KR101378481B1 - Apparatus and method for cultivating micro-algae with anaerobic digestion vessel and membrane bio-reactor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가축분뇨의 혐기성소화액을 MBR조를 통해 생물학적으로 처리하여 유기물과 고형성분을 제거하고, 잔여 질소와 인이 포함된 MBR조 유출수를 미세조류의 배양액으로 이용함으로써 가축분뇨의 질소와 인을 효과적으로 제거함과 함께 미세조류의 배양효율을 동시에 향상시킬 수 있는 혐기소화조 및 MBR조를 이용한 미세조류 배양장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 혐기소화조 및 MBR조를 이용한 미세조류 배양장치는 가축분뇨를 혐기성소화시키는 혐기소화조와, 상기 혐기소화조의 혐기성소화액을 생물학적으로 처리하여 슬러지와 유출수로 분리하는 MBR조와, 상기 MBR조의 유출수 내에 포함되어 있는 잔여 질소 및 인을 자양분으로 이용하여 미세조류를 배양하는 미세조류 배양조 및 상기 미세조류 배양조의 원수를 미세조류와 처리수로 분리하는 미세조류 분리막을 포함하여 이루어지며, 상기 혐기성소화액에 포함되어 있는 질소와 인은 상기 MBR조에 의해 슬러지의 형태로 분리되며, 상기 혐기성소화액에 포함되어 있는 일부의 질소와 인은 유출수로 배출되어 상기 미세조류 배양조로 공급되는 것을 특징으로 한다. The present invention biologically treated anaerobic digestion of livestock manure through MBR tank to remove organic matter and solid components, and by using the MBR tank effluent containing residual nitrogen and phosphorus as a culture of microalgae, nitrogen and phosphorus of livestock manure The present invention relates to a microalgae cultivation apparatus and method using an anaerobic digestion tank and an MBR tank which can effectively remove the microalgae and improve the cultivation efficiency at the same time. Anaerobic digestion tank for anaerobic digestion, MBR tank for biologically treating anaerobic digestion of the anaerobic digestion tank to sludge and effluent, and cultivating microalgae using residual nitrogen and phosphorus contained in the effluent of the MBR tank as nutrients Microalgae cultured water and the raw water of the microalgal culture tank It comprises a microalgal separation membrane to separate, nitrogen and phosphorus contained in the anaerobic digestion liquid is separated in the form of sludge by the MBR tank, part of the nitrogen and phosphorus contained in the anaerobic digestion liquid is discharged to the effluent It is characterized in that it is supplied to the microalgal culture tank.

Description

혐기소화조 및 ＭＢＲ조를 이용한 미세조류 배양장치 및 방법{Apparatus and method for cultivating micro-algae with anaerobic digestion vessel and membrane bio-reactor}Apparatus and method for cultivating micro-algae with anaerobic digestion vessel and membrane bio-reactor

본 발명은 혐기소화조 및 MBR조를 이용한 미세조류 배양장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가축분뇨의 혐기성소화액을 MBR조를 통해 생물학적으로 처리하여 유기물과 고형성분을 제거하고, 잔여 질소와 인이 포함된 MBR조 유출수를 미세조류의 배양액으로 이용함으로써 가축분뇨의 질소와 인을 효과적으로 제거함과 함께 미세조류의 배양효율을 동시에 향상시킬 수 있는 혐기소화조 및 MBR조를 이용한 미세조류 배양장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a microalgae culture apparatus and method using an anaerobic digestion tank and MBR tank, and more specifically, to remove organic matter and solid components by biologically treating anaerobic digestion of livestock manure through the MBR tank, and to remove residual nitrogen and phosphorus In the microalgae culture apparatus and method using an anaerobic digestion tank and MBR tank to effectively remove the nitrogen and phosphorus of livestock manure and improve the microalgae cultivation efficiency by using the containing MBR tank effluent as a culture medium of microalgae It is about.

최근 이산화탄소 배출에 따른 지구온난화현상을 완화하기 위해 이산화탄소 감축 문제와 관련하여 미세조류에 대한 관심이 증폭되고 있다. 미세조류는 광합성을 통해 이산화탄소를 생물학적으로 고정하여 에너지원으로 사용하며, 미세조류의 성장결과로 얻어진 바이오매스는 동물의 사료, 바이오에너지의 원료 등으로 활용가치가 높다. 또한, 미세조류의 배양에 필요한 질소 및 인을 인위적으로 공급하지 않고 가축분뇨에 포함되어 있는 질소와 인을 이용하면 부영양화를 완화시킬 수 있다. Recently, interest in microalgae has been amplified in relation to the problem of CO2 reduction in order to mitigate the global warming phenomenon caused by carbon dioxide emission. The microalgae are used as energy sources by biochemically fixing carbon dioxide through photosynthesis. Biomass obtained as a result of microalgae growth is highly valuable for animal feeds, raw materials for bioenergy, and the like. In addition, eutrophication can be alleviated by using nitrogen and phosphorus contained in livestock manure without artificially supplying nitrogen and phosphorus necessary for culturing microalgae.

이에, 가축분류를 이용한 미세조류 배양액 개발(한국공개특허 제2003-76133호, 제2003-95154호)과 같이 하폐수를 배지로 이용하여 미세조류를 배양하고자 하는 시도들이 있다. 그러나 이 경우 조류배양을 목적으로 하기 때문에 하폐수의 처리가 안정적으로 이루어지기는 어려운 단점이 있다. Accordingly, there have been attempts to cultivate microalgae using wastewater as a medium, such as the development of a microalgae culture solution using livestock classification (Korean Patent Laid-Open Nos. 2003-76133 and 2003-95154). However, in this case, because the purpose is to cultivate algae, there is a disadvantage that the treatment of wastewater can not be performed stably.

또한, 미세조류를 이용하여 하폐수를 처리하기 위한 기술들로서 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화 장치 및 이를 이용한 수질정화 방법(한국 공개특허 제2006-100869호), 부착조류 시스템을 이용한 농촌유역 수질 개선방법(한국공개특허 제2005-0024728호)이 제시되었다. 그리고, 미세조류를 이용하여 하폐수를 처리하는 반응조의 형상(한국공개특허 제2012-73432호), 미세조류의 배양과 수확장치(한국공개특허 제2011-118908호)가 제시된 바 있다. In addition, technologies for treating wastewater using microalgae include a water purification device using a fluid contact material module and a bird module and a water purification method using the same (Korean Patent Laid-Open No. 2006-100869), a rural watershed A method for improving water quality (Korea Patent Publication No. 2005-0024728) was proposed. The shape of the reaction tank for treating wastewater using microalgae (Korea Patent Publication No. 2012-73432) and the microalgae culture and harvesting apparatus (Korean Patent Laid-Open No. 2011-118908) have been proposed.

그러나, 상기의 기술들은 가축분뇨 혐기소화액에 포함되어 있는 고농도의 질소와 인을 직접적으로 처리하기에는 한계가 있으며, 인위적으로 조류의 성장을 조절할 수 없어 질소 및 인의 처리효율이 낮고, 처리효율을 조절하기 매우 어렵다는 단점이 있다. 또한, 부착조류를 이용하거나 일정한 계 내에 존재하는 조류를 이용하기 때문에 미세조류의 안정적인 생산과 회수가 어려운 단점이 있다.
However, the above technologies have limitations in directly treating high concentrations of nitrogen and phosphorus contained in animal manure anaerobic digestive juices, and can not artificially control the growth of algae. Thus, the treatment efficiency of nitrogen and phosphorus is low, It has a drawback that it is very difficult. In addition, there is a disadvantage in that it is difficult to stably produce and recover fine algae because algae are used or algae present in a certain system are used.

한국공개특허 제2003-76133호Korean Patent Publication No. 2003-76133 한국공개특허 제2003-95154호Korean Patent Publication No. 2003-95154 한국공개특허 제2006-100869호Korean Patent Publication No. 2006-100869 한국공개특허 제2005-0024728호Korean Patent Publication No. 2005-0024728 한국공개특허 제2012-73432호Korea Patent Publication No. 2012-73432 한국공개특허 제2011-118908호Korea Patent Publication No. 2011-118908

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 가축분뇨의 혐기성소화액을 MBR조를 통해 생물학적으로 처리하여 유기물과 고형성분을 제거하고, 잔여 질소와 인이 포함된 MBR조 유출수를 미세조류의 배양액으로 이용함으로써 가축분뇨의 질소와 인을 효과적으로 제거함과 함께 미세조류의 배양효율을 동시에 향상시킬 수 있는 혐기소화조 및 MBR조를 이용한 미세조류 배양장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, biologically treated anaerobic digestion of livestock manure through the MBR tank to remove organic matter and solid components, and microalgae MBR tank effluent containing residual nitrogen and phosphorus The purpose of the present invention is to provide a microalgae cultivation apparatus and method using an anaerobic digestion tank and an MBR tank which can effectively remove nitrogen and phosphorus from livestock manure and improve the culture efficiency of microalgae at the same time.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 혐기소화조 및 MBR조를 이용한 미세조류 배양장치는 가축분뇨를 혐기성소화시키는 혐기소화조와, 상기 혐기소화조의 혐기성소화액을 생물학적으로 처리하여 유기물과 고형성분을 제거하는 MBR조와, 상기 MBR조의 유출수 내에 포함되어 있는 잔여 질소 및 인을 자양분으로 이용하여 미세조류를 배양하는 미세조류 배양조 및 상기 미세조류 배양조의 원수를 미세조류와 처리수로 분리하는 미세조류 분리막을 포함하여 이루어지며, 상기 혐기성소화액에 포함되어 있는 유기물과 고형성분은 상기 MBR조에 의해 생물학적으로 처리되며, 상기 혐기성소화액에 포함되어 있는 질소와 인은 유출수로 배출되어 상기 미세조류 배양조로 공급되는 것을 특징으로 한다. The microalgae culture apparatus using the anaerobic digestion tank and MBR tank according to the present invention for achieving the above object is anaerobic digestion tank for anaerobic digestion of livestock manure, and anaerobic digestion of the anaerobic digestion tank to remove organic matter and solid components A microalgal culture tank for culturing the microalgae using the residual nitrogen and phosphorus contained in the effluent water of the MBR tank, and a microalgal separation membrane for separating the raw water of the microalgal culture tank into microalgae and treated water; Organic matter and solid components contained in the anaerobic digestion liquid are biologically treated by the MBR tank, nitrogen and phosphorus contained in the anaerobic digestion liquid is discharged to the effluent and supplied to the microalgal culture tank. It is done.

상기 미세조류 배양조의 일측에 미세조류 배양에 필요한 이산화탄소(CO2)를 공급함과 함께 미세조류 분리막의 막오염을 방지하는 역할을 수행하는 산기장치가 더 구비되며, 상기 미세조류 배양조의 상부에 미세조류 배양에 필요한 광에너지를 공급하기 위한 광원이 배치될 수 있다. The microalgae culture tank further includes an acidifier device for supplying carbon dioxide (CO 2 ) necessary for culturing the microalgae to one side of the microalgae culture tank and preventing membrane contamination of the microalgae separation membrane. A light source for supplying light energy necessary for culturing can be disposed.

상기 미세조류 배양조는 편판형의 완전혼합식, 원기둥형의 완전혼합식, 파이프라인형의 플러그 플로우식, 산화구형의 플러그 플로우식 중 어느 하나의 형태이다. The microalgae culture tank is any one of a plate-like full mixing type, a cylindrical type full mixing type, a pipeline type plug flow type, and an oxidized spherical type plug flow type.

본 발명에 따른 혐기소화조 및 MBR조를 이용한 미세조류 배양방법은 가축분뇨를 혐기성소화시켜 혐기성소화액을 발생시키는 단계와, 혐기성소화액을 MBR조를 이용하여 유기물과 고형성분을 제거하는 단계와, 상기 MBR조의 유출수를 자양분으로 이용하여 미세조류 배양조에서 미세조류를 배양하는 단계와, 상기 미세조류 배양조의 원수를 미세조류 분리막을 통해 미세조류와 처리수로 분리하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 혐기성소화액을 MBR조를 이용하여 유기물과 고형성분을 제거하는 단계에 있어서, 혐기성소화액 내의 유기물과 고형성분은 생물학적으로 제거되며, 상기 혐기성소화액에 포함되어 있는 일부의 질소와 인은 유출수로 배출되어 상기 미세조류 배양조로 공급되는 것을 특징으로 한다.
The microalgal culture method using the anaerobic digestion tank and the MBR tank according to the present invention comprises the steps of generating anaerobic digestion by anaerobic digestion of livestock manure, removing organic matter and solid components using the MBR tank, anaerobic digestion, and the MBR Culturing the microalgae in the microalgal culture tank using the effluent of the tank as a nutrient, and separating the raw water of the microalgal culture tank into the microalgae and the treated water through the microalgal separation membrane, and the anaerobic digestion solution. In the step of removing the organic matter and solid components using an MBR tank, the organic matter and solid components in the anaerobic digestion solution is biologically removed, a part of nitrogen and phosphorus contained in the anaerobic digestion solution is discharged to the effluent to the microalgae Characterized in that supplied to the culture tank.

본 발명에 따른 혐기소화조 및 MBR조를 이용한 미세조류 배양장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다. Microalgae culture apparatus and method using the anaerobic digestion tank and MBR tank according to the present invention has the following effects.

종래의 경우 미세조류 배양을 위해 별도의 합성 배양액을 사용하나 본 발명의 경우 가축분뇨 내에 포함되어 있는 질소와 인을 배양분으로 이용함에 따라 운영비용을 절감할 수 있다. 또한, 종래 기술에 있어서, 가축분뇨를 이용하는 경우 미세조류 배양에는 효과적이나 가축분뇨 내에 포함되어 있는 질소와 인의 처리가 미흡한 단점이 있는데, 본 발명의 경우 혐기소화조 및 MBR조를 통해 질소와 인에 대한 효과적인 처리가 가능하다. In the conventional case, a separate synthetic culture medium is used for culturing microalgae, but in the case of the present invention, operating costs may be reduced by using nitrogen and phosphorus contained in livestock manure as a culture meal. In addition, in the prior art, the use of livestock manure is effective for microalgae cultivation, but there is a shortcoming of the treatment of nitrogen and phosphorus contained in the livestock manure, in the case of the present invention for nitrogen and phosphorus through anaerobic digestion tank and MBR tank Effective treatment is possible.

이와 함께, 혐기성소화액을 연속 유입하여 미세조류를 연속 배양할 수 있어, 미세조류의 고농도 배양이 가능하게 되며 이를 통해, 질소 및 인의 제거효율을 높일 수 있게 된다.
In addition, it is possible to continuously culture the microalgae by continuously introducing the anaerobic digestion, it is possible to cultivate a high concentration of the microalgae, through which it is possible to increase the nitrogen and phosphorus removal efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혐기소화조 및 MBR조를 이용한 미세조류 배양장치의 구성도.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류 배양조의 구성도. 1 is a block diagram of a microalgae culture apparatus using an anaerobic digestion tank and an MBR tank according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2 to 5 are schematic views of a microalgae culture tank according to an embodiment of the present invention. FIG.

본 발명은 가축분뇨에 포함되어 있는 질소와 인을 효과적으로 제거함과 함께 가축분뇨의 질소와 인을 미세조류의 자양분으로 이용한다. 이를 위해, 가축분뇨의 혐기성소화과정, 질소와 인이 농축된 가축분뇨의 혐기성소화액에 대한 막분리과정, 일정량의 질소와 인이 포함된 MBR조 유출수를 이용한 미세조류 배양과정 등이 본 발명에 적용된다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 혐기소화조 및 MBR조를 이용한 미세조류 배양장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다. The present invention effectively removes nitrogen and phosphorus contained in livestock manure and uses nitrogen and phosphorus in livestock manure as nutrients for microalgae. To this end, anaerobic digestion of livestock manure, membrane separation of anaerobic digestion of livestock manure enriched with nitrogen and phosphorus, and microalgae cultivation process using MBR bath effluent containing a certain amount of nitrogen and phosphorus are applied to the present invention. do. Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail microalgae culture apparatus and method using an anaerobic digestion tank and MBR tank according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 혐기소화조 및 MBR조를 이용한 미세조류 배양장치는 혐기소화조(110), MBR조(membrane bio-reactor)(120), 미세조류 배양조 및 미세조류 분리막(140)을 포함하여 구성된다. Referring to Figure 1, the microalgae culture apparatus using an anaerobic digestion tank and MBR tank according to an embodiment of the present invention anaerobic digestion tank 110, MBR (membrane bio-reactor) 120, microalgal culture tank and micro The algae separation membrane 140 is configured.

상기 혐기소화조(110)는 가축분뇨를 혐기성소화시키는 역할을 하며, 상기 MBR조(120)는 상기 혐기소화조(110)로부터 공급받은 혐기성소화액을 생물학적으로 처리하고 분리막(121)을 이용하여 고형분을 제거하는 역할을 한다. 구체적으로, 미세조류에 독성으로 작용하는 고농도의 암모니아성 질소를 미생물이 섭취되도록 함과 함께 독성이 없는 질산성 질소로 전환하여 가축분뇨 혐기성소화액이 미세조류에 미치는 영향을 최소화하는 역할을 한다. 또한, 상기 MBR조(120)는 고농도의 유기물들을 호기성 미생물들의 작용을 통하여 생물학적으로 제거하고, 분리막(121)을 통하여 총고형물(SS)을 제거하는 역할을 하며, 이를 통해 미세조류 배양조에서의 광 공급효율을 증대시켜 미세조류가 원활하게 성장되도록 한다. The anaerobic digestion tank 110 anaerobically digests livestock manure. The MBR tank 120 biologically treats the anaerobic digestion liquid supplied from the anaerobic digestion tank 110 and removes the solid matter using the separation membrane 121 . Specifically, the high concentration of ammonia nitrogen that acts as a toxic to the microalgae and the microorganisms are ingested to convert to non-toxic nitrate nitrogen plays a role in minimizing the effect of the livestock manure anaerobic digestion to the microalgae. In addition, the MBR tank 120 biologically removes organic matter at a high concentration through the action of aerobic microorganisms and removes total solids (SS) through the separation membrane 121, Thereby increasing light supply efficiency and allowing microalgae to grow smoothly.

상기 혐기성소화액은 상기 MBR조(120)에 의해 생물학적으로 처리되어 슬러지와 유출수로 분리되며, MBR조(120)의 유출수는 상기 미세조류 배양조(130)로 공급된다. 혐기성소화액 내에 포함된 질소와 인은 MBR조(120)에 의해 슬러지의 형태로 분리되나, 혐기성소화액이 고농도의 질소와 인을 포함하고 있어 일부의 질소와 인은 유출수에 포함되어 배출되며, 일정량의 질소와 인이 포함된 MBR조(120)의 유출수는 미세조류의 자양분으로서의 역할을 하게 된다. The anaerobic digestion fluid is biologically treated by the MBR tank 120 to be separated into sludge and effluent, and the effluent of the MBR tank 120 is supplied to the microalgal culture tank 130. Nitrogen and phosphorus contained in the anaerobic digestion liquid are separated in the form of sludge by the MBR tank 120. However, since the anaerobic digestion liquid contains high concentrations of nitrogen and phosphorus, some of the nitrogen and phosphorus are discharged in the effluent, The effluent of the MBR bath 120 containing nitrogen and phosphorus serves as a nutrient for microalgae.

상기 미세조류 배양조(130)는 일정량의 질소와 인이 포함된 유출수를 자양분으로 이용하여 미세조류를 배양하는 역할을 하며, 상기 미세조류 분리막(140)은 미세조류 배양조(130) 내의 원수를 미세조류와 처리수로 분리하는 역할을 한다. The microalgal culture tank 130 serves to cultivate the microalgae using a certain amount of nitrogen and phosphorus effluent as a nourishment, the microalgal separation membrane 140 is the raw water in the microalgal culture tank 130 It separates into microalgae and treated water.

상기 미세조류 배양조(130)는 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 일 예로 편판형의 완전혼합식(도 2 참조), 원기둥형의 완전혼합식(도 3 참조), 파이프라인형의 플러그 플로우식(도 4 참조), 산화구형의 플러그 플로우식(도 5 참조)으로 실시할 수 있다. 한편, 상기 미세조류 배양조(130)에서 배양되는 미세조류 즉, 질소와 인을 자양분으로 성장되는 미세조류로는 안키스트로데스무스 그라실리스(Ankistrodesmus gracilis SAG278-2: KCTC AG20745), 세네데스무스 아쿠이나투스(Scenedesmus accuminatus: KCTC AG 10316), 세네데스무스 쿠아드리카우다Scenedesmus quadicauda: KCTC AG 10308), 아르쓰로스퍼라 플라텐시스(Arthrospira platensis: KCTC AG20590) 및 클로렐라 불가리스(Chlorella vulgaris: KCTC AG10032) 등이 이용될 수 있다. The microalgae culture tank 130 can be implemented in various forms. For example, the microalgae culture tank 130 can be implemented in various forms, for example, a full plate type mixing type (see FIG. 2), a cylindrical full type mixing type See FIG. 4), or an oxidized spherical plug flow type (see FIG. 5). On the other hand, as the microalgae cultivated in the microalgae culture tank 130, that is, nitrogen and phosphorus microalgae are grown in nutrients Ankistrodesmus gracilis SAG278-2: KCTC AG20745, Senedes Scenedesmus accuminatus (KCTC AG 10316), Senedmus Kuah give the cow Scenedesmus quadicauda: include KCTC AG10032) can be used: KCTC AG 10308), it is used in Los peora platen system (Arthrospira platensis: KCTC AG20590) and Chlorella vulgaris (Chlorella vulgaris.

또한, 상기 미세조류 분리막(140)은 미세조류의 투과 방향과 처리수의 여과 방향이 동일한 막힘형 여과 방식 또는 미세조류의 투과 방향과 처리수의 여과 방향이 수직인 크로스플로우(crossflow)형 여과 방식이 사용될 수 있다. 이와 함께, 상기 미세조류 분리막(140)은 막 세공 크기가 0.1㎛ 내지 수㎛인 정밀여과막 및 막 세공 크기가 0.002 내지 0.05㎛ 인 한외여과막 중에서 선택된 하나 이상일 수 있으며, 이들을 복합적으로 적용하는 것도 가능하다. 이와 같은 미세조류 분리막(140)을 적용함에 따라, 수리학적 체류시간(HRT)과 고형물체류시간(SRT)을 독립적으로 분리할 수 있으며, 특히, 미세조류 배양조(130) 내의 미세조류 농도에 대한 제어가 가능하다. 한편, 상기 미세조류 분리막(140)에 의해 분리된 처리수는 일부 반송되어 MBR조(120)로 공급될 수 있으며, 이는 혐기성소화액의 농도를 조절하기 위함이다. The micro-algae separation membrane 140 may be formed by a filtration method in which the flow direction of the micro-algae is the same as the filtration direction of the treated water or a crossflow type filtration method in which the filtration direction of the micro- Can be used. In addition, the microalgae separation membrane 140 may be at least one selected from the group consisting of a microfiltration membrane having a membrane pore size of 0.1 μm to several μm and an ultrafiltration membrane having a membrane pore size of 0.002 to 0.05 μm, . By applying such a microalgae separation membrane 140, it is possible to independently separate the hydraulic retention time (HRT) and the solids retention time (SRT). Particularly, the concentration of microalgae in the microalgae culture tank 130 Control is possible. Meanwhile, the treated water separated by the microalgae separation membrane 140 may be partially transported and supplied to the MBR tank 120 to control the concentration of the anaerobic digestion liquid.

상기 미세조류 배양조(130)에 있어서, 미세조류 배양에 필요한 이산화탄소(CO2)를 공급함과 함께 미세조류 분리막(140)의 막오염을 방지하는 역할을 수행하는 산기장치(131)가 더 구비될 수 있으며, 상기 미세조류 배양조(130)의 상부에는 미세조류 배양에 필요한 광에너지를 공급하기 위한 광원(132)이 배치될 수 있다. 미세조류 배양조(130)가 파이프라인형의 플러그 플로우식(도 4 참조)으로 구성되는 경우, 산기장치(131) 대신 공기교환탑(133)이 구비될 수 있으며, 그 역할은 산기장치(131)의 역할과 동일하다.
The microalgae culture tank 130 further includes a diffuser 131 for supplying carbon dioxide (CO 2 ) necessary for microalgae culture and preventing membrane contamination of the microalgae separation membrane 140 And a light source 132 for supplying light energy required for culturing the microalgae may be disposed on the microalgae culture tank 130. When the microalgae culture tank 130 is constructed of a pipeline type plug flow type (see FIG. 4), an air exchange column 133 may be provided in place of the air diffuser 131, ).

110 : 혐기소화조 120 : MBR조
121 : 분리막 130 : 미세조류 배양조
131 : 산기장치 132 : 광원
133 : 공기교환탑 140 : 미세조류 분리막110: anaerobic digestion tank 120: MBR tank
121: Separation membrane 130: Microalgae culture tank
131: diffuser 132: light source
133: air exchange column 140: micro algae separation membrane

Claims (4)

가축분뇨를 혐기성소화시키는 혐기소화조;
상기 혐기소화조의 혐기성소화액을 생물학적으로 처리하여 슬러지와 유출수로 분리하는 MBR조;
상기 MBR조의 유출수 내에 포함되어 있는 잔여 질소 및 인을 자양분으로 이용하여 미세조류를 배양하는 미세조류 배양조; 및
상기 미세조류 배양조의 원수를 미세조류와 처리수로 분리하는 미세조류 분리막을 포함하여 이루어지며,
상기 혐기성소화액에 포함되어 있는 질소와 인은 상기 MBR조에 의해 슬러지의 형태로 분리되며, 상기 혐기성소화액에 포함되어 있는 일부의 질소와 인은 유출수로 배출되어 상기 미세조류 배양조로 공급되는 것을 특징으로 하는 혐기소화조 및 MBR조를 이용한 미세조류 배양장치.
Anaerobic digestion tank anaerobic digestion of livestock manure;
An MBR tank for biologically treating the anaerobic digestion solution of the anaerobic digestion tank to sludge and effluent;
A microalgal culture tank for culturing the microalgae using residual nitrogen and phosphorus contained in the effluent water of the MBR tank as nutrients; And
And a micro algae separation membrane for separating raw water of the microalgae culture tank by microalgae and treated water,
Nitrogen and phosphorus contained in the anaerobic digestion liquid is separated in the form of sludge by the MBR tank, part of the nitrogen and phosphorus contained in the anaerobic digestion liquid is discharged to the effluent and supplied to the microalgal culture tank Microalgae culture apparatus using anaerobic digestion tank and MBR tank.
제 1 항에 있어서, 상기 미세조류 배양조의 일측에 미세조류 배양에 필요한 이산화탄소(CO2)를 공급함과 함께 미세조류 분리막의 막오염을 방지하는 역할을 수행하는 산기장치가 더 구비되며, 상기 미세조류 배양조의 상부에 미세조류 배양에 필요한 광에너지를 공급하기 위한 광원이 배치되는 것을 특징으로 하는 혐기소화조 및 MBR조를 이용한 미세조류 배양장치.
According to claim 1, One side of the microalgae culture tank is further provided with an air diffuser for supplying carbon dioxide (CO 2 ) required for microalgae culture and to prevent membrane contamination of the microalgae membrane, the microalgae A microalgae culture apparatus using an anaerobic digestion tank and MBR tank, characterized in that the light source for supplying the light energy required for microalgae culture is arranged on the upper portion of the culture tank.
제 1 항에 있어서, 상기 미세조류 배양조는 편판형의 완전혼합식, 원기둥형의 완전혼합식, 파이프라인형의 플러그 플로우식, 산화구형의 플러그 플로우식 중 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 혐기소화조 및 MBR조를 이용한 미세조류 배양장치.
According to claim 1, wherein the microalgal culture tank is anaerobic, characterized in that any one of a plate-type, full-mix, cylindrical-type, flow-type plug flow, oxidized spherical plug flow type Microalgae culture apparatus using a digestion tank and MBR tank.
가축분뇨를 혐기성소화시켜 혐기성소화액을 발생시키는 단계;
혐기성소화액을 MBR조를 이용하여 생물학적으로 처리하여 슬러지와 유출수로 분리하는 단계;
상기 MBR조의 유출수를 자양분으로 이용하여 미세조류 배양조에서 미세조류를 배양하는 단계;
상기 미세조류 배양조의 원수를 미세조류 분리막을 통해 미세조류와 처리수로 분리하는 단계를 포함하여 이루어지며,
상기 혐기성소화액을 MBR조를 이용하여 생물학적으로 처리하여 슬러지와 유출수로 분리하는 단계에 있어서, 혐기성소화액 내의 질소와 인은 슬러지의 형태로 분리되며, 상기 혐기성소화액에 포함되어 있는 일부의 질소와 인은 유출수로 배출되어 상기 미세조류 배양조로 공급되는 것을 특징으로 하는 혐기소화조 및 MBR조를 이용한 미세조류 배양방법.
Anaerobic digestion of livestock manure to produce an anaerobic digestive juice;
Separating anaerobic digestion into sludge and effluent by biological treatment with an MBR bath;
Culturing the microalgae in a microalgae culture tank using the effluent of the MBR tank as nourishing water;
Separating raw water of the microalgae culture tank into microalgae and treated water through a microalgae separation membrane,
In the step of biologically treating the anaerobic digestion liquid using an MBR tank to separate sludge and effluent, nitrogen and phosphorus in the anaerobic digestion liquid are separated in the form of sludge, and part of the nitrogen and phosphorus contained in the anaerobic digestion liquid is A method for culturing microalgae using an anaerobic digestion tank and an MBR tank, characterized in that the effluent is discharged and supplied to the microalgal culture tank.
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