KR20190018884A

KR20190018884A - 혐기소화조의 침전물 제거장치

Info

Publication number: KR20190018884A
Application number: KR1020170103566A
Authority: KR
Inventors: 정환종; 이보원; 이승용; 주동훈
Original assignee: 주식회사 포스코건설
Priority date: 2017-08-16
Filing date: 2017-08-16
Publication date: 2019-02-26

Abstract

본 발명은 혐기소화조의 하부에 침전된 침전물을 배출하는 혐기소화조의 침전물 제거장치에 관한 것으로서, 혐기소화조의 하부에 설치되며 소화액의 분사압력에 의해 이동하여 침전물을 부유시키는 침전물 부유부와, 이 침전물 부유부에 연결되어 소화액을 분사하도록 투입하는 투입부와, 침전물 부유부에 연결되어 침전물과 소화액을 함께 배출시키는 배출부와, 이 배출부의 하부에 설치되어 배출된 침전물과 소화액을 분리하는 분리부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 혐기소화조의 내부 바닥에 침전물 부유부를 이동하도록 설치하고 그 하부에 배출부를 형성함으로써, 침전물을 용이하게 부유시키는 동시에 침전물의 배출성능을 향상시켜 경제적이고 효율적으로 유기성 폐자원을 혐기소화하여 자원화 할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

혐기소화조의 침전물 제거장치{APPARATUS FOR REMOVING SEDIMENT OF ANAEROBIC DISGESTER}

본 발명은 혐기소화조의 침전물 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 혐기소화조의 하부에 침전된 침전물을 제거하는 혐기소화조의 침전물 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 혐기성 소화공정은, 밀폐된 탱크 안에 음식물류 폐기물 탈리액, 분뇨 등의 각종 유기성 폐수를 투입하여 혐기성 미생물의 분해작용에 의해 유기성 폐수를 메탄가스로 분해시키는 공정으로서, 이러한 공정을 처리하기 위하여 유기성 폐수를 수용하는 처리용 저장조를 혐기소화조라 한다.

그러나, 이러한 혐기소화조는 설치 후 시간이 경과함에 따라 그 내부에 석회질, 뼈가루, 섬유질 등의 침전물이 계속 쌓이게 되는데, 이러한 침전물은 소화조 바닥부에서부터 상부쪽으로 점차 적층되어 고형화되게 되어 소화조 내부 공간을 차지하므로 소화조의 처리 용량을 감소시키게 된다.

또한, 시간이 더욱 경과하게 되면 적층된 침전물은 소화조 바닥쪽으로 붕괴하는 경우가 많아서 보통 소화조 바닥부에 설치되는 외부 배출구를 막게 되어 소화조의 정상적인 동작을 방해하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 소화조의 바닥부를 경사진 깔대기 모양으로 시공하거나 교반기를 설치하여 펌프를 이용하여 교반기를 통해 소화조 내부의 폐수를 교반시킴으로써 침전물의 생성을 방지하고자 하는 방법이 제시되고 있다.

이와 같이 혐기소화조의 내부에 교반기를 설치하게 되면 어느 정도의 효과는 거둘 수 있으나 혐기소화조가 보통 10m 이상의 높이로 형성되므로 교반기가 적절하게 동작하기 어렵고 교반봉은 일정한 궤도만을 선회하게 되므로 이러한 경우에도 시간이 경과하게 되면 침전물이 쌓이는 것을 방지할 수는 없다는 문제점이 있다.

또한, 이러한 교반기는 설치 및 시공이 매우 어려우며 운전 및 유지 비용도 적지 않게 소요된다는 문제점도 있다. 이러한 문제점은 소화조의 바닥부를 깔대기 모양으로 시공하는 경우에도 마찬가지이다.

따라서, 이와 같은 종래의 기술은 혐기소화조 내부에 침전, 적층되는 침전물의 생성을 원천적으로 방지할 수는 없다는 근본적인 한계점을 가지고 있어서, 혐기소화조를 설치한 이후 시간의 경과에 따라 소화조의 작동을 중지시키고 인력 또는 고가의 장비를 투입하여 내부를 청소하는 작업을 수행하게 된다.

그러나, 이러한 작업 과정 중 소화조 내부의 유해 가스로 인하여 작업자가 부상을 입거나 또는 사망하는 경우도 적지않게 발생하고 있어서 작업 안전성에도 매우 큰 문제점을 가지고 있다.

또한, 혐기소화조에 투입된 소화 물질 중 물보다 비중이 높은 것들은 소화조 하부에 침전되며 하부에 침전된 침전물은 소화조 유효용적을 감소시켜 소화효율을 저하시키고, 침전물이 누적되어 소화조 유효용량을 감소시켜 3∼5년의 주기로 소화조를 준설해야 하므로, 종래의 혐기소화조는 하부에 침전물 배출구를 설치하여 침전물을 배출하고 있으나 소화조의 바닥에 넓게 분포되어 침전된 침전물을 제거하는데 한계가 있었다.

특히, 혐기소화조의 하부에 침전된 침전물 배출하기 위해서 소화조의 하부 구조를 역삼각형의 형상으로 형성하여, 중심부위에 모인 침전물을 외부로 배출하기 위해서 소화조 하부 경사각을 증가시키기 것도 가능하지만, 혐기소화조의 바닥 깊이가 매우 깊어야 하지만 경제적으로 한계가 있다.

또한, 혐기소화조의 하부를 높은 경사각으로 제작하여도 한번 바닥에 침전된 침전물은 제거가 안되는 문제가 발생하게 되며, 특히, 혐기소화조의 중앙 배출구에서 소화액 흡입시 배출구 주위에 한정된 영역의 침전물만 배출되며 대부분의 침전물이 배출되지 못한다는 문제도 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1057408호 (2011년08월17일) 대한민국 공개특허 제10-2012-0080389호 (2012년07월17일) 대한민국 등록실용 제20-0368392 (2004년11월20일)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 침전물을 용이하게 부유시키는 동시에 침전물의 배출성능을 향상시켜 경제적이고 효율적으로 유기성 폐자원을 혐기소화하여 자원화 할 수 있는 혐기소화조의 침전물 제거장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 소화액의 사용량을 절감하는 동시에 이로 인해 소화액의 구입비용을 절감할 수 있는 혐기소화조의 침전물 제거장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 소화액의 투입성능 및 배출성능을 향상시키는 동시에 소화액의 순환성도 향상시킬 수 있는 혐기소화조의 침전물 제거장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 투입관 및 분사노즐의 분사압력에 의해 회전판을 회전이동시키는 회전구동력을 제공하는 동시에 침전된 침전물에 소화액의 투입 및 배출을 용이하게 할 수 있는 혐기소화조의 침전물 제거장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 분사노즐에 의한 소화액의 분사압력에 의해 하부 침전물을 부유시키는 동시에 회전판에 회전구동력을 용이하게 부여할 수 있는 혐기소화조의 침전물 제거장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 혐기소화조의 하부에 침전된 침전물을 제거하는 혐기소화조의 침전물 제거장치로서, 혐기소화조의 하부에 설치되며 소화액의 분사압력에 의해 이동하여 침전물을 부유시키는 침전물 부유부(10); 상기 침전물 부유부(10)에 연결되어 소화액을 분사하도록 투입하는 투입부(20); 상기 침전물 부유부(10)에 연결되어 침전물과 소화액을 함께 배출시키는 배출부(30); 및 상기 배출부(30)의 하부에 설치되어, 배출된 침전물과 소화액을 분리하는 분리부(40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 투입부(20)와 상기 분리부(40) 사이에 설치되어, 분리된 소화액을 순환시키는 순환부(50);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 상기 순환부(50)는, 상기 분리부(40)에서 분리된 소화액을 상기 투입부(20)로 전달하여 순환시키는 순환펌프로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 침전물 부유부(10)는, 혐기소화조의 바닥에 회전가능하게 설치된 회전판; 상기 회전판의 상부에 설치되어, 소화액을 분사하도록 투입하는 투입관; 상기 회전판의 하부에 설치되어, 소화액과 침전물이 배출되는 배출통로; 및 상기 투입관의 길이방향을 따라 복수개가 이격 설치된 분사노즐;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 분사노즐은, 상기 회전판을 기준해서 소화액을 하방으로 경사지게 분사하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 혐기소화조의 내부 바닥에 침전물 부유부를 이동하도록 설치하고 그 하부에 배출부를 형성함으로써, 침전물을 용이하게 부유시키는 동시에 침전물의 배출성능을 향상시켜 경제적이고 효율적으로 유기성 폐자원을 혐기소화하여 자원화 할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 순환부로서 분리부에서 분리된 소화액을 투입부로 전달하여 순환시키도록 순환펌프를 구비함으로써, 소화액의 투입성능 및 배출성능을 향상시키는 동시에 소화액의 순환성도 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 침전물 부유부로서 회전판, 투입관, 배출통로 및 분사노즐을 포함하여 이루어짐으로써, 투입관 및 분사노즐의 분사압력에 의해 회전판을 회전이동시키는 회전구동력을 제공하는 동시에 침전된 침전물에 소화액의 투입 및 배출을 용이하게 할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 분사노즐이 회전판을 기준해서 하방으로 경사지게 분사하도록 설치됨으로써, 분사노즐에 의한 소화액의 분사압력에 의해 하부 침전물을 부유시키는 동시에 회전판에 회전구동력을 용이하게 부여할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 혐기소화조의 침전물 제거장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 혐기소화조의 침전물 제거장치를 나타내는 확대도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 혐기소화조의 침전물 제거장치를 나타내는 상면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 혐기소화조의 침전물 제거장치의 분사노즐을 나타내는 상세도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 혐기소화조의 침전물 제거장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 혐기소화조의 침전물 제거장치를 나타내는 확대도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 혐기소화조의 침전물 제거장치를 나타내는 상면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 혐기소화조의 침전물 제거장치의 분사노즐을 나타내는 상세도이다.

도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 혐기소화조의 침전물 제거장치는, 침전물 부유부(10), 투입부(20), 배출부(30), 분리부(40) 및 순환부(50)를 포함하여 이루어져, 혐기소화조(100)의 하부에 침전된 침전물을 제거하는 혐기소화조의 침전물 제거장치로서, 유기성 폐자원을 이용하여 바이오가스를 생산하는 혐기소화조의 바닥에 침전된 침전물을 제거하게 된다.

침전물 부유부(10)는, 혐기소화조(100)의 내부공간의 하부에 설치되며 내부 바닥(110)의 상부에 이격 설치되어 소화액의 분사압력에 의해 회전이동하여 침전물을 부유시키는 부유수단으로서, 회전판(11), 투입관(12), 배출통로(13) 및 분사노즐(14)을 포함하여 이루어져 있다.

회전판(11)은, 혐기소화조(100)의 내부 바닥(110)의 상부에 회전가능하게 설치된 회전부재로서, 혐기성소화조(100)의 내부 바닥(110)의 상부에 소정거리 이격되며 회전가능하게 설치된 원판부재로 이루어져 있다.

이러한 회전판(11)은 혐기소화조(100)의 내부 바닥(110)의 판면과 동등한 거리로 이격되며 동등한 형상으로 형성되도록 중앙부위가 오목하게 함몰 형성된 판상부재로 이루어져 있는 것이 바람직하다.

투입관(12)은, 회전판(11)의 상부에 설치되어 소화액을 분사하도록 투입하는 투입수단으로서, 회전판(11)의 상부에 일방에서 타방으로 횡단하도록 설치되어 회전판(11)의 상부에 소화액을 분사해서 투입하게 된다.

배출통로(13)은, 회전판(11)의 하부에 설치되어 소화액과 침전물을 배출하는 배출수단으로서, 혐기소화조(100)의 내부 바닥(110)의 판면과 회전판(11) 사이에 형성된 배출공간으로 형성되어 있다.

분사노즐(14)은, 투입관(12)의 길이방향을 따라 복수개가 이격 설치된 분사수단으로서, 회전판(11)에 회전구동력을 제공하도록 회전판(11)의 회전방향에 대응해서 소화액을 분사하게 된다.

이러한 분사노즐(14)은, 도 4에 나타낸 바와 같이 투입관(12)의 길이방향을 기준해서 소정각도(α)로 경사지게 설치되며 회전판(11)의 상면을 기준해서 소화액을 하방으로 경사지게 분사하도록 경사지게 설치되어 있다.

따라서, 침전물 부유부(10)는 소화액의 배출압력을 이용하여 회전판(11)을 회전이동시키게 되고, 이러한 회전판(11)이 회전이동하면서 혐기소화조(100)의 바닥(110)의 전체부위에 침전된 침전물을 부유시키게 된다.

투입부(20)는, 침전물 부유부(10)에 연결되어 소화액을 분사하도록 투입하는 투입수단으로서, 침전물 부유부(10)의 중앙 하부에 연결되어 투입관(12)에 연통되어 소화액을 투입하게 된다.

이러한 투입부(20)는 침전물 부유부(10)의 중앙 하부에 설치되어 회전판(11)의 중앙 하부를 회전가능하게 지지하므로, 침전물 부유부(10)의 회전축을 형성하게 된다.

배출부(30)는, 침전물 부유부(10)에 연결되어 침전물과 소화액을 함께 배출시키는 배출수단으로서, 침전물 부유부(10)의 중앙 하부에 연결되며 혐기소화조(100)의 바닥(110)의 중앙부위에 연결되어 배출통로(13)에 연통되어 침전물과 소화액을 함께 외부로 배출시키게 된다.

이러한 배출부(30)는 혐기소화조(100)의 바닥(110)의 하부에 연결되는 배수관으로 이루어지며, 혐기소화조(100)의 바닥(110)의 중앙부위에서 외향으로 절곡 형성하되어 있다.

분리부(40)는, 배출부(30)의 하부에 설치되어 배출부(30)에서 혼합되어 배출된 침전물과 소화액을 분리하는 분리수단으로서, 싸이클론(41)과 스트레이너(42)로 이루어져 있다.

싸이클론(41)은, 배출부(30)에서 혼합되어 배출된 침전물과 소화액을 비중에 의해 서로 분리하는 분리수단으로서, 이러한 싸이클론(41)에 의해 분리된 침전물을 외부로 배출하여 폐기처리하게 되고, 분리된 소화액은 투입부(20)를 통해서 혐기소화조(100)에 재투입하게 된다.

스트레이너(42)는, 싸이클론(41)의 하류에 설치된 분리수단으로서, 싸이클론(41)에서 분리 배출된 소화액에 포함된 입자 사이즈 이상의 이물질을 스트레이너 스크린에 의해 필터링하게 제거하게 된다.

이와 같이 분리부(40)의 싸이클론(41)과 스트레이너(42)에 의해 비중물질이선별되어 분리되고 이물질이 제거된 소화액은, 혐기소화조(100)로 이송되어 재사용하게 된다.

순환부(50)는, 투입부(20)와 분리부(40) 사이에 설치되어 분리부(40)에서 분리된 소화액을 순환시키는 순환수단으로서, 분리부(40)에서 비중물질이 선별 분리된 소화액을 투입부(20)로 전달하여 순환시키는 순환펌프로 이루어져 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 혐기소화조의 내부 바닥에 침전물 부유부를 이동하도록 설치하고 그 하부에 배출부를 형성함으로써, 침전물을 용이하게 부유시키는 동시에 침전물의 배출성능을 향상시켜 경제적이고 효율적으로 유기성 폐자원을 혐기소화하여 자원화 할 수 있는 효과를 제공한다.

이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

10: 침전물 부유부 20: 투입부
30: 배출부 40: 분리부
50: 순환부

Claims

혐기소화조의 하부에 침전된 침전물을 제거하는 혐기소화조의 침전물 제거장치로서,
혐기소화조의 하부에 설치되며 소화액의 분사압력에 의해 이동하여 침전물을 부유시키는 침전물 부유부(10);
상기 침전물 부유부(10)에 연결되어 소화액을 분사하도록 투입하는 투입부(20);
상기 침전물 부유부(10)에 연결되어 침전물과 소화액을 함께 배출시키는 배출부(30); 및
상기 배출부(30)의 하부에 설치되어, 배출된 침전물과 소화액을 분리하는 분리부(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기소화조의 침전물 제거장치.
제 1 항에 있어서,
상기 투입부(20)와 상기 분리부(40) 사이에 설치되어, 분리된 소화액을 순환시키는 순환부(50);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기소화조의 침전물 제거장치.
제 2 항에 있어서,
상기 순환부(50)는, 상기 분리부(40)에서 분리된 소화액을 상기 투입부(20)로 전달하여 순환시키는 순환펌프로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 혐기소화조의 침전물 제거장치.
제 1 항에 있어서,
상기 침전물 부유부(10)는,
혐기소화조의 바닥에 회전가능하게 설치된 회전판;
상기 회전판의 상부에 설치되어, 소화액을 분사하도록 투입하는 투입관;
상기 회전판의 하부에 설치되어, 소화액과 침전물이 배출되는 배출통로; 및
상기 투입관의 길이방향을 따라 복수개가 이격 설치된 분사노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기소화조의 침전물 제거장치.
제 4 항에 있어서,
상기 분사노즐은, 상기 회전판을 기준해서 소화액을 하방으로 경사지게 분사하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 혐기소화조의 침전물 제거장치.