KR20150127485A - Anaerobic digestion system for generating biogas - Google Patents

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KR20150127485A
KR20150127485A KR1020140054415A KR20140054415A KR20150127485A KR 20150127485 A KR20150127485 A KR 20150127485A KR 1020140054415 A KR1020140054415 A KR 1020140054415A KR 20140054415 A KR20140054415 A KR 20140054415A KR 20150127485 A KR20150127485 A KR 20150127485A
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Abstract

The present invention relates to an anaerobic digestion system for generating biogas and, more specifically, to an anaerobic digestion system for generating biogas, which re-injects microorganism sludge into an anaerobic digesting tank to keep the concentration of microorganisms in an anaerobic digesting tank high so as to increase processing efficiency and biogas generation efficiency of the anaerobic digesting tank. The anaerobic digestion system for generating biogas comprises: an anaerobic digesting tank which generates biogas due by microorganisms; an anaerobic membrane separating tank which concentrates a digested solution discharged from the anaerobic digesting tank; and a sludge re-circulating pipe which re-circulates sludge concentrated within the anaerobic membrane separating tank into the anaerobic digesting tank.

Description

바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템{ANAEROBIC DIGESTION SYSTEM FOR GENERATING BIOGAS}TECHNICAL FIELD The present invention relates to an anaerobic digestion system for generating biogas,

본 발명은 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미생물 슬러지를 혐기성 소화조에 재투입하여 혐기성 소화조 내부의 미생물 농도를 높게 유지하므로 혐기성 소화조의 처리효율 및 바이오가스의 생성효율을 증대시키도록 된 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an anaerobic digestion system for generating biogas, and more particularly, to an anaerobic digestion system for biogas production, and more particularly, to an anaerobic digestion system for biogas production, To an anaerobic digestion system for biogas production.

최근 에너지 부족현상이 가속화되고 있는 추세에 따라 신재생에너지 개발에 대한 관심이 고조되고 있다. 특히, 축산폐수에 포함되어 있는 생분해성 유기물은 혐기성소화공정을 통해 바이오가스를 부산물로 얻을 수 있기 때문에 그 연구가 활발히 진행되고 있다.Recently, as energy shortages are accelerating, interest in the development of renewable energy is increasing. In particular, biodegradable organic materials contained in livestock wastewater are being actively studied because biogas can be obtained as a by-product through an anaerobic digestion process.

또한 바이오가스에 포함되어 있는 메탄(CH4)은 지구온난화의 주범인 이산화탄소(CO2)보다 발생량은 적지만 지구온난화에 미치는 영향은 더 크기 때문에 지구온난화의 방지 측면에 있어서 그 관리가 매우 중요하다.Methane (CH 4 ) contained in biogas is less important than CO 2 , a major contributor to global warming, but its impact on global warming is much greater, so its management is very important in terms of preventing global warming .

상기의 혐기성 소화공정의 부산물로 얻은 바이오가스는 열병합발전 등 다양한 분야에서 실용화되고 있다. The biogas obtained as a by-product of the anaerobic digestion process has been put to practical use in various fields such as cogeneration.

한편 유기성 폐수로부터 바이오가스를 얻는 혐기성 소화시스템이 국내 특허공개 제10-2013-0112866호(이하, '선행기술문헌 1'이라 함)에 개시되어 있다.On the other hand, an anaerobic digestion system for obtaining biogas from organic wastewater is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0112866 (hereinafter referred to as "Prior Art Document 1").

도 1의 선행기술문헌 1에 개시된 바이오가스를 얻는 혐기성 소화시스템을 나타내는 개요도이다.1 is a schematic diagram showing an anaerobic digestion system for obtaining biogas disclosed in the prior art document 1 of FIG.

도 1에 도시된 바와 같이 상기 선행기술문헌 1에 개시된 종래의 혐기성 소화시스템은 미처리수가 혐기성 프로세스 탱크(12)에 유입되고, 유입된 미처리수는 혐기성 프로세스 탱크(12)의 내부에서 미생물에 의해 바이오가스를 발생시키게 된다. 여기서 발생된 바이오가스는 멤브레인 필터(22)가 내부에 장착된 멤브레인 탱크(20)로 이송되고, 미처리수 또한 별도의 배관을 통해 멤브레인 탱크(20)로 이송되며, 슬러지는 드레인배관(20)을 통해 외부로 배출된다. 상기 멤브레인 탱크(20)로 유입되는 바이오가스는 멤브레인 탱크(20) 내부에 수용된 미처리수 중에 유입되어 기포상태로 상승하여 멤브레인 탱크(20)의 천정으로 이동한다. 멤브레인 탱크(20)의 천정으로 이동된 바이오가스는 다시 혐기성 프로세스 탱크(12)로 재순환된다. 이와 같은 공정이 진행되면서 혐기성 소화시스템의 압력이 설정치 이상으로 올라가면 통기배관(34)을 통해 바이오가스를 외부로 배출하여 바이오가스를 생산한다. 아울러 멤브레인 필터(22)를 통하여 처리된 미처리수는 고품질수로 여과되어 투과물배관(28)을 통해 외부로 배출된다.As shown in FIG. 1, in the conventional anaerobic digestion system disclosed in the prior art document 1, untreated water flows into the anaerobic process tank 12, and the inflowed untreated water flows into the anaerobic process tank 12, Gas is generated. The generated biogas is transferred to the membrane tank 20 in which the membrane filter 22 is installed and the untreated water is also transferred to the membrane tank 20 through a separate piping and the sludge is discharged through the drain piping 20 . The biogas flowing into the membrane tank 20 flows into untreated water accommodated in the membrane tank 20 and rises in a bubble state to move to the ceiling of the membrane tank 20. The biogas transferred to the ceiling of the membrane tank 20 is recycled back to the anaerobic process tank 12. When the pressure of the anaerobic digestion system rises above the set value as the process proceeds, the biogas is discharged to the outside through the ventilation pipe 34 to produce the biogas. The untreated water treated through the membrane filter 22 is filtered with high quality water and discharged to the outside through the permeate pipe 28.

상기와 같은 종래의 선행기술문헌 1에 개시된 혐기성 소화시스템은 슬러지가 드레인배관을 통해 외부로 배출될 때 메탄을 생성하는 미생물까지 외부로 배출되어 혐기성 프로세스 탱크의 처리효율이 떨어지고 동시에 바이오가스의 생성효율이 떨어지는 문제점이 있다.In the anaerobic digestion system disclosed in the above prior art document 1, when the sludge is discharged to the outside through the drain pipe, the microorganisms generating methane are also discharged to the outside, which lowers the treatment efficiency of the anaerobic process tank, There is a problem of falling.

아울러 바이오가스 내에 포함되어 있는 황성분에 대한 별도의 처리가 없으므로 배관의 부식 뿐만 아니라 발전기 설비의 손상을 초래하게 되는 문제점이 있다.
In addition, since there is no separate treatment for the sulfur components contained in the biogas, there is a problem that not only the corrosion of the piping but also damage to the generator facilities is caused.

1. 국내 특허공개 제10-2013-0112866호(2013. 10. 14 공개)1. Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0112866 (published on October 14, 2013)

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 미생물 슬러지를 혐기성 소화조에 재투입하여 혐기성 소화조 내부의 미생물 농도를 높게 유지하므로 혐기성 소화조의 처리효율 및 바이오가스의 생성효율을 증대시키도록 된 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템을 제공하는 데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to improve the efficiency of the anaerobic digestion tank and the production efficiency of biogas by maintaining the concentration of microorganisms in the anaerobic digestion tank high by reintroducing the microbial sludge into the anaerobic digestion tank. The present invention provides an anaerobic digestion system for biogas production.

또한 본 발명은 혐기성 프로세스 중에 응집제를 주입하여 황성분을 감소시키므로 황화수소의 생성율을 낮추어 배관의 부식이나 발전기 설비의 손상을 방지하도록 된 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
It is another object of the present invention to provide an anaerobic digestion system for biogas production, which reduces the generation of hydrogen sulfide by reducing the content of sulfur compounds by injecting coagulant during the anaerobic process, thereby preventing corrosion of pipelines and damage to generator facilities.

본 발명은 유기성 미생물에 의해 바이오가스를 생성시키는 혐기성 소화조와, 상기 혐기성 소화조에서 배출된 소화액을 농축시키는 혐기성 막분리조와, 상기 혐기성 막분리조에서 농축된 슬러지를 상기 혐기성 소화조로 재순환시키는 슬러지 재순환 배관을 포함하는 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템을 제공한다.The present invention relates to an anaerobic digestion tank for generating biogas by an organic microorganism, an anaerobic membrane separation tank for concentrating digestion liquid discharged from the anaerobic digestion tank, a sludge recycle piping for recycling the sludge concentrated in the anaerobic membrane separation tank to the anaerobic digestion tank, An anaerobic digestion system for biogas production is provided.

또한 본 발명은 상기 혐기성 소화조에서 배출된 소화액 중 슬러지를 분리하여 상기 혐기성 분리막조에 공급하는 고액분리기를 더 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the present invention further includes a solid-liquid separator for separating sludge from the digested liquid discharged from the anaerobic digestion tank and supplying the sludge to the anaerobic separation membrane tank.

아울러 본 발명은 상기 슬러지 재순환 배관에 혐기성 막분리조에서 농축된 슬러지를 미생물을 증대시켜 탄소원과 영양원으로 변환시켜 상기 혐기성 소화조에 공급하는 가용화장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the present invention further includes a solubilization device for converting the sludge concentrated in the anaerobic membrane separation tank into the sludge recycling pipe, converting the sludge into a carbon source and a nutrient source, and supplying the sludge to the anaerobic digestion tank.

또한 본 발명은 상기 고액분리기에 무기응집제를 주입하기 위한 응집제 공급부가 더 포함되는 것이 바람직하다.It is also preferable that the present invention further includes a flocculant supply unit for injecting an inorganic flocculant into the solid-liquid separator.

여기서 상기 무기응집제는 염화철인 것이 바람직하다.The inorganic coagulant is preferably iron chloride.

또한 본 발명은 상기 혐기성 막분리조와 상기 혐기성 소화조 사이에 연통 설치되어 상기 혐기성 막분리조의 바이오가스가 상기 혐기성 소화조로 재순환되도록 구비된 바이오가스 재순환 배관을 더 포함하는 것이 바람직하다.The apparatus may further include a biogas recirculation pipe provided between the anaerobic membrane separation tank and the anaerobic digestion tank and provided so that the biogas of the anaerobic membrane separation tank is recirculated to the anaerobic digestion tank.

또한 본 발명은 상기 혐기성 소화조의 바이오가스가 상기 혐기성 분리막조에 설치된 분리막으로 흘러갈 수 있도록 상기 혐기성 소화조의 헤드스페이스와 상기 혐기성 막분리조의 하부 사이에 연통 설치된 역세용 바이오가스 배관을 더 포함하는 것이 바람직하다.
The present invention further preferably includes a reverse biogas pipeline communicating between a head space of the anaerobic digestion tank and a lower portion of the anaerobic membrane separation tank so that the biogas of the anaerobic digestion tank can flow into the separation membrane provided in the anaerobic separation membrane tank Do.

상기와 같이 본 발명에 따른 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템은 혐기성 막분리조에서 농축된 슬러지를 소화성 혐기조로 재순환시켜 혐기성 소화조 내부의 미생물 농도를 높게 유지하므로 혐기성 소화조의 처리효율 및 바이오가스의 생성효율을 증대시킬 수 있다.As described above, the anaerobic digestion system for generating biogas according to the present invention maintains the concentration of microorganisms in the anaerobic digestion tank high by recycling the sludge concentrated in the anaerobic membrane separation tank to the anaerobic digestion anaerobic tank, so that the treatment efficiency of the anaerobic digestion tank, The efficiency can be increased.

또한 발명에 따른 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템은 고액분리기슬 설치하여 고형물의 농도를 낮추므로 분리막의 파울링 현상 및 투과수의 저하를 방지할 수 있다.In addition, the anaerobic digestion system for biogas production according to the present invention can prevent the fouling phenomenon of the separation membrane and the permeated water from being lowered because the solid-liquid separation system is installed to reduce the concentration of the solid matter.

또한 본 발명에 따른 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템은 가용화장치를 이용하여 재순환되는 슬러지를 가용화시켜 혐기성 소화조내 탄소원과 영양원을 공급하므로 혐기성 소화조의 처리효율 및 바이오가스의 생성효율을 더욱 증대시킬 수 있다.In addition, the anaerobic digestion system for generating biogas according to the present invention solubilizes recycled sludge using a solubilization apparatus to supply a carbon source and a nutrient source in the anaerobic digestion tank, thereby increasing the treatment efficiency of the anaerobic digestion tank and the production efficiency of the biogas have.

또한 본 발명에 따른 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템은 고액분리기에 무기응집제를 주입하므로 슬러지 플럭을 거대화시켜 고액분리기의 성능을 향상시킨다.The anaerobic digestion system for biogas production according to the present invention enhances the performance of the solid-liquid separator by enlarging the sludge fl ow by injecting an inorganic flocculant into the solid-liquid separator.

아울러 본 발명에 따른 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템은 형성된 플럭들이 고액분리기에서 제거되므로 혐기성 막분리조 분리막의 오염부하를 저감시키므로 청정한 막투과수를 얻을 수 있다.In addition, since the formed flocs are removed from the solid-liquid separator in the anaerobic digestion system for generating biogas according to the present invention, the pollutant load of the anaerobic membrane separation membrane is reduced, so that a clean membrane permeated water can be obtained.

더욱이 본 발명에 따른 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템은 무기응집제로 염화철을 주입하여 소화액 중에 포함되어 있는 황성분을 제거하므로 탈황이 이루어진다. 따라서 본 발명에 따른 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템은배관의 부식이나 발전기 설비의 손상을 미연에 방지할 수 있다.Further, the anaerobic digestion system for biogas production according to the present invention is desulfurized by injecting iron chloride as an inorganic flocculant to remove sulfur components contained in digestive juices. Therefore, the anaerobic digestion system for generating biogas according to the present invention can prevent corrosion of piping and damages of generator facilities.

또한 본 발명에 따른 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템은 바이오가스 재순환 배관을 통해 혐기성 소화 시스템에 필요한 혐기성 소화조와 혐기성 분리막조의 압력을 용이하게 조절할 수 있다.In addition, the anaerobic digestion system for generating biogas according to the present invention can easily control the pressures of the anaerobic digestion tank and anaerobic digestion tank necessary for the anaerobic digestion system through the biogas recirculation piping.

또한 본 발명에 따른 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템은 역세용 바이오가스 배관을 통하여 혐기성 소화조의 바이오가스가 혐기성 분리막조의 분리막으로 이송되어 세정 별도의 설비구성 없이 막표면의 오염인자를 제거하기 위한 향류(cross flow)를 만들 수 있다.
In addition, the anaerobic digestion system for generating biogas according to the present invention is a system in which biogas of an anaerobic digestion tank is transferred to a separation membrane of anaerobic digestion tank through a reverse biogas pipeline, (cross flow).

도 1의 선행기술문헌 1에 개시된 바이오가스를 얻는 혐기성 소화시스템을 나타내는 개요도이다.
도 2는 본 발명에 따른 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템은 나타내는 장치도이다.1 is a schematic diagram showing an anaerobic digestion system for obtaining biogas disclosed in the prior art document 1 of FIG.
FIG. 2 is a device diagram showing an anaerobic digestion system for generating biogas according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템에 따른 일실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of an anaerobic digestion system for generating biogas according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템은 나타내는 장치도이다.FIG. 2 is a device diagram showing an anaerobic digestion system for generating biogas according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템은 유기성 미생물에 의해 바이오가스를 생성시키는 혐기성 소화조(110)와, 상기 혐기성 소화조(110)에서 배출된 소화액을 농축시키는 혐기성 막분리조(120)와, 상기 혐기성 막분리조(120)에서 농축된 슬러지를 상기 혐기성 소화조(110)로 재순환시키는 슬러지 재순환 배관(130)과, 상기 혐기성 소화조(110)에서 배출된 소화액 중 슬러지를 분리하여 상기 혐기성 막분리조(120)에 공급하는 고액분리기(140)와, 상기 고액분리기(140)에 무기응집제를 주입하기 위한 응집제 공급부(150)와, 상기 슬러지 재순환 배관(130)에 혐기성 막분리조(120)에서 농축된 슬러지를 미생물을 증대시켜 탄소원과 영양원으로 변환시켜 상기 혐기성 소화조(110)에 공급하는 가용화장치(160)와, 상기 혐기성 막분리조(120)와 상기 혐기성 소화조(110) 사이에 연통 설치되어 상기 혐기성 막분리조(120)의 바이오가스가 상기 혐기성 소화조(110)로 재순환되도록 구비된 바이오가스 재순환 배관(170)과, 상기 혐기성 소화조(110)의 바이오가스가 상기 혐기성 막분리조(120)에 설치된 분리막(122)으로 흘러갈 수 있도록 상기 혐기성 소화조(110)의 헤드스페이스와 상기 혐기성 막분리조(120)의 하부 사이에 연통 설치된 역세용 바이오가스 배관(180)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the anaerobic digestion system for biogas production according to an embodiment of the present invention includes an anaerobic digestion tank 110 for generating biogas by organic microorganisms, A sludge recycling pipe 130 for recycling the sludge concentrated in the anaerobic membrane separation tank 120 to the anaerobic digestion tank 110 and a sludge recycling pipe 130 for discharging the sludge from the anaerobic digestion tank 110. [ A solid-liquid separator 140 for separating sludge from the digested liquid and supplying the sludge to the anaerobic membrane separation tank 120, a flocculant supply unit 150 for injecting an inorganic flocculant into the solid-liquid separator 140, 130) for converting the sludge concentrated in the anaerobic membrane separation tank (120) into a carbon source and a nutrient source by supplying microorganisms to the anaerobic digestion tank (110) A biogas recirculation pipe 170 communicated between the anaerobic membrane separation tank 120 and the anaerobic digestion tank 110 and adapted to recycle the biogas of the anaerobic membrane separation tank 120 to the anaerobic digestion tank 110, The head space of the anaerobic digestion tank 110 and the lower part of the anaerobic membrane separation tank 120 may be controlled so that the biogas of the anaerobic digestion tank 110 flows into the separation membrane 122 installed in the anaerobic membrane separation tank 120. [ And a backflow biogas piping 180 communicating with the backflow biogas piping 180.

상기 혐기성 소화조(110)는 산생성 미생물과 메탄생성 미생물의 반응기작을 통해 유기성 폐수를 처리하는 반응조로서 외부와의 공기접촉을 차단하여 혐기성 분위기를 조성한다. 여기서 상기 혐기성 소화조(110)에서 발생한 바이오가스의 일부는 바이오가스 배출배관(112)을 통해 외부로 배출되고, 소화액은 소화액 이송배관(114)을 통하여 혐기성 막분리조(120)로 이송된다. 아울러 상기 혐기성 소화조(110)의 내부에는 반응효율을 향상시키기 위하여 교반기(116; Agitator)가 설치된다. 또한 상기 혐기성 소화조(110)의 상부인 헤드스페이스에는 바이오가스가 재순환되는 바이오가스 재순환 배관(170)과, 혐기성 막분리조(120)의 세정을 위한 기작에 활용되는 역세용 바오이가스 배관(180)이 혐기성 막분리조(120)와 연통 설치된다. 아울러 상기 혐기성 소화조(110)의 하부에는 혐기성 막분리조(120)에서 농축된 슬러지는 재순환시키는 슬러지 재순환 배관(130)이 혐기성 막분리조(120)와 연통설치된다.The anaerobic digestion tank 110 is a reaction tank for treating organic wastewater through a reaction mechanism between an acid-producing microorganism and a methanogenic microorganism, and an anaerobic atmosphere is created by blocking air contact with the outside. A part of the biogas generated in the anaerobic digestion tank 110 is discharged to the outside through the biogas discharge pipe 112 and the digestion liquid is transferred to the anaerobic membrane separation tank 120 through the digestive juice transfer pipe 114. In addition, an agitator 116 is installed in the anaerobic digestion tank 110 to improve reaction efficiency. In addition, a biogas recirculation pipe 170 in which biogas is recirculated is installed in the head space above the anaerobic digestion tank 110, a reverse osmosis bubble gas pipe 180 used in a mechanism for cleaning the anaerobic membrane separation tank 120, Is connected to the anaerobic membrane separation tank (120). In addition, a sludge recirculation pipe 130 for recirculating the sludge concentrated in the anaerobic membrane separation tank 120 is connected to the anaerobic membrane separation tank 120 below the anaerobic digestion tank 110.

상기 혐기성 막분리조(120)는 혐기성 소화조(110)에서 공급된 혐기 미생물을 포함하고 있는 슬러지를 농축하여 투과수를 분리하는 반응조로서 이를 위하여 내부에 분리막(122)이 설치되고 내부를 밀폐시켜 외부와 공기 접촉을 차단하므로 혐기성 분위기를 조성한다. 상기 혐기성 막분리조(120)는 이와 같은 분리공정을 통하여 혐기 미생물의 유출을 방지할 뿐만 아니라 청정한 처리수를 얻을 수 있으므로 하류의 폐수처리장치의 처리효율을 향상시킬 수 있다. 아울러 상기 혐기성 막분리조(120)는 처리수를 외부로 배출하는 처리수 배관(124)이 설치되고, 농축된 슬러지를 배출하는 슬러지 재순환 배관(130)이 설치된다. 또한 상기 혐기성 막분리조(120)의 일측에는 혐기성 소화조(110)의 소화액이 공급되는 소화액 이송배관(114)이 연통설치되고, 하부에는 상기 분리막(122)의 세정을 위하여 바이오가스를 인입하는 역세용 바이오가스 배관(180)이 연통 설치되며, 상부의 헤드 스페이스에는 바이오가스를 상기 혐기성 소화조(110)로 재순환시키기 위한 바이오가스 재순환 배관(170)이 연통설치된다. The anaerobic membrane separation tank 120 separates permeated water by concentrating the sludge containing the anaerobic microorganisms supplied from the anaerobic digestion tank 110. A separation membrane 122 is installed inside the anaerobic membrane separation tank 120, And thus the anaerobic atmosphere is created. The anaerobic membrane separation tank 120 can not only prevent the anaerobic microorganisms from flowing out through the separation process, but also can improve the treatment efficiency of the downstream wastewater treatment apparatus since clean treatment water can be obtained. In addition, the anaerobic membrane separation tank 120 is provided with a treated water pipe 124 for discharging treated water to the outside, and a sludge recycling pipe 130 for discharging the concentrated sludge is installed. The anaerobic membrane separation tank 120 is connected to the anaerobic digestion tank 110 through a digester feed pipe 114 for feeding digestive juice of the anaerobic digestion tank 110 and a lower portion And a biogas recirculation pipe 170 for recycling the biogas to the anaerobic digestion tank 110 is connected to the upper head space.

상기 슬러지 재순환 배관(130)은 농축된 슬러지의 일부를 혐기성 소화조(110)로 재순환 시키는 배관으로서 농축된 슬러지를 혐기성 소화조로 재순환시키므로 바이오가스의 생성에 필요한 혐기 미생물의 유출을 최소화시킬 수 있다.The sludge recycling pipe 130 recirculates the concentrated sludge to the anaerobic digestion tank as a pipe for recycling part of the concentrated sludge to the anaerobic digestion tank 110, so that the outflow of the anaerobic microorganism necessary for the production of biogas can be minimized.

여기서 상기 슬러지 재순환 배관(130)에는 혐기성 막분리조(120)에서 농축된 슬러지를 미생물을 증대시켜 탄소원과 영양원으로 변환시켜 상기 혐기성 소화조(110)에 공급하는 가용화장치(160)가 설치된다.The sludge recycling pipe 130 is provided with a solubilizer 160 for converting the sludge concentrated in the anaerobic membrane separation tank 120 into a carbon source and a nutrient source by supplying microorganisms to the anaerobic digestion tank 110.

상기 가용화장치(160)는 전단공정을 통해 Fe이온에 의해 형성된 플럭을 붕괴시킨다. 이 때 회복된 Fe이온은 혐기성 소화조(110) 내에서 SO4 이온과 반응하여 황화수소의 발생을 저감시키게 된다. 따라서 폐기하는 폐슬러지의 발생량을 줄일 수 있고 배관의 수명이 연장되므로 유지관리비용을 절감할 수 있다. 아울러 가용화된 슬러지는 재순환되더라도 일반 공기가 아닌 바이오가스를 세정용 기체로 재순환시키므로 혐기성 소화조(110)의 소화효율을 떨어뜨리지 않는다.The solubilizer 160 collapses the flux formed by the Fe ions through the shearing process. At this time, the recovered Fe ions react with SO 4 ions in the anaerobic digestion tank 110 to reduce the generation of hydrogen sulfide. Therefore, the amount of waste sludge to be disposed of can be reduced and the life of the piping can be prolonged, thereby reducing the maintenance cost. In addition, the solubilized sludge recirculates biogas rather than general air to the cleaning gas even if it is recycled, so that the digestion efficiency of the anaerobic digestion tank 110 is not lowered.

또한 상기 혐기성 소화조(110)의 소화액을 혐기성 막분리조(120)에 공급하는 소화액 이송배관(114)에는 소화액 중 슬러지를 분리하는 고액분리기(140)가 설치된다.Also, a solid-liquid separator 140 for separating sludge from the digestive liquid is installed in the digestive-liquid transfer pipe 114 for supplying the digestive juice of the anaerobic digestion tank 110 to the anaerobic membrane separation tank 120.

상기 고액분리기(140)는 혐기성 막분리조(120)에 공급되는 소화액에서 슬러지를 분리하므로 고형물의 농도가 높아서 혐기성 막분리조(120)의 분리막(122)에서 발생하는 분리막(122)의 파울링 현상 및 투과수의 저하를 방지할 수 있다. 여기서 상기 고액분리기(140)는 슬러지 플럭의 거대화를 위하여 응집제를 공급하는 응집제 공급부(150)를 구비한다.The solid-liquid separator 140 separates the sludge from the digestion liquid supplied to the anaerobic membrane separation tank 120, so that the concentration of the solid matter is high, and thus the fouling of the separation membrane 122, which occurs in the separation membrane 122 of the anaerobic membrane separation tank 120, It is possible to prevent development and deterioration of permeated water. The solid-liquid separator 140 includes a flocculant supply unit 150 for supplying a flocculant to the sludge flock.

상기 응집제 공급부(150)는 주로 무기응집제를 주입하며, 응집제를 주입함에 따라 슬러지의 플럭이 거대화되어 고액분리기(140)의 성능을 증대시켜 하류의 혐기성 막분리조(120)의 세정효율을 향상시키게 된다. 여기서 상기 무기응집제는 염화철인 것이 바람직하다. 상기 응집제 공급부(150)를 통하여 고액분리기(140)에 공급된 염화철은 SO4 2 - 반응하여 FeSO4를 생성하여 황화수소의 발생을 저감시키게 된다. 여기서 분리된 슬러지는 가용화장치(160)를 통하여 혐기성 소화조에 다시 공급된다.The coagulant feeder 150 mainly injects an inorganic coagulant and the coagulant is injected into the sludge to increase the fl ow of the sludge to increase the performance of the solid-liquid separator 140, thereby improving the cleaning efficiency of the downstream anaerobic separator 120 do. The inorganic coagulant is preferably iron chloride. The iron chloride supplied to the solid-liquid separator 140 through the coagulant supply unit 150 reacts with SO 4 2 - to generate FeSO 4 , thereby reducing the generation of hydrogen sulfide. The separated sludge is supplied to the anaerobic digestion tank through the solubilization unit 160.

상기 바이오가스 재순환 배관(170)은 상기 혐기성 막분리조(120)의 헤드스페이스와 상기 혐기성 소화조(110)의 헤드스페이스 사이에 연통 설치되어 상기 혐기성 막분리조(120)의 바이오가스가 상기 혐기성 소화조(110)로 재순환되도록 구비된다. 따라서 상기 바이오가스 재순환 배관(170)은 바이오가스의 출입을 조절하므로 혐기성 소화 시스템에 필요한 혐기성 소화조(110)와 혐기성 막분리조(120)의 압력을 용이하게 조절할 수 있다.The biogas recirculation pipe 170 is communicated between the head space of the anaerobic membrane separation tank 120 and the head space of the anaerobic digestion tank 110 so that the biogas of the anaerobic membrane separation tank 120 is supplied to the anaerobic digester 110. [ (110). Therefore, the biogas recirculation pipe 170 controls the flow of the biogas, so that the pressure of the anaerobic digestion tank 110 and the anaerobic membrane separation tank 120 required for the anaerobic digestion system can be easily controlled.

상기 역세용 바이오가스 배관(180)은 상기 혐기성 소화조(110)의 바이오가스가 상기 혐기 막분리조(120)에 설치된 분리막(120)으로 흘러갈 수 있도록 상기 혐기성 소화조(110)의 헤드스페이스와 상기 혐기성 막분리조(120)의 하부 사이에 연통 설치된다. 따라서 상기 역세용 바이오가스 배관(180)은 혐기성 소화조(110)의 바이오가스가 혐기성 막분리조(120)의 분리막(122)으로 이송되어 별도의 설비 없이 막표면의 오염 인자를 제거하기 위한 향류(cross flow)를 만들 수 있다. 여기서 만들어지는 바이오가스의 항류는 분리막의 세정효율을 향상시키게 된다.
The biogas piping 180 for reverse osmosis is connected to the head space of the anaerobic digestion tank 110 so that the biogas of the anaerobic digestion tank 110 flows into the separation membrane 120 installed in the anaerobic membrane separation tank 120, And is communicated between lower portions of the anaerobic membrane separation tank (120). Therefore, the biogas piping 180 is transferred to the separation membrane 122 of the anaerobic membrane separation tank 120 through the biogas of the anaerobic digestion tank 110, cross flow. The reflux of the biogas produced here improves the cleaning efficiency of the membrane.

110 : 혐기성 소화조
120 : 혐기성 막분리조
130 : 슬러지 재순환 배관
140 : 고액분리기
150 : 응집제 공급부
160 : 가용화장치
170 : 바이오가스 재순환 배관
180 : 역세용 바이오가스 배관110: anaerobic digester
120: Anaerobic membrane separation tank
130: Sludge recirculation piping
140: Solid-liquid separator
150: coagulant supplier
160: Solubilization device
170: Biogas recirculation piping
180: Biogas piping for stationery

Claims (7)

유기성 미생물에 의해 바이오가스를 생성시키는 혐기성 소화조와,
상기 혐기성 소화조에서 배출된 소화액을 농축시키는 혐기성 막분리조와,
상기 혐기성 막분리조에서 농축된 슬러지를 상기 혐기성 소화조로 재순환시키는 슬러지 재순환 배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템.
An anaerobic digester for generating biogas by an organic microorganism,
An anaerobic membrane separation tank for concentrating the digestion liquid discharged from the anaerobic digestion tank,
Wherein the anaerobic digestion system comprises a sludge recycling line for recirculating sludge concentrated in the anaerobic membrane separation tank to the anaerobic digestion tank.
청구항 1에 있어서,
상기 혐기성 소화조에서 배출된 소화액 중 슬러지를 분리하여 상기 혐기성 분리막조에 공급하는 고액분리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a solid-liquid separator for separating sludge from the digested liquid discharged from the anaerobic digestion tank and supplying the separated sludge to the anaerobic separation membrane tank.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 슬러지 재순환 배관에 혐기성 막분리조에서 농축된 슬러지를 미생물을 증대시켜 탄소원과 영양원으로 변환시켜 상기 혐기성 소화조에 공급하는 가용화장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템.
The method according to claim 1 or 2,
Further comprising a solubilization device for converting the sludge concentrated in the anaerobic membrane separation tank into a carbon source and a nutrient source to supply the sludge to the anaerobic digestion tank.
청구항 2에 있어서,
상기 고액분리기에 무기응집제를 주입하기 위한 응집제 공급부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템.
The method of claim 2,
Further comprising a coagulant supply unit for injecting an inorganic coagulant into the solid-liquid separator.
청구항 4에 있어서,
상기 무기응집제는 염화철인 것을 특징으로 하는 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템.
The method of claim 4,
Wherein the inorganic coagulant is ferric chloride.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 혐기성 막분리조의 헤드스페이스와 상기 혐기성 소화조의 헤드스페이스 사이에 연통 설치되어 상기 혐기성 막분리조의 바이오가스가 상기 혐기성 소화조로 재순환되도록 구비된 바이오가스 재순환 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템.
The method according to claim 1 or 2,
Further comprising a biogas recycle piping communicated between the head space of the anaerobic membrane separation tank and the head space of the anaerobic digestion tank and provided so that the biogas of the anaerobic membrane separation tank is recirculated to the anaerobic digestion tank. An anaerobic digestion system for.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 혐기성 소화조의 바이오가스가 상기 혐기성 분리막조에 설치된 분리막으로 흘러갈 수 있도록 상기 혐기성 소화조의 헤드스페이스와 상기 혐기성 막분리조의 하부 사이에 연통 설치된 역세용 바이오가스 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 생성을 위한 혐기성 소화시스템.
The method according to claim 1 or 2,
Further comprising a reverse biogas piping communicated between a head space of the anaerobic digestion tank and a lower portion of the anaerobic membrane separation tank so that the biogas of the anaerobic digestion tank can flow into the separation membrane provided in the anaerobic separation membrane bath. An anaerobic digestion system for production.
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