KR20030006169A - 악취제거를 위한 미생물 반응처리장치 및 그 반응처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 악취제거를 위한 미생물 반응처리장치 및 그 반응처리방법에 관한 것으로 악취를 포집하는 블러워와 각각의 담체에 포집된 악취를 담체에 분산하기 위한 악취 분배관을 통하여 악취가스의 고른 투입을 하고 있으며, 일정크기의 구멍이 천공된 방사형 형태의 미생물 반응담체용 유니트를 통과한 후 중심에 위치한 배출구를 통하여 악취가 제거된 가스를 배출 되도록 한 것이다.

또한 미생물 반응담체용 유니트의 유입부의 압력 및 중심 배출구의 압력차를 측정하여 그 압력의 변화치에 따라 블러워의 회전수를 변화시켜 풍량을 제어하고 있으며, 미생물 반응담체용 유니트내의 담체에 수분공급 제어를 위하여 담체의 수분 함유량에 하중변화의 감지, 유입부에 습도 측정장치를 유입부의 습도량에 따라 유입부의 습도를 공급하는 노즐의 전자밸브의 제어 및 담체에서 흘러내린 응축수의 pH를 측정하여 pH측정신호에 따라 교반하는 일련의 과정을 수행하도록 하여 미생물의 생육조건을 만족하면서 악취가스를 효율적으로 제거하는 방법을 제공하고 있으며, 또한 상기한 방법이 적용된 미생물 반응처리장치의 경우에도 다수개의 미생물 반응담체용 유니트로 구성되는 미생물 반응처리장치가 미생물의 생육조건을 만족하는 동시에 일정한 공간이나 제한된 공간에서 처리효율을 높이기 위하여 방사형으로 조립되어 하나의 원통형으로 구성할 수 있어 공간효율이 높은 장치를 제공할 수가 있게 한 것이다.

Description

악취제거를 위한 미생물 반응처리장치 및 그 반응처리방법{Disposal apparatus and method of a bad smell removal}

본 발명은 미생물을 이용하여 악취가스 및 휘발성 유기물질을 생물학적으로제거하는 미생물 처리장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 악취가스와 반응하여 미생물의 제거 효율을 극대화시킬 수 있는 미생물 반응담체용 유니트를 다수개 조립하여 장치의 소형화 및 제거효율을 대폭적으로 증가시킬 수 있는 미생물 반응처리장치 및 그 반응처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 악취란 "황화수소, 메르캅탄류, 아민류 및 기타 자극성이 있는 기체상 물질이 사람의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새"로 정의가 되며, 사람들에게 정신적, 심리적, 신체적 피해를 주는 오염물질중의 하나이다.

악취는 발생물질이나 발생원에 따라 오염물질의 구성이 매우 다양하나 주요 발생 악취유발 물질은 약 8개로 (황화수소, 암모니아, 트리메탈아민, 스틸렌 등) 우리 생활 주변에 이러한 발생원은 매우 다양하다.

특히, 환경 기초시설(하수처리장, 분뇨처리장), 도축장, 세탁소, 화학공장, 폐수배출시설, 피혁가공 공장, 등에서 상기한 악취가 발생하기 때문에 주요한 민원의 대상되나, 우리 생활에서는 없어서는 아니되는 필요 시설물이기 때문에 그 대상이 되는 악취를 제거할 필요가 있다.

더욱이 상기한 악취발생원의 악취는 법률적으로 규제화하여 발생원의 소유자 또는 관리자가 규제 농도치 이하로 배출 관리토록 하고 있다.

따라서 이러한 악취제거를 목적으로 다양한 형태의 탈취방법(활성탄, 약액세정법, 연소법, 냉각응축법, 바이오필터)으로 시설 관리되고 있으며, 각각의 탈취방법의 장단점에 따라 적절하게 설치 운영되고 있으나 최근 유지비용 및 탈취 효율적인 검토에 의하여 생물학적인 탈취방법으로서 바이오필터를 사용하는 방법이 제시되고 있다.

상기한 바이오필터 방식을 사용하는 악취 탈취 메커니즘은 악취가스와 반응하는 미생물의 분해작용을 이용하는 것으로, 악취오염 물질은 탈취용 메디아 (이하 "담체"라 한다)에 존재하고 있는 미생물과 반응하게 된다.

악취가스 및 휘발성 유기물질(이하 "악취가스"라 함)의 제거를 위하여 악취가스를 미생물이 존재하는 미생물 메디아 필터(Organic Media Filter Layer)(담체)에 접촉 통과를 시켜야 악취가 필터층에 흡착,산화 등의 물리 화학적 반응작용에 의하여 악취성분이 제거된다.

즉, 담체 표면의 수분층으로 이루어진 바이오필터 속으로 악취가스가 흡착이 되고 흡착된 오염물질에 대하여 담체에 존재하는 미생물이 공격하여 미생물의 산화 환원반응으로 이산화탄소, 물 등으로 전환시켜 탈취시키는 생물학적인 방법인 것이다.

따라서 바이오필터 방식의 담체에서 가장 중요한 것은 미생물의 생육에 적절한 조건을 장치에서 제공하여야 한다.

일반적으로 악취제거용 미생물들의 생육조건은 다음의 표 1와 같이 알려져 있다.

구 분	습 도	온 도	영양소	pH
최적조건	상대습도 90%	25℃-45℃	탄소,인,칼슘등	pH 7

또한 바이오 필터내의 담체는 최대한 많은 미생물을 부착시키기 위해서는 모양이 불규칙하며 다공성을 가지며 수분을 흡수할 수 있으며, 미생물의 영양소를 공급 할 수 있는 재질을 사용하여야 한다.

일반적인 담체의 재질로는 잘게 부순 나무껍질, 퇴비, 또는 인공적으로 제조된 무기질형태의 담체(합성수지제, 세라믹)를 많이 사용하고 있으나, 주로 수분 흡수력, 영양소공급, 다공성 등을 고려하여 나무껍질, 퇴비 등의 유기성 담체를 많이 채택하고 있다.

또한 유기담체의 특성상 시간이 지나면 담체내에 압축이 진행되어 가스가 담체층을 통과하는데 압력의 증가 요인이 되기 때문에 통과하는 두께는 약 1M 이내로 필터메디아 층이 되게 담체를 형성할 필요가 있다.

이러한 바이오필터 방식의 담체에서 처리 가스의 효율을 증대시키기 위해서는 최대한 악취 가스와 바이오 필터 내부의 담체와의 접촉을 최대한 골고루 시켜 담체의 바이오 필터에 악취가스의 흡착율을 증대시켜 미생물의 대사작용이 활발히 일어나도록 하여야 한다.

또한 상기한 바이오필터 방식의 담체에서의 제거효율을 높이기 위해서는 악취가스와 담체와의 접촉시간(필터메디아의 용량 / 처리가스량)이 짧고, 표면부하율 (처리가스량 / 유입표면적)이 적어야 한다.

따라서 이와 같은 최적인 제거효율을 이루기 위하여는 담체내에서의 악취가스와의 접촉길이 및 유입 표면적을 증대시키는 것이 바람직하다.

도 8 및 도 9는 상기와 같은 바이오필터의 담체를 사용하는 종래의 처리시스템을 나타내고 있다.

도 8는 악취의 흐름을 하향식으로 제거하는 반응 처리시스템을 나타내고 있는 것으로 용수관 (2)으로 가습장치 (3) 및 담체 (1)내 용수를 공급함과 동시에 악취가 가습장치 (3)내에 유입되게 한 것으로 가습장치 (3)를 통하여 상부쪽으로 인가된 악취가 담체 (1)내에서 제거된 후 탈취가스가 유출되게 한 것이다. 여기서 4는 블러워이다.

도 9는 악취의 흐름을 상향식으로 제거하는 반응처리 시스템을 나타내고 있는 것으로 용수관 (2)을 통하여 용수를 담체 (1)내에 공급하고, 블러워 (4)를 통하여 유입되는 악취는 가습장치 (3)를 통하여 담체 (1)의 하부로 유입되어 악취를 분해하는 것을 나타내고 있다.

그러나 이러한 종래의 방식은 악취가스와 담체 (1)의 접촉면적이 증가할수록 미생물에 의한 분해가 증가하게 되나, 담체는 상술한 바와 같이 압축성에 문제가 있어 즉, 압축성의 한계에 의하여 두께는 통상 1M를 넘지 못하기 때문에 용량의 증대를 위해서는 넓은 유입 표면적이 필요하므로 상당히 넓은 부지가 필요하게 되는 단점이 있는 것이었다.

이러한 단점으로 인하여 바이오필터를 사용하는 방식의 경우에는 담체 자체의 우수한 제거효율에 비하여 현실적으로 넓은 부지가 필요하기 때문에 현장적용에 어려움을 따르는 것이었다.

또한 넓은 부지를 사용하기 때문에 이에 따라 불필요하게 처리시스템이 구현되므로 공간 활용면에서 문제점이 있는 것이었다.

따라서 악취제거를 위한 미생물 반응처리장치는 첫째는 미생물 반응담체용 유니트가 효율적인 구성을 가지고 있어야 되고,

둘째 다수개로 미생물 반응담체용 유니트로 구성되는 반응처리장치가 미생물의 생육에 필요한 조건을 제공함과 동시에 제한된 공간에서 효율적으로 구성할 수 있는 시스템이 요망된다.

본 발명의 목적은 악취가스와 미생물의 접촉을 효과적 이루기 위하여 형성된 미생물 반응담체용 유니트를 다수개 사용하여 조립되는 악취제거를 위한 미생물 반응처리장치를 제공하고자 하는 것이다.

다른 목적은 미생물의 생육조건을 만족하는 동시에 제한된 공간에서 처리효율을 높이기 위하여 원통형으로 형성되는 악취제거를 위한 미생물 반응처리장치를 제공하고자 하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 다수개의 미생물 반응담체용 유니트 가 결합되고, 저류부 및 가스 배출을 위한 공간부가 형성되는 상부 틀체 와, 상기 틀체 및 미생물 반응담체용 유니트를 덮고, 용수와 습기를 분산하기 위한 용수관 및 습도공급용 노즐을 갖춘 덮개와, 하부 유입관을 통하여 유입되는 가스가 분배관을 통하여 상기 저류부에 공급하는 블러워와, 하부틀에 설치되어 상부 저류부 및 미생물 반응담체용 유니트에 용수 및 습기를 공급하는 용수 공급탱크와, 상기 미생물 반응담체용 유니트내의 담체의 함수율을 측정하기 위하여 상기 틀체와 하부틀사이에 끼워 고정되는 하중측정 센서가 구성되게 한 것이며,

상기 용수공급 탱크내에 히터, 온도측정센서, pH 센서, 교반기를 구성하고, 상기 하부 유입관을 통하여 유입되는 가스가 분배관을 통하여 상기 저류부에 공급하는 블러워는 저류부의 압력과, 상기 공간부의 압력을 비교하는 차압계에 의하여 제어되게 하고 있다.

또한 상기 저류부내에 습도센서를 장착시켜 습도공급용 노즐을 통하여 인가되는 습기와 미생물 반응담체용 유니트내에 공급되는 용수의 양을 제어하도록 구성하고, 상기 미생물 반응담체용 유니트내에 공급된 용수는 용수탱크내로 유입되는 통로를 형성한 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 틀체와 미생물 반응담체용 유니트로 구성되는 공간부에 기체유도형 원추봉을 형성하고 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 악취제거를 위한 미생물 반응처리장치에 적합한 그 반응처리방법을 제공하고자 하는 것이다.

또 다른 목적은 미생물 반응담체용 유니트내의 미생물의 생육조건을 만족시키기 위하여 온도 및 pH도를 유지하는 과정과, 유입구로 유입되는 악취가스의 양의 조절과정과 습도 및 용수의 조절을 유기적으로 제어할 수 있는 악취제거를 위한 미생물 반응처리방법을 제공하고자 하는 것이다.

이와 같은 목적은 자동모우드 또는 수동모우드의 설정이 가능하고, 자동모우드시 설정된 시간동안 블러워를 동작시키는 과정과, 미생물 반응담체용 유니트의 담체내에 용수 및 습도를 공급하여 미생물의 생육조건을 유지시키기 위한 설정치 2단계과정과, 습도공급용 노즐을 통하여 저류부의 가스에 습기를 제공하고, 미생물 반응담체용 유니트내에 용수를 보조적으로 공급하는 설정치 1단계과정과, 습도센서의 감지된 값에 따라 상기 설정치 2단계 과정 및 설정치 1단계과정을 선택하는 습도감지 과정과, 상기 습도감지과정후 하중측정센서에 의하여 담체의 함수율을 판단하여 용수부족시 다시 습도감지과정을 진행하고, 과용수시 드레인밸브를 통하여 용수를 배출하는 하중측정과정과, 용수탱크내의 용수의 온도, pH값을 측정하여 미생물의 생육에 필요한 용수를 유지시키는 과정과, 저류부의 압력과, 공간부의 압력차를 연산하여 블러워를 통하여 유입되는 악취가스의 양을 조절하는 과정으로 달성될수 있다.

또한 상기 설정치 2단계과정은 습도센서의 설정된 값의 0.9의 범위내에서 순시간의 짧은시간내 미생물 반응담체용 유니트의 담체내에 용수를 공급하도록 하고, 상기 설정치 1단계과정은 습도센서가 설정된 값의 0.9를 초과하는 상태에서 계속적으로 저류부의 기체에 습기를 제공하고, 미생물 반응담체용 유니트의 담체내에 보조적인 용수를 공급하도록 하고 있다.

그리고 상기 용수탱크내의 용수의 온도, pH값을 측정하여 미생물의 생육에 필요한 용수를 유지시키는 과정에는 pH값을 중성으로 유지하기 위하여 약품을 투여 후 교반시키는 과정을 더 포함하고 있다.

도 1은 본 발명에 사용되는 바이오필터인 담체의 요부를 나타낸 사시도,

도 2는 미생물 반응담체용 유니트에서 상부에 기체흐름 방해판를 나타낸 사시도,

도 3은 미생물 반응담체용 유니트가 다수개 형성하여 반응처리장치를 구성하는 일시예를 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명의 미생물 반응처리장치의 요부를 나타낸 부분단면의 측면도,

도 5는 본 발명의 미생물 반응처리장치의 전체 시스템의 개요를 나타낸 측면도,

도 6은 본 발명의 반응기에 설치되는 용수공급관 및 습도 조절관의 요부를 나타낸 부분 단면도,

도 7은 본 발명의 미생물 반응처리장치의 제어동작을 나타낸 플로우챠트,

도 8은 및 제 9도는 종래의 상,하향류식 미생물 반응담체를 사용한 시스템의 개요도이다.

*도면의 주요부호에 대한 설명*

1. 바이오필터 방식의 담체2. 유입부

3. 유출부4. 중간유입부

5. 배출구6. 유체흐름 방해판

10. 미생물 반응담체용 유니트11. 12. 철망

20. 반응기21. 틀체

22. 덮개23. 손잡이

24. 배출구25. 바람개비

27. 용수관31. 악취유입관

32. 블러워 (송풍기)33. 분배관

34. 노즐19. 저류부

29. 하부틀40. 용수공급 탱크

41. 교반기42. 온도센서

43. pH 측정기46. 히터

52. 공간부53. 원추봉

51. 습도센서56. 유출압력센서

57. 유입압력센서58. 차압계

R1, R2, R3,... 루틴S1, S2, S3,... 스텝

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제한된 공간을 최대한 활용할 수 있는 악취제거를 위한 미생물 반응처리장치를 제공하기 위하여 다수개 방사형으로 조립되는 미생물 반응담체용 유니트를 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에서 사용되는 미생물 반응담체용 유니트는 동일자 출원되는 명세서상에 상세히 기술되어 있는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 사용되는 바이오필터인 미생물 반응담체용 유니트의 요부를 나타낸 사시도이다.

이 미생물 반응 담체용 유니트 (10)는 금속으로 형성되어 있으나, 어느 하나의 재질로서는 한정되지 아니한다. 이 반응기 (1)의 유입부 (2)는 초기 처리전 악취의 고농도 가스의 통과시 최대한 접촉면적을 넓게 가지도록 유도시킨 원호 형상으로 형성되어 있고, 유출부 (3)는 반응기 중심으로 진행될수록 길이 방향으로 좁아지는 방사형 형태로 하여 면적의 감소에 따른 악취가스의 유속이 빨라지게 구성한다.

그리고, 유입부 (2)및 유출부(3) 사이에 다수개의 반호형상의 중간 유입부(4)를 형성할 수 있으나, 도면에서는 하나의 유입부 (4)만을 특징으로 하여 형성된 것을 나타내고 있다.

상기 원호형상의 유입부 (2)와 유출부 (3)에 다수개의 가스 유입 및 유출용 구멍을 형성되어 있고, 유입부 (2)는 원형형상의 구멍이고, 유출부 (3)는 사각형상의 구멍으로 되어 있으나, 이는 가스의 유출을 위한 것으로 그 구멍의 형상에 제한되지 아니하며, 반호 형상의 중간유입부 (4)에도 다수개의 구멍이 형성되어 있다.

또한 이 미생물 반응담체용 유니트 (10)의 바닥에는 반호 방향으로 다수개의 사각형 배출구 (5)가 형성되어 있다.

도면에서 1은 도시되지 아니한 담체로서 상술한 바와 같이 잘게 부순 나무껍질, 퇴비에 수분이 포함된 미생물이 생육되고 있는 유기성 물질이다.

도 2는 미생물 반응담체용 유니트 (10)의 상부에 기체흐름 방해판 (6)을 도시한 사시도로서, 상부쪽으로 기체가 몰리는 것을 방지하여, 반응기내에 기체가 고르게 확산되게 한 것이다.

이 기체 흐름 방해판 (6)은 유입부 (2) 및 중간유입부 (4)사이와, 중간유입부 (4)이 유출부 (3)사이에 각각 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 미생물 반응담체용 유니트 (10)의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

상술한 바와 같이 이러한 미생물 반응담체용 유니트내에 악취가스가 확산될 때에 유입부 (2)가 동일 부피상에 최대의 접촉면적을 갖도록 반호형상으로 형성되어 있어 유입부 (2)의 구멍을 통과한 가스는 담체와 최대한의 접촉면적을 갖게되고, 담체내의 미생물은 악취가스를 분해하게 된다.

점차 악취가스가 분해됨에 따라 고농도에서 저농도가 되므로 분해가 진행에 따라 점차 적은 담체로서도 충분히 분해 할수 있게 된다.

따라서 분해가 진행됨에 따라 담체의 접촉면적을 감소시켜 면적의 감소에 따른 유속이 빨라지게 하여 처리용량을 증대시킬 필요가 있다.

동일자 출원된 발명에서는 상기 미생물 반응담체용 유니트의 중심으로 진행될수록 길이 방향으로 좁아지는 방사형 형태로 하여 면적의 감소에 따른 악취가스의 유속이 빨라지게 한 유출부 (3)를 구비하여 이를 해결하고 있다.

또한 미생물 반응담체용 유니트 (10)는 수평류식으로 악취가스가 공급되므로유니트내에 유입되는 가스는 위로 상승하게 된다. 따라서 이와 같은 기체의 상승을 방지하기 위하여 도 2와 같은 기체흐름 방해판 (6)을 형성하여 기체의 상승을 방지하고, 균일하게 미생물 반응담체용 유니트(10)를 통과할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 미생물 반응담체용 유니트로 구성되는 반응처리장치를 나타내고 있다.

이 반응기 (20)는 다수개의 미생물 반응담체용 유니트 (10)로 구성되는 것으로 도면에서는 4개를 방사형으로 조립하여 이루어진다.

틀체 (21)에는 상기 다수개의 미생물 반응담체용 유니트가 (10)가 방사형상으로 조립되고, 중앙에 원형의 공간부를 형성하게 된다 (도시되지 아니함).

그리고 상기 미생물 반응담체용 유니트 (10)에는 각각 덮개 (22)가 덮어지고, 그 덮개 (22)에는 손잡이 (23)들이 형성되어 있다.

상기 미생물 반응담체용 유니트 (10)의 유출부 (3)의 출구와, 상기 틀체 (21)의 공간부로 탈취가스 배출구 (24)을 형성하고, 상부에 바람개비 (25)을 형성한 것으로 바람개비 (25)는 경우에 따라 구성하지 아니하여도 배출용 굴뚝으로서 동일한 효과를 얻을수 있다.

상기 덮개 (22)들에는 파이프로 연결된 용수 공급관 (27)과 도시하지 아니한 습도 공급용 노즐을 형성하고 있다.

이와 같이 구성된 악취제거를 위한 반응처리장치는 다수개의 미생물 반응담체용 유니트 (10)에서 배출되는 가스가 각각의 유출부 (3)를 통하여 중앙에 모이게 되고, 중앙의 공간부로 형성된 배기가스는 탈취가스 배출구 (24)를 통하여 외부로확산되고, 이 악취성분이 제거된 공기가 배출된다.

특히 이 반응기 (20)는 상술한 바와 같이 담체내에서 생육하는 미생물에 성장을 돕기 위하여 알맞은 온도 및 습도를 유지하는 것이 필수적인 것으로 덮개 (22)내에 용수공급관 (27)을 통하여 담체내에 일정한 습도를 유지시키고 있으며, 습도조절용 노즐을 통하여는 담체내에 유입되는 가스에 습도를 공급하여 미생물이 효과적으로 분해할 수 있는 역할을 하고 있다.

도 4는 본 발명의 미생물 반응처리장치의 요부를 나타낸 부분단면의 측면도로서, 도 3과 동일부분에 대하여는 번호를 부치고 있다.

반응기 (20)는 상술한바와 같이 다수개의 미생물 반응담체용 유니트 (10)를 방사형으로 틀체 (21)에 조립하여 완성된 것이며, 상부에는 탈취가스 배출구 (24)를 통하여 외부로 배출된다.

악취유입관 (31)을 통하여 인가되는 악취가스는 블러워 (32)에서 빨아들여 분배관 (33)을 통하여 노즐 (34)에서 분산된다. 이 분산된 가스는 각각의 반응기 (20)의 저류부 (19)에 인가되게 구성되어 있다.

도면에서 미생물 반응담체용 유니트 (10)를 4개 사용하고 있으므로 4개의 분배관을 통하여 끝단부의 노즐 (34)을 통해 가스가 분배된다.

또한 상기 반응기 (20)는 4개의 하중측정센서 (50)을 통하여 하부틀 (29)에 고정되는 구조로 되어 있다.

상기 하중측정센서 (50)는 실린더 내에 로드셀이 장착되어 하중에 따른 값을 제어장치(콘트롤 박스)내에 전기적인 신호로 보내주는 소자이다.

하부틀 (29)내에는 용수공급탱크 (40)가 장착되어 있고, 용수공급탱크 (40)내에는 모우터에 의하여 회전하는 교반기 (41)와, 용수의 온도를 측정하는 온도센서 (42)와, 산성 또는 염기성 여부를 측정하는 pH 측정기 (43)와, 용수를 가열하는 히터 (46)가 내장되어 있다.

또한 용수공급 탱크 (40)의 배출구 (46)에는 전자밸브가 구성되어 있고, 유입구 (44)의 전자밸브는 상기 미생물 반응담체용 유니트 (10)내에서 내려오는 용수를 재순환 처리할 수 있게 한 통로이다.

미설명 부호 51는 습도 센서로서 저류부 (19)내의 습도의 양을 감지한다.

상부의 덮개 (22)내에는 도 3과 같이 용수관 (27) 및 그 용수관에 연이어 형성된 습도 공급용 노즐 (28)이 형성되어 있어 저류부 (19)내에 습도를 공급한다.

도 5는 본 발명의 미생물 반응처리장치의 전체 시스템의 개요를 나타낸 측면도로서 도 4와 동일부분에 대하여는 동일번호를 부치고 있다. 여기에서는 주로 도 4에 도시되지 아니한 부분을 중점으로 설명한다.

용수공급탱크 (40)에 부착된 펌프 (47)는 상기 덮개 (22)(도 3 및 도 4참조)의 용수관 (27)내에 용수를 공급하는 역할을 한다.

4개의 미생물 반응담체용 유니트 (10)의 유출부 (3)의 출구와 틀체 (21)와 형성되는 공간부 (52)는 상부쪽으로 배출구 (24)을 형성하고, 하부에는 기체 유도형 원추봉 (53)이 형성되어 있어 배출구 (24)의 기체를 유도하는 역할을 한다.

또한 상기 공간부 (52)와 습도센서 (51)가 장착된 저류부 (19)사이에는 유출압력센서 (56) 및 유입압력센서 (57)가 각각 고정설치 되어 있고, 이 양압력을 차를 감지하는 차압계 (58)가 틀체 (21)내에 고정설치되어 감지된 값을 제어장치 (60)에 공급한다.

상기 제어장치 (60)는 상기 압력센서, 습도센서, 온도센서, pH 측정기 등등의 값을 받아 블러워의 온/오프 동작, 용수 공급동작, 습도제어 등등의 동직을 수행한다.

도 6은 본 발명의 반응기에 설치되는 용수공급관 및 습도 조절관의 요부를 나타낸 부분 단면도이다.

상술한 바와같이 덮개 (22)내에 용수관 (27)이 설치되고, 이 용수관 (27)에 연이어 습도공급용 노즐 (28)이 설치되어 있다.

도시하지 아니한 용수공급탱크에서 용수공급용 펌프 (47)는 주용수관 (37)을 통하여 각각의 용수관 (27)으로 용수를 공급하는 것으로 미생물 반응담체용 유니트 (10)가 4개로 반응기 (20)을 구성하는 용수관 (27)도 4개를 구성시키게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 악취제거를 위한 미생물 반응처리장치의 동작을 설명한다.

미생물 반응담체용 유니트 (10)내에는 미생물의 생육조건 (상기의 표1)에 알맞은 온도, 습도, pH값을 유지하여야 하는 것으로 용수공급 탱크 (40)에서 온도를 유지하기 위하여 히터 (44)를 작동시키고, pH값을 측정하여 이에 맞은 약품을 투여 후 교반기 (41)를 작동시켜 고루 펴지게 유지한다. 그후 미생물의 생육조건을 충족하기 위하여 펌프 (47)(도 5참조)를 작동시켜 도 6과 같이 용수관 (27)을 통하여 각각의 미생물 반응담체용 유니트 (10)내에 공급하게 된다.

악취제거시에는 유입관 (31)을 통하여 인가되는 가스를 블러워 (32)로 빨아들려 분배관 (33)을 통하여 반응기 (20)내의 노즐 (34)로 분산시켜 저류부 (19)내 가스가 저류하게 된다.

이와 동시에 도 4와 같이 덮개 (22)의 용수관을 통하여 습도공급용 노즐 (28)로 분산되는 습기가 공급되게 하여 악취가스에 습기를 가하여 안개와 같은 상태로 미생물 반응담체용 유니트 (10)내의 유입부를 통하고 유출부 (3)를 통하여 틀체 (21)와 미생물 반응담체용 유니트 (10)로 형성되는 공간부 (52)로 유출된다.

상기 미생물 반응담체용 유니트 (10)는 상술한바와 같이 가스와 반응하는 미생물의 제거 효율을 극대화시키기 위하여 악취의 흐름을 방사형으로 유도하여 장치의 소형화 및 제거효율을 대폭적으로 증가시키고 있다.

이와 같이 공간부 (52)로 유출되는 가스는 기체 유도형 원추봉 (53)을 따라 위로 상승하여 탈취가스 배출구 (24)를 통하여 외부로 유출하게 된다.

이때에도 용수관 (27)을 통하여 계속적으로 미생물이 생육할 수 있는 조건을 만들어 주어야 하므로 이에 따라 적당한 용수를 공급하여 주어야 하고, 상기 저류부 (19)와 공간부 (52)의 유입압력과 유출압력을 비교하여 블러워 (32)를 통하여 유입되는 악취가스의 양도 조절할 필요가 있다.

결국, 첫째, 미생물 반응담체용 유니트 (10)의 처리상태에 따라 블러워 (32)를 통하여 유입되는 가스 양의 조절할 필요가 있고, 둘째, 용수관 (27)을 통하여 공급되는 용수의 양 및 습도공급용 노즐 (28)로 통하여 인가되는 습도의 양의 조절, 셋째 용수의 온도, pH값의 유지 등의 제어가 필요하게 되고, 도 5의 제어장치(60)에 의하여 상기한 자동제어가 필요하게 된다.

도 7은 본 발명의 미생물 반응처리장치의 제어동작을 나타낸 플로우챠트로서 상기한 제어장치 (60)의 동작을 순서대로 나타내고 있다.

.이 플로우챠트는 자동 수동의 동작을 선택하고, 플로워를 작동시키는 작동루틴 (R1)과, 습도센서의 설정치 판단(S7)하여 구동하는 설정치 1단계루틴 (R2) 및 설정치 2단계 루틴 (R3)으로 구별된다.

또한 상기 설정치 1단계루틴 (R2) 및 설정치 2단계 루틴 (R3)의 수행 후 동작되는 미생물 반응담체용 유니트의 무게 판단루틴 (R4)과, pH값 판단루틴 (R5), 용수공급용 탱크의 온도판단루틴 (R6), 블러워 회전수 제어루틴 (R7)등으로 구성된다.

상기 작동루틴 (R1)의 경우에는 시작스텝 (S1), 수동/자동 선택스텝 (S2)시 수동에 의한 수동동작 스텝 (S3), 자동동작시 구동되는 악취유입 밸브 개방 스텝 (S4), 블러워 운전스텝 (S5), 블러워 운전시간 설정값 비교 스텝 (S6)으로 이루어져 있다.

상기 설정치 1단계루틴 (R2)에는 습도공급용 노즐운전 횟수를 판단하는 스텝 (S8)과, 용수공급펌프운전, 습도공급용 노즐의 전자밸브 개방, 설정시간이후에 펌프 및 노즐을 정지하는 스텝 (S9)으로 되어 있고, 설정치 2단계루틴은 용수공급 펌프운전, 습도공급용 노즐의 전자밸브 개방, 설정시간 이후의 펌프 및 노즐을 정지하는 스텝 (S10)으로 되어 있다.

이와 같이 습도센서 (51)에 의하여 설정치 1단계 및 설정치 2단계로 구별하여 제어하는 이유는 미생물 반응담체용 유니트내에 미생물이 생육할 수 있는 조건이 만족되지 아니한 상태 즉, 표1과 같이 상대습도가 90%를 기준으로 이에 0.9까지는 담체내에 급속한 용수의 공급이 필요하므로 설정치 2단계를 바로 수행할 수 있게 하고, 0.1의 범위에서는 설정치 1단계로 습도 및 용수를 공급하여 주도록 하여 반응기가 동작중에도 담체내에서 수분이 빠져나가는 것을 보충하여주는 역할을 한다.

드레인밸브 개방 스텝 (S12) 및 하중측정 스텝 (S11)로 이루어지는 미생물 반응담체용 유니트의 무게판단 루틴 (R4)은, 유니트내의 담체의 함수율을 하중으로 판단하는 것으로 담체내의 함수율이 적정값이 아닌 상태에서는 다시 스텝 (S5)으로 진행되어 습도센서의 값을 판단하여 상기와 같은 동작을 반복한다.

pH측정 설정값 비교스텝 (S13) 및 pH 조절용 전자밸브 개방, 약품공급, 교반기동작 스텝 (S14)으로 이루어진 pH값 판단루틴 (R5)에서는 용수공급탱크 (40)의 pH 값을 중성으로 유지시켜 미생물의 생육조건에 필요한 용수를 유지시킨다.

용수공급용 탱크의 온도판단루틴 (R6)은 온도센서값 판단스텝 (S15) 및 히터동작 스텝 (S16)으로 이루어지고, 용수공급용 탱크 (40)내의 온도를 유지하여 미생물의 생육조건을 유지시킨다.

다음의 블러워 회전수 제어루틴 (R7)은 유입부 및 유출부의 차입측정 스텝 (S17) 및 블러워 회전수조절 스텝 (S18)으로 이루어지고, 이는 미생물 반응담체용 유니트 (10)내의 저류부 (19)와 공간부 (52)의 압력차를 비교하여 블러워 (32)를 구동시켜 유입되는 악취가스의 양을 제어하도록 하고 있다.

이를 도 7을 기초로 하여 도4 및 도 5에 의하여 순차적으로 설명하면 다음과 같다.

스텝 (S1)에서 시작시 전원이 각 기기에 투입되어 각각의 센서에 인가되는 동시에 제어장치 (60)에 인가되어 제어동작을 수행하게 된다.

다음에 스텝 (S2)에서 악취제거를 위한 미생물 반응처리장치를 자동 및 수동의 구동여부를 선택하고, 수동 모우드시에는 스텝 (S3)으로 넘어가 수동조작상태가 되므로 제어장치 (60)를 수동으로 작동시키게 된다.

자동 모우드시의 경우에는 스텝 (S4)으로 진행되어 악취유입 밸브 (도 4의 63)를 개방시킨 후 스텝 (S5)으로 진행하여 블러워 (32)를 작동시켜 악취가스가 유입되게 한다.

이때 "T"형태의 악취 분배관 (33)을 통하여 방사형 형태의 미생물 반응담체용 유니트 (10)로 악취가스의 흐름을 난류화시켜 유입하게 된다.

이때 스텝 (S6)에서 설정된 시간동안 블러워를 동작시키게 되고, 이 설정된 운전시간 값을 판단하여 구동하게 된다.

이는 악취가스의 종류나 양에 따라 미리 설정된 데이터의 일종이다.

다음에 스텝 (S7)에서 습도센서의 설정값을 비교하여 설정치 1단계 또는 설정치 2단계 모우드로 진입된다.

설정치 2단계 모우드에서 습도센서 (51)의 설정된 값의 0.9가 될때까지 용수공급 및 습도 조절(스텝S10)을 하여 미생물 반응담체용 유니트내의 담체가 생육조건을 만족시키게되고, 습도센서 (51)이 0.9를 넘은 범위에서는 설정치 1단계로진행되어 스텝 (S8),(S9)을 수행하게된다.

이때 저류부 (19)의 외측에 설치된 습도센서 (51)에서 측정된 습도량에 따른 출력신호에 의하여 제어장치 (60)가 용수공급펌프를 작동시키고, 용수관 (27) 및 습도공급용 노즐 (28)의 전자밸브를 열어 수시로 물을 안개상태로 분무시켜 원하는 습도를 형성시킨다.

이는 악취가스가 물분자와 결합된 상태에서 미생물 반응담체용 유니트내의 담체를 통과할 때 미생물에 의하여 보다 쉽게 분해될 수 있기 때문이다.

다음에 스텝 (S11)에서 담체의 함수율을 하중으로 비교판단하는 것으로 초기의 담체중량을 측정한 후 담체에 수분이 공급되면, 공급된 수분은 담체에 흡수된 양과 악취가스가 담체를 통과하면서 배출되는 양에 따라 감소된다.

따라서 담체내의 미생물이 최적인 수분함유량을 조절하기 위하여 적정 수분함유량의 중량(담체무게의 약 40% - 65%)이 유지 될수 있도록 용수공급펌프 (47) 및 용수공급용 전자밸브를 재작동시킬 수 있게 다시 상기한 스텝 (S7)으로 진행하는 동작을 수행하게 된다.

이와 반대로 과용수가 공급된 상태에서는 스텝 (S9)으로 진행하여 과용수를 배출시켜 용수배출탱크 (40)로 귀환하게 한다.

다음에 스텝 (S13)에서 용수탱크 (40)내의 pH를 pH 센서 (43)로서 판단하여 스텝 (S14)를 수행하여 전자밸브 (도시생략)를 열어 약품을 투입해 중성상태를 유지하게 하여 미생물의 생육조건에 알맞은 용수상태를 유지한다.

그후 용수 공급탱크(40)에 설치된 온도센서 (42)에 의하여 용수의 수온을 측정하여 용수의 적정온도(약 10℃)이하로 내려갈 경우 용수공급탱크에 설치된 히터(46)를 작동시키면서 탱크내의 고른 수온을 유지하기 위하여 교반기 (41)를 회전시켜 담체에 용수공급시 적정수온의 물이 담체에 공급 될 수 있도록 한다.

다음에 블러워회전수 제어루틴 (R7)을 수행 후 다시 스텝 (S7)로 귀환되어 미생물 반응처리장치가 설정된 시간동안 구동하는 동안 상기한 과정을 반복수행하게 된다.

상기한 블러워회전수 제어루틴에서는 악취가스가 머무는 저류부 (19P의 압력과 미생물 반응담체용 유니트와 틀체로 형성된 공간부 (52)의 압력을 각각 유입압력센서 (57)와 유출압력센서 (56)의 값을 차압계 (58)에서 비교판단 (스텝S17)한 후 스텝 (S18)으로 진행하여 블러워 (32)의 회전수를 제어하여 유입되는 악취가스의 공급량을 제어하게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 악취를 포집하는 블러워와 각각의 담체에 포집된 악취를 담체에 골고루 분산하기 위한 "T"형태의 악취 분배관을 통하여 악취가스의 고른 투입을 하고 있으며, 일정크기의 구멍이 천공된 방사형 형태의 미생물 반응담체용 유니트를 통과한후 중심에 위치한 배출구를 통하여 악취가 제거된 가스를 배출 되도록 하고 있다.

또한 미생물 반응담체용 유니트의 유입부의 압력 및 중심 배출구의 압력차를 측정하여 그 압력의 변화치에 따라 블러워의 회전수를 변화시켜 풍량을 제어하고 있으며,

미생물 반응담체용 유니트내의 담체에 수분공급 제어를 위하여 담체의 수분 함유량에 하중변화의 감지, 유입부에 습도 측정장치를 유입부의 습도량에 따라 유입부의 습도를 공급하는 노즐의 전자밸브의 제어 및 담체에서 흘러내린 응축수의 pH를 측정하여 pH측정신호에 따라 교반하는 일련의 과정을 수행하도록 하여 미생물의 생육조건을 만족하면서 악취가스를 효율적으로 제거하는 방법을 제공할 수가 있다.

또한 상기한 방법이 적용된 미생물 반응처리장치의 경우에도 다수개의 미생물 반응담체용 유니트로 구성되는 미생물 반응처리장치가 미생물의 생육조건을 만족하는 동시에 일정한 공간이나 제한된 공간에서 처리효율을 높이기 위하여 방사형으로 조립되어 하나의 원통형으로 구성할 수 있어 공간효율이 높은 장치를 제공할 수가 있다.

Claims (10)

1. 다수개의 미생물 반응담체용 유니트 (10)가 결합되고, 저류부 (19) 및 가스 배출을 위한 공간부 (52)가 형성되는 상부 틀체 (21)와,

   상기 틀체 및 미생물 반응담체용 유니트를 덮고, 용수와 습기를 분산하기 위한 용수관 (27) 및 습도공급용 노즐 (22)를 갖춘 덮개 (22)와,

   하부 유입관 (31)을 통하여 유입되는 가스가 분배관 (33)를 통하여 상기 저류부 (19)에 공급하는 블러워 (32)와,

   하부틀 (29)에 설치되어 상부 저류부 (19) 및 미생물 반응담체용 유니트 (10)에 용수 및 습기를 공급하는 용수 공급탱크 (40)와,

   상기 미생물 반응담체용 유니트(10)내의 담체의 함수율을 측정하기 위하여 상기 틀체 (21)와 하부틀 (29)사이에 끼워 고정되는 하중측정 센서 (50)가 구성된 것을 특징으로 하는 악취제거를 위한 미생물 반응처리장치
2. 제 1항에 있어서,

   상기 용수공급 탱크 (40)내에 히터, 온도측정센서, pH 센서, 교반기를 구성한 것을 특징으로 하는 악취제거를 위한 미생물 반응처리장치
3. 제 1항에 있어서,

   상기 하부 유입관 (31)을 통하여 유입되는 가스가 분배관 (33)를 통하여 상기 저류부 (19)에 공급하는 블러워 (32)는 저류부의 압력과, 상기 공간부 (52)의 압력을 비교하는 차압계 (58)에 의하여 제어되게 구성한 것을 특징으로 하는 악취제거를 위한 미생물 반응처리장치
4. 제 1항에 있어서, 상기 저류부 (19)내에 습도센서 (51)를 장착시켜 습도공급용 노즐 (28)을 통하여 인가되는 습기와 미생물 반응담체용 유니트 (10)내에 공급되는 용수의 양을 제어하도록 구성시킨 것을 특징으로 하는 악취제거를 위한 미생물 반응처리장치
5. 제 1항에 있어서, 상기 미생물 반응담체용 유니트 (10)내에 공급된 용수는 용수탱크 (40)내로 유입되는 통로를 형성한 것을 특징으로 하는 악취제거를 위한 미생물 반응처리장치
6. 제 1항에 있어서,

   틀체 (21)와 미생물 반응담체용 유니트 (10)로 구성되는 공간부 (52)에 기체유도형 원추봉 (53)을 형성한 것을 특징으로 하는 악취제거를 위한 미생물 반응처리장치
7. 자동모우드 또는 수동모우드의 설정이 가능하고, 자동모우드시 설정된 시간동안 블러워를 동작시키는 과정과,

   미생물 반응담체용 유니트의 담체내에 용수 및 습도를 공급하여 미생물의 생육조건을 유지시키기 위한 설정치 2단계과정과,

   습도공급용 노즐을 통하여 저류부의 가스에 습기를 제공하고, 미생물 반응담체용 유니트내에 용수를 보조적으로 공급하는 설정치 1단계과정과,

   습도센서의 감지된 값에 따라 상기 설정치 2단계 과정 및 설정치 1단계과정을 선택하는 습도감지 과정과,

   상기 습도감지과정 후 하중측정센서에 의하여 담체의 함수율을 판단하여 용수부족시 다시 습도감지과정을 진행하고, 과용수시 드레인밸브를 통하여 용수를 배출하는 하중측정과정과,

   용수탱크내의 용수의 온도, pH값을 측정하여 미생물의 생육에 필요한 용수를 유지시키는 과정과,

   저류부의 압력과, 공간부의 압력차를 연산하여 블러워를 통하여 유입되는 악취가스의 양을 조절하는 과정으로 이루어 진 것을 특징으로 하는 악취제거를 위한 미생물 반응처리방법
8. 제 7항에 있어서,

   상기 설정치 2단계과정은 습도센서의 설정된 값의 0.9의 범위내에서 순시간의 짧은 시간내 미생물 반응담체용 유니트의 담체내에 용수를 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 악취제거를 위한 미생물 반응처리방법
9. 제 7항에 있어서,

   상기 설정치 1단계과정은 습도센서가 설정된 값의 0.9를 초과하는 상태에서 계속적으로 저류부의 기체에 습기를 제공하고, 미생물 반응담체용 유니트의 담체내에 보조적인 용수를 공급하는 것을 특징으로 하는 악취제거를 위한 미생물 반응처리방법
10. 제 7항에 있어서,

    상기 용수탱크내의 용수의 온도, pH값을 측정하여 미생물의 생육에 필요한 용수를 유지시키는 과정에는 pH값을 중성으로 유지하기 위하여 약품을 투여 후 교반시키는 과정을 더 포함하는 악취제거를 위한 미생물 반응처리방법