KR20140136832A - Anaerobic Digestion Tank having Prevention Decrease of Efficiency by Sludge - Google Patents

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Abstract

In the present invention, disclosed is an anaerobic digestion tank, which prevents the decline of efficiency caused by sludge where the sludge stacked on the lower part of the digestion tank hardly encroaches the space thereof, preventing the decline of efficiency. There is no big facility in the present invention where the integration of a simple facility into the anaerobic digestion tank is allowed to prevent the decline of methane reaction efficiency caused by sinking sludge. The anaerobic digestion tank regularly separates and discharges sludge, so that sludge is not stacked on the lower inside of the anaerobic digestion tank. The reduction of the effective volume of a reaction tank and short circuiting are prevented, and high acid fermentation reaction efficiency and methane reaction efficiency are maintained.

Description

슬러지에 의한 효율 저하 방지 기능을 갖는 혐기성 소화조{Anaerobic Digestion Tank having Prevention Decrease of Efficiency by Sludge}Technical Field [0001] The present invention relates to an anaerobic digestion tank having an efficiency lowering effect by sludge,

본 발명은 혐기성 생물화학적 처리(methane 발효)에 사용되는 탱크인 혐기성소화조에 있어서, 소화조 하방에 축적되는 슬러지에 의하여 소화조 공간이 잠식되지 않도록 하여 효율이 저하되지 않도록 하는 슬러지에 의한 효율 저하 방지 기능을 갖는 혐기성 소화조에 관한 것이다.
The present invention relates to an anaerobic digestion tank for use in anaerobic biochemical treatment (methane fermentation), in which a sludge accumulating below the digestion tank is prevented from being eroded by the sludge, To an anaerobic digester.

일반적인 혐기성 소화조는 대개 20톤/일의 처리규모 이상으로 시공되는 혐기성 소화조의 운용시, 반응조 내에 협잡물 퇴적, 적체, 침적에 따른 단락류 현상, 유효용적 감소 및 체류시간 단축으로 인해 처리효율이 떨어지며, 교반기 과부하로 인해 교반시 기계적 고장이 자주 발생하는 문제점이 발생한다.In general anaerobic digesters, the anaerobic digestion tank, which is usually constructed above 20 ton / day, has a low treatment efficiency due to the accumulation of contaminants, shortage due to sedimentation, deposition, reduction of effective volume and shortening of residence time, There is a problem in that a mechanical failure frequently occurs during agitation due to overload of the agitator.

이러한 문제를 해결하기 위한 구체적인 방안의 하나를 대한민국 특허 등록 0356966 (발명의 명칭: 음식물쓰레기와 축산분뇨의 통합 소화처리장치 및 방법; 이하 '인용발명1'이라 함)에 의하여 살펴 볼 수 있으며, 이를 도1로 도시하였다.One specific method for solving such a problem can be found in Korean Patent Registration No. 0356966 (entitled "Apparatus and Method for Integrated Digestion Treatment of Food Waste and Livestock Manure; hereinafter referred to as" Citation 1 "), 1.

이러한 인용발명1은 혐기성 소화조에 투입 전 종합 협잡물 비중선별기를 설치하여 2단 파쇄 및 선별 과정 후 잔류한 협잡물 중 비중분리가 가능한 협잡물을 비중차로 분리할 수 있도록 하여, 산발효조 및 메탄발효조 내의 스컴 형성에 의한 배관 막힘현상, 반응조 내에 토사, 모래, 조개껍질에 의한 침적으로 발생되는 반응조 유효용적 감소 및 단략류 현상으로 인한 산발효 및 메탄반응 효율 저하를 예방할 수 있고, 또한 산발효조와 메탄발효조 내에 설치된 교반기 및 순환펌프의 부하를 줄일 수 있게 되는 효과가 있다.In this reference 1, an integrated sorbent gravity sorter is installed in the anaerobic digestion tank to separate the grains capable of separating the specific gravity among the remaining grains after the two-stage crushing and sorting process into specific gravity divisions, thereby forming scum in the acid fermentation tank and methane fermentation tank It is possible to prevent the acid fermentation and the methane reaction efficiency from being reduced due to the reduction of the effective volume of the reaction tank caused by the deposition of soil, sand, and shell in the reaction tank and the short circuit phenomenon, The load of the agitator and the circulation pump can be reduced.

반면에 이러한 인용발명1은 혐기성 소화조의 전단에 2단 파쇄 및 선별 과정 후 잔류한 협잡물 중 비중분리가 가능한 협잡물을 비중차로 분리하기 위한 종합 협잡물 비중선별기를 설치하여야 하므로 설치 비용이 증가하게 되는 문제점이 있는 것이다. On the other hand, in Reference 1, a total sorbent sorter for separating the impurities capable of separating the specific gravity among the remaining contaminants after the two-stage crushing and sorting process is installed at the front end of the anaerobic digestion tank, It is.

또 다른 형태의 것으로 도 2로 보인 바와 같이 대한민국 특허 등록 1152210(발명의 명칭: 메탄수율이 향상된 유기성 폐기물 처리장치 및 그 방법; 이하 '인용발명2'라 함)가 제안된 바 있으며,As another example, as shown in FIG. 2, Korean Patent Registration No. 1152210 (name of the invention: an apparatus for treating organic wastes with improved methane yield and its method; hereinafter referred to as "cited invention 2") has been proposed,

이러한 인용발명2의 경우에는 전처리된 음식물 쓰레기, 하수 슬러지, 폐수 슬러지, 농산물 폐기물, 축산 폐기물의 유기성 폐기물이 유입되어 가수분해(고분자 유기물질의 저분자화) 및 산생성(저분자 물질의 유기산 변환) 반응이 일어나는 교반기를 구비하여서 된 산발효조와 상기 산발효조에서 우점화된 산발효 미생물들을 제거하기 위한 고액분리조와 상기 고액분리조와 연결되어 이로부터 유입된 초산(acetic acid) 및 알콜을 포함하는 유기물을 소화하여 메탄가스를 생성하는 교반기를 구비하여서 된 혐기성 소화조와 상기 혐기성 소화조로부터 유입된 유기물 중, 고온성 미생물의 활동에 적합한 45℃~70℃를 유지하여 유기물을 빠르게 분해하고, 질산화 과정을 거치지 않고 암모니아 스트리핑(Ammonia stripping)으로 질소를 제거하고 슬러지를 감량화하는 고온호기성소화조(ATAD, Autothermal Thermophlic Aerobic Digestion)와 상기 고온호기성소화조로부터 유입된 처리액중 잔존 유기물 및 영양염류(질소, 인)의 추가적 처리, ATAD 처리수 냉각, 고온 미생물의 안정화 및/또는 일반 미생물로의 미생물이 치환되도록 고온호기성소화조와 운전조건을 달리하여 슬러지소화조에 적합한 기질로 슬러지 성상을 변화시키는 안정화조와 상기 안정화조로부터 유입된 처리액을 고액분리하고 슬러지를 침전시키고 방류하거나 또는 하수연계처리시스템과 연결되는 침전조와 상기 침전조의 슬러지 일부 또는 전부를 슬러지소화조로 유입시켜 메탄발효하면서 메탄종균을 증식시켜 상기 혐기성 소화조로 반송 순환하여 상기 혐기성 소화조의 메탄수율을 향상시키도록 한 슬러지소화조를 포함하여 구성된 것이다.In the case of Reference 2, the organic wastes such as pretreated food waste, sewage sludge, wastewater sludge, agricultural waste, and livestock waste are introduced and hydrolyzed (low molecular weight of polymer organic material) and acid production (organic acid conversion of low molecular weight material) A solid-liquid separation tank for removing acid-fermenting microorganisms that have been ignited in the acid fermentation tank and an organic substance including acetic acid and alcohol introduced from the solid-liquid separation tank, The anaerobic digestion tank having an agitator for generating methane gas and the organic matter introduced from the anaerobic digestion tank are maintained at a temperature of 45 ° C to 70 ° C suitable for the activity of the thermophilic microorganisms to rapidly decompose the organic matter, Ammonia stripping removes nitrogen and reduces sludge. Further treatment of residual organic matter and nutrients (nitrogen, phosphorus) in the treatment liquid introduced from the high temperature aerobic digestion tank and the autothermal thermophilic aerobic digestion tank (ATAD), cooling of ATAD treated water, stabilization of high temperature microorganisms and / A stabilizing tank which changes the sludge property with a substrate suitable for the sludge digestion tank in a different operating condition from the high-temperature aerobic digestion tank so as to replace the microorganisms in the sludge digestion tank, and the treatment liquid introduced from the stabilization tank is subjected to solid- System and a sludge digestion tank in which a part or all of the sludge of the sedimentation tank is introduced into a sludge digestion tank to increase the methane yield of the anaerobic digestion tank by transferring the methane seedlings to the anaerobic digestion tank while methane fermentation is carried out, .

이러한 인용발명2의 산발효조는 물론 혐기성 소화조의 상방에 설치된 모우터에 의하여 회전하는 교반기는 인용발명1과는 달리 하방으로 대개 20일 이상의 장시간 발효과정에서 슬러지를 미리 제거하기 위한 협잡물 비중선별기가 없으므로 침적으로 발생되는 반응조 유효용적 감소 및 단략류 현상을 피할 수 없으며, 이로 인한 산발효 반응효율 및 메탄 반응효율 저하를 초래하게 되는 문제점이 있는 것이다.
The stirrer rotated by the motor provided above the anaerobic digestion tank as well as the acid fermentation tank according to Reference 2 has no impurity specific gravity sorter for removing the sludge in advance during the long fermentation process, which is usually 20 days or longer, There is a problem in that the effective volume reduction and short circuit phenomenon caused by the immersion can not be avoided and the acid fermentation reaction efficiency and the methane reaction efficiency are lowered due to this.

1. 대한민국 특허 등록-0356966 (발명의 명칭: 음식물쓰레기와 축산분뇨의 통합 소화처리장치 및 방법)1. Korea patent registration -0356966 (title of the invention: integrated digestion treatment apparatus and method of food waste and livestock manure) 2. 대한민국 특허 등록 1152210(발명의 명칭: 메탄수율이 향상된 유기성 폐기물 처리장치 및 그 방법)2. Korean Patent Registration No. 1152210 (Title of the Invention: Organic Waste Treatment Apparatus with Improved Methane Yield and Method Thereof)

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 인용발명1과 같이 별도의 부피가 큰 시설을 구비하지 않고 혐기성 소화조에 일체로 설치되는 간단한 설비에 의하여 슬러지의 침강으로 인한 메탄 반응효율 저하를 방지할 수 있도록 하여 높은 메탈 수율을 얻을 수 있도록 한 슬러지에 의한 효율 저하 방지 기능을 갖는 혐기성 소화조를 제공함에 있다.
It is an object of the present invention to solve the above problems by providing a simple facility that is integrally installed in an anaerobic digestion tank without having a separate bulky facility as in Reference 1 and can prevent degradation of methane reaction efficiency due to settling of sludge And an anaerobic digestion tank having a function of preventing the efficiency of degradation by a sludge so as to obtain a high metal yield.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 음식물 쓰레기, 하수 슬러지, 폐수 슬러지, 농산물 폐기물, 축산 폐기물의 유기성 폐기물이 가수분해 및 산생성 반응되어 초산(acetic acid) 및 알콜을 포함하는 유기물을 소화하여 메탄가스를 생성하는 공지된 혐기성 소화조에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a method of hydrolysis and acid-production reaction of organic waste of food waste, sewage sludge, wastewater sludge, agricultural waste, and livestock waste to digest organic substances including acetic acid and alcohol, In a known anaerobic digestion tank,

상기 혐기성 소화조의 내부 경사 저면에 다수의 노즐이 설치되고, 상기 노즐과 중앙의 출입공이 펌프에 연결되어 상등수의 흡입을 통해 상기 혐기성 소화조 내부 저면으로 분사 및 순환시키며,A plurality of nozzles are installed on the bottom surface of the inner inclination of the anaerobic digestion tank, the nozzles and the entrance and exit holes at the center are connected to the pump and injected and circulated to the inner bottom surface of the anaerobic digestion tank through suction of the supernatant,

상기 혐기성 소화조 내부 저면으로 축적되는 유입물에 함유된 슬러지를 상기 노즐 및 중앙의 출입공이 흡입하고, 흡입된 슬러지를 펌프에 의하여 펌핑함으로써 고액분리기를 통과시켜 슬러지가 제거된 상등수가 혐기성 소화조 상방으로 공급되게 하게 하여서 된 슬러지에 의한 효율 저하 방지 기능을 갖는 혐기성 소화조를 제안함에 있다.The sludge contained in the inflow water accumulated in the bottom of the anaerobic digestion tank is sucked by the nozzles and the central inlet and outlet and the sucked sludge is pumped by the pump to pass through the solid-liquid separator to supply the upper sludge- The anaerobic digestion tank having a function of preventing efficiency deterioration due to the sludge.

이에 더하여 본 발명은 필요에 따라 혐기성 소화조 둘레에 가온수단을 구비하여 중, 고온성 미생물의 활동에 적합한 온도를 유지하여 유기물의 분해 속도를 증가시키도록 한 형태로 된 슬러지에 의한 효율 저하 방지 기능을 갖는 혐기성 소화조를 제안함에 있다.In addition, the present invention has a function of preventing the efficiency reduction by the sludge which is formed so as to increase the decomposition rate of the organic matter by maintaining the temperature suitable for the activity of the medium- and high-temperature microorganisms by means of heating around the anaerobic digestion tank, The present invention provides an anaerobic digester.

또한 본 발명은 소화조의 상방으로 상등수의 흡입 또는 배출을 담당하는 상등수 배관과, According to another aspect of the present invention, there is provided a sewage disposal apparatus comprising a supersonic water pipe for sucking or discharging a supersonic water above a digester,

상기 상등수 배관과 연결된 제1밸브 및 제2밸브 그리고 제3밸브와, A first valve and a second valve connected to the supersonic water pipe,

상기 제2밸브와 펌프의 흡입측이 연결되고, 펌프의 배출측은 제4밸브를 거쳐서 제3밸브 및 혐기성 소화조 저면에 설치된 노즐의 연결관 및 출입공과 연결되며,The discharge side of the pump is connected to the connection pipe and the inlet and outlet of the nozzle installed on the bottom of the anaerobic digestion tank and the third valve via the fourth valve,

상기 펌프의 배출측과 제1밸브 사이에 고액분리기 및 제5밸브가 연결되어,A solid-liquid separator and a fifth valve are connected between the discharge side of the pump and the first valve,

발효가 되는 상시에는 상기 제2밸브, 제4밸브가 개방되고, 상기 제1밸브, 제3밸브, 제5밸브가 닫힌 상태가 되어 상기 펌프에 의하여 상기 상등수 배관으로 흡입된 상등수가 상기 노즐 및 출입공으로 분사되고,The first valve, the third valve, and the fifth valve are closed, so that the supernatant sucked into the supersonic water pipe by the pump is supplied to the nozzle and the outlet Sprayed into the ball,

상기 혐기성 소화조 저면에 축적된 유기물에 함유된 슬러지의 제거시에는 ㅅ상기 1밸브, 제3밸브, 제5밸브가 개방되고, 상기 제2밸브, 제4밸브가 닫힌 상태로 상기 펌프에 의하여 노즐 및 출입공으로 흡입된 상등수가 함유된 슬러지가 고액분리기를 통과하여 슬러지는 제거되고 상기 슬러지에 함유된 상등수만이 상기 상등수 배관으로 공급되도록 하는 혐기성 소화조를 제안함에 있다.
When the sludge contained in the organic matter accumulated in the bottom of the anaerobic digestion tank is removed, the one valve, the third valve and the fifth valve are opened, and the second valve and the fourth valve are closed, The sludge containing the supernatant sucked in through the inlet and the outlet is passed through the solid-liquid separator to remove the sludge, and only the supernatant contained in the sludge is supplied to the supernatant pipe.

이와 같이 하여 본 발명은 간단한 구조의 슬러지 배출 수단을 혐기성 소화조에 일체로 설치함으로써 혐기성 소화조의 내부 저면에 슬러지가 침전되지 않도록 주기적으로 분리 배출할 수 있게 되어 침적으로 발생되는 반응조 유효용적 감소 및 단략류 현상을 방지하고, 높은 수준의 산발효 반응효율 및 메탄 반응효율을 유지할 수 있게 되는 효과가 있다.Thus, the sludge discharging means having a simple structure can be integrally installed in the anaerobic digestion tank, so that the sludge can be separated and discharged on the inner bottom surface of the anaerobic digestion tank periodically so that the effective volume of the reaction tank is reduced, It is possible to prevent a phenomenon and maintain a high level of acid fermentation reaction efficiency and methane reaction efficiency.

뿐만 아니라, 본 발명은 인용발명1과는 슬러지 제거를 위한 슬러지 배출 수단의 구조가 간결하며, 혐기성 소화조에 일체로 설치되는 것이어서, 슬러지 처리를 위한 종합 협잡물 비중선별기 등을 추가로 설치할 필요가 없게 되어 설비 비용을 크게 절감할 수 있게 될 뿐만 아니라 이에 상응한 유지 및 보수 비용 부담이 불필요하고 종합 협잡물 비중선별기등을 설치하기 위한 시공 면적 확보가 불필요하므로 시공 비용을 크게 절감할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.
In addition, since the structure of the sludge discharging means for removing sludge is simple and is integrally installed in the anaerobic digestion tank, the present invention does not need to additionally provide an overall sorbent sorter for sludge treatment It is possible to greatly reduce facility costs, and there is no need for maintenance and repair expenses corresponding thereto, and there is no need to secure a construction area for installing a comprehensive scouring weight sorter or the like, so that the construction cost can be greatly reduced. .

도1은 종래의 음식물쓰레기와 축산분뇨 통합 소화처리장치를 보인 구성도.
도2는 종래의 메탄수율이 향상된 유기성 폐기물 처리장치를 보인 구성도.
도3은 본 발명에 의한 혐기성 소화조의 구조를 보인 종단면도./외부 배관은 생략하여 도시
도4는 본 발명에 의한 혐기성 소화조의 내부 저면에 설치된 노즐을 보인 설명도. 평면도상태로 도시
도5는 본 발명에 의한 혐기성 소화조의 상시 작동을 보인 종단면도.
도6은 본 발명에 의한 혐기성 소화조의 슬러지 배출 상태 작동을 보인 설명도.
도7은 본 발명에 의한 혐기성 소화조의 상시/배출 작동 실시를 위한 배관 실시예Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a schematic view showing a conventional digestion treatment device for food waste and livestock manure.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an organic waste treatment apparatus.
3 is a vertical sectional view showing the structure of the anaerobic digestion tank according to the present invention.
4 is an explanatory view showing a nozzle installed on the inner bottom surface of the anaerobic digestion tank according to the present invention. City in a flat state
5 is a longitudinal sectional view showing the normal operation of the anaerobic digester according to the present invention.
6 is an explanatory view showing the sludge discharge state operation of the anaerobic digester according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic view showing a piping embodiment for performing the normal / discharge operation of the anaerobic digester according to the present invention

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명에 의한 혐기성 소화조(100)를 도3으로 보였다.First, the anaerobic digester 100 according to the present invention is shown in FIG.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명은 음식물 쓰레기, 하수 슬러지, 폐수 슬러지, 농산물 폐기물, 축산 폐기물의 유기성 폐기물을 확보하기 위한 전처리 공정과,As can be seen from the above description, the present invention can be applied to a pretreatment process for securing organic wastes such as food waste, sewage sludge, wastewater sludge, agricultural waste,

전처리 공정을 거친 유기성 폐기물이 유입되어 가수분해 및 산생성 반응되도록 하기 위한 산발효조 공정을 거치며, An organic fermentation process is carried out in order to allow organic wastes that have undergone the pretreatment process to flow in and hydrolyze and react with acid,

상기 산발효 공정 후 유입된 초산(acetic acid) 및 알콜을 포함하는 유기물을 소화하여 메탄가스를 생성하는 혐기성 소화조(100)에 있어서,In the anaerobic digestion tank 100 for generating methane gas by digesting organic substances including acetic acid and alcohol introduced after the acid fermentation process,

상기 혐기성 소화조(100)의 내부 경사 저면(101)에 다수의 노즐(200) 및 출입공(202)을 설치하고, 이러한 노즐(200) 및 출입공(202)과 펌프(300)를 연결하여 상등수를 흡입하여 노즐(200) 및 출입공(202)을 경유하여 혐기성 소화조 내부 경사 저면(101)으로 분사하여 순환시키는 발효 단계를 수행한다.A plurality of nozzles 200 and an access hole 202 are provided in the inner inclined bottom surface 101 of the anaerobic digestion tank 100 and the nozzle 200 and the access hole 202 are connected to the pump 300, And injects it into the anaerobic digestion tank internal inclined bottom surface 101 via the nozzle 200 and the inlet / outlet 202 to perform a fermentation step.

이러한 발효 단계를 수행함에 따라 상등수에 함유된 슬러지가 혐기성 소화조(100) 내부 경사 저면(101)으로 축적되어 모이게 되는 바, 상기 노즐(200)의 위에서 본 형태를 도4로 보였다.As the fermentation step is performed, the sludge contained in the supernatant accumulates in the inner inclined bottom surface 101 of the anaerobic digestion tank 100, and the above-described embodiment of the nozzle 200 is shown in Fig.

이와 같이 본 발명은 다수의 노즐(200)을 복수개의 연결관(201)으로 연결하여, 고른 압력으로 상등수를 분사할 수 있게 되는 것이며, 출입공(202)으로도 상등수가 배출되는 것이다.As described above, according to the present invention, a plurality of nozzles 200 can be connected by a plurality of connection pipes 201, so that the supernatant can be injected at a uniform pressure, and the supernatant is also discharged through the access hole 202.

또한, 본 발명에서는 후술되는 바와 같이 상등수에 함유된 슬러지가 축적된 상태에서는 슬러지를 복수개의 연결관(201)으로 연결된 다수의 노즐(200)과 출입공(202)을 통하여 흡입할 수 있게 되는 것이다.In the present invention, as described later, in the state where sludge contained in the supernatant is accumulated, the sludge can be sucked through the plurality of nozzles 200 connected with the plurality of connection pipes 201 and the access hole 202 .

이러한 본 발명에서의 상기 노즐(200)은 도3으로 보인 바와 같이 상기 혐기성 소화조(100)의 내부 경사 저면(101)과 평행한 각도로 설치됨과 아울러 노즐(200)의 방향은 상기 혐기성 소화조(100)의 내부 경사 저면(101) 중심의 출입공(202)을 향하도록 하고 있다.The nozzle 200 according to the present invention is installed at an angle parallel to the inner inclined bottom surface 101 of the anaerobic digestion tank 100 and the direction of the nozzle 200 is perpendicular to the direction of the anaerobic digestion tank 100 Of the inner inclined bottom surface (101) of the inner inclined bottom surface (101).

따라서, 이러한 경사 저면(101) 중앙을 중심으로 하여 방사상의 균등 간격으로 배치된 노즐(200)에 의하여 상등수가 상기 노즐(200)을 통하여 반복적으로 분사되다보면 상등수에 함유된 슬러지가 축적되는 바, 본 발명에서는 이와 같이 노즐(200)에 의하여 상등수가 고르게 분사되므로 단략류가 형성되는 일이 없어서 경사 저면(101)의 중심의 출입공(202) 주변을 중심으로 축적되는 것이다.Accordingly, sludge contained in the supernatant is accumulated when the supernatant is injected repetitively through the nozzle 200 by the nozzles 200 arranged at regularly spaced radial intervals about the center of the inclined bottom surface 101, In the present invention, since the nozzle 200 uniformly distributes the supernatant, a simple flow is not formed, and the droplets are accumulated around the entrance / exit hole 202 at the center of the inclined bottom surface 101.

아울러, 본 발명은 도5로 보인 바와 같이 상기한 혐기성 소화조(100)의 내부 경사 저면(101) 중앙이 가장 낮게 되도록 구성하고 이러한 경사 저면(101)의 중앙으로 모이는 슬러지가 단략류를 형성하지 않고 혐기성 소화조(100) 내부 저면(101)의 중앙의 출입공(202) 주변 부터 채워지도록 하기 위하여 상기 노즐(200)의 분사 방향이 혐기성 소화조(100) 내부 경사 저면(101) 중앙을 향하도록 하며, 상기 노즐(200)의 각도는 혐기성 소화조(100) 내부 경사 저면(101)의 각도와 동일하게 하고, 이러한 상태를 확대도로 보였다. As shown in FIG. 5, in the present invention, the center of the inner inclined bottom surface 101 of the anaerobic digestion tank 100 is the lowest, and the sludge collected at the center of the inclined bottom surface 101 does not form a simple flow The injection direction of the nozzle 200 is directed toward the center of the inner inclined bottom surface 101 of the anaerobic digestion tank 100 so as to be filled from the vicinity of the entrance hole 202 at the center of the inner bottom surface 101 of the anaerobic digestion tank 100, The angle of the nozzle 200 is the same as the angle of the inclined bottom surface 101 in the anaerobic digestion tank 100, and this state is enlarged.

아울러, 상기 노즐(200)은 다수개 설치하되, 이들이 하나 이상의 환상선상(環狀線上)에 배열되도록 하고, 상기 환상선상으로 배열된 노즐(200)은 방사선상에 동일한 위치에 있지 않도록 도4로 보인 바와 같이 분산 배치하였다.In addition, a plurality of the nozzles 200 are arranged so that they are arranged on at least one annular line, and the nozzles 200 arranged in an annular shape are arranged in the same position on the radiation, As shown in FIG.

또한, 도6으로 보인 바와 같이 상기 환상선상으로 배열된 노즐(200)은 연결관(201)으로 연결되어 출입공(202)과 함께 흡입 동작을 실시 할 수도 있는 것이다.As shown in FIG. 6, the nozzle 200 arranged in an annular shape may be connected to the connection pipe 201 to perform a suction operation together with the inlet / outlet hole 202.

즉, 도6으로 보인 바와 같이 펌프(300)의 흡입부가 노즐(200)과 연결되도록 하면 노즐(200)은 도6의 확대로 보인 바와 같이 분사가 아닌 흡입 기능을 구현하게 되며, 출입공(202) 역시 흡입 기능을 실시하게 되므로 이들을 통하여 발효 과정에서 경사 저면(101)에 축적되어 있던 슬러지가 흡입되어 펌프(300)의 배출부로 배출되고 고액분리기(400)에서 슬러지가 분리 배출되고 상등부가 상등수 배관(102)을 통하여 배출되는 것이다.6, when the suction part of the pump 300 is connected to the nozzle 200, the nozzle 200 realizes the suction function instead of the injection as shown in the enlargement of FIG. 6, The sludge accumulated in the inclined bottom surface 101 is sucked in the fermentation process and discharged to the discharge portion of the pump 300, the sludge is separated and discharged from the solid-liquid separator 400, (102).

또한, 본 발명은 도7로 보인 바와 같이 통상의 콘트롤러(도면에는 불표시함)에 의하여 선택적으로 개폐되는 제1밸브(V1) 내지 제5밸브(V5), 노즐(200) 및 출입공(202)과, 상등수 배관(102) 그리고 고액분리기(400)를 유기적으로 연결함으로써 발효 및 슬러지 배출 동작시마다 배관 접속을 바꿀 필요가 없게 된다.7, the first to fifth valves V1 to V5, which are selectively opened and closed by a normal controller (not shown in the drawing), the nozzle 200, and the inlet and outlet 202 ), The equalizing water pipe 102, and the solid-liquid separator 400, it is not necessary to change the pipe connection every time the fermentation and the sludge discharging operation are performed.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명은 혐기성 소화조(100)의 상방으로 상등수의 흡입 또는 배출을 담당하는 상등수 배관(102)과, 상등수 배관(102)과 연결된 제1밸브(V1) 및 제2밸브(V2) 그리고 제3밸브(V3)와, 제2밸브(V2)와 펌프(300)의 흡입측이 연결되고, 펌프(300)의 배출측은 제4밸브(V4)를 거쳐서 제3밸브(V3) 및 혐기성 소화조(100)의 내부 경사 저면(101)에 설치된 노즐(200)의 연결관(201) 및 출입공(202)과 연결되도록 하며, 상기 펌프(300)의 배출측과 제1밸브(V1) 사이에 고액분리기(400) 및 제5밸브(V5)를 연결하여서 된 것이다.As can be seen from the above description, the present invention is characterized in that the present invention includes a supernatant pipe 102 for sucking or discharging the supernatant above the anaerobic digestion tank 100, a first valve V1 connected to the supernatant pipe 102, The third valve V3 and the third valve V3 are connected to the suction side of the pump 300 and the discharge side of the pump 300 is connected to the third valve V3 via the fourth valve V4, And connected to the connection pipe 201 and the inlet and outlet holes 202 of the nozzle 200 installed in the inner inclined bottom surface 101 of the anaerobic digestion tank 100. The discharge side of the pump 300 and the first valve Liquid separator 400 and the fifth valve V5 are connected between the first valve V1 and the second valve V1.

이와 같이 된 본 발명에 의한 실시예는 상시의 발효 단계에서는 제2밸브(V2), 제4밸브(V4)가 개방되고 제1밸브(V1), 제3밸브(V3), 제5밸브(V5)가 닫힌 상태가 된다.According to the embodiment of the present invention, the second valve V2 and the fourth valve V4 are opened and the first valve V1, the third valve V3, the fifth valve V5 Is closed.

그러므로, 도7의 실선으로 보인 바와 같이 혐기성 소화조(100)의 상등수는 상등수 배관(102)과 제2밸브(V2)를 거쳐 펌프(300)의 흡입부로 흡입되고, 펌프(300)의 배출부로 배출되어 제4밸브(V4)를 거쳐 혐기성 소화조(100) 내부 경사 저면(101)의 연결관(201)으로 공급되어 분사된다. 그러므로 상등수가 펌프(300)에 경사 저면(101)에 배치된 복수개의 연결관(201)과 다수의 노즐(200) 및 흡입공(202)을 통하여 중앙으로 분사되고 이에 따라 상등수가 차올라 협기성 소화조(100) 상방으로 부상하게 되고 이는 다시 전술한 바와 같이 상등수 배관(102)으로 흡입되고 상기한 바와 같은 과정을 반복하여 발효 단계를 실시하게 되는 것이며, 이에 따라 혐기성 소화조(100)로 유입되는 초산(acetic acid) 및 알콜을 포함하는 유기물이 발효되어 메탄가스를 생성하게 되는 것이다.7, the supernatant of the anaerobic digestion tank 100 is sucked into the suction portion of the pump 300 via the supernatant pipe 102 and the second valve V2, and is discharged to the discharge portion of the pump 300. As a result, Is supplied to the connection pipe 201 of the inclined bottom surface 101 of the anaerobic digestion tank 100 via the fourth valve V4 and is injected. Therefore, the supernatant is injected into the pump 300 through the plurality of connecting pipes 201 disposed in the inclined bottom surface 101 and the plurality of nozzles 200 and the suction holes 202, so that the supernatant is supplied to the pulverulent digester (100), which is again sucked into the supernatant pipe (102), and the fermentation step is repeated by repeating the above-mentioned process. As a result, acetic acid (100 g) flowing into the anaerobic digestion tank acetic acid and alcohol are fermented to produce methane gas.

이와 같이 하여 발효 단계가 진행되다 보면 유기물에 함유된 슬러지가 상등수와 함께 펌프(300)에 의하여 노즐(200) 및 출입공(202)으로 분사되는 것이며, 따라서 노즐(200) 분사 방향인 혐기성 소화조(100)의 내부 경사 저면(101) 중앙의 출입공(202) 주변에서 부터 축적되는 것이다.When the fermentation step proceeds, the sludge contained in the organic matter is injected into the nozzle 200 and the inlet / outlet hole 202 by the pump 300 together with the supernatant. Therefore, the sludge contained in the organic matter is injected into the anaerobic digester 100 from the vicinity of the entrance / exit hole 202 at the center of the inclined bottom surface 101.

이러한 상태가 진행되면 혐기성 소화조(100)의 내부 경사 저면(101)이 슬러지로 채워져 내부 공간을 잠식하게 되므로 발효 효율을 저하시키게 되고 발효 용량을 감소시키게 되는 요인이 되는 것이다.When this state progresses, the inner inclined bottom surface 101 of the anaerobic digestion tank 100 is filled with sludge so as to erode the internal space, thereby lowering the fermentation efficiency and reducing the fermentation capacity.

이러한 경우 본 발명에서는 제1밸브(V1), 제3밸브(V3), 제5밸브(V5)를 개방시키고, 제2밸브(V2)와 제4밸브(V4)를 잠금으로써 도7의 일점쇄선로 보인 바와 같이 펌프(300)의 흡입력이 제3밸브(V3)를 통하여 노즐(200) 및 출입공(202)으로 슬러지를 흡입하고, 흡입된 슬러지는 펌프(300)의 배출부 및 제5밸브(V5)를 통하여 배출되고 고액분리기(400)를 거쳐 상등수는 제1밸브(V1) 및 상등수 배관(102)을 거쳐서 혐기성 소화조(100)로 유입되며, 슬러지는 배출되는 것이므로, 혐기성 소화조(100) 내부 경사 저면(101)에 축적된 슬러지가 제거되는 것이다.In this case, in the present invention, the first valve V1, the third valve V3 and the fifth valve V5 are opened and the second valve V2 and the fourth valve V4 are locked, The suction force of the pump 300 sucks the sludge into the nozzle 200 and the inlet and outlet holes 202 through the third valve V3 and the sucked sludge is discharged to the discharge portion of the pump 300 and the fifth valve Liquid separator 400 and the supernatant is introduced into the anaerobic digestion tank 100 via the first valve V1 and the supernatant pipe 102 and the sludge is discharged through the second valve V5, The sludge accumulated on the inner inclined bottom surface 101 is removed.

이러한 과정으로 슬러지가 제거된 후에는 재차 혐기성 소화조(100)의 상등수가 상승수 배관과 제2밸브(V2)를 거쳐 펌프(300)의 흡입부로 흡입되고, 배출부로 배출되어 제4밸브(V4)를 거쳐 혐기성 소화조(100) 내부 경사 저면(101)의 연결관(201)으로 공급되어 노즐(200) 및 출입공(202)으로 분사되도록 하는 발효 단계가 실시되도록 하는 것이며, 이러한 과정을 반복함으로써 혐기성 소화조(100)에 의한 메탄가스 생성과 주기적인 슬러지 제거 작업이 실시되는 것이다.After the sludge is removed by this process, the supernatant of the anaerobic digestion tank 100 is again sucked into the suction portion of the pump 300 through the rising water pipe and the second valve V2, Is supplied to the connection pipe 201 of the inclined bottom surface 101 of the anaerobic digestion tank 100 to be injected into the nozzle 200 and the inlet and outlet holes 202. By repeating this process, Methane gas generation by the digester 100 and periodic sludge removal are performed.

아울러, 본 발명에서는 도6,7의 실시예에서 사용되는 고액분리기(400)는 여러 형태의 것을 사용할 수 있으며, 구체적인 예로 공지된 일반적인 형태의 필터프레스, 스크류 프레스, 원심력분리기, 진동스크린, 경사스크린, 드럼스크린, 벨트 프레스 중 어느 하나를 사용할 수 있다.In addition, in the present invention, the solid-liquid separator 400 used in the embodiment of FIGS. 6 and 7 can use various types, and specific examples thereof include a general type of filter press, a screw press, a centrifugal separator, , A drum screen, or a belt press.

이러한 본 발명의 실시예에서는 처리량이 많은 드럼 스크린 방식 고액분리기(400)나 고농도 저감에 유리하고, 가축 분뇨 처리에 유리한 스크류 프레스 방식 고액분리기(400)를 적용하는 것이 바람직하며 기타 다른 형태의 공지된 다양한 고액 분리기(400)를 적용할 수 있음은 물론이고, 이러한 고액분리기(400)는 공지된 것이므로 구체적인 예시는 생략한다. In this embodiment of the present invention, it is preferable to apply the drum-screen type solid-liquid separator 400 having a high throughput and the screw-press type solid-liquid separator 400 which is advantageous for the reduction of high concentration and advantageous for livestock manure treatment. Various solid-liquid separators 400 can be applied, and the solid-liquid separator 400 is well known, and thus a detailed description thereof will be omitted.

이상과 같이, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명이 의도하는 요지 및 개념 내에서 다양하게 변화시켜 실시하는 것이 가능하다.
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be variously changed within the spirit and concept of the present invention.

100: 소화조 101: 경사 저면 102: 상등수 배관
200: 노즐 201: 연결관 202: 출입공
300: 펌프 400: 고액분리기 V1: 제1밸브
V2: 제2밸브 V3: 제3밸브 V4: 제4밸브
V5: 제5밸브100: digester 101: slope bottom 102: supersonic water piping
200: nozzle 201: connection pipe 202:
300: Pump 400: Solid-liquid separator V1: First valve
V2: second valve V3: third valve V4: fourth valve
V5: fifth valve

Claims (4)

유기성 폐기물이 가수분해 및 산생성 반응되어 초산(acetic acid) 및 알콜을 포함하는 유기물을 소화하여 메탄가스를 생성하는 공지된 혐기성 소화조에 있어서,
상기 혐기성 소화조의 내부 경사 저면에 다수의 노즐이 설치되고, 상기 노즐과 중앙의 출입공이 펌프에 연결되어 상등수의 흡입을 통해 상기 혐기성 소화조 내부 저면으로 분사 및 순환시키며,
상기 혐기성 소화조 내부 저면으로 축적되는 유입물에 함유된 슬러지를 상기 노즐 및 중앙의 출입공이 흡입하고, 흡입된 슬러지를 펌프에 의하여 펌핑함으로써 고액분리기를 통과시켜 슬러지가 제거된 상등수가 혐기성 소화조 상방으로 공급되게 하게 하여서 됨을 특징으로 하는 혐기성 소화조.In a known anaerobic digestion tank in which organic wastes are hydrolyzed and acid generated to produce methane gas by digesting organic substances including acetic acid and alcohol,
A plurality of nozzles are installed on the bottom surface of the inner inclination of the anaerobic digestion tank, the nozzles and the entrance and exit holes at the center are connected to the pump and injected and circulated to the inner bottom surface of the anaerobic digestion tank through suction of the supernatant,
The sludge contained in the inflow water accumulated in the bottom of the anaerobic digestion tank is sucked by the nozzles and the central inlet and outlet and the sucked sludge is pumped by the pump to pass through the solid-liquid separator to supply the supernatant from which the sludge has been removed to the upper side of the anaerobic digestion tank Wherein the anaerobic digester is adapted to produce an anaerobic digester. 제1항에 있어서,
상기 노즐은 상기 혐기성 소화조의 내부 경사 저면과 평행한 각도로 설치되며, 상기 노즐의 방향은 상기 혐기성 소화조의 내부 저면 중심으로 향하도록 구성됨을 특징으로 하는 혐기성 소화조. The method according to claim 1,
Wherein the nozzle is installed at an angle parallel to an inner inclined bottom surface of the anaerobic digestion tank and the direction of the nozzle is directed toward the center of the inner bottom surface of the anaerobic digestion tank. 제1항에 있어서,
상기 노즐은 환상선상의 연결관에 의하여 연결되도록 하여 상기 혐기성 소화조 상방에서 보았을 시 저면 중앙을 기준으로 하여 방사상 배치됨을 특징으로 하는 혐기성 소화조.The method according to claim 1,
Wherein the nozzles are radially disposed with reference to the center of the bottom when viewed from above the anaerobic digestor so as to be connected by a ring-shaped connection pipe. 소화조의 상방으로 상등수의 흡입 또는 배출을 담당하는 상등수 배관과,
상기 상등수 배관과 연결된 제1밸브 및 제2밸브 그리고 제3밸브와,
상기 제2밸브와 펌프의 흡입측이 연결되고, 펌프의 배출측은 제4밸브를 거쳐서 제3밸브 및 혐기성 소화조 저면에 설치된 노즐의 연결관 및 출입공과 연결되며,
상기 펌프의 배출측과 제1밸브 사이에 고액분리기 및 제5밸브가 연결되어,
발효가 되는 상시에는 상기 제2밸브, 제4밸브가 개방되고, 상기 제1밸브, 제3밸브, 제5밸브가 닫힌 상태가 되어 상기 펌프에 의하여 상기 상등수 배관으로 흡입된 상등수가 상기 노즐 및 출입공으로 분사되고,
상기 혐기성 소화조 저면에 축적된 유기물에 함유된 슬러지의 제거시에는 ㅅ상기 1밸브, 제3밸브, 제5밸브가 개방되고, 상기 제2밸브, 제4밸브가 닫힌 상태로 상기 펌프에 의하여 노즐 및 출입공으로 흡입된 상등수가 함유된 슬러지가 고액분리기를 통과하여 슬러지는 제거되고 상기 슬러지에 함유된 상등수만이 상기 상등수 배관으로 공급되도록 함을 특징으로 하는 혐기성 소화조.
A supersonic water pipe for sucking or discharging the supersonic water above the digester,
A first valve and a second valve connected to the supersonic water pipe,
The discharge side of the pump is connected to the connection pipe and the inlet and outlet of the nozzle installed on the bottom of the anaerobic digestion tank and the third valve via the fourth valve,
A solid-liquid separator and a fifth valve are connected between the discharge side of the pump and the first valve,
The first valve, the third valve, and the fifth valve are closed, so that the supernatant sucked into the supersonic water pipe by the pump is supplied to the nozzle and the outlet Sprayed into the ball,
When the sludge contained in the organic matter accumulated in the bottom of the anaerobic digestion tank is removed, the one valve, the third valve and the fifth valve are opened, and the second valve and the fourth valve are closed, Characterized in that the sludge containing the supernatant sucked in through the inlet and outlet is passed through the solid-liquid separator to remove the sludge and only the supernatant contained in the sludge is supplied to the supernatant pipe.
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