KR200351908Y1 - 건축물의 옥상을 이용한 광촉매혼합형 바이오필터 구조를 갖는 유무기 악취가스 처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 건축물의 옥상을 이용한 광촉매혼합형 바이오필터 구조를 갖는 유무기 악취가스 처리장치에 관한 것으로, 유무기 악취가스를 제거하는 처리장치를 구성함에 있어서, 온실형태로 구성되며 저부 일측에 유입되는 가스의 농도를 측정하기 위해 설치되는 가스센서(1)와 미생물에 의한 산화 분해반응이 일어나도록 적층 구성되는 대,소형세라믹메디아층(2)(3)과 상기 대,소세라믹메디아층(2)(3)의 상부에 식물들의 성장기반 및 조경을 위해 형성되는 잔디층(4)과 식물 및 미생물의 생존을 위하여 수분 및 영양분을 공급하기 위해 잔디층(4)의 상부에 등간격으로 입설되는 자동공급기(5)와 지붕형태로 구성되고 자연채광 및 광촉매작용을 위해 설치되는 광촉매가 코팅된 유리재의 지붕(6)과 지붕(6)의 상부 내측에 배출가스의 정화를 위해 광촉매로 코팅이 되어 있는 광촉매필터(7) 및 지붕(6)의 상부 중앙에 배출되는 가스의 농도를 측정하기 위해 설치되는 배출가스센서(8)가 포함되어 구성된 구조로 산업현장 및 환경기초시설에서 발생하는 가스를 건축물의 옥상에 조경을 겸비한 바이오필터로 생물학적처리를 하고, 광촉매를 이용한 광화학처리를 병행하도록 하여 악취제거효율의 안정적 측면과 공간의 절약에 따른 경제적 측면 그리고 녹지공간의 확보로 인한 친 환경적 측면에 지대한 효과가 있다.
Description
본 고안은 광촉매혼합형 바이오필터 구조를 갖는 유무기 악취가스 처리장치에 관한 것이다.
본 고안은 산업현장 및 환경기초시설에서 발생하는 휘발성유기화합물을 포함한 각종 유기 또는 무기 악취가스의 처리를 위한 처리장치를 기존의 건물 옥상에 설치하여 생물학적처리와 광화학적처리를 동시에 병행할 수 있도록 한 것이다.
산업현장 및 환경기초시설의 경우, 발생하는 악취가스를 처리함에 있어, 독립된 공간에 시설물을 설치하거나 시설물의 부지가 넓어지는 경우가 대부분이며 처리시설은 공간이 부족하거나 부지가 부족한 경우에 문제가 되는 경우가 많다.
또한 지역적으로 부지확보에 따른 경제적 측면에서 효율적이지 못하며 현재 국내의 대부분의 악취처리 시설의 경우 독립된 공간에 설치되어 있고 대부분의 악취처리 시설로 사용되는 생물학적처리로 불리는 바이오필터의 경우 미생물, 메디아, 시스템내의 제어 등에 중점을 두고 개발되고 있기 때문에 다양한 악취배출 환경에 적용하는데에 어려움이 많다.
본 고안은 산업현장 및 환경기초시설에서 발생하는 휘발성유기화합물을 포함한 유무기 악취가스를 제어하는 수단으로 생물학적처리와 광화학적처리를 병행하여 처리할 수 있는 처리장치를 기존의 건축물이나, 신설되는 건물의 옥상에 설치함으로서 독립된 부지 사용이 요구됨이 없이 유무기 악취가스를 용이하게 제거하기 위한 처리장치를 제공하는 데에 목적을 두고 있다.
상기 기술한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 기존 또는 신설되는 건축물 위에 비중이 낮은 다공성 세라믹과 내부 조경을 위한 잔디층으로 구성된 생물학적 처리 시설과 광화학적 처리를 위한 광촉매필터 및 유리재질의 지붕으로 구성이 되어 있는 온실형태의 처리시설을 제공한다.
도 1은 본 고안 바이오필터의 설치상태를 나타낸 단면구성도
도 2는 본 고안에 의한 황화수소의 제거특성을 나타낸 도표
도 3은 본 고안에 의한 휘발성유기화합물의 제거특성을 나타낸 도표
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 유입가스센서 2 : 대형세라믹메디아층
3 : 소형세라믹메디아층 4 : 잔디층
5 : 자동공급기 6 : 지붕
7 : 광촉매필터 8 : 배출가스센서
본 고안은 유무기 악취가스를 제거하는 처리장치를 구성함에 있어서, 온실형태로 구성되며 저부 일측에 유입되는 가스의 농도를 측정하기 위해 설치되는 가스센서(1)와 미생물에 의한 산화 분해반응이 일어나도록 적층 구성되는 대,소형세라믹메디아층(2)(3)과 상기 대,소세라믹메디아층(2)(3)의 상부에 식물들의 성장기반 및 조경을 위해 형성되는 잔디층(4)과 식물 및 미생물의 생존을 위하여 수분 및 영양분을 공급하기 위해 잔디층(4)의 상부에 등간격으로 입설되는 자동공급기(5)와 지붕형태로 구성되고 자연채광 및 광촉매작용을 위해 설치되는 광촉매가 코팅된 유리재의 지붕(6)과 지붕(6)의 상부 내측에 배출가스의 정화를 위해 광촉매로 코팅이 되어 있는 광촉매필터(7) 및 지붕(6)의 상부 중앙에 배출되는 가스의 농도를 측정하기 위해 설치되는 배출가스센서(8)가 포함되어 구성된 구조이다.
상기 대,소형세라믹메디아층(2)(3)은 각각 건축물의 하중 및 통기성을 고려하여 약 5~10㎝ 크기인 대형세라믹메디아층(2)과 미생물의 활성을 극대화기 위해 약 1~5㎝ 크기인 소형세라믹메디아층(3)으로 구성하고 있다.
그리고 자연 채광을 통한 식물의 광합성에 의한 성장 및 시각적인 효과와 실내공기정화를 위해 유리재의 지붕(6)에 코팅되는 광촉매는 나노사이즈의 산화티타늄을 채택하고 있다.
본 고안은 도 1에서와 같이 광촉매혼합형 바이오필터로 유입되는 가스농도를 측정하는 유입가스센서(1), 미생물에 의한 산화 분해반응이 일어나는 대소형 세라믹 메디아층(2)(3), 식물들의 성장기반 및 조경을 위해 형성되는 잔디층(4), 광촉매로 코팅된 광촉매필터(7)와 유리재의 지붕(6)으로 구성되어 있다.
본 고안은 크게 건물내로부터 발생되는 유무기 악취가스를 제거하는 장치를 구성함에 있어서, 배출되는 가스의 농도를 측정하는 유입가스센서(1)와 미생물을 포함하고 있는 큰 사이즈의 대형세라믹메디아(2) 및 작은 사이즈의 소형세라믹메디아(3)와 다양한 식물의 서식을 위한 잔디(4)와 식물 및 미생물의 생존을 위하여 수분 및 영양분을 공급하는 자동공급기(5)로 구성된 생물학적처리부와, 광촉매가 코팅이 되어 있는 유리재의 지붕(6)과 광촉매가 코팅이 되어 있는 광촉매필터(7)로 구성된 광화학적처리부로 구성되어 있으며 배출되는 가스의 농도를 측정하는 배출가스센서(8)가 지붕(6)의 상부 중앙에 설치되어 있다.
이하 본 고안의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 고안은 건물내에서 발생하는 가스의 농도를 유입가스센서(1)로 실시간으로 측정하게 되며 유입된 악취가스는 두 개의 세라믹메디아층을 통과하게 된다. 상기 악취가스는 처리장치의 내측 저부에 약 5~10㎝ 크기의 대형세라믹메디아층(2)을 통과한 다음 직경이 약 1~5㎝ 크기의 소형세라믹메디아층(3)을 연속적으로 통과하게 된다. 상기 대,소형세라믹메디아층(2)(3)의 대,소형세라믹메디아는 구조물의 하중 및 통기성을 고려하여 크기가 대형인 다공성 대형세라믹메디아와 미생물의 농도를 높이기 위한 작은 다공성 소형세라믹메디아로 각각 나누어 충전하게 되며 이 때 사용되는 다공성 대,소형세라믹메디아는 유리, 산화철, 탄산칼슘 등을 포함하여 자연의 물성과 유사한 다공성체를 자체 제조하여 충전하게 되며 상기 소형세라믹메디아층(3)은 그 상부에 식물이 성장기반과 조경을 목적으로한 잔디층(4)을 형성하게 되는 바, 이 때 사용되는 잔디층(4)에는 미생물을 포함시켜 식물의 성장 및 가스의 정화 능력을 높여 주도록 하고 잔디층(4)의 상부에는 등간격으로 자동공급기(5)를 입설하여 다양한 식물을 재배하게 될 때 상기 식물에게 수분과 영양분을 지속적으로 공급시키도록 하며 상기 수분의 공급은 내부 습도센서에 의하여 자동으로 작동되도록 하고 잉여수분은 자동으로 배출되도록 구조물의 바닥을 경사면으로 구성하는 것이 바람직하다.
또한 처리장치의 전체적인 외관은 자연채광을 통한 식물의 광합성반응을 높이게 되며 시각적인 효과를 높이기기 위하여 온실형태로 구성하게 되며 이는 자연 채광에 의한 실내의 공기 정화에 도움을 주도록 유리재의 지붕(6)에 광촉매를 코팅하여 사용하게 된다.
그리고 본 고안은 배출가스의 정화를 극대화하기 위하여 광촉매가 코팅이 되어 있는 광촉매필터(7)도 제공되고 있다. 상기 광촉매 필터(7)내부에는 UV램프가 포함되어 구성됨으로서 광촉매 반응의 효율을 높이게 되며 본 고안에 광촉매필터(7)에 사용된 광촉매는 나노사이즈의 산화티타늄을 사용하여 광촉매효과를 극대화시키게 된다.
이와 같이 처리장치를 통해 배출되는 가스의 농도는 유리재의 지붕(6) 상부 중앙에 설치된 배출가스센서(8)로부터 실시간으로 측정하여 유입가스센서(1)와 배출가스센서(8)로부터 측정된 자료를 마이크로프로세서가 장착되어 있는 컴퓨터 시스템에 지속적으로 누적 저장하여 이용함으로서 처리장치의 체계적인 유지 및 관리도 가능하다.
본 고안에 의한 건물내의 유무기 악취 생물학적 및 광화학적 동시 처리에 대한 실시예는 다음과 같다.
[실시예 1]
바이오필터는 가로 2000mm, 세로 2000mmm, 높이 1000mm의 유리로 제작된 온실에 바닥으로부터 평균 사이즈가 30mm인 세라믹을 200mm 높이로 충전하고, 그 위에 평균 사이즈가 10mm인 세라믹을 200mm 높이로 충전하며, 그 위에 다시 50mm의 잔디층으로 충전하였다. 또한 광촉매필터는 가로와 세로를 200mm로 하고 높이는 50mm으로 구성하고, 황화수소와 톨루엔, 포름알데히드 등을 포함한 휘발성유기화합물을 1m3/min의 양으로 통과시키면서 유입농도와 배출농도를 측정하였다. 그 결과 도 2에 황화수소에 대한 제거 특성과 도 3에 휘발성유기화합물의 제거 특성을 나타내었다. 시간이 경과 할수록 처리 효율이 높아지는 것을 보여 주고 있다.
본 고안은 산업현장 및 환경기초시설에서 발생하는 가스를 건축물의 옥상에 조경을 겸비한 바이오필터로 생물학적처리를 하고, 광촉매를 이용한 광화학처리를 병행하도록 하여 악취제거효율의 안정적 측면과 공간의 절약에 따른 경제적 측면 그리고 녹지공간의 확보로 인한 친 환경적 측면에 지대한 효과가 있다.
Claims (3)
- 유무기 악취가스를 제거하는 처리장치를 구성함에 있어서, 온실형태로 구성되며 저부 일측에 유입되는 가스의 농도를 측정하기 위해 설치되는 가스센서(1)와 미생물에 의한 산화 분해반응이 일어나도록 적층 구성되는 대,소형세라믹메디아층(2)(3)과 상기 대,소세라믹메디아층(2)(3)의 상부에 식물들의 성장기반 및 조경을 위해 형성되는 잔디층(4)과 식물 및 미생물의 생존을 위하여 수분 및 영양분을 공급하기 위해 잔디층(4)의 상부에 등간격으로 입설되는 자동공급기(5)와 지붕형태로 구성되고 자연채광 및 광촉매작용을 위해 설치되는 광촉매가 코팅된 유리재의 지붕(6)과 지붕(6)의 상부 내측에 배출가스의 정화를 위해 광촉매로 코팅이 되어 있는 광촉매필터(7) 및 지붕(6)의 상부 중앙에 배출되는 가스의 농도를 측정하기 위해 설치되는 배출가스센서(8)가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 건축물의 옥상을 이용한 광촉매혼합형 바이오필터 구조를 갖는 유무기 악취가스 처리장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 대,소형세라믹메디아층(2)(3)은 각각 건축물의 하중 및 통기성을 고려하여 약 5~10㎝ 크기의 대형세라믹메디아와 미생물의 활성을 극대화기 위해 약 1~5㎝ 크기의 소형세라믹메디아로 구성하여 됨을 특징으로 하는 건축물의 옥상을 이용한 광촉매혼합형 바이오필터 구조를 갖는 유무기 악취가스 처리장치.
- 제 1 항에 있어서, 자연 채광을 통한 식물의 광합성에 의한 성장 및 시각적인 효과와 실내공기정화를 위해 유리재의 지붕(6)에 코팅되는 광촉매는 나노사이즈의 산화티타늄임을 특징으로 하는 건축물의 옥상을 이용한 광촉매혼합형 바이오필터 구조를 갖는 유무기 악취가스 처리장치.
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