KR102094714B1 - 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기 - Google Patents

세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 송풍기(160)의 작동에 의해 인입되는 악취가스에 포함된 입자성 물질을 세정수 공급부를 통해 공급되고 세정수 배출부를 통해 배출될 수 있는 세정수와 입자성 물질 제거부를 이용하여 제거하는 세정조(110); ph 중화제 공급부를 통해 상기 세정조(110)로 ph 중화제를 공급하도록 ph 중화제로 가성소다와 황산을 각각 포함하는 두 개의 케미컬 탱크(141, 142); 상방에서 하방에 이르도록 직선 형태로 하향 배치되는 복수 개의 바이오 필터(121)를 지그재그로 교번 배열하여 상기 복수 개의 바이오 필터(121) 상측에 이격 배치된 노즐(170)로부터 분무되는 미생물액에 의한 미생물 액막이 상기 복수 개의 바이오 필터(121)의 전면에 형성되게 하는 바이오 필터링부(120); 악취 제거용의 미생물 또는 영양제를 저류하는 미생물 저류탱크(150); 및 미생물 공급부를 통해 상기 미생물 저류탱크(150)로부터 공급되는 미생물이나 영양제, 물 공급부를 통해 수원으로부터 공급되는 물, 및 미생물액 순환 공급부를 통해 상기 복수 개의 바이오 필터(121)를 향하여 상기 노즐(170)로부터 분무되는 미생물액 중 상기 복수 개의 바이오 필터(121) 사이를 통해 아래로 흘러 내리는 미생물액이 혼합되어 형성되는 미생물액에 대한 에어블로우어(190)로부터의 산소 공급 및 미생물 생육온도 유지를 사전에 설정된 시간 동안 수행하는 미생물 활성화조(130)를 포함하고, 상기 복수 개의 바이오 필터(121)는, 격자프레임 상에서의 개별 정렬을 유도할 수 있도록 고리 타입의 걸림편(21-1a); 상기 걸림편(21-1a)과 상호 연계되고 복수의 관통홀(21-1h)이 구비된 중공의 파이프(21-1); 및 상기 파이프(21-1)에 끼워지도록 원통형으로 직조되되 폴리에틸린(PE) 극세사로 직조된 통기성의 직포(21-2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기에 관한 것이다.

Description

세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기{Vertical-type Carrier Deodorizer with Cleaning and Absorption Processing}
본 발명은 송풍기(160)의 작동에 의해 인입되는 악취가스에 포함된 입자성 물질 및 가스상 악취유발물질을 세정하여 제거하는 세정조(110); ph 중화제 공급부를 통해 상기 세정조(110)로 ph 중화제를 공급하도록 ph 중화제로 가성소다와 황산을 각각 포함하는 두 개의 케미컬 탱크(141, 142); 상방에서 하방에 이르도록 직선 형태로 하향 배치되는 복수 개의 바이오 필터(121)를 지그재그로 교번 배열하여 상기 복수 개의 바이오 필터(121) 상측에 이격 배치된 노즐(170)로부터 분무되는 미생물액에 의한 미생물 액막이 상기 복수 개의 바이오 필터(121)의 전면에 형성되게 하는 바이오 필터링부(120); 악취 제거용의 미생물 또는 영양제를 저류하는 미생물 저류탱크(150); 및 미생물 공급부를 통해 상기 미생물 저류탱크(150)로부터 공급되는 미생물이나 영양제, 물 공급부를 통해 수원으로부터 공급되는 물, 및 미생물액 순환 공급부를 통해 상기 복수 개의 바이오 필터(121)를 향하여 상기 노즐(170)로부터 분무되는 미생물액 중 상기 복수 개의 바이오 필터(121) 사이를 통해 아래로 흘러 내리는 미생물액이 혼합되어 형성되는 미생물액에 대한 에어블로우어(190)로부터의 산소 공급 및 미생물 생육온도 유지를 사전에 설정된 시간 동안 수행하는 미생물 활성화조(130)를 포함하고, 상기 복수 개의 바이오 필터(121)는, 격자프레임 상에서의 개별 정렬을 유도할 수 있도록 고리 타입의 걸림편(21-1a); 상기 걸림편(21-1a)과 상호 연계되고 복수의 관통홀(21-1h)이 구비된 중공의 파이프(21-1); 및 상기 파이프(21-1)에 끼워지도록 원통형으로 직조되되 폴리에틸린(PE) 극세사로 직조된 통기성의 직포(21-2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기에 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 연소 시 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 생물탈취장치), 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(H2S, NH3, 메틸메르캅탄 등)이 공기와 함께 공극 공간을 흐르다가 담체표면에 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 CO2, H2O, 무기염, 바이오매스(biomass) 등으로 전환된다.
상기 과정의 효율이 극대화되기 위해서는 바이오필터링 시스템이 아래의 조건들을 충족시켜야 한다. 즉, 바이오필터링 시스템 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 바이오필터링 시스템 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 안고있다.
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 바이오필터링 시스템의 담체로써 자연여재인 나무껍질을 사용하고 있어서, 장시간 운전시 여재 자체에서 침하가 발생하고 관로 현상이 발생하여 미생물과 처리 목표 물질의 접촉면적이 충분히 확보되지 못함으로써 바이오필터링 시스템의 처리 효율이 급격히 낮아지게 되므로, 여재를 교체해 주어야 한다는 단점이 있다.
또 다른 종래기술로서 락울을 이용한 바이오필터링 시스템장치(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.
한편, 도 1은 종래 기술의 일 실시예로부터 제공되는 개방형 평면 바이오필터링 시스템의 작용에 기인한 악취처리구조이고, 도 2는 종래 기술의 다른 실시예에 의하여 구성되는 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기를 도식화한 흐름도이며, 도 3은 도 2의 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기를 상세 도시한 사시도이고, 도 4는 도 2의 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기에 적용되는 필터부재 및 이의 분포 상태를 예시적으로 도시한 사시도이며, 도 5는 도 2의 실시예에 의하여 구성되는 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기의 단면도이다.
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 하는 문제점이 있다.
이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 등록특허 10-1497273호에서는 도 2-5에 도시된 바와 같이 "분뇨로부터 고액분리된 액상분뇨를 집수하기 위한 액상분뇨집수조(10);와, 액상분뇨집수조로부터 유입되는 악취상태의 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 상에서의 개별 정렬을 유도할 수 있도록 고리 타입의 걸림편(21-1a);과, 걸림편과 상호 연계되고 합성수지를 소재로 하여 꼬임 형상으로 하향 연장시킨 몸체부(42);와, 합성수지를 소재로 하고 몸체부 상에서 수개의 다발타입으로 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 있도 록 구성되는 것에 특징이 있는 밀폐형 순환 타입의 미생물 친환경적 바이오필터"가 제안된 바 있다.
하지만, 상기 등록특허 10-1497273호의 밀폐형 순환 타입의 미생물 친환경적 바이오필터에 있어서는, 시간 경과에 따라 유동하는 악취 공기에 포함된 끈적한 악취성분이 상기 숱부재(43)에 뭍어 상기 숱부재(43)를 납작하게 뭉쳐지게 하여 끈처럼 되게 하는데 이와 같이 상기 숱부재(43)가 끈처럼 되는 경우에는 악취 제거 기능을 상실하게 되어 버리는 문제가 새롭게 발생하였다.
또한, 상기 등록특허 10-1497273호의 밀폐형 순환 타입의 미생물 친환경적 바이오필터는 분뇨에서 발생되는 악취를 처리하는 구조에 한정되기 때문에 음식물 쓰레기 또는 슬러지의 처리장치, 또는 하수를 처리하는 하수종말 처리장치 등에는 적용하기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 상기 등록특허 10-1497273호의 밀폐형 순환 타입의 미생물 친환경적 바이오필터는 사용되는 미생물액의 ph가 악취 제거용 미생물의 생존에 부적합하게 되는 경우가 종종 발생하는 문제가 있었다.
등록특허 제10-1260891호(2013.04.29.)
본 발명은 상기의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 안출된 것으로, 악취가스와 바이오 필터의 접촉 면적 및 접촉 시간을 증대시켜서 악취 제거 효율을 높히는 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 시간 경과에도 납작하게 뭉쳐져 끈처럼 되지 않고 악취 제거 기능을 유지하는 바이오 필터를 구비한 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기를 제공하는 것이 목적이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 특정한 악취가스 발생원을 처리하는 특정 악취가스 발생원 처리용의 바이오 필터링 시스템에 국한되지 않고 모든 악취가스 발생원을 처리할 수 있는 악취가스 발생원 처리용의 바이오 필터링 시스템으로 사용될 수 있는 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은, 사용되는 미생물액의 ph를 악취 제거용 미생물의 생존에 적합하게 만드는 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기를 제공하는 것이다.
상기한 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기는,
송풍기(160)의 작동에 의해 인입되는 악취가스에 포함된 입자성 물질을 세정수 공급부를 통해 공급되고 세정수 배출부를 통해 배출될 수 있는 세정수와 입자성 물질 제거부를 이용하여 제거하는 세정조(110); ph 중화제 공급부를 통해 상기 세정조(110)로 ph 중화제를 공급하도록 ph 중화제로 가성소다와 황산을 각각 포함하는 두 개의 케미컬 탱크(141, 142); 상방에서 하방에 이르도록 직선 형태로 하향 배치되는 복수 개의 바이오 필터(121)를 지그재그로 교번 배열하여 상기 복수 개의 바이오 필터(121) 상측에 이격 배치된 노즐(170)로부터 분무되는 미생물액에 의한 미생물 액막이 상기 복수 개의 바이오 필터(121)의 전면에 형성되게 하는 바이오 필터링부(120); 악취 제거용의 미생물 또는 영양제를 저류하는 미생물 저류탱크(150); 및 미생물 공급부를 통해 상기 미생물 저류탱크(150)로부터 공급되는 미생물이나 영양제, 물 공급부를 통해 수원으로부터 공급되는 물, 및 미생물액 순환 공급부를 통해 상기 복수 개의 바이오 필터(121)를 향하여 상기 노즐(170)로부터 분무되는 미생물액 중 상기 복수 개의 바이오 필터(121) 사이를 통해 아래로 흘러 내리는 미생물액이 혼합되어 형성되는 미생물액에 대한 에어블로우어(190)로부터의 산소 공급 및 미생물 생육온도 유지를 사전에 설정된 시간 동안 수행하는 미생물 활성화조(130)를 포함하고, 상기 복수 개의 바이오 필터(121)는, 격자프레임 상에서의 개별 정렬을 유도할 수 있도록 고리 타입의 걸림편(21-1a); 상기 걸림편(21-1a)과 상호 연계되고 복수의 관통홀(21-1h)이 구비된 중공의 파이프(21-1); 및 상기 파이프(21-1)에 끼워지도록 원통형으로 직조되되 폴리에틸린(PE) 극세사로 직조된 통기성의 직포(21-2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 직포(21-2)는 상기 파이프(21-1)에 끼워져 접하게 되는 이면측의 배킹층(backing layer)(21-2a)과 상기 배킹층(21-2a)의 표면과 접합되어 표면측에서 루프를 형성하는 표면측의 루프층(21-2b)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 세정조(110)의 입자성 물질 제거부는, 상기 인입되어 상방으로 흐르는 악취가스에 포함된 입자상 물질을 1차적으로 제거하는 충진물(Pall ring)(113); 악취가스에 포함된 입자상 물질과 용해도가 높은 물질을 2차적으로 제거하도록 상기 충진물(113)의 상방에 이격된 상태로 배치되어 세정수를 아래로 분무할 수 있는 세정수 분무노즐(112); 및 상기 세정수 분무노즐(112)이 하면에 연결되고 상기 액취가스에 포함될 수 있는 액적을 3차적으로 제거하는 데미스터(111)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 세정수 공급부는, 상기 세정조(110)의 세정수 분무노즐(112)에 일단이 연결된 라인(L2); 일단부가 상기 라인(L2)의 타단에 연결되고 타단부가 상기 세정조(110) 하부의 세정수에 침지되어 연결되어 세정수를 순환공급할 수 있는 세정수 공급펌프(P1); 증발로 인한 세정수의 감량으로 수위가 낮아질 경우 정상수위를 유지하기 위한 자동 용수공급장치인 솔레노이드 벨브(181)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 ph 중화제 공급부는, ph 중화제로 가성소다와 황산을 각각 포함하는 두 개의 케미컬 탱크(141, 142); 상기 세정조(110) 하부의 세정수에 각각 연결되어 가성소다와 황산을 각각 포함하는 상기 두 개의 케미컬 탱크(140)에 각각 연결되는 라인(L1a, L1b); 상기 세정조(110) 하부의 세정액에 침지되어 상기 세정액의 ph 값을 측정하여 외부로 송신할 수 있는 ph 센서(183); 상기 라인(L1a, L1b)에 설치되고, ph 미터를 구비하며, 상기 ph 미터가 상기 ph 센서(183)로부터 수신하는 ph 값이 미생물의 생존을 가능하게 하는 5.8~7.5의 범위를 벗어났을 때에 상기 ph 미터에 의해 작동되는 정량공급펌프(P4, P5)를 포함하고, 상기 ph 미터가 상기 ph 센서(183)로부터 수신하는 ph 값이 7.5 초과일 때에는 상기 ph 미터는 상기 정량펌프 (P4)를 제어하여 상기 라인(L1a)을 통해 ph 중화제로 황산이 상기 세정조(110)에 사전에 설정된 PH 값에 맞춰질 동안 투입되고, 상기 ph 미터가 상기 ph 센서(183)로부터 수신하는 ph 값이 5.8 미만일 때에는 상기 ph 미터는 상기 정량펌프 (P5)를 제어하여 상기 라인(L1b)을 통해 ph 중화제로 가성소다가 상기 세정조(110)에 사전에 설정된 PH 값에 맞춰질 동안 투입되는 것을 특징으로 한다.
상기 미생물 공급부는 상기 미생물 활성화조(130)와 상기 미생물 저류탱크(50)의 사이에 연결된 라인(L3); 및 상기 라인(L3)에 배치된 미생물액 공급펌프(P3)를 포함하고, 상기 미생물액 공급펌프(P3)는 사전에 정해진 시간에 자동으로 온 및 오프되도록 설정하여 미생물의 공급량을 조절하는 것이 가능한 타이머를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 물 공급부는, 상기 미생물 활성화조(130)와 수원의 사이에 연결된 라인(L4); 상기 미생물 활성화조(130)의 수위를 검출하여 사전에 설정된 수위가 되었을 때 검출신호를 송신하는 레벨스위치(184); 상기 라인(L4)에 설치되어 상기 레벨스위치(184)로부터의 검출신호에 따라 상기 수원으로부터의 물 공급을 유지 또는 차단하도록 작동하는 솔레노이드 밸브(185); 및 상기 라인(L5)에 설치되어 상기 수원으로부터 상기 미생물 활성화조(130)로 공급되는 물을 20~25℃로 가열하는 히터(182, 186)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 미생물액 순환 공급부는, 상기 미생물 활성화조(130)와 상기 노즐(170)의 사이에 연결된 라인(L5); 및 상기 라인(L5)에 설치되어 상기 미생물 활성화조(130)의 미생물을 상기 노즐(170)로 공급되게 작동할 수 있는 미생물액 순환 공급펌프(P2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 해결 수단으로 구성되는 본 발명의 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기에 의하면,
첫째, 동일용적의 타 담체에 비교하여 악취가스와 바이오 필터의 접촉 면적 및 접촉 시간을 증대시켜서 악취 제거 효율을 높히는 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기를 제공하는 효과가 있다.
둘째, 시간 경과에도 납작하게 뭉쳐져 끈처럼 되지 않고 악취 제거 기능을 유지하는 바이오 필터를 구비한 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기를 제공하는 효과가 있다.
셋째, 특정한 악취가스 발생원을 처리하는 특정 악취가스 발생원 처리용의 바이오 필터링 시스템에 국한되지 않고 모든 악취가스 발생원을 처리할 수 있는 악취가스 발생원 처리용의 바이오 필터링 시스템으로 사용될 수 있는 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기를 제공하는 효과가 있다.
넷째, 사용되는 미생물액의 ph를 악취 제거용 미생물의 생존에 적합하게 만드는 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술의 일 실시예로부터 제공되는 개방형 평면 바이오필터링 시스템의 작용에 기인한 악취처리구조이다.
도 2는 종래 기술의 다른 실시예에 의하여 구성되는 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기를 도식화한 흐름도이다.
도 3은 도 2의 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기를 상세 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2의 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기에 적용되는 필터부재 및 이의 분포 상태를 예시적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 2의 실시예에 의하여 구성되는 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기를 도식화한 흐름도이다.
도 7은 도 6의 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기의 정면도이다.
도 8은 도 6의 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기의 평면도이다.
도 9은 도 6의 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기의 바이오 필터링 영역에 설치되는 바이오 필터의 분해사시도이다.
도 10은 도 9의 바이오 필터의 분해된 부분들이 결합된 것을 도시한 사시도이다.
도 11은 도 10의 A-A' 선 단면도이다.
도 12는 도 11의 B부를 확대하여 도시한 확대도이다.
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 실시예를 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 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기를 도식화한 흐름도이고, 도 7은 도 6의 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기의 정면도이며, 도 8은 도 6의 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기의 평면도이고, 도 9는 도 6의 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기의 바이오 필터링 영역에 설치되는 바이오 필터의 분해사시도이며, 도 10은 도 9의 바이오 필터의 분해된 부분들이 결합된 것을 도시한 사시도이고, 도 11은 도 10의 A-A' 선 단면도이며, 도 12는 도 11의 B부를 확대하여 도시한 확대도이다.
도 6 내지 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기는, 세정조(110), 두 개의 케미컬 탱크(141, 142), 바이오 필터링부(120), 미생물 저류탱크(150), 및 미생물 활성화조(130)를 포함한다.
상기 세정조(110)는 송풍기(160)의 작동에 의해 인입되는 악취가스에 포함된 입자성 물질을 세정수 공급부를 통해 공급되고 세정수 배출부를 통해 배출될 수 있는 세정수와 입자성 물질 제거부를 이용하여 제거하는데, 상기 세정조(110)의 입자성 물질 제거부는, 상기 인입되어 상방으로 흐르는 악취가스에 포함된 입자성 물질을 1차적으로 제거하는 충진물(Pall ring)(113); 악취가스에 포함된 입자성 물질을 2차적으로 제거하도록 상기 충진물(113)의 상방에 이격된 상태로 배치되어 세정수를 아래로 분무할 수 있는 세정수 분무노즐(112); 및 상기 세정수 분무노즐(112)이 하면에 연결되고 상기 액취가스에 포함될 수 있는 액적을 3차적으로 제거하는 데미스터(111)를 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 상기 충진물(113), 세정수 분무노즐(112), 및 데미스터(111)에 의해 세정조(110)로 인입되는 악취가스에 포함된 입자성 물질(예, 먼지 등)을 제거하고 세정공정중 발생하는 미스트상의 세정수가 바이오필터 공정으로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
상기 세정수 공급부는, 상기 세정조(110)의 세정수 분무노즐(112)에 일단이 연결된 라인(L2); 일단부가 상기 라인(L2)의 타단에 연결되고 타단부가 상기 세정조(110) 하부의 세정수에 침지되어 연결되어 세정수를 순환공급할 수 있는 세정수 공급펌프(P1); 를 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 세정조(110)로 세정수를 계속하여 순환되게 공급 및 공급 차단하는 것이 가능하다.
상기 세정수 배출부는 상기 세정조(110)의 하측에 연결된 라인(L6)인데, 상기 세정조(110) 하부의 세정수가 계속 순환공급되면서 세정조(110)로 인입되는 악취가스에 포함된 입자성 물질(예, 먼지 등)이 세정조(110) 하부의 세정수에 누적되어 탁해졌었을 때에는 상기 라인(L6)을 통해 탁해진 세정수를 배출할 수 있다.
상기 두 개의 케미컬 탱크(141, 142)는 ph 중화제 공급부를 통해 상기 세정조(110)로 ph 중화제를 공급하도록 ph 중화제로 가성소다와 황산을 각각 포함하는데, 이러한 구성에 따르면 상기 세정조(110)로 가성소다나 황산을 투입하여 상기 세정조(110) 하부의 세정수의 ph를 조절하는 것이 가능하여 세정조(110)로 인입되는 악취가스 그 자체의 ph를 세정수 분무노즐(112)로부터 분무되는 조절된 ph의 세정수로 중화시킬 수 있게 된다.
상기 ph 중화제 공급부는, ph 중화제로 가성소다와 황산을 각각 포함하는 두 개의 케미컬 탱크(141, 142); 상기 세정조(110) 하부의 세정수에 각각 (L1a, L1b) 연결되고 상기 상기 세정액의 ph 값을 측정하여 외부로 송신할 수 있는 ph 센서(183); 상기 라인(L1)에 설치되어, ph 미터를 구비하며, 상기 ph 미터가 상기 ph 센서(183)로부터 수신하는 ph 값이 미생물의 생존을 가능하게 하는 5.8~7.5의 범위를 벗어났을 때에 상기 ph 미터에 의해 작동되는 펌프(P4)를 포함하고, 상기 ph 미터가 상기 ph 센서(183)로부터 수신하는 ph 값이 7.5 초과일 때에는 상기 정량펌프 (P4)를 제어하여 상기 라인(L1a)을 통해 ph 중화제로 황산이 상기 세정조(110)에 사전에 설정된 PH 값에 도달할 동안 투입되고, 상기 ph 미터가 상기 ph 센서(183)로부터 수신하는 ph 값이 5.8 미만일 때에는 상기 ph 미터는 정량펌프 (P5)를 제어하여 상기 라인(L1b)을 통해 ph 중화제로 가성소다가 상기 세정조(110)에 사전에 설정된 PH 값에 맞춰질 동안 투입된다.
상기 구성에 의하면, 상기 세정조(110) 하부의 세정수의 ph를 조절하는 것이 가능하여 세정조(110)로 인입되는 악취가스 그 자체의 ph를 세정수 분무노즐(112)로부터 분무되는 조절된 ph의 세정수로 중화시킬 수 있게 된다.
상기 바이오 필터링부(120)는 상방에서 하방에 이르도록 직선 형태로 하향 배치되는 복수 개의 바이오 필터(121)를 지그재그로 교번 배열하여 상기 복수 개의 바이오 필터(121) 상측에 이격 배치된 노즐(170)로부터 분무되는 미생물액에 의한 미생물 액막이 상기 복수 개의 바이오 필터(121)의 전면에 형성되게 한다. 이러한 구성에 의하면, 상기 복수 개의 바이오 필터(121)의 전면에 형성되는 미생물액에 의한 미생물 액막에 의해 악취가스의 악취를 제거할 수 있는 미생물의 서식공간을 제공하여 악취가스로부터 악취를 제거할 수 있는데, 구체적으로 복수 개의 바이오 필터(121)를 지그재그로 교번 배열하고 노즐(170)로부터 분무되는 미생물액에 의한 미생물 액막이 상기 복수 개의 바이오 필터(121)의 전면에 형성되게 함으로써 세정조(110)를 지나서 상방에서 하방에 이르도록 직선 형태로 하향 배치되는 복수 개의 바이오 필터(121)에 길이에 대해 횡으로 직교하는 방향으로 바이오 필터링부(120)로 인입되는 악취가스와의 접촉면적을 넓힐 수 있어 악취제거효율을 높일 수 있다.
상기 복수 개의 바이오 필터(121)는, 격자프레임 상에서의 개별 정렬을 유도할 수 있도록 고리 타입의 걸림편(21-1a); 상기 걸림편(21-1a)과 상호 연계되고 복수의 관통홀(21-1h)이 구비된 중공의 파이프(21-1); 및 상기 파이프(21-1)에 끼워지도록 원통형으로 직조되되 폴리에틸린(PE) 극세사로 직조된 통기성의 직포(21-2)를 포함한다. 여기서, 상기 직포(21-2)는 상기 중공의 파이프(21-1)에 끼워지는 것으로부터 원통형의 단면을 갖도록 구성된다. 이러한 구성은 직포(21-2)가 복수의 관통홀(21-1h)이 구비되는 중공의 파이프(21-1)에 끼워지더라도 복수의 복수의 관통홀(21-1h)과 직포(21-2) 자체의 통기성에 의거하여 악취를 가지는 공기를 유동시킬 수 있는 구조를 제공한다.
상기 직포(21-2)는 상기 파이프(21-1)에 끼워져 접하게 되는 이면측의 배킹층(backing layer)(21-2a)과 상기 배킹층(21-2a)의 표면과 접합되어 표면측에서 루프를 형성하는 표면측의 루프층(21-2b)으로 구성되되, 상기 배킹층(21-2a)과 루프층(21-2b)은 통기성을 가지고 있다. 이러한 구성에 의하면 배킹층(43a')과 루프층(43b')의 통기성에 의거하여 악취를 가지는 악취가스를 유통시키면서 악취가스와 접촉할 수 있다.
여기서, 상기 접합은 엠보싱, 화학 접합, 워터 제트(water jet), 또는 에어-스루에 의해 이루어지는 것이 바람직하나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 다른 실시예에 있어서는 배킹층(21-2a)과 루프층(21-2b)을 접합시킬 수 있다면 다른 어떤 접합 방식을 사용해도 무방하다.
다른 실시예에 있어서, 상기 직포(21-2)는 이면이 경사로 직조된 루프층(21-2b)만으로 구성될 수도 있으며, 이와 같은 구성에 의해서도 루프층(21-2b)의 통기성에 의거하여 악취를 가지는 공기를 유통시키면서 악취가스와 접촉할 수 있다.
상기 미생물 저류탱크(150)는 상기 악취 제거용의 미생물 또는 영양제를 저류하고 있는데, 예컨데 악취 제거용의 미생물을 저류하는 미생물 저류탱크(150)와 영양제를 저류하는 미생물 저류탱크(150)를 각각 따로 구비하는 것도 가능하다.
상기 미생물 활성화조(130)는 미생물 공급부를 통해 상기 미생물 저류탱크(150)로부터 공급되는 미생물이나 영양제, 물 공급부를 통해 수원으로부터 공급되는 물, 및 미생물액 순환 공급부를 통해 상기 복수 개의 바이오 필터(121)를 향하여 상기 노즐(170)로부터 분무되는 미생물액 중 상기 복수 개의 바이오 필터(121) 사이를 통해 아래로 흘러 내리는 미생물액이 혼합되어 형성되는 미생물액에 대한 에어블로우어(190)로부터의 산소 공급 및 미생물 생육온도 유지를 사전에 설정된 시간 동안 수행하는데, 상기 미생물 공급부는 상기 미생물 활성화조(130)와 상기 미생물 저류탱크(150)의 사이에 연결된 라인(L3); 및 상기 라인(L2)에 배치된 미생물액 공급펌프(P3)를 포함하고, 상기 미생물액 공급펌프(P3)는 사전에 정해진 시간에 자동으로 온 및 오프되도록 설정하여 미생물의 공급량을 조절하는 것이 가능한 타이머를 포함한다. 이러한 구성에 따르면, 미생물 활성화조(130) 내의 미생물의 생육이 유지될 수 있다.
상기 물 공급부는, 상기 미생물 활성화조(130)와 수원의 사이에 연결된 라인(L4); 상기 미생물 활성화조(130)의 수위를 검출하여 사전에 설정된 수위가 되었을 때 검출신호를 송신하는 레벨스위치(184); 상기 라인(L4)에 설치되어 상기 레벨스위치(184)로부터의 검출신호에 따라 상기 수원으로부터의 물 공급을 유지 또는 차단하도록 작동하는 솔레노이드 밸브(185); 및 상기 라인(L5)에 설치되어 상기 수원으로부터 상기 미생물 활성화조(130)로 공급되는 물을 20~25℃로 가열하는 히터(182, 186)를 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 미생물 활성화조(130)로 물 공급을 유지 또는 차단하여 상기 미생물 활성화조(130) 내의 수위를 사전에 설정된 수위로 유지할 수 있다.
상기 미생물액 순환 공급부는, 상기 미생물 활성화조(130)와 상기 노즐(170)의 사이에 연결된 라인(L5); 및 상기 라인(L5)에 설치되어 상기 미생물 활성화조(130)의 미생물을 상기 노즐(170)로 공급되게 작동할 수 있는 미생물액 순환 공급펌프(P2)를 포함한다. 이런 구성에 따르면, 상기 미생물 활성화조(130) 내의 미생물액을 계속 순환하여 노즐(170)을 통해 상기 미생물액을 상기 바이오 필터링부(120)의 복수 개의 바이오 필터(121)를 향하여 분무할 수 있어 미생물액의 순환 및 재사용이 가능하다.
악취가스는 상기 바이오 필터링부(120)를 지나면서 악취가 제거되고 이후 깨끗한 공기가 덕트(200)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
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.
21-1. 파이프 21-1a. 걸림편
21-1h. 관통홀 21-2. 직포
21-2a. 배킹층 21-2b. 루프층
110. 세정조 111. 데미스터
112. 세정수 분무노즐 113. 충진물
120. 바이오 필터링부 121. 바이오 필터
130. 미생물 활성화조 141, 142. 케미컬 탱크
150. 미생물 저류탱크 160. 송풍기
170. 노즐 181, 185. 솔레노이드 밸브
182, 186, 187, 188 히터 183. ph 센서
184. 레벨스위치 190. 에어블로우어
200. 배출구 P1, P2, P3, P4, P5. 펌프
L1, L1a, L1b, L2, L3, L4, L5, L6. 라인

Claims (2)

  1. 송풍기(160)의 작동에 의해 인입되는 악취가스에 포함된 입자성 물질을 세정수 공급부를 통해 공급되고 세정수 배출부를 통해 배출될 수 있는 세정수와 입자성 물질 제거부를 이용하여 제거하는 세정조(110);
    ph 중화제 공급부를 통해 상기 세정조(110)로 ph 중화제를 공급하도록 ph 중화제로 가성소다와 황산을 각각 포함하는 두 개의 케미컬 탱크(141, 142);
    상방에서 하방에 이르도록 직선 형태로 하향 배치되는 복수 개의 바이오 필터(121)를 지그재그로 교번 배열하여 상기 복수 개의 바이오 필터(121) 상측에 이격 배치된 노즐(170)로부터 분무되는 미생물액에 의한 미생물 액막이 상기 복수 개의 바이오 필터(121)의 전면에 형성되게 하는 바이오 필터링부(120);
    악취 제거용의 미생물 또는 영양제를 저류하는 미생물 저류탱크(150); 및
    미생물 공급부를 통해 상기 미생물 저류탱크(150)로부터 공급되는 미생물이나 영양제, 물 공급부를 통해 수원으로부터 공급되는 물, 및 미생물액 순환 공급부를 통해 상기 복수 개의 바이오 필터(121)를 향하여 상기 노즐(170)로부터 분무되는 미생물액 중 상기 복수 개의 바이오 필터(121) 사이를 통해 아래로 흘러 내리는 미생물액이 혼합되어 형성되는 미생물액에 대한 에어블로우어(190)로부터의 산소 공급 및 미생물 생육온도 유지를 사전에 설정된 시간 동안 수행하는 미생물 활성화조(130)를 포함하고,
    상기 복수 개의 바이오 필터(121)는, 격자프레임 상에서의 개별 정렬을 유도할 수 있도록 고리 타입의 걸림편(21-1a); 상기 걸림편(21-1a)과 상호 연계되고 복수의 관통홀(21-1h)이 구비된 중공의 파이프(21-1); 및 상기 파이프(21-1)에 끼워지도록 원통형으로 직조되되 폴리에틸린(PE) 극세사로 직조된 통기성의 직포(21-2)를 포함하고,
    상기 악취가스는 세정조(110)를 지나서 복수 개의 바이오 필터(121)에 길이에 대해 횡으로 직교하는 방향으로 바이오 필터링부(120)로 인입되어 상기 바이오 필터링부(120)를 지나면서 악취가 제거되고 이후 깨끗한 공기가 덕트(200)를 통해 외부로 배출될 수 있는 것을 특징으로 하는 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 직포(21-2)는 상기 파이프(21-1)에 끼워져 접하게 되는 이면측의 배킹층(backing layer)(21-2a)과 상기 배킹층(21-2a)의 표면과 접합되어 표면측에서 루프를 형성하는 표면측의 루프층(21-2b)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 세정과 흡수처리를 포함한 수직거치 담체형 탈취기.
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