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KR101921637B1 - 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치 - Google Patents

혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치 Download PDF

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KR101921637B1
KR101921637B1 KR1020160134291A KR20160134291A KR101921637B1 KR 101921637 B1 KR101921637 B1 KR 101921637B1 KR 1020160134291 A KR1020160134291 A KR 1020160134291A KR 20160134291 A KR20160134291 A KR 20160134291A KR 101921637 B1 KR101921637 B1 KR 101921637B1
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anaerobic digestion
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discharge
manhole
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주식회사 포스코건설
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Abstract

키 발명은 혐기소화조의 상부에 부상하는 스컴 및 부유물질을 제거하는 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치에 관한 것으로서, 혐기소화조의 상측에 상향으로 설치되어 소화액을 배출시키는 유출부와, 혐기소화조의 상측에 하향으로 설치되며 유출부 보다 높은 위치에서 접속되어 스컴 및 부유물질을 배출시키는 배출부와, 유출부와 배출부의 하류에 접속되는 맨홀부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 혐기소화조에 소화액의 유출부 보다 상방에 스컴과 부유물질의 배출부를 설치함으로써, 혐기소화조의 배출구가 혐기소화조 운영 수위와 정상운영시 배출하는 소화액 배출구 사이에 위치하여 수두차에 의해 스컴 및 난분해성 부유물질을 용이하게 배출할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치{APPARATUS FOR REMOVING SCUM AND FLOATING MATERIAL OF ANAEROBIC DIGESTER}
본 발명은 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 혐기소화조의 상부에 부상하는 스컴 및 부유물질을 제거하는 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치에 관한 것이다.
혐기성 소화는 액상 및 반고상 폐기물을 처리하는데 이용되며, 주로, 음식물류 폐기물 탈리액, 분뇨 등 유기성 폐수를 처리하여 폐수 또는 폐기물을 처리함과 동시에 메탄 등의 바이오 가스를 회수하는 과정이다. 이를 위해 유기성 폐수를 수용할 수 있는 탱크가 필요하며, 이러한 탱크를 혐기성 소화조라 한다.
혐기성 소화조 내에 유기성 폐수를 수용한 상태에서 여러 미생물의 분해 작용을 통해 바이오가스로 전환하는데, 이 과정에서 시간이 지나면서 혐기성 소화조 내부에 석회질, 뼛가루, 섬유질 등의 무기성 침전물이 쌓인다.
이 무기성 침전물이 점차 고형화되어 혐기성 소화조 하부에 쌓이면서 결국에는 정기적으로 침전물을 준설해 주어야 하기 때문에 혐기성 소화조가 정상적으로 구동되는 것을 방해하는 요인이 된다.
특히, 혐기소화조의 가스 누출을 방지하기 위해서 소화액 배출시 혐기소화조의 최상부 수위 보다 낮은 위치에서 배출함으로 인해 혐기소화조 상부에 부유하는 스컴 및 난분해성 부유물질을 제거할 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 이를 제거하기 위해서는 별도의 제거설비를 상부에 설치하여 펌프를 통하여 강제로 외부로 배출하거나 혐기소화조 상부 맨홀을 통하여 준설차량을 이용하여 제거함으로 인해 혐기소화조의 정상적인 운영에 장애가 발생하고 있는 실정이다.
혐기소화조의 상부에 잔류하는 스컴 및 난분해성 부유물질의 증가시 혐기소화조의 유효 면적 감소, 교반효율 저하 및 혐기소화조 내부에서 발생하는 소화가스의 배출을 방해하여 혐기소화조의 처리효율이 저하되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1070652호 (2011년 10월 07일) 대한민국 등록실용 제20-0332697호 (2003년 11월 07일) 대한민국 등록특허 제10-1149430호 (2012년 06월 27일)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 혐기소화조의 배출구가 혐기소화조 운영 수위와 정상운영시 배출하는 소화액 배출구 사이에 위치하여 수두차에 의해 스컴 및 난분해성 부유물질을 용이하게 배출할 수 있는 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 혐기소화조내 미생물과 유기물의 효율적인 접촉을 증가시키도록 교반속도를 증가시켜 배출효율을 향상시킬 수 있는 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 스컴 및 난분해성 부유물질의 배출성능을 향상시킬 수 있는 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 맨홀에서 소화액의 수위를 적절하게 유지하는 동시에 혐기소화조에서 발생된 바이오 가스의 외부 누출을 방지할 수 있는 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 혐기소화조의 상부에 부상하는 스컴 및 부유물질을 제거하는 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치로서, 상기 혐기소화조의 상측에 상향으로 설치되어, 소화액을 배출시키는 유출부(20); 상기 혐기소화조의 상측에 하향으로 설치되며 상기 유출부(20) 보다 높은 위치에서 접속되어, 스컴 및 부유물질을 배출시키는 배출부(30); 및 상기 유출부(20)와 상기 배출부(30)의 하류에 접속되는 맨홀부(40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 혐기소화조의 내부에 회전가능하게 설치되어, 스컴 및 부유물질을 상측으로 부상시키도록 소화액을 교반하는 교반부(50);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 교반부(50)는, 상기 혐기소화조의 중앙부위에 회전가능하게 입설된 회전축; 상기 회전축의 하부에 설치된 하부 블레이드; 상기 회전축의 상부에 설치된 상부 블레이드; 및 상기 회전축의 상단에 연결되어 회전구동력을 제공하는 구동모터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 유출부(20)는, 상기 혐기소화조의 유출구에서 상향으로 경사지게 연결된 상향 유출관; 상기 상향 유출관의 후단에 연결되어, 소화액을 임시 보관하는 보관조; 및 상기 보관조의 하부에 연결되어, 소화액을 하방으로 유출시키는 하향 유출관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 배출부(30)는, 상기 혐기소화조의 배출구에서 하향으로 경사지게 연결되어, 스컴 및 부유물질을 배출시키는 경사 배출관; 상기 경사 배출관의 후단에서 하방으로 연결되어, 스컴 및 부유물질을 배출시키는 수직 배출관; 및 상기 경사 배출관의 관로에 설치되어, 스컴 및 부유물질의 배출량을 조절하는 조절밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 맨홀부(40)는, 상기 혐기소화조에서 배출되는 소화액, 스컴 및 부유물질을 일시 저장하는 맨홀; 상기 유출부(20)의 하부에 연결되어 상기 맨홀의 상측에 소화액을 배출시키는 소화액 배출구; 상기 배출부(30)의 하부에 연결되어, 상기 맨홀의 하측에 스컴 및 부유물질을 배출시키는 스컴 및 부유물질 배출구; 및 상기 맨홀의 하류에 설치되어, 소화액, 스컴 및 부유물질을 유출시키는 맨홀 유출구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 스컴 및 부유물질 배출구는, 상기 맨홀 유출구의 설치위치 보다 300∼600㎜ 낮은 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 혐기소화조에 소화액의 유출부 보다 상방에 스컴과 부유물질의 배출부를 설치함으로써, 혐기소화조의 배출구가 혐기소화조 운영 수위와 정상운영시 배출하는 소화액 배출구 사이에 위치하여 수두차에 의해 스컴 및 난분해성 부유물질을 용이하게 배출할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 혐기소화조의 상하부위에 교반부를 설치함으로써, 혐기소화조내 미생물과 유기물의 효율적인 접촉을 증가시키도록 교반속도를 증가시켜 배출효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 배출부로서 배출관과 밸브를 구비하여 소화액의 유출부와 맨홀부 사이에 설치함으로써, 스컴 및 난분해성 부유물질의 배출성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 배출부의 하단에 형성된 스컴 및 부유물질 배출구가 맨홀 유출구의 설치위치 보다 소정의 높이차 만큼 낮은 위치에 설치됨으로써, 맨홀에서 소화액의 수위를 적절하게 유지하는 동시에 혐기소화조에서 발생된 바이오 가스의 외부 누출을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치를 나타내는 평면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치를 나타내는 평면도이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치는, 유출부(20), 배출부(30) 및 맨홀부(40)를 포함하여 이루어져, 혐기소화조(10)의 상부에 부상하는 스컴(scum) 및 부유물질을 제거하는 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치이다.
혐기소화조(10)는, 음식물류 폐기물 탈리액, 분뇨 등 유기성 폐수를 처리하여 폐수 또는 폐기물을 처리하는 동시에 메탄 등의 바이오 가스를 회수하는 처리수단으로서, 처리조(11), 유출구(12) 및 배출구(13)로 이루어져 있다.
처리조(11)는, 폐수 또는 폐기물을 처리하는 동시에 메탄 등의 바이오 가스를 회수하는 처리수단으로서, 원통형상으로 형성되어 폐수 또는 폐기물을 수용하여 소화처리하게 된다.
유출구(12)는, 처리조(11)의 상측부위에서 상방으로 경사지게 연결되어 처리액을 유출하는 유출수단으로서, 처리조(11)에서 폐수 또는 폐기물의 처리시 발생된 소화액을 외부로 유출하게 된다.
배출구(13)는, 처리조(11)의 상측부위에서 하방으로 경사지게 연결되며 유출구(12)의 상방에 연결되어 스컴 및 부유물질을 배출하는 배출수단으로서, 처리조(11)에서 폐수 또는 폐기물의 처리시 발생된 스컴 및 부유물질을 외부로 유출하게 된다.
유출부(20)는, 혐기소화조(10)의 상측에 상향으로 설치되어, 소화액을 배출시키는 유출수단으로서, 상향 유출관(21), 보관조(22) 및 하향 유출관(23)으로 이루어져 있다.
상향 유출관(21)은, 혐기소화조(10)의 유출구(12)에서 상향으로 경사지게 연결된 유출관으로서, 폐수 또는 폐기물의 처리시 발생된 소화액을 상방의 보관조(22)로 유출시키게 된다.
보관조(22)는, 상향 유출관(21)의 후단에 연결되며 혐기소화조(10)의 유출구(12)의 상방에 설치되는 보관수단으로서, 폐수 또는 폐기물의 처리시 발생된 소화액을 임시로 저장하여 보관하게 된다.
하향 유출관(23)은, 보관조(22)의 하부에 하방으로 연결된 유출관으로서, 보관조(22)에 일시적으로 저장된 소화액을 하방으로 유출시켜 맨홀부(40)로 배출하게 된다.
배출부(30)는, 혐기소화조(10)의 배출구(13)에 하향으로 설치되며 유출부(20) 보다 높은 위치에서 접속되어 폐수 또는 폐기물의 처리시 발생된 스컴 및 부유물질을 배출시키는 배출수단으로서, 경사 배출관(31), 수직 배출관(32) 및 조절밸브(33)로 이루어져 있다.
경사 배출관(31)은, 혐기소화조(10)의 배출구(13)에서 하향으로 경사지게 연결된 배출관으로서, 폐수 또는 폐기물의 처리시 발생된 스컴 및 부유물질을 배출시키게 된다.
수직 배출관(32)은, 경사 배출관(31)의 후단에서 하방으로 연결된 배출관으로서, 폐수 또는 폐기물의 처리시 발생된 스컴 및 부유물질을 하방으로 유출시켜 맨홀부(40)로 배출하게 된다.
조절밸브(33)는, 경사 배출관(31)의 관로에 설치된 유량조절수단으로서, 폐수 또는 폐기물의 처리시 발생된 스컴 및 부유물질의 배출량을 경사 배출관(31)의 관로 상에서 조절하게 된다.
맨홀부(40)는, 유출부(20)와 배출부(30)의 하류에 접속되는 맨홀부재로서, 유출부(20)에서 배출된 소화액과 배출부(30)에서 배출된 스컴 및 부유물질을 취합하여 외부로 배출시키며, 맨홀(41), 소화액 배출구(42), 스컴 및 부유물질 배출구(43) 및 맨홀 유출구(44)로 이루어져 있다.
맨홀(41)은, 혐기소화조(10)의 하류에 유출부(20)와 배출부(30)를 개재해서 연결된 저장부재로서, 혐기소화조(10)에서 배출되는 소화액, 스컴 및 부유물질을 일시 저장하게 된다.
소화액 배출구(42)는, 유출부(20)의 하향 유출관(23)의 하단에 연결되도록 형성된 배출부재로서, 맨홀(41)의 상측에 폐수 또는 폐기물의 처리시 발생된 소화액을 배출시키게 된다.
스컴 및 부유물질 배출구(43)는, 배출부(30)의 수직 배출관(32)의 하단에 연결되도록 형성된 배출부재로서, 맨홀(41)의 하측에 폐수 또는 폐기물의 처리시 발생된 스컴 및 부유물질을 배출시키게 된다.
맨홀 유출구(44)는, 맨홀(41)의 하류에 설치된 유출수단으로서, 혐기소화조(10)에서 폐수 또는 폐기물의 처리시 발생되어 배출되는 소화액을 외부의 소화액 저류조로 유출시키게 된다.
또한, 스컴 및 부유물질 배출구(43)는, 맨홀(41)에서 소화액의 수위를 유지하는 맨홀 유출구(44)의 설치위치 보다 300∼600㎜의 높이차(h) 보다 낮은 위치에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
높이차(h)를 300∼600㎜를 한정하는 이유는, 300㎜ 보다 작으면 혐기소화조(10)에서 폐수 또는 폐기물의 처리시 발생되 바이오 가스가 배출부(30)를 통하여 외부로 유출될 수 있게 때문이고, 600㎜ 보다 크게 되면 맨홀(41)의 사이즈가 대형화되어 맨홀(41)의 설치비용이 증가하기 때문이다.
또한, 본 발명의 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치는, 혐기소화조(10)의 내부에 회전가능하게 설치되어 스컴 및 부유물질을 상측으로 부상시키도록 소화액을 교반하는 교반부(50)를 더 포함하는 것도 가능함은 물론이다.
교반부(50)는, 혐기소화조(10)의 내부에 회전가능하게 설치되어 스컴 및 부유물질을 상측으로 부상시키도록 소화액을 교반하는 교반수단으로서, 회전축(51), 상부 블레이드(52), 하부 블레이드(53) 및 구동모터(54)를 포함하여 이루어져 있다.
회전축(51)은, 혐기소화조(10)의 중앙부위에 회전가능하게 입설된 회전부재로서, 혐기소화조(10)의 내부에서 교반을 위한 회전구동력을 전달받아 회전하게 된다.
상부 블레이드(52)는, 회전축(51)의 상부에 설치된 블레이드 형상의 교반부재로서, 혐기소화조(10)의 상부에서 나선 형상의 교반 블레이드에 의해 소화액을 교반시켜 폐수 또는 폐기물을 처리하게 된다.
하부 블레이드(53)는, 회전축(51)의 하부에 설치된 블레이드 형상의 교반부재로서, 혐기소화조(10)의 하부에서 나선 형상의 교반 블레이드에 의해 소화액을 교반시켜 폐수 또는 폐기물을 처리하게 된다.
구동모터(54)는, 회전축(51)의 상단에 연결되어 회전구동력을 제공하는 구동부재로서, 회전속도 및 회전시간 등을 제어할 수 있는 서보모터 등과 같은 제어가능한 회전모터로 이루어져 있다.
이때, 혐기소화조(10)의 배출구(13)는, 도 2에 나타낸 바와 같이 원형의 처리조(11)에 접선방향으로 연결되어 교반부(50)에 의한 원심력을 제공받아 스컴 및 난분해성 부유물질을 용이하게 배출할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 혐기소화조에 소화액의 유출부 보다 상방에 스컴과 부유물질의 배출부를 설치함으로써, 혐기소화조의 배출구가 혐기소화조 운영 수위와 정상운영시 배출하는 소화액 배출구 사이에 위치하여 수두차에 의해 스컴 및 난분해성 부유물질을 용이하게 배출할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 혐기소화조의 상하부위에 교반부를 설치함으로써, 혐기소화조내 미생물과 유기물의 효율적인 접촉을 증가시키도록 교반속도를 증가시켜 배출효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 배출부로서 배출관과 밸브를 구비하여 소화액의 유출부와 맨홀부 사이에 설치함으로써, 스컴 및 난분해성 부유물질의 배출성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 배출부의 하단에 형성된 스컴 및 부유물질 배출구가 맨홀 유출구의 설치위치 보다 소정의 높이차 만큼 낮은 위치에 설치됨으로써, 맨홀에서 소화액의 수위를 적절하게 유지하는 동시에 혐기소화조에서 발생된 바이오 가스의 외부 누출을 방지할 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: 혐기소화조 20: 유출부
30: 배출부 40: 맨홀부
50: 교반부

Claims (7)

  1. 혐기소화조의 상부에 부상하는 스컴 및 부유물질을 제거하는 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치로서,
    상기 혐기소화조의 상측에 상향으로 설치되어, 소화액을 배출시키는 유출부(20);
    상기 혐기소화조의 상측에 하향으로 설치되며 상기 유출부(20) 보다 높은 위치에서 접속되어, 스컴 및 부유물질을 배출시키는 배출부(30); 및
    상기 유출부(20)와 상기 배출부(30)의 하류에 접속되는 맨홀부(40);를 포함하고,
    상기 유출부(20)는, 상기 혐기소화조의 상측부위에서 상방으로 경사지게 설치된 유출구에서 상향으로 경사지게 연결된 상향 유출관; 상기 상향 유출관의 후단에 연결되어, 소화액을 임시 보관하는 보관조; 및 상기 보관조의 하부에 연결되어, 소화액을 하방으로 유출시키는 하향 유출관;을 포함하고,
    상기 배출부(30)는, 상기 혐기소화조의 상측부위에서 하방으로 경사지게 설치된 배출구에서 하향으로 경사지게 연결되어, 스컴 및 부유물질을 배출시키는 경사 배출관; 상기 경사 배출관의 후단에서 하방으로 연결되어, 스컴 및 부유물질을 배출시키는 수직 배출관; 및 상기 경사 배출관의 관로에 설치되어, 스컴 및 부유물질의 배출량을 조절하는 조절밸브;를 포함하고,
    상기 맨홀부(40)는,
    상기 혐기소화조에서 배출되는 소화액, 스컴 및 부유물질을 일시 저장하는 맨홀;
    상기 보관조의 하부에 연결되어 상기 맨홀의 상측에 소화액을 배출시키는 소화액 배출구;
    상기 수직 배출관의 하부에 연결되어, 상기 맨홀의 하측에 스컴 및 부유물질을 배출시키는 스컴 및 부유물질 배출구; 및
    상기 맨홀의 하류에 설치되어, 소화액, 스컴 및 부유물질을 유출시키는 맨홀 유출구;를 포함하고,
    상기 스컴 및 부유물질 배출구는, 혐기소화조에서 발생된 바이오 가스의 상기 맨홀 유출구를 통한 외부 누출을 소화액에 의해 방지하도록 상기 맨홀 유출구의 설치위치 보다 300∼600㎜ 낮은 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 혐기소화조의 내부에 회전가능하게 설치되어, 스컴 및 부유물질을 상측으로 부상시키도록 소화액을 교반하는 교반부(50);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 교반부(50)는,
    상기 혐기소화조의 중앙부위에 회전가능하게 입설된 회전축;
    상기 회전축의 하부에 설치된 하부 블레이드;
    상기 회전축의 상부에 설치된 상부 블레이드; 및
    상기 회전축의 상단에 연결되어 회전구동력을 제공하는 구동모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기소화조의 스컴 및 부유물질 제거장치.
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