KR101555181B1

KR101555181B1 - 브라운가스를 이용한 오염토양 열처리시스템

Info

Publication number: KR101555181B1
Application number: KR1020140193495A
Authority: KR
Inventors: 허자홍; 배세달; 주완호; 공준; 구채완; 김한석; 신민철
Original assignee: 에이치플러스에코 주식회사
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2015-09-24

Abstract

본 발명은 브라운가스가 발생되는 전기분해조; 상기 전기분해조로부터 브라운가스를 공급받아 내부에 오염토양을 열처리하는 열처리장치; 상기 열처리장치에서 발생되는 가스를 공급받아 가스에 혼입된 이물질을 여과처리 하는 여과조;를 포함하는 것을 특징으로 하는 브라운가스를 이용한 오염토양 열처리시스템에 관한 것이다.

Description

브라운가스를 이용한 오염토양 열처리시스템{CONTAMINATED SOIL HEAT TREATMENT SYSTEM USING BROWN GAS}

본 발명은 물의 전기분해 산물인 브라운가스를 열원으로 오염토양의 열탈착 등 열처리를 함으로써 기존에 제거가 용이하지 않은 중질유 및 복합오염물질을 처리함에 있어 열처리 운전조건의 원활한 제어와 청정에너지원 사용으로 대기오염물질의 방지함으로써 다양한 온도조건 여건보장을 통해 처리효율을 증대함은 물론 경제성과 친환경적인 열처리시스템에 관한 것이다.

최근 전 세계적으로 인구증가 및 산업 발달로 발생되는 폐기물과 유해화학물질로 인하여 토양 및 지하수 오염의 심각성이 고조되어 개발사업으로 영향 받게 되는 토양환경에 대한 중요성이 대두되고 있다.

특히 지속적인 경제발전과 소득수준이 향상되면서 산업활동과 더불어 자동차 보급으로 인한 유류사용량이 크게 증가하였다. 이에 따라 주유소의 유류저장탱크, 화학물질을 저장하고 있는 산업시설의 지하저장탱크 등에서 비수용상액체(NAPLs)로 분류되는 유류 및 유해화학물질의 유출로 인한 토양 및 지하수 오염 문제가 부각되고 있다.

이에, 다양한 열처리 시스템(열탈착 시스템)을 이용하여 오염토양을 정화하는 기술이 제시되고 있다. 여기서, 열처리 시스템이란 오염토양에 함유된 오염물질을 열탈착 반응으로 분리 제거하는 시스템로서 오염토양을 고온의 조건하에서 오염물질을 연소시키는 것이다. 선행문헌으로서 대한민국 특허등록 제10-847058호 등의 경우도 이러한 오염토양의 열처리 시스템에 관한 것이다.

상기 기술은 오염토양을 건조하고, 건조시 발생한 폐가스를 오염토양으로부터 분리 배출하는 건조기와; 건조된 오염토양을 밀폐된 상태로 간접 가열하여 오염토양을 정화토양과 열분해가스로 분리한 후, 정화토양과 열분해가스를 각각 분리 배출하는 열분해장치와; 배출된 열분해가스를 강제이송하는 이송팬과; 건조기에서 배출된 폐가스와, 이송팬에서 강제이송된 열분해가스를 산화시켜 열분해장치를 가열하는 버너와; 배출된 정화토양에 냉각수를 직접 분무하여 냉각하는 냉각설비를 포함하여 구성되어 있다.

그러나 상기 기술의 경우 열효율이 좋지 않아 850℃이상에서 연소되는 다이옥신, 800 내지 1200℃의 연소온도를 요하는 콜탈(PAH) 등 오염물질을 열탈착시키는데는 토양(또는 오염물질)의 성상 및 수분함량 등 다양한 조건상황에서 발생될 수 있는 불완전연소에 의한 환경적 문제와 기존 시스템의 처리성능(체류시간 등) 이상의 요구로 인해 생산성(처리량) 저하됨으로써 에너지가 많이 소요되는 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제10-847058호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 경제적으로 이고 친환경적으로 고온열처리가 가능하도록 하여 오염토양의 정화효율을 향상시킬 수 있는 시스템을 제공하고자 함이다.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 브라운가스를 이용한 오염토양 열처리시스템은 브라운가스가 발생되는 전기분해조; 상기 전기분해조로부터 브라운가스를 공급받아 내부에 오염토양을 열처리하는 열처리장치; 상기 열처리장치에서 발생되는 가스를 공급받아 가스에 혼입된 이물질을 여과처리 하는 여과조;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 열처리장치 후단에는 상기 열처리장치로부터 발생되는 가스를 공급받아 가스에 혼입된 이물질을 처리하는 사이클론이 구성되고, 상기 사이클론으로부터 배출되는 가스는 후단의 후열처리장치에서 2차적으로 열처리가 행해지도록 하며, 상기 후열처리장치로부터 배출되는 가스는 상기 여과조를 통과하도록 하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 여과조 후단에는 이물질이 제거된 가스로부터 악취를 제거하는 탈취장치가 구성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 탈취장치는, 하단에 가스가 유입되는 유입구와 상단에 유입된 가스를 배출하는 배출구가 형성된 탈취조와, 상기 탈취조 상부에 여재가 충진되는 제 1탈취층과, 상기 제 1탈취층 상부에서 보급수를 분사하는 제 1분무기와, 상기 제 1탈취층 하부에 여재가 충진되는 제 2탈취층과, 상기 제 2탈취층의 상부에서 보급수를 분사하는 제 2분무기가 포함되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 탈취조의 하단에는 집수탱크가 설치되며, 상기 집수탱크는 상기 제 2분무기와 순환라인을 통해 연결되고, 상기 제 1분무기에는 물유입라인이 구성되며, 상기 물유입라인에는 영양조가 구성되고, 상기 순환라인에는 pH조정조를 구성하여 제 2탈취층의 pH가 제 1탈취층의 pH보다 작게 구성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 열처리장치는, 일단부에 오염토양이 투입되는 호퍼와 오염토양의 열처리과정에서 발생되는 가스가 외부로 배출되도록 하는 가스배출구가 구성된 원통형의 외각하우징과, 상기 외각하우징의 내부에서 회전되며 상기 외각하우징의 호퍼 반대방향으로 직경이 좁아드는 형상으로 끝단부에 유로가 형성되어 외각하우징으로 유입된 오염토양이 내부로 유입되도록 하고 외주연과 내주연에 반대방향의 안내스크류가 구성된 직접가열통과, 상기 직접가열통이 회전가능 하도록 장착되며 상기 전기분해조와 연결되는 브라운가스버너가 장착되고 하단에 열처리된 토양이 낙하되도록 하는 토양배출구가 형성된 버너하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 일단은 상기 전기분해조와 연결되고, 타단은 상기 직접가열통의 일단을 내부로 관통하면서 복수의 분사노즐에 의해 브라운가스가 상기 직접가열통의 내부로 분사되도록 하는 분사봉이 구성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 직접가열통에는 버너하우징 방향의 일단부에 열전도성의 재질로서 동일방향의 분리날이 복수로 구성된 망이 유격을 형성하며 복수로 구성되되 각각의 망에 있어 분리날은 방향이 다르게 구성됨을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 브라운가스를 이용한 오염토양 열처리시스템은 물의 전기분해에 의한 브라운가스를 이용하여 저비용으로 고온처리가 가능하므로 기존 오염토양의 열처리에 있어 처리가 용이하지 않은 고농도 및 복합오염물질, 콜탈(PAH) 등 오염물질 탈착효율을 높이고 불완전연소에 의해 발생될 수 있는 대기오염 물질인 다이옥신 등도 완전연소가 가능하도록 하여 오염토양의 정화효율을 증대시키고, 이산화탄소 발생량을 저감시키며, 후처리공정을 간소화 할 수 있어 시설경제면에서 유리하고 아울러 친환경적 처리가 가능하다는 장점이 있다.

또한, 브라운가스를 이용함에 더하여 기존 열처리를 위한 열처리장치의 구조 및 후공정에 최소 설계변경으로 사용할 수 있도록 기존 열처리를 위한 열처리장치와 연계하여 발생장치를 구성하였으며, 저 비용 시설투자로 상용화할수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 시스템을 나타내는 블록도이고,
도 2는 본 발명의 일 구성으로서 탈취장치의 일 실시 예를 나타내는 개략도이고,
도 3은 본 발명의 일 구성으로서 열처리장치의 일 실시 예를 나타내는 개략도이고,
도 4는 본 발명의 일 구성으로서 열처리장치의 다른 실시 예를 나타내는 개략도이다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 브라운가스를 이용한 오염토양 열처리시스템(1)은 도 1에서 보는 바와 같이 브라운가스가 발생되는 전기분해조(2); 상기 전기분해조(2)로부터 브라운가스를 공급받아 내부에 오염토양을 열처리하는 열처리장치(3); 상기 열처리장치(3)에서 발생되는 가스를 공급받아 가스에 혼입된 이물질을 여과처리 하는 여과조(4);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉 본 발명은 물의 전기분해에 의해 발생되는 브라운가스를 열처리장치(3)의 열원으로 사용함으로써 고온에 의한 열처리가 가능하도록 함에 따라 다이옥신, 콜탈(PAH) 등 기존 경우 등의 열원을 이용한 열처리(300 내지 500℃)에서 열탈착이 불가한 오염물질을 토양으로부터 열탈착시킬 수 있어 효율적인 토양정화가 가능하도록 하는 것이다.

상기 전기분해조(2)는 통상적으로 사용되는 모든 전기 분해조의 사용이 가능하며, 전기전도도가 낮은 물을 사용하는 경우 도면에 도시된 바는 없으나 전기전도도를 높이는 전해질이 공급되도록 할 수 있다.

이렇게 상기 전기분해조(2)에서 물의 전기분해에 의해 얻어지는 브라운가스는 수소와 산소의 함량비가 정확히 2:1인 혼합기체이다. 브라운가스는 일반적인 기체와 달리 연소시 응폭(implosion)현상을 유발하는 성질을 갖는다. 즉, 연소시 폭발현상(explosion)현상을 나타내지 않으며 오히려 불꽃이 내부로 모여들면서 초점을 형성하고 주변을 진공화 한다.

그 결과, 브라운 가스를 연소시키면 융점이 높은 텅스텐(융점: 3,410℃)도 연소시킬 수 있을 정도의 초고온을 얻을 수 있다. 또한 열선이 외부로 방출되지 않아 복사열로 인한 에너지손실이 없으므로 우수한 에너지효율을 가지며 그 자체에 산소를 포함하고 있으므로 연소시 별도의 산소공급이 불필요하다. 또한, 연소생성물로서 물(H₂O)만을 생성하므로 공해의 문제가 없다.

이렇게 전기분해조(2)에서 발생된 브라운가스는 열처리장치(3)로 공급되어 열원으로서 사용되는 것이다. 상기 열처리장치(3)는 외부로부터 오염토양을 공급받아 내부에 저장시키면서 브라운가스에 의한 오염토양을 열처리시켜 정화된 토양을 외부로 배출하면서 동시에 정화과정에서 발생되는 가스를 외부로 배출토록 하는 구성에 해당한다.

또한 본 발명에서는 도 3에서 보는 바와 같이 열처리장치(3)의 일 실시 예를 제시하고 있다.

본 실시 예의 열처리장치(3)는 일단부에 오염토양이 투입되는 호퍼(311)와 오염토양의 열처리과정에서 발생되는 가스가 외부로 배출되도록 하는 가스배출구(312)가 구성된 원통형의 외각하우징(31)과, 상기 외각하우징(31)의 내부에서 회전되며 상기 외각하우징(31)의 호퍼(311) 반대방향으로 직경이 좁아드는 형상으로 끝단부에 유로(321)가 형성되어 외각하우징(31)으로 유입된 오염토양이 내부로 유입되도록 하며 외주연과 내주연에 반대방향의 안내스크류(322, 323)가 구성된 직접가열통(32)과, 상기 직접가열통(32)이 회전가능 하도록 장착되며 상기 전기분해조(2)와 연결되는 브라운가스버너(331)가 장착되고 하단에 열처리된 토양이 낙하되도록 하는 토양배출구(332)가 형성된 버너하우징(33)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 외각하우징(31)은 원통형으로 일단부에 형성된 호퍼(311)를 통해 외부로부터 오염토양이 유입되도록 하는 바, 이렇게 유입된 오염토양은 상기 직접가열통(32)의 구조 및 안내스크류(322)에 의해 타단부로 유동하게 되는 것이다.

상기 직접가열통(32)은 상기 외각하우징(31)의 내부에서 회전되며 상기 외각하우징(31)의 호퍼(311) 반대방향으로 직경이 좁아드는 형상으로 끝단부에 유로(321)가 형성된다. 상기 호퍼(311)로 유입된 오염토양은 상기 직접가열통(32)이 회전함에 의해 안내스크류(322)의 작용으로 오염토양이 유동하게 되는 것이며 이러한 유동을 원활하게 하기 위해 직접가열통(32)은 상기 유로(321) 방향으로 직경이 좁아들도록 구성되는 것이다. 이렇게 오염토양의 유동루트를 형성토록 하는 이유는 동일크기에서 오염토양의 유동거리를 크게 하여 충분한 예열시간이 확보되도록 하기 위한 것이다.

상기 유로(321)를 통해 직접가열통(32) 내부로 유입된 오염토양은 상기 직접가열통(32)이 회전함에 의해 안내스크류(323)의 작용 및 직경이 넓어지는(유동방향으로) 직접가열통(32)의 구조로 오염토양은 상기 버너하우징(33) 방향으로 유동하게 되는 것이다. 이러한 오염토양의 유동과정에서 상기 버너하우징(33) 부분에서 브라운가스버너(331)에 의한 가열로 오염토양의 열처리가 수행되는 것이다.

열처리를 거쳐 정화된 오염토양은 버너하우징(33)의 토양배출구(332)를 통해 외부로 배출되는 것이며, 열처리과정에서 발생되는 가스는 상기 가스배출구(312)를 통해 후공정으로 배출되는 것이다.

그런데 상기와 같은 열처리과정에서는 브라운가스버너(331)에 의한 고온열탈착에 의하더라도 버너하우징(33) 부분에서만 직접가열에 의하므로 오염토양의 충분한 열처리를 기대할 수 없는 문제가 있을 수 있다.

이에 본 실시 예에서는 상기 직접가열통(32) 내부에 분사봉(34)이 구성되도록 하는 예를 제시하는 바, 상기 분사봉(34)은 일단이 상기 전기분해조(2)와 연결되고, 타단이 상기 직접가열통(32)의 일단을 내부로 관통하면서 복수의 분사노즐(343)에 의해 브라운가스가 상기 직접가열통(32)의 내부로 분사되도록 하는 것이다.

상기 분사봉(34)을 더욱 상세히 설명하면 상기 직접가열통(32)을 일단에서 관통하는 유입봉(341)이 구성되는 바, 상기 유입봉(341)의 일단은 상기 전기분해조(2)와 연결되어 상기 유입봉(341) 내부로 브라운가스가 유입되도록 하는 것이며, 이렇게 유입봉(341)으로 유입된 브라운가스는 상기 유입봉(341)의 끝단부에 돌출형성 된 복수의 돌출바(342)로 유동하게 되는 것이며, 상기 돌출바(342)에 구성된 복수의 분사노즐(343)에서 브라운가스가 직접가열통(32) 내부로 분사되도록 하는 것이다.

이렇게 분사봉(34)을 이용하여 브라운가스를 상기 직접가열통(32)의 내부로 분사되도록 하는 이유는 오염토양과 브라운가스의 접촉면적을 크게 가져가도록 하여 상기 브라운가스버너(331)에 의한 가열면적을 상기 직접가열통(32) 내부에서 크게 넓은 영역으로 가져가도록 하기 위한 것이다.

한편 본 발명은 도 4에서 보는 바와 같이 상기 열처리장치(3)에 있어 상기 직접가열통(32)에 상호 유격을 형성하는 복수의 망(35)이 구성되도록 하는 바, 이는 직접가열통(32)을 가열시킴으로써 외곽하우징(31)과 직접가열통(32) 사이를 유동하는 오염토양이 간접가열에 노출되도록 하여 충분한 예열에 의해 열처리효율을 높이도록 하기 위한 것임과 동시에 오염토양이 유동과정에서 뭉침이 발생하는 경우 충분한 열처리효율을 기대할 수 없어 뭉침이 발생된 오염토양을 분쇄토록 하기 위한 것이다.

이를 위해 상기 망(35)은 도 4에서 보는 바와 같이 상기 직접가열통(32)에 구성되되 버너하우징(33) 방향의 일단부에 각각 유격을 형성하며 구성되도록 한다. 이는 브라운가스버너(331)의 인접부분 즉 직접가열이 미치는 부분에서 오염토양이 뭉침을 방지하도록 하여 직접가열면적을 크게 하기 위한 것이다.

상기 망(35)은 열전도성의 재질로서 동일방향의 분리날(351)이 복수로 구성되도록 하는 것인데, 상기 직접가열통(32)의 단면방향으로 복수의 분리날(351)이 동일방향으로 구성되는 것이다.

또한 분리날(351)은 철재질 등 열전도성 재질로 구성되는 바, 이는 분리날(351)이 브라운가스버너(331)에 의해 가열되고 이러한 열이 분리날(351)을 통해 직접가열통(32)으로 전달되어 직접가열통(32)이 간접적으로 가열되도록 하는 것이다.

이렇게 됨으로써 외곽하우징(31)과 직접가열통(32) 사이를 유동하는 오염토양이 간접가열에 노출되도록 하여 열처리효율을 배가시키도록 하는 것이다. 또한 망(35)에 복수의 분리날(351)이 동일방향으로 배치되도록 하는 이유는 오염토양의 유동저항을 최소화 하여 망(35)에 의해 오히려 오염토양의 적체로 인한 뭉침을 방지하기 위한 것이다.

또한 각각의 망(35)에 있어 분리날(351)은 각각 다른 방향으로 구성되도록 하는 바, 이는 다방향에서 직접가열통(32)으로 열이 전달되도록 하는 것이며, 다방향에서 오염토양이 분쇄되도록 하기 위한 것이다.

도 4는 3개의 망(35-1,2,3)이 구성된 예를 도시하고 있는데 각각의 망(35-1,2,3)에 있어 분리날(351)이 각각 다른 방향으로 배치된 예를 도시하고 있다.

한편 본 발명은 도 1에서 보는 바와 같이 상기 열처리장치(3) 후단에는 상기 열처리장치(3)로부터 발생되는 가스 즉 열처리과정에서 발생되는 가스를 공급받아 가스에 혼입된 이물질을 처리하는 사이클론(5)이 구성된다. 상기 사이클론(5)은 다양한 공지의 기술이 적용될 수 있으므로 그 설명은 생략한다.

이렇게 상기 사이클론(5)을 통과한 가스는 후단의 후열처리장치(6)에서 2차적으로 열처리가 행해지도록 하는데, 이 경우도 상기 후열처리장치(6)는 도 1에서 보는 바와 같이 전기분해조(2)로부터 브라운가스를 전달받아 열원으로 사용할 수 있음은 당연하다. 상기 후열처리장치(6)에서는 가스에 혼입된 유류성분 등을 소각시켜 제거시키도록 하는 것이다.

상기 후열처리장치(6)로부터 배출되는 가스는 열교환기(8) 및 냉각기(9)를 통과하여 여과조(4)를 거치도록 하는 바, 여과조(4)에서 가스에 혼입된 이물질(고형물)을 마지막으로 제거토록 하는 것이다.

상기 여과조(4)를 통과한 가스는 마지막으로 탈취장치(7)를 거치면서 가스에 포함된 황화합물 등 악취발생물질을 제거하여 정화된 가스를 외부로 배출토록 하는 것이다.

본 발명에서는 도 2에서 보는 바와 같이 탈취장치(7)의 예를 도시하고 있다.

본 실시 예의 탈취장치(7)는 하단에 가스가 유입되는 유입구(713)와 상단에 유입된 가스를 배출하는 배출구(711)가 형성된 탈취조(71)와, 상기 탈취조(71) 상부에 여재가 충진되는 제 1탈취층(72)과, 상기 제 1탈취층(72) 상부에서 보급수를 분사하는 제 1분무기(73)와, 상기 제 1탈취층(72) 하부에 여재가 충진되는 제 2탈취층(74)과, 상기 제 2탈취층(74)의 상부에서 보급수를 분사하는 제 2분무기(75)가 포함되는 것을 특징으로 한다.

이에 더하여 상기 탈취조(71)의 하단에는 집수탱크(712)가 설치되며, 상기 집수탱크(712)는 상기 제 2분무기(75)와 순환라인(76)을 통해 연결되고, 상기 제 1분무기(73)에는 물유입라인(77)이 구성되며, 상기 물유입라인(77)에는 영양조(771)가 구성되고, 상기 순환라인(76)에는 pH조정조(761)를 구성하여 제 2탈취층(74)의 pH가 제 1탈취층(72)의 pH보다 작게 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의해 가스에 포함된 다양한 악취발생물질을 상기 제 1탈취층(72) 및 상기 제 2탈취층(74)에 의해 제거하도록 함으로써 악취발생물질의 제거효율을 극대화하고자 하는 것이다. 상기 제 1탈취층(72) 및 상기 제 2탈취층(74)을 구성하는 여재는 다양한 공지의 여재가 사용될 수 있다.

상기 제 1분무기(73)에는 물유입라인(77)이 구성되며, 상기 물유입라인(77)에는 영양조(771)가 구성된다. 물유입라인(77)을 통해 보급수를 제 1분무기(73)를 통해 제 1탈취층(72)으로 분무하며, 이렇게 분무된 보급수가 제 1탈취층(72) 및 제 2탈취층(74)을 통과하여 집수탱크(712)로 저장되고, 집수탱크(712)에 저장된 물을 순환라인(76)을 통해 제 2탈취층(74) 및 집수탱크(712)로 순환이 되도록 한다.

상기 영양조(771)는 미생물의 배양을 촉진하는 공지의 영양분이 저장되어 제 1탈취층(72) 및 재 2탈취층(74)에 영양분을 공급하도록 하는 것이며, 도면에 도시된 바는 없으나 밸브, 농도제어수단 등을 구비하여 선택적으로 농도를 조절하여 영양분을 공급할 수 있도록 구성하여야 한다.

이렇게 구성되는 본 실시 예의 탈취장치(7)는 제 1탈취층(72) 및 제 2탈취층(74)에서의 부착 미생물의 종류를 달리하도록 하는데, 제 1탈취층(72)의 경우 미생물의 조합을 이루도록 하여 휘발성 유기 화합물, 메르캅탄 등 난 분해성의 악취발생물질을 제거하도록 하며, 제 2탈취층(74)의 경우는 티오바실러스 종(Thiobacillus sp) 등이 우점종이 되도록 하여 황화수소(H2S) 등 수용성의 악취발생물질을 제거하도록 하는 것이다.

이를 위해서 제 2 탈취층(74)에서 제 1탈취층(72)보다 pH가 작도록 하는 것이 타당한 바, 제 1탈취층(72)의 pH는 2 내지 7정도를 유지하도록 하고, 제 2탈취층(74)의 pH는 1 내지 2의 강산성을 유지하도록 하여 미생물의 생육조건을 조절하도록 한다.

이를 위해서 상기 순환라인(76)에는 pH조절조(761)를 구성하여 제 2탈취층(74)을 순환하는 보급수의 pH를 강산성을 유지하도록 하여 순환시키도록 하는 것이다. 또한, 제 1탈취층(72)의 경우는 약산성에서 중성을 유지하면 될 것이므로 물유입라인(77)을 통해 순환없이 보급수를 분무하도록 하는 것이다.

이러한 구성에 기해 탈취조(71)의 하부에 유입구(713)를 통해 악취가스가 유입되어 황화수소와 같은 수용성 악취발생물질은 상기 제 2탈취층(74)을 상향으로 통과하는 과정에서 제 2분무기(75)로 분무된 보급수가 여재를 통과하면서 상기 황화수소와 같은 수용성 악취발생물질을 충분히 용존시키고, 이렇게 수용성 악취발생물질이 충분히 용존된 물은 여재에서 흡착되면서 티오바실러스 등의 미생물에 의해 산화 즉 제거되도록 하는 것이다.

결국 제 2탈취층(74)에 기해 충분히 황화수소와 같은 수용성 악취발생물질이 제거되는 것이며, 이를 위해 제 2분무기(75)를 통해 분무되는 보급수는 pH조절조(761)의 제어에 의해 pH가 1 내지 2정도의 강산성이 되도록 하여야 하는 것이며, 순환라인(76)을 통해 순환이 이루어지도록 하여야 한다.

한편 악취가스 중 상기 제 2탈취층(74)에서 제거되지 않은 휘발성 유기화합물 등은 제 1탈취층(72)을 통과함에 있어 다양한 미생물에 의해 제거되도록 하는 바, 이를 위해서 제 1탈취층(72)에는 물유입라인(77) 및 제 1분무기(73)를 통해 순환하지 않는 보급수를 분무하도록 함으로써 pH가 2내지 7정도를 유지하도록 하는 것이다.

특히 제 1분무기(73)를 통한 분무는 간헐적인 분무를 하도록 함으로써 보급수의 양을 적게 하여 물질전달 저항을 줄임으로써 미생물에 의한 처리효율을 높이도록 함이 타당하다. 상기 pH조절조(761)는 일 예로 NaOH를 주기적으로 상기 순환라인(76) 상에서 공급함으로써 기준 pH가 유지가 되도록 할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

1 : 본 발명의 시스템 2 : 전기분해조
3 : 열처리장치 4 : 여과조
5 : 사이클론 6 : 후열처리장치
7 : 탈취장치

Claims

브라운가스가 발생되는 전기분해조; 상기 전기분해조로부터 브라운가스를 공급받아 내부에 오염토양을 열처리하는 열처리장치; 상기 열처리장치에서 발생되는 가스를 공급받아 가스에 혼입된 이물질을 여과처리 하는 여과조;를 포함하는 브라운가스를 이용한 오염토양 열처리시스템에 있어서,
상기 열처리장치 후단에는 상기 열처리장치로부터 발생되는 가스를 공급받아 가스에 혼입된 이물질을 처리하는 사이클론이 구성되고, 상기 사이클론으로부터 배출되는 가스는 후단의 후열처리장치에서 2차적으로 열처리가 행해지도록 하며, 상기 후열처리장치로부터 배출되는 가스는 상기 여과조를 통과하도록 구성되고,
상기 여과조 후단에는 이물질이 제거된 가스로부터 악취를 제거하는 탈취장치가 구성되며,
상기 탈취장치는,
하단에 가스가 유입되는 유입구와 상단에 유입된 가스를 배출하는 배출구가 형성된 탈취조와, 상기 탈취조 상부에 여재가 충진되는 제 1탈취층과, 상기 제 1탈취층 상부에서 보급수를 분사하는 제 1분무기와, 상기 제 1탈취층 하부에 여재가 충진되는 제 2탈취층과, 상기 제 2탈취층의 상부에서 보급수를 분사하는 제 2분무기가 포함되되,
상기 탈취조의 하단에는 집수탱크가 설치되며, 상기 집수탱크는 상기 제 2분무기와 순환라인을 통해 연결되고, 상기 제 1분무기에는 물유입라인이 구성되며, 상기 물유입라인에는 영양조가 구성되며, 상기 순환라인에는 pH조정조를 구성하여 제 2탈취층의 pH가 제 1탈취층의 pH보다 작게 구성됨을 특징으로 하는 브라운가스를 이용한 오염토양 열처리시스템.
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제 1항에 있어서,
상기 열처리장치는,
일단부에 오염토양이 투입되는 호퍼와 오염토양의 열처리과정에서 발생되는 가스가 외부로 배출되도록 하는 가스배출구가 구성된 원통형의 외각하우징과, 상기 외각하우징의 내부에서 회전되며 상기 외각하우징의 호퍼 반대방향으로 직경이 좁아드는 형상으로 끝단부에 유로가 형성되어 외각하우징으로 유입된 오염토양이 내부로 유입되도록 하며 외주연과 내주연에 반대방향의 안내스크류가 구성된 직접가열통과, 상기 직접가열통이 회전가능 하도록 장착되며 상기 전기분해조와 연결되는 브라운가스버너가 장착되고 하단에 열처리된 토양이 낙하되도록 하는 토양배출구가 형성된 버너하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 브라운가스를 이용한 오염토양 열처리시스템.
제 6항에 있어서,
일단은 상기 전기분해조와 연결되고, 타단은 상기 직접가열통의 일단을 내부로 관통하면서 복수의 분사노즐에 의해 브라운가스가 상기 직접가열통의 내부로 분사되도록 하는 분사봉이 구성되는 것을 특징으로 하는 브라운가스를 이용한 오염토양 열처리시스템.
제 7항에 있어서,
상기 직접가열통에는 버너하우징 방향의 일단부에 열전도성의 재질로서 동일방향의 분리날이 복수로 구성된 망이 복수로 구성되되 각각의 망에 있어 분리날은 방향이 다르게 구성됨을 특징으로 하는 브라운가스를 이용한 오염토양 열처리시스템.