KR19990046234A

KR19990046234A - 생물학적 악취제거 시스템_

Info

Publication number: KR19990046234A
Application number: KR1019980052540A
Authority: KR
Inventors: 전양근; 나승우; 한상용; 조재득; 한병현; 조규갑; 김미화
Original assignee: 유철진; 현대정공 주식회사
Priority date: 1998-12-02
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 1999-07-05

Abstract

본 발명은 종래의 악취물질 처리방법이 운전비용이 과다하고 2차 오염을 유발시키거나 교체 비용이 많이 소요되는 문제점이 있기 때문에,

공기를 압송하는 제1 송풍수단과, 악취발생원에 공기를 주입하여 악취물질의 이동을 원활하게 하고 혐기성 미생물을 사멸시키는 공기주입수단과, 상기 악취발생원에서 발생된 악취물질을 포집하는 포집수단과, 세라믹담체에 부착된 호기성 미생물을 이용하여 악취물질을 처리하는 생물학적 악취제거수단과, 상기 포집수단을 통해 포집된 악취물질을 상기 악취제거수단으로 공급하는 흡상의 제2 송풍수단으로 구성됨으로써,

악취발생원의 악취물질을 포집하여 호기성 미생물과 관련 재료로 처리하여 악취물질을 제거하게 되므로 매립지등에서 발생되는 유해가스를 조기에 안정화시킬 수 있고 악취제거가 용이할 뿐만 아니라 경제적인 이점이 있는 생물학적 악취제거 시스템에 관한 것이다.

Description

생물학적 악취제거 시스템

본 발명은 불량 매립지의 이적사업에 따른 악취제어공정이나 오폐수처리시설 등의 환경혐오시설에서 발생되는 악취물질을 효과적으로 처리할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 특히 미생물을 이용하여 악취를 제거함으로써 운전 유지비가 저렴하고 영구적인 이용이 가능한 미생물을 이용한 악취제거 시스템에 관한 것이다.

국내의 불량 매립지는 대략 2000여 개소에 달하는 것으로 추정되고 있으며, 이에 대한 적절한 처리방법 및 대안이 필요하며, 불량매립지로 인한 토양오염이 심화되고 있는 실정이다. 따라서, 불량 매립지를 안정화시키기 위한 여러 가지 연구가 행해지고 있으며, 특히 호기성 안정화를 위한 연구가 계속 진행되고 있다. 또, 불량 매립지의 이전과 관련하여 노출된 악취가스의 확산으로 폭발과 화재 및 악취 등으로 작업환경과 주민생활환경이 악화되고 있는 실정이다.

각종의 환경혐오시설에서 발생되는 악취는 현재까지는 별다른 처리없이 배출하고 있었으나, 지역주민의 환경요구 수준이 높아짐에 따라 시급한 환경현안문제로 대두되기 시작하였다. 특히, 악취발생물질은 성상이 다양하여 각각의 물질 특성에 맞는 단일한 처리방법의 적용이 사실상 불가능한 실정이다.

기존에 국내에서 개발된 악취물질에 대한 처리방법은 그 대부분이 소각에 의한 처리에 의존하고 있으나, 소각 처리는 소각에 따른 유류비 등 운전비용이 과다하고 2차 오염을 유발시킬 가능성이 있어서 바람직하지 못한 방법이라 할 수 있다. 또, 활성탄을 이용하여 악취물질을 흡착시키는 물리적인 방법도 사용되고 있으나, 이는 초기효율은 안정적이지만 파괴점 도달시기가 빨라서 이의 교체 등에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.

이에 비하여, 미생물을 이용하여 악취물질을 처리하는 방법은 안정적이면서도 유지관리 비용이 거의 소요되지 않아 악취처리에 적합한 공정으로 받아들여지고 있으나, 아직은 장치 개발이 미비한 상태에 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 악취제거용 미생물 여재와 관련 재료가 충진된 생물학적 악취제거탑을 이용하여 악취물질을 처리함으로써, 매립지에서 발생되는 가스를 조기에 안정화시킬 수 있고 악취제거에 탁월한 효과를 보이며 경제적으로 운용할 수 있는 미생물을 이용한 악취제거 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 생물학적 악취제거 시스템이 도시된 개요도,

도 2는 본 발명의 요부 구성인 악취발생 억제 및 포집장치가 도시된 구성도,

도 3은 본 발명의 요부 구성인 생물학적 악취제거탑이 도시된 구성도,

도 4는 악취제거탑 내에서 암모니아의 농도 변화가 도시된 그래프,

도 5는 악취제거탑 내에서 황화수소 농도 변화가 도시된 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 악취추출정 12 : 공기주입정

13 : 여과필터 14 : 흡상블로워

15 : 송풍블로워 16 : 3방향 공기압밸브

17 : 압력조절밸브 18 : 유량계

21 : 저류조 22 : 조절밸브

23 : 수위계측기 24 : 산기관

25 : 톱밥 26 : 토탄

27 : 세라믹담체 28 : 살포장치

29 : 입상활성탄 30 : 악취제거탑

32 : 시료채취구 33 : 순환펌프

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 공기를 압송하는 제1 송풍수단과, 악취발생원에 공기를 주입하여 악취물질의 이동을 원활하게 하고 혐기성 미생물을 사멸시키는 공기주입수단과, 상기 악취발생원에서 발생된 악취물질을 포집하는 포집수단과, 세라믹담체에 부착된 호기성 미생물을 이용하여 악취물질을 처리하는 생물학적 악취제거수단과, 상기 포집수단을 통해 포집된 악취물질을 상기 악취제거수단으로 공급하는 흡상의 제2 송풍수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 미생물을 이용한 악취제거 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 공기를 압송하는 송풍블로워(15)와, 악취발생원(10)에 공기를 주입하여 악취물질의 이동을 원활하게 하고 혐기성 미생물을 사멸시키는 공기주입정(12)과, 상기 악취발생원(10)에서 발생된 악취물질을 포집하는 악취추출정(11)과, 세라믹담체에 부착된 호기성 미생물을 이용하여 악취물질을 처리하는 생물학적 악취제거탑(30)과, 상기 악취추출정(11)을 통해 포집된 악취물질을 상기 생물학적 악취제거탑(30)으로 공급하는 흡상블로워(14)로 구성된다.

상기 공기주입정(12) 및 악취추출정(11)은 불량매립지의 이적사업과 같이 악취발생원(10)이 토양일 경우에 적용되는 경우이므로, 악취발생원이 액상이나 기체상일 경우에는 성상에 적합하도록 그 형태가 변화되어야 한다. 따라서, 악취발생원의 성상에 따라 환기장치 또는 후드 등의 공조장치가 악취포집을 위한 장치로 사용될 수 있다.

도 2는 악취의 발생을 억제하고 악취물질을 포집하는 장치를 상세하게 도시한 도면으로서, 불량매립지의 이적사업 및 토양 안정화를 위한 악취물질의 제거를 위하여 공기주입정(12) 및 악취추출정(11)을 설치한다.

설치장소가 불량매립지와 같은 토양상일 경우 보링을 통해 토양을 굴착한 후 쇄석을 세우고 공기주입정(12)을 관입하고 벤트나이트로 밀봉하여 시공을 완료한다. 각각의 공기주입정(12)에는 별도의 유량계(18) 및 조절밸브(17)가 부착되어 항상 일정량의 공기가 토양속으로 유입되도록 한다. 악취발생물질이 토양이 아닌 슬러지나 폐기물 더미인 경우도 유사한 조건으로 혐기성상태를 호기성상태로 전환하여야 하고, 수중의 경우에도 동일한 조건으로 시행될 수 있다.

또한, 악취추출정(12)을 설치하여 악취발생원(10)의 악취물질을 포집하게 되는데, 악취추출정(11)에 연결된 흡상블로워(14)의 동작에 따라 악취물질을 포집한다. 상기 흡상블로워(14)의 전단에는 이물질의 유입을 방지하는 여과필터(13)와 조절밸브(17)가 부착되어 있고, 유입유량을 조절할 수 있도록 조절밸브(17)와 유량계가 장착된다.

흡상블로워(14)는 장기적으로 운전할 경우 과열될 우려가 있으므로 2대를 주기적으로 교대하여 운전하며, 회전익인 임펠러는 합성수지로 제조하여 유해가스에 의한 화재 등을 예방한다. 즉, 흡상블로워(14)의 임펠러는 유해가스에 대하여 안정적이고 기계적인 마찰 및 스파크가 발생되지 않도록 합성수지로 제조한다.

2대의 흡상블로워(14)의 동작을 제어하기 위하여 흡상블로워(14)와 악취추출정(11)사이에는 3방향 공기압밸브(16)가 설치되는 바, 송풍블로워(15)에 의해 작동되는 3방향 뉴메틱밸브가 3방향 공기압밸브(16)로 사용되어 흡상블로워(14)의 동작을 제어한다.

도 3은 포집된 악취물질을 생물학적으로 처리하는 악취제거탑(30)이 도시된 도면으로서, 하층으로부터 순차적으로 살펴볼 때 산기관(24)을 통해 분사된 악취물질의 습도를 포화시키는 가습층, 톱밥(25)이 충진된 톱밥층, 토탄(26)이 충진된 토탄층, 호기성 미생물이 부착되는 세라믹담체(27)가 충진된 세라믹층, 살포장치(28)에 의해 미생물의 영양물질로 사용되는 수용액이 살포되는 살포층, 입상의 활성탄(29)을 이용하여 악취물질을 제거하는 활성탄층으로 구분되는 것을 도시하고 있다. 상기 악취제거탑(30)의 일측에는 산기층 내의 수분상태를 일정하게 유지시키는 저류조(21)가 설치되는 바, 저류조(21)에는 저류조(21)의 수위를 확인할 수 있도록 수위계측기(23)와, 악취제거탑(30)으로 유입되는 오염물질의 유입유량을 조절하는 조절밸브(22)가 구비된다.

가습층에는 유입된 악취물질의 습도를 포화시키는 포기장치로 산기관(24)이 설치되어 있으며, 충진액은 인산(H₃PO₄)에 의해 pH가 약산성으로 조절되어 유입되는 암모니아 가스를 일차적으로 용해시킨다. 이 용해액은 순환펌프(33)의 작동에 의해 살포장치(28)가 내재된 살포층으로 이송되어 5∼7일에 1회 정도씩 분무되어 세라믹담체(27)에 부착된 호기성 미생물들의 영양물질로 소요된다. 용해액의 분무량은 탑(30)내의 습도에 따라 조절되는데, 적정 습도는 약 50∼60%로 한다.

각 층과 층 사이에는 직경 2㎜정도의 구멍이 형성된 다공판이 설치되며, 각층의 하부에는 약 5㎝ 정도의 잔자갈이 채워진다. 이때, 톱밥층의 충진밀도는 100∼200㎏/㎥ 이고, 토탄층의 충진밀도는 185∼200㎏/㎥, 세라믹층의 충진밀도는 100∼150㎏/㎥, 활성탄층의 충진밀도는 170∼180㎏/㎥이다.

또, 각 층에는 시료채취구(32)가 설치되어 시료를 취출할 수 있도록 되어 있다. 즉, 각 층마다 형성된 시료채취구(32)를 통하여 시료를 채취할 수 있도록 함으로써 시스템을 점검한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 미생물을 이용한 악취제거 시스템은 불량 매립지의 안정화 단계에서 발생되는 악취물질을 제거하여 작업환경 및 주민생활환경을 개선하게 된다.

먼저, 기존에 생성되어 있는 메탄 및 악취물질을 처리하기 위하여 공기주입정(12)을 통해 악취발생원(10)에 송풍블로워(15)에 의해 압축된 공기를 주입한다. 악취발생원(10)에 공기가 주입되면 악취발생원(10) 내부의 혐기성 미생물이 살균되고 악취물질의 유동이 원활하게 되므로, 악취추출정(11)을 통해 악취발생원(10) 내부의 악취물질을 추출할 수 있게 된다. 이때, 상기 악취발생원(10)이 액상이나 기상일 경우에는 악취추출정(11)을 사용하는 대신 후드나 환기설비 등의 공조장치를 악취물질 포집수단으로 사용할 수 잇다.

추출된 악취물질은 흡상블로워(14)에 의해 악취제거탑(30)으로 이동되는데, 악취물질의 압력에 의해 장치가 파손되는 것을 방지하기 위하여 유량계(18)와 조절밸브(17)가 사용되며, 악취물질중의 이물질을 제거하기 위하여 여과필터(13)가 사용된다.

악취제거탑(30)으로 이동된 악취물질은 세라믹담체(27)에 미생물에 의해 산화되므로 악취가 제거된다. 즉, 세라믹담체(27)에 부착된 호기성 미생물을 이용하여 암모니아(NH₃), 황화수소(H₂S), VOC 등을 산화시킴으로써 악취를 제거한다. 하기의 표 1에는 악취제거탑(30)에서의 악취물질의 농도 변화가 나타나 있으며, 도 4와 도 5에는 이를 그래프로 도시하고 있다.

측정장소(단위:ppm)	암모니아(NH₃)	황화수소(H₂S)
유입가스 농도	16.67	4.73
가습층	10.57	0.186
톱밥층	4.96	0.058
토탄층	2.65	-
살포층	2.8	-
활성탄층	0.76	-
배출가스	0.63	-

이와 같이, 본 발명의 생물학적 악취제거 시스템은 악취발생원의 악취물질을 포집하여 호기성 미생물과 관련 재료로 처리하여 악취물질을 제거하게 되므로 매립지 등에서 발생되는 유해가스를 조기에 안정화시킬 수 있고 악취제거가 용이할 뿐만 아니라 경제적인 이점이 있다.

Claims

공기를 압송하는 제1 송풍수단과, 악취발생원에 공기를 주입하여 악취물질의 이동을 원활하게 하고 혐기성 미생물을 사멸시키는 공기주입수단과, 상기 악취발생원에서 발생된 악취물질을 포집하는 포집수단과, 세라믹담체에 부착된 호기성 미생물을 이용하여 악취물질을 처리하는 생물학적 악취제거수단과, 상기 포집수단을 통해 포집된 악취물질을 상기 악취제거수단으로 공급하는 흡상의 제2 송풍수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 악취제거 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 포집수단은 악취발생원이 고체상일 경우 압력계산에 의해 설계된 추출공이 사용되고, 악취발생원이 액상 또는 기상일 경우 환기 및 후드설비가 사용되는 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 악취제거 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 공기주입수단 및 포집수단의 전단에 상기 오염발생원으로 주입되는 주입유량 및 오염발생원으로부터 포집되는 유입유량을 조절할 수 있도록 유량조절수단이 각각 구비된 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 악취제거 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 공기주입수단과 송풍수단 사이 및 포집수단과 송풍수단 사이에는 이물질의 제거를 위한 여과수단과 유량을 조절할 수 있는 유량조절수단이 각각 구비된 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 악취제거 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 송풍수단은 상호반복작용에 의해 운영될 수 있도록 복수개가 설치되고, 3방향 공기압 조절수단에 의해 각각의 운전상태가 조절되는 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 악취제거 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 송풍수단의 회전익은 유해가스에 안정적이고 기계적인 마찰 및 스파크가 발생되지 않도록 합성수지로 제작된 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 악취제거 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 생물학적 악취제거 수단은 복층으로 형성된 탑으로 형성되고, 탑의 각층은 하층으로부터 악취물질의 습도를 포화시키는 가습층, 톱밥층 및 토탄층, 호기성 미생물이 부착되는 세라믹담체가 충진된 세라믹층, 미생물의 영양물질로 사용되는 수용액이 살포되는 살포층, 입상의 활성탄을 이용하여 악취물질을 제거하는 활성탄층으로 구분되는 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 악취제거 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 가습층은 추출된 악취물질이 수중에서 포화될 수 있도록 저류조로부터 공급된 물이 채워진 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 악취제거 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 가습층 내의 pH는 인산으로 조절되어 약산성을 유지하고, 악취물질중의 암모니아가 용해되어 미생물의 영양물질로 사용되며, 상기 살포층내의 살포장치로 가습층내의 수분을 공급하는 순환펌프 및 순환수의 유지 보충을 위한 별도의 저류조가 구비된 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 악취제거 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 탑은 시료를 취출하여 시스템을 점검할 수 있도록 각층마다 점검구가 구비된 것을 특징으로 하는 미생물을 이용한 악취제거 시스템.