KR101657997B1 - 무중단 혐기성 소화조 운영 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기성 폐기물을 소화시켜 에너지원으로 사용되는 가스를 배출하는 복수의 소화조, 및 상기 소화조의 가동이 중단되야하는 소화조 이상이 발생된 소화조에 연결된 순환배관을 통하여 해당 소화조의 소화슬러지를 주입받아 동작하는 예비소화조를 포함하며, 상기 예비소화조는 항시 가동되지 않고, 상기 소화조 이상이 발생된 소화조로부터 소화슬러지가 주입된 경우에만 가동되며, 상기 예비소화조와 임의의 소화조 사이를 연결하는 순환배관은 상기 예비소화조와 다른 임의의 소화조 사이를 연결하는 순환배관과 서로 독립적으로 상기 소화슬러지를 주고받는 무중단 혐기성 소화조 운영 장치를 제공한다.

Description

무중단 혐기성 소화조 운영 장치{UNINTERRUPTED ANAEROBIC DIGESTION OPERATION DEVICE}

본 발명은 무중단 혐기성 소화조 운영 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안정적으로 혐기성 소화조를 운영하는 무중단 혐기성 소화조 운영 장치에 관한 것이다.

최근 음식물류 폐기물, 가축분뇨, 하수슬러지 등과 같은 유기성 폐기물의 육상 매립 금지 및 해양투기 금지에 따라 육상처리 필요성이 대두 된바 이에 대한 처리방식 중의 하나로는 바이오가스화 방식이 있다.

상기 유기성 폐기물의 바이오가스화 방식은 유기성 폐기물의 슬러지를 교반하면서 소화시키기 위해 복수의 혐기성 소화조가 가동되는 방식이다. 또한, 상기 유기성 폐기물의 바이오가스화 방식은 혐기성 소화조에서 생산되는 가스를 이용해 발전기를 돌려 전기를 생산할 수 있어서, 에너지자원이 부족한 우리나라에 신재생에너지원으로 활용하는 방법으로서 관심의 대상이 되고 있다.

이러한, 유기성 폐기물의 바이오가스화 방식은 친환경적인 측면과 환경정책이 맞물려 그 필요성은 더욱 커지고 있는 실정이다.

하지만, 상기 유기성 폐기물의 바이오가스화 방식인 혐기성 소화조 운영 장치는 혐기성 소화조 가동 시, 관폐색이 발생되거나 소화조 준설이 진행되는 등의 소화조 이상이 발생 될 수 있다.

상기 관폐색은 여러 가지 이물질이 소화조의 배관 내에 침적되어 발생된다. 그리고 소화조 준설은 소화조 내부 소화액 순환이 원활하지 못한 상태에서 장기간 운영 시 소화조 하부에 퇴적되는 침적물들로 인해 통상적으로 약 2년에 한번 진행된다.

이러한, 혐기성 소화조 운영 장치는 상기 소화조 이상발생 시 이상이 발생된 소화조의 가동이 중단되어 해당 소화조에서 슬러지를 소화시키지 못하게 됨에 따라 필요한 메탄가스의 생성이 중단되어 에너지발전이 중단되는 문제점이 있다. 또한, 중단 이후 다시 소화조를 가동시킬 시에 정상 가동하여 다시 메탄가스 등을 발생시키기 까지 적지않은 시간이 걸리게 되므로 손실이 크다는 문제가 있다.

국내 등록특허공보 제10-1018886호
국내 등록특허공보 제10-1452392호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 소화조 이상발생 시에도 중단없이 유기성 폐기물을 소화시킬 수 있어 안정적으로 혐기성 소화조를 운영하는 무중단 혐기성 소화조 운영 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 혐기성 소화조 운영 장치는 유기성 폐기물을 소화시켜 에너지원으로 사용되는 가스를 배출하는 복수의 소화조, 및 상기 소화조의 가동이 중단되야하는 소화조 이상이 발생된 소화조에 연결된 순환배관을 통하여 해당 소화조의 소화슬러지를 주입받아 동작하는 예비소화조를 포함하며, 상기 예비소화조는 항시 가동되지 않고, 상기 소화조 이상이 발생된 소화조로부터 소화슬러지가 주입된 경우에만 가동되며, 상기 예비소화조와 임의의 소화조 사이를 연결하는 순환배관은 상기 예비소화조와 다른 임의의 소화조 사이를 연결하는 순환배관과 서로 독립적으로 상기 소화슬러지를 주고받는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소화조는 상기 소화슬러지를 상기 예비소화조와의 사이에서 주고받기 위한 순환배관 및 상기 소화슬러지를 외부로 배출시키기 위한 인발배관을 각각 순환펌프 및 인발펌프와의 사이에 가질 수 있다.

또한, 상기 예비소화조와 임의의 소화조 사이의 순환배관은 상기 예비소화조와 다른 임의의 소화조 사이의 순환배관과 밸브에 의해 제어되어 상기 소화슬러지를 독립적으로 주고받을 수 있다.

또한, 상기 소화조 및 상기 예비소화조에 직접 연결되는 상기 순환배관과 상기 인발배관이 각각 2개의 관으로 구성되는 이중화 구조이며, 상기 이중화 구조는 상기 순환펌프와 상기 인발펌프 앞단에서 하나의 관으로 결합될 수 있다.

또한, 이중화된 상기 순환배관 및 상기 인발배관의 2개의 관들 각각은 서로 이격되어 배치된 두 개의 플랜지에 의해서 관의 일부가 분리될 수 있다.

또한, 상기 두 개의 플랜지 사이의 외측에는 밸브가 배치되어 상기 순환배관 또는 상기 인발배관에서의 소화슬러지의 이동을 차단할 수 있다.

또한, 상기 예비소화조가 상기 소화조 이상이 발생된 소화조로부터 상기 소화슬러지를 주입받아 동작하는 경우, 상기 예비소화조는 상기 유기성 폐기물을 직접 주입받아 계속해서 동작하고, 상기 소화조 이상이 제거된 소화조는 상기 예비소화조로 기능할 수 있다.

본 발명은, 혐기성 소화조 운영 장치에 관한 것으로서, 소화조 이상발생으로 인해 가동 중지될 소화조로부터 주입된 해당 소화조의 소화슬러지를 중단없이 소화시키기 위해서만 가동되는 예비소화조(50)를 포함함으로써, 소화조 이상발생 시에도 안정적으로 혐기성 소화조를 운영하여 경제적 및 시간적 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은, 소화조 내 소화액 순환배관과 소화액 인발배관의 이중화를 통해 소화조 운영 중단의 원인이 되는 관폐색 문제를 지연시켜 안정적으로 혐기성 소화조를 운영할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은, 이중화 순환배관과 이중화 인발배관의 배관 각각에 서로 이격되어 배치된 두 개의 플랜지를 포함함으로써, 이중화 순환배관 중 어느 하나의 배관 또는 이중화 인발배관 중 어느 하나의 배관이 관폐색될 경우에, 배관라인의 커팅작업과 용접작업 없이도 상기 관폐색된 배관 간의 플랜지 연결해체를 이용하여 관폐색된 배관 내 이물질 등을 제거할 수 있어서 관폐색 제거작업이 수월하여 안정적으로 혐기성 소화조를 운영할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 실시예에 따른 혐기성 소화조 운영 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 제1 소화조로부터 소화슬러지가 주입되는 예비소화조를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 예비소화조로부터 중단 없이 소화된 소화슬러지가 주입되는 제1 소화조를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공하는 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 “포함한다(comprise)” 및/또는 “포함하는(comprising)”은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “및/또는”은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면, 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 실시예에 따른 혐기성 소화조 운영 장치를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 혐기성 소화조 운영 장치는 제1, 제2 소화조(10,30)와, 예비소화조(50)를 포함한다.

여기서, 상기 제1, 제2 소화조(10,30)는 물리적으로 분리되며 혐기성 소화조 운영 시 항시 가동되는 소화조이다. 그리고 예비소화조(50)는 항시 가동되지 않고, 제1, 제2 소화조(10,30) 중 어느 하나의 소화조에 관폐색이 발생되거나 소화조 준설이 진행되는 등의 소화조 이상발생 시에만 가동된다.

한편, 상기 예비소화조(50)는 항시 가동되는 소화조가 될 수도 있고, 제1, 제2 소화조(10,30) 중 어느 하나의 소화조는 예비소화조로 기능할 수도 있다.

즉, 상기 제1, 제2 소화조(10,30) 중 어느 하나의 소화조에 관폐색이 발생되거나 소화조 준설이 진행되는 등의 소화조 이상발생 시, 예비소화조(50)는 상기 소화조 이상이 발생된 소화조로부터 상기 소화슬러지를 주입받아 가동되고, 상기 소화조 이상이 제거된 소화조는 상기 소화조 이상을 제거하기 위한 과정이 진행된다. 이때, 예비소화조(50)는 상기 유기성 폐기물을 직접 주입받아 계속해서 동작하는 등 항시 가동되는 소화조가 되고, 상기 소화조 이상이 제거된 소화조는 상기 예비소화조로 기능할 수 있다.

이하, 제1, 제2 소화조(10,30)에 대해서 상술하기로 한다.

상기 제1 소화조(10)는 유기성폐기물 주입배관(11), 주입밸브(13), 순환밸브(15), 이중화 순환밸브(15-1), 이중화 순환배관(17), 순환펌프(19), 순환배관(21), 이중화 인발밸브(23), 이중화 인발배관(25), 인발펌프(27) 및 인발배관(29)을 포함한다. 여기서, 상기 제1 소화조(10)는 도시하지 않았으나, 소화조에서 생산되는 메탄 등의 가스를 배출하는 가스배출배관을 더 포함한다.

상기 유기성폐기물 주입배관(11)은 제1 소화조(10)의 상부에 연결되며 후술될 유기성폐기물 저류조(S)와 제1 소화조(10) 사이에 위치된다. 이때, 주입밸브(13)는 제1 소화조(10)에 유기성폐기물 주입배관(11)이 연결된 부위의 유기성폐기물 주입배관(11)에 위치된다.

그리고 이중화 순환배관(17)은 제1 소화조(10)의 일측에 연결되며 제1 소화조(10)와 순환펌프(19) 사이에 위치된다. 또한, 순환배관(21)은 제1 소화조(10)의 상부에 유기성폐기물 주입배관(11)과 이격되어 연결되며 제1 소화조(10)와 순환펌프(19) 사이에 위치된다. 이때, 순환밸브(15)는 제1 소화조(10)에 순환배관(21)이 연결된 부위의 순환배관(21)에 위치된다. 또한, 이중화 순환밸브(15-1)는 제1 소화조(10)에 이중화 순환배관(17)이 연결된 부위의 이중화 순환배관(17)에 위치된다.

그리고 이중화 인발배관(25)은 제1 소화조(10)의 타측에 연결되며 제1 소화조(10)와 인발펌프(27) 사이에 위치된다. 또한, 인발배관(29)은 인발펌프(27)와 후술될 소화슬러지 저류조(E) 사이에 위치된다. 이때, 이중화 인발밸브(23)는 제1 소화조(10)에 이중화 인발배관(25)이 연결된 부위의 이중화 인발배관(25)에 위치된다.

상기와 같이 구성된 제1 소화조(10)는 유기성폐기물 저류조(S)로부터 주입된 유기성 폐기물을 교반하면서 소화시키고, 상기 유기성 폐기물이 소화된 소화슬러지를 소화슬러지 저류조(E)로 배출시키기 위하여 혐기성 소화조 운영 시 항시 가동되는 소화조이다. 또한, 제1 소화조(10)는 상기 유기성 폐기물을 소화시켜 에너지원으로 사용되는 가스를 배출하기 위하여 혐기성 소화조 운영 시 항시 가동된다.

즉, 제1 소화조(10)에는 도시하지 않았으나, 유기성폐기물 주입펌프에 의하여 유기성폐기물 저류조(S)로부터 유기성폐기물 주입배관(11)을 통하여 상기 유기성 폐기물이 주입된다. 이때, 제1 소화조(10)에는 도시하지 않았으나, 정확한 주입량을 파악할 수 있는 유량계와 내부에 설치된 수위계에서 연속적으로 측정되는 레벨에 기초하여 상기 유기성 폐기물 일일 투입량이 제1 소화조(10)에 주입된다. 한편, 제1 소화조(10)에 주입된 유기성 폐기물의 레벨이 상기 기설정된 레벨에 도달할 경우에는 상기 유기성폐기물 주입펌프의 작동을 중지시켜 상기 유기성 폐기물의 주입이 중단된다. 여기서, 상기 제1 소화조(10)는 상기 레벨 이외에도 다른 기준치에 의해 상기 유기성 폐기물이 주입되는 양이 조절될 수 있고 당업자라면 이해할 수 있으므로 상세한 다른 예는 설명을 생략한다.

그리고 제1 소화조(10)는 도시하지 않았으나, 내부에 배치된 임펠라를 회전시켜 상기 주입된 유기성 폐기물을 교반하면서 소화시킨다.

이때, 상기 유기성 폐기물이 소화된 소화슬러지는 순환밸브(15)가 오픈되고, 순환펌프(19)에 의하여 이중화 순환배관(17)과 순환배관(21)을 통하여 제1 소화조(10) 내에 순환된다.

제1 소화조(10) 내에 기설정된 체류시간을 채우면서 소화된 상기 소화슬러지는 인발밸브(23)가 오픈되고, 인발펌프(27)에 의하여 이중화 인발배관(25)과 인발배관(29)을 통하여 제1 소화조(10)로부터 소화슬러지 저류조(E)로 배출된다.

이때, 제1 소화조(10) 내부에 설치된 수위계와 연동하는 인발펌프(27)는 일일 배출량 등을 기준으로 설정된 주기로 소화슬러지 저류조(E)로 배출하되, 상기 수위계에서 측정된 레벨이 설정된 하한치에 도달하면 소화슬러지 배출을 중단하기 위하여 작동이 중지된다. 여기서, 상기 제1 소화조(10)는 상기 수위계 이외에도 다른 기준치에 의해 상기 소화슬러지의 배출량이 조절될 수 있고 당업자라면 이해할 수 있으므로 상세한 다른 예는 설명을 생략한다.

또한, 제1 소화조(10)는 이중화 순환배관(17)과 이중화 인발배관(25)의 배관 각각에 서로 이격되어 배치된 두 개의 플랜지(100)를 포함한다.

이때, 상기 플랜지(100)를 포함하는 제1 소화조(10)에서는 이중화 순환배관(17) 중 어느 하나의 배관 또는 이중화 인발배관(25) 중 어느 하나의 배관이 관폐색될 경우에, 배관라인의 커팅작업과 용접작업 없이도 상기 관폐색된 배관 간의 플랜지(100) 연결해체를 이용하여 관폐색된 배관 내 이물질 등을 제거하는 관폐색 제거작업이 수월하게 진행될 수 있다.

즉, 혐기성 소화조 특성상 인화성 물질 취급설비 주변의 화기작업 금지 권고 사항으로 인해 상기 관폐색 제거작업은 많은 시간이 소요된다.

이에, 상기 플랜지(100)를 포함하는 제1 소화조(10)에서는 상기 관폐색된 배관의 밸브를 잠근 후, 상기 배관 간의 플랜지(100) 연결해체하여 상기 배관을 서로 분리하고, 상기 분리된 배관에 고압분사 등을 통해 관폐색된 배관 내 이물질 등을 제거함으로써, 배관라인의 커팅작업과 용접작업 없이도 관폐색 제거작업이 수월하게 진행될 수 있다.

그리고 상기 제2 소화조(30)를 설명함에 있어, 제1 소화조(10)의 구성과 실질적으로 동일함으로써, 제2 소화조(30) 구성의 설명은 생략하기로 한다. 또한, 제2 소화조(30)에 대한 효과 및 잇점은 제1 소화조(10)와 실질적으로 동일할 수 있다.

이하, 예비소화조(50)에 대해서 상술하기로 한다.

상기 예비소화조(50)를 설명함에 있어, 제1 소화조(10)와 동일한 구성의 설명은 생략하기로 한다.

상기 예비소화조(50)는 유기성폐기물 주입배관(11), 주입밸브(13), 순환밸브(15), 이중화 순환밸브(15-1), 이중화 순환배관(17), 순환펌프(19), 순환배관(21), 이중화 인발밸브(23), 이중화 인발배관(25), 인발펌프(27) 및 인발배관(29)을 포함하며, 상기 구성들은 제1 소화조(10)의 해당 구성과 실질적으로 동일하다.

또한, 상기 예비소화조(50)는 제1 소화조(10)와 상이한 구성으로써, 순환배관밸브(51), 제1 소화조순환배관밸브(51-1), 제2 소화조순환배관밸브(51-2), 소화조격리밸브(53), 제1 소화조밸브(55), 제2 소화조밸브(55-1), 소화조연결배관(57), 이중화 주입용 이송배관(59), 주입용 이송배관(61), 주입용 이송밸브(63), 배출용 이송밸브(65), 제1 배출용 이송배관(67), 제2 배출용 이송배관(67-1), 제1 소화조배출밸브(69) 및 제2 소화조배출밸브(69-1)를 포함한다.

여기서, 상기 소화조연결배관(57)은 제1, 제2 소화조(10,30) 각각의 순환배관(17) 사이에 위치된다. 상기 이중화 주입용 이송배관(59)은 소화조연결배관(57)과 주입용 이송배관(61) 사이에 위치된다. 상기 주입용 이송배관(61)은 예비소화조(50)의 상부에 연결되며 예비소화조(50)와 이중화 주입용 이송배관(59) 사이에 위치된다. 이때, 상기 소화조격리밸브(53)는 이중화 주입용 이송배관(59) 사이의 소화조연결배관(57)에 위치된다. 상기 제1 소화조밸브(55)는 제1 소화조(10)의 순환배관(17)과 소화조격리밸브(53) 사이에 위치된 이중화 주입용 이송배관(59)에 위치된다. 상기 제2 소화조밸브(55-1)는 제2 소화조(30)의 순환배관(17)과 소화조격리밸브(53) 사이에 위치된 이중화 주입용 이송배관(59)에 위치된다. 상기 주입용 이송밸브(63)는 예비소화조(50)에 주입용 이송배관(61)이 연결된 부위의 주입용 이송배관(61)에 위치된다.

그리고 상기 제2 배출용 이송배관(67-1)은 제1, 제2 소화조(10,30) 각각의 순환배관(17) 사이에 소화조연결배관(57)과 이격되어 위치된다. 상기 제1 배출용 이송배관(67)은 예비소화조(50)의 순환배관(17)과 제2 배출용 이송배관(67-1) 사이에 위치된다. 이때, 상기 배출용 이송밸브(65)는 예비소화조(50)의 순환배관(17)에 제1 배출용 이송배관(67)이 연결된 부위의 제1 배출용 이송배관(67)에 위치된다. 상기 제1 소화조배출밸브(69)는 제1 소화조(10)의 순환배관(17)에 제2 배출용 이송배관(67-1)이 연결된 부위의 제2 배출용 이송배관(67-1)에 위치된다. 상기 제2 소화조배출밸브(69-1)는 제2 소화조(30)의 순환배관(17)에 제2 배출용 이송배관(67-1)이 연결된 부위의 제2 배출용 이송배관(67-1)에 위치된다.

그리고 상기 순환배관밸브(51)는 예비소화조(50)의 순환배관(17)에 제1 배출용 이송배관(67)이 연결된 부위와, 예비소화조(50)의 순환밸브(15) 사이에 위치된다. 상기 제1 소화조순환배관밸브(51-1)는 소화조연결배관(57)과 제2 배출용 이송배관(67-1) 사이의 제1 소화조(10)의 순환배관(17)에 위치된다. 상기 제2 소화조순환배관밸브(51-2)는 소화조연결배관(57)과 제2 배출용 이송배관(67-1) 사이의 제2 소화조(30)의 순환배관(17)에 위치된다.

상기와 같이 구성된 예비소화조(50)는 혐기성 소화조 운영 시, 항시 가동되지 않고, 제1, 제2 소화조(10,30) 중 어느 하나의 소화조에 관폐색이 발생되거나 소화조 준설이 진행되는 등의 소화조 이상발생 시에만 가동된다.

즉, 제1, 제2 소화조(10,30) 중 어느 하나의 소화조에 관폐색이 발생되거나 소화조 준설이 진행되는 등의 소화조 이상발생 시에는 관폐색을 제거하거나 준설을 진행하기 위해서 해당 소화조의 가동이 중단된다.

이때, 처리대상 물질인 유기성 폐기물의 해양투기가 금지된 현 상황에서 소화조의 가동 중단은 경제적으로 큰 부담이 초래된다.

또한, 상기 소화조 준설 후 외부에서 반입된 혐기성 미생물을 배양(Seeding) 및 활성화시키고 유기성 폐기물을 정상적으로 소화시키는데 약 6개월이 소요되는 등 가동이 중단된 소화조를 다시 가동하기 위해서는 많은 시간이 소요되어 시간적으로 큰 손실을 일으킨다.

이에, 예비소화조(50)는 제1, 제2 소화조(10,30) 중 어느 하나의 소화조에 관폐색이 발생되거나 소화조 준설이 진행되는 등의 소화조 이상발생 시, 소화조의 가동이 중단되야하는 소화조 이상이 발생된 소화조에 연결된 순환배관을 통하여 주입된 해당 소화조의 소화슬러지를 중단없이 소화시키기 위해 가동된다.

또한, 예비소화조(50)와 임의의 소화조 사이를 연결하는 순환배관은 예비소화조(50)와 다른 임의의 소화조 사이를 연결하는 순환배관과 서로 독립적으로 소화슬러지를 주고받는다. 이때, 예비소화조(50)와 임의의 소화조 사이의 순환배관은 예비소화조(50)와 다른 임의의 소화조 사이의 순환배관과 소화조격리밸브(53)에 의해 제어되어 소화슬러지를 독립적으로 주고받을 수 있다.

도 2는 도 1의 제1 소화조로부터 소화슬러지가 주입되는 예비소화조를 나타낸 도면이다. 그리고 도 3은 도 1의 예비소화조로부터 중단 없이 소화된 소화슬러지가 주입되는 제1 소화조를 나타낸 도면이다.

이하, 제1 소화조(10)에 소화조 이상이 발생된 경우에 대해서 상술하기로 한다. 여기서, 상기 제2 소화조(30)에 소화조 이상이 발생된 경우에도 후술할 제1 소화조(10)에 소화조 이상이 발생된 경우와 실질적으로 동일하다.

제1 소화조(10)에 소화조 이상이 발생된 경우에는 제1 소화조(10) 내 소화슬러지를 예비소화조(50)로 이송시킨다. 그리고 제1 소화조(10)는 소화조 이상을 제거하기 위해 가동이 중단되고, 제1 소화조(10) 내 소화슬러지가 주입된 예비소화조(50)는 유기성 폐기물을 중단없이 소화시키기 위해 가동된다.

즉 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 소화조(10) 내 소화슬러지는 이중화 순환밸브(15-1)가 오픈되고, 제1 소화조순환배관밸브(51-1)와 소화조격리밸브(53)가 오프되며, 제1 소화조밸브(55)와 주입용 이송밸브(63)가 오픈되어 순환펌프(19)에 의하여 이중화 순환배관(17), 순환배관(21), 소화조연결배관(57), 이중화 주입용 이송배관(59) 및 주입용 이송배관(61)을 순차적으로 거쳐 예비소화조(50)로 이송 및 주입된다.

그리고 예비소화조(50)는 가동되어 도시하지 않았으나, 내부에 배치된 임펠라를 회전시켜 상기 주입된 소화슬러지를 교반하면서 중단없이 소화시킨다.

이때, 상기 소화슬러지는 순환밸브(15)와 순환배관밸브(51)가 오픈되고 배출용 이송밸브(65)가 오프되며, 순환펌프(19)에 의하여 이중화 순환배관(17)과 순환배관(21)을 통하여 예비소화조(50) 내에 순환된다.

예비소화조(50) 내에 기설정된 체류시간을 채우면서 소화된 상기 소화슬러지는 인발밸브(23)가 오픈되고, 인발펌프(27)에 의하여 이중화 인발배관(25)과 인발배관(29)을 통하여 예비소화조(50)로부터 소화슬러지 저류조(E)로 배출된다.

또한, 제1 소화조(10)에 발생된 소화조 이상이 제거되고, 제1 소화조(10)가 다시 가동될 수 있는 경우에는 예비소화조(50) 내 소화슬러지를 다시 가동된 제1 소화조(10)로 배출 및 주입시킨다. 그리고 예비소화조(50)는 다시 가동이 중단되고, 예비소화조(50) 내 소화슬러지가 주입된 제1 소화조(10)는 유기성 폐기물을 중단없이 소화시키기 위해 가동된다.

즉 도 3에 도시된 바와 같이, 예비소화조(50) 내 소화슬러지는 이중화 순환밸브(15-1)가 오픈되고, 순환배관밸브(51)와 제1 소화조순환배관밸브(51-1)가 오프되며, 배출용 이송밸브(65)와 제1 소화조배출밸브(69)가 오픈되어 예비소화조(50) 내 순환펌프(19)에 의하여 이중화 순환배관(17), 순환배관(21), 제1 배출용 이송배관(67) 및 제2 배출용 이송배관(67-1)을 순차적으로 거쳐 제1 소화조(10)로 주입된다. 여기서, 상기 예비소화조(50)로부터 배출 및 주입된 소화슬러지는 제1 소화조(10) 내 순환펌프(19)에 의하여 순환배관(21)을 통하여 제1 소화조(10) 내에 순환된다.

한편, 상기 제1 소화조(10)에 발생된 소화조 이상이 제거되고, 제1 소화조(10)가 다시 가동될 수 있는 경우에는 상술한 바와 다르게, 예비소화조(50)가 항시 가동되는 소화조가 될 수도 있고, 제1 소화조(10)가 예비소화조로 기능할 수도 있다.

즉, 상기 예비소화조(50)는 제1 소화조(10)로부터 이송된 소화슬러지를 교반하여 소화시키면서 상기 유기성 폐기물을 직접 주입받아 계속해서 동작하는 등 항시 가동되는 소화조가 되고, 상기 소화조 이상이 제거된 제1 소화조(10)는 예비소화조(50) 내 소화슬러지를 주입받지 않고 예비소화조로 기능할 수 있다.

상술한 실시예에 따른 혐기성 소화조 운영 장치는 항시 가동되지 않고, 소화조 이상발생 시에만 가동되는 예비소화조(50)를 포함함으로써, 상기 소화조 이상발생으로 인해 가동 중지될 소화조로부터 주입된 해당 소화조의 소화슬러지를 중단없이 소화시키기 위해 예비소화조(50)가 가동되기 때문에, 안정적으로 혐기성 소화조를 운영하여 경제적 및 시간적 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상술한 실시예에 따른 혐기성 소화조 운영 장치는 소화조 내 소화액 순환배관과 소화액 인발배관의 이중화를 통해 소화조 운영 중단의 원인이 되는 관폐색 문제를 지연시켜 안정적으로 혐기성 소화조를 운영할 수 있다.

또한, 상술한 실시예에 따른 혐기성 소화조 운영 장치는 이중화 순환배관(17)과 이중화 인발배관(25)의 배관 각각에 서로 이격되어 배치된 두 개의 플랜지(100)를 포함함으로써, 이중화 순환배관(17) 중 어느 하나의 배관 또는 이중화 인발배관(25) 중 어느 하나의 배관이 관폐색될 경우에, 배관라인의 커팅작업과 용접작업 없이도 상기 관폐색된 배관 간의 플랜지(100) 연결해체를 이용하여 관폐색된 배관 내 이물질 등을 제거할 수 있어서 관폐색 제거작업이 수월하여 안정적으로 혐기성 소화조를 운영할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 무중단 혐기성 소화조 운영 장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 제1 소화조 11: 유기성폐기물 주입배관
13: 주입밸브 15: 순환밸브
17: 이중화 순환배관 19: 순환펌프
21: 순환배관 23: 이중화 인발밸브
25: 이중화 인발배관 27: 인발펌프
29: 인발배관 30: 제2 소화조
50: 예비소화조 51: 순환배관밸브
53: 소화조격리밸브 55: 제1 소화조밸브
57: 소화조연결배관 59: 이중화 주입용 이송배관
61: 주입용 이송배관 63: 주입용 이송밸브
65: 배출용 이송밸브 67: 제1 배출용 이송배관
69: 제1 소화조배출밸브

Claims (7)

1. 유기성 폐기물을 소화시켜 에너지원으로 사용되는 가스를 배출하는 복수의 소화조; 및
   상기 소화조의 가동이 중단되야하는 소화조 이상이 발생된 소화조에 연결된 순환배관을 통하여 해당 소화조의 소화슬러지를 주입받아 동작하는 예비소화조를 포함하며,
   상기 소화조는 상기 소화슬러지를 상기 예비소화조와의 사이에서 주고받기 위한 순환배관 및 상기 소화슬러지를 외부로 배출시키기 위한 인발배관을 각각 순환펌프 및 인발펌프와의 사이에 위치하여 구비하고,
   상기 예비소화조는 항시 가동되지 않고, 준설에 의해 가동이 중단되야하는 소화조의 소화슬러지를 중단없이 소화시키기 위하여 해당 소화조로부터 소화슬러지가 주입된 경우를 포함하여 상기 소화조 이상이 발생된 소화조로부터 소화슬러지가 주입된 경우에만 가동되며,
   상기 예비소화조와 임의의 소화조 사이를 연결하는 순환배관은 밸브에 의해 제어되어 상기 예비소화조와 다른 임의의 소화조 사이를 연결하는 순환배관과 서로 독립적으로 상기 소화슬러지를 주고받고,
   상기 예비소화조가 상기 소화조 이상이 발생된 소화조로부터 상기 소화슬러지를 주입받아 동작하는 경우, 상기 예비소화조는 상기 유기성 폐기물을 직접 주입받아 계속해서 동작하고, 상기 소화조 이상이 제거된 소화조는 상기 예비소화조로 기능하며,
   상기 소화조 및 상기 예비소화조에 직접 연결되는 상기 순환배관과 상기 인발배관이 각각 2개의 관으로 구성되는 이중화 구조이며, 상기 이중화 구조는 상기 순환펌프와 상기 인발펌프 앞단에서 하나의 관으로 결합되고,
   이중화된 상기 순환배관 및 상기 인발배관의 2개의 관들 각각은 서로 이격되어 배치된 두 개의 플랜지에 의해서 관의 일부가 분리되며,
   상기 두 개의 플랜지 사이의 외측에는 밸브가 배치되어 상기 순환배관 또는 상기 인발배관에서의 소화슬러지의 이동을 차단하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화조 운영 장치.
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