KR102303361B1 - 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치 및 방법 - Google Patents

복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 복합미생물의 효과적인 정화 작용을 이용하여 폴링부재나 수분필터의 부하를 경감시킴으로써 세척 또는 교환주기가 늘어나 유지 관리가 용이하고 비용이 저렴하며, 별도의 지속적인 급수나 배수 없이도 오염된 가스를 효과적으로 세정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치 및 방법 {COMPLEX MICROBIAL RECYCLING SCRUBBER AND SCRUBBING METHOD THEREOF}
본 발명은 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 복합미생물의 효과적인 정화 작용을 이용하여 폴링부재나 수분필터의 부하를 경감시킴으로써 세척 또는 교환주기가 늘어나 유지 관리가 용이하고 비용이 저렴하며, 별도의 지속적인 급수나 배수 없이도 오염된 가스를 효과적으로 세정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다
산업현장에서는 유해물질과 악취를 포함하는 오염된 가스가 발생할 수 있는데, 특히 축산분뇨가 발생하는 현장이나 이를 발효하여 퇴비를 생산하는 현장에서는 먼지, 분진, 암모니아, 유기물질, 황화물, 질화물 등을 포함하고 악취를 동반하는 가스가 발생한다.
따라서, 각종 산업시설이나 환경 기초시설에는 가스에 포함된 오염물과 악취를 제거하기 위한 가스세정 장치(Scrubber)를 설치하는 추세이다. 가스세정 장치라 함은, 일반적으로 대기오염을 일으키는 유해가스 또는 악취가스에 포함된 원인이 되는 입자들을 액상 및 기체로 혼합한 도포액을 사용하여 이들을 제거하는 장치를 통칭하는 용어이다.
가스세정 장치에는 대표적으로 폴링(Pallring)이나 수분필터(demister)와 같이 오염원을 물리적으로 제거하는 부품들이 포함된다. 그러나 이러한 부품들로 물리적인 세정 방법만을 사용하다 보면 폴링과 수분필터에 오염원이 빠르게 축적되면서 세척 또는 교환주기가 짧아진다. 즉, 계속되는 오염원에 비해 과부하된 순환운전으로 각종 부품들의 수명이 짧아지는 것이다. 잦은 세척과 교환을 하다 보면 유지 관리가 까다로울 뿐만 아니라 유지비용도 증폭되는 문제점이 있다.
탈취형 스크러버를 제공하는 한국등록특허 제10-1669805호(특허문헌 1)는 악취가스를 흡입할 수 있는 악취가스 흡입구; 상기 악취가스 흡입구를 통하여 흡입된 악취가스를 1차 정화시키기 위한 제 1 충진재부; 상기 제 1 충진재부를 통하여 1차 정화된 공기를 향하여 제 1 정화제를 분사하기 위한 제 1 분사노즐부; 상기 제 1 분사노즐부를 통과한 공기가 저장되는 제 1 정화공기조; 상기 제 1 정화공기로부터 공기를 공급받아 2차 정화시키기 위한 제 2 충진재부; 상기 제 2 충진재부를 통하여 2차 정화된 공기를 향하여 제 2 정화제를 분사하기 위한 제 2 분사노즐부; 상기 제 2 분사노즐부를 통과한 공기에서 수분을 제거하기 위한 데미스터 필터부; 상기 데미스터 필터부를 통과한 공기가 저장되는 제 2 정화공기조; 상기 제 2 정화공기조로부터 공기를 공급받아 탈취시키기 위한 탈취부; 및 상기 탈취부를 통과한 공기를 외부로 배출하기 위한 탈취공기 배출구를 포함하는 후드부를 포함하되, 상기 탈취부는 복수 개의 고상 형태의 탈취 블록을 포함하고, 상기 탈취 블록은 악취 입자를 흡착하여 탈취하면서 향오일이 방출되는 다공성 탈취 블록인 탈취형 스크러버를 개시한다.
그러나 이러한 특허문헌 1은 마찬가지로 폴링 등을 포함한 물리적인 방법만으로 가스의 악취를 제거하고 있기 때문에 각종 부품들의 수명이 짧아지고 유지 관리 비용이 상승하는 문제를 해결하는 못한다.
한국등록특허 제10-1669805호
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복합미생물의 효과적인 정화 작용을 이용하여 폴링부재나 수분필터의 부하를 경감시킴으로써 세척 또는 교환주기가 늘어나 유지 관리가 용이하고 비용이 저렴하며, 별도의 지속적인 급수나 배수 없이도 오염된 가스를 효과적으로 세정할 수 있는 재순환식 가스세정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치는 일측 하부에 형성된 유입구, 상부에 배치된 세정액 분사노즐, 상기 세정액 분사노즐 상에 배치된 폴링부재(pallring), 상기 폴링부재 상에 배치된 수분필터(demister) 및 상기 수분필터 상에 형성된 배기구를 포함하는 집진탑; 일측 말단이 상기 집진탑의 타측 하부에 연결된 오염수 공급관; 중간 부분이 상기 오염수 공급관의 타측 말단과 연결되며 하부에 침전물 배출부가 형성된 제1 침전조; 일측 말단이 상기 제1 침전조의 상부에 연결된 제1 상층수 공급관; 중간 부분이 상기 제1 상층수 공급관의 타측 말단과 연결되며 하부에 침전물 배출부가 형성된 제2 침전조; 일측 말단이 상기 제2 침전조의 상부에 연결된 제2 상층수 공급관; 상기 제2 상층수 공급관의 타측 말단과 연결된 저수공간을 갖는 하우징과, 상기 저수공간에 연결된 미생물 공급부 및 공기 공급부(blower)를 포함하는 미생물 활성화 수조; 및 상기 저수공간과 상기 집진탑 상부를 연결하는 정화수 순환관;을 포함하되, 상기 미생물 공급부는 일반세균 1x105 내지 4x105 CFU/g; Bacillus spp 1x102 내지 3x103 CFU/g; Lactobacillus spp 2x107 내지 6x107 CFU/g; Bifidobacterium spp 5x105 내지 3x106 CFU/g; 및 효모 5x102 내지 4x103 CFU/g;을 포함하는 복합미생물 용액을 공급한다.
또한, 상기 저수공간에 연결된 원수 공급부를 더 포함하며, 상기 복합미생물 용액은 상기 원수 공급부로부터 공급되는 원수의 5 wt%로 공급될 수 있다.
상기 제1 침전조 및/또는 제2 침전조는, 상기 오염수 공급관 또는 제1 상층수 공급관의 타측 말단과 연결되며 하부에 상기 침전물 배출부가 형성된 침전조 본체; 및 상기 침전조 본체의 상부 외주부를 둘러싸며 상기 제1 상층수 공급관 또는 제2 상층수 공급관의 일측 말단과 연결된 오버플로우 수용부;를 포함하되, 상기 침전조 본체의 상부 외주부에 V자 형상의 컷팅부가 형성되어 상기 컷팅부를 통해 유출되는 상층수는 상기 오버플로우 수용부로 유입될 수 있다.
또는, 상기 저수공간 내에 배치된 교반부재를 더 포함하며, 상기 제2 상층수 공급관과 상기 정화수 순환관은 상기 교반부재를 사이에 두고 서로 이격하여 배치될 수 있다.
또한, 오염수 또는 정화수를 외부로 배출시키는 별도의 부재를 더 포함하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 방법은 집진탑 내부로 유입된 오염된 가스에 세정액을 분사하여 오염물이 용해 또는 혼합된 오염수가 상기 집진탑 하부에 축적되는 단계; 상기 오염수가 제1 침전조 내에 공급되어 일부 오염물이 침전되는 단계; 상기 침전물이 분리된 오염수의 상층수는 제2 침전조 내로 공급되고, 이와 동시에 또는 별도로 상기 침전물을 외부로 배출하는 단계; 상기 제2 침전조에 공급된 상기 오염수의 일부 오염물이 침전되는 단계; 상기 침전물이 분리된 오염수의 상층수는 미생물 활성화 수조로 공급되고, 이와 동시에 또는 별도로 상기 침전물을 외부로 배출하는 단계; 상기 미생물 활성화 수조로 공급된 오염수의 상층수에 복합미생물 용액과 공기를 주입하여 정화시키는 단계; 정화된 물을 상기 집진탑으로 회수하는 단계;를 포함하되, 상기 복합미생물 용액은 일반세균 1x105 내지 4x105 CFU/g; Bacillus spp 1x102 내지 3x103 CFU/g; Lactobacillus spp 2x107 내지 6x107 CFU/g; Bifidobacterium spp 5x105 내지 3x106 CFU/g; 및 효모 5x102 내지 4x103 CFU/g;을 포함할 수 있다.
상기 집진탑으로 회수된 정화수는 상기 집진탑의 하부에 축적된 오염수에 혼합될 수 있다.
상기 집진탑에서 배출된 오염수가 정화되어 상기 집진탑으로 회수되는 1 순환(cycle)의 소요시간이 4-8 시간일 수 있다.
또한, 오염수 또는 정화수를 외부로 배출시키는 별도의 단계를 더 포함하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치는 복합미생물의 효과적인 정화 작용을 이용하여 폴링부재나 수분필터의 부하를 경감시킴으로써 세척 또는 교환주기가 늘어나 유지 관리가 용이하고 비용이 저렴하며, 별도의 지속적인 급수나 배수 없이도 오염된 가스를 효과적으로 세정할 수 있다.
또한, 2개의 침전조를 통해 침전되는 오염물을 최적의 효율로 분리함으로써 가스세정 장치의 정화 효율을 높일 수 있고, 침전조에 포함된 컷팅부 및 오버플로우 수용부의 구성을 통해 별도의 동력 없이도 침전물로부터 분리된 상층수를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치의 설계도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치의 오염수 공급관부터 제2 상층수 공급관까지의 설계를 위에서 바라본 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치의 설계도이다.
도 4 및 도 5는 일 실험예에 사용된 본 발명의 재순환식 가스세정 장치의 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. '-' 또는 '내지'를 사용하여 나타낸 수치 범위는 다른 언급이 없는 한 그 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한과 상한으로서 포함하는 수치 범위를 나타낸다. '약' 또는 '대략'은 그 뒤에 기재된 값 또는 수치 범위의 20% 이내의 값 또는 수치 범위를 의미한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소 '상(on)'에 배치된 경우는 그 구성요소 바로 위에 배치된 경우는 물론 중간에 다른 구성요소를 개재한 경우도 포함할 수 있다.
어떤 구성요소는 '일측'과 '타측'을 포함할 수 있고, '타측'은 '일측'의 맞은편을 포함한 '일측' 이외의 영역을 의미할 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
그리고 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치의 설계도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치의 오염수 공급관부터 제2 상층수 공급관까지의 설계를 위에서 바라본 평면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치는 집진탑(1), 오염수 공급관(20), 제1 침전조(3a), 제2 침전조(3b), 미생물 활성화 수조(4) 및 정화수 순환관(50)을 포함한다.
집진탑(1)은 일측 하부에 형성된 유입구(10), 상부에 배치된 세정액 분사노즐(11), 세정액 분사노즐(11) 상에 배치된 폴링(pallring)부재(12), 폴링부재(12) 상에 배치된 수분필터(demister)(13) 및 수분필터(13) 상에 형성된 배기구(14)를 포함한다.
제1 침전조(3a)는 오염수 공급관(20)을 통해 집진탑(1)의 타측 하부와 연결된다. 제1 침전조(3a)는 구체적으로, 오염수 공급관(20)이 내부로 연결되며 하부에 침전물 배출부(31)가 형성된 침전조 본체(30), 침전조 본체(30)의 상부 외주부를 둘러싸는 오버플로우 수용부(32)를 포함할 수 있다. 또한, 침전조 본체(30)의 상부 외주부에는 V자 형상의 컷팅부(33)가 형성될 수 있다. 침전조 본체(30)의 상부는 하부보다 직경이 좁은 형상을 할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
몇몇 실시예에서, 오염수 공급관(20)에는 오염수를 제1 침전조(3a)로 유동시키는 펌프(21)가 설치될 수 있다. 또한, 오염수 공급관(20)의 중간부에는 오염수의 와류를 방지하는 와류제어장치(22)가 구비될 수 있다.
제2 침전조(3b)는 제1 상층수 공급관(24)을 통해 제1 침전조(3a)의 오버플로우 수용부(32)와 연결된다. 제2 침전조(3b)도 제1 침전조(3a)와 동일한 침전조 본체, 오버플로우 수용부 및 컷팅부를 포함할 수 있다.
미생물 활성화 수조(4)는 제2 상층수 공급관(25)을 통해 제2 침전조(3b)의 오버플로우 수용부와 연결된다. 미생물 활성화 수조(4)는 구체적으로, 제2 상층수 공급관(25)이 내부로 연결된 저수공간을 갖는 하우징(40)과, 저수공간에 연결된 미생물 공급부(41), 공기 공급부(blower)(42) 및 원수 공급부(43)를 포함할 수 있다.
미생물 공급부(41), 공기 공급부(42) 및 원수 공급부(43)는 각각 복합미생물 용액, 공기 및 원수(수돗물)을 저수공간으로 주입할 수 있다. 복합미생물 용액은 일반세균 1x105 내지 4x105 CFU/g, Bacillus spp 1x102 내지 3x103 CFU/g, Lactobacillus spp 2x107 내지 6x107 CFU/g, Bifidobacterium spp 5x105 내지 3x106 CFU/g 및 효모 5x102 내지 4x103 CFU/g로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 복합미생물 용액은 원수의 5 wt%로 저수공간에 공급될 수 있다.
미생물 활성화 수조(4)는 정화수 순환관(50)을 통해 다시 집진탑(1)의 상부와 연결될 수 있다. 구체적으로, 정화수 순환관(50)은 미생물 활성화 수조(4)의 저수공간에서 집진탑(1)의 폴링부재(12)와 수분필터(13) 사이로 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 정화수 순환관(50)에는 정화수를 집진탑(1)으로 유동시키는 펌프(51)가 설치될 수 있다.
이하 본 발명의 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치의 작동원리를 구체적으로 설명한다.
각종 산업현장에서는 유해물질과 악취를 포함하는 오염된 가스가 발생할 수 있는데, 특히 축산분뇨가 발생하는 현장이나 이를 발효하여 퇴비를 생산하는 현장에서는 먼지, 분진, 암모니아, 유기물질, 황화물, 질화물 등을 포함하고 악취를 동반하는 가스가 발생한다.
이러한 오염된 가스가 유입구(10)를 통해 집진탑(1) 내부로 유입되면 세정액 분사노즐(11)에서 세정액이 분사된다. 오염된 가스 내의 먼지, 분진, 암모니아, 유기물질, 황화물, 질화물 등은 세정액에 용해 또는 혼합되어 집진탑(1)의 하부에 축적되고, 깨끗한 가스는 상부의 수분필터(13)를 거쳐 배기구(14)로 배출될 수 있다. 폴링부재(12)는 세정액과 오염된 가스의 접촉면적을 늘려 오염물의 용해 또는 세정액과의 혼합을 촉진시킬 수 있다. 집진탑(1)의 하부에는 후술할 정화수도 함께 혼합될 수 있다.
집진탑(1)의 하부에 축적된 오염수는 오염수 공급관(20)을 통해 제1 침전조(3a)의 침전조 본체(30) 내부로 공급된다. 몇몇 실시예에서, 오염수는 펌프(21)에 의해 유동될 수 있고, 와류제어장치(22)에 의해 와류가 방지될 수 있다.
오염수는 침전조 본체(30) 내에서 먼지나 분진 같은 이물질이 침전되어 침전물(또는 슬러지)과 상층수로 분리된다. 상기 이물질에는 먼지, 분진이나 암모늄염, 유기물질, 황산염, 질산염의 응집 또는 침전물도 포함될 수 있고, 후술할 미생물의 응집 또는 침전물도 포함될 수 있다.
오염수가 계속 공급되면 침전조 본체(30)의 상부에서 상층수가 컷팅부(33)를 통해 오버플로우 수용부(32)로 흘러넘쳐 제1 상층수 공급관(24)을 통해 제2 침전조(3b)로 유입된다. 컷팅부(33)와 오버플로우 수용부(32)의 구성을 포함함으로써 별도의 동력 없이도 침전물이 분리된 오염수의 상층수를 제2 침전조(3b)로 공급할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 침전조 본체(30)에는 최대 약 700 L의 오염수가 수용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
침전물은 침전조 본체(30)의 하부에 형성된 침전물 배출부(31)를 통해 외부로 배출될 수 있는데, 오염수나 상층수의 유동과 동시에 또는 독립적으로 필요에 따라 침전물을 배출시킬 수 있다. 또는, 지속적으로 일정량의 침전물을 배출시킬 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 하루 평균 5-10 L 정도의 침전물을 외부로 배출시켜 제거할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 침전조(3a)의 상층수는 제1 상층수 공급관(24)을 통해 제2 침전조(3b)의 침전조 본체 내부로 공급되고, 제1 침전조(3a)와 동일한 과정을 거쳐 제2 침전조(3b)의 상층수가 제2 상층수 공급관(25)을 통해 미생물 활성화 수조(4)의 저수공간으로 유입된다. 본 발명의 가스세정 시스템은 세정 효과와 에너지 효율 측면에서 2개의 침전조를 포함하는 것이 가장 바람직하며, 침전조가 2개 미만이거나 초과인 경우에는 세정 효과 또는 에너지 효율이 지나치게 떨어질 수 있다.
미생물 활성화 수조(4)에서는 미생물 공급부(41)에 의해 복합미생물 용액이 공급된다. 복합미생물 용액은 전술한 것처럼 일반세균, Bacillus spp, Lactobacillus spp, Bifidobacterium spp, 효모 등의 미생물을 복합적으로 포함한다. 복합미생물 용액은 제2 침전조(3b)에서 공급된 오염수에 발효, 분해, 합성 작용을 함으로써 오염수를 정화할 수 있다.
구체적으로, 발효는 유산균 효모군과 같은 발효 미생물로 유기물을 분해하고 아미노산 비타민과 같은 생리활성물질을 생성하는 것으로서, 호기성 유해균의 증식을 억제하고 정균작용을 유도 이행할 수 있다. 분해는 방선균 등이 발효시에 생성한 항균물질로 혐기성 유해균의 증식을 억제 정균 작용하는 것으로서, 산화, 변패, 부패가 단절되어 빠른 분해를 야기할 수 있다. 합성은 질소고정균이 모든 기체를 받아들여 질소 탄산가스 등을 광합성세균, 조균류, 화학광합성 미생물에 의해 활성수소 등 유용한 물질 및 에너지로 변환하는 것으로서, 상기 활성수소와 산소가 결합해 물로 전환됨으로써 황산화작용이 진행되어 산화 및 부패의 진행을 억제할 수 있다.
미생물 활성화 수조(4)에는 공기 공급부(42)와 원수 공급부(43)에 의해 공기와 원수(수돗물)가 각각 공급될 수 있다.
복합미생물에 의해 정화된 물은 정화수 순환관(50)을 통해 집진탑(1)으로 회수되며, 구체적으로는 집진탑(1)의 폴링부재(12)와 수분필터(13) 사이 공간으로 유입될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 정화수는 펌프(51)에 의해 유동될 수 있다.
회수된 정화수는 집진탑(1)의 하부에서 오염수와 혼합되어 다시 제1 침전조(3a)부터 거치는 과정을 반복할 수 있다. 정화수에는 미량 또는 소량의 오염물이 잔류할 수 있고, 미생물의 사체 등의 응집물이 포함될 수도 있다. 이러한 오염물이나 응집물은 제1 및 제2 침전조(3)와 미생물 활성화 수조(4)를 다시 거치며 제거 또는 정화될 수 있다.
이러한 순환과정 즉, 집진탑(1)에서 배출된 오염수가 정화되어 다시 집진탑(1)으로 회수되는 순환은 회당 4-8 시간 소요될 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니며, 장치의 구체적인 규모, 용량, 미생물의 양 등에 따라 달라질 수 있다.
이와 같이 본 발명의 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치는 복합미생물의 효과적인 정화 작용에 의해 별도의 지속적인 급수나 배수 없이도 오염된 가스를 세정할 수 있다. 즉, 상술한 재순환식 가스세정 장치에서 순환하는 오염수 및 정화수를 포함한 물의 총량은 실질적으로 동일하게 유지될 수 있다. 순환하는 물의 총량이 '실질적으로' 동일하다 함은 순환하는 물의 변화량이 0-20% 이내임을 의미할 수 있다.
별도의 배수 부재나 단계가 없다는 것은 오염된 가스를 세정하기 위해 본 발명의 장치를 작동시키는 과정에서 의도적으로 오염수 또는 정화수를 외부로 배출시키는 부재 또는 단계가 없음을 의미한다. 다만, 작동 전후에는 상기 장치의 세척을 위해 상기 장치를 분해하여 배수 작업을 수행할 수 있고, 혹은 별도의 밸브를 설치하여 특별한 상황에서 일시적으로 배수를 유도할 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하게 이해될 것이다.
몇몇 실시예에서, 제1 및 제2 침전조(3)에서 침전물 배출부(31)를 통해 고형의 침전물과 함께 물 등의 수분도 손실될 수 있으나 미생물 활성화 수조(4)에 연결된 원수 공급부(43)에 의해 다시 채워질 수 있다.
몇몇 다른 실시예에서, 복합미생물은 사멸하거나 침전물 배출부(31)를 통해 유실될 수 있으나 미생물 공급부를 통해 추가적으로 공급될 수 있으며, 이때 복합미생물 용액은 원수의 5 wt%로 공급될 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 종래의 가스세정 장치는 폴링부재나 수분필터와 같은 부품만을 사용하여 가스를 물리적으로 세정하였기 때문에 폴링부재와 수분필터의 세척 또는 교환주기가 짧은 문제가 있었다. 본 발명의 재순환식 가스세정 장치는 복합미생물을 사용하여 가스를 생물학적 또는 화학적으로 정화하는 단계를 더 거치기 때문에 폴링부재나 수분필터의 부하를 낮춤으로써 수명을 늘리는 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치의 설계도이다.
도 3을 참조하면, 미생물 활성화 수조(4_1)에는 저수공간 내에 배치된 교반부재(44)가 더 포함되며, 제2 상층수 공급관(25)과 정화수 순환관(50)은 교반부재(44)를 사이에 두고 서로 이격하여 배치될 수 있다.
미생물 활성화 수조(4_1)에는 오염수가 유입되는 관(20)과 정화수가 유출되는 관(50)이 동시에 존재한다. 따라서, 저수공간의 물을 균일하게 교반하고 두 배관을 이격시킴으로써 오염수가 바로 정화수 순환관(50)으로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들을 실험예를 통해 상세하게 설명하나, 본 발명의 효과가 하기 실험예에 의해 제한되지 아니함은 자명하다.
실험예: 복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치의 성능 시험
도 1과 같은 구조를 갖는 가스세정 장치에 퇴비에서 발생한 가스를 유입시켜 세정 성능을 시험하였다. 가스를 유입시킨 장치를 8시간 동안 가동시킨 후 정화수 순환관의 후단에서 시료를 채취하여 혼탁도와 암모늄염, 황산염, 질산염 등의 농도를 측정하였다(실시예).
이후 가스세정 장치를 분해하여 내부를 완전히 세척한 후 조립하여 동일한 가스를 다시 유입시키되, 복합미생물 용액을 주입하지 않고 8시간 동안 가동시켰다. 마찬가지로 정화수 순환관의 후단에서 시료를 채취하여 혼탁도 등을 측정하였다(비교예).
하기 표 1은 복합미생물 용액의 성분을 나타낸 것이고, 표 2는 혼탁도, 암모늄염 농도 등의 측정 결과를 나타낸 것이다. 도 4 및 도 5는 상기 실험예에 사용된 본 발명의 가스세정 장치 사진이다.
미생물 함량 (CFU/g)
일반세균 2.7x105
Bacillus spp 1.0x103
Lactobacillus spp 4.0x107
Bifidobacterium spp 1.5x106
효모 2.0x103
실시예 비교예
혼탁도 (FNU) 6.7 9.5
암모늄염 (mg/L) 136 μg/L 580 μg/L
황산염 (mg/L) 142 μg/L 326 μg/L
아황산염 (mg/L) 10 μg/L 22 μg/L
질산염 (mg/L) 104 μg/L 427 μg/L
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 가스세정 장치에 복합미생물 용액을 사용할 때 정화 성능이 더 우수하며, 특히 암모늄염과 질산염의 제거 효과가 월등함을 알 수 있다.한편, 가동이 끝난 상기 실시예와 비교예의 폴링(Pallring)과 수분필터(demister) 부품의 상태를 비교하여 예상 수명을 평가하였다. 구체적으로, 폴링과 수분필터를 세척한 물에 포함된 부유물 및 침전물의 농도를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 3과 같았다.
실시예 비교예
Pallring 5 mg/L 25 mg/L
Demister 1.2 mg/L 11 mg/L
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예의 폴링과 수분필터에 축적된 오염물질이 비교예보다 현저히 적었다. 즉, 가스세정 장치에 복합미생물 용액을 사용하면 폴링과 수분필터의 부하를 월등히 경감시킬 수 있어 세척 또는 교체주기가 길어진다는 것을 알 수 있다.상기 실험예를 통해, 본 발명의 재순환식 가스세정 시스템은 복합미생물을 이용하여 별도의 지속적인 급수나 배수 없이도 오염된 가스를 효과적으로 세정할 수 있고 폴링부재나 수분필터와 같은 부품들의 수명이 늘어나는 효과가 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 집진탑 3b: 제2 침전조
10: 유입구 30: 침전조 본체
11: 세정액 분사노즐 31: 침전물 배출부
12: 폴링부재 32: 오버플로우 수용부
13: 수분필터 33: 컷팅부
14: 배기구 4: 미생물 활성화 수조
20: 오염수 공급관 40: 하우징
21: 펌프 41: 미생물 공급부
22: 와류제어장치 42: 공기 공급부
24: 제1 상층수 공급관 43: 원수 공급부
25: 제2 상층수 공급관 50: 정화수 순환관
3a: 제1 침전조 51: 펌프

Claims (9)

  1. 일측 하부에 형성된 유입구, 상부에 배치된 세정액 분사노즐, 상기 세정액 분사노즐 상에 배치된 폴링부재(pallring), 상기 폴링부재 상에 배치된 수분필터(demister) 및 상기 수분필터 상에 형성된 배기구를 포함하는 집진탑;
    일측 말단이 상기 집진탑의 타측 하부에 연결된 오염수 공급관;
    중간 부분이 상기 오염수 공급관의 타측 말단과 연결되며 하부에 침전물 배출부가 형성된 제1 침전조;
    일측 말단이 상기 제1 침전조의 상부에 연결된 제1 상층수 공급관;
    중간 부분이 상기 제1 상층수 공급관의 타측 말단과 연결되며 하부에 침전물 배출부가 형성된 제2 침전조;
    일측 말단이 상기 제2 침전조의 상부에 연결된 제2 상층수 공급관;
    상기 제2 상층수 공급관의 타측 말단과 연결된 저수공간을 갖는 하우징과, 상기 저수공간에 연결된 미생물 공급부 및 공기 공급부(blower)를 포함하는 미생물 활성화 수조; 및
    상기 저수공간과 상기 집진탑 상부를 연결하는 정화수 순환관;을 포함하되,
    상기 미생물 공급부는
    Bacillus spp 1x102 내지 3x103 CFU/g;
    Lactobacillus spp 2x107 내지 6x107 CFU/g;
    Bifidobacterium spp 5x105 내지 3x106 CFU/g; 및
    효모 5x102 내지 4x103 CFU/g;을 포함하는 복합미생물 용액을 공급하는
    복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 저수공간에 연결된 원수 공급부를 더 포함하며,
    상기 복합미생물 용액은 상기 원수 공급부로부터 공급되는 원수의 5 wt%로 공급되는
    복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 침전조 및/또는 제2 침전조는,
    상기 오염수 공급관 또는 제1 상층수 공급관의 타측 말단과 연결되며 하부에 상기 침전물 배출부가 형성된 침전조 본체; 및
    상기 침전조 본체의 상부 외주부를 둘러싸며 상기 제1 상층수 공급관 또는 제2 상층수 공급관의 일측 말단과 연결된 오버플로우 수용부;를 포함하되,
    상기 침전조 본체의 상부 외주부에 V자 형상의 컷팅부가 형성되어 상기 컷팅부를 통해 유출되는 상층수는 상기 오버플로우 수용부로 유입되는
    복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 저수공간 내에 배치된 교반부재를 더 포함하며, 상기 제2 상층수 공급관과 상기 정화수 순환관은 상기 교반부재를 사이에 두고 서로 이격하여 배치된
    복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    오염수 또는 정화수를 외부로 배출시키는 별도의 부재를 더 포함하지 않는 것을 특징으로 하는
    복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 장치.
  6. 집진탑 내부로 유입된 오염된 가스에 세정액을 분사하여 오염물이 용해 또는 혼합된 오염수가 상기 집진탑 하부에 축적되는 단계;
    상기 오염수가 제1 침전조 내에 공급되어 일부 오염물이 침전되는 단계;
    상기 일부 오염물이 침전되어 분리된 오염수의 상층수는 제2 침전조 내로 공급되고, 이와 동시에 또는 별도로 상기 침전된 오염물을 외부로 배출하는 단계;
    상기 제2 침전조에 공급된 상기 오염수의 일부 오염물이 침전되는 단계;
    상기 일부 오염물이 침전되어 분리된 오염수의 상층수는 미생물 활성화 수조로 공급되고, 이와 동시에 또는 별도로 상기 침전된 오염물을 외부로 배출하는 단계;
    상기 미생물 활성화 수조로 공급된 오염수의 상층수에 복합미생물 용액과 공기를 주입하여 정화시키는 단계;
    정화된 물을 상기 집진탑으로 회수하는 단계;를 포함하되,
    상기 복합미생물 용액은
    Bacillus spp 1x102 내지 3x103 CFU/g;
    Lactobacillus spp 2x107 내지 6x107 CFU/g;
    Bifidobacterium spp 5x105 내지 3x106 CFU/g; 및
    효모 5x102 내지 4x103 CFU/g;을 포함하는
    복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 집진탑으로 회수된 정화수는 상기 집진탑의 하부에 축적된 오염수에 혼합되는
    복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 집진탑에서 배출된 오염수가 정화되어 상기 집진탑으로 회수되는 1 순환(cycle)의 소요시간이 4-8 시간인
    복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    오염수 또는 정화수를 외부로 배출시키는 별도의 단계를 더 포함하지 않는 것을 특징으로 하는
    복합미생물을 이용한 재순환식 가스세정 방법.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100925537B1 (ko) * 2009-01-06 2009-11-05 (주)태림이엔티 정화조용 악취저감장치
KR101669805B1 (ko) 2016-07-15 2016-10-27 보성환경이엔텍 주식회사 탈취형 스크러버
KR20170142916A (ko) * 2016-06-20 2017-12-28 김승제 하폐수 고도처리시스템
KR102039006B1 (ko) * 2018-05-10 2019-11-01 주식회사 파나시아 배연가스 세정액 정화 시스템 및 그 방법
KR102040735B1 (ko) * 2019-04-08 2019-11-27 (주)신대양 수은 및 잔류성유기오염물에 오염된 토양정화장치
KR102067809B1 (ko) * 2019-07-29 2020-02-11 (주)화인테크워터 분진포집 및 악취가스 제거를 위한 복합 탈취장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100925537B1 (ko) * 2009-01-06 2009-11-05 (주)태림이엔티 정화조용 악취저감장치
KR20170142916A (ko) * 2016-06-20 2017-12-28 김승제 하폐수 고도처리시스템
KR101669805B1 (ko) 2016-07-15 2016-10-27 보성환경이엔텍 주식회사 탈취형 스크러버
KR102039006B1 (ko) * 2018-05-10 2019-11-01 주식회사 파나시아 배연가스 세정액 정화 시스템 및 그 방법
KR102040735B1 (ko) * 2019-04-08 2019-11-27 (주)신대양 수은 및 잔류성유기오염물에 오염된 토양정화장치
KR102067809B1 (ko) * 2019-07-29 2020-02-11 (주)화인테크워터 분진포집 및 악취가스 제거를 위한 복합 탈취장치

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