KR101497273B1 - 밀폐형 순환 타입의 미생물 친환경적 바이오필터 - Google Patents
밀폐형 순환 타입의 미생물 친환경적 바이오필터 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 종래의 기술사상을 적극 개선하여 미생물이 서식할 수 있는 최적의 환경 조성과 함께 대상 액비는 물론 퇴비로부터 비롯되는 악취 일체를 자체적으로 순환 반복시켜 수개의 필터부재로 하여금 반응을 유발함에 따라 공기정화가 구현될 수 있도록 구성한 밀폐형 순환 타입의 미생물 친환경적 악취처리구조에 관한 것으로, 분뇨로부터 획득된 액상 비료를 일정량 저장하기 위하여 함체형으로 구비되는 액상분뇨집수조(10);와, 액상분뇨집수조로부터 기 설정된 수위에 해당하는 만큼 대상 액상 분뇨를 연속적으로 전달받아 미생물 배양에 의한 생물학적 반응을 유발하여 액비로 가공하기 위한 폭기조(11);와, 폭기조로부터 가공된 액상 비료, 또는 처리수를 연속적으로 전달받아 일정량씩 농가에 공급할 수 있도록 저류하는 액비저류조(20);와, 고체 상태로 분리된 분을 퇴비화로 숙성하기위한 퇴비제조가공시설(30);을 포함하고, 상기 폭기조(11) 및 액비저류조(20)는 합성수지 소재로 이루어져 상방에서 하방에 이르도록 직선 형태로 하향 배치되는 수개의 필터부재(40)를 교번 배열하여 미생물의 서식 공간이 되게 하면서 액상분뇨집수조(10)로부터 유입된 액상 비료를 반복적으로 해당 필터부재(40)에 분사될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 미생물을 적극 활용하여 악취처리의 기능을 실시 유도하는 일련의 구조 내지 관련 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 기술사상을 적극 개선하여 미생물이 서식할 수 있는 최적의 환경 조성과 함께 대상 액비는 물론 퇴비로부터 비롯되는 악취 일체를 자체적으로 순환 반복시켜 수개의 필터부재로 하여금 반응을 유발함에 따라 공기정화가 구현될 수 있도록 구성한 밀폐형 순환 타입의 미생물 친환경적 바이오필터에 관한 것이다.
종래의 악취제거 방법에는 세정법, 흡착법, 연소법, 산화법 등의 물리화학적 방법이 많이 이용되었으나, 흡착법의 경우 활성탄 등 흡착제의 재생 과정이 필요하고 처리비용이 높은 단점이 있으며, 연소법의 경우 불완전 연소시 알데히드, 케톤, 기타 불포화산의 발생으로 인하여 냄새 물질이 더욱 발생하는 문제와 함께 2차적인 대기오염을 유발할 수 있는 단점이 있고, 산화법이나 세정법 등에 있어서는 약품소비로 인한 2차 오염문제의 유발 및 높은 유지 관리비 등의 문제가 초래되는바, 최근에는 보다 환경 친화적이면서 고효율, 저비용의 청정기술인 생물탈취법(biofiltration)이 주목을 끌고 있다.
현재, 생물탈취법으로는 규조토를 이용한 악취가스 제거 방법으로 일본특허특개평4-300621(생물탈취장치), 세라믹담체를 이용한 탈취법으로 일본특허 특개평4-281817(미생물고정화용 세라믹 담체를 이용한 고효율 생물탈취 장치), 부직포를 이용한 생물탈취법으로 일본특허 특개평4-29715(생물탈취용 필터), 피트(peat)를 이용한 생물탈취법으로 일본특허 특개평3-181312(생물탈취장치용 충진재 및 생물탈취장치) 등이 공지되어 있다.
이러한 생물탈취법은 미생물 활동을 통해 악취성분을 산화하여 제거시키는 방법으로서 2차 오염이 거의 없고 유지 관리비가 저렴하다는 특징을 지니고 있으며, 특수한 미생물을 첨가하는 것이 아니라 자연에 있는 미생물의 활동에 의해 악취를 제거한다는 점에서 환경부하를 최소화할 수 있는 방법이라고 할 수 있다.
생물탈취법의 기본원리는 악취물질(
, 
, 메틸메르캅탄 등)이 공기와 함께 공극 공간을 흐르다가 담체 표면에 형성된 액상생물막에 이르는 단계, 순양된 미생물들로 구성된 생물막 표면에 흡착된 악취물질과 공기가 농도 구배에 의하여 생물막 속으로 확산되는 단계, 미생물들이 그 악취물질을 주기질로 산화하여 에너지를 얻거나 효소 반응하는 단계의 3단계 과정에 의하며, 이 과정을 거치면서 처리목표물질은 
, 
, 무기염, 바이오매스(biomass) 등으로 전환된다.
상기 과정의 효율이 극대화되기 위해서는 바이오필터가 아래의 조건들을 충족시켜야 한다. 즉, 바이오필터 담체의 요건으로서, 미생물의 부착 생장을 위한 영역 확보 및 미생물과 처리목표물질의 흡착효율 향상을 위해 큰 비표면적을 가질 것, 압력손실 및 기체의 체류시간 감소방지를 위해 수축 팽창률이 적고 공극률이 높을 것, 미생물의 생장조건이며 활성유지에 필수요소인 수분의 보유력이 높을 것, 미생물의 생장으로 인한 중량 증가를 지지할 수 있는 강도를 가지면서 동시에 가벼울 것의 요건이 충족되어야 하며, 끝으로 미생물의 생장활동에 필요한 영양염류 등이 담체 자체 내 혹은 외부에서 공급될 수 있는 조건이 갖추어져야 한다.
한편, 상기 생물탈취법을 수행하기 위한 바이오필터 장치는 그 원리가 이미 잘 알려져 있고 구조도 비교적 단순하기 때문에 플랜트업체를 비롯한 10여 개 이상의 업체에 의해 이미 상품화되어 있는 상태로, 장치의 구조는 대개 비슷하고 단지 미생물 담체에서만 차별화를 두고 있으나, 이 같은 종래의 담체는 다음과 같은 문제점을 안고 있다.
첫째, 여러 종류의 악취가스가 효율적으로 제거될 수 없다는 문제로서, 이는 미생물에 의한 처리목표물질의 분해 과정에서 생성되는 산에 의한 pH저하로 인하여 미생물의 생육환경이 산성으로 변화하는 데에서 기인하는 것으로, 산성환경에서 생육하는 미생물로는 황화수소만 제거할 수 있으며, 그 외의 악취유발물질인 암모니아, 메틸메르캅탄, 황화메틸 등의 처리 효율이 떨어지는 문제가 그것이다.
둘째, 압력손실의 문제로서, 이는 미생물에 의한 물질 분해 산물인 황산염 등의 염이 담체의 공극에 축적되어 발생하는 막힘 현상에 기인한 것으로, 특히 피트(peat) 등의 자연여재의 경우에는 미생물이 담체의 유기물을 분해하므로 담체의 입경이 작아져 조밀하게 되어 막힘 현상과 더불어 압밀에 의한 압력손실이 발생하는 문제가 있다.
셋째, 저온에서는 미생물의 활성이 낮아지므로, 탈취성능이 저하되는 문제가 있다.
특히, 종래기술 중 폐가스의 생물학적 탈취방법 및 장치로서 한국특허 제 138050호가 공지되어 있으며, 여기에서는 바이오필터의 담체로써 자연여재인 나무껍질을 사용하고 있어서, 장시간 운전시 여재 자체에서 침하가 발생하고 관로 현상이 발생하여 미생물과 처리 목표 물질의 접촉면적이 충분히 확보되지 못함으로써 바이오필터의 처리 효율이 급격히 낮아지게 되므로, 여재를 교체해 주어야 한다는 단점이 있다.
또 다른 종래기술로서 락울을 이용한 바이오필터장치(道宗直昭, 락울탈취장치의 개발-실용화시험에 대하여, 취기의 연구, Vol. 21, No. 3, P161-162, 1990)가 공지된 바 있으며, 여기에는 락울을 입상화한 후 유기물, 미생물원 등을 첨가하여 질산균 등의 미생물의 활성을 높여 탈취제로 개발한 데에 그 특징이 있다.
그러나, 상기 언급한 기술들은 여전히 막힘 현상으로 인한 압력손실, 관로 현상의 발생, 압밀 등에 의한 담체 자체의 침하 등에 의해 처리목표물질과 미생물 담체 사이의 충분한 접촉면적 및 접촉시간이 확보되지 못하는 문제가 발생하여 악취가스 제거를 효과적으로 수행하지 못하고 있는 실정이다.
더욱이, 이러한 종래의 기술사상들은 가스체류시간을 적정 시간 보장해야하므로 보다 큰 체적을 필요로 하고, 외부에 개방된 형태로 제공되므로 사계절 기온 변화에 따라 미생물 적응을 어렵게 하는 등 계절적 요인에 의한 지장을 초래함은 물론, 이와 관련한 습도가 적절히 유지되어야 하기에 유지 관리 면에서 상당한 어려움이 존재한다. 특히, 전술한 바와 같이 기존 우드칩의 사용으로 인해 최초 공기의 유동성을 확보할 수 있으나 시간이 경과되면서 관련 미생물이 이러한 우드칩을 갉아 먹음에 따라 우드칩의 상태가 조밀해져 압력손실이 유발되는바, 급기야 공기소통이 불가해져 별도의 시간과 비용을 들여 새로이 교체해야만 하므로 개선의 요구가 상당하다.
본 발명은 상기의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 안출된 것으로, 미생물이 서식하고 있는 동일한 환경 내에서 자체 반복 순환 방식으로 생물학적 반응을 유도할 수 있는 관련 구조를 채택하는 것이 해결하고자 하는 과제이다.
이와 더불어, 기존과 같이 외부 개방형이 아닌 구획 편성된 함체형의 밀폐된 타입으로 관련 구조를 제공하여 액비와 퇴비에서 기인되는 악취를 순차적으로 정화할 수 있게 하는 것을 다른 해결 과제로 한다.
상기한 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 악취처리구조(100)를 구성함에 있어서,
상기 악취처리구조(100)는 분뇨로부터 고액분리된 액상분뇨를 집수하기 위한 액상분뇨집수조(10);와, 액상분뇨집수조로부터 유입되는 악취 상태의 액상분뇨를 저장한 후 미생물 배양에 의한 생물학적 반응을 유발함으로써 호기성이나 혐기성으로 가공, 처리하여 액비화를 유도하는 폭기조(11)와, 폭기조로부터 가공 처리된 액상 비료를 연속적으로 전달받아 일정량씩 필요에 따라 농가에 공급할 수 있도록 저류하는 액비저류조(20);와, 고체 상태로 분리된 분뇨를 퇴비화로 숙성하기 위한 퇴비제조가공시설(30);을 포함하고, 상기 폭기조(11)와 액비저류조(20)에는 합성수지 소재로 이루어져 상방에서 하방에 이르도록 직선 형태로 하향 배치되는 수 개의 필터부재(40)를 교번 배열하여 미생물의 서식공간이 제공되게 하되, 상기 액비저류조(20)는 폭기조(11)를 거친 무취 상태의 액상 비료를 반복적으로 필터부재(40)에 분사될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 액비저류조(20)는 내부의 액상 비료를 상향 이동시켜 필터부재(40) 상방에서 하향 분사 유도할 수 있도록 공급관(21)이 더 배치되고, 상기 공급관(21)에는 근거리 균등 분사를 위한 수개의 노즐(22)이 등간격으로 배치되는 것을 포함한다.
또한, 상기 액상분뇨집수조(10)는 적어도 하나의 유입관(31)을 통해 퇴비제조가공시설(30)과 상호 연결 형성되는 것을 포함한다.
또한, 상기 액비저류조(20)에는 적어도 하나의 배출수단(50)을 더 형성하되, 상기 배출수단(50)은 액비저류조 내부의 공기를 일방향에서 흡입할 수 있는 송풍팬으로 구성되는 것을 포함한다.
또한, 상기 폭기조(11)와 액비저류조(20)는 액상 비료의 수위와 근접되는 지점에 이르도록 필터부재(40)를 하향 배치하거나 또는 액상 비료와 필터부재 사이 공간에 이격 공간이 형성되도록 격벽(60)을 더 형성하고, 상기 격벽(60)은 액상 비료의 유동성을 위해 일정 각도의 경사면으로 이루어지되 하방으로 포집될 수 있도록 경사가 완료되는 해당 단부를 중공의 영역으로 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 액비저류조(20)는 내부의 액상 비료를 상향 이동시켜 필터부재(40) 상방에서 하향 분사 유도할 수 있도록 공급관(21)이 더 배치되고, 상기 공급관(21)에는 근거리 균등 분사를 위한 수개의 노즐(22)이 등간격으로 배치되는 것을 포함한다.
또한, 상기 액상분뇨집수조(10)는 적어도 하나의 유입관(31)을 통해 퇴비제조가공시설(30)과 상호 연결 형성되는 것을 포함한다.
또한, 상기 액비저류조(20)에는 적어도 하나의 배출수단(50)을 더 형성하되, 상기 배출수단(50)은 액비저류조 내부의 공기를 일방향에서 흡입할 수 있는 송풍팬으로 구성되는 것을 포함한다.
또한, 상기 폭기조(11)와 액비저류조(20)는 액상 비료의 수위와 근접되는 지점에 이르도록 필터부재(40)를 하향 배치하거나 또는 액상 비료와 필터부재 사이 공간에 이격 공간이 형성되도록 격벽(60)을 더 형성하고, 상기 격벽(60)은 액상 비료의 유동성을 위해 일정 각도의 경사면으로 이루어지되 하방으로 포집될 수 있도록 경사가 완료되는 해당 단부를 중공의 영역으로 구성한 것을 특징으로 한다.
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그리고, 본 발명의 필터부재(40)는 폭기조(11)와 액비저류조(20) 내부 상방에서 격자프레임(25)에 의해 거치식 고정이 이루어져 위치 배열되는 것을 포함하고, 격자프레임(25) 상에서 수개의 필터부재(40)를 개별 정렬 유도할 수 있도록 고리 타입의 걸림편(41);과, 걸림편과 상호 연계되고 합성수지를 소재로 하여 꼬임 형상으로 하향 연장시킨 몸체부(42);와, 합성수지를 소재로 하고 몸체부 상에서 수개의 다발 타입으로 연속적인 배열 구조를 갖는 숱부재(43);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 숱부재(43)는 몸체부(42)로부터 양단이 일괄 구속되는 구조에 기인하여 링 형상의 단면을 갖도록 구성되는 것에 특징이 있다.
상기의 해결 수단으로 구성되는 본 발명의 악취처리구조에 의하면, 미생물이 서식하고 있는 동일한 환경 내에서 자체적으로 반복 순환되는 방식에 의해 생물학적 반응을 유도함에 따라 보다 확실하고 개선된 악취처리를 실시할 수 있는 효과가 있다.
특히, 외부 개방형이 아닌 구획 편성된 함체형의 밀폐된 타입으로 관련 구조를 제공함으로써 액비와 퇴비에서 기인되는 악취를 순차적으로 정화할 수 있음은 물론, 기존 바이오필터보다 적은 체류시간으로 악취의 처리가 가능할 뿐만 아니라 사계절 기온 변화에도 유연하게 대처할 수 있고, 아울러 새로운 환경을 조성하는 것이 아닌 미생물이 서식하고 있는 동일한 환경 내에서 반응이 유발되는 구조의 특성상 미생물의 인위적인 서식 조건을 요구하지 않게 되므로 더욱 효과적이다.
도 1은 종래 기술로부터 제공되는 개방형 평면 바이오필터의 작용에 기인한 악취처리구조.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의하여 구성되는 악취처리구조를 도식화한 흐름도.
도 3은 본 발명의 바이오필터를 상세 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 적용되는 필터부재 및 이의 분포 상태를 예시적으로 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의하여 구성되는 바이오필터의 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의하여 구성되는 악취처리구조를 도식화한 흐름도.
도 3은 본 발명의 바이오필터를 상세 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 적용되는 필터부재 및 이의 분포 상태를 예시적으로 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의하여 구성되는 바이오필터의 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고, 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도 1은 종래 기술로부터 제공되는 개방형 평면 바이오필터의 작용에 기인한 악취처리구조이다.
도 1을 참고하여 종래 기술에 의해 실시되던 바이오필터의 작용에 관해 기재하면 다음과 같다.
악취 및 VOCs를 제거함에 있어서 기존의 물리화학적인 방법은 제거효율은 비교적 우수하지만 시설비 및 운전비가 많이 소요되어 저농도의 폐가스를 배출허용치까지 감소시키는데 비경제적일 뿐 아니라, 2차 오염물질을 발생시키는 단점이 있다. 예컨대, 기존 화학적 처리 방법의 경우 별도의 약품을 필요로 하므로 친환경이지 못한 문제점으로 인해 거부감이 많아 새로운 대책의 필요성을 체감하고 있다.
이에, 최근에는 미생물을 이용한 악취 VOCs 제거에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 운전 비용이 저렴하고 낮은 에너지 소비량과 2차 오염물질이 없는 이유로 그 이용 폭을 넓혀 나가려는 노력을 경주하고 있어 유망기술로 알려져 있다.
바이오필터는 원취가스가 미생물이 서식하는 고체물질(필터물질)이 쌓인 곳을 통과하게 되어 있는 생물학적 폐공기정화장치로, 관련 설비는 일반적으로 다공판의 통풍바닥의 위에 필터물질을 균일하게 쌓아 놓은 형태를 띠고 있다. 원취가스는 통풍바닥을 통과하여 필터물질로 유입되는데, 이 경우 바이오필터의 상부가 개방되어 있으며 원취가스는 아래에서 위로 흐르게 되는바, 이러한 타입의 바이오필터는 거의 예외 없이 노천에 설치되고 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 평면 바이오필터는 평지나 또는 옥상 등에 설치되고, 필요한 부지를 줄이기 위해서 바이오필터의 총면적을 단편으로 나누어서 각 단편들을 아래위로 쌓아 설치하고 원취가스를 통과시키는 다단형 필터로 형성할 수 있다.
하지만, 이러한 종래의 기술사상들은 가스체류시간을 적정 시간 보장해야하므로 보다 큰 체적을 필요로 하고, 외부에 개방된 형태로 제공되므로 사계절 기온 변화에 따라 미생물 적응을 어렵게 하는 등 계절적 요인에 의한 지장을 초래함은 물론, 이와 관련한 습도가 적절히 유지되어야 하기에 유지 관리 면에서 상당한 어려움이 존재한다. 특히, 전술한 바와 같이 기존 우드칩의 사용으로 인해 최초 공기의 유동성을 확보할 수 있으나 시간이 경과되면서 관련 미생물이 이러한 우드칩을 갉아 먹음에 따라 우드칩의 상태가 조밀해져 압력손실이 유발되는바, 급기야 공기소통이 불가해져 별도의 시간과 비용을 들여 새로이 교체해야만 하므로 본 발명에서는 하기와 같은 악취처리구조를 제공하고자 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의하여 구성되는 악취처리구조를 도식화한 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 바이오필터를 상세 도시한 사시도이다.
본 발명은 미생물을 적극 활용하여 악취처리의 기능을 실시 유도하는 일련의 구조 내지 관련 장치에 관련된다.
다만, 본 발명에서 주된 핵심으로 제안하는 사안은 미생물이 서식할 수 있는 최적의 환경 조성과 함께 대상 액비는 물론 퇴비로부터 비롯되는 악취 일체를 자체적으로 순환 반복시켜 수개의 필터부재(40)로 하여금 반응을 유발함에 따라 공기정화가 구현될 수 있도록 구성하는 것임을 주지한다.
도 2 내지 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 악취처리구조(100)는 크게 액상분뇨집수조(10);와, 폭기조(11);와, 액비저류조(20);와, 퇴비제조가공시설(30);로 이루어질 수 있다.
더욱 상세하게는, 분뇨로부터 고액분리된 액상분뇨를 집수하기 위한 액상분뇨집수조(10);와, 액상분뇨집수조로부터 유입되는 악취 상태의 액상분뇨를 저장한 후 미생물 배양에 의한 생물학적 반응을 유발함으로써 호기성이나 혐기성으로 가공, 처리하여 액비화를 유도하는 폭기조(11)와, 폭기조로부터 가공 처리된 액상 비료를 연속적으로 전달받아 일정량씩 필요에 따라 농가에 공급할 수 있도록 저류하는 액비저류조(20);와, 고체 상태로 분리된 분뇨를 퇴비화로 숙성하기 위한 퇴비제조가공시설(30);을 포함한다. 액비로 가공이 종결된 처리수 내지 액상 비료는 악취가 전혀 나지 않으므로, 필터부재 상부로 분사시 악취를 유발하지 않는다.
또한, 상기 폭기조(11) 및 액비저류조(20)는 합성수지 소재로 이루어져 상방에서 하방에 이르도록 직선 형태로 하향 배치되는 수개의 필터부재(40)를 교번 배열하여 미생물의 서식 공간이 되게 한다.
그리고, 본 발명의 액비저류조(20)는 폭기조(11)를 거친 무취 상태의 액상 비료를 반복적으로 필터부재(40)에 분사될 수 있도록 구성한다.
그리고, 본 발명의 액비저류조(20)는 폭기조(11)를 거친 무취 상태의 액상 비료를 반복적으로 필터부재(40)에 분사될 수 있도록 구성한다.
한편, 본 발명에서는 상기 필터부재(40)를 포함하는 폭기조(11) 및 액비저류조(20);와, 액상분뇨집수조(10);와, 퇴비제조가공시설(30);의 각 상방으로 소정의 차단시설(미도시함)을 더 형성함으로써 외부로부터의 차단성 내지 밀폐성을 극대화 유도할 수 있다.
이때, 상기 차단시설은 통상의 루프(roof)와 같은 형상일 수 있고, 기타 외부와 상호 내통하지 않게 하는 형상 및 구조이면 충분하다. 이하, 하기에는 상기의 차단시설과 동일한 역할이 기대될 수 있도록 함체 형상의 구조를 포함하는 일련의 기술사상에 관하여 개시되는바, 관련 도면은 도 2 내지 5에 도시된 바와 같다.
상기 폭기조(11) 및 액비저류조(20)는 본 발명의 요부가 되는 구성요소로, 악취를 함유한 대상 내용물을 폭기조(11)로 순차적으로 유입시켜 자체 순환 방식의 폭기를 실시함으로써 대상 내용물을 숙성시켜 무취화를 유도할 수 있다.
이를 위해, 상기 액비저류조(20) 내부의 액상 비료를 상향 이동시켜 필터부재(40) 상방에서 하향 분사 유도할 수 있도록 공급관(21)이 더 배치되고, 상기 공급관(21)에는 근거리 균등 분사를 위한 수개의 노즐(22)이 등간격으로 배치된다.
상기 공급관(21)은 액비저류조 내부에서 서식하고 있는 미생물을 적극 활용하여 또 다른 공간의 제공 없이도 같은 환경 내에서 이질감 없이 미생물의 서식에 유리한 조건을 부여하고자 채용되는바, 이러한 수단에 의해 관련 미생물이 높은 밀도로 서식할 수 있는 구조를 취할 수 있다.
즉, 액상분뇨집수조(10)로부터 지속적으로 유입되는 액상 분뇨는 폭기조(11) 의 내부 저면에 담수된 상태에서 폭기하여 미생물이 활성화된 상태를 유지하고 있는데, 이렇게 담수된 액상 분뇨를 일정 시간 경과 후 무취화시켜 액비저류조(20)를 통해 인위적으로 펌프, 모터 등의 수단에 의해 강제 순환시킴에 따라 상부에 위치한 필터부재(40)에 분사가 이루어질 수 있으며, 분사된 액상 비료는 필터부재와 상호 생물학적 반응을 일으켜 필터부재에 미생물 집합체군을 형성시키며 이 필터부재를 충돌하며 통과하는 악취원인 물질은 미생물과 접촉하면서 분해되어 무취화된다.
또한, 상기와 같은 구조에 기인하여 액상 비료의 분사 실시는 수회 반복적으로 이루어질 수 있고, 이러한 과정을 반복하면 할수록 보다 완벽한 청정 상태의 공기로 정화될 수 있다.
그리고, 상기 노즐(22)은 이러한 분사 실시를 실행함에 있어 통상적으로 활용되는 수단이므로 관련 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 본 발명에서는 공간의 활용성 및 작용 효율의 극대화를 위하여 노즐(22)과 필터부재(40)의 상호 이격 거리를 적정 수준으로 유지하여야 할 것이며, 예컨대 노즐과 필터부재를 필요 이상으로 이격시킬 경우 공간의 비효율성은 물론 액상 비료의 분포가 필터부재 상방에 치중될 우려가 있으므로 이를 각별히 살펴야 할 것이다. 또한, 액비 살포 이유는 필터부재에 미생물을 지속적으로 공급하기 위한 목적으로 상방에 치중하여 하부로 흐름을 유도하여 주는 것이 좋다.
다른 한편으로, 본 발명에서의 액상분뇨집수조(10)는 적어도 하나의 유입관(31)을 통해 퇴비제조가공시설(30)과 상호 연결 형성되어 폭기조, 퇴비제조가공시설 및 타 악취 배출원으로부터 기인한 해당 악취를 필터부재로 지속적으로 공급시켜 수개의 필터부재(40)로부터 간섭 유도함으로써 미생물에 의한 무취화가 실시될 수 있도록 구성되는 것에 특징이 있다.
상기 유입관(31)은 퇴비제조가공시설(30)로부터 액상분뇨집수조(10)로 이어지는 해당 경로를 연결하여 고체 상태의 퇴비에서 비롯된 악취를 정화할 목적으로 제공되는데, 퇴비제조가공시설(30)로부터 흘러들어가는 악취의 이동 경로를 고려하여 해당 필터부재(40)의 전 면적에 걸쳐 고르게 악취가 확산되면서 보다 확실하고 빈틈없는 접촉을 유도하는 것은 물론 그 경유 시간을 좀 더 지체시켜 강화된 정화작용을 도모하여야 한다.
이와 더불어, 상기 액비저류조(20)에는 유입관으로부터 흘러들어온 악취를 대기로 확실하게 순환 배기시킬 수 있도록 소정의 배출수단이 더 마련됨이 바람직하다.
상세하게는, 상기 배출수단(50)은 폭기조와 액비저류조 내부의 공기를 일방향에서 흡입할 수 있는 송풍팬으로 구성되는 것을 포함한다.
전술한 바와 같이, 상기 배출수단(50)은 유입관(31)의 대응된 지점에 구비되어 필터부재를 경유하면서 정화가 이루어진 공기의 외부 배출을 위하여 구비되는데, 예컨대 이러한 배출수단을 도면에서와 같은 1개소가 아닌 2개소(유입관의 영역을 포함)에 걸쳐 설치하게 되면, 폭기조(11)와 액비저류조 내부의 과잉 상태 또는 결핍 상태가 초래될 수 있으므로 반드시 유입관의 대향된 타면에 적어도 하나 이상 시설되어 이로부터 내부의 공기를 흡입하는 구조여야 한다.
도 4는 본 발명에 적용되는 필터부재 및 이의 분포 상태를 예시적으로 도시한 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 필터부재(40)는 그 구조상 크게 걸림편(41);과, 몸체부(42);와, 숱부재(43);로 이루어질 수 있다.
상기 필터부재(40)는 통상 HBC링이라 지칭되는 합성수지 결과물로서 폭기조 및 액비저류조 내부에 설치되고 미생물의 분포를 가능하게 유도하여 악취 제거를 실현한다. 특히, 이러한 필터부재는 종래의 우드칩 대체품으로 작용하게 되고, 우드칩에서 초래된 교체의 문제점을 불식시키기 위하여 썩지 않는 합성수지 소재로 제공된다.
더욱 상세하게 기재하면, 폭기조(11) 및 액비저류조(20) 내부 상방에서 격자프레임(25)에 의해 거치식 고정이 이루어져 위치 배열되는 것을 포함하고, 격자프레임(25) 상에서 수개의 필터부재(40)를 개별 정렬 유도할 수 있도록 고리 타입의 걸림편(41);과, 걸림편과 상호 연계되고 합성수지를 소재로 하여 꼬임 형상으로 하향 연장시킨 몸체부(42);와, 합성수지를 소재로 하고 몸체부 상에서 수개의 다발 타입으로 연속적인 배열 구조를 갖는 숱부재(43);로 이루어진다.
여기서, 상기 숱부재(43)는 몸체부(42)로부터 양단이 일괄 구속되는 구조에 기인하여 링 형상의 단면을 갖도록 구성된다. 이러한 구성은 액상 비료와의 보다 확장된 접촉면적을 제공하기 위함이며, 둥근 형상에서 비롯되는 구조적 특성으로 하여금 상방에서 살포되는 액상 비료의 간섭 가능성을 더욱 향상시켜 미생물의 생물학적 반응을 유도할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의하여 구성되는 바이오필터의 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 폭기조(11) 및 액비저류조(20)는 액상 비료의 수위와 근접되는 지점에 이르도록 필터부재(40)를 하향 배치하거나 또는 액상 비료와 필터부재 사이 공간에 이격 공간이 형성되도록 격벽(60)을 구비하여서 구성되고, 상기 격벽(60)은 액상 비료의 유동성을 위해 일정 각도의 경사면으로 이루어지되 하방으로 포집될 수 있도록 경사가 완료되는 해당 단부를 중공의 영역으로 구성한 것을 특징으로 한다.
상기에서 필터부재(40)와 액상 비료를 서로 근접되게 배치하는 것은 폭기조(11)와 액비저류조의 내부 공간을 활용함에 있어 보다 넓은 공간에 대상 필터부재를 분포시킴에 따라 해당 효과의 극대화를 도모하기 위함이고, 상기 격벽(60)은 액상 비료의 유동성을 위해 일정 각도의 경사면으로 이루어지되 하방으로 포집될 수 있도록 경사가 완료되는 해당 단부를 중공의 영역으로 구성함으로써 수위가 필터부재 하부까지 벗어났을 경우 접촉시간을 일정하게 유지할 수 있도록 한다.
이러한 구성으로 구현되는 본 발명의 바이오필터에 의하면, 미생물이 서식하고 있는 동일한 환경 내에서 자체적으로 반복 순환되는 방식에 의해 생물학적 반응을 유도함에 따라 보다 확실하고 개선된 악취처리를 실시할 수 있는 효과가 있다. 특히, 외부 개방형이 아닌 구획 편성된 함체형의 밀폐된 타입으로 관련 구조를 제공함으로써 액비와 퇴비에서 기인되는 악취를 순차적으로 정화할 수 있음은 물론, 기존 바이오필터보다 적은 체류시간으로 악취의 처리가 가능할 뿐만 아니라 사계절 기온 변화에도 유연하게 대처할 수 있고, 아울러 새로운 환경을 조성하는 것이 아닌 미생물이 서식하고 있는 동일한 환경 내에서 반응이 유발되는 구조의 특성상 미생물의 인위적인 서식 조건을 요구하지 않게 되므로 더욱 효과적이다.
이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10. 액상분뇨집수조 11. 폭기조
20. 액비저류조 21. 공급관
22. 노즐 25. 격자프레임
30. 퇴비제조가공시설 31. 유입관
40. 필터부재 41. 걸림편
42. 몸체부 43. 숱부재
50. 배출수단 100. 바이오필터
20. 액비저류조 21. 공급관
22. 노즐 25. 격자프레임
30. 퇴비제조가공시설 31. 유입관
40. 필터부재 41. 걸림편
42. 몸체부 43. 숱부재
50. 배출수단 100. 바이오필터
Claims (5)
- 분뇨로부터 고액분리된 액상분뇨를 집수하기 위한 액상분뇨집수조(10);와, 액상분뇨집수조로부터 유입되는 악취 상태의 액상분뇨를 저장한 후 미생물 배양에 의한 생물학적 반응을 유발함으로써 호기성이나 혐기성으로 가공, 처리하여 액비화를 유도하는 폭기조(11)와, 폭기조로부터 가공 처리된 액상 비료를 연속적으로 전달받아 일정량씩 필요에 따라 농가에 공급할 수 있도록 저류하는 액비저류조(20);와, 고체 상태로 분리된 분뇨를 퇴비화로 숙성하기 위한 퇴비제조가공시설(30);을 포함하고, 상기 폭기조(11)와 액비저류조(20)에는 합성수지 소재로 이루어져 상방에서 하방에 이르도록 직선 형태로 하향 배치되는 수 개의 필터부재(40)를 교번 배열하여 미생물의 서식공간이 제공되게 하되, 상기 액비저류조(20)는 폭기조(11)를 거친 무취 상태의 액상 비료를 반복적으로 필터부재(40)에 분사될 수 있도록 구성되는 바이오필터에 있어서,
상기 필터부재(40)는 격자프레임(25)에 의해 거치식 고정이 이루어져 위치 배열되는 것을 포함하고, 격자프레임(25) 상에서의 개별 정렬을 유도할 수 있도록 고리 타입의 걸림편(41);과, 걸림편과 상호 연계되고 합성수지를 소재로 하여 꼬임 형상으로 하향 연장시킨 몸체부(42);와, 합성수지를 소재로 하고 몸체부 상에서 수개의 다발 타입으로 연속적인 배열 구조를 갖는 숱부재(43);로 이루어지고, 상기 숱부재(43)는 몸체부(42)로부터 양단이 일괄 구속되는 구조에 기인하여 링 형상의 단면으로 형성함으로써 미생물의 생물학적 반응을 향상시킬 수 있도록 구성되는 것에 특징이 있는 밀폐형 순환 타입의 미생물 친환경적 바이오필터.
- 제1항에 있어서,
상기 액비저류조(20)는 내부의 액상 비료를 상향 이동시켜 필터부재(40) 상방에서 하향 분사 유도할 수 있도록 공급관(21)이 더 배치되고, 상기 공급관(21)에는 근거리 균등 분사를 위한 수개의 노즐(22)이 등간격으로 배치되는 것을 포함하는 밀폐형 순환 타입의 미생물 친환경적 바이오필터.
- 제1항에 있어서,
상기 액상분뇨집수조(10)는 적어도 하나의 유입관(31)을 통해 퇴비제조가공시설(30)과 상호 연결 형성되는 것을 포함하는 밀폐형 순환 타입의 미생물 친환경적 바이오필터.
- 제1항에 있어서,
상기 액비저류조(20)에는 적어도 하나의 배출수단(50)을 더 형성하되, 상기 배출수단(50)은 액비저류조 내부의 공기를 일방향에서 흡입할 수 있는 송풍팬으로 구성되는 것을 포함하는 밀폐형 순환 타입의 미생물 친환경적 바이오필터.
- 제1항에 있어서,
상기 폭기조(11)와 액비저류조(20)는 액상 비료의 수위와 근접되는 지점에 이르도록 필터부재(40)를 하향 배치하거나 또는 액상 비료와 필터부재 사이 공간에 이격 공간이 형성되도록 격벽(60)을 더 형성하고, 상기 격벽(60)은 액상 비료의 유동성을 위해 일정 각도의 경사면으로 이루어지되 하방으로 포집될 수 있도록 경사가 완료되는 해당 단부를 중공의 영역으로 구성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 순환 타입의 미생물 친환경적 바이오필터.
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| KR20140050265A KR101497273B1 (ko) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | 밀폐형 순환 타입의 미생물 친환경적 바이오필터 |
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