KR100762221B1 - 이산화염소를 이용한 축분 퇴비화시설에서의 악취제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 이산화염소를 이용한 축분 퇴비화시설에서의 악취제거장치에 관한 것으로서, 내부가 빈 박스 형상으로 형성된 케이싱과; 상기 케이싱의 개구를 개폐하는 덮개와; 상기 케이싱의 전면 일측에 마련된 제어부와; 상기 케이싱의 내부에 마련되며 상기 제어부에 의해 구동하는 블로워와; 상기 케이싱의 내부에 마련되며 상기 제어부에 의해 구동하는 열전소자와; 표면에 제 1 밸브가 설치되며 상기 블로워와 연결하는 호스가 장착된 공기주입구가 마련되고, 상기 공기주입구와 소정간격을 두고 표면에 제 2 밸브가 설치된 이산화염소가스배출구가 마련되며 표면에 겔주입구마개가 마련되어 상기 케이싱의 내부에 적어도 하나 이상 마련되는 카트리지와; 고체화시킨 겔에 흡침하여 상기 카트리지에 수용된 이산화염소와; 상기 이산화염소가스배출구와 연결되며 일단에 노즐이 장착된 분무관과; 상기 공기주입구와 연결되어 상기 카트리지의 내부에 마련되며 단부 영역에는 표면에 다수의 통기공이 형성된 반구형공기가이드가 장착되는 공기주입관을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 카트리지를 통해 이산화염소가스를 장기간 보관할 수 있음과 아울러 적시 적소에서 안전하고 간편하게 사용될 수 있는 이점이 있으며, 축산농가에서의 저비용으로 악취확산을 저감할 수 있고, 따라서 악취를 제거 및 탈취할 수 있어서 축산농가 인근주민의 민원을 방지할 수 있는 효과가 있다.

돼지, 축분 악취제거, 악취탈취, 공기조절, 이산화염소가스, 카트리지

Description

이산화염소를 이용한 축분 퇴비화시설에서의 악취제거장치{apparatus removing bad smell at compostizing facility of dung using chlorine dioxide}

도 1은, 본 발명에 따른 악취제거장치의 외관을 보인 사시도,

도 2는 덮개를 제거한 상태의 평면도,

도 3은, 도 2에 따른 종단면도이다.

- 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 악취제거장치 20 : 케이싱

30 : 덮개 40 : 제어부

41 : 전원스위치 42 : 타이머

43 : 온도조절기 44 : 공기조절기

45 : 가스량게이지 46 : 공기량게이지

50 : 카트리지 51 : 제 1 밸브

52 : 공기주입구 53 : 제 2 밸브

54 : 이산화염소가스배출구 55 : 겔주입구마개

56 : 분무관 57 : 노즐

58 : 공기주입관 59a : 통기공

59 : 반구형공기가이드 60 : 블로워

70 : 열전소자 200 : 겔에 흡침된 이산화염소

본 발명은, 이산화염소를 이용한 축분 퇴비화시설에서의 악취제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 살균 및 탈취 기능이 뛰어난 이산화염소로부터 발생된 이산화염소가스를 이용하여 퇴비화시설에서 발생하는 악취가스를 분해할 수 있도록 함으로써 저렴한 비용으로 탈취 및 악취제거가 용이하며, 비교적 간단한 구성의 채용으로 조작이 간편한 이산화염소를 이용한 축분 퇴비화시설에서의 악취제거장치에 관한 것이다.

이산화염소의 강력한 산화력을 이용한 악취제거기능은 현재에도 널리 알려져 있으며 다방면으로 이용되고 있다. 예를 들어 화학공장의 악취제거, 정수장에서의 음용수의 살균 및 탈취와 더불어 가정용 탈취제로서의 이용 등으로 그 응용분야 역시 광범위하다.

일반적으로, 이산화염소란 살균 탈취분야에서 각광받고 있는 물질로서 분자식은 ClO₂이며, 빙점은 -59℃이고 비등점은 11℃인 상온에서 녹황색을 띄는 기체로서 약간 염소 냄새가 나며 물과 에테르에 잘 녹는다.

이와 같은 이산화염소의 장점은, 잔류성이 없는 환경친화적 물질로서, 염소의 2.6배 이상의 산화능을 가지며, 넓은 pH 범위에서 살균 탈취력을 유지하므로 거의 모든 종류의 냄새에 대하여 탈취력을 갖고 있다. 특히 유기물과 반응하지 않으 므로 트리할로메탄(Trihalomethanes(TTHMs)), 할로아세틱에시드(Haloaceticacids(HAAs)) 및 기타유기화합물을 생성치 않는다는 장점이 있다.

이산화염소는, 미국의 환경청(EPA)에 의하면 음용수 정수 처리시 발생하는 발암물질(염소계 : THMs,HAAs 등, 오존 : Bromate 등) 을 생성하지 않아 음용수, 공장폐기물 처리 및 환경 정화용 사용 인정하고 있으며, 식약청(FDA)에 의하면 식품첨가물, 의료용 소독, 의료용 기기 소독용으로 사용하고 있다.

유럽에서는 음용수의 소독에 사용하도록 규정하고 특히 프랑스,독일,이탈리아 등의 국가에서는 전산화제로 사용 중이다. 그리고, 세계보건기구(WHO)에서는 이산화염소의 안전성에 대하여 식품첨가물 중 가장 안전하다는 A-1등급으로 규정하고 있다.

또한 식품의약품안전청에서는 식품첨가물로 공시, 식품용기의 살균 소독제로 사용이 공시되어 있다.

기존의 방법에서는 이산화염소 발생기를 사용하여 현장에서 제조하여, 주로 수용액형태로 사용하거나 가스를 직접 분사하여 사용하는 방법이 주로 이용되었다.

또한 현재의 이산화염소 발생기는 그 용량이 크고 고가이며, 조작에의 주의가 필요하므로, 일반적으로는 널리 사용되고 있지 않은 단점을 가지기 때문에 일부 대용량이 필요한 대형 사용처에서만 제한적으로 사용되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 이산화염소가스를 운반, 저장할 수 있는 카트리지와, 카트리지에 저장된 이산화염소로부터 발생된 이산화염소가스를 장기간 보관 할 수 있으며, 적시 적소에서 안전하고 간편하게 사용될 수 있도록 함으로써 악취발생원에 분사하여 악취를 분해 및 제거할 수 있는 이산화염소를 이용한 축분 퇴비화시설에서의 악취제거장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 이산화염소를 이용한 축분 퇴비화시설에서의 악취제거장치에 있어서, 내부가 빈 박스 형상으로 형성된 케이싱과; 상기 케이싱의 개구를 개폐하는 덮개와; 상기 케이싱의 전면 일측에 마련된 제어부와; 상기 케이싱의 내부에 마련되며 상기 제어부에 의해 구동하는 블로워와; 상기 케이싱의 내부에 마련되며 상기 제어부에 의해 구동하는 열전소자와; 표면에 제 1 밸브가 설치되며 상기 블로워와 연결하는 호스가 장착된 공기주입구가 마련되고, 상기 공기주입구와 소정간격을 두고 표면에 제 2 밸브가 설치된 이산화염소가스배출구가 마련되며 표면에 겔주입구마개가 마련되어 상기 케이싱의 내부에 적어도 하나 이상 마련되는 카트리지와; 고체화시킨 겔에 흡침하여 상기 카트리지에 수용된 이산화염소와; 상기 이산화염소가스배출구와 연결되며 일단에 노즐이 장착된 분무관과; 상기 공기주입구와 연결되어 상기 카트리지의 내부에 마련되며 단부 영역에는 표면에 다수의 통기공이 형성된 반구형공기가이드가 장착되는 공기주입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소를 이용한 축분 퇴비화시설에서의 악취제거장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 제어부는 전원스위치와, 타이머와, 온도조절기와, 공기조절기와, 가스량게이지와, 공기량게이지를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 이산화염소를 악취제거에 이용한 이유는, 악취근원물질이 약 200여 가지인데 그중에서도 20여 가지가 전체의 99%를 점한다고 한다. 그 20여 가지 중에서도 전체 80%를 점하는 암모니아를 비롯한 멜갑탄류 등 5-6가지의 물질을 이산화염소가 전부 분해하여 악취를 제거하기 때문이다.

그 5-6가지의 물질 및 기전을 나열하면 다음과 같다.

* ClO₂를 이용한 축산악취물질 제거 기제

① 암모니아

2 NH₃ + 2ClO₂ + H₂O? NH₄ClO2 + NHClO₃

H₂S + ClO₂ ? H₂SO₄ + 2 HCl

4 NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄

8 NH₃ + 8 HCl? NH₄Cl

② 메르캅탄

CH₃SH + ClO₂ → CH₃SO₃H

CH₃SO₃H + NH₃ → CH₃SO₃NH₄

③ 황화수소

5 H₂S + 8 ClO₂ + 4 H₂O? 5 H₂SO₄ + 8HCl

NH₃ + 5 H₂SO₄→ (NH₄)₂SO₄

8 NH₃ + 8 HCl? NH₄Cl

④ 황화메틸

(CH₃)₂S + ClO₂ (CH₃)₂SO ( 디메틸술폭시드(Dimethylsulfoxide) 무독, 무취 )

⑤ 이황화메틸

(CH₃)₂S₂ + ClO₂ → (2 CH₃)₂S₂O₂ ( 무독 , 무취 )

⑥ 아민류

(CH₃)₃N + HCl(or H₂SO₄) → (CH₃)₃NHCl or (CH₃)₃NHSO₄

( 아민염 , 무독 , 무취 )

⑦ 알데히드

Aldehyde + ClO₂ → Carboxyl산으로 산화함

⑧ 아세트알데히드

Acetaldehyde CH₃CHO+ClO₂ → CH₃COOH

본 발명에서는 이산화염소가스를 고체화시킨 겔에 흡침하여 운반, 보관 및 사용할 수 있는 기술이다. 즉, 이산화염소가스를 발생시켜 이것을 가스봄베와 같은 카트리지를 만들어 그 내부에 이산화염소가스를 저장하여 운반, 보관하며 장시간 어디에서든지 필요할 때 사용할 수 있도록 제안된 것이다.

그러나 전술한 바와 같이 이산화염소가스는 압축을 하여 고밀도가 되면 농도가 높아 폭발의 위험성이 있으므로 가스를 압축하여 용기에 넣는 것이 아니라 실리카겔, 제오라이트 등의 다공성고형체에 가스를 흡침시켜 넣어놓는 것이다.

예를 들어 20L의 겔에는 순수 이산화염소 약 400g (음용수 소독의 경우 약 400Ton의 물을 살균 소독할 수 있으며, 1분에 100ppm의 양으로 약 200시간 동안 계속하여 분사가능한 양이 저장될 수 있다. 만일 보통의 20L 통에 가스를 넣는다면 단 0.1g도 넣을 수 없을 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 악취제거장치의 외관을 보인 사시도이며, 도 2는 덮개를 제거한 상태의 평면도이고, 도 3은, 도 2에 따른 종단면도이다.

이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 이산화염소를 이용한 축분 퇴비화시설에서의 악취제거장치는, 외장이 에프.알.피(FRP) 또는 피이.브이.씨(PVC)로 형성되어 유해 가스에 의한 부식이나 변색을 방지할 수 있는 케이싱(20)과, 케이싱의 개구를 개폐하는 덮개(30)를 구비하고 있으며, 케이싱의 전면 일측에는 제어부(40)가 마련되어 있는데 제어부는, 전원스위치(41)와, 타이머(42)와, 온도조절기(43)와, 공기조절기(44)와, 가스량게이지(45)와, 공기량게이지(46)를 포함하여 구성된다.

한편, 케이싱(20)의 내부에는 카트리지(50)를 적어도 하나 이상 마련하고 있으며, 케이싱(20)의 내부에는 제어부(40)에 의해 구동하는 블로워(60) 및 열전소자(70)를 마련하고 있다.

블로워는 타이머(42)에 의해 시간이 예약되면 공기를 카트리지(50) 내부로 넣어주는 역할을 하며, 열전소자(70)는 온도조절기(43)의 조작에 의해 구동하는데 카트리지(50)의 온도를 하절기에는 10℃ 전후로, 동절기에는 30℃로 유지하는 역할을 한다.

한편, 케이싱(20)의 내부에 마련되는 카트리지(50)의 표면에는 제 1 밸 브(51)가 설치된 공기주입구(52)를 설치하고 있으며, 공기주입구에는 블로워(60)와 연결하는 호스(52a)가 설치되어 있다. 그리고 공기주입구(52) 일측에는 제 2 밸브(53)가 설치된 이산화염소가스배출구(54)가 설치되어 있으며, 그 옆에는 나사식으로 체결되는 겔주입구마개(55)를 설치하여 겔에 흡침한 이산화염소(200)를 주입할 수 있도록 하고 있다.

여기서, 공기주입구(52)에는 상기 카트리지(50)의 내부를 향하는 공기주입관(58)이 설치되는데 공기주입관의 단부에는 표면에 다수의 통기공(59a)이 형성된 반구형공기가이드(59)를 장착하고 있는데 이는 공기가 카트리지 내부로 고르게 분사하는 역할을 한다. 따라서 블로워(60)에 의해 공기주입구(52)를 통과한 공기는 반구형공기가이드(59)의 통기공(59a)을 통하여 카트리지(50) 내부로 주입되면 그 공기에 의해 이산화염소가스는 이산화염소가스배출구(54)와 연결된 분무관(56)의 노즐(57)을 통해 분사된다.

본 발명에 따른 이산화염소를 이용한 축분 퇴비화시설에서의 악취제거장치의 작동을 설명하면, 먼저, 전원을 연결하고 제어부(40)의 전원스위치(41)를 ON시킨다. 그런 후 본체의 온도조절기(43)를 통해 냉/온방 설정을 하고, 가스의 분사량을 확인하여 조정한다.

그리고, 공기조절기(44)를 조작하여 이산화염소가스 분사를 자동설정 또는 수동설정으로 할지를 결정하여 자동일 경우 타이머(42)로 세팅한 후 제 1 밸브(51)를 열어두면 블로워(60)가 호스(52a) 및 공기주입구(52)와 공기주입관(58)을 통해 공기를 주입하면 카트리지(50) 내부에 설치된 반구형공기가이드(59)의 통기공(59a) 를 통해 공기가 카트리지(50) 내부의 겔에 흡침된 이산화염소(200)로부터 발생하는 이산화염소가스는 열어둔 제 2 밸브(53) 및 이산화염소가스배출구(54)와 분무관(56) 및 노즐(57) 통해 배출되므로 축분 등에 존재하는 악취를 탈취 및 제거하게 된다.

이때 케이싱(20)의 내부에 수용된 적어도 하나 이상의 카트리지(50) 중 어느 하나의 카트리지에 수용된 이산화염소가스의 소진 여부를 가스잔량체크창(100)을 통하여 확인한 후 이산화염소의 색깔을 확인하여 색깔이 변한 정도로서 소진이 확인되면 케이싱(20)의 내부에 수용된 다른 카트리지의 제 1 밸브(51)에 블로워(60)와 연결된 호스(52a)를 연결하고 분무관(56)을 제 2 밸브(53)에 연결하여 사용하면 된다.

본 발명에 따른 제어부(40)의 전원장치(도시치 않음)는 본 발명에 따른 제어부(40)의 전원공급선이며, 과부하 등의 비상시에는 자동으로 전력이 차단되도록 설계되어 있다,

타이머(42)는 선택기능이 장착되어 타이머 셋팅의 경우, 지정된 시간에 자동으로 가스분사 전원이 멈추게 되어있어 분사를 멈출 수 있으며, 수동의 경우에는 직접 전원스위치(41)를 OFF 해야 만이 전원이 멈춰진다.

공기조절기(44)는 공기유량계를 지칭하는 것으로 타이머의 전원이 공급되면, 블로워(60)가 작동되어 공기가 호스(52a)를 타고 카트리지(50)로 우송되어 이산화염소가스를 분출시키는데 분출되는 이산화염소가스의 양은 입력되는 공기의 양과 비례하므로, 블로워(60)에서 나오는 공기가 유량계 즉 가스량게이지(45) 및 공기량 게이지(46)를 통할 때 공기의 양을 조절하여 가스의 분출 양이 조절된다.

카트리지(50)를 수용하고 있는 케이싱(20)의 온도를 조절하는 온도조절기(43)를 조작함으로써 열전소자(70)에 의해 카트리지를 하절기에는 영상 10℃ 전후, 동절기에는 30℃를 유지토록 조절한다.

공기 및 가스역류를 방지하기 위해 이산화염소가스를 사용하지 않을 때에는 제 1 및 제 2 밸브(51)(53)를 잠그고, 사용시에는 다시 열어 쓰는 것이 원칙이나, 본 발명의 특성상 악취지대에 장착되거나, 또는 작업하기 어려운 곳에 장착하는 경우가 많으므로 가스를 분사하지 않을 경우에는 자동으로 가스의 분출구가 막히고 가스 사용시에는 자동으로 열릴 수 있는 첵 밸브류를 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 블로워(60)에서 공기가 들어가면 제 1 밸브(51)가 공기에 의해 열리고, 블로워(60)의 공기가 차단되면 제 1 밸브(51)의 입구가 닫히고 제 2 밸브(53)가 자동으로 차단되므로 카트리지(50) 내부의 이산화염소가스의 유출이 없다. 이에 본 발명에 따른 악취제거장치(10)의 가동 전후에 카트리지(50)의 제 1 및 제 2 밸브(51)(53)를 열고 닫을 필요가 없다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 악취제거장치는, 카트리지를 통해 이산화염소가스를 장기간 보관할 수 있음과 아울러 적시 적소에서 안전하고 간편하게 사용될 수 있는 이점이 있으며, 축산농가에서의 저비용으로 악취확산을 저감할 수 있고, 따라서 악취를 제거 및 탈취할 수 있어서 축산농가 인근주민의 민원을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 이산화염소를 이용한 축분 퇴비화시설에서의 악취제거장치에 있어서,

   내부가 빈 박스 형상으로 형성된 케이싱과;

   상기 케이싱의 개구를 개폐하는 덮개와;

   상기 케이싱의 전면 일측에 마련된 제어부와;

   상기 케이싱의 내부에 마련되며 상기 제어부에 의해 구동하는 블로워와;

   상기 케이싱의 내부에 마련되며 상기 제어부에 의해 구동하는 열전소자와;

   표면에 제 1 밸브가 설치되며 상기 블로워와 연결하는 호스가 장착된 공기주입구가 마련되고, 상기 공기주입구와 소정간격을 두고 표면에 제 2 밸브가 설치된 이산화염소가스배출구가 마련되며 표면에 겔주입구마개가 마련되어 상기 케이싱의 내부에 적어도 하나 이상 마련되는 카트리지와;

   고체화시킨 겔에 흡침하여 상기 카트리지에 수용된 이산화염소와;

   상기 이산화염소가스배출구와 연결되며 일단에 노즐이 장착된 분무관과;

   상기 공기주입구와 연결되어 상기 카트리지의 내부에 마련되며 단부 영역에는 표면에 다수의 통기공이 형성된 반구형공기가이드가 장착되는 공기주입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소를 이용한 축분 퇴비화시설에서의 악취제거장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 전원스위치와, 타이머와, 온도조절기와, 공기조절기와, 가스량게이지와, 공기량게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소를 이용한 축분 퇴비화시설에서의 악취제거장치.

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