KR100928886B1

KR100928886B1 - 바이오 필터를 이용한 오염공기 정화장치에 사용되는 담체의 처리방법 및 처리장치

Info

Publication number: KR100928886B1
Application number: KR1020090016276A
Authority: KR
Inventors: 천만영
Original assignee: 한경대학교 산학협력단
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2009-11-30

Abstract

다수의 담체를 그물형태의 망에 담은 복수개의 담체자루를 사용하는 것에 의해 담체의 장기간 사용으로 과다 성장한 미생물의 일부만을 제거하기 위해 하우징으로부터 담체를 꺼낼 때, 작업이 매우 신속하고 편리하게 이루어질 수 있고, 또한 담체의 미생물을 일부만 제거하는 작업도 회전원심력을 이용함으로써 신속하고 효율적으로 이루어져 작업성을 향상시키고, 작업에 소요되는 시간을 단축시켜 오염공기 정화장치의 운전중단 시간을 최소화할 수 있는 바이오 필터를 이용한 오염공기 정화장치에 사용되는 담체의 처리방법 및 처리장치를 개시한다.

본 발명의 처리방법은, 다수의 담체를 그물 형태의 망에 담아 복수개의 담체자루를 준비하고, 상기 복수개의 담체자루를 오염공기 정화장치 내에 충전하여 사용하며, 상기 사용된 담체자루 내의 담체에 과다 성장한 미생물의 일부를 제거하기 위해 담체자루를 꺼내어 회전통에 넣고 회전시켜 회전통의 회전에 의한 유동으로 담체에 과다 성장한 미생물을 담체로부터 분리하는 것이다. 또한, 본 발명의 처리장치는, 다수의 담체가 넣어진 복수개의 담체자루를 내부에 넣을 수 있도록 일측에 도어가 형성되고 회전 둘레방향을 따라 다수의 배출구멍이 형성된 회전통과, 상기 회전통을 회전지지하는 프레임과, 상기 회전통을 회전시키는 회전구동수단과, 상기 회전통 내부에 세척수를 분사하기 위한 세척수분사기구로 구성된다.

Description

바이오 필터를 이용한 오염공기 정화장치에 사용되는 담체의 처리방법 및 처리장치{Media treatment method and apparatus for dirty air clean-up system using bio filter}

본 발명은 담체에서 성장하는 미생물을 이용하여 각종 사업장(화학공장, 식품공장, 도축장, 축산분뇨처리장, 하폐수 처리장 등)에서 발생되는 오염공기에 포함된 악취 및 휘발성 유기화합물(VOCs : Volatile Organic Compounds)을 제거하도록 된 바이오 필터를 이용한 오염공기 정화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 담체의 장기간 사용으로 인해 담체에 미생물이 과다 성장하는 경우, 담체를 하우징으로부터 꺼내어 과다 성장한 미생물의 일부를 제거하는 작업이 매우 신속하고 효율적으로 이루어지도록 한 바이오 필터를 이용한 오염공기 정화장치에 사용되는 담체의 처리방법 및 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 오염공기 내에 포함된 악취 및 휘발성 유기화합물(VOCs)을 제거하는 기술로는 활성탄을 이용하여 제거하는 흡착법, 약액을 이용하여 제거하는 약액 세정법, 열 및 촉매를 이용하여 제거하는 열 및 촉매 소각법, 스폰지 등과 같은 다공성 재료로 이루어진 담체를 이용하여 제거하는 바이오 필터 등의 기술이 알려 져 있는데, 이러한 각 기술은 사업장에서 발생하는 오염공기 내에 포함된 물질의 특성 및 발생량에 따라 선택적으로 사용되고 있다.

상기한 기술 중 바이오 필터를 이용하여 오염공기 내의 악취 및 휘발성 유기화합물(VOCs)을 제거하는 기술은 2차 공해물질을 생성하지 않을 뿐 아니라, 상온 및 상압에서 운전이 가능하며, 다른 기술에 비하여 경제적이라는 장점이 있어 국내에서도 여러 연구기관에서 활발한 연구가 진행되고 있다.

도 1은 종래의 바이오 필터를 이용한 오염공기 정화장치를 나타낸 구성도로서, 악취 및 휘발성 유기화합물이 포함된 오염공기가 송풍기(1)에 의해 하우징(2)의 내부로 유입되면 하우징(2) 내부에 설치된 철망(3) 위에 다수 채워져 있는 담체(4)를 통과하게 되는데, 이때 담체(4)에는 미생물이 서식하고 있어서 오염공기에 포함되어 있던 악취 및 휘발성 유기화합물이 담체(4)에 서식하고 있는 미생물에 의하여 제거되고 정화된 깨끗한 공기만이 하우징(2) 상부의 배기구(2a)를 통해 외부로 배출된다.

또한, 하우징(2) 내의 담체(4) 상부에는 노즐(5)이 구비되어 있고, 담체(4)의 하부에는 물이 저장되어 있으며, 펌프(6)를 이용하여 주기적으로 노즐(5)을 통해 담체(4)에 물을 분사하여 담체(4)에 일정한 습기를 유지함으로써 미생물이 서식할 수 있는 환경을 제공하게 된다.

이러한 바이오 필터를 이용한 오염공기 정화장치는 상온 및 상압에서 운전이 가능하며, 2차 공해물질을 생성하지 않고, 다른 기술에 비하여 경제적으로 오염공기 내에 포함되어 있는 악취와 휘발성 유기화합물을 제거할 수 있지만, 장기간 운 전을 하면 담체(4)에서 서식하는 미생물이 과다 성장하여 압력손실이 높아지고, 이로써 담체(4)를 통과할 수 있는 오염공기의 양이 적어지고 동력비가 많이 드는 단점이 있다.

따라서, 종래에는 담체(4)에 미생물이 과다 성장하여 정화성능이 저하되는 경우, 담체(4)를 새것으로 교체하거나, 담체(4)를 외부로 꺼내어 과다 성장된 미생물의 일부를 제거하고 다시 충전하였던 것으로, 담체(4)를 새것으로 교체하는 경우, 비용이 많이 들고 낭비가 심하여 비경제적일 뿐만 아니라, 미생물이 성장하는데 많은 시간이 소요되므로 악취 및 휘발성 유기화합물의 제거효율이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 담체(4)를 꺼내어 미생물을 일부 제거한 후, 재사용하는 경우에는, 하우징(2)에 충전된 담체(4)의 수가 너무 많기 때문에, 많은 담체(4)를 일일이 하우징(2)에서 꺼내는 작업이 매우 번거롭고 비능률적이며 시간도 많이 소요되는 단점이 있으며, 담체(4)에 과다 성장된 미생물의 일부를 제거하는 작업에 있어서도 다수의 담체를 배출구멍이 형성된 용기에 넣고 위에서 가압수단으로 가압하여 짜내는 방법으로 제거하였던 것으로, 이러한 미생물 제거작업 역시 담체의 원래 모양으로의 복원이 어려워 작업성 향상을 위한 개선의 요구가 절실하였다. 더욱이 많은 수의 담체를 하우징으로부터 꺼내어 미생물을 제거하는 동안의 작업 시간이 많이 소요되므로 그만큼 정화장치의 운전이 중단되는 시간도 길어져 오염공기 정화장치의 가동율을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 다수의 담체를 그물형태의 망에 담은 복수개의 담체자루를 사용하는 것에 의해 담체의 장기간 사용으로 과다 성장한 미생물의 일부만을 제거하기 위해 하우징으로부터 담체를 꺼낼 때, 작업이 매우 신속하고 편리하게 이루어질 수 있고, 또한 담체의 미생물을 일부만 제거하는 작업도 회전원심력을 이용함으로써 신속하고 효율적으로 이루어져 작업성을 향상시키고, 작업에 소요되는 시간을 단축시켜 오염공기 정화장치의 운전중단 시간을 최소화할 수 있으며, 이로써 오염공기 정화장치의 가동율을 증대시킬 수 있는 바이오 필터를 이용한 오염공기 정화장치에 사용되는 담체의 처리방법 및 처리장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 다수의 담체를 그물 형태의 망에 담아 복수개의 담체자루를 준비하는 단계와, 상기 복수개의 담체자루를 오염공기 정화장치의 하우징 내에 충전하고 담체에 미생물을 성장시켜 미생물에 의하여 오염공기에 포함되어 있는 악취 및 휘발성 유기화합물을 제거하도록 담체자루를 사용하는 단계와, 상기 사용된 담체자루 내의 담체에 과다 성장한 미생물의 일부를 제거하기 위해 하우징으로부터 복수개의 담체자루를 꺼내는 단계와, 상기 하우징으로부터 꺼낸 복수개의 담체자루를 다수의 배출구멍이 형성된 회전통에 넣고 회전시켜 회전통의 회전력에 의한 담체 간의 유동에 의하여 담체에 과다 성장한 미생물을 담 체로부터 분리하여 제거하는 단계로 이루어진 바이오 필터를 이용한 오염공기 정화장치에 사용되는 담체의 처리방법에 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 미생물을 담체로부터 분리하여 제거하는 단계에서, 상기 회전통의 회전과 동시에 회전통 내에 세척수를 분사하여 담체로부터 탈리된 미생물을 씻어내는 바이오 필터를 이용한 오염공기 정화장치에 사용되는 담체의 처리방법에 특징이 있다.

또한 본 발명은 다수의 담체가 넣어진 복수개의 담체자루를 내부에 넣을 수 있도록 일측에 도어가 형성되고 회전 둘레방향을 따라 다수의 배출구멍이 형성된 회전통과, 상기 회전통을 회전지지하는 프레임과, 상기 회전통을 회전시키는 회전구동수단과, 상기 회전통 내부에 세척수를 분사하기 위한 세척수분사기구로 구성된 바이오 필터를 이용한 오염공기 정화장치에 사용되는 담체의 처리장치에 특징이 있다.

또한, 본 발명의 상기 세척수분사기구는, 상기 회전통내에 세척수를 분사하기 위한 물분사노즐과, 상기 회전통 하부에 구비된 물저장통과, 상기 물저장통의 물을 펌핑하여 상기 물분사노즐에 공급하는 펌프로 구성된 바이오 필터를 이용한 오염공기 정화장치에 사용되는 담체의 처리장치에 특징이 있다.

본 발명의 오염공기 정화장치에 사용되는 담체의 처리방법 및 처리장치에 의하면, 담체가 오염공기 정화장치에서 장기간 사용됨으로써 담체의 미생물이 과다 성장하여 미생물 일부를 제거하기 위해 하우징으로부터 담체를 빼내는 경우, 다수 의 담체가 담체자루에 넣어진 것이므로, 복수개의 담체자루를 하우징으로부터 빼내는 간단한 작업에 의해 많은 수의 담체를 신속하게 하우징으로부터 빼낼 수 있고, 하우징에서 빼낸 복수개의 담체자루를 회전통에 넣어 회전원심력에 의해 과다 성장한 미생물의 일부를 제거하게 되므로 담체의 미생물 제거작업이 매우 편리하게 이루어진다. 따라서 담체의 미생물 제거 작업시간이 단축되어 오염공기 정화장치의 운전중단 시간이 최소화됨으로써 가동율을 증대시킬 수 있다.

또한, 회전통의 회전력에 의한 담체의 유동으로 미생물을 제거하는 것이므로, 회전통의 회전속도를 증가시키면 담체 간의 유동이 커져 담체로부터 제거되는 미생물의 제거량이 증가하고, 회전통의 회전속도를 감소시키면 담체 간의 유동이 적어 미생물의 제거량이 감소한다. 따라서 담체에 과다 성장한 미생물의 량을 감안하여 회전통의 회전속도를 조절하는 것에 의해 담체로부터 제거하고자 하는 미생물의 양을 증감시킬 수 있고, 이로써 적절한 수의 미생물을 담체에 잔류시킬 수 있어 악취 및 휘발성 유기화합물의 제거성능을 유지할 수 있으며, 미생물의 제거와 동시에 세척수를 담체에 분사하여 담체로부터 탈리된 미생물을 씻어낼 수 있기 때문에 미생물 제거작업이 효율적으로 이루어져 작업성이 증대되는 유용한 발명인 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명의 오염공기 정화장치에 사용되는 담체의 처리방법을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 담체가 사용되는 오염공기 정화장치를 나타낸 단면 구성도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 오염공기 정화장치에 사용되는 담체의 처리장치를 나타낸 사시도 및 내부구성 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 담체의 처리방법은, 복수개의 담체자루를 준비하는 단계(S1)와, 복수개의 담체자루를 오염공기 정화장치에서 사용하는 단계(S2)와, 복수개의 담체자루를 오염공기 정화장치로부터 꺼내는 단계(S3)와, 복수개의 담체자루의 담체에 과다 성장한 미생물을 회전에 의한 유동으로 제거하는 단계(S4)로 이루어진다.

먼저, 복수개의 담체자루를 준비하는 단계(S1)는, 도 3에서와 같이 작은 조각형태로 제작한 담체(4)를 그물 형태의 망에 다수 담은 담체자루(40)를 복수개 준비함으로써 이루어지고, 상기 담체(4)는 종래와 마찬가지로 스폰지와 같이 신축성 있고 다공성을 가지는 폴리우레탄폼 재질로 구성된다.

이어서 복수개의 담체자루(40)를 오염공기 정화장치에 사용하는 단계(S2)는, 도 3에서와 같이 오염공기 정화장치(10)의 하우징(2) 내에 마련된 철망(3) 위에 복수개의 담체자루(40)를 채워 넣어 이루어지는 것으로, 오염공기 정화장치(10)는 펌프(6)를 이용하여 하부의 물을 노즐(5)로 공급함으로써 담체(4)에 물을 분사하여 미생물이 서식할 수 있는 환경을 제공하도록 되어 있다. 따라서, 송풍기(1)에 의해 하우징(2) 내부로 유입되는 오염공기가 하우징의 철망(3) 위에 채워 넣은 담체자루(40) 내의 담체(4)를 통과하게 되면, 담체(4)에 서식하고 있는 미생물이 오염공기 중의 악취 및 휘발성 유기화합물을 제거한 후 깨끗한 공기만 상부의 배기구(2a)를 통해 외부로 배출하므로, 각종 사업장(화학공장, 식품공장, 도축장, 축산 분뇨처리장, 하폐수처리장 등)에서 발생되는 오염공기 내의 악취 및 휘발성 유기화합물을 제거하여 정화할 수 있다.

이어서, 복수개의 담체자루(40)를 오염공기 정화장치(10)로부터 꺼내는 단계(S3)는, 오염공기 정화장치(10)를 장시간 운전하면, 담체(4)에 미생물이 과다 성장하므로 미생물에 의해 담체(4)가 막혀 압력손실이 커지게 되고, 압력손실이 커지면 오염공기의 통과가 어렵고 동력비도 증가하게 된다. 따라서 담체(4)의 미생물을 일부 제거하여 감소시킬 필요가 있고, 담체(4)로부터 미생물의 일부를 제거하기 위해 하우징(2)으로부터 복수개의 담체자루(40)를 꺼내는 것으로, 다수의 담체(4)가 담체자루(40)에 채워져 있고 복수개의 담체자루(40)를 꺼내는 것이므로 다수의 담체(4)를 꺼내는 작업이 매우 신속하고 편리하게 이루어진다.

복수개의 담체자루(40)의 담체(4)에 과다 성장한 미생물을 회전에 의한 유동으로 제거하는 단계(S4)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 담체의 처리장치(20)에 의해 이루어지는 것으로, 담체의 처리장치(20)는, 다수의 담체(4)가 넣어진 복수개의 담체자루(40)를 내부에 넣을 수 있도록 일측에 도어(22)가 형성되고 회전 둘레방향을 따라 다수의 배출구멍(21a)이 형성된 원통형상의 회전통(21)을 구비한다.

회전통(21)은 양측 회전중심에 중공축(23)이 형성되어 프레임(24)에 회전지지되어 있고, 프레임(24)에는 회전통(21)을 하부 양쪽에서 받쳐지지함과 동시에 회전이 원활하게 이루어지도록 가이드하는 복수개의 지지롤러(25)가 설치되어 있으며, 회전통(21)은 회전구동수단에 의해 회전하도록 되어 있다. 상기 회전구동수단 은, 전동모터(26)와, 상기 전동모터(26)의 회전력을 회전통(21)의 중공축(23)에 전달하기 위한 동력전달기구(27)로 이루어지고, 상기 동력전달기구(27)는 체인, 기어, 벨트 풀리 등을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 처리장치(20)는 회전통(21) 내부에 세척수분사기구(30)를 구비하고 있다. 세척수분사기구(30)는, 회전통(21)의 회전과 동시에 회전통(21) 내에 세척수를 분사하여 담체자루(40) 밖으로 제거된 미생물을 씻어내기 위한 것으로, 상기 회전통(21) 내에 세척수를 분사하기 위한 물분사노즐(31)과, 회전통(21) 하부에 구비한 물저장통(32)과, 물저장통(32)의 물을 펌핑하여 상기 물분사노즐(31)에 공급하는 펌프(33)로 구성되고, 상기 물분사노즐(31)은 회전통(21)의 중공축(23)을 통해 회전통(21) 내부로 삽입되어 중심축선방향으로 길게 배치한 파이프로 이루어지며, 파이프에는 다수의 물분사구(31a)를 형성하여 세척수를 회전통(21)의 내부 전체에 균일하게 분사시킬 수 있도록 되어 있다.

이러한 구성으로 이루어진 담체의 처리장치(20)는, 복수개의 담체자루(40)를 회전통(21) 내에 넣고, 세척수분사기구(30)로 담체(4)에 세척수를 분사하면서 회전통(21)을 회전시키게 되면, 담체(4)에 세척수가 흡수됨과 동시에 원심력이 작용하게 된다. 따라서 담체(4)에 과다 성장한 미생물의 일부가 세척수에 흡착됨과 동시에 원심력에 의해 세척수가 담체(4)로부터 분리되므로 담체(4)로부터 미생물의 일부를 제거할 수 있고, 제거된 미생물은 세척수와 함께 회전통(21)의 배출구멍(21a)을 통해 하부의 물저장통(32)으로 떨어지게 된다.

이때 전동모터(26)의 회전속도를 조절하여 회전통(21)의 회전속도를 증감시 키게 되면 담체(4)에 작용하는 유동이 증감되므로, 예를 들면 유동을 크게 하여 담체(4)로부터 제거하기 위한 미생물의 제거량을 증가시키거나, 유동을 작게 하여 담체(4)로부터 제거하기 위한 미생물의 제거량을 감소시킬 수 있다. 이로써 담체(4)의 미생물 일부를 제거하는 것이 효율적으로 이루어져 담체(4)에 적절한 량의 미생물을 잔류시킬 수 있어 담체(4)의 재사용시 악취 및 휘발성 유기화합물의 제거성능을 유지할 수 있다.

지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래에 따른 담체의 사용상태를 나타낸 오염공기 정화장치의 단면구성도.

도 2는 본 발명에 따른 담체의 처리방법을 나타낸 블럭도.

도 3은 본 발명에 따른 담체의 사용상태를 나타낸 오염공기 정화장치의 단면구성도.

도 4는 본 발명에 따른 담체의 처리장치를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 담체의 처리장치를 나타낸 단면구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 하우징 3 : 철망

4 : 담체 10 : 정화장치

20 : 처리장치 21 : 회전통

21a : 배출구멍 22 : 도어

24 : 프레임 30 : 세척수분사기구

31 : 물분사노즐 32 : 물저장통

33 : 펌프 40 : 담체자루

Claims

다수의 담체를 그물 형태의 망에 담아 복수개의 담체자루를 준비하는 단계와,

상기 복수개의 담체자루를 오염공기 정화장치의 하우징 내에 충전하고 담체에 미생물을 성장시켜 미생물에 의하여 오염공기에 포함되어 있는 악취 및 휘발성 유기화합물을 제거하도록 담체자루를 사용하는 단계와,

상기 사용된 담체자루 내의 담체에 과다 성장한 미생물의 일부를 제거하기 위해 하우징으로부터 복수개의 담체자루를 꺼내는 단계와,

상기 하우징으로부터 꺼낸 복수개의 담체자루를 다수의 배출구멍이 형성된 회전통에 넣고 회전시켜 회전통의 회전에 의한 유동으로 담체에 과다 성장한 미생물을 담체로부터 분리하여 제거하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 바이오 필터를 이용한 오염공기 정화장치에 사용되는 담체의 처리방법.
제 1 항에 있어서, 상기 미생물을 담체로부터 분리하여 제거하는 단계에서, 상기 회전통의 회전과 동시에 회전통 내에 세척수를 분사하여 담체자루 밖으로 탈리된 미생물을 씻어내는 것을 특징으로 하는 바이오 필터를 이용한 오염공기 정화장치에 사용되는 담체의 처리방법.
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