KR101894502B1 - 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치 - Google Patents

혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치 Download PDF

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    • C02F3/2866Particular arrangements for anaerobic reactors
    • C02F3/2893Particular arrangements for anaerobic reactors with biogas recycling

Abstract

본 발명은 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치에 관한 것으로서, 유기성 폐기물을 혐기소화처리하는 혐기소화 처리부와, 혐기소화여액을 펌핑하여 배출시키는 여액 펌핑부와, 혐기소화여액을 고액분리하는 여액 분리부와, 이 여액 분리부에서 분리된 고상을 저장하는 안정화부와, 여액 분리부의 하류와 안정화부의 하류에 설치되어 여액을 저장하는 여액 저류부와, 여액을 탈수처리하는 탈수부와, 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 혐기소화조에 문제 발생시 유기물질 투입을 중단하거나 혐기소화조 정상화를 위해 외부 혐기소화슬러지를 조달할 필요없이 안정화조에 보관 및 유지해 온 양질의 혐기소화 미생물을 혐기소화조에 투입함으로써, 조기에 혐기소화조를 정상화시키는 동시에 혐기소화 시설의 연속적인 운전성능을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치{APPARATUS FOR ANAEROBIC DIGESTION OF ORGANIC WASTES USING ANAEROBIC DIGESTION REMAINDER}
본 발명은 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 혐기소화조에 유기성 폐기물을 투입하여 혐기성 미생물의 분해작용에 의해 유기성 폐수를 메탄가스로 분해시키는 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치에 관한 것이다.
음식물류폐기물, 음폐수, 하수슬러지, 분뇨정화조, 가축분뇨 등과 같은 유기성 폐기물을 대상으로 하는 혐기소화 시스템은 폐기물의 처리와 아울러 LNG를 대체할 수 있는 바이오가스를 생산하여 이용할 수 있는 우수한 기술이다.
반면에 음식물류 폐기물과 같은 유기성 폐기물 혐기소화 과정에서 유분이 포함된 기질(substrates)이 필연적으로 소화조에 투입될 수 밖에 없는 상황으로 기질을 구성하고 있는 탄수화물, 단백질, 지방 등이 소화조에서 분해되는 순서는 탄수화물이 가장 먼저 분해되고 이후에 단백질, 지방 순으로 분해되며, 특히 유분이 많이 함유된 경우에는 60일 이상의 긴 체류시간이 요구된다.
또한 유분은 혐기소화 과정을 통해 암모니아와 장쇄지방산(LCFAs, Long Chain Fatty Acids)으로 분해되어 소화조내에 축적되고, 특히 과도한 암모니아는 적은 농도로도 박테리아의 성장을 방해하고 심지어는 전체 미생물 군락을 완전히 와해시킬 수도 있으므로 혐기미생물의 활성도 중요 저해인자로 작용하며 이에 따라 유분량이 증가할수록 메탄생성은 억제되어 소화조 운영에 어려움을 초래한다.
종래의 유기성 폐기물 혐기소화공정에서 혐기소화여액은 혐기소화 후 발생된 폐수의 개념으로 접근해 여액저류조에 저장한 다음 후단의 폐수처리공정으로 유입되어 폐수처리 후 하수처리장 등에 연계처리를 하고 있다.
이에 따라 여액저류조에 저장된 혐기소화여액의 상태는 앞단의 혐기소화조와 유사한 상태가 됨으로써 혐기소화조에 문제 발생시, 여액저류조의 혐기소화여액은 미생물 보충을 위한 시드 슬러지(Seed sludge)로 활용하기에 부적절하게 되고, 이로 인해 혐기소화조 안정화를 위해 유기물질 투입을 일정시간 동안 중단하거나 외부에서 유사한 유기성 폐기물을 처리하던 혐기소화슬러지를 공급받아야만 하는 문제가 있었다.
이렇게 대응함에 따라 혐기소화조의 정상화가 지연되고, 정상적인 유기성 폐기물 처리시설의 운영이 곤란해짐으로써 시설로 반입되어야 할 유기성 폐기물은 다른 시설로 위탁처리하게 되는 연쇄적인 문제가 발생하게 된다.
또한, 혐기소화조 정상 운전시에는 혐기소화여액의 고액분리로 발생한 고농도의 탈리여액을 바로 폐수처리공정에서 처리함으로써 폐수처리공정의 운영 및 연계수질을 만족시키기 어렵다는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1208354호 (2012년12월05일) 대한민국 등록특허 제10-1272243호 (2013년06월11일) 대한민국 공개특허 제10-2017-0088176호 (2017년08월01일)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 혐기소화조에 문제 발생시 조기에 혐기소화조를 정상화시키는 동시에 혐기소화 시설의 연속적인 운전성능을 확보할 수 있는 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 분리 배출된 혐기소화여액의 액상을 안정화조에서 추가로 바이오가스화하여 바이오가스 회수율 및 회수량을 증가시킬 수 있는 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 후단의 폐수처리공정에 유기물부하를 줄여줌으로써 연계수질 만족과 운영비 절감에 기여할 수 있는 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유기성 폐기물을 미생물에 의해 혐기소화처리하는 혐기소화 처리부(10); 상기 혐기소화 처리부(10)의 하류에 설치되며, 상기 혐기소화 처리부(10)에서 잔류되는 혐기소화여액을 펌핑하여 배출시키는 여액 펌핑부(20); 상기 여액 펌핑부(20)의 하류에 설치되어, 배출된 혐기소화여액을 고액분리하는 여액 분리부(30); 상기 여액 분리부(30)의 하류에 설치되어, 상기 여액 분리부(30)에서 분리된 고상을 저장하는 안정화부(40); 상기 여액 분리부(30)의 하류에 설치되되 상기 안정화부(40)의 하류에 설치되어, 상기 여액 분리부(30)에서 분리된 액상과 상기 안정화부(40)에서 배출된 여액을 저장하는 여액 저류부(50); 상기 여액 저류부(50)의 하류에 설치되어, 상기 여액 저류부(50)에서 배출된 여액을 탈수처리하는 탈수부(70); 및 상기 혐기소화 처리부(10)의 하류에 설치되되 상기 안정화부(40)의 하류에 설치되어, 상기 혐기소화 처리부(10)와 상기 안정화부(40)에서 발생된 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장부(90);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 유기성 폐기물을 미생물에 의해 혐기소화처리하는 혐기소화 처리부(10); 상기 혐기소화 처리부(10)의 하류에 설치되며, 상기 혐기소화 처리부(10)에서 잔류되는 혐기소화여액을 펌핑하여 배출시키는 여액 펌핑부(20); 상기 여액 펌핑부(20)의 하류에 설치되어, 배출된 혐기소화여액을 고액분리하는 여액 분리부(30); 상기 여액 분리부(30)의 하류에 설치되어, 상기 여액 분리부(30)에서 분리된 액상을 저장하고, 미생물이 활성화된 액상을 상기 혐기소화 처리부(10)에 투입하는 안정화부(40); 상기 여액 분리부(30)의 하류에 설치되되 상기 안정화부(40)의 하류에 설치되어, 상기 여액 분리부(30)에서 분리된 고상과 상기 안정화부(40)에서 배출된 여액을 저장하는 여액 저류부(50); 상기 여액 저류부(50)의 하류에 설치되어, 상기 여액 저류부(50)에서 배출된 여액과 상기 여액 분리부(30)에서 분리된 고상을 탈수처리하는 탈수부(70); 및 상기 혐기소화 처리부(10)의 하류에 설치되되 상기 안정화부(40)의 하류에 설치되어, 상기 혐기소화 처리부(10)와 상기 안정화부(40)에서 발생된 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장부(90);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 여액 분리부(30)는, 혐기소화여액을 고액분리하는 하이드로 사이클론으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 여액 분리부(30)의 하류에는, 상기 여액 분리부(30)에서 분리된 고상 및 액상을 선택적으로 분리해서 배출시키도록 조절밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 혐기소화조에 문제 발생시 유기물질 투입을 중단하거나 혐기소화조 정상화를 위해 외부 혐기소화슬러지를 조달할 필요없이 안정화조에 보관 및 유지해 온 양질의 혐기소화 미생물을 혐기소화조에 투입함으로써, 조기에 혐기소화조를 정상화시키는 동시에 혐기소화 시설의 연속적인 운전성능을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 안정화조에서 여액을 분해하여 바이오가스를 발생시켜 바이오가스 저장부에 저장함으로써, 분리된 혐기소화여액의 액상을 안정화조에서 추가로 바이오가스화하여 바이오가스 회수율 및 회수량을 증가시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 여액 분리부의 하류에 여액 분리부에서 분리된 고상 및 액상을 선택적으로 분리해서 배출시키도록 조절밸브가 설치됨으로써, 후단의 폐수처리공정에 유기물부하를 줄여줌으로써 연계수질 만족과 운영비 절감에 기여할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 의한 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치를 나타내는 구성도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치를 나타내는 구성도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예에 의한 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치는, 혐기소화 처리부(10), 여액 펌핑부(20), 여액 분리부(30), 안정화부(40), 여액 저류부(50), 탈수부(70) 및 바이오가스 저장부(90)를 포함하여 이루어져 있다.
혐기소화 처리부(10)는, 유기성 폐기물을 미생물에 의해 혐기소화처리하는 혐기소화 처리수단으로서, 음식물류폐기물, 음폐수, 하수슬러지, 분뇨정화조, 가축분뇨 등과 같은 유기성 폐기물을 투입하여 혐기성 미생물의 분해작용에 의해 유기성 폐수를 메탄가스로 분해시키게 된다.
이러한 혐기소화 처리부(10)에서는 유기성 폐기물의 혐기소화 공정을 처리하기 위하여 유기성 폐수를 수용하는 처리용 저장조로서, 혐기소화조가 구비되어 있다.
여액 펌핑부(20)는, 혐기소화 처리부(10)의 하류에 설치되는 여액 펌핑수단으로서, 혐기소화 처리부(10)에서 혐기소화조의 내부에 잔류되는 혐기소화여액을 펌핑하여 하류로 배출시키게 된다.
여액 분리부(30)는, 여액 펌핑부(20)의 하류에 설치되어 혐기소화 처리부(10)에서 배출된 혐기소화여액을 고액분리하는 여액 분리수단으로서, 혐기소화여액을 고체성분과 액체성분으로 고액분리하는 하이드로 사이클론으로 이루어져 있는 것이 바람직하다.
안정화부(40)는, 여액 분리부(30)의 하류에 설치되어 여액 분리부(30)에서 분리 배출된 고상을 분해하여 저장하는 안정화조로서, 여액 분리부(30)에서 분리 배출된 고체성분을 안정화시키는 동시에 바이오가스를 생성시켜 바이오가스 저장부(90)로 배출하여 저장하게 된다.
여액 저류부(50)는, 여액 분리부(30)의 하류에 설치되되 안정화부(40)의 하류에 설치되어 여액 분리부(30)와 안정화부(40)의 하류에 연결되는 저장수단으로서, 여액 분리부(30)에서 분리된 액상과 안정화부(40)에서 배출된 여액을 저장하여 혼합하게 된다.
이러한 여약 저류부(50)의 하류에는 탈수부(70)의 탈수처리 전에 여액 저류부(50)에서 배출된 여액과 응집제를 혼합하여 투입하도록 응집제 저장부(60)가 설치되어 있는 것도 가능함은 물론이다.
탈수부(70)는, 여액 저류부(50)와 응집제 저장부(60)의 하류에 설치되는 탈수수단으로서, 여액 저류부(50)에서 배출된 여액과 응집제 저장부(60)에서 투입된 응집제를 혼합하여 탈수처리하게 된다.
이러한 탈수부(70)의 하류에는 탈수부(70)에서 배출되는 폐수를 수처리하도록 폐수처리부(80)가 설치되어 다양한 폐수처리공정을 진행하게 되는 것이 가능함은 물론이다, 또한 탈수부(70)에서 배출되는 폐기물은 매립 또는 소각처리되어 폐기되거나 건조 연료화를 통해 에너지화하게 된다.
바이오가스 저장부(90)는, 혐기소화 처리부(10)와 안정화부(40)의 하류에 설치되는 바이오가스 저장수단으로서, 혐기소화 처리부(10)와 안정화부(40)에서 발생된 바이오가스를 저장하게 된다.
따라서, 본 실시예의 유기성 폐기물의 혐기소화장치는 혐기소화 처리부(10) 뿐만 아니라 안정화부(40)에서 발생된 바이오가스도 함께 저장하게 되므로, 바이오가스의 생성효율 및 처리효율을 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제2 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치를 나타내는 구성도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 제2 실시예에 의한 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치는, 혐기소화 처리부(10), 여액 펌핑부(20), 여액 분리부(30), 안정화부(40), 여액 저류부(50), 탈수부(70) 및 바이오가스 저장부(90)를 포함하여 이루어져 있다.
혐기소화 처리부(10)는, 유기성 폐기물을 미생물에 의해 혐기소화처리하는 혐기소화 처리수단으로서, 음식물류폐기물, 음폐수, 하수슬러지, 분뇨정화조, 가축분뇨 등과 같은 유기성 폐기물을 투입하여 혐기성 미생물의 분해작용에 의해 유기성 폐수를 메탄가스로 분해시키게 된다.
이러한 혐기소화 처리부(10)에서는 유기성 폐기물의 혐기소화 공정을 처리하기 위하여 유기성 폐수를 수용하는 처리용 저장조로서, 혐기소화조가 구비되어 있다.
여액 펌핑부(20)는, 혐기소화 처리부(10)의 하류에 설치되는 여액 펌핑수단으로서, 혐기소화 처리부(10)에서 혐기소화조의 내부에 잔류되는 혐기소화여액을 펌핑하여 하류로 배출시키게 된다.
여액 분리부(30)는, 여액 펌핑부(20)의 하류에 설치되어 혐기소화 처리부(10)에서 배출된 혐기소화여액을 고액분리하는 여액 분리수단으로서, 혐기소화여액을 고체성분과 액체성분으로 고액분리하는 하이드로 사이클론으로 이루어져 있는 것이 바람직하다.
안정화부(40)는, 여액 분리부(30)의 하류에 설치되어 여액 분리부(30)에서 분리 배출된 액상을 분해하여 저장하는 안정화조로서, 여액 분리부(30)에서 분리 배출된 액체성분을 안정화시키는 동시에 바이오가스를 생성시켜 바이오가스 저장부(90)로 배출하여 저장하게 된다.
또한, 이러한 안정화부(40)의 하류와 혐기소화 처리부(10) 사이에는, 미생물이 활성화된 액상을 안정화조에 미리 확보하고 유지한 상태에서 혐기소화 처리부(10)에 투입하도록 투입밸브(41)가 설치되어 있다.
따라서, 유사시 혐기소화 처리부(10)의 혐기소화조에 미생물의 부족하거나 손상되어 혐기소화처리가 어려운 경우에 미생물을 보충하기 위해, 투입밸브(41)를 개방하여 혐기소화 처리부(10)에 미생물을 투입하여 혐기소화 처리부(10)의 운전을 조기에 정상화시킬 수 있게 된다.
여액 저류부(50)는, 여액 분리부(30)의 하류에 설치되되 안정화부(40)의 하류에 설치되어 여액 분리부(30)와 안정화부(40)의 하류에 연결되는 저장수단으로서, 여액 분리부(30)에서 분리된 고상과 안정화부(40)에서 배출된 여액을 저장하여 혼합하게 된다.
이러한 여약 저류부(50)의 하류에는 탈수부(70)의 탈수처리 전에 여액 저류부(50)에서 배출된 여액과 응집제를 혼합하여 투입하도록 응집제 저장부(60)가 설치되어 있는 것도 가능함은 물론이다.
탈수부(70)는, 여액 저류부(50)와 응집제 저장부(60)의 하류에 설치되는 탈수수단으로서, 여액 저류부(50)에서 배출된 여액과 응집제 저장부(60)에서 투입된 응집제를 혼합하여 탈수처리하게 된다.
이러한 탈수부(70)의 하류에는 탈수부(70)에서 배출되는 폐수를 수처리하도록 폐수처리부(80)가 설치되어 다양한 폐수처리공정을 진행하게 되는 것이 가능함은 물론이다, 또한 탈수부(70)에서 배출되는 폐기물은 매립 또는 소각처리되어 폐기되거나 건조 연료화를 통해 에너지화하게 된다.
바이오가스 저장부(90)는, 혐기소화 처리부(10)와 안정화부(40)의 하류에 설치되는 바이오가스 저장수단으로서, 혐기소화 처리부(10)와 안정화부(40)에서 발생된 바이오가스를 저장하게 된다.
따라서, 본 실시예의 유기성 폐기물의 혐기소화장치는 혐기소화 처리부(10) 뿐만 아니라 안정화부(40)에서 발생된 바이오가스도 함께 저장하는 동시에 안정화부(40)에서 혐기소화 처리부(10)에 미생물을 보충하게 되므로, 유사시 혐기소화조에 미생물 보충을 해줌으로써 조기에 혐기소화조 운영을 정상화시키고, 혐기소화조의 정상 운전시에는 하이드로 싸이클론을 거친 혐기소화여액을 안정화조에서 추가로 분해하여 바이오가스 회수량을 높이는 동시에 후단의 폐수처리공정의 부하를 저감시킬 수 있게 된다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제3 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 의한 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치를 나타내는 구성도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 제3 실시예에 의한 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치는, 혐기소화 처리부(10), 여액 펌핑부(20), 여액 분리부(30), 안정화부(40), 여액 저류부(50), 탈수부(70) 및 바이오가스 저장부(90)를 포함하여 이루어져 있다.
혐기소화 처리부(10)는, 유기성 폐기물을 미생물에 의해 혐기소화처리하는 혐기소화 처리수단으로서, 음식물류폐기물, 음폐수, 하수슬러지, 분뇨정화조, 가축분뇨 등과 같은 유기성 폐기물을 투입하여 혐기성 미생물의 분해작용에 의해 유기성 폐수를 메탄가스로 분해시키게 된다.
이러한 혐기소화 처리부(10)에서는 유기성 폐기물의 혐기소화 공정을 처리하기 위하여 유기성 폐수를 수용하는 처리용 저장조로서, 혐기소화조가 구비되어 있다.
여액 펌핑부(20)는, 혐기소화 처리부(10)의 하류에 설치되는 여액 펌핑수단으로서, 혐기소화 처리부(10)에서 혐기소화조의 내부에 잔류되는 혐기소화여액을 펌핑하여 하류로 배출시키게 된다.
여액 분리부(30)는, 여액 펌핑부(20)의 하류에 설치되어 혐기소화 처리부(10)에서 배출된 혐기소화여액을 고액분리하는 여액 분리수단으로서, 혐기소화여액을 고체성분과 액체성분으로 고액분리하는 하이드로 사이클론으로 이루어져 있는 것이 바람직하다.
이러한 여액 분리부(30)의 하류에는, 여액 분리부(30)에 의해 고액분리된 고체성분과 액체성분을 선택적으로 분리해서 배출시키도록 제1 조절밸브(31), 제2 조절밸브(32), 제3 조절밸브(33) 및 제4 조절밸브(34)가 각각의 배출관에 설치되어 있다.
제1 조절밸브(31)는, 여액 분리부(30)의 하류와 여액 저류부(50) 사이에 연결된 배출관에 설치되는 밸브수단으로서, 여액 분리부(30)에서 분리 배출된 액상을 여액 저류부(50)로 배출시키도록 배출관을 개폐하게 된다.
제2 조절밸브(32)는, 여액 분리부(30)의 하류와 안정화부(40) 사이에 연결된 배출관에 설치되는 밸브수단으로서, 여액 분리부(30)에서 분리 배출된 액상을 안정화부(40)로 배출시키도록 배출관을 개폐하게 된다.
제3 조절밸브(33)는, 여액 분리부(30)의 하류와 안정화부(40) 사이에 연결된 배출관에 설치되는 밸브수단으로서, 여액 분리부(30)에서 분리 배출된 고상을 안정화부(40)로 배출시키도록 배출관을 개폐하게 된다.
제4 조절밸브(34)는, 여액 분리부(30)의 하류와 여액 저류부(50)의 하류 사이에 연결된 배출관에 설치되는 밸브수단으로서, 여액 분리부(30)에서 분리 배출된 고상을 여액 저류부(50)의 하류로 배출시키도록 배출관을 개폐하게 된다.
안정화부(40)는, 여액 분리부(30)의 하류에 설치되어 여액 분리부(30)에서 분리 배출된 고상이나 액상을 분해하여 저장하는 안정화조로서, 여액 분리부(30)에서 분리 배출된 고체성분이나 액체성분을 안정화시키는 동시에 바이오가스를 생성시켜 바이오가스 저장부(90)로 배출하여 저장하게 된다.
또한, 이러한 안정화부(40)의 하류와 혐기소화 처리부(10) 사이에 연결된 투입관에는, 미생물이 활성화된 액상을 안정화조에 미리 확보하고 유지한 상태에서 혐기소화 처리부(10)에 투입하도록 투입밸브(41)가 설치되어 있다.
따라서, 유사시 혐기소화 처리부(10)의 혐기소화조에 미생물의 부족하거나 손상되어 혐기소화처리가 어려운 경우에 미생물을 보충하기 위해, 투입밸브(41)를 개방하여 혐기소화 처리부(10)에 미생물을 투입하여 혐기소화 처리부(10)의 운전을 조기에 정상화시킬 수 있게 된다.
여액 저류부(50)는, 여액 분리부(30)의 하류에 설치되되 안정화부(40)의 하류에 설치되어 여액 분리부(30)와 안정화부(40)의 하류에 연결되는 저장수단으로서, 여액 분리부(30)에서 분리된 고상이나 액상과 안정화부(40)에서 배출된 여액을 저장하여 혼합하게 된다.
이러한 여약 저류부(50)의 하류에는 탈수부(70)의 탈수처리 전에 여액 저류부(50)에서 배출된 여액이나 여액 분리부(30)에서 분리 배출된 고체성분과 응집제를 혼합하여 투입하도록 응집제 저장부(60)가 설치되어 있는 것도 가능함은 물론이다.
탈수부(70)는, 여액 저류부(50)와 응집제 저장부(60)의 하류에 설치되는 탈수수단으로서, 여액 저류부(50)에서 배출된 여액이나 여액 분리부(30)에서 분리 배출된 고체성분과 응집제 저장부(60)에서 투입된 응집제를 혼합하여 탈수처리하게 된다.
이러한 탈수부(70)의 하류에는 탈수부(70)에서 배출되는 폐수를 수처리하도록 폐수처리부(80)가 설치되어 다양한 폐수처리공정을 진행하게 되는 것이 가능함은 물론이다, 또한 탈수부(70)에서 배출되는 폐기물은 매립처리되거나 소각처리되어 폐기처리하게 된다.
바이오가스 저장부(90)는, 혐기소화 처리부(10)와 안정화부(40)의 하류에 설치되는 바이오가스 저장수단으로서, 혐기소화 처리부(10)와 안정화부(40)에서 발생된 바이오가스를 저장하게 된다.
따라서, 본 실시예의 유기성 폐기물의 혐기소화장치는 혐기소화 처리부(10) 뿐만 아니라 안정화부(40)에서 발생된 바이오가스도 함께 저장하는 동시에 안정화부(40)에서 혐기소화 처리부(10)에 미생물을 보충하게 되므로, 유사시 혐기소화조에 미생물 보충을 해줌으로써 조기에 혐기소화조 운영을 정상화시키고, 혐기소화조의 정상 운전시에는 하이드로 싸이클론을 거친 혐기소화여액을 안정화조에서 추가로 분해하여 바이오가스 회수량을 높이는 동시에 후단의 폐수처리공정의 부하를 저감시킬 수 있게 된다.
구체적으로 본 발명의 혐기소화장치에서는 해당시설에서 처리하는 유기성폐기물에 적응이 완료된 양질의 혐기소화 미생물을 안정화조에 확보하기 위해 혐기소화조의 초기운전, 50% 부하운전, 100% 부하운전 등과 같이, 운전상태가 양호한 시점에 혐기소화조의 중상부에서 펌프에 의해 유출된 혐기소화여액은 하이드로 싸이클론으로 보내져 고액분리 후 혐기소화슬러지가 포함된 고상은 안정화조에 모으고, 액상은 후단 폐수처리공정으로 보내게 된다.
또한, 안정화조에 양질의 혐기소화 미생물이 확보된 이후에는 해당 미생물 활성 유지를 위해 상기 싸이클론에서 분리된 액상을 폐수처리공정이 아닌 안정화조로 유입시켜 혐기소화 미생물 활성화 및 추가적인 바이오가스 회수를 위한 유기물질로 활용한 이후 탈수기를 거쳐 폐수처리공정으로 보내고, 싸이클론에서 분리된 고상은 후단의 탈수기로 바로 보내 추가적인 고액분리 후 탈리여액은 폐수처리공정으로 보내고, 탈수케익은 외부 위탁처리하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 혐기소화조에 문제 발생시 유기물질 투입을 중단하거나 혐기소화조 정상화를 위해 외부 혐기소화슬러지를 조달할 필요없이 안정화조에 보관 및 유지해 온 양질의 혐기소화 미생물을 혐기소화조에 투입함으로써, 조기에 혐기소화조를 정상화시키는 동시에 혐기소화 시설의 연속적인 운전성능을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 안정화조에서 여액을 분해하여 바이오가스를 발생시켜 바이오가스 저장부에 저장함으로써, 분리된 혐기소화여액의 액상을 안정화조에서 추가로 바이오가스화하여 바이오가스 회수율 및 회수량을 증가시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 여액 분리부의 하류에 여액 분리부에서 분리된 고상 및 액상을 선택적으로 분리해서 배출시키도록 조절밸브가 설치됨으로써, 후단의 폐수처리공정에 유기물부하를 줄여줌으로써 연계수질 만족과 운영비 절감에 기여할 수 있는 효과를 제공한다.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
10: 혐기소화 처리부 20: 여액 펌핑부
30: 여액 분리부 40: 안정화부
50: 여액 저류부 60: 응집제 저장부
70: 탈수부 80: 폐수처리부
90: 바이오가스 저장부

Claims (4)

  1. 유기성 폐기물을 미생물에 의해 혐기소화처리하는 혐기소화 처리부(10);
    상기 혐기소화 처리부(10)의 하류에 설치되며, 상기 혐기소화 처리부(10)에서 잔류되는 혐기소화여액을 펌핑하여 배출시키는 여액 펌핑부(20);
    상기 여액 펌핑부(20)의 하류에 설치되어, 배출된 혐기소화여액을 고액분리하는 여액 분리부(30);
    상기 여액 분리부(30)의 하류에 설치되어, 상기 여액 분리부(30)에서 분리된 고상을 저장하는 안정화부(40);
    상기 여액 분리부(30)의 하류에 설치되되 상기 안정화부(40)의 하류에 설치되어, 상기 여액 분리부(30)에서 분리된 액상과 상기 안정화부(40)에서 배출된 여액을 저장하는 여액 저류부(50);
    상기 여액 저류부(50)의 하류에 설치되어, 상기 여액 저류부(50)에서 배출된 여액을 탈수처리하는 탈수부(70); 및
    상기 혐기소화 처리부(10)의 하류에 설치되되 상기 안정화부(40)의 하류에 설치되어, 상기 혐기소화 처리부(10)와 상기 안정화부(40)에서 발생된 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장부(90);를 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치.
  2. 유기성 폐기물을 미생물에 의해 혐기소화처리하는 혐기소화 처리부(10);
    상기 혐기소화 처리부(10)의 하류에 설치되며, 상기 혐기소화 처리부(10)에서 잔류되는 혐기소화여액을 펌핑하여 배출시키는 여액 펌핑부(20);
    상기 여액 펌핑부(20)의 하류에 설치되어, 배출된 혐기소화여액을 고액분리하는 여액 분리부(30);
    상기 여액 분리부(30)의 하류에 설치되어, 상기 여액 분리부(30)에서 분리된 액상을 저장하고, 미생물이 활성화된 액상을 상기 혐기소화 처리부(10)에 투입하는 안정화부(40);
    상기 여액 분리부(30)의 하류에 설치되되 상기 안정화부(40)의 하류에 설치되어, 상기 여액 분리부(30)에서 분리된 고상과 상기 안정화부(40)에서 배출된 여액을 저장하는 여액 저류부(50);
    상기 여액 저류부(50)의 하류에 설치되어, 상기 여액 저류부(50)에서 배출된 여액과 상기 여액 분리부(30)에서 분리된 고상을 탈수처리하는 탈수부(70); 및
    상기 혐기소화 처리부(10)의 하류에 설치되되 상기 안정화부(40)의 하류에 설치되어, 상기 혐기소화 처리부(10)와 상기 안정화부(40)에서 발생된 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장부(90);를 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 여액 분리부(30)는, 혐기소화여액을 고액분리하는 하이드로 사이클론으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 여액 분리부(30)의 하류에는, 상기 여액 분리부(30)에서 분리된 고상 및 액상을 선택적으로 분리해서 배출시키도록 조절밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 혐기소화여액을 이용한 유기성 폐기물의 혐기소화장치.
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