KR20120113885A - Method for processing organic waste - Google Patents

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KR20120113885A KR1020110031556A KR20110031556A KR20120113885A KR 20120113885 A KR20120113885 A KR 20120113885A KR 1020110031556 A KR1020110031556 A KR 1020110031556A KR 20110031556 A KR20110031556 A KR 20110031556A KR 20120113885 A KR20120113885 A KR 20120113885A
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Abstract

PURPOSE: An organic waste treatment method is provided to operate facilities without a power mixing driving unit and to improve hygienic characteristic by sealing the facilities. CONSTITUTION: An organic waste treatment method includes the following: a stirring bath, a reaction bath, a liquid fertilizer generating bath, and a precipitating bath are filled with water, and microorganisms are introduced into the stirring bath to be cultivated(S100); organic waste is introduced into the stirring bath(S102); the organic waste is hydrolyzed and acid-fermented in the stirring bath by the cultivated microorganisms(S104); the hydrolyzed and acid-fermented organic waste is transferred to the reaction bath to be anaerobically digested(S106); the anaerobically digested liquid is transferred to the liquid fertilizer generating bath, and scum is decomposed in the anaerobically digested liquid(S112); and inorganic materials are precipitated in the precipitating bath(S114). [Reference numerals] (AA) Start; (BB) End; (S100) Filling water in a stirring bath, a reaction bath, a liquid fertilizer generating bath, and a precipitate storing bath, and introducing microorganisms containing strains for acid fermentation and methane fermentation to be cultivated; (S102) Introducing organic waste through an inlet on the upper side of a stirring bath; (S104) Stirring organic waste, and hydrolyzing and acid-fermenting the organic waste in the stirring bath by pre-cultivated microorganisms; (S106) Anaerobic digesting hydrolyzed and acid-fermented organic waste after the organic waste is transferred to the reaction bath; (S108) Lowering the level of water in the reaction bath if plenty of gas is generated after the anaerobic digestion; (S110) Sucking organic waste from the stirring bath by the water level increase of the reaction bath if the internal gas pressure of the reaction bath is reached to a critical value; (S112) Moving anaerobically digested fermented liquid to a liquid fertilizer generating bath and maintaining the fermented liquid in the liquid fertilizer for a long period of time to decompose scum; (S114) Precipitating inorganic materials contained in fermented liquid into the precipitate storing bath; (S116) Unless plenty of gas is generated from the reaction bath and the internal gas pressure of the reaction bath is reacted to a critical value, gas from the reaction bath is compressed and supplied into a gas injection nozzle to adjust the internal gas pressure of the reaction bath

Description

유기성 폐기물 처리 방법{Method for Processing Organic Waste}Organic Waste Disposal Method

본 발명은 유기성 폐기물 처리 방법에 관한 것으로서, 특히 다단계 장기 체류 방식으로 가수분해, 산발효, 메탄 발효에 의해 유기물을 분해 소멸하고 발효열 및 가스 유동에 의해 유기성 폐기물을 소멸 처리하는 유기성 폐기물 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating organic wastes, and more particularly, to a method for treating organic wastes by decomposing and extinguishing organic materials by hydrolysis, acid fermentation and methane fermentation in a multi-stage long-term retention method, and extinguishing organic wastes by fermentation heat and gas flow. will be.

근래의 산업발달과 더불어 대량으로 발생되는 음식물 폐기물 또는 축산 농가 등에서 유출되는 축분뇨의 처리는 대략 크게 분류하여 보면, 소각, 매립, 재활용 기술로 나눌 수 있으며 재활용 기술은 사료화와 퇴비화 등으로 구분되고 있다.In addition to the recent industrial development, the treatment of livestock wastes from large-scale food wastes or livestock farms can be roughly classified into incineration, landfilling, and recycling technologies, and recycling technologies are classified into feed and composting.

그러나 이러한 유기성 폐기물의 처리에서 소각의 경우, 낮은 발열량과 수분 함유로 인한 불완전 연소 등에 의한 다이옥신 발생으로 2차 공해를 유발하여 환경 공해에 심각한 문제점으로 사양화된 기술이다.However, in the case of incineration in the treatment of such organic waste, it is a technology specified as a serious problem in environmental pollution by causing secondary pollution due to the generation of dioxin due to incomplete combustion due to low calorific value and moisture content.

사료화 기술은 자원의 재활용이란 관점에서 가장 많이 보급된 기술이고 처리 과정에서 매우 까다로운 절차가 필요한 기술로 많은 문제점이 따르고 있다.Feeding technology is the most prevalent technology in terms of resource recycling, and requires a very difficult procedure in the treatment process.

또한, 퇴비화 기술은 호기성 처리 방법과 혐기성 처리 방법이 있으나 호기성 처리 방법은 호기성 미생물의 호흡을 원활히 해주기 위한 수분 조절제(톱밥 등)의 사용을 필수로 요구하여 경제성이 떨어지고 대기에 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 가능하다.In addition, composting technology has an aerobic treatment method and anaerobic treatment method, but the aerobic treatment method requires the use of a moisture control agent (sawdust, etc.) to facilitate the breathing of aerobic microorganisms, which is economical and has a disadvantage of causing air problems. On the other hand, the anaerobic treatment method is not only solved the odor problem by blocking the atmosphere, but also biogas (approximately 70% methane component) generated in the anaerobic treatment process can be generated biogas generation using this.

유기성 폐기물을 이용한 에너지 자원화 방안은 환경 보존 및 신재생 에너지원이라는 관점에서 주목받고 지속적으로 개발되고 있는 기술이다.Energy resource recovery using organic waste is a technology that is attracting attention and continuously developed from the viewpoint of environmental conservation and renewable energy sources.

유기성 폐기물을 혐기성 소화시켜 바이오가스를 생산하는 방법으로서 이는 생산된 바이오가스를 전기, 열에너지로 전환하여 사용할 수 있으며 부산물로 비료 등으로 사용할 수 있기 때문에 그 활용도가 높아 지속적인 개발이 요구되고 있는 상황이다.Anaerobic digestion of organic waste to produce biogas, which can be used by converting the produced biogas into electricity and thermal energy, and can be used as fertilizer as a by-product.

그러나 이러한 유기성 폐기물의 자원화를 위한 혐기성 소화조는 막대한 건설 비용이 소요될 뿐만 아니라 발생된 탈리액을 처리하기 위한 별도의 폐액 처리 시설을 구비하여야 하므로 경제성이 떨어질 뿐만 아니라 현행 환경법상 방류수 배출 허영 기준 이내로 폐액을 처리하는 것이 어려워 현실적인 대안이 되지 못하고 있다.However, the anaerobic digester for the recycling of such organic waste not only has enormous construction cost but also has to provide a separate waste liquid treatment facility to treat the generated desorption liquid, which not only reduces the economic efficiency but also treats the waste liquid within the effluent discharge vanity standard under the current environmental law. It's hard to do, and it's not a realistic alternative.

따라서, 유기성 폐기물을 이용한 에너지 자원화 방안은 유지 관리가 용이하며 저비용으로 운전이 가능한 유기성 페기물의 자원화 방안의 개발이 절실한 실정이다.Therefore, the energy resource recovery method using organic waste is an urgent need for the development of resource management methods for organic waste that can be easily maintained and operated at low cost.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 다단계 장기 체류 방식으로 훈련된 관리자가 없어도 가수분해, 산발효, 메탄 발효에 의해 유기성 폐기물을 분해 소멸하여 액비 및 메탄가스를 획득하는데 그 목적이 있다.In order to solve this problem, the present invention has an object to obtain a liquid ratio and methane gas by decomposing and extinguishing organic waste by hydrolysis, acid fermentation, methane fermentation even without a manager trained in a multi-stage long-term stay method.

본 발명은 유기성 폐기물 처리 시스템에서 투압한 유기성 폐기물의 발효와 이동 상태를 모니터링하고, 유기성 폐기물 처리 시스템에서 배출된 가스를 콤프레서를 통해 압축한 후, 압축된 가스를 다시 공급받아 유기성 폐기물 처리 시스템의 내부 가스 압력을 조절함으로써 항상성을 유지하는데 그 목적이 있다.The present invention monitors the fermentation and migration of the organic waste pressurized in the organic waste treatment system, and after compressing the gas discharged from the organic waste treatment system through a compressor, the compressed gas is supplied again to the interior of the organic waste treatment system The purpose is to maintain homeostasis by adjusting the gas pressure.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 교반조, 반응조, 액비 생성조 및 침전물 저류조를 구비한 유기성 폐기물 처리 시스템에서의 유기성 폐기물 처리 방법에 있어서,In the organic waste treatment method in an organic waste treatment system having a stirring tank, a reaction tank, a liquid ratio generating tank and a sediment storage tank according to a feature of the present invention for achieving the above object,

상기 교반조, 반응조, 액비 생성조 및 침전물 저류조에 물을 채운 후, 가수분해, 산발효 및 메탄발효를 위한 균주가 포함된 미생물을 투입하여 배양하는 단계; 상기 교반조 상면의 투입구를 통해 유기성 폐기물을 투입하는 단계와,Incubating the microorganisms containing strains for hydrolysis, acid fermentation and methane fermentation after filling the water in the stirring tank, the reaction tank, the liquid fertilizer production tank and the precipitate storage tank; Injecting the organic waste through the inlet of the upper surface of the stirring tank,

상기 교반조에서 투입된 유기성 폐기물을 교반한 후, 기배양된 미생물에 의해 교반조 내에서 유기성 폐기물을 가수분해 및 산발효하는 단계와,Agitating the organic waste introduced into the stirring vessel, and then hydrolyzing and acid fermenting the organic waste in the stirring vessel by means of precultured microorganisms;

상기 반응조는 하나 이상으로 형성되어 상기 교반조에서 가수분해 및 산발효된 유기성 폐기물이 이동하면 밀폐가 유지된 상태에서 기배양된 미생물에 의해 혐기성 소화하는 단계와,Analytical digestion of the reaction tank is formed by one or more and the hydrolyzed and acid-fermented organic waste in the stirring tank is moved by the pre-cultured microorganisms in a sealed state,

혐기성 소화결과 상기 반응조 내부 가스압이 임계치에 도달하면, 가스를 배출하여 기하락한 반응조의 수위를 상승시켜 교반조로부터 유기성 폐기물을 흡입하는 단계와,When the gas pressure inside the reactor reaches a critical value as a result of anaerobic digestion, exhausting the gas to raise the level of the declining reactor and sucking organic waste from the stirring tank;

혐기성 소화가 완료된 발효액이 액비 생성조로 이동하면, 발효액을 장기간 체류시켜 스컴을 분해하는 단계; 및When the fermentation broth complete anaerobic digestion is moved to the liquid fertilizer production tank, the fermentation broth is retained for a long time to decompose scum; And

상기 발효액에 포함된 무기물을 침전물 저류조로 침전시키는 단계를 포함하며, 상기 유기성 폐기물 처리 시스템의 제어부는 상기 반응조 내부 가스압이 임계치에 도달하지 않는 경우, 상기 각 반응조에서 배출한 가스를 콤프레서를 통해 압축한 후, 내부에 구비된 가스 주입 노즐을 통하여 공급받아 상기 각 반응조 내부에 가스 압력을 조절하는 것을 특징으로 한다.And depositing the inorganic matter contained in the fermentation broth into a sediment storage tank, wherein the control unit of the organic waste treatment system compresses the gas discharged from each reaction tank through a compressor when the gas pressure inside the reactor does not reach a threshold. After that, the gas pressure is supplied to the inside of each reactor by the gas injection nozzle provided therein.

전술한 구성에 의하여, 본 발명은 유지 관리가 용이하며 저비용으로 운전이 가능한 유기성 페기물의 자원화 방법을 제공하는 효과가 있다.By the above-described configuration, the present invention has the effect of providing a method of recycling the organic waste of the organic waste can be easily maintained at low cost.

본 발명은 건설, 운전 비용이 적게 드는 유기성 폐기물을 혐기성 소화시켜 바이오가스를 생산하는 방법을 제공하는 효과가 있다.The present invention has the effect of providing a method for producing biogas by anaerobic digestion of organic waste of low construction and operation costs.

본 발명은 동력 교반 구동장치 없이도 운전 가능하고 설비 밀폐화로 위생적이며 환경 민원의 소지를 줄일 수 있는 효과가 있다.The present invention can operate without a power agitation drive device is hygienic and the effect of reducing the complaints of environmental complaints by sealing the equipment.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 시스템의 구조를 설명하는 절개 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 시스템에서의 유기성 폐기물 처리 방법을 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of an organic waste treatment system according to an embodiment of the present invention.
2 to 4 are cutaway perspective views illustrating the structure of an organic waste treatment system according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing an organic waste treatment method in an organic waste treatment system according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of an organic waste treatment system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 시스템은 교반조(100), 반응조(202, 204, 206), 액비 생성조(300), 침전물 저류조(400), 콤프레서(500) 및 제어부(미도시)를 포함한다. 여기서, 제어부는 유기성 폐기물 처리 시스템의 내부 또는 외부의 어떠한 위치에도 형성할 수 있다.Organic waste treatment system according to an embodiment of the present invention, the stirring tank 100, the reaction tank (202, 204, 206), the liquid ratio generating tank 300, the sediment storage tank 400, the compressor 500 and the control unit (not shown) It includes. Here, the control unit may be formed at any position inside or outside the organic waste treatment system.

교반조(100), 반응조(202, 204, 206), 액비 생성조(300) 및 침전물 저류조(400)는 순차적으로 연결된 구조로 되어 있고, 교반조(100)의 우측 하단에서부터 액비 생성조(300)의 좌측 하단까지 우하향하는 이동로에 의해 연결된다.The stirring tank 100, the reaction tanks 202, 204, 206, the liquid ratio generating tank 300, and the sediment storage tank 400 are sequentially connected, and the liquid ratio generating tank 300 is formed from the lower right side of the stirring tank 100. Is connected by a downward path to the lower left of the

교반조(100), 반응조(202, 204, 206), 액비 생성조(300)의 인접면은 그 하단부를 제외하고 격벽에 의해 차단되며, 혐기성 소화를 위해 밀폐 상태가 유지된다.Adjacent surfaces of the stirring tank 100, the reaction tanks 202, 204, and 206 and the liquid fertilizer generating tank 300 are blocked by the partition wall except for the lower end thereof, and are kept closed for anaerobic digestion.

교반조(100)는 상면에 유기성 폐기물(1)의 투입을 위한 유기성 폐기물 투입구(110), 미생물 투입을 위한 미생물 투입구(120) 및 액비 흡입기(410)를 포함한다.The stirring tank 100 includes an organic waste inlet 110 for injecting the organic waste 1 on the upper surface, a microbial inlet 120 for injecting microorganisms, and a liquid rain inhaler 410.

교반조(100)는 유기성 폐기물 투입구(110)와 미생물 투입구(120)의 개폐시 밀폐 상태가 해제되는데 주로 가수분해 및 통성혐기성균에 의한 산발효가 이루어지고 고농도의 유기물이 투입되므로 투입시 유입되는 산소는 통성혐기성균에 의해 완전히 소모된다.Stirring tank 100 is released when the organic waste inlet 110 and the microorganism inlet 120 is opened and closed, mainly due to acid fermentation by hydrolysis and through anaerobic bacteria and high concentration of organic matter is introduced into the input Oxygen is completely consumed by the anaerobic bacteria.

따라서, 반응조(202, 204, 206) 및 액비 생성조(300)의 메탄균에는 영향을 미치지 않는다.Therefore, the methane bacteria of the reaction tanks 202, 204, and 206 and the liquid fertilizer production tank 300 are not affected.

관리자는 교반조(100), 반응조(202, 204, 206), 액비 생성조(300) 및 침전물 저류조(400)에 소정 높이로 물(2)을 채운다. 이때, 교반조(100), 반응조(202, 204, 206) 및 액비 생성조(300)의 수위는 자연적으로 같아진다.The manager fills the water 2 to the stirring tank 100, the reaction tanks 202, 204, 206, the liquid ratio generating tank 300, and the sediment storage tank 400 at a predetermined height. At this time, the water level of the stirring tank 100, the reaction tanks 202, 204, 206, and the liquid ratio production tank 300 becomes the same naturally.

교반조(100)는 미생물 투입구(120)를 통해 가수분해, 산발효 및 메탄 발효를 위한 균주가 포함된 미생물을 투입하여 배양한다.The agitation tank 100 is cultured by injecting microorganisms including strains for hydrolysis, acid fermentation and methane fermentation through the microorganism inlet 120.

미생물의 배양이 이루어지기 시작하면 유기성 폐기물(1)의 처리가 이루어질 수 있는데 관리자는 유기성 폐기물 투입구(110)로 축산분뇨, 하수오니, 음식물 쓰레기 등의 유기성 폐기물(1)을 투입한다.Treatment of organic waste (1) can be made when the microorganisms are cultivated, but the manager inputs organic waste (1) such as livestock manure, sewage sludge, and food waste into the organic waste inlet 110.

유기성 폐기물(1)은 별도의 교반 작용 없이도 가수분해 및 산발효균 등에 의해 분해되어 점도가 저하되는 등 물성이 변화되어 반응조(202, 204, 206)에서 촉발된 수위 변화와 중력에 의하여 장기간에 걸쳐 서서히 우하향 이동하면서 투입된 유기성 폐기물(1)과 미생물이 자연스럽게 교반된다.The organic waste (1) is decomposed by hydrolysis and acid-fermenting bacteria or the like without a separate stirring action, and the physical properties are changed, such that the viscosity is lowered. The organic wastes 1 and microorganisms introduced while moving to the lower right are naturally stirred.

이때, 교반 과정을 도와 신속한 생화학 반응을 촉발시키기 위해서 별도의 스크류 교반기(130)를 설치한다.At this time, a separate screw stirrer 130 is installed to help the stirring process to trigger a rapid biochemical reaction.

도 1에 도시된 바와 같이, 교반조(100)의 스크류 교반기(130)는 회전 운동에 의하여 투입된 미생물과 대량의 유기성 폐기물(1)을 교반하여 아래로 내려보낸다.As shown in FIG. 1, the screw stirrer 130 of the stirring vessel 100 stirs down the microorganisms and the large amount of organic waste 1 introduced by the rotary motion and moves down.

교반조(100)에서는 투입된 유기성 폐기물(1)이 물(2)에 섞여 기존에 배양된 미생물과 생화학 반응을 일으키고 미생물의 작용에 의하여 가수분해 및 산발효가 이루어진다.In the stirring tank 100, the injected organic waste 1 is mixed with water 2 to cause a biochemical reaction with the microorganisms previously cultured, and hydrolysis and acid fermentation are performed by the action of the microorganisms.

기발생된 미생물은 유기성 폐기물(1) 속의 지방, 단백질을 저급 지방 및 아미노산으로 탄수화물을 단당류로 치환하여 수소, 아세트산 및 저급지방산, 유기산 등을 생성한다.Pre-generated microorganisms produce hydrogen, acetic acid and lower fatty acids, organic acids and the like by replacing carbohydrates with monosaccharides with fats and proteins in organic wastes (1) with lower fats and amino acids.

분해 과정에서 다량의 발효열이 발생하며 이에 의하여 상당한 정도의 수분이 증발한다.In the process of decomposition, a large amount of heat of fermentation is generated, whereby a considerable amount of moisture is evaporated.

교반조(100)는 외벽을 단열하여 반응열을 보존하는 것이 가능하여 가수분해 및 산발효가 더욱 가속화된다.The stirring tank 100 can insulate the outer wall to preserve the heat of reaction, thereby further accelerating hydrolysis and acid fermentation.

반응조(202, 204, 206)는 하나 이상의 반응조(202, 204, 206)로 형성되어 유기성 폐기물(1)이 체류하면서 생화학반응을 일으키는 곳이다. 반응조(202, 204, 206)는 격벽을 통해 3~5개 정도로 형성되는 것이 바람직하나, 그 이상의 복수개 형성도 가능하다.Reactors 202, 204 and 206 are formed of one or more reactors 202, 204 and 206, where the organic waste 1 stays and causes a biochemical reaction. The reactors 202, 204, and 206 are preferably formed by about 3 to 5 through partition walls, but a plurality of reactors may be formed.

반응조(202, 204, 206)는 바닥이 내부식성의 금속 재질로 이루어있고 요철이 반복적으로 패턴을 형성하며, 교반조(100)에서 완속 교반된 유기성 폐기물(1)이 중력에 의하여 반응조(202, 204, 206)로 일부 이동하기도 한다.Reactors 202, 204, and 206 are made of a corrosion-resistant metal material at the bottom, and irregularities are repeatedly formed, and the organic waste 1 slowly stirred in the stirring tank 100 is gravity-reacted. And some move to 204,206.

교반조(100)에서 생성된 단당류, 수소, 아세트산, 저급지방산 및 유기산은 메탄발효균에 의해 이산화탄소, 물, 메탄가스 등으로 분해된다. 반응조(202, 204, 206)에서는 메탄균, 호열성 고온 박테리아, 호염성 박테리아에 의하여 장기간에 걸쳐 반응이 이루어지는데 교반조(100)에와 달리 높은 발효열이 발생하지 않으나 CO2, CH4가 다량 발생한다.Monosaccharides, hydrogen, acetic acid, lower fatty acids and organic acids produced in the stirring tank 100 are decomposed into carbon dioxide, water, methane gas, etc. by methane fermentation bacteria. In the reaction tanks 202, 204, and 206, the reaction is performed for a long time by methane, thermophilic high temperature bacteria, and basophilic bacteria. Unlike the stirring tank 100, high heat of fermentation is not generated, but a large amount of CO 2 and CH 4 is generated. Occurs.

도 1에 도시된 바와 같이, 반응조(202, 204, 206)는 좌측 하단이 교반조(100)의 우측 하단으로부터 우하향하는 이동로를 따라 연결되며, 그 우측 하단은 우하향하는 이동로를 따라 액비 생성조(300)로 연결된다.As shown in FIG. 1, the reaction tanks 202, 204, and 206 have a lower left side connected to a right downward passage from a lower right side of the stirring vessel 100, and a lower right side thereof generates liquid ratio along a downwardly downward movement passage. It is connected to the tank (300).

본 발명의 실시예의 반응조는 제1 반응조(202), 제2 반응조(204) 및 제3 반응조(206)를 포함한다.The reactor of the embodiment of the present invention includes a first reactor 202, a second reactor 204, and a third reactor 206.

제1 반응조(202), 제2 반응조(204) 및 제3 반응조(206)는 가스 냉각 충진기(250a, 250b, 250c), 수분 분리기(240a, 240b, 240c), 가스 배출용 밸브(220a, 220b, 220c) 및 가스 주입 밸브(202a, 204b, 206c)을 포함한다.The first reactor 202, the second reactor 204, and the third reactor 206 are gas cooled filling units 250a, 250b, and 250c, water separators 240a, 240b, and 240c, and valves for discharging gas 220a, 220b, 220c and gas injection valves 202a, 204b, 206c.

가스 배출용 밸브(220a, 220b, 220c)는 일정 가스압 이상이 될 때까지 가스를 배출하지 않는데 이에 의하여 반응조(202, 204, 206) 내부의 가스층이 팽창하면 가스압에 의해 반응조(202, 204, 206)의 저면상의 유기성 폐기물(1)을 가압하여 교반하는 작용을 한다.The gas discharge valves 220a, 220b, and 220c do not discharge the gas until the gas pressure is higher than or equal to a predetermined gas pressure. As a result, when the gas layer inside the reaction tanks 202, 204, and 206 expands, the gas pressure vessels 202, 204, and 206 cause the gas tanks to expand. It presses and stirs the organic waste (1) on the bottom of the bottom face.

이와 같이 가스압이 올라가면 반응조(202, 204, 206) 내부의 수위는 낮아지고 반대로 교반조(100) 및 액비 생성조(300)의 수위는 높아지는데 일정 가스압 이상(예를 들어, 300g/cm2)이 되면, 반응조(202, 204, 206)의 상면에 구비된 가스 배출용 밸브(220a, 220b, 220c)가 일정 가스압 미만(예를 들어, 1.033g/cm2)까지 낮아지도록 배출한다.Thus rises, the gas pressure tank (202, 204, 206) within the water level is lower and the opposed to the stirring tank 100 and the liquid manure produced water level is above I constant gas pressure increases in the tank (300) (for example, 300g / cm 2) In this case, the gas discharge valves 220a, 220b, and 220c provided on the upper surfaces of the reaction tanks 202, 204, and 206 are discharged to be lowered below a predetermined gas pressure (for example, 1.033 g / cm 2 ).

이는 자동 압력밸브를 이용하여 가스 배출용 밸브(220a, 220b, 220c)를 구현함으로써 가능해진다.This is made possible by implementing the gas discharge valves 220a, 220b, 220c using an automatic pressure valve.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 반응조(202)는 가스압이 올라가면 제1 반응조(202) 내부의 수위가 낮아지고 반대로 교반조(100), 제2 반응조(204), 제3 반응조(206), 액비 생성조(300)의 수위가 높아지며, 가스가 배출되면 가스 배출에 의하여 같은 수위의 평형을 이룰 수 있게 된다.As shown in FIG. 2, when the gas pressure rises, the first reactor 202 lowers the water level inside the first reactor 202, and conversely, the agitator 100, the second reactor 204, and the third reactor 206. , The liquid level of the water generation tank 300 is increased, and when the gas is discharged, it is possible to achieve the same level of water level by the discharge of the gas.

가스의 배출이 이루어진 후, 반응조(202, 204, 206)는 내부에서 혐기성 소화 반응이 이루어짐에 따라 가스압이 점차 높아지고 재차 가스가 배출되는 과정이 반복된다.After the gas is discharged, the reaction tanks 202, 204, and 206 undergo an anaerobic digestion reaction therein, so that the gas pressure is gradually increased and the gas is discharged again.

가스의 팽창 속도 및 배출 빈도는 유기성 폐기물(1)의 농도, 투입량에 비례하며 가스 배출에 의한 수위 변화로 인해 유기성 폐기물(1)과 미생물의 접촉 효율을 높여 혐기성 소화가 더욱 촉진된다.The expansion rate and discharge frequency of the gas are proportional to the concentration and the input amount of the organic waste (1), and the anaerobic digestion is further promoted by increasing the contact efficiency between the organic waste (1) and the microorganism due to the change in the water level due to the gas discharge.

이러한 가스 배출용 밸브(220a, 220b, 220c)에 의한 가스 배출시 반응조(202, 204, 206) 내부의 수위가 상승하면서 교반조(100)로부터 유기성 폐기물(1)이 흡입된다.When the gas is discharged by the gas discharge valves 220a, 220b, and 220c, the organic waste 1 is sucked from the stirring tank 100 while the water level inside the reaction tanks 202, 204, and 206 increases.

가스 배출에 의해 수위가 상승하면 그 부피만큼 교반조(100)로부터 물(2)과 유기성 폐기물(1)을 동시에 흡입하게 된다. 흡입된 유기성 폐기물(1)은 다시 반응조(202, 204, 206) 내부에서 생화학 반응을 진행하게 된다.When the water level rises due to the gas discharge, water 2 and organic waste 1 are simultaneously sucked from the stirring tank 100 by the volume thereof. The sucked organic waste 1 is further subjected to a biochemical reaction in the reactors 202, 204, and 206.

가스 배출용 밸브(220a, 220b, 220c)의 하부에는 메탄가스 정제장치(230a, 230b, 230c)가 구비된다.The methane gas purification apparatus 230a, 230b, 230c is provided in the lower part of the gas discharge valve 220a, 220b, 220c.

혐기성 분해로 인한 바이오가스는 주로 메탄가스와 이산화탄소로 이루어져 있으나, 이외에도 독성과 부식성이 강한 유화가스 및 암모니아 등이 소량 배출되므로 메탄가스 정제장치(230a, 230b, 230c)가 이를 흡착하여 제거한다.Biogas due to anaerobic decomposition is mainly composed of methane gas and carbon dioxide, but in addition to a small amount of toxic and corrosive emulsified gas and ammonia is discharged by the methane gas purification apparatus (230a, 230b, 230c) by adsorption.

가스 배출용 밸브(220a, 220b, 220c)는 활성탄 및 소석회가 충진된 필터를 통과시켜 유화수소의 흡착이 가능하고 멤브레인 60~70% 정도의 중질 연료가 생성되었으며 이는 난방용 또는 발전용 연료로 사용될 수 있는 수준에 해당한다.Gas discharge valves 220a, 220b, and 220c pass through a filter filled with activated carbon and slaked lime to adsorb hydrogen sulfide and produce about 60% to 70% of heavy fuel in the membrane, which can be used as a fuel for heating or power generation. Corresponds to the level.

한편, 차량용 연료 및 액화천영가스 대체연료로 사용되기 위해서는 이산화탄소 및 기타 불순물이 제거되어야 하는데 이산화탄소 및 암모니아의 제거에 의하여 메탄함량 97% 이상으로 정제가 가능하다.Meanwhile, carbon dioxide and other impurities must be removed in order to be used as a vehicle fuel and liquefied liquefied gas alternative fuel. By removing carbon dioxide and ammonia, the methane content can be purified to more than 97%.

가스 배출용 밸브(220a, 220b, 220c)는 유화가스가 흡착되고 이산화탄소가 제거된 순도 높은 메탄가스를 배출할 수 있게 된다.The gas discharge valves 220a, 220b, and 220c may discharge high-purity methane gas from which emulsion gas is adsorbed and carbon dioxide is removed.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 배출용 밸브(220a, 220b, 220c)는 수분 분리기(240a, 240b, 240c)와 연결되는데, 수분 분리기(240a, 240b, 240c)는 배출된 메탄가스로부터 수분을 제거한다.1 and 2, the gas discharge valves 220a, 220b and 220c are connected to the water separators 240a, 240b and 240c, and the water separators 240a, 240b and 240c are discharged methane gas. Remove moisture from

이후, 수분이 제거된 메탄가스는 가스 냉각 충진기(250a, 250b, 250c)에 의하여 -80 ℃까지 냉각된다.Thereafter, the methane gas from which moisture is removed is cooled to -80 ° C by gas cooling fillers 250a, 250b, and 250c.

한편, 가스 냉각 충진기(250a, 250b, 250c)는 실린더를 구동하여 가압하여 냉각된 메탄가스를 압축한 후 도관을 따라 별도의 용기에 충진한다.On the other hand, gas-cooled fillers (250a, 250b, 250c) is driven by the cylinder to compress the cooled methane gas by pressurizing and then filled in a separate container along the conduit.

이때, 가스 냉각 충진기(250a, 250b, 250c)는 용기에 충진된 메탄가스량 및 메탄가스 농도를 측정하기 위한 센서를 구비하고 어느 정도 충진이 이루어졌는지 관리자가 확인할 수 있도록 한다.At this time, the gas cooling fillers (250a, 250b, 250c) is provided with a sensor for measuring the amount of methane gas and the concentration of methane gas filled in the container and allows the administrator to check how much filling is made.

충진이 충분히 이루어지면, 관리자는 충진이 완료된 용기를 제거하고 빈 용기를 가스 냉각 충진기(250a, 250b, 250c)에 연결시킨다.When filling is sufficient, the manager removes the filled container and connects the empty container to the gas cooled fillers 250a, 250b, 250c.

가스 주입 밸브(202a, 204b, 206c)은 각 반응조(202, 204, 206)에 구비하고 유기성 폐기물(1)의 교반과 이동에 필요한 가스 압력을 높이기 위해 압축된 가스를 배출한다.The gas injection valves 202a, 204b, and 206c are provided in the respective reaction tanks 202, 204, and 206 and discharge the compressed gas in order to increase the gas pressure required for stirring and moving the organic waste 1.

액비 생성조(300)는 반응조(202, 204, 206)의 우측 하단으로부터 우하향하는 이동로를 따라 연결된다.The liquid fertilizer generating tank 300 is connected along a moving path which is downwardly downward from the lower right of the reactors 202, 204, and 206.

반응조(202, 204, 206)에서 장기간에 걸쳐 혐기성 소화가 충분히 일어난 다음, 무기물질 및 일부 유기물이 함유된 발효액(2)이 액비 생성조(300)로 유입된다.After sufficient anaerobic digestion takes place in the reactors 202, 204, and 206 for a long time, the fermentation broth 2 containing inorganic substances and some organic substances is introduced into the liquid fertilization tank 300.

이러한 액비 생성조(300)의 내부에서 유입된 불용성 무기물 등의 잔류물은 침전되어 가라앉는데 이러한 침전물(4)은 액비 생성조(300) 저면에 구비된 침전물 투하구(320)를 통해 침전물 저류조(400)로 투하된다.Residues, such as insoluble inorganic matter introduced into the liquid fertilizer generating tank 300 is settled and sinked. Such a precipitate (4) is a sediment storage tank through the sediment discharge port 320 provided on the bottom of the liquid fertilizer generating tank (300) Dropped to 400.

도 2에 도시된 바와 같이, 액비 생성조(300)에는 침전물(4)이 투하된 나머지 발효액(2)이 남게 되는데 이러한 발효액(2)은 반응조(202, 204, 206)에서 이루어진 혐기성 소화의 결과로 풍부한 무기물을 포함하게 되는데 그 가운데 비중이 낮은 소량의 스컴(Scum) 성분은 위로 올라가게 된다. 스컴 성분은 액비 생성조(300)의 내부에서 긴 체류 기간을 거치며 분해 소멸되며 비중이 높은 미분해 패각류, 모래 등은 아래로 가라 앉는다.As shown in FIG. 2, the liquid fermentation tank 300 leaves the remaining fermentation broth 2 to which the precipitate 4 is dropped, which is a result of anaerobic digestion in the reactors 202, 204, and 206. As a result, it contains abundant minerals, and a small amount of Scum, which has a low specific gravity, goes up. The scum component is decomposed and extinguished through a long residence period in the liquid fertilizer generating tank 300, and the high specific gravity shellfish, sand, etc. sink down.

이러한 유기물 함량이 높은 발효액(2)은 장기간에 걸쳐 발효, 분해되어 점차 액비(Liquid Fertilizer)(3)로 적합한 성격을 갖게 된다.The fermentation broth 2 having a high organic content is fermented and decomposed over a long period of time, and gradually becomes a liquid fertilizer 3.

통상 10만 ppm 내지 20만 ppm 이상의 BOD를 갖는 유기성 폐기물(1)이 투입되어 반응조(202, 204, 206)를 통해 혐기성 소화되면 1만 ppm까지 낮아진다.When organic waste 1 having a BOD of 100,000 to 200,000 ppm or more is generally added and anaerobic digestion is carried out through the reactors 202, 204 and 206, it is lowered to 10,000 ppm.

이후 액체 상태로 액비 생성조(300)로 이동하여 발효되어 BOD가 수천 ppm 이하로 낮아지며 교반조(100)에서 약, 강산성이었던 유기성 폐기물(1)은 산발효 및 메탄발효 과정을 거쳐 액비 생성조(300)까지 와서 약알칼리성을 나타내게 된다.After moving to the liquid fertilization tank 300 in a liquid state, the BOD is lowered to several thousand ppm or less, and the organic waste (1), which was weak and strongly acidic in the stirring tank 100, was subjected to acid fermentation and methane fermentation. Up to 300) and show weak alkalinity.

침전물 저류조(400)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 'ㄱ'자 단면을 가지며 액비 생성조(300)의 침전물 투하구(320) 아래쪽이 함몰된 함몰부를 이룬다.1 and 2, the sediment storage tank 400 has a '-' cross section and forms a depression in which the sediment inlet 320 of the liquid rain generating tank 300 is recessed.

이러한 함몰부에는 침전물 투하구(320)를 통해 투하된 침전물(4)이 축적된다.The depression 4 deposited through the precipitate inlet 320 accumulates in this depression.

반응조(202, 204, 206)에서의 생화학반응 결과, 대부분의 유기물은 분해되기 때문에 잔류물이 극히 소량만 남게 되며 흙이나 모래, 폐각류 같은 무기물 정도만이 남는다.As a result of the biochemical reactions in the reactors 202, 204, and 206, most organic matters are decomposed, so that only a small amount of residues remain and only minerals such as soil, sand, and waste shells remain.

액비 생성조(300)에서 장기간에 걸쳐 발효된 액비(3)는 그 농도에 따라서 점차 아래쪽으로 이동하는데, 침전물 저류조(400)의 함몰부를 제외한 나머지 공간은 가장 장기간 발효된 액비(3)가 위치하게 된다.The liquid fermentation 3 fermented over a long period of time in the liquid fermentation tank 300 is gradually moved downward according to the concentration, the remaining space except the depression of the sediment storage tank 400 is located so that the liquid fermentation 3 fermented longest do.

액비 흡입기(410)는 이와 같은 고농도의 액비(3)를 흡입하여 외부로 뽑아내는데 바람직하게는 침전물 저류조(400)상 함몰부와 가장 먼 거리의 대척점으로부터 액비(3)를 뽑아낸다. 이는 함몰부의 대척점이 유기성 폐기물 투입구(110)로부터 가장 거리가 멀리 있으며 따라서 가장 장기간 발효가 이루어진 액비(3)를 뽑아낼 수 있기 때문이다.The liquid rain inhaler 410 sucks out such a high concentration of liquid rain 3 and draws it out to the outside. Preferably, the liquid rain suctioner 410 extracts the liquid rain 3 from the opposite point of the furthest distance from the depression on the sediment storage tank 400. This is because the opposite point of the depression is farthest from the organic waste inlet 110 and thus can extract the liquid fertilization 3 from which the long-term fermentation has taken place.

액비 생성조(300)는 액비(3)를 뽑아냄에 따라 수위가 낮아지는데, 관리자는 액비 생성조(300)의 상면에 형성된 점검창(310)을 통해 액비(3)의 생성 상태 및 수위를 점검하여 수위가 낮다고 판단되면 교반조(100)의 유기성 폐기물(1) 또는 물(2)을 투입하여 적절한 수위를 유지하도록 한다.The liquid level generating tank 300 is lowered as the liquid level (3) is pulled out, the manager through the inspection window 310 formed on the upper surface of the liquid ratio generating tank 300, the state and the level of the generation of the liquid ratio (3) If it is determined that the water level is low by checking the organic waste (1) or water (2) of the stirring tank 100 to maintain the appropriate level.

별도의 CCTV, 온도센서, 수위센서 등을 점검창(310)의 상하의 소정 위치에 설치하여 원격지에서도 액비 생성조(300) 내부의 가스압, 수위 등을 모니터링 할 수 있다.By installing a separate CCTV, a temperature sensor, a water level sensor, etc. at a predetermined position above and below the inspection window 310, it is possible to monitor the gas pressure, water level, etc. inside the liquid rain generating tank 300 from a remote location.

투입된 유기성 폐기물(1)은 통상 한달에 가까운 기간에 걸쳐서 반응조(202, 204, 206)에서 혐기성 소화된다.The injected organic waste 1 is anaerobic digested in the reactors 202, 204 and 206, typically over a month.

통상 HRT를 30일 이상으로 유지하는 것이 효과적인데 반응열에 의한 수분 증발에 의하여 실제 HRT는 대단히 길어지게 되므로 액비 생성조(300)까지 이동했을때 탄수화물과 같은 유기물이 모두 발효 분해되어 거의 남지 않는다.Usually, it is effective to maintain HRT for more than 30 days, but since the actual HRT becomes very long by the evaporation of water by the heat of reaction, almost all organic matter such as carbohydrates are fermented and decomposed when moved to the liquid fertilization tank 300.

따라서, 본 발명의 다단계 체류 방식의 유기성 폐기물 처리 시스템은 가로, 세로가 각각 수미터 이상인 대형으로 제작한 경우, 수년간 사용하여도 잔류물이 크게 축적되지 않아 별도의 관리없이 지속적으로 사용 가능해진다.Therefore, when the organic waste treatment system of the multi-stage retention method of the present invention is manufactured in a large size of several meters or more in width and length, the residues do not greatly accumulate even after many years of use, and thus can be continuously used without separate management.

수분은 발효열에 의해 증발되며 유기성 폐기물(1)의 탄수화물 성분은 발효 과정에서 메탄가스와 탄산가스로 분해되어 가스로 배출되고 미량의 탄수화물과 질소, 인산 성분 등이 액비(3)로 흡입되게 된다.Water is evaporated by the fermentation heat, and the carbohydrate component of the organic waste (1) is decomposed into methane gas and carbon dioxide gas in the fermentation process and discharged into the gas, and a small amount of carbohydrate, nitrogen, and phosphoric acid components are sucked into the liquid ratio (3).

수분 증발의 결과 수리학적 체류시간(HRT)이 대단히 길어지므로 대부분의 유기물은 미생물에 의하여 완전하게 분해된다.As a result of the evaporation of water, the hydraulic retention time (HRT) becomes very long and most organics are completely degraded by microorganisms.

유기물에 섞여 투입된 불용성 무기물이 일부 침전되어 축적되기 때문에 필요에 따라서 침전물 배출펌프(420)를 설치하여 함몰부에 축적된 침전물(4)을 배출하도록 한다.Since the insoluble inorganic material mixed with the organic material is partially precipitated and accumulated, a precipitate discharge pump 420 is installed as necessary to discharge the precipitate 4 accumulated in the depression.

콤프레서(500)는 각 반응조(202, 204, 206)의 가스 배출용 밸브(220a, 220b, 220c)를 통해 가스를 포집하여 압축한 후, 필요에 따라 각 반응조(202, 204, 206)의 저면상의 유기성 폐기물(1)을 교반하도록 압축된 가스를 각 반응조(202, 204, 206)의 가스 주입 밸브(202a, 204b, 206c)을 통해 배출한다.The compressor 500 collects and compresses gas through the gas discharge valves 220a, 220b, and 220c of the reactors 202, 204, and 206, and then, if necessary, bottoms of the reactors 202, 204, and 206. The gas compressed to agitate the organic waste 1 of the bed is discharged through the gas injection valves 202a, 204b, and 206c of each reactor 202, 204, and 206.

전술한 바와 같이, 유기성 폐기물(1)은 가스 압력으로 발생된 수위 변화와 중력에 의해서 미생물과의 교반과 이동을 하게 된다.As described above, the organic waste 1 is agitated and moved with the microorganism by the water level change and gravity generated by the gas pressure.

그러나 실제적으로는 가스 발생이 원활하지 않은 경우가 많고 가스 압력이 낮아 교반에 필요한 압력차에 의한 교반이 어렵다.However, in practice, gas generation is often not smooth and agitation due to the pressure difference required for stirring is low due to low gas pressure.

따라서, 각 반응조(202, 204, 206)에 압축된 가스를 주입시킴으로 강제적으로 교반과 이동을 제어할 수 있는 것이다.Therefore, by injecting the compressed gas into each reaction tank (202, 204, 206) it is possible to forcibly control the stirring and movement.

본 발명의 실시예에서 반응조(202, 204, 206)를 복수개로 구성하는 이유는 유기성 폐기물(1)의 교반과 이동에 필요한 가스를 포집하기 위함과 하나의 반응조(202, 204, 206)로 구성하는 것에 비해 유기성 폐기물(1)의 발효와 교반의 부하를 적절히 분배하여 항상성을 유지하는데 유리하게 때문이다.In the exemplary embodiment of the present invention, the plurality of reactors 202, 204, and 206 are configured to collect gas necessary for stirring and moving the organic waste 1 and one reactor 202, 204, and 206. This is because it is advantageous to properly distribute the loads of fermentation and stirring of the organic waste 1 to maintain homeostasis.

본 발명의 실시예에서는 가스 주입 밸브(202a, 204b, 206c)을 각 반응조(202, 204, 206)에 구비하고 있지만, 필요에 따라 교반조(100), 액비 생성조(300), 침전물 저류조(400)에도 형성할 수도 있다.In the embodiment of the present invention, the gas injection valves 202a, 204b, and 206c are provided in the respective reaction tanks 202, 204, and 206, but the stirring tank 100, the liquid ratio generating tank 300, and the deposit storage tank (if necessary) 400 may also be formed.

도 1에는 가스 주입 밸브(202a, 204b, 206c)과 콤프레서(500)의 연결이 상세하게 도시되어 있지 않지만, 콤프레서(500)로부터 교반조(100), 각 반응조(202, 204, 206), 액비 생성조(300), 침전물 저류조(400)의 내부까지 연결되어 있다.Although the connection between the gas injection valves 202a, 204b, and 206c and the compressor 500 is not shown in detail in FIG. 1, the stirring tank 100, the respective reaction tanks 202, 204, and 206 and the liquid ratio from the compressor 500 are shown. It is connected to the production tank 300, the interior of the sediment storage tank 400.

제어부는 각 반응조(202, 204, 206)의 유기성 폐기물(1)의 발효, 이동 상태 등을 모니터링하고, 각 반응조(202, 204, 206)에 구비된 가스 주입 밸브(202a, 204b, 206c)을 선택적으로 제어하여 압축된 가스를 공급한다. 이와 같이 선택적인 가스 공급은 각 반응조(202, 204, 206)의 가스 압력을 조절하여 각 반응조(202, 204, 206) 내부의 항상성 유지 기능을 수행한다.The control unit monitors the fermentation, the movement state, and the like of the organic waste 1 of each reactor 202, 204, 206, and controls the gas injection valves 202a, 204b, 206c provided in each reactor 202, 204, 206. Selectively controlled to supply compressed gas. As such, the selective gas supply adjusts the gas pressure in each reactor 202, 204, and 206 to perform a homeostasis maintaining function in each reactor 202, 204, and 206.

혐기성 소화 결과, 반응조(202, 204, 206)의 내부 가스압이 기설정된 임계치에 도달하면 가스 배출용 밸브(220a, 220b, 220c)가 자동적으로 개폐되어 가스를 배출하여 기하락한 반응조(202, 204, 206)의 수위를 상승시켜 교반조(100)로부터 유기성 폐기물(1)을 흡입한다.As a result of the anaerobic digestion, when the internal gas pressure of the reaction tanks 202, 204, and 206 reaches a preset threshold, the gas discharge valves 220a, 220b, and 220c are automatically opened and closed to discharge the gas, thereby declining the reactors 202, 204, The water level of the 206 is raised to suck the organic waste 1 from the stirring tank 100.

그러나 반응조(202, 204, 206)에서의 혐기성 소화 결과, 다량의 가스가 발생하지 않아 반응조(202, 204, 206)의 내부 가스압이 임계치에 도달하지 않는 경우, 제어부는 각 반응조(202, 204, 206)에서 배출한 가스를 콤프레서(500)를 통해 압축한 후, 내부에 구비된 가스 주입 밸브(202a, 204b, 206c)을 통하여 공급받아 각 반응조(202, 204, 206) 내부에 가스 압력을 조절한다.However, when the anaerobic digestion in the reactors 202, 204 and 206 does not generate a large amount of gas and the internal gas pressure of the reactors 202, 204 and 206 does not reach the threshold value, the control unit controls the respective reactors 202, 204, After compressing the gas discharged from the 206 through the compressor 500, it is supplied through the gas injection valves (202a, 204b, 206c) provided therein to adjust the gas pressure inside each reactor (202, 204, 206) do.

따라서, 각 반응조(202, 204, 206)에 가스 주입을 통해 유기성 폐기물(1)의 발효 과정과 이동 상태를 제어할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to control the fermentation process and the movement state of the organic waste (1) through the gas injection into each reaction tank (202, 204, 206).

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 반응조(204) 또는 제3 반응조(206)의 가스압이 올라가면 해당 반응조(202, 204, 206)의 수위가 낮아지고, 반대로 나머지 반응조(202, 204, 206), 교반조(100), 액비 생성조(300)의 수위가 높아지는데 자동적으로 가스 배출에 의하여 같은 수위의 평형을 이룰 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, when the gas pressure of the second reactor 204 or the third reactor 206 increases, the water level of the corresponding reactors 202, 204, and 206 is lowered, and conversely, the remaining reactors 202 and 204. , 206), the stirring tank 100, the liquid level generating tank 300, the level of the water level is increased automatically can achieve the same level by the gas discharge.

제어부는 교반조(100), 각 반응조(202, 204, 206), 액비 생성조(300), 침전물 저류조(400)의 내부 온도를 모니터링하고 교반조(100), 각 반응조(202, 204, 206), 액비 생성조(300), 침전물 저류조(400)의 저면에 형성된 히팅 코일을 제어하여 혐기 발효의 온도 범위 내로 유지시키도록 제어한다.The control unit monitors the internal temperatures of the agitator tank 100, the respective reaction tanks 202, 204 and 206, the liquid ratio generating tank 300, and the sediment storage tank 400, and controls the agitator tank 100 and the respective reaction tanks 202, 204 and 206. By controlling the heating coil formed on the bottom surface of the liquid rain generation tank 300, the sediment storage tank 400 is controlled to maintain within the temperature range of anaerobic fermentation.

교반조(100), 각 반응조(202, 204, 206), 액비 생성조(300), 침전물 저류조(400)는 각 설비 구조의 유기성 폐기물(1)에서 혐기 발효의 온도 조건이 다를 수 있다. 이러한 경우, 제어부는 각 설비 구조의 내부 온도를 모니터링하고, 각 설비 구조의 유기성 폐기물(1)의 온도 조건에 따라 기설정된 혐기 발효의 온도 범위 내로 유지시킬 수 있도록 내부 온도를 제어한다.Stirring tank 100, each reaction tank (202, 204, 206), liquid ratio generating tank 300, sediment storage tank 400 may be different temperature conditions of anaerobic fermentation in the organic waste (1) of each facility structure. In this case, the control unit monitors the internal temperature of each facility structure and controls the internal temperature to be maintained within the temperature range of the anaerobic fermentation set in accordance with the temperature conditions of the organic waste 1 of each facility structure.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기성 폐기물 처리 시스템에서의 유기성 폐기물 처리 방법을 나타낸 도면이다.5 is a view showing an organic waste treatment method in an organic waste treatment system according to an embodiment of the present invention.

먼저, 교반조(100), 반응조(202, 204, 206), 액비 생성조(300), 침전물 저류조(400)는 소정 수위로 물(2)을 채운다(S100).First, the stirring tank 100, the reaction tanks 202, 204, and 206, the liquid ratio generating tank 300, and the sediment storage tank 400 fill the water 2 at a predetermined water level (S100).

교반조(100), 반응조(202, 204, 206), 액비 생성조(300) 및 침전물 저류조(400)는 도 2에 도시된 바와 같이, 함께 연결되어 동일한 수위를 이루게 된다.The stirring tank 100, the reaction tanks 202, 204, and 206, the liquid ratio generating tank 300, and the sediment storage tank 400 are connected together to achieve the same water level as shown in FIG. 2.

이후, 가수분해, 산발효 및 메탄 발효를 위한 균주가 포함한 미생물을 채워진 물(2)에 투입하여 배양된다(S100).Thereafter, the microorganisms containing the strains for hydrolysis, acid fermentation and methane fermentation are added to the filled water (2) and cultured (S100).

미생물이 배양된 다음, 교반조(100)의 상면에 형성된 유기성 폐기물 투입구(110)를 통해 유기성 폐기물(1)을 투입한다(S102).After the microorganisms are cultured, the organic waste 1 is introduced through the organic waste inlet 110 formed on the upper surface of the stirring tank 100 (S102).

교반조(100)는 투입된 유기성 폐기물(1)을 교반한 후, 기배양된 미생물에 의해 유기성 페기물을 가수분해 및 산발효한다(S104).The stirring tank 100 agitates the organic waste 1 introduced, and then hydrolyzes and acid fermentes the organic waste material by the pre-cultured microorganisms (S104).

가수분해 및 산발효된 유기성 폐기물(1)이 반응조(202, 204, 206)로 이동하면, 밀폐가 유지된 상태에서 기배양된 미생물에 의해 혐기성 소화된다(S106).When the hydrolyzed and acid-fermented organic waste 1 moves to the reaction tanks 202, 204, and 206, it is anaerobic digested by the microcultured microorganisms in a sealed state (S106).

반응조(202, 204, 206)에서의 혐기성 소화 결과, 다량의 가스가 발생하는 경우, 이에 의하여 반응조(202, 204, 206) 내부의 수위가 낮아진다(S108).When a large amount of gas is generated as a result of anaerobic digestion in the reactors 202, 204 and 206, the water level inside the reactors 202, 204 and 206 is lowered (S108).

한편, 반응조(202, 204, 206) 내부의 가스압이 임계치에 도달하면 가스 배출용 밸브(220a, 220b, 220c)를 통해 가스를 배출한다.On the other hand, when the gas pressure inside the reaction tank 202, 204, 206 reaches a threshold value, the gas is discharged through the gas discharge valves 220a, 220b, 220c.

가스 배출의 결과, 반응조(202, 204, 206) 내부의 수위는 상승하며 수위 상승시 교반조(100)로부터 유기성 폐기물(1)을 흡입한다(S110).As a result of the gas discharge, the water level inside the reaction tanks 202, 204, and 206 rises, and when the water level rises, the organic waste 1 is sucked from the stirring tank 100 (S110).

이때, 유기성 폐기물(1)이 주기적으로 투입됨에 따라 S100 내지 S110 단계가 반복적으로 이루어진다.At this time, as the organic waste (1) is periodically put in step S100 to S110 is made repeatedly.

혐기성 소화가 완료된 발효액(2)은 액비 생성조(300)로 이동하는데, 액비 생성조(300)에서는 발효액(2)을 장기간 체류시켜 스컴을 분해한다(S112).After the anaerobic digestion is completed, the fermentation broth 2 is moved to the liquid fertilizer generating tank 300. In the liquid fertilizer generating tank 300, the fermentation broth 2 is retained for a long time to decompose scum (S112).

발효액(2)에 포함된 무기물은 침전물 저류조(400)로 침전된다(S114).Inorganic matter contained in the fermentation broth 2 is precipitated in the sediment storage tank 400 (S114).

전술한 S108 단계에서, 반응조(202, 204, 206)에서의 혐기성 소화 결과, 다량의 가스가 발생하지 않아 반응조(202, 204, 206) 내부의 가스압이 임계치에 도달하지 못하는 경우, 제어부는 각 반응조(202, 204, 206)에서 배출한 가스를 콤프레서를 통해 압축한 후, 콤프레서로부터 압축된 가스를 각 반응조(202, 204, 206)에 구비된 가스 주입 밸브(202a, 204b, 206c)을 통하여 공급받아 각 반응조(202, 204, 206) 내부에 가스 압력을 조절한다(S116).In the above-described step S108, when the anaerobic digestion in the reaction tanks 202, 204 and 206 does not generate a large amount of gas and thus the gas pressure inside the reaction tanks 202, 204 and 206 does not reach a threshold value, the controller controls each reactor. After the gas discharged from 202, 204, and 206 is compressed through a compressor, the gas compressed from the compressor is supplied through the gas injection valves 202a, 204b, and 206c provided in each reactor 202, 204, and 206. Take control the gas pressure inside each reactor (202, 204, 206) (S116).

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiments of the present invention described above are not implemented only by the apparatus and / or method, but may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention, a recording medium on which the program is recorded And such an embodiment can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

100: 교반조 110: 유기성 폐기물 투입구
120: 미생물 투입구 130: 스크류 교반기
202: 제1 반응조 204: 제2 반응조
206: 제3 반응조 220a, 220b, 220c: 가스 배출용 밸브
230a, 230b, 230c: 메탄가스 정제장치
240a, 240b, 240c: 수분 분리기
250a, 250b, 250c: 가스 냉각 충진기
300: 액비 생성조 310: 점검창
320: 침전물 투하구 400: 침전물 저류조
410: 액비 투입구 420: 침전물 배출펌프
500: 콤프레서100: stirring tank 110: organic waste inlet
120: microorganism inlet 130: screw stirrer
202: first reactor 204: second reactor
206: third reactor 220a, 220b, 220c: gas discharge valve
230a, 230b, 230c: methane gas purification device
240a, 240b, 240c: water separator
250a, 250b, 250c: gas cooled filling machine
300: liquid rain generation tank 310: inspection window
320: sediment outlet 400: sediment storage tank
410: liquid inlet 420: sediment discharge pump
500: compressor

Claims (4)

교반조, 반응조, 액비 생성조 및 침전물 저류조를 구비한 유기성 폐기물 처리 시스템에서의 유기성 폐기물 처리 방법에 있어서,
상기 교반조, 반응조, 액비 생성조 및 침전물 저류조에 물을 채운 후, 가수분해, 산발효 및 메탄발효를 위한 균주가 포함된 미생물을 투입하여 배양하는 단계;
상기 교반조 상면의 투입구를 통해 유기성 폐기물을 투입하는 단계;
상기 교반조에서 투입된 유기성 폐기물을 교반한 후, 기배양된 미생물에 의해 교반조 내에서 유기성 폐기물을 가수분해 및 산발효하는 단계;
상기 반응조는 하나 이상으로 형성되어 상기 교반조에서 가수분해 및 산발효된 유기성 폐기물이 이동하면 밀폐가 유지된 상태에서 기배양된 미생물에 의해 혐기성 소화하는 단계;
혐기성 소화결과 상기 반응조 내부 가스압이 임계치에 도달하면, 가스를 배출하여 기하락한 반응조의 수위를 상승시켜 교반조로부터 유기성 폐기물을 흡입하는 단계;
혐기성 소화가 완료된 발효액이 액비 생성조로 이동하면, 발효액을 장기간 체류시켜 스컴을 분해하는 단계; 및
상기 발효액에 포함된 무기물을 침전물 저류조로 침전시키는 단계를 포함하며, 상기 유기성 폐기물 처리 시스템의 제어부는 상기 반응조 내부 가스압이 임계치에 도달하지 않는 경우, 상기 각 반응조에서 배출한 가스를 콤프레서를 통해 압축한 후, 내부에 구비된 가스 주입 노즐을 통하여 공급받아 상기 각 반응조 내부에 가스 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 방법.In the organic waste treatment method of the organic waste disposal system provided with the stirring tank, the reaction tank, the liquid ratio production tank, and the sediment storage tank,
Incubating the microorganisms containing strains for hydrolysis, acid fermentation and methane fermentation after filling the water in the stirring tank, the reaction tank, the liquid fertilizer production tank and the precipitate storage tank;
Injecting the organic waste through the inlet of the upper surface of the stirring tank;
Agitating the organic waste introduced into the stirring vessel, and then hydrolyzing and acid fermenting the organic waste in the stirring vessel by precultured microorganisms;
Analytical digestion of the reaction tank is formed by one or more and the hydrolyzed and acid-fermented organic waste in the stirring tank moves by the pre-cultured microorganisms in a closed state;
When the gas pressure inside the reactor reaches a threshold as a result of anaerobic digestion, discharging the gas to raise the level of the declining reactor to suck organic waste from the stirring tank;
When the fermentation broth complete anaerobic digestion is moved to the liquid fertilizer production tank, the fermentation broth is retained for a long time to decompose scum; And
And depositing the inorganic matter contained in the fermentation broth into a sediment storage tank, wherein the control unit of the organic waste treatment system compresses the gas discharged from each reaction tank through a compressor when the gas pressure inside the reactor does not reach a threshold. After that, the organic waste treatment method characterized in that the gas pressure is adjusted in each of the reaction tank by receiving through the gas injection nozzle provided therein. 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 교반조, 상기 하나 이상의 반응조, 상기 액비 생성조 및 상기 침전물 저류조의 저면에 형성된 히팅 코일을 제어하여 혐기 발효의 온도 범위 내로 내부 온도를 유지시키도록 제어하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 방법.The method of claim 1,
The control unit controls to maintain the internal temperature within the temperature range of anaerobic fermentation by controlling the heating coil formed on the bottom of the stirring tank, the at least one reaction tank, the liquid ratio generating tank and the sediment storage tank
Organic waste treatment method further comprising. 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 교반조, 상기 하나 이상의 반응조, 상기 액비 생성조 및 상기 침전물 저류조에 상기 압축한 가스를 배출하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 방법. The method of claim 1,
The control unit discharging the compressed gas to the stirring tank, the one or more reaction tanks, the liquid ratio generating tank, and the precipitate storage tank.
Organic waste treatment method comprising a. 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 각 반응조의 유기성 폐기물의 발효, 이동 상태를 모니터링하고 상기 각 반응조에 구비된 가스 주입 노즐을 선택적으로 제어하여 상기 압축된 가스를 상기 각 반응조에 공급하도록 상기 콤프레서를 제어하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 방법.The method of claim 1,
The control unit monitors the state of fermentation and movement of the organic waste of each reactor, and selectively controls the gas injection nozzle provided in each reactor to control the compressor to supply the compressed gas to each reactor
Organic waste treatment method comprising a.
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100396478B1 (en) 2000-03-02 2003-09-02 동명산업 주식회사 Apparatus for disposing organic matter to obtain methane gas therefor
KR100592491B1 (en) 2004-03-15 2006-06-23 한국과학기술원 Biogas Production Method Using Food Waste
KR101070652B1 (en) 2009-04-09 2011-10-07 주식회사 포스코건설 Non-Motorized Integral 2-Phase Anaerobic Digestion Box
KR101048516B1 (en) 2011-03-30 2011-07-12 (주)거성테크 Apparatus for anaerobic fermentation and equipment for making liquid fertilizer and purifying wastewater of livestock having the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109052818A (en) * 2018-08-10 2018-12-21 图方便（苏州）环保科技有限公司 One kind being used for Porta Potti sewage disposal system

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