KR102127434B1 - 고농도 악취가스를 처리하는 약액세정과 바이오필터가 병합된 친환경 복합 탈취기 - Google Patents

고농도 악취가스를 처리하는 약액세정과 바이오필터가 병합된 친환경 복합 탈취기 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 악취가스가 약액세정부, 습식세정부, 단종의 미생물이 각각 접종된 제1 및 제2바이오필터부 및 잔류악취제거부를 순차적으로 통과하는 구조와, 상기 약액세정부와 상기 잔류악취제거부에서 악취가스와 약액 간의 중화반응시간을 증대시키면서, 악취가스가 약액순환탱크를 통하여 외부로 누출되지 않게 하는 구조를 복합 탈취기에 관한 것이다.

Description

고농도 악취가스를 처리하는 약액세정과 바이오필터가 병합된 친환경 복합 탈취기{complex eco-friendly deodorizing apparatus for treating high-concentrated malodor gas by using chemical treatment and bio-filter}
본 발명은 악취가스를 약액세정부, 습식세정부, 제1 및 제2바이오필터부, 및 잔류악취제거부가 구비된 복수의 단 구조의 친환경 복합 탈취장치에 통과시켜, 고농도 악취가스를 친환경적으로 탈취할 수 있는 친환경 복합 탈취장치에 관한 것이다.
하수처리장, 음식물 처리장, 축산 폐수처리장, 슬러지 소각 및 건조설비, 쓰레기매립장, 각종 화학공장 등에서 발생하는 악취성분은 발생물질이나 발생원에 따라 오염물질의 구성이 매우 다양하며, 주요 악취유발물질로는 황화수소, 메르캅탄 등의 황화합물, 암모니아, 아민과 같은 질소화합물, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌 등의 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds, VOCs) 또는 휘발성 황화합물(volatile sulfur compounds) 등이 있다.
상기와 같은 악취성분들은 주로 물과 이산화탄소로 전환되어 제거되는 것이 일반적이며, 현재 사용되고 있는 악취가스 처리기술로는 크게 활성탄 흡착법과 약액 세정법, 오존 산화법, 연소 탈취 등의 물리ㆍ화학적 탈취방법과 토양 미생물 처리법, 활성 슬러지법, 바이오 필터 등의 생물학적 탈취방법이 있다.
이러한 방법들은 처리환경에 따라 단독 또는 2개 이상을 병행하여 사용하기도 하는데, 상기 물리ㆍ화학적 탈취방법은 약품, 재료비 등 운영비의 문제들이 상존하며, 상기 생물학적 탈취방법은 많은 부지면적을 필요로 하고 압력손실이 높아 동력비가 많이 소요되는 단점이 있다.
이에 따라 최근에는 상기 생물학적 탈취방법 중 작은 공간에서 적은 비용으로 운영할 수 있으며 탈취효율이 높은 미생물 담체를 이용하는 충전형 미생물 탈취법에 대한 관심이 높아지고 있다.
담체 충전형 미생물 탈취방법은 미생물을 고정화시킨 담체를 충전탑에 채우고 여기에 악취가스를 유입시켜 제거하는 방법으로서, 유입된 악취가스는 미생물에 의하여 분해되고 상기 분해에 의해 발생하는 에너지와 분해물질을 미생물이 이용하여 생장을 유지함으로써 악취성분이 분해 및 제거되는 원리이다.
상기와 같은 미생물을 이용한 생물학적인 방법은 지금까지 주로 일반 오ㆍ폐수 처리에 이용되고 있으나, 최근에는 악취제거 분야에도 적용되어 그 활용성이 증대하고 있다.
이러한 대기분야에서의 처리기술들은 미생물을 고농도로 담체에 고정화하여 안정적으로 배양하고 생장할 수 있도록 하는데 중점을 두고 있으며, 이러한 미생물은 성장 및 증식을 위하여 수분 및 영양소 공급을 요구하고 있고, 특히 생물학적 탈취장치의 경우 인입되는 악취가스의 급격한 성분변화로 인해 담체에 생육하는 미생물이 화학적 충격을 받는 것을 방지하는 것이 매우 중요하다.
상기 화학적 충격의 일례로서 급격한 수소이온지수(pH)의 변화는 미생물의 악취성분 분해효율을 저해하고 미생물의 폐사를 유발하며, 지속적으로 수소이온지수의 변화를 가속시킴으로써 탈취장치의 성능을 저하시키는 악순환을 초래한다.
인입되는 황계 악취성분인 황화수소(H2S)가 30ppm 이상인 경우는 산소 및 물과 반응하여 황산(H2SO4)이 생성되며, 50ppm 이상의 고농도 황화수소가 유입되면 미생물이 고정ㆍ생육하고 있는 담체 통과시 높은 산성도에 의하여 담체의 미생물이 폐사하여 미생물을 재접종하기 전까지는 탈취기능이 정지하는 문제가 발생한다.
또한, 인입되는 암모니아(NH3)는 물과 반응하여 수산화암모늄(NH4OH)이 생성되어 알칼리성을 띠며, 미생물에 의해 하이드록실아민(NH2OH)으로 전환되어 물속에서 강염기를 나타내는데, 인입되는 암모니아의 농도에 따라 탈취장치의 pH가 변하게 되어 미생물의 생육환경이 변동되므로 미생물에 악영향을 미친다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 출원인은 한국등록특허 10-1715339호에 개시된 복합 탈취장치를 제안한 바 있다.
상기 개시된 복합 탈취장치는, 악취가스를 흡입하여 처리부 내부로 송풍하는 송풍팬; 상기 송풍팬로부터 유입된 악취가스가 폴링층을 하향으로 통과하면서 입자상 먼지가 제거되고 알칼리성 약액과 병류로 접촉하면서 중화되어 제거되는 약액세정부; 상기 약액세정부에서 유입된 악취가스의 하향 흐름을 상향으로 유도하여 악취가스의 유동압력을 저하시켜 약액이 이웃하는 다음 습식세정부에 넘어가는 것을 방지하는 기수분리부; 상기 기수분리부에서 유입된 악취가스가 폴링층을 하향으로 통과하는 동안 악취가스에 함유된 약액, 수용성 악취성분 및 입자상 먼지가 세정수와 병류로 접촉하여 제거되는 습식세정부; 상기 습식세정부에서 유입된 악취가스가 석회석층과 산 성분을 소화시키는 제1미생물이 고정·생육하는 다공성 세라믹 담체층을 순차적으로 상향 통과하는 동안 악취가스의 산 성분이 석회석층에 의해 중화되고 나서 제1미생물 배양액과 향류로 접촉하면서 제1미생물 배양액에 의해 생육환경이 조절된 제1미생물에 의하여 분해ㆍ제거되는 제1바이오필터부와 상기 제1바이오필터부에서 유입된 악취가스가 알칼리 성분을 소화시키는 제2미생물이 고정·생육하는 다공성 세라믹 담체층과 석회석층을 순차적으로 하향 통과하는 동안 악취가스의 알칼리 성분이 제2미생물 배양액과 병류로 접촉하면서 제2미생물 배양액에 의해 생육 환경이 조절된 제2미생물에 의하여 악취가스가 분해ㆍ제거되고 나서 악취가스에 잔존하는 산성분이 석회석층에 의해 재차 중화되는 제2바이오필터부로 구성되는 바이오필터부; 및 상기 바이오필터부에서 악취가스의 악취성분이 제거된 청정가스가 유입되어 폴링층을 상향 통과하는 동안 청정가스에 함유된 세균이 소독약액과 향류로 접촉하면서 제거되는 소독세정부를 포함하는 복합 탈취장치로 되어 있다.
하지만, 상기 개시된 복합 탈취장치의 약액세정부에서는, 상기 송풍팬로부터 유입된 악취가스가 폴링층을 하향으로 통과하면서 알칼리성 약액과 병류로 접촉하면서 중화되어 제거되지만, 악취가스의 기류 속도가 알칼리성 약액의 자연낙하속도보다 훨씬 빨라, 강제적으로 유동하는 악취가스의 유속에 맞추어서 자연낙하하는 알칼리성 약액과 악취가스가 서로 만나서 중화반응을 일으키기에는 한계가 있어서, 중화반응효율이 낮아진다고 하는 문제점이 발생한다.
또한, 상기 개시된 복합 탈취장치의 소독세정부에서도 상기 약액세정부와 같은 문제점이 발생한다.
약액세정부에서의 상기된 문제점을 해결하기 위해, 악취가스를 밑에서 위로 이송시키고, 알칼리성 약액을 위에서 아래로 이송시키어 이들이 서로 향류로 만나게 하여 중화반응시간을 증대시킬 수 있지만, 약액세정부의 바닥이 평면으로 되어 있기 때문에, 약액세정부의 바닥에 쌓인 알칼리성 약액이 상기 송풍기에 의한 기류압에 의해 약액 순환수 리턴라인을 통하여 약액순환탱크로 넘어가며 수위가 낮아지고 수위가 약액 순환수 리턴라인보다 낮아지게 되면 약액 순환수 리턴라인을 통해 약액순환탱크 상부 뚜껑으로 악취가스가 누출될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기된 문제점을 해결하는 것에 과제를 가진다.
본 발명은, 악취가스가 약액세정부, 습식세정부, 단종의 미생물이 각각 접종된 제1 및 제2바이오필터부 및 잔류악취제거부를 순차적으로 통과하는 구조와, 상기 약액세정부와 상기 잔류악취제거부에서 악취가스와 약액 간의 중화반응시간을 증대시키면서, 악취가스가 약액순환탱크를 통하여 외부로 누출되지 않게 하는 구조를 복합 탈취기에 제공함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.
본 발명은, 복합탈취기의 처리부 상류부에 약액세정부를 배치하여 pH의 급격한 변화를 막아 미생물의 폐사를 방지함과 동시에 pH가 급격히 낮아지지 않게 하여 상기 처리부와 이와 연관된 배관과 탱크의 부식을 방지하고, 제1 및 제2바이오필터부에 단독의 미생물을 접종시켜 미생물 간의 트러블을 방지하고, 상기 처리부의 잔류악취제거부에서 다시 한번 반응을 시켜 상기 처리부에서 방출되는 정화가스에 악취가스가 함유되는 것을 방지하여 악취가스처리효율을 증대시키고, 아울러, 악취가스가 약액순환탱크를 통하여 외부로 누출되는 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 악취가스를 처리하는 친환경 복합 탈취기를 도시한 개념도,
도 2는 도 1의 약액세정부에 대한 확대도,
도 3은 도 2의 제1중화반응부에 대한 확대사시도,
도 4는 도 2의 제1중화반응부의 다공반응판 위에 복수개의 미세구멍과 유통하는 복수개의 와류발생용 소라껍질형상부가 탑재되어 있는 상태를 도시한 평면도,
도 5는 도 4의 와류발생용 소라껍질형상부를 도시한 사시도, 및
도 6은 약액세정조가 다른 실시예로서 처리조에서 별개된 것을 도시한 개념도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 악취가스를 처리하는 친환경 복합 탈취기가 부호 100으로서 지시되어 있다.
상기 친환경 복합 탈취기(100)는 악취가스를 흡입하여 처리부(1) 내부로 송풍하는 송풍기(110); 상기 송풍기(110)으로부터 유입된 악취가스를 미생물로 분해ㆍ제거하기 전에 전처리하기 위하여, 악취가스가 기수분리기(121)를 상향 통과하는 동안 악취가스에 함유된 산 성분과 미취성분 및 입자상 먼지가 약액(알칼리성분인 수산화나트륨, 치아염소산나트륨 등)과 향류(counter flow)로 접촉하면서 중화되어 제거되는 약액세정부(120); 상기 약액세정부(120)로부터 약액이 유입되어 다시 상기 약액세정부(120)로 공급하기 위해 상기 약액세정부(120)에 인접하여 별도로 마련된 제1단부 용수탱크로서의 약액 순환탱크(130); 상기 약액세정부(120)에서 유입된 악취가스가 폴링층(141)을 하향으로 통과하는 동안 악취가스에 함유된 상기 약액, 수용성 악취성분 및 입자상 먼지가 세정수(물)와 병류(cocurrent flow)로 접촉하여 제거되는 습식세정부(140); 상기 습식세정부(140)로부터 세정수가 유입되어 다시 상기 습식세정부(140)로 순환공급하는 제2단부 용수탱크로서의 세정수 순환탱크(150); 상기 습식세정부(140)에서 유입된 악취가스가 석회석층(Sa)과 악취성분을 소화시키는 미생물(균주;SOB5VT1)이 고정·생육하는 다공성 세라믹 담체층(161a)을 순차적으로 상향 통과하는 동안 악취가스의 산 성분이 석회석층(Sa)에 의해 중화되고 나서 악취가스의 악취성분 성분이 미생물 배양액과 향류로 접촉하면서 미생물 배양액에 의해 생육환경이 조절된 미생물에 의하여 분해ㆍ제거되는 제1바이오필터부(160a)와 상기 제1바이오필터부(160a)에서 유입된 악취가스가 악취성분을 소화시키는 상기 미생물(균주;SOB5VT1)이 고정·생육하는 다공성 세라믹 담체층(161b)과 석회석층(Sb)을 순차적으로 하향 통과하는 동안 악취성분이 미생물 배양액과 병류로 접촉하면서 미생물 배양액에 의해 생육환경이 조절된 미생물에 의하여 악취가스가 분해ㆍ제거되고 나서 악취가스에 잔존하는 산성분이 석회석층(Sb)에 의해 재차 중화되는 제2바이오필터부(160b)로 구성되는 바이오필터부(160); 상기 바이오필터부(160)의 제1 및 제2바이오필터부(160a, 160b)에서 미생물배양액이 유입되어 다시 상기 제1 및 제2바이오필터부(160a, 160b)로 공급하는 제3단부 용수탱크로서의 배양액 순환탱크(1700); 상기 바이오필터부(160)에서 악취가스의 악취성분이 제거된 청정가스가 유입되어 기수분리기(181)를 상향 통과하는 동안 청정가스에 함유된 잔류악취성분이 제2약액(가성소다, ClO2 등)과 향류로 접촉하면서 제거되는 잔류악취제거부(180); 및 상기 잔류악취제거부(180)로부터 약액이 유입되어 다시 상기 잔류악취제거부(180)로 공급하는 제4단부 용수탱크로서의 제2약액 순환탱크(190)를 포함하고 있다.
또한, 상기 친환경 복합 탈취기(100)의 수소이온지수, 온도, 수위 및 차압 신호를 수신하고 입력된 설정치에 따른 제어신호를 작동기기에 송신하여 상기 담체층(161a, 161b)에 배양된 미생물의 생육환경을 최적화하는 제어부(200)를 더 포함할 수 있다.
상기 송풍기(110)의 유입구(111)는 외부의 악취가스가 모여져서 본 발명의 친환경 복합 탈취기(100)로 유입되는 통로인 도시되지 않은 유입관과 연결되고 배출구(112)는 일단이 약액세정부(120)의 하부공간과 유통가능하게 접속되어 있는 악취가스 인입배관(L2)의 타단에 접속되어 있다.
상기 약액세정부(120)는 상기 약액세정부(120)의 하단에 내장되어 상기 악취가스 인입배관(L2)의 토출측에 접속된 제1중화반응부(10), 상기 제1중화반응부(10)에 유통가능하게 상기 제1중화반응부(10) 위의 상기 약액세정부(120)에 내장되어 있는 제2중화반응부(20), 상기 제2중화반응부(20) 위의 상기 약액세정부(120) 상단에 내장된 상기 기수분리기(121), 및 상기 제1중화반응부(10) 밑에 위치하고 상기 제1중화반응부(10)를 하향 통과한 약액이 체류하는 약액체류조(124)를 포함하고 있다.
상기 약액 순환탱크(130)는 일단이 상기 약액세정부(120)의 약액 체류조(124)와 유통가능하게 접속되어 있는 약액 순환수 리턴라인(132)의 타단에 접속되어 있다.
상기 약액 순환탱크(130)의 상단 외부에는 FRP 재질로 된 펌프(131)가 설치되고, 상기 펌프(131)의 흡입부는 상기 약액 순환탱크(130)의 수중에 배치되고 그리고 그 토출부는 일단이 상기 약액세정부(120)의 제1 및 제2중화반응부(10, 20)에 유통가능하게 접속되어 있는 약액 순환수 배출라인(133)의 타단에 접속되어 있다.
상기 제1중화반응부(10)는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 약액체류조(124)의 상부를 덮고 있는 다공반응판(12), 상기 다공반응판(12)의 윗면 일측에 기립되어 형성된 벽부(13), 상기 다공반응판(12)의 일측이 개구되어 상기 벽부(13)를 월류하는 약액을 상기 약액체류조(124)의 수면 내로 자연낙하시키는 약액 배출구(14), 및 상기 약액 순환수 배출라인(133)의 토출측에 접속된 상태에서 상기 다공반응판(12)에 대하여 연직 상방으로 이격되어 배치되어 상기 다공반응판(12)에 상기 약액 순환탱크(130)로부터 공급되는 약액(알칼리성 약품인 수산화나트륨, 차아염소산나트륨 등)을 분사하는 약액 분사기(123)를 포함하고 있다.
상기 제1중화반응부(10)에서의 상기 다공반응판(12)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 격자패턴을 가지고서 복수개의 미세구멍(17)이 형성되어 있다. 상기 송풍기(110)에 의해 상기 제1중화반응부(10) 내로 악취가스를 불어 내면, 상기 악취가스가 상기 복수개의 미세구멍(17)을 점유하고 있어서, 상기 다공반응판(12) 위에 존재하는 약액은 상기 복수개의 미세구멍(17)을 관통하여 상기 약액체류조(124) 내로 낙하할 수 없게 되어 있고, 그리고 상기 송풍기(110)을 가동중지시켜 상기 제1중화반응부(10) 내로 악취가스를 불어 내지 않으면, 상기 다공반응판(12) 위에 존재하는 약액은 상기 복수개의 미세구멍(17)을 관통하여 상기 약액체류조(124) 내로 낙하하게 된다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 복수개의 미세구멍(17)을 통하여 약액체류조(124) 내의 악취가스가 상기 송풍기(110)의 송풍압에 의해 상기 다공반응판(12) 위에 고인 약액 속으로 들어가 미세 기포가 되어 상기 약액과 상기 악취가스에 함유된 산성 악취성분이 활성화된 분위기에서 중화반응이 일어나게 된다.
또한, 상기 다공반응판(12) 위에는 상기 복수개의 미세구멍과 유통하는 복수개의 와류발생용 소라껍질형상부(70)가 탑재되어 있다.
상기 복수개의 와류발생용 소라껍질형상부(70)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 밑이 개방된 상태에서 일측이 개방되어 토출구(72)가 형성되어 있고 타측이 막혀있다.
또한, 상기 복수개의 와류발생용 소라껍질형상부(70)의 내면에는 상기 복수개의 미세구멍을 통하여 유입되는 악취가스에 타측에서 일측으로의 와류를 발생시킬 수 있도록, 나선형부(71)가 형성되어 있다.
또한, 상기 복수개의 와류발생용 소라껍질형상부(70)는, 서로 인접한 복수개의 와류발생용 소라껍질형상부(70)들이 서로 협력하여, 상기 서로 인접한 복수개의 와류발생용 소라껍질형상부(70)에서 토출된 악취가스의 기포들에 의해, 상기 서로 인접한 복수개의 와류발생용 소라껍질형상부(70) 부근의 상기 다공반응판(12) 위에 고인 약액에 와류를 발생시킬 수 있는 패턴으로 상기 다공반응판(12)에 배열되어 있다.
상기 제2중화반응부(20)는 상기 제1중화반응부(10)의 상부를 덮고 있는 제2다공반응판(21), 상기 제2다공반응판(21)의 윗면 일측에 기립되어 형성된 벽부(22), 상기 제2다공반응판(21)의 일측이 개구되어 상기 벽부(22)를 월류하는 약액을 상기 약액 배출구(14)로 자연낙하시키게 상기 약액 배출구(14)에 유통하게 접속되어 있는 제2약액 배출구(26) 및 상기 약액 순환수 배출라인(133)의 토출측에 접속된 상태에서 상기 제2다공반응판(21)에 대하여 연직 상방으로 이격되어 배치되어 상기 제2다공반응판(21)에 약액을 분사하는 제2약액 분사기(125)를 포함하고 있다.
상기 제2중화반응부(10)에서의 상기 제2다공반응판(21)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 격자패턴을 가지고서 복수개의 미세구멍(27)이 형성되어 있다. 상기 송풍기(110)에 의해 상기 제2중화반응부(20) 내로 악취가스를 불어 내면, 상기 악취가스가 상기 복수개의 미세구멍(27)을 점유하고 있어서, 상기 제2다공반응판(21) 위에 존재하는 약액은 상기 복수개의 미세구멍(27)을 관통하여 상기 약액체류조(124) 내로 낙하할 수 없게 되어 있고, 그리고 상기 송풍기(110)을 가동중지시켜 상기 제2중화반응부(20) 내로 악취가스를 불어 내지 않으면, 상기 제2다공반응판(21) 위에 존재하는 약액은 상기 복수개의 미세구멍(27)을 관통하여 상기 약액체류조(124) 내로 낙하하게 된다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 복수개의 미세구멍(27)을 통하여 약액체류조(124) 내의 악취가스가 상기 송풍기(110)의 송풍압에 의해 상기 제2다공반응판(21) 위에 고인 약액 속으로 들어가 미세 기포가 되어 상기 약액과 상기 악취가스에 함유된 산성 악취성분이 활성화된 분위기에서 2차 중화반응이 일어나게 된다.
상기 약액체류조(124)는 기단이 상기 약액체류조(124)의 벽부에 고정된 상태에서 상기 약액 순환수 리턴라인(132)의 입구를 사이에 두고 선단이 서로 마주하는 방향으로 하향 경사지게 뻗은 한 쌍의 경사판(124a), 상기 한 쌍의 경사판(124)의 선단에 기단이 일체로 고정되어 선단이 중력방향에서 아래로 뻗어 상기 약액체류조(124)의 바닥에 고정된 한 쌍의 기립판(124b), 상기 한 쌍의 기립판(124) 사이에 배치된 상기 약액체류조(124)의 바닥에 상기 약액 순환수 리턴라인(132) 입구 쪽으로 하향 경사지게 형성된 구배부, 및 상기 구배부에 쌓인 염을 물을 분사하여 세척 및 제거하기 위해 상기 약액 순환수 리턴라인(132)의 입구와 마주하고 있는 상기 약액체류조(124)의 벽부 부위에 개폐가능한 장착된 도시되지 않은 도어를 포함하고 있다.
상기 약액체류조(124)가 상기 한 쌍의 경사판(124a), 상기 한 쌍의 기립판(124b) 및 상기 구배부(124c)를 구비하게 되면, 상기 약액체류조(124)에 쌓인 약액이 상기 한 쌍의 경사판(124a)과 상기 한 쌍의 기립판(124b) 사이의 공간에 모이게 되어, 상기 송풍기(110)의 기류압에 의해 상기 약액체류조(124)에 체류하고 있는 약액의 수면을 밑으로 가압하여도, 상기 약액 순환수 리턴라인(132)의 입구가 약액 수면 밑에 존재하게 되어서, 상기 송풍기(110)에 의해 유입된 악취가스가 상기 약액 순환수 리턴라인(132)을 통하여 약액 순환탱크(130) 내로 들어와 상기 약액 순환탱크(130)의 덮개를 가압하여 상기 약액 순환탱크(130)와 상기 덮개 사이의 틈을 통하여 외부로 누출되는 종래의 문제점을 해결할 수 있다.
상기 습식세정부(140)는 상기 습식 세정부(140)의 상부에 마련되어 상기 세정수 순환탱크(150)로부터 공급되는 세정수(물)를 하향 분사하는 세정수 분사기(142), 도중에 데미스터 혹은 엘리미네이터와 같은 기수분리기(146)가 개재된 상태에서 상기 습식 세정부(140)의 상부에 위치되어 상기 기수분리부(120a)에서 유입된 악취가스를 상기 습식세정부(140)의 상부로 이송되게 하는 제1유통구(145), 상기 세정수 분사기(142)에서 하향으로 토출되어 유입되는 세정수와 악취가스가 체류하게 상기 습식세정부(140)의 하부에 마련된 세정수 체류조(144), 및 상기 세정수 분사기(142)와 상기 세정수 체류조(144) 사이에 개재되어 악취가스가 하향 통과하고 세정수 분사기(142)에서 하향 분사되는 약액이 하향 통과하는 폴링층(141)을 포함한다.
상기 유통구(145)에 개재된 테미스트, 엘리미네이터 등의 기수분리기(146)는 상기 유통구(145)를 통하여 상기 약액 세정부(120)의 고압의 악취가스와 함께 유입되는 액상의 약액이 상기 습식세정부(140)로 상기 유통구(145)를 통하여 유입되는 것을 방지하는 작용을 한다.
상기 바이오필터부(160)는 악취성분을 소화시키는 미생물에 의하여 상기 습식세정부(140)에서 유입된 악취성분이 분해ㆍ제거되는 제1바이오필터부(160a)와 악취성분을 소화시키는 미생물에 의하여 상기 제1바이오필터부(160a)에서 유입된 악취성분이 재차 분해ㆍ제거되는 제2바이오필터부(160b)로 구성된다.
상기 제1바이오필터부(160a)는, 도중에 데미스터 혹은 엘리미네이터와 같은 기수분리기(166a)가 개재된 상태에서 상기 습식 세정부(140)의 세정수 체류조(144)의 상부 일측에 인접하여 위치되어 상기 습식 세정부(140)에서 처리된 악취가스를 상기 제1바이오필터부(160a)의 하부로 이송되게 하는 제2유통구(165a), 상기 제1바이오필터부(160a)의 상부에 마련되어 상기 배양액 순환탱크(170)로부터 공급되는 배양액을 하향 분사하는 제1배양액 분사기(162a), 상기 제2유통구(165a)를 경유하여 상기 습식 세정부(140)에서 유입되는 악취가스와 상기 제1배양액 분사기(162a)를 통하여 분사되는 배양액이 체류하게 상기 제1바이오필터부(160a)의 하부에 배치된 제1배양액 체류조(164a), 및 상기 제1배양액 체류조(164a)와 상기 제1배양액 분사기(162a) 사이에 악취가스의 흐름방향에서 순차적으로 개재되어 제1배양액 체류조(164a)에서 유입되는 악취가스의 산 성분을 중화시키고 악취성분을 소화시켜 분해ㆍ제거하는 석회석층(Sa)과 미생물의 생육공간인 다공성 세라믹 담체층(161a)을 포함하고 있다.
상기 제2바이오필터부(160b)는 상기 제2바이오필터부(160b)의 상부에 마련되어 상기 배양액 순환탱크(170)로부터 공급되는 제2배양액을 하향 분사하는 제2배양액 분사기(162b), 도중에 데미스터 혹은 엘리미네이터와 같은 기수분리기(166b)가 개재된 상태에서 상기 제2바이오필터부(160b)의 상부에 위치되어 상기 제1바이오필터부(160a)에서 처리된 악취가스를 상기 제2바이오필터부(160b)의 상부로 이송되게 하는 제3유통구(165b), 상기 제2유통구(165a)를 경유하여 상기 제1바이오필터부(160a)에서 처리된 악취가스와 제2배양액 분사기(162b)에 의해 분사되는 제2배양액이 체류하게 상기 제2바이오필터부(160b)의 하부에 배치된 제2배양액 체류조(164b), 및 상기 제2배양액 체류조(164b)와 상기 제2배양액 분사기(162b) 사이에 악취가스의 흐름방향에서 순차적으로 개재되어 상기 제3유통구(165b)에서 유입되는 악취성분을 소화시켜 분해ㆍ제거하는 제2미생물의 생육공간인 다공성 세라믹 담체층(161b)과 악취가스에 잔존하는 산 성분을 중화시키는 석회석층(Sb)을 포함한다.
상기 다공성 세라믹 담체층(161a, 161b)에 내장되는 담체들은 제1 및 제2미생물 각각이 생육할 수 있는 공간을 제공하게 된다.
상기 잔류악취제거부(180)는 도중에 데미스터 혹은 엘리미네이터와 같은 기수분리기(186)가 개재된 상태에서 상기 제2바이오필터부(160b)의 상기 제2배양액 체류조(164b)의 상부 일측에 인접하여 위치되어 상기 제2바이오필터부(160b)에서 처리된 정화가스를 상기 잔류악취제거부(180)의 하부로 이송되게 하는 제4유통구(185), 상기 잔류악취제거부(180)의 하단에 내장되어 상기 제4유통구(185)의 토출측에 접속된 제1중화반응부(10'), 상기 제1중화반응부(10')에 유통가능하게 상기 제1중화반응부(10') 위의 상기 잔류악취제거부(180)에 내장되어 있는 제2중화반응부(20'), 상기 제2중화반응부(20') 위의 상기 잔류악취제거부(180) 상단에 내장된 상기 기수분리기(181), 상기 제1중화반응부(10') 밑에 위치하고 상기 제1중화반응부(10')를 하향 통과한 제2약액이 체류하는 제2약액체류조(184)를 포함하고 있다.
상기 잔류악취제거부(180)의 상기 제1중화반응부(10')는 상기 약액세정부(120)의 상기 제1중화반응부(10)와 동일한 구성으로 되어 있고, 그리고 상기 잔류악취제거부(180)의 상기 제2중화반응부(20')는 상기 약액세정부(120)의 상기 제2중화반응부(20)와 동일한 구성으로 되어 있다.
다만, 상기 제1중화반응부(10')와 상기 제2중화반응부(20')의 약액 분사기와 제2약액 분사기는 상기 제2약액 순환탱크(190)에 접속되어 있다.
또한, 상기 잔류악취제거부(180)는 상기 제1중화반응부(10')와 상기 제2중화반응부(20')의 약액 분사기와 제2약액 분사기에서 분사되는 약액에 향류로 접촉하여 상기 제2약액체류조(184)에서 유입되는 정화가스에 함유된 잔류악취가 제거된 정화가스를 외부로 방출시키기 위해 상기 잔류악취제거부(180)의 상단에 접속된 배출관(183)을 포함한다.
또한, 상기 배출관(183)과 상기 악취가스 인입배관(L2) 사이에는 상기 약액세정부(120), 상기 습식세정부(140), 바이오필터부(160) 및 잔류악취제거부(180)에서의 압력강하를 감지하여 제어부(200)로 송신하는 차압계(195)가 설치되어 있다.
상기 제어부(200)는 상기 친환경 복합 탈취기(100)의 모든 감지기로부터 송신되는 감지신호를 수신하여 상기 제어부(180)에 설치된 화면상에 표시하고 입력된 설정치에 따른 제어신호를 각각의 작동기기에 송신하여 상기 친환경 복합 탈취기(100)가 자동운전되도록 한다.
또한, 상기 약액체류조(124), 상기 세정수 체류조(144) 상기 제1 및 제2배양액체류조(164a, 164b) 및 상기 제2약액 체류조(184) 각각에는 복수개의 전용약품공급부에 각각 접속되어 해당 약품을 공급받게 되어 있다. 도 1에는 편의적으로 약액체류조(124)만이 전용약품공급부(196)에 접속된 것으로 도시되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 친환경 복합 탈취기(100)는 다음과 같이 운전될 수 있다.
먼저, 약액세정부(120)에 인입되는 악취가스의 산 성분은 제1중화반응부(10)와 상기 제2중화반응부(20)를 통과하면서 알칼리성 약액에 향류로 접촉하여 중화되어서, 악취가스의 고온/고농도가 낮추어지고, 약액 순환탱크(130)에서 공급되는 약액의 pH가 악취가스로 인해 급격하게 낮아지는 것을 미연에 방지하여 이후의 바이오필터부(160)에 배양된 미생물의 집단 폐사를 방지하고, 상기 처리부(1)와 이와 연관된 배관과 탱크의 부식을 방지하고 그리고 약액세정부(120)에 인입되는 악취가스에 함유된 먼지들은 제1중화반응부(10)와 상기 제2중화반응부(20)를 통과하면서 제거되게 된다.
더욱이 상기 약액세정부(120)에서 악취가스와 약액 간의 중화반응시간이 제1중화반응부(10)와 상기 제2중화반응부(20)에 의해 종래보다 현저하게 증대시키면서, 악취가스가 약액 순환탱크(130)를 통하여 외부로 방출되는 것이 방지될 뿐만 아니라, 약액의 원할한 순환을 안정적으로 유지하는 것이 가능하다.
그 다음, 상기 약액세정부(120)에서 약액으로 처리된 악취가스가 제1유통구(145)를 통과하면서 기수분리되어 기상의 악취가스가 상기 습식세정부(140)에 인입되어 세정수(물)와 병류로 접촉하여 악취가스에 함유된 알칼리성분이 세정수에 의해 용해되어 세정수 순환탱크(150)로 내려 보내어 미생물에 독약과 같은 약액에 이후의 바이오필터부의 제1 및 제2미생물이 접촉하지 않게 하여 이들의 생존을 보호하고, 그리고 습식세정부(140)에 인입되는 악취가스에 함유된 먼지들은 폴링층(141)을 통과하면서 제거되며, 수용성 악취도 제거된다.
그 다음, 상기 습식세정부(140)에서 세정수로 처리된 악취가스가 제2유통구(165a)를 통과하면서 기수분리되어 기상의 악취가스가 석회석층(Sa)과 상기 제1바이오필터부(160a)에 순차적으로 인입되어 석회석층(Sa) 및 미생물과 순차적으로 접촉하여 미생물의 소화력 및 석회석층(Sa)의 중화력에 의해 상기 기상의 악취가스의 산 성분 및 알칼리 성분이 분해/제거 및 중화되게 된다.
그 다음, 상기 제1바이오필터부(160a)에서 미생물에 의해 소화 처리된 악취가스가 제3유통구(165b)를 통과하면서 기수분리되어 기상의 악취가스가 미생물 및 석회석층(Sb)과 순차적으로 접촉하여 미생물의 소화력 및 석회석층(Sb)의 중화력에 의해 상기 기상의 악취성분이 분해/제거되고 상기 기상의 악취가스의 잔존하는 산 성분이 재차 중화되게 된다.
그 다음, 상기 제2바이오필터부(160b)에서 미생물에 의해 소화 처리된 악취가스가 제4유통구(185)를 통과하면서 기수분리되고 악취가스에 함유된 잔류악취가스들이 제1중화반응부(10')와 상기 제2중화반응부(20')를 통과하면서 기상의 악취가스가 제2약액에 향류로 접촉하여 상기 악취가스에 함유된 잔류악취성분이 제거되고 나서, 기수분리기(181)에 의해 액상이 제거되면서 상기 배출관(183)을 통하여 외부로 기상의 청정가스로서 배출되게 된다.
더욱이 상기 잔류악취제거부(180)에서 악취가스와 약액 간의 중화반응시간이 제1중화반응부(10')와 상기 제2중화반응부(20)'에 의해 종래보다 현저하게 증대되어 잔류악취제거효율이 종래보다 현저하게 향상시킬 수 있다.
상기 실시예의 친환경 복합 탈취기(100)는 처리부(1) 상류부에 약액세정부(120)를 배치하여 pH의 급격한 변화를 막아 미생물의 폐사를 방지함과 동시에 pH가 급격히 낮아지지 않게 하여 상기 처리부(1)와 이와 연관된 배관과 탱크의 부식을 방지하고, 제1 및 제2바이오필터부(160a, 160b)에 단독의 미생물을 접종시켜 미생물 간의 트러블을 방지함과 동시에 약품사용량이 종래보다 적어 친환경적이고, 상기 처리부(10)의 잔류악취제거부(180)에서 잔류악취를 제거하여 상기 처리부(10)에서 방출되는 정화가스에 잔류악취가 함유되는 것을 방지하고, 아울러, 상기 유통구들(145, 165a, 165b, 185)에 개재된 기수분리기에 의해 상기 복수개의 처리부(120, 140, 160, 180)에서 용수가 다음 처리부로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시예의 친환경 복합 탈취기(100)에서는 재이용수(하수처리장 등에서 사용하는 물)를 사용하게 되면 급수비가 절감된다는 관점에서 바람직하다.
상기 실시예에서, 약액세정조(120), 습식세정부(140), 바이오필터부(160) 및 잔류악취제거부(180)가 하나의 모듈로서 일체로 결합되어 처리부(1)를 이루고 있는 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 약액세정조(120)가 도 6에 도시된 바와 같이, 원통 또는 사각의 외형을 가지고서 되어 별개로 되어 상기 습식세정부(140)에 유통하게 접속될 수도 있다. 약액세정조(120)가 처리부(1)에서 분리되어 별개로 되어 있는 경우에는, 유입되는 악취의 농도에 따라 체류시간을 증감시킬 수 있다는 관점에서, 즉 약액세정조(120)의 용량을 설계용량에 따라 자유롭게 증가시키거나 감소시킬 수 있다는 관점에서 바람직하다.
120; 약액세정부, 140; 습식세정부, 160; 바이오필터부, 180; 잔류악취제거부

Claims (5)

  1. 악취가스를 흡입하여 처리부(1) 내부로 송풍하는 송풍기(110);
    상기 송풍기(110)으로부터 유입된 악취가스가 기수분리기(121)를 상향으로 통과하면서 악취가스에 함유된 산 성분과 미취성분 및 입자상 먼지가 알칼리성 약액과 향류로 접촉하면서 중화되어 제거되는 약액세정부(120);
    상기 약액세정부(120)에서 유입된 악취가스가 하향으로 통과하는 동안 악취가스에 함유된 약액, 수용성 악취성분 및 입자상 먼지가 세정수와 병류로 접촉하여 제거되는 습식세정부(140);
    상기 습식세정부(140)에서 유입된 악취가스가 석회석층(Sa)과 악취성분을 소화시키는 미생물이 고정·생육하는 다공성 세라믹 담체층(161a)을 순차적으로 상향 통과하는 동안 악취가스의 산 성분이 석회석층(Sa)에 의해 중화되고 나서 미생물 배양액과 향류로 접촉하면서 미생물 배양액에 의해 생육환경이 조절된 미생물에 의하여 악취성분이 분해ㆍ제거되는 제1바이오필터부(160a)와 상기 제1바이오필터부(160a)에서 유입된 악취가스가 악취성분을 소화시키는 미생물이 고정·생육하는 다공성 세라믹 담체층(161b)과 석회석층(Sb)을 순차적으로 하향 통과하는 동안 악취가스의 악취성분이 미생물 배양액과 병류로 접촉하면서 미생물 배양액에 의해 생육환경이 조절된 미생물에 의하여 악취성분이 분해ㆍ제거되고 나서 악취가스에 잔존하는 산성분이 석회석층(Sb)에 의해 재차 중화되는 제2바이오필터부(160b)로 구성되는 바이오필터부(160);
    상기 바이오필터부(160)에서 악취가스의 악취성분이 제거된 청정가스가 유입되어 기수분리기(181)를 상향 통과하는 동안 청정가스에 함유된 잔류악취성분이 제2약액과 향류로 접촉하면서 제거되는 잔류악취제거부(180);
    상기 약액세정부(120)로부터 약액이 유입되어 다시 상기 약액세정부(120)로 공급하기 위해 상기 약액세정부(120)에 인접하여 별도로 마련된 약액 순환탱크(130);
    상기 습식세정부(140)로부터 세정수가 유입되어 다시 상기 습식세정부(140)로 순환공급하는 세정수 순환탱크(150);
    상기 바이오필터부(160)의 제1 및 제2바이오필터부(160a, 160b)에서 미생물배양액이 유입되어 다시 상기 제1 및 제2바이오필터부(160a, 160b)로 공급하는 배양액 순환탱크(170); 및
    상기 잔류악취제거부(180)로부터 제2약액이 유입되어 다시 상기 잔류악취제거부(180)로 공급하는 제2약액 순환탱크(190)를 포함하며,
    상기 약액세정부(120)는 상기 약액세정부(120)의 하단에 내장되어 악취가스 인입배관(L2)의 토출측에 접속된 제1중화반응부(10), 상기 제1중화반응부(10)에 유통가능하게 상기 제1중화반응부(10) 위의 상기 약액세정부(120)에 내장되어 있는 제2중화반응부(20), 상기 제2중화반응부(20) 위의 상기 약액세정부(120) 상단에 내장된 상기 기수분리기(121), 및 상기 제1중화반응부(10) 밑에 위치하고 상기 제1중화반응부(10)를 하향 통과한 약액이 체류하는 약액체류조(124)를 포함하고,
    상기 약액 순환탱크(130)는 일단이 상기 약액세정부(120)의 약액 체류조(124)와 유통가능하게 접속되어 있는 약액 순환수 리턴라인(132)의 타단에 접속되어 있고,
    상기 제1중화반응부(10)는, 상기 약액체류조(124)의 상부를 덮고 있는 다공반응판(12), 상기 다공반응판(12)의 윗면 일측에 기립되어 형성된 벽부(13), 상기 다공반응판(12)의 일측이 개구되어 상기 벽부(13)를 월류하는 약액을 상기 약액체류조(124)의 수면 내로 자연낙하시키는 약액 배출구(14), 및 상기 약액 순환탱크(130)와 상기 약액세정부(120)의 제1 및 제2중화반응부(10, 20)에 유통가능하게 접속되어 있는 약액 순환수 배출라인(133)의 토출측에 접속된 상태에서 상기 다공반응판(12)에 대하여 연직 상방으로 이격되어 배치되어 상기 다공반응판(12)에 상기 약액 순환탱크(130)로부터 공급되는 약액을 분사하는 약액 분사기(123)를 포함하며,
    상기 약액체류조(124)는 기단이 상기 약액체류조(124)의 벽부에 고정된 상태에서 상기 약액 순환수 리턴라인(132)의 입구를 사이에 두고 선단이 서로 마주하는 방향으로 하향 경사지게 뻗은 한 쌍의 경사판(124a), 상기 한 쌍의 경사판(124)의 선단에 기단이 일체로 고정되어 선단이 중력방향에서 아래로 뻗어 상기 약액체류조(124)의 바닥에 고정된 한 쌍의 기립판(124b), 상기 한 쌍의 기립판(124) 사이에 배치된 상기 약액체류조(124)의 바닥에 상기 약액 순환수 리턴라인(132) 입구 쪽으로 하향 경사지게 형성된 구배부, 및 상기 구배부에 쌓인 염을 물을 분사하여 세척 및 제거하기 위해 상기 약액 순환수 리턴라인(132)의 입구와 마주하고 있는 상기 약액체류조(124)의 벽부 부위에 개폐가능한 장착된 도어를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 악취가스를 처리하는 약액세정과 바이오필터가 병합된 친환경 복합 탈취기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다공반응판(12) 위에는 상기 다공반응판(12)의 복수개의 미세구멍과 유통하는 복수개의 와류발생용 소라껍질형상부(70)가 탑재되어 있고,
    상기 복수개의 와류발생용 소라껍질형상부(70)는, 밑이 개방된 상태에서 일측이 개방되어 토출구(72)가 형성되어 있고 타측이 막혀있고,
    상기 복수개의 와류발생용 소라껍질형상부(70)의 내면에는 상기 복수개의 미세구멍을 통하여 유입되는 악취가스에 타측에서 일측으로의 와류를 발생시킬 수 있도록, 나선형부(71)가 형성되어 있고,
    상기 복수개의 와류발생용 소라껍질형상부(70)는, 서로 인접한 복수개의 와류발생용 소라껍질형상부(70)들이 서로 협력하여, 상기 서로 인접한 복수개의 와류발생용 소라껍질형상부(70)에서 토출된 악취가스의 기포들에 의해, 상기 서로 인접한 복수개의 와류발생용 소라껍질형상부(70) 부근의 상기 다공반응판(12) 위에 고인 약액에 와류를 발생시킬 수 있는 패턴으로 상기 다공반응판(12)에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 고농도 악취가스를 처리하는 약액세정과 바이오필터가 병합된 친환경 복합 탈취기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2중화반응부(20)는
    상기 제1중화반응부(10)의 상부를 덮고 있는 제2다공반응판(21), 상기 제2다공반응판(21)의 윗면 일측에 기립되어 형성된 벽부(22), 상기 제2다공반응판(21)의 일측이 개구되어 상기 벽부(22)를 월류하는 약액을 상기 약액 배출구(14)로 자연낙하시키게 상기 약액 배출구(14)에 유통하게 접속되어 있는 제2약액 배출구(26) 및 상기 약액 순환수 배출라인(133)의 토출측에 접속된 상태에서 상기 제2다공반응판(21)에 대하여 연직 상방으로 이격되어 배치되어 상기 제2다공반응판(21)에 약액을 분사하는 제2약액 분사기(125)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 악취가스를 처리하는 약액세정과 바이오필터가 병합된 친환경 복합 탈취기.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 잔류악취제거부(180)는 도중에 기수분리기(186)가 개재된 상태에서 상기 제2바이오필터부(160b)의 하부에 배치된 제2배양액 체류조(164b)의 상부 일측에 인접하여 위치되어 상기 제2바이오필터부(160b)에서 처리된 정화가스를 상기 잔류악취제거부(180)의 하부로 이송되게 하는 제4유통구(185), 상기 잔류악취제거부(180)의 하단에 내장되어 상기 제4유통구(185)의 토출측에 접속된 제1중화반응부(10'), 상기 제1중화반응부(10')에 유통가능하게 상기 제1중화반응부(10') 위의 상기 잔류악취제거부(180)에 내장되어 있는 제2중화반응부(20'), 상기 제2중화반응부(20') 위의 상기 잔류악취제거부(180) 상단에 내장된 상기 기수분리기(181), 상기 제1중화반응부(10') 밑에 위치하고 상기 제1중화반응부(10')를 하향 통과한 제2약액이 체류하는 제2약액체류조(184) 및 상기 잔류악취제거부(180)의 상단에 접속된 배출관(183)을 포함하고,
    상기 잔류악취제거부(180)의 상기 제1중화반응부(10')는 상기 약액세정부(120)의 상기 제1중화반응부(10)와 동일한 구성으로 되어 있고, 그리고 상기 잔류악취제거부(180)의 상기 제2중화반응부(20')는 상기 약액세정부(120)의 상기 제2중화반응부(20)와 동일한 구성으로 되어 있되,
    상기 제1중화반응부(10')와 상기 제2중화반응부(20')의 약액 분사기와 제2약액 분사기는 상기 제2약액 순환탱크(190)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 고농도 악취가스를 처리하는 약액세정과 바이오필터가 병합된 친환경 복합 탈취기.
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