KR102532875B1 - High-performance anaerobic digestion system with magnetite recovery and circulation device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 혐기성 소화 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 마그네타이트가 투입된 혐기성 소화조에서 슬러지 인발펌프를 통해 슬러지를 배출할 시 마그네타이트 회수조 바닥면에서 마그네틱 부재를 승하강 부재로 승강시켜 슬러지에 포함된 마그네타이트를 회수하면서 슬러지를 외부로 배출하고, 일정 시간동안 마그네타이트의 회수가 완료되면 슬러지 배출을 중지시키고, 마그네틱 부재를 하강시켜 자력을 제거한 상태에서 마그네타이트 회수조에 수집된 마그네타이트를 내부 슬러지와 함께 다시 혐기성 소화조로 순환시켜 재활용하도록 하는 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an anaerobic digestion system, and more particularly, when sludge is discharged from an anaerobic digestion tank into which magnetite is introduced through a sludge pulverization pump, magnetite contained in the sludge is removed by elevating a magnetic member at the bottom of a magnetite recovery tank with an elevating member. While recovering, the sludge is discharged to the outside, and when the recovery of magnetite is completed for a certain period of time, the sludge discharge is stopped, and the magnetite collected in the magnetite recovery tank is circulated back to the anaerobic digestion tank together with the internal sludge in a state where the magnetite is removed by lowering the magnetic member. It relates to a high-performance anaerobic digestion system equipped with a magnetite recovery and circulation device for recycling.
Description
본 발명은 혐기성 소화 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 마그네타이트가 투입된 혐기성 소화조에서 슬러지 인발펌프를 통해 슬러지를 배출할 시 마그네타이트 회수조 바닥면에서 마그네틱 부재를 승하강 부재로 승강시켜 슬러지에 포함된 마그네타이트를 회수하면서 슬러지를 외부로 배출하고, 일정 시간동안 마그네타이트의 회수가 완료되면 슬러지 배출을 중지시키고, 마그네틱 부재를 하강시켜 자력을 제거한 상태에서 마그네타이트 회수조에 수집된 마그네타이트를 내부 슬러지와 함께 다시 혐기성 소화조로 순환시켜 재활용하도록 하는 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an anaerobic digestion system, and more particularly, when sludge is discharged from an anaerobic digestion tank into which magnetite is introduced through a sludge pulverization pump, magnetite contained in the sludge is removed by elevating a magnetic member at the bottom of a magnetite recovery tank with an elevating member. While recovering, the sludge is discharged to the outside, and when the recovery of magnetite is completed for a certain period of time, the sludge discharge is stopped, and the magnetite collected in the magnetite recovery tank is circulated back to the anaerobic digestion tank together with the internal sludge in a state where the magnetite is removed by lowering the magnetic member. It relates to a high-performance anaerobic digestion system equipped with a magnetite recovery and circulation device for recycling.
일반적으로, 가정, 축산농가, 산업현장 등에서 발생하는 음식물류폐기물, 하수 및 오수 슬러지, 가축분뇨와 같은 폐기물 및 폐수는 많은 양의 유기물을 함유하고 있으며, 이러한 유기물이 포함된 폐기물/폐수를 생물학적 및 화학적 산소요구량, 부유물질함량 등이 환경기준치에 도달하지 않은 상태에서 배출하게 되면 토양이나 수질이 오염되게 된다.In general, waste and wastewater such as food waste, sewage and sewage sludge, and livestock manure generated from households, livestock farms, and industrial sites contain a large amount of organic matter, and waste/wastewater containing such organic matter is classified into biological and chemical Soil or water quality is polluted if oxygen demand and suspended solids are discharged in a state where the environmental standard is not reached.
이에 따라 폐기물/폐수 내의 유기물을 생물학적, 물리적, 화학적 처리를 통해 정화된 상태로 하천 등에 방류함으로써 환경오염을 줄이는 것이 바람직하다.Accordingly, it is desirable to reduce environmental pollution by discharging organic matter in waste/wastewater in a purified state through biological, physical, and chemical treatment, such as a river.
그러나 폐수 내 유기물을 물리적인 방법에 의한 처리 시 그 처리효과가 미비하며, 화학적 처리는 수질오염과 더불어 처리비용이 많이 소요되므로 최근에는 미생물을 이용하는 생물학적 방법이 주로 사용되고 있다.However, when organic matter in wastewater is treated by a physical method, the treatment effect is insufficient, and chemical treatment requires high treatment costs along with water pollution. Recently, biological methods using microorganisms are mainly used.
이러한 생물학적 방법 중 하나인 혐기성 소화공정은 혐기성 미생물이 유기물을 섭취하여 분해하고 무기화합물과 소화가스(바이오가스)를 방출하는 반응이다.Anaerobic digestion, one of these biological methods, is a reaction in which anaerobic microorganisms ingest and decompose organic matter and release inorganic compounds and digestive gas (biogas).
상기 혐기성 소화공정은 예전부터 확립되어 온 전통적인 기술로서, 일명"메탄발효"라고도 하며, 혐기성 소화 공정의 주된 목적은 유기성 폐기물 처리와 동시에 메탄이라는 에너지를 생산하기 위하여 적용된다.The anaerobic digestion process is a traditional technology that has been established for a long time, and is also called "methane fermentation", and the main purpose of the anaerobic digestion process is applied to produce energy called methane while treating organic waste.
일반적으로 혐기성 소화 처리는 크게 전처리공정, 혐기성 소화공정, 가스 포집 및 정제공정, 고형물 자원화공정으로 구분되며, 대부분의 혐기성 소화공정은 고형물의 함량이 10% 이내인 것에 적용되는데, 최근 기술발전에 따라서 고형물이 25% 전후인 고농도 유기성 폐기물에도 적용 가능하다.In general, anaerobic digestion treatment is largely divided into pretreatment process, anaerobic digestion process, gas collection and purification process, and solid material recycling process. It can also be applied to high-concentration organic waste with around 25% solids.
한편, 혐기성 소화는 긴 처리시간 때문에 몇 가지 기술적 한계를 갖는다. 이러한 한계는 주로 메탄생성 경로 (methanogenic pathway)에 관여하는 혐기성 미생물의 느린 성장 속도에 기인한다.On the other hand, anaerobic digestion has some technical limitations because of the long processing time. This limitation is mainly due to the slow growth rate of anaerobic microorganisms involved in the methanogenic pathway.
상기 한계는 호기적 처리와 비교하여 현저하게 긴 체류시간(retention time) 및 낮은 유기물 제거 속도 등을 포함한다. 이러한 한계를 극복하고 혐기적 소화 기술의 실효성을 개선하기 위한 많은 노력과 시도가 있어 왔다.These limitations include significantly longer retention times and lower rates of organic matter removal compared to aerobic treatment. There have been many efforts and attempts to overcome these limitations and improve the effectiveness of anaerobic digestion technology.
최근 유기성의 혐기소화를 통한 바이오가스 생산이 탄소중립 재생에너지 기술로 재조명되면서, 긴 체류시간, 안정적 장기운전의 어려움, 전문인력 부족 등의 문제를 극복하고 혐기소화 기술 활용을 확대하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 바이오가스화 활용·보급 확대 추세는 탄소중립·그린뉴딜 추진정책과 맞물려 앞으로도 계속될 것으로 예측된다. 그러나, 설계 결함, 기질 부하량 변동, 온도 조절 이상, 소화조 산성화 등 다양한 기계적·환경적·생물학적 요인들로 인한 공정효율 및 가동률 저하 문제가 여전히 일어나고 있기 때문에, 유기성폐기물 바이오가스화가 안정적 재생에너지원 확보 기술로 자리 잡으려면 공정효율·안정성 문제 해소를 위한 기술적 방안이 필요하다.Recently, as biogas production through organic anaerobic digestion has been re-examined as a carbon-neutral renewable energy technology, efforts have been made to expand the use of anaerobic digestion technology overcoming problems such as long residence time, difficulty in stable long-term operation, and lack of professional manpower. are losing The trend of expanding utilization and supply of biogas is expected to continue in line with carbon neutrality and Green New Deal promotion policies. However, since the problem of process efficiency and operation rate deterioration due to various mechanical, environmental, and biological factors such as design defects, substrate load fluctuations, temperature control abnormalities, and digester acidification are still occurring, biogasification of organic waste is a technology to secure a stable renewable energy source. In order to establish itself as a technology, technical measures are needed to solve the problems of process efficiency and stability.
혐기소화는 크게 가수분해, 산생성, 메탄생성으로 나뉘는 반응단계에 관여하는 미생물들의 작용으로 이루어지며, 호기성 미생물과 비교하면 생장속도가 매우 느리다. 특히, 기질 부하량 변동이나 소화조 환경 변화로 인하여 산생성균과 메탄생성균 간의 균형이 깨지면 유기산이 급격히 축적되면서 소화조가 산성화되어 메탄생성반응이 일어나지 않아 심각한 공정효율 저하 또는 공정실패를 유발하게 된다. 따라서 산생성균에 의한 유기산 생산과 메탄생성균에 의한 유기산의 메탄화 사이의 균형을 유지하여 산성화가 일어나지 않도록 하는 것이 안정적인 혐기소화공정 운전에 매우 중요하다.Anaerobic digestion is largely accomplished by the action of microorganisms involved in the reaction steps divided into hydrolysis, acid production, and methane production, and the growth rate is very slow compared to aerobic microorganisms. In particular, when the balance between the acid-producing bacteria and the methane-producing bacteria is broken due to substrate load fluctuations or environmental changes in the digester, organic acid is rapidly accumulated and the digester is acidified, causing a serious process efficiency decrease or process failure because the methane-producing reaction does not occur. Therefore, it is very important for stable anaerobic digestion process operation to prevent acidification by maintaining a balance between organic acid production by acid-producing bacteria and methanation of organic acids by methanogens.
기존의 혐기소화공정 효율 및 안정성 향상 연구들은 기질을 전처리하거나(가수분해가 어려운 하수슬러지와 같은 기질을 사용하는 경우) 다른 기질과의 통합소화를 통하여 소화조에 투입되는 기질의 특성을 개선하는 방법 또는 경험적으로 반응기 형태와 운전조건을 변형·최적화는 방법을 적용해왔다. 최근 들어 혐기소화가 미생물 활성에 의존하는 생물학적반응이라는 사실에 바탕을 두고, 소화조 내 미생물 군집의 상호작용을 이해하고 유용한 활성을 촉진함으로써 반응속도와 안정성을 향상하려는 연구들이 활발히 이루어지고 있다.Existing anaerobic digestion process efficiency and stability improvement studies are pre-treating the substrate (when using a substrate such as sewage sludge that is difficult to hydrolyze) or improving the characteristics of the substrate input to the digester through integrated digestion with other substrates, or Experientially, methods of modifying and optimizing the reactor shape and operating conditions have been applied. Recently, based on the fact that anaerobic digestion is a biological reaction dependent on microbial activity, studies to improve the reaction rate and stability by understanding the interaction of microbial communities in the digester and promoting useful activity have been actively conducted.
최신 연구들에서 유기산 축적을 방지하는데 결정적 역할을 담당하는 유기산 분해균과 메탄생성균 간의 전자전달 경로로 새롭게 밝혀진 종간직접전자전달을 촉진함으로써 유기산 분해 및 메탄화 속도를 높일 수 있음이 밝혀졌으며, 마그네타이트와 같은 전도성 물질의 첨가를 통한 종간직접전자전달 촉진과 이에 따른 바이오가스화 효율 향상이 보고되고 있다. Recent studies have revealed that organic acid decomposition and methanation rates can be increased by promoting direct electron transfer between species, which has been newly discovered as an electron transfer pathway between organic acid decomposing bacteria and methanogenic bacteria, which plays a crucial role in preventing organic acid accumulation. The promotion of direct electron transfer between species through the addition of the same conductive material and the improvement of biogasification efficiency accordingly have been reported.
최근 전도성 담체를 포함한 상향류식 컬럼형 반응기 또는 이동상 생물막 반응기를 이용하여 전도성 물질의 계속적 투입 없이 종간직접전자전달 촉진 효과를 지속할 수 있는 소화조 형태들이 제안되었으나, 이러한 형태의 반응기들은 부유고형물 함량이 높은 기질의 처리에 적합하지 않기 때문에 활용범위가 제한적이다.Recently, digester types capable of sustaining the effect of promoting direct electron transfer between species have been proposed using an upflow columnar reactor or a moving bed biofilm reactor containing a conductive carrier, but these types of reactors have a high suspended solids content. Since it is not suitable for processing substrates, its application range is limited.
이러한 기술의 일례로, 국내 등록특허공보 제10-1890721호, 제10-1286044호, 국내공개특허공보 제10-2022-0096414호에 철 산화물을 이용한 수처리 기술이 개시되어 있다.As an example of such technology, Korean Patent Registration Nos. 10-1890721 and 10-1286044 and Korean Patent Publication No. 10-2022-0096414 disclose water treatment technology using iron oxide.
이러한 철 산화물을 이용한 수처리 기술은 철 산화물을 소화조에 투입하고, 철 산화물을 자력 등을 이용하여 회수하는 것을 특징으로 한다.The water treatment technology using such iron oxide is characterized in that the iron oxide is put into a digester and the iron oxide is recovered using magnetic force or the like.
그러나, 단순히 이러한 자력을 이용하여 철 산화물을 회수하는 방식은 유체의 흐름 상에서 자력이 항시 존재하기 때문에 철 산화물을 자력으로 회수하는 개념일 뿐, 자력을 제거하여 철 산화물을 배출 및 순환하지 못하므로 이에 대한 구체적이고 실제 적용 가능한 기술 개발이 요구되고 있는 상황이다.However, the method of simply recovering iron oxide using such magnetic force is only a concept of recovering iron oxide with magnetic force because magnetic force always exists in the flow of fluid, and iron oxide cannot be discharged and circulated by removing magnetic force. It is a situation in which specific and practically applicable technology development is required.
본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하기 위한 것으로, 국내 발생 유기성 폐기물/폐수의 성상 특성을 고려할 때, 부유고형물 함량이 높은 기질의 혐기소화에 널리 적용되는 연속식 완전교반반응기(CSTR)를 기준으로 종간직접전자전달 촉진 효과 최적화를 위한 마그네타이트 순환과 회수를 원활히 수행함으로써, 유실되는 만큼의 미량의 마그네타이트만 추가 투입하여도 바이오가스화 효율 향상 효과가 안정적으로 유지되도록 하는 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is intended to meet the above needs, and considering the properties of organic waste/wastewater generated in Korea, based on the continuous complete stirred reactor (CSTR) widely applied to the anaerobic digestion of substrates with high suspended solids content. A high performance equipped with a magnetite recovery and circulation device that smoothly performs magnetite circulation and recovery to optimize the effect of promoting direct electron transfer between species, so that the effect of improving biogasification efficiency is stably maintained even if only a small amount of magnetite is additionally input as much as is lost. Its purpose is to provide an anaerobic digestion system.
또한, 본 발명은 마그네타이트가 투입된 혐기성 소화조에서 슬러지 인발펌프를 통해 슬러지를 배출할 시 마그네타이트 회수조 바닥면에서 마그네틱 부재를 승하강 부재로 승강시켜 슬러지에 포함된 마그네타이트를 회수하면서 슬러지를 외부로 배출하고, 일정 시간동안 마그네타이트의 회수가 완료되면 슬러지 배출을 중지시키고, 상기 마그네틱 부재를 하강시켜 자력을 제거한 상태에서 마그네타이트 회수조에 수집된 마그네타이트를 내부 슬러지와 함께 다시 혐기성 소화조로 순환시켜 재활용하도록 하는 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템를 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention, when the sludge is discharged through the sludge extraction pump in the anaerobic digestion tank into which magnetite is introduced, lifts the magnetic member from the bottom of the magnetite recovery tank to the elevating member to recover the magnetite contained in the sludge and discharge the sludge to the outside , When the recovery of magnetite is completed for a certain period of time, the sludge discharge is stopped, and the magnetite collected in the magnetite recovery tank is recycled together with the internal sludge back to the anaerobic digester in a state where the magnetic force is removed by lowering the magnetic member Magnetite recovery and Another object is to provide a high-performance anaerobic digestion system with a circulation device.
또한, 본 발명은 마그네타이트 회수조에 하부가 개방된 격벽을 설치하여 슬러지가 격벽에 의해 마그네틱 부재 측으로 이동되도록 하여 마그네타이트의 회수율을 높이도록 하는 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention provides a high-performance anaerobic digestion system equipped with a magnetite recovery and circulation device to increase the recovery rate of magnetite by installing a partition wall with an open bottom in the magnetite recovery tank so that the sludge is moved toward the magnetic member by the partition wall. Another There is a purpose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,The features of the present invention for achieving the above object are,
마그네타이트가 투입되는 혐기성 소화조와; 상기 혐기성 소화조의 슬러지를 인발하는 슬러지 인발펌프와; 승강되면서 자력을 이용하여 상기 슬러지 인발펌프로부터 인발되는 슬러지 내에 포함된 마그네타이트를 일정 시간 회수하고, 마그네타이트의 회수가 완료되면 하강되어 자력을 제거해서 회수된 마그네타이트를 상기 혐기성 소화조로 순환시키는 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.An anaerobic digester into which magnetite is introduced; A sludge extraction pump for drawing out the sludge of the anaerobic digestion tank; While lifting, magnetite contained in the sludge drawn from the sludge extraction pump is recovered for a certain period of time using magnetic force, and when the recovery of magnetite is completed, it is lowered to remove magnetic force to circulate the recovered magnetite to the anaerobic digester Magnetite recovery and circulation Characterized in that it includes a device.
여기에서, 상기 마그네타이트 회수 및 순환 장치는 원통형으로 형성되고, 다리에 의해 지면에 설치되어 상기 슬러지 인발펌프로부터 인발되는 슬러지가 투입구를 통해 투입되어 일시 저장되고, 상부에 형성되어 슬러지를 배출하는 제 1배출구와, 저면에 형성되어 슬러지와 마그네타이트를 상기 혐기성 소화조로 순환시키는 제 2배출구를 구비하는 마그네타이트 회수조와; 상기 마그네타이트 회수조의 바닥면 하부에서 승하강되는 마그네틱 부재와; 상기 마그네틱 부재를 승하강시키는 승하강 부재와; 상기 마그네타이트 회수조의 제 1배출구에 설치되는 제 1밸브와; 상기 마그네타이트 회수조의 제 2배출구에 설치되는 제 2밸브; 및 상기 마그네틱 부재를 승강시키고, 상기 제 1밸브를 개방, 제 2밸브를 폐쇄시켜 상기 마그네틱 부재의 자력으로 마그네타이트를 일정 시간동안 회수하고, 회수가 완료되면 상기 마그네틱 부재를 하강시키고, 상기 제 1밸브를 폐쇄, 제 2밸브를 개방하여 회수된 마그네타이트를 슬러지와 함께 상기 혐기성 소화조로 순환시키는 제어부를 포함한다.Here, the magnetite recovery and circulation device is formed in a cylindrical shape, installed on the ground by legs, and the sludge drawn from the sludge extraction pump is introduced through an inlet and temporarily stored, and formed on the top to discharge the sludge. A magnetite recovery tank having a discharge port and a second outlet formed on a bottom surface to circulate sludge and magnetite to the anaerobic digestion tank; a magnetic member that moves up and down from the lower part of the bottom surface of the magnetite recovery tank; an elevating member for elevating and descending the magnetic member; a first valve installed at a first outlet of the magnetite recovery tank; a second valve installed at the second outlet of the magnetite recovery tank; and raising and lowering the magnetic member, opening the first valve and closing the second valve to recover the magnetite for a predetermined time by the magnetic force of the magnetic member, and descending the magnetic member when the recovery is completed, and closing the first valve. Closed, and a control unit for circulating the magnetite recovered by opening the second valve to the anaerobic digestion tank together with the sludge.
여기에서 또한, 상기 마그네타이트 회수조는 슬러지를 바닥면에 위치한 상기 마그네틱 부재 측으로 전달하도록 중앙부 상부에 수직으로 설치된 회수조용 배플을 구비한다.Here, also, the magnetite recovery tank includes a recovery tank baffle installed vertically on the upper portion of the central portion to transfer the sludge to the magnetic member located on the bottom surface.
여기에서 또, 상기 마그네타이트 회수조는 상기 마그네틱 부재가 내부로 인입 및 배출되도록 바닥면에 저면이 개방되어 수직으로 배열 설치되는 수납 실린더와; 상기 마그네틱 부재를 안내하도록 상기 수납 실린더의 양측에서 저면에 관통홀이 형성되어 수직으로 설치되는 가이드 실린더를 구비한다.Here again, the magnetite recovery tank includes a receiving cylinder arranged vertically with a bottom surface open to the bottom surface so that the magnetic member is drawn in and discharged therein; A through-hole is formed on a bottom surface of both sides of the storage cylinder to guide the magnetic member, and a guide cylinder installed vertically is provided.
여기에서 또, 상기 마그네틱 부재는 상기 승하강 부재에 설치되는 승하강 플레이트와; 상기 승하강 플레이트에서 상기 수납 실린더의 중심과 대응되는 위치에 수직으로 설치되어 상기 승하강 플레이트와 함께 상하로 승하강되어 상기 수납 실린더 내부로 인입 및 배출되는 마그네틱 바와; 링 형태로 형성되어 각각의 상기 마그네틱 바에 설치되는 복수의 마그네틱과; 상기 가이드 실린더의 관통홀 상면에 설치되는 가이드 베어링; 및 상기 승하강 플레이트에서 상기 가이드 실린더의 중심과 대응되는 위치에 수직으로 설치되어 상기 가이드 베어링에 의해 안내되면서 상기 가이드 실린더 내부에서 상하로 승하강되면서 상기 승하강 플레이트를 안내하는 가이드 바를 포함한다.Here again, the magnetic member includes an elevating plate installed on the elevating member; a magnetic bar installed vertically at a position corresponding to the center of the storage cylinder in the elevating plate and moved up and down together with the elevating plate to be drawn in and discharged into the storage cylinder; A plurality of magnets formed in a ring shape and installed on each of the magnetic bars; a guide bearing installed on an upper surface of the through hole of the guide cylinder; and a guide bar installed vertically at a position corresponding to the center of the guide cylinder in the elevating plate and guiding the elevating plate while being moved up and down inside the guide cylinder while being guided by the guide bearing.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템에 따르면, 국내 발생 유기성 폐기물/폐수의 성상 특성을 고려할 때, 부유고형물 함량이 높은 기질의 혐기소화에 널리 적용되는 연속식 완전교반반응기(CSTR)를 기준으로 종간직접전자전달 촉진 효과 최적화를 위한 마그네타이트 순환과 회수를 원활히 수행함으로써, 유실되는 만큼의 미량의 마그네타이트만 추가 투입하여도 바이오가스화 효율 향상 효과가 안정적으로 유지될 수 있다.According to the high-performance anaerobic digestion system having the magnetite recovery and circulation device of the present invention configured as described above, considering the properties of organic waste / wastewater generated in Korea, a continuous type widely applied to anaerobic digestion of substrates with high suspended solids content By smoothly performing magnetite circulation and recovery to optimize the effect of promoting direct electron transfer between species based on the fully stirred reactor (CSTR), the effect of improving biogasification efficiency can be stably maintained even if only a small amount of magnetite is additionally added as much as is lost. there is.
또한, 본 발명에 따르면 마그네타이트가 투입된 혐기성 소화조에서 슬러지 인발펌프를 통해 슬러지를 배출할 시 마그네타이트 회수조 바닥면에서 마그네틱 부재를 승하강 부재로 승강시켜 슬러지에 포함된 마그네타이트를 회수하면서 슬러지를 외부로 배출하고, 일정 시간동안 마그네타이트의 회수가 완료되면 슬러지 배출을 중지시키고, 상기 마그네틱 부재를 하강시켜 자력을 제거한 상태에서 마그네타이트 회수조에 수집된 마그네타이트를 내부 슬러지와 함께 다시 혐기성 소화조로 순환시켜 재활용할 수 있다.In addition, according to the present invention, when the sludge is discharged through the sludge draw pump in the anaerobic digestion tank into which magnetite is introduced, the magnetic member is lifted and lowered to the elevating member at the bottom of the magnetite recovery tank to recover the magnetite contained in the sludge while discharging the sludge to the outside And, when the recovery of magnetite is completed for a certain period of time, the sludge discharge is stopped, and the magnetite collected in the magnetite recovery tank is recycled back to the anaerobic digester together with the internal sludge in a state where the magnetite is removed by lowering the magnetic member. Can be recycled.
또한, 본 발명에 따르면 마그네타이트 회수조에 하부가 개방된 격벽을 설치하여 슬러지가 격벽에 의해 마그네틱 부재 측으로 이동되도록 하여 마그네타이트의 회수율을 높일 수 있다.In addition, according to the present invention, by installing a partition wall with an open bottom in the magnetite recovery tank, the recovery rate of magnetite can be increased by allowing sludge to be moved toward the magnetic member by the partition wall.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 계통도이다.
도 3은 본 발명에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템중 마그네타이트 회수 및 순환 장치의 구성을 나타낸 정단면도이다.
도 4는 도 3의 우측단면도이다.
도 5는 도 3에서 마그네틱 부재가 하강된 모습을 나타낸 우측단면도이다.
도 6은 도 3의 평단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도이다.
도 9는 본 발명의 실험예에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템의 사진이다.
도 10은 발명의 실험예에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템의 메탄생성율을 나타낸 그래프이다.
도 11은 발명의 실험예에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템의 황화수소 저감 농도를 나타낸 그래프이다.1 and 2 are schematic diagrams schematically showing the configuration of a high-performance anaerobic digestion system equipped with a magnetite recovery and circulation device according to the present invention.
3 is a front cross-sectional view showing the configuration of a magnetite recovery and circulation device in a high-performance anaerobic digestion system having a magnetite recovery and circulation device according to the present invention.
Figure 4 is a right cross-sectional view of Figure 3;
FIG. 5 is a right cross-sectional view showing a state in which the magnetic member is lowered in FIG. 3 .
FIG. 6 is a top cross-sectional view of FIG. 3 .
7 and 8 are operational explanatory diagrams for explaining the operation of a high-performance anaerobic digestion system having a magnetite recovery and circulation device according to the present invention.
9 is a photograph of a high-performance anaerobic digestion system equipped with a magnetite recovery and circulation device according to an experimental example of the present invention.
10 is a graph showing the methane production rate of a high-performance anaerobic digestion system equipped with a magnetite recovery and circulation device according to an experimental example of the present invention.
11 is a graph showing the hydrogen sulfide reduction concentration of a high-performance anaerobic digestion system equipped with a magnetite recovery and circulation device according to an experimental example of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of a high-performance anaerobic digestion system equipped with a magnetite recovery and circulation device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 계통도이고, 도 3은 본 발명에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템중 마그네타이트 회수 및 순환 장치의 구성을 나타낸 정단면도이며, 도 4는 도 3의 우측단면도이고, 도 5는 도 3에서 마그네틱 부재가 하강된 모습을 나타낸 우측단면도이며, 도 6은 도 3의 평단면도이다.1 and 2 are schematic diagrams showing the configuration of a high-performance anaerobic digestion system equipped with a magnetite recovery and circulation device according to the present invention, Figure 3 is a high-performance anaerobic digestion system equipped with a magnetite recovery and circulation device according to the present invention It is a front cross-sectional view showing the configuration of a magnetite recovery and circulation device, FIG. 4 is a right cross-sectional view of FIG. 3, FIG. 5 is a right cross-sectional view showing a state in which the magnetic member is lowered in FIG. 3, and FIG. am.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템(1)는 혐기성 소화조(100)와, 슬러지 인발펌프(200)와, 마그네타이트 회수 및 순환 장치(300)로 구성된다.1 to 6, the high-performance
혐기성 소화조(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 원통형으로 구성되거나 도 2에 도시된 바와 같이 수형형으로 구성되며, 마그네타이트(자철석, magnetite)가 투입된다.The
슬러지 인발펌프(200)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 혐기성 소화조(100)의 슬러지를 인발하여 슬러지 배관(L1)을 통해 마그네타이트 회수 및 순환 장치(300)로 배출한다. 이때, 슬러지 인발펌프(200)는 병렬로 복수개가 설치되어 한 개의 라인의 고장시 나머지 라인이 동작되는 구성이다.As shown in FIGS. 1 and 2, the
마그네타이트 회수 및 순환 장치(300)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 마그네타이트 회수조(310)와, 마그네틱 부재(320)와, 승하강 부재(330)와, 제 1밸브(340)와, 제 2밸브(350) 및 제어부(360)로 구성된다.As shown in FIGS. 3 to 5, the magnetite recovery and
마그네타이트 회수조(310)는 원통형으로 형성되고, 다리(311)에 의해 지면에 설치되어 슬러지 인발펌프(200)로부터 인발되는 슬러지가 투입되어 일시 저장되도록 상부 일측에 형성된 투입구(312)와, 상부에 타측 형성되어 슬러지를 배출하는 제 1배출구(313) 및 저면에 형성되어 슬러지와 마그네타이트를 혐기성 소화조(100)로 순환시키는 제 2배출구(314)를 구비한다.The
마그네타이트 회수조(310)는 슬러지를 바닥면에 위치한 마그네틱 부재(320) 측으로 전달하도록 중앙부 상부에 수직으로 설치된 회수조용 배플(315)을 구비한다.The
마그네타이트 회수조(310)는 마그네틱 부재(320)가 내부로 인입 및 배출되도록 바닥면에 저면이 개방되어 수직으로 배열 설치되는 수납 실린더(316)와, 마그네틱 부재(320)를 안내하도록 수납 실린더(316)의 양측에서 저면에 관통홀(317a)이 형성되어 수직으로 설치되는 가이드 실린더(317)를 구비한다.The
마그네틱 부재(320)는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 승하강 플레이트(321)와, 마그네틱 바(323)와, 마그네틱(325)과, 가이드 베어링(327) 및 가이드 바(329)로 구성된다.As shown in FIGS. 3 to 6 , the
승하강 플레이트(321)는 승하강 부재(330)의 상단에 수평으로 설치되어 승하강 부재(330)에 의해 승하강된다.The elevating
마그네틱 바(323)는 승하강 플레이트(321)에서 각각의 수납 실린더(316)의 중심과 대응되는 위치에 수직으로 설치되어 승하강 플레이트(321)와 함께 상하로 승하강되어 수납 실린더(316) 내부로 인입 및 배출된다.The
마그네틱(325)은 마그네타이트를 자력으로 수납 실린더(316)에 부착시켜 회수하도록 링 형태로 형성되어 각각의 마그네틱 바(323)에 설치된다.The
가이드 베어링(327)은 가이드 실린더(317)의 관통홀(317a) 상면에 설치된다.The
가이드 바(329)는 승하강 플레이트(321)에서 각각의 가이드 실린더(317)의 중심과 대응되는 위치에 수직으로 설치되어 가이드 베어링(327)에 의해 안내되면서 가이드 실린더(317) 내부에서 상하로 승하강되면서 승하강 플레이트(321)를 안내한다.The
승하강 부재(330)는 마그네틱 부재(320)를 승하강시킨다. 이때, 승하강 부재(330)는 유압, 전동, 공압 등에 의해 작동하는 액추에이터, 자키(Jockey), 실린더 등이 적용된다.The elevating
계속해서, 제 1밸브(340)는 제어부(360)의 의해 개폐되는 전자 밸브로서 마그네타이트 회수조(310)의 제 1배출구(313)와 슬러지 배출 배관(L2) 사이에 설치된다.Subsequently, the
그리고, 제 2밸브(350)는 제어부(360)의 의해 개폐되는 전자 밸브로서 마그네타이트 회수조(310)의 제 2배출구(314)와 혐기성 소화조(100)를 연결하는 순환 배관(L3)에 설치되어 유로를 변경한다.And, the
또한, 제어부(360)는 마그네틱 부재(320)를 승강시키고, 제 1밸브(340)를 개방, 제 2밸브(350)를 폐쇄시켜 마그네틱 부재(320)의 자력으로 마그네타이트를 일정 시간동안 회수하고, 회수가 완료되면 마그네틱 부재(320)를 하강시키고, 제 1밸브(340)를 폐쇄, 제 2밸브(350)를 개방하여 회수된 마그네타이트를 슬러지와 함께 혐기성 소화조(100)로 순환시킨다. 이때, 제어부(360)는 상기 동작을 반복 동작한다.In addition, the
이하, 본 발명에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the high-performance anaerobic digestion system equipped with a magnetite recovery and circulation device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도이다.7 and 8 are operational explanatory diagrams for explaining the operation of a high-performance anaerobic digestion system having a magnetite recovery and circulation device according to the present invention.
먼저, 제어부(360)는 도 7에 도시된 바와 같이 승하강 부재(330)로 마그네틱 부재(320)를 승강시키고, 제 1밸브(340)를 개방, 제 2밸브(350)를 폐쇄시킨다.First, as shown in FIG. 7 , the
그러면, 승하강 플레이트(321)가 승강되면서 가이드 바(329)가 가이드 베어링(327)에 의해 가이드 실린더(317)에서 상승되고, 이로 인해 마그네틱 부재(320)의 마그네틱 바(323)와 마그네틱(325)이 마그네타이트 회수조(310)의 수납 실린더(316) 내부로 인입된다.Then, as the elevating
이러한 상태에서, 슬러지 인발펌프(200)를 통해 혐기성 소화조(100)의 슬러지가 마그네타이트 회수조(310) 상부로 공급되면, 슬러지가 회수조용 배플(315)에 의해 수납 실린더(316) 측으로 이동되면서 슬러지에 포함된 마그네타이트가 마그네틱(325)의 자력에 의해 수납 실린더(316) 외측에 부착되고, 마그네타이트가 회수된 슬러지는 제 1밸브(340)를 통해 외부로 배출된다.In this state, when the sludge of the
일정 시간이 경과되면, 제어부(360)는 도 8에 도시된 바와 같이 승하강 부재(330)로 마그네틱 부재(320)를 하강시키고, 제 1밸브(340)를 폐쇄, 제 2밸브(350)를 개방시킨다.When a certain time elapses, the
그러면, 승하강 플레이트(321)가 하강되면서 가이드 바(329)가 가이드 베어링(327)에 의해 가이드 실린더(317)에서 하강되고, 이로 인해 마그네틱 부재(320)의 마그네틱 바(323)와 마그네틱(325)이 마그네타이트 회수조(310)의 수납 실린더(316)에서 외부로 배출된다.Then, as the elevating
이러한 상태에서, 슬러지 인발펌프(200)를 통해 혐기성 소화조(100)의 슬러지가 마그네타이트 회수조(310) 상부로 공급되면, 슬러지가 회수조용 배플(315)에 의해 수납 실린더(316) 측으로 이동되면서 기회수된 마그네타이트와 함께 제 2밸브(350)를 통해 혐기성 소화조(100)로 회수되어 순환된다.In this state, when the sludge of the
《실험예》《Experiment Example》
도 9는 본 발명의 실험예에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템의 사진이고, 도 10은 발명의 실험예에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템의 메탄생성율을 나타낸 그래프이며, 도 11은 발명의 실험예에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템의 황화수소 저감 농도를 나타낸 그래프이다.9 is a photograph of a high-performance anaerobic digestion system having a magnetite recovery and circulation device according to an experimental example of the present invention, and FIG. 10 is a methane production rate of a high-performance anaerobic digestion system having a magnetite recovery and circulation device according to an experimental example of the present invention 11 is a graph showing the hydrogen sulfide reduction concentration of a high-performance anaerobic digestion system having a magnetite recovery and circulation device according to an experimental example of the present invention.
도 9의 사진과 같이 체류시간(HRT) 30일인 처리용량 100L/d의 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템(1)을 연계 구축하여 연속 운영 실험을 수행하였다.As shown in the photo of FIG. 9, a high-performance
초기 식종 슬러지는 돈분과 음폐수를 7:3의 비율로 중온 혐기 소화하고 있는 바이오가스플랜트의 혐기성 소화조내 슬러지를 사용하였으며, 처리원료는 음폐수를 사용하였다.For the initial seeding sludge, the sludge in the anaerobic digester of the biogas plant where pig manure and food wastewater were digested medium-temperature anaerobically at a ratio of 7:3 was used, and food wastewater was used as the raw material for treatment.
혐기 소화 성능을 확인하기 위한 방법으로 음폐수의 휘발성고형물(VS)당 생산되는 메탄(CH4)의 부피를 측정하여, 이를 토대로 메탄 생성율(Nm3/㎏VS유입)을 계산하였다.As a method for confirming anaerobic digestion performance, the volume of methane (CH 4 ) produced per volatile solid (VS) of food wastewater was measured, and based on this, the methane production rate (Nm 3 /kgVS inflow ) was calculated.
또한, 마그네타이트 투입에 따라 예상되는 부가적인 성능 향상을 확인하기 위해 혐기소화활성을 저해하고 메탄생산량을 감소시키며(미생물이 메탄생성에 이용되는 유기물을 황화수소 생산에 이용), 혐기성 소화조 후단 설비에 부식을 유발하는 성분인 황화수소(H2S)농도를 측정하였다.In addition, in order to confirm the additional performance improvement expected by the introduction of magnetite, it inhibits anaerobic digestion activity, reduces methane production (microbes use organic matter used for methane production to produce hydrogen sulfide), and corrodes the equipment at the end of the anaerobic digester. The concentration of hydrogen sulfide (H 2 S), which is an inducing component, was measured.
식종 후 약 50일 간의 안정화기간 후, 마그네타이트 투입 유무에 따른 유입 휘발성고형물당 메탄생성율 및 황화수소 제거성능의 차이를 확인하였으며, 회수되지 않고 유실되는 마그네타이트 중량을 매일 측정하여 회수율을 산정하였다.After a stabilization period of about 50 days after planting, the difference in methane production rate and hydrogen sulfide removal performance per inflow volatile solid according to the presence or absence of magnetite was confirmed, and the recovery rate was calculated by measuring the weight of magnetite that was lost without being recovered every day.
메탄생성율은 도 10에 도시된 바와 같이 마그네타이트 미투입(약 40일) 시는 평균 0.62Nm3/㎏VS유입이었으며, 마그네타이트 투입(약 50일) 시는 평균 0.87Nm3/㎏VS유입로 마그네타이트 투입에 의해 약 40%가 증가하였다.As shown in FIG. 10, the average rate of methane production was 0.62 Nm 3 /kgVS inflow when magnetite was not introduced (about 40 days), and when magnetite was added (about 50 days), the average rate of methane production was 0.87 Nm 3 /kgVS inflow with magnetite input. increased by about 40%.
황화수소는 도 11에 도시된 바와 같이 마그네타이트 미투입 시는 약 800ppm 정도로 증가하였으나(평균 506ppm) 마그네타이트 투입 시는 평균 36ppm으로 크게 감소하여, 마그네타이트 투입에 의해 평균 92.9%가 저감되었다. As shown in FIG. 11, the amount of hydrogen sulfide increased to about 800 ppm when magnetite was not added (average 506 ppm), but significantly decreased to an average of 36 ppm when magnetite was added, and an average of 92.9% was reduced by magnetite input.
일반적으로 바이오가스를 이용하여 발전하는 열병합발전기에 유입되는 황화수소의 농도기준은 20ppm 미만이므로, 마그네타이트 투입만으로도 근접한 농도를 달성할 수 있음을 확인하였다.In general, since the concentration standard of hydrogen sulfide flowing into a cogeneration generator using biogas is less than 20 ppm, it was confirmed that a close concentration can be achieved only with the introduction of magnetite.
바이오가스의 황화수소를 제거하기 위해 열병합발전기 전단에 탈황설비를 설치하게 되는데, 마그네타이트 투입으로 탈황설비의 시설비 및 운영비를 크게 절감할 수 있다.In order to remove hydrogen sulfide from biogas, a desulfurization facility is installed in front of the cogeneration generator, and the facility and operating costs of the desulfurization facility can be greatly reduced by introducing magnetite.
마그네타이트(자철석)는 비중 4.9~5.2로 물에서 매우 잘 가라앉으며 자석의 인력에도 매우 잘 반응하는 특성을 고려하여 마그네타이트 회수 및 순환 장치(300)를 구성하였다.Magnetite (magnetite) sinks very well in water with a specific gravity of 4.9 to 5.2, and the magnetite recovery and
유기물 부하율, 체류시간, 혐기성 소화조 유효용량 등을 고려하여 혐기성 소화조에 최초 1회 투입한 마그네타이트 중량은 4.63㎏이었다.Considering the organic matter load rate, retention time, and effective capacity of the anaerobic digester, the weight of magnetite initially introduced into the anaerobic digester was 4.63 kg.
매일 100L의 유출수에 포함되어 유실되는 마그네타이트 중량은 평균 0.013㎏(13g)으로서, 매일 유실되는 마그네타이트 양은 최초 투입량의 0.28%에 불과해 본 설비의 회수성능이 높음을 확인하였으며, 마그네타이트를 보충하기 위하여 매 7일 마다 최초 투입량의 2%에 해당하는 마그네타이트(0.93g)를 혐기성 소화조에 투입하여 농도를 유지하였다.The average weight of magnetite lost in 100L of effluent every day is 0.013 kg (13 g), and the amount of magnetite lost daily is only 0.28% of the initial input, confirming the high recovery performance of this facility. Magnetite (0.93g) corresponding to 2% of the initial input amount was added to the anaerobic digester every day to maintain the concentration.
유실율 실험 결과 본 발명에 따른 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템(1)의 회수율이 99.7% 이상이었으며, 실규모 혐기소화시설에 적용하더라도 1년마다 최초 투입량을 보충하는 비율(0.28%/일×365일/년 = 102%/년) 정도에 불과하므로, 마그네타이트에 의한 메탄생성율의 증대 효과는 제외하고, 비교적 저렴한 마그네타이트 비용과 혐기성 소화조 후단의 몇 배 더 비싼 탈황비용 만을 비교하더라도 운영비용 절감을 통한 경제성 향상효과는 상당히 크다.As a result of the loss rate experiment, the recovery rate of the high-performance anaerobic digestion system (1) equipped with the magnetite recovery and circulation device according to the present invention was 99.7% or more, and even if applied to a full-scale anaerobic digestion facility, the rate of supplementing the initial input every year (0.28% / day × 365 days / year = 102% / year), therefore, excluding the effect of increasing the methane production rate by magnetite, even if you compare only the relatively inexpensive magnetite cost and the several times higher desulfurization cost at the end of the anaerobic digester, the operating cost The effect of improving economic efficiency through savings is quite large.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention can be variously modified and can take various forms, and in the detailed description of the invention, only specific embodiments thereof have been described. However, it should be understood that the present invention is not limited to the particular forms mentioned in the detailed description, but rather it is understood to include all modifications, equivalents and substitutes within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. It should be.
100 : 혐기성 소화조 200 : 슬러지 인발펌프
300 : 마그네타이트 회수 및 순환 장치
310 : 마그네타이트 회수조 320 : 마그네틱 부재
321 : 승하강 플레이트 323 : 마그네틱 바
325 : 마그네틱 327 : 가이드 베어링
329 : 가이드 바 330 : 승하강 부재
340, 350 : 제 1, 2밸브 360 : 제어부100: anaerobic digester 200: sludge draw pump
300: magnetite recovery and circulation device
310: magnetite recovery tank 320: magnetic member
321: elevating plate 323: magnetic bar
325: magnetic 327: guide bearing
329: guide bar 330: lifting member
340, 350: first and second valves 360: control unit
Claims (5)
상기 혐기성 소화조의 슬러지를 인발하는 슬러지 인발펌프와;
승강되면서 자력을 이용하여 상기 슬러지 인발펌프로부터 인발되는 슬러지 내에 포함된 마그네타이트를 일정 시간 회수하고, 마그네타이트의 회수가 완료되면 하강되어 자력을 제거해서 회수된 마그네타이트를 상기 혐기성 소화조로 순환시키는 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 포함하며,
상기 마그네타이트 회수 및 순환 장치는,
원통형으로 형성되고, 다리에 의해 지면에 설치되어 상기 슬러지 인발펌프로부터 인발되는 슬러지가 투입구를 통해 투입되어 일시 저장되고, 상부에 형성되어 슬러지를 배출하는 제 1배출구와, 저면에 형성되어 슬러지와 마그네타이트를 상기 혐기성 소화조로 순환시키는 제 2배출구를 구비하는 마그네타이트 회수조와;
상기 마그네타이트 회수조의 바닥면 하부에서 승하강되는 마그네틱 부재와;
상기 마그네틱 부재를 승하강시키는 승하강 부재와;
상기 마그네타이트 회수조의 제 1배출구에 설치되는 제 1밸브와;
상기 마그네타이트 회수조의 제 2배출구에 설치되는 제 2밸브; 및
상기 마그네틱 부재를 승강시키고, 상기 제 1밸브를 개방, 제 2밸브를 폐쇄시켜 상기 마그네틱 부재의 자력으로 마그네타이트를 일정 시간동안 회수하고, 회수가 완료되면 상기 마그네틱 부재를 하강시키고, 상기 제 1밸브를 폐쇄, 제 2밸브를 개방하여 회수된 마그네타이트를 슬러지와 함께 상기 혐기성 소화조로 순환시키는 제어부를 포함하고,
상기 마그네타이트 회수조는,
상기 마그네틱 부재가 내부로 인입 및 배출되도록 바닥면에 저면이 개방되어 수직으로 배열 설치되는 수납 실린더와;
상기 마그네틱 부재를 안내하도록 상기 수납 실린더의 양측에서 저면에 관통홀이 형성되어 수직으로 설치되는 가이드 실린더를 구비하며,
상기 마그네틱 부재는,
상기 승하강 부재에 설치되는 승하강 플레이트와;
상기 승하강 플레이트에서 상기 수납 실린더의 중심과 대응되는 위치에 수직으로 설치되어 상기 승하강 플레이트와 함께 상하로 승하강되어 상기 수납 실린더 내부로 인입 및 배출되는 마그네틱 바와;
링 형태로 형성되어 각각의 상기 마그네틱 바에 설치되는 복수의 마그네틱과;
상기 가이드 실린더의 관통홀 상면에 설치되는 가이드 베어링; 및
상기 승하강 플레이트에서 상기 가이드 실린더의 중심과 대응되는 위치에 수직으로 설치되어 상기 가이드 베어링에 의해 안내되면서 상기 가이드 실린더 내부에서 상하로 승하강되면서 상기 승하강 플레이트를 안내하는 가이드 바를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템.An anaerobic digester into which magnetite is introduced;
A sludge extraction pump for drawing out the sludge of the anaerobic digestion tank;
While lifting, magnetite contained in the sludge drawn from the sludge extraction pump is recovered for a certain period of time using magnetic force, and when the recovery of magnetite is completed, it is lowered to remove magnetic force to circulate the recovered magnetite to the anaerobic digester Magnetite recovery and circulation includes a device;
The magnetite recovery and circulation device,
It is formed in a cylindrical shape, installed on the ground by legs, and the sludge drawn from the sludge extraction pump is introduced through an inlet and temporarily stored, and a first outlet formed on the top to discharge the sludge, and formed on the bottom to form sludge and magnetite A magnetite recovery tank having a second outlet for circulating to the anaerobic digestion tank;
a magnetic member that moves up and down from the lower part of the bottom surface of the magnetite recovery tank;
an elevating member for elevating and descending the magnetic member;
a first valve installed at a first outlet of the magnetite recovery tank;
a second valve installed at the second outlet of the magnetite recovery tank; and
The magnetic member is raised and lowered, the first valve is opened, and the second valve is closed to collect magnetite for a predetermined time by the magnetic force of the magnetic member, and when the collection is completed, the magnetic member is lowered and the first valve is closed. A control unit for closing and opening the second valve to circulate the recovered magnetite together with the sludge into the anaerobic digester,
The magnetite recovery tank,
a storage cylinder with a bottom surface open and arranged vertically so that the magnetic member is drawn in and discharged therein;
A through-hole is formed on a bottom surface of both sides of the storage cylinder to guide the magnetic member, and a guide cylinder installed vertically,
The magnetic member,
an elevating plate installed on the elevating member;
a magnetic bar installed vertically at a position corresponding to the center of the storage cylinder in the elevating plate and moved up and down together with the elevating plate to be drawn in and discharged into the storage cylinder;
a plurality of magnets formed in a ring shape and installed on each of the magnetic bars;
a guide bearing installed on an upper surface of the through hole of the guide cylinder; and
And a guide bar installed vertically at a position corresponding to the center of the guide cylinder in the elevating plate and guiding the elevating plate while moving up and down inside the guide cylinder while being guided by the guide bearing. A high-performance anaerobic digestion system equipped with a magnetite recovery and circulation device.
상기 마그네타이트 회수조는,
슬러지를 바닥면에 위치한 상기 마그네틱 부재 측으로 전달하도록 중앙부 상부에 수직으로 설치된 회수조용 배플을 구비하는 것을 특징으로 하는 마그네타이트 회수 및 순환 장치를 구비한 고성능 혐기성 소화 시스템.According to claim 1,
The magnetite recovery tank,
A high-performance anaerobic digestion system with a magnetite recovery and circulation device, characterized in that it has a baffle for a recovery tank installed vertically on the upper part of the central portion to transfer the sludge to the magnetic member located on the bottom surface.
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