KR20000006653A - 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에제거하는 미생물 담체충전형 모듈러 생물여과장치 - Google Patents

무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에제거하는 미생물 담체충전형 모듈러 생물여과장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무기성 악취와 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, 이하 VOCs)이 함유된 오염된 공기를 생물학적으로 제거하는 담체충전형 생물여과장치(Biofilter)에 관한 것으로, 암모니아(Ammonia), 황화수소(Hydrogen sulfide), 메틸머켑탄(Methyl mercaptan), 황화메틸(Dimethyl sulfide), 이황화메틸(Dimethyl disulfide)등과 같은 무기악취성분과 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 에틸벤젠(Ethyl benzene), 자이렌(Xylene), 헥산(Hexane)등과 같은 VOCs를 동시에 효과적으로 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
상기 담체충진형 생물여과장치는 2단 혹은 다단으로 구성되어있다. 전단은 독립영양 세균(Autotrophic bacteria)이 부착된 biofilter로써 암모니아 및 유황계 악취성분이 제거되고 후단은 종속영양 세균(Heterotrophic bacteria)가 부착된 biofilter로써 VOCs가 제거되는 유·무기 휘발성 악취성분을 동시에 제거함을 목적으로 한다.

Description

무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충전형 모듈러 생물여과장치{Modular biofilter for filtering air comprising a bad smell and VOCs}
본 발명은 미생물담체충진형 생물여과장치(Biofilter)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 황화수소, 메틸머캡탄 등 무기성 악취와 벤젠, 톨루엔, 자이렌, 디클로로벤젠, 디클로로메탄 등 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충전형 모듈러 생물여과장치에 관한 것이다.
일반적으로 산업현장에서 발생되는 오염공기는 황화수소와 같은 무기성 악취와 VOCs(휘발성 유기화합물)가 동시에 배출되고 있으나 기존의 바이오필터는 무기악취용 혹은 VOCs 제거용으로 따로따로 개발되고 있으며, 최근에는 무기악취와 VOCs가 혼합되어 발생되는 오염공기를 동시에 처리하는 바이오필터가 개발되고 있지 않다.
상기 바이오필터는 다공성인 미생물담체의 표면에 미생물을 부착하여 미생물에 의한 생물막을 형성하고, 가스상태인 오염물질이 미생물담체를 통과하게 되면 미생물로 이루어진 생물막에 오염물질이 확산되면서 미생물이 오염물질을 분해 제거하는 장치이다.
이때 미생물담체에 부착된 미생물이 무기악취를 분해하는 미생물일 경우 그 미생물은 독립영양 세균으로써 공기중의 이산화탄소(CO2)로부터 미생물의 에너지원인 탄소(C)를 획득하며, 미생물의 성장속도가 느리고 별도의 영양분을 공급하지 않아도 미생물이 무기악취를 분해한다.
반면에, VOCs를 분해하는 미생물은 종속영양 세균으로써 VOCs의 구성성분인 유기탄소(Organic carbon)를 분해하여 에너지원과 세포증식에 이용함으로써 오염공기중의 VOCs를 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)로 최종 분해하여 무취 무독화하게 된다. 상기 종속영양 세균의 미생물에는 질소(N), 인산(P)등 미생물이 성장하는데 필요한 영양분을 공급해주어야 한다. 상기 종속영양 세균인 미생물은 질소(N), 인산(P)등의 영양분을 공급받으면 성장속도가 빠르고 미생물의 특성상 점질물질을 생성하기 때문에 미생물 담체에 미생물이 과도하게 증식되어 미생물담체의 공극을 막아 압력손실이 과도하게 커지므로 오염공기 처리풍량 및 처리효율이 급격히 저하된다. 따라서, VOCs를 분해하는 종속영양 세균인 미생물을 이용하는 바이오필터의 미생물담체는 주기적으로 과잉으로 부착된 미생물을 제거해주어야 한다.
도 1은 종래의 바이오필터를 이용하여 무기성 악취성분과 휘발성유기화합물을 동시에 제거하는 예를 개략적으로 나타낸 도면으로, 도 1을 참조하여 종래의 바이오필터를 설명하면 다음과 같다.
도 1에 나타낸 바와같은, 종래의 바이오필터를 사용할 경우 무기성 악취는 헨리상수(Henry's law constant)가 크기 때문에 물에 쉽게 용해되어 반응기(14)의 하단에서 제거되고, VOCs는 헨리상수가 작기 때문에 반응기(14)의 상단에서 제거된다. 상기 무기성 악취를 제거하는 독림영양 세균은 미생물 증식에 의한 반응기의 압력손실 발생에 영향을 주지 않으나 VOCs를 분해하는 종속영양 세균은 상기에서 설명한 바와 같이 미생물의 증식이 매우 빨라서 결국 반응기의 상부에 미생물이 과도하게 증식되기 시작하여 미생물담체(12)의 공극이 막히게 된다. 따라서, 상기 반응기(14)의 하부로부터 오염공기의 유량이 줄어들고 동력손실이 많아지며, 또한 오염공기가 미생물담체(12)를 통과하는 속도가 빨라지기 때문에 처리효율이 저하되는 결과를 나타낸다.
그러므로 과잉으로 자란 미생물담체(12)의 미생물을 제거하기 위해서는 역세척을 실시하여야 한다. 이때 바이오필터(10)의 반응기(14)를 전체적으로 역세척 해야 하므로 역세척에 사용되는 폐수는 무기성 악취를 제거하는 독립영양 세균이 충진되는 미생물담체(12)의 하단까지 세척해야 하는 결과를 초래한다.
상기에서 언급한 바와같이, 대부분의 산업현장에서 발생되는 오염공기는 무기성 악취와 VOCs가 동시에 혼합되어 배출되기 때문에 기존의 무기성악취용 혹은 VOCs 제거용 바이오필터만 으로써는 현장에서 발생되는 혼합악취를 효율적으로 처리할 수 없다. 특히 무기악취와 VOCs를 분해하는 미생물의 종류와 특성이 틀리기 때문에 혼합악취를 분리하여 동시에 처리하는 기술이 필요하다.
또한 무기성 악취가 주로 발생되거나 혹은 VOCs가 주로 배출되는 사업장이라 하더라도 사업장에서 발생되는 오염공기의 특징은 고농도 저풍량으로 발생되는 경우와 저농도 고풍량으로 발생되는 경우로 대별할 수 있다. 이와 같이 발생형태의 변화가 심한 경우에 오염공기 배출 상황변화에 따라 설계가 간단하고 운전이 편리한 시스템의 개발이 필요하다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 황화수소, 메틸머캡탄 등 무기성 악취와 벤젠, 톨루엔, 자이렌, 디클로로벤젠, 디클로로메탄 등 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 2단 바이오필터장치를 개발하여 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충진형 모듈러 생물여과장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 현장에서 발생되는 오염공기의 농도, 풍량의 변화에 따라 별도의 설계 변경 없이 오염공기의 발생 특성에 따라 시스템의 설계와 운전이 편리하도록 직렬 혹은 병렬식 작동이 동시에 가능한 바이오필터 장치를 이용하여 오염공기를 고효율로 처리할 수 있는 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충진형 모듈러 생물여과장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 무기성 악취성분과 휘발성유기화합물을 동시에 제거하는 바이오필터 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 무기성 악취성분과 휘발성유기화합물을 동시에 제거하는 담체충전형 생물여과장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 무기성 악취성분과 휘발성 유기화합물을 동시에 제거하는 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 무기성 악취성분과 휘발성 유기화합물을 동시에 제거하는 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 장치를 이용하여 실험한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 4의 장치를 이용하여 실험한 결과를 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20 : 1반응기 22 : 제1미생물담체
24 :제1저류조 30 : 오염공기공급부
32, 34, 36, 38 : 파이프 40, 42, 44, 46 : 댐퍼
50 : pH미터기 60 : 산,알카리약품탱크
70 : 급수조
80 : 제2반응기 82 : 제2미생물담체
84 : 제2저류조 90 : 수분분리기
100 : 무기악취 및 VOCs 동시제거용 모듈러 생물여과장치
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 무기성 악취를 제거하는 미생물이 충진된 미생물담체가 내재되며, 하단부가 제1파이프를 통해 오염공기공급부에 접속되는 무기성악취물질 제거용 바이오필터인 제1반응기; 상기 제1반응기의 저류조에 산,알카리약품을 공급하는 산,알카리약품탱크; 상기 제1반응기의 하단에 구비되는 저류조로부터 상단부에 설치된 제1살수스프레이에 세척수를 공급하는 순환펌프; 휘발성 유기화합물을 제거하는 미생물이 충진된 미생물담체가 내재되며, 하단부가 제2파이프를 통해 오염공기공급부에 접속되는 VOCs 제거용 바이오필터인 제2반응기; 상기 제1반응기의 저류조와 제2반응기의 상단에 설치된 제2살수스프레이에 세척수를 공급하는 급수조; 그리고 상기 제1반응기와 제2반응기의 상단부에 제3파이프를 통해 접속되어 필터링된 공기를 외부로 배출시키는 송풍팬으로 이루어지는 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충진형 모듈러 생물여과장치를 제공한다.
또한, 상기 제1파이프에는 개폐기능을 하는 제1댐퍼가 접속되고, 제2파이프에는 제2댐퍼가 접속되며, 제3파이프에는 제3댐퍼가 접속되는 것을 특징으로 하는 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충진형 모듈러 생물여과장치를 제공한다.
또한, 상기 제2파이프의 제2댐퍼와 제2반응기의 사이에는 제4파이프의 일측단이 접속되고, 상기 제4파이프의 다른 일측단은 제3파이프의 제3댐퍼와 제1반응기의 상단부 사이에 접속되며, 상기 제4파이프의 일측에는 제4댐퍼가 접속되는 것을 특징으로 하는 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충진형 모듈러 생물여과장치를 제공한다.
또한, 상기 급수조와 제2반응기의 사이에는 미생물에 영양분을 공급하는 영양분공급탱크가 접속되고, 상기 영양분공급탱크의 영양분은 영양분공급펌프에 의해 제2반응기의 제2살수스프레이에 공급되는 것을 특징으로 하는 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충진형 모듈러 생물여과장치를 제공한다.
또한, 상기 송풍팬의 전단부에는 공기에 포함되어 있는 수분을 필터링하는 수분제거기가 접속되는 것을 특징으로 하는 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충진형 모듈러 생물여과장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 무기성 악취성분과 휘발성유기화합물을 동시에 제거하는 담체충전형 생물여과장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 종래의 무기성 악취성분과 휘발성 유기화합물을 동시에 제거하는 일 실시예를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 무기성 악취성분과 휘발성 유기화합물을 동시에 제거하는 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하여 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충전형 모듈러 생물여과장치(100)를 설명하면, 먼저, 제1반응기(20)의 내부에는 무기성 악취를 제거하는 미생물이 충전된 제1미생물담체(22)가 내재되며, 제1반응기(20)의 하단부에는 제1파이프(32)를 통해 오염공기공급부(30)에 접속된다. 제1반응기(20)의 하단에 구비되는 제1저류조(24)에는 제1저류조(24)에 모인 폐수의 pH농도를 감지하는 pH미터기(50)가 설치되고, 상기 pH미터기(50)에 의해 pH가 측정되며, pH가 산성일 경우 산,알카리약품탱크(60)으로부터 약품이 제1저류조(24)에 투입되어 폐수를 중성으로 중화시킨 후 다시 세척수로 사용된다. 이때, 제1저류조(24)에 모인 세척수가 염(salt)이 많이 생성되면 제1드래인밸브(26)를 통해서 세척수를 배출하고 동시에 급수조(70)로부터 세척수가 공급된다.
상기 제1반응기(20)의 일측에는 순환펌프(52)가 설치되고, 상기 순환펌프(52)는 제1반응기(20)의 제1저류조(24)에 있는 세척수를 제1살수 스프레이(54)에 공급하여 제1미생물담체(22)의 상부면에 살수되도록 한다. 상기 제1반응기(20)의 상단 일측에는 미생물담체를 제1반응기(20)의 내부로 투입하는 미생물담체투입구(28)가 구비되며, 제1반응기(20)의 상단에는 제3파이프(36)를 통해 송풍팬(48)에 접속된다.
또한, 제2반응기(80)의 내부에는 휘발성 유기화합물을 제거하는 미생물이 충진된 제2미생물담체(82)가 내재되며, 상기 제2반응기(80)의 하단부가 제2파이프(34)를 통해 오염공기공급부(30)에 접속된다. 상기 제1반응기(20)의 제1저류조(24)와 제2반응기(80)의 상단에 설치된 제2살수스프레이(82)에는 세척수를 공급하는 급수조(70)가 접속되며, 상기 급수조(70)와 센서(16)의 제2살수스프레이(72)의 사이에는 미생물에 영양분을 공급하는 영양분공급탱크(74)가 접속되고, 상기 영양분공급탱크(74)에 있는 영양분은 영양분공급펌프(76)에 의해 제2반응기(80)의 제2살수스프레이(72)에 공급된다. 상기 제2반응기(80)의 제2저류조(84)에 근접하는 위치에는 레벨스위치(86)가 설치되어 제2반응기(80)의 제2저류조(84)에 채워지는 세척수의 량을 감지한다. 상기 레벨스위치(86)에 의해 제2저류조(84)에 채워지는 세척수가 설정된 량을 초과하게 되면 제2저류조(84)에 구비된 제2드레인밸브(88)를 오픈시켜 세척수를 외부로 배출시킨다.
상기 제2반응기(80)의 상단부에 접속되는 제3파이프(36)는 제1반응기(20)의 상단부에도 접속되며, 상기 제3파이프(36)를 통해 제2반응기(80)가 접속되어 정화된 공기를 송풍팬(48)으로 외부로 배출시킨다.
또한, 상기 제1파이프(32)에는 개폐기능을 하는 제1댐퍼(40)가 접속되고, 상기 제2파이프(34)의 일측에는 제2댐퍼(42)가 접속되며, 상기 제3파이프(36)에는 제3댐퍼(44)가 접속된다. 상기 제2파이프(34)의 제2댐퍼(42)와 제2반응기(80)의 사이에는 제4파이프(38)의 일측단이 접속되고, 상기 제4파이프(38)의 다른 일측단은 제3파이프(36)의 제3댐퍼(44)와 제1반응기(20)의 상단부 사이에 접속되며, 상기 제4파이프(38)의 일측에는 제4댐퍼(46)가 접속된다.
또한, 상기 송풍팬(48)의 전단부에는 공기에 포함되어 있는 수분을 제거하는 수분제거기(90)가 접속되어 제1반응기(20)와 제2반응기(80)를 통해 정화된 공기에 포함되어 있는 수분을 제거하여 송풍팬(48)이 수분에 의해 파손되지 않도록 한다.
이하, 일 실시예를 통해 본 발명을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다,
먼저, 제1댐퍼(40)와 제4댐퍼(46)가 오픈되고, 제2댐퍼(42)와 제3댐퍼(44)가 차단된 상태에서 오염공기공급부(30)로부터 무기성 악취와 VOCs가 혼합된 오염공기는 제1파이프(32)를 통해 제1반응기(20)의 하단부에 유입되고, 상기 제1반응기(20)의 하단부에 유입된 오염공기는 제1반응기(20)의 하부로부터 제1미생물담체(22)를 통과하여 상단에 접속된 제3파이프(36) 및 제4파이프(38)를 통해 제2반응기(80)의 하부로 유입된다. 상기 제2반응기(80)의 하부에 유입된 공기는 제2미생물담체(82)를 통과하여 상부로 흘러 상단부에 접속된 제3파이프(36)를 통해 송풍팬(48)에 의해 외부로 배출된다. 이때 제3파이프(36)에는 송풍팬(48)으로 수분이 인가되지 않도록 수분분리기(90)가 설치되어 있으므로 정화된 공기에 포함되어 있는 수분이 제거된 후 송풍팬(48)에 의해 배출구로 배출된다.
상기 제1반응기(20)에 유입된 무기성 악취와 VOCs가 혼합된 오염공기중에서 황화수소와 같은 무기성 악취는 제1반응기(20)의 제1미생물담체(22)에서 제거 및 분해되고 VOCs는 제2반응기(80)의 제2미생물담체(82)에서 제거된다. 즉 황화화수소 가스와 같은 무기성 악취성분은 헨리상수(Henry's law constant)가 대부분의 VOCs성분보다 훨씬 크기 때문에 VOCs 보다도 빨리 산화 분해된다. 이때 황화수소를 분해하는 미생물은 티오바실러스 세균(Thiobacillus bacteria)으로써 독립영양 세균이며 제1반응기(20)의 제1미생물담체(22)에 자연적으로 우점종을 형성하여 부착된다. VOCs는 황화수소 가스와 동시에 유입되나 VOCs는 무기악취에 비교하여 헨리상수가 작기 때문에 제1반응기(20)에서는 제거되지 않고 제2반응기(80)에서 제거된다. 제1반응기(20)에서는 미생물의 영양분이 공급되지 않기 때문에 VOCs를 분해하는 종속영양 세균이 성장할 수 없기 때문이다.
제1반응기(20)에서는 미생물 영양분이 들어있지 않은 지하수나 수도물을 순환펌프(52)에 의해서 공급한다. 제1반응기(20)에서 황화수소 가스를 제거할 경우 미생물에 의해 분해되면서 미생물 담체의 pH가 떨어지게 되며 이때 발생되는 폐수는 제1반응기(20)의 하부에 구비된 제1저류조(24)에 모이게 된다. 상기 제1저류조(24)에 설치된 pH미터기(50)에 의해 측정된 pH가 산성일 경우 산·알카리약품탱크(60)로부터 약품이 제1저류조(24)에 투입되어 폐수를 중성으로 중화시킨 후 다시 세척수로 사용되며, 제1저류조(24)에 모인 세척수가 염(salt)이 많이 생성되면 제1드레인밸브(26)를 통해서 세척수를 배출하고 동시에 급수조(70)로부터 세척수를 공급한다.
상기 제2반응기(80)에서는 제1반응기(20)에서 제거되지 않은 VOCs가 제거된다. 제2반응기(80)에서는 급수조(70)로부터 물이 미생물영양분공급탱크(74)로 보내져 질소(N), 인산(P) 등의 영양분이 보충된다. 이 영양액은 미생물영양분공급펌프(76)에 의해서 제2살수스프레이(72)를 통해 제2미생물담체(82)의 상부에서 일정량씩 일정기간을 간격으로 용액상태로 공급된다. 미생물의 영양원으로 사용된 폐액은 제2저류조(84)에 모인뒤 레벨스위치(86)의 작동에 의해 제2드레인밸브(88)를 통해서 외부로 배출된다.
또한, 상기 오염공기공급부(30)로부터 유입되는 오염공기가 저농도 고풍량으로 유입될 경우 뎀퍼의 작동에 의해 병렬로 작동될 수 있다. 즉, 오염공기공급부(30)로부터 오염공기가 유입되면 제1댐퍼(40), 제2댐퍼(42) 및 제3댐퍼(44)를 오픈시키고, 제4댐퍼(46)는 차단시키므로써 오염공기는 제1반응기(20)와 제2반응기(80)의 하부로부터 상부로 흐르는 상향류식의 병렬 바이오필터가 된다. 반대로 오염공기가 저농도 고풍량으로 발생될 경우 뎀퍼의 작동에 의해 직렬로 작동된다. 즉, 제1댐퍼(40)와 제4댐퍼(46)가 오픈되고, 제2댐퍼(42)와 제3댐퍼(44)가 차단되면 오염공기의 흐름은 제1반응기(20)와 제2반응기(80)를 순차적으로 통과하면서 제거된다. 이때 뎀퍼의 작동은 자동 혹은 수동으로 작동이 가능하다.
본 발명에 이용되는 제1미생물담체(22) 및 제2미생물담체(82)로 이용되는 물질은 프라스틱 링, 입상 활성탄, 나무조각, 다공성 세라믹, 다공성 폴리우레탄폼 등을 이용한다.
도 5는 도 3의 실험장치를 이용하여 실험한 결과를 나타낸 그래프이고, 도 6은 도 4의 실험장치를 이용하여 실험한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 실험을 위한 대상 오염물질은 대표적인 무기성 악취물질인 황화수소와 대표적인 VOCs인 톨루엔가스 사용하였으며 주입된 농도는 각각 약 50∼56ppmv와 150∼164ppmv의 농도로 정량적으로 주입하였으며 출구에서의 분석은 가스크로마토그래피(GC)를 이용하여 분석하였다. 실험조건은 도 3 및 도 4에 도시된 각 실험장치의 미생물담체가 충전된 부피를 동일한 조건으로 실시하였으며 용량은 각각 25L이다. 도 3 및 도 4에 도시된 각 실험장치의 운전 공탑속도(SV,Space Velocity)는 200H-1로 운전하고, 미생물담체로써 다공성 세라믹을 이용하였으며, 미생물은 도시하수슬러지 반송오니를 4시간 농축하여 농축된 슬러지를 세라믹에 부착시켰다. 이때 부착된 미생물의 농도는 12,900mg/L 였다. 미생물의 영양분은 KNO33g/L, K2HPO40.5g/L, KH2PO40.3g/L, MgSO4·7H2O 0.1g/L 가 포함된 용액을 3L∼7L/일씩 각 반응기에 주입하였다.
상기와 같은 실험조건으로 도 3의 실험장치에 의해 유·무기 혼합가스를 제거할 경우 도 5에 도시된 그래프에서 제거율이 80%이하로 낮음을 알 수 있다. 특히 운전 11일까지 황화수소의 제거율이 90%정도로 나타났으나 11일 이후 제거율이 감소되는 것은 영양분이 공급되면서 톨루엔을 제거하는 종속영양 세균이 우점종으로 작용하여 독립영양박테리아가 상대적으로 열세에 놓임으로써 제거율이 저하된 것으로 판단된다. 또한 황화수소의 분해과정중 황산이 생성되어 pH가 낮아짐으로 인해서 톨루엔을 분해하는 종속영양세균도 양향을 받아 톨루엔의 제거효율이 저하되는 결과를 얻었다.
상기와 같은 실험조건으로 도 4의 실험장치에 의해 유·무기 혼합가스를 제거할 경우 도 6에 도시된 그래프에서 제거율이 황화수소와 톨루엔 모두 90%이상의 제거율을 나타냄을 알 수 있다.
상기의 설명에서와 같이 본 발명의 무기성 악취와 VOCs를 동시에 제거하는 바이오필터로써 인위적으로 분리할 수 없는 무기성 악취와 VOCs가 동시에 혼합된 오염공기를 미생물의 특성을 이용하여 무기성 악취와 VOCs를 분리하여 제거함으로써 제거효율을 높일 수 있고, 역세척 시 제2반응기만을 세척함으로써 폐수 발생량을 기존의 바이오필터보다 1/2로 줄일 수 있다. 또한 오염공기의 발생형태에 따라 직렬 혹은 병렬식으로 뎀퍼작동에 의해 변경이 가능함으로 설계가 용이하고 운전이 상황변화에 적합하게 변환하여 운전할 수 있는 효과가 있다. 이와 같은 고효율 바이오필터가 상용화 될 경우 현재 대부분 외국기술에 의존하고 있는 악취 및 VOCs처리기술에 있어서 수입대체효과를 올릴 수 있을 뿐만 아니라 국내 산업에 경쟁력을 높일 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 무기성 악취를 제거하는 미생물이 충진된 미생물담체가 내재되며, 하단부가 제1파이프를 통해 오염공기공급부에 접속되는 제1반응기; 상기 제1반응기의 저류조에 산,알카리약품을 공급하는 산,알카리약품탱크; 상기 제1반응기의 하단에 구비되는 저류조로부터 상단부에 설치된 제1살수스프레이에 세척수를 공급하는 순환펌프; 휘발성 유기화합물을 제거하는 미생물이 충진된 미생물담체가 내재되며, 하단부가 제2파이프를 통해 오염공기공급부에 접속되는 제2반응기; 상기 제1반응기의 저류조와 제2반응기의 상단에 설치된 제2살수스프레이에 세척수를 공급하는 급수조; 그리고 상기 제1반응기와 제2반응기의 상단부에 제3파이프를 통해 접속되어 정화된 공기를 외부로 배출시키는 송풍팬으로 이루어지는 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충진형 모듈러 생물여과장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1파이프에는 개폐기능을 하는 제1댐퍼가 접속되고, 제2파이프에는 제2댐퍼가 접속되며, 제3파이프에는 제3댐퍼가 접속되는 것을 특징으로 하는 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충진형 모듈러 생물여과장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2파이프의 제2댐퍼와 제2반응기의 사이에는 제4파이프의 일측단이 접속되고, 상기 제4파이프의 다른 일측단은 제3파이프의 제3댐퍼와 제1반응기의 상단부 사이에 접속되며, 상기 제4파이프의 일측에는 제4댐퍼가 접속되는 것을 특징으로 하는 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충진형 모듈러 생물여과장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 급수조와 제2반응기의 사이에는 미생물에 영양분을 공급하는 영양분공급탱크가 접속되고, 상기 영양분공급탱크의 영양분은 영양분공급펌프에 의해 제2반응기의 제2살수스프레이에 공급되는 것을 특징으로 하는 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충진형 모듈러 생물여과장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 송풍팬의 전단부에는 공기에 포함되어 있는 수분을 필터링하는 수분제거기가 접속되는 것을 특징으로 하는 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충진형 모듈러 생물여과장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1반응기 및 제2반응기는 2단 혹은 그 이상이 연속적으로 부착될 수 있으며, 전단에는 유기성악취가 자랄 수 없도록 미생물의 영양원을 공급하지 않아 무기성 악취를 분해하는 독립영양 세균을 자라도록 하여 무기성 악취를 제거하고, 후단에는 미생물의 영양원을 공급하여 종속영양 세균이 자라도록 하여 VOCs를 제거하는 것을 특징으로 하는 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충진형 모듈러 생물여과장치.
  7. 제 2 항 및 제 3 항에 있어서, 상기 제1댐퍼, 제2댐퍼, 제3댐퍼 및 제4댐퍼를 오픈 및 차단시켜 제1반응기와 제2반응기를 직렬 혹은 병렬로 접속되도록 함으로써 오염공기의 발생 형태에 따라 제1반응기와 제2반응기의 설계 및 운전이 직렬구조 또는 병렬구조를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 무기성 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체충진형 모듈러 생물여과장치.
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