KR101485293B1 - An Apparatus and Method of Manufacturing Sulfur Impregnated Biochar for wastewater processing - Google Patents

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KR101485293B1
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bio
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서동철
박종환
김성헌
강세원
박주왕
조주식
허종수
옥용식
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경상대학교산학협력단
순천대학교 산학협력단
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Abstract

A manufacturing apparatus of sulfur impregnated biochar for wastewater treatment according to the present invention comprises a chamber unit for accommodating biomass therein; a heater unit for applying heat into the chamber unit; a water supply unit for supplying water into the chamber; a sulfur supply unit for supplying sulfur into the chamber unit; and a control unit for controlling the operation of the heater unit, the water supply unit and the sulfur supply unit so as to pyrolyze the biomass to biochar by applying heat to the chamber unit, increase the specific surface area of the pyrolyzed biochar by supplying water to the chamber unit, and impregnate sulfur on the surface of the biochar with the specific surface area increased by supplying sulfur to the chamber unit. The apparatus and the method for manufacturing sulfur impregnated biochar for wastewater treatment according to the present invention has the advantage of maximizing the nitrogen treatment efficiency in a wastewater treatment system performing heterotrophic denitrification and autotrophic denitrification of biochar, utilizing the biochar as filter media for water treatment capable of preventing pH reduction of treated water, and enhancing the utility of waste organic resources, which is conventionally neglected, by impregnating sulfur, which acts as an electron donor of autotrophic denitrification applying sulfur oxidizing denitrifying bacteria to the surface of the biochar after a physical activation step of supplying water to the surface of the biochar obtained by pyrolyzing biomass at a low speed so as to increase the specific surface area of the biochar.

Description

수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치 및 제조방법{An Apparatus and Method of Manufacturing Sulfur Impregnated Biochar for wastewater processing}[0001] The present invention relates to an apparatus and a manufacturing method for sulfur-impregnated bio-tea for water treatment,

본 발명은 수처리용 여과재로 사용될 수 있는 황 첨착 바이오차(biochar)의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바이오매스(biomass)를 열분해하여 얻은 바이오차의 표면에 물을 공급하여 바이오차의 비표면적을 증가시키는 물리적 활성화 단계를 거친 이후 상기 바이오차의 표면에 황산화탈질균을 적용한 독립영양탈질에서 전자공여체로 작용하는 황을 첨착함으로써 상기 바이오차를 수처리용 여과재로 이용될 수 있도록 하는 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a sulfur-impregnated biochar which can be used as a water treatment filter material, and more particularly, to an apparatus and a method for producing bio- The biochain can be used as a filter medium for water treatment by impregnating sulfur acting as an electron donor in an autothermal denitrification applying a sulfation denitrification bacteria to the surface of the biochip after a physical activation step of increasing the specific surface area of the tea. And a method for manufacturing the sulfur-impregnated bio-tea for water treatment.

근래 들어 농업 및 산림 부산물이 매년 다량으로 배출되고 있는데, 이들 중 일부만 소각 처리될 뿐 대부분의 부산물들은 그대로 방치되고 있는 실정이기 때문에 이러한 폐유기물자원을 효과적으로 활용할 수 있는 방안의 마련이 시급하다.In recent years, agricultural and forestry by-products have been released every year. Some of them are incinerated, but most by-products are left untouched. Therefore, it is urgent to plan ways to effectively utilize such waste organic resources.

이를 위하여 최근에는 이들 농업 및 산림 부산물을 공기공급이 제어되는 조건에서 열분해시킬 때 얻어지는 바이오차(biochar)로 재활용하기 위한 기술이 개발되고 있으며, 이러한 바이오차의 제조에 관한 구체적인 내용은 하기 [문헌 1] 등에 상세히 개시되어 있다.For this purpose, techniques for recycling these agricultural and forest byproducts as biochar obtained by pyrolyzing the air under controlled conditions have been developed. Specific details regarding the production of such bio-tea are described in the following [ And the like.

그러나, 종래 기술에 따른 바이오차의 경우에는 대부분 온실 가스의 저감이나 농업용 토양 개량제로 활용되었을 뿐 바이오차 특유의 여과능력에도 불구하고 폐수 등을 처리하기 위한 수처리제로 활용되는 경우는 거의 없었는데, 이는 바이오차를 수처리제로 적용할 경우 활성탄과 달리 열분해 후 남아있는 무기성분의 용출 특성에 의하여 처리수의 pH가 증가하는 문제점이 있기 때문이다. However, in the case of bio-tea according to the prior art, most of them were utilized as a greenhouse gas reduction or a soil improvement agent for agriculture. However, in spite of the filtration ability unique to bio-tea, they were rarely used as a water treatment agent for treating wastewater. When the tea is applied as a water treatment agent, there is a problem that the pH of the treated water increases due to the elution characteristics of the remaining inorganic components after pyrolysis unlike activated carbon.

한편, 근래에는 농어촌에서 소규모로 발생되는 하수를 처리하기 위한 공법으로서 본 발명의 발명자들이 출원한 하기 [문헌 2]에 개시된 바와 같은 인공습지를 이용한 하수처리시스템이 개발되고 있는데, 이들 인공습지를 이용한 하수처리시스템의 경우 폐수에 포함된 질소의 처리가 대부분 종속영양탈질에 의하여 이루어지기 때문에 C/N가 낮은 국내 생활하수의 특성상 질소처리 효율(T-N 처리효율)이 낮은 단점이 있었다.Meanwhile, recently, a sewage treatment system using an artificial wetland as disclosed in the following [2], which was filed by the inventors of the present invention as a method for treating sewage generated in a small scale in rural areas, is being developed. In the case of sewage treatment system, the nitrogen treatment efficiency (TN treatment efficiency) is low due to the characteristics of domestic sewage having low C / N, because most of the nitrogen contained in the wastewater is treated by heterotrophic denitrification.

이를 해결하기 위하여, 최근에는 종속영양탈질과 황산화탈질균을 적용한 독립영양탈질을 병행하여 질소의 처리효율을 최대화하는 인공습지를 이용한 하수처리시스템이 개발되고 있으나, 독립영양탈질 과정에서 발생되는 수소이온으로 인하여 처리수의 pH가 감소하는 문제점이 있다. To solve this problem, a sewage treatment system using an artificial wetland that maximizes the treatment efficiency of nitrogen in combination with autotrophic denitrification using heterotrophic denitrification and denitrification with sulfuric acid has recently been developed. However, There is a problem that the pH of the treated water decreases due to the ions.

[문헌 1] 한국공개특허 제2010-0117954호(2010. 11. 4. 공개)[Patent Document 1] Korea Patent Publication No. 2010-0117954 (disclosed on Nov. 4, 2010)

[문헌 2] 한국등록특허 제1236175호(2013. 2. 26. 공고)
[Literature 2] Korean Patent No. 1236175 (issued on February 26, 2013)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 농업 및 산림 부산물로 구성되는 바이오매스를 열분해하여 바이오차를 제조하는 경우 상기 바이오차의 표면에 황산화탈질균을 적용한 독립영양탈질의 전자공여체로 작용하는 황을 첨착함으로써, 상기 바이오차를 종속영양탈질과 독립영양탈질을 병행하는 하수처리시스템에서 질소 처리효율을 최대화하면서도 처리수의 pH 감소를 방지할 수 있는 수처리용 여재로 활용하는 것이 가능한 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치 및 제조방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a biocide, which is produced by pyrolyzing biomass composed of agriculture and forest byproducts, The present invention provides a sewage treatment system in which heterotrophic denitrification and independent nutrient denitrification are performed in combination with the above-mentioned biocide, thereby preventing the pH of the treated water from being reduced while maximizing the nitrogen treatment efficiency And to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method of sulfur-impregnated bio-tea for water treatment that can be utilized as a water treatment filter material.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 바이오차의 표면에 황 첨착을 하는 경우 바이오차가 수용된 챔버부 내부에서 증기 상태의 황이 바이오차를 거쳐서 유동되도록 구성함으로써 황 첨착 효율을 최대화할 수 있는 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치 및 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
It is another object of the present invention to provide a bioaccelerator which is capable of maximizing the sulfur impregnation efficiency by structuring the sulfur in the vapor state in the chamber part accommodating the bio- And to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method of a bio-tea.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치는 내부에 바이오매스(biomass)가 수용되는 챔버부, 상기 챔버부 내부에 열을 가하는 히터부, 상기 챔버부 내부에 물을 공급하는 물공급부, 상기 챔버부 내부에 황(sulfur)을 공급하는 황공급부, 및 상기 챔버부에 열을 가하여 상기 바이오매스를 바이오차(biochar)로 열분해하고, 상기 챔버부에 물을 공급하여 상기 열분해된 바이오차의 비표면적을 증가시키며, 상기 챔버부에 황을 공급하여 상기 비표면적이 증가된 바이오차의 표면에 황이 첨착되도록 상기 히터부, 물공급부, 및 황공급부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, an apparatus for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment according to the present invention comprises a chamber portion in which a biomass is received, a heater portion which applies heat to the inside of the chamber portion, A water supply part for supplying water to the chamber part, a water supply part for supplying sulfur to the inside of the chamber part, and pyrolysis of the biomass by biocharging by applying heat to the chamber part, The water supply unit and the purge gas supply unit to control the operation of the heater unit, the water supply unit, and the purge gas supply unit so that the sulfur is adhered to the surface of the biochip with the increased specific surface area, by supplying sulfur to the chamber unit by increasing the specific surface area of the pyrolyzed biochip And a control unit for controlling the display unit.

또한, 상기 바이오매스를 열분해하는 경우 상기 챔버부의 내부를 혐기성 상태로 유지하기 위하여 상기 제어부의 제어동작에 의해, 상기 챔버부 내부에 질소를 공급하는 질소공급부 또는 상기 챔버부 내부를 진공처리하는 진공펌프부 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to maintain the interior of the chamber in an anaerobic state when pyrolyzing the biomass, a nitrogen supply unit for supplying nitrogen into the chamber by a control operation of the control unit, or a vacuum pump for evacuating the inside of the chamber, And at least one of the above-mentioned components.

또한, 상기 챔버부 내부에 설치되어 수용된 바이오매스를 지지하고, 챔버부 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 분리하는 격막과, 상기 하부 공간 일측에 연결된 진공펌프부를 더 포함하고, 상기 격막은 바이오매스를 지지하는 부분에 통공이 형성되어 있고, 상기 제어부는 챔버부에 황을 공급하는 경우 상기 진공펌프부를 작동시켜 상기 공급된 황이 통공을 통해 하부 공간 방향으로 유동하면서 상기 바이오차의 표면에 첨착되도록 하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a diaphragm for supporting the biomass installed in the chamber and separating the chamber internal space into an upper space and a lower space and a vacuum pump unit connected to one side of the lower space, And the control unit activates the vacuum pump unit when sulfur is supplied to the chamber unit so that the supplied sulfur is adhered to the surface of the biochip while flowing in the direction of the lower space through the through holes .

또한, 상기 챔버부의 내부에는 상기 물공급부에 연결되어 물을 상기 바이오차의 표면에 분사하기 위한 적어도 하나의 노즐장치가 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, at least one nozzle device for spraying water onto the surface of the bio-disc is formed inside the chamber part, connected to the water supply part.

또한, 상기 황공급부는 분말형태의 황을 저장하는 황분말 저장조와 상기 황분말을 이송관을 통해 상기 챔버부에 공급하거나 차단하는 개폐부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The sulfur supply unit may include a sulfur powder reservoir for storing sulfur in powder form and an opening and closing member for supplying or blocking the sulfur powder to the chamber through the transfer pipe.

또한, 상기 황공급부는 이송관의 일측에 설치되어 상기 황분말을 챔버부 내부에 균일하게 공급하기 위한 송풍장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the sulfur supply unit may further include a blowing device installed at one side of the transfer pipe to uniformly supply the sulfur powder into the chamber.

또한, 본 발명에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조방법은 바이오매스(biomass)가 수용된 챔버 내부에 열을 가하여 상기 바이오매스를 바이오차로 열분해하는 제1단계, 상기 열분해된 바이오차의 표면에 물을 공급하여 바이오차의 비표면적을 증가시키는 제2단계, 상기 비표면적이 증가된 바이오차의 표면에 황을 공급하여 첨착시키는 제3단계, 및 아세톤, 묽은 염산 또는 증류수 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 황이 첨착된 바이오차를 세정하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment according to the present invention comprises the steps of: thermally decomposing a biomass by applying heat to a chamber containing a biomass; A third step of supplying sulfur to the surface of the bio-tea with the increased specific surface area and impregnating the surface of the bio-tea, and a third step of adding at least one of acetone, diluted hydrochloric acid and distilled water And a fourth step of cleaning the sulfur-impregnated bio-car.

또한, 상기 제3단계는 공급된 황이 바이오차를 거쳐 유동하면서 상기 바이오차의 표면에 첨착될 수 있도록 챔버 내부와 연결된 진공펌프를 동작시켜 챔버 내부에서 상기 공급된 황을 유동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The third step further includes operating the vacuum pump connected to the inside of the chamber so that the supplied sulfur flows through the bio-disc and is adhered to the surface of the bio-disc to flow the supplied sulfur inside the chamber .

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치 및 제조방법은 바이오매스를 저속 열분해하여 얻은 바이오차의 표면에 물을 공급하여 바이오차의 비표면적을 증가시키는 물리적 활성화 단계를 거친 이후 상기 바이오차의 표면에 황산화탈질균을 적용한 독립영양탈질의 전자공여체로 작용하는 황을 첨착함으로써, 상기 바이오차를 종속영양탈질과 독립영양탈질을 병행하는 하수처리시스템에서 질소 처리효율을 최대화하면서도 처리수의 pH 감소를 방지할 수 있는 수처리용 여재로 활용할 수 있음과 동시에 종래 그대로 방치되던 폐유기물자원의 활용도를 제고할 수 있다는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, an apparatus and a method for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment include a physical activation step of increasing the specific surface area of bio-tea by supplying water to the surface of the bio-tea obtained by low-speed thermal decomposition of the biomass After the coarse grains, the sulfur that acts as an electron donor for the autotrophic denitrification, which is applied to the surface of the bio-tea, is impregnated with sulfuric acid denitrifying bacteria. Thus, in the sewage treatment system in which the bio-tea is subjected to heterotrophic denitrification and autotrophic denitrification, It is possible to utilize it as a water treatment filter material capable of maximizing the pH while preventing the decrease in the pH of the treated water, and at the same time, it is possible to improve the utilization of waste organic matter resources that have been left untouched.

또한, 본 발명에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치 및 제조방법은 바이오차의 표면에 황 첨착을 하는 경우 진공펌프를 가동시켜 바이오차가 수용된 챔버부 내부에서 증기 상태의 황이 바이오차를 거쳐서 유동되도록 구성함으로써 황 첨착 효율을 최대화할 수 있는 장점이 있다.
In addition, according to the present invention, there is provided an apparatus and a method for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment, wherein when sulfur is attached to the surface of a bio-car, a vacuum pump is operated to cause a sulfur in a vapor state to pass through the bio- So that the sulfur impregnation efficiency can be maximized.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치의 구성을 나타낸 도면,
도2는 도1에 도시한 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치의 동작구성을 설명하기 위한 블럭도,
도3은 도1에 도시한 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치를 이용한 바이오차 제조방법을 설명하기 위한 흐름도, 및
도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치의 구성을 나타낸 도면이다.
1 is a view showing a configuration of an apparatus for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment according to a first embodiment of the present invention,
Fig. 2 is a block diagram for explaining the operational configuration of the apparatus for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment shown in Fig. 1,
3 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a bio-car using the apparatus for producing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment shown in Fig. 1, and Fig.
4 is a view showing a configuration of an apparatus for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(제1실시예)(Embodiment 1)

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도2는 도1에 도시한 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치의 동작구성을 설명하기 위한 블럭도이며, 도3은 도1에 도시한 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치를 이용한 바이오차 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 1 is a view showing the construction of an apparatus for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining the operational configuration of the apparatus for manufacturing a sulfur- FIG. 3 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a bio-car using the apparatus for producing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment shown in FIG. 1. FIG.

본 발명에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치는 챔버부(10), 상기 챔버부(10)의 내부에 열을 공급하는 히터부(60), 상기 챔버부(10)의 내부에 물을 공급하는 물공급부(30), 및 상기 챔버부(10)의 내부에 황(sulfur)을 공급하는 황공급부(40)를 포함하여 구성된다.An apparatus for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment according to the present invention comprises a chamber 10, a heater 60 for supplying heat to the inside of the chamber 10, A water supply part 30 for supplying water, and a water supply part 40 for supplying sulfur inside the chamber part 10.

또한, 상기 챔버부(10)는 일예로서 내부에 바이오매스가 수용되는 내부 챔버(12), 상기 내부 챔버(12)의 외부를 둘러싸는 외부 챔버(11), 상기 내부 챔버와 외부 챔버 사이에 개재되는 보온층(13)으로 구성된다.The chamber portion 10 may include, for example, an inner chamber 12 in which the biomass is contained, an outer chamber 11 surrounding the outer portion of the inner chamber 12, And a heat insulating layer 13 which is made of a resin.

이때, 상기 내부 챔버(12)는 스테인레스 스틸과 같은 금속성 재질 또는 내열성 플라스틱 재질 등으로 구성될 수 있으며, 상기 보온층(13)은 후술하는 바와 같이 히터부(60)를 보호하고 온도의 항상성을 유지할 수 있도록 내화벽돌과 같은 보온성 재질로 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the inner chamber 12 may be made of a metallic material such as stainless steel or a heat-resistant plastic material. The insulating layer 13 protects the heater unit 60 and maintains the temperature constant It is preferable that it is made of a heat insulating material such as refractory brick.

또한, 상기 외부 챔버(11)는 전술한 내부 챔버 및 보온층(13)에서 발생된 열이 외부로 전달되는 것을 방지하기 위하여 절연성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the outer chamber 11 is preferably made of an insulating material to prevent the heat generated in the inner chamber and the heat insulating layer 13 from being transmitted to the outside.

본 실시예에서는 상기 챔버부(10)가 3개의 층으로 구성된 경우를 일예로서 설명하였으나 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 동일한 기능을 수행하는 범위내에서는 단일층 또는 2개의 층 등으로 다양하게 구성될 수도 있다.In the present embodiment, the case where the chamber part 10 is composed of three layers has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and if necessary, the chamber part 10 may be formed into a single layer, .

또한, 도1에서는 명확히 표현되지는 않았으나 상기 챔버부(10)는 바이오매스의 유입 및 바이오차의 유출이 용이할 수 있도록 외부에서 개폐가능한 구조로 구성되는 것이 더욱 바람직하다.In addition, although not clearly shown in FIG. 1, it is preferable that the chamber part 10 is structured to be openable and closable from the outside so that the inflow of the biomass and the outflow of the bio-car can be facilitated.

또한, 상기 챔버부(10)에는 외측에서 상기 외부 챔버(11)와 보온층(13)을 관통하여 상기 내부 챔버(12)의 내부(14)에 설치되어 후술하는 바와 같이 물을 내부 챔버(12)의 내부에 공급하는 공급관(50)을 더 구비하며, 상기 공급관(50)의 내부 챔버(12)측 단부에는 공급되는 물을 바이오차의 표면에 균일하게 분사하기 위한 복수의 노즐장치(51)가 설치된다.The chamber 10 is installed in the inside 14 of the inner chamber 12 through the outer chamber 11 and the heat insulating layer 13 from the outside so that water is supplied to the inner chamber 12 And a plurality of nozzle devices 51 for uniformly spraying the supplied water onto the surface of the bio-disc are provided at the end of the supply tube 50 on the side of the inner chamber 12, Respectively.

또한, 상기 히터부(60)는 내부 챔버(12)의 내부에 열을 전달하여 상술한 바와 같이 내부 챔버(12)에 수용된 바이오매스를 바이오차로 열분해하기 위한 것으로서 열선과 같은 통상의 발열수단 등으로 바람직하게 구현될 수 있는데, 후술하는 바와 같이 내부 챔버(12) 내부의 온도조절이 용이하도록 하기 위하여 발열량 제어가 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.The heater unit 60 is used for thermally decomposing the biomass contained in the inner chamber 12 as described above by transferring heat to the interior of the inner chamber 12, It is preferable that the heating amount of the inner chamber 12 is controlled so that the inner temperature of the inner chamber 12 can be easily controlled.

또한, 본 실시예에서는 상기 히터부(60)가 보온층(13)의 내부에 설치되는 경우를 일예로서 설명하였으나 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 내부 챔버(12)의 내부(14)에 직접 설치되도록 구성될 수도 있다.In the present embodiment, the heater 60 is provided inside the heat insulating layer 13. However, the present invention is not limited to this, and if necessary, the heater 60 may be directly attached to the inner portion 14 of the inner chamber 12 May be configured to be installed.

또한, 상기 물공급부(30)는 내부 챔버(12)에 물을 공급하여 상술한 바와 같이 열분해된 바이오차의 비표면적을 증가시켜 바이오차를 물리적으로 활성화시키기 위한 것으로서, 챔버부(10)의 외측에 설치된 물저장조(32), 상기 물저장조와 공급관(50)을 연결하는 물공급관(31), 및 상기 물공급관(31)의 중도에 설치되어 물저장조(32)의 물을 내부 챔버(12)로 공급하거나 차단하는 물공급밸브(33)를 포함하여 구성된다.The water supply unit 30 supplies water to the inner chamber 12 to physically activate the bio-car by increasing the specific surface area of the pyrolyzed bio-car as described above. A water supply pipe 31 connecting the water storage tank and the supply pipe 50 and a water supply pipe 31 provided in the middle of the water supply pipe 31 to connect the water in the water storage tank 32 to the inner chamber 12, And a water supply valve 33 for supplying or shutting off the water.

이때, 상기 물공급밸브(33)는 기계식 수동밸브로 구성될 수 있으나, 후술하는 바와 같이 제어부(100)의 제어동작에 의하여 작동되는 전자식 밸브로 구성될 수도 있다.At this time, the water supply valve 33 may be a mechanical type manual valve, but it may be an electronic valve operated by a control operation of the control unit 100 as described later.

또한, 상기 물공급부(30)는 물을 일정한 압력으로 공급하기 위한 컴프레서(compressor)와 같은 가압장치(미도시)를 더 구비할 수 있으며, 이는 후술하는 황공급부(40)와 질소공급부(20)의 경우에도 마찬가지이다.The water supply unit 30 may further include a pressurizing unit (not shown) such as a compressor for supplying water at a constant pressure. The water supply unit 30 may include a purge supply unit 40 and a nitrogen supply unit 20, .

또한, 상기 황공급부(40)는 내부 챔버(12)에 황을 공급하여 상술한 바와 같이 비표면적이 증가되어 물리적으로 활성화된 바이오차의 표면에 황을 첨착하기 위한 것이다.The purge gas supply portion 40 is for supplying sulfur to the inner chamber 12 to increase the specific surface area as described above to impinge sulfur on the surface of the physically activated biochar.

이를 위하여 상기 황공급부(40)는 챔버부(10)의 외측에 설치되어 분말형태의 황을 저장하는 황분말 저장조(42), 상기 황분말 저장조(42)와 내부 챔버(12)의 내부를 연결하는 황분말 이송관(41), 및 상기 황분말 이송관(41)의 중도에 설치되어 황분말 저장조(42)의 황분말을 내부 챔버(12)로 공급하거나 차단하는 황분말 공급밸브(43)를 포함하여 구성된다.The purge gas supply unit 40 includes a sulfur powder reservoir 42 disposed outside the chamber unit 10 for storing sulfur in powder form and a purifier unit 42 for connecting the sulfur reservoir 42 and the interior of the inner chamber 12 And a sulfur powder feed valve 43 provided in the middle of the sulfur powder feed pipe 41 for supplying or blocking sulfur powder of the sulfur powder storage tank 42 to the inner chamber 12, .

이때, 상기 황분말 공급밸브(43)도 마찬가지로 기계식 수동밸브로 구성될 수 있으나, 후술하는 바와 같이 제어부(100)의 제어동작에 의하여 작동되는 전자식 밸브로 구성될 수도 있다.At this time, the sulfur powder supply valve 43 may also be constituted by a mechanical manual valve, but it may be constituted by an electronic valve operated by a control operation of the controller 100 as described later.

또한, 상기 황공급부(40)는 내부 챔버(12)의 내부에 황분말을 균일하게 공급하기 위하여 전술한 바와 같이 압력공기를 제공하는 가압장치(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 필요에 따라서는 황분말 이송관(41)의 일측 또는 중도에 설치된 팬과 같은 송풍장치(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
The purge gas supply 40 may further include a pressurizing device (not shown) for supplying pressurized air as described above to uniformly supply sulfur powder to the interior of the inner chamber 12, (Not shown) such as a fan installed at one side or in the middle of the sulfur powder feed pipe 41. [

일반적으로 황산화탈질균을 적용한 독립영양탈질의 경우 전자공여체인 황의 공급과, 아래의 [화학식 1]과 같은 반응으로 발생되는 수소이온에 의하여 감소되는 처리수의 pH를 보상하기 위한 적정량의 알칼리제의 공급이 이루어져야 한다.Generally, in the case of the autodetection of autotrophic denitrification using a sulfation denitrifying bacteria, an appropriate amount of an alkaline agent to compensate for the pH of the treated water reduced by the hydrogen ions generated by the reaction of the following formula (1) Supply must be made.

Figure 112014039522077-pat00001
Figure 112014039522077-pat00001

하지만, 종래 기술에 따른 인공습지 등에 적용되던 수처리용 여재의 경우 대부분 알칼리도가 낮은 모래, 자갈, 쇄석 등으로 구성되므로 상술한 바와 같이 독립영양탈질 과정에서 저감되는 처리수의 pH를 중화시키지 못하였기 때문에, 황의 공급과 더불어 별도의 알칼리제의 투입이 불가피한 문제점이 있었다.However, since the water treatment filter material applied to the artificial wetland according to the prior art is composed of sand, gravel and crushed stone having a low alkalinity, as described above, the pH of the treated water reduced in the autotrophic denitrification process can not be neutralized , There is a problem in that it is inevitable to add a separate alkaline agent together with the supply of sulfur.

그러나, 본 발명에 따른 제조장치에 의하여 얻어지는 황 첨착 바이오차를 수처리용 여재로 적용할 경우에는 상기 첨착된 황이 황산화탈질균에 의한 독립영양탈질에서 전자공여체로 기능할 뿐만 아니라 상술한 바와 같이 독립영양탈질에 의하여 감소된 처리수의 pH를 중화시킬 수 있다는 장점이 있다.However, when the sulfur-impregnated bio-tea obtained by the production apparatus according to the present invention is applied to a water treatment media, the impregnated sulfur functions not only as an electron donor in the autotrophic denitrification by the sulfation denitrifying bacteria, It is possible to neutralize the pH of the treated water reduced by the denitrification.

한편, 상술한 바이오매스의 열분해 과정은 공기 중의 산소가 차단된 혐기성 조건에서 이루어지는 것이 바람직한데, 이를 위하여 본 발명에 따른 수처리용 바이오차의 제조장치는 상기 내부 챔버(12)의 내부(14)에 질소를 공급하기 위한 질소공급부(20) 또는 상기 내부 챔버(12)의 내부(14)를 진공처리하기 위한 진공펌프부(24)를 더 구비할 수 있다.It is preferable that the pyrolysis process of the biomass is performed under an anaerobic condition in which oxygen in the air is intercepted. To this end, an apparatus for producing a bio-tea for water treatment according to the present invention comprises A nitrogen supply part 20 for supplying nitrogen or a vacuum pump part 24 for vacuum processing the inside 14 of the inner chamber 12 may be further provided.

이때, 상기 질소공급부(20)와 진공펌프부(24)는 어느 하나가 설치될 수도 있으나, 본 실시예에서와 같이 2개 모두 설치될 수도 있다.At this time, either one of the nitrogen supply unit 20 and the vacuum pump unit 24 may be installed, but both of them may be installed as in the present embodiment.

또한, 본 실시예에서와 같이 2개 모두 설치된 경우 상기 진공펌프부(24)를 이용하여 내부 챔버(12)의 내부(14)를 먼저 진공시킨 후 질소공급부(20)에 의하여 질소를 공급할 수도 있으며, 필요에 따라서는 진공펌프부(24)를 동작시키면서 내부 챔버(12)의 내부(14)에 질소를 공급할 수도 있다.In the case where two of them are installed as in the present embodiment, the inside 14 of the inner chamber 12 may be first vacuumed using the vacuum pump unit 24, and nitrogen may be supplied by the nitrogen supply unit 20 , And nitrogen may be supplied to the inner portion 14 of the inner chamber 12 while operating the vacuum pump portion 24, if necessary.

한편, 상기 질소공급부(20)는 챔버부(10)의 외측에 설치된 질소저장조(22), 상기 질소저장조(22)를 내부 챔버(12)의 내부(14) 또는 공급관(50)과 연결하는 질소공급관(21), 및 상기 질소공급관(21)의 중도에 설치되어 질소저장조(22)의 질소를 내부 챔버(12)로 공급하거나 차단하는 질소공급밸브(23)를 포함하여 구성된다. The nitrogen supply unit 20 includes a nitrogen storage tank 22 installed outside the chamber 10 and a nitrogen storage tank 22 connecting the nitrogen storage tank 22 to the inside 14 or the supply pipe 50 of the inner chamber 12, And a nitrogen supply valve 23 installed in the middle of the nitrogen supply pipe 21 and supplying or blocking nitrogen of the nitrogen storage tank 22 to the inner chamber 12. [

또한, 상기 진공펌프부(24)는 진공관(23)을 통하여 내부 챔버(12)의 내부(14)와 연결되도록 구성된다.
The vacuum pump unit 24 is connected to the inside 14 of the inner chamber 12 through a vacuum tube 23.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치는 온도제어 또는 질소가스와 물의 공급 등이 사용자에 의하여 직접 동작되는 수동식으로 구성될 수도 있으나, 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이 사용의 편의를 위하여 제어부(100)의 제어신호에 의하여 동작되는 자동식으로 구성하였다.The apparatus for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment according to the present invention configured as described above may be configured to be a manual type in which temperature control or supply of nitrogen gas and water is directly operated by a user. In this embodiment, And is configured to be operated automatically by a control signal of the control unit 100 for convenience.

이를 위하여 본 실시예에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치는 사용자에 의하여 동작 조건 등이 입력되는 입력부(110), 내부 챔버(12)의 내부 온도를 감지하기 위한 온도센서부(120), 동작시간을 측정하기 위한 타이머부(130), 및 메모리부(140)에 미리 저장된 제어알고리즘에 따라 상기 히터부(60), 질소공급부(20), 물공급부(30), 황공급부(40), 및 진공펌프부(24)의 동작을 제어하는 제어부(100)를 더 포함하여 구성된다.
To this end, an apparatus for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment according to the present embodiment includes an input unit 110 for inputting operational conditions and the like by a user, a temperature sensor unit 120 for sensing an internal temperature of the inner chamber 12, The nitrogen supplier 20, the water supplier 30, the purifier 40, and the controller 40 according to a control algorithm previously stored in the memory unit 140, And a control unit (100) for controlling the operation of the vacuum pump unit (24).

이하에서는 도3을 참조하여 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치를 이용한 바이오차의 제조방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for manufacturing a bio-tea using the apparatus for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment according to this embodiment configured as described above with reference to FIG. 3 will be described in detail.

먼저, 제어부(100)는 입력부(110)를 통해 동작개시신호가 입력되면 질소공급부(20)의 동작을 제어하여 바이오매스가 수용된 내부 챔버(12)의 내부(14)에 질소를 공급하게 되는데(S10), 이 경우 상기 제어부(100)는 필요에 따라 진공펌프부(24)를 함께 동작시킬 수도 있다.First, when an operation start signal is input through the input unit 110, the control unit 100 controls the operation of the nitrogen supply unit 20 to supply nitrogen to the interior 14 of the inner chamber 12 containing the biomass S10). In this case, the control unit 100 may operate the vacuum pump unit 24 together, if necessary.

상기 S10 단계에 의하여 내부 챔버(12)의 내부(14)가 혐기성 상태로 유지되면, 제어부(100)는 히터부(60)를 동작시켜 상기 내부 챔버(12)의 내부(14)에 열을 공급하게 된다(S20).When the inside 14 of the inner chamber 12 is maintained in the anaerobic state by the step S10, the controller 100 operates the heater 60 to supply heat to the inside 14 of the inner chamber 12 (S20).

또한, 상기 제어부(100)는 내부 챔버(12)가 미리 정해진 제1설정온도에 도달하도록 히터부(60)를 구동함으로써 상기 바이오매스를 바이오차로 열분해하게 되는데(S30), 이 경우 상기 제어부(100)는 내부 챔버(12)의 온도가 장시간에 걸쳐 서서히 제1설정온도에 도달하도록 하여 상기 바이오매스가 저속 열분해에 의하여 충분히 분해될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The controller 100 pyrolyzes the biomass by bio-lubrication by driving the heater unit 60 so that the inner chamber 12 reaches a predetermined first set temperature (S30). In this case, the controller 100 Preferably allows the temperature of the inner chamber 12 to gradually reach a first set temperature over a long period of time so that the biomass can be sufficiently decomposed by low rate thermal decomposition.

이를 위하여 본 실시예에서는 일예로서 상기 제1설정온도를 600 내지 900℃로 설정하되, 상기 내부 챔버(12)의 온도가 분당 수 내지 수십 ℃의 속도로 상승하도록 하여 3시간 내지 5시간에 걸쳐 상기 제1설정온도에 도달할 수 있도록 구성하였다.For example, in the present embodiment, the first set temperature is set to 600 to 900 ° C, and the temperature of the inner chamber 12 is raised at a rate of several tens of minutes to several tens of degrees Celsius, So that the first set temperature can be reached.

상기 S30 단계가 완료되면, 상기 제어부(100)는 내부 챔버의 온도가 미리 설정된 상기 제1설정온도에 도달하였는지 여부를 판단하고(S40), 도달하지 않은 경우이면 S30 단계를 반복하여 전술한 방식으로 내부 챔버(12)의 가열 및 바이오매스의 저속 열분해가 이루어지도록 히터부(60)의 동작을 제어하게 된다.When the step S30 is completed, the controller 100 determines whether the temperature of the inner chamber has reached the first predetermined temperature (S40). If the temperature of the inner chamber has not reached the predetermined temperature, the control unit 100 repeats the step S30 The operation of the heater unit 60 is controlled so that the heating of the inner chamber 12 and the low-speed thermal decomposition of the biomass are performed.

반면에, 상기 S40 단계의 판단결과 내부 챔버(12)가 제1설정온도에 도달한 경우이면 제어부(100)는 이후 단계에서 내부 챔버(12)가 제1설정온도로 유지될 수 있도록 히터부(60)의 동작을 제어하게 된다(S50). On the other hand, if it is determined in step S40 that the inner chamber 12 has reached the first set temperature, the controller 100 controls the heater unit (not shown) to maintain the inner chamber 12 at the first set temperature 60 (S50).

또한, 상기 S50 단계가 완료되면 제어부(100)는 바이오차의 표면에 물이 분사될 수 있도록 상기 물공급부(30)의 동작을 제어한다(S60).When the step S50 is completed, the control unit 100 controls the operation of the water supply unit 30 so that water can be sprayed onto the surface of the bio-car (S60).

이 경우 상기 공급되는 물은 노즐을 통해 분사되는 과정에서 내부 챔버(12)의 열에 의하여 기화되기 때문에 바이오차의 표면에는 거의 수증기의 형태로 분사되게 된다.In this case, since the supplied water is vaporized by the heat of the inner chamber 12 in the process of being sprayed through the nozzle, the water is sprayed in the form of water vapor on the surface of the bio-disc.

또한, 전술한 바와 같이 상기 물 분사에 의하여 생성된 바이오차는 비표면적이 크게 증가되는 물리적 활성화 과정을 거치게 된다.In addition, as described above, the bio-generated by the water injection is subjected to a physical activation process in which the specific surface area is greatly increased.

한편, 상기 S60 단계가 완료되면 제어부(100)는 히터부(60)의 동작을 중지시키고 내부 챔버(12)의 온도가 제2설정온도까지 냉각되도록 하는데(S70), 이 경우 필요에 따라 상기 제어부(100)는 챔버부(10)에 별도로 구비된 냉각팬과 같은 냉각수단(미도시)을 가동시킬 수도 있다.The controller 100 stops the operation of the heater unit 60 and causes the temperature of the inner chamber 12 to cool to the second set temperature in step S70. In this case, (Not shown) such as a cooling fan separately provided in the chamber part 10 may be operated.

이때, 본 실시예에서는 일예로서 상기 제2설정온도를 400 내지 500℃로 설정하였다.At this time, as an example in the present embodiment, the second set temperature is set to 400 to 500 ° C.

상기 S70 단계가 완료되면, 상기 제어부(100)는 내부 챔버의 온도가 미리 설정된 상기 제2설정온도에 도달하였는지 여부를 판단하고(S80), 도달하지 않은 경우이면 S70 단계를 반복하여 전술한 방식으로 내부 챔버(12)가 냉각되도록 한다.When the step S70 is completed, the controller 100 determines whether the temperature of the inner chamber has reached the second preset temperature (S80). If the temperature of the inner chamber has not reached the predetermined temperature, the control unit 100 repeats the step S70 Allowing the inner chamber 12 to cool.

반면에, 상기 S80 단계의 판단결과 내부 챔버(12)가 제2설정온도에 도달한 경우이면 제어부(100)는 이후 단계에서 내부 챔버(12)가 제2설정온도로 유지될 수 있도록 히터부(60)의 동작을 제어하게 된다(S90). On the other hand, if it is determined in step S80 that the inner chamber 12 has reached the second set temperature, the controller 100 controls the heater unit (not shown) so that the inner chamber 12 can be maintained at the second set temperature 60 (S90).

본 실시예에서는 상기 S90 단계에서 상기 제2설정온도가 30분 내지 2시간 정도 유지되도록 구성하였다.In this embodiment, the second set temperature is maintained for about 30 minutes to about 2 hours in step S90.

또한, 상기 S90 단계가 완료되면 제어부(100)는 내부 챔버(12)에 일정 비율로 황 분말을 공급하여 바이오차의 표면에 황이 첨착될 수 있도록 상기 황공급부(40)의 동작을 제어하는데(S100), 이 경우 분말 형태로 내부 챔버(12)로 공급된 황은 열에 의해 증발되어 증기의 형태로 바이오차의 표면에 첨착된다.When the step S90 is completed, the controller 100 supplies sulfur powder to the inner chamber 12 at a predetermined ratio to control the operation of the purifier 40 so that sulfur can be adhered to the surface of the biochar (S100 In which case the sulfur fed to the inner chamber 12 in powder form is evaporated by heat and impregnated on the surface of the bio-disc in the form of vapor.

상기 S100 단계가 완료되면 제어부(100)는 히터부(60)의 동작을 정지시키고 제어를 종료하게 된다(S110).When the step S100 is completed, the controller 100 stops the operation of the heater unit 60 and terminates the control (S110).

또한, 상기 도3의 흐름도에는 명확하게 나타내지는 않았으나, 상술한 방법에 의하여 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조가 완성되면 아세톤, 0.1N 정도의 묽은 염산, 또는 증류수 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 황 첨착 바이오차를 세정하는 과정을 더 수행하는 것이 바람직한데, 본 실시예에서는 아세톤, 염산, 증류수를 순차적으로 이용하여 세정이 이루어지도록 구성하였다.3, when the preparation of sulfur-impregnated bio-tea for water treatment is completed by the above-described method, at least one of acetone, 0.1N dilute hydrochloric acid, It is preferable to further perform the process of washing the impregnated bio-tea. In this embodiment, the cleaning is performed by sequentially using acetone, hydrochloric acid, and distilled water.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치 및 제조방법은 바이오매스를 저속 열분해하여 얻은 바이오차의 표면에 물을 공급하여 바이오차의 비표면적을 증가시키는 물리적 활성화 단계를 거친 이후 상기 바이오차의 표면에 황산화탈질균을 적용한 독립영양탈질의 전자공여체로 작용하는 황을 첨착함으로써, 상기 바이오차를 종속영양탈질과 독립영양탈질을 병행하는 하수처리시스템에서 질소 처리효율을 최대화하면서도 처리수의 pH 감소를 방지할 수 있는 수처리용 여재로 활용할 수 있음과 동시에 종래 그대로 방치되던 폐유기물자원의 활용도를 제고할 수 있다는 장점이 있다.
As described above, according to the present invention, an apparatus and a method for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment include a physical activation step of increasing the specific surface area of bio-tea by supplying water to the surface of the bio-tea obtained by low-speed thermal decomposition of the biomass After the coarse grains, the sulfur that acts as an electron donor for the autotrophic denitrification, which is applied to the surface of the bio-tea, is impregnated with sulfuric acid denitrifying bacteria. Thus, in the sewage treatment system in which the bio-tea is subjected to heterotrophic denitrification and autotrophic denitrification, It is possible to utilize it as a water treatment filter material capable of maximizing the pH while preventing the decrease in the pH of the treated water, and at the same time, it is possible to improve the utilization of waste organic matter resources that have been left untouched.

(제2실시예)(Second Embodiment)

도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치의 구성을 나타낸 도면이다.4 is a view showing a configuration of an apparatus for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2실시예는 내부 챔버(12)의 구성에 있어서만 전술한 제1실시예와 차이가 있기 때문에 이하에서는 이와 관련된 부분에 대해서만 설명을 하고 나머지 중복되는 부분에 대해서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.Since the second embodiment of the present invention differs from the first embodiment only in the configuration of the inner chamber 12, only the parts related to the second embodiment will be described below, and a detailed description of the remaining parts will be omitted .

또한, 설명의 편의를 위하여 전술한 제1실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.For convenience of description, the same reference numerals are given to the same constituent elements as those of the above-described first embodiment.

본 실시예에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치는 전술한 제1실시예와 대비할 때 상기 내부 챔버(12)의 내부에 설치되어 수용된 바이오매스를 지지하고, 내부 챔버(12)의 공간을 상부 공간(14a)과 하부 공간(14b)으로 분리하는 격막(15a,15b,15c)을 더 포함한다.The apparatus for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment according to the present embodiment supports biomass installed and accommodated inside the inner chamber 12 in comparison with the first embodiment described above, And further includes diaphragms 15a, 15b, 15c separating into an upper space 14a and a lower space 14b.

상기 격막(15a,15b,15c)은 대략 하부 공간(14b) 방향으로 경사진 깔때기 형상의 측면(15a)과 상기 측면(15a)의 하부 단부를 연결하는 평면 형상의 저면(15b)으로 구성되는데, 상기 저면(15b)은 수용된 바이오매스 및 이를 열분해한 바이오차를 지지하는 기능을 수행한다.The diaphragms 15a, 15b and 15c are composed of a funnel side surface 15a inclined in the direction of the lower space 14b and a planar bottom surface 15b connecting the lower end of the side surface 15a, The bottom surface 15b functions to support the received biomass and the bio-car which pyrolyzes the biomass.

이때, 상기 저면(15b)에는 복수의 통공(15c)이 형성되어 있는데, 상기 통공(15c)은 후술하는 바와 같이 내부 챔버(12)에 공급된 증기 상태의 황이 유동하는 경로를 제공하게 된다.At this time, a plurality of through holes 15c are formed in the bottom surface 15b. The through holes 15c provide a path through which steam in the vapor state supplied to the inner chamber 12 flows, as described later.

상기와 같이 구성된 본 실시예에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치에 있어서 상기 제어부(100)는 제1실시예에서 설명한 S100 단계를 수행하는 경우 상기 하부 공간(14b)에 연결된 진공펌프부(24)를 작동시키게 된다.In the apparatus for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment according to the present embodiment having the above-described structure, when the control unit 100 carries out the step S100 described in the first embodiment, the vacuum pump unit connected to the lower space 14b 24).

따라서, 상부 공간(14a)에서 증발되어 증기 상태로 존재하던 황은 상기 측면(15a)이 가이드 기능을 수행하면서 저면(15b)에 지지된 바이오차를 거쳐서 상기 통공(15c)을 통해 하부 공간(14b) 방향으로 유동하게 되며, 상기 유동 과정에서 바이오차의 표면에 황의 첨착이 이루어진다.Therefore, the sulfur vaporized in the upper space 14a and present in a vapor state is introduced into the lower space 14b through the through hole 15c through the bio-disc supported by the bottom surface 15b while the side surface 15a performs guiding function. And the impregnation of sulfur is carried out on the surface of the bio-tea in the flow process.

상기와 같은 구성에 의하여 본 실시예에 따른 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치는 증발된 황이 바이오차의 표면에 첨착되지 않고 증기 상태로 존재하거나 내부 챔버(12)의 벽면이나 천정면 등에 붙는 것을 방지함으로써 황의 첨착효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
According to the above-described structure, the apparatus for manufacturing a sulfur-impregnated bio-tea for water treatment according to the present embodiment is characterized in that the vaporized sulfur is present in a vapor state without being adhered to the surface of the bio-disc or attached to the wall surface of the inner chamber 12, It is possible to improve the impregnation efficiency of sulfur.

10 : 챔버부 20 : 질소공급부
30 : 물공급부 40 : 황공급부
60 : 히터부 100 : 제어부
10: chamber part 20: nitrogen supply part
30: water supply part 40:
60: heater section 100:

Claims (9)

내부에 바이오매스(biomass)가 수용되는 챔버부;
상기 챔버부 내부에 열을 가하는 히터부;
상기 챔버부 내부에 물을 공급하는 물공급부;
상기 챔버부 내부에 황(sulfur)을 공급하는 황공급부;
상기 챔버부 내부에 설치되어 수용된 바이오매스를 지지하고, 챔버부 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 분리하는 격막;
상기 하부 공간 일측에 연결된 진공펌프부; 및
상기 챔버부에 열을 가하여 상기 바이오매스를 바이오차(biochar)로 열분해하고, 상기 챔버부에 물을 공급하여 상기 열분해된 바이오차의 비표면적을 증가시키며, 상기 챔버부에 황을 공급하여 상기 비표면적이 증가된 바이오차의 표면에 황이 첨착되도록 상기 히터부, 물공급부, 황공급부, 및 진공펌프부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 격막은 바이오매스를 지지하는 부분에 통공이 형성되어 있고,
상기 제어부는 챔버부에 황을 공급하는 경우 상기 진공펌프부를 작동시켜 상기 공급된 황이 통공을 통해 하부 공간 방향으로 유동하면서 상기 바이오차의 표면에 첨착되도록 하는 것을 특징으로 하는 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치.
A chamber part in which a biomass is received;
A heater for applying heat to the inside of the chamber;
A water supply part for supplying water into the chamber part;
A purifier for supplying sulfur into the chamber;
A diaphragm for supporting the biomass installed inside the chamber and separating the chamber internal space into an upper space and a lower space;
A vacuum pump unit connected to one side of the lower space; And
The chamber is heated to decompose the biomass into biochar, and water is supplied to the chamber to increase the specific surface area of the pyrolyzed bio-car, and sulfur is supplied to the chamber, A water supply portion, a vacuum supply portion, and a vacuum pump portion so that sulfur is adhered to the surface of the bio-disc with increased surface area,
Wherein the diaphragm has a through hole formed in a portion supporting the biomass,
Wherein when the sulfur is supplied to the chamber part, the control part activates the vacuum pump part so that the supplied sulfur flows in the direction of the lower space through the through hole to be impregnated on the surface of the bio-tea. Manufacturing apparatus.
제1항에 있어서,
상기 바이오매스를 열분해하는 경우 상기 챔버부의 내부를 혐기성 상태로 유지하기 위하여 상기 제어부의 제어동작에 의해, 상기 챔버부 내부에 질소를 공급하는 질소공급부 또는 상기 챔버부 내부를 진공처리하는 진공펌프부 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치.
The method according to claim 1,
A nitrogen supply part for supplying nitrogen into the chamber part or a vacuum pump part for vacuum processing the inside of the chamber part by a control operation of the control part to maintain the inside of the chamber part in the case of pyrolyzing the biomass, Wherein the at least one sulfur-containing bio-tea is at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, sulfuric acid, and sulfuric acid.
삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 챔버부의 내부에는 상기 물공급부에 연결되어 물을 상기 바이오차의 표면에 분사하기 위한 적어도 하나의 노즐장치가 형성된 것을 특징으로 하는 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
And at least one nozzle device connected to the water supply part for spraying water onto the surface of the bio-disc is formed inside the chamber part.
제1항에 있어서,
상기 황공급부는 분말형태의 황을 저장하는 황분말 저장조와 상기 황분말을 이송관을 통해 상기 챔버부에 공급하거나 차단하는 개폐부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sulfur supply unit comprises a sulfur powder reservoir for storing sulfur in powder form and an opening and closing member for supplying or blocking the sulfur powder to the chamber through the transfer pipe. .
제5항에 있어서,
상기 황공급부는 이송관의 일측에 설치되어 상기 황분말을 챔버부 내부에 균일하게 공급하기 위한 송풍장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리용 황 첨착 바이오차의 제조장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the sulfur supply unit further comprises a blowing device installed at one side of the transfer pipe to uniformly supply the sulfur powder into the chamber.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
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