KR100802220B1 - 토양미생물을 이용한 악취 및 휘발성 유기화합물의제거방법과 장치 - Google Patents

토양미생물을 이용한 악취 및 휘발성 유기화합물의제거방법과 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토양미생물을 이용하여 배가스에 함유된 악취 또는 휘발성유기화합물질과 같은 유해가스를 분해하는 장치로서, 배가스에 함유되어 있는 점착성이 높은 유기화합물질에 의하여 발생되는 공극막힘현상을 방지하기 위하여, 배가스의 유속을 급격하게 감소시키면서 공정수를 분사하여 비중이 큰 유기화합물질을 중력 침강시키고, 점착성이 높은 유기화합물질 및 수용성 유기화합물질을 토양미생물이 서식하고 있는 수용액에 흡수시켜 유기화합물질을 분해·제거한 후, 점착성이 낮거나 소수성의 휘발성유기화합물질은 토양미생물과 직접 접촉시켜 토양미생물의 호흡작용을 이용하여 산화시키는 방법을 제공하기 위한 것임.

Description

토양미생물을 이용한 악취 및 휘발성 유기화합물의 제거방법과 장치{Treatment and Apparatus for odor ＆ volatile organic compounds using soil microorganism}
도 1 은 본 발명의 장치의 개략 설명도
도 2 는 본 발명의 장치 중 일부인 배양조의 구조 설명도
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
1 ......... 충돌분리장치
11 .... 배가스 유입구
12 .... 배가스 배출구
13 .... 공정수 유입구
14 .... 순환수 살수장치
15 .... 저장조
2 ......... 포집반응조
21 .... 배가스 유입구
12 .... 배가스 배출구
23 .... 충전재
24 .... 살수장치
25 .... 저장조
3 ......... 배양기
4 ......... 공기 공급기
5 ......... 휀
본 발명은 음식물 가공산업, 오·폐수처리시설, 음식물퇴비화설비, 페인트 제조공정, 정유 및 화학산업 등에서 발생하는 악취 및 휘발성 유기화합물질과 같은 유해물질을 토양에서 서식하는 미생물의 대사활동을 이용하여 CO2 및 H2O와 같은 무해물질로 분해하는 생물학적 처리기술에 관한 것이다.
일반적으로 악취 및 휘발성 유기화합물질과 같은 유해물질이 함유된 배가스의 처리는 직접연소법, 축열식열산화법(RTO : Regenerative Thermal Oxidizer), 촉매산화법(RCO : Regenerative Catalytic Oxidation) 등의 연소법과 활성탄 또는 흡수제를 이용하여 유해물질을 흡착 또는 흡수시키는 흡착·흡수법 등의 물리·화학적 처리법과 미생물을 이용하여 악취 및 휘발성 유기화합물질과 같은 유해물질을 분해시키는 생물학적 처리법 등이 있다. 가스상에 함유하는 악취 또는 휘발성 유기화합물질 등의 유해물질을 분해하는 생물학적 처리법에는 필터에 미생물을 배양시켜, 배가스가 필터를 통과하는 과정에서 배가스에 함유되어 있는 유해물질을 분해하는 바이오필터(Biofilter)법과 유해물질을 용액에 흡수시키고, 유해가스를 흡수한 용액을 미생물이 배양되고 있는 별도의 활성포기조로 이송시켜 미생물의 호흡작용으로 유해물질을 분해하는 바이오 스크러버(Bioscrubber)법 및 미생물을 담체에 배양시키고, 배가스를 미생물이 배양되고 있는 담체를 통과시키면서 유기물질을 분 해하는 트리클에어바이오필터(Trickle Air Biofilter)법 등으로 구분된다.
바이오필터기술은 일정한 하우징 내부에 필터메디아를 충전하고, 가습장치, 온도조절장치, 분무장치를 설치하여 미생물을 필터메디아에서 배양시키고, 배가스에 함유된 악취 및 휘발성 유기화합물질과 같은 유해물질을 필터메디아로 통과시켜 유해물질을 미생물의 호흡작용으로 제거하는 기술이다. 바이오스크러버 기술은 악취 및 휘발성유기화합물질과 같은 유해물질을 흡수액을 이용하여 흡수하고, 흡수된 유해물질을 미생물군이 부유하고 있는 별도의 미생물 반응조에서 미생물의 호흡작용으로 분해시키는 기술(Joseph S. Devinny etc., "Biofilteration for Air Pollution Control")이다.
트리클에어바이오필터 기술은 바이오필터와 바이오스크러버를 혼합한 형태로 미생물에 의한 유기물질의 분해효율을 향상시킨 기술로, 미생물의 배양력을 높이기 위하여 미생물 배양담체로 조개껍질류 또는 세라믹 등의 무기성 물질을 사용한다.
이러한 종래의 기술을 다양하게 응용하고 있는 기술로는 등록특허공보 10-0318528(2001.12.07)에 의한 "미생물을 순환공급하는 VOCs 및 악취 제거용 트리클에어바이오필터", 공개특허공보 특2003-0036376(2003.05.09)에 의한 "유동층 생물반응조를 이용한 악취, 유해가스 및 휘발성유기화합물질의 처리방법 및 그의 장치", 등록실용신안공보 20-0341511(2004.01.31)에 의한 "악취 및 휘발성유기화합물 제거를 위한 바이오필터", 등록실용신안공보 20-0298898(2002.12.10)에 의한 "휘발성 유기화합물 회수장치" 등 다양한 기술이 있다.
등록특허공보 10-0318528(2001.12.07)에 의한 "미생물을 순환공급하는 VOCs 및 악취 제거용 트리클에어바이오필터"는 트리클에어바이오필터, 배양조, 스크러버로 장치를 구성하였으며, 스크러버는 미생물처리에 필요한 pH를 유지하기 위하여 사용하는 장치이므로, pH를 유지하기 위해서 많은 용수가 배출되는 구조로 되어 있으며, 트리클에어바이오필터는 담체를 충전하여 미생물을 번식시켜 배가스의 휘발성유기화합물질을 제거하므로 미생물이 과다 번식하여 담체의 공극을 막게 되므로 역세척 방식으로 미생물과 담체를 분리함으로 공극막힘현상을 방지하기 위하여 역세척이 진행되는 동안 유해물질의 정화가 중단되는 문제점을 갖고 있다. 또한 배양조는 역세척 과정에서 담체와 분리된 미생물을 배양하여 활성도를 높이는 기능을 갖고 있어, 고농도 유기물질의 유입이 지속되면, 트리클에어바이오필터에서 미생물의 과잉번식이 이루어지고, 과잉 번식된 미생물이 배양조로 유입되어 배양조에서도 미생물의 포화가 이루어지면서 설비의 운전에 막대한 영향을 주게 됨으로 안정적인 설비의 운전을 위해서는 정밀한 제어가 필요하게 된다.
공개특허공보 특2003-0036376(2003.05.09)에 의한 "유동층 생물반응조를 이용한 악취, 유해가스 및 휘발성유기화합물질의 처리방법 및 그의 장치"는 휘발성유기화합물질을 용액에 흡수시키는 흡수탑과 흡수된 휘발성유기물질을 분해하는 미생물이 부착된 담체가 충전된 미생물반응조로 구성되어 있어, 흡수탑에서 유기물질을 흡수하고, 용액에 흡수된 유기물질을 미생물반응조에서 분해하는 기술이다. 그러나 악취 또는 휘발성유기화합물질은 물질의 특성에 따라 물에 잘 녹는 친수성물질과 물에 녹지 않는 소수성물질 또는 분자의 구조에 따라 극성물질 및 비극성물질 등 다양한 성상의 물질이 존재하며, 물질의 특성 또는 용액의 특성에 따라 흡수력이 다르다. 따라서 흡수에 의한 미생물처리법은 단일 또는 동일한 화학적 특성을 갖는 휘발성유기화합물질의 처리에 적합하며, 다양한 종류의 악취 또는 휘발성유기화합물질을 함유하고 있는 복합가스의 처리에는 부적합한 기술이다.
등록실용신안공보 20-0341511(2004.01.31)에 의한 "악취 및 휘발성유기화합물 제거를 위한 바이오필터"에서는 PP 또는 PE로 제작된 충전제를 이용하는 바이오트리클링필터와 다공성 발포고분자 담체를 충전한 바이오필터를 설치하여, 바이오트리클링필터에서 입자상 오염물질 또는 수용성 유기물질을 제거하고, 다공성 발포고분자 담체에서 배양되는 미생물을 이용하여 악취 및 휘발성유기화합물질을 제거한다. 그러나 휘발성 유기화합물에는 점성이 높은 물질이 많이 함유되어 있어, 점밀성 물질이 충전제 또는 담체에 부착되어 공극막힘현상이 발생되어 압력손실이 증가하여 설비의 효율성을 감소시키는 단점을 갖게 된다.
등록실용신안공보 20-0298898(2002.12.10)에 의한 "휘발성 유기화합물 회수장치"는 배가스를 냉각과 가열을 반복하여 휘발성유기화합물질을 응축시켜 회수하는 설비로, 냉각과 가열과정에서 많은 에너지가 소요된다는 단점을 갖고 있다.
본 발명은 토양미생물을 이용하여 배가스에 함유된 악취 또는 휘발성유기화합물질과 같은 유해물질을 분해하는 장치이며, 점착성이 높은 유기화합물질에 의하여 담체 또는 충전재 등 처리설비의 부품 또는 각종 배관 등에서 발생되는 공극막힘현상을 방지하기 위하여 배가스의 유속을 급격하게 감소시키면서 물과 같은 용액 을 분사하면, 비중이 큰 유기화합물질과 점착성이 높은 유기화합물질 및 수용성 유기화합물질이 용액에 흡수되고, 흡수된 유기화합물질은 용액에 서식하고 있는 토양미생물의 호흡작용에 의하여 분해·제거된다. 그러나 점착성이 낮거나 소수성의 휘발성유기화합물질은 담체 또는 충전재를 이용하여 토양미생물과의 직접 접촉시켜 산화시키는 방법으로 배가스에 함유된 악취물질 및 휘발성유기화합물질을 제거하는 기술이며, 토양미생물에 의하여 악취물질 또는 휘발성유기물질을 분해하는 메카니즘은 본 발병자의 특허출원 10-2005-0068041호(자연순환 공법을 이용한 폐수정화방법) 발명의 기술을 이용한다.
본 발명에서는 악취물질 및 휘발성유기화합물질과 같은 유해물질을 제거하기 위하여 충돌분리장치(Impact Separator)에서 중력침강, 관성충돌 및 흡수에 의한 방법으로 1차 제거를 하고, 접촉산화 충전탑(Packed Tower)에서 접촉산화법으로 2차 제거가 이루어지도록 하여 유해물질의 제거효율이 극대화되도록 하였다.
충돌분리장치로 악취 및 휘발성유기화합물을 함유한 배가스가 유입되면, 배가스의 유속이 급격히 감소하면서 비중이 큰 물질은 중력에 의하여 침강되고, 점착성이 높은 유기물질이나 수용성의 유기화합물질은 배가스의 흐름에 의한 관성력에 의하여 충돌판(Impactor)에 충돌하면서 충돌판에 흐르는 수분에 흡수시켜 제거한다. 즉, 충돌분리장치에서는 비중이 큰 유기화합물질과 점착성이 높은 유기화합물질 및 수용성 유기화합물질이 중력침강, 관성충돌 및 흡수에 의하여 제거된다. 충돌분리장치에서 제거되는 유기물질은 충돌분리장치하부에 설치되어 있는 순환수 저장탱크로 유입되고, 순환수 저장탱크에서 배양되는 토양미생물의 호흡작용에 의하 여 분해된다.
충돌분리장치에서 제거되지 않은 유기화합물질은 접촉산화 충전탑으로 이동되어 담체 또는 충전재로 구성된 충전층을 통과하면서 토양미생물이 함유된 용액과 유기화합물질이 접촉하면서 토양미생물의 호흡작용에 의해 산화·분해되어 제거된다. 그러나 분해되는 물질의 특성에 따라 접촉산화 반응시간이 다르므로 함유된 물질 중에서 분해시간이 가장 긴 물질을 기준으로 충전층의 높이와 단수를 결정하며, 접촉산화법으로 분해가 진행되는 물질은 토양미생물에 의한 무게 증가와 용액의 흐름에 의하여 하부로 침강되어 하단에 설치된 순환수 저장탱크로 떨어져서 순환수 저장탱크의 토양미생물에 의하여 최종 분해되므로 충전층에서의 공극막힘현상은 발생되지 않는 장점을 갖게 된다.
토양미생물은 토양 중에 있는 세균, 사상균, 방선균, 효모, 원생동물 및 조류 등을 의미하며, 이러한 토양미생물은 자연계에서 가장 효율적으로 이루어지는 분해과정 또는 석탄이나 석유를 생성하는 응집, 축합, 고분자화, 부식화 등에 의한 정화기능을 갖고 있다. 이러한 정화기능이 효율적으로 이루어지기 위해서는 30%의 기체상 물질과 40%의 액체상물질 및 30%의 고체상물질로 이루어진 토양에서 미생물을 배양하여야 하지만, 본 발명에서는 토양미생물의 최적 서식조건과 유사한 담체 또는 충전재 등을 이용하여 배양조에서 활동성이 강한 토양미생물을 배양하고, 배양된 토양미생물은 충돌분리장치와 산화접촉 충전탑의 순환수 저장탱크로 공급하고, 과잉의 토양미생물이 공급되는 것을 방지하기 위하여 처리대상 물질의 특성에 따라 용액의 순환시간이 조절되도록 하였으며, 충돌분리장치와 산화접촉 충전탑의 순환수 저장탱크에서 토양미생물이 과잉으로 번식하면, 공정수를 주입하여 토양미생물을 함유한 용액을 배출시키면서 일부의 용액을 배양조로 보내어 토양미생물의 개체수가 항상 일정하게 유지되도록 한다.
본 발명에서 사용하는 담체는 본 발명자의 발명특허출원 10-2005-0069041호(자연순환공법을 이용한 폐수의 처리방법)의 토양균군 및 미생물의 대사산물을 포함하는 바이오-펠릿(Bio-Pellet)과 미생물의 활성화를 촉진시키기 위한 무기영양물질을 함유한 바이오-라이트 스톤(Bio-Light Stone)을 이용한다.
본 발명에 의한 악취물질 또는 휘발성유기화합물의 분해기술은 일반적인 폐수처리공정에서 나타나는 벌킹(bulking)에 의한 미생물의 재 접종(seeding) 또는 킬레이트구조의 반응물질에 의한 부패균, 중독균, 대장균 등의 유해 미생물 멸균 및 부패과정에서 발생되는 악취물질을 제거 등의 부수적인 효과로 인하여 배출되는 처리수의 살균공정 또는 악취방지설비의 설치가 필요하지 않으며, 배출수를 직접 방류할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한 생물학적 폐수처리설비가 운영되는 장소에서는 배양조를 설치하지 않고, 생물학적 폐수처리설비의 폭기조 용수를 충돌분리장치 및 충전탑의 저장조로 공급하고, 배출수를 생물학적 폐수처리설비의 폭기조로 배출시킴으로써 설비의 경제적 효율성을 향상시킬 수 있다.
이러한 방법에 의한 휘발성유기화합물질의 처리는 앞에서 명기한 기존기술들에서 발생되는 미생물의 과다 번식에 의한 담체의 공극막힘현상 및 담체의 세척으로 인한 설비가동 중단, 다양한 성상의 휘발성유기화합물질이 존재하는 경우에 적용되는 복잡한 설비구조, 점성이 높은 물질에 의한 공극막힘 또는 압력손실의 증 가, 휘발성유기화합물질의 회수를 위한 냉각 및 가열과정에 의한 에너지 소비량 증가 등의 문제를 해결하였다.
이와 같은 본 발명의 방법과 장치를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 도 1 에 도시된 바와 같이 충돌분리장치(1), 접촉산화 충전탑(2), 배양조(3), 송풍기(4), 유인팬(5), 연돌(6), 각종 계측기기(71, 72, 73, 74) 및 순환펌프(81, 82, 83)로 구성되어 있다.
충돌분리장치(1)는 배가스 유입구(11), 배가스 배출구(12), 공정수 주입관(13), 순환수 분사노즐(14), 순환수 저장탱크(15), 저류조(16), 충돌판(17), 저류조 배출관(18), 순환수 배출관(19), 순환펌프(81), 배출펌프(82) 및 산기(散氣)장치(91) 등으로 구성되어 있다.
유기화합물질이 함유된 배가스가 배가스 유입구(11)를 통하여 충돌분리장치(1)로 유입되면, 배가스의 유속이 급격하게 감소되면서 비중이 큰 물질들은 순환수 저장탱크(15)로 침강하고, 배가스는 배가스 유입구(11)의 정면에 설치되어 있는 충돌판(17)과 충돌이 일어나면서 수용성유기화합물질이 충돌판(17)에 흐르는 수분에 용해되고, 점착성 유기화합물질은 충돌판(17)에 점착되어 수분에 씻겨 내려가게 되며, 배가스는 충돌판(17)과 다음 위치의 충돌판(17) 사이로 흐르게 된다. 이때 충돌판(17) 사이를 흐르는 배가스는 관성력에 의하여 순환수 저장탱크(15)에 저장 된 용액과 충돌하면서 일부의 점착성유기화합물질 또는 수용성유기화합물질이 제거되고, 순환수 분사노즐(14)에서 살수되는 용액에 의하여 충돌판(17)에 점착된 유기화합물질은 세정되어 순환수 저장탱크(15)로 떨어지게 된다. 따라서 수용성 유기화합물질은 순환수 분사노즐(14)에서 살수되는 순환수와의 접촉에 의하여 제거되거나, 배가스의 유속에 의하여 충돌판(17) 또는 순환수 저장탱크(15)에 저장되어 있는 용액의 수면과의 충돌하는 과정에서 수분에 흡수 또는 점착되어 제거되며, 상대적으로 비중이 큰 점착성물질은 배가스가 충돌분리장치(1) 내부를 통과하는 과정에서 중력침강에 의하여 수분에 흡수되어 제거된다.
순환수 저장탱크(15)에 저장되어 있는 용액에는 유기화합물질을 분해하는 토양미생물이 배양되고 있어 순환수 저장탱크(15)로 유입되는 유기화합물질은 토양미생물의 호흡작용에 의하여 분해된다. 또한 순환수 저장탱크(15)에 저장되어 있는 용액은 순환펌프(81)에 의하여 순환수 분사노즐(14)로 이동되어 살수되며, 유기화합물질의 유입량 증가로 인하여 순환수 저장탱크(15)에서 과잉의 미생물이 배양되면, 공정수 주입관(13)을 통하여 공정수를 공급하여 과잉으로 배양된 미생물이 순환수 저장탱크(15)의 용수와 함께 저류조(16)로 넘어가면서 순환수 저장탱크(15)의 미생물의 개체수를 일정하게 유지할 수 있게 된다. 저류조(16)로 유입된 용수는 수위계(71)에 의하여 배출펌프(82)의 작동으로 배출되며, 배출된 용수는 배출관(822)을 통하여 폐수처리장으로 보내고, 일부의 용액은 배양조 연결관(821)을 통하여 배양조(3)로 보내어 용액에 함유된 미생물의 활성도를 향상시키도록 한다. 충돌분리장치(1)의 순환수 저장탱크(15)로 유입되는 유기화합물질의 농도가 낮아 토양미생 물의 배양이 잘 이루어지지 않으면, 접촉산화 충전탑(2)의 순환수 저장탱크(25) 및 배양조(3)에서 토양미생물을 공급받아 순환수 저장탱크(15)의 미생물의 개체수를 일정하게 유지시킨다. 또한 토양미생물의 효율적인 호흡작용을 유지하기 위하여 송풍기(4)를 이용하여 공기를 흡입하여, 공기공급관(41, 411)으로 공기를 공급하고, 순환수 저장탱크(15)에 설치되어 있는 산기장치(91)를 이용하여 폭기시킴으로써 토양미생물의 번식활동이 활발하게 이루어지도록 한다.
또한 충돌분리장치(1)에서 비중 또는 점착성이 높은 유기화합물질 및 수용성 유기물질 등이 제거된 배가스는 배가스 배출구(12)를 통하여 배출되며, 배출되는 배가스에는 상대적으로 점착성이 낮은 유기화합물질이나, 불용성의 유기화합물질 및 소량의 수용성 유기화합물질이 함유되어 있게 됨으로 휘발성유기화합물의 제거효율을 높이기 위하여 충돌분리장치(1)에서 배출된 배가스를 접촉산화 충전탑(2)으로 유입시켜 유기화합물질을 2차 처리한다.
접촉산화 충전탑(2)은 탱크로 된 탑 본체 내에 배가스를 보내는 배가스 유입구(21), 산화된 배가스를 배출하는 배가스 배출구(22), 담체를 충전시킨 충전층(23), 충전층(23)의 상하에 설치되는 순환수 분사노즐(241, 242), 배가스로부터 수분 등을 제거하는 데미스터(29), 데미스터(29)의 공극 막힘을 방지하는 공정수 분사노즐(243), 탱크의 저부에 설치되는 순환수 저장조(25), 순환수 저장조(25)로부터 넘치는 순환수를 저류시키는 순환수 저류조(26), 넘쳐 저류조(26)에 저류된 순환수를 순환수 펌프(83)로 순환수 분사노즐(241, 242)과 후술하는 배양조(3)로 보내는 순환수 공급관(27) 및 저장조(25)에 설치된 순환수 연결관(28)으로 구성되 어 있다.
충돌분리장치(1)에서 비중이 크거나, 점착성이 높은 유기화합물질 및 수용성 유기화합물질이 제거된 배가스가 접촉산화 충전탑(2)의 배가스 유입구(21)를 통하여 유입되면, 배가스는 담체가 충전된 충전층(23)을 통과한다. 이때 순환수 저장조(25)에 저장된 토양미생물을 함유한 용액을 순환수펌프(83)를 이용하여 순환수 분사노즐(241)로 충전층(23)에 토양미생물이 함유된 용수를 살수하면 충전층(23)에 토양미생물이 부착되고, 충전층(23)에 부착된 미생물의 호흡작용에 의하여 배가스에 함유된 일부 유기화합물질이 분해된다. 그러나 대다수의 유기화합물질은 충전층(23)에서의 격렬한 기액반응에 의한 흡수반응과 토양미생물에 의한 분해과정의 물질 상태로 순환수 저장탱크(25)에 떨어져서 순환수 저장탱크(25)에서 최종 분해된다. 또한 충전층(23) 하단에 설치된 순환수 분사노즐(242)은 충돌분리장치(1)에서 제거되지 않은 점착성 유기물질에 의하여 충전층(23) 하단에서 형성되는 스케일을 제거하여 공극막힘현상을 방지한다. 또한 유기화합물질의 유입량이 증가하여 순환수 저장탱크(25)에서 과잉의 미생물이 번식하면, 순환수 분사노즐(241, 242)이 막히고, 또한 충전층(23)에 토양미생물 번식에 의한 스케일이 형성되어 유속이 느려짐으로 인하여 처리효율이 급격하게 저하된다. 따라서 과잉으로 번식된 토양미생물의 개체수를 조절하기 위하여 공정수 주입관(244)을 통하여 공정수를 공급하면 과잉으로 배양된 미생물이 순환수 저장탱크(25)의 용수와 함께 저류조(26)로 넘어가면서 순환수 저장탱크(25)의 미생물의 개체수를 조절할 수 있게 된다. 저류조(26)로 유입된 용수는 수위계(73)에 의하여 배출펌프(83)의 작동으로 배출되며, 배출된 용수의 일부는 배출관(832)을 통하여 폐수처리장으로 보내고, 일부의 용액은 배양조 연결관(831)을 통하여 배양조(3)로 보내어 용액에 함유된 미생물의 활성도를 향상시키도록 한다. 또한 접촉산화 충전탑(2)의 순환수 저장탱크(25)로 유입되는 유기화합물질의 농도가 낮아 토양미생물의 배양이 잘 이루어지지 않으면, 배양조(3)에서 토양미생물을 공급받아 순환수 저장탱크(25)의 미생물의 개체수를 일정하게 유지시키며, 토양미생물의 효율적인 호흡작용을 유지하기 위하여 송풍기(4)를 이용하여 공기를 흡입하여, 공기공급관(41, 412)으로 공기를 공급하고, 순환수 저장탱크(25)에 설치되어 있는 산기장치(92)를 이용하여 폭기시킴으로써 토양미생물의 번식활동이 활발하게 이루어지도록 한다.
토양미생물은 유기화합물질을 이용하여 호흡을 함으로 유기화합물질의 유입농도가 낮게 유지되면 영양분의 부족으로 처리효율이 크게 감소하게 됨으로 충돌분리장치(1)와 접촉산화 충전탑(2)에 활동성이 강한 토양미생물을 공급하거나, 활동성이 저하된 토양미생물에게 충분한 영양분을 공급하는 배양조(3)를 설치한다.
배양조(3)는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 바이오-펠릿(Bio-Pellet) 및 바이오-라이트 스톤(Bio-Light Stone)과 같은 담체(32)를 충전하는 충전실(31), 충전실(31)의 저부에 설치되어 공기공급관(34)을 통하여 공기(35)를 불어 넣는 산기장치(33), 충돌분리장치(1)로부터 용수를 공급 받는 용수 유입관(36), 접촉산화 충전탑(2)으로부터의 용수 유입관(37), 저류조(38) 및 토양미생물 공급관(39)으로 구성되어 있다.
배양조(3)는 충돌분리장치(1)와 접촉산화 충전탑(2)에서 배출되는 용수의 토 양미생물을 활성화하여 다시 충돌분리장치(1)와 접촉산화 충전탑(2)으로 보내며, 이때, 배양조에서 배출되는 유량을 밸브로 조절하여, 충돌분리장치(1)와 접촉산화 충전탑(2)으로 유입되는 유량을 충돌분리장치(1)와 접촉산화 충전탑(2)의 저장탱크 용량의 20∼30%가 유지되도록 하여 과잉의 토양미생물이 유입되는 것을 억제시킨다.
또한 생물학적 폐수처리설비가 운영되는 장소에서는 배양조(3)를 설치하지 않고, 생물학적 폐수처리설비의 폭기조 용수를 충돌분리장치(1) 및 접촉산화 충전탑(2)으로 직접 공급하고, 배출수를 생물학적 폐수처리설비의 폭기조로 배출시킴으로써 배양조(3), 충돌분리장치의 순환수 저장탱크(15) 및 충전탑의 순환수 저장탱크(25)를 설치하지 않음으로써 설비의 경제성을 극대화 할 수 있다.
충돌분리장치(1)와 접촉산화 충전탑(2)에서 배출되는 용수는 충돌분리장치(1)의 용수 유입관(36) 및 접촉산화 충전탑(2)의 용수 유입관(37)을 통하여 유입되고, 배양조(3)에 저장된 용수는 바이오 펠릿(Bio-Pellet) 및 바이오-라이트 스톤(Bio-Light Stone)으로 된 담체 충전실(31) 하부에 설치된 산기장치(33)에 의하여 담체(32)를 통과하면서 풍부한 무기영양분이 용수에 용해되어 토양미생물의 활성화가 이루어진다. 활성화된 토양미생물을 함유하는 용수는 저류조(38)로 이동하여 토양미생물 공급관(39)을 통하여 충돌분리장치(1)와 접촉산화 충전탑(2)의 저장탱크로 이동하게 된다.
일반적으로 악취 및 휘발성유기화합물질의 처리공정은 연소 또는 흡착 및 흡수방법을 이용하지만, 연소방법은 연소조건에 따라 새로운 오염물질이 배출되고, 흡착법은 폭발의 위험성을 갖게 되며, 흡수법은 흡수용액을 재처리하여야 하는 문제점을 갖고 있다. 그러나 본 발명은 흡수된 유기화합물질을 토양미생물을 이용하여 처리함으로써 2차 오염물질의 발생을 방지하고, 또한 생물학적 수질오염방지설비와 연계하여 사용이 가능함으로 대기오염방지설비의 운영비용에 대한 부담감을 줄여주는 장점을 갖으며, 설치면적을 최소화할 수 있는 장점을 갖는다.

Claims (6)

  1. 토양미생물을 배양하는 담체 또는 충전재가 충전된 접촉산화충전탑에 악취 및 휘발성유기화합물질을 함유하는 배가스를 유입시켜 배가스를 정화시킴에 있어서, 배가스를 접촉산화충전탑에 유입시키기 이전에, 배가스의 유속변화를 이용하여 비중이 큰 유기화합물질을 중력침강시키고, 배가스의 관성력에 의하여 충돌판과의 충돌과정에서 점착성 유기화합물질 및 수용성 유기화합물질을 수용액에 흡수하고, 수용액에 서식하고 있는 토양미생물을 이용하여 제거하는 전처리공정을 결합함으로서, 접촉산화충전탑에서의 공극막힘현상을 방지하여 접촉산화충전탑에서의 배가스 정화 효율을 향상시킬 수 있게 한 것을 특징으로 하는 토양미생물을 이용한 악취 및 휘발성유기화합물질의 제거방법.
  2. 제1항에 있어서, 전처리공정이나 접촉산화충전탑의 충전층에서 토양미생물의 개체수를 일정하게 유지하기 위하여 활동성이 강한 토양미생물을 배양하는 배양조 장치를 결합하는 것을 특징으로 하는 토양미생물을 이용한 악취 및 휘발성유기화합물의 제거방법.
  3. 삭제
  4. 토양미생물을 배양하는 담체가 충전된 접촉산화충전탑(2)에 악취 및 휘발성유기화합물을 포함하는 배가스를 유입시켜 배가스를 정화시킴에 있어서, 접촉산화충전탑(2)에 공급되는 배가스의 전처리장치로서 충돌분리장치(1)가 결합되고, 충돌분리장치(1)는 다수개의 충돌판(17)이 상하 지그재그로 설치되며, 그 저부에 토양미생물을 함유하는 공정수가 충전되고, 충돌판(17)면에 세척용 공정수가 분사되는 살수장치(14)가 설치된 것을 특징으로 하는 토양미생물을 이용한 악취 및 휘발성유기화합물의 제거장치.
  5. 제4항에 있어서, 접촉산화충전탑(2)이나 충돌분리장치(1)에 부족될 수 있는 토양미생물을 배양하는 배양조가 결합 설치된 것을 특징으로 하는 토양미생물을 이용한 악취 및 휘발성유기화합물의 제거장치.
  6. 제5항에 있어서, 배양조는 그 내부에 담체 충전실(31)이 설치되고 담체충전실의 저부에 상향의 산기장치(33)가 설치되며, 배양조(3)의 상단을 넘는 용수가 저 류되는 저류조(38)로 구성되는 것을 특징으로 하는 토양미생물을 이용한 악취 및 휘발성유기화합물의 제거장치.
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