KR100920692B1

KR100920692B1 - Apparatus for restraining metanogenesis

Info

Publication number: KR100920692B1
Application number: KR1020070123921A
Authority: KR
Inventors: 김형주; 권길광; 최창호; 정봉근; 윤석민; 이원규
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-10-07
Also published as: KR20090056674A

Abstract

본 발명은 메탄 생성 억제 장치에 관한 것으로서, 생물전기화학적 방법을 이용하여 퇴적물 속 메탄 가스 생성을 억제하는 메탄 생성 억제 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a methane production suppression apparatus, and relates to a methane production suppression apparatus that suppresses the generation of methane gas in the sediment using a bioelectrochemical method.

본 발명은 유기폐수 내에 존재하는 전기화학적 활성 미생물을 포함하는 퇴적물에 형성되는 메탄 생성 억제 장치에 있어서, 퇴적물에 형성되는 작업 전극과, 작업 전극에 공급되는 전원과 반대극을 갖는 전압을 공급받는 상대 전극으로 이루어진 전극부; 및 전극부와 전기적으로 연결되어, 전극부에 정전압을 공급하는 전원부;를 포함하며, 전극부는 전원부로부터 공급받는 정전압에 의해 전위차가 발생하여, 퇴적물 내에 있는 수소 생산 미생물에 의한 수소 발생을 억제함으로써, 메탄 생산균에 의한 메탄 생성을 억제하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a methane production suppression apparatus formed on a sediment containing electrochemically active microorganisms present in organic wastewater, comprising: a working electrode formed on the sediment and a counter receiving a voltage having an opposite polarity to the power supplied to the working electrode; An electrode unit consisting of electrodes; And a power supply part electrically connected to the electrode part and supplying a constant voltage to the electrode part, wherein the potential difference is generated by the constant voltage supplied from the power supply part, thereby suppressing hydrogen generation by the hydrogen producing microorganisms in the deposit, It is characterized by suppressing methane production by methane producing bacteria.

상기와 같은 본 발명은 호수나 정화조 등의 퇴적물에서 발생하는 온실가스인 메탄 가스의 생성을 억제하는 효과가 있다.The present invention as described above has the effect of suppressing the production of methane gas, which is a greenhouse gas generated from sediments such as lakes and septic tanks.

메탄 생산균, 메탄 가스, 억제 Methane Producing Bacteria, Methane Gas, Suppression

Description

메탄 생성 억제 장치{Apparatus for restraining metanogenesis}Apparatus for restraining metanogenesis

본 발명은 메탄 생성 억제 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생물전기화학적 방법을 이용하여 퇴적물 속 메탄 생산균에 의한 메탄 가스 생성을 억제하는 메탄 생성 억제 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a methane production suppression apparatus, and more particularly, to a methane production suppression apparatus that suppresses the production of methane gas by the methane producing bacteria in the sediment using a bioelectrochemical method.

유기 물질의 부식(산화 혹은 분해)이 일어나고 있는 대부분의 혐기성 환경에서 발생하는 온실가스 중 대표적인 것인 메탄가스는 지구온난화를 가속화시키는 주요한 요소로서 메탄가스는 환경 및 인류의 미래에 있어 중대한 문제 중 하나이다.Methane gas, which is a representative greenhouse gas generated in most anaerobic environments where organic material corrosion (oxidation or decomposition) is occurring, is a major factor in accelerating global warming, and methane gas is one of the important problems in the environment and human future. .

종래, 이러한 메탄 가스 생성 억제에 대한 기술은 대한민국 공개특허 제10-1988-0012488호 '혐기성 메탄 소화방법 및 장치' 이외에 다수 출원 및 등록된 상태이다.Conventionally, the technology for suppressing the production of methane gas is a number of applications and registered in addition to the Republic of Korea Patent Publication No. 10-1988-0012488 'anaerobic methane digestion method and apparatus.'

상기 종래기술은 산 생성조와 메탄생성조를 분리하여 혐기성 발효반응이 일어나도록 조정하고 메탄생성조는 특수 설계한 UASB형 반응조 또는 CASB형 반응조를 사용하여 메탄 생성 슬러지의 유실을 최대한 억제함으로써 전체 반응효율을 극대화함과 동시에 중온소화(37℃)와 폐수의 메탄소화조내 상향식 유입을 통해 슬러지의 침강효율 및 미생물과 유기물질간의 접촉효율을 높임으로써 폐수중의 유기 물질 제 거 효율이 향상되도록 한 것을 특징으로 한다.The prior art is to separate the acid production tank and methane production tank to adjust the anaerobic fermentation reaction and methane production tank by using a specially designed UASB or CASB reactor to minimize the loss of methane generating sludge to maximize the overall reaction efficiency In addition, it maximizes sludge sedimentation efficiency and contact efficiency between microorganisms and organic materials through mid-temperature digestion (37 ℃) and bottom-up inflow of waste water into mechatanization tank. do.

그러나, 상술한 종래기술의 UASB형 반응조는 반응조상부에 슬러지 침강 및 가스 분리기를 설치하여 슬러지 입자의 유출을 억제하고 가스의 분리가 용이하도록 할 뿐이다.However, the above-described prior art UASB type reaction tank merely installs sludge settling and gas separator in the reaction tank to suppress the outflow of sludge particles and facilitate gas separation.

본 발명의 목적은, 호수나 정화조 등의 퇴적물 내에 전위차를 발생시킴으로써, 퇴적물 내에 있는 수소 생산 미생물에 의한 수소의 생산을 억제하여 메탄 생산균에 의한 메탄 생성을 억제하는 메탄 생성 억제 장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a methane production suppression apparatus that suppresses the production of hydrogen by hydrogen-producing microorganisms in the sediment and suppresses methane production by generating methane by generating a potential difference in deposits such as lakes and septic tanks. .

또한, 본 발명의 다른 목적은, 호수 바닥이나 정화조의 퇴적물 또는 슬러지를 분해하는 메탄 생성 억제 장치를 제공함에도 있다.Another object of the present invention is to provide a methane production suppressing apparatus for decomposing sediment or sludge in a lake bottom or a septic tank.

본 발명은 유기폐수 내에 존재하는 전기화학적 활성 미생물을 포함하는 퇴적물에 형성되는 메탄 생성 억제 장치에 있어서, 퇴적물에 형성되는 작업 전극과, 작업 전극에 공급되는 전원과 반대극을 갖는 전압을 공급받는 상대 전극으로 이루어진 전극부; 및 전극부와 전기적으로 연결되어, 전극부에 정전압을 공급하는 전원부;를 포함하며, 상기 전극부는, 전원부로부터 공급받는 정전압에 의해 전위차가 발생하여, 퇴적물 내에 있는 수소 생산 미생물에 의한 수소 발생을 억제함으로써, 메탄 생산균에 의한 메탄 생성을 억제하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a methane production suppression apparatus formed on a sediment containing electrochemically active microorganisms present in organic wastewater, comprising: a working electrode formed on the sediment and a counter receiving a voltage having an opposite polarity to the power supplied to the working electrode; An electrode unit consisting of electrodes; And a power supply part electrically connected to the electrode part and supplying a constant voltage to the electrode part, wherein the electrode part has a potential difference caused by a constant voltage supplied from the power supply part to suppress hydrogen generation by hydrogen producing microorganisms in the deposit. It is characterized by suppressing methane production by methane producing bacteria.

그리고, 유기폐수 내에 존재하는 전기화학적 활성 미생물을 포함하는 퇴적물에 형성되는 메탄 생성 억제 장치에 있어서, 퇴적물에 형성되어 전기화학적 활성 미생물 분해 중 발생하는 전자를 포집하는 음극부; 음극부로부터 포집되는 전자를 전달받는 외부회로부; 및 외부회로부를 통해 전자를 전달받아 물로 환원시키는 양극부;를 포함하며, 상기 전기화학적 활성 미생물의 대사과정에 발생하는 전자를 포 집하여 외부회로부를 통해 양극부로 전달하여 전위차를 발생시킴으로써, 퇴적물 내에 있는 수소 생산 미생물에 의한 수소 발생을 억제하여, 메탄 생산균에 의한 메탄 생성을 억제하는 것을 특징으로 한다.And, methane production suppression apparatus is formed in the sediment containing the electrochemically active microorganisms present in the organic wastewater, the apparatus comprising: a cathode portion which is formed in the sediment to collect electrons generated during decomposition of the electrochemically active microorganisms; An external circuit unit receiving electrons collected from the cathode unit; And an anode portion receiving electrons through an external circuit portion and reducing them into water; and including electrons generated in the metabolic process of the electrochemically active microorganism and transferring the electrons to the anode portion through an external circuit portion to generate a potential difference. It is characterized by suppressing the generation of hydrogen by the hydrogen-producing microorganisms present, to suppress the production of methane by the methane-producing bacteria.

그리고, 호수 바닥이나 정화조의 퇴적물 또는 슬러지를 분해하는 효과가 있다.In addition, there is an effect of decomposing sediment or sludge in the lake bottom or septic tank.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are defined in the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It should be interpreted to mean meanings and concepts. In addition, when it is determined that the detailed description of the known function and its configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, it should be noted that the detailed description is omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

본 발명의 제1 실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치에 관하여 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The methane production suppression apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 as follows.

본 발명의 제1 실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치는 유기폐수의 호수 또는 정화조의 퇴적물에 설치되고, 도 1에 도시된 바와 같이, 전극부(100) 및 전원부(200)를 포함한다.The methane production suppressing apparatus according to the first embodiment of the present invention is installed in the sediment of the lake or septic tank of organic wastewater, and as shown in FIG. 1, includes an electrode part 100 and a power supply part 200.

전극부(100)는 호수 또는 정화조의 퇴적물에 형성되는 작업 전극(110)과, 작업 전극(110)에 인가되는 전원과 반대극을 갖는 전원이 인가되는 상대 전극(120)과, 작업 전극(110)과 상대 전극(120)에 인가되는 전압의 기준이 되는 기준 전극(130)으로 구성된다.The electrode unit 100 includes a working electrode 110 formed on a deposit of a lake or a septic tank, a counter electrode 120 to which a power source having an opposite pole to a power source applied to the working electrode 110 is applied, and the working electrode 110. ) And a reference electrode 130 serving as a reference for the voltage applied to the counter electrode 120.

그리고 전원부(200)는 정전압 모듈(210)을 포함하며, 전극부(100)의 작업 전극(110), 상대 전극(120) 및 기준 전극(130)과 전기적으로 연결되어 정전압 모듈(210)을 통해 일정한 정전압을 공급하는 기능을 수행한다.In addition, the power supply unit 200 includes a constant voltage module 210, and is electrically connected to the working electrode 110, the counter electrode 120, and the reference electrode 130 of the electrode unit 100 through the constant voltage module 210. Function to supply constant constant voltage.

본 발명의 제1 실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The methane production suppression apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described in detail as follows.

우선, 호수 또는 정화조 퇴적물에 서식하는 미생물들은 유기물 대사과정에서 다양한 종류의 유기산, 알콜, 수소, 전자, 이산화탄소 등을 발생시킨다. 이때, 메탄 생산균은 이산화탄소와 수소를 사용하여 메탄 가스를 생성시킨다. First, microorganisms in lake or septic tank sediments generate various kinds of organic acids, alcohols, hydrogen, electrons, carbon dioxide, etc. during organic metabolism. At this time, methane producing bacteria produce methane gas using carbon dioxide and hydrogen.

본 실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치는 퇴적물 내에 형성된 전극부(100)에 전위차를 발생시킴으로써, 퇴적물 내에 있는 수소 생산 미생물의 최종 산물인 수소생산을 억제하여 메탄 생산균에 의한 메탄 생성을 억제하게 된다.The methane production suppressing apparatus according to the present embodiment generates a potential difference in the electrode portion 100 formed in the deposit, thereby suppressing the production of hydrogen, the final product of the hydrogen-producing microorganisms in the deposit, thereby suppressing methane production by the methane producing bacteria. .

이러한 전극부(100)에 전위차를 주기 위하여, 작업 전극(110)은 전기적으로 연결된 전원부(200)로부터 정전압(+0.5v)을 인가받고, 상대 전극(120)은 작업 전극(110)에 인가되는 전원과 반대극을 갖는 전원이 인가되어 전위차를 갖도록 전원 부(200)로부터 전압을 인가받는다. 즉, 작업 전극(110)과 상대 전극(120)에 전위차를 두어 전류가 흐를 수 있도록 한다. In order to give a potential difference to the electrode unit 100, the working electrode 110 receives a constant voltage (+ 0.5v) from the power supply unit 200 that is electrically connected, and the counter electrode 120 is applied to the working electrode 110. A power source having an opposite pole to the power source is applied to receive a voltage from the power supply unit 200 to have a potential difference. That is, a potential difference is provided between the working electrode 110 and the counter electrode 120 so that a current can flow.

여기서 전위차가 -1v와 2v 사이의 3v도 있고, 0v와 3v 사이의 3v로 할 수 있으나, 보통 산화환원에 쓰이는 전압값은 물질고유의 산화환원 포텐셜을 가지고 있게 되고 이에 따라서 반응하므로, 좀더 정확한 사용을 위해서는 기준 전압이 필요하게 된다. 따라서, 전원부(200)는 기준 전극(130)을 기준으로 전압을 인가하게 된다.Here, the potential difference may be 3v between -1v and 2v, and 3v between 0v and 3v, but the voltage value used for redox usually has a material-specific redox potential and reacts accordingly, thus making it more accurate. In order to achieve this, a reference voltage is required. Therefore, the power supply unit 200 applies a voltage based on the reference electrode 130.

본 실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치는 전원부(200)의 정전압 모듈(210)이 기준 전극(130)을 기준으로 전압을 인가할 때, 그 인가되는 전압이 걸리는 곳이 작업 전극(110)이다. 이때 작업 전극(110)에 전압이 걸리게 되면, 전위차가 발생하여 퇴적물에 서식하는 미생물들의 유기물 대사과정에서 발생하는 전자를 상대 전극(120)에서 받게 된다.In the methane generation suppressing apparatus according to the present exemplary embodiment, when the constant voltage module 210 of the power supply unit 200 applies a voltage based on the reference electrode 130, the working electrode 110 is applied to the applied voltage. At this time, when a voltage is applied to the working electrode 110, a potential difference occurs and electrons generated in the organic metabolism process of the microorganisms inhabiting the sediment are received by the counter electrode 120.

이로써, 작업 전극과 상대 전극 사이의 전위차에 의하여 메탄 생성에 필요한 수소가 줄어들고, 메탄 생산균 내부의 효소 등 메탄 생성에 관여하는 내부 기관의 활성이 전기화학적으로 억제되어 메탄 생성이 억제된다.Thereby, the hydrogen required for methane production is reduced by the potential difference between the working electrode and the counter electrode, and the activity of internal organs involved in methane production, such as enzymes inside methane producing bacteria, is electrochemically suppressed and methane production is suppressed.

또한 전극부(100) 주변에 황환원균이 대량 서식하여 메탄 생산균이 생산하는 메탄을 소비시켜 메탄의 농도를 감소시킨다.In addition, the large amount of yellow reducing bacteria around the electrode unit 100 consumes methane produced by the methane producing bacteria to reduce the concentration of methane.

본 실시예에 따른 기준 전극(130)은 Ag/AgCl(은/염화은)으로 하고, 전극부(100)의 작업 전극(110)과 상대 전극(120)은 흑연 부직포, 다공성 탄소(Reticulated Vitreous Carbon), 백금 및 유리상탄소(glass carbon) 중 어느 하 나의 소재인 것으로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The reference electrode 130 according to the present embodiment is made of Ag / AgCl (silver / silver chloride), and the working electrode 110 and the counter electrode 120 of the electrode unit 100 are graphite nonwoven fabric and porous carbon (Reticulated Vitreous Carbon). , Platinum and glass carbon (glass carbon) is one of the materials, but the present invention is not limited thereto.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치에 관하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the methane production suppression apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

본 발명의 제2 실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 음극부(300), 양극부(400) 및 외부회로부(500)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the methane production suppressing apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a cathode part 300, an anode part 400, and an external circuit part 500.

우선, 음극부(300)는 유기폐수의 호수 또는 정화조의 퇴적물에 설치되고, 음극부(300)의 음극(310)에 부착된 전기화학적 활성 미생물의 유기물 분해과정 중 발생하는 전자를 포집한다. 이러한 음극(310)은 외부회로부(500)와 전기적으로 연결되는 음극단자(320)가 마련되어, 전기화학적 활성 미생물로부터 포집한 전자를 외부회로부(500)로 전달한다.First, the cathode 300 is installed in the sediment of the lake or septic tank of the organic wastewater, and collects electrons generated during the organic decomposition of the electrochemically active microorganisms attached to the cathode 310 of the cathode 300. The negative electrode 310 is provided with a negative electrode terminal 320 electrically connected to the external circuit portion 500, and transfers the electrons collected from the electrochemically active microorganisms to the external circuit portion 500.

그리고 양극부(400)는 도 2에 도시된 바와 같이, 호수 또는 정화조의 수표면에 다수 개의 단위전극으로 이루어진 양극(410)이 전기적으로 연결되는 외부회로부(500)로부터 양극단자(420)를 통해 전자를 전달받아 물로 환원시킨다. 여기서, 다수 개의 단위전극으로 이루어진 양극(410)은 음극부(300)로부터 포집된 전자를 외부회로부(500)를 경유하여 양극단자(420)를 통해 전달받는다. As shown in FIG. 2, the anode 400 is connected to the water surface of a lake or a septic tank through an anode terminal 420 from an external circuit unit 500 in which an anode 410 including a plurality of unit electrodes is electrically connected. It receives electrons and reduces them to water. Here, the anode 410 composed of a plurality of unit electrodes receives electrons collected from the cathode unit 300 through the anode terminal 420 via the external circuit unit 500.

본 실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치는 음극부(300)와 양극부(400)가 대향되어 있으므로, 전기화학적 활성 미생물에 의해 생산된 수소이온의 이동이 많아지게 된다. 이러한 수소이온은 음극부(300)로부터 외부회로부(500)를 통해 전달받은 전자와 양극부(400) 주위의 산소와 결합하여 물로 환원된다.In the methane production suppressing apparatus according to the present embodiment, since the cathode part 300 and the anode part 400 face each other, the movement of hydrogen ions produced by the electrochemically active microorganism increases. The hydrogen ions are reduced to water by combining with the electrons received from the cathode portion 300 through the external circuit portion 500 and oxygen around the anode portion 400.

본 실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치는 퇴적물 내에 있는 미생물에 의해 생산되는 전자를 음극부(300)로 받아, 퇴적물 내에 있는 수소 생산 미생물을 전위차를 통하여 최종 산물인 수소 생산을 억제함으로써, 메탄 생산균에 의한 메탄 생성을 억제하게 된다. The methane production suppressing apparatus according to the present embodiment receives the electrons produced by the microorganisms in the deposit to the cathode portion 300, by suppressing the hydrogen production of the final product of the hydrogen-producing microorganisms in the deposit through the potential difference, methane producing bacteria Suppresses methane production.

여기서, 양극부(400)는 다수 개의 단위전극으로 이루어지는 양극(410)이 도 2에 도시된 바와 같이, 외부회로부(500)에 각각 연결되어 있으므로, 다수의 단위전극 중 일부가 파손되더라도 나머지 단위전극으로 그 기능을 유지하는 효과가 있다. In this case, since the anode part 410 including the plurality of unit electrodes is connected to the external circuit part 500, respectively, as shown in FIG. 2, the remaining unit electrode may be damaged even if some of the plurality of unit electrodes are damaged. It has the effect of maintaining its function.

본 발명의 제2 실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치는 유기폐수의 호수 또는 정화조에 존재하는 전기화학적 활성 미생물을 통해 유기물 분해시 생성되는 에너지를 전기에너지로 전환하여 전기를 생산함과 동시에, 메탄 생산균이 메탄생성에 필요한 수소생성을 억제함으로써, 메탄 생성을 억제하는 효과가 있다.The methane production suppressing apparatus according to the second embodiment of the present invention converts the energy generated during decomposition of organic matter into electrical energy through the electrochemically active microorganisms present in the lake or septic tank of organic wastewater, thereby producing electricity and producing methane. By inhibiting hydrogen production required for methane production, the bacterium has an effect of suppressing methane production.

본 발명의 제2 실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치는 혐기적인 조건에서 전자를 받아 빠른 환원을 유도하여 유기물의 분해속도가 빨라지는 효과가 있다.The methane production suppressing apparatus according to the second embodiment of the present invention has an effect of speeding up decomposition of organics by receiving electrons under anaerobic conditions and inducing a rapid reduction.

그리고 본 발명에 따른 메탄 생성 억제 장치는 전기화학적 활성 미생물의 미생물 대사를 통한 호수 바닥이나 정화조의 퇴적물 또는 슬러지를 분해시키는 효과가 있다.And methane production suppression apparatus according to the present invention has the effect of decomposing the sediment or sludge of the lake bottom or septic tank through the microbial metabolism of the electrochemically active microorganisms.

한편, 호수의 퇴적물에서 생성되는 가스를 분석한 결과, 도 3에 도시된 바와 같이, 그래프에 나타난 피크는 총 3개이며, 순서대로 산소, 질소, 메탄 가스가 각각 검출되었다.On the other hand, as a result of analyzing the gas produced in the sediment of the lake, as shown in Figure 3, the peak shown in the graph is a total of three, oxygen, nitrogen, methane gas was detected in each order.

본 발명의 일실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치를 도 4에 도시된 바와 같이, 호수에 설치한 후, 생성되는 가스를 분석한 결과는 도 5에 도시된 바와 같이 나타난다.As shown in FIG. 4, after the methane production suppressing apparatus according to the embodiment of the present invention is installed in a lake, the result of analyzing the generated gas is shown as shown in FIG. 5.

도 5에 도시된 바와 같이, 피크는 총 2개로 산소와 질소이다. 즉, 도 3의 호수 퇴적물에서 생성된 가스 그래프와 비교할 때, 본 실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치를 설치할 경우, 메탄 생산균의 메탄 생성을 억제하는 것으로 나타났다.As shown in FIG. 5, the peaks are oxygen and nitrogen in total. That is, compared with the gas graph generated from the lake sediment of FIG. 3, when the methane production suppression apparatus according to the present embodiment is installed, it was shown that the methane production of the methane producing bacteria is suppressed.

이상으로 본 발명의 기술적 사상에 대한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.As described above and described with reference to a preferred embodiment of the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as described above, without departing from the scope of the technical idea It will be understood by those skilled in the art that many changes and modifications to the invention are possible. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치에 관한 개략적인 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a methane production suppressing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치에 관한 개략적인 구성도.2 is a schematic configuration diagram of a methane production suppressing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 3은 호수의 퇴적물에서 생성되는 가스를 분석한 그래프.3 is a graph analyzing the gas produced in the sediment of the lake.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치를 호수에 설치한 예시도.Figure 4 is an exemplary diagram installed in the lake methane production suppression apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 메탄 생성 억제 장치를 호수에 설치하여 생성되는 가스를 분석한 그래프.5 is a graph analyzing the gas generated by installing a methane production suppression apparatus in a lake according to an embodiment of the present invention.

<도면 부호에 대한 설명><Description of Drawing>

100 : 전극부 110 : 작업 전극100 electrode 110 110 working electrode

120 : 상대 전극 130 : 기준 전극120 counter electrode 130 reference electrode

200 : 전원부 210 : 정전압 모듈200: power supply unit 210: constant voltage module

300 : 음극부 310 : 음극300: cathode 310: cathode

320 : 음극단자 400 : 양극부320: negative electrode terminal 400: positive electrode

410 : 양극 420 : 양극단자410: positive electrode 420: positive terminal

500 : 외부회로부500: external circuit

Claims

유기폐수 내에 존재하는 전기화학적 활성 미생물을 포함하는 퇴적물에 형성되는 메탄 생성 억제 장치에 있어서,In the methane production inhibiting device formed on the sediment containing the electrochemically active microorganisms present in the organic wastewater,

상기 퇴적물에 형성되는 작업 전극(110)과, 상기 작업 전극에 공급되는 전원과 반대극을 갖는 전압을 공급받는 상대 전극(120)으로 이루어진 전극부(100); 및An electrode part 100 formed of the working electrode 110 formed on the deposit and a counter electrode 120 receiving a voltage having a polarity opposite to that of the power supplied to the working electrode; And

상기 전극부와 전기적으로 연결되어, 상기 전극부에 정전압을 공급하는 전원부(200); 를 포함하며,A power supply unit 200 electrically connected to the electrode unit to supply a constant voltage to the electrode unit; Including;

상기 전극부는,The electrode unit,

상기 전원부로부터 공급받는 정전압에 의해 전위차가 발생하여, 퇴적물 내에 있는 수소 생산 미생물에 의한 수소 발생을 억제함으로써, 메탄 생산균에 의한 메탄 생성을 억제하는 것을 특징으로 하는 메탄 생성 억제 장치.A potential difference occurs due to a constant voltage supplied from the power supply unit, and methane production suppression apparatus is suppressed by generation of hydrogen by methane producing bacteria by suppressing hydrogen generation by hydrogen producing microorganisms in the deposit.

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 전극부(100)는,The electrode unit 100,

상기 전원부(200)로부터 상기 작업 전극(110) 및 상대 전극(120)에 인가되는 전압의 기준이 되는 기준 전극(130);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탄 생성 억제 장치.And a reference electrode (130) serving as a reference for the voltages applied from the power supply unit (200) to the working electrode (110) and the counter electrode (120).

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 전원부(200)는,The power supply unit 200,

상기 전극부(100)에 정전압을 공급하는 정전압 모듈(210);을 포함하는 것을 특징으로 하는 메탄 생성 억제 장치.Methane production suppression apparatus comprising a; constant voltage module 210 for supplying a constant voltage to the electrode portion (100).

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 작업 전극(110)의 소재는,The material of the working electrode 110,

흑연 부직포, 다공성 탄소(Reticulated Vitreous Carbon), 백금 및 유리상탄소(glass carbon) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 메탄 생성 억제 장치.Methane production inhibitor device, characterized in that any one of graphite non-woven fabric, Reticulated Vitreous Carbon, platinum and glass carbon.

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 상대 전극(120)의 소재는,The material of the counter electrode 120 is,

제 2 항에 있어서,The method of claim 2,

상기 기준 전극(130)의 소재는 Ag/AgCl인 것을 특징으로 하는 메탄 생성 억제 장치.Methane production inhibiting device, characterized in that the material of the reference electrode 130 is Ag / AgCl.

상기 퇴적물에 형성되어 전기화학적 활성 미생물 분해 중 발생하는 전자를 포집하는 음극부(300);A cathode part 300 formed in the deposit and collecting electrons generated during decomposition of an electrochemically active microorganism;

상기 음극부로부터 포집되는 전자를 전달받는 외부회로부(500); 및An external circuit part 500 receiving electrons collected from the cathode part; And

상기 외부회로부(500)를 통해 전자를 전달받아 물로 환원시키는 양극부(400);를 포함하며,It includes; the anode portion 400 for receiving the electrons through the external circuit portion 500 to reduce the water;

상기 음극부는,The cathode portion,

상기 전기화학적 활성 미생물의 대사과정에 발생하는 전자를 포집하여 외부회로부를 통해 양극부로 전달하여 전위차를 발생시킴으로써, 퇴적물 내에 있는 수소 생산 미생물에 의한 수소 발생을 억제하여, 메탄 생산균에 의한 메탄 생성을 억제하는 것을 특징으로 하는 메탄 생성 억제 장치.By collecting the electrons generated in the metabolic process of the electrochemically active microorganisms and transferring them to the anode portion through the external circuit portion to generate a potential difference, by suppressing the hydrogen generated by the hydrogen-producing microorganisms in the deposit, methane production by methane-producing bacteria Methane production suppression apparatus characterized by the above-mentioned.

제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein

상기 음극부(300)는,The cathode portion 300,

상기 전기화학적 활성 미생물의 유기물 분해 중 발생하는 전자를 포집하는 음극(310); 및 A cathode 310 which traps electrons generated during decomposition of organic matter of the electrochemically active microorganism; And

상기 음극에서 외부회로부(500)와 전기적으로 연결되는 음극단자(320);를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탄 생성 억제 장치. Methane production suppression apparatus comprising a; negative electrode terminal 320 is electrically connected to the external circuit portion 500 in the cathode.

제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein

상기 양극부(400)는,The anode portion 400,

상기 유기폐수의 수표면에 다수 개의 단위전극으로 연결되는 양극(410); 및An anode 410 connected to the water surface of the organic wastewater by a plurality of unit electrodes; And

상기 외부회로부(500)로부터 상기 양극으로 전자를 전달하는 양극단자(420);를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탄 생성 억제 장치.Methane production suppression apparatus comprising a; terminal (420) for transferring electrons from the external circuit portion (500) to the anode.

제 8 항에 있어서,The method of claim 8,

상기 음극(310)의 소재는 흑연 부직포, 다공성 탄소(Reticulated Vitreous Carbon), 백금 및 유리상탄소(glass carbon) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 메탄 생성 억제 장치.The material of the cathode 310 is methane production suppression apparatus, characterized in that any one of graphite non-woven fabric, Reticulated Vitreous Carbon, platinum and glass carbon.

제 9 항에 있어서,The method of claim 9,

상기 양극(410)의 소재는 흑연 부직포, 다공성 탄소(Reticulated Vitreous Carbon), 백금 및 유리상탄소(glass carbon) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 메탄 생성 억제 장치.The material of the anode (410) is methane production suppression apparatus, characterized in that any one of graphite non-woven, Reticulated Vitreous Carbon, platinum and glass carbon.