KR101467459B1 - 이산화탄소 용해조가 독립적으로 구성되어 있는 미세조류 배양 시스템 및 이를 이용한 미세조류 배양 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이산화탄소 용해조가 독립적으로 구성되어 있는 미세조류 배양 시스템 및 이를 이용한 미세조류 배양 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배양조내에 이산화탄소를 직접 주입하여 용해시켰던 종래기술과 달리 배양조와는 독립적으로 구성된 밀폐된 공간인 이산화탄소 용해조를 구비하고, 이산화탄소 용해조에 하수처리장의 방류수 일부를 분사시켜 대기중으로 이동되는 이산화탄소를 포집함으로써 방류수의 이산화탄소 용해율을 극대화시킴과 동시에 대기중으로 낭비되는 이산화탄소의 양을 절감시킬 수 있는 미세조류 배양 시스템 및 이를 이용한 미세조류 배양 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 방류수에 이산화탄소를 용해시키기 위하여 배양조와는 독립적으로 구성된 이산화탄소 용해조 및 상기 이산화탄소 용해조를 통해 이산화탄소가 용해된 방류수를 배양수로 사용하여 미세조류를 배양시키는 배양조를 포함하여 구성되는 미세조류 배양 시스템을 제공한다.

Description

이산화탄소 용해조가 독립적으로 구성되어 있는 미세조류 배양 시스템 및 이를 이용한 미세조류 배양 방법{A system and the method for culturing micro algae}

본 발명은 이산화탄소 용해조가 독립적으로 구성되어 있는 미세조류 배양 시스템 및 이를 이용한 미세조류 배양 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배양조내에 이산화탄소를 직접 주입하여 용해시켰던 종래기술과 달리 배양조와는 독립적으로 구성된 밀폐된 공간인 이산화탄소 용해조를 구비하고, 이산화탄소 용해조에 하수처리장의 방류수 일부를 분사시켜 대기중으로 이동되는 이산화탄소를 포집함으로써 방류수의 이산화탄소 용해율을 극대화시킴과 동시에 대기중으로 낭비되는 이산화탄소의 양을 절감시킬 수 있는 미세조류 배양 시스템 및 이를 이용한 미세조류 배양 방법에 관한 것이다.

우리나라는 수자원이 부족하여 다목점 댐 등 각종 댐에 의해 조성되는 저수지가 중요한 용수원으로 이용되고 있으나, 급속한 도시화와 산업화에 기인하여 생활하수와 공장폐수, 가축분뇨 폐수에 의해 오염된 많은 하천이 상수원으로 이용되고 있는 호소로 유입됨으로써 국내 호소의 반 이상이 부영양화 되어 있거나 진행되고 있는 상태이다.

이를 해결하기 위하여 정부에서는 기존 활성슬러지공법을 고도처리공법으로 전환하는 등의 하수고도처리사업에 집중 투자하고 있다. 그러나 국내의 하수는 유기물질 함량이 매우 낮아 부영양화의 원인물질인 질소와 인을 효과적으로 제거하는데 한계가 있어, 최근에는 하수처리장의 방류수에 대한 인의 화학적 처리가 도입되기에 이르렀다.

그러나 국내 통상의 고도하수처리 공정인 생물학처리공정의 처리수 또는 응집과 같은 화학적 3차 처리를 거치더라도 방류수의 인의 농도는 0.5~1.0mg/L로 여전히 친수용으로 사용시 조류 등의 발생 가능성이 있다. 또한, 최근들어 하수처리장의 방류수질중 총 인의 규제가 강화됨에 따라, 연간 2000억원의 이상이 인의 화학적 처리방법에 사용되고 있으며, 화학 응집제 이용에 따른 2차 환경 오염문제가 대두되는 등 인의 화학적 처리에 대한 해결책에 시급히 제시되어야 하는 실정이다.

더불어, 2013년도부터 축산폐수의 해양 투기가 완전 금지됨으로써 하수처리장의 연계처리가 불가피한 실정이며, 처리장의 방류수 수질기준 또한 매우 낮아져서 기존의 고가의 처리방법으로는 많은 문제가 발생될 것으로 예상되고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 하수처리장의 2차 처리수의 방류수에 질소와 인에 대한 높은 축적기능을 갖는 미세조류를 이용하여 방류수의 질소와 인을 제거하는 조류처리를 이용한 하수의 고도처리방법이 대두되었다. 미세조류를 이용하여 질소와 인을 제거할 경우, 기존의 화학적 처리공정에 비하여 처리효율이 높을 뿐만 아니라, 처리비용을 저감할 수 있으며, 처리과정에서 배양된 미세조류를 이용하여 에너지를 생산할 수 있는 등의 많은 장점을 가지고 있다.

그러나, 조류처리를 이용한 하수의 고도처리방법은 아직까지 대량배양의 기술적인 한계와 미세조류의 배양에 필수적인 이산화탄소 공급문제, 고가의 배지공급 및 수확비용의 문제로 인하여 상용화 되지 못하고 있는 실정이며, 특히 미세조류를 배양하기 위해서는 이산화탄소를 공급하는 것이 중요한데, 종래의 이산화탄소 공급기술은 배양조내에 이산화탄소를 직접 주입하여 용해시킴에 따라, 용해율이 매우 낮으며, 대부분의 이산화탄소가 대기중으로 방출되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 배양조내에 이산화탄소를 직접주입하여 용해시켰던 종래기술과 달리 배양조와는 독립적으로 구성된 밀폐된 공간인 이산화탄소 용해조를 구비하고, 이산화탄소 용해조에 하수처리장의 방류수 일부를 분사시켜 대기중으로 이동되는 이산화탄소를 포집함으로써 방류수의 이산화탄소 용해율을 극대화시킴과 동시에 대기중으로 낭비되는 이산화탄소의 양을 절감시킬 수 있는 미세조류 배양 시스템 및 이를 이용한 미세조류 배양 방법을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명은, 방류수에 이산화탄소를 용해시키기 위하여 배양조와는 독립적으로 구성된 이산화탄소 용해조 및 상기 이산화탄소 용해조를 통해 이산화탄소가 용해된 방류수를 배양수로 사용하여 미세조류를 배양시키는 배양조를 포함하여 구성되는 미세조류 배양 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은, 하수처리장의 방류수를 이산화탄소 용해조 내부로 주입시키는 단계, 이산화탄소를 상기 이산화탄소 용해조 하부로 주입시키는 단계, 상기 이산화탄소가 용해된 방류수를 배양조로 배출시키는 단계 및 상기 이산화탄소가 용해된 방류수를 배양수로 사용하여 미세조류를 배양시킨 뒤 수확하는 단계를 포함하여 구성되는 미세조류 배양 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 미세조류 배양 시스템 및 이를 이용한 미세조류 배양 방법은, 배양조와는 독립적으로 구성된 밀폐된 공간인 이산화탄소 용해조를 구비함으로써 방류수 내의 이산화탄소 공급량을 조절할 수 있게 되며, 이산화탄소 용해조에 하수처리장의 방류수 일부를 분사시켜 대기중으로 이동되는 이산화탄소를 포집함으로써 방류수의 이산화탄소 용해율을 극대화시킴과 동시에 대기중으로 낭비되는 이산화탄소의 양을 절감시킬 수 있다.

또한, 발명은 질소와 인이 다량 함유되어 있는 방류수를 이용하여 미세조류를 배양함으로써 하수처리장의 방류수의 질소와 인을 효과적으로 제거함에 따라 기존의 하수고도처리의 생물학적 및 화학적 처리공정에 비하여 처리효율이 높을 뿐만 아니라 처리비용을 절감할 수 있게 된다. 또한, 처리과정에서 배양된 미세조류를 이용하여 에너지를 생산할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미세조류 배양시스템의 개략적인 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 이산화탄소 용해조의 내부 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소 용해조가 설치된 배양조의 외관 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미세조류 배양 방법을 나타낸 순서도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.

일반적으로 미세조류를 배양하기 위해서는 영양염류가 풍부한 고가의 배지가 필요하다. 그러나 이러한 고가의 배지를 이용한 배양방식은 클로렐라와 같이 고부가가치 물질 또는 음용물질을 생산하는 경우에는 타당하나, 바이오에너지와 같은 원료를 생산하는데 적용할 경우에는 생산비용을 크게 증가시켜, 기존 석유제품에 비하여 낮은 경쟁력을 가지게 됨으로 상용화가 불가능하다.

이에 따라, 본 발명은 하·폐수 처리장이나 축산폐수 처리장의 방류수를 이용하여 미세조류를 배양한다. 하·폐수 처리장이나 축산폐수 처리장의 방류수 내에는 영양염류와 미량원소가 풍부하고 연중 지속적으로 대량의 원수를 공급할 수 있어, 고가의 배지를 대체함으로써 생산원가를 절감할 수 있다. 또한, 방류수를 이용할 경우, 기존 하수처리장의 방류수질중 강화된 총인 규제에 대응하기 위하여 설치된 총인 처리시설을 대체함으로써 화학응집제 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 화학응집제 사용에 의한 2차적 환경오염을 방지할 수 있다.

이러한 방류수는, 하·폐수 처리장이나 축산폐수 처리장에서 발생한 하·폐수에 포함되어 있는 유기물 및 부유물질들을 침전지 등을 통해 처리한 상태로서, 부영양화의 원인물질인 질소와 인을 제거하기 위한 하수고도처리를 수행하기 전의 침전지에서 방류되는 배출수를 말한다. 따라서, 방류수에는 질소와 인이 다량 함유되어 있다.

한편, 미세조류는 약 4만종으로의 많은 종류가 알려져 있고, 매우 다양한 특성을 지닌 생물군으로 자연 상태에서 다양한 유용물질을 생산하는 것으로 알려져 있다. 미세조류 배양의 가장 큰 장점은 작물생산에 적합하지 않은 염분이 높거나 강한 알칼리 등의 극한 환경에서도 성장 가능하다는 점이다. 또한, 미세조류는 수중에서 태양광, 이산화탄소 등을 이용하여 비교적 적은 비용으로 대량의 바이오매스를 얻을 수 있고, 생산된 바이오매스는 아미노산, 지질, 약제, 다당류, 비타민 등 다양한 종류의 유용물질을 함유하고 있는 것으로 알려져 있다.

일반적으로 미세조류의 생장은 광합성에 의해 이루어지며, 수중의 탄산가스와 빛으로부터 탄수화물로 변화시키는 과정이다. 이런 광합성 반응은 미세조류의 엽록체라는 기관에서 진행되며 엽록체안의 클로로필과 칼로티노이드가 가시광선 중 400~700nm 범위의 빛을 흡수하게 된다. 광합성반응은 주반응과 부반응으로 이루어지는데, 주반응은 빛 에너지를 필요로 하는 반응으로 광자 에너지가 전자에 부딪혀서 전자의 에너지에 의해서 탄소 고정화와 대사를 하기 위해 필요한 NADPH와 ATP가 생성되는 것이다. 부반응은 물을 분해하여 얻어지는 수소와 탄산가스가 반응하여 포도당이 생성되는 반응으로, ATP가 ADP가 되면서 에너지와

의 수소를 사용하여 탄산가스를 포도당의 형태로 환원시킨다.

이와 같이, 미세조류가 광합성을 통하여 성장하기 위해서는 이산화탄소가 필수적인 요소이며, 광합성에 의해 질소 및 인을 섭취하여야 한다. 이에 따라, 본 발명은 질소와 인이 다량 함유되어 있는 방류수를 이용하되, 방류수의 이산화탄소 접촉면을 극대화시켜 미세조류를 효율적으로 배양시키며, 이를 수확하여 바이오 디젤이나 에탄올과 같은 바이오에너지를 생산함과 동시에, 하수처리장의 방류수의 질소와 인을 효과적으로 제거하는 시스템을 제공하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미세조류 배양시스템의 개략적인 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 미세조류 배양시스템은, 기존 하수, 폐수, 축산 및 분뇨처리장 등의 침전지(100)로부터 유출되는 방류수에 이산화탄소를 용해시키기 위하여 배양조(300)와는 독립적으로 구성된 이산화탄소 용해조(200)와, 상기 이산화탄소 용해조(200)를 통해 이산화탄소가 용해된 방류수를 배양수로 사용하며, 수차를 이용하여 강제 유동을 발생시키고, 태양광 및 LED 램프를 통해 빛을 공급시켜 미세조류를 배양시키는 배양조(300)를 포함하여 구성된다.

먼저, 하수, 폐수, 축산 및 분뇨처리장 등에서 발생되는 원수를 최초 침전지(110)로 유입시켜 원수에 포함된 유기물질을 분리시킨뒤, 유기물질이 제거된 배출수를 포기조(120)로 유입시켜 공기와 접촉시킨다. 이어서, 포기조(120)로부터 배출되는 배출수는 최종 침전지(130)에서 고액분리되고, 최종 침전지(130)에서 유기물 농도가 낮은 상부 유출수는 방류수로서 이산화탄소 용해조(200)로 배출되며, 나머지 슬러지는 혐기성 소화조(140)로 배출된다.

이산화탄소 용해조(200)로 유입된 방류수는 이산화탄소 용해조(200)에서 공급되는 이산화탄소와 접촉되어 이산화탄소를 용해시키며, 이산화탄소가 용해된 방류수는 미세조류를 배양시키기 위한 배양조(300)로 배출된다. 이때, 이산화탄소 용해조(200)는 방류수와 이산화탄소의 접촉면을 극대화 시킬 수 있도록 방류수의 일부를 상부에서 분사시켜, 대기중으로 이동된 이산화탄소를 포집함으로써 이산화탄소의 용해율을 증가시키게 된다. 이를 위해, 본 발명에 따른 이산화탄소 용해조(200)는 방류수 유입부와 유출부를 구비하며, 방류수 유입펌프와 유입관, 고압미세분사장치, 이산화탄소 공급관 및 산기관을 포함하여 구성된다. 이러한, 이산화탄소 용해조(200)의 세부구성에 대해서는 후술하는 도 2를 통한 설명에서 보다 자세하게 설명하기로 한다.

이어서, 이산화탄소가 용해된 방류수는 배양조(300)로 배출되어 미세조류를 배양하기 위한 배양수로 사용되며, 배양된 미세조류는 미세조류내에 탄수화물이나 지질의 함량을 증가시킨 뒤, 이를 수확하여 세포벽을 파괴하는 전처리 과정을 거쳐 바이오 디젤이나 에탄올과 같은 바이오 에너지를 생산한다.

도 2는 도 1에 도시된 이산화탄소 용해조의 내부 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이산화탄소 용해조(200)는 용해조 본체(210)와, 방류수 유입부(220)와 유출부(230), 유입펌프(240)와 유입관(250), 고압미세분사장치(260), 이산화탄소 공급관(270) 및 산기관(280)을 포함하여 구성된다. 용해조 본체(210) 상부는 밀폐되어 있으며, 용해조 본체(210)의 일측면에는 유입펌프(240)를 통해(240) 최종 침전지에서 방류수가 유입되는 방류수 유입부(220)와, 타측면에는 이산화탄소가 용해된 방류수를 배양조로 유출하는 유출부(230)를 구비한다.

또한, 방류수 유입부(220)를 통해 유입되는 방류수의 일부는 용해조 본체(210) 상부에 설치된 유입관(250)으로 유입되고, 이산화탄소는 용해조 본체(210) 하부에 설치된 이산화탄소 공급관(270)을 통해 유입되어 산기관(280)을 통해 상부로 분사된다. 상부로 분사된 이산화탄소는 방류수 유입부(220)를 통해 유입된 방류수에 용해되나, 용해되지 못한 이산화탄소의 일부는 용해조 본체(210) 내 대기중으로 이동하게 된다.

이때, 용해조 본체(210) 상부에 설치된 유입관(250)과 연결된 고압미세분사장치(260)를 이용하여 방류수의 일부를 용해조 본체(210) 상부에서 분사시켜 대기중으로 이동된 이산화탄소를 포집함으로써, 방류수의 이산화탄소 용해율을 증가시키게 된다. 이산화탄소가 용해된 방류수는 측면에 설치된 유출부(230)를 통하여 배양조로 이동하게 된다.

이러한, 이산화탄소가 용해된 방류수는 실시간으로 유출부(230)를 통해 배양조로 이동할 수 도 있으며, 유출부(230)에 별도의 밸브나 전동수문을 설치하여 기 설정된 시간 간격으로 유출간격이 제어될 수 도 있다. 또한, 별도의 유출펌프를 통하여 일괄적으로 유출될 수도 있다.

더불어, 본 발명에 따른 이산화탄소 용해조는 미세조류 성장에 필요한 이산화탄소를 공급하기 위하여 별도의 이산화탄소 공급원을 설치할 수도 있으며, 앞서 상술한 하·폐수 처리장이나 축산폐수 처리장의 침전지에서 발생되는 부산물을 처리하는 포기조나 혐기성 소화조에서 발생하는 이산화탄소를 공급받을 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소 용해조가 설치된 배양조의 외관 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이산화탄소 용해조(200)는 수로식 미세조류 배양조(300) 내부에 일체로 설치되어, 내부에 설치된 이산화탄소 용해조(200)로부터 외부의 배양조(300) 내부로 이산화탄소가 용해된 방류수의 직접적인 투입이 이루어질 수 있도록 구성된 것이다.

여기서, 배양조(300)는 대형 옥외 배양조로서, 미세조류의 대량 배양이 가능하도록 규모가 큰 용기모양의 구조로 시설되며, 전체 외형이 직사각형 공간의 길이방향 양측으로 반원형 공간이 일체로 된 육상 트랙 경기장의 외형과 유사한 구조로 되어 있다.

이산화탄소 용해조(200)는 상기 배양조(300)와 유사한 외형으로 시설되며, 배양조 내부의 중심위치에 배양조(300)와 동일 길이 방향으로 길게 배치되어 설치된다. 따라서, 상기 배양조 내부 공간에는 중앙에 설치된 이산화탄소 용해조(200)에 의해 육상 트랙 형태의 수로(310)가 형성되며, 부유식 수차(320)의 구동에 의해 배양조의 배양수가 트랙 형태의 수로를 따라 한 방향으로 순환되는 구조로 형성된다.

상기 부유식 수차(320)는 양어장이나 기타 수처리시설 등에 널리 사용되고 있는 형태를 그대로 사용할 수 있는데, 그 구성에 대해 간단히 설명하면, 본체에 모터가 내장되고 이 모터의 양방향 각 회전축에는 모터의 회전력에 의해 회전되면서 배양수를 밀어내어 수류 발생 및 교반시키는 임펠러가 본체 양 측방으로 장착되며, 본체 하측에는 배양수 표면에 부유될 수 있도록 하기 위한 부력을 유지하는 부구가 부착된 구조로 되어 있다.

이러한, 부유식 수차(320)의 모터는 컨트롤러에 의해 전원을 선택적으로 인가받으면서 또한 상기 컨트롤러에 의해 그 구동이 제어되는 바, 외부에서 컨트롤러를 조작하여 부유식 수차(320)의 회전속도를 조절함으로써 배양수가 순환되는 속도, 즉 배양수의 유속을 조절할 수 있게 된다. 이와 같이, 배양조(300) 내에 부유식 수차(320)가 설치됨으로써 배양조 내 배양수가 수로(310)를 따라 순환됨과 동시에 교반될 수 있게 된다.

또한, 이산화탄소 용해조(200)는 일측에 구비되는 방류수 유입부(220)를 통해 방류수가 유입되며, 방류수 유입부(220)를 통해 유입되는 방류수의 일부는 상부에 설치된 유입관(250)으로 유입되어 이산화탄소 용해조 내부에 설치된 고압미세분사장치(미도시)를 이용하여 분사된다. 더불어, 유출부(230)는 이산화탄소 용해조(200)의 내부에서 이산화탄소가 용해된 방류수가 외측의 배양조 내에 직접 투입될 수 있도록 구성되며, 별도의 벨브나 전동수문이 설치되어 투입되는 배양수(이산화탄소가 용해된 방류수)의 양 및 투입간격을 조절할 수 있게 한다.

상술한 바와 같은 구성을 통해, 본 발명의 배양시스템은 배양조와는 독립적으로 구성된 밀폐된 공간인 이산화탄소 용해조를 구비하되, 이산화탄소 용해조를 배양조 내부에 배치시킴으로써, 배양시스템의 소요부지면적을 최대한 억제시킬 수 있으며, 방류수의 이산화탄소 용해율을 극대화 시킴과 동시에, 이산화탄소가 용해된 방류수를 배양조 내에 직접 투입될 수 있도록 구성시킬 수 있게 된다.

이하, 상술한 바와 같이 구성된 시스템을 이용하여 본 발명의 일실시예에 따른 미세조류 배양 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미세조류 배양 방법을 나타낸 순서도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 하·폐수의 원수를 최초 침전지로 유입시켜 원수에 포함된 유기물질을 분리시킨 뒤(S410), 유기물질이 제거된 배출수를 포기조로 유입시켜 공기와 접촉시킨다(S420). 이어서, 포기조로부터 배출되는 배출수는 최종 침전지에서 고액분리되고(S430), 최종 침전지에서 유기물 농도가 낮은 상부 유출수는 방류수로서 이산화탄소 용해조로 배출되며(S440), 나머지 슬러지는 혐기성 소화조로 배출된다.

이산화탄소 용해조로 유입된 방류수는 이산화탄소 용해조에서 공급되는 이산화탄소와 접촉되어 이산화탄소를 용해시키며(S450), 이산화탄소가 용해된 방류수는 미세조류를 배양시키기 위한 배양조로 배출된다(S460). 이때, 이산화탄소 용해조는 방류수와 이산화탄소의 접촉면을 극대화 시킬 수 있도록 방류수의 일부를 상부에서 분사시켜, 대기중으로 이동된 이산화탄소를 포집함으로써 이산화탄소의 용해율을 증가시키게 된다.

이어서, 이산화탄소가 용해된 방류수는 배양조로 배출되어 미세조류를 배양하기 위한 배양수로 사용되며, 배양된 미세조류는 유용물질 축적조로 이송시켜 미세조류내에 탄수화물이나 지질의 함량을 증가시킨 뒤(S470), 이후 수확하여(S480) 세포벽을 파괴하는 전처리 과정을 거쳐 바이오 디젤이나 에탄올과 같은 바이오 에너지를 생산한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 질소와 인이 다량 함유되어 있는 방류수를 이용하여 미세조류를 배양하되, 방류수의 이산화탄소 용해율을 극대화시켜 미세조류를 효율적으로 배양시킬 수 있으며, 하수처리장의 방류수의 질소와 인을 효과적으로 제거함에 따라 기존의 하수고도처리의 생물학적 및 화학적 처리공정에 비하여 처리효율이 높을 뿐만 아니라 처리비용을 절감할 수 있게 된다. 또한, 처리과정에서 배양된 미세조류를 이용하여 에너지를 생산할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 취한, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.

100 : 침전지 110 : 최초 침전지
120 : 포기조 130 : 최종 침전지
140 : 혐기성 소화조 200 : 이산화탄소 용해조
210 : 용해조 본체 220 : 방류수 유입부
230 : 유출부 240 : 유입펌프
250 : 유입관 260 : 고압미세분사장치
270 : 이산화탄소 공급관 280 : 산기관
300 : 배양조 310 : 수로
320 : 부유식 수차

Claims (18)

1. 하수처리장의 방류수를 유입원수로 사용하여, 미세조류를 배양하는 배양시스템에 있어서,
   방류수에 이산화탄소를 용해시키기 위하여 배양조와는 독립적으로 구성된 이산화탄소 용해조; 및
   상기 이산화탄소 용해조를 통해 이산화탄소가 용해된 방류수를 배양수로 사용하여 미세조류를 배양시키는 배양조를 포함하고,
   상기 이산화탄소 용해조는,
   상부가 밀폐된 용해조 본체;
   상기 용해조 본체 일측면에 구비되어 방류수가 유입되는 방류수 유입부;
   이산화탄소가 용해된 방류수를 상기 배양조로 유출하는 유출부;
   상기 용해조 본체 하부에 설치되어 이산화탄소를 상기 용해조 본체로 유입시키는 이산화탄소 공급관; 및
   상기 이산화탄소 공급관으로부터 공급되는 이산화탄소를 상부로 분사하는 산기관;
   을 포함하고,
   상기 이산화탄소 공급관은,
   하수처리장에 구비된 포기조 또는/및 혐기성 소화조로부터 발생하는 이산화탄소를 공급받는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양 시스템.
   
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 이산화탄소 용해조는,
   상기 방류수 유입부를 통해 유입되는 방류수의 일부를 상기 용해조 본체 내 상부로 유입시키는 유입관이 설치되는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양 시스템.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 유입관에는,
   상기 유입관을 통해 유입되는 방류수를 상기 용해조 본체 내 상부에서 분사시키는 고압미세분사장치가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양 시스템.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 유출부에는,
   밸브, 전동수문 또는 유출펌프가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양 시스템.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 이산화탄소 공급관은,
   별도의 이산화탄소 공급원에 연결되어 이산화탄소를 공급받는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양 시스템.
   
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8. 제 1항에 있어서,
   상기 배양조는,
   배양수의 강제 유동을 발생시키는 수차를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양 시스템.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 배양조에는,
   태양광 및 LED 램프를 통해 빛이 공급되는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양 시스템.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 배양조는,
    대형 옥외 배양조인 것을 특징으로 하는 미세조류 배양 시스템.
    
11. 제 10항에 있어서,
    상기 배양조는,
    전체 외형이 직사각형 공간의 길이방향 양측으로 반원형 공간이 일체로 된 구조인 것을 특징으로 하는 미세조류 배양 시스템.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 이산화탄소 용해조는,
    전체 외형이, 직사각형 공간의 길이방향 양측으로 반원형 공간이 일체로 형성되며,
    상기 배양조 내부 공간의 중심위치에 상기 배양조와 동일 길이 방향으로 설치되어 상기 이산화탄소 용해조 외둘레를 상기 배양조가 둘러싸는 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양 시스템.
    
13. 제 12항에 있어서,
    상기 이산화탄소 용해조의 유출부는,
    이산화탄소 용해조 내부에서 이산화탄소가 용해된 방류수가 외측의 배양조 내에 직접 투입될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 미세조류 배양 시스템.
    
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