KR20200106399A - 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오가스 생성장치 - Google Patents

혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오가스 생성장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투입된 미생물을 통해 유기물을 분해하여 바이오가스를 생산하는 바이오 가스 생산 설비에 사용되어 혐기성 생물활성탄이 포함되는 생물활성탄 필터부에 의해 혐기성 미생물의 증식에 최적화된 환경을 조성함으로써 유기물 분해 효율을 높여 바이오 가스 생산량을 높이도록 한 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오가스 생성장치를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 직립 통체 구조로 유기물이 포함된 반응용액이 수용되어 혐기성 발효를 통해 미생물이 함유된 유기물을 분해하여 메탄을 포함하는 바이오 가스를 생성하도록 구비되는 발효조(100)와; 상기 발효조(100)의 중심부에 형성되며, 발효조 내부에 투입되는 반응용액을 일차로 수용하기 위한 반응조(110)와; 상기 반응조(110) 내측에 설치되고, 활성탄(164)을 이용하여 혐기성 미생물 증식공간을 제공하도록 구비되는 활성탄 필터부(160); 및 상기 반응조(110)를 감싸도록 형성되면서, 상, 하부에 반응조(110) 내부공간과 연통되는 기체, 유체 통로(122)(124)가 형성되고, 유기물을 분해하며 생성되는 무기산 수용액을 부상분리 및 배출하기 위해 배출관(126)이 형성되는 추출실(120);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오가스 생성장치 {Circulating biogas production device using anaerobic bio-activated carbon}
본 발명은 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오 가스 생성 장치로서, 이를 보다 상세히 설명하면 투입된 미생물을 통해 유기물을 분해하여 바이오가스를 생산하는 바이오 가스 생산 설비에 사용되어 혐기성 생물활성탄이 포함되는 생물활성탄 필터부에 의해 혐기성 미생물의 증식에 최적화된 환경을 조성함으로써 유기물 분해 효율을 높여 바이오 가스 생산량을 높이도록 한 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오 가스 생성 장치에 관한 것이다.
통상 농축슬러지, 축산분뇨, 음식물쓰레기 등의 유기성 폐기물들은 주로 해양투기, 소각, 매립을 통해 처리됨에 따라 해수오염, 지하수오염 및 토양오염을 포함하는 다양한 환경문제를 야기함에 따라 근자에는 폐기처분하여야 할 대상에서 유기물질을 이용한 재활용 자원으로 인식이 전환되고 있다.
예컨대, 유기성 폐기물 재활용방법으로는 사료화, 퇴비화, 액비화, 혐기성 분해, 호기성 분해 등의 방법이 있으며, 이중 혐기성 분해 방법은 환경적 및 경제적 측면에서 유리하여 유기성 폐기물 처리 자원화 방법으로 널리 이용되지만, 혐기성 분해의 특성상 처리시간이 길고, 많은 부지가 요구되며, 특히 유기성 폐기물을 가온하여야 하기 때문에 처리 비용이 상승되는 실정이다.
이에 종래에 개시된 등록특허 10-1248311호의 "유기성 폐기물 혐기성 소화 장치 및 방법"에서, 유기물을 가용화 및 산발효시키는 가용화조, 상기 가용화조에서 가용화된 가용화 유기물을 파쇄하여 이송하는 이송파쇄부, 상기 이송파쇄부에서 이송된 가용화 유기물을 메탄 발효하는 메탄 발효조, 상기 메탄발효조로부터 배출되는 바이오 가스를 탈황시키는 탈황기, 상기 탈황기로부터 배출되는 가스를 저장하는 가스저장조 및 상기 저장된 바이오 가스를 이용하는 보일러 및 가스엔진 발전기와 상기 메탄발효조로부터 배출되는 잉여가스를 연소시키는 잉여 가스 연소기를 포함하는 기술이 선 등록된바 있지만, 메탄 발효조 내에서 메탄 발효시 혐기성 미생물의 활동이 억제되어 발효 속도 지연 및 바이오 가스 생산수율이 저하되는 문제점이 따랐다.
또한, 다른 종래기술인 공개번호 10-1248311호의 "열수분해를 이용한 바이오 가스 생산 시스템 및 이를 이용한 유기물 처리방법"에서, 외부에서 유입되는 유기물이 일시적으로 저장되는 유기물 저류조와, 유기물 저류조에서 공급되는 유기물을 열수분해하여 산발효가 완료된 열수분해 유기물로 만드는 열수분해장치와, 산소가 없는 상태에서 혐기성 미생물이 열수분해 유기물을 메탄발효하여 바이오 가스로 분해하는 메탄발효장치를 포함하는 기술이 선 공개된바 있지만, 각각의 공정이 독립된 공간에서 이루어짐에 따라 생산설비가 확장되고, 특히 유기물에 포함된 황, 인, 질소 등을 포함하는 무기산을 분리 및 재활용하지 못하여 바이오 가스 추출 후에도 많은 양의 폐기물이 발생되는 폐단이 따랐다.
KR 10-1248311 B1 (2013.03.21.) KR 10-2013-0098082 A (2013.09.04.)
본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 혐기성 생물활성탄이 포함되는 생물활성탄 필터부에 의해 혐기성 미생물의 증식에 최적화된 환경을 조성하면서 발효조 내에서 순환관에 의한 반응용액의 교반작용으로 인해 유기물 분해 효율이 향상됨과 더불어 메탄을 포함하는 바이오 가스 생산량 증대를 도모하는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오 가스 생성 장치를 제공함을 발명에서 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 반응조내에 물을 투입하고 가열함으로써 물의 자연대류를 발생시켜 활성탄을 전 처리할 수 있는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오 가스 생성 장치를 제공함을 발명의 또 다른 목적으로 한다.
상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오가스 생성장치를 구성하되, 직립 통체 구조로 유기물이 포함된 반응용액이 수용되어 혐기성 발효를 통해 미생물이 함유된 유기물을 분해하여 메탄을 포함하는 바이오 가스를 생성하도록 구비되는 발효조(100)와, 상기 발효조(100)의 중심부에 형성되며, 발효조 내부에 투입되는 반응용액을 일차로 수용하기 위한 반응조(110)와, 상기 반응조(110) 내측에 설치되고, 활성탄(164)을 이용하여 혐기성 미생물 증식공간을 제공하도록 구비되는 활성탄 필터부(160) 및 상기 반응조(110)를 감싸도록 형성되면서, 상, 하부에 반응조(110) 내부공간과 연통되는 기체, 유체 통로(122)(124)가 형성되고, 유기물을 분해하며 생성되는 무기산 수용액을 부상분리 및 배출하기 위해 배출관(126)이 형성되는 추출실(120)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 활성탄 필터부(160)는 내부에 활성탄(164)이 충진되는 장대 형상의 필터바(162)들이 상부에서 안치판(166)에 의해 일정 간격을 갖도록 이격된 체 결합 구성되고, 상기 안치판(166)은 기체통로(122)가 안치판(166)의 상측에 위치하도록 반응조(110)의 상부에 결합구성 됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 추출실(120)의 하부는 침전 분리되는 유기물 슬러지를 유체 통로(124)측으로 포집하는 원추형 바닥부(128)를 형성하고, 상기 추출실(120) 내부에는 상부로 부상되는 무기산 수용액이 분산 통과되면서 미세 유기물 슬러지가 부착 분리되도록 복수의 침전유도판(132)이 형성되는 상항류식 침전모듈(130)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명에 의한 순환식 바이오 가스 생성 장치는 발효조 내에서 온수로 인한 기체 용해도 감소 및 온수 순환구조로 인해 활성탄 기공에 잔류하는 기체(산소) 제거율이 우수하다. 따라서 혐기성 생물활성탄이 포함되는 생물활성탄 필터부에 의해 혐기성 미생물의 증식에 최적화된 환경을 조성되므로 유기물 분해 효율이 향상됨과 더불어 메탄을 포함하는 바이오 가스 생산량 증대를 도모하는 효과가 있다.
그리고, 반응조 내부에 장대형상의 필터바들이 이격된 체 설치되어 활성탄 필터의 공극이 증식된 미생물에 의해 막히더라도 반응액의 순환이 원활히 이루어질 수 있다.
또, 순환식 교반부의 투입라인에 시스템라인을 연결하는 간단한 방식으로 유기물 슬러지를 단계적으로 발효 처리하는 직렬식 바이오 가스 생산시스템을 구성하여 반응효율이 극대화됨과 더불어 필요로 하는 바이오 가스 용량에 따라 탄력적으로 생산시스템을 구출할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명이다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오가스 생성장치의 전체 구성을 도시한 정단면도.
도 2는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오가스 생성장치의 평단면도
도 3은 바이오 가스 반응기의 상항류식 침전모듈을 나타내는 구성도
도 4는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오 가스 생성 장치를 이용하여 활성탄을 전처리하는 상태를 나타내는 구성도.
도 5는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오 가스 생성 장치를 이용한 직렬식 바이오 가스 생산시스템을 나타내는 구성도.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 본 발명은 투입된 미생물을 통해 유기물을 분해하여 바이오가스를 생산하는 바이오 가스 생산 설비에 사용되어 혐기성 생물활성탄이 포함되는 생물활성탄 필터부에 의해 혐기성 미생물의 증식에 최적화된 환경을 조성함으로써 유기물 분해 효율을 높여 바이오 가스 생산량을 높이도록 한 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오 가스 생성 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오가스 생성장치의 전체 구성을 도시한 정단면이고, 도 2는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오가스 생성장치의 평단면도로, 본 발명에 따른 발효조(100)는 직립 통체 구조로 구성되면서, 유기물이 포함된 반응용액이 수용되어 혐기성 발효를 통해 미생물이 함유된 유기물을 분해하여 메탄을 포함하는 바이오 가스를 생성하도록 구비된다.
상기 발효조(100)의 중심부에는 발효조 내부에 투입되는 반응용액을 일차로 수용하기 위한 반응조(110)가 형성되며, 이 반응조(110)에 위치하는 후술하는 활성탄 필터부(160)에 의한 혐기성 발효를 통해 1차적으로 미생물이 함유된 유기물을 분해하여 메탄을 포함한 바이오 가스를 생성하게 된다.
상기 반응조(110)는, 하부에 형성되며 내부 온도를 35~55℃로 유지하기 위한 히터(114)와, 반응조(110)의 바닥에 형성되어 바닥에 침전되는 비활성 침전물 또는 폐 슬러지를 제거하거나 샘플링을 하기 위한 드레인관(119)과, 반응용액 투입 및 바이오 가스를 배출하기 위해 상단부에 형성되는 제 1, 2포트(116)(117)와, 바닥에서 상부로 연장되어 순환식 교반부(140) 투입라인(144)을 형성하는 투입관(118)을 포함하여 이루어진다. 그리고 히터(114), 제 1, 2포트(116)(117), 투입관(118) 및 드레인관(119)의 on/off작동은 수동 또는 제어부에 의해 센서를 통한 검출데이터(온도, 유량, 시간)를 기준으로 자동 조절되도록 구비된다.
여기서 상기 제 1포트(116)를 통하여 반응조(110) 상부에서 투입되는 반응용액은 유기물, 물 또는 이들 혼합물로서, 본 발명에서 제공하는 바이오가스 생성장치 전에 배치될 수 있는 반응기를 통해 공급받을 수도 있다. 상기 제 2포트(117)는 반응조(110) 및 추출실(120) 내에서 혐기성 발효에 의해 생성되는 바이오 가스를 배출하도록 구비된다.
또, 상기 히터(114)는 반응조(110) 온도가 35~55℃로 유지되도록 제어부에 의해 조절되고, 이때 제어부는 반응조(110) 상부에 설치되는 써머커플(TC : thermo couple)에 의해 온도를 검출하여, 그 값을 기준으로 설정온도를 자동조절하게 된다.
상기 반응조(110) 바닥은 후술하는 유체 통로(124) 대비 낮게 형성되어, 반응조(110) 바닥에 침전 포집된 폐 슬러지가 추출실(120) 측으로 재유입되는 현상이 방지되도록 구비된다.
본 발명에 따른 추출실(120)는 상기 반응조(110)를 외측에서 360도 방향으로 감싸도록 형성되면서, 상, 하부에 반응조(110) 내부공간과 연통되는 기체, 유체 통로(122)(124)가 형성되고, 유기물을 분해하며 생성되는 무기산 수용액을 밀도차에 의해 부상분리 및 배출하도록 구비된다. 상기 추출실(120)는, 외측 상부에 형성되어 유기물에 결합된 황(S), 인(N), 질소(P)를 포함하는 무기산이 물에 용해되어 부상 분리되는 무기산 수용액을 배출하는 배출관(126)과, 하부로 침전 분리되는 유기물 슬러지를 유체 통로(124)측으로 포집하는 원추형 바닥부(128)로 구성되고, 상기 추출실(120)에 수용되는 무기산 수용액의 잔류열에 의해 반응조(110) 외주면이 보온 단열되게 된다.
여기서, 상기 유체 통로(124)는 진원 또는 장공형으로 형성되어 반응조(110) 원주방향으로 복수개소에 등간격으로 배치된다. 이때 유체 통로(124)는 도 1과 같이 추출실(120) 바닥면과 일치되도록 형성되어, 추출실(120)의 원추형 바닥부(128)로 침전되는 유기물 슬러지가 간섭없이 유체 통로(124) 측으로 포집되고 이때 반응조(110) 내에서 유체 통로(124)를 통하여 추출실(120) 측으로 이동하는 반응용액과의 충돌 교반작용에 의해 발효효율 향상 및 무기산 용해 효율이 향상된다.
본 발명에 따른 활성탄 필터부(160)는 상기 반응조(110) 내부 중심부에 설치되고, 활성탄(164)을 이용하여 혐기성 미생물의 증식공간을 제공하기 위한 것이다. 이를 위해 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 내부에 활성탄(164)이 충진되는 장대 형상의 필터바(162)들이 상부에서 안치판(166)에 의해 일정 간격을 갖도록 이격된 체 결합 구성되고, 상기 안치판(166)은 기체통로(122)가 안치판(166)의 상측에 위치하도록 반응조(110)의 상부에 결합된다. 이 때 상기 필터바(162)는 반응액과 활성탄(164)이 원활히 접촉될 수 있도록 망체 구조로 갖도록 한다.
이처럼 반응조(110) 내부에서 일정 간격을 갖도록 종방향으로 설치됨에 따라 오랜 사용에 의해 활성탄 필터부(160)가 미생물에 의해 막히게 되는 경우라도 필터바(162)와 필터바 사이의 공간에 의해 반응용액의 원활한 순환과 흐름은 보장할 수 있게 된다.
도 3은 바이오 가스 반응기의 상항류식 침전모듈을 나타내는 구성도로, 상기 추출실(120) 내부에는 상항류식 침전모듈(130)이 설치되어, 상부로 부상되는 무기산 수용액이 분산 통과되면서 유기물 슬러지가 부착분리되도록 한다.
상항류식 침전모듈(130)은 도 3 (a)와 같이 단면이 경사진 형태의 복수개의 침전유도판(132)이 이격 배치될 수 있으나, 도 3 (b)처럼 유효 표면적을 넓히고 침전을 방해하는 와류 발생을 최소화하기 위해 단면이 곡면을 갖는 파형형태의 침전유도판(132)이 복수개소에 이격배치 되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 배치되는 상항류식 침전모듈(130)에 의해 상기 추출실(120) 하부에서 상방향으로 부상되는 무기산 수용액이 복수의 침전유도판(132) 사이 유로를 통하여 분산 통과되면서 유효 부착면적이 확대되고, 무기산 수용액에 포함된 미세한 미발효 유기물 입자가 침전유도판(132)에 누적부착되며, 점진적으로 입자 크기가 증가되면 자중에 의해 이탈되어 추출실(120) 하부로 포집된다. 이로 인해 무기산 수용액에 포함된 미세한 미발효 유기물 슬러지 입자까지 침전 분리 효율이 향상되고, 또 침전 분리 시간이 절감되는 효과가 있다.
도 4는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오 가스 생성 장치를 이용하여 활성탄을 전처리하는 상태를 나타내는 구성도로, 상기 반응조(110) 내부에 종방향으로 복수의 필터바(160)가 결합된 활성탄 필터부(160)을 설치하고, 필터바(160)가 완전히 잠겨 물이 기체 통로(122)를 통하여 추출실(120) 측으로 공유되는 수위가 되도록 충진 시킨다. 이 때 배출관(126)과 제 1포트(116)는 폐쇄되며, 순환식 교반부(140)는 off작동 된다.
이 상태로 상기 반응조(110) 내에서 히터(114)를 이용하여 물을 가열하면 물속 기체 용해도가 감소되고, 이로 인해 활성탄 필터부(160)에 저장된 활성탄 공극에 존재하는 기체(산소) 제거율이 향상되게 된다.
아울러 반응액의 온도가 상승하면 대류현상에 의해 반응조(110) 내에서 물이 상향 이송되어 상부에서 기체 통로(122)를 통하여 추출실(120)로 이동 후에 온도 차로 인해 하향 이송되어 하부에서 유체 통로(124)를 통하여 반응조(110)로 재 유입되어 상향 이송되는 반응용액의 순환 사이클이 만들어지므로, 발효조(100) 내에서 온수가 순환 흐름이 활성화되어 활성탄에서 탈리된 기체의 상방향 배출이 신속하고 원활하게 이루어져 전처리 시간을 단축할 수 있다. 이처럼 바이오 가스를 생성하기 전 생산 효율을 높이고자 활성탄을 전처리하는 장치로 이용가능하다.
상기 생물활성탄 필터부(160)에 사용되는 혐기성 생물활성탄(164)은 온수속에 내입한 상태에서 전처리하여 기공 내에 존재하는 산소를 포함하는 기체를 제거하고, 기공에 물이 채워지도록 냉각처리한 후, 표면에 혐기성 미생물이 부착되도록 커버링처리하여 형성된다.
혐기성 미생물은 유기물 분해와 더불어 메탄을 포함하는 바이오 가스를 생산하는 미생물로서, 산소가 전혀 존재하지 않는 조건에서만 생활하며 산소가 조금이라도 존재하면 사멸하게 되므로, 상기 전처리 및 냉각 과정을 거쳐 활성탄 공극에 기체가 제거된 상태로 냉각하여 기공에 물을 채운 상태로 혐기성 미생물이 부착되고, 이로 인해 산소가 존재하지 않는 조건하에서 혐기성 미생물의 증식에 최적의 환경이 조성되어 유기물에 대해 분해 효율이 향상됨과 더불어 메탄을 포함하는 바이오 가스 생산량 증대를 도모하는 생물활성탄 필터(BAC 필터)로 이용된다.
본 발명에 따른 순환식 교반부(140)는 상기 추출실(120) 하부로 침강된 유기물을 흡입하도록 펌프(141)와 연결되는 흡입라인(142)과, 흡입라인(142)를 통하여 흡입된 유기물을 반응조(110) 상부로 공급하는 투입라인(144)으로 구성된다. 흡입라인(142)은 추출실(120) 외주면에 방사향으로 복수개소에 연결되어 360°방향에서 유기물 슬러지를 흡입하고, 투입라인(144)은 반응조(110)의 하부 중심부에 관통 형성된 투입관(118)에 의해 반응조(110) 상부까지 연장되어, 유기물이 반응조(110) 상부에서 하방향으로 순환되게 된다.
즉, 상기 반응조(110)에서 혐기성 발효되는 반응용액은 무기산 수용액과 함께 유체 통로(124)를 통하여 추출실(120)로 이동되고, 추출실(120)에서 발생되는 바이오 가스는 기체 통로(122)를 통하여 반응조(110) 상부로 수집되어 반응조(110) 내에서 생산되는 바이오 가스와 함께 배출되며, 상항류식 침전모듈(130)에 의해 추출실(120) 바닥으로 침전 분리되는 유기물 슬러지는 순환식 교반부(140)를 통하여 반응조(110) 상부로 강제 공급되도록 구비된다.
이 때, 상기 추출실(120) 외주면에 형성되는 흡입라인(142)의 설치위치는 원추형 바닥부(128)와 유체 통로(124)사이에 형성되어 원추형 바닥부(128) 타고 하향 포집되는 유기물 슬러지가 유체 통로(124)를 통하여 이동하는 반응용액 일부와 함께 흡입라인(142)으로 흡입되어 추가적인 발효분해가 진행되도록 구성한다.
이처럼, 상기 반응조(110)가 추출실(120) 중앙에 일체로 형성되는 콤팩트한 구조에서 바이오 가스 및 무기산 수용액이 복합적으로 추출되고, 추출실(120) 측으로 이동된 반응용액은 유속이 저하되면서 상항류식 침전모듈(130)에 의해 미발효 유기물 슬러지 침전 분리 효율이 향상되며, 특히 미발효 유기물 슬러지를 펌핑방식으로 강제순환되는 교반작용에 의해 발효반응이 촉진된다.
도 5는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오가스 생성장치를 이용한 직렬식 바이오 가스 생산시스템을 나타내는 구성도한 것이다. 둘 이상의 순환식 바이오가스 생성장치를 이용하여 직렬식 바이오가스 생산시스템을 구축할 경우 이웃하는 바이오가스 생산장치를 연결하기 위한 시스템라인(146)이 설치된다.
즉, 상기 순환식 교반부(140)의 흡입라인(142)에는 다른 추출실(120)에서 부상분리 및 배출되는 무기산 수용액이 공급되도록 다른 추출실의 배출관에 연결되는 시스템라인(146)이 설치되어 직렬식 바이오 가스 생산시스템을 구성하게 된다.
도면에서는 순환식 바이오가스 생성장치를 3기 조합한 상태를 도시하고 있으며, 이때 1번(좌측 첫번째부터 1번, 2번, 3번으로 칭함) 순환식 바이오가스 생성장치의 추출실(120) 배출관(126)과 2번 순환식 바이오가스 생성장치의 시스템라인(146)에 연결되고, 2번 순환식 바이오가스 생성장치의 추출실(120) 배출관(126)과 3번 순환식 바이오가스 생성장치의 시스템라인(146)이 연결되어 무기산 수용액이 3기의 순환식 바이오가스 생성장치를 단계적으로 통과하는 직렬식 바이오 가스 생산시스템이 구축된다.
따라서 상기 시스템라인(146)을 통하여 공급되는 무기산 수용액은 순환식 교반부(140)을 통하여 이송되는 유기물 슬러지와 함께 혼합 이송되면서 발효효율이 향상된다. 일예로, 혐기성 미생물이 유기물을 분해할 때 생성되는 유기산과 같은 반응물들이 1차에서는 70%가 분해되었다면, 다단계를 거치면서 최종적으로 100%에 가까운 분해효율을 보장할 수 있게 되며, 이 때 뒤로 갈수록 필터의 공극이 작은 활성탄 필터부를 적용하는 것이 바람직하다.
또한, 순환식 교반부(140)의 투입라인(144)에 시스템라인(146)을 연결하는 간단한 방식으로 규격화된 순환식 바이오가스 생성장치 용량에 국한되지 않고 탄력적으로 처리용량이 조절되며, 협소한 설치장소 또는 기존 설비에 부가적으로 적용 시 복수의 순환식 바이오가스 생성장치를 분산 배치후 시스템라인(146)으로 연결하는 방식으로 간단하게 처리용량이 조절된다.
이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.
100: 발효조
110: 반응조 114: 히터
116, 117: 제 1, 2포트 118: 투입관
119: 드레인관 120: 추출실
122, 124: 기체, 유체 통로 126: 배출관 128: 원추형 바닥부
130: 상항류식 침전모듈 132: 침전유도판
140: 순환식 교반부
141: 펌프 142: 흡입라인 144: 투입라인 146: 시스템라인
160: 활성탄 필터부
162: 필터바 164:활성탄 166: 안치판

Claims (5)

  1. 직립 통체 구조로 유기물이 포함된 반응용액이 수용되어 혐기성 발효를 통해 미생물이 함유된 유기물을 분해하여 메탄을 포함하는 바이오 가스를 생성하도록 구비되는 발효조(100);
    상기 발효조(100)의 중심부에 형성되며, 발효조(100) 내부에 투입되는 반응용액을 일차로 수용하기 위한 반응조(110);
    상기 반응조(110) 내측에 설치되고, 활성탄(164)을 이용하여 혐기성 미생물 증식공간을 제공하도록 구비되는 활성탄 필터부(160); 및
    상기 반응조(110)를 감싸도록 형성되면서, 상, 하부에 반응조(110) 내부공간과 연통되는 기체, 유체 통로(122)(124)가 형성되고, 유기물을 분해하며 생성되는 무기산 수용액을 부상분리 및 배출하기 위해 배출관(126)이 형성되는 추출실(120);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오가스 생성장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반응조(110)는, 내부 온도를 35~55℃로 유지하는 히터(114)와, 반응용액 투입 및 바이오 가스를 배출하기 위해 상단부에 형성되는 제 1, 2포트(116)(117)와, 바닥에서부터 관통되어 상부로 연장 형성된 투입관(118)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오가스 생성장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    활성탄 필터부(160)는 내부에 활성탄(164)이 충진되는 장대 형상의 필터바(162)들이 상부에서 안치판(166)에 의해 일정 간격을 갖도록 이격된 체 결합 구성되고, 상기 안치판(166)은 기체통로(122)가 안치판(166)의 상측에 위치하도록 반응조(110)의 상부에 결합구성 됨을 특징으로 하는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오가스 생성장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 추출실(120)의 하부는 침전 분리되는 유기물 슬러지를 유체 통로(124)측으로 포집하는 원추형 바닥부(128)를 형성하고,
    상기 추출실(120) 내부에는 상부로 부상되는 무기산 수용액이 분산 통과되면서 유기물 슬러지가 부착 분리되도록 복수의 침전유도판(132)이 형성되는 상항류식 침전모듈(130)이 구비되는 것을 특징으로 하는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오가스 생성장치.
  5. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 추출실(120) 하부로 침강된 유기물 슬러지를 흡입하도록 펌프(141)와 연결되는 흡입라인(142)과, 흡입라인(142)를 통하여 흡입된 유기물 슬러지를 반응조(110) 상부로 공급하기 위해 상기 투입관(118)과 연결되는 투입라인(144)으로 구성되는 순환식 교반부(140)를 더 포함하며,
    상기 순환식 교반부(140)의 흡입라인(142)에는 시스템라인(146)이 구비되고, 상기 시스템라인(146)은 다른 추출실(120)에서 부상분리 및 배출되는 무기산 수용액이 공급되도록 다른 추출실의 배출관에 연결되어, 직렬식 바이오 가스 생산시스템을 구성함을 특징으로 하는 혐기성 생물활성탄을 이용한 순환식 바이오가스 생성장치.
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