KR101089399B1 - 자가 진단형 가스 탈취 방법 - Google Patents

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황선진
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이재호
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(주)엑센
경희대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 자가 진단형 가스 탈취 방법을 공개한다. 이 방법은 (a) 유입 가스의 하나 이상의 악취농도를 측정하여 유입 가스 악취 신호를 출력하는 단계; (b) 상기 유입 가스 악취 신호를 인가받아 유입 가스 악취 지수값으로 환산하여 상기 유입 가스 악취 지수값 및 상기 유입 가스 악취 지수값의 변화량을 기 설정된 유입 가스 악취 지수 설정값과 비교하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 비교 결과에 따라 제1 살수 펌프의 작동 여부를 자동 제어하는 단계;(d) 유출 가스의 하나 이상의 악취농도를 측정하여 유출 가스 악취 신호를 출력하는 단계; (e) 상기 유출 가스 악취 신호를 인가받아 유출 가스 악취 지수값으로 환산하여 상기 유출 가스 악취 지수값 및 상기 유출 가스 악취 지수값의 변화량을 기 설정된 유출 가스 악취 지수 설정값과 비교하는 단계; 및 (f) 상기 (e) 단계의 비교결과 에 따라 제2 살수 펌프의 작동 여부를 자동 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자가 진단형 가스 탈취 방법{A self diagnosic type gas deodorization method}
본 발명은 가스 탈취 방법에 관한 것으로서, 특히 가스의 악취 농도가 높아짐에 따라 고부하의 악취를 안정적으로 제거하고 농도 변화에 효율적으로 대응할 수 있는 자가 진단형 가스 탈취 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 대기 중에서 인간의 후각을 자극하는 악취는 최소감지농도가 낮아 발생원에서 확산될 경우 주변으로부터 불쾌감을 유발하므로 집단 민원을 야기할 수 있다.
이에 따라 국내의 악취방지법은 현재까지 8차에 걸쳐 개정되었으며, 악취규제 기준이 강화되고 있어 보다 지속적이고 체계적인 관리를 요하고 있다.
특히, 하·폐수 처리장은 저류조, 침전조, 농축조, 소화조 등 처리공정 전반에 걸쳐 악취가 발생하며, 발생 단계에 따라 다소 차이가 있지만 황화수소, 메틸머캅탄, 암모니아, 트리메틸아민 등과 같은 황계열과 질소계열 악취가 주로 발생한다.
악취의 농도 및 구체적인 성상은 하·폐수 처리장으로 유입되는 하·폐수 유입수 성상에 따라 큰 차이를 나타내며, 계절, 온도, 일교차, 풍량, 풍속 등 외부 환경적 요인과 악취물질간의 화학적 요인에 따라 다양한 발생 패턴을 나타낸다.
악취의 농도는 수 ppb에서 수백 ppm까지 넓은 범위로 발생하고 있으며, 신설 하·폐수 처리장이나 개선되는 시설에서는 악취 발생 패턴 및 농도를 예측하기 어렵고, 특정조건에서 갑자기 발생하는 고농도의 악취를 제어하는 것은 더욱 어렵다.
더군다나 하수처리장의 경우 지속적인 하수관거 정비 사업으로 인해 분리식 관거로 교체되면서 유입수에 포함된 유기물 농도가 증가하고 있으며 이로 인해 악취의 발생량도 증가하고 있는 추세이다. 또한, 발생하는 악취의 농도변화도 심해지고 있어 기존의 탈취방식으로는 악취를 처리하는데 한계가 있으며 이에 대한 개선이 시급한 상황이다.
일반적으로 탈취장치를 설계할 경우에는 악취의 최대 발생 부하를 기준으로 설계하는데, 악취 농도가 높아짐에 따라 고부하의 악취를 안정적으로 제거하고 농도 변화에 효과적으로 대응할 수 있는 탈취 장치의 필요성이 크게 요구되고 있다.
그러나, 악취가 특정 조건에서 고농도로 발생하는 것을 감안하여 탈취 장치를 설치할 경우, 탈취기의 용량이 과도하게 커질 수 있으며, 소요되는 유지 관리 비용 또한 증가하게 되므로 현 시점에서 경제적이고 안정적으로 악취를 제어할 수 있는 탈취 설비의 고안이 절실한 상황이다.
본 발명의 목적은 가스의 악취제거를 위한 스크러버와 바이오 필터를 일체형으로 구성하고 발생하는 악취의 농도를 측정하는 센서를 스크러버의 유입부 및 바이오 필터의 배출부에 구비하여 악취 지수 및 악취 지수 변화량을 산출하고 기 설정된 악취 지수 설정값과 비교하여 악취 농도 변화에 따라 악취 제거를 능동적으로 자동 제어하는 자가 진단형 가스 탈취 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 방법은 (a) 유입 가스의 하나 이상의 악취농도를 측정하여 유입 가스 악취 신호를 출력하는 단계; (b) 상기 유입 가스 악취 신호를 인가받아 유입 가스 악취 지수값으로 환산하여 상기 유입 가스 악취 지수값 및 상기 유입 가스 악취 지수값의 변화량을 기 설정된 유입 가스 악취 지수 설정값과 비교하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 비교 결과에 따라 제1 살수 펌프의 작동 여부를 자동 제어하는 단계;(d) 유출 가스의 하나 이상의 악취농도를 측정하여 유출 가스 악취 신호를 출력하는 단계; (e) 상기 유출 가스 악취 신호를 인가받아 유출 가스 악취 지수값으로 환산하여 상기 유출 가스 악취 지수값 및 상기 유출 가스 악취 지수값의 변화량을 기 설정된 유출 가스 악취 지수 설정값과 비교하는 단계; 및 (f) 상기 (e) 단계의 비교결과에 따라 제2 살수 펌프의 작동 여부를 자동 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 방법의 상기 (c) 단계는 상기 유입 가스 악취 지수값 및 상기 유입 가스 악취 지수값의 변화량이 상기 유입 가스 악취 지수 설정값 이상인 것으로 판단된 경우 상기 제1 살수 펌프를 작동시키고, 상기 유입 가스 악취 지수 설정값 미만인 것으로 판단된 경우 상기 제1 살수 펌프를 정지시키는 단계;인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 방법의 상기 (c) 단계는 상기 제1 살수 펌프의 작동 여부에 따라 제1 살수 노즐이 구동되어 스크러버에 물을 살수하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 방법의 상기 (f) 단계는 상기 유출 가스 악취 지수값 및 상기 유출 가스 악취 지수값의 변화량이 상기 유출 가스 악취 지수 설정값 이상인 것으로 판단된 경우 상기 제2 살수 펌프를 작동시키고, 상기 유출 가스 악취 지수 설정값 미만인 것으로 판단된 경우 상기 제2 살수 펌프를 정지시키는 단계;인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 방법의 상기 (f) 단계는 상기 제2 살수 펌프의 작동 여부에 따라 제2 살수 노즐이 구동되어 바이오 필터에 물을 살수하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 방법은 상기 (a) 단계 이전에 유입 배관을 통하여 상기 유입 가스의 샘플을 채취하는 단계; 유출 배관을 통하여 상기 유출 가스의 샘플을 채취하는 단계; 채취된 상기 유입 가스의 샘플 및 상기 유출 가스의 샘플을 정량 흡입하는 단계; 및 흡입된 상기 유입 가스의 샘플 및 상기 유출 가스의 샘플에 포함된 수분을 저하시키는 수분 필터링 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 방법의 상기 스크러버에는 전 탈취용 폴링이 충전되어 있고, 상기 바이오 필터에는 본 탈취용 세라믹 미생물 담체가 충전되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 방법의 상기 (b) 단계는 환산된 상기 유입 가스 악취 지수값을 디스플레이부에 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 방법의 상기 (d) 단계는 환산된 상기 유출 가스 악취 지수값을 디스플레이부에 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 방법은 하·폐수 처리장에서 발생하는 복합적이고 다양한 악취를 제거할 수 있고, 주요 악취 물질을 전처리 단계에서 상당 부분 제거할 수 있어 효율적이고 경제적으로 가스의 악취를 저감시킬 수 있다.
또한, 실시간으로 가스의 악취 모니터링이 가능하고, 탈취 장치의 운전상태 등을 지속적으로 관찰 가능하여 이상 운전시 즉각적인 조치를 취할 수 있으므로 민원을 사전에 예방할 수 있으며, 탈취 용수 및 전기 사용량을 절감하여 운영비용을 절약할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자가 진단형 악취 제거 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 자가 진단형 악취 제거 장치 내 유입 가스 악취 측정부(300) 또는 유출 가스 악취 측정부(400)의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 자가 진단형 악취 제거 장치 내 악취 측정 및 탈취 제어부의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자가 진단형 악취 제거 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 자가 진단형 악취 제거 장치가 일 실시예에 따라 실제 설치된 파일럿 반응기의 사진이다.
도 6은 본 발명의 자가 진단형 악취 제거 방법의 일 실시예에 따라 황화 수소 가스의 농도를 실제로 측정한 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 자가 진단형 가스 탈취 장치의 전체 구성도로서, 스크러버(100), 바이오 필터(200), 유입 배관(120), 유출 배관(220), 유입 가스 악취 측정부(300), 유출 가스 악취 측정부(400), 제어부(500), 스크러버용 제1 살수 펌프(620), 바이오 필터용 제2 살수 펌프(640), 디스플레이부(700), 스크러버용 제1 살수 노즐부(820), 바이오 필터용 제2 살수 노즐부(820)를 구비한다.
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 자가 진단형 가스 탈취 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 자가 진단형 가스 탈취 장치는 스크러버(100)와 바이오 필터(200)가 일체형으로 결합된 형태이다.
스크러버(100)에는 악취 가스의 전처리용 폴링이 충전되어 있고, 바이오 필터(200)에는 악취 가스의 본 처리용 세라믹 미생물 담체가 충전되어 있다.
유입 배관(120) 및 유출 배관(220)을 통하여 채취된 유입 악취 가스 및 유출 악취 가스의 샘플은 흡입펌프(520)에 의해 정량 흡입되어 각각 유입 가스 악취 측정부(300) 및 유출 가스 악취 측정부(400)로 이송된다.
유입 가스 악취 측정부(300) 및 유출 가스 악취 측정부(400)는 내장된 악취 센서들에 의해 악취농도를 측정하여 악취 신호를 출력한다.
제어부(500)는 악취 신호를 인가받아 미리 설정된 프로그램 연산에 따라 악취 지수값으로 환산하여 디스플레이부(700)에 표시하는 동시에, 유입 악취 가스 및 유출 악취 가스의 악취 지수값 및 악취 지수값 변화량에 따라 제1 및 제2 살수 펌프(640)의 구동을 자동 제어한다.
제1 및 제2 살수 노즐부(820, 840)는 제1 및 제2 살수 펌프(620, 640)의 구동 여부에 따라 각각 작동하여 스크러버(100) 및 바이오 필터(200) 각각에 물을 살수한다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 자가 진단형 가스 탈취 장치 내 유입 가스 악취 측정부(300) 또는 유출 가스 악취 측정부(400)의 평면도로서, 황화수소 센서(320), 암모니아 센서(340), 복합 악취 센서(360), 온도 및 습도 센서(380)를 구비한다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 자가 진단형 가스 탈취 장치 내 유입 가스 악취 측정부(300) 또는 유출 가스 악취 측정부(400)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
유입 배관(120) 또는 유출 배관(220)에서 채취된 악취가스가 가스 악취 측정부 또는 유출 가스 악취 측정부(400)로 유입되면 황화수소 센서(320) 및 암모니아 센서(340)는 황화수소, 암모니아 등 특정 물질에 대한 악취를 감지하고, 복합 악취 센서(360)는 여러 종류의 물질이 혼합된 복합 악취를 측정한다.
측정하고자 하는 현장의 특성에 따라 여러 종류의 센서를 적용할 수 있으나, 황화수소나 암모니아와 같은 대표성을 지닌 한 종류의 악취물질을 측정할 경우에는 전기화학식 센서의 일종인 황화수소 센서(320) 및 암모니아 센서(340)만을 이용하는 것이 바람직하고, 여러 종류의 물질이 혼합된 복합적인 악취를 측정할 경우에는 반도체식 센서의 일종인 복합 악취 센서(360)를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 악취 제거 장치의 주요 운전 인자인 온도 및 습도를 측정할 수 있는 온도 및 습도 센서(380)를 통하여 주요 악취 성분의 특성과 악취 제거 장치의 종합적인 동작 상황 및 효율을 모니터링할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 자가 진단형 가스 탈취 장치 내 악취 측정 및 탈취 제어부의 평면도로서, 유입 가스 악취 측정부(300) 또는 유출 가스 악취 측정부(400), 제어부(500), 흡입펌프(520), 수분필터(540)를 구비한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 자가 진단형 가스 탈취 장치 내 악취 측정 및 탈취 제어부의 동작을 설명하면 다음과 같다.
흡입펌프(520)가 유입 배관(120) 및 유출 배관(220)을 통하여 채취된 유입 악취 가스 및 유출 악취 가스의 샘플을 정량 흡입하면 수분필터(540)는 흡입된 악취 가스에 포함된 수분을 상대습도 60% 이하로 저하시킨다.
상대습도가 저하된 악취 가스는 유입 가스 악취 측정부(300) 및 유출 가스 악취 측정부(400)로 이송된다.
수분필터(540)에서 악취 가스의 상대습도를 저하시키는 이유는 흡입펌프(520)에 의해 흡입된 악취가스에는 상대습도가 100%에 가까울 정도로 많은 수분을 함유하고 있는데, 이러한 수분은 유입 가스 악취 측정부(300) 및 유출 가스 악취 측정부(400) 내 악취 센서들의 정확도와 수명에 악영향을 미치기 때문이다.
도 4는 본 발명에 따른 자가 진단형 가스 탈취 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 자가 진단형 가스 탈취 방법의 동작을 설명하면 다음과 같다.
유입 가스 악취 측정부(300)는 내장된 악취 센서들에 의해 유입 가스의 악취농도를 측정하여 유입 가스 악취 신호를 출력한다(S100).
여기에서, 유입 가스의 악취농도는 단일, 혹은 2종 이상의 악취물질의 농도를 포함한다.
제어부(500)는 유입 가스 악취 신호를 인가받아 미리 설정된 프로그램 연산에 따라 악취농도와 동일한 단위의 유입 가스 악취 지수값(X)으로 환산하여 기 설정된 유입 가스 악취 지수 설정값과 비교한다(S200).
여기에서, 유입 가스 악취지수는 유입 가스의 악취성분에 따라 사람의 후각이 감지하는 악취의 강도가 달라지는 특성을 감안한 감각 보정값으로서, 유입 가스 악취 측정부(300) 내 황화수소 센서(320), 암모니아 센서(340), 복합 악취 센서(360)에서 각각 수신된 유입 가스 악취 신호를 현장에 맞게 보정한 다음의 수식 (1)에 의해 산출한다.
Figure 112011045772359-pat00001

상기 수식 (1)에서, X는 유입 가스 악취지수, k는 악취계수, C는 상수, A는 유입 가스 악취농도 계산값, x1은 복합악취 측정값, x2는 황화수소 측정값, x3은 암모니아 측정값, a는 복합악취 계수, b는 황화수소 농도계수, c는 암모니아 농도계수를 나타낸다. 만일 유입 가스 악취 지수값(X)이 기 설정된 유입 가스 악취 지수 설정값 이상인 것으로 판단된 경우 제어부(500)는 제1 살수 펌프(620)를 작동시키고(S300), 기 설정된 유입 가스 악취 지수 설정값 미만인 것으로 판단된 경우 제어부(500)는 제1 살수 펌프(620)를 정지시킨다(S350).
또한, 악취 센서의 수명을 고려하여 간헐적으로 악취를 측정하는 경우가 있는데, 본 발명에서는 악취를 측정하지 않는 휴지 기간에 유입 악취 농도가 급격히 증가하는 것을 감지하지 못하는 경우를 대비하여 유입 가스 악취 지수의 변화 정도에 따라 제1 살수 펌프의 작동 여부를 제어한다.
즉, 유입 가스 악취지수값 변화량(ΔX)을 기 설정된 유입 가스 악취지수 설정값과 비교하여(S250) 유입 가스 악취지수 설정값 이상으로 변화된 경우에는 제어부(500)가 제1 살수 펌프(620)를 작동시키고(S300), 유입 가스 악취지수 설정값 미만으로 변화된 경우에는 제어부(500)가 제1 살수 펌프(620)를 정지시킨다(S350).
제1 살수 노즐부(820)는 제1 살수 펌프(620)의 구동 여부에 따라 작동하여 스크러버(100)에 물을 살수한다.
한편, 유출 가스 악취 측정부(400)는 내장된 악취 센서들에 의해 유출 가스의 악취농도를 측정하여 유출 가스 악취 신호를 출력한다(S400).
마찬가지로, 유출 가스의 악취농도는 단일, 혹은 2종 이상의 악취물질의 농도를 포함한다.
제어부(500)는 유출 가스 악취 신호를 인가받아 미리 설정된 프로그램 연산에 따라 악취농도와 동일한 단위의 유출 가스 악취 지수값(Y)으로 환산하여 기 설정된 유출 가스 악취 지수 설정값과 비교한다(S500).
여기에서, 유출 가스 악취지수는 유출 가스의 악취성분에 따라 사람의 후각이 감지하는 악취의 강도가 달라지는 특성을 감안한 감각 보정값으로서, 유출 가스 악취 측정부(400) 내 황화수소 센서(320), 암모니아 센서(340), 복합 악취 센서(360)에서 각각 수신된 유출 가스 악취 신호를 현장에 맞게 보정한 다음의 수식 (2)에 의해 산출한다.
Figure 112011045772359-pat00002

상기 수식 (2)에서, Y는 유출 가스 악취지수, k는 악취계수, C는 상수, B는 유출 가스 악취농도 계산값, y1은 복합악취 측정값, y2는 황화수소 측정값, y3은 암모니아 측정값, a는 복합악취 계수, b는 황화수소 농도계수, c는 암모니아 농도계수를 나타낸다.
만일 유출 가스 악취 지수값(Y)이 기 설정된 유출 가스 악취 지수 설정값 이상인 것으로 판단된 경우 제어부(500)는 제2 살수 펌프(640)를 작동시키고(S300), 기 설정된 유출 가스 악취 지수 설정값 미만인 것으로 판단된 경우 제어부(500)는 제2 살수 펌프(640)를 정지시킨다(S350).
또한, 단계(S250)와 마찬가지로, 유출 가스 악취지수값 변화량(ΔY)을 기 설정된 유출 가스 악취지수 설정값과 비교하여(S550) 유출 가스 악취지수 설정값 이상으로 변화된 경우에는 제어부(500)가 제2 살수 펌프(640)를 작동시키고(S600), 유출 가스 악취지수 설정값 미만으로 변화된 경우에는 제어부(500)가 제2 살수 펌프(640)를 정지시킨다(S650).
제2 살수 노즐부(840)는 제4 살수 펌프(640)의 구동 여부에 따라 작동하여 바이오 필터(200)에 물을 살수한다.
도 5는 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 장치가 일 실시예에 따라 실제 설치된 파일럿 반응기의 사진이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 장치가 일 실시예에 따라 실제 설치된 파일럿 반응기의 동작을 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 하·폐수 처리장에서는 황화수소, 메틸머캅탄 등의 황계열 악취물질과 암모니아, 휘발성 유기화합물 등 다양한 악취가 발생하는데 각 단위 공정의 운전 조건에 따라 농도의 변화가 큰 것이 특징이다.
본 발명에 따른 자가 진단형 가스 탈취 장치의 효용성을 평가하기 위하여 본 발명자는 하수와 폐수가 혼합되어 유입되는 안산 하수 처리장의 공장폐수 유입동 침사지를 대상 현장으로 설정하여 파일럿 규모의 검증 실험을 진행하였다.
유입동 침사지에서 발생하는 악취의 주요성분을 분석한 결과 황화수소, 메틸머캅탄 등과 같은 황계열 악취물질과 벤젠, 톨루엔과 같은 휘발성유기화합물이 대부분인 것으로 나타났다.
특히 황화수소의 농도범위는 0.1~130ppm으로 농도변화가 매우 컸으며 오전 11시를 전후하여 급격하게 농도가 상승하는 것으로 조사되었다. 이는 오전 8시 정도에 공장 조업이 시작되고 발생된 폐수가 하수처리장에 도달하는데 3시간 정도 소요되기 때문으로 판단된다.
본 발명에 따른 자가 진단형 가스 탈취 장치는 이러한 현장조건을 감안하여 전 처리를 위한 스크러버(100)와 본 처리를 위한 바이오 필터(200)를 병렬로 결합하여 일체형으로 제작하였다. 파일럿 반응기의 본체는 총 용량이 10 m3이며, 스크러버(100)와 바이오 필터(200)의 살수는 별도의 용수탱크와 살수장치로 각각 다르게 진행하였으며, 바이오 필터(200)는 2단으로 분리하고 각 단을 4개의 층으로 나누어 1개 층의 담체 충전용량을 0.75 m3으로 하였으며 1cm3 크기의 폴리우레탄 재질 담체를 충전하였다.
또한, 발생 악취를 포집하여 탈취설비로 이송시키기 위한 흡입식 탈취 팬 1대와 각 설비를 제어하고 자동운전이 가능한 전기 제어반을 구성하였으며 전력소모량은 탈취팬, 히터, 급수펌프 및 보온 열선에 필요한 예비전력까지 포함하여 15 kwh 용량으로 설계하였고, 탈취배관은 관경 250A에 해당하는 FRP 재질로 제작하였다.
자가 진단형 가스 탈취 장치 파일럿 반응기의 공탑 가스체류시간(EBRT)은 최초 36초였으며 6초씩 단계적으로 감소시켜 18초까지 운전하였다.
통상적으로 미국의 환경보호청(EPA, Environmental Protection Agency)에서 보고한 자료에 의하면 황화수소 처리에 필요한 바이오 필터의 적절한 가스체류시간은 15초 내지 25초 정도이며 휘발성 유기 화합물을 제거하기 위해서는 30초 내지 60초로 제시하고 있고, 악취의 농도가 높거나 부하변동이 큰 악조건 상황에서는 75초 이상까지 제시하고 있다.
따라서, 본 발명을 위한 실험조건은 황화합물과 휘발성 유기 화합물의 동시 제거를 위한 적절한 가스 체류 시간 보다는 짧은 편에 속한다고 할 수 있다.
스크러버(100)의 살수량은 액체와 기체의 비율에 따라 결정되는데 일반적으로 액기비는 발생 악취 유량 1m3당 1.5~2 L 수준으로 설계한다.
만일 기액비를 2로 할 경우 악취 처리량이 10 m3/min이면 살수량은 20 L/min이 되고 1일 물 사용량은 21.6 m3/day에 해당하며 살수에 소요되는 비용은 상하수도를 합하여 약 3만원/일에 달할 것으로 예상된다.
실제 현장에 설치된 탈취장치의 수량은 하수처리장의 규모에 따라 다르나 수 백 내지 수 천 m3/min 정도에 해당하므로 살수에 소요되는 비용 또한 매우 크다고 할 수 있다. 그러므로, 살수된 물을 재순환시키거나 약품을 사용하고 주기적으로 교환하는 방식이 많이 사용되지만 고농도의 악취가 유입되는 현장에는 약품비의 소모량도 상당하고 장기간 재순환할 경우 처리효율이 급감하는 현상이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 자가 진단형 가스 탈취 장치에 의해 악취농도에 따라 살수 펌프(600)를 조절하게 된다면 악취 제거 장치의 유지관리 비용은 외부 환경과 고농도 악취의 발생 추이에 따라 다르겠지만 대체로 80 내지 90 %의 살수비용을 절감할 것으로 예상된다.
도 6은 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 방법의 일 실시예에 따라 황화 수소 가스의 농도를 실제로 측정한 그래프로서, (a)는 황화수소의 유입 농도 측정 결과이고, (b)는 황화수소의 유출 농도 측정 결과이다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 방법의 일 실시예에 따라 황화 수소 가스의 농도를 실제로 측정한 실험 결과를 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에 따라 황화 수소 가스의 농도 측정은 35일간 진행하였으며 황화수소의 최대 유입농도는 96 ppmv까지 측정되었으며, 도 6(a)에서 보는 바와 같이, 농도변화의 폭이 매우 크고 불규칙적으로 발생하였다.
이러한 환경에서 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 방법의 일 실시예에 따라 황화 수소 가스의 농도를 실제로 측정한 결과, 황화 수소 가스의 농도변화가 컸음에도 불구하고 가스의 농도 변화에 따라 적합하게 살수 펌프(600)가 자동 제어됨에 따라 도 6(b)에서 보는 바와 같이, 보다 안정적인 처리효율을 나타내는 것으로 나타났다.
즉, 도 6(a) 및 6(b)에서 살수 펌프(600)가 작동된 후에 황화 수소 가스의 악취 처리효율은 99.9% 이상을 나타내어 본 발명의 자가 진단형 가스 탈취 방법의 악취 모니터링과 자동제어 기법을 적용할 경우 유입 부하 변동에 약한 종래의 생물학적 탈취방법의 한계점을 효과적으로 극복할 수 있음이 증명되었다.
이와 같이, 본 발명에 따른 자가 진단형 가스 탈취 방법은 가스의 악취제거를 위한 스크러버(100)와 바이오 필터(200)를 일체형으로 구성하고 발생하는 악취의 농도를 측정하는 센서를 스크러버(100)의 유입부 및 바이오 필터(200)의 배출부에 구비하여 악취 지수 및 악취 지수 변화량을 산출하고 기 설정된 악취 지수 설정값과 비교하여 악취 농도 변화에 따라 악취 제거를 능동적으로 자동 제어함으로써, 하·폐수 처리장에서 발생하는 복합적이고 다양한 악취를 제거할 수 있고, 주요 악취 물질을 전처리 단계에서 상당 부분 제거할 수 있어 효율적이고 경제적으로 가스의 악취를 저감시킬 수 있다.
또한, 실시간으로 가스의 악취 모니터링이 가능하고, 탈취 장치의 운전상태 등을 지속적으로 관찰 가능하여 이상 운전시 즉각적인 조치를 취할 수 있으므로 민원을 사전에 예방할 수 있으며, 탈취 용수 및 전기 사용량을 절감하여 운영비용을 절약할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. (a) 유입 가스의 하나 이상의 악취농도를 측정하여 유입 가스 악취 신호를 출력하는 단계;
    (b) 상기 유입 가스 악취 신호를 인가받아 유입 가스 악취 지수값으로 환산하여 상기 유입 가스 악취 지수값 및 상기 유입 가스 악취 지수값의 변화량을 기 설정된 유입 가스 악취 지수 설정값과 비교하는 단계;
    (c) 상기 (b) 단계의 비교 결과에 따라 제1 살수 펌프의 작동 여부를 자동 제어하는 단계;
    (d) 유출 가스의 하나 이상의 악취농도를 측정하여 유출 가스 악취 신호를 출력하는 단계;
    (e) 상기 유출 가스 악취 신호를 인가받아 유출 가스 악취 지수값으로 환산하여 상기 유출 가스 악취 지수값 및 상기 유출 가스 악취 지수값의 변화량을 기 설정된 유출 가스 악취 지수 설정값과 비교하는 단계; 및
    (f) 상기 (e) 단계의 비교결과에 따라 제2 살수 펌프의 작동 여부를 자동 제어하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 진단형 가스 탈취 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는
    상기 유입 가스 악취 지수값 및 상기 유입 가스 악취 지수값의 변화량이 상기 유입 가스 악취 지수 설정값 이상인 것으로 판단된 경우 상기 제1 살수 펌프를 작동시키고, 상기 유입 가스 악취 지수 설정값 미만인 것으로 판단된 경우 상기 제1 살수 펌프를 정지시키는 단계;
    인 것을 특징으로 하는 자가 진단형 가스 탈취 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는
    상기 제1 살수 펌프의 작동 여부에 따라 제1 살수 노즐이 구동되어 스크러버에 물을 살수하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 진단형 가스 탈취 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (f) 단계는
    상기 유출 가스 악취 지수값 및 상기 유출 가스 악취 지수값의 변화량이 상기 유출 가스 악취 지수 설정값 이상인 것으로 판단된 경우 상기 제2 살수 펌프를 작동시키고, 상기 유출 가스 악취 지수 설정값 미만인 것으로 판단된 경우 상기 제2 살수 펌프를 정지시키는 단계;
    인 것을 특징으로 하는 자가 진단형 가스 탈취 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 (f) 단계는
    상기 제2 살수 펌프의 작동 여부에 따라 제2 살수 노즐이 구동되어 바이오 필터에 물을 살수하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 진단형 가스 탈취 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계 이전에
    유입 배관을 통하여 상기 유입 가스의 샘플을 채취하는 단계;
    유출 배관을 통하여 상기 유출 가스의 샘플을 채취하는 단계;
    채취된 상기 유입 가스의 샘플 및 상기 유출 가스의 샘플을 정량 흡입하는 단계; 및
    흡입된 상기 유입 가스의 샘플 및 상기 유출 가스의 샘플에 포함된 수분을 저하시키는 수분 필터링 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 진단형 가스 탈취 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 스크러버에는 전 탈취용 폴링이 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 자가 진단형 가스 탈취 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는
    환산된 상기 유입 가스 악취 지수값을 디스플레이부에 표시하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 진단형 가스 탈취 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는
    환산된 상기 유출 가스 악취 지수값을 디스플레이부에 표시하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 진단형 가스 탈취 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 바이오 필터에는 본 탈취용 세라믹 미생물 담체가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 자가 진단형 가스 탈취 방법.
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