KR101226627B1 - Apparatus for culturing micro algae - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플랑크톤 등과 같은 미세조류를 배양하는 미세조류 배양장치에 관한 것으로, 특히 공장 등에서 발생하는 배기가스에 함유된 이산화탄소 등을 이용하여 미세조류를 배양함으로써 이산화탄소 등의 저감효과를 동시에 얻을 수 있는 매우 효과적인 미세조류 배양장치에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세조류 배양장치는, 계단식으로 배치된 복수의 배양수조; 상기 배양수조들 사이를 연결하는 복수의 드레인파이프; 및 상기 복수의 배양수조 측으로 배기가스를 송풍하는 배기가스 송풍라인;를 포함하고, 각 드레인파이프의 일단은 각 배양수조의 하단에 연결되고, 각 드레인파이프의 타단은 그 하측의 배양수조측에 연결되며, 상기 배기가스 송풍라인은 배양수조들의 양측면에 지그재그식으로 연결됨으로써 배기가스가 배양수조들을 지그재그방향으로 통과하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a microalgae culturing apparatus for culturing microalgae, such as plankton, etc. In particular, by culturing the microalgae using carbon dioxide, etc. contained in the exhaust gas generated in the factory, it is possible to obtain a reduction effect such as carbon dioxide at the same time An effective microalgal culture apparatus.
Microalgal culture apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, a plurality of culture tanks arranged in a step; A plurality of drain pipes connecting the culture tanks; And an exhaust gas blowing line for blowing the exhaust gas to the plurality of culture tank sides, wherein one end of each drain pipe is connected to the lower end of each culture tank, and the other end of each drain pipe is connected to the culture tank side of the lower side thereof. The exhaust gas blowing line is zigzag connected to both sides of the culture tanks so that the exhaust gas passes through the culture tanks in a zigzag direction.
Description
본 발명은 플랑크톤 등과 같은 미세조류를 배양하는 미세조류 배양장치에 관한 것으로, 특히 공장 등에서 발생하는 배기가스에 함유된 이산화탄소 등을 이용하여 미세조류를 배양함으로써 이산화탄소 등의 저감효과를 동시에 얻을 수 있는 매우 효과적인 미세조류 배양장치에 관한 것이다. The present invention relates to a microalgae culturing apparatus for culturing microalgae, such as plankton, etc. In particular, by culturing the microalgae using carbon dioxide, etc. contained in the exhaust gas generated in the factory, it is possible to obtain a reduction effect such as carbon dioxide at the same time An effective microalgal culture apparatus.
화석자원의 무분별한 사용 때문에 지구 온난화 등의 환경문제와 더불어 에너지 고갈 문제가 심각한 상황임에도 불구하고, 대체 에너지원의 개발에 대한 특별한 진전이 거의 없는 현실이다. Due to the indiscriminate use of fossil resources, despite the serious problem of energy exhaustion along with environmental problems such as global warming, there is little progress in the development of alternative energy sources.
최근에는 대체 에너지원으로서 바이오매스(biomass)가 널리 각광 받고 있는데, 바이오매스라 함은 식물이나 미생물 등을 에너지원으로 이용하는 생물체이며 지구상에서 1년간 생산되는 바이오매스는 석유의 전체 매장량과 맞먹어 적정하게 이용하면 고갈될 염려가 없는 이점이 있다. 바이오매스는 생물체를 열분해시키거나 발효시켜 메테인·에탄올·수소와 같은 연료, 즉 바이오매스에너지를 채취하는 방법이 연구되고 있다. 기존에는 바이오매스를 채취하기 위하여 곡물, 목재 등을 원료로 사용함에 따라 자원 낭비의 문제점이 있었으나, 최근에는 그 자원량이 매우 풍부한 미세조류를 이용한 바이오매스 기술이 개발되고 있다. Recently, biomass is widely used as an alternative energy source, and biomass is an organism that uses plants or microorganisms as an energy source, and biomass produced for one year on the earth is equivalent to the total oil reserves. When used, there is an advantage that there is no fear of running out. Biomass has been studied to extract biomass energy, such as methane, ethanol and hydrogen, by pyrolyzing or fermenting living organisms. Conventionally, there was a problem of waste of resources by using grains, wood, etc. as raw materials to collect biomass, but recently, biomass technology using microalgae having abundant resources is being developed.
한편, 온실가스로 인한 지구 온난화의 문제가 심각하고, 특히 우리나라의 경우 온실가스 중에서 이산화탄소의 기여도가 88%인 점에서 온실가스 배출규제국에 포함되어 연간 5.3%의 온실가스를 감축할 의무가 있으며, 이산화탄소를 감축하지 않을 경우 배출량에 따른 배출비용이 부담이 되는 문제가 있었다. On the other hand, the problem of global warming due to greenhouse gases is serious, and in particular, Korea is responsible for reducing greenhouse gas emissions by 5.3% per year, as it is included in the greenhouse gas emission control country because the contribution of carbon dioxide is 88% among greenhouse gases. In the case of non-reducing carbon dioxide, there is a problem in that the emission cost is burdened.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 공장 등에 발생하는 배기가스 내의 이산화탄소를 이용하여 미세조류를 배양함으로써 배기가스 내의 이산화탄소 저감효과 및 미세조류의 배양효율을 동시에 만족시킬 수 있는 미세조류 배양장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been made in view of the above point, by culturing the microalgae using the carbon dioxide in the exhaust gas generated in the factory, etc. microalgae that can satisfy the carbon dioxide reduction effect in the exhaust gas and the culture efficiency of the microalgae at the same time The purpose is to provide a culture apparatus.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세조류 배양장치는,Microalgae culture apparatus according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object,
서로 다른 높이로 배치된 복수의 배양수조;A plurality of culture tanks disposed at different heights;
상기 배양수조들 사이를 연결하는 복수의 드레인파이프; 및 A plurality of drain pipes connecting the culture tanks; And
상기 복수의 배양수조 측으로 배기가스를 송풍하는 배기가스 송풍라인;를 포함한다. It includes; the exhaust gas blowing line for blowing the exhaust gas to the plurality of culture tank side.
상기 복수의 배양수조는 계단식으로 설치되고, 각 드레인파이프의 일단은 각 배양수조의 하단에 연결되며, 각 드레인파이프의 타단은 그 하측의 배양수조측에 연결되고, The plurality of culture tanks are installed in a stepped manner, one end of each drain pipe is connected to the lower end of each culture tank, the other end of each drain pipe is connected to the culture tank side of the lower side,
상기 배기가스 송풍라인은 배양수조들의 양측면에 지그재그식으로 연결됨으로써 배기가스가 배양수조들을 지그재그방향으로 통과하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. The exhaust gas blowing line is zigzag-connected to both sides of the culture tank is characterized in that the exhaust gas is configured to pass through the culture tank in a zigzag direction.
상기 배기가스 송풍라인은 최상측의 배양수조의 일측에 연결된 배기가스 공급배관, 배양수조들의 인접한 각 측면에 연결된 복수의 배기가스 이송배관, 최하측의 배양수조의 일측면에 연결된 배기가스 배출배관으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. The exhaust gas blowing line is an exhaust gas supply pipe connected to one side of the culture tank at the uppermost side, a plurality of exhaust gas transfer pipes connected to adjacent sides of the culture tanks, and an exhaust gas discharge pipe connected to one side of the culture tank at the lowermost side. Characterized in that made.
상기 배기가스 송풍라인의 상류에는 집진유닛이 연결되고, 상기 집진유닛에 의해 배기가스가 집진된 후에 복수의 배양수조 측으로 송풍되며, 상기 배기가스 공급배관의 도중에는 복수의 필터들이 설치되는 것을 특징으로 한다. A dust collecting unit is connected upstream of the exhaust gas blowing line, and after exhaust gas is collected by the dust collecting unit, the dust is blown to a plurality of culture tanks, and a plurality of filters are installed in the middle of the exhaust gas supply pipe. .
상기 복수의 배양수조 중에서 최상측의 배양수조 내에는 하나 이상의 수차조립체가 설치되고, 상기 수차조립체는 회전축 및 회전축 상에 설치된 하나 이상의 수차로 구성되는 것을 특징으로 한다. At least one aberration assembly is installed in the culture tank at the top of the plurality of culture tanks, and the aberration assembly is composed of a rotation shaft and one or more aberrations installed on the rotation shaft.
상기 드레인파이프들 중에서 일부의 드레인파이프에는 보조 드레인파이프가 연결되고, 상기 보조 드레인파이프의 단부는 개폐밸브에 의해 마감되는 것을 특징으로 한다. A portion of the drain pipes may be connected to an auxiliary drain pipe, and an end of the auxiliary drain pipe may be closed by an on / off valve.
상기 각 배양수조의 내부 상측에 복수의 정류판이 일정간격으로 이격되어 배치되고, 상기 복수의 정류판은 배기가스의 구불구불한 흐름방향을 유도하도록 배치되는 것을 특징으로 한다. A plurality of rectifying plates are spaced apart at regular intervals on the inside of each of the culture tank, the plurality of rectifying plates is characterized in that arranged to induce a serpentine flow direction of the exhaust gas.
상기 복수의 정류판은 복수의 제1정류판 및 복수의 제2정류판으로 구성되고, 상기 제1정류판의 상단 및 하단 각각은 상기 제2정류판의 상단 및 하단 보다 높은 위치에 배치되며, 상기 제2정류판 각각은 인접한 한 쌍의 제1정류판들 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다. The plurality of rectifying plates are composed of a plurality of first rectifying plate and a plurality of second rectifying plate, each of the upper and lower ends of the first rectifying plate is disposed at a position higher than the upper and lower ends of the second rectifying plate, Each of the second rectifying plates may be located between a pair of adjacent first rectifying plates.
상기 각 배양수조의 상단에는 커버가 개폐가능하게 설치되고, 상기 커버는 복수의 커버부재로 분할되어 구성되는 것을 특징으로 한다. A cover is installed to open and close at an upper end of each culture tank, and the cover is divided into a plurality of cover members.
상기 각 커버부재의 가장자리가 각 배양수조의 가장자리에 분리가능하게 밀봉적으로 결합되고, 상기 커버부재와 배양수조의 서로 접촉하는 가장자리에는 밀봉부재가 개재되고, 상기 밀봉부재를 관통하여 체결구가 체결됨으로써 상기 각 커버부재의 가장자리는 상기 각 배양수조의 가장자리 측에 밀봉적으로 결합된다. Edges of the cover members are separably sealed to the edges of the respective culture tanks, and sealing members are interposed between the cover members and the edges of the culture tanks, and fasteners are fastened through the sealing members. By doing so, the edge of each cover member is sealingly coupled to the edge side of each culture tank.
상기 커버부재들의 서로 접촉하는 측면은 분리가능하게 밀봉적으로 결합되고, 인접한 커버부재들의 서로 접촉하는 측면가장자리의 하측에는 밀봉부재가 배치되며, 상기 밀봉부재는 서로 접촉하는 커버부재의 측면가장자리 하측에 체결구를 통해 결합되고, 상기 밀봉부재의 하측에는 2개 이상의 은폐부재가 체결구의 나사부 단부에 체결되는 것을 특징으로 한다. Sides of the cover members that are in contact with each other are detachably coupled to each other, and a sealing member is disposed below the side edges of the adjacent cover members that are in contact with each other, and the sealing member is disposed below the side edges of the cover members that are in contact with each other. Coupled through the fastener, the lower side of the sealing member is characterized in that the two or more concealed member is fastened to the screw end of the fastener.
본 발명의 다른 측면에 따른 미세조류 배양장치는 복수의 배양수조 내로 이산화탄소를 함유한 배기가스를 송풍하여 각 배양수조 내에서 미세조류를 배양하도록 구성되고, 상기 복수의 배양수조는 서로 다른 높이차이로 배치되어 배양수조들 사이에서 배양액의 자연적인 드레인이 형성되는 것을 특징으로 한다.Microalgae culture apparatus according to another aspect of the present invention is configured to cultivate the microalgae in each culture tank by blowing the exhaust gas containing carbon dioxide into the plurality of culture tanks, the plurality of culture tanks with different height difference Placed is characterized in that the natural drain of the culture medium is formed between the culture tanks.
상기 복수의 배양수조 중에서 적어도 하나의 배양수조 내에는 하나 이상의 수차조립체가 설치되고, 상기 수차조립체는 배양수조 내로 유입되는 배기가스의 풍량에 의해 회전하는 수차를 포함하는 것을 특징으로 한다.One or more aberration assemblies are installed in at least one culture tank among the plurality of culture tanks, and the aberration assemblies include aberrations that are rotated by the amount of exhaust gas flowing into the culture tank.
상기 각 배양수조 내에는 배양액과 배기가스의 접촉면적을 넓히는 정류판이 설치되는 것을 특징으로 한다.Each of the culture tanks is characterized in that the rectifying plate for expanding the contact area between the culture medium and the exhaust gas is installed.
상기 각 배양수조의 상부에는 조도확보유닛이 배치되고, 상기 조도확보유닛은 각 배양수조 내의 배양효율 향상을 위한 최적화된 조도를 확보하는 것을 특징으로 한다.An illuminance securing unit is disposed at the upper portion of each culture tank, and the illuminance securing unit is configured to secure an optimized illuminance for improving the culture efficiency in each culture tank.
복수의 배양수조에는 환경컨트롤시스템이 설치되고, 상기 환경컨트롤시스템은 배양액의 온도를 조절하는 온도조절부, 여름/겨울철에 배양액의 온도관리를 위하여 배양수조들의 외측에 설치되는 히터 또는 냉각모듈, 배양액의 pH, DO(용존산소) 등과 같은 수질을 관리하는 배양액 수질관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Environmental control system is installed in a plurality of culture tank, the environmental control system is a temperature control unit for controlling the temperature of the culture medium, the heater or cooling module installed outside the culture tank for the temperature management of the culture medium in the summer / winter, culture medium PH, DO (dissolved oxygen) and the like characterized in that it comprises a culture water management unit for managing the water quality.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 공장 등에 발생하는 배기가스 내의 이산화탄소를 이용하여 미세조류를 배양함으로써 배기가스 내의 이산화탄소 저감효과 및 미세조류의 배양효율을 동시에 충족시킬 수 있는 장점이 있다. According to the present invention as described above, by culturing the microalgae using the carbon dioxide in the exhaust gas generated in the factory or the like there is an advantage that can simultaneously meet the carbon dioxide reduction effect and the culture efficiency of the microalgae in the exhaust gas.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류 배양장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 미세조류 배양장치에 적용되는 배양수조들의 배치구조를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 화살표 A방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 3의 변형실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 미세조류 배양장치에 적용되는 배양수조를 도시한 분해사시도이다.
도 6은 본 발명에 의한 미세조류 배양장치의 배양수조를 도시한 평면도이다.
도 7은 도 6의 화살표 B방향에서 바라본 도면이다.
도 8은 도 7의 화살표 G부분에 대한 확대 단면도이다.
도 9는 도 6의 화살표 C방향에서 바라본 도면이다.
도 10은 도 9의 화살표 H부분에 대한 확대 단면도이다.
도 11은 도 6의 D-D선을 따라 도시한 단면도이다.
도 12는 도 11의 J-J선을 따라 도시한 단면도이다.
도 13은 도 11의 K-K선을 따라 도시한 단면도이다.
도 14는 도 2의 F-F선을 따라 도시한 도면이다. 1 is a plan view showing a microalgae culture apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a plan view showing the arrangement of the culture tank applied to the microalgae culture apparatus according to the present invention.
3 is a view seen from the arrow A direction of FIG.
4 is a view showing a modified embodiment of FIG.
Figure 5 is an exploded perspective view showing a culture tank applied to the microalgal culture apparatus according to the present invention.
Figure 6 is a plan view showing a culture tank of the microalgae culture apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a view seen from arrow B in FIG. 6.
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of an arrow G in FIG. 7.
FIG. 9 is a view seen from arrow C of FIG. 6.
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a portion H of FIG. 9.
FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 6.
12 is a cross-sectional view taken along line JJ of FIG. 11.
FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line KK of FIG. 11.
FIG. 14 is a view along the FF line of FIG. 2.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류 배양장치를 도시한 도면이다. 1 to 14 is a view showing a microalgae culture apparatus according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 미세조류 배양장치는 복수의 배양수조(11, 12, 13, 14)를 포함하고, 복수의 배양수조(11, 12, 13, 14)들은 공장 등과 같이 배기가스가 발생하는 건물의 옥상 또는 옥외 등에 배치된다. As shown, the microalgal culture apparatus according to the present invention includes a plurality of culture tanks (11, 12, 13, 14), the plurality of culture tanks (11, 12, 13, 14) are exhaust gas, such as a factory It is placed on the rooftop or outdoors of the building where it occurs.
각 배양수조(11, 12, 13, 14)는 태양광의 투과가 용이하도록 투명한 합성수지, 유리 등과 같은 투명한 재질로 이루어지고, 이에 배양수조(11, 12, 13, 14) 내에서 미세조류의 광합성을 용이하게 하도록 구성된다. 그리고, 배양수조(11, 12, 13, 14)들에 인접하여 해수 등과 같은 배양액을 공급하는 배양액 탱크(19)가 배치되어 있다. Each culture tank (11, 12, 13, 14) is made of a transparent material such as transparent synthetic resin, glass, etc. to facilitate the transmission of sunlight, and thus the photosynthesis of microalgae in the culture tank (11, 12, 13, 14) It is configured to facilitate. In addition, a
복수의 배양수조(11, 12, 13, 14)는 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 다른 높이로 배치되고, 이를 통해 배양수조(11, 12, 13, 14)들 사이에서 자연적인 드레인이 형성되도록 구성된다. 이와 같이 서로 다른 높이로 배치된 복수의 배양수조(11, 12, 13, 14)를 통해 자연적인 드레인을 전기모터 등과 같은 별도의 전기장치를 이용할 필요가 없으므로, 전기에너지의 사용을 통한 이산화탄소 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다. A plurality of culture tanks (11, 12, 13, 14) are arranged at different heights, as shown in Figure 3, thereby forming a natural drain between the culture tanks (11, 12, 13, 14) It is configured to be. As described above, since a plurality of
특히, 복수의 배양수조(11, 12, 13, 14)는 계단식으로 배치되고, 복수의 배양수조(11, 12, 13, 14)들은 복수의 드레인파이프(15)를 통해 서로 소통가능하게 연결되며, 각 배양수조(11, 12, 13, 14)는 지지프레임(11a, 12a, 13a, 14a)에 의해 지지된다. 그리고, 복수의 배양수조(11, 12, 13, 14)는 보호하우스(50)에 의해 보호되고, 보호하우스(50)의 천장 측에는 형광등과 같은 조도확보유닛(51)이 설치되며, 이러한 조도확보유닛(51)은 각 배양수조(11, 12, 13, 14)의 상부에 배치되어 외부조건에 영향을 받지 않으면서도 각 배양수조(11, 12, 13, 14)의 배양효율 향상을 위해 최적화된 조도(대략 300~400 lux)를 확보하도록 구성된다. In particular, the plurality of culture tanks (11, 12, 13, 14) are arranged in a cascade, the plurality of culture tanks (11, 12, 13, 14) are communicatively connected to each other through a plurality of drain pipes (15) , Each culture tank (11, 12, 13, 14) is supported by a support frame (11a, 12a, 13a, 14a). Then, the plurality of culture tanks (11, 12, 13, 14) is protected by a
도 1 내지 도 4에서는 4개의 배양수조(11, 12, 13, 14)로 예시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 그 이하 또는 이상의 갯수로 다양하게 설계될 수 있다. 한편, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 복수의 배양수조(11, 12, 13, 14)를 최상측에서 최하측으로 배양수조의 순서에 따라 제1배양수조(11), 제2배양수조(12), 제3배양수조(13), 제4배양수조(14)로 지칭한다. In FIGS. 1 to 4, four
도 3에 도시된 바와 같이, 각 배양수조(11, 12, 13, 14)의 하단에는 드레인파이프(15)의 일단이 개별적으로 연결되며, 각 드레인파이프(15)의 타단(최하측의 드레인파이프(15)를 제외함)은 인접하는 하측의 배양수조(12, 13, 14)에 연결된다. 이에 복수의 배양수조(11, 12, 13, 14)는 드레인파이프(15)들을 통해 상호 소통하도록 구성됨에 따라, 각 배양수조 내의 배양액이 포화되면 상측의 배양수조에서 하측의 배양수조 측으로 배양액이 단계적으로 흘러내린다. 예컨대, 제1배양수조(11) 내에서 포화된 배양액이 첫번째 드레인파이프(15)를 통해 제2배양수조(12)측으로 흘러가고, 제2배양수조(12) 내에서 포화된 배양액은 두번째 드레인파이프(15)를 통해 제3배양수조(13)측으로 흘러가며, 제3배양수조(13) 내에서 포화된 배양액이 세번째 드레인파이프(15)를 통해 제4배양수조(14)측으로 흘러간다. 이러한 과정을 거쳐, 최하측의 배양수조 즉, 제4배양수조(14) 내에는 고농도의 배양액이 배양되어 최하측의 드레인파이프(15)를 거쳐 외부로 배출된다. 이렇게 최종적으로 배출되는 고농도의 배양액은 일정한 여과과정을 거쳐 바이오매스로 전환되어 활용될 수 있다. As shown in Figure 3, one end of the
그리고, 각 드레인파이프(15)에는 드레인밸브(16)가 개별적으로 설치되어 배양수조(11, 12, 13, 14)들 사이의 배양액 이동 유량을 적절히 조절할 수 있다. In addition,
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 일부의 드레인파이프(15)에는 보조 드레인파이프(17)가 연결될 수 있고, 보조 드레인파이프(17)의 단부는 개폐밸브(18)에 의해 마감되도록 구성된다. 이러한 보조 드레인파이프(17)는 각 배양수조(11, 12, 13, 14) 내에서 배양되는 배양액의 이상여부에 따라 그 배양 도중에 배양액의 일부를 외부로 배출할 수 있다. 예컨대, 배양액 내에서 포식자가 발생할 경우 이러한 포식자는 배양수조의 바닥면에 가라앉으므로, 보조 드레인파이프(17)의 개폐밸브(18)를 개방함으로써 배양액 내의 포식자들을 각 배양수조(11, 12, 13, 14)에서 간편하게 제거할 수 있다. On the other hand, as shown in Figure 4, a part of the
한편, 본 발명은 복수의 배양수조(11, 12, 13, 14) 측으로 배기가스를 송풍시키는 배기가스 송풍라인(21, 23, 24, 25, 26)이 배치되고, 배기가스 송풍라인(21, 23, 24, 25, 26)의 상류에는 집진유닛(29)이 연결되며, 집진유닛(29)은 터보팬, 유량 조절을 위한 댐퍼 등을 구비하고, 이러한 집진유닛(29)은 공장 등에서 발생하는 배기가스를 집진한 후에 복수의 배양수조(11, 12, 13, 14)측으로 송풍하도록 구성된다. On the other hand, the present invention is the exhaust
배기가스 송풍라인(21, 23, 24, 25, 26)은 최상측의 배양수조 즉, 제1배양수조(11)의 일측에 연결된 배기가스 공급배관(21), 복수의 배양수조(11, 12, 13, 14)들의 인접한 각 측면에 연결된 복수의 배기가스 이송배관(23, 24, 25), 최하측의 배양수조 즉, 제4배양수조(14)의 일측면(14b)에 연결된 배기가스 배출배관(26)으로 이루어진다. Exhaust
배기가스 공급배관(21)은 최상측의 배양수조 즉, 제1배양수조(11)의 일측면(11b)에 소통되게 연결되어, 각 고체상태의 이물질이 제거된 배기가스가 제1배양수조(11) 내로 공급된다. 그리고, 배기가스 공급배관(21)의 도중에는 복수의 필터(22a, 22b, 22c)들이 설치되고, 각 필터(22a, 22b, 22c)들은 배기가스 내의 입자상 물질, 고형물 등과 같은 고체상태의 이물질을 제거하도록 구성된다. Exhaust
특히, 배기가스 송풍라인(21, 23, 24, 25, 26) 즉, 배기가스 공급배관(21), 복수의 배기가스 이송배관(23, 24, 25), 배기가스 배출배관(26)은 배양수조(11, 12, 13, 14)들의 양측면에 지그재그식으로 연결된 구조로 구성되고, 이에 배기가스는 복수의 배양수조(11, 12, 13, 14)를 지그재그방향으로 통과한다. 즉, 제1배양수조(11)의 일측면(11b)에는 배기가스 공급배관(21)이 연결되고, 제1배양수조(11)의 타측면(11c)과 이에 인접한 제2배양수조(12)의 타측면(12c) 사이에는 제1배기가스 이송배관(23)이 연결되며, 제2배양수조(12)의 일측면(12b)과 이에 인접한 제3배양수조(13)의 일측면(13b) 사이에는 제2배기가스 이송배관(24)이 연결되고, 제3배양수조(13)의 타측면(13c)과 이에 인접하는 제4배양수조(14)의 타측면(14c) 사이에는 제3배기가스 이송배관(25)이 연결되며, 제4배양수조(14)의 일측면(14b)에는 배기가스 배출배관(26)이 연결된다. In particular, the exhaust
이러한 구성에 의해, 배기가스 공급배관(21)을 통해 제1배양수조(11) 내로 유입된 배기가스는 제1배양수조(11)의 일측면(11b)에서 타측면(11c)으로 이송된(도 2의 화살표 E1) 후에 제1배기가스 이송배관(23)을 통해 제2배양수조(12) 내로 이송되고, 제2배양수조(12) 내에서 타측면(12c)에서 일측면(12b)으로 이송된(도 2의 화살표 E2) 후에 제2배기가스 이송배관(24)을 통해 제3배양수조(13) 내로 이송되며, 제3배양수조(13) 내에서 일측면(13b)에서 타측면(13c)으로 이송된(도 2의 화살표 E3) 후에 제3배기가스 이송배관(25)을 통해 제4배양수조(14) 내로 이송되고, 제4배양수조(14) 내에서 타측면(14c)에서 일측면(14b)으로 이송된다(도 2의 화살표 E4).By this configuration, the exhaust gas introduced into the
그리고, 배기가스 공급배관(21), 배기가스 이송배관(23, 24, 25), 배기가스 배출배관(26) 각각에는 밸브(21a, 23a, 24a, 25a, 26a)가 설치되어 배기가스의 유량이 조절될 수 있다. In addition,
한편, 복수의 배양수조(11, 12, 13, 14) 중에서 적어도 하나의 배양수조 내에는 수차조립체(30)가 회전가능하게 설치되고, 이 수차조립체(30)에 의해 배양수조(11, 12, 13, 14) 내의 배양액 흐름 내지 순환이 매우 원활하게 이루어질 수 있다. On the other hand, in the at least one culture tank of the plurality of culture tanks (11, 12, 13, 14), the
특히, 수차조립체(30)는 도 2 및 도 14에 도시된 바와 같이, 최상측의 배양수조(11) 즉, 제1배양수조(11) 내에는 회전가능하게 설치되고, 이 수차조립체(30)는 하나 이상의 회전축(31) 및 각 회전축(31)에 설치된 하나 이상의 수차(32)를 포함한다. 이러한 수차(32)의 회전운동에 의해 배양수조(11) 내의 배양액 흐름 내지 순환을 원활하게 할 수 있다. 특히, 유영하지 않은 미세조류의 배양 시에 배양액의 흐름 내지 순환을 원활하게 함으로써 그 배양효율을 대폭 향상시킬 수 있다. 한편, 수차(32)는 전기모터 등과 같은 별도의 전기장치를 이용하지 않고 배기가스 공급배관(21)을 통해 유입되는 배기가스의 풍량에 의해 자연적으로 회전하도록 구성됨으로써 전기에너지의 이용에 따른 이산화탄소 발생을 방지할 수 있다. In particular, the
각 배양수조(11, 12, 13, 14)는 도 5, 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 그 내부 상측에 복수의 정류판(41, 42)이 일정간격으로 이격되어 배치되고, 정류판(41, 42)은 제1정류판(41)과 제2정류판(42)으로 구성된다. 제1정류판(41)의 상단(41a) 및 하단(41b) 각각은 제2정류판(42)의 상단(42a) 및 하단(42b) 보다 높은 위치에 배치되고, 인접한 한 쌍의 제1정류판(41)들 사이에 제2정류판(42) 각각이 위치한다. 이에 배기가스는 복수의 제1 및 제2 정류판(41, 42)의 서로 다른 높이 구조를 통해 각 배양수조(11, 12, 13, 14) 내에서 구불구불하게 흐름(도 11의 화살표 S방향)으로써 배양수조(11, 12, 13, 14) 내의 배양액과 배기가스 사이의 접촉면적을 넓힐 수 있고, 이를 통해 배양효율 및 집진효율이 대폭 향상되는 장점이 있다. Each culture tank (11, 12, 13, 14), as shown in Figures 5, 11 to 13, a plurality of rectifying plates (41, 42) are arranged at regular intervals spaced above the inside, and rectified The
그리고, 도 5 내지 도 10에 도시된 바와 같이 각 배양수조(11, 12, 13, 14)의 상단에는 커버(60)가 개폐가능하게 설치되고, 커버(60)의 개폐작업에 의해 각 배양수조(11, 12, 13, 14) 내의 배양액 관리를 용이하게 할 수 있다. 특히 커버(60)는 그 개폐 작업성을 용이하게 하도록 복수의 커버부재(61, 62, 62)로 분할되어 구성된다. 5 to 10, the
한편, 커버(60)의 일측에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 센서장착부(75)가 배치되며, 이 센서장착부(75)에 배양수조(11, 12, 13, 14) 내의 배양액의 온도, pH, DO(용존산소) 등을 측정하는 센서류가 설치될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIGS. 3 and 4, the
각 커버부재(61, 62, 63)에는 하나 이상의 손잡이(61a, 62a, 63a)가 구비되고, 각 커버부재(61, 62, 63)가 배양수조(11, 12, 13, 14)의 상부를 부분적으로 폐쇄하는 경우에 각 커버부재(61, 62, 63)의 가장자리가 배양수조(11, 12, 13, 14)의 가장자리에 분리가능하게 밀봉적으로 결합된다. Each cover member (61, 62, 63) is provided with one or more handles (61a, 62a, 63a), each cover member (61, 62, 63) is the top of the culture tank (11, 12, 13, 14) In the case of partial closure, the edges of each
도 8은 도 7의 화살표 G부분에 대한 부분 단면도로서, 도 8에 도시된 바와 같이 커버부재(61, 62, 63)와 배양수조(11, 12, 13, 14)의 서로 접촉하는 가장자리에는 밀봉부재(64)가 개재되고, 밀봉부재(64)를 관통하여 체결구(65)가 체결됨으로써 각 커버부재(61, 62, 63)의 가장자리는 각 배양수조(11, 12, 13, 14)의 가장자리 측에 분리가능하게 밀봉적으로 결합된다. FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the arrow G portion of FIG. 7, wherein the
도 10은 도 9의 화살표 H부분에 대한 부분 단면도로서, 도 10에 도시된 바와 같이 커버부재(61, 62, 63)들의 서로 접촉하는 측면이 분리가능하게 밀봉적으로 결합될 수 있다. 인접한 커버부재(61, 62, 63)들의 서로 접촉하는 측면가장자리의 하측에는 밀봉부재(66)가 배치되고, 이 밀봉부재(66)는 서로 접촉하는 커버부재(61, 62, 63)의 측면가장자리 하측에 체결구(69a, 69b)를 통해 결합된다. 그리고, 밀봉부재(66)의 하측에는 2개의 은폐부재(66, 67)가 체결구(69a, 69b)의 나사부 단부에 체결됨으로써 체결구(69a, 69b)의 하단이 노출됨을 방지할 수 있다. FIG. 10 is a partial cross-sectional view of the arrow H portion of FIG. 9, and side surfaces of the
한편, 본 발명의 미세조류 배양장치는 도 1에 도시된 바와 같이 그 일측에 태양전지모듈(55)이 배치되고, 이 태양전지모듈(55)을 통해 미세조류 배양장치측에 전기에너지를 공급함으로써 친환경적인 전원공급장치를 구성할 수 있다. On the other hand, the microalgae culture apparatus of the present invention, as shown in Figure 1 is disposed on one side of the
그리고, 본 발명의 미세조류 배양장치에는 환경컨트롤시스템(미도시)이 설치되고, 환경컨트롤시스템은 배양액의 온도를 조절하는 온도조절부(미도시), 여름/겨울철에 배양액의 온도관리를 위한 배양수조(11, 12, 13, 14) 외측에 설치된 히터 또는 냉각모듈(미도시), 그외 배양액의 pH, DO(용존산소) 등과 같은 수질을 관리하는 배양액 수질관리부(미도시) 등을 가진다. In addition, the microalgal culture apparatus of the present invention is provided with an environmental control system (not shown), the environmental control system is a temperature control unit (not shown) for controlling the temperature of the culture medium, the culture for the temperature management of the culture medium in the summer / winter Heater or cooling module (not shown) installed on the outside of the water tank (11, 12, 13, 14), and the culture water quality management unit (not shown) for managing the water quality, such as pH of the culture medium, dissolved oxygen (DO) and the like.
이상과 같이 구성된 본 발명의 작동을 다음과 같이 상세히 설명한다. The operation of the present invention configured as described above will be described in detail as follows.
집진유닛(29)에 의해 공장 등에서 발생하는 배기가스를 집진한 후에 이 배기가스를 배기가스 공급배관(21)으로 송풍하면, 배기가스 공급배관(21)의 도중에 설치된 복수의 필터(22a, 22b, 22c)에 의해 배기가스 내의 고체상태의 이물질이 여과된 후에 최상층의 배양수조(11)측으로 배기가스가 유입된다. When the exhaust gas is collected by the
최상층의 배양수조(11) 즉, 제1배양수조(11) 내에서 배기가스는 복수의 제1정류판(41) 및 복수의 제2정류판(42)들의 서로 다른 높이 구조를 통해 구불구불하게 흐르고, 이에 배양액 내의 미세조류 특히, 식물성플랑크톤 등은 배기가스 내에서 광합성을 하면서 배기가스 내의 이산화탄소(C02), 질소산화물(NOx), 유황산화물(SOx)를 흡수함으로써 매우 효율적으로 배양되고, 이와 더불어 배기가스 내의 이산화탄소가 저감된다. In the
그리고, 제1배양수조(11) 내에서 배양액이 포화되면, 드레인파이프(15)의 개폐밸브(16)가 개방되고, 이에 제1배양수조(11)에서 배양액이 그 하측의 배양수조 즉, 제2배양수조(12), 제3배양수조(13), 제4배양수조(14) 순으로 흘러 내려간다. 제2 내지 제4 배양수조(12, 13, 14)측에서도 배양액 내의 미세조류는 배기가스 내에서 광합성을 하면서 이산화탄소, 질소산화물, 유황산화물을 흡수하는 동일한 과정을 반복한다. 이에 배기가스는 이산화탄소, 질소산화물, 유황산화물 등이 저감된 상태로 배기가스 배출배관(26)을 통해 외부로 배출됨으로써 온실가스를 대폭 감축할 수 있다. When the culture medium is saturated in the
최종적으로 최하측의 배양수조(14) 즉, 제4배양수조(14)에는 고농도의 배양액이 배양되고, 이러한 고농도의 배양액은 최하측의 드레인파이프(15)를 통해 외부로 배출된 후에 여과과정을 거친 후에 바이오매스로 전환되어 에너지원으로 활용될 수 있다.Finally, a culture medium of high concentration is cultured in the
한편, 본 발명은 복수의 배양수조(11, 12, 13, 14)측으로 배기가스를 송풍하는 배기가스 송풍라인 대신에 공장 등에서 발생하는 폐수 송급라인을 연결함으로써 폐수 내의 질소, 인 등을 통한 미세조류의 배양을 용이하게 함과 더불어 폐수의 정화를 함께 구현할 수도 있을 것이다. On the other hand, the present invention is connected to the wastewater supply line generated in the factory, instead of the exhaust gas blowing line for blowing the exhaust gas to the plurality of culture tank (11, 12, 13, 14) side microalgae through the nitrogen, phosphorus, etc. in the waste water In addition to facilitating the cultivation of wastewater, the purification of wastewater may be implemented together.
11, 12, 13, 14: 배양수조
15: 드레인파이프 16: 드레인밸브
17: 보조 드레인파이프 18: 개폐밸브
21: 배기가스 공급배관 23, 24, 25: 배기가스 이송배관
26: 배기가스 배출배관
30: 수차조립체 31: 회전축
32: 수차 41: 제1정류판
42: 제2정류판 50: 보호하우스
60: 커버 61, 62, 63: 커버부재11, 12, 13, 14: culture tank
15: Drain Pipe 16: Drain Valve
17: auxiliary drain pipe 18: on-off valve
21: exhaust
26: exhaust gas exhaust pipe
30: aberration assembly 31: rotation axis
32: aberration 41: first rectifying plate
42: second rectifying plate 50: protection house
60:
Claims (16)
상기 배양수조들 사이를 연결하는 복수의 드레인파이프; 및
상기 복수의 배양수조 측으로 배기가스를 송풍하는 배기가스 송풍라인;를 포함하되,
상기 복수의 배양수조 중에서 최상측의 배양수조 내에는 하나 이상의 수차조립체가 설치되고, 상기 수차조립체는 회전축 및 회전축 상에 설치된 하나 이상의 수차로 구성되는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.A plurality of culture tanks disposed at different heights;
A plurality of drain pipes connecting the culture tanks; And
Including; exhaust gas blowing line for blowing the exhaust gas to the plurality of culture tank side;
At least one aberration assembly is installed in the culture tank at the top of the plurality of culture tank, the aberration assembly is a microalgal culture apparatus, characterized in that consisting of a rotation shaft and one or more aberrations installed on the rotation shaft.
상기 복수의 배양수조는 계단식으로 설치되고, 각 드레인파이프의 일단은 각 배양수조의 하단에 연결되며, 각 드레인파이프의 타단은 그 하측의 배양수조측에 연결되고,
상기 배기가스 송풍라인은 배양수조들의 양측면에 지그재그식으로 연결됨으로써 배기가스가 배양수조들을 지그재그방향으로 통과하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.The method of claim 1,
The plurality of culture tanks are installed in a stepped manner, one end of each drain pipe is connected to the lower end of each culture tank, the other end of each drain pipe is connected to the culture tank side of the lower side,
The exhaust gas blowing line is zigzag connected to both sides of the culture tank by the exhaust gas is microalgae culture apparatus, characterized in that configured to pass through the culture tank in a zigzag direction.
상기 배기가스 송풍라인은 최상측의 배양수조의 일측에 연결된 배기가스 공급배관, 배양수조들의 인접한 각 측면에 연결된 복수의 배기가스 이송배관, 최하측의 배양수조의 일측면에 연결된 배기가스 배출배관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.The method of claim 1,
The exhaust gas blowing line is an exhaust gas supply pipe connected to one side of the culture tank at the uppermost side, a plurality of exhaust gas transfer pipes connected to adjacent sides of the culture tanks, and an exhaust gas discharge pipe connected to one side of the culture tank at the lowermost side. Microalgae culture apparatus, characterized in that made.
상기 배기가스 송풍라인의 상류에는 집진유닛이 연결되고, 상기 집진유닛에는 하나 이상의 터보팬 및 하나 이상의 댐퍼가 설치되며, 상기 집진유닛에 의해 배기가스가 집진된 후에 복수의 배양수조 측으로 송풍되고, 상기 배기가스 공급배관의 도중에는 복수의 필터들이 설치되는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.The method of claim 3,
A dust collecting unit is connected upstream of the exhaust gas blowing line, and one or more turbo fans and one or more dampers are installed in the dust collecting unit, and the exhaust gas is collected by the dust collecting unit and blown to a plurality of culture tank sides. Microalgae culture apparatus, characterized in that a plurality of filters are installed in the middle of the exhaust gas supply pipe.
상기 드레인파이프들 중에서 일부의 드레인파이프에는 보조 드레인파이프가 연결되고, 상기 보조 드레인파이프의 단부는 개폐밸브에 의해 마감되는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치. The method of claim 1,
A part of the drain pipe of the drain pipe is connected to the auxiliary drain pipe, the end of the auxiliary drain pipe microalgae culture apparatus, characterized in that the closing by the on-off valve.
상기 각 배양수조의 내부 상측에 복수의 정류판이 일정간격으로 이격되어 배치되고, 상기 복수의 정류판은 배기가스의 구불구불한 흐름방향을 유도하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.The method of claim 1,
A plurality of rectifying plates are spaced apart at regular intervals on the inside of the incubation tank, the plurality of rectifying plates are microalgal culture apparatus, characterized in that arranged to induce a serpentine flow direction of the exhaust gas.
상기 복수의 정류판은 복수의 제1정류판 및 복수의 제2정류판으로 구성되고, 상기 제1정류판의 상단 및 하단 각각은 상기 제2정류판의 상단 및 하단 보다 높은 위치에 배치되며, 상기 제2정류판은 인접한 한 쌍의 제1정류판들 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.The method of claim 7, wherein
The plurality of rectifying plates are composed of a plurality of first rectifying plate and a plurality of second rectifying plate, each of the upper and lower ends of the first rectifying plate is disposed at a position higher than the upper and lower ends of the second rectifying plate, The second rectifying plate is microalgal culture apparatus, characterized in that located between the adjacent pair of the first rectifying plate.
상기 각 배양수조의 상단에는 커버가 개폐가능하게 설치되고, 상기 커버는 복수의 커버부재로 분할되어 구성되는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.The method of claim 1,
A cover is installed on the upper end of each culture tank so as to be openable and close, and the cover is divided into a plurality of cover members.
상기 각 커버부재의 가장자리가 각 배양수조의 가장자리에 분리가능하게 밀봉적으로 결합되고, 상기 커버부재와 배양수조의 서로 접촉하는 가장자리에는 밀봉부재가 개재되고, 상기 밀봉부재를 관통하여 체결구가 체결됨으로써 상기 각 커버부재의 가장자리는 상기 각 배양수조의 가장자리 측에 밀봉적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.10. The method of claim 9,
Edges of the cover members are separably sealed to the edges of the respective culture tanks, and sealing members are interposed between the cover members and the edges of the culture tanks, and fasteners are fastened through the sealing members. The edge of each cover member is thereby microalgae culture apparatus, characterized in that the sealing is coupled to the edge side of each culture tank.
상기 커버부재들의 서로 접촉하는 측면은 분리가능하게 밀봉적으로 결합되고, 인접한 커버부재들의 서로 접촉하는 측면가장자리의 하측에는 밀봉부재가 배치되며, 상기 밀봉부재는 서로 접촉하는 커버부재의 측면가장자리 하측에 체결구를 통해 결합되고, 상기 밀봉부재의 하측에는 2개 이상의 은폐부재가 체결구의 나사부 단부에 체결되는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.10. The method of claim 9,
Sides of the cover members that are in contact with each other are detachably coupled to each other, and a sealing member is disposed below the side edges of the adjacent cover members that are in contact with each other, and the sealing member is disposed below the side edges of the cover members that are in contact with each other. Coupled through the fastener, the microalgae culture apparatus, characterized in that the lower side of the sealing member is fastened to the screw end of the two or more concealment member.
상기 복수의 배양수조는 서로 다른 높이차이로 배치되어 배양수조들 사이에서 배양액의 자연적인 드레인이 형성되고,
상기 각 배양수조 내에는 배양액과 배기가스의 접촉면적을 넓히는 정류판이 설치되는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.It is configured to cultivate microalgae in each culture tank by blowing the exhaust gas containing carbon dioxide into the plurality of culture tanks,
The plurality of culture tanks are arranged with different height differences to form a natural drain of the culture medium between the culture tanks,
Each of the culture tank is a microalgal culture apparatus, characterized in that the rectifying plate for expanding the contact area between the culture medium and the exhaust gas is installed.
상기 복수의 배양수조 중에서 적어도 하나의 배양수조 내에는 하나 이상의 수차조립체가 설치되고, 상기 수차조립체는 배양수조 내로 유입되는 배기가스의 풍량에 의해 회전하는 수차를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.The method of claim 12,
One or more aberration assemblies are installed in at least one culture tank among the plurality of culture tanks, wherein the aberration assemblies include aberrations that rotate by the air volume of the exhaust gas flowing into the culture tank. .
상기 각 배양수조의 상부에는 조도확보유닛이 배치되고, 상기 조도확보유닛은 각 배양수조 내의 배양효율 향상을 위한 최적화된 조도를 확보하는 것을 특징으로 하는 미세조류 배양장치.The method of claim 12,
A roughness securing unit is disposed above each of the culture tanks, and the roughness obtaining unit is a microalgae culturing apparatus, characterized in that to obtain an optimized illuminance for improving the culture efficiency in each culture tank.
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