KR20240005799A - 유기 재료를 처리하는 디바이스 및 방법 - Google Patents
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Abstract
유기 재료를 처리하기 위한 디바이스 (1) 로서, 상기 유기 재료는 또한 고밀도의 원소들을 포함할 수 있고, 상기 디바이스 (1) 에는 분해 공간 (3) 을 가진 탱크 (2) 및 처리될 유기 재료를 공급하기 위한 유입구 (4) 가 제공되며, 상기 디바이스 (1) 에는 적어도 2 개의 밀봉가능한 유출구들 (5) 이 제공되며, 그리하여 하나 이상의 유출구들 (5) 은 적어도 부분적으로 분해된 유기 재료를 배출하도록 의도된 재순환 유출구들 (5a) 이고, 적어도 하나의 유출구 (5) 는 고밀도의 분해불가능한 원소들의 적어도 일부를 배출하도록 의도된 잔류물 유출구 (5b) 이며, 상기 잔류물 유출구 (5b) 는 하나 이상의 재순환 유출구들 (5a) 보다 낮은 레벨에 위치된다.
Description
본 발명은 유기 재료를 처리하는 디바이스 및 방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 유기 재료를 혐기적으로 분해 (digesting) 하여 고밀도의 원소들을 분리하기 위한 것이다.
다양한 방법 및 설비는 이미 생분해성 유기 재료를 혐기적으로 분해하는 것으로 알려져 있으며, 이에 의해 유기 재료는 종종 탱크 내의 유기 분획물과 함께 분해되는 고밀도의 비교적 무거운 원소들을 함유하고, 그 후 적어도 부분적으로 분해된 재료와 함께 무거운 원소들은 추출 시스템에 의해 탱크로부터 제거되어 그 후에 혼합 시스템에서 분해될 유기 재료와 혼합되며, 그 혼합물은 분해를 위해 탱크로 다시 펌핑될 수 있다.
따라서, 전술한 무거운 원소들은 탱크 내에서 끝날 수 있고 여러 번 분해 공정을 거칠 수 있으며, 그리하여 이들은 설비에 대한 손상을 야기할 수 있을 뿐만 아니라 추출 시스템 및/또는 혼합 시스템 및/또는 펌프들의 마모 및 인열을 가속화할 수 있고, 이는 높은 비용을 암시할 뿐만 아니라 사업 운영에 지장을 줄 수 있다.
유기 재료의 분해 공정 동안, 무거운 원소들은 중력의 영향 하에서 유출구의 방향으로 탱크의 바닥으로 가라앉고 거기에 축적될 수 있다.
이의 단점은 추출 시스템 및/또는 혼합 시스템 및/또는 펌프들의 레벨에서 막힘이 발생할 수 있다는 것이다.
본 발명의 목적은 상기 언급된 그리고 다른 단점들에 대한 해결책을 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 유기 재료를 처리하기 위한 디바이스에 관한 것으로, 상기 유기 재료는 또한 고밀도의 원소들을 포함할 수 있고, 상기 디바이스에는 분해 공간을 가진 탱크 및 처리될 유기 재료를 공급하기 위한 유입구가 제공되고, 그리하여 상기 디바이스에는 적어도 2 개의 밀봉가능한 유출구들이 제공되며, 그리하여 하나 이상의 유출구들은 적어도 부분적으로 분해된 유기 재료를 배출하도록 의도된 재순환 유출구들이고, 적어도 하나의 유출구는 고밀도의 분해불가능한 원소들의 적어도 일부를 배출하도록 의도된 잔류물 유출구이며, 상기 잔류물 유출구는 하나 이상의 재순환 유출구들보다 낮은 레벨에 위치되고, 그리하여 상기 디바이스는 분해될 유기 재료를 적어도 부분적으로 분해된 재료 및/또는 외부 접종물 (inoculum) 과 혼합하고 혼합된 매스를 유입구를 통해 상기 분해 공간으로 펌핑하기 위한 혼합 펌프를 포함한다.
이의 장점은 고밀도의 분해불가능한 원소들이 디바이스로부터 비교적 간단하게 배출될 수 있다는 것이다.
이로써, 적어도 부분적으로 분해된 재료의 분량이 배출될 수 있다. 그러나, 손실되는 적어도 부분적으로 분해된 재료의 분량은 제한되고 바람직하게는 최소이다.
다른 장점은, 전술한 원소들이 탱크로부터 제거되어 이 원소들이 별도의 후처리를 거칠 수 있고, 디바이스에 더 이상의 손상을 야기하지 않을 수 있으며, 또한 디바이스의 마모 및 인열이 적다는 것이다.
또 다른 장점은, 이러한 방식으로, 분해 공간으로부터 고밀도의 원소들을 배출할 때, 분해 공간 내의 전술한 원소들의 평균 농도가 분해될 유기 재료 내의 전술한 원소들의 평균 농도보다 더 낮은 레벨로 감소되어, 디바이스 내의 축적 및 차단의 위험이 크게 감소된다는 것이다.
따라서, 디바이스의 작동 신뢰성이 크게 증가된다.
상기 디바이스는 분해가능한 폐기물이 건식 분해에 의해 분해될 수 있도록 하며, 이는 분해 공간 내의 비교적 높은 건식 물질 백분율 및 이에 따른 높은 점성 및 분해 공간 내의 낮은 건식 물질 백분율 둘 다에 대한 것이며, 따라서 고밀도의 원소들이 자발적으로 가라앉을 수 있고 그리고/또는 이 공정이 가속화될 수 있다.
바람직하게는, 고밀도의 원소들을 확정적으로 또는 불확정적으로 배출하기 위해 의도된 탱크의 유출구는 가장 낮게 놓인 유출구여서, 전술한 원소들이 중력의 영향 하에서 상기 유출구로 가라앉을 수 있고 비교적 간단하게 분해 공간으로부터 배출될 수 있다.
바람직하게는, 유출구들 사이의 거리는, 고밀도의 원소들이 주로 가장 낮게 놓인 유출구를 통해 탱크로부터 제거되고 고밀도의 원소들이 적거나 없는 적어도 부분적으로 분해된 유기 재료가 분해 공간으로부터 더 높게 놓인 유출구들에 의해 얻어질 수 있도록 되어 있다.
디바이스에는 분해될 유기 재료를 적어도 부분적으로 분해된 유기 재료 및/또는 외부 접종물과 혼합하고 적어도 하나의 유입구를 통해 분해 공간으로 혼합된 매스를 펌핑하기 위한 혼합 펌프가 제공될 수 있다.
이들의 장점은 이러한 접종물이 유기 재료의 처리를 촉진시킬 수 있다는 것이다.
추가로, 디바이스에는, 적어도 부분적으로 분해된 재료가 혼합 펌프로 배출하도록 의도된 하나 이상의 재순환 파이프들이 제공되며, 여기서 적어도 부분적으로 분해된 재료는 분해될 유기 재료와 혼합되고 그리고/또는 외부 접종물과 관련된다면 그 후에 혼합물이 그 처리를 위해 탱크에 첨가될 수 있다.
이의 장점은, 비교적 순수한 분획물, 즉 고밀도의 원소들이 적거나 없는 적어도 부분적으로 분해된 유기 재료가, 실질적으로 접종물로서 사용될 뿐만 아니라 추가 처리를 위해, 예를 들어 적절하다면 퇴비의 제조를 위해 배출되도록 의도된 재순환 유출구들 및/또는 재순환 파이프들을 통해 획득될 수 있다는 것이다.
이의 추가적인 장점은, 적어도 부분적으로 분해된 재료가 분해될 유기 재료에 대한 접종물로서 고려될 수 있어서, 디바이스가 자체-충분할 수 있도록 외부 접종물의 제한된 분량만 또는 외부 접종물없이 첨가될 필요가 있다는 것이다.
바람직한 실시형태에서, 탱크에는 디바이스의 최적 작동을 유지하기 위해 탱크로부터 바이오가스를 제거하기 위한 가스 유출구가 제공된다.
실제 실시형태에서, 탱크에는 원추형 바닥이 제공되어, 고밀도의 원소들이 가장 낮게 놓인 유출구로 안내되는 것을 촉진한다.
실제 실시형태에서, 디바이스가 실행될 수 있어서, 혼합 펌프는, 규칙적인 간격으로 그리고 적절하다면 자동적으로, 하나 또는 여러 개의 재순환 파이프들을 통해, 분해 공간의 방향 또는 혼합 펌프의 방향으로, 적어도 부분적으로 분해된 재료를 펌핑할 수 있다.
이의 장점은, 혼합 펌프에 의해 생성된 재순환 파이프들을 통한 생성물 스트림이 재순환 유출구들 또는 재순환 파이프들의 어떠한 막힘을 해결하거나 방지할 수 있다는 것이다.
이의 추가적인 장점은, 하나 또는 여러 개의 재순환 파이프들을 따라 혼합 펌프에 의해 생성된 생성물 스트림에서 그리고 가장 낮게 놓인 유출구를 통한 그리고/또는 다른 하나 또는 여러 개의 재순환 파이프들을 통한 동시 추출의 경우에, 가장 낮게 놓인 유출구를 따라 고밀도의 원소들의 배출을 가속시킬 수 있는 구동력이 생성될 수 있다는 것이다.
본 발명은 또한 유기 재료를 처리하기 위한 방법에 관한 것으로, 그리하여 고밀도의 원소들이 분리되어 있고 전술한 바와 같은 디바이스가 사용되며, 상기 방법은:
- 디바이스를 제공하는 단계;
- 적어도 하나의 유입구를 통해 분해 공간으로 유기 재료를 공급하는 단계;
- 상기 분해 공간에서 상기 유기 재료를 적어도 부분적으로 분해하는 단계;
- 하나 이상의 재순환 유출구들을 통해 고밀도의 원소들이 적거나 없는 적어도 부분적으로 분해된 재료를 추출하는 단계;
- 잔류물 유출구를 통해 고밀도의 원소들의 적어도 일부를 배출하는 단계
를 포함하고,
이에 의해, 상기 유기 재료를 상기 분해 공간에 공급하기 전에, 유기 재료는 상기 혼합 펌프에서 적어도 부분적으로 분해된 재료 및/또는 외부 접종물과 혼합된다.
본 발명에 따른 디바이스의 방법은 유기 재료를 처리하기 위한 디바이스와 동일한 전술한 장점들을 제공한다는 것을 알 수 있다.
고밀도의 원소들은 추출 시스템에 의해 가장 낮게 놓인 유출구를 통해 분해 공간으로부터 제거될 수 있어서, 디바이스에 대한 손상 및 마모 및 인열을 최소화할 수 있다.
이 방법은, 분해 공간에서 고밀도의 원소들의 감소된 농도를 얻을 수 있으므로, 디바이스 내의 막힘 및/또는 축적의 위험이 강하게 감소하고 디바이스의 작동 신뢰성이 강하게 증가하는 장점을 제공한다.
본 발명의 특징을 보다 잘 나타내기 위한 목적으로, 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 실시형태는, 임의의 제한 없이 예로서 이하 설명되고, 방법은 첨부된 도면을 참조하여 이하 설명된다.
도 1 은 본 발명에 따른 디바이스의 전방도를 개략적으로 도시한다.
도 2 는 도 1 에서 선 II-II 에 따른 단면을 도시한다.
도 2 는 도 1 에서 선 II-II 에 따른 단면을 도시한다.
도 1 에 도시된 디바이스 (1) 는 혐기성 분해에 의해 유기 재료를 처리하도록 의도되고, 그리하여, 분해불가능한 원소들을 디바이스 (1) 로부터 분리할 수 있다.
유기 재료는, 그 중에서도, 액체일 수 있거나 액체가 아닐 수 있는 생분해성 폐기물을 의미하는 것으로 이해되고, 특히, 가정용 폐기물 및/또는 음식물 폐기물 스트림 및/또는 농작물 및/또는 미가공 폐기물 (green waste) 및/또는 정원 폐기물 등의 유기 분획물로 완전히 또는 부분적으로 구성될 수 있다.
도 1 에 도시된 디바이스는 분해 공간 (3) 을 갖는 탱크 (2) 및 분해될 유기 재료를 공급하기 위한 유입구 (4) 를 포함한다.
통상적으로, 그러한 재료는 또한 밀도가 비교적 높은 분해불가능한 원소를 포함한다.
고밀도는 탱크 (2) 내의 분해가능한 폐기물 및/또는 적어도 부분적으로 분해된 재료의 밀도보다 적어도 50%, 바람직하게는 100%, 가장 바람직하게는 150% 더 높은 밀도를 갖는 원소들을 의미하는 것으로 이해된다.
바람직하게는, 이러한 탱크 (2) 는 상부에서 폐쇄된다.
디바이스 (1) 에는 또한 도 1 및 도 2 의 경우에 적어도 2 개의 밀봉가능한 유출구들 (5), 5 개의 유출구들 (5) 이 제공된다.
바람직하게는, 탱크 (2) 의 밀봉가능한 유출구들 (5) 에는 각각 원할 시 개별적으로 유출구들 (5) 을 개폐할 수 있게 하는 밸브가 제공된다.
탱크 (2) 의 적어도 하나의 유출구 (5) 는 분해 공간 (3) 으로부터 적어도 부분적으로 분해된 유기 재료를 추출하도록 의도되며, 상기 유출구 (5) 는 재순환 유출구 (5a) 이고, 적어도 하나의 유출구 (5) 는 고밀도의 원소들의 적어도 일부를 배출하도록 의도되며, 상기 유출구 (5) 는 잔류물 유출구 (5b) 이다.
이 경우, 추출은 분해 공간 (3) 으로부터 적어도 부분적으로 분해된 유기 재료를 제거하는 것을 의미하는 것으로 이해되며, 상기 재료는 접종물로서 재사용하기 위해 실질적으로 사용되도록 의도된다.
이 경우, 배출은, 가능하다면 추가 처리를 위해, 확정적으로 또는 불확정적으로, 디바이스 밖으로 꺼내지는, 고밀도의 적어도 부분적으로 분해된 유기 재료 및/또는 분해되지 않은 재료 및/또는 원소들을 분해 공간 (3) 으로부터 제거하는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
고밀도의 원소들을 배출하는 목적은, 그 중에서도, 탱크 (2) 또는 디바이스 (1) 의 다른 부분들에 대한 임의의 손상을 감소 및/또는 방지하기 위해 탱크 (2) 로부터 원소들을 제거하는 것이다.
통상적으로, 고밀도의 원소들을 배출할 때, 원소들이 존재하는 적어도 부분적으로 분해된 매스의 제한된 분량이 배출된다.
바람직하게는, 이에 의해 배출되어 손실될 적어도 부분적으로 분해된 매스의 분량은 최소이다.
잔류물 유출구 (5b) 및 재순환 유출구들 (5a) 은 적어도 높이 (H) 에서 서로 거리를 두고 위치되므로, 잔류물 유출구 (5b) 는 재생 유출구들 (5a) 보다 낮은 레벨에 위치된다.
바람직하게는, 잔류물 유출구 (5b) 와 재순환 유출구들 (5a) 사이의 거리 (A) 는 고밀도의 원소들이 주로 잔류물 유출구 (5b) 를 통해 분리되도록 하는 것이다.
바람직하게는, 실질적으로 고밀도의 원소들을 배출하도록 의도된 잔류물 유출구 (5b) 는 따라서 가장 낮게 놓인 유출구이다.
실제 실시형태에서, 탱크 (2) 에는 원추형 바닥 (6) 이 제공되어, 바람직하게는 잔류물 유출구 (5b) 는 원추형 바닥 (6) 의 팁의 중심에 위치된다.
잔류물 유출구 (5b) 와 재순환 유출구들 (5a) 사이의 거리 (A) 또한 상호 상이할 수 있다.
따라서, 잔류물 유출구 (5b) 와 재순환 유출구들 (5a) 사이의 거리 (A) 및/또는 높이 (H) 가 동일할 필요는 없다.
분해 공간 (3) 은, 분해될 유기 재료 및/또는 적어도 부분적으로 분해된 재료가 분해 공간 (3) 에서 평균보다 고밀도의 원소들의 농도가 더 낮은 상태로 존재하는 구역 (B) 및 분해 공간 (3) 에서 평균보다 고밀도의 원소들의 농도가 더 높은 상태로 적어도 부분적으로 분해된 유기 재료를 갖는 구역 (C) 으로 상상 분할될 수 있으며, 이에 의해 구역 (B) 과 구역 (C) 사이의 천이는 대략 재순환 유출구들 (5a) 의 레벨 상에 위치된다.
바람직하게는, 탱크 (2) 에는 또한 탱크 (2) 로부터 바이오가스를 제거하기 위한 가스 유출구 (7) 가 제공되며, 상기 가스 유출구 (7) 는 도 1 의 경우에 탱크 (2) 의 상부에서 유입구 (4) 에 근접하게 위치된다.
바이오가스는 유기 폐기물을 혐기적으로 분해할 때 방출되는 가스를 의미하는 것으로 이해된다.
디바이스 (1) 에는 분해될 유기 재료를 적어도 부분적으로 분해된 재료 및/또는 외부 접종물과 혼합하고 유입구 (4) 를 통해 분해 공간 (3) 으로 혼합된 매스를 펌핑하여 혼합된 매스를 처리하기 위한 혼합 펌프 (8) 가 제공될 수 있다.
적어도 부분적으로 분해된 재료는 또한 접종물로서 사용할 수 있으므로, 디바이스 (1) 는 이러한 점에서 자체-충분할 수 있다.
또한, 적어도 부분적으로 분해된 재료 및/또는 분해될 재료에 물 또는 다른 유체를, 바람직하게는 혼합 펌프 (8) 의 레벨에서 첨가하여, 혼합될 매스의 점성을 원하는 점성, 예를 들어 분해 공간 (3) 내의 분해될 재료 및/또는 적어도 부분적으로 분해된 재료의 점성보다 낮은 점성으로 변화시키는 것이 가능하다.
따라서, 분해 공간 (3) 에서 고밀도의 원소들은 적어도 부분적으로 분해된 유기 재료를 통해 잔류물 유출구 (5b) 방향으로 보다 신속하게 가라앉을 수 있으므로, 전술한 원소들의 최적의 분리를 얻을 수 있다.
추가로, 재순환 파이프들 (9) 의 레벨에서 혼합될 매스에 물 또는 다른 유체들을 첨가하는 것도 가능하다.
하지만, 원하는 점성이, 분해 공간 (3) 내의 재료의 점성보다 높은 것도 가능하다.
이를 위해, 디바이스 (1) 에는 또한 하나 이상의 재순환 파이프들 (9), 도 1 및 도 2 의 예에서 4 개의 재순환 파이프들 (9) 이 제공될 수 있으며, 이들은 혼합 펌프 (8) 에 고밀도의 원소들이 적거나 없는 적어도 부분적으로 분해된 재료를 배출하도록 의도되고, 여기서 적어도 부분적으로 분해된 재료는 분해될 유기 재료와 혼합되고, 그 후에 혼합 펌프 (8) 는 혼합된 매스를 분해 공간 (3) 으로 펌핑할 수 있다.
각각의 재순환 파이프 (9) 는 재순환 유출구 (5a) 와 혼합 펌프 (8) 사이에 연결부를 형성하여, 분해 공간 (3) 으로부터 혼합 펌프 (8) 로 고밀도의 원소들이 적거나 없는 적어도 부분적으로 분해된 재료를 배출한다.
재순환 유출구들 (5a) 은 상이한 방식으로 혼합 펌프 (8) 에 연결될 수 있고, 재순환 파이프들 (9) 은 적어도 부분적으로 분해된 유기 재료를 탱크 (2) 로부터 그리고 탱크로 이동시킬 수 있는 수단으로서 상이한 방식으로 실현될 수 있는 것으로 이해된다.
고밀도의 원소들이 적은 적어도 부분적으로 분해된 재료를 추출하기 위해, 재순환 파이프들 (9) 에는 배출 펌프 (13), 예를 들어 각각의 재순환 파이프 (9) 에서 하나의 배출 펌프 (13) 가 제공될 수 있다.
디바이스 (1) 는, 또한 제어기 (11) 에 의해 조절가능하거나 조절될 수 있는, 적어도 부분적으로 분해된 재료에 대한 분해될 유기 재료의 비를 결정할 수 있는 수단을 포함할 수 있다.
이러한 수단은, 예를 들어 하나 이상의 유량계 및/또는 분해될 유체 및/또는 재료를 첨가하기 위한 하나 이상의 투여 시스템들 등을 포함한다.
따라서, 전술한 재순환 파이프들 (9) 에는 추출된 유동을 측정하기 위한 유량계 (10), 바람직하게는 각각의 재순환 파이프 (9) 내의 유량계 (10) 가 제공될 수 있다.
디바이스 (1) 는 전술된 유량계 (10) 및 밀봉가능한 유출구들과 접촉하는 제어기 (11) 를 포함하고, 이에 의해 제어기 (11) 는 탱크 (2) 로부터 적어도 부분적으로 분해된 매스를 부분적으로 또는 전체적으로 추출하기 위해 개방하도록 그리고 유량계 (10) 가 원하는 추출된 유동이 탱크 (2) 로부터 추출되었음을 나타낼 때 폐쇄하도록 밀봉가능 유출구들을 제어할 수 있다.
바람직하게는, 제어기 (11) 는 또한 혼합 펌프 (8) 및/또는 배출 펌프 (13) 에 연결되어, 제어기 (11) 는 혼합 매스 및/또는 적어도 부분적으로 분해된 폐기물을 분해 공간 (3) 및/또는 혼합 펌프 (3) 에 공급하도록 혼합 펌프 (8) 및/또는 배출 펌프들 (13) 을 제어할 수 있다.
고밀도의 원소들은 추출 시스템 (12) 에 의해 잔류물 유출구 (5b) 를 통해 분해 공간 (3) 으로부터 제거될 수 있고, 가능하다면 별도의 후처리를 위해 배출될 수 있다.
바람직하게는, 이를 위해, 잔류물 유출구 (5b) 는 하나 이상의 잔류물 파이프들 (16) 에 의해 전술한 추출 시스템 (12) 에 연결된다.
상기 잔류물 파이프 (16) 에는 잔류물 유출구 (5b) 를 통해 분해 공간 (3) 을 나오는 재료의 유동을 측정하고 가능하다면 등록하기 위한 전술한 유량계 (10) 가 제공될 수 있다.
디바이스 (1) 에는 또한 분해 공간 (3) 으로부터 내용물을 배출하기 위한 하나 이상의 배출 파이프들 (17) 이 제공될 수 있다.
이러한 배출 파이프들 (17) 은 분해 공간 (3) 및/또는 혼합 펌프 (8) 에 연결될 수 있고 그리고/또는 재순환 파이프들 (9) 로부터 분기되고 그리고/또는 잔류물 파이프들 (16) 및/또는 복귀 파이프들 (18) 로부터 분기될 수 있다.
전술한 배출 파이프들 (17) 의 목적은 분해 공간 (3) 으로부터 및/또는 혼합 펌프 (8) 및/또는 재순환 파이프들 (9) 및/또는 잔류물 파이프들 (16) 및/또는 복귀 파이프들 (18) 로부터 내용물 또는 그의 일부를 배출하여 임의의 막힘을 방지하거나 제거하는 것이다.
이러한 배출 파이프들 (17) 은 또한 내용물 또는 그 일부의 품질을 시험하고 그리고/또는 임의의 오염 및/또는 분해불가능한 원소들의 분량 및/또는 원하는 다른 시험을 시험하기 위해 사용될 수 있다.
실제 실시형태에서, 디바이스 (1) 에는 또한 혼합 펌프 (8) 와 재순환 파이프들 (9) 사이에 연결부를 형성하는 하나 이상의 복귀 파이프들 (18) 이 제공될 수 있으며, 상기 복귀 파이프들 (18) 은 임의의 막힘을 해결하고 그리고/또는 방지하기 위해 혼합된 매스 또는 그의 일부가 분해 공간 (3) 의 방향 또는 혼합 펌프 (8) 의 방향으로 재순환 파이프들 (9) 을 통해 유동할 수 있게 하도록 의도된다.
이의 추가적인 장점은, 잔류물 유출구 (5b) 를 통해 고밀도의 원소들을 배출함과 동시에 하나 이상의 재순환 파이프들 (9) 및/또는 하나 이상의 재순환 유출구들 (5a) 을 통해 혼합된 매스를 공급할 때, 잔류물 유출구 (5b) 를 통한 고밀도의 원소들의 배출을 가속화시킬 수 있고 그리고/또는 임의의 막힘을 해결 및/또는 방지할 수 있는 구동력이 생성될 수 있다는 것이다.
전술한 제어기 (11) 는 또한 혼합된 매스 또는 그 일부를 복귀 파이프들 (18) 로 그리고 따라서 하나 이상의 재순환 파이프들 (9) 로 펌핑하도록 혼합 펌프 (8) 를 제어할 수 있다.
바람직하게는, 제어기 (11) 는, 동시에 혼합된 매스 또는 그 일부를 복귀 파이프들 (18) 을 통해 분해 공간 (3) 으로 펌핑하고, 하나 이상의 나머지 재순환 유출구들 (5a) 을 따라 분해 공간 (3) 으로부터 고밀도의 원소들이 적거나 없는 적어도 부분적으로 분해된 재료를 추출하도록 혼합 펌프 (8) 를 제어할 것이며, 이로써 2 개 이상의 재순환 파이프들 (9) 사이의 분행 공간 (3) 에 유동이 생성될 수 있고, 이는 또한 잔류물 유출구 (5b) 를 통해 고밀도의 원소들의 배출을 가속시킬 수 있고 그리고/또는 임의의 막힘을 해결하고 그리고/또는 방지할 수 있는 구동력을 생성할 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 제어기 (11) 는 혼합된 매스의 적어도 일부 및/또는 적어도 부분적으로 분해된 폐기물의 적어도 일부를 펌핑하기 위해 규칙적으로 및/또는 미리 정의된 시간에 혼합 펌프 (8) 및/또는 배출 펌프 (13) 를 제어하도록 실행된다.
그러나, 혼합된 매스 또는 그 일부를 확정적으로 또는 불확정적으로 펌핑하고, 적어도 부분적으로 분해된 폐기물 또는 그 일부를 분해 공간 (3) 으로부터 배출하기 위한 시간이 동일할 필요는 없다.
실제 실시형태에서, 재순환 유출구들 (5a) 을 통해 추출된 원하는 유동은, 가스 유출구 (7) 및 잔류물 유출구 (5b) 를 통해 탱크 (2) 를 나오는 적어도 부분적으로 분해된 재료 및 생성된 바이오가스의 분량으로 감소된 탱크에 첨가되는 유동과 동일하거나 실질적으로 동일하다.
바람직한 실시형태에서, 유기 재료를 처리하기 위해, 디바이스 (1) 는 혐기성 분해, 바람직하게는 건식 분해를 사용한다.
건식 분해는, 분해 공간 (3) 내의 적어도 부분적으로 분해된 유기 재료가 통상적으로 적어도 18%, 바람직하게는 적어도 15%, 가장 바람직하게는 적어도 12% 의 건식 물질 백분율을 함유하는 유기 재료의 분해를 의미하는 것으로 이해된다.
예를 들어, 12% 의 최소의 건식 물질 백분율은 본 발명의 맥락에서 규정되지 않으며, 적어도 부분적으로 분해된 유기 재료 등의 정확한 조성 및/또는 구조 및/또는 점성에 의존한다.
실제 실시형태에서, 혼합 펌프 (8) 및/또는 유입구들 (4) 및/또는 재순환 파이프들 (9) 및/또는 복귀 파이프들 (18) 및/또는 잔류 파이프들 (17) 및/또는 이들의 관련 유출구들 (5b) 은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상이한 방식으로 서로 및/또는 탱크 (2) 에 연결될 수 있다.
실제 실시형태에서, 디바이스 (1) 는 고밀도의 원소들을 배출할 때 손실될 적어도 부분적으로 분해된 재료가 수집되고 접종물로서 공급되도록 실행되거나 실행될 수 있다.
이에 의해, 적어도 부분적으로 분해된 재료가 접종물로서 재사용되기 전에 고밀도의 원소들을 제거하기 위해 전처리된 것이 가능하다.
본 발명은 또한 유기 재료를 처리하고 전술한 바와 같은 디바이스를 사용하여 고밀도의 원소들을 분리하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은:
- 본 발명에 따른 디바이스 (1) 를 제공하는 단계;
- 유입구 (4) 를 통해 유기 재료를 분해 공간 (3) 에 공급하는 단계;
- 상기 분해 공간 (3) 에서 상기 유기 재료를 적어도 부분적으로 분해하는 단계;
- 하나 이상의 재순환 유출구들 (5a) 을 통해 고밀도의 원소들이 적거나 없는 적어도 부분적으로 분해된 재료를 추출하는 단계;
- 잔류물 유출구 (5b) 를 통해 고밀도의 원소들의 적어도 일부를 배출하는 단계
를 포함한다.
유기 재료를 분해 공간 (3) 에 공급하기 전에, 유기 재료는 혼합 펌프 (8) 에서 적어도 부분적으로 분해된 재료와 혼합될 수 있고, 그 후 혼합된 매스는 분해 공간 (3) 으로 펌핑될 수 있다.
상기 유기 폐기물은 혼합 펌프 (8) 에서 종료되는 공급 파이프 (14) 에 의해 공급될 수 있으며, 상기 공급 파이프 (14) 에는 공급 펌프 (15) 가 제공되는 것이 바람직하다.
유기 폐기물 및/또는 혼합된 매스에 외부 접종물을 공급하여 유기 폐기물 및/또는 혼합물의 분해를 촉진하는 것이 또한 가능하다.
바람직하게는, 상기 외부 접종물은 분해 공간 (3) 에 또는 혼합 펌프 (8) 에서의 혼합 동안 직접 공급된다.
고밀도의 원소들이 적거나 없는 적어도 부분적으로 분해된 재료는 탱크 (2) 의 재순환 파이프들 (9) 을 통해 분해 공간 (3) 으로부터 혼합 펌프 (8) 로 공급될 수 있다.
추출 시스템 (12) 에 의해 잔류물 유출구 (5b) 를 통해 분해 공간 (3) 으로부터 제거되는, 고밀도의 원소들의 농도가 높은 적어도 부분적으로 분해된 재료는, 가능하다면 별도의 후처리를 위해 배출될 수 있다.
본 발명은 예시로서 설명되고 도면들에 도시된 실시형태들에 한정되는 것이 아니라, 본 발명에 따른 디바이스 및 방법은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 모든 종류의 형태 및 치수로 구현될 수 있다.
Claims (16)
- 유기 재료를 처리하기 위한 디바이스 (1) 로서,
상기 유기 재료는 또한 고밀도의 원소들을 포함할 수 있고, 상기 디바이스 (1) 에는 분해 공간 (3) 을 가진 탱크 (2) 및 처리될 유기 재료를 공급하기 위한 유입구 (4) 가 제공되며,
상기 디바이스 (1) 에는 적어도 2 개의 밀봉가능한 유출구들 (5) 이 제공되며, 그리하여 하나 이상의 유출구들 (5) 은 적어도 부분적으로 분해된 유기 재료를 배출하도록 의도된 재순환 유출구들 (5a) 이고,
적어도 하나의 유출구 (5) 는 고밀도의 분해불가능한 원소들의 적어도 일부를 배출하도록 의도된 잔류물 유출구 (5b) 이며, 상기 잔류물 유출구 (5b) 는 하나 이상의 재순환 유출구들 (5a) 보다 낮은 레벨에 위치되고, 그리하여 상기 디바이스 (1) 는 분해될 상기 유기 재료를 적어도 부분적으로 분해된 재료 및/또는 외부 접종물 (inoculum) 과 혼합하고 혼합된 매스를 상기 유입구 (4) 를 통해 상기 분해 공간 (3) 으로 펌핑하기 위한 혼합 펌프 (8) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하기 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
고밀도의 원소들을 배출하도록 의도된, 적어도 하나의 잔류물 유출구 (5b) 는 가장 낮게 놓인 유출구인 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하기 위한 디바이스. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 유출구들 (5) 사이의 거리 (A) 및/또는 높이 (H) 는 고밀도의 상기 원소들이 상기 탱크 (2) 로부터 주로 상기 잔류물 유출구 (5b) 를 통해 제거되도록 하는 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하기 위한 디바이스. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스 (1) 에는 상기 재순환 유출구 (5a) 와 상기 혼합 펌프 (8) 사이에 연결부를 형성하는 하나 이상의 재순환 파이프들 (9) 이 제공되며, 상기 재순환 파이프들 (9) 은, 적어도 부분적으로 분해된 재료를 상기 혼합 펌프 (8) 로 배출시키도록 의도되며, 여기서 상기 적어도 부분적으로 분해된 재료는 분해될 유기 재료 및/또는 외부 접종물과 혼합되는 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하기 위한 디바이스. - 제 4 항에 있어서,
상기 디바이스 (1) 에는, 제어기 (11) 에 의해 조절가능하거나 조절될 수 있는, 재순환된 적어도 부분적으로 분해된 재료에 대한 분해될 유기 재료의 비를 결정하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하기 위한 디바이스. - 제 5 항에 있어서,
상기 디바이스 (1) 에는 상기 분해 공간 (3) 내의 재료의 점성 보다 낮은 점성을 가진 유체를 첨가하기 위한 수단이 제공되어, 상기 분해 공간 (3) 내의 상기 재료의 점성을 조절하여 상기 잔류물 유출구 (5b) 로부터 고밀도의 원소들의 배출을 촉진시킬 수 있는 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하기 위한 디바이스. - 제 6 항에 있어서,
상기 하나 이상의 재순환 파이프들 (9) 에는 추출된 유동을 측정하기 위한 유량계 (10) 가 제공되는 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하기 위한 디바이스. - 제 7 항에 있어서,
상기 디바이스 (1) 에는 유량계들 (10) 및 상기 밀봉가능한 유출구들 (5) 과 접촉하는 제어기 (11) 가 제공되며, 상기 제어기 (11) 는 상기 탱크 (2) 로부터 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 분해될 매스를 추출하기 위해 개방하도록 그리고 상기 유량계들 (10) 이 상기 탱크 (2) 로부터 원하는 추출된 유동이 획득되었음을 나타낼 때 폐쇄하도록 상기 밀봉가능한 유출구들 (5) 을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하기 위한 디바이스. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탱크 (2) 에는 상기 탱크 (2) 로부터 바이오가스를 제거하기 위한 적어도 하나의 가스 유출구 (7) 가 제공되는 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하기 위한 디바이스. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
유기 재료를 처리하기 위해 혐기성 분해 (anaerobic digestion) 가 사용되는 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하기 위한 디바이스. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탱크 (2) 에는 원추형 바닥 (6) 이 제공되는 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하기 위한 디바이스. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스 (1) 에는 상기 혼합 펌프 (8) 와 하나 이상의 재순환 파이프들 (9) 사이에 연결부를 형성하는 하나 이상의 복귀 파이프들 (18) 이 제공되어, 상기 혼합 펌프 (8) 는 상기 적어도 부분적으로 분해된 재료 또는 그 일부를 상기 복귀 파이프들 (18) 을 통해 상기 재순환 파이프들 (9) 로 펌핑하여 임의의 막힘을 해결하고 그리고/또는 고밀도의 원소들의 배출을 촉진시킬 수 있는 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하기 위한 디바이스. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 디바이스 (1) 를 사용하여 유기 재료를 처리하고 고밀도의 분해불가능한 원소들을 분리하는 방법으로서, 이하의 단계들,
- 디바이스 (1) 를 제공하는 단계,
- 적어도 하나의 유입구 (4) 를 통해 상기 분해 공간 (3) 으로 유기 재료를 공급하는 단계,
- 상기 분해 공간 (3) 에서 상기 유기 재료를 적어도 부분적으로 분해하는 단계,
- 하나 이상의 재순환 유출구들 (5a) 을 통해 고밀도의 원소들이 적거나 없는 적어도 부분적으로 분해된 재료를 추출하는 단계,
- 잔류물 유출구 (5b) 를 통해 고밀도의 원소들의 적어도 일부를 배출하는 단계
를 포함하고,
이에 의해, 상기 유기 재료를 상기 분해 공간 (3) 에 공급하기 전에, 상기 유기 재료는 상기 혼합 펌프에서 적어도 부분적으로 분해된 재료 및/또는 외부 접종물과 혼합되는 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하고 고밀도의 분해불가능한 원소들을 분리하는 방법. - 제 13 항에 있어서,
고밀도의 원소들이 적거나 없는 상기 적어도 부분적으로 분해된 재료는 상기 탱크 (2) 로부터 재순환 파이프들 (9) 을 통해 상기 혼합 펌프 (8) 로 공급되는 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하고 고밀도의 분해불가능한 원소들을 분리하는 방법. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
고밀도의 원소들은 추출 시스템 (12) 에 의해 상기 잔류물 유출구 (5b) 를 통해 상기 분해 공간 (3) 으로부터 제거되는 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하고 고밀도의 분해불가능한 원소들을 분리하는 방법. - 제 15 항에 있어서,
고밀도의 원소들을 배출하는 단계는 규칙적으로, 연속적으로 또는 불연속적으로 실시하는 것을 특징으로 하는, 유기 재료를 처리하고 고밀도의 분해불가능한 원소들을 분리하는 방법.
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