유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기 {microbe culture apparatus for inducing anaerobic digestion activity of organic wastes}

본 발명은 유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기성 오염물질을 함유한 배양용액의 메탄발효 미생물을 활성화하기 위한 유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기에 관한 것이다.

일반적으로 하수 및 폐수 슬러지 등의 유기성 폐수 또는 유기성 폐기물의 경우, 안정화를 위해 단상, 이상 소화 또는 중온 소화 등의 혐기소화 공정을 보편적으로 사용하고 있다.

그러나, 상기의 단상, 이상 소화 또는 중온 소화의 경우 20~30일 이상의 긴 체류기간이 요구되는데 비해 유기물 감량이 평균 50% 미만에 불과하여 효율적이지 못하며, 또한 소화가스의 메탄 함량이 50% 수준에 머무르고 있다.

유기성 폐기물의 혐기소화시 수리학적 체류시간이 늘어나는 요인 중 하나는, 메탄생성을 위한 혐기성 미생물이 안정되기까지의 지연기가 길고 혐기성 미생물의 활성 효율이 낮기 때문이다.

기존의 혐기소화 공정을 통해 생성된 소화가스는 이산화탄소와 메탄으로 분리되며, 메탄은 보일러의 에너지원으로 재사용되고, 이산화탄소는 압축저장하고 있다.

한편, 한국등록특허 제10-10477849호에서는 유기성 폐기물의 혐기소화 효율을 증대하기 위해 소화가스를 혐기소화조로 재순환하여 유기성 폐기물의 교반에 이용하고 있다.

그러나, 상기와 같이 소화가스를 유기성 폐기물의 교반에 이용하게 되면 소화가스 내 황화수소 성분이 소화효율 저해요인으로 작용하여 혐기소화 효율이 저감되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 유기성 오염물질을 함유한 배양용액(혐기성 미생물을 활성화하고자 하는 용액)을 혐기성 미생물을 활성화하여 혐기소화 공정으로 공급하기 위한 것으로, 혐기성 미생물의 증식을 위한 이산화탄소 가스 기질의 공급과 동시에 배양용액의 균일한 교반이 이루어질 수 있는 유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부로부터 배양용액이 유입되는 배양용액 공급관을 가지는 중공형의 배양통; 상기 배양통 내 중앙부에 상하방향으로 이격되어 위치되고, 가스공급송풍기에서 이산화탄소 가스 기질을 공급받게 되는 중공형의 제1 및 제2 가스공급헤드; 상기 제1 가스공급헤드에 외주면에 연결 설치되되, 배양통의 내벽면을 향해 일정각도로 하향 배치되는 복수의 제1 분사노즐; 상기 제2 가스공급헤드에 외주면에 연결 설치되되, 배양통의 중앙부를 향해 일정각도로 상향 배치되는 복수의 제2 분사노즐;을 포함하여 구성되며, 상기 제1 분사노즐의 가스 기질이 배양통의 내벽면 측으로 하향 분사되고 상기 제2 분사노즐의 가스 기질이 배양통의 중앙부 측으로 상향 분사되어, 배양용액에 가스 기질이 분사됨과 동시에 배양용액이 교반되도록 된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기를 제공한다.

바람직하게, 상기 배양통에는 배양통에 유입된 배양용액의 온도를 조절하기 위한 히팅관이 내설되고, 상기 히팅관은 배양용액 내에 잠긴 형태로 위치하게 된다.

상기 히팅관에는 배양용액과의 열교환을 위한 냉매 또는 열매를 공급하는 냉열매공급수단이 연결 구성되고, 상기 냉열매공급수단은 배양통의 외측에서 히팅관에 연결되어 냉매 또는 열매를 저장 보관하는 냉열매탱크와, 냉열매탱크과 히팅관 사이에 설치되어 냉열매탱크의 냉매 또는 열매를 컨트롤러의 신호에 따라 히팅관으로 순환 공급시키기 위한 냉열매순환펌프, 및 냉열매탱크에 내설되어 열매를 일정 온도로 승온시키기 위한 배양히터로 구성된다.

또한 바람직하게, 상기 가스공급헤드와 가스공급송풍기 사이에는 가스공급헤드로 공급되는 이산화탄소 가스 기질을 예열하기 위한 가스예열히터가 구성된다.

또한 바람직하게, 상기 배양통에는 저부에 배양용액 배출 후 배양통 내부를 고온으로 살균하기 위한 살균히터가 내설되고, 상부에 배양통 내부를 세척하기 위한 세척수분사노즐이 내설된다.

또한 바람직하게, 상기 배양용액 공급관에는 외부로부터 공급되는 배양용액을 공급하기 위한 배양용액 공급펌프가 연결 설치되고, 상기 배양통의 저부에는 배양하고자 한 미생물이 증식된 배양용액을 외부로 배출하기 위한 배양용액 배출관이 연결 설치된다.

본 발명에 따른 유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기는, 외부로부터 메탄발효 미생물(즉, 혐기성 미생물)을 배양하고자 하는 배양용액을 직접 유입시켜 현장에서 미생물을 간편하게 배양할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 미생물 배양기는, 혐기성 미생물을 증식시킨 배양용액을 재순화시켜 유기성 폐기물의 처리를 위한 혐기소화 공정의 혐기소화조에 공급함으로써 유기성 폐기물의 혐기소화를 활성시킬 수 있다.

즉, 유기성 폐기물의 혐기소화시 황화수소생성균보다 메탄생성균(혐기성 미생물)의 활성을 증진시켜 메탄생성균을 우점화시킴으로써 메탄생산 수율을 증가시킬 수 있다.

이에 혐기소화 공정시 메탄생성균의 활성이 낮아 메탄생산 수율이 떨어지거나, 메탄발효기간이 길어져 혐기소화 효율이 낮아지는 것을 개선할 수 있다.

그리고, 혐기소화 공정시 소화가스로부터 분리된 메탄가스는 화력, 전기 등 에너지 재생산에 이용되며, 이산화탄소 가스는 본 발명의 미생물 배양기의 가스 기질로 재사용될 수 있고, 이로써 전체 혐기소화 공정의 에너지 이용률을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기를 도시한 개략적인 구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기를 부분 도시한 구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기를 부분 도시한 평면도
도 4는 도 2의 배양통 하부를 확대 도시한 단면도
도 5는 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기를 이용한 혐기소화 공정을 도시한 순서도

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기(100)는 혐기성 미생물의 배양이 이루어지는 배양통(20)과, 배양통(20) 내에 배양시키고자 하는 배양용액(혐기성 미생물을 배양 및 증식/활성화하고자 하는 용액임, 예컨대 유기성 폐기물 등) 및 유기 배지와 무기 배지 등을 공급하기 위한 공급부(1), 배양통(20) 내에 이산화탄소 가스 기질를 공급함과 동시에 배양용액을 교반시키기 위한 교반부(2), 및 오염방지를 위한 세척살균부(5)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기(100)는 배양통(20) 내에 설치되어 배양용액 내의 미생물 배양을 위한 최적의 온도조건을 형성하기 위해 배양용액의 온도조건을 제어하는 온도제어부(3)와, 배양통(20) 내로 공급되는 이산화탄소 가스 기질의 온도를 적정 온도로 제어하기 위한 가스제어부(4)를 포함한다.

상기 배양통(20)은 중공형의 원통 수조로, 베이스프레임(미도시)에 지지되어 수직방향으로 세워지게 설치되며, 외측면에 전체적으로 폴리우레탄 등으로 된 단열재(25)가 부착 설치되고, 상부에는 균주 및 배지 등을 투입하기 위한 배지투입구(21)가 구비된다. 상기 배지투입구(21)에는 덮개(22)가 설치되어 필요시 배지투입구(21)를 개폐시킬 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 배양통(20)은 투명관으로 된 레벨게이지(23)가 배양통(20)의 축선방향으로 외설되어 있어 배양통(20) 내부의 수위를 눈으로 확인할 수 있고, 이를 통해 배양통(20)의 수위를 자동 감지하여 조절할 수 있다.

또한, 상기 배양통(20)의 일측에는 배양용액의 온도를 확인하기 위한 온도표시계(미도시)가 설치되며, 배양통(20)의 저면에는 배양 완료된 배양용액을 배출하기 위한 배양용액 배출관(24)이 연결 설치된다.

상기 공급부(1)는 배양통(20) 상부로 연결되게 설치되어 배양통(20)에 배양용액을 투입하기 위한 배양용액 공급관(30)과, 외부로부터 공급되는 배양용액을 배양용액 공급관(30)에 공급하기 위한 배양용액 공급펌프(31)를 포함하여 이루어지고, 상기 배양용액 공급관(30)을 개폐하는 밸브 및 압력계 등을 포함할 수 있다.

상기 배양용액 공급펌프(31)는 베이스프레임 상에 고정되게 설치되고, 배양용액 공급관(30)과 연결되게 설치되어 배양용액 공급관(30)을 거쳐 배양용액을 배양통(20)으로 공급한다.

상기 배양용액 공급펌프(31)는 미생물 배양기(100)의 외부에 위치한 폐수처리장의 폭기조 등과 배관을 통해 연결되며, 폐수처리장의 폭기액 등을 끌어올려 배양용액 공급관(30)을 통해 배양통(20) 내부로 공급하게 된다.

상기 교반부(2)는 베이스프레임의 일측에 고정 설치되는 가스공급송풍기(40)와, 가스공급송풍기(40)와 배양통(20) 사이에 연결 설치되어 배양통(20) 내에 이산화탄소 가스 기질을 공급하는 가스공급배관(41), 배양통(20)에 상하로 일정 간격을 두고 이격되게 내장되고 상기 가스공급배관(41)에 연결되는 제1 및 제2 가스공급헤드(60,61), 각 가스공급헤드(60,61)에 연결 설치되는 제1 및 제2 분사노즐(62,63)을 포함하여 이루어진다.

상기 가스공급송풍기(40)는 가스공급배관(41) 및 가스분기관(43,44)을 통해 배양통(20)으로 이산화탄소 가스 기질을 공급하기 위한 것으로, 가스공급배관(41) 상에 설치되어 있는 가스여과필터(42)에 의해 이산화탄소 가스에 함유되어 있는 이물질을 걸러내어 배양 조건에서 요구되는 최적의 청정가스를 배양통(20)의 배양용액으로 공급하게 된다.

상기 가스공급배관(41)에는 가스여과필터(42)를 전후로 하여 가스공급배관(41)을 개폐하기 위한 솔레노이드 밸브(47)가 설치된다.

상기 가스공급배관(41)은 배양통(20)의 축선방향을 따라 수직으로 세워지게 설치되며, 그 하단부에 배양통(20)에 연결되는 제1 및 제2 가스분기관(43,44)이 분기 구성된다.

상기 가스분기관(43,44)은 41가스공급배관()의 하단부에서 분기되어 각각 배양통(20)을 관통하여 일단이 배양통(20)의 내부에 삽입되게 구성되며, 배양통(20)에 삽입된 일단에 각각 환형으로 배치되는 분사노즐(62,63)을 갖는 가스공급헤드(60,61)가 연결 설치된다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가스공급헤드(60,61)는 내부가 빈 환상의 판형 파이프로, 가스분기관(43,44)에 의해 연결 지지되어 배양통(20)의 내벽면과 일정거리를 두고 배양통(20)의 중앙에 위치하게 되며, 그 외주면에 하나 이상의 분사노즐(62,63)이 구비된다.

상기 분사노즐(62,63)은 가스공급헤드(60,61)의 외주면을 따라 일정 간격으로 이격되어 배치되고, 배양통(20)의 중앙부에 평행하게 위치하고 있는 가스공급헤드(60,61)에 대해 일정 각도로 경사지게 설치된다.

상기 분사노즐(62,63)은 가스공급헤드(60,61)에서 배출되는 이산화탄소 가스의 분사방향을 제어하기 위한 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 가스공급헤드(60)에 설치되어 있는 제1 분사노즐(62)의 경우 배양통(20)의 내벽면을 향해 일정각도로 하향 설치되고, 제2 가스공급헤드(61)에 설치되어 있는 제2 분사노즐(63)의 경우 배양통(20)의 중앙부를 향해 일정각도로 상향 설치됨으로써, 배양통(20) 내 배양용액을 순환 및 회류시켜 균일하게 교반시킬 수 있다.

상기 제1 및 제2 분사노즐(62,63)은 가스공급헤드(60,61)에 대해 일정각도로 하향 및 상향되게 장착되어 서로 대향되게 구성됨으로써 분사노즐(62,63)에서 분사되는 이산화탄소 가스의 분사방향을 제어함에 의해 배양용액을 교반시킨다.

즉, 제1 분사노즐(62)에서 분사되는 이산화탄소 가스는 배양통(20)의 내벽면 측으로 하향되고, 제2 분사노즐(63)에서 분사되는 이산화탄소 가스는 배양통(20)의 중앙부 측으로 상향되어 배양용액을 순환시킨다.

이와 같이 상기 교반부(2)는 가스공급헤드(60,61)의 분사노즐(62,63)을 통해 이산화탄소 가스 기질을 배양통(20)에 분사 공급하는 동시에 배양용액을 교반시켜 이산화탄소 가스 기질이 배양용액 내 고르게 혼합될 수 있도록 한다.

이때, 이산화탄소 가스 기질은 가스공급배관(41) 및 가스분기관(43,44)을 거쳐 가스공급헤드(60,61)의 분사노즐(62,63)로 공급되며, 상기 가스분기관(43,44) 상에는 가스분기관(43,44)의 개폐를 위한 솔레노이드 밸브(45)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 가스공급배관(41) 상에는 가스여과필터(42)를 거쳐 배양통(20)으로 공급되는 이산화탄소 가스 기질을 일정온도로 미리 예열시켜 조절하기 위한 온도조절용 가스예열히터(46)가 설치된다.

한편, 상기 온도제어부(3)는 혐기성 미생물의 배양을 위한 최적의 온도조건을 제공하기 위해 배양통(20) 내에 내벽면을 따라 코일 형태로 설치되는 히팅관(50)과, 이 히팅관(50)으로 냉매 또는 열매를 공급하기 위한 냉열매공급수단, 및 전장 구성요소의 작동 제어를 위한 컨트롤러(70)를 포함하여 이루어진다.

상기 히팅관(50)은 배양용액을 물성변화 없이 혐기성 미생물의 배양을 위한 적정온도로 가열 유지하여 효과적인 배양조건을 충족시키기 위한 것으로, 그 표면온도가 약 60℃ 이하가 되도록 가온되고, 내부에 열매 또는 냉매가 순환 이동되어 배양통(20)의 배양용액을 승온시키게 된다.

상기 히팅관(50)과 연결 구성되는 냉열매공급수단은 히팅관(50)으로 냉매 또는 열매를 공급하여 배양용액을 저온 배양시키기 위한 저온 히팅장치로서, 배양통(20)의 외측에서 히팅관(50)에 연결되어 배양용액과의 열교환을 위한 냉매 또는 열매를 저장 보관하는 냉열매탱크(53)와, 냉열매탱크(53)과 히팅관(50) 사이에 설치되어 냉열매탱크(53)의 냉매 또는 열매를 펌핑하여 히팅관(50)으로 순환 공급시키기 위한 냉열매순환펌프(55), 및 냉열매탱크(53)에 내설되어 열매를 일정 온도로 승온시키기 위한 저온용 배양히터(54)로 구성된다.

여기서 상기 히팅관(50) 및 냉열매공급수단은 배양용액의 저온 배양조건을 유지하기 위한 구성요소이며, 냉열매순환펌프(55)는 상기 컨트롤러(40)의 신호에 따라 냉매 또는 열매를 순환시키게 된다.

상기 컨트롤러(70)는 냉열매공급수단 외에 살균히터(51) 등 미생물 배양기(100)를 구성하는 각 전장 구성요소를 제어하여 작동시키는 역할을 하며, 최적의 배양조건을 형성하기 위해 배양용액을 적절하게 승온 및 냉각시킬 수 있게 냉매 및 열매의 온도를 조절함으로써 히팅관(50)을 통해 배양용액을 최적의 배양온도로 유지시킨다.

한편, 상기 가스제어부(4)는 미생물 배양의 최적 온도조건을 위해 상기 교반부(2)로 공급되는 이산화탄소 가스 기질을 적절한 온도로 예열 및 유지하고 이산화탄소 가스 유량을 유지하기 위한 것으로, 전술한 가스예열히터(46)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 세척살균부(5)는 배양통(20) 저부에 내설되어 배양용액 배출 후 배양통(20) 내부를 고온으로 살균하기 위한 살균히터(51)와, 배양통(20) 내부를 청결하게 세척하는 세척수분사노즐(71), 및 세척수순환펌프(73)를 통해 세척수분사노즐(71)로 공급되는 세척수의 공급을 제어하기 위한 제어용 솔레노이드 밸브(72)를 포함하여 이루어진다.

상기 살균히터(51)는 표면온도가 약 100℃ 이상으로 가온되며, 상기 세척수분사노즐(71)은 각종 전장 및 계장기기의 보호와 수명연장을 위해 배양통(20) 상부에 내설된다.

상기 솔레노이드 밸브(72)는 세척수순환펌프(73)와 세척수분사노즐(71) 사이 배관에 설치 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기(100)의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

배양하고자 하는 미생물이 함유되어 있는 배양용액은 배양용액 공급펌프(31)의 구동에 따라 배양용액 공급관(30)을 거쳐 배양통(20)으로 공급된다.

상기 배양통(20)으로 유입되는 배양용액의 유입량은 배양통(20) 측면에 설치된 레벨게이지(23)를 통해 임의로 확인할 수 있다.

상기 배양용액 공급펌프(31)는 레벨게이지(23)로부터 배양통(20) 내 배양용액의 수위 신호를 수신한 컨트롤러(70)에 의해 구동 제어된다.

상기 컨트롤러(70)는 레벨게이지(23)를 통해 적정량의 배양용액이 배양통(20)에 채워졌음이 확인되면 배양용액 공급펌프(31)의 구동을 자동으로 정지시키고, 배양히터(54)에 구동전원을 인가시켜 배양용액을 최적 배양을 위한 일정온도로 가열시킨다.

히팅관(50)은 상기 배양통(20)의 배양용액 내에 잠기게 되어 표면에서 발생되는 열을 바로 배양용액에 전달하여 배양용액을 적정온도로 높일 수 있다.

상기 히팅관(50)은 컨트롤러(70)의 제어작동에 따라 표면온도가 일정조건(통상기준 20~60℃±10℃)을 넘지 않는 상태에서 배양용액을 일정온도(약 55±5℃)로 유지시키게 된다.

배양용액 내 함유되어 있는 미생물의 배양을 위한 균주 및 배지는 배양통(20) 상부의 배지투입구(21)를 통해 배양통(20) 내에 공급된다.

배양용액 또는 배양용액과 배지의 혼합액은 배양하고자 하는 미생물에 이산화탄소 가스 기질이 공급되는 과정에서 가스 기질과 혼합 및 교반되어 미생물-기질 사이의 물질전달 효율이 증가되어 미생물의 활성화가 증진된다.

즉, 가스공급송풍기(40)가 작동되면 가스공급배관(41)을 통해 이산화탄소 가스가 공급되어 제1 및 제2 가스분기관(43,44)으로 보내지게 되고, 각 가스분기관(43,44)에 연결 설치된 가스공급헤드(60,61)로 전달 공급되어, 최종적으로 분사노즐(62,63)을 통해 배양용액에 분사되는 과정을 통해 배양용액 및 가스 기질의 혼합이 이루어지게 된다.

상기 가스공급배관(41)을 통해 공급되는 이산화탄소 가스는 컨트롤러(70)의 신호에 따른 가스예열히터(46)의 작동에 의해 적정온도로 예열되어 공급된다. 즉, 컨트롤러(70)의 신호에 따라 가스예열히터(46)에 구동전원이 인가되어 가스예열히터(46)를 구동시키게 되고, 이에 가스공급배관(41)을 통해 가스공급헤드(60,61)로 공급되는 이산화탄소 가스는 적정온도로 예열되어 공급되게 된다.

상기 가스공급헤드(60,61)의 분사노즐(62,63)을 통해 분사되는 이산화탄소 가스는 배양용액으로 분사 공급됨과 동시에 도 4와 같이 배양용액을 순환 교반시키게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 분사노즐(62,63)에서 분사되는 가스는 배양통(20)의 좌우 양측에서 제1 가스공급헤드(60)의 가장자리와 배양통(20)의 내벽면 사이로 하향 분사되어 제2 가스공급헤드(61)의 가장자리를 지나 제1 가스공급헤드(60)의 중앙부 측으로 상승하는 순환운동을 하게 된다. 이 과정에서 배양용액과 배지가 고르게 혼합되며, 배양용액에 분사되는 이산화탄소 가스 기질이 배양용액 내 미생물에 고르게 전달될 수 있게 된다.

이와 같이 상기 배양통(20) 내 배양용액은 이산화탄소 가스가 공급됨과 동시에, 별도의 교반기를 설치하지 않고서도, 이산화탄소 가스에 의한 교반이 이루어지게 된다.

배양용액 내 미생물의 배양이 완료되면 배양통(20) 저면의 배양용액 배출관(24)을 개방시켜 배양용액을 배출하고, 솔레노이드 밸브(72)를 작동시켜 세척수분사노즐(71)을 통해 배양통(20) 내부에 세척수를 고압분사하여 배양통(20)을 자동 세척한 후, 살균히터(51)를 가동하여 배양통(20)을 살균한다.

상기 살균히터(51)는 약 90~125±5℃의 살균조건으로 급속 가열되어 배양통(20) 내부를 고온 살균하게 된다.

한편, 본 발명의 미생물 배양기(100)를 도 5와 같이 이상 이단 소화장치에 적용하는 경우 유기성 오염물질을 함유한 배양용액의 혐기소화 공정은 다음과 같은 과정을 포함하여 이루어진다.

배양용액 공급펌프(31)의 작동으로 제2혐기소화조의 배양용액이 직접 미생물 배양기(100)의 배양통(20)으로 유입된 후, 전술한 바와 같이 배양통(20)에 유입된 배양용액과 배지 및 이산화탄소 가스 기질을 혼합시키게 된다.

상기 배양용액 내 미생물은 배양용액에 혼합되어 녹아드는 용존 이산화탄소 가스를 통해 증식하게 된다.

상기 미생물 배양기(100)에서 혐기성 미생물을 증식한 배양용액은 배양통(20)에서 배출되어 상기 제2혐기소화조로 순환 복귀하게 되고, 상기 혐기성 미생물은 배양용액의 유기성 오염물질을 영양 성분으로 하여 배양되어 배양용액 내 유기성 오염물질을 분해 및 제거하여 소화가스를 생산함으로써 유기성 폐기물 슬러지를 정화시키게 된다.

이와 같이 본 발명의 미생물 배양기(100)는 혐기소화시 황화수소생성균보다 메탄생성균이 활성 증진되어 먹이 경쟁시 우점화됨으로써 결과적으로 메탄생산수율을 증가시키고 소화시간을 단축시킬 수 있게 된다. 즉, 미생물 배양기(100)는 혐기소화시 메탄생성균의 활성이 낮아 메탄생산수율이 저하되거나, 메탄발효기간이 길어져 혐기소화 효율이 낮아짐을 방지하여 개선시킬 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기는, 도 5를 참조하면, 혐기소화 시 배양용액(혹은 유기성 폐기물 슬러지)이 산발효조(혹은 제1혐기소화조)를 지나 메탄발효조(혹은 제2혐기소화조)로 유입되기 전 단계에 적용됨으로써 상기 메탄발효조에 유용한 메탄생성균(즉, 혐기성 미생물)을 증식 주입시키게 되며 이에 유기성 폐기물의 메탄발효를 활성화시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기는 음식물 쓰레기와 폐수, 축산 분뇨와 폐수, 및 하수와 폐수 슬러지 등 유기성 폐기물의 처리 및 에너지화에 사용되는 혐기소화 공정을 개선하여 효율성 증대에 기여할 수 있으며, 특히 상기 미생물 배양기(100)를 이용하여 가용화 전처리된 유기성 폐기물의 혐기소화 공정 중 메탄발효 전 단계에 혐기성 미생물 배양 단계에 적용되어 메탄 생성을 위한 혐기성 미생물을 증진시켜 배양용액의 소화속도를 증가시키고, 소화가스량을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기는 고온으로 운전되어 살균과 배양이 동시에 이루어지고, 혐기소화 공정에서 고온 소화를 유도하여 생화학반응속도를 증가시켜 혐기소화 효율을 증가시킬 수 있으며, 배양용액 내 특정 미생물을 무오염으로 배양하여 용이하게 활성화시킬 수 있는 이점이 있다.

20 : 배양통 21 : 배지투입구
22 : 덮개 23 : 레벨게이지
24 : 배양용액 배출관 25 : 단열재
30 : 배양용액 공급관 31 : 배양용액 공급펌프
40 : 가스공급송풍기 41 : 가스공급배관
42 : 가스여과필터 43 : 제2 가스분기관
44 : 제1 가스분기관 45,47,72 : 솔레노이드 밸브
46 : 가스예열히터 50 : 히팅관
51 : 살균히터 53 : 냉열매탱크
54 : 배양히터 55 : 냉열매순환펌프
60 : 제1 가스공급헤드 61 : 제2 가스공급헤드
62 : 제1 분사노즐 63 : 제2 분사노즐
70 : 컨트롤러 71 : 세척수분사노즐
73 : 세척수순환펌프 100 : 미생물 배양기