KR102589731B1

KR102589731B1 - 악취 저감제 및 악취 저감제 분사 장치

Info

Publication number: KR102589731B1
Application number: KR1020210129517A
Authority: KR
Inventors: 이광희; 박정주; 조영재; 이상수
Original assignee: (주)미산이앤씨; (주)지에스엘바이오
Priority date: 2021-07-09
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2023-10-16
Also published as: KR20230009791A

Abstract

본 발명은, 나트륨 및 칼륨 중 하나 이상의 미네랄을 포함하는 미네랄계 수용액 10 ~ 50 중량부; 및 락토바실러스 파라파라지니스(Lactobacillus parafarraginis)를 포함하는 미생물계 수용액 50 ~ 90 중량부;를 포함하며, 상기 미생물계 수용액은 악취 가스를 향해 액적의 형태로 분사되고, 상기 미네랄계 수용액은 상기 미생물계 수용액의 액적을 향해 액적의 형태로 분사되어 상기 미생물계 수용액의 액적과 혼합되고, 상기 미생물계 수용액의 액적 및 상기 미네랄계 수용액의 액적은 상호 혼합된 상태에서 상기 악취 가스의 악취 원인 물질을 제거하도록 구성되는, 악취 저감제를 제공한다.

Description

악취 저감제 및 악취 저감제 분사 장치{DEODORIZING AGENT AND APPARATUS FOR SPRAYING THE SAME}

본 발명은 악취를 저감하기 위한 약제와 그를 분사하기 위한 장치에 관한 것이다.

최근 전세계적으로 기후 온난화 등의 환경 문제가 크게 부각되고 있다. 이에 따라, 우리 나라도 이에 대응하여 다양한 방면으로 환경 정책을 수립해 나아가고 있다. 이러한 환경 정책은 저탄소 사회의 실현을 주요 목표로 하고 있으며, 이러한 목표의 달성을 위해 각 산업 분야마다 재활용을 의무화하는 정책을 추진하고 있다.

이러한 재활용 정책의 일환으로 아스콘 산업 분야에서는 골재를 대신하여 폐아스콘을 재활용하는 방안을 추진하고 있다. 구체적으로, 건설폐기물의 재활용 촉진에 관한 법률에 의하면, 국가 또는 지방자치단체 등 공공기관에서 일정 규모 이상의 건설 공사 진행시 폐아스콘 등의 순환 골재 또는 순환 골재 재활용 제품 등을 의무적으로 사용할 것을 규정하고 있다. 여기서, 순환 골재 재활용 제품이란 아스팔트 콘크리트 제품의 경우 순환 골재를 25% 이상 사용한 제품을 말한다.

이러한 순환 골재 재활용 의무화에 더해, 최근에는 건축폐기물법의 개정으로 재생 아스콘(순환 골재)의 의무 사용 비율까지 점점 더 상승하고 있으며, 이는 과거 25%에서 40%를 훨씬 초과하는 수준으로 점점 높아질 것으로 예상된다. 이러한 규제는 다소 엄격한 것으로 보일 수도 있으나, 70% 이상으로 확대될 것으로 전망되는 EU 등의 선진국과 비교해 볼 때 우리 나라의 재생 아스콘 의무 사용 비율은 아직 낮은 수준이라 할 수 있다. 선진국들의 현황을 구체적으로 살펴보면, 2019년 현재 일본은 76%, 네덜란드는 70%, 덴마크는 58%, 벨기에는 51% 등의 사용 현황을 보이는 반면, 국내의 경우에는 재생 아스콘 사용 비율이 아직 9.1%에 머무르고 있다.

결과적으로 국내법에 의한 순환 골재의 의무 사용 비율은 앞으로도 계속 상승할 것으로 예상된다. 이에 따라, 국내 아스콘 업체들도 건축폐기물법에서 정한 규제 기준을 충족시키기 위해 최근 폐아스콘을 아스콘 생산용 골재로 급속하게 대체해 나아가고 있다.

그러나, 이와 같이 폐아스콘을 아스콘 생산용 골재로 사용하는 경우에 심각한 수준의 악취가 발생하게 되는 문제가 있다. 구체적으로, 아스콘 산업은 정유 공장의 제품인 아스팔트(비투멘)와 골재를 주원료로 하는데, 이러한 정유 공장의 부산물인 아스팔트로 인해 유해 가스의 발생이 불가피하다. 보다 구체적으로, 아스콘 공장은 골재와 아스팔트를 가열하여 혼합하기 위한 연료로써 대부분 재생유 또는 벙커씨유 등을 사용하고 있고 가열 온도 또한 150℃ 내지 200℃ 사이로 불완전 연소 상태를 유지하기 때문에, 아스콘 산업은 대표적인 악취 유발 업종이라 할 수 있다. 이에 더해, 신생 아스팔트와 골재를 혼합하는 신생 아스콘 생산 공장과는 달리, 폐아스콘과 같은 순환 골재를 사용하는 재생 아스콘 생산 공장은 훨씬 더 심각한 수준의 악취를 생성하게 된다. 이와 같이 재생 아스콘의 사용 의무화는 다른 한편으로 고농도의 악취 생성이라는 또 다른 문제를 초래하게 된다.

한편, 이러한 악취로 인한 문제들은 또 다른 규정인 악취방지법에 의해 규제를 받게 된다. 구체적으로, 악취방지법은 악취 생성 장소 인근의 주민들이 악취로 인한 피해를 받지 않도록 악취 생성원에서 배출 가능한 악취의 농도를 제한하고 있다. 보다 구체적으로, 특별시, 광역시, 특별자치도 등 지역별 지방자치단체들이 정한 악취방지법의 배출 허용 기준을 살펴보면, 악취 배출구에서의 측정시를 기준으로 산업 단지의 경우에는 1,000배 이하의 희석배수, 비산업 단지의 경우에는 500배 이하의 희석배수를 만족할 것을 규정하고 있다.

위의 규정을 따를 때, 아스콘 생산 업체는 현재 85% 이상이 비산업 단지에 위치하여서 보다 엄격한 배출 허용 기준인 500배 이하의 희석배수를 충족시켜야만 한다. 이러한 배출 허용 기준을 충족시키지 못하여 4번째 적발되는 경우에는 악취방지법에 의해 영업 정지 처분까지 받게 된다.

이상에서와 같이, 현재 많은 아스콘 업체들은 건축폐기물법에 따라 순환 골재를 의무 사용하여야 함은 물론, 다른 한편으로는 악취방지법에 의한 악취의 배출 허용 기준도 함께 충족 하여야만 하는데, 현재 순환 골재를 사용하면서도 악취 문제를 동시에 해결하는 것은 매우 쉽지 않아 업체들 대부분이 상당한 곤란을 겪고 있다.

이에 따라, 악취 문제를 해결하기 위한 여러 방안들이 시도되고 있다. 이러한 방안들 중 하나로 이산화염소 등의 화학 물질을 악취 제거제로 활용하는 방안이 있다. 그러나, 이러한 염소계의 악취 제거제는 염소계의 유독성과 고유취 문제가 있어 현재 악취 제거제로서 부적절하다는 의견이 점차 증가하고 있다. 이로 인해, 악취 제거가 시급한 아스콘 업체 중 일부가 이산화염소, 차염소산나트륨 또는 염산 등을 악취 제거제로 사용하고 있었으나, 현재는 상술한 문제들 및 성능의 한계로 인해 대부분 사용을 중단한 상태이다. 한편, 이와는 다른 방안으로써 설비적으로 악취를 제거하는 기술이 지속적으로 개발되고는 있으나 높은 시공 비용과 악취 제거 성능의 한계로 인해 보급되지 못하고 있다.

한편, 또 다른 방안으로써 아민계 화합물을 악취 제거제로 활용하는 방안도 제안되고 있다. 구체적으로, 정유 공장에서 휘발성 유기 화합물을 제거하는 프로세스 또는 석탄 발전소에서 석탄의 유해 가스로 인한 악취 제거용으로 적용하였던 3차 아민계 화합물을 아스콘 생산시에 악취 제거제로 활용하는 방안이다. 그러나, 아민계 화합물은 악취 제거시에 질소산화물이 발생하는데, 아스콘 공장은 석탄 발전소 또는 제철소와는 달리 탈질 설비가 없어 악취 제거 효과가 있는 아민계 화합물을 적용하는 것이 적합하지 않다.

이상에서 설명한 것과 같이, 현재 폐아스콘의 사용 의무화로 인한 악취 문제를 해결하여 악취방지법에 의한 배출 허용 기준을 충족시킬 수 있으면서도, 염소계 악취 저감제에서 발생하는 고유취 및 유독성 문제가 없는 무해한 악취 저감제의 개발이 매우 시급하다.

한편, 악취 저감용 약제는 상술한 아스콘 공장 이외에 다른 분야에서도 흔히 사용되고 있다. 구체적으로, 민원 발생이 많은 쓰레기 소각장 및 양돈농가는 물론 옥내 저탄 시설 등에서도 악취 저감제를 사용하고 있다. 특히, 양돈농가에 사용되는 악취 저감제는 축사 내의 가축에 영향을 미치지 않도록 무해성이 담보되어야 한다. 인체와 환경에 유해성이 없는 무해성의 악취 저감제를 개발한다면 상술한 아스콘 공정 이외에 다른 분야에도 널리 활용될 수 있을 것이다.

아울러, 아스콘 공장 이외에도 상술한 옥내 저탄 시설은 최근 악취로 인한 문제들이 크게 부각되고 있다. 구체적으로, 옥내 저탄 시설에 저장된 석탄에서는 하역과 이송 중에 공기 중의 산소를 흡수하여 열이 발생하는 자동산화 현상이 발생하게 되는데, 이러한 자동산화 현상으로 인해 휘발분이 휘발됨으로써 유해가스에 의한 악취가 발생하게 된다. 이러한 옥내 저탄 시설의 악취 문제는 전술한 아스콘 공장의 악취 문제와 더불어 최근 크게 부각되고 있어 이에 대응할 수 있는 약제적 해결책도 함께 요구되고 있다.

한편, 상기와 같은 악취 저감제 이외에 이를 분사하기 위한 설비도 함께 요구되고 있다. 종래의 악취 제거용 설비는 대체로 높은 시공 비용과 악취 제거 성능의 한계로 널리 보급되지 못하고 있다. 이러한 문제를 개선하여서, 악취가 배출되는 공장 배출구에 악취 저감제를 직접 분사하는 방식의 간단하고 경제적인 분사 설비를 개발할 필요가 있다.

본 발명의 일 목적은, 재생 아스콘 생산시 순환 골재의 재사용으로 인해 발생하는 고농도의 악취를 저감할 수 있는 악취 저감제를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 아스콘 생산 분야 이외에 또 다른 분야에서도 사용할 수 있는 활용도가 우수한 무해성의 악취 저감제를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 구조가 간단하고 시공 비용이 낮은 악취 저감제 분사 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것으로 한정되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 악취 저감제는, 나트륨 및 칼륨 중 하나 이상의 미네랄을 포함하는 미네랄계 수용액 10 ~ 50 중량부; 및 락토바실러스 파라파라지니스(Lactobacillus parafarraginis)를 포함하는 미생물계 수용액 50 ~ 90 중량부;를 포함하며, 상기 미생물계 수용액은 악취 가스를 향해 액적의 형태로 분사되고, 상기 미네랄계 수용액은 상기 미생물계 수용액의 액적을 향해 액적의 형태로 분사되어 상기 미생물계 수용액의 액적과 혼합되고, 상기 미생물계 수용액의 액적 및 상기 미네랄계 수용액의 액적은 상호 혼합된 상태에서 상기 악취 가스의 악취 원인 물질을 제거하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 미생물계 수용액은, 락토바실러스 파라파라지니스(Lactobacillus parafarraginis) 11 ~ 45 중량부, 락토바실러스 부치네리(Lactobacillus buchneri) 7 ~ 30 중량부, 락토바실러스 사츄멘시스(Lactobacillus satsumensis) 0.5 ~ 2 중량부, 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides) 0.5 ~ 2 중량부, 락토바실러스 말리(Lactobacillus mali) 0.5 ~ 2 중량부, 락토바실러스 라피(Lactobacillus rapi) 0.5 ~ 2 중량부, 락토바실러스 파라부치네리(Lactobacillus parabuchneri) 0.5 ~ 2 중량부, 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus) 0.3 ~ 1.5 중량부, 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei) 2 ~ 7 중량부, 캔디다 에타놀리카(Candida ethanolica) 0.5 ~ 2 중량부, 아세토박터 퍼옥시단스(Acetobacter peroxydans) 0.5 ~ 2 중량부 및 락토바실러스 나겔리(Lactobacillus nagelii) 0.5 ~ 2 중량부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 악취 저감제는 잣나무로부터 추출한 피톤치드와 상기 피톤치드의 유화를 위한 식물성 유화제를 포함하는 피톤치드 수용액 5 ~ 40 중량부를 더 포함하고, 상기 피톤치드 수용액은 상기 미생물계 수용액의 액적을 향해 액적의 형태로 분사되어 상기 미생물계 수용액의 액적 및 상기 미네랄계 수용액의 액적과 혼합되고, 상기 미생물계 수용액의 액적, 상기 미네랄계 수용액의 액적 및 상기 피톤치드 수용액의 액적은 상호 혼합된 상태에서 상기 악취 원인 물질을 제거하도록 구성될 수 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따른 악취 저감제 분사 장치는, 락토바실러스 파라파라지니스를 포함하는 미생물계 수용액을 저장하는 제1 탱크; 나트륨 및 칼륨 중 하나 이상의 미네랄을 포함하는 미네랄계 수용액을 저장하는 제2 탱크; 물을 저장하는 물탱크; 악취 가스를 배출하는 배출구의 내주면에 서로 떨어져 배치되는 제1 노즐 및 제2 노즐; 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐과 상기 물탱크를 각각 상호 연결하는 제1 메인관 및 제2 메인관; 및 상기 제1 메인관과 상기 제1 탱크를 상호 연결하는 제1 서브관 및 상기 제2 메인관과 상기 제2 탱크를 상호 연결하는 제2 서브관;을 포함하고, 상기 미생물계 수용액은 상기 제1 서브관을 통해 상기 제1 메인관으로 합류되어 상기 제1 메인관 내의 물과 희석된 상태로 상기 제1 노즐을 통해 상기 배출구 내의 악취 가스를 향해 분무되고, 상기 미네랄계 수용액은 상기 제2 서브관을 통해 상기 제2 메인관으로 합류되어 상기 제2 메인관 내의 물과 희석된 상태로 상기 제2 노즐을 통해 상기 배출구 내로 분무된 상기 미생물계 수용액을 향해 분무되어 상기 미생물계 수용액과 혼합되며, 상기 미생물계 수용액 및 상기 미네랄계 수용액은 상기 배출구 내에서 상호 혼합된 상태로 상기 악취 가스의 악취 원인 물질을 제거하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 악취 저감제 분사 장치는 잣나무로부터 추출한 피톤치드와 상기 피톤치드의 유화를 위한 식물성 유화제를 포함하는 피톤치드 수용액을 저장하는 제3 탱크; 상기 배출구의 내주면에 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐과 서로 떨어져 배치되는 제3 노즐; 상기 제3 노즐과 상기 물탱크를 상호 연결하는 제3 메인관; 및 상기 제3 메인관과 상기 제3 탱크를 상호 연결하는 제3 서브관;을 더 포함하고, 상기 피톤치드 수용액은 상기 제3 서브관을 통해 상기 제3 메인관으로 합류되어 상기 제3 메인관 내의 물과 희석된 상태로 상기 제3 노즐을 통해 상기 배출구 내로 분무된 상기 미생물계 수용액을 향해 분무되어 상기 미생물계 수용액 및 상기 미네랄계 수용액과 혼합되며, 상기 미생물계 수용액, 상기 미네랄계 수용액 및 상기 피톤치드 수용액은 상기 배출구 내에서 상호 혼합된 상태로 상기 악취 원인 물질을 제거하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 악취 저감제 분사 장치는 상기 미생물계 수용액을 5℃ 내지 40℃의 온도로 유지하기 위한 보온 모듈을 더 포함하고, 상기 보온 모듈은, 상기 제1 탱크의 외면 및 상기 제1 서브관의 외면을 둘러싸는 열전도층; 상기 열전도층을 둘러싸도록 구성되고, 외부로부터 전력을 공급받아 열을 생성하는 발열층; 및 상기 발열층을 둘러싸도록 구성되는 열차폐층;을 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 악취 저감제에 의하면, 재생 아스콘 생산시 순환 골재의 재사용으로 인해 발생하는 고농도의 악취를 저감할 수 있다. 구체적으로, 순환 골재의 재사용으로 인해 발생하는 심각한 수준의 악취를 저감시켜 악취방지법 규제에 따른 500배 이하의 희석배수 규정을 만족시킬 수 있다.

아울러, 항산화 및 활성 산소 제거 성능이 우수한 미생물, 미네랄 및 식물 추출물로 구성되어서, 유독성 및 고유취 문제가 없고 인체와 환경에 무해하여 아스콘 생산 분야 이외에 축사용으로도 사용할 수 있으며, 또한 소각로 및 옥내 저탄 시설 등과 같은 다른 분야에서도 사용할 수 있어 활용도가 우수하다.

한편, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 악취 저감제 분사 장치에 의하면, 구조가 간단하고 시공 비용이 낮을 뿐만 아니라, 악취 가스의 배출구에 직접 악취 저감제를 분사하는 방식이라 신속한 악취 저감 효과를 획득할 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것으로 한정되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 저감제 분사 장치를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부" 또는 "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 악취 저감제 및 악취 저감제 분사 장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 악취 저감제는 미생물계 수용액, 미네랄계 수용액 및 피톤치드 수용액을 포함할 수 있다. 이들은 각각 별도의 탱크에 저장된 상태에서 악취 가스를 향해 분사될 때 서로 혼합되도록 구성될 수 있다. 이들의 서로에 대한 중량 비율은 악취 저감제 100 중량부에 대하여 미생물계 수용액 50 ~ 90 중량부, 미네랄계 수용액 10 ~ 50 중량부 및 피톤치드 수용액 5 ~ 40 중량부를 차지할 수 있다. 일 예로서, 미생물계 수용액과 미네랄계 수용액은 대략 3 : 1의 비율로 사용될 수 있다. 여기서, 악취 저감제는 경우에 따라 피톤치드 수용액을 제외하고 사용할 수도 있다.

이상의 수용액들 각각에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 미생물계 수용액은 유산균류를 포함하는 미생물과 물로 구성될 수 있다. 여기서, 미생물은 미생물계 수용액 100 중량부에 대하여 0.5 내지 5 중량부를 차지할 수 있다. 미생물에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

여기서, 미생물은 환경 정화 효과를 가진 여러 종의 유산균이 혼합된 복합 유산균으로 구성될 수 있다. 이러한 복합 유산균을 이루는 균주들은 대체로 암모니아와 황화수소와 같은 악취 원인 물질들을 제거하는 효과를 가진다.

구체적으로, 미생물계 수용액 내에 함유된 미생물은 락토바실러스 사츄멘시스(Lactobacillus satsumensis), 락토바실러스 말리(Lactobacillus mali), 락토바실러스 나겔리(Lactobacillus nagelii), 락토바실러스 부치네리(Lactobacillus buchneri), 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 락토바실러스 파라파라지니스(Lactobacillus parafarraginis), 락토바실러스 라피(Lactobacillus rapi), 락토바실러스 파라부치네리(Lactobacillus parabuchneri), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei), 캔디다 에타놀리카(Candida ethanolica) 및 아세토박터 퍼옥시단스(Acetobacter peroxydans)를 포함할 수 있다. 이들의 효능에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 락토바실러스 사츄멘시스, 락토바실러스 나겔리 및 락토바실러스 말리는 항균 효과가 우수한 것으로 알려져 있다. 특히, 락토바실러스 말리는 E. coli, S. typhimurium, Staphylococcus aureus, S. gallinarium 등의 위해균에 대한 항균 효과가 매우 우수한 것으로 알려져 있다.

그 외에도, 락토바실러스 사츄멘시스, 락토바실러스 말리, 락토바실러스 나겔리, 류코노스톡 메센테로이데스 및 캔디다 에타놀리카는 악취의 원인이 될 수 있는 암모니아를 제거하는데 효과를 보인다.

한편, 이들 중 락토바실러스 사츄멘시스, 락토바실러스 말리 및 락토바실러스 나겔리는 대표적인 악취 물질인 황화수소를 제거하는데 매우 우수한 효능을 보인다. 또한, 아세토박터 퍼옥시단스는 중금속을 제거하는 효과를 가진다.

아울러, 락토바실러스 부치네리, 류코노스톡 메센테로이데스 및 락토바실러스 라피는 부패 미생물 및 유해 미생물을 억제하며, 상술한 락토바실러스 파라파라지니스 및 락토바실러스 파라부치네리는 수질 내 용존 산소를 증가시키고, 수질 오염을 개선하여 수질 악취를 제거하는 효능을 가진다.

전술한 미생물들 중 류코노스톡 메센테로이데스, 락토바실러스 람노서스, 락토바실러스 파라카제이 및 아세토박터 퍼옥시단스는 특히 다양한 종류의 각종 악취 물질들을 제거하는데 매우 우수한 효과를 가진다.

한편, 미생물계 수용액은 상술한 유산균들이 각각 소정의 중량 비율을 가지도록 구성된다. 구체적으로, 미생물계 수용액에 함유된 미생물 100 중량부에 대하여, 락토바실러스 파라파라지니스 11 ~ 45 중량부, 락토바실러스 부치네리 7 ~ 30 중량부, 락토바실러스 사츄멘시스 0.5 ~ 2 중량부, 류코노스톡 메센테로이데스 0.5 ~ 2 중량부, 락토바실러스 말리 0.5 ~ 2 중량부, 락토바실러스 라피 0.5 ~ 2 중량부, 락토바실러스 파라부치네리 0.5 ~ 2 중량부, 락토바실러스 람노서스 0.3 ~ 1.5 중량부, 락토바실러스 파라카제이 2 ~ 7 중량부, 캔디다 에타놀리카 0.5 ~ 2 중량부, 아세토박터 퍼옥시단스 0.5 ~ 2 중량부 및 락토바실러스 나겔리 0.5 ~ 2 중량부를 차지한다.

락토바실러스 파라파라지니스는 전술한 바와 같이 수질 악취 제거에 특화된 효능을 가지므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 수용액 상태에서의 분무 방식에 특히 적합하여 다른 균주들보다 더 많은 중량 비율을 가진다. 한편, 락토바실러스 파라카제이 또한 전술한 바와 같이 악취 제거에 특효를 가지므로, 다른 균주들보다 약간 더 높은 중량 비율을 가진다.

이하에서는, 미네랄계 수용액에 대해 구체적으로 설명한다.

미네랄계 수용액은 그 자체로도 악취 원인 물질과 반응하여 악취를 저감하는 기능을 수행하지만, 상술한 미생물계 수용액과 혼합되어서 악취 제거 반응을 극대화하는 기능도 함께 수행한다.

미네랄계 수용액은 미네랄과 물로 구성될 수 있다. 여기서, 미네랄은 미생물계 수용액 100 중량부에 대하여 0.3 내지 3 중량부를 차지할 수 있다.

미네랄은 나트륨 또는 칼륨과 같은 원소를 포함할 수 있고, 이외에도 리튬, 마그네슘, 알루미늄, 규소, 칼슘, 니켈, 구리, 아연 등을 포함할 수 있으며, 아울러 이산화규소(SiO₂) 또한 포함할 수 있다.

이러한 미네랄계 수용액은 자체적으로 악취 저감 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로, 미네랄계 수용액이 악취 가스로부터 암모니아, 트리메틸아민, 황화수소, 메틸메르캅탄 등의 악취 원인 물질을 용해시켜 악취 저감제의 기능을 수행한다. 예를 들면, 나트륨의 경우 수용액의 상태에서 황화수소와 결합하여 황화나트륨과 물로 전환된다(H₂S + 2NaOH → Na₂S + 2H₂O). 또한, 메틸메르캅탄과 결합하는 경우에는 나트륨메탄티올레이트와 물로 전환된다(CH₃SH + NaOH → CH₃SNa + H₂O).

한편, 미네랄계 수용액은 전술한 미생물계 수용액의 악취 제거 반응을 증폭시키는 기능도 하는데, 이에 대해서는 도 1을 참조하여 후술한다.

이하에서는, 피톤치드 수용액에 대해 구체적으로 설명한다.

피톤치드 수용액 또한 그 자체로 악취 저감 기능을 수행하며, 아울러 상술한 미생물계 수용액 및 미네랄계 수용액과 혼합되어서 악취 제거 반응을 극대화시키는 기능도 함께 수행한다.

이러한 피톤치드 수용액은 피톤치드, 식물성 유화제 및 물로 구성될 수 있다. 여기서, 피톤치드 및 식물성 유화제는 피톤치드 수용액 100 중량부에 대하여 각각 0.3 내지 5 중량부 및 0.2 내지 3 중량부를 함유할 수 있다.

피톤치드는 잣나무 등으로부터 추출되는 잣나무유(油) 등을 활용할 수 있다. 잣나무로부터 추출되는 피톤치드는 테르펜류, 알칼로이드 및 플라노이드 등으로 구성되는데, 이러한 피톤치드는 사람에게 유익한 방향성 물질을 내뿜어 싱그러운 향기를 제공한다. 특히, 상기 테르펜(terpene)은 동식물에 널리 분포되어 있는 가연성의 불포화 탄화수소로서, 포름알데히드의 제거율이 상당히 높은 물질로 알려져 있다. 구체적으로, 테르펜은 일반식 (C₅H₈)n (n≥2)을 갖는 탄수화물 및 이들의 유도체의 총칭으로서, 분자 내에 이소프렌(C₅H₈) 단위체의 수에 따라 분류된다. 모노테르펜(C₁₀H₁₆)은 2개, 세스퀴테르펜(C₁₅H₂₄)은 3개, 디테르펜(C₂₀H₃₂)은 4개, 트리테르펜(C₃₀H₄₈)은 6개, 테트라테르펜(C₄₀H₆₄)은 8개의 이소프렌 단위체를 각각 가진다. 이러한 테르펜은 소수성 물질로서 물과 잘 섞이지 않는다.

이를 위해, 피톤치드 수용액은 식물성 유화제를 포함한다. 식물성 유화제는 피톤치드와 결합하여 피톤치드의 물에 대한 유화를 돕는다. 식물성 유화제는 자당지방산에스테르 등의 식물성 지방산이 사용될 수 있다.

이러한 피톤치드 수용액은 자체적으로 악취 저감 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로, 피톤치드는 악취 성분과 화학적으로 결합하여 이를 중화시키는 방법으로 악취 원인 물질을 분해한다. 즉, 피톤치드는 A(피톤치드) + B(악취 원인 물질) = C의 반응식에 따라 악취의 원인을 분해하는 것이기 때문에 완전할 뿐만 아니라 안전하다. 이러한 화학적 중화 작용으로 인해, 잣나무 숲의 경우 동물들의 사체가 썩어가고 배설물들이 많이 있는데도 악취가 나지 않게 된다. 이는 피톤치드가 동물의 사체와 더불어 부패하는 모든 냄새의 원인과 결합하여 악취의 원인을 원천적으로 분해하고 이를 나무에게 이로운 물질로 변환시키기 때문이다.

한편, 피톤치드 수용액은 전술한 미생물계 수용액 및 미네랄계 수용액의 악취 제거 반응을 증폭시키는 기능도 하는데, 이에 대해서는 도 1을 참조하여 후술한다.

한편, 악취 저감제는 아민계 화합물을 더 포함할 수도 있다. 구체적으로, 3차 아민 계열의 물질인 메틸디에탄올아민(MDEA)을 추가적으로 더 사용할 수도 있다. 다만, 아민계 화합물은 전술한 바와 같이 악취 제거시에 질소산화물이 발생하므로 탈질 설비가 없는 아스콘 공장보다는 탈질 설비가 별도로 구비된 석탄 발전소 또는 제철소 등에서 사용될 수 있다.

이러한 아민계 화합물은 큰 분자량을 통해 분자량이 작은 악취 원인 물질의 활성화를 억제하는 방식으로 악취를 저감할 수 있다. 구체적으로, 황화수소의 경우에는 H₂S + In → HS-(라디칼 형성) → H₂S₂ 또는 HSIn (여기서, In은 아민계 화합물), 이황화탄소의 경우에는 CS₂ + In → CSIn 또는 CS-SIn 형성하는 방식으로 악취 원인 물질을 제거하며, 또한 다이메틸 설파이드의 경우에는 C₂H₆S + In → C₂H₆S-(라디칼 형성) → C₂S-C₂S의 반응을 통해 악취를 저감한다.

이하에서는 상술한 악취 저감제를 분사하기 위한 장치에 대해 도 1을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 저감제 분사 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다.

본 도면을 참조하면, 악취 저감제 분사 장치(100)는 수용액 탱크(110), 물탱크(120), 메인관(130), 서브관(140), 약제 주입기(150), 노즐(160) 및 보온 모듈(170)을 포함할 수 있다.

수용액 탱크(110)는 전술한 약제들을 각각 별도로 보관하기 위한 구성이다. 이를 위해 수용액 탱크(110)는 제1 탱크(111), 제2 탱크(112) 및 제3 탱크(113)를 포함한다. 제1 탱크(111)는 미생물계 수용액을 저장하고, 제2 탱크(112)는 미네랄계 수용액을 저장하며, 제3 탱크(113)는 피톤치드 수용액을 저장한다.

물탱크(120)는 상술한 수용액들을 희석하여 분무하기 위한 물을 저장한다.

메인관(130)은 물탱크(120)와 연결되어 물탱크(120) 내의 물을 압송한다. 메인관(130)은 상술한 3개의 수용액들을 각각 별도로 희석하여 압송할 수 있도록 제1 메인관(131), 제2 메인관(132) 및 제3 메인관(133)을 포함한다.

서브관(140)은 수용액 탱크(110)와 메인관(130)을 연결하기 위한 구성이다. 서브관(140) 또한 각각의 수용액들을 3개의 메인관(130)에 각각 합류될 수 있도록 제1 서브관(141), 제2 서브관(142) 및 제3 서브관(143)을 포함한다.

약제 주입기(150)는 수용액의 량을 조절하여 메인관(130)에 합류될 수 있도록 하는 구성이다. 약제 주입기(150) 또한 3개의 수용액의 량을 각각 조절하여 이송할 수 있도록 제1 서브관(141), 제2 서브관(142) 및 제3 서브관(143)에 각각 설치된다.

노즐(160)은 상술한 수용액 약제를 분무하기 위한 구성이다. 노즐(160)은 3개의 수용액을 각각 분무할 수 있도록 제1 노즐(161), 제2 노즐(162) 및 제3 노즐(163)을 포함한다. 제1 노즐(161)은 제1 메인관(131)과 연결되어 미생물계 수용액을 분무하고, 제2 노즐(162)은 제2 메인관(132)과 연결되어 미네랄계 수용액을 분무하며, 제3 노즐(163)은 제3 메인관(133)과 연결되어 피톤치드 수용액을 분무한다. 제1 노즐(161), 제2 노즐(162) 및 제3 노즐(163)은 악취 가스를 배출하는 배출구(Q)의 내주면에 서로 등간격을 이루며 떨어져 배치되며, 배출구(Q)의 중심 영역을 향해 수용액을 분무하도록 구성된다.

보온 모듈(170)은 미생물계 수용액을 상온에 가까운 온도로 유지하기 위한 구성이다. 미생물계 수용액의 미생물들은 매우 낮은 온도 또는 매우 높은 온도에서 그 활동성이 줄어들거나 또는 사멸할 수 있다. 보온 모듈(170)은 미생물계 수용액의 온도를 5℃ 내지 40℃로 유지하여 이를 방지할 수 있도록 구성된다.

이를 위해, 보온 모듈(170)은 열전도층(171), 발열층(172) 및 열차폐층(173)을 포함할 수 있다. 열전도층(171)은 제1 탱크(111)의 외면 및 제1 서브관(141)의 외면을 둘러싸도록 구성된다. 열전도층(171)은 세라믹 필러가 함유된 아크릴폼 형태의 써멀 테이프 또는 그라파이트 패드 등을 활용할 수 있다. 발열층(172)은 열전도층(171)을 둘러싸도록 구성된다. 발열층(172)은 통상적인 발열체인 구리, 니켈 및 크롬 등의 합금선으로 구성될 수 있다. 발열층(172)은 외부로부터 전력을 공급받아 열을 생성하며, 이러한 열은 열전도층(171)을 통해 제1 탱크(111) 및 제1 서브관(141)에 전달된다. 열차폐층(173)은 발열층(172)을 둘러싸도록 구성된다. 열차폐층(173)은 발포 폴리스타이렌 등으로 구성될 수 있다.

이러한 구성을 통해, 보온 모듈(170)은 동절기의 경우 미생물계 수용액의 온도가 5℃ 이하로 내려가면 발열층(172)을 가동시킴으로써 미생물계 수용액의 온도를 5℃ 이상으로 유지하여 미생물의 활성화를 도울 수 있다. 이러한 제어를 위해, 수온 측정 센서 및 릴레이 등이 더 구비될 수도 있다. 아울러, 하절기의 경우 열차폐층(173)은 외부의 열기를 차단함으로써 미생물계 수용액의 온도가 40℃ 이상으로 높아지는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이 구성되는 악취 저감제 분사 장치(100)의 작동 방식은 다음과 같다.

먼저, 악취 가스는 전술한 아스콘 공장과 같은 악취 발생원으로부터 배출구(Q)를 통해 외부 대기로 배출된다. 이러한 악취 가스는 황화수소와 같은 악취 원인 물질을 함유하고 있다.

악취 저감제 분사 장치(100)는 이러한 악취 가스에 악취 저감제가 물과 함께 직접 분사되도록 구성된다. 구체적으로, 수용액 탱크(110)에 저장된 악취 저감제는 약제 주입기(150) 및 서브관(140)을 통해 메인관(130)으로 합류되고, 이후 메인관(130) 내의 물과 혼합된 상태로 노즐(160)을 통해 배출구(Q)로 분사된다. 이러한 구성에 의하면, 악취 저감제가 악취 가스를 향해 직접 분사되어 대략 30초 내지 1분에 이르는 단시간 내에 신속한 악취 저감 효과를 얻어낼 수 있다.

여기서, 미생물계 수용액, 미네랄계 수용액 및 피톤치드 수용액이 물과 혼합되는 비율은 1:10 내지 1:10,000 일 수 있다. 이러한 희석 비율은 배출구(Q)로부터 배출되는 악취 가스의 농도 등에 따라 적절히 조절될 수 있다.

한편, 미생물계 수용액, 미네랄계 수용액 및 피톤치드 수용액 각각의 희석 비율이 서로 달라질 수도 있다. 구체적으로, 미생물계 수용액의 물에 대한 희석 비율이 1:100일 때, 미네랄계 수용액의 물에 대한 희석 비율이 1:300으로 조절되어, 결과적으로 미생물계 수용액과 미네랄계 수용액의 혼합 비율이 3:1이 되도록 조절될 수도 있다. 이와 같이, 조건에 따라서는 제3 탱크(113)의 약제 주입기(150)를 막아 피톤치드 수용액이 분사되지 않도록 조절될 수도 있다.

한편, 이러한 과정을 통해 미생물계 수용액, 미네랄계 수용액 및 피톤치드 수용액은 각각 제1 노즐(161), 제2 노즐(162) 및 제3 노즐(163)을 통해 배출구(Q) 내로 미세 액적의 형태로 분사된다. 여기서, 제1 노즐(161), 제2 노즐(162) 및 제3 노즐(163)은 배출구(Q)의 중심 영역을 향해 수용액을 분사하도록 설치되어서 미생물계 수용액, 미네랄계 수용액 및 피톤치드 수용액은 배출구(Q) 내에서 서로 혼합 상태를 이루게 된다. 이러한 혼합 상태로 인해, 미생물계 수용액, 미네랄계 수용액 및 피톤치드 수용액은 전술한 바와 같은 각자의 악취 제거 효과 이외에도, 보다 증폭된 악취 저감 효과를 가지게 된다.

이러한 수용액의 상호 혼합으로 인한 악취 저감 효과에 대해 실험한 결과는 다음과 같다.

< 실험예 1 >

1. 약제 구성 : 미생물계 수용액 70 중량부, 미네랄계 수용액 23 중량부 및 피톤치드 수용액 7 중량부

2. 물과의 희석 비율 : 1 대 100

3. 미생물계 수용액의 미생물 분포도 : 표 1

균주명	비율(%)
락토바실러스 파라파라지니스(Lactobacillus parafarraginis)	22.3
락토바실러스 부치네리(Lactobacillus buchneri)	14.7
락토바실러스 사츄멘시스(Lactobacillus satsumensis)	1
류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides)	1
락토바실러스 말리(Lactobacillus mali)	1
락토바실러스 라피(Lactobacillus rapi)	1
락토바실러스 파라부치네리(Lactobacillus parabuchneri)	1
락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)	0.7
락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei)	3.3
캔디다 에타놀리카(Candida ethanolica)	1
아세토박터 퍼옥시단스(Acetobacter peroxydans)	1
락토바실러스 나겔리(Lactobacillus nagelii)	1
ETC	51

4. 배출구 기준 악취 측정 결과

(1) 재생 아스콘 공정 : 420 희석배수

(2) 신생 아스콘 공정 : 120 희석배수

5. 악취 측정 방법 : 공기 희석 관능법

< 비교예 1 >

1. 약제 구성 : 미네랄계 수용액 100 중량부

2. 물과의 희석 비율 : 1 대 100

3. 배출구 기준 악취 측정 결과

(1) 재생 아스콘 공정 : 1,200 희석배수

(2) 신생 아스콘 공정 : 480 희석배수

4. 악취 측정 방법 : 공기 희석 관능법

< 비교예 1에 대한 실험예 1의 결과치 분석 >

먼저, 비교예 1의 결과를 살펴보면, 순환 골재를 사용하지 아니한 신생 아스콘 공정의 경우에는 미네랄계 수용액을 분사하는 것 만으로도 악취방지법에서 규정희 희석배수 500배 이내로 악취를 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 그러나, 건축폐기물법에 따라 순환 골재를 사용해야만 하는 재생 아스콘의 경우에는 미네랄계 수용액 만을 악취 저감제로 사용하면 희석배수 500배를 초과하는 1,200배의 결과를 보이게 되어 악취방지법에서 규정한 상한치를 충족하지 못하게 되는 결과를 보이게 된다.

이와 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 저감제의 실험예 1의 결과치를 살펴보면, 악취가 심한 재생 아스콘 공정에서도 희석배수 500배 이하인 420배의 결과를 나타내는 것을 알 수 있다. 이러한 결과치는 미생물계 수용액, 미네랄계 수용액 및 피톤치드 수용액 각각이 가지는 악취 저감 기능 이외에도, 이들의 상호 혼합에 의한 악취 저감 효과의 극대화에 의한 것이라 할 수 있다.

구체적으로, 배출구(Q)를 통해 배출되는 악취 가스는 대략 10m/s의 빠른 속도로 진행하게 되는데, 악취 저감제 분사 장치(100)는 이러한 배출구(Q)에 직접 악취 저감제를 분무하도록 구성되어서 악취 저감제와 악취 가스의 빠른 흡착 반응을 촉진하게 된 것으로 보인다. 아울러, 서로 다른 성분을 가진 미생물계 수용액, 미네랄계 수용액 및 피톤치드 수용액이 서로 다른 악취 원인 물질들과 각각 반응하여서 보다 많은 종의 악취 원인 물질을 제거하게 되고, 또한 악취 원인 물질 제거 과정 중에 라디칼 형성과 같은 중간 반응에 다른 수용액이 개입하게 되면서 각각의 수용액들이 악취 제거 과정을 서로 보완하여 악취 제거 효율을 극대화한 것으로도 볼 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 저감제 및 악취 저감제 분사 장치에 의하면, 미생물계 수용액, 미네랄계 수용액 및 피톤치드 수용액이 미세 액적 형태로 서로 혼합 상태를 이루어서, 각각의 수용액이 별도로 분사되어 악취 가스와 각각 반응할 때보다 매우 높은 악취 저감 효과를 획득할 수 있게 된다. 아울러, 악취 저감제를 이루는 성분들이 각각 미생물, 미네랄 및 식물 추출물로 구성되어서, 염소계와 같은 고유취 문제가 없을 뿐만 아니라 인체와 환경에 무해하여 축사용으로도 활용될 수 있다.

상기와 같은 악취 저감제 및 악취 저감제 분사 장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

100: 악취 저감제 분사 장치
110: 수용액 탱크
120: 물탱크
130: 메인관
140: 서브관
150: 약제 주입기
160: 노즐
170: 보온 모듈

Claims

나트륨 및 칼륨 중 하나 이상의 미네랄을 포함하는 미네랄계 수용액 10 ~ 50 중량부; 및 락토바실러스 파라파라지니스(Lactobacillus parafarraginis)를 포함하는 미생물계 수용액 50 ~ 90 중량부;를 포함하며, 상기 미생물계 수용액은 악취 가스를 향해 액적의 형태로 분사되고, 상기 미네랄계 수용액은 상기 미생물계 수용액의 액적을 향해 액적의 형태로 분사되어 상기 미생물계 수용액의 액적과 혼합되고, 상기 미생물계 수용액의 액적 및 상기 미네랄계 수용액의 액적은 상호 혼합된 상태에서 상기 악취 가스의 악취 원인 물질을 제거하도록 구성되고, 상기 미생물계 수용액은, 락토바실러스 파라파라지니스(Lactobacillus parafarraginis) 11 ~ 45 중량부, 락토바실러스 부치네리(Lactobacillus buchneri) 7 ~ 30 중량부, 락토바실러스 사츄멘시스(Lactobacillus satsumensis) 0.5 ~ 2 중량부, 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides) 0.5 ~ 2 중량부, 락토바실러스 말리(Lactobacillus mali) 0.5 ~ 2 중량부, 락토바실러스 라피(Lactobacillus rapi) 0.5 ~ 2 중량부, 락토바실러스 파라부치네리(Lactobacillus parabuchneri) 0.5 ~ 2 중량부, 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus) 0.3 ~ 1.5 중량부, 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei) 2 ~ 7 중량부, 캔디다 에타놀리카(Candida ethanolica) 0.5 ~ 2 중량부, 아세토박터 퍼옥시단스(Acetobacter peroxydans) 0.5 ~ 2 중량부 및 락토바실러스 나겔리(Lactobacillus nagelii) 0.5 ~ 2 중량부를 포함하는 악취 저감제.
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제1항에 있어서,
잣나무로부터 추출한 피톤치드와 상기 피톤치드의 유화를 위한 식물성 유화제를 포함하는 피톤치드 수용액 5 ~ 40 중량부를 더 포함하고,
상기 피톤치드 수용액은 상기 미생물계 수용액의 액적을 향해 액적의 형태로 분사되어 상기 미생물계 수용액의 액적 및 상기 미네랄계 수용액의 액적과 혼합되고, 상기 미생물계 수용액의 액적, 상기 미네랄계 수용액의 액적 및 상기 피톤치드 수용액의 액적은 상호 혼합된 상태에서 상기 악취 원인 물질을 제거하도록 구성되는 악취 저감제.
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