KR20020073971A - 바이오필터와 활성탄 및 활성탄 섬유를 이용한 악취 및ＶＯＣｓ의 처리시스템 - Google Patents

바이오필터와 활성탄 및 활성탄 섬유를 이용한 악취 및ＶＯＣｓ의 처리시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바이오필터와 활성탄 및 활성탄 섬유를 이용한 악취 및 휘발성유기화합물을 동시에 제거하는 제거시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각종 산업장에서 악취 및 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 크실렌(Xylene) 등의 BTX류와 유기산, 알데히드류, 케톤류, 방향족화합물 등의 휘발성유기화합물(VOCs)이 동시에 대량으로 발생하는데 이를 제거하는 바이오필터와 활성탄 및 활성탄 섬유를 이용한 악취 및 VOCs의 처리시스템에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 악취 및 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 크실렌(Xylene) 등의 BTX류와 유기산, 알데히드류, 케톤류, 방향족화합물 등의 휘발성유기화합물(VOCs)을 동시에 제거하고 카트리지형태의 교환, 연속조업 및 처리효율을 갖는 카트리지식의 활성탄 및 활성탄 섬유를 결합시킨 바이오필터와 첨착 활성탄 섬유를 이용한 악취 및 VOCs의 처리시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 휘발성 유기화합물질 성분을 포함한 산업 악취가스의 처리시스템에 있어서, 악취를 제거하는 미생물과 휘발성유기화합물(VOCs)을 제거하는 미생물이 충진된 다단의 카트리지 형태의 미생물담체(18)와, 상기 미생물담체(18)의 하단부로 악취 및 휘발성유기화합물이 유입되는 악취 및 휘발성유기화합물 유입부(14)와, 상기 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 제거하는 미생물담체(18)와 접속되는 바이오필터(16)와, 상기 바이오필터(16)의 하단에 구비되는 물탱크(12)와, 상기 물탱크(12)에 접속되어 있는산ㆍ알카리 약품을 공급하는 산ㆍ알카리약품탱크(20)와, 상기 물탱크(12)의 하단으로 접속되어 영양배지를 공급하는 영양배지탱크(10)와, 상기 영양배지탱크(10)의 영양배지를 공급하는 순환펌프(11)와, 상기 산ㆍ알카리약품탱크(20)의 산ㆍ알카리 약품을 공급하는 약품순환펌프(19)와, 상기 바이오필터(16)의 하단에 구비되는 물탱크(11)에서 물을 공급하는 물순환펌프(13)와, 상기 물순환펌프(12)를 통해 상기 각 미생물담체(18)의 상단부에서 물을 공급하는 설치된 살수스프레이(15)와, 상기 바이오필터(16)의 상단부에 접속되어 온도를 가열해주는 가열기(17)와, 상기 가열기(17)를 통해 유입되는 악취가스에서 수분을 제거하는 수분제거기(33)와, 상기 수분이 제거된 악취가스에서 상기 바이오필터(16)에 의해 제거하지 못한 고농도의 악취 및 휘발성유기화합물(VOCs)을 제거하는 카트리지 형태의 활성탄 및 활성탄 섬유필터(32)와, 상기 필터(32)를 내장한 흡착탑(16)의 외부로 공기를 배출하는 송풍팬(30)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

바이오필터와 활성탄 및 활성탄 섬유를 이용한 악취 및 ＶＯＣｓ의 처리시스템{Stench and VOCs remove system using Biofilter and AC/ACF}
본 발명은 바이오필터와 활성탄 및 활성탄 섬유를 이용한 악취 및 휘발성유기화합물을 동시에 제거하는 제거시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각종 산업장에서 악취 및 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 크실렌(Xylene) 등의 BTX류와 유기산, 알데히드류, 케톤류, 방향족화합물 등의 휘발성유기화합물(VOCs)이 동시에 대량으로 발생하는데 이를 제거하는 바이오필터와 활성탄 및 활성탄 섬유를 이용한 악취 및 VOCs의 처리시스템에 관한 것이다.
일반적으로 석유화학공장, 도시하수/분뇨처리장, 고무제조공장, 도색공장, 식품가공공장, 축산분뇨처리장, 분뇨처리장 등 각종 산업장에서 악취 및 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 크실렌(Xylene) 등의 BTX류와 유기산, 알데히드류, 케톤류, 방향족화합물 등의 휘발성유기화합물(VOCs)이 동시에 대량으로 발생하는데, 이로 인한 주변 민원으로 산업발전에 필요한 공장의 건설이 지연되고, 도시의 기반시설이 되는 하수종말처리장 및 쓰레기매립장의 건설이 늦어지고 있다.
산업현장에서 발생하는 악취 및 휘발성유기화합물(VOCs)을 제거하는 방법은 크게 화학적 방법과 생물학적 방법으로 나눌 수 있다.
화학적 방법으로 연소법은 2차 대기오염을 발생시키고, 흡착법은 고가인 활성탄을 사용함에 따라 비경제적이다. 이들 방법은 건설비가 적게 드는 대신 과다한 약품 소모로 인한 2차 오염을 유발하여 운전비가 많이 소요된다.
이에 비하여 생물학적 방법은 건설비와 운전조건이 까다로운 단점을 가지고 있으나, 유지 및 관리가 용이하며 운전비용이 적게 소모된다.
또한, 지금까지 공기의 VOCs를 제거하기 위한 방법으로는 물리적·화학적·생물학적 방법들이 사용되어 왔으며, 냉각응축법, 촉매식 연소법, 물리적 흡착법 및 세정법 등이 이에 속한다. 그러나 이들 방법 중 물리·화학적 방법은 시설비, 재료비, 약품비 등과 같은 조업비가 많이 소요되며, 2차 오염물질을 발생하는 단점이 있다.
이와 같이 종래의 악취제거 기술은 처리효율이나 경제성 면에서 만족스럽지 못하므로 악취물질을 보다 효과적으로 제거할수 있고 경제성 있는 새로운 기술개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 악취 및 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 크실렌(Xylene) 등의 BTX류와 유기산, 알데히드류, 케톤류, 방향족화합물 등의 휘발성유기화합물(VOCs)을 동시에 제거하고 카트리지형태의 교환, 연속조업 및 처리효율을 갖는 카트리지식의 첨착 활성탄 섬유를 결합시킨 바이오필터와 활성탄 및 활성탄 섬유를 이용한 악취 및 VOCs의 처리시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 휘발성 유기화합물질 성분을 포함한 산업 악취가스의 처리시스템에 있어서, 악취를 제거하는 미생물과 휘발성유기화합물(VOCs)을 제거하는 미생물이 충진된 다단의 카트리지 형태의 미생물담체(18)와, 상기 미생물담체(18)의 하단부로 악취 및 휘발성유기화합물이 유입되는 악취 및 휘발성유기화합물 유입부(14)와, 상기 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체(18)와 접속되는 바이오필터(16)와, 상기 바이오필터(16)의 하단에 구비되는 물탱크(12)와, 상기 물탱크(12)에 접속되어 있는 산ㆍ알카리 약품을 공급하는 산ㆍ알카리약품탱크(20)와, 상기 물탱크(12)의 하단으로 접속되어 영양배지를 공급하는 영양배지탱크(10)와, 상기 영양배지탱크(10)의 영양배지를 공급하는 순환펌프(11)와, 상기 산ㆍ알카리약품탱크(20)의 산ㆍ알카리 약품을 공급하는 약품순환펌프(19)와, 상기 바이오필터(16)의 하단에 구비되는 물탱크(11)에서 물을 공급하는 물순환펌프(13)와, 상기 물순환펌프(12)를 통해 상기 각 미생물담체(18)의 상단부에서 물을 공급하는 설치된 살수스프레이(15)와, 상기 바이오필터(16)의 상단부에 접속되어 온도를 조절해주는 온도조절장치(17)와, 상기 온도조절장치(17)를 통해 유입되는 악취가스에서 수분을 제거하는 수분제거기(33)와, 상기 수분이 제거된 악취가스에서 상기 바이오필터(16)에 의해 제거하지 못한 고농도의 악취 및 휘발성유기화합물(VOCs)을 제거하는 카트리지 형태의 활성탄 및 활성탄 섬유필터(32)와, 상기 필터(32)를 내장한 흡착탑(16)의 외부로 공기를 배출하는 송풍팬(30)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도1은 본 발명에 따른 바이오필터와 활성탄 및 활성탄 섬유를 이용한 악취 및 VOCs의 처리시스템의 개략적인 구성도이고,
도2는 본 발명의 일실시 예에 따른 바이오필터와 활성탄 및 활성탄 섬유를 이용한 악취 및 VOCs의 처리시스템의 구성도이다.
< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10: 영양배지탱크 11: 영양배지 순환펌프
12: 물탱크 13: 물순환펌프
14: 악취 및 휘발성 유기화합물 유입부필터 15: 살수장치
16: 바이오필터 17: 온도조절장치
18: 미생물담체 19: 약품순환펌프
20: 산ㆍ알카리 약품탱크 30: 송풍팬
31: 흡착탑
32: 카트리지 형태의 활성탄 및 활성탄 섬유
33: 수분제거기 100: 제1제거부
200: 제2제거부
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바이오필터와 활성탄 및 활성탄 섬유를 이용한 악취 및 VOCs의 처리시스템에 대해 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 바이오필터와 활성탄 및 활성탄 섬유를 이용한 악취 및 VOCs의 처리시스템의 개략적인 구성도이다.
도1을 참조하면, 악취를 제거하는 미생물과 휘발성유기화합물(VOCs)을 제거하는 미생물이 충진된 다단의 카트리지 형태의 미생물담체를 포함하는 제1제거부(100)와, 상기 제1제거부(100)에서 제거하지 못한 고농도의 악취 및 휘발성유기화합물(VOCs)을 제거하는 카트리지 형태의 활성탄 및 활성탄 섬유필터를 포함한 제2제거부(200)로 구성된다.
상기 제1제거부(100)는 악취를 제거하는 미생물과 휘발성유기화합물(VOCs)을 제거하는 미생물이 충진된 다단의 카트리지 형태의 미생물담체(18)와, 상기 미생물담체(18)의 하단부로 악취 및 휘발성유기화합물이 유입되는 악취 및 휘발성유기화합물 유입부(14)와, 상기 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체(18)와 접속되는 바이오필터(16)와, 상기 바이오필터(16)의 하단에 구비되는 물탱크(12)와, 상기 물탱크(12)에 접속되어 있는 산ㆍ알카리 약품을 공급하는 산ㆍ알카리약품탱크(20)와, 상기 물탱크(12)의 하단으로 접속되어 영양배지를 공급하는 영양배지탱크(10)와, 상기 영양배지탱크(10)의 영양배지를 공급하는 순환펌프(11)와, 상기 산ㆍ알카리약품탱크(20)의 산ㆍ알카리 약품을 공급하는 약품순환펌프(19)와, 상기 바이오필터(16)의 하단에 구비되는 물탱크(11)에서 물을 공급하는 물순환펌프(13)와, 상기 물순환펌프(12)를 통해 상기 각 미생물담체(18)의 상단부에서 물을 공급하는 설치된 살수스프레이(15)와, 상기 바이오필터(16)의 상단부에 접속되어 온도를 조절해주는 온도가열장치(17)로 구성된다.
상기 제2제거기(200)는 상기 제1제거기(100)에서 유입되는 악취가스에서 수분을 제거하는 수분제거기(33)와, 상기 수분이 제거된 악취가스에서 제1제거기(100)에서 제거하지 못한 고농도의 악취 및 휘발성유기화합물(VOCs)을 제거하는 카트리지 형태의 활성탄 및 활성탄 섬유필터(32)와, 상기 필터(32)를 내장한 흡착탑(16)의 외부로 공기를 배출하는 송풍팬(30)으로 구성된다.
도2는 본 발명의 일실시 예에 따른 바이오필터와 활성탄 및 활성탄 섬유를 이용한 악취 및 VOCs의 처리시스템의 구성도이다.
상기 제1제거부(100)에 상기 물탱크(12)에 pH 메타(22)가 접속되어, 미생물이 성장하는데 최적의 pH를 조절해주기 위해 산ㆍ알카리약품탱크(20)에서 파이프를 통해 공급을 제어하게 된다.
그리고 상기 바이오필터(16)의 하단에는 미생물에 수분을 공급할 수 있는 물탱크(12)가 구비되고, 상기 물탱크(12)에 접속되어 미생물에 영양분을 공급하는 영양배지탱크(10)가 접속되고, 상기 영양배지탱크(8)의 영양분은 순환펌프에 의해 물탱크(11)에 공급하고 공급되어진 영양분은 물과 함께 바이오필터(16)의 살수스프레이(15)에 공급하며, 상기 미생물이 충진된 미생물 담체(18)의 각각 층에는 압력게이지(21)가 접속되어, 미생물이 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거함으로서 생성되는 바이오메스(Biomass)에 의해, 각 층에서 압력손실이 높아지는 것을 측정하여 세척하게 된다.
또한, 미생물이 잘 성장하기 위해서는 온도를 조절해 주어야 하는데, 바이오필터의 내부에 도시되지 않은 온도를 온도감지센서의 감지에 의해 악취 및 휘발성유기화합물이 혼합된 공기의 온도를 온도조절장치(17)에 의해 조절하여 준다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작ㆍ효과를 설명하면, 악취 및 휘발성유기화합물 유입부(14)에서 악취 및 휘발성유기화합물이 혼합된 공기가 유입되면 파이프를 통해 바이오필터(16)의 하부로부터 미생물이 충진된 미생물담체(18)층을 통과하여 상부로 흘러 상단부에 접속된 파이프를 통해 제2제거부(200)로 배출된다.
상기 바이오필터(16)에 유입된 악취와 휘발성유기화합물이 혼합된 오염공기중에서 암모니아와 같은 악취는 미생물이 충진된 미생물담체(18) 1단에서 제거 및 분해되고 휘발성유기화합물은 2단 및 3단에서 제거된다.
이 때, 미생물이 잘 성장하기 위해서는 온도를 조절해 주어야 하는데, 바이오필터(16)의 내부의 온도를 온도감지센서의 감지에 의해 악취 및 휘발성유기화합물이 혼합된 공기의 온도를 온도조절장치(17)에 의해 조절하여 준다.
그리고, 미생물이 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거함으로서 생성되는 바이오메스(Biomass)에 의해, 각 층에서 압력손실이 높아지는 것을 상기 미생물이 충진된 카트리지 형태의 미생물 담체(18)의 각각 층에는 압력게이지(21)가 접속되어 압력손실이 기준 이상일 경우 세척하면 된다.
즉, 본 발명에서는 종래 담체들의 단점을 극복할 수 있는 플라이 애쉬를 주성분으로 하는 실리카 계통의 세라믹담체를 이용한다. 이 세라믹 담체는 화력발전소의 부산물로 나오는 재 즉, 플라이애쉬를 주성분으로 하기 때문에 경제적으로 유용하며, 높은 기공율과 수분흡수율, 압축강도를 가지고 있어 미생물 담체로 사용하기에 매우 유용하다.
그리고 제1제거부(100)를 통한 용액은 제2제거부(200)에서 고농도의 VOCs를 제거하게 된다.
즉 제1제거부(100)를 통해 제2제거부(200)의 주입되어 1단, 2단 혹은 다단의 활성탄 섬유 및 활성탄 섬유의 필터(32)를 통하여 상부로 유출되어 가스가 처리된다.
이 때 제거하고자 하는 산업악취의 농도 및 조건에 따라 활성탄 필터 및 활성탄 섬유의 필터(32)를 단독으로 사용할 수 있으며, 두 필터를 복합하여 사용하여 처리효율을 증가시킬 수 있다.
그리고, 상기 필터(32)가 소정의 시간이 경과되면, 곧바로 카트리지 식으로 교체하여 연속적으로 사용가능하게 된다.
즉, 활성탄 필터 및 활성탄 섬유 필터가 카트리지 형태이기 때문에 기존의 활성탄 필터 공정에서의 재생 공정이 포함되지 않으므로 부지면적이 적게 차지하고 운전이 용이하다. 특히, 악취 및 휘발성유기화합물(VOCs)을 제거할 수 있는 미생물을 각각 세라믹 담체에 고정화하여 다단식의 카트리지 형태로 설치하여 악취 및 휘발성유기화합물을 제거하게 된다.
상기와 같이 본 발명에 따르면, 악취와 휘발성유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 바이오필터와 활성탄 및 활성탄 섬유를 이용한 것으로서, 물리·화학적 처리 방법과 비교하여 운전 경비나 유지 관리비용을 40% 이상 줄일 수 있고, 2차 오염원을 전혀 발생하지 않는 장점을 같게 되며, 동시에 기존 활성탄 공정에 비해 재생공정이 없으므로 부지면적이 적게들고, 설치비가 저렴하며, 파과점 도달시간이 길기 때문에 운전비가 저렴하다.
또한 처리하고자 하는 물질의 농도 및 조건에 따라 1단에서 다단으로 구성하여 처리효율을 증가시킬 수 있으며, 각종 산업장에서 다양한 종류의 휘발성 유기화합물을 배출하는데, 이에 필요한 제거시설로 대부분의 악취가스를 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 휘발성 유기화합물질 성분을 포함한 산업 악취가스의 처리시스템에 있어서,
    악취를 제거하는 미생물과 휘발성유기화합물(VOCs)을 제거하는 미생물이 충진된 다단의 카트리지 형태의 미생물담체(18)와, 상기 미생물담체(18)의 하단부로 악취 및 휘발성유기화합물이 유입되는 악취 및 휘발성유기화합물 유입부(14)와, 상기 악취와 휘발성 유기화합물이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 미생물담체(18)와 접속되는 바이오필터(16)와, 상기 바이오필터(16)의 하단에 구비되는 물탱크(12)와, 상기 물탱크(12)에 접속되어 있는 산ㆍ알카리 약품을 공급하는 산ㆍ알카리약품탱크(20)와, 상기 물탱크(12)의 하단으로 접속되어 영양배지를 공급하는 영양배지탱크(10)와, 상기 영양배지탱크(10)의 영양배지를 공급하는 순환펌프(11)와, 상기 산ㆍ알카리약품탱크(20)의 산ㆍ알카리 약품을 공급하는 약품순환펌프(19)와, 상기 바이오필터(16)의 하단에 구비되는 물탱크(11)에서 물을 공급하는 물순환펌프(13)와, 상기 물순환펌프(12)를 통해 상기 각 미생물담체(18)의 상단부에서 물을 공급하는 설치된 살수스프레이(15)와, 상기 바이오필터(16)의 상단부에 접속되어 온도를 조절해주는 온도조절장치(17)와, 상기 온도조절장치(17)를 통해 유입되는 악취가스에서 수분을 제거하는 수분제거기(33)와, 상기 수분이 제거된 악취가스에서 상기 바이오필터(16)에 의해 제거하지 못한 고농도의 악취 및 휘발성유기화합물(VOCs)을 제거하는 카트리지 형태의 활성탄 및 활성탄 섬유필터(32)와, 상기 필터(32)를 내장한 흡착탑(16)의 외부로 공기를 배출하는 송풍팬(30)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오필터와 활성탄 및 활성탄 섬유를 이용한 악취 및 VOCs의 처리시스템.
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