KR20110072605A - Apparatus for concentrating the anaerobic miro-organism - Google Patents

Apparatus for concentrating the anaerobic miro-organism Download PDF

Info

Publication number
KR20110072605A
KR20110072605A KR1020090129605A KR20090129605A KR20110072605A KR 20110072605 A KR20110072605 A KR 20110072605A KR 1020090129605 A KR1020090129605 A KR 1020090129605A KR 20090129605 A KR20090129605 A KR 20090129605A KR 20110072605 A KR20110072605 A KR 20110072605A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
anaerobic
biogas
anaerobic digestion
liquid
pressurized
Prior art date
Application number
KR1020090129605A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
장해남
이대성
유영섭
김충재
양성재
Original Assignee
금호산업주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 금호산업주식회사 filed Critical 금호산업주식회사
Priority to KR1020090129605A priority Critical patent/KR20110072605A/en
Publication of KR20110072605A publication Critical patent/KR20110072605A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/04Apparatus for enzymology or microbiology with gas introduction means
    • C12M1/06Apparatus for enzymology or microbiology with gas introduction means with agitator, e.g. impeller
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/107Apparatus for enzymology or microbiology with means for collecting fermentation gases, e.g. methane
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/40Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of pressure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/02Separating microorganisms from the culture medium; Concentration of biomass
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

PURPOSE: An apparatus for concentrating anaerobic microbes is provided to maintain high microorganism concentration and to enhance bio gas production efficiency. CONSTITUTION: An apparatus(120) for concentrating anaerobic microbes comprises: an anaerobic digester(110) for performing anaerobic digestion of organic waste; a mixture device for mixing the anaerobic digestion liquid and biogas; a pressurizing device(122) for pressing biogas into the anaerobic digestion liquid; and to floating/separating tank(121). The apparatus further comprises a coagulant supply device(124).

Description

혐기성 미생물 농축장치{Apparatus for concentrating the anaerobic miro-organism}Anaerobic Microbial Concentrator {Apparatus for concentrating the anaerobic miro-organism}

본 발명은 혐기성 미생물 농축장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 혐기성 소화조 내 미생물의 농도를 높게 유지함으로써 유기성폐기물 부하량 및 처리량을 증대시키고 바이오가스 생산효율을 높일 수 있는 혐기성 미생물 농축장치에 관한 것이다. The present invention relates to an anaerobic microorganism concentrator, and more particularly, to an anaerobic microorganism concentrator capable of increasing organic waste load and throughput and increasing biogas production efficiency by maintaining a high concentration of microorganisms in an anaerobic digester.

최근, 음식물 쓰레기, 가축분뇨, 하수 슬러지와 같은 유기성폐기물을 혐기성 소화시켜 메탄 등의 바이오가스를 생산하고 이를 열병합 발전 등에 이용하는 기술이 개발되고 있다. 이와 같이 유기성폐기물로부터 바이오가스를 생산, 이용하는 방법은 바이오가스를 에너지원으로 사용할 수 있다는 점 이외에 환경 오염 부하를 감소시킬 수 있다는 점에서 각광을 받고 있다. Recently, technologies for producing biogas such as methane by anaerobic digestion of organic wastes such as food waste, livestock manure, and sewage sludge have been developed. As such, the method of producing and using biogas from organic waste has been in the spotlight in that it can reduce the environmental pollution load in addition to using biogas as an energy source.

하지만, 이러한 혐기성 소화공정은 산생성 미생물과 메탄생성 미생물의 반응 기작이 관여하는 생물학적 공정임에 따라, 운영조건이 까다로워 최적화된 성능을 발휘하기 위해서는 각별한 주의가 요구된다. 특히, 메탄생성 미생물의 경우에는 호 기성 미생물에 비해 생장속도가 매우 느린 이유로, 효과적인 반응을 위해서는 반응조 내의 미생물 유실을 방지하고 미생물의 양을 일정하게 유지시킬 수 있어야 한다. However, since the anaerobic digestion process is a biological process involving the reaction mechanism of the acid-producing microorganisms and the methane-producing microorganisms, special care is required to achieve optimal performance due to the difficult operating conditions. In particular, methane-producing microorganisms have a slow growth rate compared to aerobic microorganisms, and therefore, for effective reactions, it should be possible to prevent the loss of microorganisms in the reactor and keep the amount of microorganisms constant.

고농도 유기성폐기물을 처리하는 혐기성 소화조는 일반적으로 상기 언급한 완전혼합형 반응기 형태로서 수리학적 체류시간(HRT)과 슬러지 체류시간(SRT)이 동일하기 때문에 반응조 내 메탄생성 미생물 농도를 일정 수준으로 유지시키기 위해서는 긴 체류시간이 요구되어 소화조의 용량이 커져야 하거나, 정해진 소화조 용량에 대해서 일정 수준 이상의 유기물 부하량 및 바이오가스 생산효율을 기대하기 어려운 문제점이 있다. The anaerobic digester which treats high concentration organic waste is generally in the form of the above-mentioned fully-mixed reactor, which has the same hydraulic retention time (HRT) and sludge residence time (SRT). The long residence time is required, so the capacity of the digester must be increased, or it is difficult to expect a certain level of organic matter load and biogas production efficiency for a predetermined digester capacity.

이를 해결하기 위한 방안으로, 소화조 후단에 막분리설비나 침전설비를 구비하여 미생물을 농축하고 소화조로 반송함으로써 혐기성 소화 반응조 내 슬러지 체류시간(SRT)을 연장시키는 기술이 적용되고 있다. 그러나, 막분리 공정의 경우 혐기성 소화액에 포함된 다량의 고형성분에 의한 막 표면의 파울링 현상이 심하게 발생하고 운전을 위한 소요동력이 커서 유지, 관리하는데 어려움이 있으며, 침전 공정의 경우는 부유성 물질이 다량 함유되어 있는 혐기성 소화액의 자체 특성으로 인해 침전 현상을 유도하기가 어려운 관계로, 고분자 계열의 난분해성 응집제가 다량 소요되고 침전조에서의 긴 체류시간이 요구되는 문제점이 있다. As a solution to this problem, a technique for extending the sludge residence time (SRT) in the anaerobic digestion reactor by concentrating microorganisms with a membrane separation facility or a precipitation facility at the rear of the digester and returning it to the digester has been applied. However, in the membrane separation process, fouling of the membrane surface due to a large amount of solid components contained in the anaerobic digestion solution occurs severely, and the driving force is large, and thus, it is difficult to maintain and manage it. It is difficult to induce precipitation due to its own characteristics of the anaerobic digestion liquid containing a large amount of material, there is a problem that requires a large amount of polymer-based hardly degradable flocculant and a long residence time in the precipitation tank.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 혐기성 소화조 내 미생물의 농도를 높게 유지함으로써 유기성폐기물 부하량 및 처리량을 증대시키고 바이오가스 생산효율을 높일 수 있는 혐기성 미생물 농축장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, by maintaining a high concentration of microorganisms in the anaerobic digester to increase the organic waste load and throughput, and to provide an anaerobic microorganism concentrating device that can increase the biogas production efficiency There is this.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 혐기성 미생물 농축장치는 유기성폐기물을 혐기성 소화시키는 혐기성 소화조 및 상기 혐기성 소화조로부터 배출되는 혐기성 소화액을 가압부상분리하여 처리수와 고형물질로 분리하는 미생물 농축장치를 포함하여 이루어지며, 상기 가압부상분리 과정에서, 혐기성 소화액이 가압부상분리의 혼합액체로 이용되고 상기 혐기성 소화조에서 생성된 바이오가스가 가압부상분리의 가압가스로 이용되는 것을 특징으로 한다. Anaerobic microbial concentrator according to the present invention for achieving the above object is an anaerobic digester for anaerobic digestion of organic waste and the anaerobic digestion liquid discharged from the anaerobic digester by pressure flotation to separate the treated water and a solid matter microorganism concentrator In the pressurized flotation, the anaerobic digestion liquid is used as a mixed liquid of the pressurized flotation, and the biogas generated in the anaerobic digester is used as the pressurized gas for the pressurized flotation.

상기 미생물 농축장치는, 상기 혐기성 소화조로부터 공급받은 혐기성 소화액과 바이오가스를 혼합하는 혼합수단과, 상기 혼합수단으로부터 바이오가스가 혼합된 소화액을 공급받아, 대기압보다 높은 압력을 가하여 혐기성 소화액 내에 바이오가스가 가압되도록 하는 가압수단과, 상기 가압수단으로부터 바이오가스가 가압된 소화액을 공급받아, 대기압 하에서 노출시킴으로써 마이크로 버블 형태로 전환된 바이오가스의 부상력을 이용하여 혐기성 소화액 내의 고형물질을 부상시켜 분리하 고, 상기 부상분리된 고형물질을 상기 혐기성 소화조에 반송하는 부상분리조를 포함하여 구성될 수 있다. The microbial concentrator is a mixing means for mixing the anaerobic digestion liquid and biogas supplied from the anaerobic digestion tank, the digestion liquid mixed with the biogas is supplied from the mixing means, the biogas is added to the anaerobic digestion liquid by applying a pressure higher than atmospheric pressure A pressurizing means for pressurizing and a digestion liquid pressurized by the biogas from the pressurizing means are used to float and separate the solid matter in the anaerobic digestion liquid by using the floating force of the biogas converted into a micro bubble form by exposing it under atmospheric pressure. It may be configured to include a flotation separation tank for conveying the flotation separated solid material to the anaerobic digester.

상기 혼합수단에 응집제를 공급하여 혐기성 소화액 내에 포함되어 있는 고형물질을 응집하는 응집제 공급수단이 더 구비될 수 있으며, 상기 혼합수단은 라인믹서와 이젝터로 구성될 수 있다. A coagulant supply unit may be further provided to supply the coagulant to the mixing unit to aggregate the solid matter contained in the anaerobic digestion liquid, and the mixing unit may include a line mixer and an ejector.

본 발명에 따른 혐기성 미생물 농축장치는 다음과 같은 효과가 있다. Anaerobic microbial concentrator according to the present invention has the following effects.

혐기성 소화조로부터 배출되는 소화액 중 미생물이 다량 포함된 고형물질을 가압부상원리를 이용한 미생물 농축장치를 통해 분리하여 혐기성 소화조에 재투입함으로써 소화조 내 혐기미생물의 농도를 높게 유지시킴에 따라 혐기성 소화장치의 바이오가스 생산효율을 향상시킬 수 있게 된다. The biomass of the anaerobic digester is maintained by maintaining solid concentration of anaerobic microorganisms in the digester by separating solid materials containing a large amount of microorganisms from the anaerobic digester from the anaerobic digester through the microbial concentrator using pressurized injury. Gas production efficiency can be improved.

또한, 일반 공기와 부상분리된 처리수를 가압가스와 혼합액체로 각각 이용하는 통상의 가압부상분리장치와는 달리, 혐기성 소화조에서 생성된 소화액과 바이오가스를 혼합액체와 가압가스로 직접 이용함에 따라, 소화액 내에 포함된 고형성분의 부상분리 효율을 향상시킬 수 있으며, 부상분리된 상등액에 존재하는 고형성분(미생물 농축성분)이 재차 혐기성 소화조로 반송되더라도 일반 공기가 아닌 바이오가스를 가압가스로 이용함으로 인해 혐기성 소화공정에 악영향을 끼치지 않게 된다. In addition, unlike the conventional pressurized flotation device which uses the treated air separated from the normal air and the floating water as the pressurized gas and the mixed liquid, the digested liquid and the biogas generated in the anaerobic digester are directly used as the mixed liquid and the pressurized gas. It is possible to improve the flotation separation efficiency of the solid components contained in the digestive liquid, and even though the solid components (microbial concentrated components) present in the supernatant separated from the flotation are returned to the anaerobic digester, biogas is used as the pressurized gas instead of general air. It does not adversely affect the anaerobic digestion process.

미생물 농축 슬러지가 제거된 소화액 부상분리 처리수는 미생물 농축공정을 거치지 않은 소화액에 비해 고형물 및 유기성분의 농도가 낮기 때문에 보다 고품질의 액비로 사용할 수 있으며, 하수연계 공정 및 폐수처리 공정을 적용하더라도 보다 용이하게 경제적으로 정화처리하여 방류할 수 있다. The digested liquor floatation water from which the microbial concentrated sludge has been removed has lower concentration of solids and organic components than the digested liquor without the microbial enrichment process, so it can be used as a higher quality liquid ratio, even if the sewage system and wastewater treatment process are applied. It can be easily economically cleaned and discharged.

본 발명에 따른 혐기성 미생물 농축장치는 혐기성 소화조와 미생물 농축장치의 조합으로 이루어지며, 상기 혐기성 소화조로부터 배출되는 혐기성 소화액을 상기 미생물 농축장치를 이용하여 처리수와 고형물질로 분리함을 특징으로 한다. The anaerobic microbial concentrator according to the present invention is composed of a combination of an anaerobic digester and a microbial concentrator, characterized in that the anaerobic digestion liquid discharged from the anaerobic digester is separated into treated water and solid matter using the microbial concentrator.

상기 미생물 농축장치는 가압부상분리 원리를 이용하여 혐기성 소화액을 처리수와 상등액으로 분리하는 역할을 하는데, 가압부상분리를 진행함에 있어 혐기성 소화액이 가압부상분리의 혼합액체로 이용되고, 바이오가스가 가압부상분리의 가압가스로 이용된다. 또한, 상기 미생물 농축장치에 의해 분리된 고형물질 즉, 미생물 농축물질은 혐기성 소화조로 재공급되어 혐기성 소화조의 미생물 농도를 높여 궁극적으로 바이오가스 생성효율을 향상시키는 역할을 한다. The microbial concentrator serves to separate the anaerobic digestion liquid into the treated water and the supernatant using the pressure flotation separation principle. In the process of performing the pressure flotation, the anaerobic digestion liquid is used as a mixed liquid of the pressure flotation separation, and the biogas is pressurized. It is used as pressurized gas for floating separation. In addition, the solid material separated by the microbial concentrator, that is, the microbial concentrator is re-supplied to the anaerobic digester to increase the concentration of microorganisms in the anaerobic digester and ultimately improve the biogas production efficiency.

이와 함께, 산소가 포함되지 않은 메탄 등의 바이오가스가 가압부상분리의 가압가스로 이용됨에 따라, 미생물 농축물질이 혐기성 소화조에 재공급되더라도 혐기성 소화공정에 악영향을 끼치지 않게 된다. In addition, since biogas such as methane, which does not contain oxygen, is used as a pressurized gas for pressurized flotation, even if the microorganism concentrate is re-supplied to the anaerobic digester, it does not adversely affect the anaerobic digestion process.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 혐기성 미생물 농축장치를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 혐기성 미생물 농축장치의 개 념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혐기성 미생물 농축장치의 구성도이다.Hereinafter, an anaerobic microorganism concentrating device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a conceptual diagram of an anaerobic microorganism concentrator according to the present invention, Figure 2 is a block diagram of an anaerobic microorganism concentrator according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 혐기성 미생물 농축장치(120)는 크게 혐기성 소화조(110)와 미생물 농축장치(120)의 조합으로 이루어진다. As shown in Figure 1 and 2, the anaerobic microorganism concentrator 120 according to an embodiment of the present invention is largely composed of a combination of anaerobic digester 110 and microbial concentrator 120.

상기 혐기성 소화조(110)는 유기성폐기물을 혐기성 소화시켜 바이오가스를 생성함과 함께 혐기성 소화액을 배출하는 장치이며, 상기 미생물 농축장치(120)는 가압부상분리 원리를 이용하여 혐기성 소화액을 처리수와 미생물 농축물질인 고형물질로 분리하는 역할을 한다. 구체적으로, 본 발명에서 가압부상분리라 함은 대기압보다 높은 압력을 가하여 바이오가스가 소화액 내에 가압되도록 한 다음, 대기압 하에 노출시켜 소화액 내의 고형물질을 바이오가스와 함께 부상시켜 분리시키는 것을 의미한다. The anaerobic digestion tank 110 is a device for generating anaerobic digestion of organic waste and discharging the anaerobic digestion liquid, and the microbial concentrator 120 uses anaerobic digestion fluid to treat treated water and microorganisms using a pressurized flotation separation principle. It separates into solid matter, which is a concentrate. Specifically, in the present invention, by means of pressurized flotation separation means that the biogas is pressurized in the digestive liquid by applying a pressure higher than atmospheric pressure, and then exposed under atmospheric pressure to float and separate the solid material in the digestive liquid with the biogas.

상기 미생물 농축장치(120)는 세부적으로, 혼합수단(123), 가압수단(122) 및 부상분리조(121)를 포함하여 구성되며, 필요에 따라 응집제 공급수단(124)이 추가되어 구성될 수 있다. The microorganism concentrator 120 is configured in detail, including a mixing means 123, a pressurizing means 122 and the floating separation tank 121, a coagulant supply means 124 may be added as necessary. have.

상기 미생물 농축장치(120)의 혼합수단(123)은 상기 혐기성 소화조(110)로부터 각각 공급되는 혐기성 소화액과 바이오가스를 혼합하는 역할을 한다. 이 때, 응집제 공급수단(124)이 더 구비되는 경우, 상기 혼합수단(123)은 혐기성 소화액, 바이오가스 및 응집제를 혼합하며, 상기 응집제 공급수단(124)으로부터 공급되는 응집제는 혐기성 소화액 내에 포함되어 있는 고형물질을 응집시키는 역할을 한다. The mixing means 123 of the microorganism concentrator 120 serves to mix the anaerobic digestion liquid and the biogas supplied from the anaerobic digester 110, respectively. At this time, when the flocculant supply means 124 is further provided, the mixing means 123 mixes anaerobic digestion liquid, biogas and flocculant, and the flocculant supplied from the flocculant supply means 124 is contained in the anaerobic digestion liquid It acts to agglomerate solid matter.

일 실시예로, 상기 혼합수단(123)은 도 2에 도시한 바와 같이 라인믹서(123a)(line mixer)와 이젝터(123b)(ejector)로 구성될 수 있다. 상기 이젝터(123b)는 후술하는 가압펌프(122b)에 의해 혐기성 소화액이 고압 이송될 때 일정량의 바이오가스를 무동력으로 이송시켜 혐기성 소화액과 바이오가스를 혼합시키는 역할을 하며, 상기 라인믹서(123a)는 응집제 공급수단(124)으로부터 공급되는 응집제를 별도의 동력없이 혐기성 소화액 및 바이오가스와 혼합하는 역할을 한다. In one embodiment, the mixing means 123 may be composed of a line mixer 123a and an ejector 123b as shown in FIG. 2. The ejector 123b serves to mix the anaerobic digestion liquid and the biogas by transferring a certain amount of biogas without a force when the anaerobic digestion liquid is transferred at a high pressure by a pressure pump 122b to be described later. The flocculant supplied from the flocculant supply means 124 serves to mix the anaerobic digestion liquid and the biogas without additional power.

상기 가압수단(122)은 혐기성 소화액과 바이오가스의 혼합물에 대기압보다 높은 압력을 가하여 바이오가스를 혐기성 소화액 내에 가압시키는 역할을 한다. 상기 가압수단(122)은 가압탱크(122a)와 가압펌프(122b)로 구성되는데, 상기 가압탱크(122a)는 혐기성 소화액과 바이오가스의 혼합물이 가압되는 공간을 제공하며, 상기 가압펌프(122b)는 대기압보다 높은 압력으로 혐기성 소화액을 가압탱크(122a)로 공급하는 역할을 한다. The pressurizing means 122 serves to pressurize the biogas into the anaerobic digestion liquid by applying a pressure higher than atmospheric pressure to the mixture of the anaerobic digestion liquid and the biogas. The pressurizing means 122 is composed of a pressurizing tank 122a and a pressurizing pump 122b. The pressurizing tank 122a provides a space in which the mixture of anaerobic digestion liquid and biogas is pressurized, and the pressurizing pump 122b. Serves to supply the anaerobic digestion fluid to the pressure tank 122a at a pressure higher than atmospheric pressure.

상기 부상분리조(121)는 상기 가압수단(122)으로부터 바이오가스가 가압된 혐기성 소화액을 공급받은 상태에서, 해당 혐기성 소화액을 대기압 하에서 노출시켜 혐기성 소화액 내에 가압되어 있는 바이오가스를 마이크로 버블(micro bubble)로 전환시켜 소화액의 고형성분을 부상시키는 역할을 한다. 이 때, 혐기성 소화액 내의 고형물질은 상기 마이크로 버블에 부착되어 함께 부상되며, 이에 따라 혐기성 소화액은 고형물질과 처리수로 분리된다. 여기서, 상기 처리수는 별도의 소화액 폐수처리 공정이 적용되어 방류되거나, 액체 비료로 활용될 수 있다. The flotation separation tank 121 exposes the anaerobic digestion fluid under atmospheric pressure in a state in which the biogas pressurized anaerobic digestion fluid is supplied from the pressurizing means 122 to expose the biogas pressurized in the anaerobic digestion fluid to a micro bubble. ) To induce a solid component of the digestive fluids. At this time, the solid matter in the anaerobic digestion fluid is attached to the microbubble and floated together, whereby the anaerobic digestion fluid is separated into the solid material and the treated water. Here, the treated water may be discharged by applying a separate digestive fluid wastewater treatment process, or may be utilized as a liquid fertilizer.

한편, 상기 부상분리조(121)에 의해 분리된 고형물질 즉, 미생물 농축물질은 상기 혐기성 소화조(110)로 공급되며, 이를 통해 혐기성 소화조(110) 내의 미생물 농도를 높일 수 있게 된다. 이와 같이, 혐기성 소화조(110) 내의 미생물 농도가 높아짐으로 인해 유기성 부하량 및 처리량을 향상시킬 수 있게 되며, 그에 따라 바이오가스의 생산효율이 향상된다. On the other hand, the solid material separated by the flotation separation tank 121, that is, the microbial enrichment material is supplied to the anaerobic digestion tank 110, through which it is possible to increase the concentration of microorganisms in the anaerobic digestion tank 110. In this way, the organic load and throughput can be improved by increasing the concentration of microorganisms in the anaerobic digestion tank 110, thereby improving the production efficiency of biogas.

또한, 공기와 가압부상분리 처리수를 각각 가압가스와 혼합액체로 각각 이용하는 통상의 가압부상분리장치와는 달리, 혐기성 소화조에서 생성된 혐기성 소화액과 바이오가스를 각각 혼합액체와 가압가스로 각각 이용함에 따라, 부상분리조에 의해 분리된 고형성분이 재차 혐기성 소화조에 공급되더라도 해당 고형성분에 의해 혐기성 소화공정이 저해되지 않게 된다. 혐기성 소화공정은 혐기 상태가 유지되어야 하는데, 공기를 가압가스로 이용하게 되면 혐기성 소화조 내에 공급되는 고형성분에 의해 산소 성분이 부착되어 혐기성 소화에 악영향을 끼칠 수 있으며, 외부 물질이 혐기성 소화조에 추가로 유입될 경우 밀폐된 소화조 내의 순간적인 압력 불균형 및 불안정 문제가 발생할 수 있다. In addition, unlike the conventional pressurized flotation device which uses air and pressurized flotation separation water as pressurized gas and mixed liquid, respectively, anaerobic digestion liquid and biogas generated in the anaerobic digester are used as mixed liquid and pressurized gas, respectively. Accordingly, even if the solid component separated by the flotation tank is supplied to the anaerobic digester again, the anaerobic digestion process is not inhibited by the solid component. The anaerobic digestion process must be maintained anaerobic. When air is used as a pressurized gas, the oxygen component is attached by the solid components supplied in the anaerobic digester, which can adversely affect anaerobic digestion, and external substances are added to the anaerobic digester. Ingress can result in instantaneous pressure imbalances and instability in closed digesters.

도 1은 본 발명에 따른 혐기성 미생물 농축장치의 개념도. 1 is a conceptual diagram of an anaerobic microorganism concentrating device according to the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혐기성 미생물 농축장치의 구성도.2 is a block diagram of an anaerobic microorganism concentrating device according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing

110 : 혐기성 소화조 120 : 미생물 농축장치110: anaerobic digester 120: microbial concentrator

121 : 부상분리조 122 : 가압수단121: floating separation tank 122: pressurizing means

122a : 가압탱크 122b : 가압펌프122a: Pressurized tank 122b: Pressurized pump

123 : 혼합수단 123a : 라인믹서123: mixing means 123a: line mixer

123b : 이젝터 124 : 응집제 공급수단123b: ejector 124: flocculant supply means

Claims (4)

유기성폐기물을 혐기성 소화시키는 혐기성 소화조; 및 Anaerobic digester for anaerobic digestion of organic waste; And 상기 혐기성 소화조로부터 배출되는 혐기성 소화액을 가압부상분리하여 처리수와 고형물질로 분리하는 미생물 농축장치를 포함하여 이루어지며, It comprises a microbial concentrator for separating the anaerobic digestion liquid discharged from the anaerobic digester by pressurized flotation to separate the treated water and the solid material, 상기 가압부상분리 과정에서, 혐기성 소화액이 가압부상분리의 혼합액체로 이용되고, 상기 혐기성 소화조에서 생성된 바이오가스가 가압부상분리의 가압가스로 이용되는 것을 특징으로 하는 혐기성 미생물 농축장치. In the pressurized flotation separation process, anaerobic digestion liquid is used as a mixed liquid of the pressurized flotation separation, biogas generated in the anaerobic digestion tank is characterized in that the anaerobic microbial concentrator is used as a pressurized gas of the pressure flotation separation. 제 1 항에 있어서, 상기 미생물 농축장치는, According to claim 1, wherein the microorganism concentrator, 상기 혐기성 소화조로부터 공급받은 혐기성 소화액과 바이오가스를 혼합하는 혼합수단과, Mixing means for mixing the anaerobic digestion liquid and biogas supplied from the anaerobic digester; 상기 혼합수단으로부터 바이오가스가 혼합된 소화액을 공급받아, 대기압보다 높은 압력을 가하여 혐기성 소화액 내에 바이오가스가 가압되도록 하는 가압수단과, A pressurizing means for receiving the digestion liquid mixed with the biogas from the mixing means and applying a pressure higher than atmospheric pressure to pressurize the biogas into the anaerobic digestion liquid; 상기 가압수단으로부터 바이오가스가 가압된 소화액을 공급받아, 대기압 하에서 노출시킴으로써 마이크로 버블 형태로 전환된 바이오가스의 부상력을 이용하여 혐기성 소화액 내의 고형물질을 부상시켜 분리하고, 상기 부상분리된 고형물질을 상기 혐기성 소화조에 반송하는 부상분리조를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혐기성 미생물 농축장치. The digestion fluid pressurized by the biogas is supplied from the pressurizing means, and the solid material in the anaerobic digestion fluid is floated and separated using the flotation force of the biogas converted into the micro bubble form by exposing it under atmospheric pressure. Anaerobic microbial concentrator characterized in that it comprises a flotation separation tank conveyed to the anaerobic digester. 제 2 항에 있어서, 상기 혼합수단에 응집제를 공급하여 혐기성 소화액 내에 포함되어 있는 고형물질을 응집하는 응집제 공급수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 혐기성 미생물 농축장치. The anaerobic microorganism concentrating device according to claim 2, further comprising a coagulant supplying means for supplying a coagulant to the mixing means to agglomerate the solid matter contained in the anaerobic digestion liquid. 제 2 항에 있어서, 상기 혼합수단은 라인믹서와 이젝터로 구성되는 것을 특징으로 하는 혐기성 미생물 농축장치. The anaerobic microorganism concentrator of claim 2, wherein the mixing means comprises a line mixer and an ejector.
KR1020090129605A 2009-12-23 2009-12-23 Apparatus for concentrating the anaerobic miro-organism KR20110072605A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090129605A KR20110072605A (en) 2009-12-23 2009-12-23 Apparatus for concentrating the anaerobic miro-organism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090129605A KR20110072605A (en) 2009-12-23 2009-12-23 Apparatus for concentrating the anaerobic miro-organism

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110072605A true KR20110072605A (en) 2011-06-29

Family

ID=44403505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090129605A KR20110072605A (en) 2009-12-23 2009-12-23 Apparatus for concentrating the anaerobic miro-organism

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110072605A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101323277B1 (en) * 2012-05-21 2013-10-29 (주)동화이앤씨 Wastewater treatment system and method thereof
KR101532735B1 (en) * 2013-10-30 2015-07-02 (주)대우건설 Up flow anaerobic waste water treatment with microorganism sludge thickener

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101323277B1 (en) * 2012-05-21 2013-10-29 (주)동화이앤씨 Wastewater treatment system and method thereof
KR101532735B1 (en) * 2013-10-30 2015-07-02 (주)대우건설 Up flow anaerobic waste water treatment with microorganism sludge thickener

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Technologies for reducing sludge production in wastewater treatment plants: State of the art
Mahmood et al. A review of secondary sludge reduction technologies for the pulp and paper industry
Wahidunnabi et al. High pressure homogenization and two-phased anaerobic digestion for enhanced biogas conversion from municipal waste sludge
EP1212262B1 (en) Method for treating sludge in a wastewater facility
Wang et al. Recent advances in membrane bio-technologies for sludge reduction and treatment
JP2010505602A (en) System and method for removing sludge by ozone treatment
KR100787074B1 (en) Apparatus of biogas production for organic waste
EP2785651A1 (en) Method and system for sludge ozonation in a wastewater treatment system
Valijanian et al. Biogas production systems
JP2006281194A (en) Wastewater treatment apparatus and wastewater treatment method
NO324040B1 (en) Process for purifying wastewater, including a sludge treatment with ozonization
LaPara et al. Autothermal thermophilic aerobic waste treatment systems: A state-of-the-art review
JP4655974B2 (en) Waste water treatment method and treatment apparatus
JP2003033780A (en) Method for wastewater treatment
JP2002361293A (en) Method and apparatus for reducing volume of organic sludge
JP6216253B2 (en) Method and apparatus for treating oil-containing wastewater
CN111348805A (en) Anaerobic treatment process for organic wastewater
KR20110072605A (en) Apparatus for concentrating the anaerobic miro-organism
KR100983074B1 (en) Apparatus for production of bio-gas
KR101286072B1 (en) Two-phase anaerobic digestion apparatus
KR20020075635A (en) Process and apparatus for treating sewage or waste water without emitting excess sludge
NL1025346C2 (en) A method for treating organic sludge.
CN102249487A (en) Comprehensive processing device for wastewater and waste liquid
JP2004041902A (en) Sludge treatment equipment and sludge treatment method
KR20190134583A (en) Bio-reactor for sewage treatment and sewage treatment system comprising the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application