KR100945292B1 - 악취 저감 및 탈취장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐기물 쓰레기 발효장이나 하수처리장 및 분뇨처리장 등에서 발생하는 악취를 제거하기 위한 탈취장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 실시예는 수평 터널형으로 구성된 탈취조와; 상기 탈취조의 어느 한쪽에 설치되고 악취가스를 탈취조 안으로 흡입하는 흡입팬과; 상기 탈취조 안에서 탈취된 공기를 외부로 배기하는 배기구와; 상기 탈취조 안에서 악취가스에 탈취액을 미립자로 분사하는 분사노즐과; 상기 탈취조 안에서 응결된 탈취액과 악취가스 입자를 응집하는 응집필터;를 포함하여 이루어진다.
악취, 탈취, 분사, 응결, 응집필터, 탈취액, 목초액

Description

악취 저감 및 탈취장치{Odor reduction and deodorization device}
본 발명은 폐기물 쓰레기 발효장이나 하수처리장 및 분뇨처리장 등에서 발생하는 악취를 제거하기 위한 탈취장치에 관한 기술로서, 보다 구체적으로 설명하면 발효장이나 하수처리장 및 분뇨처리장 등에서 발생하는 악취가스를 터널형으로 구성된 탈취조로 흡입하여 순환시키면서 탈취조 안에서 탈취액을 미립자로 안개처럼 분사하여 악취가스 입자를 응결하고, 응결된 탈취액과 악취가스 입자를 응집필터에서 순차적으로 응집하여 탈취한 다음, 탈취된 공기를 외부로 배기함으로써, 탈취액과 악취가스 입자의 응결작용으로 악취를 효과적으로 제거하여 탈취 효율이 높을 뿐만 아니라 유지관리가 쉽고, 특히 설치구조가 간단하여 저렴한 비용으로 보급될 수 있는 악취 저감 및 탈취장치에 관한 것이다.
일반적으로 가정이나 식당 등에서 발생하는 음식물 쓰레기는 다량의 수분과 영양분을 포함하고 있으므로 부패가 쉽고, 이로 인해 악취와 해충이 발생하여 환경오염을 초래함으로써, 음식물 쓰레기는 대부분 매립에 의존하고 있으나, 음식물 쓰 레기는 매립되더라도 부패에 따른 악취와 침출수가 발생하여 환경오염을 피할 수 없을 뿐만 아니라 막대한 자원낭비를 초래하고 있다.
또한 축산농가에서 발생하는 다량의 축산폐기물(분뇨)은 악취가 심하고, 병해충이 번식하는 한편 농작용 퇴비로 사용할 수 없을 뿐만 아니라 하천으로 방류될 경우 수질오염의 원인이 되고, 더불어 식수 및 주변 환경을 오염시키므로 심각한 사회적 문제점으로 대두되고 있다.
따라서, 최근에는 유기성 폐기물을 효과적으로 처리하기 위한 방안으로서, 가정이나 식당 및 축산농가에서 유기성 폐기물을 수거해 미생물에 의한 호기성 발효과정을 통하여 유기질 비료로 생산함으로써, 농작용 퇴비로 재활용하여 자원낭비와 환경오염을 방지하는 한편 화학비료의 사용으로 산성화되고 있는 토양을 개선하고 있다.
최근 음식물 쓰레기나 축산폐기물 등의 유기성 폐기물을 호기성 발효과정을 통하여 유기질 퇴비로 생산하는 선행기술로서, 국내 등록특허 제10-0345275호, 제10-0433676호, 제20-0188393호가 제안된 바 있다.
그러나 상기의 선행기술에서 음식물 쓰레기나 축산폐기물 등의 유기성 폐기물은 수분과 영양분을 다량 포함하고 있으므로 교반과정을 통한 호기성 발효단계에서 침출수ㆍ악취ㆍ가스(암모니아, 메탄, 황화수소 등)ㆍ수증기 등이 발생하는 실정으로 작업에 어려움을 주는 한편 악취와 가스가 수증기와 함께 외부로 방출되어 대기오염을 야기하고 있다.
즉, 유기성 폐기물의 발효과정에서 발생하는 침출수와 심한 악취와 가스 및 수증기는 폐기물 발효장의 주변 자연환경을 오염시키는 이유로, 현지 주민들로부터 많은 민원이 발생할 뿐만 아니라 심한 악취와 가스로 인하여 작업환경이 열악한 실정이다.
종래 악취와 가스를 제거하기 위한 방법으로는, 탈취탑을 적용하여 악취를 함유하는 가스에 다수의 노즐로 물을 뿌려 악취를 제거하는 수세방법과, 또한 탈취탑 내에 활성탄, 실리카겔, 지올라이트(Zeolite) 등과 같은 흡착제 층을 배치하여 악취 물질을 흡착 제거하는 활성탄 흡착방법과, 또는 탈취탑 내에 흡착제 대신 특정 미생물 층을 배치하여 미생물이 악취 물질을 분해 제거하는 미생물 분해방법 등이 있다.
상기에서 수세방법은 화학약품을 사용하지 않으므로 2차적인 환경오염이 없을 뿐만 아니라 악취 물질과 분진을 동시에 제거하는 장점이 있고, 또한 활성탄 흡착방법은 유기 물질의 제거에 효과적이고 탈취 효율이 뛰어난 장점이 있으며, 또한 미생물 분해방법은 미생물을 적절한 조건으로 관리하기가 어려우나 화학물질을 사용하지 않으므로 2차적인 환경오염이 없다는 장점이 있다.
상기의 선행기술들은 모두 탈취탑을 적용하고 있으나, 탈취탑의 경우 설치구조가 비교적 복잡하고 설비에 고비용이 소요되는 한편 유지관리가 까다롭고, 특히 활성탄 흡착방법과 미생물 분해방법의 경우 주기적으로 활성탄 또는 미생물의 교체가 필요하므로 관리가 어렵고, 비경제적인 문제점이 있었다.
본 발명은 종래 악취를 제거하기 위한 탈취장치에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 악취가스 입자의 응결작용으로 악취를 효과적으로 제거하여 탈취 효율을 높이고자 발효장이나 하수처리장 및 분뇨처리장 등에서 발생하는 악취가스를 터널형으로 구성된 탈취조로 흡입하여 순환시키면서 탈취조 안에서 악취가스에 탈취액을 미립자로 안개처럼 분사하여 악취가스 입자를 응결하고, 여기서 응결된 탈취액과 악취가스 입자를 응집필터에서 순차적으로 응집하여 탈취한 다음, 탈취된 공기를 외부로 배기하므로 운전 및 유지관리가 쉽고 설치구조가 간단하여 저렴한 비용으로 보급될 수 있는 악취 저감 및 탈취장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,
수평 터널형으로 구성된 탈취조와; 상기 탈취조의 어느 한쪽에 설치되고 악취가스를 탈취조 안으로 흡입하는 흡입팬과; 상기 탈취조 안에서 탈취된 공기를 외부로 배기하는 배기구와; 상기 탈취조 안에서 악취가스에 탈취액을 미립자로 분사하는 분사노즐과; 상기 탈취조 안에서 응결된 탈취액과 악취가스 입자를 응집하는 응집필터;를 포함하여 이루어진다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예로서, 응집필터는 탈취조 안에서 1차응집필 터와 2차응집필터가 일정 거리로 이격되어 칸막이 형태로 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예로서, 응집필터는 벌집구조의 데미스터(demister)로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 폐기물 쓰레기 발효장이나 하수처리장 및 분뇨처리장 등에서 발생하는 악취가스를 터널형으로 구성된 탈취조로 흡입하여 순환시키면서 탈취조 안에서 악취가스에 탈취액을 미립자로 안개처럼 분사하여 악취가스 입자를 응결하고, 여기서 응결된 탈취액과 악취가스 입자를 응집필터에서 순차적으로 응집하여 탈취한 다음, 탈취된 공기를 외부로 배기함으로써, 탈취액과 악취가스 입자의 응결작용으로 악취를 효과적으로 제거하여 탈취 효율이 높을 뿐만 아니라 운전 및 유지관리가 쉽고, 특히 설치구조가 간단하여 저렴한 비용으로 보급될 수 있는 효과를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 구성을 도면에 도시한 도 1 내지 도 7을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선 본 발명의 실시예에서 주된 요지는 악취가스를 터널형으로 구성된 탈취조로 흡입하여 순환시키면서 탈취조 안에서 악취가스에 탈취액을 미립자로 안개처 럼 분사하여 악취가스 입자를 응결하고, 여기서 응결된 탈취액과 악취가스 입자를 응집필터에서 순차적으로 응집하여 탈취한 다음, 탈취된 공기를 외부로 배기하므로 탈취액과 악취가스 입자의 응결작용으로 악취를 효과적으로 제거하여 탈취 효율을 높이고자 하는 것이다.
다음으로 본 발명의 실시예에 따른 악취 저감 및 탈취장치의 주요 구성을 살펴보면, 수평 터널형으로 밀폐된 공간으로 구성되는 탈취조(20)와; 상기 탈취조(20)의 어느 한쪽에 설치되고 악취가스를 탈취조(20) 안으로 흡입하는 흡입팬(21)과; 상기 탈취조(20)에서 흡입팬(21)의 대향쪽에 설치되고 탈취조(20) 안에서 탈취된 공기를 외부로 배기하는 배기구(22)와; 상기 탈취조(20) 안에서 악취가스에 탈취액을 미립자로 분사하는 분사노즐(31)과; 상기 탈취조(20) 안에서 응결된 탈취액과 악취가스 입자를 응집하는 응집필터(40);를 포함하여 구성된다.
상기의 주요 구성에서 탈취조(20)는 적당한 길이(30~50m)를 갖도록 수평 터널형으로 구성되고, 가능한 밀폐된 공간으로 구비됨이 바람직하며, 콘크리트 구조물이나 또는 조립식 패널을 이용하여 건축될 수 있고, 지상식 또는 지하식으로 설치될 수 있다.
즉, 탈취조(20)는 지상 또는 지하에 밀폐된 공간의 터널형으로 구성되고, 악취가스의 농도와 탈취효율에 따라 길이를 달리하여 설치될 수 있으며, 탈취 조건에 충분한 길이와 밀폐된 공간으로 구성되면 무방하다.
이하 탈취조(20)를 도면에 도시한 도 1 내지 도 4를 참조하여 음식물 쓰레기나 축산폐기물 등의 유기성 폐기물을 호기성 발효과정을 통하여 유기질 비료로 생산하는 발효장(10)에 적용된 실시예를 설명하기로 한다.
유기성 폐기물이 발효되는 발효장(10)은 밀폐된 건축물로 그 내부에 적당한 길이와 면적으로 발효조(11)가 구비되어 음식물 쓰레기나 축산폐기물 등이 투입되고, 상기 발효조(11) 위에 레일을 타고 왕복 이송하면서 음식물 쓰레기나 축산폐기물을 교반 발효시키는 교반발효기(12)가 설치된다.
상기 발효장(10)에서 발생하는 악취와 가스를 제거하기 위한 탈취조(20)는 발효장(10)의 내부보다는 외부에 설치됨이 바람직하고, 상기 발효장(10)의 외부에 설치할 경우 지상식으로 외부 벽체에 적당한 길이를 갖도록 수평 터널형으로 설치한다.
탈취조(20)는 한쪽에 흡입팬(21)이 구비되어 발효장(10)에서 발생한 악취가스를 탈취조(20) 안으로 흡입하고, 상기 흡입팬(21)의 대향쪽에 배기구(22)가 설치되어 탈취된 공기를 외부로 배기하며, 상기 배기구(22)에 배기압력을 높이기 위하여 배기팬(23)을 설치할 수 있다.
발효장(10)에서 유기성 폐기물이 교반 발효되는 발효조(11) 위에 도면에서 도 2 및 도 3과 같이 다수의 송풍팬(13)을 설치하여 악취가스를 탈취조(20)가 위치한 한쪽으로 송풍하고, 상기 탈취조(20)의 한쪽에서 발효장(10)과 인접한 벽체의 상부에 다수개의 흡입팬(21)을 설치하여 발효장(10)에서 탈취조(20) 안으로 악취가스를 흡입하여 순환시킨다.
즉, 유기성 폐기물의 교반 발효과정에서 발생한 악취가스는 다수의 송풍팬(13)에 의해 탈취조(20)의 한쪽으로 송풍되고, 상기 탈취조(20)의 한쪽에서 다수개의 흡입팬(21)에 의해 탈취조(20) 안으로 흡입되어 순환된다.
상기에서 탈취조(20)의 구조는 악취가스를 흡입하는 다수개의 흡입팬(21)과, 악취가스에 탈취액을 미립자로 분사하는 분사노즐(31)과, 응결된 탈취액과 악취가스 입자를 응집하는 응집필터(40)와, 탈취된 공기를 외부로 배기하는 배기구(22)로 구현된다.
탈취조(20) 안에서 흡입팬(21)의 후방쪽 상부에 탈취액이 펌핑되는 배관(30)이 탈취조(20)의 길이 방향으로 설치되고, 상기 배관(30)에 일정한 간격으로 다수개의 분사노즐(31)이 설치되어 펌프로부터 펌핑된 탈취액을 탈취조(20) 안에 안개처럼 미립자로 분사한다.
상기에서 펌프로부터 배관(30)에 펌핑되는 탈취액은 목초액과 황산(H2SO4) 중에서 어느 하나를 선택하여 사용하거나 또는 목초액과 황산을 혼합하고, 이를 물에 희석하여 사용할 수 있다.
상기 탈취액 중에서 목초액은 참나무, 대나무 등의 숯을 만드는 과정에서 나오는 연기를 액화시켜 채취할 수 있으며, 최근 축산업 분야에서 분뇨 냄새나 악취를 제거할 때, 또는 가축의 사료로 이용되고, 악취가스 중 암모니아(NH3)에 대한 탈취효과는 아래 표와 같다.
표-1 목초액의 암모니아 탈취시험
희석배율 농도 및 제거율 20㎖ 분사 후 경과시간(min)
0 30 60 180 360
Blank 암모니아,ppm 50 50 50 49 49
제거율(%) 0 0 0 2 2
원액 암모니아,ppm 50 0 0 0 0
제거율(%) 0 100 100 100 100
40배액 암모니아,ppm 50 2 0 0 0
제거율(%) 0 96 100 100 100
100배액 암모니아,ppm 50 5 4 2 1
제거율(%) 0 90 92 96 98
150배액 암모니아,ppm 50 15 12 10 8
제거율(%) 0 70 76 80 84
한편 탈취액 중에서 황산(H2SO4)은 무색 무취의 강한 산성으로 유기물을 분해하고, 여러가지 약품을 만드는 기초 원료로서 화학공업에 널리 사용되고 있으며, 특히 황산은 악취가스 중 암모니아와 반응할 경우 황산암모늄((NH4)2SO4)을 생성하므로 암모니아에 대한 탈취효과가 높다.
상기에서 다수개의 분사노즐(31)이 장착된 배관(30)이 탈취조(20)의 상부에 적당한 길이로 설치되고, 그 후방에 응결된 탈취액과 악취가스 입자를 응집하는 응집필터(40)가 설치되며, 여기서 응집필터(40)는 벌집구조의 데미스터(demister)로 구성될 수 있다.
응집필터(40)는 분사노즐(31)에서 안개처럼 미립자로 분사되어 물방울로 응결된 탈취액과 악취가스 입자를 응집하는 기능으로서, 표면 접촉면적이 크게 벌집구조의 데미스터(demister)로 구성됨이 바람직하고, 배관(30)의 후방에 가로질러 칸막이 형태로 설치된다.
또한 탈취조(20)의 바닥면에서 응집필터(40)의 후방에 위치하도록 배수로(24)가 설치되며, 상기 배수로(24)는 분사노즐(31)에서 미립자로 분사되어 바닥 면에 떨어진 탈취액과 응집필터(40)에서 응집된 탈취수(응결된 탈취액과 악취가스 입자)가 탈취조(20)의 외부로 배출된다.
또한 본 발명의 실시예에서 악취가스의 농도와 탈취효율을 고려하여 응집필터(40)의 후방 상부에 다수개의 분사노즐(31a)이 장착된 배관(30a)을 설치하고, 상기 배관(30a)의 후방에 2차응집필터(41)를 설치할 수 있다.
즉, 분사노즐(31)(31a)이 장착된 배관(30)(30a)이 탈취조(20) 안의 상부에서 전방과 후방에 각각 일정 길이로 설치되고, 탈취조(20) 안에서 1차응집필터(40)와 2차응집필터(41)가 일정 거리로 이격되어 칸막이 형태로 설치되므로 탈취효율을 더욱 높이게 된다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 악취 저감 및 탈취장치의 작동과정을 살펴보면, 우선 발효장(10)에서 발효조(11)의 상부에 설치된 송풍팬(13)이 작동하여 악취가스를 탈취조(20)에서 흡입팬(21)이 위치한 방향으로 송풍하고, 이와 더불어 탈취조(20)에서 다수개의 흡입팬(21)이 작동하여 악취가스를 탈취조(20) 안으로 흡입하여 순환시킨다.
상기에서 흡입팬(21)에 의해 탈취조(20) 안으로 흡입된 악취가스는 배기구(22)에 설치된 배기팬(23)의 작동으로 탈취조(20)의 내부 공간을 경유하여 배기구(22) 쪽으로 순환하며, 이때 펌프로부터 배관(30)으로 펌핑된 탈취액이 다수개의 분사노즐(31)에서 안개처럼 미립자로 분사된다.
탈취조(20)의 내부 공간을 경유하는 악취가스에 탈취액이 안개처럼 미립자로 분사되므로 악취가스 입자가 미립자의 탈취액에 응결되고, 여기서 물방울 상태로 응결된 탈취액과 악취가스 입자는 도면에서 도 5와 같이, 1차응집필터(40)를 통과하면서 탈취수로 응집된 다음, 탈취조(20)의 바닥면에 설치된 배수로(24)를 통해 외부로 배출된다.
상기에서 배수로(24)를 통해 탈취조(20)의 외부로 배출된 탈취수는 유기성 폐기물이 교반 발효되는 발효조(11) 안으로 투입되어 2차적인 환경오염을 방지하고, 1차응집필터(40)를 통과한 미량의 악취가스는 다시 다수개의 분사노즐(31a)에서 안개처럼 미립자로 분사되는 탈취액에 응결된 다음, 2차응집필터(41)를 통과하면서 탈취수로 응집된다.
1차응집필터(40)와 2차응집필터(41)를 통과하면서 탈취된 공기는 배기팬(23)이 설치된 배기구(22)를 통해 외부로 배출되며, 배기구(22)로 배출되는 공기량 만큼 발효장(10) 안으로 외부공기가 유입된다.
따라서, 본 발명의 실시예는 분사노즐(31)에서 안개처럼 미립자로 분사되는 탈취액과 악취가스 입자의 응결작용으로 악취를 효과적으로 제거하여 탈취효율이 높고, 물방울 상태로 응결된 탈취액과 악취가스 입자를 응집필터(40)(41)에서 순차적으로 응집하여 탈취한 다음, 탈취된 공기를 외부로 배기하므로 2차적인 환경오염을 방지하게 된다.
이러한 본 발명의 실시예는 발효장(10)에서 발생한 악취가스를 터널형으로 구성된 탈취조(20)로 흡입하여 순환시키면서 탈취조(20) 안에서 악취가스에 탈취액을 미립자로 안개처럼 분사하여 악취가스 입자를 응결하여 탈취하므로 탈취효율이 높을 뿐만 아니라 탈취장치의 운전 및 유지관리가 쉽고, 특히 설치구조가 간단하여 저렴한 비용으로 설치가 가능한 것이다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 설치상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에서 탈취조의 설치상태를 나타낸 평단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에서 탈취조의 설치상태를 나타낸 측단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에서 탈취조의 작동상태를 나타낸 요부 정단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에서 탈취액의 응집상태를 나타낸 요부 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에서 응집필터의 설치상태를 나타낸 요부 측단면도.
도 7은 본 발명에서 탈취액의 분사 및 배수상태를 나타낸 요부 단면도.
{도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명}
10: 발효장 11: 발효조
12: 교반발효기 13: 송풍팬
20: 탈취조 21: 흡입팬
22: 배기구 23: 배기팬
24: 배수로 30(30a): 배관
31(31a): 분사노즐 40: 1차응집필터
41: 2차응집필터

Claims (6)

  1. 내부에 발효조(11)가 구비되어 유기성 폐기물이 발효되는 발효장(10)과; 상기 발효장(10)의 외부 벽체에 수평 터널형으로 구성된 탈취조(20)와; 상기 탈취조(20)의 어느 한쪽에 설치되고 악취가스를 탈취조(20) 안으로 흡입하는 흡입팬(21)과; 상기 탈취조(20) 안에서 탈취된 공기를 외부로 배기하는 배기구(22)와; 상기 탈취조(20) 안에서 악취가스에 탈취액을 미립자로 분사하는 분사노즐(31)(31a)과; 상기 탈취조(20) 안에서 응결된 탈취액과 악취가스 입자를 응집하는 응집필터(40);를 포함하고,
    상기 분사노즐(31)(31a)이 장착된 배관(30)(30a)이 탈취조(20) 안의 상부에서 전방과 후방에 각각 일정 길이로 설치되고, 탈취조(20) 안에서 1차응집필터(40)와 2차응집필터(41)가 일정 거리로 이격되어 칸막이 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 악취 저감 및 탈취장치.
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