KR100954087B1

KR100954087B1 - 분뇨처리시설용 악취제거장치

Info

Publication number: KR100954087B1
Application number: KR1020100003317A
Authority: KR
Inventors: 최인식
Original assignee: 최인식
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2010-04-23

Abstract

본 발명은 분뇨처리시설용 악취제거장치에 관한 것으로서, 상기 분뇨저장조와 연통되고, 상기 분뇨저장조로부터 발생되는 악취가스가 유입되며, 상부에 배출구가 형성된 본체와, 상기 분뇨저장조로부터 상기 본체로 유입되는 상기 악취가스의 유입로상에 설치되고, 상기 악취가스를 상기 본체 내부로 압송하는 압송수단과, 상기 본체의 내부 중 상기 압송수단의 상부에 설치되고, 내부에 승화하면서 유입된 상기 악취가스의 외표면을 감싸는 활성분자가 충진된 활성분자 발생부와, 상기 본체의 내부 중 상기 활성분자 발생부의 상부에 설치되고, 상기 활성분자 발생부를 통과한 상기 악취가스에 포함된 산성가스를 흡착하는 산성가스 흡착제가 충진된 산성가스 정화부 및 상기 본체의 내부 중 상기 산성가스 정화부의 상부에 설치되고, 상기 산성가스 정화부를 통과한 상기 악취가스에 포함된 염기성가스를 흡착하는 염기성가스 흡착제가 충진된 염기성가스 정화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분뇨처리시설용 악취제거장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 크기를 소형화하고, 제조비용을 현저하게 절감하여 일반 가정집의 정화조나 이동식 화장실에도 적용할 수 있을 뿐 아니라 악취가스의 탈취효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

분뇨처리시설용 악취제거장치{ODOR removing machine for dung disposal facility}

본 발명은 분뇨처리시설용 악취제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크기를 소형화하고, 제조비용을 현저하게 절감하여 일반 가정집의 정화조나 이동식 화장실에도 적용할 수 있을 뿐 아니라 악취가스의 탈취효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 분뇨처리시설용 악취제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 분뇨처리시설에 저장된 생분뇨에는 메칠메르캅탄(CH₃SH:썩는 냄새), 황화수소(H₂S:썩는 달걀냄새), 암모니아(NH₃ : 자극적인 냄새), 트리메틸아민((CH3)3N : 썩는 생선냄새)등의 주요 악취물질이 포함되어 악취를 발생한다.

이에 분뇨처리시설에서 발생되는 악취가스를 대기 중으로 배출하기 전에 악취가스를 탈취한 후 대기 중으로 배출하게 되는데, 이러한 악취가스의 탈취방법으로는 주로 활성탄을 이용한 방식과 미생물을 이용한 방식이 사용되고 있다.

여기서 활성탄을 이용한 방식은 일정크기의 카트리지 내부에 활성탄을 충진하고, 악취가스를 카트리지 내부를 통과하도록 함으로써 카트리지내부에 충진된 활성탄이 악취가스에 포함된 악취물질을 흡착하여 탈취하는 방법이다.

그러나, 활성탄을 이용한 악취제거장치는 활성탄의 악취가스 탈취효율이 현저하게 낮아 원하는 악취제거효율을 얻기 위해서는 카트리지 내부에 많은 양의 활성탄을 충진해야 하는 바 내부에 충진되는 활성탄의 양이 증대되면서 카트리지의 크기가 커질수 밖에 없어 설치공간이 좁은 소형시설에는 사용될 수 없을 뿐 아니라 카트리지의 크기 및 활성탄의 충진양이 증대되면서 장치를 제작하는데 소요되는 비용이 크게 증가하는 문제점이 발생되었다.

이에 최근에는 활성탄을 이용한 방식보다 악취가스의 탈취효율이 높은 미생물을 이용한 방식이 주로 사용되고 있다.

도1은 종래의 미생물을 이용한 악취탈취장치를 도시한 단면도이다.

도1에서 보는 바와 같이 종래의 악취탈취장치(111)는 직립상태로 설치되고 악취가스가 유입되는 본체와(101), 본체(101)의 상부에 설치되고 본체(101) 내부로 유입된 악취가스를 탈취하는 담체(105)와, 담체(105) 상부에 횡방향으로 설치되는 탈취액 공급관(107) 및 탈취액 공급관(107) 상부에 악취가스에 포함된 미세수분을 제거하는 수분제거필터(110)를 포함하여 구성된다.

여기서, 본체(101)는 직립된 상태로 설치되고, 하부에는 악취가스의 유입을 위한 덕트(102)와 팬(103)이 각각 설치되며, 상부에는 여과된 악취가스를 배출하기 위한 굴뚝(104)이 설치되어 있다.

그리고, 담체(105)는 미생물이 고정되어 미생물의 대사활동을 통해 악취가스에 포함된 악취원인물질을 물, 이산화탄소 및 무해한 염으로 분해하는 것으로서, 2차 오염물질을 배출하지 않고 처리효율이 높아 환경 정화시설에서 많이 사용되고 있다.

이러한, 담체(105)는 하부의 다공성 지지판(105a)에 올려져 설치된다.

이와 같이 구성되는 종래의 악취탈취장치(111)는 정화조로부터 배출되는 악취가스를 팬(103)에 의해 본체(101) 내부로 유입시키고, 유입된 악취가스는 담체(105)를 통과하면서 담체(105)내에 서식하는 미생물에 의해 악취원인물질이 1차 탈취되며, 담체(105)를 통과한 악취가스는 탈취액 공급관(107)에 장착된 다수의 분사노즐(106)을 통해 분사되는 탈취액에 의해 2차 탈취된다.

그리고, 상기와 같이 탈취액에 의해 2차 탈취된 악취가스는 수분제거필터(110)를 통과하면서 악취가스 중에 남아 있는 미세 수분이 여과되고, 이렇게 여과된 악취가스가 본체(101)의 상부에 설치된 굴뚝(104)을 통하여 대기중으로 배출되는 것이다

그러나, 종래의 미생물을 이용한 악취제거장치 또한 고가의 담체(105)를 사용함과 아울러 악취가스의 이동경로상에 담체가 설치됨에 따라 팬에 의한 악취가스의 압송력이 저하되는 것을 방지하기 위해 고전력의 팬을 사용함으로써 제조단가가 현저하게 증가될 뿐 아니라 악취탈취장치를 동작하기 위한 전력소비량이 현저하게 증대되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 미생물을 이용한 악취제거장치는 직립식으로 제작되면서 활성탄을 이용한 악취제거장치보다는 요구되는 설치면적이 작아졌으나, 일반 건축물의 정화조나 이동식 화장실과 같은 소형 건축물에 설치하기엔 여전히 과도한 설치면적이 요구되는 문제점이 있었다.

아울러, 종래의 미생물을 이용한 악취제거장치는 겨울철과 같은 경우 주변온도가 저하되면서 미생물의 번식이 중단되어 미생물에 의한 악취가스의 탈취효율이 현저하게 저하될 뿐 아니라 미생물을 번식시키기 위한 관리나 담체의 관리 또한 용이하지 못한 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 크기를 소형화하고, 제조비용을 현저하게 절감하여 일반 가정집의 정화조나 이동식 화장실에도 적용할 수 있을 뿐 아니라 악취가스의 탈취효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 분뇨처리시설용 악취제거장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 분뇨의 악취가스에 포함된 산성가스 및 염기성가스를 탈취하기 전에 활성분자를 공급하여 악취가스의 외표면을 감싸는 마스킹(Masking)반응이 이루어짐으로써 악취가스의 탈취효율을 보다 향상시킬 수 있는 분뇨처리시설용 악취제거장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 분뇨가 저장되는 분뇨처리시설의 분뇨저장조와 연통되어 상기 분뇨저장조로부터 발생되는 악취가스를 정화한 후 외부로 배출하는 분뇨처리시설용 악취제거장치에 있어서, 상기 분뇨저장조와 연통되고, 상기 분뇨저장조로부터 발생되는 악취가스가 유입되며, 상부에 배출구가 형성된 본체와, 상기 분뇨저장조로부터 상기 본체로 유입되는 상기 악취가스의 유입로상에 설치되고, 상기 악취가스를 상기 본체 내부로 압송하는 압송수단과, 상기 본체의 내부 중 상기 압송수단의 상부에 설치되고, 내부에 승화하면서 유입된 상기 악취가스의 외표면을 감싸는 활성분자가 충진된 활성분자 발생부와, 상기 본체의 내부 중 상기 활성분자 발생부의 상부에 설치되고, 상기 활성분자 발생부를 통과한 상기 악취가스에 포함된 산성가스를 흡착하는 산성가스 흡착제가 충진된 산성가스 정화부 및 상기 본체의 내부 중 상기 산성가스 정화부의 상부에 설치되고, 상기 산성가스 정화부를 통과한 상기 악취가스에 포함된 염기성가스를 흡착하는 염기성가스 흡착제가 충진된 염기성가스 정화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분뇨처리시설용 악취제거장치를 제공한다.

그리고, 상기 본체의 내부 중 상기 활성분자 발생부와 상기 산성가스 정화부 사이에 설치되고, 상기 산성가스 정화부로 이동되는 상기 활성분자와 상기 악취가스의 이동로가 증대되도록 하는 활성분자 반응부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 활성분자 반응부는 다수의 플레이트를 절곡하여 'W'형상으로 형성될 수 있다.

아울러, 상기 본체는 상기 활성분자 발생부와 상기 활성분자 반응부 사이에 상광하협(上廣下狹))형상으로 확산부가 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 본체는 상기 염기성가스 정화부와 상기 본체의 배출구 사이에 하광상협(下廣上狹)형상으로 가스모음부가 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 크기를 소형화하고, 제조비용을 현저하게 절감하여 일반 가정집의 정화조나 이동식 화장실에도 적용할 수 있을 뿐 아니라 악취가스의 탈취효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 분뇨의 악취가스에 포함된 산성가스 및 염기성가스를 탈취하기 전에 활성분자를 공급하여 악취가스의 외표면을 외표면을 감싸는 마스킹(Masking)반응이 이루어짐으로써 악취가스의 탈취효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도1은 종래의 미생물을 이용한 악취탈취장치를 도시한 단면도,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 분뇨처리시설용 악취제거장치의 개략도,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 활성분자 반응부의 단면도,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 분뇨처리시설용 악취제거장치의 악취가스가 유입되는 흐름을 도시한 도면,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 악취가스 및 활성분자가 활성분자 반응부 상에서 이동되는 상태를 도시한 도면,
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 활성분자가 악취가스를 감싸는 상태를 도시한 도면.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 분뇨처리시설용 악취제거장치의 개략도이고, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 활성분자 반응부의 단면도이다.

설명에 앞서 본 실시예에서는 분뇨시설처리시설 중 한 예로 하부에 분뇨저장조(71)가 구비된 이동실 화장실을 들도록 한다.

도2에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 분뇨처리시설용 악취제거장치(1)는 본체(10)와, 압송수단(20)과, 활성분자 발생부(30)와, 활성분자 반응부(40)와, 산성가스 정화부(50) 및 염기성가스 정화부(60)를 포함하여 구성된다.

본체(10)는 대략 원통형상의 몸통(11)과, 몸통(11)의 하부에 상광하협(上廣下狹)의 형상으로 형성되는 확산부(12)와, 몸통(11)의 상부에 하광상협(下廣上狹)의 형상으로 형성되는 가스모음부(13)와, 가스모음부(13)의 상부에 형성되는 배출부(14)와, 확산부(12)의 하부에 형성된 악취가스 유입구(15) 및 일단이 악취가스 유입구(15)에 연결되고 타단이 이동식화장실(70)의 분뇨저장조(71)의 일측에 연결되는 연결관(16)을 포함하여 구성된다.

여기서 확산부(12)는 악취가스 유입구(15)로 유입된 악취가스와 후술하는 활성분자 발생부(30)로부터 승화된 활성분자(32)가 활성분자 반응부(40) 전면에 균일하게 통과할 수 있도록 악취가스와 활성분자(32)가 확산될 수 있는 확산공간을 제공하는 역할을 한다.

그리고, 가스모음부(13)는 후술하는 염기성가스 정화부(60)를 통과하여 탈취된 가스를 배출구방향으로 모아 배출구로 용이하게 배출될 수 있도록 하는 역할을 한다.

이러한 본체(10)는 몸통(11)의 내부에 수용공간을 형성하여 후술하는 활성분자 발생부(30)와 활성분자 반응부(40)와 산성가스 정화부(50) 및 염기성가스 정화부(60)의 설치공간을 제공하는 역할을 함과 아울러 유입된 악취가스가 외부로 누설되지 않고 상기한 구성을 통과되도록 하는 역할을 한다.

압송수단(20)은 통상의 펌프가 사용될 수 있으며, 상기한 본체(10)의 연결관(16) 일측에 설치되어 분뇨저장조(71)로부터 발생되는 악취가스를 본체(10)의 내부로 강제압송하는 역할을 한다.

활성분자 발생부(30)는 본체(10)의 내부 중 확산부(12)의 상부에 설치되는 격자형상의 카트리지(31)와, 카트리지(31) 내부에 충진된 겔(Gel)타입의 활성분자(32)를 포함하여 구성된다.

여기서 활성분자(32)라 함은 앞서 설명한 바와 같이 카트리지(31) 내부에 겔(Gel)상태로 충진되고, 승화되면서 압송수단(20)에 의해 강제압송된 악취가스의 외표면을 외표면을 감싸는 마스킹(Masking)반응을 하는 것이다.

이와 같은 활성분자 발생부(30)는 활성분자(32)의 마스킹(Masking)반응을 통해 악취가스를 1차 탈취하는 역할을 한다.

활성분자 반응부(40)는 본체(10)의 내부 중 활성분자 발생부(30)의 상부에 설치되고, 합성수지 재질(PVC/PE)시트를 복수회 절곡하여 형성되는 다수의 플레이트(41)를 포함하여 구성되며, 활성분자 발생부(30)로부터 승화된 활성분자(32)와 악취가스가 유입되어 후술하는 산성가스 정화부(50)로 이동되는 활성분자(32)와 악취가스의 이동시간이 증대되도록 함으로써 활성분자(32)의 악취가스 마스킹(Masking)반응효율을 향상시키는 역할을 한다.

여기서 활성분자 반응부(40)는 도3에서 보는 바와 같이 W형태 또는 격자형상으로 형성될 수 있으나, 본 발명의 활성분자 반응부(40)의 형상은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 악취가스와 활성분자(32)의 이동로를 증대시킬 수 있는 형태이면 어느 것이든 적용이 가능하다.

산성가스 정화부(50)는 본체(10)의 내부 중 상기한 활성분자 반응부(40) 상부에 설치되는 카트리지(51)와, 카트리지(51) 내부에 충진되어 산성가스를 흡착하는 산성가스흡착제(52)를 포함하여 구성되며, 활성분자 반응부(40)를 통과한 악취가스에 포함된 산성가스(황화수소, 아황산가스, 메르캅탄등)를 흡착제거하여 악취가스를 2차 탈취하는 역할을 한다.

여기서, 산성가스흡착제(52)로는 산화철(Fe₂O₃)이 주성분으로 사용되고, 10 ~ 30mm/l로 성형된 적흑갈색의 다공성 그래뉼 형태로 제작되며, 산성가스의 주성분인 황하수소(H₂S)의 흡착반응을 나타내면 다음 <식1>과 같다.

<식1>

Fe₂O₃ + 3(H₂S) -> Fe₂S₃ + 3(H₂O) , H₂S + ½O₂ -> H₂O + S

염기성가스 정화부(60)는 본체(10)의 내부 중 산성가스 정화부(50)의 상부에 설치되는 카트리지(61)와, 카트리지(61) 내부에 충진되어 염기성가스를 흡착하는 염기성가스흡착제(62)를 포함하여 구성되며, 산성가스 정화부(50)를 통과한 악취가스에 포함된 염기성가스(암모니아, 아민류등)를 흡착제거하여 악취가스를 3차 탈취하는 역할을 한다.

여기서, 염기성가스흡착제(62)로는 황하산화철(Fe₂(SO₄)₃)을 주성분으로 적흑갈색의 10 ~ 30m/l로 성형된 다공성 그래뉼 형태로 제작되며, 산성가스의 주성분인 암모니아(NH₄)와 아민류가 포함된 BIO-GAS의 흡착반응을 나타내면 다음 <식2>와 같다.

<식2>

BIO-GAS + Fe₂(SO₄)₃-> Fe₂SO₄(NH₄)2SO₄·6(H₂0) -> (NH₄)₂SO₄ -> NH₄HSO₄

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 분뇨처리시설용 악취제거장치의 악취가스가 유입되는 흐름을 도시한 도면이고, 도5는 본 발명의 일실시예에 따른 악취가스 및 활성분자가 활성분자 반응부 상에서 이동되는 상태를 도시한 도면이며, 도6은 본 발명의 일실시예에 따른 활성분자가 악취가스의 외표면을 감싸는 상태를 도시한 도면이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 분뇨처리시설용 악취제거장치(1)의 동작을 도4 내지 도6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도4에서 보는 바와 같이 이동식화장실(70)의 하부에 형성된 분뇨저장조(71)로부터 발생된 악취가스는 압송수단(20)에 의해 본체(10)의 내부로 유입된다.

이때, 분뇨저장조(71)는 압송수단(20)에 의해 악취가스가 압송되면서 음압이 형성되고, 이동식화장실(70) 내부의 공기가 분뇨저장조(71)로 유입됨으로써 분뇨저장조(71)의 발생되는 악취가 이동식화장실(70) 내부로 역류하는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다.

다음, 본체(10) 내부로 압송된 유입된 악취가스는 활성분자 발생부(30)를 통과하고, 일부 악취가스가 승화된 활성분자(32)에 의해 외표면이 감싸진 상태로 상부로 이동된다.

상부로 이동된 활성분자(32)와 악취가스는 확산부(12)에 의해 넓게 확산되면서 활성분자 반응부(40) 내부로 유입되고, 도5 및 도6에서 보는 바와 같이 악취가스와 활성분자(32)가 복수회 절곡된 다수의 플레이트(41)를 따라 이동되면서 활성분자(32)가 악취가스(G)의 외표면을 감싸는 마스킹(Masking)반응이 이루어져 악취를 1차 탈취한다.

활성분자(32)에 의해 일부 마스킹(Masking)된 악취가스(G)는 산성가스 정화부(50)로 이동되고, 산성가스흡착제(52)에 의해 악취가스에 포함된 산성가스가 흡착제거되어 악취가 2차 탈취된다.

이후 산성가스 정화부(50)를 통과한 악취가스는 염기성가스 정화부(60)로 이동되고, 염기성가스흡착제(62)에 의해 악취가스에 포함된 염기서가스가 흡착제거 되면서 악취가스가 3차 탈취되며, 악취가 3차 탈취된 가스는 가스모음부(13)에 의해 집기되어 본체(10)의 배출구를 통해 외부로 배출된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

1 : 분뇨처리시설용 악취제거장치 10 : 본체
11 : 몸통 12 : 확산부
13 : 가스모음부 14 : 배출부
15 : 악취가스 유입구 16 : 연결관
20 : 압송수단 30 : 활성분자 발생부
31 : 카트리지 32 : 활성분자
40 : 활성분자 반응부 41 : 플레이트
50 : 산성가스 정화부 51 : 카트리지
52 : 산성가스흡착제 60 : 연기성가스 정화부
61 : 카트리지 62 : 염기성가스흡착제

Claims

분뇨가 저장되는 분뇨처리시설의 분뇨저장조와 연통되어 상기 분뇨저장조로부터 발생되는 악취가스를 정화한 후 외부로 배출하는 분뇨처리시설용 악취제거장치에 있어서,
상기 분뇨저장조와 연통되고, 상기 분뇨저장조로부터 발생되는 악취가스가 유입되며, 상부에 배출구가 형성된 본체와;
상기 분뇨저장조로부터 상기 본체로 유입되는 상기 악취가스의 유입로상에 설치되고, 상기 악취가스를 상기 본체 내부로 압송하는 압송수단과;
상기 본체의 내부에 설치되고, 내부에 승화하면서 유입된 상기 악취가스의 외표면을 감싸는 활성분자가 충진된 활성분자 발생부와;
상기 활성분자 발생부의 상부에 설치되고, 상기 활성분자 발생부를 통과한 상기 악취가스에 포함된 산성가스를 흡착하는 산성가스 흡착제가 충진된 산성가스 정화부; 및
상기 산성가스 정화부의 상부에 설치되고, 상기 산성가스 정화부를 통과한 상기 악취가스에 포함된 염기성가스를 흡착하는 염기성가스 흡착제가 충진된 염기성가스 정화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분뇨처리시설용 악취제거장치.
제1항에 있어서,
상기 본체의 내부 중 상기 활성분자 발생부와 상기 산성가스 정화부 사이에 설치되고, 상기 산성가스 정화부로 이동되는 상기 활성분자와 상기 악취가스의 이동구간을 확장하는 다수의 플레이트를 포함하는 활성분자 반응부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분뇨처리시설용 악취제거장치.
제2항에 있어서,
상기 다수의 플레이트는 각각 복수회 절곡하여 'W'형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 분뇨처리시설용 악취제거장치.
제1항에 있어서,
상기 본체는 상기 활성분자 발생부와 상기 활성분자 반응부 사이에 상광하협(上廣下狹)형상으로 확산부가 형성되는 것을 특징으로 하는 분뇨처리시설용 악취제거장치.
제1항에 있어서,
상기 본체는 상기 염기성가스 정화부와 상기 본체의 배출구 사이에 하광상협(下廣上狹)형상으로 가스모음부가 형성되는 것을 특징으로 하는 분뇨처리시설용 악취제거장치.