KR101789148B1 - 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛 및 이를 포함하는 약액 세정식 탈취장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 폐기물 처리장이나 분뇨 처리장 또는 오·폐수 처리장 등에서 발생하는 가스 내 포함된 악취성분의 탈취효과를 향상시키기 위하여 소정의 성분이 포함된 기체와 상기 성분을 흡수하는 액체 사이의 접촉효율을 향상된 기-액 접촉 유닛을 통해 악취성분이 포함된 가스와 약액사이의 접촉효율을 증가시킴으로써, 탈취효과를 향상시킬 수 있는 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛 및 이를 포함하는 약액 세정식 탈취장치에 관한 것으로서, 이를 사용하여 폐기물 처리장이나 분뇨 처리장 또는 오·폐수 처리장 등에서 발생하는 가스 내 포함된 악취성분의 제거효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 악취성분이 포함된 가스와 약액을 접촉시킨 후 세정탑 내 수집되는 약액의 수위를 부력공을 사용하여 자동으로 조절함으로써, 가스가 약액이 유동되는 관 내로 유입되지 않도록 방지하거나, 반대로 약액이 가스가 유입되는 관으로 유입되지 않도록 손쉽게 제어할 수 있다.

Description

기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛 및 이를 포함하는 약액 세정식 탈취장치{The enhanced contact efficiency gas-liquid contacting unit and chemical liquid cleaning type multi-deodorizing devices comprising the same}

본 발명은, 폐기물 처리장이나 분뇨 처리장 또는 오·폐수 처리장 등에서 발생하는 가스 내 포함된 악취성분의 탈취효과를 향상시키기 위해 소정의 성분이 포함된 기체와 상기 성분을 흡수하는 액체 사이의 접촉효율을 향상시킨 기-액 접촉 유닛을 사용하여 악취성분이 포함된 가스와 약액 사이의 접촉효율을 증가시킴으로써, 탈취효과를 향상시킬 수 있는 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛 및 이를 포함하는 약액 세정식 탈취장치에 관한 것이다.

일반적으로 하수처리장, 소각장, 음식물쓰레기 처리시설, 매립장 등과 같이 우리 생활에 필요한 환경기초시설이 혐오시설로 인식되고 있다. 특히 이러한 환경기초시설에서 발생하는 대기오염물질과 악취가 지역 주민의 민원이 되고 있다.

악취란 불쾌한 냄새를 일컫는 것으로서, 사람의 정신 및 신경계통을 자극하여 정서생활과 건강 측면에서 피해를 주는 성분이다. 일 예로 암모니아, 메틸메르캅탄, 황화수소, 황화메틸, 이황화메틸, 트리메틸아민, 아세트알데히드, 스티렌 등이 있으며 이들 물질의 농도는 법적으로 규제하여 관리 단속하고 있는 실정이다.

이러한 악취를 유발하는 물질은 pH에 따라 염기성계, 산성계 및 중성계로 구분하는데, 암모니아, 트리메틸아민은 염기성계에 속하고, 황화수소, 메틸메르캅탄, 프로피온산, 노르말부틸산, 이소발레르산 등은 산성계에 속하며, 황화메틸, 이황화메틸, 아세트알데히드 등은 중성계로 분리할 수 있으며, 이와 같은 악취물질은 사람이 흡입시 두통이나 불쾌감을 유발할 수 있다.

따라서 다각적인 방법으로 가스 내 악취물질을 제거하는 위한 연구가 진행되고 있으며, 그에 따라 활성탄 흡착법과 약액 세정법, 오존 산화법 및 연소탈취 등과 같은 물리화학적 처리방법과, 토양미생물 처리법, 활성 슬러지법, 바이오필터 등의 생물학적 처리방법 등 다양한 악취물질를 제거하는 기술이 공지되어 있으며, 악취물질의 처리 환경에 따라 상기 언급된 처리방법을 각각 단독 또는 2개 이상 병행하여 사용할 수 있다.

이 중 약액 세정법(Wet Scrubber Method)은 물에는 별로 용해되지 않으나 산, 알칼리의 수용액과 반응하는 악취물질 또는 특정 약액과 반응하는 악취물질을 산 또는 알칼리 세정액을 사용하여 세정하는 방법으로서, 암모니아, 아민류, 황화수소, 메틸메르캅탄 등의 악취물질을 제거한다.

약액 세정법은 사용하는 약액에 따라 산 세정법, 알칼리 세정법, 산화제인 차아염소산나트륨, 이산화염소 등의 산화제를 이용한 산화제 용액 세정법, 아황산나트륨 등의 환원제 용액 세정법 또는 기체상 산화제로서 오존, 이산화염소, 염소 등의 산화법 등 다양한 종류가 있다.

그러나, 하수처리장이나 분뇨처리장 또는 음식물 쓰레기 처리장 등으로부터 발생되는 악취는 일반적으로 한 가지 성분의 가스에 의해서만 발생되는 것이 아니라 상기 언급된 염기성계, 산성계 및 중성계의 악취물질이 혼합되어 발생하게되고, 이로 인해 상기와 같은 처리시설에서 발생되는 복합적인 악취를 제거하기 위해서는 한 가지 성질을 가지는 세정액만으로는 악취를 효과적으로 제거하는 것은 한계가 있다. 따라서, 다양한 탈취방법 중 바람직한 방법을 복합적으로 선택하거나, 여러 가지 세정성분을 사용하여 악취를 제거하는 것이 바람직하다.

이러한 약액 세정법을 사용하여 악취를 유발하는 물질이 포함된 가스와 약액이 서로 충분히 접촉하지 못하게 되면, 악취를 유발하는 물질의 제거율이 떨어져 탈취효율이 저감될 수 있다.

등록특허 제0820845호(2008.04.02 등록공고)에서는 일체화된 본체 내에 다단으로 구성된 산, 알칼리 세정탑을 동시에 구비하되, 각 세정액이 별도로 순환하며 세정공정을 통해 탈취장치를 소형화시킴과 동시에, 악취가 포함된 복합가스를 신속하고 우수한 세정력을 가지는 2액 동시세정 탈취탑이 제시되어 있다.

그러나, 이러한 종래기술의 경우 세정액을 사용하여 가스 내 포함된 악취를 제거하기 위하여 이동하는 가스 내 세정액을 분사하거나, 가스가 유입되는 노즐을 포집되어 있는 세정액의 수면 아래에서 유입시켜 기포상태로 가스가 세정액을 통과시켜 상기 세정액과 가스를 접촉시켜 악취를 흡착제거하는 방법이 제시되어 있으나, 가스 내 악취의 농도가 높거나 처리환경에 따라 가스와 세정액과의 충분한 접촉이 이루어지지 않아 배출된 가스에서 여전히 악취가 발생하는 문제가 있었다.

등록특허 제0820845호(2008.04.02 등록공고)

본 발명은, 기체와 액체 사이의 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛을 통해, 가스 내 포함된 악취성분과 상기 악취성분을 흡착시키는 약액 성분 간의 접촉율을 향상시킴으로써, 단시간 내 향상된 탈취효과를 얻을 수 있는 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛 및 이를 포함하는 약액 세정식 다단 탈취장치를 제공하고자 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 소정의 성분이 포함된 기체와 상기 성분을 흡수하는 액체를 접촉시켜 상기 기체 내 포함된 소정의 성분을 제거하는 기-액 접촉 유닛에 있어서, 일 측이 막혀있고 외주연 또는 외주면에 통공이 형성된 반폐관 형태로서, 유입된 기체가 통공을 통해 배출되는 기체 유입관(331); 상기 통공이 형성된 외주연 또는 외주면을 둘러싼 캡 형태로 형성되고, 기체와 액체가 서로 혼합되도록 상기 기체 유입관의 일 측과 이격되어 형성된 하우징(335); 및 상기 하우징에 연결되고, 상기 하우징 내부공간으로 액체를 유입시키는 액체 유입관(339);을 포함하는 본 발명의 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛이다.

바람직하게 상기 하우징(335)은 내부 공간에 복수 개의 날개가 상기 액체 유입관을 중심으로 방사방향으로 나선형태로 연장되되, 각각의 날개는 등간격으로 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태는, 악취성분이 포함된 가스가 유입되는 가스유입부; 상기 가스 유입부(100)를 통해 유입된 가스와 약액을 접촉시켜 상기 가스 내 포함된 악취성분을 제거하는 흡수부(300); 상기 흡수부에서 가스와 접촉된 약액을 흡수부로 재공급되도록 순환시키는 순환부(500); 및 상기 흡수부를 통과한 가스를 외부로 배출하는 배기부(700);가 포함된 약액 세정식 탈취장치에 있어서, 상기 흡수부는, 가스 이동로로 사용되는 상부측 내부공간 및 액체인 약액의 수집공간으로 사용되는 하부측 내부공간을 갖고, 상기 상부측 내부공간 내 구비되어 가스와 약액이 서로 접촉하는 기-액 접촉 유닛;이 더 포함되고, 상기 기-액 접촉 유닛은, 일 측이 막혀있고, 외주연 또는 외주면에 통공이 형성된 반폐관 형태로서, 유입된 기체가 통공을 통해 배출되는 기체 유입관(331); 상기 통공이 형성된 외주연 또는 외주면을 둘러싼 캡 형태로 형성되고, 기체와 액체가 서로 혼합되도록 상기 기체 유입관의 일 측과 이격되어 형성된 하우징(335); 및 상기 하우징에 연결되고, 상기 하우징 내부공간으로 액체를 유입시키는 액체 유입관(339);을 포함하는, 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛을 포함하는 약액 세정식 탈취장치이다.

바람직하게는 상기 흡수부의 하부측 내부 공간(330b)으로부터 순환부(500)로 수집된 약액(50)이 배출관을 통해 배출되어 상기 하부측 내부 공간의 수위가 낮아짐에 따라 상기 배출관의 상부가 흡수부의 상부측 내부공간에 노출되어 가스가 배출관 내로 유입되는 것을 방지하는 부력공(534);을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 흡수부(300)는, 가스가 이동하는 방향에 대해 다단으로 형성되는 것이 바람직하며, 가스와 접촉된 약액의 수집 공간인 하부측 내부공간의 내부로 가스를 주입하여 가스와 제1 약액을 접촉시키는 제1 약액 접촉부(310); 및 상기 제1 약액 접촉부를 통과한 가스(10)를 기-액 접촉 유닛을 통해 제2 약액(53)과 접촉시키는 제2 약액 접촉부(330);를 포함할 수 있다.

상기 하우징(335)은, 내부 공간에 복수 개의 날개가 상기 액체 유입관을 중심으로 방사방향으로 나선형태로 연장되되, 각각의 날개는 등간격으로 배치될 수 있다.

본 발명의 약액 세정식 탈취장치는 하수, 오수, 폐수 또는 가축분뇨 처리 시설에서 발생되는 가스 내 포함된 악취성분을 제거할 수 있다.

본 발명은, 기체와 액체 사이의 접촉효율을 향상시키는 기-액 접촉 유닛을 통해 유입되는 악취성분이 포함된 가스와 상기 악취성분을 흡착하는 약액 간의 접촉율을 향상시킴으로써, 폐기물 처리장이나 분뇨 처리장 또는 오·폐수 처리장 등에서 발생하는 가스 내 포함된 악취성분의 제거효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 악취성분이 포함된 가스와 약액을 접촉시킨 후 세정탑 내 수집되는 약액의 수위를 부력공을 사용하여 자동으로 조절함으로써, 가스가 약액이 유동되는 관 내로 유입되지 않도록 방지하거나, 반대로 약액이 가스가 유입되는 관으로 유입되지 않도록 손쉽게 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기-액 접촉 유닛을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기-액 접촉 유닛을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛이 포함된 약액 세정식 탈취장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상부에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛 및 이를 포함하는 약액 세정식 다단 탈취장치에 관하여 보다 상세히 설명하고자 한다.

먼저, 본 발명의 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛은, 도 1과 같이 소정의 성분이 포함된 기체(10)와 상기 성분을 흡수하는 액체(50)를 접촉시켜 상기 기체 내 포함된 소정의 성분을 제거하고자 하는 것으로서, 일 측이 막혀있고 외주연 또는 외주면에 통공이 형성된 반폐관 형태로서, 유입된 기체(10)가 통공을 통해 배출되는 기체 유입관(331); 상기 통공이 형성된 외주연 또는 외주면을 둘러싼 캡 형태로 형성되고, 기체(10)와 액체(50)가 서로 혼합되도록 상기 기체 유입관의 일 측과 이격되어 형성된 하우징(335); 및 상기 하우징에 연결되고, 상기 하우징 내부공간으로 액체(50)를 유입시키는 액체 유입관(339);을 포함할 수 있다.

상세하게는, 제거하고자 하는 소정의 성분이 포함된 기체(10)는 일 측이 막혀있고 외주연 또는 외주면에 통공이 형성된 반폐관 형태의 기체 유입관(331)을 통해 하부에서 상부로 유입되고, 상기 유입된 기체의 상부측에서 상기 기체 내 포함된 소정의 성분을 흡수제거할 수 있는 액체(50)가 유입되되, 상기 기체(10)와 액체(50)는 기체가 유입되는 통공이 형성된 외주연 또는 외주면을 둘러싼 캡 형태로 유입되는 기체와 액체가 서로 충분히 접촉 가능하도록 소정의 공간이 형성된 하우징(335) 내부에서 접촉할 수 있다.

이로써, 기존에 기체(10)와 액체(50)를 접촉시키기 위하여 이동하는 기체 내 액체를 미세하게 분사시키거나, 기체가 유입되는 노즐을 포집되어 있는 세정액의 수면 아래에서 형성시킴으로써 유입되는 기체가 기포상태로 액체를 통과시키는 것보다 상기 언급된 기-액 접촉 유닛을 통해 하우징 내 좁은 공간 내에서 기체와 액체를 접촉시킴으로써, 접촉 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 기-액 접촉 유닛에 포함된 기체 유입관(331)은 일 측이 막혀 있고, 외주연 또는 외주면에 통공이 형성된 반폐관 형태인 것이 바람직한데, 상기 통공의 형태는 특별히 한정되지 않고 일정한 크기 또는 다양한 크기의 원형일 수도 있고, 직사각, 정사각형 또는 다각형의 창문형태일 수도 있다. 다만, 상기 기체 유입관(331) 내부로 액체(50)의 유입을 차단하기 위하여 상부 측에서 유입되는 액체(50)가 상기 기체 유입관(331)으로 유입 또는 역류되지 않도록 일 측면이 막혀 있는 것이 바람직하다.

일 예로, 도 2 내지 도 4와 같이 본 발명의 기-액 접촉 유닛은, 기체 유입관(331)의 통공은 기체(10)가 하우징(335) 내부로 유입될 수 있는 형태면 한정되지 않고 적용 가능하며, 상기 하우징(335)과 기체 유입관(331) 사이에 소정의 공간이 형성될 수 있도록 상기 통공이 형성된 외주연 또는 외주면을 둘러싼 캡 형태로 형성된 것으로서, 상기 기체 유입관(331)의 외주연 또는 외주면과 이격되되, 기체 유입관과 상기 하우징은 연결된 형태인 것이 바람직하다.

일 예로, 도 2 내지 도 4와 같이, 기체 유입관(331)의 일 측의 막혀 있는 면과 하우징과 기둥으로 연결되거나, 기체 유입관(331)의 외주연 또는 외주면에 형성된 통공 중 일부를 바 형태로 관통하여, 상기 하우징(335)과 연결될 수도 있으며, 상기 기체 유입관(331)과 하우징(335)간의 소정의 공간이 유지될 수 있도록 연결된 형태이면 특별히 한정되지 않고 모두 사용가능하다.

또한, 도 4와 같이 하우징(335)은 내부 공간에 복수 개의 날개가 상기 액체 유입관(339)을 중심으로 방사방향으로 나선형태로 연장되되, 각각의 날개는 등간격으로 배치될 수 있으며, 하우징(335) 내부에 나선형태로 형성된 날개를 통해 유입되는 액체가 와류 또는 난류 흐름으로 움직이면서 유입되는 기체와의 혼화력이 향상되어 접촉 효율이 더욱 증가될 수 있다.

또한, 본 발명의 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛은, 기체(10)와 액체(50)가 서로 접촉하여 화학반응이 발생됨으로, 화학반응에 부식이나 손상되지 않도록 FRP(fiber reinforced plastics), 플라스틱과 같은 합성수지재로 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 본 발명의 다른 실시 형태는 도 5와 같이 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛이 포함된 약액 세정식 탈치장치에 관한 것으로서, 바람직하게는, 악취성분이 포함된 가스가 유입되는 가스유입부(100); 상기 가스 유입부(100)를 통해 유입된 가스와 약액을 접촉시켜 상기 가스 내 포함된 악취성분을 제거하는 흡수부(300); 상기 흡수부에서 가스와 접촉된 약액을 흡수부로 재공급되도록 순환시키는 순환부(500); 및 상기 흡수부를 통과한 가스를 외부로 배출하는 배기부(700);가 포함된 약액 세정식 탈취장치에 있어서, 상기 흡수부는, 가스 이동로로 사용되는 상부측 내부공간 및 액체인 약액의 수집공간으로 사용되는 하부측 내부공간을 갖고, 상기 상부측 내부공간 내 구비되어 가스와 약액이 서로 접촉하는 기-액 접촉 유닛;을 더 포함할 수 있다.

상기 기-액 접촉 유닛은, 일 측이 막혀있고, 외주연 또는 외주면에 통공이 형성된 반폐관 형태로서, 유입된 기체가 통공을 통해 배출되는 기체 유입관(331); 상기 통공이 형성된 외주연 또는 외주면을 둘러싼 캡 형태로 형성되고, 기체와 액체가 서로 혼합되도록 상기 기체 유입관의 일 측과 이격되어 형성된 하우징(335); 및 상기 하우징에 연결되고, 상기 하우징 내부공간으로 액체를 유입시키는 액체 유입관(339);을 포함하는 것이 바람직하다.

먼저, 본 발명의 약액 세정식 다단 탈취장치는, 가스 내 포함된 악취를 유발할 수 있는 물질(이하, 악취성분)을 흡착하여 제거할 수 있는 약액(50)과 악취성분이 포함된 가스(10)를 서로 접촉시킴으로써, 상기 가스 내 포함된 악취성분을 흡착제거할 수 있는 약액 세정식 탈취장치이다.

본 발명에서 가스(10) 내 포함된 악취성분을 흡착하기 위하여 사용되는 약액(50)은 일반적으로 탈취공정에 사용되는 모든 종류의 약액이면 특별히 한정되지 않고 사용 가능하나, 바람직하게는 황산(H₂SO₄)계 화합물, 이산화염소(ClO₂) 중 선택된 하나 이상의 산성계 약액 또는 차아염소산나트륨(NaClO), 수산화나트륨(NaOH) 중 선택된 하나 이상의 염기성계 약액을 사용할 수 있다.

상세하게는, 상기 약액 세정식 다단 탈취장치 내 포함된 흡수부(300)는 공간이 구획되어 있는 복수 개의 단이 서로 연통되어 형성되어 있는데, 상기 흡수부(300)는 탈취하고자 하는 가스 내 포함된 악취성분, 가스의 물성, 탈취장치가 설치된 외부환경 등 다각적인 요인에 의하여 2단 또는 3단, 4단 등 다단으로 바람직하게 적절히 조절하여 설치 가능하며, 상기 각단에서 유입되는 약액은 서로 다른 종류의 약액(50)일 수도, 동일한 종류의 약액일 수도 있다.

일 예로, 본 발명의 약액 세정식 다단 탈취장치 내 다단 흡수부(300)는 제1 약액 접촉부(310) 및 제2 약액 접촉부(330)로 구획되어 다단계로 가스 유입부(100)를 통해 유입된 가스(10)와 접촉시켜 악취성분을 흡착제거할 수 있는데, 상기 제1 약액 접촉부(310) 및 제2 약액 접촉부(330)은 편의상 구획되어 있는 서로 다른 단을 구별하기 위한 것으로서, 각각의 제1 약액 접촉부(310) 및 제2 약액 접촉부(330)에서 분사되는 제1 약액(51) 및 제2 약액(53)은 유입되는 가스(10) 내 포함되는 악취성분의 종류, 농도, 처리시기에 따라 동일한 성분의 약액일 수도 있고, 서로 다른 성분의 약액일 수도 있다.

좀 더 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 흡수부(300)의 일 단은, 가스(10)의 이동로로 사용되는 상부측 내부공간(330a); 및 상기 흡수부의 상부측에서 분사된 약액의 수집공간으로 사용되는 하부측 내부공간(330b);으로 구획되어 있으며, 상기 흡수부의 하부측 내부공간 내 수집된 약액(50)이 순환부(500)를 통해 순환되어 흡수부의 상부측에서 재차 분사됨으로써, 지속적으로 유입되는 가스 내 악취성분을 흡착하여 제거할 수 있다. 이때, 상기 흡수부에서 분사되는 약액(50)은 포화되어 더이상 유입되는 가스 내 포함된 악취성분을 흡수하지 못하게 될 때까지 반복적으로 순환부(500)를 통하여 순환, 재사용할 수 있다.

이 때, 상기 일 단의 흡수부(300) 내 약액의 수집공간으로 사용되는 하부측 내부공간(330b)의 수위는 탈취공정이 진행되는 동안 적정 수위를 유지하는 것이 바람직한데, 이는 상기 수집된 약액의 수위가 적정수위를 초과하게 될 경우, 상기 흡수부의 하부측에 위치한 가스의 유입통로로 약액이 넘쳐흐르거나 역류하게 될 수 있고, 상기 수집된 약액의 수위가 적정 수위 미만일 경우 오히려, 약액이 순환되는 순환부 내로 가스가 유입될 수 있다.

따라서, 상기 흡수부의 하부측 내부공간(330b)에 수집된 약액(50)은 지속적인 관리감독을 통해 적절한 수위를 유지시켜야 하는데, 본 발명에서는 흡수부의 하부측 내부 공간 내 순환부로 수집된 약액(50)을 배출하는 배출관(533)의 상부에 부력공을 더 구비함으로써, 약액(50)의 일정한 수위를 유지할 수 있다.

이는, 흡수부의 하부측 내부공간(330b)에 수집된 약액의 수위 변화에 따라 부력공이 상승 또는 하강함으로써, 자동적으로 상기 배출관를 개방 또는 폐쇄함으로써 약액(50)의 적정수위를 유지시킬 수 있다.

상세하게는, 상기 흡수부의 일 단 내 하부측 내부공간(330b)에 수집된 약액의 수위가 낮아지게되면 부력공(534)이 하강하여 순환부(500)와 연통된 배출관(533)의 유입로를 막아 더이상 약액(50)이 순환부로 유입되는 것을 방지하고, 상기 수집된 약액의 수위가 높아지게되면, 부력공이 수위에 맞춰 상승하게 되고, 이로 인해 배출관의 유입로가 개방됨으로써, 약액이 순환부로 유입될 수 있다.

본 발명의 다단 흡수부(300)는 탈취하고자 하는 가스(10)가 이동하는 방향에 따라 연속적으로 형성되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 유입되는 가스(10) 내 포함된 악취 성분의 1차 처리를 위하여 알칼리계 제1 약액(51)과 가스를 접촉시키는 제1 약액 접촉부(310); 및 유입되는 가스 내 포함된 악취 성분의 2차 처리를 위해 산성계 제2 약액(53)과 가스를 접촉시키는 제2 약액 접촉부(330);를 포함할 수 있다.

한편, 상기 다단 흡수부 내 포함된 제1 약액 접촉부(310) 및 제2 약액 접촉부(330)는 유입되는 가스가 제1 약액 접촉부(310)를 통과한 후, 제2 약액 접촉부(330)를 통과하여 배기부(700)를 통해 배출되며, 상기 제1 약액 접촉부(310) 및 제2 약액 접촉부(330) 내 분사되는 제1 약액(51) 또는 제2 약액(53)은 유입되는 가스(10)의 상태, 처리 환경에 따라 바람직한 양, 농도, 종류 등을 적절히 조절하여 사용될 수 있다.

일 예로, 상기 제1 약액 접촉부(310) 내 수산화나트륨(NaOH)과 같은 알칼리계 제1 약액(51)을 사용하여 황화수소, 메틸메르캅탄, 피로피온산 등과 같이 알칼리세정을 통해 제거 가능한 악취 성분(산성계 악취성분)을 제거할 수 있고, 제2 약액 접촉부(330) 내 황산계 화합물과 같은 산성계 제2 약액(53)을 사용하여 암모니아, 트리메틸아민 등과 같은 산세정으로 제거 가능한 악취 성분(염기성계 악취성분)을 제거할 수 있다.

좀 더 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛을 포함하는 약액 세정식 탈취장치는, 내부가 중공인 원통 형상 또는 사각형상의 탱크 내 가스를 통과시킴으로써, 상기 가스 내 포함된 악취성분을 제거하여 탈취시키는 장치이다. 바람직하게는 상기 탱크의 하부 측면에는 악취성분이 포함된 가스(10)가 유입되는 가스 유입부(100)가 형성되며, 상부측에는 악취성분이 제거된 가스가 모아져 배출될 수 있도록 하우징 내 다른 부분에 비하여 직경이 작게 형성되어 배기부(700)가 형성되어 있으며, 상기 탱크 내부로 유입되는 가스 내 포함된 악취성분을 제거하기 위하여 약액(50)이 일정한 방향으로 순환되는 순환부(500)가 상기 탱크 외부 또는 내부에 형성되어 있다.

상기 탱크는, 물, 산성 또는 알칼리성 액체에 의해 부식되거나 손상되지 않도록 FRP(fiber reinforced plastics), 플라스틱과 같은 합성수지재로 제조될 수 있으며, 바람직하게는 하부에서부터 제1 약액 접촉부(310), 제1 필터부(320), 제2 약액 접촉부(330), 제2 필터부(340)가 순차적으로 배치될 수 있으나, 유입되는 가스의 상태에 따라서 제1 약액 접촉부, 제1 필터부, 제2 약액 접촉부, 제2 필터부, 제3 약액 접촉부 제3 필터부 등등 약액 접촉부의 단이 증가 또는 감소될수도 있으며, 상기 필터부 또한 각각의 약액 접촉부 사이에 형성될 수도 있고, 배기부 전 하나의 필터부만 형성될 수도 있다.

상기 탱크 하부측 일면에 형성되는 가스 유입부(100)는 탱크 내 포함된 다단 흡수부(300)와 연통되어 있는데, 바람직하게는 상기 가스 유입부(100)는 제1 약액 접촉부(310)와 연통되되, 악취성분이 포함된 가스가 유입되는 방향에서 상기 제1 약액 접촉부(310) 내 하부측 내부공간으로 절곡된 형태를 가질 수 있다. 이는 탈취효율을 증가시키기 위해서는 악취성분이 포함된 가스(10)와 약액(50)과의 접촉면적, 접촉시간에 비례하여 탈취효과가 증가하게 됨으로, 최대한 가스와 약액과의 접촉율을 증가시키기 위한 것으로서, 상기 제1 약액 접촉부(310) 내 제1 약액(51)이 수집된 하부측 내부 공간으로 절곡됨으로써, 제1 약액의 수면 아래에서 가스가 유입되면서 1차적으로 제1 약액과 접촉하게 된다.

상기 가스 유입부의 절곡된 방향은, 상기 제1 약액(51)이 기체 유입부(100)로 유입되지 않도록, 제1 약액의 수면 아래 방향으로 형성되는 것이 바람직하며, 또한, 가스 유입부(100)의 절곡된 부분의 형태는 가스가 유입될 수 있는 모든 모양, 형태, 형상이면 특별히 한정되지 않고 사용 가능하나, 일 예로 원통 형태의 가스 유입부(100)일 경우에는 절곡되어 제1 약액(51)의 수면 아래 방향으로 형성된 일 측면이 막혀있고, 외주연에 통공이 형성된 반폐관 형태를 가질 수 있다.

상기 가스 유입부(100)를 통과하여 제1 약액 접촉부(310)에 유입된 가스(10)는 수면 위로 부상하면서 1차적으로 제1 약액(51)과 접촉하여 악취성분의 일부가 흡착 제거되고, 제1 약액 접촉부(310)의 상부측으로 이동하는 가스에 제1 약액 접촉부(310)의 상부에 위치한 복수 개의 분사노즐을 사용하여 제1 약액(51)을 분사시킴으로써, 2차적으로 제1 약액(51)과 상기 가스(10)를 접촉시킴으로써, 가스 내 악취성분의 제거효율을 배가시킬 수 있다.

상기 제1 약액 접촉부(310)를 통과함으로써 일부의 악취성분이 제거된 가스는 제1 필터부(320)를 통과하여 제2 약액 접촉부(330)로 유입되게 된다.

이 때, 상기 제1 필터부(320)는 제1 약액 접촉부의 상부에 위치된 것으로서, 제1 약액 접촉부를 통과한 가스 내 포함된 오염물질을 제거하는 것으로서, 일반적으로 가스 내 오염물질 또는 이물질을 흡착하여 제거하는 필터면 특별히 한정되지 않고 사용 가능하나, 바람직하게는 폴리프로필렌 재질로 허니컴(honeycomb) 구조가 형성된 허니컴 필터가 서로 엇갈리게 배치되어 복층을 이루도록 설치되거나 폴리에틸렌 재질로 이루어진 매트릭스 필터를 사용할 수 있다.

상기와 같은 제1 필터부(320)는 악취성분이 포함된 가스가 제1 약액 접촉부를 통과하는 과정 중에 가스 내 다량의 수분을 함유하게 되고, 상기 제1 필터부를 통과하게 되면서 상기 가스 내 포함된 수분과 함께 가스 내 오염물질 또는 이물질이 효과적으로 제거됨과 동시에, 제1 필터부 내 엇갈리게 배치된 필터로 인하여 상기 가스가 제1 필터부 전체를 거쳐 균일하게 분산되면서 상승하게 되므로, 가스가 중앙쪽으로 치우쳐서 상승하는 것을 방지할 수 있다.

상기 제1 필터부(320)를 통과하여 균일하게 분산되어 상승되는 가스(10)는 제2 약액 접촉부(330)로 연통되는 기체 유입관(331)을 통하여 제2 약액 접촉부(330)로 유입되고, 상기 제2 약액 접촉부 상부측으로 이동하는 가스에 제2 약액 접촉부의 상부에 형성된 복수 개의 분사노즐을 사용하여 제2 약액(53)을 분사시켜 가스 내 포함된 악취성분을 제거할 수 있다.

상기 제2 약액 접촉부(330)에서는 제2 약액(53)과 가스(10)와의 접촉율을 증가시키기 위하여, 상기 기-액 접촉 유닛을 포함할 수 있다. 상세하게는 일 측이 막혀있고 외주연 또는 외주면에 통공이 형성된 반폐관 형태로서 유입된 기체가 통공을 통해 배출되게 형성된 기체 유입관(331)을 통해 유입된 악취성분이 포함된 가스(10)는, 상기 통공이 형성된 기체 유입관(331)을 둘러싼 캡 형태로 형성되되, 제2 약액이 유입되는 액체 유입관(339)과 연통되어, 내부 유입되는 제2 약액(53)과 가스가 서로 접촉할 수 있는 공간이 형성된 하우징(335)을 통해 제2 약액(53)과 제2 약액 접촉부(330)로 유입되는 가스(10)가 1차 접촉할 수 있다.

또한, 제2 약액 접촉부(330)도 상기 제1 약액 접촉부(310)와 마찬가지로 제2 약액(53)과 1차 접촉한 후 제2 약액 접촉부의 상부측(330a)으로 이동하는 가스(10)에 제2 약액 접촉부의 상부에 위치한 복수 개의 분사노즐을 사용하여 제2 약액(53)을 분사시킴으로써, 2차적으로 제2 약액(53)과 가스(10)를 접촉시킴으로써, 가스 내 악취성분의 제거효율을 배가시킬 수 있다.

상기 제2 약액 접촉부(330)를 통과한 가스(10)는, 배기부(700)로 배출되기 전에 제2 필터부(340)를 거쳐 배기부(700)로 배출될 수 있다.

상기 제2 필터부(340)는, 제2 약액 접촉부(330) 상부에 형성되되, 상기 언급한 제1 필터부(310)와 마찬가지로 폴리프로필렌 재질로 이루어져 허니컴 형태로 형성되는 허니컴 필터가 서로 엇갈리도록 적층되어 형성되거나, 폴리에틸렌 재질의 매트릭스 필터로 형성될 수 있다. 이로 인해 제2 약액 접촉부(330)의 분사노즐에 의해 가스 중 부착된 수분 또는 제2 약액(53)이 제2 필터부(340)를 통과하면서 효과적으로 제거됨과 동시에, 가스가 2차 필터부(340)를 전체에 걸쳐 균일하게 분산되면서 흐르게 되고, 이에 의해 가스가 주로 필터의 중앙 쪽만 편중되어 흐르는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 제2 필터부(340)가 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로 이루어져 있기 때문에 수분이나 제2 약액(53)을 함습하지 않으면서도 제2 약액에 의해 손상되지 않을 뿐만 아니라, 제2 필터부(340)를 통과함으로써, 가스 내 포함된 수분은 제2 약액 접촉부(330) 내부로 쉽게 낙하하여 제2 약액 접촉부의 하부측 내부공간(330b)에 수집될 수 있다.

바람직하게 상기 제2 필터부(340)는 그래뉼 타입의 활성탄 또는 제올라이트와 같은 충전재가 충전될 수도 있는데, 이는 제1 약액 접촉부(310) 및 제2 약액 접촉부(330)를 통과한 가스(10) 내 잔류하는 제1 약액(51) 또는 제2 약액(53) 및 염소취 등 약액취를 효과적으로 흡착하기 위한 것으로서, 상기 제1 약액 접촉부(310) 및 제2 약액 접촉부(330)를 순차적으로 통과하여 가스 내 악취성분이 제거된 가스는 배기부(700)를 통해 외부로 배출할 수 있다.

상기 언급된 본 발명의 약액 세정식 다단 탈취장치는 일 예로 제시된 제1 약액 접촉부(310) 및 제2 약액 접촉부(330) 2단으로 이루어진 약액 세정식 탈취장치로서, 이에 한정되는 것은 아니며, 탈취하고자 하는 가스 내 포함된 악취성분, 가스의 물성, 탈취장치가 설치된 외부환경 등 다각적인 요인에 의하여 2단 또는 3단, 4단 등 다단으로 바람직하게 적절히 조절하여 설치 가능하며, 도심 지역 등 악취에 민감하게 반응하는 지역에서의 탈취장치 운전에 적합하도록 약액 세정식 다단 탈취장치 후단에 저온소결형 생화학적 담체를 이용한 탈취설비를 추가로 반영하여 처리장 내에서 발생되는 가스 내 포함된 악취를 제거할 수 있다.

상기 제1 약액 접촉부(310) 또는 제2 약액 접촉부(330)에서 유입되는 가스(10)와 접촉하여 악취성분을 흡수한 제1 약액(51) 또는 제2 약액(53)은, 순환부(500)를 통해 순환되어 지속적으로 유입되는 가스 내 악취성분을 제거할 수 있다.

이때, 제1 약액(51) 또는 제2 약액(53)은 서로 혼합되지 않도록 각각 제1 약액의 경우 제1 약액 순환탱크(515) 내 저장되어 있다가 제1 약액 순환파이프(511)를 통하여 상기 제1 약액 접촉부(310) 상부에 형성된 분사노즐로 공급되고, 제1 약액 접촉부 내로 유입될 수 있으며, 제2 약액(53)의 경우 제2 약액 순환탱크(535) 내 저장되어 있다가 제2 약액 순환파이프(531)를 통하여 제2 약액 접촉부(330) 상부에 형성된 분사노즐 또는, 액체 유입관(331)을 통해 제2 약액 접촉부(330) 내 포함된 기-액 접촉 유닛의 하우징(335)으로 공급되고, 제2 약액 접촉부(330) 내로 유입될 수 있다.

상기 제1 약액(51) 및 제2 약액(53)은 연속적인 순환을 통해 유입되는 가스와 접촉하여 악취성분을 흡착하여 가스 내 악취성분을 제거하게 되고, 지속적인 순환을 거쳐 제1 약액(51) 또는 제2 약액(53) 내 악취성분이 포화되어 더이상 가스 내 포함된 악취성분을 제거하지 못하게 되면, 중성화탱크로 수집되게 되는데 이는 배출구를 통해 배출된 가스 내 악취성분의 농도를 측정하거나 pH meter를 통해 제1 약액 또는 제2 약액 내 악취성분의 포화 유무를 확인할 수 있다.

상기 포화되어 더이상 가스 내 악취성분을 흡수하지 못하는 제1 약액(51) 및 제2 약액(53)은 제1 폐액관(519) 및 제2 폐액관(539)을 통하여 중성화탱크(900)로 포집되게 되고, 상기 중성화탱크(900)에서 pH가 6 ~ 8 되도록 중성화시킨 후 외부로 배출시키게 된다.

일반적으로 가스(10) 내 포함된 악취성분을 탈취시키기 위하여 사용되는 약액(50)들은 pH가 높거나 낮아 약액을 폐기처리시 2차적으로 처리공정이 별로 필요로 하며, 기존의 탈취공정에서는 폐기되는 제1 약액(51) 또는 제2 약액(53)을 다량의 물로 희석시켜 외부로 배출시켰으나, 작업자의 실수, 관리 감독 미미로 인하여 2차 처리되지 못한 약액이 외부로 그대로 배출됨으로써, 높거나 낮은 pH로 인하여 토양 및 수질 등 2차 환경오염이 발생하거나, 악취성분이 노출되는 사건이 종종 발생하였다.

따라서, 폐기되는 제1 약액(51) 및 제2 약액(53)은 반드시 중성화공정을 거쳐서 외부로 배출되야 되며, 본 발명에서는 폐기되는 제1 약액(51) 및 제2 약액(53)이 각각 알칼리성 또는 산성을 띔으로 인해 추가적인 2차 처리 없이 폐기되는 제1 약액 및 제2 약액을 중성화탱크(900)를 통해 혼화시켜 중성화시킨 후, pH를 측정하여 pH 6 ~ 8 일 경우 외부로 배출할 수 있다.

본 발명의 약액 세정식 다단 탈취장치는, 가스 내 포함된 악취를 유발하는 악취성분을 제거하는 장치로서, 바람직하게는 하수, 오수, 폐수 또는 가축분뇨 처리 시설에서 발생되는 가스 내 포함된 악취를 제거할 수 있다.

10 : 기체, 가스 50 : 액체, 약액
51 : 제1 약액 53 : 제2 약액
70 : 폐액
100 : 가스 유입부 300 : 다단 흡수부
310 : 제1 약액 접촉부 320 : 제1 필터부
330 : 제2 약액 접촉부 331 : 기체유입관
335 : 하우징 339 : 액체유입관
340 : 제2 필터부 500 : 순환부
510 : 제1 약액 순환부 511 : 제1 약액 순환 파이프
513 : 제1 약액 배출관 515 : 제1 약액 순환탱크
519 : 제1 폐액관 530 : 제2 약액 순환부
531 : 제2 약액 순환 파이프 533 : 제2 약액 배출관
534 : 부력공 535 : 제2 약액 순환탱크
539 : 제2 폐액관 700 : 배기부
900 : 중성화탱크

Claims (8)

1. 소정의 성분이 포함된 기체와 상기 성분을 흡수하는 액체를 접촉시켜 상기 기체 내 포함된 소정의 성분을 제거하는 기-액 접촉 유닛에 있어서,
   일 측이 막혀있고 외주연 또는 외주면에 통공이 형성된 반폐관 형태로서, 유입된 기체가 통공을 통해 배출되는 기체 유입관(331);
   상기 통공이 형성된 외주연 또는 외주면을 둘러싼 캡 형태로 형성되고, 기체와 액체가 서로 혼합되도록 상기 기체 유입관의 일 측과 이격되어 형성된 하우징(335); 및
   상기 하우징에 연결되고, 상기 하우징 내부공간으로 액체를 유입시키는 액체 유입관(339);을 포함하는, 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하우징은 내부 공간에 복수 개의 날개가 상기 액체 유입관을 중심으로 방사방향으로 나선형태로 연장되되, 각각의 날개는 등간격으로 배치된 것을 특징으로 하는, 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛.
3. 악취성분이 포함된 가스가 유입되는 가스유입부(100);
   상기 가스 유입부를 통해 유입된 가스와 약액을 접촉시켜 상기 가스 내 포함된 악취성분을 제거하는 흡수부(300);
   상기 흡수부에서 가스와 접촉된 약액을 흡수부로 재공급되도록 순환시키는 순환부(500); 및
   상기 흡수부를 통과한 가스를 외부로 배출하는 배기부(700);가 포함된 약액 세정식 탈취장치에 있어서,
   상기 흡수부(300)는,
   가스 이동로로 사용되는 상부측 내부공간(330a) 및 액체인 약액의 수집공간으로 사용되는 하부측 내부공간(330b)을 갖고,
   상기 상부측 내부공간 내 구비되어 가스(10)와 약액(50)이 서로 접촉하는 기-액 접촉 유닛;이 더 포함되고,
   상기 기-액 접촉 유닛은,
   일 측이 막혀있고, 외주연 또는 외주면에 통공이 형성된 반폐관 형태로서, 유입된 기체가 통공을 통해 배출되는 기체 유입관(331);
   상기 통공이 형성된 외주연 또는 외주면을 둘러싼 캡 형태로 형성되고,
   기체와 액체가 서로 혼합되도록 상기 기체 유입관의 일 측과 이격되어 형성된 하우징(335); 및
   상기 하우징에 연결되고, 상기 하우징 내부공간으로 액체를 유입시키는 액체 유입관(339);을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛을 포함하는 약액 세정식 탈취장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 흡수부의 하부측 내부 공간으로부터 순환부(500)로 수집된 약액이 배출관을 통해 배출되어 상기 하부측 내부 공간의 수위가 낮아짐에 따라 상기 배출관의 상부가 흡수부의 상부측 내부공간에 노출되어 가스가 배출관 내로 유입되는 것을 방지하는 부력공(534);을 더 포함하는, 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛을 포함하는 약액 세정식 탈취장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 흡수부는, 가스가 이동하는 방향에 대해 다단으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛을 포함하는 약액 세정식 탈취장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 흡수부(300)는,
   가스와 접촉된 약액의 수집 공간인 하부측 내부공간의 내부로 가스를 주입하여 가스(10)와 제1 약액(51)을 접촉시키는 제1 약액 접촉부(310); 및
   상기 제1 약액 접촉부를 통과한 가스(10)를 기-액 접촉 유닛을 통해 제2 약액(53)과 접촉시키는 제2 약액 접촉부(330);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛을 포함하는 약액 세정식 탈취장치.
7. 제3항에 있어서,
   상기 하우징(335)은, 내부 공간에 복수 개의 날개가 상기 액체 유입관을 중심으로 방사방향으로 나선형태로 연장되되, 각각의 날개는 등간격으로 배치된 것을 특징으로 하는, 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛을 포함하는 약액 세정식 탈취장치.
8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 약액 세정식 탈취장치는 하수, 오수, 폐수 또는 가축분뇨 처리 시설에서 발생되는 가스 내 포함된 악취성분을 제거하는 것을 특징으로 하는, 기-액 접촉 효율이 향상된 기-액 접촉 유닛을 포함하는 약액 세정식 탈취장치.

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