KR200468971Y1

KR200468971Y1 - 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치

Info

Publication number: KR200468971Y1
Application number: KR2020130000583U
Authority: KR
Inventors: 현근탁; 고찬옥; 오태권; 임용철; 김형철; 고신효
Original assignee: 제주특별자치도(보건환경연구원장)
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2013-09-10

Abstract

이를 위하여, 악취가스가 유입되는 흡입덕트와 정화된 악취가스가 배출되는 배출덕트에 연통된 탈취실이 구성된 하우징; 상기 흡입덕트 내부에 구비되어 악취가스가 흡입덕트 내부에 흡입되도록 하는 에어팬; 상기 흡입덕트 내부에 구성되어 에어팬에 의해 흡입된 악취가스가 코로나방전에 의한 플라즈마를 통해 분해 처리되도록 하는 플라즈마처리수단; 상기 탈취실의 내부에 구성되어 플라즈마처리수단에 의해 플라즈마 분해 처리된 악취가스가 탈취실로 유입시 탈취실 공간에 중화제를 분사시켜 악취가스가 중화되도록 하는 약액분사기; 상기 탈취실의 하측에 구성되어 악취가스와 반응된 중화제가 집수되도록 하는 집수탱크; 상기 집수탱크의 일측에 구성되어 화학펌프를 통해 집수탱크에 중화제가 공급되도록 하는 중화제공급탱크; 상기 집수탱크에 집수된 중화제를 약액분사기에 공급하여 중화제가 탈취실의 공간에 분사되도록 하는 중화제를 순환시키는 순환펌프; 및 상기 중화제에 의해 중화된 악취가스가 배출되는 배출덕트에 연통되는 탈취실의 해당 부위에 구성되어 중화제에 의해 중화되지 않은 악취가스의 악취물질을 여과한 후 중화 처리 가스만이 배출되도록 하는 여과수단을 포함하는 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치가 제공된다.

Description

복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치{Complex type apparatus capable of removing malodor gas of animal-excretion}

본 고안은 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가축 분뇨 등 축산 폐기물에서 발생하는 암모니아 및 황화수소 등과 같은 악취가스를 플라즈마방식, 습식처리방식 및 흡착방식 순으로 순차적으로 제거하는 구성부들이 콤팩트하게 구성되어 악취가스 정화효율을 향상시킬 수 있는 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치에 관한 것이다.

2005년 2월부터 시행된 악취방지법(환경부)에 의하면 2006년 1월 1일부터 돼지 사육시설 면적이 50 ㎡ 이상 되는 축산시설에 대해서 암모니아, 황화수소 등 지정 악취가스의 배출에 대한 규제가 실시되고 있다. 이는, 축산시설이 위치한 부지의 경계선에서 측정한 지정 악취가스의 농도가 각각의 배출허용기준을 만족해야 하는 법령으로 돈사에 인접한 지역에서 악취가스로 인한 문제를 해결하기 위한 법이다. 현재의 악취방지법은 시행 초기로서 폐수관리법과 같이 엄격하게 적용되고 있지 않지만 향후 몇 년 이내에 돼지 축산농가에서는 상기 악취방지법을 엄격히 준수해야 하는 상황이 다가 오고 있다. 그러므로 이러한 악취방지법을 만족하기 위해서는 돼지 축산시설로부터 배출되는 공기에 존재하는 악취가스를 제거하는 시스템의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

또한, 이러한 악취방지법 뿐만 아니라 농축산 시장의 개방에 따른 축산농가의 경쟁력 확보를 위해서도 보다 양질의 돼지를 생산하기 위한 경쟁력 있는 돼지 축산시설이 갖추어져야 하고, 돼지의 품질 향상을 위해서 돼지 축산시설 내를 보다 청결하게 유지하고 관련 질병들을 없애는 악취가스 제거장치가 반드시 필요하다.

상기와 같은 종래의 악취가스 제거장치는, 악취가스를 플라즈마를 이용하여 제거하는 플라즈마방식, 탈취탑을 적용하여 악취가스에 노즐로 약액을 뿌려 악취를 제거하는 습식처리방식, 탈취탑 내에 활성탄, 실리카겔, 제올라이트 등과 같은 흡착제를 배치하여 악취물질을 흡착 제거하는 흡착처리방식들 중 어느 하나를 주로 적용한 구성을 가진다.

따라서 종래의 악취가스 제거장치와 같이, 상기 방식들 중 어느 하나의 방식만을 이용하여 악취가스를 제거하는 경우 해당 구성부들의 오랜 정화 동작에 따른 피로도 증가로 인하여 악취가스 제거 효율이 현저히 감소하고 또한, 구성부의 교체 등에 따른 유지보수 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 악취가스 제거장치는, 탈취탑을 적용하기 때문에 축산시설의 한 공간에 큰 면적을 차지하여 설치구조가 매우 복잡하고 설비에 고비용이 소요되며 이동이 불가능한 문제점이 있다.

이에, 등록특허 제10-1133116호와 같은 악취가스 제거장치가 개시된 바 있는데, 상기 악취가스 제거장치는, 분뇨처리장 등에서 발생하는 악취가스를 소형의 사일로로 흡입하여 악취가스 중의 입자를 분리한 후 탈취실에서 중화제를 통해 중화시키고 아울러, 복수개의 여과수단을 통해 악취가스 중의 악취물질을 흡착한 후 외부로 배출시키도록 하는 구성부들을 포함하여 악취가스가 중화제를 통한 습식처리방식과 여과수단을 통한 흡착처리방식에 의해 제거되도록 하고 있다.

그러나 상기와 같은 악취가스 제거장치는, 상기 탈취실에 복수개의 분사기를 통하여 중화제가 분사되면서 악취가스와 접촉된 중화제가 집수탱크로 집수된 상태에서 중화제에 의해 중화되지 않은 악취가스의 악취물질이 여과수단으로 경유되어 흡착된 후 외부로 배기되도록 하는 배기 구조를 가지기 때문에, 탈취실에 유입된 악취가스가 중화제에 접촉되지 않는 경우 집수탱크로 집수되지 않아 많은 양의 악취가스를 신속히 중화시키기에는 어려움이 있고 이로 인하여, 악취가스 제거효율도 저하되는 문제점이 있다.

또한, 탈취실이 단순히 하나의 중공을 가지는 통체로 구성되기 때문에, 악취가스가 중화제에 접촉되는 시간이 짧아 중화효율이 크게 저하되는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같이 습식처리방식의 중화효율이 저하되는 경우 상기 흡착처리방식의 여과수단에 부하가 발생하기 때문에, 여과수단의 흡착부재에 악취가스가 포화되는 주기가 빨라져 흡착부재를 교체해야 하는 번거로움과 함께 유지 보수 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

따라서 본 고안의 목적은 가축 분뇨 등 축산 폐기물에서 발생하는 암모니아 및 황화수소 등과 같은 악취가스를 플라즈마방식, 습식처리방식 및 흡착방식 순으로 순차적으로 제거하는 구성부들이 콤팩트하게 구성되어 유지 보수 비용을 절감하면서도 악취가스 정화효율을 향상시킬 수 있는 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 악취가스와 중화제의 중화 시간을 증가시키거나 또는 접촉 면적이 커지도록 하는 탈취탑의 구성을 통하여 악취가스의 정화효율을 향상시킬 수 있는 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치를 제공하는 것이다.

한편, 본 고안의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

여기서, 상기 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치는, 상기 집수탱크의 일측에 구비되어 축산시설에 구비된 저류조에 중화제를 배출시키는 바이패스펌프와; 상기 바이패스펌프와 저류조를 연결하는 파이프 사이에 연결되며 산소공급펌프로부터 공급되는 산소와 중화제가 혼합되도록 하는 혼합기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 탈취실은, 내부 공간이 복수개의 베플에 의해 지그재그의 유동로를 가지도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 플라즈마처리수단은, 상기 흡입덕트의 내부 단면적에 대응되는 입구와 출구를 가지는 바디에 구성되는 코로나방전부 및 악취가스제거촉매제를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 약액분사기는, 상기 탈취실의 외부 하측에 구성되는 순환펌프에 연결된 상태에서 탈취실의 하측부를 관통하여 탈취실의 내부 일측벽에 수직하게 설치되어 집수탱크로부터 중화제가 공급되는 공급관; 상기 공급관의 상단부와 중간부에 공급관에 대해 수직하게 연결되어 중화제가 탈취실의 상측부와 중간부로 분배되도록 하는 제1 및 제2분배관; 및 상기 제1 및 제2분배관에 각각 수직하게 소정 간격을 가지며 연결되어 중화제가 탈취실의 전체 용적에 대응되도록 복수개의 분사노즐을 통해 분사되도록 하는 복수개의 제3 및 제4분사관을 포함하는 것이 바람직하다.

따라서 본 고안에 의하면, 가축 분뇨 등 축산 폐기물에서 발생하는 암모니아 및 황화수소 등과 같은 악취가스를 플라즈마방식, 습식처리방식 및 흡착방식 순으로 순차적으로 제거하는 구성부들이 하우징에 모두 콤팩트하게 구성됨으로써, 유지 보수 비용을 절감하면서도 악취가스 정화효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 악취가스와 중화제의 중화 시간을 증가시키거나 또는 접촉 면적이 커지도록 하는 탈취탑의 구성을 통하여 악취가스의 정화효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 플라즈마방식, 습식처리방식 및 흡착방식을 이용하여 악취가스를 제거하는 구성부들의 동작 시간 등과 같은 제어를 가능하게 할 수 있어 어느 한 기능을 하는 구성부에 부하가 집중되는 것을 방지할 수 있고 이를 통하여 유지 보수 비용을 절약할 수 있다.

또한, 집수탱크에 집수된 중화제 또는 배양액에 산소를 혼합시킨 후 저류조로 바이패스되도록 함으로써, 저류조에 별도의 폭기수단을 구비하지 않고 미생물을 이용한 탈질 및 탈황의 처리가 가능하도록 하여 악취가스의 처리효율을 향상시키고 비용을 절감할 수 있다.

한편, 본 고안의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치를 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 도 1의 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치를 나타낸 정면도;
도 3은 도 1의 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치를 나타낸 평면도;
도 4와 도 5는 각각 도 1의 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치에 있어서 탈취실과 분사기의 구조를 나타낸 정면도와 평면도; 및
도 6은 도 1의 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치에 있어서 플라즈마발생장치의 구성을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치를 나타낸 정면도이며, 도 3은 도 1의 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치를 나타낸 평면도이다. 또한, 도 4와 도 5는 각각 도 1의 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치에 있어서 탈취실과 분사기의 구조를 나타낸 정면도와 평면도이고, 도 6은 도 1의 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치에 있어서 플라즈마발생장치의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치는, 축산시설 등에 구비된 분뇨처리장 또는 분뇨저장소 등에 위치되며 악취가스가 유입되는 흡입덕트(ID)와 정화된 악취가스가 배출되는 배출덕트(OD)에 연통된 탈취실(R)로 구성된 하우징(H), 상기 흡입덕트(ID) 내부에 구비되어 상기 분뇨처리장 또는 분뇨저장소 등으로부터 악취가스가 흡입덕트(ID) 내부에 흡입되도록 하는 에어팬(A), 상기 흡입덕트(ID) 내부에 구성되어 에어팬(A)에 의해 흡입된 악취가스가 양성코로나방전에 의한 플라즈마를 통해 분해 처리되도록 하는 플라즈마처리수단(110), 상기 탈취실(R)의 내부에 구성되어 플라즈마처리수단(110)에 의해 플라즈마 분해 처리된 악취가스가 탈취실(R)로 유입시 탈취실(R)의 공간에 중화제를 분사시켜 악취가스가 중화되도록 하는 약액분사기(120), 상기 탈취실(R)의 하측에 구성되어 악취가스와 반응된 중화제가 집수되도록 하는 집수탱크(CT), 상기 집수탱크(CT)의 일측에 구성되어 화학펌프(PP)를 통해 집수탱크(CT)에 중화제가 공급되도록 하는 중화제공급탱크(PT), 상기 집수탱크(CT)에 집수된 중화제를 약액분사기(120)에 공급하여 중화제가 탈취실(R)의 공간에 분사되도록 하는 중화제를 순환시키는 순환펌프(SP) 및 상기 중화제에 의해 중화된 악취가스가 배출되는 배출덕트(OD)에 연통되는 탈취실(R)의 해당 부위에 구성되어 중화제에 의해 중화되지 않은 악취가스의 악취물질을 여과한 후 중화 처리 가스만이 배출되도록 하는 여과수단(130) 등을 포함한다.

여기서, 상기 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치는, 상기 흡입덕트(ID) 내부에 구성되어 악취가스의 풍량, 온도, 습도 등을 측정하는 유입센서(미도시), 상기 여과수단(130)의 일측에 구성되어 자외선을 통해 악취가스를 분해시키는 자외선램프(미도시), 상기 탈취실(R) 또는 집수탱크(CT)에 구성되어 악취가스의 농도를 검출하거나 중화제의 산성도를 검출하는 pH센서(PS), 상기 탈취실(R)의 외부 하측단에 구비되어 탈취실(R)을 일정 온도로 유지시키는 전기발열수단(미도시), 상기 집수탱크(CT)의 일측에 구비되어 축산시설 등에 구비된 저류조 등에 중화제를 배출시키는 바이패스펌프(BP), 상기 바이패스펌프(BP)와 저류조를 연결하는 파이프 사이에 연결되며 산소공급펌프(OP)로부터 공급되는 산소와 중화제가 혼합되도록 하는 혼합기(M) 및 상기 pH센서(PS)에 의해 검출된 악취가스 농도와 산성도를 토대로 상기 구성부들의 동작을 제어하는 제어수단(C) 등을 더 포함한다.

상기 하우징(H)은, 상기 구성부들이 수용되는 수용공간이 구비되는 육면체 형상의 바디를 가지며, 하단부에 캐스터 등과 같은 이동수단이 구성되어 축산시설 등에 구비된 분뇨처리장 또는 분뇨저장소 등에 접근이 용이하도록 하여 상기 가축분뇨 악취가스 제거장치의 적용을 보다 용이하게 할 수 있고, 이를 통하여 제반 설비의 설치에 따른 공간의 제약과 고비용의 문제점을 해결할 수 있다.

여기서, 상기 하우징(H)은 가로 2m, 세로 1m 및 높이 1.8m의 체적을 가지며, 이를 통하여 콤팩트한 악취가스 제거장치의 구성을 가능하게 한다.

또한, 상기 하우징(H)은, 내부에 탈취실(R)이 구성되고 상기 탈취실(R)의 일측에 악취가스가 유입되는 흡입덕트(ID)가 연통되고 타측에 중화제에 의해 정화된 악취가스가 배출되는 배출덕트(OD)에 연통된 구조를 가지며, 외부에서 상기 탈취실(R)의 중화상태와 여과수단(130)의 교체상태를 육안으로 확인하도록 할 수 있는 투시창(W)이 형성되는 것이 좋다.

여기서, 상기 탈취실(R)은, 약 700L 내지 1300L의 용량을 가지는 원통형 또는 다면체로 형성되고 내부 공간이 복수개의 베플(BF)에 의해 지그재그의 유동로를 가지도록 구성되어, 상기 탈취실(R)로 흡입된 악취가스와 약액분사기(120)에 의해 분사되는 중화제가 반응하는 시간이 길어지도록 하여, 중화효율을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 탈취실(R)은, 상기 투시창(W)에 대응되는 부위는 투시창(W)에 의해 밀폐된 부위가 개구되도록 하여 후술된 약액분사기(120) 및 여과수단(130)의 교환작업 등과 같은 유지 보수를 용이하게 하는 것이 좋다.

또한, 상기 흡입덕트(ID)는, 상기 분뇨처리장 또는 분뇨저장소의 악취가스 배출구에 인렛 등을 통해 연결되며, 20 L 정도의 용량을 가지는 것이 좋다.

한편, 상기 에어팬(A)은, 악취가스가 탈취실(R)에 유입되도록 하는 것으로, 악취가스에 포함된 산성 성분에 대하여 내구성을 가지는 것이 좋다.

상기 플라즈마처리수단(110)은, 상기 흡입덕트(ID) 내부에 구성되어 에어팬(A)에 의해 흡입된 악취가스가 양성코로나방전에 의한 플라즈마를 통해 분해 처리되도록 하는 플라즈마방식의 정화장치로, 흡입덕트(ID)의 내부 단면적에 대응되는 입구와 출구를 가지는 바디(B)에 구성되는 코로나방전부(110A) 및 악취가스제거촉매제(110B) 등을 포함한다.

여기서, 상기 코로나방전부(110A)와 악취가스제거촉매제(110B)는, 유닛 형태로 제공되어 복수개가 함께 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 단 하나의 유닛이 단독으로 사용될 수 있다. 또한, 상기 바디(B)의 입구에는 악취가스 중에 이물질 등이 포함되는 경우 이를 필터링하기 위한 필터부재가 더 구성될 수 있다.

상기 코로나방전부(110A)는 내부에 소정의 코로나 방전 공간을 가지며 상기 코로나 방전 공간에서는 코로나 방전이 발생하도록 구성되는데, 방전전극(111), 상기 방전전극(111)으로부터 이격 배치되는 접지전극(112) 및 상기 방전전극(111)과 접지전극(112)에 전원을 인가하는 전원공급부(113) 등으로 구성된다.

상기 방전전극(111)은, 악취가스가 통과 가능한 다공성 형태로 구성되는데, 금속재질을 가지고 복수개의 관통공을 갖는 사각판 형상의 전극판(111a)과 상기 전극판(111a)의 일면에 소정 간격을 두고 이격되도록 돌출 형성되는 복수개의 돌기전극(111b)으로 구성된다. 여기서, 상기 전극판(111a)의 크기 및 침전극의 길이는 요구되는 조건 및 처리 환경에 따라 변경될 수 있으며, 돌기전극(111b)은 통상의 봉상 또는 침상 등의 돌출된 형태로 형성된다.

상기 접지전극(112)은, 상기 방전전극(111)과 마찬가지로 악취가스가 통과 가능한 다공성 형태로 구성되는데, 방전전극(111)으로부터 소정 간격을 두고 이격되도록 배치된다. 여기서, 상기 접지전극(112)의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있는데, 소정의 메쉬(mesh)를 가지는 통상의 금속 망이나 다공성 금속 통체 등으로 형성되며, 방전전극(111)에 대응되는 크기로 형성되는 것이 좋다.

상기 전원공급부(113)는 방전전극(111)과 접지전극(112)에 코로나 방전을 위한 전원이 인가되도록 하여 방전전극(111)과 접지전극(112) 사이에 코로나 방전이 발생되도록 하는 것으로, 공지의 기술적 구성을 가지므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

따라서 상기 코로나방전부(110A)에 의하면, 방전전극(111)과 접지전극(112) 사이에 코로나 방전이 발생됨에 따라 방전전극(111)의 돌기전극(111b)과 접지전극(112) 사이에는 각종 화학적 활성종이 생성되는데, 예를 들면, 코로나 방전 공간에는 코로나 방전에 의해 통상의 산화성 활성종이 형성되고, 이에, 코로나 공간을 통과하는 악취가스의 악취원인물질은 산화성 활성종에 의해 제거될 수 있다.

상기 악취가스제거촉매제(110B)는, 상기 코로나방전부(110A)에 의해 정의되는 코로나 방전 공간에 인접하게 제공되며, 코로나 방전에 의해 활성화되어 악취가스의 악취원인물질을 제거하기 위한 악취제거물질을 생성하는 것으로, 접지전극(112)의 내부의 수용공간에 충진되거나 방전전극(111)과 접지전극(112) 사이 공간에 배치된다.

여기서, 상기 악취가스제거촉매제(110B)는, 코로나 방전에 의해 활성화되며 악취제거물질을 생성 가능한 통상의 촉매제 일예로, 이산화티타늄(TiO2) 등이 사용되며, 상기 이산화티타늄은 코로나 방전시 발생되는 전자 및 광자에 의해 활성화되어 수산화라디칼을 생성하고 상기 수산화라디칼에 의해 악취원인물질이 제거되도록 한다.

한편, 상기 접지전극(112)의 내부 수용공간에는 촉매지지체가 더 충진될 수 있는데, 상기 촉매지지체는, 망 재로 이루어진 접지전극(112)의 수용공간에 충진된 악취가스제거촉매제(110B)의 충진 상태를 안정적으로 유지하는 것으로, 악취의 흡착성 및 중화성이 매우 우수한 화산분출물의 일종인 스코리아 인 것이 바람직하다.

한편, 상기 접지전극(112)의 내부 수용공간에는 상기와 같은 코로나 방전에 의해 발생되는 플라즈마에 의해 악취원인물질이 분해되는 동안 악취가스 중의 산소가 해리되어 오존이 발생되는 것을 억제하기 위해서 오존분해촉매제가 더 충진될 수 있는데, 상기 오존분해촉매제는, 오존의 분해 가능한 이산화망간 또는 산화구리 인 것이 바람직하며, 이때, 상기 오존분해촉매제에 의해 분해되지 않는 미량의 오존은 탈취실(R)로 유입되고 이때, 중화제에 용해되어 오존수로 활용될 수 있다.

따라서 상기 플라즈마처리수단(110)에 의하면, 악취가스에 포함된 악취원인물질이 코로나방전부(110A)를 통과하는 동안 코로나 방전시 활성화되는 화학적 활성종에 의해 제거됨으로써, 악취가스 정화효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 동시에, 코로나 방전에 의해 활성화되는 악취제거물질인 수산화라디칼에 의해 악취원인물질이 이중으로 제거됨으로써, 악취가스 정화효율의 향상과 함께 코로나방전부(110A)의 소비전력을 최소화 할 수 있다.

상기 약액분사기(120)는, 상기 탈취실(R)의 내부에 구성되어 플라즈마처리수단(110)에 의해 플라즈마 분해 처리된 악취가스가 탈취실(R)로 유입시 탈취실(R)의 공간에 중화제를 분사시켜 악취가스가 중화되도록 하는 분사수단으로, 탈취실(R)의 전체 용적에 대응되게 중화제가 교차 분사되도록 중화제 분사 방향이 배치된다.

즉, 탈취실(R)의 외부 하측에 구성되는 순환펌프(SP)에 연결된 상태에서 탈취실(R)의 하측부를 관통하여 탈취실(R)의 내부 일측벽에 수직하게 설치되어 집수탱크(CT)로부터 중화제가 공급되는 공급관(121), 상기 공급관(121)의 상단부와 중간부에 공급관(121)에 대해 수직하게 연결되어 중화제가 탈취실(R)의 상측부와 중간부로 분배되도록 하는 제1 및 제2분배관(122,123) 및 상기 제1 및 제2분배관(122,123)에 각각 수직하게 소정 간격을 가지며 연결되어 중화제가 탈취실(R)의 전체 용적에 대응되도록 복수개의 분사노즐(N)을 통해 분사되도록 하는 복수개의 제3 및 제4분사관(124,125)을 포함한다.

여기서, 상기 탈취실(R)의 상단부에 위치되는 제1분배관(122)에 수직하게 형성되는 제3분사관(124)에는 한 쌍의 분사노즐(N)들이 한 군을 이루며 분사관의 양측부에 분사관의 수직 방향에 대해 45°의 각도(한 쌍의 분사노즐 상호간 90°의 각도)를 가지며 일정 간격으로 설치되고, 상기 탈취실(R)의 중간부에 위치되는 제2분배관(123)에 수직하게 형성되는 제4분사관(125)에는 인접한 분사관의 일측에 대면되는 위치에 분사관의 수직 방향에 대해 90°의 각도를 가지며 일정 간격으로 설치되어, 각각의 분사노즐들로부터 분사되는 중화제는 상호간 중첩되면서 탈취실(R)의 전체 용적에 골고루 분사되도록 할 수 있다. 즉, 상기 제3분사관(124)에 설치되는 분사노즐에 의해 탈취실(R)의 최상단부의 전면적에 중화제가 분사됨으로써, 악취가스와의 접촉면적을 크게 증가시킬 수 있어 중화효율을 향상시킬 수 있다.

따라서 상기 약액분사기(120)에 의하면, 상기 탈취실(R)의 전체 용적에 대응되게 중화제가 교차 분사되도록 배치됨으로써, 상기 베플(BF)에 의해 탈취실(R)의 내부를 상하 지그재그로 이동하는 악취가스의 유입기체 흐름 방향과 상호 교차되도록 중화제가 분사되어 악취가스와 중화제의 접촉면적과 중화시간을 증가시킬 수 있어 악취가스의 중화효율이 크게 향상될 수 있다.

상기 집수탱크(CT)는, 상기 탈취실(R)의 하측부에 집수관(126)을 통해 연결 가능하게 위치되어 악취가스와 반응된 중화제를 집수하는 것으로, 탈취실(R)의 내부에서 악취가스와 반응된 중화제가 집수된 상태에서 탈취실(R)에서 중화 처리되지 않은 악취가스와 중화제의 접촉에 따른 기포발생을 통하여 악취가스의 2차 중화가 이루어지는 공간으로, 700 L 정도의 용량을 가지고 부피의 3/4 정도로 중화제가 집수된다.

여기서, 상기 탱크는, 화학적인 반응조 뿐만 아니라 생물학적 처리방법에서 사용될 경우 생물반응조로 사용되어 암모니아가스 제거가 가능하고, 이때 사용될 수 있는 미생물로서는 Paracoccus denitrificans, Pseudomonas spp. 등이 이용될 수 있다. 한편, 상기 생물학적 처리방법에서 미생물에 의해 반응이 완료된 배양액은, 친환경농업의 토양에 질소나 인을 공급할 수 있는 액비로 사용될 수 있다. 또한, 상기 탱크에는 히터가 구비되어 탱크 내부를 항상 25 ℃ - 30 ℃ 온도를 유지하도록 하여 중화제의 중화 조건을 극대화시키는 것이 바람직하다.

상기 중화제공급탱크(PT)는, 상기 집수탱크(CT)의 일측에 연결 구성되어 집수탱크(CT)에 중화제를 공급하여 집수탱크(CT)의 물과 혼합되어 중화제 상태로 약액분사기(120)에 공급되도록 하는 것으로, 중화제가 저장되는 탱크와, 상기 탱크의 내부에서 중화제가 교반되도록 프로펠러를 구동시키는 구동모터 등을 포함하며, 상기 중화제는 화학펌프(PP)를 통해 집수탱크(CT)에 공급된다.

여기서, 상기 중화제는, 무색 무취의 강한 산성으로 유기물을 분해하고 여러 가지 약품을 만드는 기초 원료로서 화학공업에 널리 사용되며 특히, 악취가스 중 암모니아와 반응할 경우 황산암모늄((NH₄)₂SO₄)을 생성하여 암모니아에 대한 탈취효과가 높은 황산(H₂SO₄)이나 인산암모늄((NH₄)₂HPO₄)을 생성하여 암모니아에 대한 탈취효과가 높은 인산(H₃PO₄) 용액인 것이 바람직하며, 그 농도는 pH 3(±1) 정도인 것이 좋다. 한편, 상기 중화제에 의해 중화되어 생성되는 황산암모늄과 인산암모늄은 토양의 질소나 인을 공급할 수 있는 액비로 사용될 수 있다.

또한, 상기 중화제는, 알칼리성 용액인 수산화나트륨(NaOH)이나 차염소산나트륨(NaClO)일 수 있으며, 그 농도는 농도 pH 7-11 정도로 조절하여 황화수소(H₂S)나 메르캅탄류를 제거할 수도 있다. 이때, 상기 차염소산나트륨인 경우 유효염소농도는 800ppm - 900ppm인 것이 적당하다.

상기 순환펌프(SP)는, 상기 집수탱크(CT)에 집수된 중화제가 상기 약액분사기(120)에 재공급하여 중화제가 탈취실(R)의 공간에 재분사되도록 하는 것으로, 집수탱크(CT)에 집수된 중화dor의 산성도를 pH센서(PS)를 통해 측정한 후 중화제의 농도가 pH 7-11 정도인 경우 다시 탈취실(R)에 재분사하여 중화제의 재활용도를 향상시킬 수 있다.

상기 여과수단(130)은, 상기 중화제에 의해 중화된 악취가스가 배출되는 배출덕트(OD)에 연통되는 탈취실(R)의 해당 부위에 구성되어 중화제에 의해 중화되지 않은 악취가스의 악취물질을 여과한 후 중화 처리 가스만이 배출되도록 하는 여과부재로, 상기 탈취실(R)이 베플(BF)에 의해 지그재그의 유동로를 가지도록 구성되는 경우 배출덕트(OD)에 연통된 공간에 설치되는 복수개의 데미스터필터 또는 착콜필터 등과 같은 필터부재를 포함한다.

따라서 상기 여과수단(130)에 의하면, 중화제에 의해 중화되지 않은 악취가스의 악취물질이 최종으로 흡착된 후 중화된 가스만이 외부로 배출되도록 할 수 있다.

여기서, 상기 여과수단(130)은 댐퍼에 의해 개폐 가능한 것이 바람직하며, 차압계(미도시) 등을 통해 필터부재의 교체시기가 판단되는 것이 좋다.

한편, 상기 자외선램프(미도시)는, 상기 여과수단(130)의 일측에 구비되어 자외선을 통해 악취가스를 분해시키는 것으로, 약 253 nm의 파장을 이용하여 상기 악취가스를 분해시킨다.

또한, 상기 pH센서(PS)는, 상기 탈취실(R)과 집수탱크(CT) 내의 악취가스의 농도를 검출하거나 중화제의 산성도를 검출하는 것으로, 악취가스의 농도를 검출하는 가스센서와 중화제의 산성도를 검출하는 센서 등을 포함하며, 상기 센서들에 의해 검출된 악취가스의 농도와 중화제의 산성도는 제어수단(C)에 제공된다.

또한, 상기 바이패스펌프(BP)는, 상기 집수탱크(CT)의 일측에 구비되어 축산시설 등에 구비된 저류조 등에 상기 집수탱크(CT)에 집수된 중화제를 배출시키는 것으로, 집수탱크(CT)의 하측부에 벤트를 통해 연결된다.

또한, 상기 혼합기(M)는, 상기 바이패스펌프(BP)와 저류조를 연결하는 파이프 사이에 연결되어 중화제와 산소가 혼합되도록 하는 것으로, 바이패스펌프(BP)와 저류조를 연결하는 파이프 사이에 연결되며 중화제가 유입되는 중화제유입관, 상기 중화제유입관의 내부에 2중관 구조로 구비되며 외부의 산소공급펌프로부터 산소가 공급되는 산소공급관 및 상기 중화제유입관의 내주연에 나선형으로 형성되어 중화제가 와류되면서 산소와 신속하고 효율적으로 교반(또는 혼합)되도록 하는 와류날개를 포함한다.

따라서 상기 혼합기(M)에 의하면, pH센서(PS)에 의해 검출된 집수탱크(CT)의 중화제의 농도가 해당 농도를 가지지 못하거나 또는, 집수탱크(CT)가 생물학적 반응조의 기능을 하는 경우 미생물에 의해 반응이 완료된 배양액을 저류조 등으로 공급시 중화제 또는 배양액에 산소를 혼합시켜 저류조 내부에서 상기 중화제 또는 배양액의 미생물 처리 조건을 향상시켜 탈질 및 탈황의 처리효율이 향상되도록 할 수 있는데, 이는, 상기 저류조에서 중화제 또는 배양액을 미생물을 이용하여 처리하는 경우 산소의 공급을 통하여 저류조 내부에서 상기 중화제 또는 배양액에 미생물의 증식을 높임으로써 이루어질 수 있다. 또한, 상기 저류조에 별도의 폭기수단을 설치하지 않아도 되어 그 비용을 절약할 수도 있다.

상기 제어수단(C)은, 상기 pH센서(PS)로부터 악취가스의 농도와 중화제의 산성도 정보를 제공받아, 악취가스가 플라즈마처리수단(110)을 통한 플라즈마방식, 약액분사기(120)를 통한 습식처리방식 및 여과수단(130)을 통한 흡착방식 순으로 순차적으로 제거되도록 상기 구성부들의 동작 시간 등을 제어하여 어느 한 기능을 하는 구성부에 부하가 집중되는 것을 방지할 수 있고 이를 통하여 유지 보수 비용을 절약할 수 있다.

즉, 플라즈마처리수단(110)의 전원공급 시간의 제어를 가능하게 하여 전력소비를 최소화하거나, 집수탱크(CT)에 집수되는 중화제가 산성도 pH 3 정도를 유지하도록 중화제공급탱크(PT)로부터 수시로 중화제가 공급되도록 하거나 또는 약액분사기(120)에 재공급되도록 하고, 상기 탈취실(R)의 악취가스 농도와 집수탱크(CT)의 악취가스 농도 또는 여과수단(130)를 경유하여 배출되는 악취가스 농도를 비교하여 약액분사기(120)의 동작 시간 등을 제어하여, 악취가스의 중화효율을 향상시키거나, 집수탱크(CT)에 집수된 중화제 또는 배양액을 저류조로 배출시킬 수 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치의 작용에 대해 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 하우징(H)의 흡입덕트(ID)에 구비된 인렛이 자바라 등과 같은 파이프에 의해 분뇨처리장 또는 분뇨저장소의 악취가스 배출구에 연결된 상태에서 에어팬(A)의 동작에 의해 악취가스가 흡입덕트(ID)에 유입된다.

이후, 플라즈마처리수단(110)의 동작에 의해 코로나 방전 공간에 코로나 방전을 통한 플라즈마가 발생함에 따라 상기 악취가스의 악취원인물질이 플라즈마 발생시 생성되는 화학적 활성종과 수산화라디칼에 의해 이중으로 제거되면서 1차 정화된다.

이후, 상기 플라즈마방식을 통해 1차 정화된 악취가스가 탈취실(R)에 유입되고 복수개의 약액분사기(120)로부터 집수탱크(CT)의 중화제가 공급 분사되면서 악취가스가 2차 중화된다.

이때, 상기 약액분사기(120)는 상기 탈취실(R)의 전체 용적에 대응되게 중화제가 교차 분사되도록 배치되고 또한, 상기 베플(BF)에 의해 탈취실(R)의 내부가 상하 지그재그 형태로 악취가스가 이동되는 이동로를 가짐으로써, 상기 이동로를 따라 이동하는 악취가스의 유입기체 흐름 방향에 상호 교차되도록 중화제가 분사되어 악취가스와 중화제의 접촉면적과 중화시간이 증가되어 악취가스의 중화효율이 향상된다.

이후, 상기 탈취실(R)이 베플(BF)에 의해 지그재그의 유동로를 가지도록 구성되는 경우 배출덕트(OD)를 따라 이동되는 악취가스가 배출덕트(OD)에 연통된 공간에 설치되는 여과수단(130)에 의해 흡착되고 또한, 자외선램프(미도시)에 의해 분해되어 탈취실(R)에서 2차 중화된 악취가스가 3차 정화된다.

이후, 상기와 같이 1차 내지 3차로 악취물질이 모두 제거된 상태의 가스만이 배출덕트(OD)를 통해 외부로 배출된다.

한편, 상기 집수탱크(CT)에 집수된 중화제 또는 상기 집수탱크(CT)가 생물학적 반응조의 기능을 하는 경우 미생물에 의해 반응이 완료된 배양액이 혼합기(M)에 의해 산소와 혼합된 상태로 저류조 등으로 공급되어 저류조 내부에서 탈질 및 탈황의 처리가 이루어진다.

따라서 상술한 바에 따르면, 가축 분뇨 등 축산 폐기물에서 발생하는 암모니아 및 황화수소 등과 같은 악취가스를 플라즈마방식, 습식처리방식 및 흡착방식 순으로 순차적으로 제거하는 구성부들이 하우징에 모두 콤팩트하게 구성됨으로써, 유지 보수 비용을 절감하면서도 악취가스 정화효율을 향상시킬 수 있다.

상술한 본 고안에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 고안의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 고안의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구 범위와 청구 범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.

Claims

삭제
악취가스가 유입되는 흡입덕트(ID)와 정화된 악취가스가 배출되는 배출덕트(OD)에 연통된 탈취실(R)이 구성된 하우징(H); 상기 흡입덕트(ID) 내부에 구비되어 악취가스가 흡입덕트(ID) 내부에 흡입되도록 하는 에어팬(A); 상기 흡입덕트(ID) 내부에 구성되어 에어팬(A)에 의해 흡입된 악취가스가 코로나방전에 의한 플라즈마를 통해 분해 처리되도록 하는 플라즈마처리수단(110); 상기 탈취실(R)의 내부에 구성되어 플라즈마처리수단(110)에 의해 플라즈마 분해 처리된 악취가스가 탈취실(R)로 유입시 탈취실(R)의 공간에 중화제를 분사시켜 악취가스가 중화되도록 하는 약액분사기(120); 상기 탈취실(R)의 하측에 구성되어 악취가스와 반응된 중화제가 집수되도록 하는 집수탱크(CT); 상기 집수탱크(CT)의 일측에 구성되어 화학펌프(PP)를 통해 집수탱크(CT)에 중화제가 공급되도록 하는 중화제공급탱크(PT); 상기 집수탱크(CT)에 집수된 중화제를 약액분사기(120)에 공급하여 중화제가 탈취실(R)의 공간에 분사되도록 하는 중화제를 순환시키는 순환펌프(SP); 및 상기 중화제에 의해 중화된 악취가스가 배출되는 배출덕트(OD)에 연통되는 탈취실(R)의 해당 부위에 구성되어 중화제에 의해 중화되지 않은 악취가스의 악취물질을 여과한 후 중화 처리 가스만이 배출되도록 하는 여과수단(130)을 포함하는 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치에 있어서,
상기 흡입덕트(ID) 내부에 악취가스의 풍량, 온도, 습도 등을 측정하는 유입센서가 구성되고;
상기 여과수단(130)의 일측에 자외선을 통해 악취가스를 분해시키는 자외선램프가 구성되며;
상기 탈취실(R) 또는 집수탱크(CT)에 악취가스의 농도를 검출하거나 중화제의 산성도를 검출하는 pH센서(PS)가 구성되고;
상기 탈취실(R)의 외부 하측단에 탈취실(R)을 일정 온도로 유지시키는 전기발열수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치.
제2항에 있어서,
상기 집수탱크(CT)의 일측에 구비되어 축산시설에 구비된 저류조에 중화제를 배출시키는 바이패스펌프(BP)와;
상기 바이패스펌프(BP)와 저류조를 연결하는 파이프 사이에 연결되며 산소공급펌프(OP)로부터 공급되는 산소와 중화제가 혼합되도록 하는 혼합기(M)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치.
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악취가스가 유입되는 흡입덕트(ID)와 정화된 악취가스가 배출되는 배출덕트(OD)에 연통된 탈취실(R)이 구성된 하우징(H); 상기 흡입덕트(ID) 내부에 구비되어 악취가스가 흡입덕트(ID) 내부에 흡입되도록 하는 에어팬(A); 상기 흡입덕트(ID) 내부에 구성되어 에어팬(A)에 의해 흡입된 악취가스가 코로나방전에 의한 플라즈마를 통해 분해 처리되도록 하는 플라즈마처리수단(110); 상기 탈취실(R)의 내부에 구성되어 플라즈마처리수단(110)에 의해 플라즈마 분해 처리된 악취가스가 탈취실(R)로 유입시 탈취실(R)의 공간에 중화제를 분사시켜 악취가스가 중화되도록 하는 약액분사기(120); 상기 탈취실(R)의 하측에 구성되어 악취가스와 반응된 중화제가 집수되도록 하는 집수탱크(CT); 상기 집수탱크(CT)의 일측에 구성되어 화학펌프(PP)를 통해 집수탱크(CT)에 중화제가 공급되도록 하는 중화제공급탱크(PT); 상기 집수탱크(CT)에 집수된 중화제를 약액분사기(120)에 공급하여 중화제가 탈취실(R)의 공간에 분사되도록 하는 중화제를 순환시키는 순환펌프(SP); 및 상기 중화제에 의해 중화된 악취가스가 배출되는 배출덕트(OD)에 연통되는 탈취실(R)의 해당 부위에 구성되어 중화제에 의해 중화되지 않은 악취가스의 악취물질을 여과한 후 중화 처리 가스만이 배출되도록 하는 여과수단(130)을 포함하는 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치에 있어서,
상기 약액분사기(120)는,
상기 탈취실(R)의 외부 하측에 구성되는 순환펌프(SP)에 연결된 상태에서 탈취실(R)의 하측부를 관통하여 탈취실(R)의 내부 일측벽에 수직하게 설치되어 집수탱크(CT)로부터 중화제가 공급되는 공급관(121);
상기 공급관(121)의 상단부와 중간부에 공급관(121)에 대해 수직하게 연결되어 중화제가 탈취실(R)의 상측부와 중간부로 분배되도록 하는 제1 및 제2분배관(122,123); 및
상기 제1 및 제2분배관(122,123)에 각각 수직하게 소정 간격을 가지며 연결되어 중화제가 탈취실(R)의 전체 용적에 대응되도록 복수개의 분사노즐(N)을 통해 분사되도록 하는 복수개의 제3 및 제4분사관(124,125)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치.
제8항에 있어서,
상기 제3분사관(124)에는 한 쌍의 분사노즐(N)들이 한 군을 이루며 분사관의 양측부에 분사관의 수직 방향에 대해 45°의 각도(한 쌍의 분사노즐 상호간 90°의 각도)를 가지며 일정 간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치.
제8항에 있어서,
상기 제4분사관(125)에는 인접한 분사관의 일측에 대면되는 위치에 분사관의 수직 방향에 대해 90°의 각도를 가지며 일정 간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치.