반응조 내부에 다이나믹 생물막을 포함하는 바이오수소 제조장치 및 이를 이용한 바이오수소 제조방법
Apparatus for Biohydrogen Production using Dynamic Biofilm and Manufacturing method thereof
특허 요약
본 발명은 반응조 내부에 다이나믹 생물막을 포함하는 바이오수소 제조장치 및 이를 이용한 바이오수소 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 막 소재의 구비없이 다공성 지지체에 형성된 다이나믹 생물막이 자체적으로 막 소재의 역할을 수행하도록 하여 경제적으로 처리수와 고형분의 고액분리가 가능하고, 종래 바이오수소 제조를 위한 반응조와 같이 별도의 부재를 두어 다이나믹 생물막을 설치할 필요없이 반응조 내부에 구비되어 설치 및 관리 비용을 줄임과 동시에 수소 생산 효율이 우수한 바이오수소 제조장치 및 이를 이용한 바이오수소 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반응조 내부에 다이나믹 생물막을 포함하는 바이오수소 제조장는 수소 생성균을 포함하는 유기 폐수와 미생물 군집체 형성물을 혼합하여 유기 폐수 혼합물을 형성하는 반응조;와 상기 반응조 내부에 배치되며, 상기 유기 폐수 혼합물의 여과에 의해 다공성 지지체 표면에 다이나믹 생물막이 형성되어 상기 유기 폐수 혼합물을 여과처리하는 다이나믹 멤브레인 모듈;과 상기 다이나믹 멤브레인 모듈을 통과한 처리수에서 휘발성 가스 및 수소 가스를 분리하고, 상기 휘발성 가스 및 수소 가스가 분리된 처리수를 배출하는 분리부;와 상기 반응조와 상기 분리부로부터 이송받은 휘발성 가스 및 수소 가스를 저장하기 위한 가스 저장부;와 상기 분리부에서 배출된 휘발성 가스 ...(이하생략)
청구항
번호청구항
1

수소 생성균을 포함하는 유기 폐수와 미생물 군집체 형성물을 혼합하여 유기 폐수 혼합물을 형성하는 반응조;와상기 반응조 내부에 배치되며, 상기 유기 폐수 혼합물의 여과에 의해 다공성 지지체 표면에 다이나믹 생물막이 형성되어 상기 유기 폐수 혼합물을 여과처리하는 다이나믹 멤브레인 모듈;과상기 다이나믹 멤브레인 모듈을 통과한 처리수에서 휘발성 가스 및 수소 가스를 분리하고, 상기 휘발성 가스 및 수소 가스가 분리된 처리수를 배출하는 분리부;와상기 반응조와 상기 분리부로부터 이송받은 휘발성 가스 및 수소 가스를 저장하기 위한 가스 저장부;와상기 분리부에서 배출된 휘발성 가스 및 수소 가스가 분리된 처리수를 저장하는 처리수 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는반응조 내부에 다이나믹 생물막을 포함하는 바이오수소 제조장치.

2

제 1항에 있어서, 상기 반응조는수소 생성균을 포함하는 유기 폐수에 미생물 군집체 형성물을 주입하여 pH 5 내지 7, 온도 30 내지 50℃, 혐기 분위기하에서 교반하여 유기 폐수 혼합물을 형성하는 것을 특징으로 하는반응조 내부에 다이나믹 생물막을 포함하는 바이오수소 제조장치.

3

제 1항에 있어서,상기 다공성 지지체는폴리에스터 재질이며, 50 내지 100 ㎛의 공극을 갖는 메쉬인 것을 특징으로 하는반응조 내부에 다이나믹 생물막을 포함하는 바이오수소 제조장치.

4

제 1항에 있어서,상기 처리수 저장부에 저장된 처리수의 오염정도를 측정하고, 기설정된 값을 벗어날 경우 처리수를 상기 반응조로 반송하기 위한 반송부를 포함하는 것을 특징으로 하는반응조 내부에 다이나믹 생물막을 포함하는 바이오수소 제조장치.

5

반응조에서 수소 생성균을 포함하는 유기 폐수와 미생물 군집체 형성물을 혼합하여 유기 폐수 혼합물을 형성시키는 유기 폐수 혼합물 형성단계;와형성된 유기 폐수 혼합물을 반응조 내부에 형성된 다이나믹 멤브레인 모듈에 여과시킴으로써 다공성 지지체 표면에 다이나믹 생물막을 형성하는 다이나믹 생물막 형성단계;와상기 다이나믹 멤브레인 모듈을 통과한 처리수를 분리부로 이송하고, 분리부에서 상기 다이나믹 멤브레인 모듈을 통과한 처리수를 이송받아 휘발성 가스 및 수소 가스를 분리하고, 상기 휘발성 가스 및 수소 가스가 분리된 처리수를 배출하는 분리단계와;상기 반응조와 상기 분리부로부터 이송받은 휘발성 가스 및 수소 가스를 저장하는 가스 저장단계와; 상기 분리부에서 배출된 휘발성 가스 및 수소 가스가 분리된 처리수를 처리수 저장부에 저장하는 처리수 저장단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응조 내부에 다이나믹 생물막을 포함하는 바이오수소 제조방법.

6

제 5항에 있어서, 상기 유기 폐수 혼합물 형성단계는수소 생성균을 포함하는 유기 폐수에 미생물 군집체 형성물을 주입하여 pH 5 내지 7, 온도 30 내지 50℃, 혐기 분위기하에서 교반하여 유기 폐수 혼합물을 형성하는 것을 특징으로 하는반응조 내부에 다이나믹 생물막을 포함하는 바이오수소 제조방법.

7

제 5항에 있어서,상기 다공성 지지체는폴리에스터 재질이며, 50 내지 100 ㎛의 공극을 갖는 메쉬인 것을 특징으로 하는반응조 내부에 다이나믹 생물막을 포함하는 바이오수소 제조방법.

8

제 5항에 있어서,상기 처리수 저장부에 저장된 처리수의 오염정도를 측정하고, 기설정된 값을 벗어날 경우 처리수를 상기 반응조로 반송하기 위한 반송단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는반응조 내부에 다이나믹 생물막을 포함하는 바이오수소 제조방법.