KR100846979B1 - Removal device for stink gas and volatile organic components - Google Patents

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KR100846979B1
KR100846979B1 KR1020070024009A KR20070024009A KR100846979B1 KR 100846979 B1 KR100846979 B1 KR 100846979B1 KR 1020070024009 A KR1020070024009 A KR 1020070024009A KR 20070024009 A KR20070024009 A KR 20070024009A KR 100846979 B1 KR100846979 B1 KR 100846979B1
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volatile organic
crab shell
biofilter
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염승호
정강연
권혁만
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강릉대학교산학협력단
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Abstract

A bio-filter device is provided to remove odorous gas and volatile organic compounds at a low operating cost by using bio-filters containing a crab shell as a carrier. A bio-filter device(100) having a crab shell carrier for the removal of odorous gas and volatile organic compounds comprises: a reactor(1) having an inlet(2) and an outlet(4) formed thereon; and bio-filters(10) which contain a crab shell as a carrier and are disposed within the reactor. The bio-filters are formed in a multilayer structure. The bio-filter device further comprises nutrient supply parts(15) installed on a side face of the reactor to supply nutrient to the respective bio-filters. The nutrient comprises 2 g/L of (NH4)2SO4, 0.3 g/L of MgSO4.7H2O, 0.1 g/L of K2HPO4, and a 100 mul of a trace element. The trace element comprises 16.2 g/L of FeCl3.6H2O, 10.2 g/L of CaCl2.2H2O, 0.22 g/L of CoCl2.6H2O, 0.15 g/L of CuSO4.5H2O, 0.13 g/L of CrCl3.6H2O, 0.09 g/L of NiCl2.6H2O, and 40.0 g/L of citric acid. The nutrient is a supernatant of an aqueous solution of leaf mold or fecal soil of earth worm.

Description

악취가스 및 휘발성 유기화합물 처리장치{Removal Device For Stink Gas And Volatile Organic Components}Stem Gas and Volatile Organic Components

도 1은 본 발명의 게껍질 담체를 갖는 악취가스 및 휘발성 유기화합물 처리 바이오필터 장치를 도시한 개략도.1 is a schematic diagram showing a odor gas and volatile organic compound treatment biofilter device having a crab shell carrier of the present invention.

도 2는 실험예 1의 결과로서, 게껍질이 첨가된 증류수의 pH 상승효과를 도시한 그래프( ● : 무첨가, ○ : 0.5g, □ : 2g, ▲ : 3g, △ : 5g)2 is a graph showing the pH increase effect of distilled water to which crab shell is added as a result of Experimental Example 1 (●: no addition, ○: 0.5g, □: 2g, ▲: 3g, △: 5g)

도 3a는 실험예 2의 결과로서, 바이오필터를 운전하기 전의 게껍질 표면 SEM 측정결과.3A is a result of the SEM measurement of the crab shell surface before operating the biofilter as a result of Experimental Example 2. FIG.

도 3b는 실험예 2의 결과로서, 바이오필터를 운전한 후의 게껍질 표면 SEM 측정결과.3B is a result of SEM measurement of the crab shell surface after operating the biofilter as a result of Experimental Example 2. FIG.

도 4는 실험예 3에서 반응기의 내부로 유입되는 톨루엔의 농도를 측정한 결과 그래프.Figure 4 is a graph of the result of measuring the concentration of toluene introduced into the reactor in Experimental Example 3.

도 5는 실험예 3의 결과로서, 게껍질 담체를 갖는 본 발명의 바이오필터 장치에서의 톨루엔 제거 결과를 도시한 그래프.5 is a graph showing toluene removal results in the biofilter apparatus of the present invention having a crab shell carrier as a result of Experimental Example 3. FIG.

도 6은 실험예 3에서 반응기의 내부로 유입되는 톨루엔의 농도를 측정한 결과 그래프.Figure 6 is a graph of the result of measuring the concentration of toluene introduced into the reactor in Experimental Example 3.

도 7은 실험예 4의 결과로서, 부엽토의 상등액을 영양분으로 하여, 게껍질 담체를 갖는 본 발명의 바이오필터 장치를 통한 톨루엔 제거 효능을 도시한 그래프.7 is a graph showing toluene removal efficiency through the biofilter device of the present invention having a crab shell carrier as a result of Experimental Example 4, with the supernatant of the subleaf soil as a nutrient.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1: 반응기 2: 유입구1: reactor 2: inlet

4: 유출구 6: 드레인부4: outlet 6: drain part

10: 바이오필터 15: 영양공급부10: biofilter 15: nutrient supply

100 : 바이오필터장치100: biofilter device

본 발명은 악취가스 및 휘발성 유기화합물 처리 바이오필터 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 게껍질을 담체로 하는 바이오필터를 사용하도록 하여, 저렴한 운전비용으로 악취가스 및 휘발성 유기화합물 처리가 가능한 바이오필터 장치를 제공할 수 있다.The present invention relates to a biofilter device for treating malodorous gas and volatile organic compounds, and more particularly, to use a biofilter using a crab shell as a carrier, and to process malodorous gas and volatile organic compounds at low operating costs. Can be provided.

최근 산업시설이나 환경기초시설에서 배출되는 휘발성 유기화합물은 불쾌감 등의 심리적인 문제뿐만 아니라, 사업장의 근로자와 인근 주민들의 건강에 직접적 인 해를 미치는 보건학적 문제를 유발시키며, 산업재해 및 생산효율 저하 등과 같은 경제적인 손실을 야기한다.In recent years, volatile organic compounds emitted from industrial facilities and environmental foundations cause not only psychological problems such as unpleasant feelings, but also health problems that directly affect the health of workers and neighboring residents in the workplace, and reduce industrial accidents and production efficiency. Economic losses such as

휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, 이하 VOCs)은 상온에서 높은 증기압을 가지는 탄화수소화합물로 구성되어, 대기 중으로 쉽게 증발되고, 대기 중에서 질소산화물과 공존시 태양광의 작용을 받아 광화학반응을 일으켜 오존 및 PAN 등 광화학 산화성 물질을 생성시켜 광화학스모그를 유발하는 유해물질이며, 이들 대부분은 그 자체로 인체에 유해할 뿐만 아니라 대기오염, 수질오염, 악취, 환경호르몬 등 여러 가지 문제를 일으킨다.Volatile Organic Compounds (VOCs) are composed of hydrocarbon compounds with high vapor pressure at room temperature, and are easily evaporated into the atmosphere, and photochemical reactions occur when they coexist with nitrogen oxides in the atmosphere to cause photochemical reactions such as ozone and PAN. It is a harmful substance that causes photochemical smog by generating photochemical oxidizing substances. Most of them are not only harmful to the human body but also cause various problems such as air pollution, water pollution, odor, and environmental hormones.

이러한 VOCs를 제거하기 위하여 일반적으로 사용되고 있는 기술로는 흡착법(adsorption), 응축법(condensation), 흡수법(absorption), 열소각법(thermalincineration), 촉매소각법(catalytic incineration), UV-산화법(UV-oxidation), 생물학적처리방법(biofitration) 등이 적용되고 있다. 이러한 기술들은 화합물의 조성 및 농도, 경제성, 에너지 공급능력 등을 고려하여 가장 적합한 제거공정이 선택되어야 한다.Techniques commonly used to remove these VOCs include adsorption, condensation, absorption, thermal incineration, catalytic incineration, and UV-oxidation. -oxidation, biofitration, etc. are being applied. These techniques should be selected based on the composition and concentration of the compounds, economics, energy supply capacity, etc., the most suitable removal process.

상기의 여러 처리기술 중에서 가장 널리 사용되고 있는 흡착법, 소각법과 같은 물리·화학적 방법에 의한 VOCs 및 악취가스 제거기술은 제거 효율은 높으나, 시설비와 재료비 및 조업비가 많이 소요영세 사업장과 농가에서 채택하기에 경제적 으로 여려움이 많으며, 2차 오염물질이 발생되는 단점이 있다.VOCs and odor gas removal techniques using physical and chemical methods such as adsorption and incineration, which are the most widely used among the above treatment techniques, have high removal efficiency, but require high facility cost, material cost, and operation cost. There are a lot of difficulties, there is a disadvantage that secondary pollutants are generated.

이에 비해, 생물학적처리방법은 자연에 존재하는 다양한 미생물을 이용한다는 점과 분해 산물이 2차 환경오염을 일으키지 않는 물, 이산화탄소 및 무해한 염이라는 점에서 환경 친화적이고 경제적인 차세대 VOCs 제거기술로 인정받고 있으며, 토양미생물처리법, 폭기조탈취법 그리고 바이오필터를 그 예로 들 수 있다.In comparison, biological treatment methods are recognized as eco-friendly and economical next-generation VOCs removal technologies in that they utilize various microorganisms in nature and that the decomposition products are water, carbon dioxide and harmless salts that do not cause secondary environmental pollution. For example, soil microbial treatment, aeration tank deodorization and biofilters.

하지만 토양미생물처리법과 폭기조탈취법은 전체 시스템의 압력손실이 높고, 장치의 단위면적당 처리 가능한 폐가스의 양이 매우 적다는 단점이 있다.However, the soil microbial treatment method and the aeration tank deodorization method has the disadvantage that the pressure loss of the whole system is high and the amount of waste gas that can be treated per unit area of the device is very small.

생물학적처리방법 중의 하나인 바이오필터는 VOCs 및 악취가스를 포함하는 폐가스가 미생물 담체 표면에 형성된 바이오필름에 흡수된 후, 미생물의 대사활동에 의해 물, 이산화탄소 그리고 무해한 염으로 분해되는 공법이다.Biofilter, one of the biological treatment methods, is a method in which waste gas containing VOCs and odor gases are absorbed into a biofilm formed on the surface of a microbial carrier and then decomposed into water, carbon dioxide and harmless salts by the metabolic activity of microorganisms.

여기서 바이오필터의 담체의 성능은 악취제거성능과 운전비용에 영향을 미치는 중요한 요소로서, 통상 미생물 담체로서 최적인 담체는 가벼워야 하고, 표면적이 넓고, 수분함유량이 높아야하며, 장기 조업에 따른 담체 모양을 유지 즉, 생분해가 되지 않아야 한다.Here, the performance of the carrier of the biofilter is an important factor affecting the odor removal performance and the operating cost. The carrier, which is optimal as a microbial carrier, should generally be light, have a large surface area, have a high water content, and have a carrier shape according to long-term operation. That is, it should not be biodegradable.

그런데, 종래 담체로 사용되어온 토탄(peat), 퇴비(compost), 나무 등의 섬 유질 담체는 생분해가 되어, 장기 조업에 따른 분해가 일어나 압손이 증가하여 빈번하게 담체를 교환해야 하는 문제점이 있다.However, island carriers such as peat, compost, wood, etc., which have been conventionally used as carriers, are biodegradable, causing degradation due to long-term operation, increasing pressure loss, and frequently requiring carrier exchange.

이러한 문제점을 해결하고자, 폴리우레탄폼 등의 고분자 담체나 세라믹 담체 또는, 이러한 담체에 활성탄 등이 코팅된 담체 등이 사용되고 있다.In order to solve this problem, a polymer carrier such as polyurethane foam, a ceramic carrier, or a carrier coated with activated carbon or the like is used.

그러나 상기의 담체들은 분해가 안 되는 장점이 있지만, 담체의 가격이 상대적으로 높아 초기 설치비용이 증가되며, 수분함유량이 저조하여 미생물의 생장이 유지되려면 외부에서 막대한 수분 공급 및 영양분을 추가로 공급해야 하며, 이는 운전 비용이 높아져, 바이오필터의 장점인 경제성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.However, the above carriers have advantages in that they cannot be decomposed, but the initial cost of installation is increased due to the relatively high cost of the carriers. In this case, the operating cost is high, there is a problem of reducing the economical advantage of the biofilter.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명의 목적은 저렴한 설치비용 및 운전비용을 자랑하는 생물학적 처리기술의 장점은 물론, 유지 보수가 용이한 바이오필터 장치를 제공하도록 하는 데 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a biofilter device that is easy to maintain, as well as the advantages of biological treatment technology boasting low installation costs and operating costs.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 악취 및 휘발성 유기화합물 처리 바이오필터 장치에 있어서, 유입구와 유출구를 갖는 반응기를 구비하고, 상기 반응기 내부에는 게껍질을 담체로 한 바이오필터가 배치되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a odor and volatile organic compound treatment biofilter device, comprising a reactor having an inlet and an outlet, wherein the biofilter with a crab shell carrier is disposed inside the reactor. .

또한, 상기 바이오필터는 다층으로 구성되는 것이 가능하다.In addition, the biofilter may be configured in a multilayer.

또한, 상기 반응기의 측부에는 상기 바이오필터에 영양분을 공급하기 위한 영양공급부가 위치하는 것이 바람직하다.In addition, the side of the reactor is preferably provided with a nutrient supply for supplying nutrients to the biofilter.

또한, 상기 영양분은 (NH4)2SO4 2 g/L , MgSO47H2O 0.3 g/L, K2HPO4 0.1 g/L 및 미량원소 100 ㎕를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the nutrient is (NH 4 ) 2 SO 4 2 g / L, MgSO 4 7H 2 O 0.3 g / L, K 2 HPO 4 It is preferred to include 0.1 g / L and 100 μl of trace elements.

또한, 상기 미량원소는 FeCl36H2O 16.2 g/L , CaCl22H2O 10.2 g/L, CoCl26H2O 0.22 g/L , CuSO45H2O 0.15 g/L, CrCl36H2O 0.13 g/L, NiCl26H2O 0.09 g/L 및 구연산 40.0 g/L 를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the trace elements are FeCl 3 6H 2 O 16.2 g / L, CaCl 2 2H 2 O 10.2 g / L, CoCl 2 6H 2 O 0.22 g / L, CuSO 4 5H 2 O 0.15 g / L, CrCl 3 6H 2 0 0.13 g / L, NiCl 2 6H 2 O 0.09 g / L and citric acid 40.0 g / L.

또한, 상기 영양분은 부엽토 또는 분변토 수용액의 상등액을 사용할 수 있다.In addition, the nutrient may be used as a supernatant of the aqueous solution of the side leaf soil or fecal soil.

또한, 상기 바이오필터에서 수분유지가 잘 되도록 상기 게껍질 담체를 섬유로 덮거나 감싸주는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to cover or wrap the crab shell carrier with fibers so as to maintain moisture in the biofilter.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 악취 및 휘발성 유기화합물 처리 장치를 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, an apparatus for treating malodor and volatile organic compounds according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 게껍질 담체를 갖는 악취가스 및 휘발성 유기화합물 처리 바이오필터 장치(100)를 도시한 개략도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 악취가스 및 휘발성 유기화합물 처리 바이오필터 장치(100)는 유입구(2)와 유출 구(4)를 갖는 반응기(1)와 바이오필터(10)를 포함한다.1 is a schematic view showing a malodorous gas and volatile organic compound treatment biofilter device 100 having a crab shell carrier according to the present invention. Referring to FIG. 1, the odor gas and volatile organic compound treating biofilter apparatus 100 according to the present invention includes a reactor 1 and a biofilter 10 having an inlet port 2 and an outlet port 4.

반응기(1)는 VOCs 및/또는 악취가스 등의 폐가스를 흡입하여, 폐가스의 상향류식 흐름으로부터 오염물질을 걸러서 깨끗하게 해주는 것으로서, 보통은 내부가 빈 관상형의 원통으로 형성되며, VOCs를 함유하는 폐가스가 반응기(1)의 내부로 흡입되도록 그 하측에 형성되는 유입구(2)와, 유입된 폐가스가 배출되도록 그 상측에 형성되는 유출구(4)와, 유입구(2)에서 유입된 폐가스를 정화시키도록 유입구(2)와 유출구(4) 사이에 배치되는 1단 이상의 바이오필터(10)를 포함한다.The reactor (1) sucks out waste gases such as VOCs and / or odorous gases and filters the contaminants from the upstream flow of the waste gases. The reactor 1 is generally formed into a tubular cylinder with an empty inside, and waste gases containing VOCs. To purify the waste gas introduced from the inlet port 2 formed at the lower side thereof so that the gas is sucked into the reactor 1, the outlet port 4 formed at the upper side thereof so as to discharge the introduced waste gas, and the inlet port 2. And at least one biofilter 10 disposed between the inlet 2 and the outlet 4.

바이오필터(10)는 유입구(2)로부터 반응기(1)의 내부로 유입된 폐가스가 분해미생물군에 의해 분해되면서 안정화되도록 하는 것으로서, 폐가스가 바이오필터(10)의 담체 표면에 형성된 바이오필름에 흡수된 후, 바이오필름에 구비되는 분해미생물의 대사활동에 의해 물, 이산화탄소 그리고 무해한 염으로 분해된다. 그리고 폐가스가 분해되어 생성되는 물 등은 반응기(1)의 하단에 구비되는 드레인부(6)를 통하여 외부로 배출된다.The biofilter 10 is to allow the waste gas introduced into the reactor 1 from the inlet 2 to be stabilized while being decomposed by the decomposition microorganism group, and the waste gas is absorbed by the biofilm formed on the carrier surface of the biofilter 10. Then, it is decomposed into water, carbon dioxide and harmless salts by the metabolic activity of the decomposed microorganisms provided in the biofilm. Water generated by the decomposition of the waste gas is discharged to the outside through the drain part 6 provided at the bottom of the reactor 1.

본 발명에서 사용되는 담체로는 게껍질을 사용하는데, 게껍질에는 유기물 및 칼슘 등을를 비롯한 각종 무기물질이 존재하여 미생물 영양분으로 작용할 수도 있고, 게껍질과 물이 반응을 하게 되면, pH를 상승시키기 때문에, 바이오 필터 내부의 산성화를 막아주는 역할도 할 수 있다. 또한, 대부분의 게껍질은 통조림, 냉동 식품 등과 같은 가공식품의 제조시 폐기물로 버려지게 되므로, 저렴한 비용으로 확보할 수 있다. 본 발명에서 게껍질을 담체로 사용시 게껍질을 통상의 방법으로 파쇄, 분쇄 한 후 바이오필터에 적합하도록 적절한 모양과 크기로 성형한 후 사용하며, 이러한 담체화 기술은 통상의 기술이므로 간략하기로 한다.As a carrier used in the present invention, a crab shell is used, and various inorganic substances including organic matter and calcium may be present in the crab shell to act as microbial nutrients, and when the crab shell and water react, the pH is increased. Therefore, it may also serve to prevent acidification inside the biofilter. In addition, since most crab shells are discarded as waste during the manufacture of processed foods, such as canned food, frozen foods, it can be secured at low cost. When the crab shell is used as a carrier in the present invention, the crab shell is crushed and pulverized by a conventional method, and then used after shaping into a suitable shape and size to be suitable for a biofilter. .

이처럼 본 발명은 주변에서 쉽게 구할 수 있는 게껍질을 담체로 사용하므로, 기존 담체의 성능을 유지하면서도, 바이오필터(10) 설치시 드는 설치비용이 줄어들게 되며, 게껍질 자체에 미생물 영양분이 존재하므로, 미생물 영양분을 따로 공급하지 않아도 되어, 바이오필터(10) 운전시 필요한 운전비용이 감소되는 효과를 갖는 것을 특징으로 한다.As described above, the present invention uses a crab shell easily obtained from the surroundings as a carrier, while maintaining the performance of the existing carrier, the installation cost of installing the biofilter 10 is reduced, and microbial nutrients are present in the crab shell itself. There is no need to supply microbial nutrients separately, it is characterized in that the operating cost required for operating the biofilter 10 is reduced.

이러한 바이오필터(10)는 바이오필터의 VOCs 및/또는 악취가스 제거성능을 향상시키도록 다층으로 형성되는 것이 바람직하며(도 1 참조), 각 단은 분리가능하도록 구성되어 있어서, 미생물이 과도성장하여 압력강하가 발생하는 등 비상조치가 필요할 때, 해당 단에 위치한 담체를 분리해 내거나 교체하는 것이 용이하도록 구성된다.Such a biofilter 10 is preferably formed in multiple layers to improve the VOCs and / or odor gas removal performance of the biofilter (see FIG. 1), and each stage is configured to be detachable, so that microorganisms are overgrown. When emergency measures are necessary, such as a pressure drop, it is easy to remove or replace the carrier located at the stage.

또한, 폐가스의 농도 등에 따라, 담체에 미생물 영양분을 공급하여, 바이오필터(10)의 성능을 보다 향상시킬 수도 있으며, 이를 위하여 담체의 상부에는 영양분을 공급하기 위한 영양공급부(15)가 위치되고, 상기 영양공급부(15)를 통하여 영 양분이 지속적으로 공급되도록 구성된다.In addition, according to the concentration of the waste gas, by supplying microbial nutrients to the carrier, it is possible to further improve the performance of the biofilter 10, for this purpose, the nutrient supply unit 15 for supplying nutrients is located on the carrier, The nutrient supply unit 15 is configured to continuously supply nutrients.

또한, 상기 영양분은 운전 비용을 대폭 낮추도록 부엽토 또는 분변토의 상등액을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 부엽토 50g과 증류수 1ℓ를 5시간 동안 믹싱하여 형성되는 상등액으로 상기 영양분의 전체 또는 일부를 대체할 수 있다. In addition, the nutrient may be used supernatant of the side leaf soil or fecal soil to significantly lower the operating cost. For example, a supernatant formed by mixing 50 g of foliar soil and 1 L of distilled water for 5 hours may replace all or part of the nutrients.

또한, 미생물의 생장에 영향을 미치는 수분유지를 위하여, 게껍질를 섬유, 예를 들어, 부직포, 수건 등 다양한 종류의 섬유로 덮거나 감싸주는 경우 게껍질의 수분유지 능력이 높아져 미생물의 생장에 도움을 줄 수 있다.In addition, in order to maintain the moisture that affects the growth of microorganisms, the crab shell is covered with various kinds of fibers such as fibers, such as non-woven fabrics, towels, etc., to increase the moisture retention capacity of the crab shell to help the growth of microorganisms. Can give

이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하며, 이 실시예가 본 발명을 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, which do not limit the present invention.

실험예Experimental Example 1 : One : 게껍질의Crab shell 첨가에 따른  According to addition pHpH 상승 효과 실험 Synergy experiment

본 발명에 사용되는 게껍질의 pH 상승효과를 알아보기 위하여, 게껍질 0.5g, 1g, 2g, 3g, 5 g을 각각 증류수 100 ㎖ 에 투입한 후, 시간에 따른 게껍질의 pH 상승효과를 도 2에 도시하였다. 도 2에서 ● : 무첨가, ○ : 0.5g, □ : 2g, ▲ : 3g, △ : 5g을 나타낸다.In order to examine the pH increase effect of the crab shell used in the present invention, 0.5 g, 1 g, 2 g, 3 g, 5 g of crab shells were added to 100 ml of distilled water, respectively, and then the pH increase effect of the crab shell over time was plotted. 2 is shown. In Fig. 2, no additives, ○: 0.5g, □: 2g, ▲: 3g, and Δ: 5g are shown.

도 2를 참조하면, 게껍질을 첨가하지 않은 증류수는 pH 변화가 거의 없는 것 에 반하여, 게껍질이 첨가된 증류수의 pH는 한 시간 후 9.5 내지 10.5로 증가되었음을 알 수 있었다. 따라서 게껍질이 산성 pH를 중화시킬 수 있는 능력이 있어, 바이오필터 조업 중에 필터 내부가 산성으로 변화하는 것을 막아줄 수 있음을 알 수 있었다.Referring to FIG. 2, the pH of the distilled water to which the crab shell was not added was little, whereas the pH of the distilled water to which the crab shell was added was increased to 9.5 to 10.5 after one hour. Therefore, the crab shell has the ability to neutralize the acidic pH, it was found that it can prevent the inside of the filter to change to acid during the biofilter operation.

실험예Experimental Example 2 :  2 : 게껍질Crab shell 담체의Carrier 바이오필터 생성 확인 실험 Bio filter generation confirmation experiment

게껍질을 담체로 한 바이오필터를 20일간 운전한 후, 게껍질을 꺼내어 그 표면을 전자현미경 사진으로 촬영하여 도 3a 및 도 3b의 SEM 측정결과를 얻었다.After operating the biofilter using the crab shell as a carrier for 20 days, the crab shell was taken out and the surface thereof was photographed with an electron microscope photograph to obtain the SEM measurement results of FIGS. 3A and 3B.

도 3a를 참조하면, 조업 전 게껍질의 표면에는 바이오필름이 형성되어 있지 않았으나, 도 3b를 참조하면, 조업 20일 후 게껍질의 표면에는 바이오필름(화살표로 표시)이 형성되어 있음을 알 수 있었다.Referring to FIG. 3A, the biofilm was not formed on the surface of the crab shell before the operation. Referring to FIG. 3B, the biofilm (indicated by the arrow) is formed on the surface of the crab shell 20 days after the operation. there was.

따라서, 본 발명의 악취 및 휘발성 유기화합물 처리 바이오필터 장치는 게껍질을 담체로 활용한 바이오필터를 이용하여 외부로부터 유입되는 폐가스를 정화시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.Therefore, it was confirmed that the odor and volatile organic compound treatment biofilter device of the present invention can purify the waste gas introduced from the outside by using the biofilter using the crab shell as a carrier.

실험예Experimental Example 3 : 톨루엔 처리 능력 실험 3: Toluene Treatment Capacity Experiment

도 1에 도시한 바와 같은 본 발명에 따른 악취 및 휘발성 유기화합물 처리 장치에 휘발성 유기화합물인 톨루엔을 유입시켜서, 그 농도변화를 알아보는 실험을 실시하였다.Toluene, which is a volatile organic compound, was introduced into the malodorous and volatile organic compound treating apparatus according to the present invention as shown in FIG.

먼저, 반응기(1)에 구비되는 유입구(2)를 통하여 반응기(1)의 내부로 톨루엔을 유입시켰다. 유입된 톨루엔의 농도는 하기 도 4와 같다. 그 후 톨루엔을 처리하기 위하여 1 단과 2단의 다층으로 구성되는 바이오필터(10)를 100일 동안 25℃, 머무름 시간(retention time) 18초로 운전하였다. 이때, 바이오필터(10)의 각 단에 위치된 영양공급부(15)를 통하여, 30㎖의 영양분을 8시간 간격으로 바이오필터(10)에 공급하였다.First, toluene was introduced into the reactor 1 through the inlet port 2 provided in the reactor 1. The concentration of toluene introduced is as shown in FIG. 4. Thereafter, in order to process toluene, the biofilter 10 including the first stage and the second stage multilayer was operated at 25 ° C. for 100 days and a retention time of 18 seconds. At this time, 30 ml of nutrients were supplied to the biofilter 10 at intervals of 8 hours through the nutrient supply unit 15 located at each stage of the biofilter 10.

상기 영양분은 (NH4)2SO4 2 중량％, MgSO47H2O 0.3 중량％, K2HPO4 0.1 중량％ 및 미량원소 0.1 중량％가 혼합 제조된 것이며, 상기 미량원소는 FeCl36H2O 16.2 중량％ , CaCl22H2O 10.2 중량％, CoCl26H2O 0.22 중량％ , CuSO45H2O 0.15 중량％, CrCl36H2O 0.13 중량％, NiCl26H2O 0.09 중량％,및 구연산 40.0 중량％가 혼합 제조된 것을 사용하였다.The nutrient is (NH 4 ) 2 SO 4 2% by weight, MgSO 4 7H 2 O 0.3% by weight, K 2 HPO 4 0.1 wt% and 0.1 wt% of the trace elements are mixed and produced. The trace elements are FeCl 3 6H 2 O 16.2 wt%, CaCl 2 2H 2 O 10.2 wt%, CoCl 2 6H 2 O 0.22 wt%, CuSO 4 5H 2 0.15% by weight of O, 0.13% by weight of CrCl 3 6H 2 O, 0.09% by weight of NiCl 2 6H 2 O, and 40.0% by weight of citric acid were used.

한편, 본 출원인은 실험대상 휘발성 유기화합물인 톨루엔 가스를 1단 및 2단의 다층으로 구성된 바이오필터에 통과시킨 후, 반응기의 유출구로 유출되는 가스를 채취하여, 톨루엔 제거 효능을 측정해보았는데, 그 결과는 도 5와 같았다.On the other hand, the present applicant passed the toluene gas, which is the volatile organic compound to be tested, through a biofilter composed of one and two stages of multi-layers, and collected the gas flowing out of the outlet of the reactor, and measured the effect of removing toluene. The result was as shown in FIG.

실험결과, 하기의 도 5와 같이, 실험대상 휘발성 유기화합물인 톨루엔에 대하여 1 단 바이오필터(10)에서는 50 ~ 70％의 제거효율을 나타내었으며, 상기 1 단 바이오필터(10)의 상단에 위치한 2 단 바이오필터(10)에서는 95％ 이상의 제거효율을 나타내었다. As a result of the experiment, as shown in FIG. 5, the removal efficiency of 50-70% was shown in the first stage biofilter 10 with respect to the toluene which is the volatile organic compound to be tested, and located on the top of the first stage biofilter 10. In the two-stage biofilter 10, the removal efficiency was 95% or more.

또한, 드레인부(6)를 통하여 외부로 배출되는 바이오필터 폐액의 pH는 6.5 내지 7.5 사이를 꾸준히 유지하였다. 이는 종래 폴리우레탄 담체에서 배출되는 폐액의 pH가 4였음을 감안하면, 바이오필터(10) 내부의 산성화가 상당히 완화되었음을 알 수 있었다.In addition, the pH of the biofilter waste liquid discharged to the outside through the drain portion 6 was constantly maintained between 6.5 and 7.5. This indicates that the pH of the waste liquid discharged from the conventional polyurethane carrier was 4, so that the acidification inside the biofilter 10 was considerably alleviated.

실험예Experimental Example 4 : 영양분으로서 부엽토 상등액을 사용하는 실험 4: Experiment using the foliar supernatant as nutrient

반응기의 내부로 유입되는 톨루엔의 농도를 첨부도면 6에 도시된 농도로 하고, 영양분으로 부엽토 50g과 증류수 1ℓ를 5시간 동안 믹싱하여 형성되는 상등액을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실험예 3과 동일한 조건으로 실험하였으며, 그 결과를 하기 도 7에 도시하였다.The concentration of toluene introduced into the reactor was the concentration shown in the attached drawing 6, and the same conditions as in Experimental Example 3 were used except that a supernatant formed by mixing 50 g of lobule and 1 liter of distilled water for 5 hours as a nutrient. The experiment was performed as shown in FIG. 7.

실험결과, 첨부도면 7과 같이, 실험대상 악취가스인 톨루엔에 대하여 1 단 바이오필터에서는 20 내지 60％의 제거효율을 나타내었으며, 2 단 바이오필터에서는 75 내지 85％의 제거효율을 나타내었다. 본 실험을 통하여 실험예3과 같은 고가의 영양분을 사용하지 않더라도, 부엽토의 상등액만으로도 어느 정도 원하는 처리 효율을 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.As a result of the experiment, as shown in the attached drawing 7, toluene which is the test odor gas showed 20 to 60% of removal efficiency in the first stage biofilter and 75 to 85% of the removal efficiency in the two stage biofilter. Through this experiment, it was confirmed that even without using expensive nutrients as in Experimental Example 3, the desired treatment efficiency can be obtained to some extent even with the supernatant of the subleaf soil.

본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.While the invention has been described in detail in the foregoing embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the invention, and such modifications and variations belong to the appended claims.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 악취 및 휘발성 유기화합물 처리 장치는 폐기물인 게껍질을 담체로 활용하도록 하여, 설치 및 운전비용을 크게 감소시키도록 하는 것은 물론, 바이오필터 내부의 산성화도 완화되도록 하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 악취 및 휘발성 유기화합물 처리 장치는 바이오필터의 영양분으로서 부엽토 또는 분변토를 사용하도록 하여 운전비용을 대폭 낮추도록 하는 효과가 있다.As described above, the odor and volatile organic compound processing apparatus according to the present invention utilizes the waste crab shell as a carrier, so as to significantly reduce the installation and operating costs, as well as to reduce acidification inside the biofilter. It is effective. In addition, the malodorous and volatile organic compound processing apparatus according to the present invention has the effect of significantly lowering the operating cost by using the sintered soil or fecal soil as a nutrient of the biofilter.

Claims (7)

악취가스 및 휘발성 유기화합물 처리 바이오필터 장치에 있어서,In the odor gas and volatile organic compound treatment biofilter device, 유입구와 유출구를 갖는 반응기를 구비하고,A reactor having an inlet and an outlet, 상기 반응기 내부에는 게껍질을 담체로 하는 바이오필터가 배치되는 것을 특징으로 하는 게껍질 담체를 갖는 악취가스 및 휘발성 유기화합물 처리 바이오필터장치.The odor gas and the volatile organic compound treatment biofilter device having a crab shell carrier, characterized in that the bio-filter having a crab shell carrier is disposed inside the reactor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 바이오필터는 다층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 게껍질 담체를 갖는 악취가스 및 휘발성 유기화합물 처리 바이오필터 장치.The biofilter is a odor gas and volatile organic compound treatment biofilter device having a crab shell carrier, characterized in that composed of a multilayer. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 반응기에는 각 바이오필터에 영양분을 공급하기 위한 영양공급부가 반응기 측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 게껍질 담체를 갖는 악취가스 및 휘발성 유기화합물 처리 바이오필터 장치.The reactor has a odor gas and volatile organic compound treatment biofilter device having a crab shell carrier, characterized in that the nutrient supply unit for supplying nutrients to each biofilter is located on the side of the reactor. 제 1 항에 있어서,상기 영양분은 (NH4)2SO4 2 g/L , MgSO47H2O 0.3 g/L, K2HPO4 0.1 g/L 및 미량원소 100 ㎕를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 게껍질 담체를 갖는 악취가스 및 휘발성 유기화합물 처리 바이오필터 장치.The method of claim 1, wherein the nutrient comprises (NH 4 ) 2 SO 4 2 g / L, MgSO 4 7H 2 O 0.3 g / L, K 2 HPO 4 0.1 g / L and trace elements 100 μl An odor gas and a volatile organic compound treatment biofilter device having a crab shell carrier. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 미량원소는 FeCl36H2O 16.2 g/L , CaCl22H2O 10.2 g/L, CoCl26H2O 0.22 g/L , CuSO45H2O 0.15 g/L, CrCl36H2O 0.13 g/L, NiCl26H2O 0.09 g/L 및 구연산 40.0 g/L 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 게껍질 담체를 갖는 악취가스 및 휘발성 유기화합물 처리 바이오필터 장치.The trace elements are FeCl 3 6H 2 O 16.2 g / L, CaCl 2 2H 2 O 10.2 g / L, CoCl 2 6H 2 O 0.22 g / L, CuSO 4 5H 2 O 0.15 g / L, CrCl 3 6H 2 O 0.13 A odor gas and volatile organic compound treatment biofilter device having a crab shell carrier, comprising g / L, NiCl 2 6H 2 O 0.09 g / L, and citric acid 40.0 g / L. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 영양분은 부엽토 또는 분변토 수용액의 상등액인 것을 특징으로 하는 게껍질 담체를 갖는 악취가스 및 휘발성 유기화합물 처리 바이오필터 장치.The nutrient is a odor gas and volatile organic compound treatment biofilter device having a crab shell carrier, characterized in that the supernatant of the aqueous solution of the side soil or fecal soil. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 게껍질 담체를 부직포, 천연섬유, 합성섬유 등의 섬유로 덮거나 감싸주는 것을 특징으로 하는 게껍질 담체를 갖는 악취가스 및 휘발성 유기화합물 처리 바이오필터 장치.The odor gas and volatile organic compound treating biofilter apparatus according to claim 1 or 2, wherein the crab shell carrier is covered or wrapped with fibers such as nonwoven fabric, natural fiber, synthetic fiber, or the like.
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