KR101812449B1 - Anaerobic biogas distribution apparatus for treating food wastewater - Google Patents

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홍성균
이금재
임지택
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Abstract

The present invention relates to an anaerobic biogas distribution device for food wastewater. The device includes: an acid fermenting tank fermenting food wastewater with acid; a plurality of methane fermenting tanks connected to the downstream side of the acid fermenting tank to ferment the food wastewater which has been fermented in the acid fermenting tank; a plurality of gas storage tanks connected to the downstream side of each of the methane fermenting tanks to stabilize the fermented food wastewater and store biogas; and a distributing part installed between the methane fermenting tanks and the gas storage tanks to distribute the biogas generated from the methane fermenting tanks.

Description

음폐수의 혐기성 바이오가스 분배장치{ANAEROBIC BIOGAS DISTRIBUTION APPARATUS FOR TREATING FOOD WASTEWATER}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an anaerobic biogas-

본 발명은 음폐수의 혐기성 바이오가스 분배장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 음폐수를 처리하기 위한 혐기성 소화공정에서 생성된 바이오가스를 처리하는 혐기성 바이오가스 분배장치에 관한 것이다.The present invention relates to an anaerobic biogas distributing apparatus for negative wastewater, and more particularly, to an anaerobic biogas distributing apparatus for treating biogas generated in an anaerobic digestion process for treating negative wastewater.

일반적으로 혐기성 소화공정은 음식물 쓰레기, 음폐수, 축산 분뇨, 오폐수 등과 같은 각종 유기성 폐기물이나 폐수를 혐기성 미생물에 의해 메탄과 이산화탄소로 분해하는 과정을 통해 폐기물의 양이나 부피를 감량화하는 공정이다.Generally, an anaerobic digestion process is a process of reducing the amount and volume of waste by decomposing various organic wastes such as food waste, negative wastewater, livestock manure, wastewater, etc., or wastewater into methane and carbon dioxide by anaerobic microorganisms.

이러한 혐기성 소화공정은 크게 가수 분해 공정, 산 발효 공정 및 메탄 발효 공정을 포함하며, 종래 혐기성 소화공정은 하나의 반응조에서 산 발효 공정과 메탄 발효 공정을 모두 수행하는 단상의 메탄 발효조를 이용하는 경우가 많았으나, 최근에는 산 발효 공정과 메탄 발효 공정을 분리하여 별도의 반응조에서 각각 공정을 수행하는 경우도 증가하고 있다.These anaerobic digestion processes include a hydrolysis process, an acid fermentation process and a methane fermentation process. Conventional anaerobic digestion processes often use a single-phase methane fermentation tank that performs both an acid fermentation process and a methane fermentation process in one reaction tank In recent years, however, the acid fermentation process and the methane fermentation process have been separated from each other and the processes have been separately performed in separate reaction vessels.

선행문헌 1 내지 3의 이러한 종래의 혐기성 소화공정에 있어서 메탄 발효조에서는 혐기성 미생물에 의해 유기성 폐기물이나 폐수가 분해되어 메탄가스가 생성되고, 처리가 완료된 유출수는 메탄 발효조 외부로 배출되어 후처리 공정을 수행하게 된다.In the conventional anaerobic digestion process of the prior art documents 1 to 3, the organic wastes and wastewater are decomposed by the anaerobic microorganisms in the methane fermentation tank to generate methane gas, and the treated effluent is discharged to the outside of the methane fermentation tank .

이러한 종래의 혐기성 소화공정의 메탄 발효조에서 배출되는 유출수는 유기성 폐기물이나 폐수 등의 유기 물질이 메탄 발효 공정을 거치면서 혐기성 미생물로 전환되며, 이론적으로는 메탄 발효조 내에서 혐기성 미생물이 유출되면 유출된 양만큼 유입되는 폐기물이나 폐수 등의 처리를 통해 미생물이 증식되어야 하지만 실제로는 메탄 발효조 내에서는 미생물이 증식하는 양보다 유출되는 양이 지속적으로 증가하는 경향을 보이기도 한다.The effluent discharged from the methane fermentation tank of the conventional anaerobic digestion process is converted into anaerobic microorganisms through the methane fermentation process of the organic wastes and the organic substances such as wastewater. Theoretically, when the anaerobic microorganisms leach out of the methane fermentation tank, The microbes must be proliferated through the treatment of wastewater or wastewater. However, the amount of microbes in the methane fermentation tank tends to increase more than the amount of microbes to proliferate.

따라서 장기적으로는 혐기성 소화공정의 전체적인 처리효율이 점차 감소될 수 있다는 문제점이 있다.Therefore, in the long term, there is a problem that the overall treatment efficiency of the anaerobic digestion process may be gradually reduced.

또한, 종래의 혐기성 소화장치에서는 실제 운영상 혐기성 소화조 중 메탄 발효조에서 가스저장조로 바이오가스의 배출량이 불균일하게 이루어져 바이오 가스의 배출처리량의 조절이 어려울 뿐만 아니라 소화조 수두차 교반 시 저장된 바이오가스를 간헐적으로 방출해야 하는 문제가 있었다.In addition, in the conventional anaerobic digestion apparatus, the amount of biogas discharged from the methane fermentation tank to the gas storage tank of the anaerobic digestion tank is uneven, so that it is difficult to control the discharge amount of the biogas, and the biogas stored during the digestion tank agitation is intermittently discharged There was a problem to be done.

또한, 배출되는 바이오가스의 개별적인 이송에 따른 가스의 수위차가 발생하며, 가스저장조의 유지보수 시 바이오가스의 유출입의 차단이 어려워, 혐기성 소화공정의 전체적인 처리효율이 낮아진다는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem that the level difference of the gas due to the individual transfer of the discharged biogas occurs, and it is difficult to block the flow of the biogas during the maintenance of the gas reservoir, thereby lowering the overall treatment efficiency of the anaerobic digestion process.

국제 공개공보 WO2012/074289(이하 ‘선행문헌 4’)는 유기성 폐기물 처리장치 및 처리방법으로 산발효조와 메탄발효조 내의 와류생성수단 및 교반기를 구비하여, 발효 효능을 극대화 시키는 방법에 관하여 개시하고 있다.International Publication No. WO2012 / 074289 (hereinafter referred to as 'Prior Art 4') discloses a method for maximizing fermentation efficacy, comprising an acidic fermentation tank and a vortex generating means in a methane fermentation tank and an agitator by means of an organic waste treatment apparatus and treatment method.

그러나 선행문헌 4의 발명은 발효 효능이 극대화되어 메탄생성이 증가하나, 이를 저장하는 가스저장조가 1개로만 구성되어 있으며, 산발효조 및 메탄발효조에서 생성된 메탄가스만을 저장하고 있다.However, in the invention of the prior art document 4, the fermentation efficiency is maximized and the methane production is increased. However, the gas storage tank storing only the gas storage tank is composed of only one methane gas generated from the acid fermentation tank and the methane fermentation tank.

대한민국 등록특허공보 제10-1184555호(이하 ‘선행문헌 5’)는 음식물류 폐기물로부터 연속적인 수소 및 메탄 회수장치로 수소발효조와 메탄발효조를 이용하여 가스를 생성하는 방법에 관하여 개시하고 있다.Korean Patent Publication No. 10-1184555 (hereinafter referred to as "Prior Art 5") discloses a method for producing a gas using a hydrogen fermentation tank and methane fermentation tank as a continuous hydrogen and methane recovery apparatus from food waste.

그러나 선행문헌 5의 발명은 수소발효조에서 수소가스만을 생성하고, 메탄발효조에서 메탄가스만을 생성하므로 각각의 가스저장조가 필요하며, 안정화조는 단순히 메탄발효액의 안정화 및 고액분리만을 하므로 유지비용이 많이 필요하다.However, the invention of the prior art document 5 requires only a gas reservoir because it generates only hydrogen gas in the hydrogen fermenter and produces only methane gas in the methane fermenter, and the stabilizer tank only requires stabilization and solid-liquid separation of the methane fermentation solution, .

또한, 선행문헌 4, 5의 용량이 제한된 가스저장조만을 이용하여 음폐수의 반입량이 증가에 비례하여 생성되는 메탄가스를 처리하기 어려우며, 추가로 가스저장조를 설치하여 처리하기에는 하절기 대비 음폐수의 반입이 감소하므로 설치비용 및 운영비용에 부담이 증가하게 된다.In addition, it is difficult to treat the methane gas produced in proportion to the increase of the amount of the wastewater by using only the gas reservoirs of the prior arts 4 and 5, and in addition, The burden on the installation cost and the operating cost is increased.

<선행기술문헌><Prior Art Literature>

선행문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0046813호Prior Art 1: Korean Patent Publication No. 10-2011-0046813

선행문헌 2: 대한민국 등록특허공보 제10-1272243호Prior Art 2: Korean Patent Registration No. 10-1272243

선행문헌 3: 대한민국 등록특허공보 제10-1368459호Prior Art 3: Korean Patent Registration No. 10-1368459

선행문헌 4: 국제 공개공보 WO2012/074289Prior Art 4: International Publication No. WO2012 / 074289

선행문헌 5: 대한민국 등록특허공보 제10-1184555호Prior Art 5: Korean Patent Registration No. 10-1184555

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로써, 가스저장조의 저장수위를 서로 평행하게 유지하여 바이오가스의 처리성능을 향상시키는 동시에 메탄발효조에서 수두차에 의한 교반 시 연결배관의 순간압력을 완충할 수 있는 음폐수의 혐기성 바이오가스 분배장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a method for improving biogas treatment performance by maintaining the storage level of the gas storage tank parallel to each other, It is an object of the present invention to provide an anaerobic biogas distribution apparatus for negative wastewater capable of buffering instantaneous pressure.

또한, 본 발명은 가스저장조의 저장수위를 서로 균등하게 유지하여 안정적인 바이오가스의 공급이 가능하게 되며, 차단밸브에 의해 가스저장조의 유지보수의 작업효율을 향상시킬 수 있는 음폐수의 혐기성 바이오가스 분배장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a stable biogas supply by keeping the stored water level of the gas storage tank evenly, and it is also possible to provide an anaerobic biogas distribution of the wastewater that can improve the operation efficiency of maintenance of the gas storage tank by the shut- It is another object to provide a device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 음폐수를 산 발효하는 산발효조(20); 상기 산발효조(20)의 하류에 연결되어 상기 산발효조(20)에서 산 발효된 음폐수를 메탄발효하는 복수의 메탄발효조(30); 상기 메탄발효조(30)의 하류에 각각 대응하도록 연결되어 상기 메탄발효조(30)에서 메탄발효된 음폐수를 안정화시키고 바이오가스를 저장하는 복수의 가스저장조(40); 및 상기 메탄발효조(30)와 상기 가스저장조(40) 사이에 설치되어, 상기 메탄발효조(30)에서 생성된 바이오 가스를 분배하는 분배부(60);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides an acid fermentation tank (20) for acidic wastewater treatment; A plurality of methane fermentation tanks (30) connected downstream of the acid fermentation tank (20) and fermenting acidic fermented wastewater from the acid fermentation tank (20) to methane fermentation; A plurality of gas storage vessels (40) connected to the downstream of the methane fermentation tank (30) to stabilize the methane fermented wastewater in the methane fermentation tank (30) and store the biogas; And a distributor 60 disposed between the methane fermentation tank 30 and the gas storage tank 40 to distribute the biogas produced in the methane fermentation tank 30.

본 발명의 상기 분배부(60)는, 상기 메탄발효조(30)와 상기 가스저장조(40) 사이에 각각 서로 대응하도록 연결 설치된 복수의 연결배관; 상기 복수의 연결배관 상에 각각 설치된 복수의 차단밸브; 및 상기 차단밸브의 상류에 설치되되 상기 복수의 연결배관을 모두 연통시키도록 설치된 분배배관; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.The distribution unit (60) of the present invention includes a plurality of connection piping connected between the methane fermentation tank (30) and the gas storage tank (40) so as to correspond to each other; A plurality of shutoff valves respectively provided on the plurality of connection pipes; And a distribution pipe installed upstream of the shut-off valve and installed to communicate all of the plurality of connection pipes; And a control unit.

본 발명의 상기 차단밸브는, 상기 각각의 가스저장조(40)의 저장수위를 비교해서 저장수위가 서로 평행하게 유지되게 가스유량을 조절하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.The shutoff valve of the present invention is characterized by comparing the stored water levels of the respective gas storage tanks (40) so as to control the gas flow rate so that the stored water levels are kept parallel to each other.

본 발명의 상기 분배배관은, 상기 메탄발효조(30)에서 수두차에 의한 교반 시, 상기 연결배관의 순간압력을 완충하도록 상기 연결배관의 사이즈 보다 2∼3배 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.The distribution pipe of the present invention is formed to be two to three times larger than the size of the connection pipe so as to buffer the instantaneous pressure of the connection pipe at the time of stirring by the water head difference in the methane fermentation tank 30. [

음폐수의 혐기성 바이오가스 분배장치는 음폐수를 산 발효하는 산발효조(20); 산발효조(20)에서 산 발효 된 음폐수를 혐기성 소화하는 안정화 소화조; 안정화 소화조와 연결되어 안정화 소화조에서 생성된 바이오가스를 저장하는 가스저장조(40); 및 산발효조(20)와 안정화 소화조 사이에 설치되어, 산 발효 처리된 음폐수를 메탄발효조(30)를 거치지 않고, 안정화 소화조로 분배하여 이송되는 음폐수 분배부(70);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The anaerobic biogas distribution device for the negative wastewater comprises an acid fermentation tank (20) for acid fermenting the wastewater; A stabilized digestion tank for anaerobic digestion of acidic fermented wastewater in the acid fermentation tank 20; A gas storage tank (40) connected to the stabilization digester to store biogas generated in the stabilization digester; And a negative wastewater distributor (70) installed between the acid fermentation tank (20) and the stabilization digester, for distributing negative wastewater treated by acid fermentation to a stabilization digester without passing through a methane fermentation tank (30) .

상기 안정화 소화조는 메탄발효조(30)에서 처리된 음폐수가 유입되어 안정화 또는 잔여유기물이 분해가 가능한 것을 특징으로 한다.The stabilized digester is characterized in that the waste wastewater treated in the methane fermentation tank (30) is introduced to stabilize or decompose residual organic matter.

안정화 소화조에 투입되는 음폐수는 총 고형물질(TS), 휘발성 고형물질(VS) 또는 총 질소(T-N)의 계절별 반입수질 및 양에 따라, 휘발성지방산(VFA) 또는 pH의 소화조 주요 운전인자에 따라 또는 준설 시설 정비에 따라 음폐수의 투입량이 탄력적으로 조절되는 것을 특징으로 한다.The wastewater to be fed to the stabilization digester can be either volatile fatty acid (VFA) or pH depending on the main operating factors of volatile fatty acid (VFA) or pH, depending on the seasonal import quality and quantity of total solid (TS), volatile solid (VS) or total nitrogen Or the input amount of the waste water is regulated according to the maintenance of the dredging facility.

또한, 안정화 소화조에 유입된 음폐수는 7~12일 체류하며, 35~45℃로 운전되는 것을 특징으로 한다.In addition, the waste water flowing into the stabilization digester is stored for 7 to 12 days and is operated at 35 to 45 ° C.

상기 가스저장조(40)는 내부막 및 외부막으로 구성되어 있으며, 사용압력이 0.5~3.5mbar로 유지되는 것을 특징으로 한다.The gas reservoir 40 is composed of an inner membrane and an outer membrane, and the operating pressure is maintained at 0.5 to 3.5 mbar.

상기 음폐수 분배부(70)는 산발효조(20)와 안정화 소화조 사이에 직렬로 연결된 연결배관(71); 산발효조(20)와 안정화 소화조 사이에 병렬로 설치된 음폐수 이송펌프(72); 음폐수 투입 자동밸브(74)의 상류에 설치되어 복수의 연결배관을 연통되도록 설치된 분배배관(73); 또는 연결배관에 설치되어 산발효조(20)로부터 유입되는 음폐수의 유입량을 조절하는 음폐수 투입 자동밸브(74); 중 어느 하나 이상을 선택하여 설치하는 것을 특징으로 한다.The waste water distribution unit 70 includes a connection pipe 71 connected in series between the acid fermentation tank 20 and the stabilization digester; A negative wastewater transfer pump 72 installed in parallel between the acid fermentation tank 20 and the stabilization digester; A distribution pipe 73 installed upstream of the negative waste water inlet automatic valve 74 and connected to a plurality of connection pipes; A negative wastewater supply automatic valve 74 installed in the connection pipe for regulating the inflow amount of the negative wastewater flowing from the acid fermentation tank 20; Or the like is selected and installed.

상기 연결배관(71)에는 압력측정수단(75) 또는 유량측정수단(76) 중 어느 하나 이상을 선택하여 설치할 수 있는 것을 특징으로 한다.The connection pipe (71) may be provided with at least one of the pressure measuring means (75) and the flow rate measuring means (76).

또한, 연결배관(71)은 0.8~1.0mbar으로 유지되는 것을 특징으로 한다.Further, the connecting pipe 71 is maintained at 0.8 to 1.0 mbar.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 메탄발효조와 가스저장조 사이에 분배부를 설치하여 메탄발효조에서 생성된 바이오가스를 가스저장조에 각각 분배함으로써, 가스저장조의 저장수위를 서로 평행하게 유지하여 바이오가스의 처리성능을 향상시키는 동시에 메탄발효조에서 수두차에 의한 교반시 연결배관의 순간압력을 완충할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, according to the present invention, a distribution unit is provided between the methane fermentation tank and the gas storage tank to distribute the biogas produced in the methane fermentation tank to the gas storage tank, thereby maintaining the storage level of the gas storage tank parallel to each other, The present invention provides an effect that the momentary pressure of the connecting pipe can be buffered in the methane fermentation tank while stirring by the water head.

또한, 분배부로서 연결배관과 차단밸브와 분배배관을 구비함으로써, 가스저장조의 저장수위를 서로 균등하게 유지하여 안정적인 바이가스의 공급이 가능하게 되며, 차단밸브에 의해 가스저장조의 유지보수의 작업효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.Further, since the connection pipe, the shutoff valve and the distribution pipe are provided as the distribution portions, the stored water levels of the gas storage tanks are maintained to be equal to each other, and stable biogas can be supplied. Of the present invention.

도 1은 본 발명의 음폐수 혐기성 바이오가스 분배장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 음폐수 혐기성 바이오가스 분배장치를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2의 혐기성 바이오가스 분배장치를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 음폐수의 혐기성 바이오가스 분배장치 시공 후 가스 생산량 분석을 위한 흐름을 나타낸 것이다.
<부호의 설명>
10: 음폐수저장조; 11: 제1 저장조; 12: 제2 저장조
20: 산발효조; 21: 제1 산발효 소화조; 22: 제2 산발효 소화조;
30: 메탄발효조; 31: 제1 메탄발효 소화조; 32: 제2 메탄발효 소화조; 33: 제3 메탄발효 소화조;
40: 가스저장조; 41: 제1 바이오가스 저장조; 42: 제2 바이오가스 저장조; 43: 제3 바이오가스 저장조;
50: 생물탈황시설
60: 분배부; 61: 연결배관; 61a: 제1 연결배관; 61b: 제2 연결배관; 61c: 제3 연결배관; 62: 차단밸브; 62a: 제1 차단밸브; 62b: 제2 차단밸브; 62c: 제3 차단밸브; 63: 분배배관;
70: 음폐수 분배부; 71: 연결배관; 71a: 제1 연결배관; 71b: 제2 연결배관; 71c: 제3 연결배관; 72: 음폐수 이송펌프; 72a: 제1 이송펌프; 72b: 제2 이송펌프; 73: 분배배관; 74: 음폐수 투입 자동밸브; 74a: 제1 자동밸브; 74b: 제2 자동밸브; 74c: 제3 자동밸브; 75: 압력측정수단; 76: 유량측정수단;
FIG. 1 is a block diagram showing a wastewater anaerobic biogas dispensing apparatus of the present invention.
2 is a configuration diagram showing a wastewater anaerobic biogas dispensing apparatus of the present invention.
3 is a configuration diagram showing an anaerobic biogas dispensing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flow chart for analyzing the amount of gas produced after the anaerobic biogas distributing device for the wastewater according to the present invention.
<Description of Symbols>
10: Well waste water reservoir; 11: a first reservoir; 12: Second storage tank
20: acid fermentation tank; 21: primary acid fermentation digester; 22: Second acid fermentation digester;
30: methane fermentation tank; 31: first methane fermentation digester; 32: a second methane fermentation digester; 33: Third methane fermentation digester;
40: gas storage tank; 41: a first biogas storage tank; 42: a second biogas storage tank; 43: a third biogas storage tank;
50: Biological desulfurization facility
60: distribution portion; 61: connection piping; 61a: first connection pipe; 61b: second connection pipe; 61c: third connection pipe; 62: shutoff valve; 62a: a first shut-off valve; 62b: a second shut-off valve; 62c: a third shut-off valve; 63: Distribution piping;
70: Waste water distribution part; 71: Connection piping; 71a: first connection pipe; 71b: second connection pipe; 71c: third connection piping; 72: Waste water transfer pump; 72a: first feed pump; 72b: second transfer pump; 73: Distribution piping; 74: Waste water input automatic valve; 74a: a first automatic valve; 74b: a second automatic valve; 74c: third automatic valve; 75: pressure measuring means; 76: flow rate measuring means;

이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명은 여기에서 개시되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수 있다. 여기에서 개시되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 되며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술적 범위에 포함되는 모든 변환이 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The present invention is not limited to the embodiments disclosed herein, but may be embodied in other forms. The embodiments disclosed herein are provided so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, it should be understood that the present invention should not be limited by the following embodiments, and all transformations included in the technical idea and technical scope of the present invention are included.

본 발명은 다양한 변환이 가해질 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명한다. 도면들에서 요소의 크기 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 도면들에 도시된 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있다. 따라서 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. The sizes of the elements or the relative sizes between the elements in the figures may be exaggerated somewhat for a clear understanding of the invention. Further, the shape of the elements shown in the drawings may be somewhat modified by variations in the manufacturing process or the like. Accordingly, the embodiments disclosed herein should not be construed as limited to the shapes shown in the drawings unless specifically stated, and should be understood to include some modifications.

한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다.On the contrary, the various embodiments of the present invention can be combined with any other embodiments as long as there is no clear counterpoint. Any feature that is specifically or advantageously indicated as being advantageous may be combined with any other feature or feature that is indicated as being preferred or advantageous.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

도 1은 본 발명의 음폐수 혐기성 바이오가스 분배장치를 나타내는 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 음폐수 혐기성 바이오가스 분배장치를 나타내는 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram showing a wastewater anaerobic biogas dispensing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a view illustrating a wastewater anaerobic biogas dispensing apparatus according to the present invention.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 <실시예 1>에 의한 음폐수의 혐기성 바이오가스 분배장치는, 음폐수저장조(10); 산발효조(20); 메탄발효조(30); 가스저장조(40); 생물탈황시설(50) 및 분배부(60)를 포함하여 이루어져, 음폐수의 혐기성 소화고정에서 생성된 바이오가스를 저장하도록 분배하는 음폐수의 혐기성 바이오가스 분배장치이다.As shown in Figs. 1 and 2, the anaerobic biogas dispensing apparatus for the wastewater according to the first embodiment includes a waste water storage tank 10; An acid fermentation tank 20; A methane fermentation tank 30; A gas storage tank 40; An anaerobic biogas distributor including a biological desulfurization facility (50) and a distributor (60) for distributing the biogas produced in the anaerobic digestion fixation of the wastewater to be stored.

음폐수저장조(10)는, 외부에서 유입되는 음폐수를 저장하는 저장조로써, 제1 저장조(11)와 제2 저장조(12)와 같이 복수개의 저장수단으로 이루어져 유입되는 음폐수의 유입량에 따라 적절하게 분배되어 저장하게 된다.The wastewater storage tank 10 is a storage tank for storing negative wastewater flowing in from the outside and is composed of a plurality of storage means such as a first storage tank 11 and a second storage tank 12 and is suitably changed depending on the inflow amount of the incoming wastewater. And stored.

본 발명에서 유입된 음폐수의 주성분은 탄수화물, 단백질, 지방 등이 포함되어 있다.The main components of the wastewater introduced in the present invention include carbohydrates, proteins, fats and the like.

상기 음폐수저장조(10)의 용량은 530~570m3로 구비될 수 있으며, 규격은 세로 15,000m, 가로 7,000m, 높이 7,400m이며, 재질은 철근콘크리트(RC, Reinforced Concrete) 및 내산에폭시로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The capacity of the waste water storage tank 10 may be 530 to 570 m 3 , and the standard is 15,000 m in length, 7,000 m in width, and 7,400 m in height. The material is composed of RC (Reinforced Concrete) and acidic epoxy But is not limited thereto.

또한, 음폐수저장조(10)는 1개 이상이 설치될 수 있으며, 바람직하게는 2개가 설치될 수 있으나, 당업자의 실시예에 따라 달라질 수 있다.In addition, at least one of the negative waste water storage tank 10 may be installed, and preferably two negative waste water storage tanks 10 may be provided, but may be changed according to the embodiments of the present invention.

나아가, 음폐수저장조(10)에 유입된 음폐수는 1~3일 체류할 수 있으며, 바람직하게는 2일 체류할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, the waste water flowing into the waste water storage tank 10 can be retained for 1 to 3 days, preferably for 2 days, but is not limited thereto.

음폐수저장조 체류시간은 계절이나 날씨에 따라 음폐수저장조 주변 환경에 의해 1~2일 가감될 수 있다.The retention time of the waste water storage tank may be increased or decreased by 1 to 2 days depending on the environment of the waste water storage tank depending on the season or the weather.

이러한 음폐수저장조(10)의 상류에는 드럼스크린과 같은 여과 수단이 설치되어, 음폐수에 포함된 이물질이나 협잡물 등을 여과수단에 의해 1차적으로 필터링한 후에 저장하는 것도 가능함은 물론이다.It is needless to say that filtering means such as a drum screen is provided upstream of the negative waste water storage tank 10 so that foreign matter or impurities contained in the waste water can be primarily filtered by the filtering means and then stored.

산발효조(20)는, 음폐수를 저장하는 음폐수저장조(10)에서 유입된 음폐수를 산 발효하는 소화조로써, 제1 산발효 소화조(21)와 제2 산발효 소화조(22)와 같이 복수개의 소화조로 이루어지며, 고농도의 음폐수에 산 발효미생물을 배양하여 음폐수가 산 발효되는 혐기성 소화조이다.The acid fermentation tank 20 is a digester for fermenting acidic wastewater introduced from the negative wastewater storage tank 10 for storing negative wastewater. The first acid fermentation digestion tank 21 and the second acid fermentation digestion tank 22 are provided with a plurality It is an anaerobic digestion tank in which acidic fermentation microorganisms are cultured in a high concentration of negative wastewater and acidic fermentation of the wastewater is carried out.

본 발명에서 유입된 음폐수의 주성분은 단당류, 아미노산, 지방산 등이 포함되어 있으며, 이러한 유기물이 산 발효를 통해 프로피온산(propionic acid), 부티르산(butyric acid), 초산(acetic acid)로 생성되어 유기물이 가수분해 된다.The main components of the wastewater introduced in the present invention include monosaccharides, amino acids, fatty acids and the like. These organic substances are produced by propionic acid, butyric acid, and acetic acid through acid fermentation, And hydrolyzed.

상기 산발효조(20)의 용량은 800~815m3로 구비될 수 있으며, 규격은 높이 10,611m, 지름 11,000m이며, 재질은 SS400 및 내산에폭시로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The capacity of the acid fermentation tank 20 may be 800 to 815 m 3 , and the standard may be 10,611 m in height and 11,000 m in diameter. The material may be SS 400 and acid-resistant epoxy, but is not limited thereto.

또한, 산발효조(20)는 1개 이상이 설치될 수 있으며, 바람직하게는 2개가 설치될 수 있으나, 당업자의 실시예에 따라 달라질 수 있다.In addition, at least one acid fermentation tank 20 may be installed, and preferably two, may be provided, but may be changed according to the embodiments of the present invention.

이러한 산발효조(20)는 외부에서 유입된 음폐수를 산 발효 소화 처리하는 소화조로써, 산 발효 시 pH가 약 5~7 정도인 최적의 산 발효 환경이 유지되도록 약 35~38℃의 중온소화온도 또는 약 50~58℃의 고온소화온도로 유지하는 것이 바람직하다.The acid fermentation tank 20 is an anaerobic digestion tank for acidic fermentation digestion of the wastewater introduced from the outside. The acid fermentation tank 20 is a digestion tank having a pH of about 5 to 7, Or a high temperature extinguishing temperature of about 50 to 58 占 폚.

또한, 산발효조(20)에 유입된 음폐수는 1~5일 체류할 수 있으며, 바람직하게는 2~4일, 가장 바람직하게는 3일 체류할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the wastewater flowing into the acid fermentation tank 20 can stay for 1 to 5 days, preferably for 2 to 4 days, and most preferably for 3 days, but is not limited thereto.

산발효조 체류시간은 계절이나 날씨에 따라 산발효조 주변 환경에 의해 2~3일 가감될 수 있다.The residence time of acid fermentation tank can be increased or decreased by 2 ~ 3 days depending on the environment around the acid fermentation tank depending on the season or the weather.

이와 같이 산발효조(20)가 가온수단에 의해 통해 적합한 온도까지 승온되어 산 발효가 진행되면, 유동성이 향상되고 메탄 발효에 적합한 상태로 유지되는 것도 가능함은 물론이다.It goes without saying that if the acid fermentation tank 20 is heated to a suitable temperature through the heating means and the acid fermentation proceeds, the fluidity can be improved and maintained in a state suitable for methane fermentation.

메탄발효조(30)는, 산발효조(20)의 하류에 연결되어 산발효조(20)에서 산 발효 처리된 음폐수를 메탄발효하는 소화조로써, 제1 메탄발효 소화조(31), 제2 메탄발효 소화조(32) 및 제3 메탄발효 소화조(33) 등과 같이 복수개의 소화조로 이루어지며, 산발효조(20)에서 배출된 음폐수에 메탄 발효미생물을 배양하여 음폐수가 메탄 발효되는 혐기성 소화조이다.The methane fermentation tank 30 is a digester that is connected to the downstream of the acid fermentation tank 20 and ferments acidic fermentation-treated wastewater in the acid fermentation tank 20 to methane. The methane fermentation tank 30 is connected to the first methane fermentation digester 31, And a third methane fermentation digestion tank 33. The anaerobic digestion tank is an anaerobic digestion tank in which methane fermentation microorganisms are cultured in the negative wastewater discharged from the acid fermentation tank 20 and the waste wastewater is methane fermented.

상기 메탄발효조(30)에 유입되는 음폐수는 산 발효 처리된 것으로 프로피온산, 부티르산, 초산이 포함되어 있으며, 이러한 유기물이 발효되어 메탄 62%, 황화수소 0.2%, 이산화탄소 37.8%가 생성되어 유기물을 가스화 시킨다.The wastewater flowing into the methane fermentation tank 30 is subjected to an acid fermentation process and contains propionic acid, butyric acid, and acetic acid. The organic matter is fermented to produce 62% of methane, 0.2% of hydrogen sulfide, and 37.8% of carbon dioxide, .

또한, 메탄발효조(30)의 용량은 4,000m3로 구비될 수 있으며, 규격은 높이 18,310m, 지름 19,036m이며, 재질은 SS400(12t, 14t, 16t, 18t) 및 내산에폭시로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the capacity of the methane fermentation tank 30 may be 4,000 m 3 , and the standard is 18,310 m in height and 19,036 m in diameter. The material may be composed of SS400 (12t, 14t, 16t, 18t) and acidic epoxy , But is not limited thereto.

나아가, 메탄발효조(30)는 1개 이상이 설치될 수 있으며, 바람직하게는 3개가 설치될 수 있으나, 당업자의 실시예에 따라 달라질 수 있다.Further, at least one methane fermentation tank 30 may be installed, and preferably three methane fermentation tanks 30 may be provided, but may vary according to the embodiments of the present invention.

이러한 제1 내지 제3 메탄발효 소화조(31, 32, 33)는, 산발효조(20)에서 처리된 음폐수가 유입되어 메탄발효 소화처리 되는 소화조로써, 음폐수의 혐기성 산 발효의 경우 pH가 약 5~7에서 미생물에 의한 분해가 최적화되고, 메탄발효의 경우 pH가 약 7~8.5에서 미생물에 의한 분해가 최적화되므로, 환경 변화에 약한 메탄발효조(30)에서 메탄 발효 시 pH가 약 7.5~8.5가 유지되도록 하는 것이 바람직하다.The first to third methane fermentation digestion tanks 31, 32, and 33 are digester tanks in which methane fermentation digestion processing is performed by flowing the negative wastewater treated in the acid fermentation tank 20. In the anaerobic acid fermentation of the wastewater, The degradation by microorganisms is optimized in the range of 5 to 7, and the methane fermentation optimizes the decomposition by the microorganism at the pH of about 7 to 8.5. Therefore, the pH of the methane fermentation in the methane fermentation tank (30) Is maintained.

또한, 메탄발효조(30)에 유입된 음폐수는 21~28일 체류할 수 있으며, 바람직하게는 22~26일, 가장 바람직하게는 24일 체류할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the wastewater flowing into the methane fermentation tank 30 can stay for 21 to 28 days, preferably 22 to 26 days, and most preferably for 24 days, but is not limited thereto.

메탄발효조 체류시간은 계절이나 날씨에 따라 메탄발효조 주변 환경에 의해 2~4일 가감될 수 있다.The residence time of the methane fermenter may be increased or decreased by 2 to 4 days depending on the season or the weather, depending on the environment of the methane fermenter.

가스저장조(40)는, 메탄발효조(30)의 하류에 각각 대응하도록 연결되어 메탄발효조(30)에서 메탄발효 된 음폐수를 안정화시키고 바이오가스를 저장하는 소화조로써, 제1 바이오가스 저장조(41), 제2 바이오가스 저장조(42) 및 제3 바이오가스 저장조(43) 등과 같이 복수개의 저장조로 이루어져 있다.The gas storage tank 40 is connected to the downstream of the methane fermentation tank 30 so as to stabilize the methane fermented wastewater in the methane fermentation tank 30 and store the biogas. A second biogas storage tank 42, a third biogas storage tank 43, and the like.

또한, 가스저장조(40)는 내부막 및 외부막으로 구성되어 0.5~3.5mbar의 압력을 유지하는 것이 가장 좋다.Also, the gas reservoir 40 is composed of an inner membrane and an outer membrane, and it is best to maintain a pressure of 0.5 to 3.5 mbar.

즉, 제1 바이오가스 저장조(41)는 제1 메탄발효 소화조(31)와 대응되도록 연결되고, 제2 바이오가스 저장조(42)는 제2 메탄발효 소화조(32)와 대응되도록 연결되고, 제3 바이오가스 저장조(43)는 제3 메탄발효 소화조(33)와 대응되도록 연결되어 있다.That is, the first biogas storage tank 41 is connected to correspond to the first methane fermentation digestion tank 31, the second biogas storage tank 42 is connected to correspond to the second methane fermentation digestion tank 32, The biogas storage tank 43 is connected to correspond to the third methane fermentation digestion tank 33.

또한, 가스저장조(40)의 용량은 1,200m3로 구비될 수 있으며, 재질은 폴리에틸렌(PE) 및 특수코팅(M/B)으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The gas storage tank 40 may have a capacity of 1,200 m 3. The material of the gas storage tank 40 may be polyethylene (PE) or a special coating (M / B). However, the present invention is not limited thereto.

나아가, 가스저장조(40)는 1개 이상이 설치될 수 있으며, 바람직하게는 3개가 설치될 수 있으나, 당업자의 실시예에 따라 달라질 수 있다.Further, at least one gas reservoir 40 may be provided, and preferably three gas reservoirs 40 may be provided, but may vary according to embodiments of the present invention.

이러한 가스저장조(40)는, 가스저장조(40)의 하부에는 안정화 소화조가 일체로 설치되는 저장조로써, 메탄발효조(30)에 대응하도록 각각 연결되어 여기에서 생성되는 메탄 등과 같은 바이오가스를 포집하여 저장하게 된다.The gas storage tank 40 is connected to the methane fermentation tank 30 to store the biogas such as methane and the like stored in the reservoir tank 40. The storage tank 40 is provided with a stabilized digester, .

또한, 안정화 소화조의 용량은 1,500m3로 구비될 수 있으며, 규격은 높이 6,900m, 지름 21,000m이며, 재질은 RC 및 내산에폭시로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the capacity of the stabilization digester may be 1,500 m 3 , and the standard is 6,900 m in height and 21,000 m in diameter. The material may be composed of RC and acidic epoxy, but is not limited thereto.

나아가, 안정화 소화조는 1개 이상이 설치될 수 있으며, 바람직하게는 3개가 설치될 수 있으나, 당업자의 실시예에 따라 달라질 수 있다.Further, at least one stabilization digester may be installed, and preferably three stabilization digesters may be installed, but they may vary according to the embodiments of the person skilled in the art.

안정화 소화조는, 메탄발효조(30)에서 메탄발효 처리된 음폐수를 안정화하는 소화조로써, 안정화 소화조의 내부에는 유입된 음폐수를 교반시키는 교반기가 설치되어 있는 것이 바람직하다.The stabilized digestion tank is preferably a digestion tank for stabilizing the methane fermentation-treated negative wastewater in the methane fermentation tank (30), and an agitator for agitating the negative wastewater flowing into the stabilized digestion tank is preferably provided.

또한, 이러한 안정화 소화조는, 혐기성 소화공정을 통해 유출되는 유출수에 포함되어 있는 혐기성 미생물을 농축하고 이를 안정화하여 혐기성 소화공정으로 재공급하는 것도 가능함은 물론이다.In addition, it is also possible to concentrate the anaerobic microorganisms contained in the effluent discharged through the anaerobic digestion process, stabilize the anaerobic microorganisms, and supply the stabilized digestion tank to the anaerobic digestion process.

이러한 안정화 소화조의 내부에는 가온수단이 설치되어 안정화 소화조의 내부온도를 일정하게 유지하는 온도조절수단으로 사용되어, 최적의 안정화 환경이 유지되도록 약 35~38℃의 중온소화온도 또는 약 50~58℃의 고온소화온도로 유지하는 것이 바람직하다.In this stabilization digester, a heating means is provided to be used as a temperature control means for keeping the internal temperature of the stabilization digester constant, so that it can be maintained at a middle temperature of about 35 to 38 DEG C or about 50 to 58 DEG C It is preferable to keep it at the high temperature extinguishing temperature.

생물탈황시설(50)은, 가스저장조(40)의 하류에 연결되어 바이오가스에 포함되어 있는 황 성분이나 수분 등과 같은 오염물질을 제거하여 바이오가스를 정제하는 정제설비로써, 습식탈황기, 수분제거기, 가스제습기 등으로 이루어져 있다.The biological desulfurization facility 50 is connected to the downstream of the gas storage tank 40 to purify the biogas by removing contaminants such as sulfur and moisture contained in the biogas. The desulfurization facility 50 includes a wet desulfurizer, , A gas dehumidifier, and the like.

습식탈황기는 혐기성 소화공정에서 배출되는 바이오가스에 함유된 황 성분을 세정수로 세정하여 흡수처리하며, 수분제거기는 습식탈황기에서 배출되는 바이오가스를 격벽에 충돌시켜 수분을 응결하여 수분 분리 제거하게 되며, 가스제습기는 수분제거기를 통과한 바이오가스를 열교환방식으로 냉각시켜 바이오가스에 함유된 수분을 응결시켜 수분이 분리 제거하게 된다.In the wet desulfurizer, the sulfur component contained in the biogas discharged from the anaerobic digestion process is washed and cleaned with the washing water, and the water eliminator collides the biogas discharged from the wet type desulfurizer to the partition wall to condense the moisture, In the gas dehumidifier, the biogas that has passed through the water eliminator is cooled by a heat exchange method, and water contained in the biogas is condensed to separate and remove moisture.

분배부(60)는, 메탄발효조(30)와 가스저장조(40) 사이에 설치되어, 메탄발효조(30)에서 생성된 바이오가스를 가스저장조(40)에 각각 분배하는 분배수단으로써, 연결배관(61), 차단밸브(62) 및 분배배관(63)으로 이루어져 있다.The distribution portion 60 is a distributing means provided between the methane fermentation tank 30 and the gas storage tank 40 for distributing the biogas generated in the methane fermentation tank 30 to the gas storage tank 40, 61, a shutoff valve 62, and a distribution pipe 63.

연결배관(61)은, 메탄발효조(30)와 가스저장조(40) 사이에 각각 서로 대응하도록 연결 설치된 연결 부재로써, 제1 연결배관(61a), 제2 연결배관(61b) 및 제3 연결배관(61c) 등과 같이 복수개의 연결배관으로 이루어져 있다.The connection pipe 61 is a connection member connected between the methane fermentation tank 30 and the gas reservoir 40 so as to correspond to each other and is connected to the first connection pipe 61a, the second connection pipe 61b, (61c), and the like.

즉, 제1 연결배관(61a)은 제1 바이오가스 저장조(41)와 제1 메탄발효 소화조(31) 사이에 연결되어 있고, 제2 연결배관(61b)은 제2 바이오가스 저장조(42)와 제2 메탄발효 소화조(32) 사이에 연결되어 있고, 제3 연결배관(61c)은 제3 바이오가스 저장조(43)와 제3 메탄발효 소화조(33) 사이에 연결되어 있다.That is, the first connection pipe 61a is connected between the first biogas storage tank 41 and the first methane fermentation digestion tank 31, the second connection pipe 61b is connected to the second biogas storage tank 42, And the third connection pipe 61c is connected between the third biogas storage tank 43 and the third methane fermentation digestion tank 33. The third methane fermentation digestion tank 33 is connected to the second methane fermentation digestion tank 32,

차단밸브(62)는, 연결배관(61) 상에 각각 설치되어 메탄발효조(30)로부터 유입되는 바이오가스의 유입량을 조절하거나 바이오가스의 유입을 차단하는 개폐수단으로써, 제1 차단밸브(62a), 제2 차단밸브(62b) 및 제3 차단밸브(62c) 등과 같이 복수개의 차단밸브로 이루어져 있다.The shutoff valve 62 is provided on the connection pipe 61 to control the inflow amount of the biogas introduced from the methane fermentation tank 30 or to block the inflow of the biogas. A second shut-off valve 62b, and a third shut-off valve 62c.

즉, 제1 차단밸브(62a)는 제1 연결배관(61a)에 설치되어 있고, 제2 차단밸브(62b)는 제2 연결배관(61b)에 설치되어 있고, 제3 차단밸브(62c)는 제3 연결배관(61c)에 설치되어 있다.That is, the first shutoff valve 62a is provided in the first connection pipe 61a, the second shutoff valve 62b is provided in the second connection pipe 61b, and the third shutoff valve 62c And is provided in the third connection pipe 61c.

이러한 차단밸브(62)는, 각각의 가스저장조(40)의 저장수위를 비교해서 저장수위가 서로 평행하게 유지되게 가스유량을 조절하도록 각각의 연결배관(61)의 개폐를 제어하는 것이 바람직하다.It is preferable that the shutoff valve 62 controls the opening and closing of the respective connecting pipes 61 so as to adjust the gas flow rate so that the storage water levels are kept parallel to each other by comparing the storage water levels of the respective gas storage tanks 40.

분배배관(63)은, 차단밸브(62)의 상류에 설치되되 복수의 연결배관(61)을 모두 연통시켜 바이오가스의 투입량을 분배하도록 설치된 분배수단으로서, 제1 연결배관(61a), 제2 연결배관(61b) 및 제3 연결배관(61c)에 바이오가스의 투입량을 동등하게 유지하게 된다.The distribution pipe 63 is provided upstream of the shut-off valve 62 and is provided to distribute the input amount of the biogas through the plurality of connection pipes 61. The first connection pipe 61a, The amount of the biogas to be supplied to the connection pipe 61b and the third connection pipe 61c is maintained equally.

또한, 이러한 분배배관(63)은, 메탄발효조(30)에서 수두차에 의한 교반시 연결배관(61)의 순간압력을 완충하도록 연결배관(61)의 직경 사이즈 보다 2∼3배 크게 형성되어 있는 것이 바람직하다.The distribution pipe 63 is formed to be two to three times larger than the diameter of the connection pipe 61 so as to buffer the instantaneous pressure of the connection pipe 61 in the methane fermentation tank 30 during stirring by the water head difference .

그 이유는 분배배관(63)의 직경 사이즈가 연결배관(61)의 직경 사이즈의 2배 보다 작으면 연결배관(61)의 순간압력에 대한 완충성능이 저하되고, 분배배관(63)의 직경 사이즈가 연결배관(61)의 직경 사이즈의 3배 보다 크게 되면 완충 성능이 향상되지만 제작비용 및 설치비용이 과다하게 소요되어 경제성이 저하되기 때문이다.This is because if the diameter of the distribution pipe 63 is smaller than twice the diameter of the connection pipe 61, the buffering performance against the instantaneous pressure of the connection pipe 61 is lowered, and the diameter of the distribution pipe 63 Is larger than three times the diameter of the connecting pipe 61, the buffering performance is improved, but the manufacturing cost and the installation cost are excessively increased and the economical efficiency is lowered.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 메탄발효조와 가스저장조 사이에 분배부를 설치하여 메탄발효조에서 생성된 바이오가스를 가스저장조에 각각 분배함으로써, 가스저장조의 저장수위를 서로 평행하게 유지하여 바이오가스의 처리성능을 향상시키는 동시에 메탄발효조에서 수두차에 의한 교반시 연결배관의 순간압력을 완충할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, according to the present invention, a distribution unit is provided between the methane fermentation tank and the gas storage tank to distribute the biogas generated in the methane fermentation tank to the gas storage tank, respectively, so that the storage levels of the gas storage tank are maintained parallel to each other, The present invention provides an effect that the momentary pressure of the connecting pipe can be buffered in the methane fermentation tank while stirring by the water head.

또한, 분배부로서 연결배관과 차단밸브와 분배배관을 구비함으로써, 가스저장조의 저장수위를 서로 균등하게 유지하여 안정적인 바이가스의 공급이 가능하게 되며, 차단밸브에 의해 가스저장조의 유지보수의 작업효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.Further, since the connection pipe, the shutoff valve and the distribution pipe are provided as the distribution portions, the stored water levels of the gas storage tanks are maintained to be equal to each other, and stable biogas can be supplied. Of the present invention.

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

상기 <실시예 1>의 음폐수 혐기성 바이오가스 분배장치에 음폐수 분배부(70)가 더 포함될 수 있다.The wastewater anaerobic biogas distributing apparatus of the first embodiment may further include a negative wastewater distributor 70.

도 3은 본 발명의 실시예 2의 혐기성 바이오가스 분배장치를 나타낸 구성도이다.3 is a configuration diagram showing an anaerobic biogas dispensing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

음폐수 분배부(70)는 산발효조(20)와 가스저장조(40) 하부에 설치된 안정화 소화조 사이에 설치되어, 산 발효 처리된 음폐수가 메탄발효조(30)를 거치지 않고, 각각 안정화 소화조로 분배하여 직접 이송되는 분배수단으로써, 연결배관(71), 음폐수 이송펌프(72), 분배배관(73) 또는 음폐수 투입 자동밸브(74) 중 어느 하나 이상을 선택하여 설치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The negative wastewater distributor 70 is installed between the acid fermentation tank 20 and the stabilized digester disposed below the gas storage tank 40 so that the acidic fermented wastewater is distributed to the stabilization digester without passing through the methane fermentation tank 30. [ A negative wastewater transfer pump 72, a distribution pipe 73 or a negative wastewater supply automatic valve 74 may be selected and installed as a distribution means for directly transferring the wastewater to the main body Do not.

상기 안정화 소화조는 메탄발효조(30) 처리수의 잔여유기물을 분해할 수 있도록 설계되어, 메탄발효조(30)와 동일하게 혐기성 소화가 가능한 구조로 되어 있다. 이러한 구조는 산발효조(20)에서 산 발효 처리 된 약 100톤( 계열별 약 33톤)의 음폐수가 메탄발효조(30)를 거치지 않고, 안정화 소화조로 직접 투입하여도 혐기성 소화가 가능하다.The stabilized digester is designed to decompose the residual organic matter in the methane fermentation tank 30 and has a structure capable of anaerobic digestion in the same manner as the methane fermentation tank 30. This structure enables anaerobic digestion even if the wastewater from the acid fermentation tank 20 subjected to acid fermentation treatment (about 33 tons per series) is directly fed to the stabilization digester without passing through the methane fermentation tank 30.

또한, 안정화 소화조는 메탄발효조(30)에서 처리된 음폐수를 유입할 수 있으며, 유입된 음폐수를 안정화하거나, 음폐수의 잔여유기물 분해도 가능하다.Also, the stabilized digester can introduce the wastewater treated in the methane fermentation tank 30, stabilize the incoming wastewater, or decompose residual organic matter of the wastewater.

또한, 안정화 소화조에 투입되는 음폐수는 TS, VS, T-N 등의 계절별 반입수질 및 양에 따라, VFA, pH 등의 소화조 주요 운전인자에 따라, 준설 또는 시설 정비에 따라 음폐수 투입량을 탄력적으로 조절할 수 있으며, 설계기준 수질 반입 시 최대 600톤/일까지 처리가 가능하다.In addition, the waste water to be added to the stabilized digestion tank can be adjusted flexibly according to the operation factors such as VFA, pH, etc., depending on seasonal import quality and quantity of TS, VS, TN, etc. And it can process up to 600 tons / day when importing the design standard water quality.

본 발명에서는 안정화 소화조A, 안정화 소화조B 및 안정화 소화조C 등과 같이 복수개의 안정화 소화조를 설치할 수 있으나, 당업자의 실시예에 따라 달라질 수 있다.In the present invention, a plurality of stabilization digesters may be provided, such as the stabilized digester A, the stabilized digester B, and the stabilized digester C, but may be changed according to the embodiments of the present invention.

또한, 안정화 소화조에 유입된 음폐수는 7~12일 체류할 수 있으며, 바람직하게는 8~10일, 가장 바람직하게는 9일 체류할 수 있으며, 체류시간은 계절이나 날씨에 따라 안정화 소화조 주변환경에 의해 2~3일 가감될 수 있다.In addition, the wastewater flowing into the stabilization digester can stay for 7 to 12 days, preferably 8 to 10 days, and most preferably for 9 days. The residence time may vary depending on season or weather, It can be added or subtracted by 2 ~ 3 days.

나아가, 안정화 소화조는 혐기성 소화를 위해 35~42℃로 운전될 수 있으며, 바람직하게는 37~40℃로 운전될 수 있으며, 계절이나 날씨에 따라 안정화 소화조 운전 온도는 1~3℃ 가감될 수 있다.Further, the stabilization digester may be operated at 35 to 42 ° C for anaerobic digestion, preferably at 37 to 40 ° C, and the stabilization digester operation temperature may be increased or decreased by 1 to 3 ° C depending on the season or the weather .

이는 음폐수의 반입량이 증가되는 하절기 또는 음폐수 반입기준 완화 전에 비해 휘발성 지방산, 총 고형물질의 급격한 증가 등의 문제점을 운영비용 증가 없이 안정화 소화조를 이용함으로써, 음폐수 처리양이 증가됨과 동시에 바이오가스 생산량 또한 증가된다.This is due to the fact that the use of stabilized digester without the increase of operating cost causes problems such as a sharp increase of volatile fatty acid and total solid material compared with that before the relaxation of the harvesting amount of the drinking water wastewater is increased, Also increased.

가스저장조(40)는 안정화 소화조의 음폐수가 혐기성 소화로 인해 생성된 메탄 등과 같은 바이오가스를 저장할 수 있으며, 제1 바이오가스 저장조(41); 제2 바이오가스 저장조(42) 및 제3 바이오가스 저장조(43) 등과 같이 복수개의 가스저장조를 설치할 수 있으나, 당업자의 실시예에 따라 달라질 수 있다.The gas storage tank 40 can store the biogas such as methane generated by the anaerobic digestion of the waste water of the stabilization digester, and the first biogas storage tank 41; The second biogas storage tank 42, the third biogas storage tank 43, and the like may be provided, but they may be changed according to the embodiments of those skilled in the art.

또한, 가스저장조(40)는 내부막 및 외부막으로 구성되어 있으며, 막의 사용압력은 0.5~3.5mbar으로 정상 누기량이 1m3*1bar*1L/day이다.The gas storage tank 40 is composed of an inner membrane and an outer membrane. The operating pressure of the membrane is 0.5 to 3.5 mbar, and the normal leakage amount is 1 m 3 * 1 bar * 1 L / day.

제1 바이오가스 저장조(41)는 안정화 소화조A에 연결되어 있고, 제2 바이오가스 저장조(42)는 안정화 소화조B에 연결되어 있으며, 제3 바이오가스 저장조(43)는 안정화 소화조C에 연결되어 있다.The first biogas storage tank 41 is connected to the stabilized digester B, the second biogas storage tank 42 is connected to the stabilization digester B and the third biogas storage tank 43 is connected to the stabilization digester C .

또한, 바이오가스는 가스저장조(40)에서 1~5시간 체류할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the biogas can stay in the gas storage tank 40 for 1 to 5 hours, but is not limited thereto.

연결배관(71)은 산발효조(20)와 안정화 소화조 사이에 직렬로 연결된 배관부재로써, 음폐수가 산발효조(20)에서 메탄발효조(30)를 거치지 않고, 유기물 소화가 가능한 약 100톤의 음폐수를 안정화 소화조로 직접 투입이 가능한 이송배관으로 제1 연결배관(71a), 제2 연결배관(71b) 및 제3 연결배관(71c) 등과 같이 복수개의 연결배관을 설치할 수 있으나, 당업자의 실시예에 따라 달라질 수 있다.The connection pipe 71 is a piping member connected in series between the acid fermentation tank 20 and the stabilization digester. The negative wastewater flows through the acid fermentation tank 20 without passing through the methane fermentation tank 30, A plurality of connection pipes such as the first connection pipe 71a, the second connection pipe 71b and the third connection pipe 71c may be provided as a transfer pipe capable of directly injecting the wastewater into the stabilization digester, &Lt; / RTI &gt;

제1 연결배관(71a)은 안정화 소화조A에 연결되어 있고, 제2 연결배관(71b)은 안정화 소화조B에 연결되어 있으며, 제3 연결배관(71c)은 안정화 소화조C에 연결되어 있다.The first connection pipe 71a is connected to the stabilized digester A, the second connection pipe 71b is connected to the stabilization digester B, and the third connection pipe 71c is connected to the stabilization digester C.

또한, 상기 연결배관(71)은 약 100톤의 음폐수를 투입하기 위해서 100A 이송배관을 사용하는 것이 가장 좋다.In addition, it is best that the connection pipe 71 use a 100A transfer pipe to inject about 100 tons of waste water.

나아가, 연결배관(71)에는 압력측정수단(75) 또는 유량측정수단(76) 중 어느 하나 이상을 선택하여 설치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Furthermore, at least one of the pressure measuring means 75 and the flow rate measuring means 76 may be installed in the connecting pipe 71, but the present invention is not limited thereto.

압력측정수단(75)은 음폐수 이송펌프(72)의 하류에 설치되어 연결배관(71)의 압력을 측정함으로써, 공급되는 음폐수의 공급압력을 측정하여 음폐수의 양을 조절하여 안정화 소화조로 유입될 수 있다. 이러한 음폐수 조절은 안정화 소화조에서 생성되는 바이오가스의 양을 조절할 수 있다.The pressure measuring means 75 is installed downstream of the negative wastewater transfer pump 72 and measures the pressure of the connection wastewater 71 by measuring the pressure of the connection wastewater 71 to adjust the amount of the wastewater to be supplied to the stabilization digester Can be introduced. Such negative wastewater control can regulate the amount of biogas produced in the stabilization digester.

또한, 연결배관(71)의 압력은 0.8~1.0mbar로 유지되며, 바람직하게는 0.9mbar로 유지될 수 있으나, 당업자의 실시예에 따라 달라질 수 있다.In addition, the pressure of the connecting pipe 71 is maintained at 0.8-1.0 mbar, preferably 0.9 mbar, but it may vary according to the embodiments of the person skilled in the art.

유량측정수단(76)은 음폐수 이송펌프(72)의 하류에 설치되어 연결배관(71)에 흐르는 음폐수의 양을 측정할 수 있다. 이와 같이 음폐수의 양을 측정하여 안정화 소화조로 유입되는 음폐수의 양을 조절할 수 있다.The flow rate measuring means 76 is installed downstream of the negative wastewater transfer pump 72 to measure the amount of negative wastewater flowing through the connection pipe 71. Thus, the amount of negative wastewater flowing into the stabilization digester can be controlled by measuring the amount of negative wastewater.

음폐수 이송펌프(72)는 산발효조(20)와 안정화 소화조 사이에 병렬로 설치되어 산발효조(20)에서 안정화 소화조로 음폐수를 이송하는 펌핑 수단으로 제1 이송펌프(72a) 및 제2 이송펌프(72b) 등과 같이 복수개의 이송펌프를 설치할 수 있으나, 당업자의 실시예에 따라 달라질 수 있다.The negative wastewater transfer pump 72 is provided in parallel between the acid fermentation tank 20 and the stabilization digester and is a pumping means for transferring the negative wastewater from the acid fermentation tank 20 to the stabilization digestion tank 20. The first feed pump 72a and the second feed A plurality of feed pumps, such as a pump 72b, may be provided, but may vary according to embodiments of those skilled in the art.

제1 이송펌프(72a)는 제1 산발효 소화조(21)에 연결되며, 제2 이송펌프(72b)는 제2 산발효 소화조(22)에 연결된다.The first transfer pump 72a is connected to the first acid fermentation digestion tank 21 and the second transfer pump 72b is connected to the second acid fermentation digestion tank 22. [

분배배관(73)은 음폐수 투입 자동밸브(74)의 상류에 설치되며, 1개 이상의 연결배관(71)을 모두 연통시켜 음폐수의 투입량을 분배하도록 설치된 분배수단으로 제1 연결배관(71a), 제2 연결배관(71b) 및 제3 연결배관(71c)에 음폐수의 투입량을 동등하게 유지하게 된다.The distribution pipe 73 is provided upstream of the negative wastewater inlet automatic valve 74 and is connected to the first connection pipe 71a by distributing means for distributing the input amount of the negative wastewater by communicating the at least one connection pipe 71, , The second connection pipe (71b), and the third connection pipe (71c).

또한, 이러한 분배배관(73)은 음폐수 투입 자동밸브(74)의 개폐 여부에 따라 안정화 소화조로 유입되는 음폐수의 양이 변경될 수 있다.In addition, the amount of the negative wastewater flowing into the stabilization digester can be changed depending on whether the automatic drain valve for waste water introduction 74 is opened or closed.

나아가, 본 발명에서는 분배배관(73)을 설치함으로써, 음폐수 반입량이 증가되거나 반입기준 완화에 따른 유기물부하 증가로 설계처리량이 감소되는 등의 문제를 안정화 소화조에서 혐기성 소화가 가능하므로 메탄발효조를 추가로 개설할 필요가 없다. 이는 증가된 음폐수를 안정적으로 처리함과 동시에 운영비용이 절감되는 효과가 있다.Further, in the present invention, since the distribution piping 73 is installed, the problems such as the increase of the amount of the wastewater fed or the reduction of the design throughput due to the increase of the organic load due to the relaxation of the loading standard can be anaerobically extinguished in the stabilized digester. . This has the effect of stably treating the increased negative waste water and reducing the operating cost.

더 나아가, 음폐수 처리량이 증가함에 따라 가스생산량 극대화를 통해 연간 약 2억 원의 수익을 창출되는 효과가 있다.Furthermore, as the amount of waste wastewater is increased, the production of gas is maximized, resulting in an annual profit of 200 million won.

음폐수 투입 자동밸브(74)는 연결배관(71)에 각각 설치되어 산발효조(20)로부터 유입되는 음폐수의 유입량을 조절하거나, 음폐수의 유입을 차단하는 개폐수단으로, 제1 자동밸브(74a), 제2 자동밸브(74b) 및 제3 자동밸브(74c) 등과 같이 복수개의 연결배관을 설치할 수 있으나, 당업자의 실시예에 따라 달라질 수 있다.The automatic wastewater inlet automatic valve 74 is an opening and closing means provided in the connection pipe 71 for controlling the inflow amount of the wastewater flowing into the acid fermentation tank 20 or blocking the inflow of the wastewater, 74a, the second automatic valve 74b, the third automatic valve 74c, and the like, but may be changed according to the embodiments of the present invention.

제1 자동밸브(74a)는 제1 연결배관(71a)에 설치되어 있고, 제2 자동밸브(74b)는 제2 연결배관(71b)에 설치되어 있으며, 제3 자동밸브(74c)는 제3 연결배관(71c)에 설치된다.The first automatic valve 74a is provided in the first connection pipe 71a and the second automatic valve 74b is provided in the second connection pipe 71b and the third automatic valve 74c is provided in the third connection pipe 71b. And is installed in the connection pipe 71c.

이러한 음폐수 투입 자동밸브(74)는 각각의 안정화 소화조의 저장수위를 비교해서 저장수위가 서로 평행하게 유지되게 음폐수 유입량을 조절하도록 각각의 연결배관(71)의 개폐를 제어할 수 있으며, 음폐수 유입량 제어를 통해 바이오가스 생산량을 분배할 수 있다.The automatic wastewater inlet automatic valve 74 can control the opening and closing of the respective connection pipes 71 so as to adjust the inflow amount of the wastewater so that the storage water levels are kept parallel to each other by comparing the storage water levels of the respective stabilization digesters, Biogas production can be distributed through wastewater inflow control.

또한, 바이오가스는 50Nm3/톤*100톤/일을 계산하면, 5,000Nm3/일의 생산량의 효과가 나타나며, 그 중 메탄함량이 60%를 차지한다.In addition, when the biogas is calculated as 50 Nm 3 / ton * 100 ton / day, the effect of the production of 5,000 Nm 3 / day is shown, and the methane content accounts for 60%.

<실험예 1><Experimental Example 1>

상기 <실시예 2>를 토대로 음폐수 혐기성 바이오가스 분배장치를 운행하였다.The wastewater anaerobic biogas distribution system was operated on the basis of the above <Example 2>.

산발효조(20)에서 처리된 음폐수는 음폐수 이송펌프(72)를 통해 안정화 소화조로 유입된다.The waste water treated in the acid fermentation tank 20 flows into the stabilization digester through the waste water transfer pump 72.

제1 이송펌프(72a)는 PV가 27Hz, SP가 30Hz로 운행되며, 제2 이송펌프(72b)는 PV가 0Hz, SP가 40Hz로 운행되었다.The first transfer pump 72a was operated at 27 Hz of PV and the SP was operated at 30 Hz and the second transfer pump 72b was operated at 0 Hz of PV and 40 Hz of SP.

연결배관(71)의 압력은 0.9mbar이고, 음폐수의 총 양은 6,066m3이며 분배배관(73)에 각각 5.6m3씩 음폐수가 유입되었다. 이 때, 설정 값(count set)이 0.5로 설정되었다.Pressure connection pipe 71 is 0.9mbar, and the negative of the total waste water amount and 6,066m 3 each sound wastewater 5.6m by 3 to the distribution pipe 73 has been introduced. At this time, the set value (count set) was set to 0.5.

상기 음폐수는 연결배관(71)을 지나, 분배배관(73)을 거쳐 각각의 연결배관(71a, 71b, 71c)을 통해 안정화 소화조로 유입된다. 이 때, 각각의 연결배관에는 음폐수 투입 자동밸브(74)가 설치되어 있다.The wastewater flows through the connection pipe 71, the distribution pipe 73, and the connection pipe 71a, 71b, 71c to the stabilization digester. At this time, a negative waste water inlet automatic valve 74 is provided in each connection pipe.

또한, 각각의 연결배관에 유입된 음폐수의 양을 확인하였다. 제1 연결배관(71a)은 총 2,199m3, 제2 연결배관(71b)은 총 2,113m3, 제3 연결배관(71c)은 총 2,105m3이었다.In addition, the amount of the wastewater flowing into each connecting pipe was confirmed. The first connection pipe 71a is 2,199 m 3 in total, the second connection pipe 71 b is 2,113 m 3 in total, The total of the third connecting pipe 71c was 2,105 m 3 .

제1 연결배관(71a)의 음폐수는 안정화 소화조A로 유입되었으며, 안정화 소화조A의 77.6%를 차지하였으며, 37℃를 유지하여 혐기성 소화가 진행되었다.The wastewater from the first connection pipe 71a was introduced into the stabilized digester A, accounting for 77.6% of the stabilized digester A, and anaerobic digestion proceeded at 37 ° C.

제2 연결배관(71b)의 음폐수는 안정화 소화조B로 유입되었으며, 안정화 소화조B의 78.4%를 차지하였으며, 37℃를 유지하여 혐기성 소화가 진행되었다.The wastewater from the second connection pipe 71b was introduced into the stabilized digestion tank B, which accounted for 78.4% of the stabilized digestion tank B, and anaerobic digestion proceeded at 37 ° C.

제3 연결배관(71c)의 음폐수는 안정화 소화조C로 유입되었으며, 안정화 소화조C의 79%를 차지하였으며, 37.3℃를 유지하여 혐기성 소화가 진행되었다.The wastewater from the third connecting pipe 71c was introduced into the stabilizing digester C, occupying 79% of the stabilizing digester C, and maintained anaerobic digestion at 37.3 ° C.

혐기성 소화가 진행된 안정화 소화조는 메탄, 황화수소 등과 같은 바이오가스를 생성하게 된다. 생성된 바이오가스는 안정화 소화조에 연결된 가스저장조(40)에 저장된다.The stabilized digestion tank with anaerobic digestion produces biogas such as methane, hydrogen sulfide and the like. The generated biogas is stored in the gas storage tank 40 connected to the stabilization digester.

안정화 소화조A에서 생성된 바이오가스는 제1 바이오가스 저장조(41)에 저장되며, 42.4%를 차지하였고, 안정화 소화조B에서 생성된 바이오가스는 제2 바이오가스 저장조(42)에 저장되며, 71.5%를 차지하였으며, 안정화 소화조C에서 생성된 바이오가스는 제3 바이오가스 저장조(43)에 저장되며, 45.9%를 차지하였다.The biogas produced in the stabilized digestion tank A was stored in the first biogas storage tank 41 and accounted for 42.4%. The biogas generated in the stabilized digestion tank B was stored in the second biogas storage tank 42, and 71.5% , And the biogas produced in the stabilized digestion tank C was stored in the third biogas storage tank 43 and occupied 45.9%.

이는 유입된 음폐수를 분배를 통해 바이오가스 생산량 증대가 가능함을 알 수 있다.This shows that it is possible to increase the production of biogas through the distribution of the incoming wastewater.

<실험예 2><Experimental Example 2>

종래의 바이오가스 장치 및 <실시예 2>의 음폐수 혐기성 바이오가스 분배장치를 이용하여 가스 생산량을 비교하였다.The gas production amount was compared using a conventional biogas system and a negative wastewater anaerobic biogas distribution system of Example 2.

도 4는 본 발명에 따른 음폐수의 혐기성 바이오가스 분배장치 시공 후 가스 생산량 분석을 위한 흐름을 나타낸 것으로 S1, S2 바이오가스의 1일 평균량과 메탄(CH4), 황화수소(H2S)의 양을 측정하였다.FIG. 4 is a flow chart for analyzing the gas production amount after the anaerobic biogas distributing apparatus for the wastewater according to the present invention. The average daily amount of the biogas of S1 and S2 and the average daily amount of methane (CH 4 ) and hydrogen sulfide (H 2 S) The amount was measured.

또한, 유입된 음폐수는 2015년 6~10월 일평균(이하, ‘2015년’이라함)과 2016년 6~10월 일평균(이하, ‘2016년’이라함)을 비교하였으며, 2015년의 음폐수는 종래의 바이오가스 장치를 이용하였고, 2016년의 음폐수는 <실시예 2>의 음폐수 혐기성 바이오가스 분배장치를 이용하였다.In addition, the incoming wastewater was compared with the average (hereinafter, "2015") from June to October 2015 and the average from June to October 2016 (hereinafter referred to as "2016" The conventional wastewater was used as a conventional biogas system and the wastewater of 2016 was used as a wastewater anaerobic biogas distribution apparatus of Example 2. [

하기 <표 1>은 가스 생산량을 비교한 것이다.Table 1 below compares gas production.

<표 1><Table 1>

Figure 112017065978816-pat00001
Figure 112017065978816-pat00001

도 4 및 <표 1>을 토대로 살펴보면, 2015년의 가스 1일 평균량은 30.495Nm3이며, 2016년의 가스 1일 평균량은 45,621Nm3로 약 1.5배 상승된 것을 알 수 있다. 이는 종래의 바이오가스 장치보다 <실시예 2>의 혐기성 바이오가스 분배장치를 이용할 경우, 바이오가스 처리성능이 월등하게 향상됨을 확인할 수 있다.Based on FIG. 4 and Table 1, it can be seen that the average daily amount of gas in 2015 is 30.495 Nm 3, and the average daily gas amount in 2016 is 45,621 Nm 3, which is about 1.5 times higher. It can be confirmed that when the anaerobic biogas distribution apparatus of Example 2 is used, the biogas treatment performance is significantly improved compared to the conventional biogas apparatus.

<실험예 3><Experimental Example 3>

종래의 바이오가스 장치 및 <실시예 2>의 음폐수 혐기성 바이오가스 분배장치를 이용하여 월별 가스 생산량을 비교하였다.The monthly production of gas was compared using a conventional biogas system and a wastewater anaerobic biogas distribution system of Example 2.

또한, 2015년의 음폐수는 종래의 바이오가스 장치를 이용하였고, 2016년의 음폐수는 <실시예 2>의 음폐수 혐기성 바이오가스 분배장치를 이용하였으며, 산발효조에서 처리된 음폐수를 안정화조로 투입하여 6.4일 이상 체류하여 처리하였다.In addition, a conventional biogas system was used for the wastewater of 2015, and a negative wastewater anaerobic biogas distribution system of Example 2 was used for the wastewater of 2016. The wastewater treated in the acid fermentation tank was used as a stabilization tank And they were stored for more than 6.4 days.

하기 <표 2>는 월별 바이오가스 생산량을 비교한 것이다.Table 2 below compares monthly biogas production.

<표 2>

Figure 112017102416590-pat00008
<Table 2>
Figure 112017102416590-pat00008

삭제delete

<표 2>를 토대로 살펴보면, 2015년보다 2016년의 바이오가스가 1일 평균생산량 15,127Nm3로 49.9% 증대된 것을 알 수 있다.Based on Table 2, it can be seen that the average daily production of biogas in 2016 was 15,127 Nm 3 , an increase of 49.9% from 2015.

이는 종래의 바이오가스 장치보다 본 발명과 같이 음폐수 분배부를 이용할 경우 처리성능이 월등하게 향상됨을 확인할 수 있다.It can be confirmed that the processing performance is significantly improved when the negative wastewater distribution unit is used as compared with the conventional biogas system.

<실험예 4><Experimental Example 4>

상기 <실시예 2>의 음폐수 혐기성 바이오가스 분배장치 개선 전, 후의 경제적 효과를 비교하였다.The economic effects of the <Example 2> before and after the improvement of the anaerobic biogas dispensing apparatus were compared.

하기 <표 3>은 바이오가스 분배장치 개선 전, 후의 경제적 효과를 비교한 것이다.Table 3 below compares the economic effects before and after the improvement of the biogas distribution system.

<표 3><Table 3>

Figure 112017065978816-pat00003
Figure 112017065978816-pat00003

<표 3>을 토대로 살펴보면, 음폐수 바이오가스 발열량은 12.5574원/MJ, 5,136Kcal/Nm3을 기준으로 금액으로 환산한 것이며, LNG 환산은 LHV 9,550Kcal/Nm3을 기준으로 환산하였으며, 연간 온실가스 감축량은 19,300원/CO2톤을 기준으로 환산하였다.Based on Table 3, the calorific value of the waste water biogas is 12,5574 Won / MJ and 5,136 Kcal / Nm 3 , and the LNG conversion is based on LHV 9,550 Kcal / Nm 3 . The gas reduction amount was calculated based on 19,300 won / CO 2 ton.

바이오가스 분배장치의 개선 전보다 개선 후에 바이오가스 생산량이 15,127Nm3/day 증가하였으며, 연간 온실가스 감축량이 18.1CO2톤/day 증가로 대기질 개선에도 효과가 있음을 확인할 수 있다.Biogas production has increased by 15,127 Nm 3 / day after the improvement of the biogas distribution system, and the annual greenhouse gas reduction by 18.1 CO 2 ton / day has been effective in improving the air quality.

이를 통해 연간 약 16억 원의 예산이 절감되는 효과가 있다.This will save about 1.6 billion won in annual budget.

본 발명은 음폐수의 혐기성 바이오가스 분배장치에 관한 것으로 산발효조에서 처리된 음폐수가 분배배관을 통해 안정화 소화조로 유입되어 음폐수의 처리량이 증가함과 동시에 바이오가스를 분배하여 생산량이 증대되는 산업상 이용가능한 발명이다.The present invention relates to an anaerobic biogas dispensing apparatus for negative wastewater, wherein the wastewater treated in the acid fermentation tank flows into the stabilization digester through the distribution pipe to increase the throughput of the wastewater, Is a commercially available invention.

Claims (8)

음폐수를 산 발효하는 복수개의 산발효조(20);
산발효조(20)의 하류에 연결되어 상기 산발효조(20)에서 산 발효 된 음폐수를 메탄발효 하는 복수의 메탄발효조(30);
메탄발효조(30)의 하류에 각각 대응하도록 연결되어 상기 메탄발효조(30)에서 메탄 발효된 음폐수를 안정화시키고 바이오가스를 저장하는 복수의 가스저장조(40); 및
상기 메탄발효조(30)와 상기 가스저장조(40) 사이에 설치되어, 상기 메탄발효조(30)에서 생성된 바이오가스를 분배하는 분배부(60);를 포함하며,
상기 분배부(60)는 메탄발효조(30)와 가스저장조(40) 사이에 각각 서로 대응하도록 연결 설치된 복수의 연결배관; 복수의 연결배관 상에 각각 설치되어 각각의 가스저장조(40)의 저장수위를 비교해서 저장수위가 서로 평행하게 유지되게 가스유량을 조절하도록 각각의 연결배관의 개폐를 제어되는 복수의 차단밸브; 및
차단밸브의 상류에 설치되되 복수의 연결배관을 모두 연통시키도록 설치되어 메탄발효조(30)에서 수두차에 의한 교반 시, 상기 연결배관의 순간압력을 완충하도록 연결배관의 사이즈보다 2 내지 3배 크게 형성되는 분배배관;을 포함하고,
가스저장조(40)는 하부에 안정화소화조가 설치되는 것을 특징으로 하는, 음폐수의 혐기성 바이오가스 분배장치.
A plurality of acid fermentation tanks 20 for fermenting acidic wastewater;
A plurality of methane fermentation tanks (30) connected to the downstream of the acid fermentation tank (20) and fermenting acidic fermented wastewater from the acid fermentation tank (20) to methane fermentation;
A plurality of gas storage vessels (40) connected to the downstream of the methane fermentation tank (30) to stabilize the methane fermented wastewater in the methane fermentation tank (30) and store the biogas; And
And a distributor 60 disposed between the methane fermentation tank 30 and the gas storage tank 40 to distribute the biogas generated in the methane fermentation tank 30,
The distribution unit 60 includes a plurality of connection pipes connected between the methane fermentation tank 30 and the gas storage tank 40 so as to correspond to each other; A plurality of shut-off valves respectively provided on the plurality of connecting pipings and controlled to open and close each of the connecting pipes so as to adjust the gas flow rate so that the storage water levels of the respective gas storage tanks 40 are maintained to be parallel to each other; And
And is installed upstream of the shut-off valve, and is provided so as to communicate all the plurality of connection pipes. When the stirring is performed by the water column in the methane fermentation tank (30), the instantaneous pressure of the connection pipe is 2 to 3 times larger And a distribution pipe formed,
Wherein the gas storage tank (40) is provided with a stabilization digester at the bottom.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
가스저장조(40)는 내부막 및 외부막으로 구성되어 있으며, 사용압력이 0.5 내지 3.5mbar로 유지되는 것을 특징으로 하는, 음폐수의 혐기성 바이오가스 분배장치.
The method according to claim 1,
Wherein the gas storage tank (40) is composed of an inner membrane and an outer membrane, and the working pressure is maintained at 0.5 to 3.5 mbar.
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