KR102460452B1 - Method and apparatus for methane fermentation treatment - Google Patents

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Abstract

(과제)
유기성 폐기물로부터 메테인 가스를 발생시키는 장치의 제공.
(해결 수단)
폐기물을 투입하는 폐기물 투입조(2), 메테인 가스가 발생하는 발효조(1), 이 메테인 가스를 사용하여 가동하는 발전기(3), 이 발전기(3)가 가동할 때의 폐열을 사용하여 가열된 온수(15)를 순환시켜 순환로(11)를 흐르는 유기성 폐기액(9)을 소정의 온도로 가열하는 가열기(4)를 가지고, 이 발효조(1)의 하단부에 설치한 유출구(10)로부터 흐르고 발효조 내의 유기성 폐기액(9)의 액면(12)보다 상방에 유입구(17)를 가지는 순환로(11)를 설치하고 있다.(assignment)
Provision of a device for generating methane gas from organic waste.
(Solution)
Waste heat input tank (2) for putting waste, fermentation tank (1) for generating methane gas, generator (3) operated using this methane gas, and waste heat when this generator (3) is operated It has a heater 4 that circulates the heated hot water 15 and heats the organic waste liquid 9 flowing through the circulation path 11 to a predetermined temperature, from the outlet 10 provided at the lower end of the fermenter 1 The circulation path 11 which flows and has the inlet 17 above the liquid level 12 of the organic waste liquid 9 in a fermenter is provided.

Figure R1020170085497
Figure R1020170085497

Description

메테인 발효 처리 방법 및 처리 장치{METHOD AND APPARATUS FOR METHANE FERMENTATION TREATMENT}METHOD AND APPARATUS FOR METHANE FERMENTATION TREATMENT

본 발명은 소규모인 구조로 구성하여 가축의 분뇨나 부엌 쓰레기 등의 유기성 폐기물을 메테인 발효 처리할 수 있는 메테인 발효 처리 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a methane fermentation treatment method and apparatus capable of methane fermentation treatment of organic wastes such as livestock manure and kitchen waste by having a small-scale structure.

부엌 쓰레기, 가축의 배설물, 식품 가공 잔사, 오니 등의 유기성 폐기물을 원료로 하여 메테인을 발효시킬 수 있고, 이 메테인 가스는 화석 연료를 대신하는 것으로서 친환경적인 재생 가능한 에너지이다.Organic wastes such as kitchen waste, livestock excrement, food processing residues, and sludge can be used as raw materials to ferment methane, and this methane gas is an eco-friendly renewable energy that replaces fossil fuels.

메테인 가스는 유기물의 부패나 발효 등에 수반되어 발생하고, 색도 냄새도 없는 가연성의 가스이며, 메테인 발효 기술을 활용하여 대량으로 발생하는 폐기물의 처리가 주목되고 있다.Methane gas is a combustible gas that is generated accompanying decay or fermentation of organic matter, has no color or smell, and treatment of wastes generated in large quantities using methane fermentation technology is attracting attention.

메테인 발효 기술은 화석 연료를 거의 사용하지 않고, 카본 뉴트럴인 유기성 폐기물을 에너지 원료로서 이용하는 점에서, 지구온난화 방지의 관점에서의 온실 효과 가스 억제에 기여하는 시스템이다.The methane fermentation technology is a system that contributes to suppression of greenhouse gases from the viewpoint of preventing global warming in that it hardly uses fossil fuels and uses carbon neutral organic waste as an energy raw material.

그런데 종래에도 부엌 쓰레기, 가축의 배설물, 식품 가공 잔사 등의 유기성 폐기물을 원료로 하여 메테인을 발효시키는 장치는 알려져 있지만, 대규모의 설비가 되어버리는 것이 현 실정이다.However, conventionally, an apparatus for fermenting methane using organic wastes such as kitchen waste, livestock excrement, and food processing residues as a raw material is known, but the present situation is that it becomes a large-scale facility.

예를 들면 일본 특개 2011-31167호에 따른 「오니 소화 장치」는 이 장치의 순환 경로는 조의 내부로부터 외부에 걸쳐 조 벽을 관통하여 연장되는 제1 횡관 및 제2 횡관(23, 26)을 가지고, 이들 횡관의 조의 외부에 배치된 부분의 외측에 외관을 배치하여, 제1 횡관 및 제2 횡관과 외관 사이에 외측 유로를 형성하고 있다. 각 외관의 조 벽측의 단부를 배관으로 접속하여 양 외측 유로를 연통시키고 있다. 제2 횡관의 외관에 열매체 도입관을 접속하고, 제1 횡관의 외관에 열매체 도출관을 접속하고, 외관이 배치된 부분에서, 제1 횡관 및 제2 횡관 내에 오니가 통과하고, 외측 유로에 열매체가 통과한다. 이것에 의해 순환 경로 내의 오니가 가열된다.For example, in the "sludge fire extinguishing apparatus" according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-31167, the circulation path of this apparatus has first and second cross pipes 23 and 26 extending through the tank wall from the inside to the outside of the tank , the outer tube is disposed on the outside of a portion disposed outside the set of these cross pipes to form an outer flow path between the first and second cross pipes and the outer tube. The ends on the tank wall side of each exterior are connected by piping, and both outer flow paths are made to communicate. A heat medium introduction pipe is connected to the outer surface of the second cross pipe, a heat medium outlet pipe is connected to the outer surface of the first cross tube, and in the portion where the outer tube is arranged, the sludge passes in the first cross pipe and the second cross tube, and the heat medium in the outer flow path goes through Thereby, the sludge in a circulation path is heated.

일본 특허 제4218504호에 따른 「메테인 발효 처리 방법」은 메테인 발효조 내의 균수를 줄이지 않고 메테인 발효조의 온도를 고온으로 유지할 수 있는 메테인 발효 처리 방법이다."Methane fermentation treatment method" according to Japanese Patent No. 4218504 is a methane fermentation treatment method capable of maintaining the temperature of the methane fermentation tank at a high temperature without reducing the number of bacteria in the methane fermentation tank.

즉 유기성 폐기물을 원료 슬러리화하여 메테인 발효조 내에 공급하고, 혐기성 미생물에 의해 메테인 발효시키고, 발효 폐액으로서 취출하는 메테인 발효 처리 방법에 있어서, 메테인 발효조의 외부에 접속된 순환 경로에 의해 발효액의 일부를 순환시키고, 이 순환 경로의 도중에 열교환기를 설치하고, 메테인 발효조 내의 온도가 53~57℃가 되도록 발효액의 순환 유량을 순환 펌프로 제어하고 있다.That is, in the methane fermentation treatment method in which organic waste is made into a raw material slurry, supplied into the methane fermenter, methane fermented by anaerobic microorganisms, and taken out as fermentation waste liquid, fermentation broth by a circulation path connected to the outside of the methane fermenter A part of the fermented liquid is circulated, a heat exchanger is installed in the middle of this circulation path, and the circulation flow rate of the fermentation broth is controlled by a circulation pump so that the temperature in the methane fermenter becomes 53 to 57°C.

일본 특개 평11-290827호에 따른 「발효조 내의 유기성 폐기물의 가온 방법」은 고농도의 유기성 폐기물을 발효시킬 때에 균등하게 가온할 수 있도록 하고 있다."Method for warming organic waste in fermentation tank" according to Japanese Patent Laid-Open No. Hei 11-290827 enables uniform heating when fermenting high-concentration organic waste.

그래서 메테인균 등을 포함한 발효조 내의 TS 농도 1.5~7%의 오니를 이 발효조에 연통시켜 조 밖에 설치한 오니 순환관에 걸쳐 순환 펌프 장치로 순환시킴으로써 교반 혼합하고, 교반 혼합에 수반하여 발생하는 마찰열로 가온한다.Therefore, the sludge with a TS concentration of 1.5 to 7% in the fermenter containing methane bacteria is communicated to this fermenter and circulated through a sludge circulation pipe installed outside the tank by a circulation pump device to stir and mix, and the frictional heat generated by stirring and mixing warm up

이들 이외에도 일본 특개 2004-837호에 따른 「유기성 폐기물의 혐기성 처리 방법 및 처리 시스템」, 일본 특개 소59-186700호에 따른 「물·오니 처리 시스템」, 일본 특개 소58-205592호에 따른 「하수 처리 장치」, 일본 특개 2007-229657호에 따른 「유기물 함유액의 발효조 투입 방법 및 처리 장치」, 일본 특개 2000-157255호에 따른 「바이오가스 제조 방법 및 장치」 등이 있다.In addition to these, "anaerobic treatment method and treatment system of organic waste" according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-837, "water and sludge treatment system" according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-186700, and "Sewage treatment system" according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-205592 treatment apparatus", "a method and apparatus for inputting organic matter-containing liquid into a fermenter" according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-229657, and "a biogas production method and apparatus" according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-157255.

일본 특개 2011-31167호에 따른 「오니 소화 장치」"Sludge extinguishing device" according to Japanese Patent Laid-Open No. 2011-31167 일본 특허 제4218504호에 따른 「메테인 발효 처리 방법」"Methane Fermentation Treatment Method" according to Japanese Patent No. 4218504 일본 특개 평11-290827호에 따른 「발효조 내의 유기성 폐기물의 가온 방법」"Method for warming organic waste in fermentation tank" according to Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 11-290827 일본 특개 2004-837호에 따른 「유기성 폐기물의 혐기성 처리 방법 및 처리 시스템」"Method and system for anaerobic treatment of organic waste" according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-837 일본 특개 소59-186700호에 따른 「물·오니 처리 시스템」"Water and sludge treatment system" according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-186700 일본 특개 소58-205592호에 따른 「하수 처리 장치」"Sewage treatment device" according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-205592 일본 특개 2007-229657호에 따른 「유기물 함유액의 발효조 투입 방법 및 처리 장치」According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-229657, "Method and treatment apparatus for fermenting liquid containing organic matter" 일본 특개 2000-157255호에 따른 「바이오가스 제조 방법 및 장치」"Method and Apparatus for Manufacturing Biogas" according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-157255

이와 같이 종래부터 메테인 발효 처리 장치는 다양하게 알려져 있다. 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 특히 상기 일본 특허 제4218504호에 따른 「메테인 발효 처리 방법」의 문제점을 개량한 것이며, 보다 간소화한 공정으로 효율적으로 메테인 가스를 생성할 수 있는 메테인 발효 처리 방법 및 컴팩트화한 처리 장치를 제공한다.As such, conventionally, various methane fermentation processing apparatuses are known. The problem to be solved by the present invention is to improve the problems of the "Methane Fermentation Processing Method" according to the above-mentioned Japanese Patent No. 4218504, and the methane fermentation processing that can efficiently produce methane gas in a more simplified process A method and a compact processing apparatus are provided.

본 발명은 메테인 발효 기술을 이용한 소형이며 필요한 장소에 반송·설치하는 것이 가능한 메테인 발효 처리 장치이며, 발생한 메테인 가스를 이용하여 발전하고, 발전시에 발생하는 폐열을 가열용으로서 이용하고, 또 폐기물을 처리하여 메테인 가스를 취출한 후의 소화액을 농작물의 비료로서 이용할 수 있는 시스템이다.The present invention is a small-sized methane fermentation processing apparatus using methane fermentation technology that can be transported and installed in a necessary place, using the generated methane gas to generate electricity, and using the waste heat generated during power generation for heating, Moreover, it is a system which can use the digestion liquid after processing waste and taking out methane gas as fertilizer for crops.

그런데 본 발명에 따른 메테인 발효 처리 장치는 메테인 가스를 발생시키기 위한 발효조, 부엌 쓰레기 등의 폐기물을 투입하기 위한 폐기물 투입조, 그리고 가스 엔진 발전기를 가지고 있다. 폐기물 투입조에는 교반기를 부착하고, 그리고 폐기물 투입조에 투입한 폐기물(유기성 자원)을 발효조에 보내기 위해서, 폐기물 투입조와 발효조 사이에 반송관을 접속하고, 사이에는 폐기물을 송출하기 위한 펌프를 설치하고 있다. 여기서 유기성 폐기물은 교반기로 교반됨으로써 액상화되어 유기성 폐기액이 된다.However, the methane fermentation processing apparatus according to the present invention has a fermenter for generating methane gas, a waste input tank for inputting waste such as kitchen waste, and a gas engine generator. A stirrer is attached to the waste input tank, and in order to send the waste (organic resources) put into the waste input tank to the fermenter, a return pipe is connected between the waste input tank and the fermenter, and a pump is installed in between. . Here, the organic waste is liquefied by stirring with a stirrer to become an organic waste liquid.

발효조에 보내진 유기성 폐기액은 발효되어 메테인 가스가 생성되는데, 이 발효조 내의 유기성 폐기액을 순환시키기 위해서 순환로를 설치하고, 그것을 위해 발효조의 하단부에 유출구를, 유기성 폐기액의 액면 상방에 유입구를 가지고 있다.The organic waste liquid sent to the fermenter is fermented to produce methane gas, and a circulation path is installed to circulate the organic waste liquid in this fermenter, an outlet at the lower end of the fermenter, and an inlet above the liquid level of the organic waste liquid have.

따라서 발효조 내의 유기성 폐기액은 순환로를 순환하고, 상방으로부터 흘러내리도록 유입구를 액면 아래에 설치하고 있지 않다. 발효조의 상부 공간에는 발생한 메테인 가스가 충만하고, 이 메테인 가스는 외부로 이끌어져 발전기를 가동하는 에너지원으로서 소비된다.Therefore, the organic waste liquid in the fermenter circulates through the circulation path, and the inlet is not provided below the liquid level to flow down from above. The generated methane gas is filled in the upper space of the fermenter, and this methane gas is led to the outside and consumed as an energy source to operate a generator.

유기성 폐기액이 순환로를 통하여 흘러내림으로써 발효조 내부는 교반되고, 또 발효조 내부에는 교반기를 부착하여 교반하고 있다. 그리고 순환로의 도중에는 가열기를 부착하여, 이 순환로를 흐르는 유기성 폐기액을 소정의 온도로 가열하도록 하고 있다.As the organic waste liquid flows down through the circulation path, the inside of the fermenter is stirred, and a stirrer is attached to the inside of the fermenter to stir. And a heater is attached in the middle of the circulation path, and the organic waste liquid flowing through this circulation path is heated to a predetermined temperature.

여기서 가열 수단으로서 온수가 사용되고, 이 온수는 발효조에서 생성되는 메테인 가스를 사용하여 가동하는 발전기의 폐열이 사용된다. 상기 가열기의 구체적인 구조는 한정하지 않는 것으로 하지만, 일반적으로는 2중관 구조로 하여, 온수가 순환하여 흐르는 외경이 큰 관의 중심축부를 상기 순환로가 관통하는 구조로 할 수 있다.Here, hot water is used as a heating means, and waste heat of a generator operated using methane gas generated in a fermenter is used for this hot water. Although the specific structure of the heater is not limited, in general, a double-tube structure may be configured such that the circulation path passes through the central axis of a pipe having a large outer diameter through which hot water circulates and flows.

단, 전기를 필요로 하지 않는 경우이면, 상기 발전기 대신에 보일러나 온수 발생 장치(가스 급탕기)를 부착할 수도 있다.However, if electricity is not required, a boiler or a hot water generator (gas hot water heater) may be attached instead of the generator.

본 발명에 따른 메테인 가스 처리 방법은 폐기물 투입조에 투입된 유기성 폐기물을 액상화하여 발효조에 보내고, 이 발효조에서는 그 하단부에 설치한 유출구로부터 유출되어 순환로를 순환하고, 발효조의 상부인 액면 상방으로부터 흘러내리게 하고 있다. 따라서 유기성 폐기액은 발효조 내부의 상하층간에서 순환하고, 게다가 순환로의 도중에 설치되어 있는 가열기에 의해 적당한 온도로 가열됨으로써, 유기성 폐기액으로부터 효율적으로 메테인 가스를 발생시킬 수 있다.The methane gas treatment method according to the present invention liquefies the organic waste put into the waste input tank and sends it to the fermenter, and in this fermenter, it flows out from the outlet installed at the lower end of the fermenter and circulates through the circulation path, and flows down from above the liquid level, which is the upper part of the fermenter, and have. Therefore, the organic waste liquid circulates between the upper and lower layers inside the fermenter, and furthermore, by heating to an appropriate temperature by a heater provided in the middle of the circulation path, methane gas can be efficiently generated from the organic waste liquid.

그리고 발생한 메테인 가스는 순환하여 상방으로부터 흘러내리는 유기성 폐기액에 의해 액면 상에 다량의 거품이 발생하지 않고 찌그러져, 효율적으로 메테인 가스를 발생시킬 수 있다. 즉, 액면 상에 대량의 거품이 발생하여 발효조의 상부 공간이 거품으로 채워지면, 메테인 가스를 빼낼 수 없고, 또 상부 공간에 배치되어 있는 각종 계측기가 오작동할 우려가 있는데, 본 발명에서는 이들 현상을 방지하기 위해서 거품의 발생을 억제하고 있다.And the generated methane gas is crushed without generating a large amount of bubbles on the liquid level by the organic waste liquid flowing down from above by circulating, so that methane gas can be efficiently generated. That is, when a large amount of bubbles are generated on the liquid level and the upper space of the fermenter is filled with bubbles, the methane gas cannot be extracted, and there is a possibility that various measuring instruments arranged in the upper space may malfunction. In order to prevent this, the generation of bubbles is suppressed.

발효조 내에는 교반기가 부착되어 있어, 유기성 폐기액이 수평면 내에서 순환하도록 하고 있고, 순환로의 유입구가 1개소여도 액면이 순환함으로써 발생하는 거품은 순차 소멸한다.A stirrer is attached to the fermenter so that the organic waste liquid circulates in a horizontal plane, and even if there is only one inlet of the circulation path, the bubbles generated by the circulation of the liquid level disappear sequentially.

한편, 순환로를 흐르는 유기성 폐기액의 가열은 생성되는 메테인 가스를 이용하여 가동하는 발전기의 폐열로 데워지는 온수가 사용되어, 별도 가열원이 되는 에너지를 필요로 하지 않고, 또 교반기를 돌리는 전기 에너지는 발전기로부터 직접 공급된다.On the other hand, for heating the organic waste liquid flowing through the circulation path, hot water heated with the waste heat of a generator operated using the generated methane gas is used, so there is no need for energy as a separate heating source, and electric energy to turn the stirrer is supplied directly from the generator.

도 1은 본 발명에 따른 메테인 발효 처리 장치의 개략도를 나타내고 있다.
도 2는 유기성 폐기액이 흐르는 순환로를 가열하기 위한 가열기이다.
도 3은 메테인 발효 처리 장치를 구성하는 발효조를 컨테이너에 수용한 경우이다.
도 4는 메테인 발효 처리 장치를 구성하는 폐기물 투입조, 발전기, 온수 유닛 및 메테인 가스 탱크를 컨테이너에 수용한 경우이다.1 shows a schematic diagram of a methane fermentation processing apparatus according to the present invention.
2 is a heater for heating a circuit through which an organic waste liquid flows.
3 is a case in which the fermentor constituting the methane fermentation processing apparatus is accommodated in the container.
4 is a case in which the waste input tank, the generator, the hot water unit, and the methane gas tank constituting the methane fermentation processing apparatus are accommodated in the container.

도 1은 본 발명에 따른 메테인 발효 처리 장치의 개략도이며, 동 도면의 1은 발효조, 2는 폐기물 투입조, 3은 발전기, 4는 가열기를 각각 나타내고 있다.1 is a schematic view of a methane fermentation processing apparatus according to the present invention, in which 1 is a fermenter, 2 is a waste input tank, 3 is a generator, and 4 is a heater, respectively.

상기 폐기물 투입조(2)에는 메테인 가스를 발생시키는 원료가 되는 부엌 쓰레기, 가축의 배설물, 식품 가공 잔사, 오니 등의 유기성 폐기물(6)이 투입되고, 함께 서로 섞여 있는 고형물은 파쇄 기능을 구비한 펌프(5)로 자잘하게 부수어져 송출된다.Organic wastes 6 such as kitchen waste, livestock excrement, food processing residues, and sludge, which are raw materials for generating methane gas, are put into the waste input tank 2, and the solids mixed together have a crushing function It is crushed and sent out with one pump (5).

그 때문에 이 펌프(5)는 투입조(2)의 유출구에 배치되어, 발효조(1)로 송출되는 유기성 폐기물(6)은 파쇄 기능을 구비한 펌프(5)를 통과하게 된다. 또 투입조(2)에는 교반기(7)를 부착하고 있어, 투입된 다양한 물질이 서로 섞여 유기성 폐기물(6)이 균등하게 되도록 교반되고, 유기성 폐기물(6)은 유기성 폐기액(9)이 된다. 유기성 폐기액(9)은 상기 펌프(5)로 압출됨으로써 반송관(8)을 흘러 발효조(1)로 보내진다.Therefore, this pump 5 is arrange|positioned at the outlet of the input tank 2, and the organic waste 6 sent out to the fermenter 1 passes the pump 5 provided with the crushing function. In addition, a stirrer 7 is attached to the input tank 2 , and the various substances introduced are mixed with each other and stirred so that the organic waste 6 is equalized, and the organic waste 6 becomes the organic waste liquid 9 . The organic waste liquid (9) is extruded by the pump (5), flows through the conveying pipe (8), and is sent to the fermenter (1).

발효조(1)에서는 상기 폐기물 투입조(2)로부터 보내진 유기성 폐기액(9)은 발효하여 메테인 가스가 효율적으로 발생하도록 소정의 온도로 가열됨과 아울러 교반된다.In the fermenter 1, the organic waste liquid 9 sent from the waste input tank 2 is fermented and heated to a predetermined temperature to efficiently generate methane gas and stirred.

그래서 발효조(1)는 큰 탱크로 구성되어, 발효조 내의 유기성 폐기액(9)을 순환시킨다. 즉, 발효조(1)의 바닥부에 유출구(10)를 설치하여 파쇄 기능을 구비한 펌프(5)로 빨아들이고, 유기물 폐기액(9)은 순환로(11)를 흘러 순환하고, 발효조(1)의 상부에 설치되어 유입구로부터 흘러내릴 수 있다. 여기서 상기 유입구(17)는 액면(12)보다 상방에 배치되고, 그 때문에 유기물 폐기액(9)은 액면(12)에 흘러내리도록 되어 있다.So, the fermenter 1 is comprised by the large tank, and the organic waste liquid 9 in the fermenter is circulated. That is, the outlet 10 is installed at the bottom of the fermenter 1 and sucked into the pump 5 having a crushing function, and the organic waste liquid 9 flows through the circulation path 11 and circulates, and the fermenter 1 It is installed on the upper part of the tank and can flow down from the inlet. Here, the inlet 17 is disposed above the liquid level 12 , so that the organic waste liquid 9 flows down to the liquid level 12 .

순환로(11)의 일부에는 가열기(4)를 설치하고, 이 가열기(4)에 의해 순환로(11)를 흐르는 액상의 유기성 폐기액(9)을 데울 수 있다.A heater 4 is installed in a part of the circulation path 11 , and the liquid organic waste liquid 9 flowing through the circulation path 11 can be heated by the heater 4 .

그리고 발효조(1)의 내부에는 교반기(13a, 13b)를 양측에서 대각선 상에 부착하고 있어, 내부에 수용되어 있는 유기성 폐기액(9)을 교반할 수 있다.And stirrers 13a and 13b are attached to the inside of the fermenter 1 on a diagonal from both sides, and the organic waste liquid 9 accommodated in the inside can be stirred.

본 발명에서는 발효조(1)의 바닥부로부터 유출되어 액면 상방으로부터 흘러내림으로써, 그 흘러내리는 하중을 이용하여 발효조 내에서는 상하 방향으로 순환하는 흐름이 형성된다. 게다가 교반기(13a, 13b)를 발효조의 양측에서 대각선 상의 위치에 부착하여 교반함으로써, 수평면 내에서 순환하는 흐름이 형성되어 균등하게 서로 섞일 수 있다.In the present invention, by flowing out from the bottom of the fermenter 1 and flowing down from above the liquid level, a flow that circulates in the vertical direction is formed in the fermenter using the flowing load. In addition, by attaching the stirrers (13a, 13b) to positions on a diagonal from both sides of the fermenter and stirring, a flow circulating in a horizontal plane is formed and can be evenly mixed with each other.

그런데 발효조(1)의 상부 공간(14)에는 유기성 폐기액(9)이 발효됨으로써 발생한 메테인 가스가 충만하고, 이 메테인 가스는 발효조(1)와는 별개로 설치한 용기(탱크)로 이끌어 수용하여, 이 메테인 가스를 별도 사용할 수 있다. 또 이 메테인 가스를 사용하여 상기 발전기(3)를 가동하고, 가스 엔진으로 가동하는 발전기(3)에 의해 발생하는 전기를 각 용도로 사용할 수 있다.However, the upper space 14 of the fermenter 1 is filled with methane gas generated by fermentation of the organic waste liquid 9, and this methane gas is led to a container (tank) installed separately from the fermenter 1 and accommodated. Therefore, this methane gas can be used separately. Moreover, the said generator 3 is operated using this methane gas, and electricity generated by the generator 3 operated by a gas engine can be used for each use.

한편, 발전기(3)로부터 발생하는 폐열을 이용하여 가열된 온수가 온수 가열기(4)를 흐르도록 되어 있다.On the other hand, hot water heated using waste heat generated from the generator 3 flows through the hot water heater 4 .

상기 폐기물 투입조(2) 및 발효조(1)에 부착되어 있는 교반기(7, 13a, 13b)의 동력으로서, 또 펌프(5)를 구동하는 동력으로서의 전력도 상기 발전기(3)로부터 공급한다. 즉, 본 발명의 메테인 발효 처리 장치는 외부로부터의 에너지의 공급을 필요로 하지 않고 독립적으로 가동하도록 구성하고 있다. 그 때문에 본 발명의 장치를 필요한 장소에 반송·설치함으로써, 발전기(3)로부터 발생하는 전기 에너지를 또는 발전기(3)의 폐열을 손쉽게 이용할 수 있다.Power for the agitators 7 , 13a , 13b attached to the waste input tank 2 and the fermenter 1 and as power for driving the pump 5 is also supplied from the generator 3 . That is, the methane fermentation processing apparatus of this invention is comprised so that it may operate independently without requiring supply of energy from the outside. Therefore, by conveying and installing the apparatus of this invention to a necessary place, the electrical energy which generate|occur|produces from the generator 3 or the waste heat of the generator 3 can be utilized easily.

이 온수 가열기(4)는 도 2에 구체예를 나타내는 바와 같이, 중심 축부를 상기 순환로(11)가 관통하고, 온수(15)가 가열기(4)를 흐름으로써 순환로(11)가 가열되고, 나아가서는 순환로(11)를 흐르는 유기성 폐기액(9)이 가열된다.As the specific example of this hot water heater 4 is shown in FIG. 2, the said circulation path 11 penetrates a central shaft part, and the circulation path 11 is heated by the hot water 15 flowing through the heater 4, and further The organic waste liquid 9 flowing through the circuit 11 is heated.

상기 발전기(3)가 가동함으로써 발생하는 폐열이 이용되어 온수 유닛(16) 내의 온수(15)가 데워지고, 이 온수(15)는 상기 가열기(4)를 순환하도록 되어 있다.Waste heat generated by the operation of the generator 3 is used to heat the hot water 15 in the hot water unit 16 , and the hot water 15 circulates through the heater 4 .

그리고 가열된 유기성 폐기액(9)은 순환로(11)를 흘러 발효조(1)의 액면 상방으로부터 흘러내리고, 발효조 내부의 유기성 폐기액(9)의 온도를 약30℃~40℃, 또는 50℃~60℃로 상승시켜 발효할 수 있다. 이 온도는 유기성 폐기액(9)이 발효하기 쉬운 온도이며, 이 2개의 온도대를 전환할 수 있도록 제어하고 있다. 또 액면 상방으로부터 흘러내림으로써 상하 방향으로 순환하는 흐름이 형성됨과 아울러, 유기성 폐기액(9)의 액면(12)에 발생하는 다수의 거품은 찌그러져 소멸되게 된다.And the heated organic waste liquid 9 flows through the circulation path 11 and flows down from above the liquid level of the fermenter 1, and the temperature of the organic waste liquid 9 inside the fermenter is about 30 ℃ ~ 40 ℃, or 50 ℃ ~ It can be fermented by raising it to 60°C. This temperature is the temperature at which the organic waste liquid 9 is easy to ferment, and it is controlled so that these two temperature ranges can be switched. In addition, a flow circulating in the vertical direction is formed by flowing down from above the liquid level, and a number of bubbles generated on the liquid level 12 of the organic waste liquid 9 are crushed and disappear.

도 3은 본 발명에 따른 메테인 발효 처리 장치의 발효조(1)를 나타내는 실시예이며, (a)는 평면도, (b)는 정면도를 각각 나타내고 있다. 동 도면에 나타내는 발효조(1)는 개략 직육면체를 형성한 탱크이며, 이 발효조(1)에 상기 폐기물 투입조(2)로부터 보내지는 유기성 폐기액(9)이 수용되어 메테인 가스를 발생시킨다.3 : is an Example which shows the fermenter 1 of the methane fermentation processing apparatus which concerns on this invention, (a) has shown the top view, (b) has shown the front view, respectively. The fermenter 1 shown in the figure is a tank in which a substantially rectangular parallelepiped was formed, and the organic waste liquid 9 sent from the said waste input tank 2 is accommodated in this fermenter 1, and methane gas is generated.

이 발효조(1)의 상단부에는 순환로(11)가 배치되고 그 유입구(17)가 선단에 설치되어 있다.A circulation path 11 is disposed at the upper end of the fermenter 1, and an inlet 17 thereof is provided at the tip.

그리고 발효조(1)의 양측에는 교반기(13a, 13b)가 부착되고, 양 교반기(13a, 13b)의 높이는 동일한데 대각선 상에 위치하고 있다. 따라서 양 교반기(13a, 13b)가 회전하면, 유기성 폐기액(9)은 수평면 내에서 반시계 방향으로 순환하여 흐른다.And stirrers 13a and 13b are attached to both sides of the fermenter 1, and the heights of both stirrers 13a and 13b are the same, but they are located on a diagonal line. Therefore, when both agitators 13a and 13b rotate, the organic waste liquid 9 circulates and flows counterclockwise in a horizontal plane.

한편, 순환로(11)를 흘러 상기 유입구(17)로부터 흘러내리는 유기성 폐기액(9)은 상하 방향으로 순환하는 흐름이 형성되고, 발효조 내의 유기성 폐기액(9)은 균일하게 서로 섞이며, 게다가 수평면 내의 순환 흐름으로 액면 상에 발생하는 거품은 상방의 유입구(17)로부터 흘러내리는 유기성 폐기액(9)으로 순차 찌그러진다.On the other hand, the organic waste liquid 9 flowing through the circulation path 11 and flowing down from the inlet 17 is formed to circulate in the vertical direction, and the organic waste liquid 9 in the fermenter is uniformly mixed with each other, and in addition to the horizontal surface The bubbles generated on the liquid level due to the circulation flow inside are crushed sequentially into the organic waste liquid (9) flowing down from the upper inlet (17).

그런데 발효조(1)의 양측으로서 대각선 상에 부착된 교반기(13a, 13b)가 회전함으로써 유기성 폐기액(9)은 반시계 방향으로 순환하여 흐르는데, 교반기(13a, 13b) 대신에 유기성 폐기액(9)이 분사되는 노즐을 대각선 상에 부착하는 것도 가능하다. 즉, 순환로(11)를 도중에서 분기시켜 분사 노즐로부터 분사시킨다. 물론 필요하면 별개의 분사용 펌프를 부착해도 된다.By the way, as both sides of the fermenter 1, the stirrers 13a and 13b attached on the diagonal are rotated so that the organic waste liquid 9 circulates counterclockwise and flows, instead of the stirrers 13a and 13b, the organic waste liquid 9 ), it is also possible to attach the nozzle to which the jet is applied on a diagonal. That is, the circulation path 11 is branched on the way, and it is injected from the injection nozzle. Of course, if necessary, a separate injection pump may be attached.

도 4는 도 3에 나타내는 발효조(1)를 제거한 폐기물 투입조(2), 발전기(3), 온수 유닛(16), 메테인 가스 탱크(18)를 각각 나타내고 있다. 본 발명에 따른 메테인 발효 처리 장치는 컨테이너에 수용하여 구성하고, 큰 탱크로 구성하고 있는 발효조(1)는 컨테이너(19)에 수용되며, 그 밖의 구성 부재인 상기 폐기물 투입조(2), 발전기(3), 온수 유닛(16), 메테인 가스 탱크(18)는 컨테이너(20)에 수용되어 있다.4 : has shown the waste input tank 2, the generator 3, the hot water unit 16, and the methane gas tank 18 which removed the fermenter 1 shown in FIG. 3, respectively. The methane fermentation processing apparatus according to the present invention is configured to be accommodated in a container, the fermenter 1 configured as a large tank is accommodated in the container 19, and the waste input tank 2, which is another component, a generator (3), the hot water unit 16 and the methane gas tank 18 are accommodated in the container 20 .

따라서 이들 컨테이너(19, 20)를 트럭에 실어 소정의 장소로 운반할 수 있다. 운반된 양 컨테이너(19, 20)는 서로 접속하여, 폐기물 투입조(2)에 유기성 폐기물(5)을 투입함으로써 메테인 가스가 발생하여 가동할 수 있다.Accordingly, these containers 19 and 20 can be loaded onto a truck and transported to a predetermined place. Both containers 19 and 20 transported are connected to each other, and methane gas can be generated and operated by inputting the organic waste 5 into the waste input tank 2 .

이와 같이 컨테이너(19, 20)에 수용하여 구성함으로써, 각각의 장치를 현장으로 운반하여 설치할 필요가 없고, 그 때문에 전체가 컴팩트화됨과 아울러 거치 작업에 노동력이 절감된다.By accommodating and configuring the containers 19 and 20 in this way, there is no need to transport and install each device to the site, thereby making the whole compact and reducing labor for the mounting operation.

1…발효조
2…폐기물 투입조
3…발전기
4…가열기
5…파쇄 펌프
6…유기성 폐기물
7…교반기
8…반송관
9…유기성 폐기액
10…유출구
11…순환로
12…액면
13…교반기
14…상부 공간
15…온수
16…온수 유닛
17…유입구
18…메테인 가스 탱크
19…컨테이너
20…컨테이너One… fermenter
2… waste tank
3… generator
4… burner
5… fracturing pump
6… organic waste
7… agitator
8… return pipe
9… organic waste liquid
10… outlet
11… round
12… face value
13… agitator
14… upper space
15… hot water
16… hot water unit
17… inlet
18… methane gas tank
19… container
20… container

Claims (10)

유기성 폐기물로부터 메테인 가스를 발생시키는 장치에 있어서, 폐기물을 투입하는 폐기물 투입조, 메테인 가스가 발생하는 발효조, 이 메테인 가스를 사용하여 가동하는 발전기, 이 발전기가 가동할 때의 폐열을 사용하여 가열하는 온수 유닛을 가지고, 가열된 온수 유닛 내의 온수가 순환하는 가열기를 가지고, 상기 폐기물 투입조와 발효조를 반송관으로 접속함과 아울러 이 폐기물 투입조에 넣은 유기성 폐기물을 발효조로 보내기 위한 펌프를 부착하고, 그리고 이 발효조 내에서 상하 방향으로 순환하는 흐름을 형성하기 위해 발효조의 하단부에 설치한 유출구로부터 흐르고 발효조 내의 유기성 폐기액의 액면보다 상방에 유입구를 가지는 순환로를 설치하고, 이 순환로는 내부를 흐르는 유기성 폐기액을 가열하기 위해 상기 가열기 내를 통과하고, 상기 발효조의 형상을 직육면체로 함과 아울러, 수평면 내에서 순환하는 흐름을 형성하기 위해 교반기를 양측의 대각선 상에 설치한 것을 특징으로 하는 메테인 발효 처리 장치.In an apparatus for generating methane gas from organic waste, a waste input tank for inputting waste, a fermenter for generating methane gas, a generator operated using the methane gas, and waste heat when the generator is operated It has a hot water unit that heats the hot water unit, has a heater through which the hot water in the heated hot water unit circulates, connects the waste input tank and the fermenter with a return pipe, and attaches a pump for sending the organic waste into the waste input tank to the fermenter, And, in order to form a flow that circulates in the vertical direction in the fermenter, a circulation path is installed that flows from the outlet installed at the lower end of the fermenter and has an inlet above the liquid level of the organic waste liquid in the fermenter, and this circulation path Methane fermentation, characterized in that the waste liquid is passed through the heater to heat the fermenter, and the shape of the fermenter is a rectangular parallelepiped, and stirrers are installed on both sides diagonally to form a flow circulating in a horizontal plane. processing unit. 제 1 항에 있어서, 상기 교반기 대신에 분사 노즐을 부착한 것을 특징으로 하는 메테인 발효 처리 장치.The methane fermentation processing apparatus according to claim 1, wherein a spray nozzle is attached instead of the agitator. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 발전기 대신에 보일러를 사용한 것을 특징으로 하는 메테인 발효 처리 장치.The methane fermentation processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein a boiler is used instead of the generator. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 발전기 대신에 온수 발생 장치를 사용한 것을 특징으로 하는 메테인 발효 처리 장치.The methane fermentation processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein a hot water generator is used instead of the generator. 유기성 폐기물을 자잘하게 부순 유기성 폐기액으로부터 메테인 가스를 발생시키는 메테인 발효 처리 방법에 있어서, 폐기물을 투입하는 폐기물 투입조, 메테인 가스가 발생하는 발효조, 이 메테인 가스를 사용하여 가동하는 발전기, 이 발전기가 가동할 때의 폐열을 사용하여 가열하는 온수 유닛, 그리고 가열된 온수 유닛 내의 온수가 순환하는 가열기를 가지고, 상기 폐기물 투입조에 넣은 유기성 폐기물을 자잘하게 부수어서 만들어지는 유기성 폐기액을 펌프로 발효조에 보내고, 발효조에는 그 하단부에 설치한 유출구로부터 순환로를 연장시키고, 그 유입구를 발효조 내의 유기성 폐기액의 액면보다 상방에 설치하고, 상기 유기성 폐기액은 순환로를 흐름과 아울러 도중에 설치한 가열기 내를 상기 순환로가 통과함으로써 소정의 온도로 가열되고, 그리고 유기성 폐기액은 상기 하단부의 유출구로부터 유출되어 상기 유입구로부터 액면을 향하여 흘러내림으로써 발효조 내에서 상하 방향으로 순환하는 흐름을 형성하고, 또 상기 발효조의 형상을 직육면체로 함과 아울러, 교반기를 양측의 대각선 상에 설치하여 교반함으로써 유기성 폐기액이 수평면 내에서 순환하는 흐름을 형성한 것을 특징으로 하는 메테인 발효 처리 방법.In the methane fermentation treatment method for generating methane gas from organic waste liquid that has been crushed organic waste, a waste input tank for inputting waste, a fermenter for generating methane gas, and a generator operated using the methane gas , a hot water unit that heats using waste heat when this generator is operated, and a heater in which hot water in the heated hot water unit circulates, and pumps organic waste liquid produced by crushing organic waste placed in the waste input tank into small pieces. The fermenter is sent to the fermenter, and the circulation path is extended from the outlet installed at the lower end of the fermenter, and the inlet is installed above the liquid level of the organic waste liquid in the fermenter, and the organic waste liquid flows through the circulation path and in a heater installed on the way is heated to a predetermined temperature by passing through the circulation path, and the organic waste liquid flows out from the outlet of the lower end and flows down from the inlet toward the liquid level to form a flow that circulates in the vertical direction in the fermenter, and the fermenter A methane fermentation treatment method, characterized in that the organic waste liquid circulates in a horizontal plane by agitating by setting the shape of a rectangular parallelepiped and by installing agitators on both sides of the diagonal. 제 5 항에 있어서, 상기 교반기 대신에 분사 노즐을 부착한 것을 특징으로 하는 메테인 발효 처리 방법.The methane fermentation treatment method according to claim 5, wherein a spray nozzle is attached instead of the agitator. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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