KR200374505Y1 - 악취 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 악취 제거 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 악취발생원(산업단지내의 공장, 오폐수 처리장, 축사 등)에서 발생하는 악취를 포집하여 제거함과 함께 항균 및 살균 처리시킬 수 있도록 한 악취 제거 장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 고안은 악취발생원에 악취 포집을 위해 설치된 후드 및 덕트와; 포집된 악취에 포함된 습기를 제거하기 위한 제습장치와; 제습된 악취를 급기시키는 급기팬과; 분말활성탄이 도포된 활성매트에 TiO₂를 재코팅시켜 제작된 탈취매트와; 상기 탈취매트 위쪽에 설치되는 UV램프와; 상기 탈취매트를 통과한 악취가 상기 덕트를 따라 이송되어 최종 포집되는 탈취탑 케이스와; 최종적으로 탈취된 가스를 외부로 배출시키기 위하여 상기 탈취탑 케이스와 연결 설치되는 가스배출관과; 상기 악취를 빨아드리는 동시에 이송시킬 수 있도록 상기 후드 및 덕트 등에 연결 설치되는 송풍수단을 포함하여 구성된 악취 제거 장치를 제공한다.

Description

악취 제거 장치{Deodorizing device}

본 고안은 악취 제거 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 악취발생원(산업단지내의 공장, 오폐수 처리장, 축사 등)에서 발생하는 악취를 포집하여 제거함과 함께 항균 및 살균 처리시킬 수 있도록 한 악취 제거 장치에 관한 것이다.

분뇨처리장이나 축산폐수처리장, 하수처리장, 산업단지내의 화학 공장 등의 악취 발생원으로부터 발생되는 악취는 인간에게 불쾌감과 해로움을 끼치면서 일종의 환경오염의 원인이 되고 있다.

현재 악취에 대한 법적 규제는 황화수소(H₂S), 메틸메르캅탄(CH₃SH), 황화메틸((CH₃)₂S), 이황화메틸((CH₃)₂S₂), 암모니아(NH₃), 트리메틸아민((CH₃)₃N), 아세트알데히드((CH₃)₃N), 스티렌(C₆H₅CH=CH₂) 등 8가지 항목에 대하여 시행되고 있으며, 이들 성분은 다른 유기화합물과 달리 저농도에서도 강한 냄새를 내는 것으로 알려져 있다.

그 밖에 인간이 발견한 200만 가지의 물질중 40여만 가지의 물질이 특유의 냄새를 가지고 있으며, 이들 물질들은 그 농도에 따라 사람이 불쾌감을 느끼는 악취를 내기도 한다.

이러한 악취는 소음과 같이 감각 공해에 해당되는 바, 청각, 후각, 미각 등 신경계통에 작용하여, 많은 사람에게 직간접으로 피해를 주고 있으며, 환경분야 민원발생의 상당 부분을 차지하고 있는 실정에 있다.

특히, 분뇨처리장이나 축산폐수처리장, 하수처리장 등의 장소에서 발생하는악취는 황화수소(H₂S)가 주된 오염물질이지만, 그 외에도 암모니아(NH3), 메틸메르캅탄(CH₃SH), 아민류((CH₃)₃N) 및 저급 지방산 등의 물질이 함유되어 악취 강도를 상승시키게 된다. 이와 반대로 혼합된 악취물질은 서로 취기강도를 감소시키거나 중화시키는 작용을 나타낼 수 있다.

대개, 악취물질은 정유공정, 화학공장, 하수처리장, 분뇨 및 축산 폐수 처리장, 쓰레기 매립장 등 발생원별로 여러가지 복합된 화합물이 원인으로 작용하여 악취를 유발하며, 단위화합물질로서 상기 황화수소(H₂S)는 마치 계란썩는 냄새를 내고, 메르캅탄(Mercaptan)은 야채 썩는 냄새를 내며, 아민류는 생선냄새 등과 같은 특이한 냄새를 낸다.

이러한 악취는 거주지 주민들의 민원이나 불만이라는 형태로 표면화되며, 악취의 성격상 오염물질의 축적은 없다고 하지만 의외로 광범위한 피해를 초래하고 있고, 대부분의 저농도 악취 성분이 공기에 의하여 넓은 지역에 확산되기 때문에 악취 발생원을 찾기 어려우며, 이에 민원의 사안을 해결하기가 쉽지 않다.

따라서, 악취의 발생원에 악취를 제거하는 장치를 미리 설치하여, 악취가 퍼지는 것을 미연에 방지하는 것이 최선의 방법으로 인식되고 있다.

본 고안은 상기와 같은 점을 감안하여 연구 개발된 것으로서, 악취발생원에 악취를 포집하기 위한 포집라인을 설치하고, 포집된 악취를 분말활성탄을 도포시킨활성매트에 광촉매용 TiO₂를 재코팅시켜 구성된 탈취매트를 통과시키면서 UV자외선을 조사함으로써, TiO₂의 광촉매 반응에 의하여 활성매트에 흡착된 악취 유기물이 산화 분해되어 제거될 수 있도록 한 악취 제거 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 악취 제거 장치를 나타내는 개략도,

도 2는 본 고안에 따른 악취 제거 방법을 나타내는 순서도,

도 3은 본 고안에 따른 악취 제거 방법에 채택된 TiO₂의 광촉매 반응으로 악취가 제거되는 것을 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 악취발생원 12 : 제습장치

14 : 급기팬 16 : 탈취매트

18 : 덕트 20 : 후드

22 : TiO₂층 24 : UV램프

26 : 탈취탑 케이스 28 : 가스배출구

30 : 점검구 32 : 제어반

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 악취발생원에 악취를 포집하기 위해한설치되는 후드 및 덕트와; 포집된 악취에 포함된 습기를 제거하기 위한 제습장치와; 제습된 악취를 급기시키는 급기팬과; 분말활성탄이 도포된 활성매트에 TiO₂를 재코팅시켜 제작된 탈취매트와; 상기 악취의 산화분해 향상 및 분말활성탄의 재생을 위하여 상기 탈취매트 위쪽에 설치되는 UV램프와; 상기 탈취매트를 통과한 악취가 상기 덕트를 따라 이송되어 최종 포집되는 탈취탑 케이스와; 최종적으로 탈취된 가스를 외부로 배출시키기 위하여 상기 탈취탑 케이스와 연결 설치되는 가스배출관과; 상기 악취를 빨아드리는 동시에 이송시킬 수 있도록 상기 후드 및 덕트 등에 연결 설치되는 송풍수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 악취 제거 장치를 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 탈취매트는 폴리에틸렌 매트에 분말활성탄이 코팅된 14mm 두께 구조로서, 다시 그 표면에 분말 TiO₂가 약 2∼3mm 두께로 도포된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 가스배출관에는 시료 채취를 위한 가스유출점검구가 더 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 고안에 따른 악취 제거 장치를 나타내는 개략도이고, 도 2는 본 고안에 따른 악취 제거 방법을 나타내는 순서도이다.

본 고안은 악취를 흡착하여 TiO₂의 광촉매 반응으로 산화 분해시켜 탈취시킬 수 있는 점에 주안점이 있다.

본 고안의 악취 제거 설비는 악취발생원(정유공정, 화학공장, 하수처리장, 분뇨 및 축산 폐수 처리장, 쓰레기 매립장 등)에 설치하게 된다.

우선, 악취발생원(10)으로부터 발생되는 악취를 포집하기 위하여 미리 설계한 배관라인을 따라 후드(20) 및 덕트(18)를 배열 설치하게 된다.

또한, 상기 후드(20)를 통하여 흡입되는 악취에 습기가 포함되어 있는 바, 이 습기를 제거하기 위한 제습장치(12)가 상기 덕트(18)상에 연결 설치된다.

또한, 상기 제습장치(12)의 바로 후단부에는 제습된 악취를 다음 공정으로 급기시키는 급기팬(14)이 더 설치된다.

특히, 상기 급기팬(14)에 의하여 급기된 악취를 실질적으로 탈취시킬 수 있는 탈취매트(16)가 그 다음 위치에 설치되는 바, 상기 탈취매트(16)는 소정 면적의 폴리에틸렌 표면에 분말활성탄을 코팅시킨 약 14mm 두께 구조로서, 그 표면에 TiO₂층(22)을 약 2 내지 3mm로 재코팅시켜 총 20mm 정도의 두께로 제작된 것이다,

또한, 상기 탈취매트(16)의 위쪽에는 탈취매트에 흡착된 악취 유기물의 산화분해를 촉진하는 동시에 분말활성탄의 재생을 위하여 UV램프(24)가 설치되며, 후술하는 바와 같이 상기 UV램프(24)에서 조사되는 자외선에 의하여 상기 TiO₂층(22)의 광촉매 반응이 일어나 악취의 제거가 이루어지게 된다.

또한, 상기 탈취매트(16)를 통과한 악취가 상기 덕트(18)를 따라 이송되어 최종 포집되는 장소로서 탈취탑 케이스(26)가 설치되며, 바람직하게는 상기 후드(20)와 덕트(18), 탈취매트(16), 제습장치(12), UV램프(24) 등이 탈취탑 케이스(26)로 케이싱되어, 악취의 일부량이라도 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

최종적으로 탈취된 가스를 외부로 배출시키기 위하여 상기 탈취탑 케이스(26)에는 가스배출관(28)이 설치되며, 이 가스배출관(28)에는 시료 채취를 위한 가스유출 점검구(30)가 더 장착된다.

한편, 상기 악취를 빨아드리는 동시에 이송시킬 수 있도록 상기 후드(20) 및 덕트(18) 등에는 송풍수단(미도시됨)이 연결 설치되며, 바람직하게는 상기 제습장치(12), 급기팬(14), UV램프(24) 등은 모두 전기적인 배선 처리에 의하여 하나의 제어반(32)으로 연결되어, 제어반(32)의 조작에 의하여 작동하게 된다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안의 악취 제거 장치를 기반으로 이루어지는 악취 제거 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

본 고안의 악취 제거 방법은 TiO₂의 광촉매 반응을 이용한 것으로서, 광촉매란 일정한 파장대의 빛을 흡수하여 화학적 반응이 일어나도록 도와주는 물질을 말하며, 광촉매는 빛의 조사하에서 산소나 물 등을 산화제로 하여 유독성 유기물을 이산화탄소나 물로 산화시키는 반응을 하게 된다.

일반적으로 광촉매에 사용되는 물질은 반도성 전이금속 산화물로 외부로부터 일정한 파장 이상의 빛이 조사되면 밸런스 밴드(valance band)에 있던 전자가 컨덕션 밴드(conduction band)로 이동하면서 밸런스 밴드에는 정공(h+)이 형성되고, 컨덕션 밴드에는 전자(-)가 위치하게 되어 서로 분리된 전자와 정공에 의하여 산화 환원 반응이 일어나게 된다.

본 고안에서는 반도성 전이금속 산화물중 TiO₂를 이용하여 악취를 제거하게 되는 바, 본 고안의 악취제거 방법을 순서대로 설명하면 다음과 같다.

우선, 악취발생원(10)에 설치된 후드(20)와 덕트(18)로 악취를 흡입하여 포집하는 단계(100)가 진행된 다음, 송풍수단에 의하여 악취가스가 제습장치(12)로 이송되는 단계(200)가 진행된다.

이때, 상기 악취가스에는 냄새를 더 내는 특성의 습기가 포함되어 있는 바, 악취가스에 포함되어 있는 습기가 제습장치(12)에 의하여 제거되는 단계(300)가 진행된다. 이 악취 제습단계는 악취 포집시 온도변화 및 포집장소에서 증발된 수증기 등에 의하여 발생된 습기를 제거하기 위한 공정이다.

이렇게 상기 제습장치(12)에 의하여 제습된 악취는 덕트(18)내의 급기팬(14)에 의하여 탈취매트쪽으로 급기 이송되는 단계(400)가 진행된다.

한편, 다음 공정으로 탈취 단계가 진행되는 바, 상술한 바와 같이 소정 면적의 활성매트 즉 폴리에틸렌 매트 표면에 분말활성탄을 코팅시킨 14mm 두께 구조의 표면에 TiO₂층을 약 2 내지 3mm 두께로 재코팅시켜 제작된 탈취매트(16)를 이용하게 된다.

따라서, 상기 악취가스가 탈취매트(16)를 통과하면서 흡착되는 단계(500)가 진행되는 동시에 상기 UV램프(24)의 자외선이 탈취매트(16)의 표면에 조사되어 TiO₂의 광촉매 반응이 일어나면서 악취가 산화 분해되는 단계(600)가 2분 내지 3분동안 진행된다.

이때, 상기 탈취매트를 통과하는 악취가스의 유속은 0.5㎥/sec이고, 탈취매트에 접촉하는 시간은 최소 1초 이상이며, UV 램프(24)의 자외선 접촉시간도 최소 1초 이상이 되도록 한다.

여기서, 상기 TiO₂에 의한 악취 제거 작용을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 3은 본 고안에 따른 악취 제거 방법에 채택된 TiO₂의 광촉매 반응으로 악취가 제거되는 것을 나타내고 있다.

상기 탈취매트(16)에 코팅된 TiO₂는 빛이 닿으면 마이너스 전기를 띠는 전자와 플러스 전기를 띠는 정공(미세구멍)을 만드는 바, 이 전자와 정공은 매우 강한 환원력과 산화력을 갖고 있어 대기중의 물과 산소로부터 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이 활성산소인 수산기(OH)와 과산소이온(O₂-)을 생성한다.

이때, 친수성 분자(냄새나는 화합물)인 악취가 상기 수산기에 결합되어진다.

이어서, 상기 탈취매트에 코팅된 TiO₂에 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 UV램프의 자외선이 조사되면, TiO₂의 광촉매 반응에 의거 상기 친수성 분자는 이산화탄소와 물로 분해되고, 동시에 도 3의 (c) 및 (d)에 도시한 바와 같이 상기 물은 수산기에 물리적으로 결합된다.

또한, TiO₂광촉매는 빛에너지를 받아 전자가 계속해서 이동하므로 정공이 한 곳에 형성되는 것이 아니다. 그러므로 정공에 의해 생성되는 수산기와 전자에 의해 생성되는 과산소이온이 TiO₂층(22)의 표면 곳곳에 발생하기 때문에 박테리아와 접촉할 가능성이 매우 높으며, 따라서 악취에 대한 항균, 살균, 방취 능력을 발휘하게 된다.

이와 같이, 상기 TiO₂의 광촉매 반응에 의한 수산기와 과산소이온이 강력한 산화, 환원력을 갖고 있어 악취의 산화 분해(탈취) 및 항균, 살균 등이 이루어지게 된다.

최종적으로, 탈취된 가스는 탈취탑 케이스(26)의 후단부쪽에 최종 포집된 다음, 대기로 배출되는 단계(700)가 진행된다.

한편, 상기 탈취가스의 배출시 시료를 채취하여 탈취 정도를 정기적으로 점검하는 단계(800)가 더 진행되어진다.

이상에서 본 바와 같이, 본 고안에 따른 악취 제거 장치 및 방법에 의하면, 분말활성탄이 도포된 활성매트에 TiO₂를 코팅시킨 탈취매트를 이용하여 악취발생원의 악취를 포집하여 용이하게 제거할 수 있는 장점을 제공한다.

또한, 악취에 대하여 TiO₂에 의한 산화 분해, 항균 및 살균이 이루어져 탈취효과가 매우 우수한 장점을 갖는다.

또한, 별도의 탈취제가 필요없으며, 다른 동종 장치에 비하여 그 구조가 간단하여 설치비 및 운영비가 매우 적게 드는 장점을 갖는다.

Claims (3)

1. 악취발생원에 악취를 포집하기 위한설치되는 후드 및 덕트와;

   포집된 악취에 포함된 습기를 제거하기 위한 제습장치와;

   제습된 악취를 급기시키는 급기팬과;

   분말활성탄이 도포된 활성매트에 TiO₂를 재코팅시켜 제작된 탈취매트와;

   상기 악취의 산화분해 향상 및 분말활성탄의 재생을 위하여 상기 탈취매트 위쪽에 설치되는 UV램프와;

   상기 탈취매트를 통과한 악취가 상기 덕트를 따라 이송되어 최종 포집되는 탈취탑 케이스와;

   최종적으로 탈취된 가스를 외부로 배출시키기 위하여 상기 탈취탑 케이스와 연결 설치되는 가스배출관과;

   상기 악취를 빨아드리는 동시에 이송시킬 수 있도록 상기 후드 및 덕트 등에 연결 설치되는 송풍수단을 포함하여 구성된 악취 제거 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 탈취매트는 폴리에틸렌 매트에 분말활성탄이 코팅된 14mm 두께 구조로서, 다시 그 표면에 분말 TiO₂가 2∼3mm 두께로 도포된 것을 특징으로 하는 악취 제거 장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 가스배출관에는 시료 채취를 위한 가스유출 점검구가 더 설치된 것을 특징으로 하는 악취 제거 장치.