혐기성 소화조 및 혐기성 소화 방법
ANAEROBIC DIGESTION APPARATUS AND METHOD FOR ANAEROBIC DIGESTION
특허 요약
본 발명의 한 실시예에 따른 혐기성 소화조는, 황환원균 및 산발효균을 포함하고, 황환원균이 우점종이며, 외부에서 유입된 유기성 폐기물에 포함되어 있는 황산염이 황환원균에 의해 환원되어 황화수소가 생성되는 제1 반응조, 제1 반응조와 연결되어 있고, 생성된 황화수소가 포집되는 황화수소 포집장치, 제1 반응조와 연결되어 있고, 메탄균을 포함하며, 제1 반응조에서 유출된 유출수로부터 메탄균에 의해 메탄이 생성되는 제2 반응조, 그리고 제2 반응조와 연결되어 있고, 생성된 메탄이 포집되는 메탄 포집장치를 포함한다.
청구항
번호청구항
1

황환원균(sulfate reducing bacteria) 및 산발효균(acidogen)을 포함하고, 상기 황환원균이 우점종(dominant species)이며, 외부에서 유입된 유기성 폐기물에 포함되어 있는 황산염이 상기 황환원균에 의해 환원되어 황화수소(H2S)가 생성되는 제1 반응조,상기 제1 반응조와 연결되어 있고, 생성된 상기 황화수소가 포집되는 황화수소 포집장치,상기 제1 반응조와 연결되어 있고, 메탄균(methanogen)을 포함하며, 상기 제1 반응조에서 유출된 유출수로부터 상기 메탄균에 의해 메탄(CH4)이 생성되는 제2 반응조, 그리고상기 제2 반응조와 연결되어 있고, 생성된 상기 메탄이 포집되는 메탄 포집장치를 포함하는 혐기성 소화조.

2

제1항에서,상기 외부에서 유입된 유기성 폐기물로부터 상기 산발효균에 의해 생성된 수소(H2), 포메이트(formate), 아세테이트(acetate), 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 프로피오네이트(propionate), 뷰티레이트(butyrate), 락테이트(lactate) 중 하나 이상의 물질이 상기 황환원균의 전자 공여체로 이용되어 상기 황화수소가 생성되는 혐기성 소화조.

3

제1항에서,상기 제1 반응조에서 유출된 유출수는 수소(H2) 및 아세테이트를 포함하고, 상기 수소 및 상기 아세테이트가 상기 메탄균의 전자 공여체로 이용되어 상기 메탄이 생성되는 혐기성 소화조.

4

제1항에서,상기 제1 반응조의 온도는 15 ℃ 내지 65 ℃ 이고, 상기 제1 반응조의 산도(acidity)는 4.0 내지 6.5 인 혐기성 소화조.

5

제4항에서,상기 제1 반응조에서 상기 유기성 폐기물의 수리학적 체류시간(hydraulic retention time)은 20 일 이하인 혐기성 소화조.

6

제1항에서,상기 제2 반응조의 온도는 15 ℃ 내지 65 ℃ 이고, 상기 제2 반응조의 산도(acidity)는 6 내지 8.5 인 혐기성 소화조.

7

제6항에서,상기 제2 반응조에서 상기 유출수의 수리학적 체류시간은 70 일 이하인 혐기성 소화조.

8

제1항에서,상기 메탄 포집장치에서 상기 황화수소의 농도는 200 ppmv 이하인 혐기성 소화조.

9

유기성 폐기물을 황환원균(sulfate reducing bacteria) 및 산발효균(acidogen)을 포함하는 제1 반응조에 도입하는 단계,상기 제1 반응조에서, 상기 산발효균이 상기 유기성 폐기물로부터 수소(H2), 포메이트(formate), 아세테이트(acetate), 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 프로피오네이트(propionate), 뷰티레이트(butyrate), 락테이트(lactate) 중 하나 이상의 물질을 생성시키는 산생성 단계,상기 제1 반응조에서, 상기 황환원균이 상기 산생성 단계에서 생성된 하나 이상의 물질을 전자 공여체로 이용하여 황화수소(H2S)를 생성시키는 단계,상기 제1 반응조에서 유출된 유출수를 메탄균(methanogen)을 포함하는 제2 반응조에 도입하는 단계,상기 제2 반응조에서, 상기 메탄균이 상기 유출수에 포함되어 있는 상기 수소 및 상기 아세테이트를 전자 공여체로 이용하여 메탄(CH4)을 생성시키는 단계, 그리고상기 제2 반응조에 연결되어 있는 메탄 포집장치에 상기 메탄을 포집하는 단계를 포함하는 혐기성 소화 방법.

10

제9항에서,상기 산생성 단계에서,상기 황환원균이 상기 유기성 폐기물로부터 상기 수소 및 상기 아세테이트를 생성시키는 혐기성 소화 방법.

11

제9항에서,상기 황화수소를 생성시키는 단계에서,상기 생성된 황화수소는 상기 제1 반응조와 연결되어 있는 황화수소 포집장치에 포집되는 혐기성 소화 방법.

12

제9항에서,상기 제1 반응조의 온도는 15 ℃ 내지 65 ℃ 이고, 상기 제1 반응조의 산도(acidity)는 4.0 내지 6.5 이며, 상기 제1 반응조에서 상기 유기성 폐기물의 수리학적 체류시간(hydraulic retention time)은 20 일 이하인 혐기성 소화 방법.

13

제12항에서,상기 제2 반응조의 온도는 15 ℃ 내지 65 ℃ 이고, 상기 제2 반응조의 산도(acidity)는 6 내지 8.5 이며, 상기 제2 반응조에서 상기 유출수의 수리학적 체류시간은 70 일 이하인 혐기성 소화 방법.

14

제9항에서,상기 메탄을 포집하는 단계에서,상기 메탄 포집장치에서 상기 황화수소의 농도는 200 ppmv 이하인 혐기성 소화 방법.