KR102205635B1 - 지중 음이온을 이용한 악취 제거 장치 - Google Patents

지중 음이온을 이용한 악취 제거 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음이온을 이용한 악취 제거 장치에 관한 것이다. 상기 악취 제거 장치는, 지하에 매설되어 횡방향으로 연장되고 표면에 다수의 개구가 형성된 유공관; 상기 유공관 내로 분사하기 위한 공급수를 저장하는 공급수 저장부; 상기 공급수 저장부에 연결되어 상기 유공관 내로 연장되는 연결유로; 상기 연결유로의 단부에 설치되어 상기 공급수 저장부의 공급수를 상기 유공관 내로 미세 액적의 형태로 분사하는 분사 노즐; 상기 유공관의 일측에 설치되어 상기 유공관 내로 양압을 공급하는 양압 공급부; 상기 유공관의 타측에 설치되어 상기 유공관 내의 공기를 흡인하는 음압 공급부; 상기 유공관의 타측과 악취발생원 사이를 연결하고 그 단부에 다수의 분출 개구가 형성된 공급유로; 를 포함하고, 상기 양압 공급부와 상기 음압 공급부에 의해 상기 유공관 내로 분사된 미세 액적은 상기 공급유로를 따라 악취발생원으로 분출된다.
이러한 구성에 따르면, 공급수에서 발생하는 음이온과 음이온 광물에서 발생하는 음이온을 효과적으로 활용하여 악취 발생 시설의 악취를 제거할 수 있는 음이온을 이용한 악취 제거 장치를 제공할 수 있다.

Description

지중 음이온을 이용한 악취 제거 장치 {Apparatus for removing odor using underground anion}
본 발명은 음이온을 이용한 악취 제거 장치에 관한 것이다.
악취 유발물질은 발생원에 따라 매우 다양하며, 하수처리장, 소각장, 음식물쓰레기 처리시설, 쓰레기 매립장, 퇴비제조시설, 정유공장, 화학공장, 분뇨 및 축산폐수처리장 등은 주요 악취 발생원으로 간주되고 있다.
악취 발생 시설로부터 발생하는 악취는 부패물질 또는 각종 휘발성 유기화합물로 인하여 발생하는 것이므로, 불쾌감을 유발시킬 뿐만 아니라 인체에 유해하며 집중력의 감소로 인한 능률의 저하 또는 안전사고의 증가에 이르기까지 많은 문제가 되고 된다.
악취성분으로 암모니아, 메틸머캅탄, 황화수소, 황화메틸, 이황화메틸, 트리메틸아민, 아세트알데히드, 스티렌 등은 법적 규제물질로 정해 단속하고 있다.
악취 물질은 pH에 따라 염기성계, 산성계 및 중성계로 구분될 수 있다. 예를 들어, 암모니아, 트리메틸아민은 염기성계에 속하고, 황화수소, 메틸메르캅탄, 프로피온산, 노르말부틸산, 이소발레르산 등은 산성계에 속하며, 황화메틸, 이황화메틸, 아세트알데히드 등은 중성계에 속한다.
이러한 악취 물질을 제거하기 위한 방법은 크게 물리적, 화학적 및 생물학적 처리방법으로 분류되며, 현재 주로 사용되고 있는 방법으로는 연소법, 세정법, 산화법, 흡착법, 미생물 처리법 등이 있다.
이 중 연소법은 거의 모든 가연성 악취물질 제거에 효율적이지만 연료비 또는 촉매 교체에 소요되는 유지비가 고가이며 운전관리에 소홀할 경우 질소산화물이 발생 되고 폭발의 위험성이 있다.
흡착법은 활성탄을 이용하여 악취를 제거하는 방법으로, 활성탄의 세공 안에 각종 악취물질이 축적, 포화상태로 흡착되어서 더 이상 탈취효과가 없어 악취가 유출되기 시작하면 신탄으로 흡착탄을 교체해 주어야 하고, 제거대상물질의 농도가 높을 경우 세척, 흡수,냉각, 응축 등의 전처리 단계를 병행하여 농도를 저감시킨 다음 활성탄흡착을 행해야 하는 단점이 있다.
그리고 미생물 처리법은 악취가 나무 부스러기나 토양을 통과할 때 미생물을 이용하여 흡착된 악취물질을 분해하는 방법으로, 미생물의 생육조건이 적절히 조성되면 악취에 대한 제거능력이 우수하고 2차 오염물질이 발생하지 않는 반면에 부지면적을 많이 차지하고 시간이 많이 걸리는 단점이 있다.
세정법은 악취 가스를 물이나 산, 알칼리 수용액으로 세척하여 탈취하는 방법으로서, 비교적 설비가 간단하고 운전비용이 저렴하다는 장점이 있지만 악취물질의 적용범위가 좁고 악취제거의 효과가 낮다는 문제점이 있다.
산화법은 오존의 강력한 산화작용을 활용하여 악취성분을 산화시켜 제거하는 방법으로 전력량 소비가 적고 유지관리가 용이하여 대용량의 가스 제거에 비교적 효율적이지만, 오존 단독으로는 적용범위가 작고 성능이 불충분하다는 단점이 있다.
한편, 음이온은 중성의 입자가 전자를 얻어 만들어지는 음전하를 띠는 물질로, 사람, 동물, 식물에 대한 효과 외에 탈취, 제진, 살균 효과를 갖고 있다.
음이온은 물이 낙하하여 바닥에 부딪힐 때와 같이 물분자에 의해 자연적으로 생성되거나, 전기자극에 의하거나, 일부 광물자원에서 생성된다.
악취 발생 시설에서 악취를 제거할 때 이러한 음이온을 활용하면 더욱 효과적인 방법으로 악취 제거와 함께 살균 효과도 얻을 수 있게 된다.
대한민국 특허 출원 제10-2016-0163733호
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 음이온을 효과적으로 활용하여 악취 발생 시설의 악취를 제거할 수 있는 음이온을 이용한 악취 제거 장치를 제공하고자 함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 악취 제거 장치는, 지하에 매설되어 횡방향으로 연장되고 표면에 다수의 개구가 형성된 유공관; 상기 유공관 내로 분사하기 위한 공급수를 저장하는 공급수 저장부; 상기 공급수 저장부에 연결되어 상기 유공관 내로 연장되는 연결유로; 상기 연결유로의 단부에 설치되어 상기 공급수 저장부의 공급수를 상기 유공관 내로 미세 액적의 형태로 분사하는 분사 노즐; 상기 유공관의 일측에 설치되어 상기 유공관 내로 양압을 공급하는 양압 공급부; 상기 유공관의 타측에 설치되어 상기 유공관 내의 공기를 흡인하는 음압 공급부; 상기 유공관의 타측과 악취발생원 사이를 연결하고 그 단부에 다수의 분출 개구가 형성된 공급유로; 를 포함하고, 상기 양압 공급부와 상기 음압 공급부에 의해 상기 유공관 내로 분사된 미세 액적은 상기 공급유로를 따라 악취발생원으로 분출된다.
또한, 상기 분사 노즐은 미세 액적이 분사되는 분사구와, 상기 분사구와 수직으로 배치되는 바닥판을 구비하여, 상기 분사구에서 분사되는 미세 액적이 상기 바닥판에 부딪혀 더 작은 액적으로 되면서 다량의 음이온을 방출한다.
또한, 복수 개로 분할되어 상기 유공관을 둘러싸도록 위치되고 표면에 다수의 개구가 형성되고 내부에 음이온 광물이 수용되는 광물 수용부; 를 더 포함하고, 상기 음이온 광물에서 발생되는 음이온은 미세 액적이 상기 양압 공급부에 의해 이동하는 과정에서 상기 유공관의 개구를 통해 이동하여 미세 액적과 함께 이동할 수 있다.
본 발명에 따르면, 공급수에서 발생하는 음이온과 음이온 광물에서 발생하는 음이온을 효과적으로 활용하여 악취 발생 시설의 악취를 제거할 수 있는 음이온을 이용한 악취 제거 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 악취 제거 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에서 유공관과 광물 수용부의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2에서 유공관과 광물 수용부가 분해된 상태를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1에서 다른 실시예에 따른 유공관과 광물 수용부의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 5은 도 4에서 유공관과 광물 수용부가 분해된 상태를 도시하는 도면이다.
도 6은 도 1에서 분사 노즐의 구성을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 유공관과 광물 수용부가 배치되는 다른 실시예를 도시하는 개략적인 단면도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 악취 제거 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 도 2는 도 1에서 유공관과 광물 수용부의 구성을 도시하는 사시도이다. 도 3은 도 2에서 유공관과 광물 수용부가 분해된 상태를 도시하는 도면이다. 도 4는 도 1에서 다른 실시예에 따른 유공관과 광물 수용부의 구성을 도시하는 사시도이다. 도 5은 도 4에서 유공관과 광물 수용부가 분해된 상태를 도시하는 도면이다. 도 6은 도 1에서 분사 노즐의 구성을 도시하는 도면이다.
본 발명은 미세 액적에서 발생하는 음이온과 음이온 광물에서 발생하는 음이온을 악취발생원으로 유동시켜 악취를 효과적으로 제거하기 위한 악취 발생 장치에 관한 것이다. 악취발생원은 축산 분뇨 처리장, 음식물쓰레기 처리시설, 쓰레기 매립장, 퇴비제조시설 등이 될 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 악취 제거 장치(100)는 유공관(110), 광물 수용부(120), 공급수 저장부(130), 연결유로(140), 분사 노즐(150), 양압 공급부(160), 음압 공급부(170), 공급유로(180), 외기 연통부(190)를 포함한다.
유공관(110)은 지하에 매설되어 횡방향으로 연장되는 관 형태를 갖고, 표면에 다수의 개구(111)가 전체적으로 형성된다. 지하는 연중 15℃ 전후의 온도를 유지한다. 유공관(110)은 예를 들어, 지하 1~3m 사이에 매설되어 연중 15℃ 전후의 온도를 유지하게 된다.
광물 수용부(120)는 복수 개로 분할되어 유공관(110)을 둘러싸도록 위치된다. 각각의 광물 수용부(120)는 표면에 다수의 개구가 형성되고 내부에 음이온 광물(10)이 수용된다. 예를 들어, 광물 수용부(120)는 그물망 형태로 되어 그물망 내부에 음이온 광물(10)을 수용할 수 있다. 복수의 광물 수용부(120)는 하나의 커버(101) 내에 수용될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 광물 수용부(120)는 4개로 분할되어 유공관(110)를 둘러싸는 형태가 되어, 유공관(110)을 따라 횡방향으로 연장될 수 있다. 각각의 광물 수용부(120) 사이는 소정 거리만큼 이격되어, 그 사이로 공기가 유동하는 유로(121)가 형성될 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 횡방향으로 연장되는 각각의 광물 수용부(120)는 횡방향으로 복수 개로 분할되고, 이렇게 분할되는 각각의 광물 수용부(120) 사이는 소정 거리만큼 이격되어, 그 사이로 공기가 유동하는 유로(121)가 형성될 수 있다.
음이온 광물은 음이온을 발생시키는 광물로서, 여기서 음이온 광물은 2:1형 점토광물이 될 수 있다. 2:1형 점토광물은 결정질 점토광물인 층상규산염광물 중에서 두 장의 4면체판이 한 장의 8면체판을 가운데에 두고 결합되어 2 : 1층으로 겹쳐져 있는 광물이다. 2:1형 점토광물은 2차광물로서 여러 가지의 동형치환이 일어나면서 다량의 음이온을 발생시킨다. 2:1형 점토광물은 일라이트, 몽모릴로나이트, 스멕타이트, 버미큘라이트, 베이델라이트, 운모가 될 수 있다. 본 발명에서 음이온 광물은 2:1형 점토광물로서 일라이트, 몽모릴로나이트, 스멕타이트, 버미큘라이트, 베이델라이트, 운모 중 3개 이상이 광물 수용부(120)에 골고루 수용될 수 있다.
음이온 광물에서 발생되는 음이온은 광물 수용부(120) 주위에 분포되고, 유공관(110)의 개구(111)를 통해 유공관(110) 내로 유입될 수 있다.
공급수 저장부(130)는 유공관(110) 내로 분사하기 위한 공급수(30)를 저장한다. 여기서, 공급수(30)는 물 또는 OH라디칼수가 될 수 있다. OH라디칼수는 오존을 용해시켜 생성하는 것으로, 공기 중의 오염물질에 직접 관여하여 매우 빠른 속도로 살균, 탈취, 소독시키는 효과가 있다.
연결유로(140)는 공급수 저장부(130)에 연결되어 유공관(110) 내로 연장된다. 연결유로(140)는 하나의 유로에서 복수 개가 분기되는 형태로 유공관(110) 내로 연장될 수 있다
분사 노즐(150)은 연결유로(140)의 단부에 설치되어 공급수 저장부(130)로부터 전달된 공급수를 유공관(110) 내로 미세 액적의 형태로 분사한다.
도 6을 참조하면, 분사 노즐(150)은 미세 액적이 분사되는 분사구(151)와, 이러한 분사구(151)의 전방에 분사구(151)와 수직으로 배치되는 바닥판(152)을 구비한다. 분사구(151)에서 분사되는 미세 액적은 바닥판(152)에 부딪혀 더 작은 액적으로 되면서 레너드 효과에 의해 유공관(110) 내로 다량의 음이온을 방출한다.
레너드 효과는 미세 액적이 공기 중의 먼지 및 분자들과 충돌할 때 다량의 음이온이 발생하는 것을 말한다. 원래 음이온은 먼거리를 이동할 수 없지만, 주위의 미세 액적과 함께 이동할 때는 먼거리를 이동할 수 있다.
양압 공급부(160)는 유공관(110)의 일측에 설치되어 유공관(110) 내로 양압을 공급한다.
음압 공급부(170)는 유공관(110)의 타측에 설치되고 유공관(110) 내에 음압을 형성하여 공기를 흡인한다.
공급유로(180)는 유공관(110)의 타측과 악취발생원 사이를 연결하고, 그 단부에는 다수의 분출 개구(181)가 형성된다.
외기 연통부(190)는 유공관(110)과 연결되어 유공관(110) 내에 외기가 유입될 수 있게 한다. 유공관(110) 내로 공급되는 외기는 개구(111)를 통해 광물 수용부(120)로 들어갈 수 있다.
이하에서는, 도 1을 참조하여 본 발명의 악취 제거 장치(100)에 의해 악취발생원의 악취를 제거하고 살균, 소독하는 과정을 살펴보기로 한다.
공급수 저장부(130)에 저장된 물 또는 OH라디칼수는 연결유로(140)를 따라 분사 노즐(150)에 의해 유공관(110) 내로 공급된다.
분사 노즐(150)에서 분사구(151)를 통해 공급되는 물은 바닥판(152)에 부딪히면서 수많은 미세 액적으로 분산되어 레너드 효과에 의해 유공관(110) 내에 다량의 음이온을 발생시킨다. 음이온은 주위의 미세 액적과 함께 먼거리를 이동할 수 있다.
양압 공급부(160)와 음압 공급부(170)에 의해 유공관(110) 내로 분사된 미세 액적과 음이온은 공급유로(180)를 따라 악취발생원으로 이동되어 분출 개구(181)를 통해 분출된다.
이때, 광물 수용부(120)에 수용되는 음이온 광물에서 발생하는 음이온은 유공관(110)의 개구(111)를 통해 유공관(110) 내로 유입되어 미세 액적과 함께 악취발생원으로 공급될 수 있다.
각각의 광물 수용부(120) 사이는 소정의 간격으로 이격되어 음이온 광물에서 발생하는 음이온이 이동할 수 있는 통로가 되고, 압력 차이에 의해 미세 액적이 이동할 때 음이온 광물의 음이온이 유로를 따라 함께 이동하여 악취발생원으로 공급될 수 있다.
유공관(110)은 연중 15℃ 전후의 온도를 유지하는 지하에 매설되므로, 미세 액적은 여름철에도 낮은 온도를 유지하면서 악취발생원으로 공급되어 악취발생원의 온도를 떨어뜨려 악취 유발 기체가 외부로 퍼지는 것을 효과적으로 방지한다.
본 발명에서, 미세 액적에서 발생하는 음이온과 음이온 광물에서 발생하는 음이온은 함께 혼합된 상태로 양압 공급부(160)와 음압 공급부(170)에 의해 악취발생원으로 들어가서 악취를 제거하고 살균 기능을 수행할 수 있다.
또한, 광물 수용부(120)에 수용되는 여러 종류의 음이온 광물에서 발생하는 다양한 음이온은 각각의 악취 기체에 효과적으로 작용해서 악취를 신속히 제거한다.
도 7은 본 발명의 유공관(110)과 광물 수용부(120)가 배치되는 다른 실시예를 도시하는 개략적인 단면도이다.
본 실시예에서는 광물 수용부(120)가 정단면에서 8개로 분할되어 유공관(110)을 둘러싸도록 위치된다. 각각의 광물 수용부(120) 사이는 소정의 간격으로 이격되어 그 사이에는 유로(121)가 형성된다. 도면에서 지면으로 들어가는 방향인 횡방향으로 연장되는 각각의 광물 수용부(120)도 복수 개로 분할되어 그 사이에 유로가 형성될 수 있다(도 5 참조). 이와 같이, 각각의 광물 수용부(120) 사이에 형성되는 유로의 수가 많아짐으로써, 음이온 광물에서 발생하는 다량의 음이온은 개구(111)를 통해 유공관(110) 내로 들어와서 미세 액적과 함께 악취발생원으로 들어가기 용이해진다.
상술한 바와 같은 본 발명의 악취 제거 장치에 따르면, 공급수에서 레너드 효과에 의해 발생하는 음이온과 음이온 광물에서 발생하는 음이온은 미세 액적과 함께 악취발생원으로 이동하여 악취 발생 시설의 악취를 제거하고 살균을 수행할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
10 : 음이온 광물
20 : 악취발생원
30 : 공급수
100 : 악취 제거 장치
110 : 유공관
111 : 개구
120 : 광물 수용부
121 : 유로
130 : 공급수 저장부
140 : 연결유로
150 : 분사 노즐
151 : 분사구
152 : 바닥판
160 : 양압 공급부
170 : 음압 공급부
180 : 공급유로
181 : 분출 개구
190 : 외기 연통부

Claims (3)

  1. 악취 제거 장치에 있어서,
    지하에 매설되어 횡방향으로 연장되고 표면에 다수의 개구가 형성된 유공관;
    상기 유공관 내로 분사하기 위한 공급수를 저장하는 공급수 저장부;
    상기 공급수 저장부에 연결되어 상기 유공관 내로 연장되는 연결유로;
    상기 연결유로의 단부에 설치되어 상기 공급수 저장부의 공급수를 상기 유공관 내로 미세 액적의 형태로 분사하는 분사 노즐;
    상기 유공관의 일측에 설치되어 상기 유공관 내로 양압을 공급하는 양압 공급부;
    상기 유공관의 타측에 설치되어 상기 유공관 내의 공기를 흡인하는 음압 공급부;
    상기 유공관의 타측과 악취발생원 사이를 연결하고 그 단부에 다수의 분출 개구가 형성된 공급유로;
    를 포함하고,
    상기 양압 공급부와 상기 음압 공급부에 의해 상기 유공관 내로 분사된 미세 액적은 상기 공급유로를 따라 악취발생원으로 분출되는 악취 제거 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분사 노즐은 미세 액적이 분사되는 분사구와, 상기 분사구와 수직으로 배치되는 바닥판을 구비하여, 상기 분사구에서 분사되는 미세 액적이 상기 바닥판에 부딪혀 더 작은 액적으로 되면서 다량의 음이온을 방출하는 악취 제거 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    복수 개로 분할되어 상기 유공관을 둘러싸도록 위치되고 표면에 다수의 개구가 형성되고 내부에 음이온 광물이 수용되는 광물 수용부;
    를 더 포함하고,
    상기 음이온 광물에서 발생되는 음이온은 미세 액적이 상기 양압 공급부에 의해 이동하는 과정에서 상기 유공관의 개구를 통해 이동하여 미세 액적과 함께 이동할 수 있는 악취 제거 장치.
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