KR20120073432A - Apparatus for producing microalgae using wastewater - Google Patents

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KR20120073432A
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권일한
박종석
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재단법인 포항산업과학연구원
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for producing microalgae using wastewater is provided to recyle the wastewater and reduce the cost for processing the wastewater. CONSTITUTION: An apparatus for producing microalgae comprises an apparatus main body(10), a lighting unit(20), an influx unit(30), a pipe part(40), and a discharging unit(50). The apparatus main body is a structure for placing a pipe member and comprises upper(11) and lower(12) fames and plurality of vertical frames(13). The upper and lower frames are a support member formed in a flat form. The vertical frame has two vertical frame mounted between both ends of the upper and lower frames and one vertical frame mounted between central parts of the upper and lower frames. The lighting unit is mounted at the vertical frame of the main body in a longitudinal direction and an LED(light emitting diode) lamp.

Description

폐수를 이용한 미세조류 생산장치{Apparatus for producing microalgae using wastewater}Apparatus for producing microalgae using wastewater

본 발명은 폐수를 이용한 미세조류 생산장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생활 하수나 오수의 종말처리장에서 1차적으로 처리된 폐수를 이용하여 미세조류를 대량으로 생산하는 폐수를 이용한 미세조류 생산장치에 관한 것이다.The present invention relates to a microalgae production apparatus using wastewater, and more particularly, to a microalgae production apparatus using wastewater to produce a large amount of microalgae using wastewater treated primarily in the terminal treatment of domestic sewage or sewage. It is about.

생활 하수나 오수 등의 폐수는 하수 종말 처리장에서 물리적 방법과 생화학적 방법에 의하여 처리되며, 특히 생화학적 방법에서는 여러 단계를 거치지만 마지막 단계 처리는 생물학적 질소 화합물 및 인 화합물의 처리단계이다. Wastewater, such as domestic sewage or sewage, is treated by physical and biochemical methods in sewage terminal treatment plants. In particular, biochemical methods go through several stages, but the final stage is treatment of biological nitrogen compounds and phosphorus compounds.

하지만, 질소 화합물의 처리단계에서 이산화질소(N2O)라는 물질이 발생되며, 이는 인간의 활동으로 인해 발생되는 온실 가스 중 이산화탄소 다음으로 많이 발생되는 인자 임이 밝혀져 있다. However, a nitrogen dioxide (N 2 O) substance is generated in the treatment step of the nitrogen compound, which is found to be the next most generated factor after carbon dioxide among greenhouse gases generated by human activity.

이러한 질소 화합물 및 인 화합물은 담수 및 해수의 적조현상을 유발하기 때문에 반드시 처리되어야 하며, 또한, 질소 화합물 및 인 화합물 제거에는 과다한 비용이 소요된다.These nitrogen compounds and phosphorus compounds must be treated because they cause red tide of fresh water and seawater, and the removal of nitrogen compounds and phosphorus compounds is excessively expensive.

특히, 적조현상은 주로 식물성 플랑크톤에 의하여 유발하는데 이는 제 3세대 바이오 연료의 재료가 되는 미세조류로 사용되나 인위적으로 적조화를 유발할 수 있는 장치는 미개발 상태이다.In particular, red tide is mainly caused by phytoplankton, which is used as a microalgae that is the material of third-generation biofuels, but an apparatus that can artificially induce red tide has not been developed.

또한, 산업체에서 배출되는 이산화탄소(CO2)가 지구 온난화의 주범으로 지목됨에 따라 이산화탄소를 고정화하기 위해 미세조류를 활용하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다.In addition, since carbon dioxide (CO 2 ) emitted from the industry is pointed to be the main culprit of global warming, researches are actively underway to utilize microalgae to fix carbon dioxide.

미세조류는 다양한 능력에 기인하여, 폐수의 처리, 이산화탄소의 고정화등의 역할을 수행할 수 있으며 연료물질, 화장품, 사료, 식용 색소와 의약용 원료 물질 등의 유용 물질을 생산하는 목적으로 사용되어 왔고, 유용한 고부가가치 물질들이 지속적으로 발견되어 그 활용범위를 넓혀 가고 있다.Microalgae can play a role in the treatment of waste water, immobilization of carbon dioxide, etc., due to their various capabilities, and have been used for the production of useful substances such as fuels, cosmetics, feed, food colorings and pharmaceutical raw materials. In the meantime, useful and high value added substances are constantly being discovered and expanding their applications.

미세조류의 생체 중량 및 유용생산물 증가에 영향을 미치는 것으로써 배지의 조성, 온도, pH, 광도, 광량 등의 많은 요인들이 존재하지만, 그중에서도 광합성 미세조류의 특성상 빛이 차지하는 비중이 가장 크다.There are many factors such as the composition of the medium, temperature, pH, light intensity, light quantity, etc., which affect the increase in biomass and useful products of microalgae, but among them, light occupies the largest portion due to the characteristics of photosynthetic microalgae.

일반적으로 이산화탄소 고정화를 목적으로 광합성 미세조류를 배양하는 장치는 크게 옥외에서 대량 배양을 하는 것(open system)과 미세조류 배양용 광생물 반응장치를 이용하는 것(closed system)으로 나눌 수 있다.In general, the apparatus for culturing photosynthetic microalgae for the purpose of immobilizing carbon dioxide can be largely divided into mass cultivation outdoors (open system) and using a microbial cultivation photobioreactor (closed system).

연못형(pond)을 포함하는 옥외 대량 배양장치의 경우 주로 호수 내지 대형 연못과 같은 형태의 반응시설을 사용하여 오고 있으며 일부 국가에서 상용화되어 있다.Outdoor mass cultivation apparatus including pond type has been mainly used in the form of reaction facilities such as lakes or large ponds and is commercially available in some countries.

그러나 이러한 형태의 배양시설은 초기 투자비가 적고 유지관리가 용이한 장점은 있으나, 오염, 분리 및 정제의 어려움, 낮은 세포농도, 많은 기질량(특히,질소원), 높은 수질 및 수량의 요구, 불규칙한 기후 조건, 비싼 인건비 등의 문제들 때문에 그 설치가 극히 제한적일 수밖에 없다.However, this type of cultivation facility has the advantages of low initial investment and easy maintenance, but it is difficult to contaminate, isolate and purify, low cell concentration, high mass (especially nitrogen source), high water quality and quantity demand, and irregular climate. Due to problems such as conditions and expensive labor costs, the installation is extremely limited.

특히 배양장치 내부로 효과적인 빛 전달이 이루어 지지 않아 균체의 성장속도가 느리고 균체의 성장 수율이 낮으며, 많은 양의 이산화탄소를 제거하기 위해서는 넓은 설치 공간이 필요한 단점을 가지고 있다.In particular, the effective growth of light is not achieved inside the culture apparatus, the growth rate of the cells is low, the growth yield of the cells is low, and a large installation space is required to remove a large amount of carbon dioxide.

이러한 옥외 대량 배양장치의 문제점들을 해결하기 위해, 작은 크기의 반응장치를 통해 고농도 배양을 함으로써 옥외 대량 배양장치에서의 생산량과 같거나 또는 더 많은 양을 생산하고, 유용 물질의 농도도 더 높은 고품질의 제품을 생산하고자 하였다.In order to solve the problems of the outdoor mass incubator, by cultivating a high concentration through a small sized reactor, it is produced in the same or more than the output in the outdoor mass incubator, and the concentration of useful material is high quality The product was intended to be produced.

이에 따라, 고농도의 배양을 할 수 있는 실내형인 소형의 각종 미세조류 배양용 광생물 반응장치가 연구 개발되고 있는데, 미세조류 배양용 광생물 반응장치는 옥외 대량 배양장치에 비해 초기 투자비와 관리 유지비가 상대적으로 높은 단점이 있으나, 높은 균체성장속도를 기대할 수가 있고 운전조건 조절이 용이하다는 장점이 있다.Accordingly, researches and developments of small and small microalgae cultivation photobioreactors that are capable of cultivating high concentrations have been carried out. Although it has a relatively high disadvantage, it can be expected to have a high cell growth rate and easy to control the operating conditions.

현재 개발되어 있는 형태로는 일반 교반형 반응장치, 판형 반응장치, 관형 반응장치, 칼럼형 반응장치 등이 있고, 이러한 모든 종류의 반응장치는 빛의 효율적인 전달이 반응장치 설계에 있어서 가장 중요한 점이 되고 있다.Currently developed forms include general stirred reactor, plate reactor, tubular reactor, column reactor, etc. In all these types of reactors, efficient transmission of light is the most important point in reactor design. have.

미세조류세포의 농도가 낮을 때에는 배지, 기체 주입 등이 세포의 증식에 가장 중요한 요인이 되지만, 고농도에 도달하면 광도가 가장 중요한 인자가 된다. 왜냐하면 농도가 높아질수록 빛의 투과 길이가 짧아지기 때문이다.When the concentration of microalgae cells is low, medium and gas injection are the most important factors for cell proliferation, but when the high concentration is reached, the brightness is the most important factor. This is because the higher the concentration, the shorter the light transmission length.

즉, 미세조류가 배양되는 동안 가해지는 빛은 미세조류가 성장하면서 점점 부피가 커지게 되며 이로 인하여 반응장치 표면에 있는 미세조류는 빛을 계속 공급 받을 수 있으나 반응장치 내부에 있는 미세조류는 표면의 미세조류로 인하여 그림자 효과가 생기므로 성장하는데 필요한 빛의 양을 충분히 공급받을 수 없게 된다.That is, the light applied while the microalgae is incubated becomes more and more bulky as the microalgae grows, thereby allowing the microalgae on the surface of the reactor to continue to receive light. Since the microalgae cause shadow effects, they cannot receive enough light to grow.

널리 사용되고 있는 미세조류 배양용 광생물 반응장치로는 외부광원으로 태양광을 이용하는 관형 미세조류 배양용 광생물 반응장치와 판넬형 미세조류 배양용 광생물 반응장치 등이 알려져 있다. As a photobioreactor for microalgae culture, which is widely used, tubular microalgae cultivation photovoltaic reactors and panel-type microalgae cultivation photobioreactors using sunlight as an external light source are known.

상기 반응장치는 태양광에 노출되는 조사 면적을 최대화하고 배양액 내부로의 빛 투과 거리를 짧게 하기 위하여, 좁고 긴 직사각형 또는 원통형 파이프를 조밀하게 밀착시켜 배양액을 순환시키는 구조를 갖는다.The reactor has a structure in which the narrow and long rectangular or cylindrical pipes are densely adhered to circulate the culture solution in order to maximize the irradiation area exposed to sunlight and to shorten the light transmission distance into the culture solution.

그러나, 이와 같이 내부 광원으로써 섬유를 이용한 반응장치는 광효율은 좋으나 세포가 광섬유 표면에 부착하는 문제점이 있다. 또한, 내부 광원으로써 형광등 등의 광원을 사용하는 경우, 연속적으로 장치를 작동하여야 하고 이에 따라 전기에너지를 과도하게 사용하므로 효율적이지 못하다는 문제점이 있다.However, the reaction apparatus using the fiber as the internal light source is good in light efficiency, but there is a problem that cells adhere to the surface of the optical fiber. In addition, in the case of using a light source such as a fluorescent lamp as an internal light source, there is a problem in that the device must be operated continuously and accordingly excessive use of electric energy is not efficient.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 폐수를 회수하여 재활용하여 폐수의 처리비용을 절감할 뿐만 아니라 미세조류의 생산비용을 절감할 수 있고, 폐수의 처리시 발생되는 활성 슬러지(Activated Sludge)를 감소시켜 슬러지의 처리비용을 절감하고 슬러지에 의한 환경오염을 방지하며, 화석연료의 사용을 절감하고, 미세조류의 생산성을 향상시킬 수 있는 폐수를 이용한 미세조류 생산장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, it is possible to reduce the cost of treatment of wastewater by recovering and recycling wastewater as well as to reduce the production cost of microalgae, the activity generated during the treatment of wastewater Provides a microalgae production device using wastewater that reduces sludge (active sludge) to reduce sludge disposal costs, prevent sludge environmental pollution, reduce the use of fossil fuels, and improve the productivity of microalgae It is for that purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상부 프레임과, 하부 프레임과, 그 사이에 수직으로 설치된 복수의 수직 프레임을 구비한 본체부; 상기 본체부의 수직 프레임에 설치된 조명부; 상기 본체부의 상부에 설치되어 폐수가 유입되는 유입부; 상기 유입부에 연통되며, 상기 본체부의 측면 둘레를 감싸도록 상기 수직 프레임에 형성된 복수의 지지편에 끼워맞춤되어 지지되는 배관부; 및 상기 본체부의 하부에 설치되되 상기 배관부의 하류에 연통되도록 설치되어 폐수가 배출되는 유출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the main frame having an upper frame, a lower frame, and a plurality of vertical frames vertically installed therebetween; An illumination unit installed in a vertical frame of the main body unit; An inlet installed at an upper portion of the main body to allow wastewater to flow; A pipe part communicating with the inlet part and fitted to and supported by a plurality of support pieces formed on the vertical frame to surround a circumference of the main body part; And an outlet part installed at a lower portion of the main body part so as to communicate downstream with the pipe part, through which the waste water is discharged.

본 발명의 상기 조명부는, 상기 수직 프레임에 상하 길이방향으로 설치된 LED 램프로 이루어져 있다. 본 발명의 상기 LED 램프는, 0.1?500ms의 간격으로 간헐조사가 이루어진다.The lighting unit of the present invention, the vertical frame is composed of LED lamps installed in the vertical direction. The LED lamp of the present invention, the intermittent irradiation is made at intervals of 0.1 ~ 500ms.

본 발명의 상기 배관부는, 상기 지지편을 개재해서 상기 수직 프레임에 수평방향에서 하방으로 경사지게 설치되되 길이방향으로 형성된 복수의 투명배관과, 서로 이웃하는 상기 투명배관의 단부를 서로 연결하도록 절곡 형성된 연결배관으로 이루어져 있다.The pipe part of the present invention is installed to be inclined downward from the horizontal direction to the vertical frame via the support piece, a plurality of transparent pipes formed in the longitudinal direction and the connection formed bent to connect the ends of the adjacent transparent pipes to each other It consists of piping.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 본체부의 상부로 폐수를 유입시켜 투명 배관부를 통해서 하방으로 유동시키면서 조명부에 의해 광을 조사하여 미세조류를 생산함으로써, 폐수를 회수하여 재활용하여 폐수의 처리비용을 절감할 뿐만 아니라 미세조류의 생산비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다. As described above, in the present invention, the wastewater is introduced into the upper portion of the main body and flows downward through the transparent pipe, thereby irradiating light by the lighting unit to produce microalgae, thereby recovering and recycling the wastewater to reduce the wastewater treatment cost. In addition, it provides the effect of reducing the production cost of microalgae.

또한, 폐수 종말처리장으로부터 발생되는 지구 온난화의 주범인 이산화질소(N2O)를 절감하여 환경오염을 방지할 뿐만 아니라 폐수처리 비용을 절감하는 효과를 유발할 수 있게 된다. In addition, by reducing the nitrogen dioxide (N 2 O) which is the main culprit of global warming generated from the wastewater treatment plant, it is possible not only to prevent environmental pollution but also to reduce the cost of wastewater treatment.

또한, 종래의 폐수처리시 사용되는 생화학적 공정을 감소시켜 폐수의 처리시 발생되는 활성 슬러지(Activated Sludge)를 감소시켜 슬러지의 처리비용을 절감하고 슬러지에 의한 환경오염을 방지할 수 있게 된다. In addition, by reducing the biochemical process used in the conventional wastewater treatment to reduce the activated sludge generated during the treatment of wastewater (slurry) it is possible to reduce the treatment cost of the sludge and to prevent the environmental pollution by the sludge.

또한, 생활 폐수나 오수를 이용하여 미세조류를 생산하고 이를 통해 바이오 연료 생산이 가능하여 화석연료의 사용을 절감할 수 있게 된다. In addition, microalgae are produced using domestic wastewater or sewage, and biofuel production is possible, thereby reducing the use of fossil fuels.

폐수에 광을 조사하는 조명부로 LED 램프를 사용하고 이를 간헐조사함으로써, 미세조류의 광합성 속도를 증가시켜 미세조류의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.By using an LED lamp as an illumination unit for irradiating light to the waste water and intermittently irradiating the waste water, it increases the photosynthetic rate of the microalgae and provides an effect of improving the productivity of the microalgae.

폐수가 유동하는 배관부를 투명배관과 연결배관으로 구성하여 조명부에서 조사된 광에 의해 미세조류의 생산효율을 향상시킬 수 있게 된다. The pipe part in which the waste water flows is composed of a transparent pipe and a connecting pipe to improve the production efficiency of the microalgae by the light irradiated from the lighting unit.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 폐수를 이용한 미세조류 생산장치를 나타내는 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 폐수를 이용한 미세조류 생산장치를 나타내는 우측면도.1 is a front view showing a microalgae production apparatus using wastewater according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a right side view showing a microalgae production apparatus using wastewater according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 폐수를 이용한 미세조류 생산장치를 나타내는 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 폐수를 이용한 미세조류 생산장치를 나타내는 우측면도이다.1 is a front view showing a microalgae production apparatus using wastewater according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a right side view showing a microalgae production apparatus using wastewater according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 폐수를 이용한 미세조류 생산장치는, 본체부(10), 조명부(20), 유입부(30), 배관부(40), 유출부(50)으로 이루어져, 3세대 바이오 연료인 미세조류를 이용한 바이오 디젤, 바이오 에탄올, 합성가스의 원료가 되는 미세조류를 대량으로 생산하는 폐수를 이용한 미세조류 생산장치이다. 1 and 2, the microalgae production apparatus using wastewater according to the present embodiment, the main body portion 10, the lighting portion 20, the inlet portion 30, the piping portion 40, the outlet portion ( 50) is a microalgae production apparatus using wastewater to produce a large amount of microalgae, which is a raw material of biodiesel, bioethanol, and synthesis gas using microalgae, a third generation biofuel.

본체부(10)는 폐수가 유동하는 유로를 형성하기 위한 배관부재를 거치하는 구조체로서, 상부 프레임(11) 및 하부 프레임(12)과, 그 사이에 수직으로 설치된 복수의 수직 프레임(13)을 구비한다.The main body portion 10 is a structure for mounting a pipe member for forming a flow path through which wastewater flows, and includes an upper frame 11 and a lower frame 12 and a plurality of vertical frames 13 installed vertically therebetween. Equipped.

상부 프레임(11) 및 하부 프레임(12)은 평판형상으로 형성된 지지부재로서, 본체부(10)의 상부 및 하부 각각에 수평으로 설치되어 상부면과 하부면을 구성하게 된다.The upper frame 11 and the lower frame 12 are supporting members formed in a flat plate shape, and are horizontally installed on upper and lower portions of the main body 10 to form upper and lower surfaces.

수직 프레임(13)은 서로 수평으로 설치된 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12) 사이에 복수개가 수직으로 입설된 수직부재로서, 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)의 양쪽 단부 사이 설치된 2개의 수직 프레임과, 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)의 중앙부위 사이 설치된 1개의 수직 프레임으로 이루어져 있다.The vertical frame 13 is a vertical member placed vertically between the upper frame 11 and the lower frame 12 installed horizontally with each other, and is provided between two ends of the upper frame 11 and the lower frame 12. It consists of four vertical frames and one vertical frame provided between the center part of the upper frame 11 and the lower frame 12. As shown in FIG.

상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)의 양쪽 단부 사이 설치된 2개의 수직 프레임의 양쪽 측면에는, 고리형상으로 형성된 복수개의 지지편(14)이 상하 방향으로 이격 형성되어 있다.On both sides of two vertical frames provided between both ends of the upper frame 11 and the lower frame 12, a plurality of support pieces 14 formed in an annular shape are spaced apart in the vertical direction.

조명부(20)는 본체부(10)의 수직 프레임(13)에 상하 길이방향으로 설치되어, 배관부(40) 내로 유동하는 폐수에 광을 조사하여 미세조류를 생산하는 LED(Light Emitting Diode) 램프로 이루어진다. The lighting unit 20 is installed in the vertical frame 13 of the main body 10 in the vertical direction, and emits light to the wastewater flowing into the pipe 40 to produce a microalgae LED (Light Emitting Diode) lamp Is made of.

이러한 LED 램프는, 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)의 양쪽 단부 사이 설치된 2개의 수직 프레임의 내부 측면과, 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)의 중앙부 사이 설치된 1개의 수직 프레임의 내부 양쪽 측면에 설치되어 있다.Such an LED lamp is provided with an inner side of two vertical frames installed between both ends of the upper frame 11 and the lower frame 12, and one vertical frame installed between the center of the upper frame 11 and the lower frame 12. It is installed on both sides of the inside.

이와 같이 조명부(20)로 사용되는 LED 램프는, 리엑터(reactor)의 외부 혹은 내부에서 인베디드(Embedded) 되어 있는 형태의 광원을 제공한다. 이러한 LED 램프는 연속광 조사방식과 펄스조사(간헐조사) 방식이 모두 가능하게 하지만, 간헐조사가 식물의 광합성 속도를 증가시키는 원리를 이용하여 미세조류의 광합성 속도를 증가시키게 된다.As described above, the LED lamp used as the lighting unit 20 provides a light source having an embedded shape outside or inside the reactor. Such LED lamps are capable of both continuous light irradiation and pulsed irradiation (intermittent irradiation). However, intermittent irradiation increases the photosynthetic rate of microalgae using the principle of increasing the photosynthetic rate of plants.

따라서, 본 실시예의 LED(Light Emitting Diode) 램프는, 0.1?500ms의 간격으로 간헐조사가 이루어지는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 간격의 범위를 벗어나면 간헐조사에 의한 식물의 광합성 속도 증가가 미미하기 때문이다.Therefore, it is preferable that the LED (Light Emitting Diode) lamp of the present embodiment be intermittently irradiated at intervals of 0.1 to 500 ms. The reason for this is that the increase in photosynthetic rate of the plant by intermittent irradiation is insignificant outside the range of the interval.

유입부(30)는 본체부(10)의 상부 일측면에 설치되어 폐수가 유입되는 유입구로 이루어져 있다. 따라서 유입부(30)로 유입된 폐수가 본체부(10)의 상부에서 하부로 중력에 의해 유동이 가능하게 된다.The inlet 30 is installed on one side of the upper portion of the main body 10 and consists of an inlet through which wastewater is introduced. Therefore, the wastewater introduced into the inlet 30 is allowed to flow by gravity from the upper portion of the body portion 10 to the lower portion.

배관부(40)는 유입부(30)에 연통되며, 본체부(10)의 측면 둘레를 감싸도록 수직 프레임(13)에 형성된 복수의 지지편(14)에 끼워맞춤되어 지지되며, 투명배관(41)과 연결배관으로 이루어져 있다.The pipe part 40 communicates with the inflow part 30, fits and is supported by a plurality of support pieces 14 formed on the vertical frame 13 so as to surround the circumference of the main body part 10, and the transparent pipe ( 41) and connecting piping.

투명배관(41)은 일자형상과 같이 길이방향으로 형성된 배관부재로서, 양단부가 고리형상의 지지편(14)을 개재해서 수직 프레임(13)의 둘레에 수평방향에서 하방으로 경사지게 설치되어 있다. The transparent pipe 41 is a pipe member formed in the longitudinal direction like a straight shape, and both ends thereof are inclined downward from the horizontal direction around the vertical frame 13 via the annular support piece 14.

이와 같이 배관부(40)가 투명배관(41)으로 이루어짐으로써, 조명부(20)로부터 조사된 광이 투명배관(41)의 내부에 유동하는 폐수로 조사하게 되어 미세조류의 생산이 용이하게 된다.Thus, the pipe part 40 is made of a transparent pipe 41, the light irradiated from the lighting unit 20 is irradiated with the waste water flowing in the transparent pipe 41 is easy to produce microalgae.

연결배관은 서로 이웃하는 투명배관(41)의 단부를 서로 연결하도록 절곡 형성된 배관부재로서, 절곡관(42)과 연통관(43)으로 이루어져 있다. The connection pipe is a pipe member that is bent to connect the ends of the adjacent transparent pipe 41 to each other, and consists of a bent pipe 42 and the communication pipe 43.

절곡관(42)은 "ㄱ"자 형상과 같이 수직으로 절곡된 절곡부재로서, 투명배관(41)의 단부에 각각 끼워맞춤되어 연결되고, 이웃한 투명배관(41)의 단부에 각각 결합된 절곡관(42) 사이에는 일자형상의 연통관(43)이 연결되어 있다.The bending pipe 42 is a bending member vertically bent in a "b" shape, and is fitted and connected to the ends of the transparent pipes 41, respectively, and is bent to each of the ends of the adjacent transparent pipes 41. A straight communication pipe 43 is connected between the pipes 42.

이러한 연결배관으로는 "ㄷ"자 형상이나 "U"자 형상으로 절곡된 절곡관을 사용하는 것도 가능함은 물론이다. As the connection pipe, it is also possible to use a bending pipe bent in a "c" shape or a "U" shape.

유출부(50)는 본체부(10)의 하부 일측면에 설치되되 배관부(40)의 하류에 연통되도록 설치되어 폐수가 배출되는 유출구로 이루어져 있다. 따라서 본체부(10)의 상부에 형성된 유입부(30)로 유입된 폐수가 배관부(40)을 통해서 본체부(10)의 하부로 유동하여 유출부(50)을 통해서 배출된다.Outflow portion 50 is installed on one side of the lower portion of the main body portion 10 is installed so as to communicate downstream of the pipe portion 40 is composed of an outlet for waste water discharged. Therefore, the wastewater introduced into the inlet 30 formed at the upper portion of the main body 10 flows to the lower portion of the main body 10 through the pipe 40 and is discharged through the outlet 50.

본 실시예의 미세조류 생산장치는 생활 하수나 오수의 종말처리장에서 1차 처리된 고농도의 질소 화합물, 인 화합물, 유기 화합물을 함유하고 있는 폐수나 오수를 여과하여 미세조류 생산장치의 유입부(30)로 유입시키게 된다.The microalgae production apparatus of this embodiment filters the wastewater or sewage containing high concentrations of nitrogen compounds, phosphorus compounds, and organic compounds primarily treated in the terminal treatment plants of domestic sewage or sewage, and thus the inflow portion 30 of the microalgae production apparatus. To be introduced.

유입부(30)를 통해서 유입된 폐수나 오수는, 투명배관(41)으로 이루어진 배관부(40)를 통과하면서 조명부(20)에 의한 광 조사시 미세조류 배양 및 생성에 필요한 배양액으로 사용된다.Wastewater or sewage introduced through the inlet 30 is used as a culture medium for culturing and generating microalgae during light irradiation by the illumination unit 20 while passing through the pipe 40 formed of the transparent pipe 41.

따라서, 생활 폐수나 오수의 처리시 질소 화합물, 인 화합물의 제거 공정을 거치지 않은 1차 처리된 생활 폐수나 오수를 미세조류의 생산장치에 사용함으로써, 폐수처리장의 처리비용 절감 및 폐자원의 회수가 가능하게 되고, 미세조류의 생산성의 극대화를 위하여 LED 램프를 이용한 선택적인 빛의 파장을 이용하여 미세조류 생산의 최적화를 이끌어 낼 수 있게 된다. Therefore, by using the primary treated domestic wastewater or sewage which does not go through the process of removing nitrogen compounds and phosphorus compounds in the treatment of domestic wastewater or sewage in the production system of microalgae, the treatment cost of the wastewater treatment plant and the recovery of waste resources are improved. In order to maximize the productivity of microalgae, it is possible to derive the optimization of microalgae production by using selective light wavelengths using LED lamps.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 본체부의 상부로 폐수를 유입시켜 투명 배관부를 통해서 하방으로 유동시키면서 조명부에 의해 광을 조사하여 미세조류를 생산함으로써, 폐수를 회수하여 재활용하여 폐수의 처리비용을 절감할 뿐만 아니라 미세조류의 생산비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다. As described above, according to the present invention, the wastewater is introduced into the upper portion of the main body and flows downward through the transparent pipe, thereby irradiating light with the lighting unit to produce microalgae, thereby recovering and recycling the wastewater to reduce the wastewater treatment cost. In addition, it provides the effect of reducing the production cost of microalgae.

또한, 폐수 종말처리장으로부터 발생되는 지구 온난화의 주범인 이산화질소(N2O)를 절감하여 환경오염을 방지할 뿐만 아니라 폐수처리 비용을 절감할 수 있고, 종래의 폐수처리시 사용되는 생화학적 공정을 감소시켜 폐수의 처리시 발생되는 활성 슬러지(Activated Sludge)를 감소시켜 슬러지의 처리비용을 절감하고 슬러지에 의한 환경오염을 방지할 수 있고, 또한, 생활 폐수나 오수를 이용하여 미세조류를 생산하고 이를 통해 바이오 연료 생산이 가능하여 화석연료의 사용을 절감할 수 있게 된다. In addition, by reducing nitrogen dioxide (N 2 O), which is the main culprit of global warming generated from wastewater treatment plants, not only can it prevent environmental pollution, but also reduce wastewater treatment costs, and reduce the biochemical processes used in conventional wastewater treatment. By reducing the activated sludge generated during the treatment of wastewater, the treatment cost of sludge can be reduced and environmental pollution by sludge can be prevented.In addition, microalgae can be produced by using domestic wastewater or sewage. Biofuel production is possible, which reduces the use of fossil fuels.

또한, 폐수에 광을 조사하는 조명부로 LED 램프를 사용하고 이를 간헐조사함으로써, 미세조류의 광합성 속도를 증가시켜 미세조류의 생산성을 향상시킬 수 있고, 폐수가 유동하는 배관부를 투명배관과 연결배관으로 구성하여 조명부에서 조사된 광에 의해 미세조류의 생산효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In addition, by using an LED lamp as an illumination unit for irradiating light to the wastewater and intermittently irradiating it, it is possible to increase the photosynthetic rate of the microalgae to improve the productivity of the microalgae, and the pipe section through which the wastewater flows into the transparent pipe and the connecting pipe. It is configured to provide an effect of improving the production efficiency of the microalgae by the light irradiated from the lighting unit.

이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다. The present invention described above can be embodied in many other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above embodiments are merely examples in all respects and should not be interpreted limitedly.

10: 본체부 20: 조명부
30: 유입부 40: 배관부
50: 유출부10: main body 20: lighting unit
30: inlet 40: piping
50: outlet

Claims (4)

상부 프레임과, 하부 프레임과, 그 사이에 수직으로 설치된 복수의 수직 프레임을 구비한 본체부;
상기 본체부의 수직 프레임에 설치된 조명부;
상기 본체부의 상부에 설치되어 폐수가 유입되는 유입부;
상기 유입부에 연통되며, 상기 본체부의 측면 둘레를 감싸도록 상기 수직 프레임에 형성된 복수의 지지편에 끼워맞춤되어 지지되는 배관부; 및
상기 본체부의 하부에 설치되되 상기 배관부의 하류에 연통되도록 설치되어 폐수가 배출되는 유출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수를 이용한 미세조류 생산장치.A main body having an upper frame, a lower frame, and a plurality of vertical frames vertically disposed therebetween;
An illumination unit installed in a vertical frame of the main body unit;
An inlet installed at an upper portion of the main body to allow wastewater to flow;
A pipe part communicating with the inlet part and fitted to and supported by a plurality of support pieces formed on the vertical frame to surround a circumference of the main body part; And
It is installed in the lower portion of the main body portion is installed so as to communicate with the downstream downstream of the pipe portion is discharged to discharge the waste water; Microalgae production apparatus using wastewater comprising a. 제 1 항에 있어서,
상기 조명부는, 상기 수직 프레임에 상하 길이방향으로 설치된 LED 램프로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 폐수를 이용한 미세조류 생산장치.The method of claim 1,
The lighting unit, microalgae production apparatus using wastewater, characterized in that consisting of LED lamps installed vertically in the vertical frame. 제 2 항에 있어서,
상기 LED 램프는, 0.1?500ms의 간격으로 간헐조사가 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐수를 이용한 미세조류 생산장치.The method of claim 2,
The LED lamp, microalgae production apparatus using wastewater, characterized in that the intermittent irradiation is made at intervals of 0.1 ~ 500ms. 제 1 항에 있어서,
상기 배관부는, 상기 지지편을 개재해서 상기 수직 프레임에 수평방향에서 하방으로 경사지게 설치되되 길이방향으로 형성된 복수의 투명배관과, 서로 이웃하는 상기 투명배관의 단부를 서로 연결하도록 절곡 형성된 연결배관으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 폐수를 이용한 미세조류 생산장치.The method of claim 1,
The piping unit is installed in the vertical frame inclined downward from the horizontal direction via the support piece, a plurality of transparent pipes formed in the longitudinal direction and the connection pipes bent to connect the ends of the adjacent transparent pipes to each other Microalgae production apparatus using wastewater, characterized in that there is.
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