CH3CH2OHSubstrate → CH 3 CH 2 COOH + CH 3 CH 2 CH 2 COOH + CH 3 CH 2 OH

CH3CH2COOH + 3H2O → CH3COOH + HCO3 - + H+ + 3H2 CH 3 CH 2 COOH + 3H 2 O -> CH 3 COOH + HCO 3 - + H + + 3H 2

CH3CH2CH2COOH + 2H2O → 2CH3COOH + 2H2 CH 3 CH 2 CH 2 COOH + 2H 2 O → 2CH 3 COOH + 2H 2

CH3CH2OH + H2O → CH3COOH + 2H2 CH 3 CH 2 OH + H 2 O → CH 3 COOH + 2H 2

CH3COO- + H2O → CH4 + HCO3 - CH 3 COO - + H 2 O - > CH 4 + HCO 3 -

4H2 + CO2 - → CH4 + 2H2O 4H 2 + CO 2 - ? CH 4 + 2H 2 O

4H2 + HCO3 - + H+ → CH4 + 3H2O4H 2 + HCO 3 - + H + - > CH 4 + 3H 2 O

한편 상기 반응기본체(100)로 유입된 폐수 안에 포함되어 반응기본체(100)의 상방으로 부유하는 슬러지는 도 10과 같이 미생물부착기구(200)의 스트레이너(220)에 걸러지고, 반응기본체(100)의 상방으로 부유하거나 슬러지에 함유된 미생물은 메디아(230)에 부착된다10, sludge suspended in the reactor main body 100 contained in the wastewater flowing into the reactor main body 100 is filtered by the strainer 220 of the microbial attachment mechanism 200, And the microorganisms contained in the sludge are attached to the medium 230

이때 상기 미생물부착기구(200)의 메디아(230)에는 고농도의 미생물이 부착되고, 미생물이 미생물부착기구(200)와 반응기본체(100)의 저면 사이에 가둬짐으로써, 미생물과 미생물부착기구(200)와 반응기본체(100) 사이에서 미생물과 유기물의 접촉이 극대화되고 미생물의 유출이 최소화되어 혐기소화 반응이 더욱 활발히 이루어져, 혐기소화 반응기의 효율이 증진된다.At this time, a high concentration of microorganisms is attached to the medium 230 of the microorganism attachment mechanism 200 and the microorganisms are confined between the microorganism attachment mechanism 200 and the bottom surface of the reactor main body 100, ) And the reactor main body 100 maximizes the contact between the microorganisms and the organic matter and minimizes the leakage of the microorganisms, so that the anaerobic digestion reaction is actively performed, thereby improving the efficiency of the anaerobic digestion reactor.

또한 상기 미생물부착기구(200)는 미생물부착기구(200)를 기준으로 상부와 하부에 수용된 유기성 폐수의 교반속도를 구분한다. 즉 미생물부착기구(200)는 교반축(410)에 의해 가해지는 교반압을 1차적으로 저지해 약화시킴으로써, 미생물이미생물부착기구(200)의 상부로 유출되지 않도록 한다.In addition, the microorganism attachment mechanism (200) divides the stirring speed of the organic wastewater accommodated in the upper part and the lower part based on the microorganism attachment mechanism (200). That is, the microorganism attachment mechanism 200 primarily prevents and weakens the stirring pressure applied by the stirring shaft 410, thereby preventing the microorganisms from flowing out to the upper portion of the microorganism attachment mechanism 200.

한편 상기와 같이 공정이 장시간 이루어질 경우, 미생물부착기구(200)의 메디아(230)에는 이물질이 점착되어 메디아(230)의 공극이 폐색된다.Meanwhile, when the process is performed for a long time as described above, foreign substances adhere to the medium 230 of the microorganism attachment mechanism 200 to close the pores of the medium 230.

이때 상기 제2순환펌프(P2)는 바이오가스 및 혐기소화액을 메디아세척장치(500)로 펌핑하고, 메디아세척장치(500)의 방출부(530)로 펌핑된 바이오가스 및 혐기소화액이 분사되어, 메디아(230)에 점착된 이물질을 제거함으로써, 폐색된 메디아(230)를 원상으로 복귀시킨다. 따라서 메디아(230)에는 새로운 미생물이 증식하게 되고, 이로 인해 혐기소화율이 높아진다. At this time, the second circulation pump P2 pumps the biogas and the anaerobic digestion liquid to the media cleaning apparatus 500, the biogas and the anaerobic digestion liquid pumped to the discharge unit 530 of the media cleaning apparatus 500 are sprayed, By removing foreign matter adhered to the medium 230, the closed medium 230 is returned to the original state. Therefore, new microorganisms are proliferated in the medium 230, thereby increasing the anaerobic digestibility.

여기서 본 발명에 따른 혐기소화 반응기의 효율을 아래의 데이터를 통해 설명하면 다음과 같다. The efficiency of the anaerobic digestion reactor according to the present invention will now be described with reference to the following data.

유입 폐수는 진천군에 위치한 도계가공장 슬러지를 입수(진천군, 한국)하여 이를 190℃로 습식열분해 후 고액분리하여 사용하였다. 유입폐수의 성상은 다음 표 2와 같다. The effluent wastewater was obtained from the wastewater treatment plant located in Jincheon - gun (Jincheon - gun, Korea) using wet pyrolysis at 190 ℃ and solid - liquid separation. The characteristics of the inflow wastewater are shown in Table 2 below.

pHpH TSTS VSVS TCODTCOD SCODSCOD SSSS T-NT-N NH4 +-NNH 4 + -N 알카리도Alkaline mg/Lmg / L mg/L as CaCO3 mg / L as CaCO 3 7.21 7.21 33,667 33,667 32,500 32,500 44,950 44,950 44,490 44,490 567 567 5,227 5,227 2,167 2,167 6,428 6,428

상기 유입폐수를 본 발명에 따른 반응기로 혐기소화함으로써 혐기소화 반응기의 효율을 관찰하였다.(혐기소화 HRT 15day) The efficiency of the anaerobic digestion reactor was observed by anaerobic digesting the influent wastewater with the reactor according to the present invention (anaerobic digestion HRT 15day)

본 발명의 반응기 효율을 분석하기 위해 본 발명의 반응기를 연속으로 운전하였고, 유기물 부하율 3 kg/m3/day, HRT 15day로 운전하였으며, 생산된 바이오가스량과 성상, 유출수의 성상을 주기적으로 분석하여 메탄효율, 유기물제거율 등을 판단하였다. In order to analyze the reactor efficiency of the present invention, the reactor of the present invention was continuously operated, the organic loading rate was 3 kg / m 3 / day, HRT 15day was operated, and the amount of biogas produced, Methane efficiency, and organic matter removal rate.

생산된 바이오가스는 0℃ 1기압의 건가스로 보정 환산해 주었으며, 발생한 바이오가스중 메탄과 이산화탄소를 분석하였고, 유출수의 수소이온농도(hydrogen ion concentration, pH), 총고형물(total solid, TS), 휘발성 고형물(volatile solid, VS), 총 화학적산소요구량(total chemical oxygen demand, TCOD), 용해성 화학적산소요구량(soluble COD), 총질소(total nitrogen, T-N), 암모니아성질소(ammonia nitrogen, NH4 +-N), 알카리도, 휘발성지방산(volatile fatty acids, VFAs)등을 분석하였다.The biogas produced was calibrated with the dry gas at 0 ° C and 1 atm. Methane and carbon dioxide were analyzed in the generated biogas. The hydrogen ion concentration, pH, total solids (TS) , Volatile solid (VS), total chemical oxygen demand (TCOD), soluble COD, total nitrogen (TN), ammonia nitrogen (NH 4) + -N), alkaloids, and volatile fatty acids (VFAs).

상기 실험수행의 결과는 도 11, 12, 표 3에서 보는 바와 같다. The results of the above experiment are shown in FIGS. 11, 12, and 3.

도 11에서 보는 바와 같이 상기 발명의 반응기를 이용하여 유입폐수를 HRT 15day, OLR 3으로 하여 혐기소화한 결과 메탄발생량이 이론적 메탄발생량에 약 73 %로 나타났으며, BMP assay로 분석한 최대메탄발생량의 약 96%의 메탄이 발생하는 것으로 나타났다. 초기의 미생물부착기구(200)에 미생물이 안정적으로 부착 및 반응기의 안정적 운영까지 소요되는 기간은 약 60일로 나타났다.As shown in FIG. 11, anaerobic digestion of the influent wastewater using HRT 15day and OLR 3 using the reactor of the present invention showed that the amount of methane generated was about 73% of the theoretical methane generation amount. The maximum amount of methane generated by the BMP assay Of methane was generated. The period of time required for stable attachment of microorganisms and stable operation of the reactor to the initial microorganism adherence apparatus 200 was about 60 days.

도 12에서 보는 바와 같이 VFAs는 초기 유입폐수의 유입으로 인해 급격히 증가하고 시간이 지남에 따라 점차 안정되어서 VFAs의 농도가 1000mg/L 이하로 유지되는 것으로 나타났고, 유출수의 성상은 다음 표 2에서 보는 바와 같으며 COD 제거율은 약 78% 로 나타났다. As shown in FIG. 12, the VFAs rapidly increased due to the inflow of the initial influent wastewater, and gradually stabilized with time, and the concentration of VFAs was maintained below 1000 mg / L. And COD removal rate was about 78%.

pHpH TSTS VSVS TCODTCOD SCODSCOD T-NT-N NH4 +-NNH 4 + -N VFAsVFAs 알카리도Alkaline mg/Lmg / L mg/L as CaCO3 mg / L as CaCO 3 7.87.8 12,16612,166 9,8339,833 16,20016,200 9,6609,660 5,4355,435 4,5324,532 415415 16,77516,775

상술한 바와 같이 본 발명은 혐기 미생물의 외부 유출을 방지함으로써, 고농도의 미생물을 통한 유기물 제거 및 바이오가스 생산 효율을 극대화시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to maximize the efficiency of removing organic matter through high concentration of microorganisms and production efficiency of biogas by preventing the outflow of anaerobic microorganisms.

또한 유기성 폐수의 유출입, 슬러지의 순환 및, 바이오가스의 순환을 통합적으로 제어함으로써, 보다 효율적이며 안정적인 혐기소화가 가능하다.In addition, more efficient and stable anaerobic digestion is possible by integrally controlling the flow of organic wastewater, the circulation of sludge, and the circulation of biogas.

또한 상기 반응기의 운전개시 후 안정화기간을 충분히 확보하기 위해 초기 유입폐수의 양을 HRT 30day로 하여 약 60day 운전후 HRT 15day로 혐기소화함으로써 혐기소화 반응기의 효율을 관찰하였다.(혐기소화, HRT 30day, 15day) The efficiency of the anaerobic digestion reactor was observed by anaerobic digestion with HRT 15day after 60 days operation with the amount of the initial influent wastewater as HRT 30day (anaerobic digestion, HRT 30day, 15day)

상기 실험수행의 결과는 도 13, 14, 표 4에서 보는 바와 같다. The results of the above experiment are shown in FIGS. 13, 14, and Table 4.

도 13에서 보는 바와 같이 상기 발명의 반응기를 이용하여 혐기소화한 결과 메탄발생량이 이론적 메탄발생량에 약 80 %로 나타났으며, BMP assay로 분석한 최대메탄발생량의 약 100%의 메탄이 발생하는 것으로 나타났다. 초기의 미생물부착기관에 미생물이 안정적으로 부착 및 반응기의 안정적 운영까지 소요되는 기간은 약 40일로 나타났다.As shown in FIG. 13, when anaerobic digestion using the reactor of the present invention was performed, the amount of methane generated was about 80% of the theoretical methane generation amount, and about 100% of methane was generated from the maximum amount of methane generated by the BMP assay appear. The period required for stable attachment of microorganisms to the initial microorganism-attached organ and stable operation of the reactor was about 40 days.

도 14에서 보는 바와 같이 VFAs는 초기 유입폐수의 유입으로 인해 급격히 증가하고 시간이 지남에 따라 점차 안정되어서 VFAs의 농도가 1000mg/L 이하로 유지되는 것으로 나타났고, 유출수의 성상은 다음 표 3에서 보는 바와 같으며 COD 제거율은 약 80% 로 나타났다. As shown in FIG. 14, the VFAs were rapidly increased due to the inflow of the initial influent wastewater, and gradually stabilized with time, and the concentration of VFAs was maintained below 1000 mg / L. And COD removal rate was about 80%.

pHpH TSTS VSVS TCODTCOD SCODSCOD T-NT-N NH4 +-NNH 4 + -N VFAsVFAs 알카리도Alkaline mg/Lmg / L mg/L as CaCO3 mg / L as CaCO 3 7.77.7 9,5339,533 7,6007,600 11,65011,650 8,9658,965 5,4115,411 4,5294,529 409409 17,33817,338

한편 도 16과 같이 반응기본체(100)의 내부 상부에는 스컴(Scum)층이 발생할 수 있다. 스컴은 혐기소화 시 발생하는 일종의 찌꺼기로써, 이러한 스컴이 다음 공정으로 이동할 시 상기 공정을 이루는 장치의 안정성을 훼손한다.On the other hand, as shown in FIG. 16, a scum layer may be formed in the upper portion of the reactor main body 100. Scum is a kind of residue which is generated during anaerobic digestion, and when the scum moves to the next step, the stability of the apparatus constituting the process is undermined.

하지만 본 발명의 경우 혐기 소화액이 반응기본체(100)의 혐기소화액배출부(160)로 배출될 시, 도 17과 같이 스컴배출차단기구(300)의 스컴차단부(310)에 의해 스컴의 이동이 저지되어 스컴이 다음 공정으로 이송되지 않는다. 이때 스컴배출차단기구(300) 내의 바이오가스는 스컴차단부(310)의 배기공(312)를 통해 배출된다. However, in the case of the present invention, when the anaerobic digestion liquid is discharged to the anaerobic digestive liquid discharge unit 160 of the reactor main body 100, the movement of the scum by the scum blocking unit 310 of the scum discharge / The scum is not transferred to the next process. At this time, the biogas in the scum discharge preventing mechanism 300 is discharged through the exhaust hole 312 of the scum blocking portion 310.

따라서 본 발명은 스컴의 유출로 인한 장치의 손상을 방지할 수 있어, 혐기소화 반응기를 포함하는 전체 설비의 안정성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the present invention can prevent the apparatus from being damaged due to outflow of scum, and can improve the stability of the entire facility including the anaerobic digestion reactor.

100; 반응기본체 200; 미생물부착기구
300; 스컴배출차단기구 310; 스컴차단부
320; 혐기소화액유도부 400; 교반장치
500; 메디아세척장치 510; 유입부
520; 연결부 530; 방출부100; Reactor body 200; Microorganism attachment mechanism
300; A scum discharge preventing mechanism 310; The scum-
320; Anaerobic digestive juice inducing part 400; Stirring device
500; A media cleaner 510; The inlet
520; Connection 530; Emitting portion

Claims (3)

하부에 구비되며 유기성 폐수가 공급되는 폐수공급부와, 상부에 구비되며 혐기소화를 통해 생산된 바이오가스가 배출되는 바이오가스배출부와, 바이오가스배출부보다 하부에 위치하고 반응기본체 내부의 혐기소화액이 배출되는 제2출입구와, 제2출입구 보다 하부에 위치하고 바이오가스배출부로부터 배출된 바이오가스 및 반응기본체의 제2출입구로부터 배출되는 혐기소화액 중 일부가 공급되는 제1출입구와, 제1출입구 보다 상부에 위치하고 혐기소화가 이루어진 혐기 소화액이 다음 공정장치로 배출되는 혐기소화액배출부를 갖춘 반응기본체;
반응기본체의 하부에 설치되는 교반장치;
관 형상을 이루어 반응기본체의 내부에 설치되며 교반장치 보다 상부에 위치하는 미생물부착기구본체와, 미생물부착기구본체의 상하부에 각각 설치되는 스트레이너와, 미생물부착기구본체의 내부에 배치되며 여재 기능을 하여 미생물이 부착되는 메디아를 구비한 미생물부착기구;
일단이 반응기본체의 제1출입구에 연결되며 타단이 미생물부착기구본체를 관통하여 미생물부착기구본체 내부로 인입되는 유입부와, 유입부의 타단에 설치되며 미생물부착기구본체의 내부 중앙부에 배치되는 연결부와, 연결부의 둘레부에 방사형으로 구비되며 수평방향으로 바이오가스 및 혐기소화액을 방출하는 다수의 방출부를 갖춘 메디아세척장치;
하방이 개구되어 혐기 소화액이 유입되는 유입공간과 상부에 구비되며 바이오가스가 배출되는 다수의 배기공를 갖추고서 반응기본체의 혐기소화액배출부의 주위에 배치되는 스컴차단부와, 상방이 개구되며 스컴차단부의 유입공간과 연통되는 연통공간과 혐기소화액배출부와 연통되는 배출홀를 갖추고서 스컴차단부의 유입공간에 배치되는 혐기소화액유도부를 갖춘 스컴배출차단기구;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 혐기소화 반응기.
A biogas discharge unit disposed at an upper portion of the reactor main body and supplied with organic wastewater and discharging biogas produced through anaerobic digestion; and an anaerobic digestion liquid disposed below the biogas discharge unit, A first entrance and a second entrance which are located below the second entrance and to which a part of the biogas discharged from the biogas discharge unit and the anaerobic digestion liquid discharged from the second entrance of the reactor main body are supplied, A reactor body having an anaerobic digester discharge portion in which an anaerobic digestion liquid having been anaerobically digested is discharged to a next processing apparatus;
A stirring device installed at a lower portion of the reactor main body;
A strainer provided inside the reactor main body and disposed above the stirring device, and a strainer provided at the upper and lower portions of the microbial attachment mechanism main body, respectively, and a strainer disposed inside the microbial attachment main body, A microorganism attaching mechanism having a medium to which a microorganism adheres;
An inlet portion connected to the first inlet and outlet of the reactor main body at one end and penetrating into the microorganism attachment mechanism main body through the microbial attachment mechanism main body at the other end and a connecting portion provided at the other end of the inlet portion, A medial washing device radially provided at the periphery of the connection portion and having a plurality of discharge portions for discharging biogas and anaerobic digestion liquid in a horizontal direction;
A scum blocking portion disposed at the periphery of the anaerobic digestive fluid discharging portion of the reactor main body and having a plurality of exhaust holes provided in the inflow space where the anaerobic digestive fluid flows downward and the biogas exhausted from the upper portion, A scum discharge cutoff mechanism having an anaerobic digestive liquid guiding portion having a communication space communicating with the inflow space and a discharge hole communicating with the anaerobic digestive fluid discharge portion and disposed in the inflow space of the suc- cess blocking portion;
Wherein the anaerobic digestion reactor is a high efficiency anaerobic digestion reactor.
제1항에 있어서,
상기 교반장치는 반응기본체의 내부 하부에 회전가능하게 배치되는 교반축과, 교반축의 둘레부에 구비되는 다수의 교반날개와, 교반축를 구동하는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 혐기소화 반응기.
The method according to claim 1,
Wherein the stirring device includes a stirring shaft rotatably disposed at an inner lower portion of the reactor body, a plurality of stirring vanes provided at a periphery of the stirring shaft, and a driving motor for driving the stirring shaft.
제2항에 있어서,
상기 유기성 폐수의 혐기소화 운전을 자동제어하는 제어유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 혐기소화 반응기.3. The method of claim 2,
Further comprising a control unit for automatically controlling the anaerobic digestion operation of the organic wastewater.
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