KR101628322B1 - 유기성 폐수의 자원화 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기성 폐수의 자원화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기성폐수의 자원화 시스템에 있어서, 유기성 폐수를 액상폐수와 고형슬러지로 분리하기 위한 고액분리기와; 상기 고액분리기를 통해 분리된 액상폐수를 혐기성 소화 시키기 위한 혐기성 소화조와; 상기 혐기성 소화조에서 배출되는 혐기성 소화폐수에 잔류하는 BOD와 T-N성분을 산화처리하기 위한 호기성산화조와; 상기 호기성산화 처리된 폐수를 T-N성분과 부유물질이 포함하는 농축액과 청수로 분리하기 위한 막분리장치와; 상기 청수와 농축액을 각각 저장하기 위한 청수저장조 및 농축액저장조;를 포함하여 이루어지며, 상기 청수저장조에 저장된 청수는 축사의 세척수로 재이용하거나 방류처리하고, 상기 호기성산화조에서 공기의 공급량을 조절하여 암모니아성 질소액비 또는 질산성 질소액비를 선택적으로 생산하여 액비로 사용하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐수의 자원화 시스템에 관한 것이다.

Description

유기성 폐수의 자원화 시스템{SYSTEM FOR MAKING RESOURCES USING ORGANIC WASTE}
본 발명은 유기성 폐수의 자원화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기성폐수의 자원화 시스템에 있어서, 유기성 폐수를 액상폐수와 고형슬러지로 분리하기 위한 고액분리기와; 상기 고액분리기를 통해 분리된 액상폐수를 혐기성 소화 시키기 위한 혐기성 소화조와; 상기 혐기성 소화조에서 배출되는 혐기성 소화폐수에 잔류하는 BOD와 T-N성분을 산화처리하기 위한 호기성산화조와; 상기 호기성산화 처리된 폐수를 T-N성분과 부유물질이 포함하는 농축액과 청수로 분리하기 위한 막분리장치와; 상기 청수와 농축액을 각각 저장하기 위한 청수저장조 및 농축액저장조;를 포함하여 이루어지며, 상기 청수저장조에 저장된 청수는 축사의 세척수로 재이용하거나 방류처리하고, 상기 호기성산화조에서 공기의 공급량을 조절하여 암모니아성 질소액비 또는 질산성 질소액비를 선택적으로 생산하여 액비로 사용하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐수의 자원화 시스템에 관한 것이다.
축산농가에서 배출되는 축산분뇨(특히 양돈분뇨)와 같은 고농도의 유기성폐수는 혐기성소화처리를 통해 경제성이 높은 바이오가스를 다량으로 생산할 수 있어 신재생에너지로 각광을 받고 있으나, 질소(T-N)농도가 높아 폐수를 최종적으로 방류하기 위해 혐기성소화처리 후 호기성처리를 하는 과정에서 적정한 C/N비(일반적으로 C/N비 6 이상)를 유지할 수 없어, 양돈분뇨가 전국적으로 1일 평균 50,571m3씩 발생(2012년 기준, 환경백서 2013)됨에도 불구하고, 매우 일부만 혐기성소화처리 후 하수처리와 연계하여 처리하거나 유기물농도가 매우 높고 질소(T-N)농도가 낮은 음식물쓰레기와 혼합하여 혐기성 소화처리할 뿐 대부분은 재래식 장기폭기를 기본으로 하는 일반적인 방법으로 처리하여 방류하거나 최근 들어 전국적으로 설치된 가축분뇨공공자원화시설을 통해 전량 호기성액비화 방법으로 처리하고 있는 실정이다.
축산농가에서 배출되는 축산분뇨와 같이 유기물농도가 높은 폐수를 처리할 때는 경제적 가치가 있는 바이오가스를 생산함은 물론 유기물농도를 10~20%로 감소시킴으로써 후속 처리공정의 규모를 대폭 축소시키기 위해 혐기성소화처리를 먼저 한 후 질화-탈질공법 및 3차 처리공법을 적용하게 된다.
그러나 작물재배에 필요한 비료성분인 질소(N) 등이 많이 함유되어 있는 축산분뇨 등을 혐기성소화처리 후, 후속 공정인 질화-탈질공법으로 처리하기 위해서는 혐기성소화처리수에 잔류하는 유기물농도에 비해 질소(N) 농도가 과다하여 질화-탈질공법으로 총질소(T-N)을 처리하기에 적정한 탄질비(C/N비)인 6 이상을 유지하지 못하게 되어 축산폐수 배출허용기준에 맞게 총질소(T-N)를 처리할 수 없게 된다. 또한 혐기성소화 후 질화-탈질공법으로 폐수를 처리 시 작물재배에 중요한 비료성분인 질소(N)를 인위적으로 산화 소멸시켜버리게 된다.
따라서 유기물농도가 높고 질소(N) 농도가 높은 축산분뇨와 같은 폐수를 처리함에 있어 경제적 가치가 있는 바이오가스를 얻음은 물론 작물재배에 질소(N) 등의 중요한 비료성분이 함유된 유기질 비료인 액체비료까지 얻을 수 있는 방법들이 주목받고 있으며 실제 주요선진국, 특히 독일, 덴마크, 일본 등에서 이러한 처리방법의 보급이 활발하게 이루어지고 있으며, 보급을 지원하기 위하여 환경규제와 경제적 유인책을 동시에 실시하고 있다.
그런데 이러한 처리방법들은 결국 혐기성소화처리수를 전량 액체비료로 사용해야 하므로 우리나라처럼 겨울철 및 장마기에는 액체비료를 살포할 수 없어 적어도 6개월분의 액체비료를 저장할 수 있는 대용량의 저장조가 필요할 뿐 아니라 살포 시에는 대량을 살포해야 하므로 대형의 장비와 많은 인력이 소요하게 되는 문제가 있다.
또한, 음식물쓰레기와 혼합하여 혐기성소화처리를 할 경우 음식물쓰레기의 특성이 매우 다양하고 염분농도가 높아 실용적인 혐기성소화처리가 어려우며, 또한 가축분뇨공공자원화시설에서 액비로 만들어 농가에 공급하기 위해서는 호기성액비화 및 저장을 위해 매우 큰 조의 구조물이 필요할 뿐 아니라 액비의 수요가 없는 계절에는 더 이상 양돈분뇨를 처리할 수 없어 양돈가의 운영에 큰 어려움이 되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1366374호(가축 분뇨를 포함하는 유기성 폐기물의 자원화 처리 시스템 및 방법)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 축산분뇨와 같은 고농도의 유기성폐수를 혐기성처리를 통해 바이오가스를 생산하여 전기 생산이나 고형슬러지의 건조를 위한 에너지로 사용하고, 혐기성소화 처리된 폐수는 액비의 수용농가의 상황에 맞춰 적정한 맞춤형의 고급액비를 생산할 수 있는 유기성 폐수의 자원화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 유기성폐수의 자원화 시스템에 있어서, 유기성 폐수를 액상폐수와 고형슬러지로 분리하기 위한 고액분리기와; 상기 고액분리기를 통해 분리된 액상폐수를 혐기성 소화 시키기 위한 혐기성 소화조와; 상기 혐기성 소화조에서 배출되는 혐기성 소화폐수에 잔류하는 BOD와 T-N성분을 산화처리하기 위한 호기성산화조와; 상기 호기성산화 처리된 폐수를 T-N성분과 부유물질이 포함하는 농축액과 청수로 분리하기 위한 막분리장치와; 상기 청수와 농축액을 각각 저장하기 위한 청수저장조 및 농축액저장조;를 포함하여, 상기 청수저장조에 저장된 청수는 축사의 세척수로 재이용하거나 방류처리하고, 상기 호기성산화조에서 공기의 공급량을 조절하여 암모니아성 질소액비 또는 질산성 질소액비를 선택적으로 생산하여 액비로 사용하고, 상기 혐기성소화조에서 혐기성소화로 인해 발생되는 가스에 함유된 수분과 황성분을 제거하기 위한 가스정제장치와; 상기 가스정제장치를 저장하기 위한 가스홀더와; 상기 가스홀더에 저장된 가스를 연소하는 연소기와; 상기 연소기에서 배출되는 연소열을 이용하여 고액분리기에서 발생된 고형슬러지를 건조하는 건조기와; 상기 건조기에서 발생되는 완건슬러지를 저장하기 위한 완건슬러지저장조;를 포함하여, 상기 가스홀더에 저장된 소화가스를 연소기로 연소시켜 발생되는 열을 이용하여 건조기를 통해 고액분리기에서 분리배출된 슬러지케익을 건조하고, 건조된 완건슬러지는 완건슬러지저장조에 저장하여 완건슬리지를 고형연료로 사용하며, 상기 가스홀더에 저장된 가스로 전력을 생산하는 가스발전기와; 상기 가스발전기에서 배출되는 폐가스의 잔존 배열을 이용하여 고액분리기에서 발생된 고형슬러지를 건조하는 건조기와; 상기 건조기에서 발생되는 반건슬러지를 퇴비화하기 위한 퇴비화시설;을 포함하여, 상기 가스발전기에서 배출되는 폐가스의 배열을 이용하여 건조기를 통해 고액분리기에서 분리배출된 슬러지케익을 건조하고 건조된 반건슬러지는 수분조절재로서 왕겨나 톱밥 등의 사용량을 최소화하여 퇴비화시설에서 발효하여 퇴비를 생산하는 것을 특징으로 한다.
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상기와 같이 이루어지는 본 발명은 축산분뇨와 같은 고농도의 유기성폐수를 혐기성처리를 통해 바이오가스를 생산하여 전기 생산이나 고형슬러지의 건조를 위한 에너지로 사용하고, 혐기성소화 처리된 폐수는 액비의 수용농가의 상황에 맞춰 적정한 맞춤형의 고급액비를 생산할 수 있는 유기성 폐수의 자원화 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유기성 폐수의 자원화 시스템의 예시도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기성 폐수의 자원화 시스템의 예시도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기성 폐수의 자원화 시스템의 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 유기성 폐수의 자원화 시스템에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 1과 같이, 본 발명은 유기성 폐수를 액상폐수와 고형슬러지로 분리하기 위한 고액분리기(1)와; 상기 고액분리기를 통해 분리된 액상폐수를 혐기성 소화 시키기 위한 혐기성소화조(2)와; 상기 혐기성소화조에서 배출되는 혐기성 소화폐수에 잔류하는 BOD와 T-N성분을 산화처리하기 위한 호기성산화조(3)와; 상기 호기성산화 처리된 폐수를 T-N성분과 부유물질이 포함하는 농축액과 청수로 분리하기 위한 막분리장치(4)와; 상기 청수와 농축액을 각각 저장하기 위한 청수저장조(5) 및 농축액저장조(6);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기성 폐수의 자원화 시스템에 관한 것이다.
본 발명에서 유기성 폐수라 함은 BOD가 20,000~30,000ppm이고, CODcr이 50,000~70,000ppm이며, TS가 30,000~50,000ppm이고, T-N이 4,000~6,000ppm인 고농도의 유기성폐수를 말한다.
일반적으로 축산분뇨와 같이 질소(N) 등 작물재배에 필요한 비료성분 뿐 아니라 유기물농도가 높은 폐수에는 폐수처리 과정에서 설비들에 여러 가지 부작용을 유발할 수 있는 고형물질이 많이 함유되어 있으며, 이러한 고형물질 중 대부분은 혐기성소화 및 질화-탈질공정에서 쉽게 처리되지 않고 오히려 시설물에 이상 현상을 유발시킬 위험이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 방지할 수 있도록 혐기성소화공정으로 폐수를 공급하기 전에, 폐수에 회전력을 가하여 고형물과 물의 비중차이를 확대시켜 고형물을 분리하는 디켄터(decanter) 또는 고형물을 응집제로 응집시켜 고형물입자를 크게 한 후 압착에 의해 탈수시켜 고형물을 분리하는 벨트프레스(beltpress) 등의 고액분리기(1)를 이용하여 폐수중의 고형물을 분리한다.
상기 혐기성소화조(2)는 상기 고액분리기(1)를 통해 고형물질이 제거된 폐수에 함유되어 있는 고농도 유기성물질을 산소가 존재하지 않은 상태에서 혐기성미생물에 의해 메탄(CH4)과 이산화탄소(CO2), 즉 바이오가스로 전환하는 역할을 한다. 상기 혐기성소화조 내의 투입 유기물질은 10~20%로 감소하게 된다.
여기에서, 혐기성소화라 함은 메탄발효라고도 하며, 폐수 중에 고농도로 함유되어 있는 유기성물질을 산소가 존재하지 않은 상태에서 혐기성미생물에 의해 메탄(CH4)과 이산화탄소(CO2), 즉 바이오가스를 생성하는 것으로, 폐수 또는 폐기물처리와 동시에 메탄이라는 에너지를 회수할 때 이용되며, 상기 혐기성소화조(2)는 혐기성소화 처리에 관여하는 산생성균과 메탄생성균이 원만히 작용하게 하기 위한 기밀성, 온도 유지, 혼합 및 pH의 조정기능을 할 수 있도록 완전혼합형 재래식 소화조, 또는 상향류식 소화조(UASB)를 채택할 수 있다.
다음으로, 상기 호기성산화조(3)는 상기 혐기성소화조(2)에서 배출되는 혐기성소화폐수에 잔류하는 BOD와 T-N성분을 산화처리한다.
혐기성소화 처리된 폐수 중에는 10~20%의 유기물질이 잔류해 있고 총질소(T-N)가 4,000~5,000ppm 함유되어 있으며, 이러한 혐기성소화폐수를 액비로 사용하거나 최종적으로 방류할 수 있도록 원활한 공기공급을 위한 폭기설비(공기공급설비)가 구비되며, 이러한 폭기설비를 통해 산소를 공급하여 잔류 유기물을 CO2와 H2O로 산화 제거시키거나 총질소(T-N)를 산화 처리하게 된다.
상기 막분리장치(4)는 상기 호기성산화 처리된 폐수를 T-N성분과 부유물질이 포함하는 농축액과 청수로 분리되며, 농축액은 농축액저장조(6)에 저장되고, 상기 청수는 청수저장조(5)에 저장된다.
호기성 산화처리된 폐수 중에는 부유물질은 물론 비료성분인 질소(N)가 함유되어 있어 농가에서 화학비료를 대체하는 유기질비료로 사용하게 되는데, 호기성 산화처리수 전량을 액비로 사용하기 위해서는 액비의 살포가 어려운 겨울 및 장마기간에 대비하기 위해 총 6개월분에 해당하는 대용량의 액비저장조가 필요하게 된다.
따라서, 호기성 산화처리된 액비를 한외여과막(Ultra Filtration), 나노여과막(Nano filtration) 및 역삼투막(Revers Osmosis) 등으로 구성된 막분리장치를 사용하여 80%는 일반 하천에 방류가 가능한 수준의 배출허용기준에 맞는 수질의 깨끗한 처리수로 생산하여 양돈장 등에 재이용하거나 방류하고, 나머지 20%는 질소(N) 등 유기비료성분이 고농도로 농축된 고급의 액비로 생산함으로써 결국 액비의 저장용량을 20%로 줄일 수 있음은 물론 질소(N) 등의 유기비료성분이 고농도로 농축되어 살포 시에 보다 작은 장비와 적은 인력이 소요될 뿐 아니라 작업이 용이하게 된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 상기 청수저장조에 저장된 청수는 축사의 세척수로 재이용하거나 방류처리하고, 상기 호기성산화조에서 공기의 공급량을 조절하여 암모니아성 질소액비 또는 질산성 질소액비를 선택적으로 생산하여 액비로 사용하게 된다.
상기 호기성산화조에서 공기의 공급량을 조절하여 액비를 선택적으로 생산하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
혐기성소화처리수에는 일부 처리되지 않은 유기물질(BOD)과 총질소(T-N)가 함유되어 있는데, 액비로서 유효한 비료가치는 총질소(T-N) 성분이며 유기물질(BOD)은 후처리과정에서 저해작용을 일으킬 뿐 아니라 저장시 부패가 발생하여 악취를 유발한다.
또한, 혐기성소화처리수에는 총질소(T-N)가 주로 암모니아상태(NH4 +)로 존재하게 되는데, 이를 농축하여 암모니아성 질소액비로 사용하며 이를 위해서는 혐기성소화처리수 중에 잔류하는 유기물질(BOD)를 방류허용농도까지 산화제거하기 위해 호기성산화조에 혐기성소화처리수중에 잔류하는 유기물(BOD)량 이상의 산소(공기)를 공급하여야 한다.
예로 1일 100m3의 혐기성소화처리수의 BOD가 1,000mg/L이고 방류허용농도가 50mg/L라면 적어도 1일 5,858m3 이상의 공기를 공급하여 잔류 유기물(BOD)를 산화제거해야 한다.
또한 혐기성소화처리수에 산소(공기)를 공급하여 암모니아상태(NH4 +)로 존재하는 질소를 질산성상태(NO3 -)로 산화시켜 이를 농축하여 질산성 질소액비로 사용하며 이를 위해서는 혐기성소화처리수 중에 잔류하는 유기물질(BOD)를 방류허용농도까지 산화제거함은 물론 암모니아상태(NH4 +)의 질소를 질산성상태(NO3 -)로 산화키기 위해 호기성산화조에 적정량의 산소(공기)를 공급하여야 한다.
예로 1일 100m3의 혐기성소화처리수의 BOD가 1,000mg/L이고 방류허용농도가 50mg/L이고 암모니아상태(NH4 +) 질소가 4,150mg/L라면 적어도 1일 116,970m3 이상의 공기를 공급하여 잔류 유기물(BOD)과 암모니아상태(NH4 +) 질소를 산화시켜야 한다.
이렇게 만들어진 암모니아성 질소액비와 질산성 질소액비는 밭작물과 논작물 등 작물의 종류에 따라 적절한 액비를 선택적으로 사용할 수 있어 연중 액비의 사용을 확대할 수 있을 뿐 아니라 작물에 대한 시비효과를 증대시킬 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하면, 본 발명은 상기 혐기성소화조에서 혐기성소화로 인해 발생되는 가스에 함유된 수분과 황성분을 제거하기 위한 가스정제장치(11)와; 상기 가스정제장치를 저장하기 위한 가스홀더(12)와; 상기 가스홀더에 저장된 가스를 연소하는 연소기(13)와; 상기 연소기에서 배출되는 연소열을 이용하여 고액분리기에서 발생된 고형슬러지를 건조하는 건조기(14)와; 상기 건조기에서 발생되는 완건슬러지를 저장하기 위한 완건슬러지저장조(15);를 포함하여 이루어진다.
혐기성소화 과정에서 발생되는 바이오가스에는 열에너지원인 55~70%의 메탄(CH4) 외에도 30~45%의 CO2는 물론 발전기와 가스연소기 등의 가스이용설비를 부식시킬 수 있는 황화수소(H2S)를 비롯한 수분(H2O) 등 여러 가지 불순성분이 함유되어 있어 가스이용설비의 효율을 저하시키므로 이들 불순성분들을 제거하는 가스정제장치(11)를 통해 바이오가스를 정제한 후 가스발전기 또는 연소기 등의 가스이용설비를 통해 전기 또는 열에너지를 원활하게 생산할 수 있도록 가스홀더(12)에 일시 저장한다.
상기 가스정제장치(11)는 바이오가스 중에 25~35% 함유되어 있는 CO2와, 부식성물질인 황화수소(H2S)를 비롯한 수분(H2O) 등 여러 가지 불순성분을 제거하여 가스이용설비에 대한 부식성을 최소화시킴은 물론 바이오가스의 열량을 향상시켜 가스이용설비의 효율을 향상시키기 위한 것으로, 바이오가스 중에 함유되어 있는 수분(H2O)를 제거하기 위한 제습장치와, 황화수소(H2S)나 아황산가스(SO2) 및 Mercaptain류 등 황화합물과 암모니아(NH3) 등을 제거하기 위한 탈황기가 사용된다.
상기 제습장치로는 실리카겔, 활성알루미나 등의 흡착제에 의한 흡착장치나 냉각에 의해 수분을 응축제거하는 장치 또는 수분응축기(water trap)를 사용한다.
또한 상기 탈황기로는 메탄(CH4)의 물에 대한 용해도가 몰분율로 2.5-5(1기압, 25℃)로 극히 낮은 것에 비해 황화수소(H2S)의 물에 대한 용해도가 1.9-3 (1기압, 25℃)로 비교적 큰 것을 이용하는 습식세정기 또는 산화철(Fe2O3) 등의 철계 탈황제와의 화학반응 혹은 물리흡착에 의해 황화수소(H2S)를 제거하는 건식탈황기를 사용할 수 있다.
상기 가스홀더(12)는 건식홀더 또는 습식홀더를 사용할 수 있다. 일반적으로 건식홀더가 바이오가스의 저류와 저장을 겸용하여 많이 사용되고 있으며, 특히 이중막(double membrane)식이 건식상압방식으로 많이 사용되고 있다. 이 홀더는 폴리에스테르 수지에 PVC 코팅한 막을 사용하며, 내막의 안에 바이오가스를 저류하는데 외막과 내막으로 둘러싸인 공간에 가압팬으로 공기를 보내 내막 안의 바이오가스 압력을 조절함과 동시에 외막의 형상을 반구형으로 유지한다. 이것으로 외막은 눈바람에 견딜 수 있는 형상을 유지하는 것이 가능하고 바이오가스 압력을 거의 일정하게 유지하는 것이 가능하다.
본 발명은 상기 가스홀더에 저장된 소화가스를 연소기로 연소시켜 발생되는 열을 이용하여 건조기를 통해 고액분리기에서 발생되는 고형슬러지를 건조한다. 상기 고액분리기에 발생되는 고형슬러지는 함수율이 75~85% 로 매우 높고 유기성이기 때문에 그 상태로 보관할 경우 침출수의 발생은 물론 부패가 진행되고 악취가 발생되어 비환경, 비위생적일 뿐 아니라 용량도 매우 많아 큰 저장설비가 필요하게 된다. 따라서 고형슬러지를 건조시켜 함수율을 낮추고, 건조된 완건슬러지는 완건슬러지저장조에 저장하여 완건슬리지를 고형연료로 사용된다.
다음으로, 도 3을 참조하면, 본 발명은 상기 가스홀더(12)에 저장된 가스로 전력을 생산하는 가스발전기(21)와; 상기 가스발전기에서 배출되는 폐가스의 잔존 배열을 이용하여 고액분리기에서 발생된 고형슬러지를 건조하는 건조기(22)와; 상기 건조기에서 발생되는 반건슬러지를 퇴비화하기 위한 퇴비화시설(23);을 더 포함하여 이루어진다.
상기 가스발전기(21)는 상기 가스홀더(12)에 저장된 바이오가스를 이용하여 발전기를 구동시켜 전기를 생산하여 축산농가에서 사용할 수 있도록 한다.
상기 발전기로는 가스엔진, Dual fuel형 엔진, 가스터빈 등의 바이오가스를 직접 이용할 수 있는 방식, 바이오가스를 연료로 하여 증기를 생산하여 전기를 생산할 수 있는 방식 또는 폐열 등 중온성에너지를 이용할 수 있는 폐열발전기 등을 사용할 수 있다.
가스엔진은 자동차 등의 내연기관과 동일한 구조로, 가솔린엔진형과 디젤엔진형으로 구분되며, Dual fuel형은 바이오가스 이외에 경유 등의 보조연료를 항상 분사해 점화하는 유형의 디젤엔진을 말하며 바이오가스만의 가스엔진보다도 안정적으로 운전할 수 있다는 장점 때문에 최근 널리 보급되고 있지만 보조연료대가 추가 소요된다는 단점이 있다. 또한 이들 엔진을 사용하기 위해서는 바이오가스의 정제가 매우 잘된 고질의 가스를 사용해야 설비의 수명을 길게 할 수 있다. 이에 비해 폐열발전기는 중질의 바이오가스를 사용할 수 있을 뿐 아니라 발전기를 비롯한 가스정제장치 등의 관련설비의 관리가 용이한 장점이 있으므로 폐열발전기를 사용하는 것이 가장 좋다.
본 발명은 상기 가스발전기(21)에서 배출되는 폐가스의 배열을 이용하여 건조기(22)를 통해 고액분리기에서 분리배출된 슬러지케익을 건조하고 건조된 반건슬러지는 수분조절재로서 왕겨나 톱밥 등의 사용량을 최소화하여 퇴비화시설(23)에서 발효하여 퇴비를 생산할 수 있는 장점이 있다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 축산분뇨와 같은 고농도의 유기성폐수를 혐기성처리를 통해 바이오가스를 생산하여 전기 생산이나 고형슬러지의 건조를 위한 에너지로 사용하고, 혐기성소화 처리된 폐수는 액비의 수용농가의 상황에 맞춰 적정한 맞춤형의 고급액비로 생산하고, 고형슬러지는 퇴비나 고형연료로 생산할 수 있는 장점이 있다.
1 : 고액분리기 2 : 혐기성소화조
3 : 호기성산화조 4 : 막분리장치
5 : 청구저장조 6 : 농축액저장조
11 : 가스정제장치 12 : 가스홀더
13 : 연소기 14 : 건조기
15 : 완건슬러지저장조
21 : 가스발전기 22 : 건조기
23 : 퇴비화시설

Claims (3)

  1. 유기성폐수의 자원화 시스템에 있어서,
    유기성 폐수를 액상폐수와 고형슬러지로 분리하기 위한 고액분리기(1)와; 상기 고액분리기를 통해 분리된 액상폐수를 혐기성 소화 시키기 위한 혐기성 소화조(2)와; 상기 혐기성 소화조에서 배출되는 혐기성 소화폐수에 잔류하는 BOD와 T-N성분을 산화처리하기 위한 호기성산화조(3)와; 상기 호기성산화 처리된 폐수를 T-N성분과 부유물질이 포함하는 농축액과 청수로 분리하기 위한 막분리장치(4)와; 상기 청수와 농축액을 각각 저장하기 위한 청수저장조(5) 및 농축액저장조(6);를 포함하여, 상기 청수저장조에 저장된 청수는 축사의 세척수로 재이용하거나 방류처리하고, 상기 호기성산화조에서 공기의 공급량을 조절하여 암모니아성 질소액비 또는 질산성 질소액비를 선택적으로 생산하여 액비로 사용하고,
    상기 혐기성소화조에서 혐기성소화로 인해 발생되는 가스에 함유된 수분과 황성분을 제거하기 위한 가스정제장치(11)와; 상기 가스정제장치를 저장하기 위한 가스홀더(12)와; 상기 가스홀더에 저장된 가스를 연소하는 연소기(13)와; 상기 연소기에서 배출되는 연소열을 이용하여 고액분리기에서 발생된 고형슬러지를 건조하는 건조기(14)와; 상기 건조기에서 발생되는 완건슬러지를 저장하기 위한 완건슬러지저장조(15);를 포함하여, 상기 가스홀더에 저장된 소화가스를 연소기로 연소시켜 발생되는 열을 이용하여 건조기를 통해 고액분리기에서 분리배출된 슬러지케익을 건조하고, 건조된 완건슬러지는 완건슬러지저장조에 저장하여 완건슬리지를 고형연료로 사용하며,
    상기 가스홀더에 저장된 가스로 전력을 생산하는 가스발전기(21)와; 상기 가스발전기에서 배출되는 폐가스의 잔존 배열을 이용하여 고액분리기에서 발생된 고형슬러지를 건조하는 건조기(22)와; 상기 건조기에서 발생되는 반건슬러지를 퇴비화하기 위한 퇴비화시설(23);을 포함하여, 상기 가스발전기에서 배출되는 폐가스의 배열을 이용하여 건조기를 통해 고액분리기에서 분리배출된 슬러지케익을 건조하고 건조된 반건슬러지는 수분조절재로서 왕겨나 톱밥 등의 사용량을 최소화하여 퇴비화시설에서 발효하여 퇴비를 생산하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐수의 자원화 시스템.
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