KR810001624B1 - 냄새나는 가스의 흐름으로부터 오염물질을 제거시키는 방법 - Google Patents

냄새나는 가스의 흐름으로부터 오염물질을 제거시키는 방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

냄새나는 가스의 흐름으로부터 오염물질을 제거시키는 방법
본 발명은 공업적인 과정에서 발생되는 냄새나는 가스의 흐름으로부터 좋지 않은 오염물질을 제거시키는 방법에 관한 것이다. 가스 흐름중에 가장 보편적으로 있는 불쾌한 냄새의 원인이 되는 냄새나는 유기 또는 무기 휘발성 물질은 보통 황함유물질, 질소함유물질, 또는 산화물이다. 이러한 류의 화합물에 함유된 냄새물질은 부피로 0.00021 ppm-100ppm범위의 냄새 한 계치 농도(OTC)를 가지고 있다. 냄새나는 황 함유 화합물에는 0.00047ppm의 OTC를 가진 하이드로겐설파이드, 0.0021ppm의 OTC를 가진 메틸메르캅탄, 0.001ppm의 OTC를 가진 디메틸설파이드가 있다. 냄새나는 질소함유 화합물에는 OTC가 0.00021ppm인 트리메틸아민, OTC가 46.8ppm인 암모니아가 있고 냄새나는 산소함유 화합물에는 OTC가 0.21ppm인 아세틸알데히드와 OTC가 100.0ppm인 아세톤이 있다.
냄새나는 가스 흐름은 하나 또는 그 이상의 냄새나는 화합물을 가스의 흐름 속으로 증발시켰을 때 생긴다. 이런 휘발은 지방질을 정제하거나 오니의 열적처리, 오니를 건조시키는 경우 및 소각하는 등의 증자과정에 기인하거나, 예컨데 폐수의 생물학적 처리에서와 같은 생물학적 분해과정에 기인하거나 또는 암모니아스트리핑과 같은 통기 과정에서 기인한다. 정제공업에서의 증자과정에서 황, 질소 및 산소 함유된 냄새나는 화합물을 함유한 악취가스 흐름이 생길 수 있다. 산화상태하에서 오니를 열처리하거나 오니를 소각시키면 산화된 화합물을 함유한 악취가스의 흐름이 생기게 된다. 그러나 환원상태하에서 오니를 열처리하면 악취산소 화합물 뿐만 아니라 악취하는 황화합물도 함유된 가스를 발생시킨다. 폐수 처리시에 미생물의 작용으로 냄새나는 질소, 황 및 산소 화합물을 함유한 악취가스를 발생시킬 수 있다. 기체를 불어넣을 때도 냄새나는 질소, 황산 및 산소 화합물을 함유한 악취가스를 휘발시킬 수 있다.
하나 또 그 이상의 냄새나는 화합물류를 함유한 냄새가스 흐름을 취급할 때는 화학적인 세척장치로 가스를 보통 흡수시킨다. 하이드로겐설파이드나 메르캅탄, 유기설파이드 같은 냄새나는 황 화합물만을 함유한 악취가스 흐름은 수산화나트륨같은 알카리 수용액으로 냄새가스를 제거시켜 효과적으로 처리할 수 있다. 암모니아나 유기아민같은 냄새나는 질소화합물만으로 된 악취가스 흐름은 황산과 같은 산수용액으로 냄새가스를 제거시켜 효과적으로 처리할 수 있다. 유기 알데히드나 유기산 같은 냄새나는 산소 화합물만으로 된 악취가스흐름은 과망간산 칼륨 수용액으로 냄새가스를 제거시켜 효과적으로 처리할 수 있다.
악취가스 흐름이 냄새나는 황 화합물, 냄새나는 질소화합물 및 냄새나는 산화 화합물을 함유하고 있을 때는 소디움하이포클로라이트 수용액이나 과망간산 칼륨수용액 같은 화학적 산화용액으로 제거시켜 효과적으로 처리할 수 있었다. 그러나 공지의 화학적인 제거장치는 화합물질을 소모됨에 따라 계속 보충해 주어야하고 과망간산 칼륨인 경우에 불용성인 이산화망간이 침전되어 이를 제거시켜야 한다는 결점을 가지고 있다.
가스 흐름으로부터 냄새나는 화합물을 제거시키는 흡착방법도 알려져 있다. 산화된 유기물질, 하이드로겐 설파이드 및 설퍼디옥사이드는 활성탄의 수성현탁액으로 씻어 가스로부터 제거되어 왔다.
산화된 유기물질은 생물학적 고체(냄새나는 가스 흐름내의 물질을 파괴하는데 유용한 미생물)의 수성현탁액에서 가스 흡착에 의해 습식산화 반응기로부터 방출하는 냄새나는 가스 흐름에서 제거시켜 왔다.
본 발명은 가스를 생물학적 고체와 활성탄 모두를 함유한 수성 현탁액을 통과시켜 가스 흐름으로부터 냄새물질을 제거시키는 방법에 관한 것이다. 이러한 세척매체는 생물학적 고체 하나나 활성탄만을 함유한 매체보다 현저하게 효과적으로 가스 오염물을 제거시킬 수 있음이 발견되었다. 실제 본 발명의 세척매체는 같은량의 생물학적 고체와 활성탄을 각각 별도로 사용하여 합한 효과보다 더욱 효과적이다.
본 발명은 냄새나는 가스의 흐름을 약 50mg/ι-20,000mg/ι의 농도인 생물학적 고체와 50mg/ι-20,000mg/ι의 농도인 분말화된 활성탄의 수성 현탁액을 넣은 최소한 하나의 가스 세척기에 통과시켜 상당량의 유기 및 무기 휘발성 물질을 제거시키는 방법에 그 개념을 두고 있다.
악취가스 흐름은 어떤 산업에서도 흘러나올 수 있으며 상술한 바와 같은 하나 또는 그 이상의 황, 질소 또는 산소 함유물질을 함유하고 있다. 가스 흐름의 실례로는 증자과정, 오니열처리, 오니건조 과정, 소각 과정, 가스스트리핑 및 폐수의 생물학적 분해에서 나오는 것 등이 있다.
본 발명에서 사용되는 생물학적 고체는 활성화된 하수도 오물의 수성 현탁액이나 활성화된 하수도 오물을 새로운 하수나 물에 가하여 얻은 혼합액으로 구성되어 있다. 세척매체중의 생물학적 고체의 바람직한 농도범위는 1,000∼5,000mg/ι이다. 세척매체중의 활성탄의 바람직한 농도범위는 5,000-16,000mg/ι이다. 폐수처리공장에서 보통 존재하는 하나의 주된 악취의 근원은 오니를 농축시키는 탱크의 상부공간에서 나오는 악취가스흐름이다. 이 악취가스에는 부피당 0.1-10ppm 농도의 하이드로겐 설파이드를 함유하고 입방푸트(foot)당 40-200 냄새단위의 냄새 농도치를 가지고 있다. 이 오니 농축기의 상부공간 가스 흐름이 활성탄과 생물학적 고체의 수성 현탁액을 통과될 때 하이드로겐 설파이드의 농도는 원래 농도의 10% 이하로 떨어지고 마찬가지로 냄새 농도치도 원래 농도치의 100%이하로 떨어진다.
습식 공기산화 과정에서 흘러나오는 배출가스, 특히 하수오니의 습식공기 산화로부터 나오는 가스들에는 악취나는 질소 화합물과 산화화합물이 조합하여 포함되어 있다. 악취나는 질소화합물은 암모니아와 다른 아민류이고 이 가스흐름에는 암모니아가 약 50-1,000ppm의 농도로 존재한다. 냄새나는 산화된 화합물은 메탄올, 아세트알데히드, 에탄올, 아크로라인, 프로피온 알데히드, 아세톤 및 다른 것들이 있고 이 가스흐름중에는 모두 합하여 측정된 냄새나는 산화화합물의 농도가 부피당 1,000-10,000ppm만큼 존재한다. 이 습식 공기 산화과정에서 흘러나오는 가스가 활성화된 탄소와 생물학적 고체의 수성 현탁액을 통과될 때 냄새나는 산화화합물의 농도는 원래 값의 35%이하로 감소되고 암모니아 농도는 원래 농도의 5%이하로 감소된다.
어떤 폐수처리경우에는 세척현탁액은 폐수로부터 불순물을 제거하는데 사용하기 위해 공장의 공기주입부로부터 지류로서 흐르도록 하여 사용된다. 일반적인 폐수처리과정에서 이 현탁액은 생물학적 고체를 제거시키는 재생 장치를 통과시키고 냄새물질을 흡수시켜 산화반응에 의해 악취물질을 탄산가스와 물로 전환시킨다. 재생된 탄소는 폐수 흐름입구로 복귀되어 거기에서 다시 생물학적 고체와 혼합되고 폐수처리와 가스세척에 사용된다.
활성탄과 생물학적 고체의 혼합물을 연합된 처리과정에서 얻을 수 없을 경우에는 가스세척장치가 있는 밀봉된 액체 루프에 있는 공기 주입장치를 사용하여 성취할 수 있다. 이런 형태에서의 작동에는 새로운 탄소를 계속 가해주거나 사용된 탄소의 재생이 필요하다. 그러나 탄소를 치환시키거나 재생시키는 비율은 이 장치의 생물학적 부분이 오염물질을 제거시키고 오염물질의 실질적인 부분을 안정화 시키므로 비교적 낮은 것이다(하기 실시예 1 및 2 참조).
이 공기주입장치는 활성화된 오니와 탄소양자를 장입하여 시작하거나 활성탄 슬러리만으로 출발할 수 있다. 후자의 경우에 이 장치는 처리하지 않은 공기에 있는 미생물로 통상적으로 혼탁되고 영양원으로서 신선한 탄소 슬러리를 사용하여 가스 혼합물로 부터 제거된 불순물을 호기성으로 성장시켜 쉽게 원하는 생물학적 고체농도를 달성시킨다.
본 발명에 의한 공정의 수행은 두가지 방법으로 수행될 수 있다. 첫째 방법으로, 냄새나는 가스 흐름을 활성탄과 생물학적 고체의 수성 현탁액 표면 아래에 위치한 가스방출 기안의 세척매체내에 분산시킨다. 이어서 냄새가스는 기표로서 표면으로 가며 그동안 냄새가스로부터 세척매체로 냄새나는 화합물의 물질이동이 수행된다. 둘째 방법으로, 냄새가스 흐름과 세척매체를 흡수탑으로 접촉시켜 거기에서 가스흐름으로 부터 세척매체로 냄새나는 화합물을 물질이동시켜 증수행한다.
다음의 실시예는 본 발명을 상세히 설명한다.
[실시예 1]
냄새나는 산화화합물을 함유하고 하수도 오니에서 나오는 가스 샘플을 각각 250ml의 세척액을 가진 2개의 그린 부르그-스미스(Greenburg-Smith)접촉기로 구성된 가스 흡수통로를 통과시켰다. 냄새나는 산화화합물의 농도는 모두 가스 통로입구와 출구의 가스 흐름에서 불꽃이온화검출기를 사용하여 측정되었다. 냄새나는 산화화합물의 농도는 실제적인 메탄가로기록 된다. 비교적 세척매체(1)는 활성탄(16g/ι)과 생물학적 고체(3.2g/ι)의 수성 현탁액, (2) 활성탄(16g/ι)만의 수성 현탁액, (3) 물 단독이다.
각각의 세척매체에 의한 냄새나는 산화화합물의 제거는 다음 표 1과 같다.
[표 1]
Figure kpo00001
냄새나는 산화 화합물의 농도가 가장 많이 감소하는 %(64.6%)는 활성탄과 생물학적 고체를 물에 현탁시킨 것을 사용하는 것으로 나타난다.
[실시예 2]
하수도 오니를 습식 공기 산화유닛으로부터 나오는 냄새나는 산화화합물을 함유한 가스 샘플을 실시예 1에서와 같은 가스통로를 통과시켰다. 이 실시예에서 비교된 세척매체는 (1) 활성탄(8g/ι)과 생물학적 고체(2.6g/ι)의 수성 현탁액, (2) 생물학적 고체(2.6/ι)만의 수성 현탁액 (() 활성탄(8g/ι)만의 현탁액 (3) 물 단독이다.
각각의 세척매체에 의한 냄새나는 산화화합물의 제거는 다음 표 2와 같다.
[표 2]
Figure kpo00002
마찬가지로 냄새나는 산화화합물의 가장 높은 감소율 65.5%은 활성탄과 생물학적 고체의 수성 현탁액을 사용하는 것으로 나타난다.
[실시예 3]
하수도 오니 농축장치의 꼭대기에서 나오는 0.104ppm의 농도로 하이드로겐 설파이드를 함유한 냄새나는 가스 흐름을 일렬로 정돈된 2개의 충전된 세척탑을 통과시켰다. 각각의 충전탑을 직경이 1푸트이고 베드의 길이가 5피트이었다. 탑충전물은 상업적으로 이용될 수 있는 1인치 플라스틱 인탈록스(intalox) 새들(saddle)로 되어 있었다. 각각의 탑에서 활성탄 약 8g/ι와 생물학적 고체 약 3g/로 된 세척현탁액은 밑바닥 웅덩이에서부터 꼭대기 부분으로 재순환되어 거기에서 충전 배드의 표면에 뿌려졌다. 세척매체는 5g/min의 비율로 재순환되었고 악취가스 흐름은 매분 150표준 입방피트의 비율로 세척기를 통과되었다.
두 개의 세척기중 첫번째 것에서 나오는 가스흐름은 0.031ppm의 하이드로겐 설파이드 농도를 가지고 있었고 두번째 것에서 나온 가스흐름은 0.012ppm의 하이드로겐 설파이드 농도를 가지고 있었다. 두개의 세척기중 두번째에서 나오는 가스의 냄새는 처음의 가스 냄새보다 굉장히 개선되었다.
[실시예 4]
생물학적 고체와 활성탄 모두를 함유한 세척매체의 개선된 효과를 생물학적 고체만을 함유하거나 활성탄만을 함유한 세척제의 효과와 비교하여 증명하기 위하여 두 가지 실험을 수행했다.
첫째 실험에서 오니열처리 장치에서 나오는 휘발성 유기물질(여기에서 THC라 한다)을 함유한 가스를 차례로 두개의 가스 흡수세척병을 매분 6리터의 비율로 통과시켰다. 첫째 세척병에는 4.68g/ι의 생물학적 고체로 된 혼합액 250ml를 함유하고 두번째 병에는 분말화된 활성탄 16g/ι를 물에 슬러리로 한 것 250ml를 함유하였다.
처리하지 않은 가스(최초)와 제1세척병을 통과한 가스(제1단계), 및 제2세척병을 통과한 가스(제2단계)를 분석하였다. 5분, 10분 및 15분 후의 샘플을 각각 취하여 측정한 결과는 다음과 같다.
혼합액과 탄소와 물로된 슬러리에 의해 세척한 증기 분석치
Figure kpo00003
두개의 세척병에 2.52g/ι의 생물학적 고체로 된 혼합액 250에 슬러리화한 분말상 탄소 8g/ι를 함유시킨 것을 제외하고는 상기와 같은 방법으로 다른 실험을 수행했다. 그 결과는 아래와 같다.
조합된 탄소 혼합액에 의해 세척한 증기분석치
Figure kpo00004
두실험결과를 비교해 보면 첫번째 기술된 실험에서의 총 THC제거 효율은 5분, 10분 및 15분 후에 각각 59, 59 및 44%이었고 두번째 기술된 실험에서의 제거효율은 각각 80, 70 및 70%이었음을 알 수 있다. 그러므로 탄소와 혼합슬러리의 결합 세척제는 같은 양의 탄소 슬러리와 혼합액을 별도로 사용할 때보다 더욱 높은 제거효율을 가지고 있다.

Claims (1)

  1. 약 50mg/ι-20,000mg/ι의 농도를 가진 생물학적 고체와 약 50mg/ι-20,000mg/ι의 농도를 가진 활성탄의 수성 현탁액을 함유한 최소한 하나의 가스 세척장치에 냄새나는 가스흐름을 통과시킴을 특징으로 하는 냄새나는 가스 흐름으로부터 상당량의 유기나 무기 또는 이들 양자의 휘발성 물질을 제거하는 방법.
KR7802740A 1978-09-08 1978-09-08 냄새나는 가스의 흐름으로부터 오염물질을 제거시키는 방법 KR810001624B1 (ko)

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