저에너지 소비형 가압 혐기성 막 생물반응조 및 이를 이용한 하폐수의 처리방법
Low Energy Consumption Pressurized Anaerobic Membrane Bioreactor and Wastewater Treatment Method Using The Same
특허 요약
본 발명은 하폐수 처리 시에, 에너지 소비를 감소시킬 수 있는 가압 혐기성 막 생물반응조에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 혐기성 막 생물반응조의 에너지를 소비를 획기적으로 감소시켜, 하폐수 처리 시스템에 활용 빈도를 높일 수 있으며, 처리과정에서 생산되는 바이오가스 내 메탄 분율을 향상시켜, 메탄가스의 정제 비용 및 활용 범위를 확대할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

다음을 포함하는 가압 혐기성 막 생물반응조;(i) 혐기성 미생물을 이용하여 폐수 처리 시, 바이오가스가 생성되는 반응조;(ii) 상기 반응조 내부에 설치되어, 반응조에서 처리된 처리수를 여과하여 투과수를 생산하는 멤브레인 모듈;(iii) 상기 반응조에서 생성된 바이오가스가 저장되는 가스 저장조; 및(iv) 상기 반응조에 연결되어, 바이오가스의 유출 속도를 조절하여 반응조 내부의 압력을 조절하고, 해당 압력 이상에서 바이오가스를 생산할 수 있는 역레귤레이터.

2

제1항에 있어서, 상기 가스 저장조의 바이오가스를 멤브레인 모듈 내부로 이동 시킬 수 있는 가스 라인이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 혐기성 막 생물반응조.

3

제1항에 있어서, 별도의 가압 펌프를 구비하지 않는 것을 특징으로 하는 가압 혐기성 막 생물반응조.

4

제1항에 있어서, 상기 폐수는 하폐수, 산업 폐수, 음폐수 및 가축분뇨로 구성된 군에서 선택되는 폐수인 것을 특징으로 하는 혐기성 막 생물반응조.

5

제1항에 있어서, 상기 멤브레인 모듈은 세라믹, 불소계 고분자 물질, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 구성된 군에서 선택되는 재질의 여과막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 혐기성 막 생물반응조.

6

제1항에 있어서, 상기 멤브레인 모듈은 섬유 다발 형태, 평판형, 나권형, 관형의 형태인 것을 특징으로 하는 혐기성 막 생물반응조.

7

다음 단계를 포함하는 제1항의 가압 혐기성 막 생물반응조를 이용한 폐수 처리방법;(a) 반응조에서 하폐수를 처리하여 처리수와 바이오가스를 생성시키는 반응조와 연결된 가스저장조 및 반응조 내부의 압력을 증가시키는 단계; 및(b) 상압 이상의 반응조에 담지된 멤브레인 모듈을 통해 처리수를 여과시켜 투과수를 생산 하는 단계; 및(C) 상압으로 낮춰준 반응조 내부와 가스저장조 간의 압력차이로 여과막의 역세를 진행하는 단계.

8

제7항에 있어서, 상기 (b) 단계의 반응조의 압력은 1 ~4 bar로 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.

9

제7항에 있어서, 상기 (b) 단계의 반응조의 압력은 1.25~3bar로 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.

10

제7항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 가스 저장조와 반응조 내부의 압력 차이에 의해 바이오가스를 멤브레인 모듈 내부로 방출시키고, 방출된 바이오가스의 압력에 의해 투과수 생산관의 처리수가 멤브레인 모듈의 내부에서 외부로 이동하면서 멤브레인 모듈의 여과막 표면에 붙어있는 불순물을 제거시키는 것을 특징으로 하는 방법.

11

제7항에 있어서, 상기 폐수는 하폐수, 산업 폐수, 음폐수 및 가축분뇨로 구성된 군에서 선택되는 폐수인 것을 특징으로 하는 방법.

12

제7항에 있어서, 폐수 처리는 30 ~ 80℃ 조건에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.