KR101588829B1 - 산성 및 알칼리성 악취를 동시 정화하는 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템 - Google Patents

산성 및 알칼리성 악취를 동시 정화하는 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다양한 악취발생원에서 발생되는 악취가스를 처리하는 약액세정식 탈취탑, 특히 부지면적을 최소화하기 위한 2단 단일탑을 이용하면서도, 1단과 2단을 효율적으로 분리하여 산성 및 알칼리성 세정액이 혼합되지 않도록 하고, 나아가 알칼리가스와 산성가스가 혼합되는 것을 원천적으로 차단할 수 있도록 유동상 여재의 도입, 싸이클론 스트레이너의 채용 등 개량된 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템은 악취가스발생원; 및 상기 악취가스발생원에서 공급되는 악취가스 인렛 및 필터링처리액 아웃렛을 각각 구비한 제1 및 제2 기저부와, 약액저장탱크와, 제1 및 제2 기저부 상부에 각각 구비된 제1 및 제2 스트레이너와, 제1펌프를 통하여 상기 약액저장탱크에서 약액을 공급받는 살수부와, 이 살수부 상부의 처리가스 제1방출부를 갖고, 살수부 하부의 유동상담체가 충진되어 구성되어, 제1기저부의 악취가스 인렛에서 공급된 악취가스가 제1스트레이너를 통과한 후 유입되어 세정되는 제1세정부와, 상기 제1세정부의 제1방출부와 연통을 통하여 연결된 제2기저부를 거쳐 공급되는 악취가스가 제2스트레이너를 통과한 후 유입되어 세정되는 제2세정부와, 상단 배기부를 포함하는 약액세정식 단일탑;을 포함하여 이루어진다.

Description

산성 및 알칼리성 악취를 동시 정화하는 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템{DEODORIZING SYSTEM USING MEDICINE FLUID AND SINGLE TOWER FOR ACIDIC AND ALKALINE GAS}
본 발명은 산성 및 알칼리성 악취를 동시 정화하는 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템에 관한 것으로,
보다 상세하게는 하폐수 처리장, 분뇨처리장, 음식물쓰레기 처리시설, 축산시설 등 다양한 악취가스발생원에서 발생되는 암모니아, 메틸메르캅탄 가스 등을 처리하기 위한 약액세정식 탈취탑, 특히 부지면적을 최소화하기 위한 2단 단일탑을 이용하면서도, 1단과 2단을 효율적으로 분리하여 산성 및 알칼리성 세정액이 혼합되지 않도록 하고, 나아가 알칼리가스와 산성가스가 혼합되는 것을 원천적으로 차단할 수 있도록 유동상 여재의 도입, 싸이클론 스트레이너의 채용, 각 세정부의 최종 방출부(또는 배기부)에 싸이클론 데미스터를 추가 구성한, 산성 및 알칼리성 악취를 동시 정화하는 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템에 관한 것이다.
다양한 하폐수 처리시설이나 산업시설에서 발생되는 공기오염물질, 특히 악취물질로 인하여 대기오염은 물론 주요 민원문제를 일으키고 있는바,
악취 원인물질로는 VOCs, 암모니아가스, 황화수소, 황산화가스, 질산화가스 등이 있다.
이러한 악취 원인물질을 포함한 각종 악취 배기가스를 정화하기 위하여 다양한 종류의 물리적·화학적·생물학적 방법들이 제시된 바,
이와 같은 방법으로는 냉각응축법, 촉매식 연소법, 물리적 흡착법 및 세정법 등이 그것이다.
그러나 이러한 방법들 중에서 물리·화학적 방법은 오염가스의 제거 효율은 높지만 시설비 및 재료비, 약품비 등과 같은 조업비가 많이 소요되고, 저농도의 폐가스를 배출 허용기준까지 저감시키는데 비경제적이고, 2차 오염물질(SOx, CO, NOx)이 발생되는 단점이 있었다.
이에 따라 보다 환경 친화적이면서 고효율 저비용의 청정기술을 개발하려는 노력이 계속되었으며, 그 결과로 미생물의 작용에 의해 VOCs와 악취물질을 이산화탄소, 무취 혹은 취기가 적은 물질로 전환시키는 방법인 생물여과법(Biofiltration)이 대두되었다.
이처럼 각 악취 배기가스 처리기법은 특유의 장단점을 갖는바, 복합 처리 공법의 도입 필요성과, 이를 구성하는 개별 처리 공법의 단점 또한 최소화할 필요성이 상존한다.
한편, 종래 악취가스 처리 기술로는 특허등록 제10-0966737호(등록일자 2010년06월22일) [약액세정식 탈취탑]이 있는데,
이 등록특허는 악취 유입구에 유입되는 악취가스와 상기 악취가스의 악취를 제거하기 위한 세정액의 접촉률을 향상시키고, 산성 및 알칼리성의 세정액을 동시에 이용하여 세정 효과 및 탈취 효율을 증가시키고,
또 하나의 탈취 장치로 여러 종류의 세정액을 사용할 수 없게 되어, 여러 종류의 세정액을 사용하여 악취를 제거하는 경우에는 각각의 탈취 장치를 직렬 또는 병렬식으로 각각 구성하여 시공 제작 등이 번거롭게 되고, 복합 악취가스를 신속하게 탈취하지 못하는 문제점을 해결할 수 있는 약액세정식 탈취탑을 제시하고 있다.
그러나 상기 등록특허는 악취가스 처리의 기본이 되는 알칼리가스 및 산성가스의 상호 다른 층의 세정부에서 처리하는 경우 각 가스가 혼합되어 처리효율이 저하되는 문제에 대한 해결책을 제시하고 있지 않다.
또 특허등록 제10-1363282호(등록일자 2014년02월10일) [복합 악취 처리 탈취장치]가 있는데,
이 등록 특허는 종래의 바이오필터만을 이용한 악취가스처리장치와는 달리, 포집한 악취가스가 바이오필터를 통과하기 전에 각 공정에서 흡입된 각종 이물질과 고농도의 산성 및 알칼리성 악취를 중화함으로써, 바이오필터 탈취장치에 생육하는 미생물이 최적의 환경에서 생육할 수 있도록 하고, 순환수 저장탱크 하부에 폭기장치를 구비하여 유용 미생물에 산소를 공급하여 미생물 성장을 촉진함으로 탈취효율을 높이고, 바이오필터를 통과한 미처리 악취를 후단에서 화학적 탈취방식을 거쳐 복합악취를 완벽하게 처리하고, 또한 심미적인 효과를 극대화하기 위해 천연방향제를 토출구에 분사하여 주변 공기를 쾌적하게 할 수 있도록 하는 복합 악취를 처리하는 탈취장치에 관한 것이다.
그러나 이 등록특허는 바이오필터만으로 처리하기 어려운 악취물질 제거에 대한 해결책을 제시하고 있지 못하다.
나아가 실용신안등록 제20-0468971호(등록일자 2013년09월04일) [복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치]가 있는데,
이 등록고안은 가축 분뇨 등 축산 폐기물에서 발생하는 암모니아 및 황화수소 등과 같은 악취가스를 플라즈마방식, 습식처리방식 및 흡착방식 순으로 순차적으로 제거하는 구성부들이 콤팩트하게 구성되어 악취가스 정화효율을 향상시킬 수 있는 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치를 제시하고 있다.
그러나 이 등록고안은 구조가 복잡하여 대량으로 악취가스를 처리하기에 부적합하고, 특유의 복잡 구조로 인하여 유지 보수에 많은 비용이 소요될 것으로 예상되어 의도와는 달리 경제성 면에서 경쟁력을 확보하지 못하고 있다.
이에 본 발명은 하폐수 처리장, 분뇨처리장, 음식물쓰레기 처리시설, 축산시설 등 다양한 악취발생원에서 발생되는 암모니아, 메틸메르캅탄 가스 등을 처리하기 위한 약액세정식 탈취탑, 특히 부지면적을 최소화하기 위한 2단 단일탑을 이용하면서도, 1단과 2단을 효율적으로 분리하여 산성 및 알칼리성 세정액이 혼합되지 않도록 한, 산성 및 알칼리성 악취를 동시 정화하는 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 1단 제1세정부 및 2단 제2세정부에서의 처리대상 악취가스의 세정 약액과의 접촉면적을 증대시키고 체류시간을 늘이기 위하여 각 세정부에 유동상담체를 도입하여 기저부와 각 세정부 사이에 스트레이너, 특히 싸이클론 스트레이너를 도입한 산성 및 알칼리성 악취를 동시 정화하는 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가 본 발명은 처리대상 악취가스의 세정부 내에서의 체류시간 증대효과를 강화하고 알칼리 가스 및 산성 가스의 혼합을 방지하기 위하여 각 세정부의 처리가스 방출부에 싸이클론 데미스터를 도입한 산성 및 알칼리성 악취를 동시 정화하는 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러 본 발명은 바이오필터를 복합 구성하여 악취가스 처리에 만전을 기하도록 한 산성 및 알칼리성 악취를 동시 정화하는 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 악취가스와 접촉성을 높이기 위한 로터리메디아 필터층과 다공체 필터층으로 구성된 바이오필터를 포함하고, 바이오리액터가 구비된 미생물배양조에서 공급되는 배양탈취액의 살포부를 구비한 바이오탈취탑을 구성하여 VOCs, 암모니아가스, 황화수소, 황산화가스, 질산화가스 등과 같은 악취가스 포함 악취물질을 효율적으로 필터링하여 청정 여과 공기 상태로 배기하여 다양한 수처리장의 주된 민원 중 하나인 악취문제를 원천적으로 해결할 수 있도록 한 바이오필터를 더 도입한 복합 탈취시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 상기 바이오탈취탑의 배양탈취액 살포부를 살포노즐과 이격된 확산패널로 구성하여 살포되는 배양탈취액이 이 확산패널과 충돌하여 에어접촉 및 비산효과를 얻을 수 있도록 하여 배양탈취액의 악취물질 흡착·포집 효율 및 미생물 활성화에 일조할 수 있도록 한 바이오필터를 이용한 탈취시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명은 미생물배용조나 저류조에서 방류되는 처리수(배양탈취액 포함)의 응집 처리(총인 제거 등의 효과)를 위하여 이들의 배수부와 연결된 가압부상조를 추가 구성하고, 또 최소한의 동력으로 가압부상의 핵심인 공기혼합수의 물과 공기의 최적 비율을 유지하도록 벤추리관을 포함하는 자동급기유닛을 도입하고, 이 벤추리관에서 최대 유속이 발생되는 벤추리관 점증부에 급기홀을 도입한 무동력 자동급기유닛을 구비한 가압부상장치를 추가 도입한 탈취시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 자동급기유닛의 벤추리관을 통과하는 물을 공급하는 가압수 공급관이 가압부상조와 연결되어 물을 원활하게 공급받음은 물론 공기혼합수의 물과 공기의 최적 비율(물:공기 = 10:2 ~ 8:2)이 지속적으로 유지되도록 한 무동력 자동급기유닛을 구비한 가압부상장치를 추가 도입한 탈취시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가 본 발명은 진정한 무동력 급기구조를 구현하면서도 가압탱크의 과 공기혼합수 유입 문제를 해결하도록 가압탱크와 벤추리관을 연결하는 추가 보조벤추리관 및 급기홀을 도입한 보조급기유닛을 별도로 더 구성한 무동력 자동급기유닛을 구비한 가압부상장치를 추가 도입한 탈취시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러 본 발명은 공기혼합수의 적정 공기 혼합비율(물:공기 = 10:2 ~ 8:2) 상태의 상시 보장을 위하여 보조급기유닛의 월류관이 가압탱크 내에서 수두(水頭)와 상시 접촉하는 흡입구를 갖도록 구성한 무동력 자동급기유닛을 구비한 가압부상장치를 추가 도입한 탈취시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 산성 및 알칼리성 악취를 동시 정화하는 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템은
악취가스발생원; 및
상기 악취가스발생원에서 공급되는 악취가스 인렛 및 필터링처리액 아웃렛을 각각 구비한 제1 및 제2 기저부와,
산성액 저장부 및 알칼리액 저장부를 갖는 약액저장탱크와,
제1 및 제2 기저부 상부에 각각 구비된 제1 및 제2 스트레이너와,
제1펌프를 통하여 상기 약액저장탱크에서 약액을 공급받는 살수부와, 이 살수부 상부의 처리가스 제1방출부를 갖고, 살수부 하부의 유동상담체가 충진되어 구성되어, 제1기저부의 악취가스 인렛에서 공급된 악취가스가 제1스트레이너를 통과한 후 유입되어 세정되는 제1세정부와,
제2펌프를 통하여 상기 약액저장탱크에서 약액을 공급받는 살수부와, 이 살수부 상부의 처리가스 제2방출부를 갖고, 살수부 하부의 유동상담체가 충진되어 구성되어, 상기 제1세정부의 제1방출부와 연통을 통하여 연결된 제2기저부를 거쳐 공급되는 악취가스가 제2스트레이너를 통과한 후 유입되어 세정되는 제2세정부와,
상단 배기부를 포함하는 약액세정식 단일탑;
을 포함하여 이루어진다.
또 본 발명에 따른 산성 및 알칼리성 악취를 동시 정화하는 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템에서
상기 단일탑의 제1 또는 제2 스트레이너, 또는 이 둘 모두는
하단 악취가스 유입 협폭부와, 중간 악취가스 와류형성 광폭부와, 상단 악취가스 배출 산기부를 갖고,
상기 광폭부에는 악취가스 충돌판이 구비되고, 상기 산기부에는 광폭부 외벽과 이격된 형태로 중첩된 스커트를 갖는 루프가 구비되어 있어 싸이클론 스트레이너를 구성하고,
상기 제1세정부의 제1방출부와 제2기저부를 연결하는 연통 또는 상단 배기부, 또는 이 둘 모두는
통로 협소화 타공판과, 이 타공판 후단에 이격 구비된 충돌캡으로 구성된 싸이클론 데미스터가 구비되어 있으며,
상기 단일탑의 배기부에서 공급되는 악취가스가 유입되는 유입부,
필터링처리액 배출부,
상기 유입부에서 유입된 악취가스를 처리하기 위한 배양탈취액 살포부,
상기 배양탈취액 살포부 하부에 구비된 바이오필터,
이 살포부 상부에 구비된 배기부를 포함하는 바이오탈취탑; 및
시수공급부,
블로어 및 내저면에 배열된 산기관을 포함하는 에어공급부,
상기 바이오탈취탑의 필터링처리액 배출부와 연결된 순환유입부,
상기 바이오탈취탑의 배양탈취액 살포부와 연결된 순환공급부,
수중형 또는 지상형 바이오리액터, 그리고
배수부를 포함하는 미생물배양조;
를 더 포함하여 이루어진다.
한편, 본 발명에 따른 탈취시스템은
악취가스발생원;
상기 악취가스발생원에서 공급되는 악취가스 유입부,
필터링처리액 배출부,
이 유입부 상부에 구비된 바이오필터,
이 바이오필터 상부에 구비된 배양탈취액 살포부, 그리고
이 살포부 상부에 구비된 배기부를 포함하는 바이오탈취탑; 및
시수공급부,
블로어 및 내저면에 배열된 산기관을 포함하는 에어공급부,
상기 바이오탈취탑의 필터링처리액 배출부와 연결된 순환유입부,
상기 바이오탈취탑의 배양탈취액 살포부와 연결된 순환공급부,
수중형 또는 지상형 바이오리액터, 그리고
배수부를 포함하는 미생물배양조;
를 포함하여 이루어진다.
또 본 발명에 따른 바이오필터를 이용한 탈취시스템에서
상기 바이오탈취탑의 배양탈취액 살포부는 살포노즐과, 이 살포노즐과 이격되고 살포되는 배양탈취액과 충돌하여 에어접촉 및 비산효과를 제공하는 확산패널을 포함하여 구성된 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 바이오필터를 이용한 탈취시스템은 무동력 자동급기유닛을 구비한 가압부상장치를 추가 구성하며, 이 가압부상장치는
처리수 유입부와 배출부를 구비한 가압부상조;
상기 가압부상조에 구비된 부유물 제거수단; 및
상기 가압부상조와 연결된 공기혼합수 공급관을 갖는 가압탱크와,
가압탱크와 연결된 가압수 공급관과,
상기 가압수 공급관에 구비된 가압펌프와,
상기 가압수 공급관과 연결되고 급기홀을 구비한 벤추리관을 구비한 자동급기유닛;
을 포함하여 이루어진다.
나아가 본 발명에 따른 바이오필터를 이용한 탈취시스템에 도입된 가압부상장치에서
상기 가압수 공급관은 상기 가압부상조와 연결되어 있고,
상기 가압탱크의 상부에 연결되고 상기 벤추리관과 연결된 월류관과,
상기 월류관에 구비되고 급기홀을 구비한 보조벤추리관
을 구비한 보조급기유닛을 더 포함하며,
상기 보조급기유닛에서
가압탱크 내의 월류관은
흡입구와, 이 흡입구 둘레에 구비된 부구와, 이 흡입구가 상시 공기혼합수 상부에 머물도록 하는 월류관과 연결된 승강연결관을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 산성 및 알칼리성 악취를 동시 정화하는 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템은 하폐수 처리장, 분뇨처리장, 음식물쓰레기 처리시설, 축산시설 등 다양한 악취발생원에서 발생되는 암모니아, 메틸메르캅탄 가스 등을 처리하기 위한 약액세정식 탈취탑, 특히 부지면적을 최소화하기 위한 2단 단일탑을 이용하면서도, 1단과 2단을 효율적으로 분리하여 산성 및 알칼리성 세정액이 혼합되지 않도록 할 수 있고, 또 1단 제1세정부 및 2단 제2세정부에서의 처리대상 악취가스의 세정 약액과의 접촉면적을 증대시키고 체류시간을 늘이기 위하여 각 세정부에 유동상담체를 도입하여 기저부와 각 세정부 사이에 스트레이너, 특히 싸이클론 스트레이너를 도입하며, 나아가처리대상 악취가스의 세정부 내에서의 체류시간 증대효과를 강화하고 알칼리 가스 및 산성 가스의 혼합을 방지하기 위하여 각 세정부의 처리가스 방출부에 싸이클론 데미스터를 도입하고, 아울러 바이오필터를 복합 구성하여 악취가스 처리에 만전을 기하도록 할 수 있다.
또 본 발명에 따른 탈취시스템은 악취가스와 접촉성을 높이기 위한 로터리메디아 필터층과 다공체 필터층으로 구성된 바이오필터를 포함하고, 바이오리액터가 구비된 미생물배양조에서 공급되는 배양탈취액의 살포부를 구비한 바이오탈취탑을 구성하여 VOCs, 암모니아가스, 황화수소, 황산화가스, 질산화가스 등과 같은 악취가스 포함 악취물질을 효율적으로 필터링하여 청정 여과 공기 상태로 배기하여 다양한 수처리장의 주된 민원 중 하나인 악취문제를 원천적으로 해결할 수 있으며, 또 상기 바이오탈취탑의 배양탈취액 살포부를 살포노즐과 이격된 확산패널로 구성하여 살포되는 배양탈취액이 이 확산패널과 충돌하여 에어접촉 및 비산효과를 얻을 수 있도록 하여 배양탈취액의 악취물질 흡착·포집 효율 및 미생물 활성화에 일조할 수 있다.
한편, 본 발명에서 미생물배용조나 저류조에서 방류되는 처리수(배양탈취액 포함)의 응집 처리(총인 제거 등의 효과)를 위하여 이들의 배수부와 연결된 가압부상조를 추가 구성하는 경우, 이 무동력 자동급기유닛을 구비한 가압부상장치를 통하여 벤추리관을 포함하는 자동급기유닛을 도입하고, 이 벤추리관에서 최대 유속이 발생되는 벤추리관 점증부에 급기홀을 도입하여 소한의 동력으로 가압부상의 핵심인 공기혼합수의 물과 공기의 최적 비율을 유지하며, 자동급기유닛의 벤추리관을 통과하는 물을 공급하는 가압수 공급관이 가압부상조와 연결되어 물을 원활하게 공급받음은 물론 공기혼합수의 물과 공기의 최적 비율(물:공기 = 10:2 ~ 8:2)이 지속적으로 유지할 수 있고, 가압탱크와 벤추리관을 연결하는 추가 보조벤추리관 및 급기홀을 도입한 보조급기유닛을 별도로 더 구성하여 진정한 무동력 급기구조를 구현하면서도 가압탱크의 과 공기혼합수 유입 문제를 해결할 수 있고, 보조급기유닛의 월류관이 가압탱크 내에서 수두(水頭)와 상시 접촉하는 흡입구를 갖도록 구성하여 공기혼합수의 적정 공기 혼합비율(물:공기 = 10:2 ~ 8:2) 상태의 상시 보장할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 산성 및 알칼리성 악취를 동시 정화하는 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템에 대한 개략도.
도 2는 약액 세정 단일탑에 대한 개략도.
도 3은 싸이클론 스트레이너에 대한 개략도.
도 4는 싸이클론 데미스터에 대한 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 바이오필터를 이용한 탈취시스템의 개략적인 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 탈취시스템에 도입된 무동력 자동급기유닛을 구비한 가압부상장치 및 이를 채용한 수처리시스템의 개략적인 블록도.
도 7은 본 발명에 따른 탈취시스템에 도입된 무동력 자동급기유닛을 구비한 가압부상장치의 개략적이 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.
또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에서 공지기능 및 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 설명은 생략할 수 있다.
본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.
먼저, 본 발명에 따른 산성 및 알칼리성 악취를 동시 정화하는 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템(DS)은 도 1 및 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 하폐수 처리장, 분뇨처리장, 음식물쓰레기 처리시설, 축산시설 등 다양한 악취발생원에서 발생되는 H2S, 메틸메르캅탄과 같은 산성계 악취가스나, 암모니아, 트리메틸아민과 같은 알칼리계 악취가스, 기타 황화메틸, 이황화메틸과 같은 중성계 가스, 기타 복합가스를 포함하는 악취가스발생원(X0), 그리고 약액세정식 단일탑(X)으로 구성된다.
이송특성 및 처리용량의 보장을 위하여 악취가스발생원(X0)의 처리대상 악취가스는 펌프 또는 이송팬을 이용하여 강제 급기되는 것이 바람직하다.
약액세정식 단일탑(X)은 부지면적 최소화를 위한 수직 단일탑으로 구성되며, 약액저장탱크(X2), 특히 1단 제1세정부(X4A) 및 제1기저부(X1A) 하부에 배열되어 역시 컴팩트한 구조를 보장하는 약액저장탱크(X2)를 갖고, 산성액 저장부(X2A)(H2SO4) 및 알칼리액 저장부(X2B)(NaOH)가 각각 분리 구성되어 있다.
알칼리가스 처리를 위하여 산성액 저장부(X2A)(H2SO4)와 제1펌프(X4a)로 연결된 하부 1단 제1세정부(X4A)와, 산성가스 처리를 위하여 알칼리액 저장부(X2B)(NaOH)와 제2펌프(X4a))로 연결된 상부 2단 제2세정부(X4B)는 처리대상 악취가스의 체류시간 확대와 접촉 면적 증대를 위한 각 제1 및 제2 스트레이너(X3A)(X3B)의 설치공간 확보와 원활한 처리대상 악취가스 상승 공급을 위한 제1 및 제2 기저부(X1A)(X1B)(일종의 체류공간임)가 하부에 구비되어 있다.
제1 및 제2 기저부(X1A)(X1B)는 각각 악취가스발생원에서 공급되는 악취가스 인렛(X1a) 및 필터링처리액(즉, 세정 후의 낙하되는 약액) 아웃렛(X1b)을 갖는다.
제1기저부(X1A)의 필터링 처리 산성액(H2SO4)은 아웃렛(X1b)을 거쳐 약액저장탱크(X2)의 산성액 저장부(X2A)로 공급되고, 제2기저부(X1B)의 필터링 처리 알칼리액(NaOH)은 아웃렛(X1b)을 거쳐 약액저장탱크(X2)의 알칼리액 저장부(X2B)로 공급된다. 도 1 및 도 2에서 제1기저부(X1A) 및 제2기저부(X1B)의 아웃렛(X1b)은 마치 각각 알칼리액 저장부(X2B) 및 산성액 저장부(X2A)로 연결된 것처럼 도시되어 있으니 이는 아웃렛 배관을 수직 직선으로 단순화하여 표시한 것으로, 실제는 하부 배관이 각각 산성액 저장부(X2A) 및 알칼리액 저장부(X2B)로 이어진 것을 생략하여 도시하고 있는 것으로, 최종 화살표는 단지 해당 약액저장탱크(X2)로 회수된다는 점을 나타낸 것에 불과하다.
알칼리액 저장부(X2B) 및 산성액 저장부(X2A)의 각 약액은 자동투입장치(X2C)의 제어에 의하여 최종 배기부(X5) 및 각 세정부(X4A)(X4B)의 처리 가스 방출부(X4c)의 일부 또는 모두에 구비된 pH 미터의 측정치를 수신 받아 처리가스 pH에 따라 산성액 또는 알칼리액의 투입량을 조절하도록 구성되어 있다.
다음으로 제1 및 제2 기저부(X1A)(X1B) 상부에 각각 구비된 제1 및 제2 스트레이너(X3A)(X3B)는 특히 처리용량 및 효율 증대를 위하여 연결플레이트(X3)에 복수 개가 이격 배열되어 있다.
특히 이 제1 또는 제2 스트레이너(X3A)(X3B), 또는 이들 모두는 싸이클론 스트레이너를 구성하여 그 특유의 와류 형성 기능을 통하여 각 세정액과의 접촉면적 및 제1 및 제2 세정부에서의 체류시간 증대를 통한 악취가스 처리효율 향상에 일조하도록 구성되어 있다.
구체적으로 제1 또는 제2 스트레이너(X3A)(X3B)는 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 하단 악취가스 유입 협폭부(X3a) 및 중간 악취가스 와류형성 광폭부(X3b)를 거치면서 마치 벤추리관 효과와 같이 유속을 향상시키며 협폭부 및 광폭부 외벽과의 마찰 및 원심력에 의한 1차 와류형 기류를 형성하고, 이후 상단 악취가스 배출 산기(散氣)부(X3c)를 통과하면서 악취가스가 제1 및 제2 세정부(X4A)(X4B)로 흩뿌려 지도록 한다.
더 나아가 상기 산기부(X3c) 내지 광폭부(X3b) 상부에는 추가로 악취가스 충돌판(X3d)이 구비되고, 특히 상기 산기부(X3c) 영역에는 광폭부(X3d) 외벽과 이격된 형태로 중첩된 스커트(Xe)를 갖는 루프(X3e)가 구비되어 있어,
벤추리관 유사의 협폭부(X3a) 및 광폭부(X3b) 구간 통과 후 악취가스는 가속도니 상태로 충돌판(X3d) 및 루프(X3e)와 충돌하여 와류형 기류 특성이 강화되고, 다시 루프의 스커트(Xe)에 의하여 기류가 하방으로 꺾인 후 각 세정부로 진입하도록 구성되어 있어 강한 와류 형태로 제1 및 제2 세정부(X4A)(X4B)를 통과하게 된다.
충돌판(X3d)은 루프(X3e)와 링커(Xd)로 연결되어 있다.
이처럼 싸이클론 제1 또는 제2 스트레이너(X3A)(X3B)를 거친 처리대상 악취가스는 특히 제1 및 제2 세정부(X4A)(X4B)의 유동상담체(Xm)와 충돌하면서 다시 한번 난기류 내지 와류 특성이 강화되며,
비중이 1 미만인 유동상담체의 소재 특성상 세정액이 표면에 묻어 있는 상태로 부유하게 되고,
이 부유하는 유동상담체와 와류 내지 난기류 상태의 악취가스가 단위시간당 접촉면적이 증대되게 되므로 그만큼 처리 효율이 증대될 수 있다.
다음으로 제1 및 제2 기저부(X1A)(X1B)와 제1 또는 제2 스트레이너(X3A)(X3B)의 각 상부의 제1 및 제2 세정부(X4A)(X4B)는 공통적으로 각각
펌프(제1 및 제2 펌프(X4a))를 통하여 상기 약액저장탱크(X2)(산성액 저장부(X2A) 및 알칼리액 저장부(X2B))에서 약액을 공급받는 살수부(X4b)와, 이 살수부 상부의 처리가스 방출부(제1 및 제2 방출부(X4c))를 갖고, 살수부 하부의 유동상담체(Xm)가 충진되어 구성되어, 기저부(제1 및 제2 기저부(X1A)(X1B))의 악취가스 인렛(X1a)에서 공급된 악취가스가 스트레이너(제1 또는 제2 스트레이너(X3A)(X3B))를 통과한 후 유입되어 세정(일종의 필터링) 처리되도록 구성되어 있다.
다만, 제2세정부(X4B)는 악취가스가 제2스트레이너(X3B)를 거쳐 공급되어 있되, 상기 제1세정부(X4A)의 제1방출부(X4c)와 연통(Xg)을 통하여 연결된 제2기저부(X1B)가 제2스트레이너로 이어진다.
제2세정부(X4B)는 악취가스는 방출부(X4c)를 거친 후 최종적으로 배기부(X5)를 거쳐 바로 대기 중으로 방출될 수 있으나, 후술하는 바이오필터(T1) 구비 바이오탈취탑(T)을 더 거쳐 대기 중으로 방출되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 산성 및 알칼리성 악취를 동시 정화하는 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템(DS)은 각 세정부의 처리가스 방출부(X4c),
구체적으로 상기 제1세정부(X4A)의 제1방출부(X4c)와 제2기저부(X1B)를 연결하는 연통(Xg) 또는 상단 배기부(X5), 또는 이 둘 모두에 추가로 싸이클론 데미스터(demister 또는 de-misty)를 구성하여 1단 제1세정부에서 살수부(X4b) 및 와류 내지 난기류 상태의 접촉 과정에서 발생되는 가스, 특히 산성가스가 2단 제2세정부로 유입되지 않도록 구성되어 있어
그만큼 알칼리 가스 및 산성 가스의 혼합을 방지기능을 확고히 하며,
처리대상 악취가스의 세정부 내에서의 체류시간 증대효과를 강화할 수 있게 된다.
구체적으로 이 데미스터(X5A)는 상기 제1세정부의 제1방출부와 제2기저부를 연결하는 연통 또는 상단 배기부, 또는 이 둘 모두에 구비되며,
통로 협소화 타공판(X5b)과, 이 타공판 후단에 이격 구비된 충돌캡(X5d)으로 구성되며,
추가로 타공판(X5b) 전방의 1차 충격판(X5a) 및 콘타입 충돌캡(X5d) 상단 외주면 둘레에 이격 배열된 보조충격판(X5e), 그리고 타공판(X5b)을 통과한 가스가 충돌캡(X5d) 하면과 보다 확실하게 충돌하도록 가이드하는 안내관(X5c)을 더 포함한다.
이러한 싸이클론 데미스터(X5A)를 통하여 제1 및 제2 세정부(X4A,X4B)에서 발생되는 산성가스 및 알칼리가스의 혼합 또는 무단 방출이 원천 차단되며, 이에 따른 각 세정부에서의 악취가스 체류시간 증대효과도 달성되도록 구성되어 있다.
한편, 본 발명에 따른 약액세정식 단일탑을 이용한 탈취시스템(DS)은 추가로 바이오필터(T1)를 포함하는 바이오탈취탑(T)을 추가 구성하여 약액세정식 단일탑(X)의 배기부(X5)에서 배출되는 1차 약액 처리 악취가스가 추가로 탈취되도록 하여 복합 탈취시스템이 되도록 구성할 수 있다.
도 1의 바이오탈취탑 및 도 5의 바이오탈취탑은 각각 배양탈취액의 살포부(T2) 일단 및 이단 구성, 악취가스 유입부(TA)의 바이오탈취탑 상단 및 하단 배열, 악취가스의 추가 강제 송입 펌프 비구비 및 구비 등에서 차이가 있으나 이는 비본질적인 차이에 불과하며, 다양하게 변형 구성될 수 있음을 나타내는 것일 뿐이다.
이하에서는 편의상 도 5를 참조하여 탈취시스템(DS)을 설명하도록 한다.
개략적인 블록도인 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이,
다양한 하폐수 처리시설의 반응조, 침전조, 저류조 등의 지붕 돔(dome)에서 배기되는 악취가스나, 본 탈취시스템(DS)에 포함된 통합 저류조(Fd)에서 발생되는 악취가스, 기타 유래의 악취가스가 악취가스발생원(Sm)으로서 포집되어 이송덕트(Sd)를 거쳐 펌프 등에 의한 강제로 바이오탈취탑(T)의 악취가스 유입부(TA)로 송입된다. 도 5에서 이송덕트는 통합 저류조(Fd) 부위에 가스의 배출을 위한 바이패스(Sb)를 갖는다.
본 발명에 따른 바이오필터를 이용한 탈취시스템(DS)은 크게 바이오탈취탑(T)과, 배양탈취액을 바이오탈취탑(T)의 살포부(T2)로 공급하는 미생물배양조(R)로 구성된다.
바이오탈취탑(T)은 상기 악취가스발생원(Sm)에서 이송덕트(Sd)를 통하여 공급되는 악취가스 유입부(TA), 미생물배용조(R)의 순환유입부(Ra)와 연결된 필터링처리액 배출부(Tb), 상기 유입부(Ta) 상부에 구비된 바이오필터(T1), 이 바이오필터 상부에 구비되고 미생물배양조(R)의 순환공급부(Rb)와 연결되어 배양액을 공급받는 살포배양액공급부(Ta)와 연결된 배양탈취액 살포부(T2), 그리고 이 살포부 상부에 구비된 배기부(Tc)를 포함하여 이루어진다.
또 상기 바이오필터(T1)는 메디아층(T1A)과 다공체층으로 구성되고,
특히 바이오필터는 도 5의 상부 중간 일점 쇄선 원내 확대도와 같이, 다공체층이 메디아층(T1A)을 사이에 두고 상하 두 다공체층(T1B,T1C)로 구성된다.
또 메디아층(T1A)의 메디아(T1a)는 도 5의 상부 우측 일점 쇄선 원 내 확대도와 같이, 살포부에서 배출되는 배양탈취액에 의하여 유동하고 상호 접촉하여 회전하여 악취 물질과 접촉확률을 높이며(결국 미생물과 악취물질의 접촉확률을 높임) 미생물의 거주 면적을 높이기 위한
외주면 방사상 돌기(부유하는 메디아끼리 접촉시 상대 메디아를 회전시키는 역할에도 기여함)를 갖는 원통형 부재이고,
소재(합성수지)의 비중 선택을 통하여 물 속에서의 유동성을 높이고, 내주면에는 보강살(십자형)이 구비되어 있는 로터리(rotary)메디아이고,
메디아층(T1A)을 형성하는 상하 타공격판 사이에 다수 개 충진하여 구성된다.
다공체층(T1B,T1C)을 구성하는 다공체(T1b)는 역시 타공 격판 사이에 다수 개 충진되어 구성되며, 각 다공체는 천연 또는 인공 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어 경석, 진주석(펄라이트)와 같은 천연소재이거나, 발포 부재(발포 질석 등) 등의 인공소재일 수 있다.
이러한 바이오필터(T1)는 도 5와 같이 배양탈취액 살포부(T2)와 한 세트를 이루어 다층 구성되거나 지그재그 형태로 다수의 악취가스 유통 공간을 구성하고, 복수의 바이오필터 및 살포부가 각각의 여과실에 배열되어 악취가스가 반복 접촉하여 보다 완벽하게 탈취가 이루어지도록 구성할 수 있다.
또 이 바이오탈취탑의 각 배양탈취액 살포부(T2)는 도 5의 우측 중간 일점 쇄선 원 내 확대도와 같이, 살포노즐(T2A)과, 이 살포노즐과 이격링크(T2A)에 의하여 이격되고 살포되는 배양탈취액과 충돌하여 에어접촉 및 비산효과를 제공하는 확산패널(T2B)로 구성되어 배양탈취액의 악취물질 흡착·포집 효율 및 미생물 활성화에 일조할 수 있도록 구성되어 있다.
이러한 확산패널의 도입은 또 살포노즐의 크기를 확대하여도 배양탈취액의 확실하고 충분한 흩뿌림 특성을 보장할 수 있는 것이어서, 그만큼 살포노즐(T2A)의 막힘 문제를 해소하고, 이로 인한 유지보수 비용의 절감이 가능하도록 한다.
다음으로 미생물배양조(R)는 도 5 및 도 5의 상부 좌측 일점 쇄선 원 내 확대도와 같이, 시수공급부(R0), 블로어(R2A) 및 내저면에 배열된 산기관(R2B)을 포함하는 에어공급부(R2), 상기 바이오탈취탑(T)의 필터링처리액 배출부(Tb)와 연결된 순환유입부(Ra), 상기 바이오탈취탑의 살포배양액공급부(Ta) 및 배양탈취액 살포부(T2)로 순차 연결되는 순환공급부(Rb), 수중형 또는 지상형, 또는 이 둘 모두로 구성된 바이오리액터(R1), 그리고 배수부(Rc)를 포함하여 구성된다.
이러한 미생물배양조(R)는 시수공급부(R0)가 다른 반응조나 침전조 등과 연계된 통합 저류조(Fd)와 연결되어 시수의 공급을 보장할 수 있게 구성될 수 있다.
미생물배양조(R)에서는 미생물, 특히 이탄, 토탄 및 부식토 등을 혼합하여 킬레이트화(chelation)를 촉진시키고, 혐기성균류(嫌氣性菌類)를 우점종화(優占種化)시킨 토양미생물을 활용하고,
특히 토양성균군이 유기물을 토양미생물로 쉽게 변성시키기 위한 양질의 토양성분을 가진 물질인 이탄, 토탄 및 부식토 등을 배합하여 용해가 잘되지 않도록 하기 위해 일정 크기로 고형화한 담체를 활용할 수 있다.
이러한 담체는 수중형 또는 지상형 바이오리액터(R1A,R1B)에 충진된다.
바이오탈취탑(T)의 살포부(T2)에서 비산 배출되어 악취가스와 접촉하여 탈취과정을 거친 배양탈취액은 탈취탑 하부의 배출부(Tb)에서 필터링처리액으로서 배출되어 미생물배양조(R)의 순환유입부(Ra)로 유입되고, 다시 순환공급부(규)와 살포부(T2)를 거쳐 탈취 용도로 사용되는 방식으로 순환되고, 순환 및 살포를 위하여 펌프(예: 순환공급부(Rb)의 펌프(Rp)) 및 밸브(솔레노이드 밸브, 체크밸브 등)가 활용되며, 마이컴 등을 활용한 제어반을 구성한다.
한편, 본 발명에 따른 탈취시스템에 추가 도입되는 무동력 자동급기유닛을 구비한 가압부상장치(A)는 미생물배용조(R)의 배수부(Rc)나 저류조(Fd)의 배출부(F1)에서 방류되는 처리수(배양탈취액 포함)를 처리하며, 특히 총인 제거 용도로 활용되기에 적합하다. 그러나 다른 하폐수 처리시설의 각종 처리조와 연계하여 활용되는 것도 가능하다.
또 본 발명에서 가압부상장치의 기본이 되는 가압부상분리법(Pressure Flotation)은 공기를 3~5kg/㎠ 정도로 가압하여 물에 용해시키면서 상압으로 누출시킬 때 분산매(dispersion medium)중에 함유된 부유상(suspended phase)(석출한 미립자나 floc)에 미소한 기포(bubble)를 부착시켜 분산매와 공기가 접하고 있는 한계 면까지 부상시켜 고액분리를 유도하는 것으로, 부상법의 종류를 구분해 보면 아래의 다섯 종류로 나눌 수 있다.
0. 용존공기부상법(Dissolved Air Flotation)
과포화 상태로 있는 기체와 액체의 혼합액을 대기중에서 압력을 감소시켜서 기포를 발생하도록 하는 방법.
0. 분산공기부상법(Dispersed Air or Cavitational Air Flotation)
대기압하에서 프로펠러의 힘이나 다공판을 통해 공기를 불어넣어 기포를 생성하는 방법.
0. 진공 부상법(Vacuum Flotation)
대기압하에서 공기를 포화시켜서 감압된 밀폐조에 집어넣은 후 공기의 용해도를 감소시켜서 기포를 발생시키는 방법.
0. 전해 부상법(Electro Flotation)
물을 전기분해하여 생기는 미세한 수소나 산소 Bubble로 이루어진 기포를 이용하여 부상시키는 방법.
0. 미생물학적 부상법(Microbiological Autoflotation)
생물학적 질화/탈질화(nitrification/denitrification)System에 의하여 질소나 이산화탄소 같은 기포를 생성하거나, 혹은 조류(algae)가 왕성한 성장으로 광합성에 의한 과포화 상태의 산소를 배출하면 물로부터 용출되어 나오는 산소와 함께 부유물을 떠올리는 방법.
본 발명에서 가압부상장치(A)는 특히 시설용이성, 시설비용 및 운전비용 등을 고려하여 용존공기부상 (Dissolved Air Flotation, 'DAF', 이하 병용한다)을 채용하는 것이 바람직하다.
이러한 가압부상기술의 개요 및 원리를 살펴보면 다음과 같다.
즉, 용존공기부상(Dissolved Air Flotation, DAF)의 개요로서, 부상분리(flotation)는 분산매(dispersion medium)중에 함유된 부유상(suspended phase)에 미소한 기포(bubble)를 부착시켜 분산매와 공기가 접하고 있는 한계면까지 부상시켜 고액분리를 유도하는 것을 말하며 부유물질, 유분, 그리스 등을 물로부터 분리하여 폐수를 정화하고 sludge를 분리, 농축하는데 사용된다.
부언하면 용존공기 부상법을 통해 높은 압력으로 물에 공기를 충분히 용해시켜 이를 처리하고자 하는 원수에 주입시키면, 수중에서 다시 감압된 물은 과포화된 만큼의 공기가 미세한 기포로 형성되어 처리수중의 플록과 결합한다. 이 기포-플록 결합체는 빠르게 수중에서 수표면으로 상승하여 고액분리가 달성되는 수처리 기법이다.
이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 탈취시스템에 추가 도입되는 무동력 자동급기유닛을 구비한 가압부상장치(A)를 구체적으로 살펴본다.
도 6은 본 발명에서 가압부상장치(A)를 전처리설비인 응집조(50)에 적용한 수처리시스템(As)에 적용된 것으로 예시하고 있다.
우선, 미생물배용조(R)나 저류조(Fd)에서 방류되는 처리수(배양탈취액 포함)는 먼저 응집조(50)로 유입되며, 이 응집조에는 응집제 공급부(55)와 연결되며, 응집제는 다양하게 선택될 수 있다.
도 6의 응집제 공급부(55)는 무기응결제로 알루미늄염을 기초로 가온가압 반응을 시킨 PAC(Poly Aluminum Chloride) 공급탱크(55A), 중화용 NaOH 공급탱크(55B), 폴리머(Anion성, Nonion성 또는 Cation성 고분자응집제) 공급탱크(55C)로 구성된다. 이들은 공지의 것으로 구체 설명은 생량한다.
응집제 공급부(55)의 각 공급탱크(55A,55B,55C)로 공급되는 희석수(또는 시수)는 수처리시스템(As)의 최종 방류수 또는 중간 배출수를 활용할 수 있다.
응집조(50)에서 처리수가 응집제와 교반기에 의하여 섞여 무기유기응결제에 의해 형성된 미세 Floc을 가교작용에 의해 조대 Floc화하거나 현탁입자의 하전중화와 가교에 의해 조대 Floc화가 이루어지면,
이 플록 포함 처리수는 유입부(11)를 통하여 가압부상조(10)로 공급된다.
참고로, 응집조와 가압부상조의 하부에는 드레인 역할을 하는 배수부(53)(19)를 각각 확인할 수 있다.
가압부상조에서 용존공기 부상법을 통하여 플록이 부상된 후, 부유물 제거수단(20)(도면에서는 스키머(skimmer)가 도시됨, 필요에 따라 다양한 공지의 부유물 제거수단 채용 가능)에 의하여 고액 분리가 달성되고
부유물 배출부(21)를 통해 배출되어 농축조 등을 후처리 시설을 거치면,
처리수는 가압부상조(10)의 배출부(13)를 통하여 방출 처리되는데, 방출된 처리수는 UV 소독설비를 거쳐 최종 방류되거나 공지의 추가 처리과정을 거치게 된다.
본 발명에 따른 탈취시스템에 추가 도입되는 무동력 자동급기유닛을 구비한 가압부상장치(A)의 핵심은 가압부상조(10)와 연결된 가압탱크(31)로 가압 공급되는 기체와 액체가 혼합되어 형성되는 과포화 상태의 공기혼합수를 제조 공급하는 무동력 자동급기 유닛(30) 및 보조급기유닛(40)에 해당한다.
발명의 명칭을 비롯하여 본 명세서에서 '무동력'이라는 표현은 구체적으로 보조급기유닛(40)에서의 공기혼합수의 추가 생성이 별도의 동력을 필요로 하지 않는다는 점을 강조하는 것이나,
자동급기유닛(40)도 도입된 벤추리관(37) 특유의 작용으로 공기 가압 및 용존에 도움을 주게 되므로 일정 정도 설득력 있는 용어이며, 또한 영업적인 측면에서 본 발명에서 가압부상장치의 특징을 강조하기 위한 과장법에 해당하는 것으로 허용되는 수준의 표현으로 이해되는 것이 바람직하다.
연장선상에서 자동급기유닛의 '자동'이라는 용어도 벤추리관 특유의 작용을 강조하기 위한 용어인 바 이 또한 광고적인 과장법에 해당하는 것으로 허용되는 수준의 표현으로 이해되는 것이 바람직하다.
먼저, 자동급기유닛(30)은 과포화 상태의 공기혼합수를 얻기 위하여 가압된 처리수를 공급하는 가압펌프(35)가 구비된 가압수 공급관(33)과,
상기 가압수 공급관과 연결되고 급기홀(37H)을 구비한 벤추리관(37)과,
가압수 공급관(33)이 연결되고 급기홀(37H)이 구비되어 벤추리관(37)에서 형성되는 공기혼합수를 가압탱크(31)로 안내하는 공기혼합수 주입관(39)과,
가압수 공급관(33), 벤추리관(37) 및 공기혼합수 주입관(39)을 통하여 과포화 상태의 공기혼합수가 투입되어 가압탱크(31)에 채워지면,
가압탱크의 공기혼합수는 공급관(31A)을 통하여 가압부상조(10)로 공급되어 플록의 부상 작용을 일으키게 된다.
공기혼합수 공급관(31A)은 플록의 부상 효과를 높이기 위하여 가압부상조(10)의 유입부(11) 인접 위치에 연결되는 것이 바람직하다.
또 상기 가압수 공급관(33)은 상기 가압부상조(33), 특히 가압부상조 하부의 가압원수 공급부(17)와 연결되어 가압수가 공급되도록 하여 가압부상조(10)의 처리 용량이 유지되도록 구성되어 있으면서도 부상한 플록이 유출·혼입되지 않도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 도 7의 가압부상장치(30) 개략도에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 벤추리관(37)은 가압수 공급관(33)과 이어진 벤추리관의 점감부(37a), 협소부(37b), 그리고 점증부(37c)로 구성되며,
이 최대 유속 형성 부위인 점증부(37c) 시작부분에 급기홀(37H)이 형성되어 공기 혼입 및 용존에 일조할 수 있도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
과포화 상태의 공기혼합수의 최적 공기 혼합비율(물:공기 = 10:2 ~ 8:2) 상태 보장을 위하여 급기홀(37H)은 급기관(37h)을 통하여 컴프레서(37A)와 연결되어 있는 것이 바람직하다.
또 급기홀(37H) 및 급기관(37h)은 벤추리관(37)의 점증부(37c)에 유속 방향에 맞게 경사진 형태로 형성되고 연결되는 것이 공기 혼입 효율 향상에 일조할 수 있어 바람직하다.
나아가 벤추리관(37)의 점증부(37c)(또는 협소부 및 점증부, 협소부, 점감부 및 협소부, 또는 점감부-협소부-점증부 모두)에는
도 7의 하부 우측 일점 쇄선 원 내 변형예와 같이, 돌기(37p)가 형성되어 있어
층류를 형성하며 벤추리관을 통과하면서 급기홀(37H)을 통해 유입되는 혼입 공기가 분쇄 효과에 의하여 보다 효율적으로 용존되는 특성이 확보되도록 되어 있는 것이 바람직하다.
이 돌기(37p)는 단순한 복수의 돌기, 또는 일정 구간 길이를 갖는 직선형 또는 나선형 돌기일 수 있다.
이처럼 가압수 공급관(33)이 연결되고 급기홀(37H)이 구비되어 벤추리관(37)에서 형성되는 과포화 상태의 공기혼합수가 공기혼합수 주입관(39)을 통하여 가압탱크(31)로 안내되어 충진되면,
경우에 따라 과잉 공급되어 관로에 부하를 일으켜 각종 밸브의 원활한 작동을 저해하고, 관로 및 밸브 피로도 증대로 내구성을 해치는 상황이 발생할 수 있다.
이러한 문제는 단순히 공기혼합수 주입관(39)과 가압탱크(31) 사이에 밸브(예: 플로트(float) 밸브 등)를 설치하는 것으로 해결되지 않는다.
본 발명에서는 이러한 문제점 및 위험성을 해소하면서도 과포화 상태의 공기혼합수의 최적 공기 혼합비율(물:공기 = 10:2 ~ 8:2) 상태가 상시 보장성에 일조할 수 있도록 하고 진정한 무동력 급기구조의 구현이 가능하도록 가압탱크와 벤추리관을 연결하는 추가 보조벤추리관 및 급기홀을 도입한 보조급기유닛(40)을 착안하였다.
즉, 보조급기유닛(40)은 가압탱크(31)의 상부에 연결되고 상기 자동급기유닛(30)의 벤추리관과 연결된 월류관(41)과, 이 월류관에 구비되고 급기홀(43H)을 구비한 보조벤추리관(43)을 포함하여 구성된다.
자동급기유닛(30)의 가압수공급관(33) 및 벤추리관(37)의 용량(단면적)에 대하여 월류관(41)(그리고 연결관(43A)) 및 보조벤추리관(43)의 용량(단면적)은 30~70% 정도인 것이 원활한 보조 과포화 공기혼합수의 추가 공급을 위하여 바람직하다.
보조벤추리관(43)의 급기홀(43H)은 급기관(43h)과 연결되어 있고, 이 급기관(43h)에는 체크밸브(43v)가 구비되어 있어, 월류시에 보조벤추리관에서 유속에 의한 압력 발생시에만 체크밸브가 개방되어 외기 혼입이 가능하도록 구성되어 있고, 이 체크밸브는 동력(또는 전력)과 연결되어 있지 않아 무동력 구성에 일조하도록 되어 있는 것이 바람직하다.
또 보조벤추리관(43)의 급기홀(43H)은 급기관(43h)의 배열 위치 및 경사 형태는 역시 자동급기유닛의 벤추리관(점증부(37c) 벤추리관 및 유속 방향 경사 구조)(37)에서와 같은 것이 바람직하다.
나아가 보조급기유닛(40)에서는 적정 공기 혼합비율(물:공기 = 10:2 ~ 8:2) 상태의 상시 보장을 위하여 보조급기유닛의 월류관이 가압탱크 내에서 수두(水頭)와 상시 접촉하는 흡입구를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.
이를 위하여 상기 보조급기유닛(40)은 가압탱크(31) 내에서 월류관(41)이 가압탱크 내 공기혼합수 수두(水頭)와 접촉하는 흡입구(41A)와, 이 흡입구 둘레에 구비된 부구(41B)와, 이 흡입구가 상시 공기혼합수 상부에 머물도록(특히 흡입구 하단의 일정 높이가 수두 하부에 위치하여 공기혼합수에 잠기도록) 하는 월류관과 연결된 승강연결관(41C)을 더 포함할 수 있다.
상기 승강연결관은 다양하게 구성될 수 있으나, 무동력 취지에 맞게 부구(41B)를 도입한 것과 같이 주름관 타입의 승강연결관(41C)을 구성하는 것이 바람직하다.
도 필요시 승강연결관(41C)을 상승시키고 흡입구(41A)가 가압탱크(31) 내 상단에 위치하여 월류시에만 보조급기유닛이 작용되도록 하거나, 일정 수두 높이의 공기혼합수만을 흡입하도록 하기 위하여
흡입구(41A) 또는 부구(41B)는 승강와이어(41a)와 연결되어 조절 및 고정이 되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
승강와이어(41a)의 도입에도 가압탱크(31) 내 기밀성이 유지되도록 다양한 기밀수단, 특히 기밀패킹(41b)이 도입되는 것이 바람직하다.
보조벤추리관(43)과 자동급기유닛(30)의 벤추리관(37)을 잇는 연결관(43A)은 역시 벤추리관(37)의 점증부(37c) 벤추리관에 연결되는 것이 바람직하며, 도 7의 하부 좌측 일점 쇄선 원 내에 도시된 바와 같이, 급기홀(37H) 및 급기관(37h)과 연결관(43A)의 간섭을 방지하기 위하여 상호 다른 위치에 연결되는 것이 바람직하다.
이상의 설명에서 약액저장탱크, 약액 자동투입장치나, 바이오필터, 메디아, 미생물 종류, 탈취시스템의 구체 운전조건, 가압부상장치, 부상법(특히 용존공기부상법), 이에 기반한 가압부상장치의 구체 처리용량, 운전방법, 제원 등과 관련된 통상의 공지된 기술은 생략되어 있으나, 당업자라면 용이하게 이를 추측 및 추론하고 재현할 수 있다.
또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 구조 및 구성을 갖는 탈취시스템 및 가압부상장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
DS: 탈취시스템 X: 단일탑
X1A,X1B: 기저부 X1a: 인렛
X1b: 아웃렛 X2: 약액 저장탱크
X3A,X3B: 스트레이너 X4A,X4B: 세정부
X5: 배기부 X5A: 데미스터
T: 바이오탈취탑 T1: 바이오필터
T2: 살포부 Ta: 유입부
Tb: 배출부 Tc: 배기부
R: 미생물배양조 R1,R1A,R1B: 바이오리액터
R2: 에어공급부 Ra: 순환유입부
Rb: 순환공급부 Fd: 통합저류조
A: 가압부상장치 As: 수처리시스템
10: 가압부상조 11: 유입부
20: 부유물제거수단 21:부유물 배출부
30: 자동급기유닛 31: 가압탱크
33: 가압수공급관 35: 가압펌프
37: 벤추리관 37H: 급기홀
40: 보조급기유닛 41: 월류관
43: 보조벤추리관 43H: 급기홀
50: 응집조 51: 플록배출부

Claims (4)

  1. 악취가스발생원; 및

    상기 악취가스발생원에서 공급되는 악취가스 인렛 및 필터링처리액 아웃렛을 각각 구비한 제1 및 제2 기저부와,
    산성액 저장부 및 알칼리액 저장부를 갖는 약액저장탱크와,
    제1 및 제2 기저부 상부에 각각 구비된 제1 및 제2 스트레이너와,

    제1펌프를 통하여 상기 약액저장탱크에서 약액을 공급받는 살수부와, 이 살수부 상부의 처리가스 제1방출부를 갖고, 살수부 하부의 유동상담체가 충진되어 구성되어, 제1기저부의 악취가스 인렛에서 공급된 악취가스가 제1스트레이너를 통과한 후 유입되어 세정되는 제1세정부와,

    제2펌프를 통하여 상기 약액저장탱크에서 약액을 공급받는 살수부와, 이 살수부 상부의 처리가스 제2방출부를 갖고, 살수부 하부의 유동상담체가 충진되어 구성되어, 상기 제1세정부의 제1방출부와 연통을 통하여 연결된 제2기저부를 거쳐 공급되는 악취가스가 제2스트레이너를 통과한 후 유입되어 세정되는 제2세정부와,

    상단 배기부를 포함하는 약액세정식 단일탑;
    을 포함하여 이루어지되,

    상기 단일탑의 제1 또는 제2 스트레이너, 또는 이 둘 모두는
    하단 악취가스 유입 협폭부와, 중간 악취가스 와류형성 광폭부와, 상단 악취가스 배출 산기부를 갖고,
    상기 광폭부에는 악취가스 충돌판이 구비되고, 상기 산기부에는 광폭부 외벽과 이격된 형태로 중첩된 스커트를 갖는 루프가 구비되어 있어 싸이클론 스트레이너를 구성하는 것을 특징으로 하는 탈취시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1세정부의 제1방출부와 제2기저부를 연결하는 연통 또는 상단 배기부, 또는 이 둘 모두는
    통로 협소화 타공판과, 이 타공판 후단에 이격 구비된 충돌캡으로 구성된 싸이클론 데미스터가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 탈취시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    싸이클론 데미스터(X5A)는
    타공판(X5b) 전방의 1차 충격판(X5a) 및 콘타입 충돌캡(X5d) 상단 외주면 둘레에 이격 배열된 보조충격판(X5e), 그리고 타공판(X5b)을 통과한 가스가 충돌캡(X5d) 하면과 보다 확실하게 충돌하도록 가이드하는 안내관(X5c)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단일탑의 배기부에서 공급되는 악취가스가 유입되는 유입부,
    필터링처리액 배출부,
    상기 유입부에서 유입된 악취가스를 처리하기 위한 배양탈취액 살포부,
    상기 배양탈취액 살포부 하부에 구비된 바이오필터,

    이 살포부 상부에 구비된 배기부를 포함하는 바이오탈취탑; 및

    시수공급부,
    블로어 및 내저면에 배열된 산기관을 포함하는 에어공급부,
    상기 바이오탈취탑의 필터링처리액 배출부와 연결된 순환유입부,
    상기 바이오탈취탑의 배양탈취액 살포부와 연결된 순환공급부,
    수중형 또는 지상형 바이오리액터, 그리고
    배수부를 포함하는 미생물배양조;
    를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 탈취시스템.
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