KR20230114936A

KR20230114936A - Anaerobic digestion modular system

Info

Publication number: KR20230114936A
Application number: KR1020220011297A
Authority: KR
Inventors: 이동열; 장근수
Original assignee: 지에스건설 주식회사
Priority date: 2022-01-26
Filing date: 2022-01-26
Publication date: 2023-08-02

Abstract

본 발명은 혐기성소화 모듈시스템에 관한 것이다.
이 혐기성소화 모듈시스템은 유기성 폐기물이 제공받아 1차 파쇄하고 기 설정된 크기 미만의 유기성 폐기물을 선별하는 파쇄 선별기와 파쇄 선별기에서 선별된 유기성 폐기물을 2차 파쇄하는 미세 파쇄기를 포함하는 전처리 설비 모듈과, 미세 파쇄기로부터 제공받는 유기성 폐기물을 혐기성 소화하는 혐기성 소화조를 포함하는 혐기성 소화 모듈을 포함하고, 혐기성 소화 모듈은 모듈화 형태로 전처리 설비 모듈에 착탈 조립될 수 있다.The present invention relates to an anaerobic digestion module system.
This anaerobic digestion module system includes a crushing sorter for primary crushing of organic waste and sorting organic waste of less than a predetermined size and a fine crusher for secondary crushing of organic waste selected from the crushing sorter; It includes an anaerobic digestion module including an anaerobic digestion tank for anaerobically digesting organic waste provided from the fine crusher, and the anaerobic digestion module may be detachably assembled to the pretreatment facility module in a modular form.

Description

Anaerobic digestion module system {ANAEROBIC DIGESTION MODULAR SYSTEM}

본 발명은 혐기성소화 모듈시스템에 대한 발명이다. The present invention relates to an anaerobic digestion module system.

최근, 음폐수, 가축분뇨, 하수슬러지는 해양배출 금지된 유기성 폐기물로 육상처리 방안이 마련되어 정화, 액비, 퇴비화, 고형연료화 등 다양한 기술이 상용화되었으나, 탄소중립 실현을 위해서 공정 중 이산화탄소 발생량을 줄이고, 바이오 메탄을 포집하여 자동차 원료, 도시가스, 발전 등 활용하는 기술이 상용화되고 있다. Recently, food wastewater, livestock manure, and sewage sludge are organic wastes that are prohibited from being discharged into the ocean, and various technologies such as purification, liquefied manure, composting, and solid fueling have been commercialized. Technologies that collect biomethane and use it for automobile raw materials, city gas, and power generation are being commercialized.

탄소중립을 실현하기 위해서는 풍력, 태양열, 조력 등 재생에너지를 이용하거나 바이오가스화 기술을 이용하여 이산화탄소의 배출량을 제로로 만들 수 있다. 그래서 유기성 폐자원의 에너지화는 에너지 회수와 함께 탄소중립을 할 수 있는 측면에 있어서 중요한 새로운 탄소중립 사회 실현을 위한 열쇠가 될 수 있다. In order to achieve carbon neutrality, it is possible to make carbon dioxide emissions zero by using renewable energy such as wind power, solar heat, and tidal power, or by using biogas technology. Therefore, energy conversion of organic waste resources can be a key to realizing an important new carbon-neutral society in terms of energy recovery and carbon neutrality.

유기성 폐자원의 에너지화 중에서 혐기성 소화 기술은 이미 선진국을 중심으로 상용화된 기술로 기술적 측면에서는 검증된 기술이다. Among the energy conversion of organic waste resources, anaerobic digestion technology has already been commercialized mainly in developed countries and is a proven technology in terms of technology.

혐기성소화내 균질혼합 기술 중 기계적 교반 방식은 가장 많이 사용하는 기술 중 하나이며 바이오가스 순환 및 소화조의 상부의 압력을 이용한 바이오가스 토출 방식은 일부 이용되고 있다. 혐기성 미생물을 고농도로 배양하기 위한 담채기술과 멤브레인 기술을 이용한 고농축 혐기성 미생물 배양기술은 바이오가스의 생산성을 높이는 기술에 해당한다. Among the homogeneous mixing technologies in anaerobic digestion, mechanical agitation is one of the most frequently used technologies, and biogas circulation and biogas discharge using pressure at the top of the digester are partially used. The high-concentration anaerobic microorganism culture technology using the thinning technology and the membrane technology for culturing anaerobic microorganisms at high concentration corresponds to a technology that increases the productivity of biogas.

하지만 바이오가스의 상부압력을 이용하여 교반하는 경우 소화조 사구간까지 완전교반하기 어려운 측면이 있어 기계식 교반을 혼용 설치하여 운전하는 경우가 있으며, 혐기성 소화조 폭이 넓은 경우 기계식 교반기 또한 사구간 발생등 완전한 균질 혼합에 한계가 있다. 소화조의 압력을 이용하는 경우 강제로 소화조 상부의 압력을 대기압보다 높여 운전하는 것으로 바이오가스 분압이 미생물 균주에 스트레스를 주어 바이오가스 생산성을 낮추거나, 바이오가스 생산량이 설정량 보다 낮을 때 바이오가스 압력을 이용한 완전 교반은 기대하기 어렵다. 분리막 기술을 이용하여 혐기성 소화조 내 미생물을 고농도 농축배양을 하는 경우는 혐기성 미생물 이외에 협잡물까지 농축할 수 있어 분리막 스크레치 및 막손상, 막오염등 다양한 원인으로 분리막 교체비용 상승으로 이물질이 거의 함유되지 않는 고농도의 폐수에 국한되어 적용되어 상용화가 제한되어 있다. 담체 기술은 담체에 부착된 혐기성 미생물과 실 유기성 폐기물과의 접촉능과 기계식 완전교반이 어려워 고형물이 함유된 유기설 폐기물의 경우 기질분해능이 낮을 수 있다. However, when stirring using the upper pressure of biogas, it is difficult to completely stir up to the four sections of the digester, so there are cases where mechanical agitation is installed and operated in combination. Mixing is limited. In the case of using the pressure of the digester, the pressure at the top of the digester is forcibly operated by raising the pressure above the atmospheric pressure. Complete stirring is difficult to expect. In the case of high-concentration cultivation of microorganisms in an anaerobic digester using separation membrane technology, contaminants in addition to anaerobic microorganisms can be concentrated. It is applied only to the wastewater of , and its commercialization is limited. Carrier technology may have low substrate decomposition capacity in the case of organic waste containing solids due to the difficulty in contacting anaerobic microorganisms attached to the carrier with actual organic waste and mechanical complete agitation.

혐기성소화 공정을 정상적으로 가동시키기 위한 전제조건은 혐기성 소화를 위한 전처리과정 중 협잡물의 제거이다. 유기성 폐기물 내 협잡물 함량이 높을수록 배관의 막힘과 소화조 하단 퇴적 등이 빈번히 발생되어 가동율 중단의 원인이 된다. 음식물류 폐기물의 다단계 전처리 설비의 경우 전처리 설비에서 발생되는 협잡물의 성상과 크기가 다양하여 각 설비에 맞는 이송설비가 요구되며, 전처리 협잡물 중 유기물 상당부분 차지하고 있어 협잡물 중 유기물의 함량을 낮추는 부분도 기술적으로 해결해야 되어야 할 과제이다.A prerequisite for the normal operation of the anaerobic digestion process is the removal of contaminants during the pretreatment process for anaerobic digestion. The higher the content of impurities in the organic waste, the more frequent the clogging of the pipe and the sedimentation at the bottom of the digester, which causes the operation rate to be stopped. In the case of multi-stage pretreatment facilities for food waste, the properties and sizes of impurities generated in the pretreatment facilities vary, so a transfer facility suitable for each facility is required. It is an issue that needs to be addressed.

이처럼 음식물류 폐기물 바이오가스화 설비는 원료 이송 및 전처리 설비가 복잡하고, 혐기성 소화조의 균질 혼합을 위한 장치 구성이 중요하기 때문에 장치의 모듈화는 위에서 제시한 음식물 전처리설비의 문제점을 해결하고 사용자 측면에서의 유지관리 편의성을 제공하여 가동율의 효율화가 극대화될 것으로 기대된다. 특히 모듈화 장치류는 공장에서 제작하여 현장에서 바로 설치가 가능하기 때문에 공사기간을 단축할 수 있고, 반입량 및 설비 용량에 변경이 있을 때 쉽게 해당 장치를 교체가 가능하고, 혐기성 소화조 용량 증량시 소화조를 추가 장착하여 추가적인 토목공사가 불필요하다. As such, the food waste biogasification facility has complex raw material transfer and pretreatment facilities, and since the configuration of the device for homogeneous mixing of the anaerobic digester is important, the modularization of the device solves the problems of the food pretreatment facility presented above and maintains from the user's point of view It is expected to maximize the efficiency of operation rate by providing convenience. In particular, modularized devices can be manufactured at the factory and installed directly on site, so the construction period can be shortened, the device can be easily replaced when there is a change in the amount of input and facility capacity, and when the anaerobic digester capacity is increased, the digester can be replaced. It is additionally installed, so additional civil works are not required.

한편, 종래 혐기성 소화 설비의 경우, 계획된 부지와 설비용량에 대하여 장치가 설치되어 있어 설비 용량 변동시 추가 설치가 어려웠다. 특히, 전처리설비에 있어 성상변동 및 유량변동이 있을 때 전처리 파쇄기 용량, 펌프류 등이 배관에 연결되어 고정되어 있었기 때문에 시설을 철거하고 설치하기 어려움이 있다. On the other hand, in the case of the conventional anaerobic digestion facility, since the device is installed for the planned site and facility capacity, it is difficult to install additionally when the facility capacity changes. In particular, it is difficult to dismantle and install the facility because the capacity of the pretreatment crusher, pumps, etc. are connected to the pipe and fixed when there is a change in properties and flow rate in the pretreatment facility.

특허문헌 : 국내 공개특허 10-2016-0047696호(2016. 05. 03. 공개)Patent Document: Korean Patent Publication No. 10-2016-0047696 (published on May 3, 2016)

본 발명의 실시예들은 상기와 같은 배경에서 발명된 것으로서, 유기성 폐기물 처리 및 바이오가스 생산을 위한 혐기성소화 모듈시스템을 제공하고자 한다. Embodiments of the present invention have been invented in the above background, to provide an anaerobic digestion module system for organic waste treatment and biogas production.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유기성 폐기물을 제공받아 1차 파쇄하고 기 설정된 크기 미만의 유기성 폐기물을 선별하는 파쇄 선별기와, 상기 파쇄 선별기에서 선별된 상기 유기성 폐기물을 2차 파쇄하는 미세 파쇄기를 포함하는 전처리 설비 모듈; 및 상기 미세 파쇄기로부터 제공받는 상기 유기성 폐기물을 혐기성 소화하는 혐기성 소화조를 포함하는 혐기성 소화 모듈을 포함하고, 상기 혐기성 소화 모듈은 모듈화 형태로 상기 전처리 설비 모듈에 착탈 조립 가능한 혐기성소화 모듈시스템이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a crushing sorter for receiving organic waste and first crushing and sorting organic waste smaller than a predetermined size, and a fine crusher for secondarily crushing the organic waste selected from the crushing sorter. pretreatment facility module; And an anaerobic digestion module including an anaerobic digestion tank for anaerobically digesting the organic waste provided from the fine crusher, wherein the anaerobic digestion module is detachably assembled to the pretreatment facility module in a modular form An anaerobic digestion module system can be provided there is.

이때, 본 발명은 상기 혐기성 소화조로부터 소화슬러지를 제공받아 고액 분리한 후, 상기 소화슬러지에서 고액 분리된 원심탈수액을 상기 미세 파쇄기의 입구측으로 반송하는 고액분리장치를 더 포함할 수 있다.At this time, the present invention may further include a solid-liquid separator for receiving the digested sludge from the anaerobic digestion tank, separating solid-liquid, and then conveying the centrifugal dehydration solution separated from the digested sludge to the inlet side of the fine crusher.

또한, 상기 혐기성 소화조는 소화슬러지 탈수액을 상기 미세 파쇄기의 입구측에 반송 가능하다.In addition, the anaerobic digestion tank can convey the digested sludge dewatering liquid to the inlet side of the fine crusher.

또한, 상기 혐기성 소화 모듈은 상기 혐기성 소화조로부터 제공받은 소화슬러지를 130 ~ 150 ℃의 온도범위에서 스팀으로 이용하여 암모니아를 탈기하는 제어조; 및 상기 제어조로부터 암모니아 탈기된 소화슬러지를 제공받아 상기 유기성 폐기물을 산발효시키는 산발효조를 더 포함할 수 있다.In addition, the anaerobic digestion module includes a control tank for degassing ammonia by using the digested sludge provided from the anaerobic digestion tank as steam in a temperature range of 130 to 150 °C; and an acid fermentation tank receiving ammonia-degassed digestion sludge from the control tank and acid-fermenting the organic waste.

또한, 상기 혐기성 소화조는 상기 미세 파쇄기에 좌우로 병렬 배치되어 연결되거나, 상기 미세 파쇄기에 상하로 적층 배치되어 연결되는 복수 개로 제공될 수 있다.In addition, the anaerobic digestion tank may be provided in a plurality connected to the fine crusher arranged in parallel on the left and right, or stacked up and down connected to the fine crusher.

또한, 상기 혐기성 소화조는 혐기성 미생물이 배양가능하고 상기 유기성 폐기물이 수용가능한 챔버와, 상기 유기성 폐기물의 미세협잡물이 외부로 배출되도록 상기 챔버의 하부에 마련되는 배출구와, 상기 미세협잡물을 상기 배출구로 안내하도록 상기 챔버의 측벽에 마련되는 경사판을 포함하는 소화조; 및 상기 배출구에 설치되고, 상기 미세협잡물을 압착하여 외부로 배출하는 압밀형 무축스크류를 포함할 수 있다.In addition, the anaerobic digester includes a chamber capable of cultivating anaerobic microorganisms and accommodating the organic waste, a discharge port provided at the bottom of the chamber so that the fine impurities of the organic waste are discharged to the outside, and the fine impurities are guided to the discharge port Digestion tank including an inclined plate provided on the side wall of the chamber so as to; and a compaction-type shaftless screw installed in the discharge port and compressing the fine impurities and discharging them to the outside.

또한, 상기 혐기성 소화조는 상기 소화조의 측벽에서 폭방향 및 상하방향으로 이격 배치되는 복수 개의 노즐; 상기 소화조 내 수용물이 균질하게 혼합되도록 상기 노즐에 순환압력을 제공하는 압력펌프; 및 상기 압력펌프와 상기 복수 개의 노즐 사이를 연결되는 배관을 더 포함할 수 있다.In addition, the anaerobic digestion tank is a plurality of nozzles disposed spaced apart in the width direction and the vertical direction on the sidewall of the digestion tank; A pressure pump providing circulation pressure to the nozzle so that the contents in the digester are homogeneously mixed; And it may further include a pipe connected between the pressure pump and the plurality of nozzles.

또한, 상기 혐기성 소화조는 상기 노즐 또는 상기 압력펌프의 이상 발생시, 상기 소화조 내 수용물을 교반시키기 위한 수중 교반기를 더 포함할 수 있다.In addition, the anaerobic digestion tank may further include an underwater agitator for stirring the contents in the digester when an abnormality occurs in the nozzle or the pressure pump.

또한, 상기 배관은 상기 소화조의 측벽에 위치한 상기 복수 개의 노즐이 서로 연통되도록 상기 복수 개의 노즐 사이에 연결되는 노즐관; 상기 압력펌프의 일측 연결구에 연결되고, 상기 노즐관에서 분기되어 연결되는 제1 펌프관; 및 상기 압력펌프의 타측 연결구에 연결되고, 상기 소화조의 측벽에 연결되는 제2 펌프관을 포함할 수 있다.In addition, the pipe may include a nozzle pipe connected between the plurality of nozzles so that the plurality of nozzles located on the sidewall of the digester communicate with each other; a first pump pipe connected to one side connector of the pressure pump and branched off from the nozzle pipe; And it may include a second pump pipe connected to the other connector of the pressure pump and connected to the side wall of the digester.

본 발명의 실시예들에 따르면, 파쇄 선별기, 미세 파쇄기, 협잡물 배출 설비등이 구비된 전처리 설비가 모듈화됨으로써, 혐기성 소화조 앞단에 간단한 배관과의 체결로 설비용량 변경이 용이해질 수 있다는 효과가 있다. According to the embodiments of the present invention, the pretreatment facility equipped with a crusher, a fine crusher, a contaminant discharge facility, etc. is modularized, so that it is easy to change the facility capacity by fastening with a simple pipe at the front of the anaerobic digestion tank. There is an effect.

도 1은 본 발명에 따른 혐기성소화 모듈시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 혐기성소화 모듈시스템을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 혐기성소화 모듈시스템을 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 혐기성소화 모듈시스템의 혐기성 소화조의 측면 구조를 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 혐기성소화 모듈시스템의 혐기성 소화조의 정면 구조를 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 혐기성소화 모듈시스템의 혐기성 소화조의 측면 구조를 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 혐기성소화 모듈시스템의 혐기성 소화조의 측면 구조를 나타낸 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 혐기성소화 모듈시스템을 나타낸 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 혐기성소화 모듈시스템을 나타낸 구성도이다.
도 10는 본 발명의 제3 실시예의 변형예에 따른 혐기성소화 모듈시스템을 나타낸 구성도이다.1 is a conceptual diagram showing an anaerobic digestion module system according to the present invention.
2 is a configuration diagram showing an anaerobic digestion module system according to a first embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram showing an anaerobic digestion module system according to a modified example of the first embodiment of the present invention.
Figure 4 is a side view showing the side structure of the anaerobic digestion tank of the anaerobic digestion module system according to the first embodiment of the present invention.
5 is a front view showing the front structure of the anaerobic digestion tank of the anaerobic digestion module system according to the first embodiment of the present invention.
Figure 6 is a side view showing the side structure of the anaerobic digestion tank of the anaerobic digestion module system according to a modification of the first embodiment of the present invention.
Figure 7 is a side view showing the side structure of the anaerobic digestion tank of the anaerobic digestion module system according to a modification of the first embodiment of the present invention.
8 is a configuration diagram showing an anaerobic digestion module system according to a second embodiment of the present invention.
9 is a configuration diagram showing an anaerobic digestion module system according to a third embodiment of the present invention.
10 is a configuration diagram showing an anaerobic digestion module system according to a modification of the third embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, specific embodiments for implementing the spirit of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '접속', '공급', '전달', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 접속, 공급, 전달, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, when a component is referred to as 'connecting', 'supporting', 'connecting', 'supplying', 'transferring', or 'contacting' to another component, it is directly connected to, supported by, or connected to the other component. It may be supplied, delivered, or contacted, but it should be understood that other components may exist in the middle.

본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.In addition, in this specification, expressions such as upper, lower, side, etc. are described based on the drawings, and it is made clear in advance that they may be expressed differently if the direction of the object is changed. For the same reason, some components in the accompanying drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated, and the size of each component does not entirely reflect the actual size.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In addition, terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various components, but the components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another.

명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.As used herein, the meaning of "comprising" specifies specific characteristics, regions, integers, steps, operations, elements, and/or components, and other specific characteristics, regions, integers, steps, operations, elements, elements, and/or groups. does not exclude the presence or addition of

이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 혐기성소화 모듈시스템의 구체적인 구성에 대하여 설명한다. Hereinafter, the specific configuration of the anaerobic digestion module system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10.

도 1은 본 발명에 따른 혐기성소화 모듈시스템을 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing an anaerobic digestion module system according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 혐기성소화 모듈시스템(10)은, 유기성 폐기물의 파쇄를 위한 전처리 설비 모듈(100)과, 전처리 설비 모듈(100)에 의해 파쇄된 유기성 폐기물을 혐기성 소화하는 혐기성 소화 모듈(200)을 기본적으로 포함할 수 있다. 여기서, 유기성 폐기물은 음식물류 폐기물(음식물 파쇄물, 비닐류, 동물의 뼈, 플라스틱, 씨앗류 등), 농축산폐기물, 도축잔재물 등으로 이해될 수 있다.Referring to FIG. 1, an anaerobic digestion module system 10 according to the present invention includes a pretreatment facility module 100 for crushing organic waste and anaerobic digestion of organic waste shredded by the pretreatment facility module 100. The digestion module 200 may be basically included. Here, organic waste may be understood as food waste (food waste, vinyl, animal bones, plastic, seeds, etc.), agricultural and livestock waste, slaughter residue, and the like.

이 혐기성소화 모듈시스템(10)에서, 유기성 폐기물이 전처리 설비 모듈(100)의 파쇄 선별기(110)에 투입되면, 유기성 폐기물은 파쇄 선별기(110)에서 1차 파쇄된 후, 기 설정된 크기 이상의 유기성 폐기물(일 예로, 비닐, 뼈, 플라스틱, 씨앗류 등)은 선별되어 외부로 배출되고, 기 설정된 크기 미만의 유기성 폐기물은 미세 파쇄기(120)에 의해 2차 파쇄된 후 혐기성 소화 모듈(200)을 통해 혐기성 소화될 수 있다. In this anaerobic digestion module system 10, when organic waste is put into the crusher 110 of the pretreatment facility module 100, the organic waste is first crushed in the crusher 110, and then organic waste of a predetermined size or more (For example, vinyl, bones, plastics, seeds, etc.) are sorted and discharged to the outside, and organic wastes smaller than a predetermined size are secondaryly shredded by the fine shredder 120, and then anaerobic through the anaerobic digestion module 200 can be digested

이때, 혐기성 소화 모듈(200)에 의해 혐기성 소화된 유기성 폐기물은, 폐수처리 설비를 거치거나 퇴비화될 수 있고, 혐기성 소화 모듈(200)에 의해 생산된 바이오가스는 바이오 가스저장소에 임시수용된 후, 제습, 탈황, 제진필터/활성탄필터에 의한 필터 과정을 거쳐 발전기에 공급될 수 있다.At this time, the organic waste anaerobically digested by the anaerobic digestion module 200 may pass through a wastewater treatment facility or be composted, and the biogas produced by the anaerobic digestion module 200 is temporarily accommodated in a biogas storage, and then dehumidified. , desulfurization, dust removal filter / activated carbon filter through the filter process can be supplied to the generator.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 혐기성소화 모듈시스템을 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 혐기성소화 모듈시스템을 나타낸 구성도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 혐기성소화 모듈시스템의 혐기성 소화조의 측면 구조를 나타낸 측면도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 혐기성소화 모듈시스템의 혐기성 소화조의 정면 구조를 나타낸 정면도이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 혐기성소화 모듈시스템의 혐기성 소화조의 측면 구조를 나타낸 측면도이며, 도 7은 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 혐기성소화 모듈시스템의 혐기성 소화조의 측면 구조를 나타낸 측면도이다.Figure 2 is a configuration diagram showing an anaerobic digestion module system according to the first embodiment of the present invention, Figure 3 is a configuration diagram showing an anaerobic digestion module system according to a modified example of the first embodiment of the present invention, Figure 4 is the present invention A side view showing the side structure of the anaerobic digestion tank of the anaerobic digestion module system according to the first embodiment of the present invention, Figure 5 is a front view showing the front structure of the anaerobic digestion tank of the anaerobic digestion module system according to the first embodiment of the present invention, Figure 6 is a side view showing the side structure of the anaerobic digestion tank of the anaerobic digestion module system according to a modification of the first embodiment of the present invention, Figure 7 is an anaerobic digestion tank of the anaerobic digestion module system according to a modification of the first embodiment of the present invention It is a side view showing the side structure of

구체적으로, 도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 혐기성소화 모듈시스템(10)은, 전처리 설비 모듈(100), 혐기성 소화 모듈(200) 및 고액분리장치(300)를 포함할 수 있다.Specifically, referring to FIGS. 2 to 7 , the anaerobic digestion module system 10 according to the first embodiment of the present invention includes a pretreatment facility module 100, an anaerobic digestion module 200 and a solid-liquid separator 300 can include

전처리 설비 모듈(100)은 유기성 폐기물에 대한 전처리공정을 위해, 완전밀폐형 2중 개폐장치로 구성될 수 있다. 전처리 설비 모듈(100)의 폐기물 반입구는 원심탈수액 여액에 의하여 자동세척할 수 있는 기능을 제공할 수 있고, 악취 및 탈취 흡입 설비가 필요 없는 구조로 되어 있어 일반적인 폐기물 반입설비에서 회수 및 고농도 악취 처리설비가 불필요하다.The pretreatment facility module 100 may be configured as a fully enclosed double opening and closing device for pretreatment of organic waste. The waste inlet of the pretreatment facility module 100 can provide a function for automatic cleaning by centrifugal dehydration filtrate, and has a structure that does not require odor and deodorization suction facilities, so it can be recovered from general waste intake facilities and has a high concentration of odor No processing equipment is required.

이러한 전처리 설비 모듈(100)은 파쇄 선별기(110) 및 미세 파쇄기(120)를 포함할 수 있다. 파쇄 선별기(110)는 외부로부터 유기성 폐기물을 제공받을 수 있다. 이때, 파쇄 선별기(110)의 전단측에는 반입호퍼가 장착될 수 있다. 반입호퍼는 파쇄 선별기(110)의 폐기물류 투입구에 장착된 압밀형 스크류를 통해 유기성 폐기물을 파쇄 선별기(110)로 이송할 수 있다. 폐기물류 투입구는 2 중 차단 도어가 설치되므로, 파쇄 선별기(110)의 가동시, 유기성 폐기물에 의한 악취 확산이 미연에 방지될 수 있다.The pretreatment facility module 100 may include a crusher 110 and a fine crusher 120 . The crusher 110 may receive organic waste from the outside. At this time, the front side of the crushing sorter 110 may be equipped with a carrying hopper. The input hopper may transfer organic waste to the crush sorter 110 through a compaction type screw installed in the waste inlet of the crush sorter 110 . Since the waste inlet is provided with a double blocking door, when the shredding sorter 110 is operated, the spread of odor due to organic waste can be prevented in advance.

그리고 파쇄 선별기(110)는 제공받은 유기성 폐기물을 압밀형 파쇄날을 이용하여 1차 파쇄할 수 있다. 파쇄 선별기(110)의 작동시, 파쇄 선별기(110)의 압밀형 파쇄날 측면에는 혐기성 소화조(210)의 소화슬러지 탈수액이 반송될 수 있다. 소화슬러지 탈수액은 유기성 폐기물의 원활한 파쇄화를 유도할 수 있다. In addition, the crushing sorter 110 may firstly crush the provided organic waste using a compaction-type crushing blade. When the shredding sorter 110 is operated, the digested sludge dewatering liquid of the anaerobic digestion tank 210 may be returned to the side of the compaction type crushing blade of the crushing sorter 110. Digested sludge dehydration can lead to smooth crushing of organic waste.

또한, 파쇄 선별기(110)는 1차 파쇄된 유기성 폐기물을 중에서 기 설정된 크기 미만의 유기성 폐기물을 선별할 수 있다. 기 설정된 크기는 파쇄 선별기(110)의 타공판의 크기에 의해 결정될 수 있다. In addition, the shredding sorter 110 may select organic waste having a size smaller than a predetermined size from among the primarily shredded organic waste. The preset size may be determined by the size of the perforated plate of the crusher 110.

예를 들어, 파쇄 선별기(110)의 타공판의 직경 크기가 1~3mm인 경우, 파쇄 선별기(110)는 1~3mm 크기 미만의 유기성 폐기물을 선별할 수 있다. 물론, 이에 한정되지는 이니하며, 파쇄 선별기(110)는 다양한 크기의 유기성 폐기물을 선별할 수 있다. 예를 들어, 마주보는 형태로 엇갈린 이격(수 um 에서 1 mm 간격) 배치되는 컷팅타공판과 컷터날이 파쇄 선별기(110)에 적용되는 경우, 파쇄 선별기(110)는 1~3mm 보다 작은 크기의 유기성 폐기물을 선별할 수도 있을 것이다. For example, when the diameter of the perforated plate of the crusher 110 is 1 to 3 mm, the crusher 110 may select organic waste having a size of less than 1 to 3 mm. Of course, it is not limited thereto, and the crushing sorter 110 may sort organic wastes of various sizes. For example, when a cutting perforated plate and a cutter blade disposed at staggered intervals (at intervals of several um to 1 mm) in a facing form are applied to the crushing sorter 110, the crushing sorter 110 is an organic size smaller than 1 to 3mm It may be possible to sort waste.

파쇄 선별기(110)에 의해 선별된 기 설정된 크기 미만의 유기성 폐기물은, 배관을 통해 미세 파쇄기(120)로 이동될 수 있고, 선별되지 아니한 나머지 유기성 폐기물(일 예로, 기 설정된 크기 이상의 음식물 파쇄물, 비닐류, 동물의 뼈, 플라스틱, 씨앗류 등)은, 분리되어 외부로 배출될 수 있다.Organic waste of less than a predetermined size sorted by the shredding sorter 110 may be moved to the fine shredder 120 through a pipe, and the remaining organic waste that is not sorted (eg, food shredders of a predetermined size or larger, vinyl, etc.) , animal bones, plastics, seeds, etc.) can be separated and discharged to the outside.

미세 파쇄기(120)는 파쇄 선별기(110)로부터 제공받은 유기성 폐기물을 2차 파쇄할 수 있다. 미세 파쇄기(120)의 미세 파쇄효율을 높이기 위하여, 미세 파쇄기(120)의 입구측에는 혐기성 소화조(210)의 소화슬러지 탈수액이 반송될 수 있다. 소화슬러지 탈수액은 유기성 폐기물의 미립화 및 미세화 파쇄를 유도할 수 있다. The fine crusher 120 may secondaryly crush the organic waste provided from the crusher 110 . In order to increase the fine crushing efficiency of the fine crusher 120, the digested sludge dewatering liquid of the anaerobic digestion tank 210 may be returned to the inlet side of the fine crusher 120. Digested sludge dehydration can lead to atomization and micronization of organic waste.

그리고 미세 파쇄기(120)는 회전형 타공 컷터 날을 이용하여 2차 파쇄할 수 있다. 회전형 타공 컷터 날에 의해 유기성 폐기물의 2차 파쇄시, 회전형 미세파쇄기의 타공판의 크기가 1.0 ~ 3.0mm 보다 큰 협잡물과 비중이 1.0 이상의 미세협잡물은, 전처리 설비 모듈(100)의 비중분리 장치의 하단에 중력침강이 되며, 전처리 설비 모듈(100)의 압밀형 스크류 장치에 의하여 외부로 배출되어 제거될 수 있다. 미세 파쇄기(120)에서 2차 파쇄된 유기성 폐기물은, 배관을 통해 혐기성 소화 모듈(200)로 이동될 수 있다.In addition, the fine crusher 120 may perform secondary crushing using a rotary perforated cutter blade. During the secondary crushing of organic waste by the rotary perforation cutter blade, the size of the perforated plate of the rotary fine crusher is larger than 1.0 ~ 3.0mm and the specific gravity of 1.0 or more is the specific gravity separation device of the pretreatment facility module 100 It is gravitational sedimentation at the bottom of, and can be discharged to the outside and removed by the compaction type screw device of the pretreatment facility module 100. The organic waste secondaryly shredded in the fine shredder 120 may be moved to the anaerobic digestion module 200 through a pipe.

혐기성 소화 모듈(200)은 혐기성 미생물을 이용하여 유기성 폐기물을 소화슬러지로 혐기성 소화시킬 수 있다. 이 혐기성 소화 모듈(200)은 혐기성 소화조(210)를 포함할 수 있다. 혐기성 소화조(210)에는 유기성 폐기물을 혐기성 소화하기 위한 혐기성 미생물이 배양될 수 있다. 이에 따라, 혐기성 소화조(210)는 유기성 폐기물내 잔류하는 유기물을 분해하여 바이오가스(메탄, 이산화탄소 등)를 생성할 수 있다. The anaerobic digestion module 200 may anaerobically digest organic waste into digested sludge using anaerobic microorganisms. The anaerobic digestion module 200 may include an anaerobic digestion tank 210 . Anaerobic microorganisms for anaerobic digestion of organic waste may be cultured in the anaerobic digestion tank 210 . Accordingly, the anaerobic digestion tank 210 may generate biogas (methane, carbon dioxide, etc.) by decomposing organic matter remaining in organic waste.

혐기성 소화조(210)에서 배출된 처리수는 다양한 방법으로 후단처리공정(예로, 탈질공정 등)에 의해 처리 되어질 수 있다. 이 후단처리공정에 관하여는 처리시스템 별로 공지된 다양한 공정이 채택될 수 있으며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The treated water discharged from the anaerobic digestion tank 210 may be treated by a post-treatment process (eg, a denitrification process, etc.) in various ways. Regarding this post-processing process, various well-known processes for each processing system may be adopted, and a detailed description thereof will be omitted.

혐기성 소화 모듈(200)의 혐기성 소화조(210)는 소화조(211) 및 무축스크류(212)를 포함할 수 있다. 소화조(211)는 유기성 폐기물이 수용가능한 챔버(211a)와, 챔버(211a)의 하부에 마련되는 배출구(211b)와, 챔버(211a)의 측벽에 경사지게 배치되는 경사판(211c)을 포함할 수 있다. The anaerobic digestion tank 210 of the anaerobic digestion module 200 may include a digestion tank 211 and an axisless screw 212. The digester 211 may include a chamber 211a capable of accommodating organic waste, an outlet 211b provided at a lower portion of the chamber 211a, and an inclined plate 211c inclined at a sidewall of the chamber 211a. .

소화조(211)에는 유기성 폐기물에 포함된 유기물을 분해하고 혐기성 소화시킬 수 있는 혐기성 미생물이 배양될 수 있다. 소화조(211)의 온도는 중온소화 및 고온소화 조건에서 운전되는 바, 중온소화 조건에서는 중온 혐기성 미생물이 소화조(211)에서 배양될 수 있고, 고온소화 조건에서는 고온 혐기성 미생물을 소화조(211)에서 배양될 수 있다.In the digester 211, anaerobic microorganisms capable of decomposing and anaerobically digesting organic matter contained in organic waste may be cultured. The temperature of the digester 211 is operated under medium-temperature digestion and high-temperature digestion conditions. In medium-temperature digestion conditions, mesophilic anaerobic microorganisms can be cultured in the digester 211, and in high-temperature digestion conditions, high-temperature anaerobic microorganisms are cultivated in the digester 211 It can be.

소화조(211)의 측면에는 소화슬러지 배출구가 마련될 수 있다. 소화슬러지 배출구는 원심탈수기를 통해 소화슬러지의 배출이 가능하도록 소화조(211)의 수위 부분에 위치될 수 있다. 소화조(211)의 상부에는 유분이 적층 혹은 고착화되지 않고 혐기성 미생물에 의하여 분해될 수 있도록 노즐(213)이 설치될 수 있다.A digestion sludge outlet may be provided on the side of the digestion tank 211. The digested sludge discharge port may be located at a water level portion of the digester 211 to allow the digested sludge to be discharged through the centrifugal dehydrator. A nozzle 213 may be installed at the top of the digester 211 so that the oil is decomposed by anaerobic microorganisms without being deposited or fixed.

소화조(211)의 배출구(211b)는 경사판(211c)에 의해 콘 형상으로 형성되므로, 소화조(211) 하단에서 유기성 폐기물의 미세협잡물이 외부로 용이한 배출이 가능하다. 이 배출구(211b)에는 미세협잡물의 퇴적현상을 최소화하기 위한 압밀형 무축스크류(212)가 설치될 수 있다. 그리고 경사판(211c)은 소화조(211) 하부에서 80~90 범위의 콘 각도 조절이 가능한 콘 형상으로 경사지게 배치됨으로써, 협잡물의 용이한 침강을 유도할 수 있다. Since the discharge port 211b of the digestion tank 211 is formed in a cone shape by the inclined plate 211c, it is possible to easily discharge microscopic impurities of organic waste from the lower end of the digestion tank 211 to the outside. A compaction-type shaftless screw 212 may be installed in the outlet 211b to minimize the accumulation of fine impurities. In addition, the inclined plate 211c is inclined in a cone shape in which the cone angle can be adjusted in the range of 80 to 90 at the bottom of the digestion tank 211, so that impurities can be easily settled.

압밀형 무축스크류(212)는 회전운동에 의해 운반물을 이송되게 하는 일련의 무축 스크류로 이해될 수 있다. 압밀형 무축스크류(212)는 주축이 없는 단순보 구조를 취함에 따라, 축의 휨 및 편심 변형 등에 영향을 받지 않을 수 있고, 연속운전이 가능함은 물론, 운송 용적율이 큰 구조적 특징을 제공할 수 있다.The consolidation type shaftless screw 212 can be understood as a series of shaftless screws that allow conveying material to be transported by rotational motion. As the compacted shaftless screw 212 takes a simple beam structure without a main shaft, it may not be affected by shaft bending and eccentric deformation, and can provide continuous operation as well as structural features with a large transport volume ratio. .

특히, 소화조(211) 내 유기성 폐기물의 균질혼합을 위해, 혐기성 소화조(210)에는 노즐(213), 압력펌프(214) 및 배관(215)이 구비될 수 있다. 소화조(211) 내 유기성 폐기물 소화의 경우, 소화조(211)의 상부에 유분층이 존재하는 경우가 많아 유분층이 적체되는데, 이때, 바이오가스가 소화조(211)의 외부로 배출되지 못할 경우, 소화조(211) 내에서 폭발될 가능성이 있다. 따라서, 압력펌프(214)의 의한 펌핑 순환에 의해, 소화조(211) 상부의 유분층을 소화조(211) 내에서 순환되면, 압력펌프(214)의 의한 펌핑 순환시, 혐기성 미생물에 의한 분해가 원활해지므로 미세 분산화가 촉진될 수 있고, 소화조(211) 내 유분층이 파쇄될 수 있다.In particular, for homogeneous mixing of organic waste in the digestion tank 211, the anaerobic digestion tank 210 may be provided with a nozzle 213, a pressure pump 214, and a pipe 215. In the case of organic waste digestion in the digester 211, the oil layer is often accumulated at the top of the digester 211. At this time, if the biogas is not discharged to the outside of the digester 211, the digester There is a possibility of explosion in (211). Therefore, when the oil layer on the upper part of the digestion tank 211 is circulated in the digestion tank 211 by the pumping circulation by the pressure pump 214, the decomposition by anaerobic microorganisms is smooth during the pumping circulation by the pressure pump 214 Since it is dissolved, fine dispersion can be promoted, and the oil layer in the digestion tank 211 can be crushed.

노즐(213)은 소화조(211)의 측벽에서 폭방향 및 상하방향으로 이격 배치되는 복수 개로 제공될 수 있다. 일 예로, 복수 개의 노즐(213)은 소화조(211)의 상부에서 폭방향 및 상하방향으로 이격 배치되거나(도 4 내지 도 5 참조), 소화조(211)의 하부에서 폭방향 및 상하방향으로 이격 배치될 수 있다. 이들 복수 개의 노즐(213)은 배관(215)을 통해 서로 연결될 수 있다. 노즐(213)은 압력펌프(214)를 이용하여 소화조(211)의 하부 혹은 상부에서 소화슬러지를 흡입하거나 소화슬러지를 분사할 수 있다.A plurality of nozzles 213 spaced apart from each other in the width direction and up and down directions on the sidewall of the digestion tank 211 may be provided. For example, the plurality of nozzles 213 are spaced apart in the width direction and up and down directions at the top of the digestion tank 211 (see FIGS. 4 to 5), or spaced apart in the width direction and up and down directions at the bottom of the digestion tank 211. It can be. These plurality of nozzles 213 may be connected to each other through a pipe 215 . The nozzle 213 may suck digested sludge or spray digested sludge from the lower or upper portion of the digester 211 using the pressure pump 214 .

압력펌프(214)는 노즐(213)에 순환압력을 제공함으로써, 소화조(211) 내 수용물(유기성 폐기물 및 미생물 등)이 균질하게 혼합되도록 할 수 있다. 이를 위해 압력펌프(214)는 배관(215)을 통해 복수 개의 노즐(213)과 연결될 수 있다.The pressure pump 214 may provide circulation pressure to the nozzle 213 so that the contents contained in the digester 211 (organic waste and microorganisms, etc.) are homogeneously mixed. To this end, the pressure pump 214 may be connected to a plurality of nozzles 213 through a pipe 215.

배관(215)은 압력펌프(214)와 복수 개의 노즐(213) 사이를 연결하여, 압력펌프(214)의 순환압력을 노즐(213)에 전달할 수 있다. 이 배관(215)은 복수 개의 노즐(213) 사이에 연결되는 노즐관(215a)과, 노즐관(215a)에서 분기되어 연결되는 제1 펌프관(215b)과, 소화조(211)의 측벽에 연결되는 제2 펌프관(215c)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 펌프관(215b)은 압력펌프(214)의 일측 연결구에 연결되고, 제2 펌프관(215c)은 압력펌프(214)의 타측 연결구에 연결됨으로써, 압력펌프(214)의 순환압력을 소화조(211)에 제공할 수 있다.(펌프 고장이나 노즐관 막힘으로 비상시 운전을 대비하여 기계식 수중 교반기를 이용하여 운전하는 방법을 제공할 수 있다)The pipe 215 may connect the pressure pump 214 and the plurality of nozzles 213 to transfer the circulating pressure of the pressure pump 214 to the nozzle 213 . The pipe 215 is connected to a nozzle pipe 215a connected between a plurality of nozzles 213, a first pump pipe 215b connected by branching from the nozzle pipe 215a, and a side wall of the digestion tank 211. It may include a second pump pipe (215c) to be. Here, the first pump pipe 215b is connected to one side connection port of the pressure pump 214, and the second pump pipe 215c is connected to the other side connection port of the pressure pump 214, thereby increasing the circulation pressure of the pressure pump 214. Can be provided to the digestion tank 211. (A method of operating using a mechanical underwater agitator can be provided in preparation for emergency operation due to pump failure or clogged nozzle pipe)

한편, 노즐(213)이 막히거나 압력펌프(214)에 고장이 발생된 경우를 대비하여, 소화조(211)에는 소화조 내 수용물을 교반시키기 위한 수중 교반기(미도시)가 구비될 수 있다. 수중 교반기는 블레이드를 통해 소화조(211) 내 수용물을 강제 교반시킴으로써, 노즐(213) 또는 압력펌프(214)에 이상이 발생되더라도, 소화조(211) 내 수용물을 균질하게 혼합시킬 수 있다.On the other hand, in case the nozzle 213 is clogged or the pressure pump 214 has a failure, the digestion tank 211 may be provided with an underwater agitator (not shown) for stirring the contents in the digestion tank. The underwater agitator can homogeneously mix the contents in the digestion tank 211 even if an abnormality occurs in the nozzle 213 or the pressure pump 214 by forcibly stirring the contents in the digestion tank 211 through the blade.

고액분리장치(300)는 혐기성 소화조(210)로부터 소화슬러지를 제공받아 고액 분리할 수 있다. 미세 파쇄기(120)의 미세 파쇄효율을 높이기 위해서, 고액분리장치(300)에서 고액분리된 원심탈수액은, 미세 파쇄기(120)의 입구측으로 반송될 수 있다. 고액분리장치(300)는 소화슬러지를 고액 분리할 수 있는 통상의 고액분리장치(300)와 대응되는 구성이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.The solid-liquid separator 300 may separate solid-liquid by receiving the digested sludge from the anaerobic digestion tank 210 . In order to increase the fine crushing efficiency of the fine crusher 120, the solid-liquid centrifugal dehydration solution separated in the solid-liquid separator 300 may be conveyed to the inlet side of the fine crusher 120. Since the solid-liquid separator 300 corresponds to a conventional solid-liquid separator 300 capable of solid-liquid separation of digested sludge, a detailed description thereof will be omitted.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 혐기성소화 모듈시스템을 나타낸 구성도이다.8 is a configuration diagram showing an anaerobic digestion module system according to a second embodiment of the present invention.

도 8에서 보듯이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 혐기성소화 모듈시스템(10)의 혐기성 소화조(210)는, 수직형으로 적층 조립 가능한 복수 개로 모듈화되어, 전처리 설비 모듈(100)에 탈부착될 수 있다. As shown in FIG. 8, according to the second embodiment of the present invention, the anaerobic digestion tank 210 of the anaerobic digestion module system 10 is modularized into a plurality of pieces that can be vertically stacked and assembled, and is detachable from the pretreatment facility module 100 It can be.

일 예로, 혐기성 소화조(210)는 제1 혐기성 소화조(210a)와, 제1 혐기성 소화조(210)의 상부에 적층되게 조립되는 제2 혐기성 소화조(210b)로 구성될 수 있다. 이들 제1 혐기성 소화조(210a) 및 제2 혐기성 소화조(210b)의 조립시, 제1 혐기성 소화조(210a) 및 제2 혐기성 소화조(210b)는 간단한 배관 연결 커플링 방법을 통해, 미세 파쇄기(120) 및 고액분리장치(300)와 연결될 수 있다. 또한, 제1 혐기성 소화조(210a) 및 제2 혐기성 소화조(210b)는 배관을 통해 서로 연결될 수 있다. For example, the anaerobic digestion tank 210 may include a first anaerobic digestion tank 210a and a second anaerobic digestion tank 210b assembled to be stacked on top of the first anaerobic digestion tank 210. When assembling these first anaerobic digestion tank (210a) and the second anaerobic digestion tank (210b), the first anaerobic digestion tank (210a) and the second anaerobic digestion tank (210b) through a simple pipe connection coupling method, fine crusher 120 And it can be connected to the solid-liquid separator 300. In addition, the first anaerobic digestion tank (210a) and the second anaerobic digestion tank (210b) may be connected to each other through a pipe.

이에 따라, 미세 파쇄기(120)에 의해 2차 파쇄된 유기성 폐기물은, 수직하게 적층 배치된 제1 혐기성 소화조(210a) 및 제2 혐기성 소화조(210b)에 분배되어 공급될 수 있고, 제1 혐기성 소화조(210a) 및 제2 혐기성 소화조(210b)의 소화슬러지는, 고액분리장치(300)로 공급될 수 있다. 이와 같이, 복수 개의 혐기성 소화조(210)를 수직형으로 조립하여 간단하게 연결함으로써, 혐기성소화 용량에 대한 추가가 용이하게 이루어질 수 있다. Accordingly, the organic waste secondaryly shredded by the fine crusher 120 may be distributed and supplied to the vertically stacked first anaerobic digestion tank 210a and the second anaerobic digestion tank 210b, and the first anaerobic digestion tank Digested sludge of (210a) and the second anaerobic digestion tank (210b) may be supplied to the solid-liquid separator 300. In this way, by assembling and simply connecting a plurality of anaerobic digestion tanks 210 vertically, addition to anaerobic digestion capacity can be easily made.

본 실시예에서, 혐기성 소화조(210)는 수직형으로 적층 조립 가능한 모듈화 구조이지만, 이에 한정되지는 아니하며, 혐기성 소화조(210)는 수평형으로 배치되어 조립 가능한 복수개로 모듈화될 수도 있다.In this embodiment, the anaerobic digestion tank 210 is a modular structure that can be vertically stacked and assembled, but is not limited thereto, and the anaerobic digestion tank 210 may be modularized into a plurality of pieces that can be assembled horizontally.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 혐기성소화 모듈시스템을 나타낸 구성도이다.9 is a configuration diagram showing an anaerobic digestion module system according to a third embodiment of the present invention.

도 9에서 보듯이, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 혐기성 소화 모듈(200)은 혐기성 소화조(210), 제어조(220) 및 산발효조(230)를 포함할 수 있다. 혐기성 소화 모듈(200)은 고온 암모니아 탈질기능(암모니아 탈질기능을 통한 알칼리도 제어)을 추가함으로써, 혐기성 소화조(210)의 효율을 증대시킬 수 있다.As shown in FIG. 9, according to the third embodiment of the present invention, the anaerobic digestion module 200 may include an anaerobic digestion tank 210, a control tank 220 and an acid fermentation tank 230. The anaerobic digestion module 200 may increase the efficiency of the anaerobic digestion tank 210 by adding a high-temperature ammonia denitrification function (alkalinity control through the ammonia denitrification function).

본 발명의 제3 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 제1 실시예와 비교하였을 때, 혐기성 소화 모듈(200)은 제어조(220) 및 산발효조(230)를 더 포함한다는 점에 차이가 있으므로, 이하에서는 차이점을 위주로 설명하며, 동일한 설명 및 도면부호는 원용한다. In describing the third embodiment of the present invention, compared to the above-described first embodiment, the anaerobic digestion module 200 is different in that it further includes a control tank 220 and an acid fermentation tank 230 , In the following, the differences are mainly described, and the same descriptions and reference numerals are used.

제어조(220)는 혐기성 소화조(210)로부터 소화슬러지를 제공받을 수 있고, 제공받은 소화슬러지를 130 ~ 150 ℃의 온도범위에서 스팀으로 암모니아 탈기할 수 있다. 이때, 암모니아성 질소의 농도가 4,500 mg/l까지 제거될 수 있다. 미세 파쇄기(120)에 의해 곤죽화된 유기성 폐기물과 암모니아 탈기된 소화슬러지는, 산발효조(230)에 공급될 수 있다. The control tank 220 may receive the digested sludge from the anaerobic digester 210, and deaerate the digested sludge with steam in a temperature range of 130 to 150 °C. At this time, the concentration of ammonia nitrogen can be removed up to 4,500 mg / l. The organic waste and ammonia-degassed digestion sludge made into lumps by the fine crusher 120 may be supplied to the acid fermentation tank 230.

여기서, 일반적인 발전기의 가동시, 온도가 약 400 ~ 500 ℃까지 상승하는데, 이 배가스가 폐열 보일러로 들어가면, 스팀이 5kgf/cm³에서 130 ~ 150 ℃로 발생된다. 이는 소화슬러지를 130 ~ 150 ℃로 유지하기 위함은 아니며, 고온의 스팀으로 암모니아 탈기를 위하여 스팀으로 70 ~ 90 ℃까지 가온하여 암모니아는 탈기하고, 60 ~ 70 ℃ 온도로 감소시켜 소화슬러지 내 산발효 미생물로 알려진 포자(spore) 생성 균주만 반송하여 산발효조(230)에 공급하는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 산발효조(230)와 혐기성소화조는 고온조건인 50 ~ 55 ℃ 조건에서 운전하게 되며, 고온조건에서 빠른 유기물 분해로 산발효와 혐기성소화조의 용적을 줄일 수 있다.Here, when operating a general generator, the temperature rises to about 400 ~ 500 ℃, when the exhaust gas enters the waste heat boiler, steam is generated at 5kgf / cm ³ to 130 ~ 150 ℃. This is not to keep the digested sludge at 130 ~ 150 ℃, but to deaerate ammonia with high-temperature steam, heat it up to 70 ~ 90 ℃ with steam to deaerate ammonia, and reduce the temperature to 60 ~ 70 ℃ for acid fermentation in digested sludge It can be understood that only spore-producing strains known as microorganisms are returned and supplied to the acid fermentation tank 230. Therefore, the acid fermentation tank 230 and the anaerobic digestion tank are operated at a high temperature of 50 to 55 ° C., and the volume of the acid fermentation and anaerobic digestion tank can be reduced by rapid decomposition of organic matter at a high temperature condition.

산발효조(230)는 혐기성 소화조(210)와 일체형 제작되어 모듈화될 수 있다. 이 산발효조(230)는 제어조(220)로부터 암모니아 탈기된 소화슬러지를 제공받을 수 있고, 제공받은 유기성 폐기물을 산발효균을 이용하여 산발효시킬 수 있다. 이때, 산발효조(230) 내 소화슬러지의 체류기간은 0.5 ~ 1.0 일일 수 있고, 산발효조(230) 내 pH는 산발효균은 활성화되는 pH 55 ~ 65일 수 있다. 체류시간 단축과 산발효조(230)와 혐기성 소화조(210)의 용적을 줄이기 위하여, 산발효조(230)의 고온발효조건이 채택하여 운전될 수 있다.The acid fermentation tank 230 may be modularized by being integrally manufactured with the anaerobic digestion tank 210. The acid fermentation tank 230 may receive ammonia-degassed digestion sludge from the control tank 220, and acid ferment the supplied organic waste using acid fermentation bacteria. At this time, the retention period of the digested sludge in the acid fermentation tank 230 may be 0.5 to 1.0 days, and the pH in the acid fermentation tank 230 may be pH 55 to 65 at which acid fermentation bacteria are activated. In order to shorten the residence time and reduce the volume of the acid fermentation tank 230 and the anaerobic digestion tank 210, high-temperature fermentation conditions of the acid fermentation tank 230 may be selected and operated.

이와 같이, 산발효조(230)를 두는 이유는, 고부하 유기물성 폐기물이 반입되었을 때 산발효조(230)가 사용되는데, 통상 혐기성 소화조(메탄발효조) 한 개를 사용했을 때는 유기물 부하 3.0 kgVS/m³/d 전후에서 운전이 되지만, 산발효조와 메탄발효조가 함께 운전되면, 유기물 부하 4.5 ~ 5.0 kgVS/m³/d 운전이 가능하다. 이는 본 발명의 산발효조(230)가 유기물 부하에 pH에 대하여 완충 역할을 하기 때문에, 단독 메탄발효조로 운전했을 때 보다 안정적으로 운전이 가능하기 때문이다.In this way, the reason for having the acid fermentation tank 230 is that the acid fermentation tank 230 is used when high-load organic waste is brought in, and when one normal anaerobic digestion tank (methane fermentation tank) is used, the organic load is 3.0 kgVS / m ³ It is operated before and after /d, but if the acid fermentation tank and the methane fermentation tank are operated together, organic matter load 4.5 ~ 5.0 kgVS/m ³ /d operation is possible. This is because the acid fermentation tank 230 of the present invention acts as a buffer for the pH of the organic load, so that it can be operated more stably than when operated as a single methane fermentation tank.

예컨대, 제1 실시예에서와 같은 단상 혐기성 소화의 경우, 유기물 반입시 산발효와 메탄발효가 동시에 일어나 유기산이 만들어질 때 pH가 감소되며, 이때 알칼리로서 탄산염이 생성이 안되며 혐기성 소화슬러지 pH 6.5 이하부터 메탄발효가 아니라 산발효가 일어나 산폐 현상으로 메탄생성이 정지됩니다. 이와 같은 이유는 유기물성 폐기물 투입량이 설정 부하보다 1.2~1.5 배 높게 들어가는 과부하 조건이거나, 온도가 설정온도 보다 높을 때 이와 같은 현상이 발생됩니다.For example, in the case of single-phase anaerobic digestion as in Example 1, acid fermentation and methane fermentation occur simultaneously when organic matter is brought in, and organic acid is produced, resulting in a decrease in pH. From this, acid fermentation occurs, not methane fermentation, and methane production is stopped due to acidification. The reason for this is an overload condition in which the organic waste input is 1.2 to 1.5 times higher than the set load, or when the temperature is higher than the set temperature.

제3 실시예에서와 같이, 제어조(220) 및 산발효조(230)가 추가되는 이단 혐기성 소화(산발효 + 메탄발효)의 경우, 산발효에서 산발효균주에 의하여 유기산을 우선적으로 만들기 때문에, 유기물로부터 분해된 유기산이 메탄발효로 공급되어 대부분 메탄균주만 존재하여 메탄이 생성되며, 유기산 생성과정을 거치지 않고 유기산을 분해하면서 중탄산염을 생성하기 때문에, 투입되는 유기산에 대하여 적정 알칼리가 유지되어 메탄균주가 안정적으로 활성을 유지할 수 있게 된다.As in the third embodiment, in the case of two-stage anaerobic digestion (acid fermentation + methane fermentation) in which the control tank 220 and the acid fermentation tank 230 are added, organic acids are preferentially produced by acid fermentation strains in acid fermentation, Organic acid decomposed from organic matter is supplied to methane fermentation, and methane is produced because most of the methane strains exist. Since bicarbonate is generated while decomposing organic acid without going through the organic acid production process, proper alkalinity is maintained for the organic acid introduced, resulting in methane strain can be stably maintained.

도 10는 본 발명의 제3 실시예의 변형예에 따른 혐기성소화 모듈시스템을 나타낸 구성도이다.10 is a configuration diagram showing an anaerobic digestion module system according to a modification of the third embodiment of the present invention.

도 10에서 보듯이, 제3 실시예의 변형예에 따르면, 혐기성 소화 모듈(200)은 수직형으로 적층 조립 가능한 복수 개로 모듈화되어, 전처리 설비 모듈(100)에 탈부착될 수 있다. As shown in FIG. 10 , according to a modified example of the third embodiment, the anaerobic digestion module 200 is modularized into a plurality of modules that can be vertically stacked and assembled, and can be attached to and detached from the pretreatment facility module 100 .

일 예로, 혐기성 소화 모듈(200)은 제1 혐기성 소화 모듈(200a)과, 제1 혐기성 소화 모듈(200a)의 상부에 적층되게 조립되는 제2 혐기성 소화 모듈(200b)로 구성될 수 있다. 이때, 제1 혐기성 소화 모듈(200a)은 제1 혐기성 소화조(210a), 제1 제어조(220a) 및 제1 산발효조(230a)로 구성될 수 있고, 제2 혐기성 소화 모듈(200b)은 제2 혐기성 소화조(210b), 제2 제어조(220b) 및 제2 산발효조(230b)로 구성될 수 있고,For example, the anaerobic digestion module 200 may include a first anaerobic digestion module 200a and a second anaerobic digestion module 200b assembled to be stacked on top of the first anaerobic digestion module 200a. At this time, the first anaerobic digestion module (200a) may be composed of a first anaerobic digestion tank (210a), a first control tank (220a) and a first acid fermentation tank (230a), the second anaerobic digestion module (200b) 2 may be composed of an anaerobic digestion tank (210b), a second control tank (220b) and a second acid fermentation tank (230b),

이들 제1 혐기성 소화 모듈(200a) 및 제2 혐기성 소화 모듈(200b)의 조립시, 제1 혐기성 소화 모듈(200a) 및 제2 혐기성 소화 모듈(200b)은 간단한 배관 연결 커플링 방법을 통해, 미세 파쇄기(120) 및 고액분리장치(300)와 연결될 수 있다.When assembling the first anaerobic digestion module 200a and the second anaerobic digestion module 200b, the first anaerobic digestion module 200a and the second anaerobic digestion module 200b are connected through a simple pipe connection coupling method, It may be connected to the crusher 120 and the solid-liquid separator 300.

본 실시예에서, 혐기성 소화 모듈(200)은 수직형으로 적층 조립 가능한 모듈화 구조이지만, 이에 한정되지는 아니하며, 혐기성 소화 모듈(200)은 수평형으로 배치되어 조립 가능한 복수개로 모듈화될 수도 있을 것이다.In this embodiment, the anaerobic digestion module 200 is a modular structure that can be vertically stacked and assembled, but is not limited thereto, and the anaerobic digestion module 200 may be modularized into a plurality of pieces that can be assembled horizontally.

이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의(最廣義) 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.Although the embodiments of the present invention have been described as specific embodiments, this is merely an example, and the present invention is not limited thereto, and should be construed as having the widest scope according to the basic idea disclosed herein. . A person skilled in the art may implement a pattern of a shape not indicated by combining/substituting the disclosed embodiments, but this also does not deviate from the scope of the present invention. In addition, those skilled in the art can easily change or modify the disclosed embodiments based on this specification, and it is clear that such changes or modifications also fall within the scope of the present invention.

10 :혐기성소화 모듈시스템
100 :전처리 설비 모듈 110 :파쇄 선별기
120 :미세 파쇄기
200 :혐기성 소화 모듈 210 :혐기성 소화조
211 :소화조 211a :챔버
211b :배출구 211c:경사판
212 :압밀형 무축스크류 213 :노즐
214 :압력펌프 215 :배관
215a :노즐관 215b :제1 펌프관
215c :제2 펌프관 230 :제어조
240 :산발효조 10: Anaerobic digestion module system
100: pre-treatment facility module 110: crushing sorter
120: fine crusher
200: anaerobic digestion module 210: anaerobic digestion tank
211: digester 211a: chamber
211b: discharge port 211c: inclined plate
212: compact type shaftless screw 213: nozzle
214: pressure pump 215: piping
215a: nozzle pipe 215b: first pump pipe
215c: second pump pipe 230: control tank
240: acid fermentation tank

Claims

A pretreatment facility module including a crushing sorter for receiving organic waste and first crushing it and sorting organic waste smaller than a predetermined size, and a fine crusher for secondarily crushing the organic waste sorted by the crushing sorter; and
An anaerobic digestion module including an anaerobic digestion tank for anaerobically digesting the organic waste received from the fine crusher,
The anaerobic digestion module
Detachable and detachable assembly to the pretreatment facility module in modular form,
Anaerobic digestion module system.

According to claim 1,
Further comprising a solid-liquid separation device for receiving the digested sludge from the anaerobic digestion tank, separating solid-liquid, and then returning the centrifugal dehydration solution separated from the digested sludge to the inlet side of the fine crusher.
Anaerobic digestion module system.

According to claim 1,
The anaerobic digester
Possible to convey the digested sludge dewatering liquid to the inlet side of the fine crusher,
Anaerobic digestion module system.

According to claim 1,
The anaerobic digestion module
A control tank for degassing ammonia with steam at a temperature range of 130 to 150 ° C. from the digested sludge provided from the anaerobic digestion tank; and
Further comprising an acid fermentation tank receiving the ammonia-degassed digestion sludge from the control tank and acid-fermenting the organic waste,
Anaerobic digestion module system.

According to claim 1,
The anaerobic digester
Provided in a plurality of pieces arranged side by side in parallel and connected to the fine crusher, or vertically stacked and connected to the fine crusher,
Anaerobic digestion module system.

According to claim 1,
The anaerobic digester
A chamber capable of cultivating anaerobic microorganisms and accommodating the organic waste, a discharge port provided at the bottom of the chamber so that the fine impurities of the organic waste are discharged to the outside, and a sidewall of the chamber to guide the fine impurities to the discharge port. A digestion tank including an inclined plate provided; and
It is installed in the outlet and includes a compaction-type shaftless screw for squeezing and discharging the fine impurities to the outside.
Anaerobic digestion module system.

According to claim 6,
The anaerobic digester
A plurality of nozzles spaced apart from the sidewall of the digester in the width direction and the vertical direction;
A pressure pump providing circulation pressure to the nozzle so that the contents in the digester are homogeneously mixed; and
Further comprising a pipe connected between the pressure pump and the plurality of nozzles,
Anaerobic digestion module system.

According to claim 7,
The anaerobic digester
Further comprising an underwater agitator for stirring the contents in the digester when an abnormality occurs in the nozzle or the pressure pump,
Anaerobic digestion module system.

According to claim 7,
The piping
a nozzle pipe connected between the plurality of nozzles so that the plurality of nozzles located on the sidewall of the digester communicate with each other;
a first pump pipe connected to one side connector of the pressure pump and branched off from the nozzle pipe; and
A second pump pipe connected to the other connector of the pressure pump and connected to the side wall of the digester,
Anaerobic digestion module system.