KR101450699B1 - 하수처리장 슬러지의 악취제거시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수처리장 슬러지의 악취제거시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하수처리장에서 발생하는 유해, 악취 가스를 효율적으로 처리함으로써, 환경오염을 방지하여 쾌적한 환경을 제공할 수 있도록 한 하수처리장 슬러지의 악취제거시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 하수처리장에 잔류하는 하수슬러지 및 음식물과 같은 유기성 폐기물 건조시 발생하는 악취를 동반한 유독성 가스를 효율적으로 처리함으로써, 악취를 효과적으로 제거하여 대기 및 환경오염을 예방하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

하수처리장 슬러지의 악취제거시스템{SYSTEM FOR DEODORIZING SEWAGE TREATMENT PLANT SLUDGE}

본 발명은 하수처리장 슬러지의 악취제거시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하수처리장에서 발생하는 유해, 악취 가스를 효율적으로 처리함으로써, 환경오염을 방지하여 쾌적한 환경을 제공할 수 있도록 한 하수처리장 슬러지의 악취제거시스템에 관한 것이다.

우리나라 폐기물 관리법에서 수분함량이 95% 미만이거나 고형물 함량이 5% 이상인 것으로 규정된 '슬러지(sludge)'는 도시 생활하수가 주요 발생원일 경우 유입수의 성상이 일정한 범위에 있어 거의 유사한 특성을 가지고 있다.

또한 발생되는 슬러지의 종류는 최초 침전지에서 제거되는 생슬러지와 2차 침전지에서 제거되는 잉여슬러지(활성슬러지)로 구성되며, 하수처리장에 따라서는 분뇨가 유입되어 슬러지와 함께 처리되는 경우가 많다.

하수처리장에서 최종적으로 발생되는 탈수케이크는 슬러지 처리 공정에 따라 다르다.

일반적으로 표준 활성슬러지법의 수처리 공정에서 발생되는 생슬러지(1차 슬러지)와 잉여슬러지(2차 슬러지)의 양은 전체 유입 하수량의 약 1% 정도로 발생하는데, 슬러지 내 고형물의 40∼90%는 유기물로 구성되어 있고 97∼99%의 함수율을 나타내어 폐기 처분하는데 많은 문제점이 있다. 즉, 슬러지 중에 다량 포함된 유기물은 극히 불안정하여 부패하기 쉽고 부패 시 악취가 발생함은 물론 인체와 생태계에 유해한 물질로 변질될 수 있으며, 위생상의 문제를 유발할 수 있다.

특히 악취는 다성분의 복잡한 물질로 구성되어 발생하는 것이 일반적이기 때문에, 어떤 종류의 악취가 얼마나 인체에 영향을 미치는가를 악취의 강도만으로 단정하기는 어렵다. 하수처리장에서 발생하는 악취가 인근지역 주민들에게 호흡기계, 순환기계, 소화기계, 생식기계, 내분비계를 포함한 신체적 상태와 정신 상태 모두에 다양한 양상으로 부정적인 영향을 미친다는 것이 보고된 바 있다.

따라서 하수처리장 슬러지의 악취를 효과적으로 제어함으로써 하수처리장이 혐오 시설이라는 오명을 벗고 지역 주민들에게 환경친화적인 시설이라는 인식을 심어줄 계기가 필요하다.

이러한 하수처리장의 슬러지, 즉 유기성폐기물의 처리와 관련한 기술로는 대한민국 특허 공개번호 제2006-0115691호(2006.11.09) "슬러지 건조장치", 대한민국 특허 공개번호 제2006-0129144호(2006.12.15) "유기물 슬러지 처리 장치" 등 많은 선행기술들이 존재하지만, 이와 같은 종래 기술들은 슬러지 건조처리에 주안점을 둠으로써, 그 건조처리과정에서 발생하는 악취 및 유해가스에 대해서는 큰 진전을 보이지 못하고 있다.

또한, 대한민국 실용신안 등록번호 제20-0335340호(2003.11.27) "유기성폐기물 건조장치", 대한민국 실용신안 등록번호 제20-0381200호(2005.03.31) "음식물 쓰레기 건조 장치" 등도 개시되어 있지만, 유기성 폐기물인 음식물쓰레기에 포함되어 있는 수분을 완전히 제거하기 위한 장치적 구성에 대해 개시하고 있을 뿐이다.

이와 같이, 종래 대부분의 유기성 폐기물의 건조에 대한 기술들은 건조에 대한 효율 및 수분의 완전한 제거를 목표로 함으로써, 악취 및 대기오염의 문제에 대한 효과적인 대안을 제시하고 있지 않아 환경오염에 대한 많은 문제가 있었다.

이러한 문제의 개선을 위한 또 다른 기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-0781793호(2007.11.27) "하수슬러지 및 음식물 처리시 발생하는 악취제거 장치"가 개시된 바 있다.

그럼에도 불구하고, 배출되는 처리가스에는 유해성 중금속을 포함한 악취성분이 남아 있기 때문에 특히 지역주민들이 이러한 악취로 인해 하수처리장의 건설을 극심하게 반대하는 원인을 제공하고 있으며, 이에 대한 완벽한 처리시스템의 구현을 지속적으로 요구하고 있다.

대한민국 특허 공개번호 제2006-0115691호(2006.11.09) "슬러지 건조장치" 대한민국 특허 공개번호 제2006-0129144호(2006.12.15) "유기물 슬러지 처리 장치" 대한민국 실용신안 등록번호 제20-0335340호(2003.11.27) "유기성폐기물 건조장치" 대한민국 실용신안 등록번호 제20-0381200호(2005.03.31) "음식물 쓰레기 건조 장치" 대한민국 특허 등록번호 제10-0781793호(2007.11.27) "하수슬러지 및 음식물 처리시 발생하는 악취제거 장치"

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 하수처리장에서 발생하는 유해, 악취 가스를 효율적으로 처리함으로써, 환경오염을 방지하여 쾌적한 환경을 제공할 수 있도록 한 하수처리장 슬러지의 악취제거시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

특히, 본 발명은 기존 하수처리장에 설치된 악취제거시스템을 그대로 유지하면서 처리가스를 재처리할 수 있는 완벽한 분해 제거시스템을 더 구현할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 유기성 폐기물(1)이 투입호퍼(1)를 통해 슬러지저장사일로(2)에 일시보관된 후 유동상건조로(3)로 유입되고, 그 유기성 폐기물(1)은 유동상건조로(3) 일측에 구비되어 있는 열교환기(31)에서 공급되는 에너지에 의해 건조처리되고, 그 유기성 폐기물(1)의 건조 처리과정에서 발생한 가스는 유동상건조로(3)의 상부 일측에 설치되어 있는 가스처리부(6)를 거쳐 외부로 배출되고, 그 건조 처리된 유기성 폐기물은 유동상건조로(3) 후단에 설치되어 있는 냉각기(4)로 이송되어 저온처리된 후 최종제품저장사일로(5)를 거쳐 최종제품(200)으로 처리되는 하수처리장 슬러지의 악취제거시스템에 있어서; 상기 가스처리부(6)는 유동상건조로(3)에서 발생한 가스에 포함되어 있는 분진 및 미세먼지를 응집처리한 후 그 응집처리된 분진은 혼합기(611)를 통해 유동상건조기(3)로 반송시키는 싸이클론(61)과, 그 싸이클론을 거친 가스를 냉각수공급기(621)에서 공급되는 냉각수를 이용하여 응축시키는 응축기(62)와, 그 응축기를 거친 가스에서 액상을 분리하는 수분분리기(63)와, 그 수분분리기(63)를 거친 가스를 팬(64)을 통해 공급받아 그 가스 내부에 포함되어 있는 악취 및 유해성분을 바이오필터를 이용하여 처리하는 탈취기(65)로 구성되어 정화처리된 처리가스(300)를 외부로 배출하고; 상기 싸이클론(61)은 열풍건조기로부터 유입된 가스에 포함되어 있는 미세분진 입자들을 프리차저(precharger)(612)를 통과시켜 예비하전시켜 그 싸이클론(61)의 내부 중심부에서부 일정간격으로 이격되어 있는 여과포(613)에서 1차 처리되고, 그 여과포(613)를 거친 미세분진 입자들은 싸이클론(61)의 중심부에 설치되어 있는 전극(614)에 의해 원심력과 정전작용에 의해 하강하여 자중에 의해 싸이클론호퍼(615)에 모여 배출되도록 구성되며; 상기 탈취기(65)의 말단에는 처리가스 재처리유닛(400)가 더 설치되고, 상기 처리가스 재처리유닛(400)은 선단으로부터 후단을 향해 제1플라즈마처리기(410), 와류생성판(420), 제2플라즈마처리기(430), 활성탄박스(440), 맥반석박스(450), 마이크로웨이브 발생기(460) 및 배출팬(470)이 하나의 세트로 조합 구성되되, 상기 제1플라즈마처리기(410)는 +전극판(412)과 -전극판(414)이 서로 상하로 마주보고 일정간격을 둔채 배열된 구조를 가지며, +전극판(412)과 -전극판(414)이 서로 한 쌍을 이룬채 다수 쌍이 구비된 형태이고, 이들 전극판들 사이에는 플로우스페이스(416)가 형성되어 처리가스가 흘러 나갈 수 있도록 구성되며, 상기 와류생성판(420)은 두께를 갖는 디스크 형상으로서 두께방향으로 관통된 다수의 와류생성홀(422)을 갖고, 상기 와류생성홀(422)은 상기 와류생성판(420)의 원주방향으로 다수 배열되며, 홀 형상 자체가 상기 와류생성판(420)을 두께방향으로 관통하여 형성될 때 나선상으로 선회된 구조로 형성되고, 상기 제2플라즈마처리기(430)는 상기 제1플라즈마처리기(410)와 직교되는 방향으로 설치되는데, +전극판(432)과 -전극판(434) 한 쌍이 세로방향으로 세워설치되고, 각 전극판에는 다수의 관통홀(436)이 형성되어 처리가스가 통과할 수 있도록 구성되며, +전극판(432)과 -전극판(434)에 형성된 관통홀(436)이 서로 엇갈리게 구성되고, 이들이 한 쌍을 이룬 상태에서 다수 반복설치되는 형태로 이루어지며, 상기 활성탄박스(440)에는 탈취용 활성탄분말이 충전되고, 상기 맥반석박스(450)에는 맥반석분말이 충전되며, 상기 마이크로웨이브 생성기(460)는 전자렌지의 원리를 그대로 도입한 것으로, 처리 효율을 높이기 위해 협소가이드(462)를 통해 통과되는 유로를 협소유로(464)로 줄이도록 구성되며, 배출 최종단에는 배출팬(470)이 구비되어 제1플라즈마처리기(410)로 유입된 처리가스가 역류되지 못하도록 흡입 배출하는 것을 특징으로 하는 하수처리장 슬러지의 악취제거시스템을 제공한다.

본 발명에 따르면, 하수처리장에 잔류하는 하수슬러지 및 음식물과 같은 유기성 폐기물 건조시 발생하는 악취를 동반한 유독성 가스를 효율적으로 처리함으로써, 악취를 효과적으로 제거하여 대기 및 환경오염을 예방하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 하수슬러지 및 음식물 처리시 발생하는 악취제거 장치를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 유동상건조로를 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 싸이클론을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 추가 실시예를 보인 예시도.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 후술되는 선등록특허 제0781793호를 그대로 이용한다. 때문에, 이하 설명되는 장치 구성상 특징들은 모두 등록특허 제0781793호에 기재된 사항들이다.

다만, 본 발명은 상기 등록특허 제0781793호에 개시된 구성들 중 목적을 달성하기 위해 특정 구성 일부를 개선한 추가 실시예 부분이 가장 핵심적인 구성상 특징을 이룬다.

따라서, 이하 설명되는 장치 구성과 특징 및 작동관계는 상기 등록특허 제0781793호의 내용을 그대로 인용하기로 하며, 후단부에서 본 발명의 주된 특징과 관련된 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템은 유동상 건조기(3)에서의 건조과정에서 발생한 유독성 가스는 그 유동상 건조기 상부 일측에 구비되어 있는 가스 처리부(6)에 의해 처리되는 것으로, 싸이클론(61), 응축기(62), 수분분리기(63), 팬(64), 탈취기(65)의 결합관계에 의해 구성된 그 가스 처리부(6)를 중심으로 기술적 구성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 싸이클론은 도 3에 도시된 바와 같이, 열풍건조기로부터 유입된 가스에 포함되어 있는 미세분진 입자들을 프리차저(precharger)(612)를 통과시켜 예비하전시키고, 그 예비하전된 미세분진 입자들은 싸이클론(61)에 진입하면서 먼저 싸이클론(61)의 내부 중심부에서부터 일정간격으로 이격되어 있는 여과포(613)를 먼저 거치고, 그 여과포(613)를 거쳐 1차 필터처리된 미세분진 입자들은 싸이클론(61)의 중심부에 설치되어 있는 전극(614)에 의해 원심력과 정전작용에 의해 하강하여 자중에 의해 싸이클론호퍼(615)에 모여 배출되도록 구성되어 있다.

상기 싸이클론(61)에서 처리된 가스는 싸이클론(61)의 상측 중심부에 구비되어 있는 배출구를 통해 응축기(62)로 이송된다.

상기 여과포(613)는 직경(Φ)이 150mm로 규격화된 것으로, 비중 1.38, 20℃에서의 수분흡수율(%)이 0.4인 폴리에스테르 섬유를 이용하여 제조한 것이다.

이와 같은 싸이클론(61) 장치에 의한 집진은 입경 3미크론을 기준으로 하여 종래 집진장치에 비해 1.4 ~ 2배 정도의 효율 상승효과를 갖는다.

상기 응축기(62)는 냉각수를 통해 유기성 폐기물의 잔여 수분의 기화로 발생된 증기를 응축시켜 처리한다.

그리고, 응축기는 냉각수공급기(621)와 연결되어 그 냉각수공급기(621)로부터 공급되는 냉각수를 응축기(62) 내부에서 순환시킴으로써 응축기(62) 내의 가스를 응축시킨다.

이때 응축기로 주입되는 냉각수의 온도는 30 ~ 40℃를 유지하는 것이 바람직하며, 이는 30℃이하의 냉각수를 주입할 경우에는 필요 이상의 응축으로 가스 처리효율이 떨어지고, 40℃이상의 냉각수를 주입할 경우에는 응축기(62) 내에서의 잔여 수분의 응축률이 떨어져 비효율적이므로, 냉각수의 주입온도를 30 ~ 40℃를 유지하는 것이 바람직하다.

상기 수분분리기(63)는 수분과 가스의 비중차를 이용하여 건식상태의 가스만이 흡입될 수 있도록 하고, 배기가스에서 분리된 수분을 연속적으로 배수하며, 용기 내부에 잔류가스가 발생하지 않도록 하는 것으로, 그 수분분리기(63)에서 처리된 가스는 팬(64)에 의해 그 후단에 설치된 탈취기(65)로 이송된다.

상기 탈취기(65)는 합성 수지 사출물을 충전재로 이용한 바이오필터로서, 그 바이오필터는 미생물이 서식하는 충전재에 통과시켜 악취물질을 산화분해하여 제거하는 것으로, 악취물질의 농도에 크게 제한됨이 없이 넓게 적용할 수 있고 탈취효율이 뛰어나다.

그러나 미생물을 이용한 악취물질을 제거하는 것이어서 그 온도가 40℃를 넘지 않게 유지해 주어야 하며, 바람직하게는 환경에 민감한 미생물의 최적의 상태를 유지하기 위해, 그 온도는 27 ~ 29℃, 습도 85 ~ 90%를 유지해야 한다.

아울러, 도 1 및 도 2에서 설명하지 않은 도면 부호들은 통상적인 시스템 구성으로서, 1은 투입호퍼, 2는 슬러지저장사일로, 4는 냉각기, 5는 최종제품저장사이로, 100은 유기성 폐기물, 200은 최종제품, 300은 처리가스를 의미한다.

또한, 미생물은 공해물질의농도에 따라 수명이 달라지는데 낮은 농도에서 오랜 수명을 유지한다.

상기 미생물이 서식하는 충전재는 미생물에 대한 높은 부착성과 기공을 갖는 것으로, 외부 압력에 대한 안정정을 갖는 것으로, 그 충전제는 ABS(Acrylonitrile-butadiene-styrene, 아크릴로니 트릴-부타디엔-스티렌수지), AS(Styrene-acrylonitrile, 아크릴로니 트릴-스티렌 수지), CA(Cellulose acetate, 셀룰로오스 아세테이트), CAB(cellulose acetate butyrate, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트), CAP(Cellulose acetate propionate, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트), CF(Cresol- formaldehyde, 크레졸 수지), CMC(Carboxymethyl cellulose, 카르복시메 틸 셀룰로오스), CN(Cellullose nitrate, 니트로 셀룰로오스), CP(Cellulose propionate, 셀룰로오스 프로피로 네이트), CS(Casein, 카세인), EC(Ethyl cellulose, 에틸 설룰로오스), EP(Epoxy resin, 에폭시 수지), MF(Melamine- formaldehyde, 멜라민 수지), PA(Polyamide, 폴리아미드), PC(Polycarbonate, 폴리카아보 네이트), PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene, 폴리클로로 트리플로오로화 에틸렌), PDAP(Poly(diallyl phthalate), 디알릴 프탈레이트 수지),PETF(Poly(ethylene terephthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트), PF(Phenol-fomaldehyde, 페놀 수지), PIB(Polyisobutylene, 폴리이소부 틸렌), PMMA(Poly(methyl methacrylate), 폴리메타크 릴산메탈(메타트릴 수지)), POM(Polyoxymethylene;Polyformaldehyde(polyacetal), 아세탈 수지),PS(Polystyrene, 폴리스티렌), PTFE(Polytetrafluoroethylene, 테트라 플루오르화 에틸렌 수지), PUR(Polyurethane, 폴리우레탄), PVAC(Poly(vinylacretate), 초산비닐) 수지, PVAL(Poly(vinyl alcohol), 폴리비닐 알코올), PVB(Poly(vinyl butyral), 폴리비닐 부티랄), PVCA(Poly (vinyl chloride acetate), 염화비닐 초산비닐 공중합체 수지, PvDC(Poly(vinylidene chloride), 염화비닐덴 수지), PVF(Poly(vinyl fluoride), 플루오르화 비닐 수지), PVFM(Poly(vinyl formal), 폴리비닐포르말), SB(Styrene-butadiene, 스티렌부타 디엔 공중합체 수지), SI( Silicon 규소 수지), UF(Ureaformaldehyde, 요소 수지), UP(Urisatorated polyester, 불포화폴리 에스테르 수지) 중에서 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합물 85 ~ 93중량%에, 고령토 6 ~ 10중량%, 산화방지제 0.5 ~ 3중량%, 가교제 0.5 ~ 2중량%를 첨가하여 사출과정을 거친 합성수지 충전재를 세척하여 건조시킨 후, 내부 압력이 25mmHg의 조건인 플라즈마발생장치에서 산소 가스와 아르곤 가스를 10분 간격으로 5회 정도 교대하면서 플라즈마 처리하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

상기 충전재의 형태는 볼(ball)형태, 원통형 형태, 구형 볼(ball)형태, 말 안장형태 등 필요에 따라 다양하게 제조할 수 있다.

상기 합성수지는 충전재의 전체중량에 대해 85 ~ 93중량%로 사용되는 것으로, 85중량% 이하로 사용할 경우에는 내구성이 떨어져 그 사용수명이 떨어지고, 93중량% 이상으로 사용할 경우에는 가공성이 떨어지므로, 충전재의 전체중량에 대해 85 ~ 93중량%로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 고령토는 pH가 5.3, 평균입자경(㎛)이 0.5, 비표면적이 4.0인 것을 사용하는 것으로, 충전재의 전체중량에 대해 6 ~ 10중량%로 사용된다.

그 고령토는 10중량% 이상으로 사용할 경우에는 가공성 및 내구성이 떨어지므로 충전재의 전체중량에 대해 6 ~ 10중량%로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 산화방지제는 트리스(2,4-디-3차-부틸페닐)-포스파이트, 비스(2,4-디-3차-부틸)펜타에리스리톨 디포스파이트, 디스테아릴펜타에리스리톨 디포스파이트 중 선택되느 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합인 것으로, 충전재의 전체중량에 대해0.5 ~ 3중량%가 사용된다. 0.5중량% 이하로 사용할 경우에는 산화방지 기능이 떨어지고, 3중량% 이상으로 사용할 경우에는 충전재의 내구성이 떨어지므로, 충전재의 전체중량에 대해 0.5 ~ 3중량%로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 가교제는 충전재의 전체중량에 대해 0.5 ~ 2중량%로 사용하는 것으로, 0.5중량% 이하로 사용할 경우에는 충전재의 강도 및 내구성이 떨어지고, 2중량% 이상으로 사용할 경우에는 가공성이 떨어지므로 충전재의 전체중량에 대해 0.5 ~ 2중량%로 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 기술적 구성을 갖는 탈취제에 의한 제거율은 VOC 농도 400ppm 미만에서 공탑체류시간(empty bed contact time; EBCT)이 10초일때 93%의 제거율을 보이고, 15초일때 97%의 제거효율을 보였다.

본 발명에 따른 추가 실시예는 도 4의 예시와 같이, 처리가스 재처리유닛(400)이 더 구비된다.

상기 처리가스 재처리유닛(400)은 탈취기(65)의 말단에 설치되며, 탈취기(65)를 통해 처리된 처리가스를 최종처리하는 수단이다.

이러한 처리가스 재처리유닛(400)은 선단으로부터 후단을 향해 제1플라즈마처리기(410), 와류생성판(420), 제2플라즈마처리기(430), 활성탄박스(440), 맥반석박스(450), 마이크로웨이브 발생기(460) 및 배출팬(470)이 하나의 세트로 조합 구성된다.

이때, 상기 제1플라즈마처리기(410)는 +전극판(412)과 -전극판(414)이 서로 상하로 마주보고 일정간격을 둔채 배열된 구조를 가지며, +전극판(412)과 -전극판(414)이 서로 한 쌍을 이룬채 다수 쌍이 구비된 형태이고, 이들 전극판들 사이에는 공간, 즉 플로우스페이스(416)가 형성되어 처리가스가 흘러 나갈 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 제1플라즈마처리기(410)와 간격을 두고 그 후단에는 와류생성판(420)이 구비되는데, 상기 와류생성판(420)은 두께를 갖는 디스크 형상으로서 두께방향으로 관통된 다수의 와류생성홀(422)을 갖는다.

상기 와류생성홀(422)은 상기 와류생성판(420)의 원주방향으로 다수 배열되며, 홀 형상 자체가 상기 와류생성판(420)을 두께방향으로 관통하여 형성될 때 나선상으로 선회된 구조로 형성된다.

뿐만 아니라, 상기 와류생성홀(422)은 설명상 필요에 의해 도시와 같이 크게 그렸지만, 사실상 아주 작은 구멍과 관로로 이루어진 것으로 와류생성판(420) 상에 무수히 많이 형성된다.

때문에, 상기 배출팬(470)에 의해 처리가스가 빨려 나갈 때 이를 통과하면서 나선상으로 선회유동하기 때문에 배출되는 쪽에서는 자연스럽게 와류를 형성하게 되므로 이를 통해 제1플라즈마처리기(410)를 통해 플라즈마 처리시 소멸되지 않고 남아 있는 다수의 라디칼이 재반응하여 악취 제거효율을 급격히 향상시키게 된다.

그리고, 상기 와류생성판(420)의 후측에는 이와 간격을 두고 제2플라즈마처리기(430)가 구비된다.

상기 제2플라즈마처리기(430)는 상기 제1플라즈마처리기(410)와 직교되는 방향으로 설치되는데, +전극판(432)과 -전극판(434) 한 쌍이 세로방향으로 세워설치디고, 각 전극판에는 다수의 관통홀(436)이 형성되어 처리가스가 통과할 수 있도록 구성된다.

이 경우, 상기 관통홀(436)은 전극판들 끼리 엇갈리도록 구성된다.

즉, +전극판(432)과 -전극판(434)에 형성된 관통홀(436)이 서로 엇갈리게 구성되고, 이들이 한 쌍을 이룬 상태에서 다수 반복설치되는 형태로 이루어진다.

때문에, 이를 통과하는 처리가스는 와류상태에서 상하방향으로 또 유동되면서 통과하게 되므로 플라즈마 처리시 발생된 라디칼의 반응을 현격히 향상시키게 되어 처리효율을 극대화시키게 된다.

한편, 상기 제2플라즈마처리기(430)의 배출단에는 간격을 두고 활성탄박스(440)와 맥반석박스(450)가 순차 설치된다.

이때, 활성탄박스(440)에는 탈취용 활성탄분말이 충전되어 있고, 맥반석박스(450)에는 맥반석분말이 충전되어 있으며, 박스 자체는 상기 분말들이 빠져나오지 못할 정도의 크기를 갖는 다수의 통공들이 형성되어 있어 이들 분말의 공극들 사이로 처리가스가 통과할 수 있도록 구성된다.

따라서, 1,2차 플라즈마 처리를 통해 거의 대부분 분해된 악취성분들은 이들 분말들에 의해 흡착 제거된다.

이에 더하여, 상기 맥반석박스(450)의 후단에는 간격을 두고 마이크로웨이브 생성기(460)가 더 설치된다.

상기 마이크로웨이브 생성기(460)는 전자렌지의 원리를 그대로 도입한 것으로, 처리 효율을 높이기 위해 협소가이드(462)를 통해 통과되는 유로를 협소유로(464)로 줄이도록 구성되며, 고주파 열처리를 통해 처리가스를 완전히 분해하게 된다.

특히, 협소유로(464)는 통과되는 처리가스의 양을 줄임으로써 마이크로웨이브 생성기(460)의 전단에서 체류하는 처리가스 양을 늘려 최대한 반응을 증대시키고, 배출시에는 신속히 배출되게 함으로써 처리효율을 높이도록 구성된다.

마지막으로, 배출 최종단에는 배출팬(470)이 구비되는데, 이는 제1플라즈마처리기(410)로 유입된 처리가스가 역류되지 못하도록 흡입 배출하기 위한 수단이다.

이와 같이, 본 발명에 따른 추가 실시예는 1차 처리된 처리가스를 재차 완벽하게 처리함으로써 악취 발생을 근원적으로 차단하여 하수처리장 주변에서 냄새가 발생하지 않도록 할 수 있다.

1: 투입호퍼 2: 슬러지저장사일로
3: 유동상 건조로 4: 냉각기
5: 최종제품저장사일로 6: 가스처리부

Claims (1)

1. 유기성 폐기물(1)이 투입호퍼(1)를 통해 슬러지저장사일로(2)에 일시보관된 후 유동상건조로(3)로 유입되고, 그 유기성 폐기물(1)은 유동상건조로(3) 일측에 구비되어 있는 열교환기(31)에서 공급되는 에너지에 의해 건조처리되고, 그 유기성 폐기물(1)의 건조 처리과정에서 발생한 가스는 유동상건조로(3)의 상부 일측에 설치되어 있는 가스처리부(6)를 거쳐 외부로 배출되고, 그 건조 처리된 유기성 폐기물은 유동상건조로(3) 후단에 설치되어 있는 냉각기(4)로 이송되어 저온처리된 후 최종제품저장사일로(5)를 거쳐 최종제품(200)으로 처리되는 하수처리장 슬러지의 악취제거시스템에 있어서;
   상기 가스처리부(6)는 유동상건조로(3)에서 발생한 가스에 포함되어 있는 분진 및 미세먼지를 응집처리한 후 그 응집처리된 분진은 혼합기(611)를 통해 유동상건조기(3)로 반송시키는 싸이클론(61)과, 그 싸이클론을 거친 가스를 냉각수공급기(621)에서 공급되는 냉각수를 이용하여 응축시키는 응축기(62)와, 그 응축기를 거친 가스에서 액상을 분리하는 수분분리기(63)와, 그 수분분리기(63)를 거친 가스를 팬(64)을 통해 공급받아 그 가스 내부에 포함되어 있는 악취 및 유해성분을 바이오필터를 이용하여 처리하는 탈취기(65)로 구성되어 정화처리된 처리가스(300)를 외부로 배출하고;
   상기 싸이클론(61)은 열풍건조기로부터 유입된 가스에 포함되어 있는 미세분진 입자들을 프리차저(precharger)(612)를 통과시켜 예비하전시켜 그 싸이클론(61)의 내부 중심부에서부 일정간격으로 이격되어 있는 여과포(613)에서 1차 처리되고, 그 여과포(613)를 거친 미세분진 입자들은 싸이클론(61)의 중심부에 설치되어 있는 전극(614)에 의해 원심력과 정전작용에 의해 하강하여 자중에 의해 싸이클론호퍼(615)에 모여 배출되도록 구성되며;
   상기 탈취기(65)의 말단에는 처리가스 재처리유닛(400)가 더 설치되고, 상기 처리가스 재처리유닛(400)은 선단으로부터 후단을 향해 제1플라즈마처리기(410), 와류생성판(420), 제2플라즈마처리기(430), 활성탄박스(440), 맥반석박스(450), 마이크로웨이브 발생기(460) 및 배출팬(470)이 하나의 세트로 조합 구성되되,
   상기 제1플라즈마처리기(410)는 +전극판(412)과 -전극판(414)이 서로 상하로 마주보고 일정간격을 둔채 배열된 구조를 가지며, +전극판(412)과 -전극판(414)이 서로 한 쌍을 이룬채 다수 쌍이 구비된 형태이고, 이들 전극판들 사이에는 플로우스페이스(416)가 형성되어 처리가스가 흘러 나갈 수 있도록 구성되며, 상기 와류생성판(420)은 두께를 갖는 디스크 형상으로서 두께방향으로 관통된 다수의 와류생성홀(422)을 갖고, 상기 와류생성홀(422)은 상기 와류생성판(420)의 원주방향으로 다수 배열되며, 홀 형상 자체가 상기 와류생성판(420)을 두께방향으로 관통하여 형성될 때 나선상으로 선회된 구조로 형성되고, 상기 제2플라즈마처리기(430)는 상기 제1플라즈마처리기(410)와 직교되는 방향으로 설치되는데, +전극판(432)과 -전극판(434) 한 쌍이 세로방향으로 세워설치되고, 각 전극판에는 다수의 관통홀(436)이 형성되어 처리가스가 통과할 수 있도록 구성되며, +전극판(432)과 -전극판(434)에 형성된 관통홀(436)이 서로 엇갈리게 구성되고, 이들이 한 쌍을 이룬 상태에서 다수 반복설치되는 형태로 이루어지며, 상기 활성탄박스(440)에는 탈취용 활성탄분말이 충전되고, 상기 맥반석박스(450)에는 맥반석분말이 충전되며, 상기 마이크로웨이브 생성기(460)는 전자렌지의 원리를 그대로 도입한 것으로, 처리 효율을 높이기 위해 협소가이드(462)를 통해 통과되는 유로를 협소유로(464)로 줄이도록 구성되며, 배출 최종단에는 배출팬(470)이 구비되어 제1플라즈마처리기(410)로 유입된 처리가스가 역류되지 못하도록 흡입 배출하는 것을 특징으로 하는 하수처리장 슬러지의 악취제거시스템.
   

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