KR100321197B1

KR100321197B1 - 폐가스의 생물학적 처리방법

Info

Publication number: KR100321197B1
Application number: KR1019990012607A
Authority: KR
Inventors: 이현재; 윤명수
Original assignee: 이현재; 주식회사 엔바이온
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2002-01-19
Also published as: KR19990046648A

Abstract

본 발명은 대기오염물질 배출시설 및 생활악취 배출시설 등에서 발생하는 폐가스를 미생물이 고정화되어 있는 필터메디아로 채워진 필터층에서 흡수, 흡착시켜 미생물의 활동에 의해 생물학적으로 분해·처리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 필터메디아를 충전한 단위필터층을 2개이상 종축으로 연결하여 다단식으로 구성한 반응탑(이하 탈취탑)에 1개이상의 흡입구와 1개이상의 배출구를 설치하여 폐가스흐름을 상방향과 하방향으로 나누어 통과시킴으로써, 단위 면적당 가스처리율을 극대화하고, 필터층에 의한 압력손실을 최소화하면서, 필요로 하는 수분과 영양분을 균일하게 공급하여 폐가스를 생물학적방법에 의해 효율적으로 분해·처리하는 방법에 관한 것이다.

Description

폐가스의 생물학적 처리방법{method for treating waste gases by biological treatments.}

본 발명은 대기오염물질 배출시설 및 생활악취 배출시설에서 발생하는 악취 및 휘발성유기화합물등의 폐가스성분을 생물학적으로 분해·처리하기 위한 방법에 관한 것으로써, 장치의 단위 면적당 폐가스 처리율을 높히고, 장치의 설치 및 유지보수를 용이하게 하며, 장치의 압력손실을 최소화하여 운전비를 절감하기 위한 폐가스를 생물학적처리방법에 의해 효율적으로 제거하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 폐가스를 생물학적으로 처리하는 방법은 폐가스를 분해·처리할 수 있는 미생물을, 미생물이 서식하는데 적합한 환경이 유지되도록 설계된 일정한 반응탑(이하 탈취탑)을 통과시켜 미생물 활동에 의해 이산화탄소, 물 또는 기타 부산물로 배출시키는 방법이다. 종래의 생물학적 처리방법으로는 토양탈취탑과 충전식 탈취탑이 있다. 토양탈취탑은 토양과 퇴비등을 혼합한 필터메디아를 이용하는 방법으로 이러한 토양탈취탑의 경우, 단위면적당 폐가스 처리량이 5∼10 ㎥/㎡ㆍhr로 매우 낮아 넓은 설치면적을 필요로 하고 또 필터메디아로 토양이나 퇴비를 사용함으로써 공극율이 작아 압력손실이 크며, 시간이 경과함에 따라 필터층이 하중을 받아 압축되기 때문에 공기흐름이 원할하지 못하여 탈취효율이 저하되는 단점이 있다. 반면, 충전식 탈취탑은 미생물을 고정화시킨 필터메디아를 일정한 반응기에 충전하여 사용하는 방법으로 이들 충전식 탈취탑의 경우에도, 단위면적당 폐가스 처리량이 100∼200㎥/㎡ㆍhr로 상대적으로 낮아 넓은 설치 면적이 필요한 것이 단점으로 지적되고 있다. 이러한 단점들을 보완하고 장치의 설치 및 보수를 용이하게 하기 위한 새로운 기술들이 개발되어 실용화되고 있다.

먼저, 단위필터를 모듈화하여 이를 적층한 탈취탑의 경우[한국특허공보제138050호], 도14에서 보는 바와 같이 일정한 크기의 단위탈취조(250)를 직렬로 연결한 뒤 직렬연결된 탈취탑(200)을 병렬로 연결하고, 필터메디아를 퇴비대신 나무조각이나 나무껍질 조각을 사용함으로써, 단위면적당 폐가스처리량을 6OO㎥/㎡ㆍhr로 증가시키고 장치의 압력손실을 감소시켰다. 이 경우 단위 탈취조로 유입되는 공기는 직렬로 연결된 단위탈취조를 최상단의 단위탈취조(251)에서 최하단의 단취탈취조(255)까지 통과하게 된다. 단위탈취조를 직렬로 연결할 경우 단위탈취조의 수, 즉 높이에 따라 압력손실이 증가하게 된다. 따라서 폐가스 처리량을 늘리기 위해 단위면적당 가스유입량을 늘리게 되면, 단위 탈취조를 통과하는 가스의 유속이 빨라져 압력손실 증가한다. 이를 해결하기 위해 비교적 공극이 큰 나무조각이나 나무껍질 조각을 이용하여 압력손실을 저감시키고 있다. 하지만 공극이 크면 클수록 필터메디아의 외부표면적이 작아져 폐가스와 분해작용을 하는 미생물의 접촉기회를 감소시켜 분해효율을 떨어뜨리는 단점이 있다.

이와 유사한 기술로써 미국특허 제5595910의 경우, 도15에서 보는 바와 같이 일정모양으로 성형된 단위탈취조를 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬로 연결하여 작업 및 대량생산의 용이성을 제공하고 있다. 도15의 (가)의 경우 단위탈취조(207)를 직렬로 연결시킨 방법으로 장치의 작업 및 대량생산의 용이성을 제공할 수 있으나 직렬연결에 의한 압력손실이 증가하여 적층할 수 있는 단위탈취조의 수가 제한된다. 그리고 도15의 (나)의 경우, 적층된 단위탈취조(207)를 병렬로 연결하여 압력손실을 감소하였으나 이 경우 각 단위탈취조의 수분, 영양분 등을 공급하는 공급장치를 각각의 단위 탈취조에 설치해야하고 이를 설치하지 않는 경우 최적의 미생물성장조건을 유지할 수 없어 미생물의 활성이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명에서는 상술한 바와 같은 종래의 기술의 단점인 장치의 단위면적당 폐가스 처리량을 극대화하여 장치의 설치면적을 최소화하고, 필터층의 높이에 따른 압력손실의 증가요인을 해소하며, 수분 및 영양분을 공급하는 공급장치가 필요한 경우, 최상부의 하나의 공급장치를 통해 모든 단위탈취조의 수분, 영양분 및 pH조절을 용이하게 할 수 있으며, 또한 장치의 설치 및 유지보수가 용이하도록 분해·조립이 가능한 조립식 탈취탑을 구성할 수 있는 폐가스의 생물학적 처리방법을 제공하고자 한다.

도1은 본 발명을 설명하기 위한 기본적인 개략도

도2는 발명의 제1실시예로, 2개의 단위탈취조로 구성된 탈취탑의 개략도

도3은 발명의 제2실시예로, 3개의 단위탈취조로 구성된 탈취탑의 개략도

도4는 발명의 제3실시예로, 4개의 단위탈취조로 구성된 탈취탑의 개략도

도5는 발명의 제4실시예로, 2개의 탈취탑을 직렬로 연결한 탈취탑의 개략도

도6은 발명의 제5실시예로, 2개의 탈취탑을 직렬 연결한 또다른 탈취탑의 개략도

도7은 발명의 제6실시예로, 2개의 탈취탑을 병렬로 연결한 탈취탑의 개략도

도8은 발명의 제7실시예로, 2개의 탈취탑을 병렬 연결한 또다른 탈취탑의 개략도

도9는 발명의 제8실시예로, 2단의 단위탈취조로 구성된 또다른 탈취탑의 개략도

도10은 발명의 제9실시예로, 2개이상의 영양분공급장치가 설치된 탈취탑의 개략도

도11은 발명의 제10실시예로, 영양분 공급장치가 설치되지 않은 탈취탑의 개략도

도12는 발명의 제11실시예로, 가스분산판이 연결된 탈취탑의 개략도

도13은 발명의 제12실시예로, 조립식 단위탈취조를 이용한 탈취탑의 개략도

도14는 종래의 기술에 의한 개략도

도15는 종래의 기술에 의한 또다른 개략도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,10,47,59,108,109,112,122,123,124,137,148,167,168,169,199 : 탈취탑

2,3,11,12,21,26,31,32,42,44,48,49,50,62,63,64,74,75,76,77,101,102,105,106,126,127,128,129,140,141,157,158,167,181,182,183,184 : 단위탈취조,

4,13,30,39,40,51,52,60,61,72,73,86,87,88,100,110,111,125,138,171,173,188,189,190:가스유입구

5,6,36,37,46,57,58,69,70,83,84,85,98,99,107,120,121,130,131,139,174,191:가스배출구

7,23,33,78,155,156,187:영양분공급장치 161,162 : 관개장치

170 : 가스분산판 172 : 가습장치 9,34,53,178,192 : 침출액저장고

180 : 하부용액저장고 103,104 : 연결도관

142,143,144,145 : 하위단위탈취조 186 : 상부탑

본 발명의 해결수단으로는 탈취탑내부에 상부 단위탈취조와 하부 단위탈취조를 설치하고 탈취탑내부로 유입된 가스흐름을 상향흐름과 하향흐름이 공존하도록 하여 상향과 하향으로 분지시켜 공급함으로써 단위탈취조의 유속을 감소시키고 이들 단위탈취조를 다단으로 중첩시켜 단위면적당 가스처리량은 증가시키는 방법을 사용하였다. 또, 단위탈취조의 하부에 타공판, 망, 또는 그레이트를 설치하여 가스나 수분이 상향 또는 하향으로 흐를 수 있도록 설치하여 수분, 영양분 및 pH조절제 등을 공급할 경우, 각각의 수분, 영양분 및 pH조절제를 공급하는 공급장치(이하, 영양분공급장치)를 설치하지 않고 하나의 공급장치만으로도 수분과 영양분을 원활히 공급할 수 있게 하였다.

도1에서는 본 발명을 설명하기 위한 기본적인 개략도를 나타내었다. 도1의 (가)에 나타낸 탈취탑(1)은 단위탈취조(2)와 단위탈취조(3)로 구성되어 있고 가스유입구(4)가 두 개의 단위탈취조(2, 3)사이에 위치하는 경우이다. 반면 도1의 (나)에 나타낸 탈취탑(10)은 도1의 (가)와 동일하게 단위탈취조(11)와 단위탈취조(12)가 적층되어 있고 가스유입구(13)가 단위탈취조(12)의 하부에 설치되어 있다. 먼저 가스흐름에 대하여 살펴보면, 도1의 (가)의 경우 가스유입구(4)을 통해 유입되는 가스는 상부와 하부로 배분되어 가스배출구(5)와 가스배출구(6)으로 분지되어 배출된다. 이때 단위탈취조(2)와 단위탈취조(3)로 흐르는 가스유량이 분지되기 때문에 초기 가스유입구(4)를 통해 유입되는 양의 1/2이 된다. 이때 도1의 (가)의 단위탈취조(2, 3)의 단면적에 유입되는 가스량은 도1의 (나)의 단위탈취조의 단면적에 유입되는 가스량의 각각 1/2배가 되어 단위탈취조내(2,3)의 선속도는 도1의 (나)의 경우의 1/2배가 된다. 이런 경우, 장치의 압력손실(ΔP)은 유속(υ)의 제곱에 비례하고 높이(H)에 비례(ΔP ∝ υ²× H)하기 때문에 탈취탑(1)은 탈취탑(10)의 1/8배의 해당하는 압력손실을 갖게된다. 따라서 탈취탑의 높이를 높게하여도 탈취탑의 압력이 크게 증가하지 않는다. 그러므로 본 발명의 경우, 압력손실로 인한 높이 제한이 없으므로 많은 단위탈취조를 다단으로 높게 하여 단위면적당 폐가스처리량을 크게 할 수 있다.

다음으로 수분, 영양분 및 pH조절제 등을 공급하는 방법에 대하여 설명하면, 도1의 (가)의 경우, 단위탈취조(2)의 하부가 다공판, 금망 또는 그레이트등으로 형성되어 있어 영양분공급장치(7)에서 공급된 수분과 영양분 등은 하부로 흘러 단위탈취조(2,3)의 필터메디아에 흡수 및 흡착되고 남은 잉여분은 침출액저장고(9)에서 저장된다. 따라서 상부에 설치된 하나의 영양분공급장치(7)로 단위탈취조(2)와 단위탈취조(3)에 균일하게 공급할 수 있다. 반면 도1의 (다)의 경우 별도의 단위탈취조(21, 26)가 독립되어 설치되어 있어 수분, 영양분 및 pH조절제를 단위탈취조(21)와 단위탈취조(26)에 공급하기 위해서는 각각의 독립된 영양분공급장치(23)와 영양분공급장치(27)를 설치해야 한다. 그러므로 본 발명에서는 하부가 다공판, 금망 또는 그레이트로 형성된 단위탈취조를 2단이상으로 구성하여 두 개의 단위탈취조 사이 또는 상부와 하부에 가스를 유입시킴으로써 단위면적당 가스처리량의 극대화하고 적은 수의 영양분공급장치를 사용하여 수분과 영양분등을 균일하게 상·하부 탈취조에 공급할 수 있다. 하지만 탈취탑에 설치되는 영양분공급장치의 수는 크게 제한을 받지 않는다. 2단의 단위탈취조로 구성된 탈취탑는 최대 2개의 영양분공급장치를 갖고, 3단의 단위탈취조로 구성된 탈취탑은 최대 3개의 영양분공급장치를 갖으며, 4단의 단위탈취조로 구성된 탈취탑은 최대 4개의 영양분공급장치를 갖을 수 있다. 하지만 일반적인 조건에서의 영양분공급장치는 각 탈취탑 상부에 하나의 영양분공급장치를 설치하는 것이 바람직하다. 그러나 담체자체가 미생물이 성장하는데 필요한 수분, 영양분 그리고 pH조절기능을 가지고 있고 유입되는 폐가스중에 수분, 영양분등이 많이 포함되어 있는 경우, 영양분공급장치를 특별히 설치할 필요는 없다.

본 발명의 탈취탑의 재질은 철, 도금강, 에폭시나 폴리우레탄이 코팅된 철과 같은 철강재료와 스테인레스강 그리고 에프알피(FRP), 피브시(PVC), 폴리프로필렌,폴리에틸렌, 재생고분자 등과 같은 고분자재료를 사용할 수 있다. 탈취탑의 모양은 원형 및 다각형 형태로 사용가능하며, 가스유입구와 가스배출구의 모양도 원형 및 다각형 형태로 사용가능하다. 그러므로 탈취탑, 가스유입구 및 가스배출구의 크기와 모양은 특별한 제한을 두지 않는다. 또한 탈취탑은 일체형 또는 분리·조립이 용이한 조립식탈취탑(stakable tray 또는 removable tray)으로 구성할 수 있다. 일반적으로 조립식탈취탑의 경우, 단위탈취조을 하나의 하위모듈(sub-module)로 하고, 이를 다시 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬의 혼합형으로 구성한 탈취탑을 단위모듈(module)로 하여 구성한다. 이들 단위모듈을 중첩시켜 사용함으로써, 장치의 운반, 설치 및 유지보수가 용이하게 할 수 있으며, 다양한 처리용량에 따라 규격화된 하위모듈 또는 단위모듈의 수를 증가시켜 대처할 수 있는 장점이 있다. 그리고 탈취탑에 사용되는 필터메디아는 이탄재, 퇴비, 톱밥, 활성탄, 진주암(perlite), 조개껍질, 나무껍질, 나무조각, 펄프, 고분자 재료, 세라믹재료 또는 이들 성분을 혼합하여 성형한 복합재료등에서 선택된 1종이상의 성분을 사용한다. 또한 필터메디아는 탈취탑의 안정화 및 처리효율을 향상시키기 위해 폐가스 분해 미생물을 인위적으로 접종(inoculation)하여 사용한다.

이하의 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기의 예에 의해 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명에 의한 제1의 실시예로써, 2개의 단위탈취조로 구성된 탈취탑의 형태와 내부의 가스의 흐름(화살표시)을 나타낸 공정도이다. 먼저 도2의 (가)의 경우, 2개의 단위탈취조(31)와 단위탈취조(32), 가스유입구(30), 영양분공급장치(33), 가스배출구(36,37), 그리고 영양분공급장치(33)에서 공급된 수분, 영양분 및 pH조절제의 잉여분을 저장하는 침출액저장고(34)로 구성된다. 가스유입구(30)에서 유입된 가스는 일부는 단위탈취조(31)를 통해 가스배출구(36)를 통해 배출되고 나머지 일부는 단위탈취조(35)를 통해 가스배출구(37)를 통해 배출된다. 도 2의 (나)의 경우, 도 2의 (가)의 경우와 역으로 가스유입구(39)와 가스유입구(40)를 통해 유입된 가스는 상부에서 단위탈취조(42)를 통해, 그리고 하부에서는 단위탈취조(44)를 통해 가스배출구(46)를 통해 배출된다. 도 2의 (가)와 (나)의 경우에도 수분, 영양분 및 pH조절제의 공급이 필요한 경우 단위탈취조(42)의 상부에 영양분공급장치(45)를 설치한다. 이때 수분, 영양분 그리고 pH조절제는 단위탈취조(42)의 상부에서 공급되어 상부에서 하부로 흐르게 된다.

도 3은 본 발명에 의한 제2의 실시예로써, 3개의 단위탈취조로 구성된 탈취탑의 형태와 내부가스의 흐름을 나타낸 공정도이다. 도3의 (가)에 나타낸 탈취탑(47)는 2개의 가스유입구(51,52)와 가스배출구(57,58)를 갖게된다. 가스유입구(51)를 통해 유입된 가스는 단위탈취조(48)와 단위탈취조(49)를 통과해 일부는 가스배출구(57)를 통해 배출되고 가스유입구(52)에서 유입된 폐가스는 단위탈취조(50)을 통과한 후 가스배출구(58)로 배출된다. 반면 영양분 공급장치에서 공급된 수분, 영양분 그리고 pH 조절제는 단위탈취조(48), 단위탈취조(49) 그리고 단위탈취조(50)을 차례로 통과한 뒤, 침출액 저장고(53)에 저장된다. 도3의 (나)에 나타낸 탈취탑(59)는 도3의 (가)에 나타낸 탈취탑(47)의 가스흐름을 반대로 했을 경우를 나타낸 공정도이다. 가스유입구(60)에서 유입된 폐가스는단위탈취조(62)를 통과한 뒤 가스배출구(69)로 배출되고, 가스유입구(61)로 유입된 폐가스는 단위탈취조(63)과 단위탈취조(64)를 상방향과 하방향으로 나누어 통과한 뒤 일부는 가스배출구(69)를 통해 배출되고, 나머지 일부는 가스배출구(70)을 통해 배출된다.

도 4는 본 발명에 의한 제3의 실시예로써, 4개의 단위탈취조로 구성된 탈취탑의 형태와 내부 가스의 흐름을 나타낸 공정도이다. 도4의 (가)에서는 가스유입구(72)를 통해 유입된 가스는 단위탈취조(74)와 단위탈취조(75)를 상향과 하향으로 분지되어 통과해 가스배출구(83)와 가스배출구(84)를 통해 배출되고, 가스유입구(73)를 통해 유입된 가스는 단위탈취조(76)와 단위탈취조(77)를 각각 분지되어 통과해 가스배출구(84)와 가스배출구(85)를 통해 배출된다. 이 경우에도 단위탈취조(74)의 상부에 하나의 영양분공급장치(78)를 통해 단위탈취조(74)에서 단위탈취조(77)까지 수분, 영양분 및 pH조절제를 균일하게 공급할 수 있다. 하지만 단위탈취조의 수가 많아지는 경우 영양분공급장치는 1개 이상으로 설치할 수 있다. 제4도의 (나)에서는 도4의 (가)의 역을 나타낸 공정도이다. 폐가스는 가스유입구(86, 87, 88)를 통해 유입되어 도4의 (가)와 동일한 방법으로 단위탈취조를 통과해 가스배출구(98, 99)를 통해 배출된다.

이상으로 1개의 탈취탑으로 구성된 폐가스의 생물학적 처리방법에 대한 실시예를 설명하였으나 상술한 실시예가 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다. 그러므로 1개의 탈취탑을 구성하는 단위탈취조의 수는 제한을 두지 않는다.

도5는 본 발명에 의한 제4의 실시예로써, 2단의 단위탈취조로 이루어진 2개의 탈취탑(108,109)을 직렬로 연결한 한 예를 나타낸 공정도이다. 가스유입구(100)로 유입된 가스의 일부는 탈취탑(108)의 단위탈취조(101)를 통과한 후, 연결도관(103)를 통해 탈취탑(109)의 단위탈취조(105)를 하향흐름으로 통과해 가스배출구(107)를 통해 배출된다. 분지된 나머지의 가스는 탈취탑(108)의 단위탈취조(102)를 통과해 연결도관(104)을 통과한 후, 탈취탑(109)의 단위탈취조(106)을 거쳐 가스배출구(107)를 통해 배출된다. 각각의 탈취탑(108, 109)는 연결도관(103, 104)로 연결하거나 분리할 수 있다.

도6은 본 발명에 의한 제5의 실시예로써, 3단의 단위탈취조로 이루어진 2개의 탈취탑(112, 122)을 직렬로 연결한 것이다. 가스유입구(110, 111)를 통해 유입된 가스는 도6에 표시한 화살표에 따라 흐름이 형성되어 가스배출구(120, 121)을 통해 배출된다. 4단이상의 단위탈취조로 이루어진 탈취탑도 직렬로 연결할 수 있으며, 직렬로 연결하는 탈취탑의 수는 3개이상으로도 가능하다.

도7은 본 발명에 의한 제6의 실시예로써 2단 단위탈취조로 이루어진 2개의 탈취탑(123, 124)을 병렬로 연결한 것이다. 가스유입구(125)에서 유입된 가스의 일부는 단위탈취조(126)과 또다른 단위탈취조(128)을 상향흐름으로 통과하여 가스배출구(130)을 통해 배출되고, 나머지 일부는 단위탈취조(127)과 또다른 단위탈취조(129)를 하향흐름으로 통과하여 가스배출구(131)로 배출된다. 이때 병렬로 연결하는 탈취탑의 수는 3개이상으로도 가능하다.

도 8은 본 발명에 의한 제7의 실시예로써, 3단의 단위탈취조로 이루어진 2개의 탈취탑(137)을 병렬로 연결하는 처리방법을 나타낸 것이다. 폐가스의 처리경로는 화살표로 표시된 방향과 같다. 가스유입구(138)로 유입된 폐가스는 화살표의 방향으로 각 단위탈취조를 통과한 후 가스배출구(139)을 통해 배출된다. 이 경우에도 병렬로 연결하는 탈취탑의 수는 2개이상으로도 할 수 있다.

이상으로 탈취탑을 직렬 또는 병렬로 연결하여 사용하는 처리방법에 대해서 설명하였으나 상술한 실시예가 본 발명의 직렬 또는 병렬로 연결하는 본 발명의 범주를 제한하지 않는다.

도 9는 본 발명에 따른 제8의 실시예로써, 2단의 단위탈취조(140, 141)로 이루어진 탈취탑이다. 본 실시예에서는, 하나의 단위탈취조(141)는 다시 2개의 하위탈취조(142,143)가 직렬로 연결되어 있다. 황화합물이나 질소화합물의 경우, 분해시 질산과 황산이 부산물로 생성이 되어 필터메디아가 산성화되는 경향이 나타난다. 이런 경우, 특히 산성을 중화할 수 있는 담체를 하위탈취조(143,144)에 충전하여 처리하는 것이 좋다. 본 실시예에서는 2개의 하위탈취조가 직렬로 연결된 2개의 단위탈취조로 이루어진 탈취탑을 설명하였지만 하위탈취조의 수와 단위탈취조의 수는 3개 이상도 사용할 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 제9의 실시예로써, 도 10의 (가)는 4단의 단위탈취조로 구성된 탈취탑에 2개 이상의 영양분공급장치(155, 156)가 설치된 탈취탑을 나타낸 것이다. 본 발명에서는 하나의 탈취탑에는 하나의 영양분공급장치를 설치하는 것이 경제적으로 바람직하나 미생물의 분해활동을 촉진시키고, 필터메디아의 산성화가 급격히 일어나는 경우에 한하여 2개이상의 영양분공급장치를 설치할 수 있다. 도 10의 (나)는 영양분 공급장치를 노즐로 분사하는 것이 아니라 단위탈취조(157,158)의 내부에 파이브형태의 관개장치(161, 162, irragator)를 이용하여 수분, 영양분 및 pH조절제를 공급하는 예를 나타낸 것이다. 이 경우에도 관개장치(161,162)의 수와 위치는 제한을 받지 않는다.

도 11은 본 발명에 따른 제10의 실시예로써, 4단의 단위탈취조로 구성된 영양분 공급장치가 설치되지 않는 예이다. 상술한 바와 같이 일반적인 경우에는 탈취탑 하나에 하나의 영양분 공급장치를 설치하는 것이 바람직하나 필터메디아 자체에 수분, 영양분 그리고 pH조절기능을 가지고 있는 필터메디아를 사용하고 또 탈취탑으로 유입되는 폐가스성분에 수분과 탄소와 질소등의 영양분이 포함되어 있을 경우 특별히 영양분공급장치를 설치하지 않고 사용할 수 있다. 하지만 극히 제한적으로 사용되며, 탈취탑내의 미생물의 활성을 극대화하여 탈취효율을 높히기 위해서는 적어도 하나의 탈취탑에는 하나의 영양분 공급장치를 사용하는 것이 바람직하다.

도 12는 본 발명에 따른 제11의 실시예로써, 4단의 단위탈취탑(167)으로 구성된 각각 4개의 탈취탑(168, 169)을 가스유입구(173)를 이용하여 가스분산판(170)의 좌측과 우측에 병렬로 연결한 예이다. 가스분산판(170)은 8개의 탈취탑으로 유입되는 가스를 균일하게 분배하기 위한 장치이다. 가스분산판(170)의 구성은 가스유입구(171), 탈취탑(168,169)로의 가스유입구(173)과 하부용액저장고(180)으로 구성된다. 여기서 가스분산판(170)의 하부용액저장고(180)는 각각 4개의 탈취탑(168, 169) 하부의 침출액저장고(178)와 연결하여 사용할 수 있다. 보다 상세히 설명하기 위해 가스분산판(170)에 연결된 하나의 탈취탑(167)에 대해서 설명하면, 가스유입구(171)로 유입된 폐가스는 가스분산판(17O)에서 균일하게 분배되어가스유입구(173)를 통해 탈취탑(167)에서 미생물의 활동에 의해 처리된 후 가스배출구(174)로 배출된다. 앞서 상술한 실시예에서와 같이 탈취탑(167)의 가스유입구와 가스배출구를 역으로 한 형태도 사용가능하며, 가스배출구(174)로 나누어 배출된 공기는 필요에 따라 다시 하나의 배출덕트로 합하여 배출할 수 도 있다. 본 실시예에서는 가습장치(172)를 추가로 설치할 수 있는데, 이 경우 가스분배와 탈취탑으로 유입되는 폐가스의 상대습도를 80∼99%까지 조절하여 탈취탑내부의 수분함량을 일정하게 조절하는 기능은 물론, 폐가스중에 포함되어 있는 먼지나 이물질을 제거할 수 있는 장점이 있다. 일반적으로 건조기나 퇴비화공정등에서 배출되는 폐가스는 많은 먼지를 수반하게 되는데, 이 경우 폐가스와 유입된 먼지가 탈취탑으로 여과없이 유입되면 탈취탑내부에 충전된 필터메디아의 공극을 메워 가스흐름의 단락(channeling)을 일으키는 문제점을 있으므로 본 발명의 실시예를 적용할 경우 매우 효과적이다. 여기서 사용되는 가스분산판(170)의 모양은 원통형 또는 다각형의 형태로 사용할 수 있다. 폐가스의 균일한 분배와 하부에 침전된 이물질을 배출하는데 용이하게 하기 위해 측면과 바닥면에 경사각을 주어 사용할 수 있다. 특히, 가스분산판이 원형인 경우, 상부와 하부의 직경을 달리하여 사용할 수 있다. 또한 본 실시예에서 가스분산판(170)과 탈취탑(168, 169)의 구성은 가스분산판(170)을 중심으로 우측, 좌측 또는 우측과 좌측을 동시에 연결하여 사용가능하다. 이 경우 탈취탑(178)의 하부침출액저장고(167)과 가스분산판(170)의 하부용액저장고(180)을 연결하여 침출액이 통할 수 있도록 하여 사용할 수 있다. 그리고 가스분산판(170)과 연결하는 탈취탑의 개수와 탈취탑을 구성하고 있는 단위탈취조의 단수를 늘리고 줄이는데 큰 문제점이 없으므로 연결하는 탈취탑(167)의 개수와 단위탈취조의 단수는 제한을 두지 않는다. 또한, 본 실시예의 가스유입구와 가스배출구의 모양과 형태도 제한을 두지 않는다.

도13은 본 발명에 따른 제12의 실시예로써, 장치의 운반, 설치 및 유지 보수의 용이성을 향상시키기 위해 탈취탑을 다음과 같이 구성한다. 하나의 단위탈취조(182)를 하나의 하위모듈(sub-module) A(181, 182, 183, 184)로 정의하고 이를 분해·조립이 가능한 조립식 트레이(removable or stakable tray) 형태로 제작한 뒤, 적층하여 단위모듈(unit module)인 탈취탑(199)을 구성한다. 여기서 적층할 수 있는 조립식 트레이의 개수는 2개이상으로 한다. 본 실시예에서는 4개의 단위탈취조(181∼184)를 각각 적층하여 만든 탈취탑(199)을 나타낸 것이다. 보다 상세히 설명하면 가스유입구(188,189,190) 또는 가스배출구(191,192)가 설치된 하부가 타공판, 금망 또는 그레이트등으로 이루어져 가스나 액체가 통과할 수 있게 제작된 단위탈취조(181)에 일정높이까지(음영부분) 필터메디아를 충전시킨 단위탈취조(181)를 하나의 하위모듈 A로 정의한다. 조립식탈취탑(199)은 4개의 단위모듈 A를 서로 엇갈리게 차례로 적층한 후, 상부에는 영양분공급장치(187)이 설치된 상부탑(186)과 하부에는 가스배출구(190)를 침출액저장고(192)을 조립하여 구성하다. 이때 사용되는 단위탈취조(181)의 모양은 원형이나 다각형 형태로 사용이 가능하며 재질은 철, 도금강, 에폭시나 폴리우레탄이 코팅된 철과 같은 철강재료, 스테인레스강 그리고 에프알피(FRP), 피브시(PVC), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 그리고 재생고분자 등을 사용할 수 있다. 또한 가스유입구(188,189,190)와가스배출구(191,192)의 모양도 원형 및 다각형등 어느 형태로도 사용이 가능하다. 각 단위모듈을 적층할 때 가스의 누출을 방지하기 위한 밀봉재(sealing material)을 사용한다. 그리고 탈취탑, 가스유입구 및 가스배출구의 크기는 특별한 제한을 두지 않으며, 적층하는 하위모듈의 개수와 구성방법은 특별히 제한을 받지 않으므로 도 2에서 도 12까지 상술한 모든 실시예에 적용이 가능하다.

이러한 방법으로 탈취탑을 구성하는 경우, 동일한 모양의 하위모듈을 규격화하여 적층할 수 있기 때문에 운반, 설치 및 유지보수가 용이한 장점을 가지고 있다.

탈취탑내부에 상부 단위탈취조와 하부 단위탈취조를 설치하고 탈취탑내부의 가스흐름을 상향흐름과 하향흐름이 공존하도록 하여 상향과 하향으로 배분·분산시킴으로써 단위탈취조내의 유속을 감소시켜 종래의 기술과 비교하여 압력손실을 1/8배이상으로 감소시키고 이들 단위탈취조를 다단으로 구성하여 사용하므로 단위면적당 가스처리량을 1OOO㎥/㎡·hr이상으로도 처리가능하다. 또 단위탈취조의 하부에 타공판, 금망, 또는 그레이트를 설치함으로써, 가스가 상향 또는 하향으로 흐를 수 있고, 수분, 영양분 또는 pH조절제가 하방향으로 흐를 수 있도록 하여 각각의 단위 탈취조에 수분 및 영양분 공급장치를 설치하지 않고, 상부에 적은 수의 공급장치만 설치함으로도 모든 단위 탈취조에 수분과 영양분을 원활히 공급할 수 있다. 마지막으로 단위탈취조와 탈취탑을 분해·조립이 용이하도록 하기 위하여 각 단위 탈취조를 하나의 하위모듈로 하여 이를 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬의 혼합형태로 분해·조립이 가능하게 함으로써 장치의 운반 및 설치 그리고 보수가 매우 용이한 장점이 있다.

Claims

폐가스를 생물학적으로 처리하는 방법에 있어서, 미생물이 고정화 되어 있는 필터메디아를 적재할 수 있고 하부가 기체 또는 액체가 통과할 수 있도록 설계된 단위탈취조를 2개이상 종방향으로 적층하고, 각 단위탈취조의 상부와 하부에 여유공간을 두게 하여 가스유입수단과 배출수단을 엇갈리게 설치하여, 유입된 폐가스가 탈취탑 내부에서 일부 또는 전부가 상향흐름과 하향흐름으로 나누어져 단위탈취조를 통과하는 것을 특징으로 하는 탈취탑을 단독, 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬의 혼합형태로 사용하는 폐가스를 생물학적으로 처리하는 방법으로 탈취탑에 수분, 영양분 그리고 pH조절제에서 선택된 1종이상의 성분을 공급하기 위해 노즐형태의 분사형태나 파이프형태의 공급장치를 단위탈취조 상부 또는 단위탈취조의 필터메디아 내부에 1개이상 설치하여 사용하는 폐가스를 생물학적으로 처리하는 방법
제1항에 있어서, 가스유입수단 또는 가스배출수단을 가지고 있는 분해·조립이 가능한 단위탈취조를 하나의 하위모듈로 하고, 이를 종축으로 적층하여 구성된 단위모듈인 탈취탑을 단독, 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬과 혼합형태로 사용하는 폐가스를 생물학적으로 처리하는 방법.
미생물이 고정화 되어 있는 필터메디아를 적재할 수 있고 하부가 기체 또는 액체가 통과할 수 있도록 설계된 단위탈취조를 2개이상 종방향으로 적층하여, 각 단위탈취조의 상부와 하부에 여유공간을 두게하여 가스유입수단과 가스배출수단을 엇갈리게 설치하여, 유입된 폐가스가 탈취탑내부에서 일부 또는 전부가 상향흐름과 하향흐름으로 나누어져 단위탈취조를 통과하는 것을 특징으로 하는 탈취탑을 단독, 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬의 혼합형태로 구성하여, 가스를 균일하게 분지하여 공급하는 가스분산판 또는 가습장치가 부착된 가스분산판에 좌측, 우측 또는 좌측과 우측에 병렬로 연결하며, 수분, 영양분 그리고 pH조절제에서 선택된 1종이상의 성분을 공급하기 위해 단위탈취조 상부 또는 단위탈취조 내부에 설치할 수 있는 노즐형태 또는 파이프형태의 공급장치를 탑취탑에 1개이상 설치하여 사용하는 폐가스를 생물학적 으로 처리하는 방법.
제3항에 있어서, 가스유입수단 또는 가스배출수단을 가지고 있는 분해·조립이 가능한 단위탈취조를 하나의 하위모듈로 하고, 이를 종축으로 적층하여 구성된 단위모듈인 탈취탑을 단독, 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬과 혼합형태로 연결한 1개이상의 탈취탑을 가스분산판 또는 가습장치가 부착된 가스분산판에 좌측, 우측 또는 좌측과 우측에 병렬로 연결하여 폐가스를 생물학적으로 처리하는 방법.
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