KR20150120065A

KR20150120065A - 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비

Info

Publication number: KR20150120065A
Application number: KR1020140045743A
Authority: KR
Inventors: 이종인; 이창열
Original assignee: 에스케이케미칼주식회사
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2014-04-17
Publication date: 2015-10-27
Also published as: WO2015160075A1

Abstract

본 발명은 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 혐기소화 시설 상부의 기액 경계층에서 생성되는 스컴을 조기에 효율적으로 제거하고, 소화조 내부의 유기성 폐기물의 교반을 활성화하여 소화가스 생성량을 증대시킬 수 있도록 한 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 외부로부터 유기성 폐기물을 혐기소화 장치로 유입시켜 소화가스를 만드는 과정에서 혐기소화 장치 하부의 유기성 폐기물을 펌프를 이용하여 혐기소화 장치의 상부로 이송시켜 재투입하여 순환시킴으로써, 혐기소화 장치 내부의 기액 경계층에서 발생하는 스컴을 혐기소화 장치의 액체부내로 끌어내려 발생된 스컴을 제거할 수 있고, 스컴 제거에 따라 액체부에서 발생되는 소화가스가 기체부로 원활하게 이송하여 배출될 수 있도록 한 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비를 제공하고자 한 것이다.

Description

스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비{ANAEROBIC DIGESTION EQUIPMENT WITH INTERNAL CIRCULATION DEVICE THAT EFFECTED SCUM REMOVAL AND DIGESTION PRODUCTION}

본 발명은 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 혐기소화 시설 상부의 기액 경계층에서 생성되는 스컴을 조기에 효율적으로 제거하고, 소화조 내부의 유기성 폐기물의 교반을 활성화하여 소화가스 생성량을 증대시킬 수 있도록 한 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비에 관한 것이다.

일반적으로, 하수 처리 과정에서 발생하는 하수슬러지를 비롯하여, 축산분뇨, 음식물 쓰레기 같은 유기성 폐기물의 경우, 혐기소화 공정을 통한 소화가스 생성이 가능한 것으로 알려져 있고, 이때 생성된 소화가스는 보통 주성분이 이산화탄소와 메탄이며, 분리 이후 메탄은 보일러 등의 에너지원으로 재사용될 수 있다.

상기 혐기소화 공정의 안정화를 위하여 단상, 이상 또는 중온 소화 등의 공정을 거치게 되는데, 이러한 공정은 20 ~ 30일 이상의 긴 체류시간을 소요하는 것에 비하여 생성되는 소화가스의 양은 10 ㎥/ton 수준에 머무르고 있다.

또한, 상기 혐기소화 시설 내 기액 경계층에서 부유성 찌꺼기인 스컴(Scum)이 다량 발생하며, 이 스컴은 점도가 높아 가스의 방출을 방해하는 것으로 알려져 있다.

좀 더 상세하게는, 상기 스컴은 소화조 내에 유기물의 과부하로 소화의 불균형이 일어날 때나, 온도의 급격한 저하, 적절하지 않은 소화조 내 교반, 독극물 또는 중금속 투입 등으로 인해 발생하는 것으로 알려져 있으며, 소화조 내 유효용량을 감소시키는 동시에 소화가스의 배출을 위한 상부 이동을 억제하는 문제점을 유발하고, 스컴의 과다 발생시 소화가스의 이동 통로에 진입하여 소화가스의 이동을 방해하거나 소화가스의 이동 통로를 아예 폐쇄하여 소화가스의 이동을 막게 되는 문제점을 초래하므로, 스컴의 적절한 제거가 필수적으로 요구된다.

스컴의 적절한 제거를 위한 종래 기술로서, 대한민국 공개특허 공개번호 제2010-0112430호(2010.10.19)에는 혐기소화조 내부의 교반 샤프트에 설치되어 교반 샤프트에 따라 회전하면서 혐기소화조의 기액 경계층에 형성된 스컴(Scum)층을 분쇄하는 스컴 분쇄부와, 스컴 분쇄부에 의해 분쇄된 스컴이 유입되어 혐기소화조의 외부로 배출되는 배출부를 포함하는 스컴제거 장치가 개시되어 있다.

그러나, 분쇄된 스컴이 스컴 배출구를 통하여 원활하게 배출되는 것을 보장할 수 없고, 그에 따라 스컴의 배출효과가 미미하고, 스컴 내에 함유된 소화가스가 함께 외부로 누출되어 혐기소화 공정을 통한 소화가스 회수율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 외부로부터 유기성 폐기물을 혐기소화 장치로 유입시켜 소화가스를 만드는 과정에서 혐기소화 장치 하부의 유기성 폐기물을 펌프를 이용하여 혐기소화 장치의 상부로 이송시켜 재투입하여 순환시킴으로써, 혐기소화 장치 내부의 기액 경계층에서 발생하는 스컴을 혐기소화 장치의 액체부내로 끌어내려 발생된 스컴을 제거할 수 있고, 스컴 제거에 따라 액체부에서 발생되는 소화가스가 기체부로 원활하게 이송하여 배출될 수 있도록 한 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 혐기소화 장치내에서 순환하는 유기성 폐기물을 교반수단으로 교반하여 소화가스 생성량을 증가시킬 수 있도록 한 점에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 일측부에 유기성 폐기물이 일정량 채워지도록 외부유입구가 형성되고, 최상단부에는 유기성 폐기물의 소화가스가 배출되는 소화가스 배출구가 형성된 혐기소화조와; 상기 혐기소화조내에 채워진 유기성 폐기물을 하부로 배출시키는 동시에 상부로 재공급하는 재순환 작동을 반복하면서 혐기소화조내에서 유기성 폐기물을 상하로 내부 순환시키는 내부순환수단과; 상기 내부순환수단을 따라 혐기소화조의 하부에서 상부로 흐르는 유기성 폐기물을 적정온도로 가열하는 가열수단; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비를 제공한다.

바람직하게는, 본 발명의 혐기소화 설비는 혐기소화조 내에 회전 가능하게 배열되어 내부순환하는 유기성 폐기물을 교반시키는 교반기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 내부순환수단은: 혐기소화조의 하부에 형성된 내부 유출구와 상부에 형성된 내부 유입구 간을 연결하는 내부순환 파이프와; 내부 유출구로부터 배출되는 유기성 폐기물을 내부 유입구쪽으로 펌핑하여 공급하는 내부순환 펌프; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가열수단은: 냉열매를 보관하는 냉열매탱크와; 내부순환수단의 내부순환 파이프의 외경 또는 내경에 장착되는 히팅관과; 냉열매탱크의 출구와 히팅관의 입구 간에 연결되는 공급측 순환라인과; 냉열매탱크의 입구와 히팅관의 출구 간에 연결되는 배출측 순환라인과; 공급측 순환라인에 장착되어, 냉열매탱크내의 냉열매를 히팅관으로 순환시키는 냉열매 순환펌프과; 냉열매탱크 내에 장착되어 냉열매의 온도 조절을 위하여 냉열매를 가열시키는 히터와; 냉열매탱크 내의 냉열매 온도를 조절하기 위하여 히터의 작동주기 및 시간을 제어하는 컨트롤러; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 히팅관은 내부에 흐르는 냉매 또는 열매에 의해 그 표면온도를 20~60±10℃를 유지하도록 한 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 외부로부터 유기성 폐기물을 혐기소화 장치로 유입시켜 소화가스를 만드는 과정에서 혐기소화조 하부의 유기성 폐기물을 펌프를 이용하여 혐기소화조의 상부로 이송시켜 재투입하는 유기성 폐기물의 순환 동작을 반복시킴으로써, 혐기소화조 내부의 기액 경계층에서 발생하는 스컴이 재투입되는 유기성 폐기물에 의하여 혐기소화조의 액체부내로 끌어내려지며 용이하게 제거될 수 있다.

둘째, 혐기소화조 내부의 기액 경계층에서 발생하는 스컴이 제거됨에 따라, 액체부에서 발생되는 소화가스가 기체부로 원활하게 이송되는 동시에 혐기소화조의 최상단에 형성된 소화가스 배출부를 통하여 원활하게 배출될 수 있으므로, 소화가스 생성량 및 수집량을 증대시킬 수 있다.

셋째, 혐기소화조 내에서 순환하는 유기성 폐기물을 교반수단으로 교반해 줌으로써, 혐기소화조내의 소화가스 생성 미생물과 유기성 폐기물 간의 접촉이 늘어나서 액체부에서 발생되는 소화가스의 생성량이 더욱 증가시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비를 나타낸 구성도.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 혐기소화 장치(혹은 혐기소화조)에서 발생되는 스컴을 빠르고 안정적으로 제거할 수 있도록 하기 위하여 혐기소화 장치에 내부 순환수단을 설치하고, 혐기소화 장치 하부의 유기성 폐기물을 혐기소화 장치 상부의 기체부(유기성 폐기물이 채워지지 않은 빈 공간)를 통하여 재투입함으로써, 재투입되는 유기성 폐기물에 의하여 기액 경계층의 스컴이 액체부내로 끌어내려지며 제거되도록 하고, 그에 따라 소화가스 생성량을 증대시키는 동시에 소화가스 포집이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비를 나타낸 구성도이다.

도 1에서, 도면부호 10은 혐기소화 장치 즉, 혐기소화조를 나타낸다.

상기 혐기소화조(10)는 속이 빈 원통형의 저장탱크로서, 베이스프레임(미도시)에 지지되어 수직방향으로 세워지게 설치되며, 내부의 온도유지를 위해 단열재(미도시)가 외측면에 부착된 구조로 구비된다.

또한, 상기 혐기소화조(10)의 일측 하단부에는 외부로부터 혐기소화조의 내부로 유기성 폐기물을 유입시키는 외부 유입구(12)가 형성되고, 일측 상단부에는 혐기소화조(10)내의 유기성 폐기물을 외부로 유출시키는 외부 유출구(13)가 형성되며, 최상단부에는 혐기소화조(10)에서 생성된 소화가스를 외부로 배출시키기 위한 소화가스 배출구(14)가 연결된다.

특히, 상기 혐기소화조(10)의 가장 하단부에는 혐기소화조(10)내의 유기성 폐기물을 내부 순환시키기 위한 내부 유출구(16)가 형성되고, 혐기소화조(10)의 상단부 즉, 소화가스 배출구(14)와 외부 유출구(13) 사이 위치에는 내부 유출구(16)로부터 배출된 유기성 폐기물을 순환시켜 재공급하기 위한 내부 유입구(18)가 형성된다.

이때, 상기와 같이 구비된 혐기소화조(10)의 내부에는 유기성 폐기물을 교반시키는 교반기(40)가 회전 가능하게 장착되며, 예를 들어 혐기소화조(10)의 가장 상단부에 회전모터가 장착되는 동시에 회전모터의 축과 연결되는 교반축 및 날개가 혐기소화조의 내부 중앙부에 상하로 배열된다.

본 발명에 따르면, 상기 혐기소화조(10)내에 채워진 유기성 폐기물을 내부 유출구(16)를 통하여 배출시키는 동시에 내부 유입구(18)를 통하여 혐기소화조(10)내의 상부로 재공급할 수 있도록 한 내부순환수단(20)이 혐기소화조(10)에 연결된다.

상기 내부순환수단(20)은 혐기소화조(10)의 하부에 형성된 내부 유출구(16)와 상부에 형성된 내부 유입구(18) 간을 연결하는 내부순환 파이프(22)와, 내부 유출구(16)로부터 배출되는 유기성 폐기물을 내부 유입구(18)쪽으로 펌핑하여 공급하는 내부순환 펌프(24)로 구성되고, 내부순환 펌프(24)는 내부 유출구(16)에 가깝게 설치된다.

본 발명에 따르면, 상기 내부순환 파이프(10)에는 유기성 폐기물에 대한 온도를 조절하기 위한 가열수단(30)이 연결되며, 이 가열수단(30)은 내부순환 파이프(22)를 따라 혐기소화조(10)의 하부에서 상부로 흐르는 유기성 폐기물을 적정온도로 가열하기 위하여 구비된다.

상기 가열수단(30)의 일 구성으로서, 히팅관(32)이 내부순환 파이프(22)의 외경 또는 내경에 장착된다.

상기 히팅관(32)은 내부순환 파이프(22)를 통하여 이송되는 유기성 폐기물의 온도유지를 목적으로 열교환이 이루어질 수 있도록 냉열매를 보관하는 냉열매탱크(31)로부터 냉열매를 공급받게 된다.

이때, 상기 냉열매탱크(31)의 출구와 히팅관(32)의 입구는 공급측 순환라인(33)을 매개로 연결되고, 상기 냉열매탱크(31)의 입구와 히팅관(32)의 출구는 배출측 순환라인(34)을 매개로 연결된다.

또한, 상기 공급측 순환라인(33)에는 냉열매탱크(31)내의 냉열매를 히팅관(32)으로 펌핑하여 순환시키는 냉열매 순환펌프(35)가 장착된다.

또한, 상기 냉열매탱크(31) 내에는 냉열매의 온도 조절을 위하여 냉열매를 가열시키는 히터(36)가 내장되고, 이 히터(14)의 작동주기 및 시간 등은 냉열매 온도를 조절하기 위한 컨트롤러(37)에 의하여 제어된다.

따라서, 상기 컨트롤러(37)의 제어에 의하여 냉열매 순환펌프(35)가 작동하는 동시에 히터(14)가 작동하면, 냉열매탱크(31)내의 냉열매가 히터(14) 작동에 의하여 온도 조절되는 동시에 공급측 순환라인(33)을 따라 히팅관(32)으로 흐르게 되어, 내부순환 파이프(22)내를 흐르는 유기성 폐기물과의 열교환이 이루어지게 됨으로써, 유기성 폐기물을 적정 온도로 유지시킬 수 있다.

한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 상기 혐기소화조(10)의 외부 유입구(12)에는 유기성 폐기물을 공급하기 위한 공급장치(미도시)가 연결되고, 외부 유출구(13)에는 혐기소화가 끝난 유기성 폐기물을 처리하기 위한 유기성 폐기물 처리장치(미도시)가 연결되며, 그리고 소화가스 배출구(14)에는 소화가스 포집 및 정제 장치(미도시)가 연결된다.

또한, 상기 혐기소화조(10), 냉열매탱크(31), 외부 유입구(12) 및 외부 유출구(13), 내부 유출구(16) 및 내부 유입구(18), 소화가스 배출구(14) 등에는 내부의 상태를 확인할 수 있는 측정센서 및 장비(미도시)와 개폐밸브(미도시) 등이 부착된다.

여기서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 혐기소화 설비에 대한 작동 흐름을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 혐기소화를 통해 소화가스를 생산하고자 하는 유기성 폐기물을 외부 유입구(12)를 통하여 혐기소화조(10)내로 공급한다.

상기 혐기소화조(10)는 일정 온도(통산 기준 20~60±10℃)로 설정하여 운전 가능하지만, 55±5℃의 고온 조건에서의 운전이 바람직하다.

일반적으로 유기성 폐기물을 이용한 혐기소화는 중온 또는 고온에서 이루어지게 되며, 이때 중온과 고온은 통상 35℃와 55℃를 의미한다.

또한, 혐기소화를 위하여 투입되는 유기성 폐기물은 대개 통상온도(0℃~15℃)를 유지하기 때문에 고온인 55℃로 승온시키는 것 보다 중온인 35℃까지만 승온시키는 것이 에너지 소모량이 적으므로 중온 소화가 일반적으로 시행된다.

그러나, 본 발명에서는 전처리 단계에서 160℃의 고온으로 전치리된 후 배출되는 유기성 폐기물을 냉각하여 사용하므로, 중온인 35℃보다는 고온인 55℃의 소화온도를 유지하는 혐기소화조에 적용이 보다 용이하고, 또한 혐기소화조 온도와 동일한 유기성 폐기물이 유입됨에 따라 혐기소화조 가온에 필요한 에너지가 최소화되는 이점 또한 얻을 수 있다.

이와 함께, 상기 혐기소화조(10)내의 교반기(40)가 컨트롤러의 제어 신호에 의하여 회전 작동하여 유기성 폐기물을 교반시키게 되고, 바람직하게는 혐기소화조(10)내의 소화가스 생성 미생물과 유기성 폐기물의 접촉을 늘려주기 위한 적정 속도로 교반 작동하게 되어, 혐기소화조(10)내의 유기성 폐기물이 하부로 침전되지 않고 순환되는 상태를 유지하게 된다.

또한, 혐기소화조(10)내로 공급된 유기성 폐기물은 교반기(40)의 교반 작동에 의하여 혐기소화조내를 순환하며 소화가스를 발생시킨 후, 외부 유출구(13)를 통하여 배출되고, 생성된 소화가스는 소화가스 배출구(14)를 통하여 소화가스 포집 및 정제장치(미도시)로 이송된다.

이때, 상기 내부순환 펌프(24)가 컨트롤러의 신호에 의하여 작동하여, 혐기소화조(10)의 하부쪽 유기성 폐기물이 내부 유출구(16)를 통하여 배출되는 동시에 내부순환 파이프(22)를 따라 내부 유출구(16)까지 펌핑된 후, 혐기소화조(10)내의 상부(빈 공간인 기체부)를 통하여 재투입된다.

따라서, 혐기소화조(10)내로 재투입된 유기성 폐기물이 낙하되면서 혐기소화조(10)내의 기액 경계층(기체부와 경계를 이루는 유기성폐기물의 액체부의 표면)에서 발생된 스컴을 액체부내로 끌어내리게 역할을 하게 되어, 기액 경계층의 스컴이 용이하게 제거될 수 있고, 또한 하부의 유기성 폐기물을 상부로 이동시킴으로써 혐기소화조(10)내의 유기성 폐기물의 순환을 활성화시키게 된다.

이에 따라, 기존에는 유기성 폐기물의 액체부에서 발생되는 소화가스가 기액 경계층에 존재하던 제거 전의 스컴 층에 의하여 포집 및 정체되어, 결국 스컴에 의하여 소화가스의 포집량이 줄어드는 요인이 되었지만, 위와 같이 본 발명에서는 혐기소화조 내부의 기액 경계층에서 발생하는 스컴이 용이하게 제거됨에 따라, 액체부에서 발생되는 소화가스가 기체부로 원활하게 이송되는 동시에 혐기소화조의 최상단에 형성된 소화가스 배출부를 통하여 원활하게 배출될 수 있으므로, 결과적으로 소화가스 생성량 및 수집량을 증대시킬 수 있다.

한편, 상기 혐기소화조(10)를 운전함에 있어서, 교반기(40)를 통한 교반은 연속적으로 실시하고, 내부순환수단을 통한 스컴 제거 및 교반은 간헐적으로 이루어지게 되며, 바람직하게는 혐기소화조(10)의 크기, 내부순환 펌프(24)의 성능, 스컴의 생성량 등을 고려하여 유기성 폐기물의 내부순환 횟수 및 시간을 적절하게 조절하되, 1~4회/일, 0.5~1시간/회 운전이 바람직하다.

또한, 상기 내부순환수단(20)의 구동시, 혐기소화조(10)의 외부 유입구(12) 및 외부 유출구(13)는 일시적으로 폐쇄하는 것이 바람직하나, 유기성 폐기물의 외부 유입 및 유출이 이루어지고 있는 상황에서도 운전이 가능하다.

상기 내부순환수단(20)의 내부순환 펌프(24)가 구동하여 유기성 폐기물이 내부순환 파이프(22)를 따라 순환되기 전, 내부순환 파이프(22)를 혐기소화조(10)내의 온도와 동일한 온도 조건으로 설정하는 것이 바람직하며, 이를 위해 상기와 같이 구비된 가열수단(30)에 의하여 내부순환 파이프(22)가 가열된다.

이를 위해, 먼저 상기 컨트롤러(37)에서 냉열매탱크(31)내의 히터(36)를 온으로 작동시켜서, 설정된 온도까지 냉열매탱크(31)내의 냉열매를 가열하게 된다.

연이어, 냉열매의 온도와 컨트롤러(37)에서 설정한 온도가 같아지게 되면, 컨트롤러(37)에서 냉열매 순환펌프(35)를 작동시킴으로써, 냉열매탱크(31)내의 냉열매가 공급측 순환라인(33)을 통하여 히팅관(32)으로 흐르게 된다.

이에, 히팅관(32)을 흐르는 냉열매와 내부순환 파이프(22) 간의 열교환이 이루어지게 되며, 바람직하게는 히팅관(32)의 표면온도가 냉열매에 의하여 20~60±10℃를 유지되는 동시에 내부순환 파이프(22)도 열교환에 의하여 20~60±10℃로 유지되며, 따라서 내부순환 파이프(22)내를 흐르는 유기성 폐기물의 온도를 혐기소화조내의 온도와 동일하게 조절할 수 있게 된다.

이렇게 혐기소화조의 하부에서 상부로 순환하는 유기성 폐기물을 가열수단을 이용하여 적정온도로 가열하는 이유는 내부순환 파이프(22)가 소화조 외부에서 외기와 직접 접촉하기 때문에 내부순환 파이프(22)를 가열하여 유기성 폐기물의 온도를 혐기소화조내의 온도와 동일하게 조절할 수 있도록 한 점에 있다.

좀 더 상세하게는, 여름철이라 하더라도 외기온도가 35도 전후이고, 겨울철에는 영하 20도까지 온도가 떨어져 내부순환 파이프(22)내를 흐르는 유기성 폐기물의 온도가 급변하게 되고, 가스 발생량 보다도 소화조 내부의 온도 변화에 영향을 미치게 되므로, 더욱이 고온 소화의 경우 중온 소화 대비 온도 변화가 민감하므로, 히팅관(32)을 이용하여 내부순환 파이프(22)내를 흐르는 유기성 폐기물의 온도를 혐기소화조내의 온도와 동일하게 조절하게 된다.

이에, 히팅관의 표면온도를 20~60±10℃ 로 유지하되, 내부순환 파이프보다 다소 높게 유지시켜서, 내부순환 파이프내를 순환하는 유기성 폐기물도 20~60±10℃ 수준으로 가열되도록 한다.

이상과 같이, 본 발명의 내부순환수단에 의거 유기성 폐기물을 하부에서 상부로 순환시킴으로써, 혐기소화조 내의 기액 경계층에서 발생하는 스컴이 액체부내로 끌어내려져 용이하게 제거될 수 있고, 이에 혐기소화 과정에서 발생하는 소화가스가 기체부로 용이하게 이동하여 소화가스의 생성 및 포집효율을 증대시킬 수 있고, 또한 유기성 폐기물의 원활한 교반을 통하여 소화가스 생성 미생물과 유기성 폐기물의 접촉시간 및 횟수를 증가시켜 소화가스 발생량을 증가시킬 수 있다.

10 : 혐기소화조
12 : 외부유입구
13 : 외부유출구
14 : 소화가스 배출구
16 : 내부 유출구
18 : 내부 유입구
20 : 내부순환수단
22 : 내부순환 파이프
24 : 내부순환 펌프
30 : 가열수단
31 : 냉열매탱크
32 : 히팅관
33 : 공급측 순환라인
34 : 배출측 순환라인
35 : 냉열매 순환펌프
36 : 히터
37 : 컨트롤러
40 : 교반기

Claims

일측부에 유기성 폐기물이 일정량 채워지도록 외부유입구(12)가 형성되고, 최상단부에는 유기성 폐기물의 소화가스가 배출되는 소화가스 배출구(14)가 형성된 혐기소화조(10)와;
상기 혐기소화조(10)내에 채워진 유기성 폐기물을 하부로 배출시키는 동시에 상부로 재공급하는 재순환 작동을 반복하면서 혐기소화조(10)내에서 유기성 폐기물을 상하로 내부 순환시키는 내부순환수단(20)과;
상기 내부순환수단(20)을 따라 혐기소화조(10)의 하부에서 상부로 흐르는 유기성 폐기물을 적정온도로 가열하는 가열수단(30);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비.
청구항 1에 있어서,
상기 혐기소화조(10)내에 회전 가능하게 배열되어, 내부순환하는 유기성 폐기물을 교반시키는 교반기(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비.
청구항 1에 있어서,
상기 내부순환수단(20)은:
혐기소화조(10)의 하부에 형성된 내부 유출구(16)와 상부에 형성된 내부 유입구(18) 간을 연결하는 내부순환 파이프(22)와;
내부 유출구(16)로부터 배출되는 유기성 폐기물을 내부 유입구(18)쪽으로 펌핑하여 공급하는 내부순환 펌프(24);
로 구성된 것을 특징으로 하는 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비.
청구항 1에 있어서,
상기 가열수단(30):
냉열매를 보관하는 냉열매탱크(31)와;
내부순환수단의 내부순환 파이프(22)의 외경 또는 내경에 장착되는 히팅관(32)과;
냉열매탱크(31)의 출구와 히팅관(32)의 입구 간에 연결되는 공급측 순환라인(33)과;
냉열매탱크(31)의 입구와 히팅관(32)의 출구 간에 연결되는 배출측 순환라인(34)과;
공급측 순환라인(33)에 장착되어, 냉열매탱크(31)내의 냉열매를 히팅관(32)으로 순환시키는 냉열매 순환펌프(35)과;
냉열매탱크(31) 내에 장착되어 냉열매의 온도 조절을 위하여 냉열매를 가열시키는 히터(36)와;
냉열매탱크(31) 내의 냉열매 온도를 조절하기 위하여 히터(14)의 작동주기 및 시간을 제어하는 컨트롤러(37);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비.
청구항 4에 있어서,
상기 히팅관(32)은 내부에 흐르는 냉매 또는 열매에 의해 그 표면온도를 20~60±10℃를 유지하는 것을 특징으로 하는 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비.
청구항 1에 있어서,
상기 혐기소화조(10)의 운전시, 유기성 폐기물에 대한 교반은 연속적를 이루어지고, 내부순환수단(20)에 의한 유기성 폐기물의 내부 순환 동작은 간헐적으로 이루어지되, 혐기소화조(10)의 크기, 내부순환 펌프(24)의 성능, 스컴의 생성량을 고려하여 유기성 폐기물의 내부순환 횟수 및 시간이 정해지도록 한 것을 특징으로 하는 스컴 제거 및 소화가스 생성량 증가용 내부순환 장치를 구비한 혐기소화 설비.