진동식 다이나믹 모듈을 활용한 고율 바이오가스 제조장치 및 이를 이용한 바이오가스 제조방법
Apparatus for biogas production using vibrating dynamic module and method for biogas production using the same
특허 요약
본 발명은 진동식 다이나믹 모듈을 활용한 고율 바이오가스 제조장치 및 이를 이용한 바이오가스 제조방법에 관한 것으로서, 별도의 막 소재 구비없이 다공성 지지체에 형성된 다이나믹 생물막이 자체적으로 막 소재의 역할을 수행하도록 하여 별도의 역세공정없이 내부순환강도를 제어함으로써 다이나믹 생물막의 유변학적 특성을 제어하고, 기존 바이오가스 제조장치 운전 중의 문제인 TMP 증가에 따른 공극 폐쇄를 방지하여 바이오가스 생산 효율을 극대화시킬 수 있다.
청구항
번호청구항
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유기폐수를 혐기소화시켜 유기폐수 발효물을 형성하고, 바이오가스를 발생시키는 반응조;와상기 반응조에서 형성된 유기폐수 발효물을 수용하여 유기폐수 발효물로부터 고형물을 여과 분리하고 여과수를 배출하는 것으로, 80120 ㎛의 공극을 가지는 다공성 지지체를 포함하며, 상기 유기폐수 발효물의 여과에 의해 상기 다공성 지지체의 표면에 다이나믹 생물막이 형성되는 여과조;와상기 여과조를 통과한 여과수로부터 바이오가스를 분리하고, 상기 바이오가스가 분리된 처리수를 배출하는 분리조;와상기 반응조 및 상기 분리조에서 발생된 바이오가스를 포집하여 저장하고 바이오가스의 생성량을 측정하는 바이오가스 저장조;를 포함하고,상기 유기폐수 발효물의 수리학적 체류시간은 1020일로 제어되고,상기 여과조에 23~29Hz의 범위로 진동을 주는 진동모터가 구비됨으로써, 진동을 주어 트랜스멤브레인 압력(transmembrane pressure)을 줄여 다공성 지지체의 공극 폐쇄를 방지하는 것을 특징으로 하는 진동식 다이나믹 생물막을 포함하는 바이오가스 제조장치.

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제1항에 있어서,상기 여과조는, 상기 여과조에서 여과 분리된 고형물을 상기 반응조로 반송시키기 위한 반송관이 구비된 것을 특징으로 하는 바이오가스 제조장치

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제1항에 있어서, 상기 바이오가스 제조장치는,상기 반응조에서 상기 여과조로 이동되는 유기폐수 발효물의 전단속도를 제어하기 위한 전단속도 제어관을 구비하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 제조장치.

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제3항에 있어서, 상기 전단속도 제어관은,상기 반응조에서 상기 여과조로 주입되는 유기폐수 발효물의 전단속도를 0.01 내지 2 m/h 로 제어하는 것을 특징으로 하는 진동식 다이나믹 생물막을 포함하는 바이오가스 제조장치.

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반응조에서 유기폐수를 혐기소화시켜 유기폐수 발효물을 형성하고, 바이오가스를 발생시키는 반응단계;와상기 반응조에서 형성된 유기폐수 발효물을 수용하여 80120 ㎛의 공극을 가지는 다공성 지지체 전체에 진동을 주면서 유기폐수 발효물로부터 고형물을 여과 분리하여 여과수를 배출하되, 상기 유기폐수 발효물의 여과에 의해 다공성 지지체의 표면에 다이나믹 생물막이 형성되는 여과단계;와상기 여과단계에서 얻은 여과수로부터 바이오가스를 분리하고, 상기 바이오가스가 분리된 처리수를 배출하는 분리단계;와상기 반응단계 및 상기 분리단계로부터 발생된 바이오가스를 포집하여 저장하고, 바이오가스의 생성량을 측정하는 바이오가스 저장단계를 포함하되,상기 유기폐수 발효물의 수리학적 체류시간은 1020일로 제어되고,상기 다공성 지지체 전체에 23~29Hz의 범위로 진동을 주어 트랜스멤브레인 압력(transmembrane pressure)을 줄여 다공성 지지체의 공극 폐쇄를 방지하는 것을 특징으로 하는 진동식 다이나믹 생물막을 이용한 고율 바이오가스 제조방법.

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제5항에 있어서,상기 고율 바이오가스 제조방법은,상기 반응단계 이후, 전단속도 제어관에서 전단속도를 제어하면서 상기 반응조의 유기폐수 발효물을 여과조로 이송하는 이송단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동식 다이나믹 생물막을 이용한 고율 바이오가스 제조방법.

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제6항에 있어서, 상기 이송단계는,상기 반응조에서 상기 여과조로 주입되는 유기폐수 발효물의 전단속도를 0.01 내지 2 m/h 로 제어하는 것을 특징으로 하는 진동식 다이나믹 생물막을 이용한 고율 바이오가스 제조방법.

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제5항에 있어서,상기 여과단계는,바이오가스 저장조에서 측정되는 바이오가스의 생성능에 따라 반송관에서 여과조의 유기폐수 발효물을 상기 반응조로 반송시키는 반송단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동식 다이나믹 생물막을 이용한 고율 바이오가스 제조방법.