KR101139793B1 - 메디아 복층부를 구비한 탈취장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수 처리장 등 환경기초시설에서 발생하는 악취를 제거하는 탈취장치에 관한 것으로서, 특히 다양한 메디아들을 복수의 층으로 구성하여 악취가스에 포함된 다양한 종류의 악취물질을 분해하며 미생물의 서식에 적합한 환경을 조성할 수 있게 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 탈취장치는 가스가 유입되는 유입구와 유입된 가스를 배출하는 배출구가 형성된 탈취조와, 다른 종류의 메디아가 각각 충진된 층들이 교번 적층되어 탈취조의 내부에 배치된 메디아 복층부와, 메디아 복층부에 보급수를 분사하는 분무기를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

메디아 복층부를 구비한 탈취장치{DEODORIZING APPARATUS WITH MEDIA MULTILAYER TYPE}

본 발명은 하수 처리장 등 환경기초시설에서 발생하는 악취를 제거하는 탈취장치에 관한 것으로서, 특히 다양한 메디아들을 복수의 층으로 구성하여 악취가스에 포함된 다양한 종류의 악취물질을 분해하며 미생물의 서식에 적합한 환경을 조성할 수 있게 구성한 것이다.

지속적인 경제발전과 산업화로 인하여 오염물질의 배출량도 지속적으로 증가하고 있으며, 이러한 오염물질의 종류도 점차 다양화되고 있다. 특히, 분뇨 처리장, 오폐수 처리장 및 각종 공장에서 발생되는 악취가스에는 황화수소(H₂S), 머캅탄(R-SH), 암모니아(NH₃) 및 아민류(RNH₂) 등이 있으며, 이들 악취가스들은 통상적으로 인체의 흡입시 두통이나 불쾌감을 유발하게 된다.

따라서, 다각적인 방면에서 악취가스를 제거하기 위한 연구가 진행되고 있으며, 그에 따른 많은 악취 처리 기술이 공지되어 있다. 현재 사용되고 있는 악취가스 처리 기술로는 크게 물리적 처리방법, 화학적 처리방법 및 생물학적 처리방법으로 분류된다.

물리적 처리방법으로는 활성탄 흡착법이 알려져 있으며, 이 활성탄 흡착법은 흡착제(활성탄, 지올라이트 등)의 미세 공극을 이용하여 탈취하는 방법이나, 활성탄의 교체 주기가 짧아 운전 및 유지 관리비가 많이 드는 문제점이 있다.

화학적 처리방법으로는 액상 촉매를 이용한 약액 세정법이 알려져 있으며, 이 약액 세정법은 약액의 중화 및 산화 반응을 이용하여 탈취하는 방법이나, 오폐수의 2차 처리가 추가적으로 필요하고, 액상 촉매의 지속적인 보충으로 인하여 운전 비용이 많이 들며, 약품 취급에 주의를 요하는 문제점이 있다.

생물학적 처리방법은 토양 탈취법, 포기조 미생물 탈취법 및 바이오 필터법이 알려져 있다. 토양 탈취법은 악취가스를 토양에 흡착시키거나 토양에 존재하는 미생물에 의해 악취 물질을 산화 분해하는 방법이나, 토양 미생물 관리에 살수가 필요하고, 설치면적이 클 뿐만 아니라 압력 손실의 과다로 전력 소모가 많은 문제점이 있다. 포기조 미생물 탈취법은 포기조 내의 미생물에 의해 악취 물질을 산화 분해하는 방법이나, 포기조의 운전상태에 따라 처리 효율이 변동되는 문제점이 있다. 또한, 바이오 필터법은 미생물이 취기성 성분을 대사 산물로 이용하는 성질을 이용한 생물학적인 탈취 방법이나, 초기 투자비가 높고, 정기적으로 충진재(media)를 교체해 주어야 하는 문제점이 있다.

한편, 아래 선행기술문헌에서 언급하고 있는 대한민국 등록특허공보 제10-1063801호(발명의 명칭 : 희토류볼 담체를 이용한 탈취장치)는 미생물이 서식하는 담체가 충진되어 악취가스를 분해하는 탈취장치에 관한 기술로서, 그 구성은 아래에서 설명하는 바와 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 탈취장치의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 희토류볼을 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 탈취장치(10)는 적정 습도를 유지하기 위해 물이 채워진 저장 탱크(20)와, 저장 탱크(20)의 상부에 설치되며 미생물이 표면에 흡착되어 서식하는 담체(31)가 충진된 탈취조(30)와, 저장 탱크(20)의 물을 끌어올려 탈취조(30) 내부에 분사함으로써 습도 유지, 분진 및 수용성 가스 제거, 그리고 미생물의 성장을 촉진시키는 분배부(40)와, 처리된 가스의 수분을 제거하는 분리기(50)를 포함한다.

또한 탈취조(30)의 내부에는 담체(31)가 구역별로 상하에 위치하며, 구역별로 위치한 담체(31)의 상부에 분배부(40)의 분무기(41)가 장착되어 분무기(41)에서 물을 스프레이하는 구성을 갖고 있다.

그리고 담체(31)를 구성하는 희토류볼(33)은 도 2에 도시된 바와 같이 통기성이 우수하도록 관통공(33H)들이 희토류볼(33) 전체에 균일하게 형성되어 있다.

하지만, 이와 같이 구성된 희토류볼을 포함한 담체의 경우에는 아래와 같은 문제점이 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 관통공(33H)들이 전체적으로 형성된 희토류볼(33)은 통기성은 우수하나, 상대적으로 상부에서 분무된 물이 희토류볼에 저장되지 않고 바로 배수됨으로써 탈취조 내부의 습도 유지가 어려워 미생물이 서식하기에 어려운 환경을 조성한다.

이와 같이 미생물이 서식하기에 어려움이 있고 통기성이 좋아 악취가스가 희토류볼을 쉽게 통과함으로써, 희토류볼의 적재 높이를 높여야 함에 따라 탈취장치의 높이 또한 높아질 수밖에 없고, 그에 따른 설비 제작비용이 증가하게 되는 단점이 있다.

또한, 희토류볼은 이산화규소를 주성분으로하여 알루미늄, 철, 칼륨, 나트륨과 같은 원소가 함유됨에 따라 희토류볼의 제작비용 또한 고가라는 단점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1063801(등록일; 2011년09월02일)

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 2종 이상의 메디아들을 적층하여 악취가스의 분해능력을 상승시키며 또한 메디아에서 서식하는 미생물의 성장을 촉진할 수 있도록 구성한 바이오트리클링 필터인 메디아 복층부를 구비한 탈취장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 유입된 악취가스가 배출되기까지의 압력손실을 낮출 수 있으며 보습성이 우수하도록 구성한 메디아 복층부를 구비한 탈취장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 친환경적인 메디아를 이용하여 환경오염을 예방하며 또한 미생물이 서식하기에 적합한 조건을 조성할 수 있는 메디아 복층부를 구비한 탈취장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 탈취장치는 가스가 유입되는 유입구와 유입된 가스를 배출하는 배출구가 형성된 탈취조와, 다른 종류의 메디아가 각각 충진된 층들이 교번 적층되어 탈취조의 내부에 배치된 메디아 복층부와, 메디아 복층부에 물을 분사하는 분무기를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 탈취조는 수직 대향류 탑 구조로서, 탈취조의 하부에 유입구가 형성되고, 탈취조의 상부에 배출구가 형성되며, 유입구로 유입된 가스는 상향으로 유동하면서 메디아 복층부와 분무기를 통과하여 배출구로 배출된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 메디아 복층부를 통과한 가스에 포함된 수분을 제거하는 분리기를 더 포함하며, 분리기에서 수분이 제거된 가스가 배출구를 통해 배출된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 메디아 복층부는 제1메디아들이 충진된 제1메디아 층과 제2메디아들이 충진된 제2메디아 층을 포함하며, 제1메디아 층과 제2메디아 층들은 교번하여 적층된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1메디아는 구형 구조로서, 관통공들이 형성된 합성수지 재질이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제2메디아는 구형 구조로서, 점토재질이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 탈취조의 하단에는 집수탱크가 설치되며, 분무기에서 분사된 물은 집수탱크에 집수된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 집수탱크의 물을 분무기로 강제 이송하여 순환하는 순환시스템을 더 포함한다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 메디아 복층부를 구비한 탈취장치는 다양한 종류의 메디아를 각 층별로 적층하여 메디아 복층부인 바이오트리클링 필터를 형성함으로써, 악취가스에 포함된 악취물질을 다양하게 분해하여 분해능력을 상승시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 메디아 복층부를 구비한 탈취장치는 통기성이 우수한 메디아 층을 형성함으로써, 악취가스의 손실압력을 낮춰 탈취장치의 전체적인 크기 및 부품의 용량을 줄여 시공비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 탈취장치의 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 희토류볼을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 메디아 복층 구조의 탈취장치를 나타낸 단면도이고,
도 4는 도 3에 도시된 탈취장치의 작동관계를 나타낸 개략도이며,
도 5는 도 3에 도시된 제1메디아를 나타낸 사시도이고,
도 6은 도 3에 도시된 제2메디아를 나타낸 사시도이다.

아래에서는 본 발명에 따른 메디아 복층부를 구비한 탈취장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 3은 본 발명에 따른 메디아 복층 구조의 탈취장치를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 탈취장치의 작동관계를 나타낸 개략도이며, 도 5는 도 3에 도시된 제1메디아를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 3에 도시된 제2메디아를 나타낸 사시도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 탈취장치(100)는 대향류 구조의 탈취조(110)와, 악취가스가 탈취조(110)의 하단으로 유입되도록 탈취조(110)의 하단에 형성된 유입구(111)와, 탈취조(110)의 내부에 제1메디아 층(121)과 제2메디아 층(122)이 교번하며 적층된 메디아 복층부(120)와, 메디아 복층부(120)의 상부 장착되며 보급수를 메디아 복층부(120)에 분사하는 분무기(140)와, 분무기(140)의 상부에 위치하며 상부로 유동하는 가스의 수분을 제거하는 분리기(150)와, 탈취조(110)의 상단에 형성된 배출구(113)를 포함한다.

그리고 바람직하게는 탈취장치(100)의 하부에는 집수탱크(101)가 위치하며 집수탱크(101)에 저장된 보급수를 분무기(140)를 통해 분사할 수 있도록 순환시스템(103)이 장착된다. 여기에서 집수탱크(101)와 순환시스템(103)은 탈취조(110) 내부의 습도 유지 및 미생물의 성장에 필요한 수분을 제공한다.

아래에서는 탈취장치에 대해 구체적으로 설명한다.

탈취조(110)는 수직 대향류 탑 구조로서, 탈취조(110)의 하부에 장착된 유입구(111)를 통해 악취가스가 유입된 후 상부로 유동하면서 탈취조(110)의 내부에 설치된 메디아 복층부(120)를 통과한다.

메디아 복층부(120)는 제1메디아(131)가 충진된 제1메디아 층(121)에 제2메디아(132)가 충진된 제2메디아 층(122)이 교번하여 적층된 복층 구조이다.

제1메디아(131)는 도 5에 도시된 바와 같이, 다공 볼 구조로서, 제1메디아(131)를 관통하는 관통공(131H)들이 제1메디아(131) 전체에 형성되어 통기성이 우수하다. 또한, 제1메디아(131)의 재질은 합성수지 재질로서, 내수성 및 강성이 우수하다. 이를 더욱 상세히 설명하면 상기 제 1메디아(131)는 도 5에서 보는 바와 같이 직경이 다른 복수의 원판(131-1,2)이 상호 교차하면서 복수의 관통공(131H)이 형성되는 구형구조로, 이렇게 구성되는 제 1메디아(131)는 복수로 인접 및 적층됨으로써 제 1메디아층(121)이 형성되는데, 각각의 제 1메디아(131)에 형성된 복수의 관통공(131H)이 인접 및 적층에 의해 다방향으로 굴곡되는 유로(131-3)를 형성하게 되는 것이다. 이러한 유로(131-3)는 일 예로 어느 제 1메디아(131)의 관통공(131H-1)과 타 제 1메디아(131)의 관통공(131H-2)에 의해 형성될 수 있으며, 이러한 유로(131-3)는 제 1메디아(131)가 인접 및 적층되면서 다방향으로 굴곡 형성이 되는 것이다. 이렇게 제 1메디아층(121)에는 다방향으로 복수의 유로(131-3)가 형성됨으로써 이를 통과하는 보급수(W)에는 와류가 형성되는 것이다.

제1메디아(131)는 상부에서 분사된 보급수와 악취가스가 접하여 악취가스가 보급수에 수용되어 액상화 되는 것을 촉진하는 기능을 수행한다. 이와 같이 악취가스가 보급수에 수용되어 액상화되었을 때에 미생물이 수용된 악취물질을 분해할 수 있다.

한편, 도 6에 보이듯이, 제2메디아(132)는 클레이(clay) 재질의 볼 구조로서, 수분함량이 제1메디아(131)에 비해 크다. 따라서 미생물이 제2메디아(132)에서 서식할 수 있으며 저장된 수분에 의해 성장 가능하다.

이와 같이 제1메디아(131)들로 구성된 제1메디아 층(121)과 제2메디아(132)들로 구성된 제2메디아 층(122)이 탈취조(110)를 따라 상부로 교번하여 배치됨으로써, 제1메디아 층(121)에서는 악취물질이 수용되고, 악취물질을 수용한 보급수가 아래의 제2메디아 층(122)으로 유입되면서 제2메디아(132)에 저장됨과 동시에 미생물에 의해 수용된 악취물질이 분해된다.

이와 같이 제2메디아(132)는 그 입자의 크기에 따라 표면적이 증가할 수 있으나, 입자가 너무 작으면 통기성이 떨어지고 유실될 수 있기에, 제2메디아(132)는 그 강성, 통기성 및 표면적을 고려하여 직경이 1인치(inch) 내지 2인치(inch)의 범위로 구성되는 것이 바람직하며, 통기성을 향상시키기 위해서는 볼 즉 구형이 바람직하지만, 타원형과 같은 형태로 제작하더라도 제2메디아(132)의 기능을 구현할 수 있다.

한편, 메디아 복층부(120)의 상부에는 분무기(140)가 장착되고, 분무기(140)에서 분사된 보급수는 하부에 위치한 메디아 복층부(120)를 통해 탈취조(110) 아래로 유동한다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1메디아(131)에서 악취가스의 악취물질이 보급수에 수용되며, 제1메디아(131)에서 흘러내린 보급수는 미생물이 집중적으로 서식하고 있는 제2메디아(132)에 흡착되면서 미생물에 의해 악취물질이 분해된다.

이와 같이 악취가스는 메디아 복층부(120)를 통과하면서 미생물에 의해 악취물질이 분해되고, 악취물질이 제거되고 수분이 포함된 가스가 분리기(150)로 유입된다.

분리기(150)는 가스에 포함된 수분을 제거하고, 수분이 제거된 청정한 가스는 탈취조(110)의 배출구(113)를 통해 배출된다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 탈취조(110)의 하부에는 집수탱크(101)가 위치하며 집수탱크(101)에 저장된 보급수를 분무기(140)를 통해 메디아 복층부(120)에 분사하는 것이 바람직하며, 집수탱크(101)에 저장된 보급수를 분무기(140)로 펌핑하여 강제 이송시키는 순환시스템(103)을 구축함으로써, 분무기(140)를 통해 분사된 보급수는 메디아 복층부(120)를 통과한 후에 다시 집수탱크(101)로 집수되는 순환사이클을 갖게 된다.

100 : 탈취장치
101 : 집수탱크
103 : 순환시스템
110 : 탈취조
111 : 유입구
113 : 배출구
120 : 메디아 복층부
121 : 제1메디아 층
122 : 제2메디아 층
131 : 제1메디아
132 : 제2메디아
140 : 분무기
150 : 분리기

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5. 가스가 유입되는 유입구와 유입된 가스를 배출하는 배출구가 형성된 탈취조와, 다른 종류의 메디아가 각각 충진된 층들이 교번 적층되어 탈취조의 내부에 배치된 메디아 복층부와, 메디아 복층부에 보급수를 분사하는 분무기를 포함하며, 상기 탈취조는 수직 대향류 탑 구조로서, 탈취조의 하부에 유입구가 형성되고, 탈취조의 상부에 배출구가 형성되며, 유입구로 유입된 가스는 상향으로 유동하면서 메디아 복층부와 분무기를 통과하여 배출구로 배출됨을 특징으로 하되, 상기 메디아 복층부를 통과한 가스에 포함된 수분을 제거하는 분리기를 더 포함하며, 분리기에서 수분이 제거된 가스가 배출구를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 탈취장치에 있어서,
   상기 메디아 복층부는 제 1메디아들이 충진된 제 1메디아 층과 제 2메디아들이 충진된 제 2메디아 층을 포함하며, 제1메디아 층과 제2메디아 층들은 교번하여 적층되고,
   상기 제1메디아는 합성수지 재질로, 직경이 다른 복수의 원판이 상호 교차하면서 복수의 관통공을 형성하는 구형구조로서, 상기 제 1메디아층은 상기 제 1메디아 간이 인접 및 적층됨으로써 각각의 관통공에 의해 다방향의 유로가 형성되어 이를 통과하는 보급수에 와류가 발생하도록 하는 것을 특징으로 하며,
   상기 제 2메디아는 점토재질로, 직경이 1 내지 2인치인 구형구조인 것을 특징으로 하는 탈취장치.
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