KR102625530B1 - Hybrid Biogas Production System - Google Patents

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KR102625530B1
KR102625530B1 KR1020230128353A KR20230128353A KR102625530B1 KR 102625530 B1 KR102625530 B1 KR 102625530B1 KR 1020230128353 A KR1020230128353 A KR 1020230128353A KR 20230128353 A KR20230128353 A KR 20230128353A KR 102625530 B1 KR102625530 B1 KR 102625530B1
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biogas
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treatment
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정지현
김혜숙
박선욱
김준영
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주식회사 이담환경기술
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Abstract

본 발명은 하이브리드 바이오가스 생성 시스템에 관한 것으로, 상부에 암모니아 가스 생산조를 두고 직하방에 이산화탄소 흡수조를 마련하여 가축분뇨의 혐기 처리에서 배출되는 바이오 가스와 폐수를 하나의 하우징으로 적은 공간에서 암모니아 제거와 이산화탄소 흡수를 할 수 있으며, 암모니아 가스 생산조에서 암모니아를 중력식으로 낙하하면서 탈기할 수 있고, 상단의 암모니아 가스 생산조에서 암모니아가 제거된 제1유출수를 별도 구동장치 없이 이산화탄소 흡수조로 공급하여 암모니아 탈기와 강염기의 제1유출수를 중성화된 제2유출수로 변화시킬때에 에너지 절감을 할 수 있는 하이브리드 바이오가스 생성 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 농림축산식품부의 재원으로 녹림식품기술기획평가원의 "농가소득 창출을 위한 한우와 젖소 가축분뇨를 활용한 농가 마을단위 바이오가스-암모니아 발전기술 개발" 사업의 지원을 받아 연구되었다(과제고유번호 : 1545028287, 세부과제번호 : 00233134).
The present invention relates to a hybrid biogas production system, which has an ammonia gas production tank at the top and a carbon dioxide absorption tank directly below, so that biogas and wastewater discharged from the anaerobic treatment of livestock manure are converted into ammonia in a small space in a single housing. It can remove and absorb carbon dioxide, and can degas the ammonia by gravity-falling it from the ammonia gas production tank. The first effluent water from which ammonia has been removed from the ammonia gas production tank at the top is supplied to the carbon dioxide absorption tank without a separate driving device to produce ammonia. It relates to a hybrid biogas production system that can save energy when changing degassed and strong base first effluent into neutralized second effluent.
This invention was researched with support from the Green Forest Food Technology Planning and Evaluation Institute's "Development of biogas-ammonia power generation technology at farm village level using Korean beef and dairy cow manure for farm income generation" project funded by the Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs (project specific) Number: 1545028287, Detailed project number: 00233134).

Description

하이브리드 바이오가스 생성 시스템{Hybrid Biogas Production System}Hybrid biogas production system {Hybrid Biogas Production System}

본 발명은 하이브리드 바이오가스 생성 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상부에 암모니아 가스 생산조를 두고 직하방에 이산화탄소 흡수조를 마련하여 가축분뇨의 혐기 처리에서 배출되는 바이오 가스와 폐수를 하나의 하우징으로 적은 공간에서 암모니아 제거와 이산화탄소 흡수를 할 수 있는 하이브리드 바이오가스 생성 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 농림축산식품부의 재원으로 녹림식품기술기획평가원의 "농가소득 창출을 위한 한우와 젖소 가축분뇨를 활용한 농가 마을단위 바이오가스-암모니아 발전기술 개발" 사업의 지원을 받아 연구되었다(과제고유번호 : 1545028287, 세부과제번호 : 00233134).The present invention relates to a hybrid biogas production system, and more specifically, by placing an ammonia gas production tank at the top and providing a carbon dioxide absorption tank directly below, the biogas and wastewater discharged from the anaerobic treatment of livestock manure are combined into one housing. It is about a hybrid biogas production system that can remove ammonia and absorb carbon dioxide in a small space. This invention was researched with support from the Green Forest Food Technology Planning and Evaluation Institute's "Development of biogas-ammonia power generation technology at farm village level using Korean beef and dairy cow manure for farm income generation" project funded by the Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs (project specific) Number: 1545028287, Detailed project number: 00233134).

음식물 폐기물 또는 축산 농가에서 유출되는 축사분뇨의 처리는 소각, 매립, 재활용 기술로 나눌 수 있으며, 재활용 기술은 사료화와 퇴비화 등으로 구분되고 있다.The treatment of food waste or livestock waste from livestock farms can be divided into incineration, landfill, and recycling technologies, and recycling technologies are divided into feed and composting.

이러한 유기성 폐기물의 처리에서 소각의 경우 낮은 발열량과 수분 함유로 인한 불완전 연소 등에 의한 다이옥신 발생으로 2차 공해를 유발하여 환경을 오염시키는 심각한 문제점으로 사양화된 기술이며, 사료화 기술은 자원의 재활용이란 관점에서 가장 많이 보급된 기술이지만 처리 과정에서 매우 까다로운 절차가 필요한 기술로 많은 문제점이 따르고 있다.In the case of incineration in the treatment of such organic waste, it is a technology that has been specified due to the serious problem of polluting the environment by causing secondary pollution due to the generation of dioxins due to low calorific value and incomplete combustion due to moisture content, and feed technology is from the perspective of recycling of resources. Although it is the most widely used technology, it requires very complicated procedures in the processing process and is subject to many problems.

또한 퇴비화 기술은 호기성 처리방법과 혐기성 처리방법이 있으나 호기성 처리 방법은 호기성 미생물의 호흡을 원활히 해주기 위한 수분 조절제(톱밥 등)의 사용을 필수로 요구하여 경제성이 떨어지고 대기오염 문제가 발생하는 단점이 있는 반면, 혐기성 처리 방법은 대기와 차단되어 악취 문제가 해결될 뿐 아니라 혐기성 처리 과정에서 활용 가능한 바이오가스(메탄 성분이 약 70%)가 발생하여 이를 이용한 바이오가스 발전이 가능한 장점이 있다.In addition, composting technology includes aerobic treatment methods and anaerobic treatment methods, but the aerobic treatment method requires the use of moisture regulators (sawdust, etc.) to facilitate the respiration of aerobic microorganisms, which has the disadvantage of being less economical and causing air pollution problems. On the other hand, the anaerobic treatment method has the advantage of not only solving the odor problem by blocking the process from the atmosphere, but also generating usable biogas (approximately 70% methane) during the anaerobic treatment process, which can be used to generate biogas power.

이와 같이 유기성 폐기물을 이용한 에너지 자원화 방안은 환경 보존 및 신재생 에너지원이라는 관점에서 주목받고 지속적으로 개발되고 있으며, 유기성 폐기물을 혐기성 소화시켜 바이오가스를 생산하는 방법으로 생산된 바이오가스를 전기, 열에너지로 전환하여 사용할 수 있고 부산물로 비료 등으로 사용할 수 있기 때문에 그 활용도가 높아 지속적인 개발이 요구되고 있다.In this way, the method of using organic waste as an energy resource is attracting attention and is continuously being developed from the perspective of environmental conservation and new renewable energy source. Biogas is produced by anaerobic digestion of organic waste and can be used as electricity and heat energy. Since it can be converted and used as a by-product and used as fertilizer, etc., its usability is high and continuous development is required.

이처럼 가축분뇨, 음식물 쓰레기 등의 고농도 유기성 폐기물을 처리하는 혐기성 소화조와 매립지에서는 유기 물질이 혐기성 상태에서 분해되면서 바이오가스가 발생되고, 이러한 바이오가스의 주성분은 메탄(50~70%)과 이산화탄소(30~50%)이며, 황화수소를 비롯한 암모니아, 수소, 질소, 휘발성 유기화합물 및 실록산 등의 불순 물질이 미량 포함되어 있는데, 그 원료물질인 유기성 폐기물은 인간활동과 각종 산업 활동을 통해 끊임없이 발생되므로 발생량은 지속적으로 증가하고 있다.In this way, in anaerobic digesters and landfills that process high-concentration organic waste such as livestock manure and food waste, biogas is generated as organic materials decompose in anaerobic conditions. The main components of this biogas are methane (50-70%) and carbon dioxide (30%). ~50%), and contains trace amounts of impurities such as hydrogen sulfide, ammonia, hydrogen, nitrogen, volatile organic compounds, and siloxane. Organic waste, which is the raw material, is constantly generated through human activities and various industrial activities, so the amount generated is It is continuously increasing.

바이오가스는 메탄이 주성분이기 때문에 가연성 물질로서 에너지원으로 사용이 가능하지만, 메탄 함량이 천연가스에 비해 거의 절반 수준으로 낮고 불순가스가 많아 주로 보일러, 열병합 발전 등 전기나 열을 생산하는 공정의 연료로서 제한된 용도로만 사용되고 있다.Biogas is a combustible material and can be used as an energy source because its main ingredient is methane. However, the methane content is almost half that of natural gas and it contains a lot of impurities, so it is mainly used as a fuel for processes that produce electricity or heat, such as boilers and combined heat and power generation. It is used only for limited purposes.

하지만 최근 유럽을 중심으로 바이오가스의 단순 이용보다는 고급화를 위해 메탄의 비율을 높이고 불순가스를 제거한 바이오메탄을 연료로 이용하려는 경향이 확대되고 있다.However, recently, mainly in Europe, there has been a growing trend to increase the proportion of methane and use biomethane with impurities removed as fuel for higher quality rather than simple use of biogas.

바이오메탄은 메탄농도가 97% 이상, 산소, 질소 농도가 3% 이하, 황화수소, 실록산 등이 제한 수준 이내로 포함된 가스로 그 열량이 천연가스의 약85% 수준이지만, 가정이나 교통수단, 발전시설 등 기존 천연가스가 사용되는 곳에 모두 사용될 수 있다.Biomethane is a gas with a methane concentration of 97% or more, oxygen and nitrogen concentrations of 3% or less, and hydrogen sulfide and siloxane within the limit. Its calorific value is about 85% of natural gas, but it is not used in homes, transportation, or power generation facilities. It can be used in all places where existing natural gas is used.

이와 같은 바이오가스의 정제는 바이오가스에 함유된 황화수소, 실록산 및 기타 불순물들을 제거하는 전처리공정과, 이산화탄소 및 잔존하는 불순물들을 제거하는 바이오메탄 정제공정으로 분류되는데, 바이오메탄의 정제방법으로는 일반적으로 흡수법, 흡착법 및 멤브레인법 등이 알려져 있다.This purification of biogas is divided into a pretreatment process to remove hydrogen sulfide, siloxane, and other impurities contained in biogas, and a biomethane purification process to remove carbon dioxide and remaining impurities. The purification methods for biomethane are generally: Absorption method, adsorption method and membrane method are known.

최근들어 국내에서도 다수의 특허가 출원되고, 바이오메탄을 정제하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 아직까지 상용화에 어려움을 겪고 있으며 대부분 외국으로부터 기술 및 시스템을 도입하여 실시하고 있다.Recently, a number of patents have been applied for in Korea, and research to purify biomethane is actively underway, but commercialization is still difficult and most of them are implemented by introducing technologies and systems from foreign countries.

이와 같이 가축분뇨에서 메탄가스를 추출하여 전기 및 열을 생산하여 활용하거나 전력 및 열 판매 수입, 기타 유기성폐기물 반입 수수료 등 추가수입원 확보가 가능한 바이오가스화 기술에 대한 필요성이 대두되고 있다.In this way, there is an emerging need for biogasification technology that can extract methane gas from livestock waste and utilize it to produce electricity and heat, or secure additional sources of income such as income from electricity and heat sales, and other organic waste import fees.

가축분뇨를 처리하여 바이오 가스를 생산하는 시스템은 암모니아 탈기와 이산화탄소 흡수를 필수 요건으로 하는데, 암모니아 탈기탑이나 이산화탄소 흡수탑은 넓은 공간을 요구하는 것이어서 소규모 축산 농가에서 설치하기 어려웠다. The system that produces biogas by processing livestock waste requires ammonia degassing and carbon dioxide absorption, but the ammonia degassing tower or carbon dioxide absorption tower requires a large space, making it difficult for small-scale livestock farms to install.

또한, 암모니아 탈기와 이산화탄소 흡수에는 다수의 펌프와 콤프레샤를 계속하여 사용하여야 해서 에너지 소비가 많고 이들 구동장치를 설치하기 위한 공간이 요구되었다.In addition, ammonia removal and carbon dioxide absorption required continuous use of multiple pumps and compressors, which consumed a lot of energy and required space to install these driving devices.

KR 10-0743373 (등록번호) 2007.07.23.KR 10-0743373 (registration number) 2007.07.23. KR 10-1234286 (등록번호) 2013.02.12.KR 10-1234286 (registration number) 2013.02.12. KR 20-2015-0003169 (공개번호) 2015.08.21.KR 20-2015-0003169 (Publication number) 2015.08.21.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상부에 암모리나 탈기를 통한 암모니아 가스 생산조를 두고 직하방에 이산화탄소 흡수조를 마련하여 가축분뇨의 혐기 처리에서 배출되는 가스와 폐수를 하나의 하우징으로 적은 공간에서 암모니아 제거와 바이오 가스 내 이산화탄소 흡수를 할 수 있는 하이브리드 바이오가스 생성 시스템을 제공하는 것이다.The present invention is intended to solve the above problems, by placing an ammonia gas production tank through ammonia or degassing at the top and providing a carbon dioxide absorption tank directly below to collect the gas and wastewater discharged from the anaerobic treatment of livestock manure in one housing. The goal is to provide a hybrid biogas generation system that can remove ammonia and absorb carbon dioxide in biogas in a small space.

본 발명은 암모니아 가스 생산조에서 암모니아를 중력식으로 낙하하면서 탈기할 수 있고, 상단의 암모니아 가스 생산조에서 암모니아가 제거된 제1유출수를 별도의 펌프 없이 이산화탄소 흡수조로 공급하여 암모니아 탈기와 강염기의 제1유출수를 중성화된 제2유출수로 변화시킬때에 에너지 절감을 할 수 있는 하이브리드 바이오가스 생성 시스템을 제공하는 것이다.In the present invention, ammonia can be degassed by falling in an ammonia gas production tank by gravity, and the first effluent water from which ammonia has been removed from the ammonia gas production tank at the top is supplied to the carbon dioxide absorption tank without a separate pump to degas the ammonia and remove the first strong base. The aim is to provide a hybrid biogas production system that can save energy when changing effluent into neutralized secondary effluent.

본 발명은 작은 크기의 소처리조를 연속적으로 나란하게 구비하고 각각에 폐수를 공급하며, 각 소처리조 내부에 주름경사판인 패들을 가로방향으로 하향설치시켜 유입된 폐수가 지그재그로 형성된 복수의 패들을 자중에 의하여 낙하하며 이동함으로써 체류시간이 길어져 암모니아의 탈기가 원활한 하이브리드 바이오가스 생성 시스템을 제공하는 것이다.The present invention provides a series of small-sized treatment tanks side by side, supplies wastewater to each, and installs a paddle, which is a corrugated inclined plate, downward in the horizontal direction inside each treatment tank to form a plurality of paddles in which the inflow wastewater is formed in a zigzag pattern. By falling and moving by their own weight, the residence time is extended, providing a hybrid biogas production system that facilitates ammonia degassing.

본 발명은 직사각형 형상의 소처리조 내부에 길이방향으로 하향 경사진 요철 주름 상면을 갖는 패들을 복수개로 구비하여, 유입된 폐수가 낙차이동과 요철이동을 번갈아 이동하도록 하고, 복수개의 소처리조에서 암모니아 가스기 제거된 제1유출수를 하나의 유출수 저장조로 저장시켜 이산화탄소 흡수조로 낙하시키므로 암모니아 탈기 효율이 높고, 이산화탄소 흡수조로의 공급량 제어가 가능한 하이브리드 바이오가스 생성 시스템을 제공하는 것이다.The present invention is provided with a plurality of paddles having a concave-convex corrugated upper surface inclined downward in the longitudinal direction inside a rectangular-shaped small treatment tank, so that the inflowed wastewater moves alternately through drop movement and uneven movement, and in the plurality of small treatment tanks. The first effluent from which the ammonia gas group has been removed is stored in one effluent storage tank and dropped into a carbon dioxide absorption tank, thereby providing a hybrid biogas generation system that has high ammonia degassing efficiency and allows control of the supply amount to the carbon dioxide absorption tank.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 혐기소화조에서 처리한 가축분뇨의 폐수를 유입받는 암모니아 가스 생산조(200)가 상부에 배치되고, 혐기소화조에서 처리되어 가스로 배출되는 바이오 가스를 유입받는 이산화탄소 흡수조(100)가 하부에 배치되는 하이브리드 바이오가스 생성 시스템에 있어서, 상기 암모니아 가스 생산조(200)는 하단이 개방된 직사각형 단면의 소처리조(210)가 서로 이격되어 복수개가 연속적으로 배치되고; 상기 소처리조(210)의 하부에는 하단이 폐쇄된 상광하협 형상을 갖고 상기 소처리조(210)에서 처리되는 제1유출수가 낙하하여 저장되는 유출수 저장조(240)가 구비되며; 상기 유출수 저장조(240) 하부에는 상기 소처리조(210)와 수직 방향의 직사각형 단면을 갖는 이산화탄소 흡수조(100)가 구비되고; 상기 유출수 저장조(240)의 하부와 이산화탄소 흡수조(100)의 하부를 수직으로 연결하여 상기 제1유출수를 이산화탄소 흡수조(100)로 공급하는 유출수배관(250)이 구비되며; 상기 제1유출수 및 바이오가스는 이산화탄소 흡수조(100)의 하부로 유입되되, 마주보는 가로면으로 각각 유입된다.In order to achieve the above object, the present invention has an ammonia gas production tank 200 placed at the top to receive wastewater from livestock manure treated in an anaerobic digestion tank, and absorbs carbon dioxide to receive biogas that is processed in the anaerobic digestion tank and discharged as gas. In the hybrid biogas production system in which the tank 100 is disposed at the bottom, the ammonia gas production tank 200 includes a plurality of rectangular cross-sectional treatment tanks 210 with open bottoms spaced apart from each other and arranged consecutively; At the lower part of the treatment tank 210, an effluent water storage tank 240 is provided, which has an upper-lower narrow shape with a closed lower end, and into which the first effluent water treated in the treatment tank 210 falls and is stored; A carbon dioxide absorption tank 100 having a rectangular cross-section perpendicular to the treatment tank 210 is provided below the effluent storage tank 240; An effluent pipe 250 is provided to vertically connect the lower part of the effluent storage tank 240 and the lower part of the carbon dioxide absorption tank 100 to supply the first effluent water to the carbon dioxide absorption tank 100; The first effluent and biogas flow into the lower part of the carbon dioxide absorption tank 100, and flow into opposite horizontal surfaces, respectively.

본 발명의 복수개의 상기 소처리조(210)는 동일한 형상과 크기를 가지며; 각각의 소처리조(210)는 상부 측면에 소처리조(210) 내부로 돌출된 폐수 유입구(215)가 수평방향으로 복수개 구비되고, 상단에 암모니아 가스가 배출되는 암모니아 가스 배출구(216)가 구비된다.The plurality of treatment tanks 210 of the present invention have the same shape and size; Each treatment tank 210 is provided with a plurality of horizontal wastewater inlets 215 protruding into the treatment tank 210 on the upper side, and an ammonia gas outlet 216 through which ammonia gas is discharged at the top. do.

또한, 본 발명의 상기 소처리조(210)의 내부에는 직사각형 형상의 패들(220)이 복수개로 구비되되; 각 패들(220)은 작은 길이를 갖는 소패들면(221)과 긴 길이를 갖는 대패들면(222)의 4측면을 형성하는 직사각형 형상이며; 상기 소패들면(221)은 일면(221a)이 소처리조(210)의 내벽면에 결합되고 타면(221b)이 소처리조(210)의 내벽면에서 이격되며, 상기 대패들면(222)은 양면이 소처리조(210)의 내벽면에 결합되어; 상기 패들(220)은 3면이 소처리조(210)의 내벽면에 의하여 폐쇄되고, 1면이 개방된다.In addition, the inside of the treatment tank 210 of the present invention is provided with a plurality of paddles 220 having a rectangular shape; Each paddle 220 has a rectangular shape forming four sides of a small paddle surface 221 with a small length and a large paddle surface 222 with a long length; The paddle surface 221 has one side (221a) coupled to the inner wall of the treatment tank 210 and the other side (221b) spaced apart from the inner wall of the treatment tank 210, and the paddle surface 222 has both sides. It is coupled to the inner wall of the treatment tank 210; The paddle 220 has three sides closed by the inner wall of the treatment tank 210 and one side is open.

또한, 본 발명의 상기 패들(220)은 상면에 요철이 형성되고, 대패들면(222)이 소패들면의 소처리조(210)의 내벽면에 결합된 일면(221a)에서부터 하향경사져 있으며; 각 패들(220)은 상하로 이격되되, 근접된 소패들면(221)의 일면(221a)이 소처리조(210) 내부에서 반대 방향에 형성된다.In addition, the paddle 220 of the present invention has irregularities formed on the upper surface, and the large paddle surface 222 is inclined downward from one surface 221a coupled to the inner wall surface of the small paddle surface of the small treatment tank 210; Each paddle 220 is spaced apart up and down, and one side 221a of the paddle surface 221 is formed in the opposite direction inside the treatment tank 210.

또한, 본 발명의 상기 유출수 저장조(240)는 소처리조(210)의 내부와 접하는 제1상면(241)이 개방되고, 소처리조(210)와 접하지 않는 제2상면(242)이 폐쇄되며; 하부 일측에 상기 유출수배관(250)과 결합되는 제1유출홀(251)이 형성된다.In addition, in the effluent storage tank 240 of the present invention, the first upper surface 241, which is in contact with the inside of the treatment tank 210, is open, and the second upper surface 242, which is not in contact with the treatment tank 210, is closed. and; A first outflow hole 251 connected to the outflow pipe 250 is formed on one side of the lower part.

또한, 본 발명의 상기 이산화탄소 흡수조(100)는 직사각형 형상의 메인 흡수조(120)를 포함하며; 상기 메인 흡수조(120)는 하부 일면에 제1유입홀(252)이 형성되어 유출수 저장조(240)로부터 제1유출수를 공급받고, 하부 타면에 가축분뇨가 혐기처리되며 발생하는 바이오가스가 유입되는 산기석(140)이 배치되며; 상기 메인 흡수조(120) 상부에 바이오 가스가 포집되도록 하광상협 형상의 가스포집조(111)가 구비되고; 상기 가스포집조(110)에는 바이오 가스가 배출되는 바이오 가스 배출구(111)가 구비된다.In addition, the carbon dioxide absorption tank 100 of the present invention includes a main absorption tank 120 of a rectangular shape; The main absorption tank 120 has a first inlet hole 252 formed on one lower side to receive the first effluent water from the effluent storage tank 240, and the other side of the lower side into which biogas generated from anaerobic treatment of livestock waste flows into. A mountain stone 140 is placed; A gas collection tank 111 in the shape of a lower chamber is provided on the upper part of the main absorption tank 120 to collect biogas; The gas collection tank 110 is provided with a biogas outlet 111 through which biogas is discharged.

또한, 본 발명의 상기 가스포집조(110)와 유출수 저장조(240) 사이에는 이동을 방지하는 폐쇄된 차단면(243)이 형성되고; 상기 가스포집조(110)와 유출수 저장조(240)는 차단면(243)을 중심으로 동일 형상이 반대 방향으로 배치된다. In addition, a closed blocking surface 243 is formed between the gas collection tank 110 and the effluent storage tank 240 of the present invention to prevent movement; The gas collection tank 110 and the effluent storage tank 240 have the same shape and are arranged in opposite directions around the blocking surface 243.

또한, 본 발명의 상기 산기석(140)은 이산화탄소 흡수조(100) 내부로 연장되는 공급관(141)과 상기 공급관(142)에서 배치되는 다수개의 통공(142)을 포함한다.In addition, the diffuser stone 140 of the present invention includes a supply pipe 141 extending into the carbon dioxide absorption tank 100 and a plurality of through holes 142 disposed in the supply pipe 142.

따라서, 본 발명의 하이브리드 바이오가스 생성 시스템은 상부에 암모니아 탈기를 통한 암모니아 가스 생산조를 두고 직하방에 이산화탄소 흡수조를 마련하여 가축분뇨의 혐기 처리에서 배출되는 가스와 폐수를 하나의 하우징으로 적은 공간에서 암모니아 제거와 바이오 가스 내 이산화탄소 흡수를 할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the hybrid biogas generation system of the present invention has an ammonia gas production tank through ammonia degassing at the top and a carbon dioxide absorption tank directly below, so that the gas and wastewater discharged from the anaerobic treatment of livestock manure can be stored in a single housing with a small space. It is effective in removing ammonia and absorbing carbon dioxide in biogas.

본 발명은 암모니아 가스 생산조에서 암모니아를 중력식으로 낙하하면서 탈기할 수 있고, 상단의 암모니아 가스 생산조에서 암모니아가 제거된 제1유출수를 별도의 펌프 없이 이산화탄소 흡수조로 공급하여 암모니아 탈기와 강염기의 제1유출수를 중성화된 제2유출수로 변화시킬때에 에너지 절감을 할 수 있는 장점이 있다.In the present invention, ammonia can be degassed by falling in an ammonia gas production tank by gravity, and the first effluent water from which ammonia has been removed from the ammonia gas production tank at the top is supplied to the carbon dioxide absorption tank without a separate pump to degas the ammonia and remove the first strong base. There is an advantage in energy savings when changing the effluent to neutralized secondary effluent.

본 발명은 작은 크기의 소처리조를 연속적으로 나란하게 구비하고 각각에 폐수를 공급하며, 각 소처리조 내부에 주름경사판인 패들을 가로방향으로 하향설치시켜 유입된 폐수가 지그재그로 형성된 복수의 패들을 자중에 의하여 낙하하며 이동함으로써 체류시간이 길어져 암모니아의 탈기가 원활한 장점이 있다.The present invention provides a series of small-sized treatment tanks side by side, supplies wastewater to each, and installs a paddle, which is a corrugated inclined plate, downward in the horizontal direction inside each treatment tank to form a plurality of paddles in which the inflow wastewater is formed in a zigzag pattern. There is an advantage in that the residence time is prolonged as the particles fall and move under their own weight, allowing for smooth degassing of ammonia.

본 발명은 직사각형 형상의 소처리조 내부에 길이방향으로 하향 경사진 요철 주름 상면을 갖는 패들을 복수개로 구비하여, 유입된 폐수가 낙차이동과 요철이동을 번갈아 하도록 하고, 복수개의 소처리조에서 암모니아 가스기 제거된 제1유출수를 하나의 유출수 저장조로 저장시켜 이산화탄소 흡수조로 낙하시키므로 암모니아 탈기 효율이 높고, 이산화탄소 흡수조로의 공급량 제어가 가능한 장점이 있다. The present invention provides a plurality of paddles with a concavo-convex corrugated upper surface inclined downward in the longitudinal direction inside a rectangular-shaped digestion tank, so that the inflow wastewater alternates between drop movement and uneven movement, and ammonia is removed from the plurality of digestion tanks. Since the first effluent from which gases have been removed is stored in one effluent storage tank and dropped into the carbon dioxide absorption tank, ammonia degassing efficiency is high and the amount of supply to the carbon dioxide absorption tank can be controlled.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 바이오가스 생성 시스템의 외부 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 바이오가스 생성 시스템에서 상부커버와 하부커버가 제거된 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 바이오가스 생성 시스템의 정면도와 측면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 바이오가스 생성 시스템의 암모니아 가스 생산조(200)의 단면 분해도이고,
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 바이오가스 생성 시스템의 암모니아 가스 생산조(200)의 일 구성인 소처리조(210)의 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 바이오가스 생성 시스템의 소처리조(210)에 삽입되는 패들(220)이고,
도 7은 본 발명에 따른 하이브리드 바이오가스 생성 시스템의 내부 투시도이다.
1 is an external perspective view of a hybrid biogas production system according to the present invention,
Figure 2 is a perspective view with the upper and lower covers removed in the hybrid biogas production system according to the present invention;
Figure 3 is a front view and a side view of the hybrid biogas production system according to the present invention;
Figure 4 is a cross-sectional exploded view of the ammonia gas production tank 200 of the hybrid biogas production system according to the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view of the treatment tank 210, which is a component of the ammonia gas production tank 200 of the hybrid biogas production system according to the present invention.
Figure 6 shows a paddle 220 inserted into the small treatment tank 210 of the hybrid biogas production system according to the present invention,
Figure 7 is an internal perspective view of the hybrid biogas production system according to the present invention.

이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 발명은 암모니아 탈기를 통한 암모니아 가스 생산과 바이오 가스 내 이산화탄소 흡수를 상하로 형성된 하나의 시스템에서 순차적으로 수행하는 하이브리드 바이오가스 생성 시스템(10)으로, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이,The present invention is a hybrid biogas production system (10) that sequentially performs ammonia gas production through ammonia degassing and carbon dioxide absorption in biogas in one system formed up and down, as shown in FIGS. 1 to 7,

혐기소화조(미도시)에서 가축분뇨가 처리되어 배출되는 폐수를 유입받는 암모니아 가스 생산조(200)가 상부에, 혐기소화조에서 처리되어 가스로 배출되는 바이오 가스를 유입받는 이산화탄소 흡수조(100)가 직하부에 배치되는 하이브리드 바이오가스 생성 시스템(10)에 있어서,At the top is an ammonia gas production tank 200 that receives wastewater discharged from livestock waste treatment in an anaerobic digestion tank (not shown), and a carbon dioxide absorption tank 100 that receives biogas processed in an anaerobic digestion tank and discharged as gas. In the hybrid biogas production system 10 disposed directly below,

상기 암모니아 가스 생산조(200)는 하단이 개방된 직사각형 단면의 소처리조(210)가 서로 이격되어 복수개가 연속적으로 배치되고,The ammonia gas production tank 200 has an open bottom. A plurality of rectangular cross-sectional treatment tanks 210 are arranged continuously and spaced apart from each other,

상기 소처리조(210)의 하부에는 하단이 폐쇄된 상광하협 형상을 갖고 상기 소처리조(210)에서 처리되는 제1유출수가 낙하하여 저장되는 유출수 저장조(240)가 구비되며,At the lower part of the treatment tank 210, an effluent water storage tank 240 is provided, which has an upper-lower-hole shape with a closed bottom and where the first effluent water treated in the treatment tank 210 falls and is stored,

상기 유출수 저장조(240) 하부에는 상기 소처리조(210)와 수직 방향의 직사각형 단면을 갖는 이산화탄소 흡수조(100)가 구비되고,A carbon dioxide absorption tank 100 having a rectangular cross-section perpendicular to the treatment tank 210 is provided below the effluent storage tank 240,

상기 유출수 저장조(240)의 하부와 이산화탄소 흡수조(100)의 하부를 수직으로 연결하는 유출수배관(250)이 구비되며,An effluent pipe 250 is provided that vertically connects the lower part of the effluent storage tank 240 and the lower part of the carbon dioxide absorption tank 100,

상기 제1유출수 및 바이오가스는 이산화탄소 흡수조(100)의 하부로 유입되되, 이산화탄소 흡수조(100)의 마주보는 가로면으로 각각 유입된다.The first effluent and biogas flow into the lower part of the carbon dioxide absorption tank 100, and flow into opposite horizontal surfaces of the carbon dioxide absorption tank 100, respectively.

복수개로 구비되는 상기 소처리조(210)는 동일한 크기와 형상으로 이루어지고, 각각의 소처리조(210)는 상부 측면에 소처리조(210) 내부로 돌출된 폐수 유입구(215)가 수평방향으로 복수개 구비되고, 상단에 암모니아 가스가 배출되는 암모니아 가스 배출구(216)가 구비된다.The plurality of treatment tanks 210 are of the same size and shape, and each treatment tank 210 has a wastewater inlet 215 protruding into the treatment tank 210 on its upper side in a horizontal direction. It is provided with a plurality of and an ammonia gas outlet 216 through which ammonia gas is discharged is provided at the top.

상기 소처리조(210)의 내부에는 폐수 유입구(215) 아래에 직사각형 형상의 패들(220)이 복수개로 구비되되, 각 패들(220)은 4측면이 작은 길이를 갖는 소패들면(221)과 긴 길이를 갖는 대패들면(222)으로 이루어지며, 상기 소패들면(221)은 일면(221a)이 소처리조(210)의 내벽면에 결합되고 타면(221b)이 소처리조(210)의 내벽면에서 이격되며; 상기 대패들면(222)은 양면이 소처리조(210)의 내벽면에 결합된다. Inside the treatment tank 210, a plurality of rectangular-shaped paddles 220 are provided below the wastewater inlet 215, and each paddle 220 has a small paddle surface 221 having a small length on four sides and a long It is made of a large paddle surface 222 having a length, and the small paddle surface 221 has one side (221a) coupled to the inner wall of the treatment tank 210 and the other side (221b) is connected to the inner wall of the treatment tank 210. is spaced apart from; Both sides of the planer surface 222 are coupled to the inner wall of the treatment tank 210.

상기 패들(220)은 상면에 요철(223)이 형성되고, 대패들면(222)이 소패들면의 일면(221a)에서부터 하향경사져 있으며, 복수개의 패들(220)은 상하로 이격되되, 각 패들(220)의 소패들면(221)의 일면(221a)이 소처리조(210) 내부에서 반대 방향에 형성된다.The paddle 220 has irregularities 223 formed on its upper surface, a large paddle surface 222 is inclined downward from one surface 221a of the small paddle surface, and a plurality of paddles 220 are spaced apart up and down, and each paddle 220 ) One side (221a) of the small paddle surface 221 is formed in the opposite direction inside the small treatment tank 210.

상기 유출수 저장조(240)는 소처리조(210) 내부와 접하는 제1상면(241)이 개방되고, 접하지 않는 제2상면(242)이 폐쇄되며, 하부 일측에 유출수배관(250)과 결합되는 제1유출홀(251)이 형성된다.The effluent storage tank 240 has a first upper surface 241 that is in contact with the inside of the treatment tank 210, is open, a second upper surface 242 that is not in contact with the inside is closed, and is connected to the effluent pipe 250 on one lower side. A first outflow hole 251 is formed.

바이오가스는 축산분뇨로 이루어진 유기성 물질의 혐기성 소화를 통해 생성된 것으로 주성분이 메탄, 이산화탄소이고, 황화수소를 비롯한 암모니아, 수소, 질소, 휘발성 유기화합물 및 실록산 등의 불순 물질이 미량 포함되며, 본 발명에서는 폐수에서 암모니아를 가스 상태로 탈기하여 제1유출수를 생성하고, 바이오가스 내의 이산화탄소를 강염기의 제1유출수에 녹여 흡수시키고 강염기의 제1유출수와 접촉하며 바이오가스에서 황화수소를 제거시킨 고순도 바이오가스를 생성한다.Biogas is produced through anaerobic digestion of organic materials consisting of livestock manure, and its main components are methane and carbon dioxide, and contains trace amounts of impurities such as ammonia, hydrogen, nitrogen, volatile organic compounds, and siloxane, including hydrogen sulfide. In the present invention, biogas is First effluent is generated by degassing ammonia from wastewater into a gaseous state, carbon dioxide in the biogas is dissolved and absorbed in the strong base first effluent, and contact with the strong base first effluent water produces high purity biogas by removing hydrogen sulfide from the biogas. do.

본 발명에서 폐수는 혐기소화조(미도시)에서 바이오가스와 분리된 상태로 슬러지가 포함될 수도 있고, 암모니아 가스 생산조(200)에서 암모니아 가스가 제거되기 전까지의 상태를 말하며, 암모니아 가스가 제거된 제1유출수가 자중에 의하여 낙하하여 이산화탄소 흡수조(100)에서 이산화탄소가 흡수되어 pH가 중성화된 상태를 제2유출수라 한다. 다만, 폐수가 유입되어 암모니아 가스 생산조(200)에서 패들(220) 위를 지나가며 암모니아 가스가 분리되는 과정은 제1유출수와 암모니아가 혼합되어 있으나, 이를 '폐수'로 표기한다. In the present invention, wastewater may contain sludge in a state separated from biogas in an anaerobic digestion tank (not shown), and refers to the state before ammonia gas is removed in the ammonia gas production tank 200, and is a product from which ammonia gas has been removed. The state in which the first effluent falls due to its own weight and the carbon dioxide is absorbed in the carbon dioxide absorption tank 100 and the pH is neutralized is called the second effluent. However, in the process in which wastewater flows in and passes over the paddle 220 in the ammonia gas production tank 200 and separates ammonia gas, the first effluent water and ammonia are mixed, but this is referred to as 'wastewater'.

상기 암모니아 가스 생산조(200)은 강염기의 폐수를 상하 반대 방향으로 배치되어 하향경사지게 설치된 주름경사판인 패들(220) 위로 낙하시켜 난류가 발생되고 낙차로 인해 암모니아 가스의 탈기를 유도하며, 상기 이산화탄소 흡수조(100)에서는 혐기소화조에서 유입된 바이오가스와 암모니아 가스 생산조(200)에서 유입된 제1유출수의 접촉으로 이산화탄소가 흡수되고 황화수소가 제거되며 상대적으로 메탄비율이 높은 고순도 바이오가스와, 이산화탄소가 흡수되어 중성화된 제2유출수가 발생된다.The ammonia gas production tank 200 causes the strongly base wastewater to fall onto the paddle 220, which is a corrugated sloping plate disposed in opposite directions up and down and inclined downward, generating turbulence and causing degassing of ammonia gas due to the drop, and absorbing the carbon dioxide. In the tank 100, carbon dioxide is absorbed and hydrogen sulfide is removed through contact between the biogas flowing in from the anaerobic digestion tank and the first effluent water flowing in from the ammonia gas production tank 200, and high-purity biogas with a relatively high methane ratio and carbon dioxide are produced. A second effluent that is absorbed and neutralized is generated.

혐기소화조에서 가축분뇨를 처리하여 바이오 가스 및 이산화탄소를 배출시키며, 암모니아사가 포함된 폐수를 발생시키는 구성은 알려진 것이므로 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.The anaerobic digester processes livestock waste to emit biogas and carbon dioxide, and the configuration of generating wastewater containing ammonia is known, so detailed description thereof will be omitted.

본 발명에서 암모니아 가스 생산조(200)로 공급되는 폐수는 수산화나트륨(NaOH) 등의 약품을 주입하여 강염기 상태이며, pH11 이상이 바람직하다. In the present invention, the wastewater supplied to the ammonia gas production tank 200 is in a strongly basic state by injecting chemicals such as sodium hydroxide (NaOH), and preferably has a pH of 11 or higher.

상기 암모니아 가스 생산조(200)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 이산화탄소 흡수조(100)의 직상부에 배치되며, 직사각형 형상의 소처리조(210)가 서로 이격되어 다수개로 구비된다. 각 소처리조(210)는 내부와 외부에서 동일한 크기와 형상을 갖는다. 본 발명에서 소처리조(210)는 3개로 도시되어 있기에 3개로 설명하나, 이에 한정되지 아니한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the ammonia gas production tank 200 is disposed directly above the carbon dioxide absorption tank 100, and is provided with a plurality of rectangular-shaped reprocessing tanks 210 spaced apart from each other. Each treatment tank 210 has the same size and shape both inside and outside. In the present invention, the small treatment tank 210 is shown as three, so it is described as three, but is not limited to this.

각 소처리조(210)는 단면이 직사각형 형상이며, 3개의 소처리조(210)가 모여진 전체 암모니아 가스 생산조(200)도 단면이 직사각형 형상을 갖는다. 본 발명은 설명의 편의를 위하여 직사각형 형상에서 긴 길이의 변을 '가로'로 표기하고 짧은 길이의 변을 '세로'로 표기한다. 가로변의 면을 가로면, 세로변의 면을 세로면으로 표기한다. 따라서, 가로면이 세로면 보다 더 큰 면적을 갖는다.Each treatment tank 210 has a rectangular cross-section, and the entire ammonia gas production tank 200, which consists of three treatment tanks 210, also has a rectangular cross-section. For convenience of explanation, in the present invention, in a rectangular shape, the long side is written as 'horizontal' and the short side is written as 'vertical'. The side of the horizontal side is written as the horizontal side, and the side of the vertical side is written as the vertical side. Therefore, the horizontal plane has a larger area than the vertical plane.

본 발명에서 암모니아 가스 생산조(200)는 소처리조(210)가 3개를 포함하는 것으로 소처리조(210)와 수직 방향의 직사각형 형상을 가진다. 즉 소처리조(210)의 가로 방향이 암모니아 가스 생산조(200)에서는 세로 방향이 되고, 소처리조(210)의 세로 방향이 암모니아 가스 생산조(200)에서는 가로 방향이 된다. 따라서, 단면이 직사각형 형상을 갖는 소처리조(210)가 병렬로 연속적으로 배치되며, 각 소처리조(210)는 서로 이격된 간격을 갖는다. 3개의 소처리조(210)가 모여 하나의 큰 직사각형 형상을 가지며, 각 소처리조와 전체 소처리조의 직사각형은 가로가 서로 수직 방향을 갖는다. In the present invention, the ammonia gas production tank 200 includes three treatment tanks 210 and has a rectangular shape perpendicular to the treatment tanks 210. That is, the horizontal direction of the treatment tank 210 becomes the vertical direction in the ammonia gas production tank 200, and the vertical direction of the treatment tank 210 becomes the horizontal direction in the ammonia gas production tank 200. Accordingly, the treatment tanks 210 having a rectangular cross-section are continuously arranged in parallel, and each treatment tank 210 is spaced apart from each other. The three treatment tanks 210 are gathered together to form one large rectangular shape, and the rectangles of each treatment tank and all treatment tanks have horizontal directions perpendicular to each other.

한편, 본 발명은 이산화탄소 흡수조(100)를 암모니아 가스 생산조(200)의 직하단에 배치하여 하나의 하우징으로 형성하여 가축 분뇨의 혐기 소화조 처리 이후 폐수와 가스를 적은 공간에서 처리하고자 하므로 이산화탄소 흡수조(100)와 암모니아 가스 생산조(200)의 직사각형 방향이 동일하고, 이에 따라 이산화탄소 흡수조(100)와 소처리조(210)의 직사각형 방향이 수직하게 된다. 본 발명에서 이산화탄소 흡수조(100)와 암모니아 가스 생산조(200)는 가로변과 세로변의 길이가 같은 동일한 단면의 직사각형으로 상하단을 형성하여 전체적으로 하나의 하우징이 된다. 따라서, 본 발명은 하나의 하우징에서 암모니아 탈기를 통한 암모니아 가스 생산과 바이오 가스 내 이산화탄소 흡수를 동시에 할 수 있다.Meanwhile, the present invention places the carbon dioxide absorption tank 100 directly below the ammonia gas production tank 200 to form a single housing to process wastewater and gas in a small space after anaerobic digestion of livestock manure, thereby absorbing carbon dioxide. The rectangular directions of the tank 100 and the ammonia gas production tank 200 are the same, and accordingly, the rectangular directions of the carbon dioxide absorption tank 100 and the treatment tank 210 are perpendicular. In the present invention, the carbon dioxide absorption tank 100 and the ammonia gas production tank 200 form an upper and lower end of a rectangle with the same cross-section where the horizontal and vertical sides have the same length, thereby forming an overall single housing. Therefore, the present invention can simultaneously produce ammonia gas through ammonia degassing and absorb carbon dioxide in biogas in one housing.

본 발명은 암모니아 가스 생산조(200)를 분리된 복수개의 소처리조(210)로 마련하여 폐수의 유입량, 유입속도 및 공정의 안정성을 확보할 수 있다. 본 발명은 소처리조(210)에서 처리된 제1유출수가 중력에 의하여 낙하하기에 이산화탄소 흡수조(100)에서의 유량 조절이나 운전 조건의 변화가 어렵기에, 윗단인 암모니아 가스 생산조(200)에서 선택적으로 폐수의 유입 유량 조절을 하는 것이 바람직하다.In the present invention, the ammonia gas production tank 200 is provided with a plurality of separate treatment tanks 210, so that the inflow amount and inflow rate of wastewater and the stability of the process can be secured. In the present invention, since the first effluent treated in the treatment tank 210 falls by gravity, it is difficult to control the flow rate or change the operating conditions in the carbon dioxide absorption tank 100, so the ammonia gas production tank 200 at the upper stage is difficult. It is desirable to selectively control the inflow rate of wastewater.

또한, 작은 크기의 소처리조(210)를 복수개로 구비하는 것은 암모니아 탈기 효율을 높일 수 있다. 이에 대하여는 뒤에서 설명한다.Additionally, providing a plurality of small-sized treatment tanks 210 can increase ammonia degassing efficiency. This will be explained later.

본 발명에서 각 소처리조(210)는 긴 길이의 가로변과 짧은 길이의 세로변의 단면을 갖는 사각기둥 형태로 형성되며, 상부 측면에 폐수 유입구(215)가 수평으로 복수개 구비되고, 탈기된 암모니아 가스를 암모니아 가스 생산조(200)에서 외부로 유출시키는 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 암모니아 가스 배출구(216)가 형성되며, 하부가 개방되어 암모니아가 탈기된 제1유출수가 자중에 의하여 낙하하여 유출수 저장조(240)에 저장된다.In the present invention, each treatment tank 210 is formed in the shape of a square pillar with a cross-section of a long horizontal side and a short vertical side, and is provided with a plurality of wastewater inlets 215 horizontally on the upper side, and degassed ammonia gas. An ammonia gas outlet 216 whose width narrows toward the top is formed to discharge the ammonia gas to the outside from the ammonia gas production tank 200, and the lower part is opened so that the first effluent water degassed with ammonia falls by its own weight into the effluent water storage tank ( 240).

상기 폐수 유입구(215)는 빨대를 삽입한 것처럼 소처리조(210) 내부로 돌출시켜 설치하여 내부로 유입되는 폐수가 소처리조(210)의 내벽면을 따라 흐르지 않고 낙차를 갖고 낙하하도록 한다. 상기 폐수 유입구(215)를 통해 유입된 폐수는 자유 낙하하여 패들(220) 상면에 떨어지고 패들을 따라 천천히 흐르면서 암모니아 가스가 탈기되어 제1유출수가 되고, 유출수 저장조(240)에 저장된다. The wastewater inlet 215 is installed to protrude into the treatment tank 210 as if a straw is inserted, so that the wastewater flowing into the inside falls with a drop instead of flowing along the inner wall of the treatment tank 210. The wastewater flowing in through the wastewater inlet 215 freely falls and falls on the upper surface of the paddle 220, and as it flows slowly along the paddle, ammonia gas is degassed to become first effluent water, which is stored in the effluent storage tank 240.

폐수에서 분리되어 상부로 이동하는 암모니아 가스를 배출시키는 암모니아 가스 배출구(216)는 하광상협의 형상으로 암모니아 가스를 모아서 배출할 수 있도록 형성한다.The ammonia gas outlet 216, which discharges ammonia gas that is separated from the wastewater and moves upward, is formed in the shape of a lower chamber so that ammonia gas can be collected and discharged.

이와 같이 상기 소처리조(210)로 유입된 폐수에서 분리된 암모니아 가스는 암모니아 가스 배출구(216)를 통하여 배출되며, 별도의 암모니아 가스 저장조(미도시)에 포집되어 전기분해나 열을 가해 수소 매개체로 이용하거나 연소시켜 무탄소 암모니아 발전의 에너지원으로 이용할 수 있다.In this way, the ammonia gas separated from the wastewater flowing into the treatment tank 210 is discharged through the ammonia gas outlet 216, and is collected in a separate ammonia gas storage tank (not shown) and converted to a hydrogen medium by electrolysis or heat. It can be used as an energy source for carbon-free ammonia power generation by burning it.

상기 소처리조(210)은 내부에 상면이 요철(223)로 주름진 패들(220)이 상하로 이격되어 복수개가 설치된다. 각 패들(220)은 사각형상으로 4측면이 작은 길이를 갖는 소패들면(221)과 긴 길이를 갖는 대패들면(222)으로 이루어지며, 상기 소패들면(221)은 일면(221a)이 소처리조(210)의 내벽면에 결합되고 타면(221b)이 소처리조(210)의 내벽면에서 이격되며, 상기 대패들면(222)은 양면이 소처리조(210)의 내벽면에 결합된다. The treatment tank 210 is provided with a plurality of paddles 220, the upper surface of which is corrugated with irregularities 223, spaced apart vertically. Each paddle 220 is made of a small paddle surface 221 having a small length on four sides in a square shape and a large paddle surface 222 having a long length, and one side 221a of the small paddle surface 221 is used in the treatment tank. It is coupled to the inner wall of the treatment tank 210 and the other side 221b is spaced apart from the inner wall of the treatment tank 210, and both sides of the planer surface 222 are coupled to the inner wall of the treatment tank 210.

상기 패들(220)은 상면이 요철(223)로 주름지고, 대패들면(222)이 소패들면의 상기 일면(221a)에서부터 하향경사져 있으며, 각 패들(220)이 상하로 이격되되 상하 소패들면(221)의 일면(221a)이 소처리조(210) 내부에서 반대 방향에 형성된다.The paddle 220 has an upper surface wrinkled with irregularities 223, a large paddle surface 222 is inclined downward from the one surface 221a of the small paddle surface, and each paddle 220 is spaced up and down, with the upper and lower small paddle surfaces 221 ) is formed in the opposite direction inside the treatment tank 210.

즉, 사각형의 패들(220)은 긴 길이의 양면(대패들면(222))과 짧은 길이의 한면(소패들면(221a))이 소처리조(210)의 내벽면과 결합(3측면이 폐쇄됨)되어 폐수는 주름진 상면을 타고 진동을 거치며 내려오다가 개방된 소패들면의 타면(221b)에서 낙하하여 그 아래 패들(220)의 상면에 안착하여 동일한 이동을 반복한다.That is, the square paddle 220 has two long sides (large paddle side 222) and one short side (small paddle side 221a) combined with the inner wall of the treatment tank 210 (three sides are closed). ), the wastewater travels down the corrugated upper surface through vibration, falls from the other surface 221b of the open paddle surface, lands on the upper surface of the paddle 220 below, and repeats the same movement.

도 4에서 패들(220)은 8도의 기울기로 하향경사지게 설치되며 상면에 형성되는 요철(223)의 돌출부의 높이가 5mm, 간격이 10mm로 도시하였다. 소처리조(210)로 유입된 pH 11 이상의 폐수가 중력에 의해 낙하하되, 아래의 패들이 위쪽 패들의 끝단에서 낙하하는 폐수를 받아 이동시키며 난류를 발생시키고 낙차로 인한 암모니아 가스 탈기를 유도한다. 상기 패들(220)은 소처리조(210)의 가로 길이방향으로 하향 경사지도록 설치되고 일정간격 이격되되 지그재그로 이어지도록 배치되어 폐수가 떨어지는 시간을 길게 하여 암모니아 가스가 원활하게 분리 배출되도록 한다. In Figure 4, the paddle 220 is installed to be inclined downward at an inclination of 8 degrees, and the height of the protruding portion of the unevenness 223 formed on the upper surface is shown to be 5 mm and the spacing is 10 mm. Wastewater with a pH of 11 or higher flowing into the treatment tank 210 falls by gravity, and the lower paddle catches and moves the wastewater falling from the end of the upper paddle, generating turbulence and inducing ammonia gas degassing due to the drop. The paddles 220 are installed to be inclined downward in the horizontal longitudinal direction of the treatment tank 210 and are spaced at regular intervals but arranged in a zigzag pattern to lengthen the time for wastewater to fall, thereby allowing the ammonia gas to be smoothly separated and discharged.

본 발명은 동일한 형상의 소처리조(210)를 병렬로 다수개 배치하며, 이와 같은 작은 소처리조(210)의 병렬 배치는 큰 하나의 암모니아 가스 생산조보다 높은 탈기 효율과 적절한 유량제어를 할 수 있다.In the present invention, a plurality of small treatment tanks 210 of the same shape are arranged in parallel, and the parallel arrangement of such small treatment tanks 210 can achieve higher degassing efficiency and appropriate flow rate control than a single large ammonia gas production tank. You can.

큰 처리조 하나만 두게 되면, 경사판의 길이가 길어져서 탈기 효율이 저하된다. 탈기 효율은 요철이 많고 낙차에 의한 난류가 형성되는 것이 이상적이므로, 경사판 적절한 길이로 여러단을 거치는 것이 바람직하다. 하나의 큰 처리조를 두는 경우에 패들의 길이가 길어져 패들의 개수를 적게 하여야 하고 패들 사이의 낙차에 의한 충격이 작게 된다.If only one large treatment tank is installed, the length of the inclined plate becomes longer, which reduces degassing efficiency. Since the degassing efficiency is ideal when there are many irregularities and turbulence is formed due to drops, it is desirable to go through several stages of an inclined plate of appropriate length. When one large treatment tank is installed, the length of the paddle becomes longer, so the number of paddles must be reduced, and the shock caused by the drop between paddles is reduced.

상부의 처리조에서의 너무 많은 폐수를 주입하면 유속이 빨라지면서 충분히 탈기되지 못하고 유출수 저장조로 떨어지므로 한개의 처리조 당 처리 가능한 용량이 정해진다. 따라서 작은 크기의 소처리조를 다수개 마련하는 것이 하나의 큰 처리조보다 동일 시간에 많은 폐수를 처리할 수 있다. 또한, 하단의 이산화탄소 흡수조(100)는 충분한 유량의 제1유출수가 공급되어 일정 이상의 깊이를 형성하여야 기액접촉이 일어나므로, 하나의 큰 암모니아 가스 생산조보다 작은 크기의 소처리조를 복수개로 구비하는 것이 암모니아 탈기 효율과 이산화탄소 흡수효율이 높다. 또한, 폐수의 주입량에 따라 소처리조를 1기, 2기, 3기로 분리 운전하는 것으로 처리양을 조절할 수도 있다. If too much wastewater is injected from the upper treatment tank, the flow rate increases and it cannot be sufficiently degassed and falls into the effluent storage tank, so the treatment capacity per treatment tank is limited. Therefore, having multiple small-sized small treatment tanks can treat more wastewater in the same time than one large treatment tank. In addition, the carbon dioxide absorption tank 100 at the bottom is provided with a sufficient flow rate of the first effluent water to form a certain depth or more for gas-liquid contact to occur, so it is equipped with a plurality of small treatment tanks smaller than one large ammonia gas production tank. This has high ammonia degassing efficiency and carbon dioxide absorption efficiency. In addition, the amount of treatment can be adjusted by operating the small treatment tank separately into 1st, 2nd, and 3rd units depending on the amount of wastewater injected.

소처리조(210)의 하부에 배치되는 유출수 저장조(240)는 소처리조(210) 내부와 접하는 제1상면(241)이 개방되고, 접하지 않는 제2상면(242)이 폐쇄되며, 하부 일측에 유출수배관(250)과 결합되는 제1유출홀(251)이 형성되어 소처리조(210)에서 분리된 제1유출수가 낙하하여 저장된다.The effluent storage tank 240 disposed at the lower part of the treatment tank 210 has a first upper surface 241 that is in contact with the inside of the treatment tank 210 open, a second upper surface 242 that is not in contact with the inside of the treatment tank 210, and is closed. A first outflow hole 251 coupled to the effluent pipe 250 is formed on one side, and the first effluent water separated from the treatment tank 210 falls and is stored.

유출수 저장조(240)는 3개의 소처리조(210)에서 내려온 제1유출수가 모아지는 곳으로, 호퍼와 같이 상부가 넓고 하부가 좁은 상광하협 형상으로 제1유출수의 수집을 원활하게 하여 적은 양의 제1유출수라도 깊이 높이를 갖는다. 유출수배관(250)을 통하여 이산화탄소 흡수조(100)로 공급되는 제1유출수는 자중에 의하여 공급되기에 유출수 저장조(240)의 제1유출수의 깊이가 중요하다. 유출수 저장조(240)에 저장된 제1유출수의 높이가 높을수록 유출수배관(250)으로 유출되는 제1유출수의 양이 많아져서 아래단의 이산화탄소 흡수조(100)에서 이산화탄소 흡수율이 높아진다. 유출수배관(250)에는 밸브(미도시)가 마련되어 유출수 저장조(240)에 제1유출수가 어느 정도 이상 저장되었을때에 이산화탄소 흡수조(100)로 이동시킨다.The effluent storage tank 240 is a place where the first effluent water from the three treatment tanks 210 is collected. It is shaped like a hopper with a wide upper part and a narrow lower part, so that it facilitates the collection of the first effluent water and releases a small amount of water. Even the primary runoff has depth and height. Since the first effluent water supplied to the carbon dioxide absorption tank 100 through the effluent pipe 250 is supplied by its own weight, the depth of the first effluent water in the effluent storage tank 240 is important. The higher the height of the first effluent water stored in the effluent storage tank 240, the greater the amount of first effluent water flowing out of the effluent water pipe 250, thereby increasing the carbon dioxide absorption rate in the carbon dioxide absorption tank 100 at the lower stage. A valve (not shown) is provided in the effluent pipe 250 to move the first effluent water to the carbon dioxide absorption tank 100 when the first effluent water is stored in the effluent storage tank 240 to a certain extent.

본 발명은 유출수배관(250)에 제1유출수가 그대로 이산화탄소 흡수조(100)로 공급되므로 유량 조절은 암모니아 가스 생산조(200)로 유입되는 폐수의 유입양으로 결정한다. 유출수 저장조(240)는 그 하단이 막혀 있어 제1유출수는 유출수배관(250)으로만 이동할 수 있다. In the present invention, since the first effluent water is directly supplied to the carbon dioxide absorption tank 100 through the effluent pipe 250, the flow rate control is determined by the amount of wastewater flowing into the ammonia gas production tank 200. The bottom of the effluent storage tank 240 is blocked, so the first effluent can only move to the effluent pipe 250.

상기 이산화탄소 흡수조(100)는 단면이 직사각형 형상인 메인흡수조(120)를 포함한다. 메인 흡수조(120)는 하부 일면에 제1유입홀(252)이 형성되어 유출수 저장조(240)로부터 제1유출수를 공급받고, 하부 타면에 혐기처리되어 발생되는 바이오가스가 유입되는 산기석(140)이 배치된다. 메인흡수조(120)의 상부에는 이산화탄소가 흡수되고 남은 바이오 가스가 포집되도록 하광상협 형상의 가스포집조(110)가 구비되고, 상기 가스포집조(110)에는 바이오 가스가 배출되는 바이오 가스 배출구(111)가 구비된다. The carbon dioxide absorption tank 100 includes a main absorption tank 120 with a rectangular cross-section. The main absorption tank 120 has a first inlet hole 252 formed on one lower side to receive the first effluent water from the effluent storage tank 240, and an acid stone 140 through which biogas generated through anaerobic treatment flows into the lower side. ) is placed. The upper part of the main absorption tank 120 is provided with a gas collection tank 110 in the shape of a lower chamber so that carbon dioxide is absorbed and the remaining biogas is collected, and the gas collection tank 110 has a biogas outlet through which biogas is discharged. (111) is provided.

상기 가스포집조(110)와 유출수 저장조(240) 사이에는 서로간의 이동을 막는폐쇄된 차단면(243)이 형성된다. 상기 가스포집조(110)와 유출수 저장조(240)는 차단면(243)을 중심으로 동일 형상이 반대 방향으로 배치된다. 즉, 차단면(243)에서 가장 작은 단면을 갖고 차단면(243)에서 멀어질수도 점차 단면이 커진다.A closed blocking surface 243 is formed between the gas collection tank 110 and the effluent storage tank 240 to prevent movement between the gas collection tank 110 and the effluent storage tank 240. The gas collection tank 110 and the effluent storage tank 240 have the same shape and are arranged in opposite directions around the blocking surface 243. That is, it has the smallest cross section at the blocking surface 243 and the cross section gradually increases as it moves away from the blocking surface 243.

상기 암모니아 가스 생산조(200)에서 암모니아 가스가 분리된 제1유출수는 자중에 의하여 유출수배관(250)을 통해 이산화탄소 흡수조(100)로 이송된다.The first effluent water from which the ammonia gas is separated in the ammonia gas production tank 200 is transferred to the carbon dioxide absorption tank 100 through the effluent pipe 250 by its own weight.

상기 암모니아 가스 생산조(200)는 폐수가 상부에서 패들(220)로 떨어지며 암모니아 가스가 탈기될 수 있는 시간과 공간을 형성하고, 이에 유출수저장조(240)를 통해 배출되는 제1유출수는 폐수에서 암모니아가 제거된 상태가 된다.The ammonia gas production tank 200 forms a time and space for the wastewater to fall from the top to the paddle 220 and degassing the ammonia gas, and the first effluent discharged through the effluent storage tank 240 is ammonia from the wastewater. has been removed.

상기 패들(220)은 탈부착이 가능한 상태로 소처리조(210)의 내벽면에 결합될 수 있으며, 본 발명은 가온시설이 없이도 패들(220)만을 이용해 폐수의 난류와 낙차로 인해 암모니아 가스 탈기가 가능하게 된다. 패들(220)은 암수 결합, 볼트 결합 등 다양하게 변화되며 결합될 수 있다.The paddle 220 can be attached to the inner wall of the treatment tank 210 in a detachable state, and the present invention uses only the paddle 220 without a heating facility to remove ammonia gas due to the turbulence and drop of wastewater. It becomes possible. The paddle 220 can be combined in various ways, such as male and female combination, bolt combination, etc.

상기 암모니아 가스 생산조(200)에서 배출되는 제1유출수는 구동 펌프 없이 자중으로 이산화탄소 흡수조(100) 하단으로 유입되고, 혐기소화조(미도시)에서 배출되는 바이오가스(이산화탄소 포함)는 공급 펌프(미도시)를 통해 이산화탄소 흡수조(100) 하단의 산기석(140)으로 유입된다.The first effluent discharged from the ammonia gas production tank 200 flows into the bottom of the carbon dioxide absorption tank 100 under its own weight without a driving pump, and the biogas (including carbon dioxide) discharged from the anaerobic digestion tank (not shown) is supplied by the supply pump ( It flows into the acid stone 140 at the bottom of the carbon dioxide absorption tank 100 through (not shown).

산기석(140)은 복수의 공급관(141)을 포함하며, 메인 흡수조(120) 내부로 연장되는 각 공급관(141)에는 다수개의 통공(142)이 구비되어 산기석(140)으로 유입되는 바이오 가스를 메인 흡수조(120) 내에서 제1유출수 내부로 공급한다.The diffuser 140 includes a plurality of supply pipes 141, and each supply pipe 141 extending inside the main absorption tank 120 is provided with a plurality of through holes 142 to allow bio-acids to flow into the diffuser 140. Gas is supplied into the first effluent water within the main absorption tank 120.

산기석은 강염기의 제1유출수 사이로 연장되어 바이오가스를 공급하므로 세라믹 등 부식에 강한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.Since the acid stone extends between the strong base first effluent to supply biogas, it is preferable to be made of a material that is resistant to corrosion, such as ceramic.

상기 이산화탄소 흡수조(100)은 하부측면에서 암모니아 가스 생산조(100)에서 이송된 제1유출수가 낙하하여 유입되고, 이때, 공급펌프를 통해 이송된 바이오가스가 이산화탄소 흡수조(100)으로 유입되며 제1유출수는 바이오가스 내 이산화탄소가 흡수되어 중성화된 제2유출수가 된다. 즉, 강염기성의 제1유출수는 별도의 약품 주입 없이 가축분뇨를 혐기처리한 이후에 발생되는 바이오 가스를 주입함으로써 중성의 제2유출수가 되는 것이다.The first effluent water transferred from the ammonia gas production tank 100 falls and flows into the carbon dioxide absorption tank 100 from the lower side, and at this time, the biogas transferred through the supply pump flows into the carbon dioxide absorption tank 100. The first effluent is neutralized by absorbing carbon dioxide in the biogas and becomes the second effluent. In other words, the strongly basic first effluent becomes neutral second effluent by injecting biogas generated after anaerobic treatment of livestock manure without the injection of separate chemicals.

본 발명은 이산화탄소와 제1유출수의 접촉시간을 길게 하고 미접촉 비율을 낮추기 위해서 이산화탄소 흡수조(100)의 하부에 저장된 제1유출수 내부에서 토출시킨다. In the present invention, in order to lengthen the contact time between carbon dioxide and the first effluent and lower the non-contact ratio, the carbon dioxide is discharged from the inside of the first effluent stored in the lower part of the carbon dioxide absorption tank 100.

본 발명의 이산화탄소 흡수조(100)와 암모니아 가스 생산조(200)는 하나의 하우징을 형성한다. 암모니아 가스 생산조(200)의 하부를 형성하는 유출수 저장조(240)와 이산화탄소 흡수조(100)의 상부를 형성하는 가스포집조(110)는 차단면(243)을 중심으로 반대 형상을 가지며 패인 형상을 가진다. 본 발명은 이러한 패인 형상이 아닌 전체적으로 하나의 하우징이 보일 수 있도록 유출수 저장조(240)와 가스포집조(110)의 외면에 각각 상부커버(245)와 하부커버(115)를 마련한다. 상부커버(245)와 하부커버(115)는 아래에 배치되는 메인 흡수조(120)와 동일한 형상의 직사각형으로 이루어진다. 상부커버(245)와 하부커버(115)에 의하여 유출수 저장조(240)와 가스포집조(110)를 감싸게 되면 본 발명의 하이브리드 바이오가스 생성 시스템(10)은 전체적으로 직육면체 형상을 갖게 된다.The carbon dioxide absorption tank 100 and the ammonia gas production tank 200 of the present invention form one housing. The effluent storage tank 240 forming the lower part of the ammonia gas production tank 200 and the gas collection tank 110 forming the upper part of the carbon dioxide absorption tank 100. It has an opposite shape centered on the blocking surface 243 and has a concave shape. In the present invention, an upper cover 245 and a lower cover 115 are provided on the outer surfaces of the effluent storage tank 240 and the gas collection tank 110, respectively, so that one housing can be seen as a whole rather than having this concave shape. The upper cover 245 and lower cover 115 are made of a rectangle with the same shape as the main absorption tank 120 disposed below. When the effluent storage tank 240 and the gas collection tank 110 are surrounded by the upper cover 245 and the lower cover 115, the present invention The hybrid biogas production system 10 has an overall rectangular parallelepiped shape.

한편, 이송된 바이오가스와 pH 11 이상의 제1유출수가 기액접촉을 통해 바이오가스 내의 황화수소가 제거된다. 황화수소는 pH 10 이상의 염기에서 이온상태(용존)로 존재하고, pH 7 이하의 산성에서는 가스상태로 존재한다. 본 발명은 염기성의 제1유출수를 중성으로 낮추는데 별도의 약품을 투입하는 대신에 가축분뇨를 혐기처리하며 배출된 바이오가스 내 이산화탄소를 활용하도록 하며, 제1유출수를 중성으로 낮추는 과정에서 바이오가스 내 황화수소가 같이 제거되는 부가적 이익이 발생된다.Meanwhile, hydrogen sulfide in the biogas is removed through gas-liquid contact between the transferred biogas and the first effluent water with a pH of 11 or higher. Hydrogen sulfide exists in an ionic state (dissolved) in bases above pH 10, and in a gaseous state in acids below pH 7. The present invention uses carbon dioxide in the biogas discharged from anaerobic treatment of livestock waste instead of adding a separate chemical to lower the basic first effluent to neutral, and reduces hydrogen sulfide in biogas in the process of lowering the basic first effluent to neutral. Additional benefits arise from the elimination of .

상기 이산화탄소 흡수조로 유입되는 제1유출수는 pH 11 이상으로 pH를 떨어뜨려 중성의 제2유출수로 재사용이 가능하므로 이산화탄소 흡수조(100)에서 혐기소화조에서 유입된 바이오가스 내 이산화탄소를 이용하여 pH를 낮춘다.The first effluent flowing into the carbon dioxide absorption tank can be reused as neutral second effluent by lowering the pH to pH 11 or higher, so the pH is lowered in the carbon dioxide absorption tank 100 using carbon dioxide in the biogas flowing in from the anaerobic digestion tank. .

이때, 상기 이산화탄소 흡수조(100)에서는 이산화탄소가 제1유출수에 녹아 pH가 낮아져 중성의 제2유출수가 생성되며 황화수소가 제거됨에 따라 상대적으로 메탄 비율이 높아지고 고질화된 바이오가스가 생성된다. 즉, 암모니아가 제거된 제1유출수와 접촉되며 이산화탄소가 흡수되면서 pH가 낮아지고 황화수소가 제거되어 이산화탄소 흡수조(100)로 유입되는 바이오가스보다 이산화탄소 흡수조(100) 상부에서 배출되는 바이오가스의 메탄 비율이 더 높게 된다.At this time, in the carbon dioxide absorption tank 100, carbon dioxide is dissolved in the first effluent water, lowering the pH, thereby generating neutral second effluent water, and as hydrogen sulfide is removed, the methane ratio is relatively increased and highly nitrified biogas is generated. That is, the methane of the biogas discharged from the upper part of the carbon dioxide absorption tank 100 is lower than the biogas that contacts the first effluent water from which ammonia has been removed and carbon dioxide is absorbed, lowering the pH, and hydrogen sulfide is removed and flowing into the carbon dioxide absorption tank 100. The ratio becomes higher.

이와 같이 상기 이산화탄소 흡수조(100)에 바이오가스가 유입되면 이산화탄소가 녹아 제1유출수가 중성의 제2유출수가 되며, 부식성 가스인 황화수소가 제거(탈황)되어 상대적으로 메탄의 비율이 높은 고순도의 바이오가스가 나오게 된다. 이처럼 제1유출수의 pH를 중성으로 낮추는 과정에서 pH 11 이상 제1유출수와 바이오가스의 접촉 즉, 기액접촉이 이루어지면 바이오가스 내의 황화수소가 제거되는 부가적 이익이 발생된다.In this way, when biogas flows into the carbon dioxide absorption tank 100, the carbon dioxide is dissolved and the first effluent water becomes a neutral second effluent water, and hydrogen sulfide, a corrosive gas, is removed (desulfurized) to produce high-purity biogas with a relatively high proportion of methane. Gas comes out. In this way, in the process of lowering the pH of the first effluent to neutral, if the first effluent with a pH of 11 or higher comes into contact with biogas, that is, gas-liquid contact, an additional benefit occurs in that hydrogen sulfide in the biogas is removed.

이에 본 발명은 황화수소를 제거하여 황화수소로 인한 배관 및 기기의 부식으로 인한 문제의 발생 또한 방지할 수 있다.Accordingly, the present invention can remove hydrogen sulfide and prevent problems caused by corrosion of pipes and equipment due to hydrogen sulfide.

상기 이산화탄소 흡수조(100)에서 배출되는 제2유출수는 메인 흡수조(120) 아래의 제2유출홀(125)에서 암모니아, 이산화탄소, 황화수소가 제거된 상태로 별도의 유출펌프(미도시)을 이용하여 배출된다. The second effluent water discharged from the carbon dioxide absorption tank 100 has ammonia, carbon dioxide, and hydrogen sulfide removed from the second outflow hole 125 below the main absorption tank 120, and uses a separate effluent pump (not shown). It is discharged.

따라서, 본 발명의 하이브리드 바이오가스 생성 시스템(10)은 상부에 암모니아 가스 생산조를 두고 직하방에 이산화탄소 흡수조를 마련하여 가축분뇨의 혐기 처리에서 배출되는 바이오 가스와 폐수를 하나의 하우징으로 적은 공간에서 암모니아 탈기를 통한 암모니아 제거와 바이오 가스 내 이산화탄소 흡수를 할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the hybrid biogas generation system 10 of the present invention has an ammonia gas production tank at the top and a carbon dioxide absorption tank directly below, so that the biogas and wastewater discharged from the anaerobic treatment of livestock manure can be stored in a single housing. It is effective in removing ammonia through ammonia degassing and absorbing carbon dioxide in biogas.

본 발명은 암모니아 가스 생산조에서 암모니아를 중력식으로 낙하하면서 탈기할 수 있고, 상단의 암모니아 가스 생산조에서 암모니아가 제거된 제1유출수를 별도의 펌프 없이 이산화탄소 흡수조로 공급하여 암모니아 탈기와 강염기의 제1유출수를 중성화된 제2유출수로 변화시킬때에 에너지 절감을 할 수 있는 장점이 있다.In the present invention, ammonia can be degassed by falling in an ammonia gas production tank by gravity, and the first effluent water from which ammonia has been removed from the ammonia gas production tank at the top is supplied to the carbon dioxide absorption tank without a separate pump to degas the ammonia and remove the first strong base. There is an advantage in energy savings when changing the effluent to neutralized secondary effluent.

본 발명은 작은 크기의 소처리조를 연속적으로 나란하게 구비하고 각각에 폐수를 공급하며, 각 소처리조 내부에 주름경사판인 패들을 가로방향으로 하향설치시켜 유입된 폐수가 지그재그로 형성된 복수의 패들을 자중에 의하여 낙하하며 이동함으로써 체류시간이 길어져 암모니아의 탈기가 원활한 장점이 있다.The present invention provides a series of small-sized treatment tanks side by side, supplies wastewater to each, and installs a paddle, which is a corrugated inclined plate, downward in the horizontal direction inside each treatment tank to form a plurality of paddles in which the inflow wastewater is formed in a zigzag pattern. There is an advantage in that the residence time is prolonged as the particles fall and move due to their own weight, allowing for smooth degassing of ammonia.

본 발명은 직사각형 형상의 소처리조 내부에 길이방향으로 하향 경사진 요철 주름 상면을 갖는 패들을 복수개로 구비하여, 유입된 폐수가 낙차이동과 요철이동을 번갈아 하도록 하고, 복수개의 소처리조에서 암모니아 가스기 제거된 제1유출수를 하나의 유출수 저장조로 저장시켜 이산화탄소 흡수조로 낙하시키므로 암모니아 탈기 효율이 높고, 이산화탄소 흡수조로의 공급량 제어가 가능한 장점이 있다. The present invention provides a plurality of paddles with a concavo-convex corrugated upper surface inclined downward in the longitudinal direction inside a rectangular-shaped digestion tank, so that the inflow wastewater alternates between drop movement and uneven movement, and ammonia is removed from the plurality of digestion tanks. Since the first effluent from which gases have been removed is stored in one effluent storage tank and dropped into the carbon dioxide absorption tank, ammonia degassing efficiency is high and the amount of supply to the carbon dioxide absorption tank can be controlled.

10 : 하이브리드 바이오가스 생성 시스템
100 : 이산화탄소 흡수조
110 : 가스 포집조
111 : 바이오 가스 배출구 115 : 하부커버
120 : 메인 흡수조
125 : 제2유출홀
140 : 산기석
141 :공급관 142 :통공
200 : 암모니아 가스 생산조
210 : 소처리조
215 : 폐수 유입구 216 : 암모니아 가스 배출구
220 : 패들
221 : 소패들면 221a: 일면 221b:타면
222 :대패들면 223:요철
240 : 유출수 저장조
241 :제1상면 242:제2상면 243:차단면
245 : 상부커버
250 : 유출수배관
251 : 제1유출홀 252 : 제1유입홀
10: Hybrid biogas generation system
100: Carbon dioxide absorption tank
110: gas collection tank
111: biogas outlet 115: lower cover
120: main absorption tank
125: Second outflow hole
140: acid stone
141: supply pipe 142: through hole
200: Ammonia gas production tank
210: small processing tank
215: wastewater inlet 216: ammonia gas outlet
220: Paddle
221: Small padded noodles 221a: One side 221b: Thawed noodles
222: Plane surface 223: Irregularity
240: Runoff water storage tank
241: first upper surface 242: second upper surface 243: blocking surface
245: Top cover
250: Runoff water pipe
251: first outflow hole 252: first inflow hole

Claims (8)

혐기소화조에서 처리한 가축분뇨의 폐수를 유입받는 암모니아 가스 생산조(200)가 상부에 배치되고, 혐기소화조에서 처리되어 가스로 배출되는 바이오 가스를 유입받는 이산화탄소 흡수조(100)가 하부에 배치되는 하이브리드 바이오가스 생성 시스템에 있어서,
상기 암모니아 가스 생산조(200)는 하단이 개방된 직사각형 단면의 소처리조(210)가 서로 이격되어 복수개가 연속적으로 배치되고;
상기 소처리조(210)의 하부에는 하단이 폐쇄된 상광하협 형상을 갖고 상기 소처리조(210)에서 처리되는 제1유출수가 낙하하여 저장되는 유출수 저장조(240)가 구비되며;
상기 유출수 저장조(240) 하부에는 상기 소처리조(210)와 수직 방향의 직사각형 단면을 갖는 이산화탄소 흡수조(100)가 구비되고;
상기 유출수 저장조(240)의 하부와 이산화탄소 흡수조(100)의 하부를 수직으로 연결하여 상기 제1유출수를 이산화탄소 흡수조(100)로 공급하는 유출수배관(250)이 구비되며;
상기 제1유출수 및 바이오가스는 이산화탄소 흡수조(100)의 하부로 유입되되, 마주보는 가로면으로 각각 유입되는;
하이브리드 바이오가스 생성 시스템
An ammonia gas production tank 200, which receives wastewater from livestock manure treated in an anaerobic digestion tank, is placed at the top, and a carbon dioxide absorption tank 100, which receives biogas treated in the anaerobic digestion tank and discharged as gas, is placed at the bottom. In the hybrid biogas production system,
The ammonia gas production tank 200 includes a plurality of rectangular cross-sectional treatment tanks 210 with open bottoms spaced apart from each other and arranged consecutively;
At the lower part of the treatment tank 210, an effluent water storage tank 240 is provided, which has an upper-lower narrow shape with a closed lower end, and into which the first effluent water treated in the treatment tank 210 falls and is stored;
A carbon dioxide absorption tank 100 having a rectangular cross-section perpendicular to the treatment tank 210 is provided below the effluent storage tank 240;
An effluent pipe 250 is provided to vertically connect the lower part of the effluent storage tank 240 and the lower part of the carbon dioxide absorption tank 100 to supply the first effluent water to the carbon dioxide absorption tank 100;
The first effluent and biogas flow into the lower part of the carbon dioxide absorption tank 100, and flow into opposite horizontal surfaces, respectively;
Hybrid biogas generation system
제1항에 있어서,
복수개의 상기 소처리조(210)는 동일한 형상과 크기를 가지며;
각각의 소처리조(210)는
상부 측면에 소처리조(210) 내부로 돌출된 폐수 유입구(215)가 수평방향으로 복수개 구비되고, 상단에 암모니아 가스가 배출되는 암모니아 가스 배출구(216)가 구비되는;
하이브리드 바이오가스 생성 시스템.
According to paragraph 1,
The plurality of treatment tanks 210 have the same shape and size;
Each treatment tank 210 is
A plurality of wastewater inlets 215 protruding into the treatment tank 210 are provided on the upper side in a horizontal direction, and an ammonia gas outlet 216 through which ammonia gas is discharged is provided at the top;
Hybrid biogas generation system.
제1항에 있어서,
상기 소처리조(210)의 내부에는 직사각형 형상의 패들(220)이 복수개로 구비되되;
각 패들(220)은 작은 길이를 갖는 소패들면(221)과 긴 길이를 갖는 대패들면(222)의 4측면을 형성하는 직사각형 형상이며;
상기 소패들면(221)은 일면(221a)이 소처리조(210)의 내벽면에 결합되고 타면(221b)이 소처리조(210)의 내벽면에서 이격되며, 상기 대패들면(222)은 양면이 소처리조(210)의 내벽면에 결합되어;
상기 패들(220)은 3면이 소처리조(210)의 내벽면에 의하여 폐쇄되고, 1면이 개방되는;
하이브리드 바이오가스 생성 시스템.
According to paragraph 1,
A plurality of rectangular paddles 220 are provided inside the treatment tank 210;
Each paddle 220 has a rectangular shape forming four sides of a small paddle surface 221 with a small length and a large paddle surface 222 with a long length;
The paddle surface 221 has one side (221a) coupled to the inner wall of the treatment tank 210 and the other side (221b) spaced apart from the inner wall of the treatment tank 210, and the paddle surface 222 has both sides. It is coupled to the inner wall of the treatment tank 210;
The paddle 220 has three sides closed by the inner wall of the treatment tank 210 and one side open;
Hybrid biogas generation system.
제3항에 있어서,
상기 패들(220)은 상면에 요철이 형성되고, 대패들면(222)이 소패들면의 소처리조(210)의 내벽면에 결합된 일면(221a)에서부터 하향경사져 있으며;
각 패들(220)은 상하로 이격되되, 근접된 소패들면(221)의 일면(221a)이 소처리조(210) 내부에서 반대 방향에 형성되는
하이브리드 바이오가스 생성 시스템.
According to paragraph 3,
The paddle 220 has irregularities formed on its upper surface, and the large paddle surface 222 is inclined downward from one surface 221a coupled to the inner wall of the small paddle surface of the treatment tank 210;
Each paddle 220 is spaced apart up and down, and one side 221a of the adjacent paddle surface 221 is formed in the opposite direction inside the treatment tank 210.
Hybrid biogas generation system.
제1항에 있어서,
상기 유출수 저장조(240)는 소처리조(210)의 내부와 접하는 제1상면(241)이 개방되고, 소처리조(210)와 접하지 않는 제2상면(242)이 폐쇄되며;
하부 일측에 상기 유출수배관(250)과 결합되는 제1유출홀(251)이 형성되는;
하이브리드 바이오가스 생성 시스템.
According to paragraph 1,
The effluent storage tank 240 has a first upper surface 241 that is in contact with the inside of the treatment tank 210 open, and a second upper surface 242 that is not in contact with the treatment tank 210 is closed;
A first outflow hole 251 coupled to the outflow pipe 250 is formed on one side of the lower part;
Hybrid biogas generation system.
제2항에 있어서,
상기 이산화탄소 흡수조(100)는 직사각형 형상의 메인 흡수조(120)를 포함하며;
상기 메인 흡수조(120)는 하부 일면에 제1유입홀(252)이 형성되어 유출수 저장조(240)로부터 제1유출수를 공급받고, 하부 타면에 가축분뇨가 혐기처리되며 발생하는 바이오가스가 유입되는 산기석(140)이 배치되며;
상기 메인 흡수조(120) 상부에 바이오 가스가 포집되도록 하광상협 형상의 가스포집조(110)가 구비되고;
상기 가스포집조(110)에는 바이오 가스가 배출되는 바이오 가스 배출구(111)가 구비되는;
하이브리드 바이오가스 생성 시스템.
According to paragraph 2,
The carbon dioxide absorption tank 100 includes a rectangular main absorption tank 120;
The main absorption tank 120 has a first inlet hole 252 formed on one lower side to receive the first effluent water from the effluent storage tank 240, and the other side of the lower side into which biogas generated from anaerobic treatment of livestock waste flows into. A mountain stone 140 is placed;
A gas collection tank 110 in the shape of a lower chamber is provided on the upper part of the main absorption tank 120 to collect biogas;
The gas collection tank 110 is provided with a biogas outlet 111 through which biogas is discharged;
Hybrid biogas generation system.
제6항에 있어서,
상기 가스포집조(110)와 유출수 저장조(240) 사이에는 이동을 방지하는 폐쇄된 차단면(243)이 형성되고;
상기 가스포집조(110)와 유출수 저장조(240)는 차단면(243)을 중심으로 동일 형상이 반대 방향으로 배치되는;
하이브리드 바이오가스 생성 시스템.
According to clause 6,
A closed blocking surface 243 is formed between the gas collection tank 110 and the effluent storage tank 240 to prevent movement;
The gas collection tank 110 and the effluent storage tank 240 have the same shape and are arranged in opposite directions around the blocking surface 243;
Hybrid biogas generation system.
제6항에 있어서,
상기 산기석(140)은
이산화탄소 흡수조(100) 내부로 연장되는 공급관(141)과 상기 공급관(141)에서 배치되는 다수개의 통공(142)을 포함하는
하이브리드 바이오가스 생성 시스템.
According to clause 6,
The acid stone 140 is
Comprising a supply pipe 141 extending into the carbon dioxide absorption tank 100 and a plurality of through holes 142 disposed in the supply pipe 141.
Hybrid biogas generation system.
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