KR100943882B1 - 폐가스 처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 퇴비공장 또는 공공시설물에서 발생하는 악취오염원 및 휘발성 유기화합물을 지속적으로 정화시키고 배출하기 위한 광촉매반응기, 유동상호기 및 혐기조 및 바이오필터로 조합된 하이브리드시스템 장치에 관한 것이다. 본 발명은 퇴비공장 또는 공공시설물에서 발생하는 악취오염원으로서 황화수소, 암모니아 및 휘발성 유기화합물을 바이오필터로써 지속적으로 정화시키고 처리할 때에 낮은 농도로 발생하는 황화수소에 비하여 높은 농도로 발생하여 상대적으로 성공적으로 처리하기가 어려운 암모니아 및 휘발성 유기화합물도 지속적으로 성공적으로 처리하기 위하여, 휘발성유기화합물을 함유한 폐가스가 전처리로서 광촉매반응기를 통과하고 바이오필터로 후처리되었을 때의 휘발성유기화합물에 대한 바이오필터의 처리용량이 배이상 증가하는 시너지효과를 보다 경제적으로 활용하기 위하여 악취폐가스의 휘발성유기화합물 부하량이 클 경우에만 악취폐가스를 선택적으로 광촉매반응기를 통과시키고, 악취폐가스가 바이오필터에 인입하기 전에 가습처리를 하기 위한 가습장치로서 유동상 담체를 충전한 반응조의 상부인 유동상 호기조를 거쳐서 가습시키고 동시에 유동상 호기조의 용수가 악취오염원 중에서 수용성인 암모니아를 많이 흡수하여 흡수된 암모니아는 유동상 미생물담체에 의하여 질산이온으로 산화되고 유동상 호기조의 하부인 혐기조에 반송되어 질소로 환원되며, 특히 암모니아 부하량이 적어진 가습된 악취폐가스는 기액분리조를 거쳐서 바이오필터에서 황화수소, 암모니아 및 휘발성유기화합물 등이 처리되는, 하이브리드시스템으로서 퇴비공 장 또는 공공시설물에서 발생하는 악취폐가스의 악취오염원의 특성에 하이브리드시스템의 시너지효과를 활용하여 여러 악취오염원들을 포함한 폐가스를 경제적이고 효율적으로 처리할 수 있다.
광촉매반응기, 유동상 호기조, 혐기조, 바이오필터, 하이브리드시스템, 악취폐가스, 휘발성유기화합물
Description
본 발명은 퇴비공장 또는 공공시설물에서 발생하는 악취오염원 및 휘발성 유기화합물을 지속적으로 정화시키고 배출하기 위한 광촉매반응기, 유동상호기 및 혐기조 및 바이오필터로 조합된 도 1과 같은 하이브리드시스템 장치에 관한 것이다.
악취의 제거방법은 물리적, 화학적 및 생물학적 처리법으로 분류되어진다. 물리적 방법으로는 흡수법과 흡착법이 있으나, 흡수법은 수용성이 있는 악취물질만 선택적으로 대기 중에서 제거가 되며 흡수제(용수)의 비용 및 흡수제를 흡수탑 상단까지 올리는 등의 에너지 비용 등의 운전비용이 비교적 많이 소요되며 흡착법도 흡착제의 재생과 같은 2차 처리가 추가적으로 필요하여 이에 따른 운전비용을 고려하면 경제적인 공정은 아니다. 화학적 처리에는 약액세정법, 기체산화법 및 마스킹법이 있다. 그러나 약액세정법은 배수처리시설이 필요하고 약품의 사용에 의한 재질의 부식성이 높다. 기체산화법은 산화가스의 적정첨가량의 조절이 어려워서 2차 오염을 유발할 수 있으며 마스킹법은 악취성분을 근본적으로 제거할 수 없는 단점들이 있다. 이와 같이 물리 및 화학적 악취제거 방법은 제거효율은 높으나 비경제적이고 2차 오염을 유발할 수 있다. 한편 생물학적 악취제거 법은 담체에 악취분해미 생물을 고정화시켜서 반응기에 충진한 바이오필터법 등이 있는데 바이오필터법은 경제적이고 2차오염을 유발하지 않는 악취처리방법으로서 부상하고 있다. 바이오필터시스템의 운전에 소요되는 운전비용은 거의 송풍기의 가동에 필요한 전력비이며 100m3/min의 동일 풍량의 악취가스를 처리하는 탈취방법 중에서 설치 및 운전 비용(10년간)의 합은 바이오필터의 경우 (설치비용은 가장 컸지만) 141백만원으로서 가장 경제적이었고 약액세정(165백만원), 촉매연소(260백만원), 활성탄 흡착 (270백만원) 및 직접연소(350백만원)의 순으로 바이오필터가 가장 경제적이었다.
미국, 일본을 포함한 선진국에서는 악취를 발생하는 물질별로 감지할 수 있는 악취강도를 유발하는 최저감지농도(odor threshhold)를 설정하여 악취발생시설을 철저하게 시행 및 관리하여오고 있으나 우리나라는 근래에 악취의 중요성을 인정하여 1987년부터 악취집중관리업소를 선정하여 집중관리하고 있으며 1991년 이후에 11개 업종을 생활악취규제대상시설로 지정하여 관리하고 있다. 현재가동 중인 축분퇴비공장은 악취규제를 적용받지 않는 산업체로 이에 대한 법적인 제재를 받지 않으나, 1999년부터 신규로 완공된 축분퇴비공장은 이 악취강도의 규제를 받게 되어 있어 악취제거기술의 개발이 시급한 실정이다. 전술한 바와 같이 가장 경제적이고 2차처리가 필요 없는 악취제거용 바이오필터 기술개발이 필요한데, 지금까지는 악취보다는 휘발성유기화합물(VOC)의 제거에 더욱 중점을 두어왔던 실정이다. 암모니아나 황화수소 등의 질소화합물 및 황화합물에 대한 효율적인 제거를 위하여, 그 중에서 도 황화수소는 악취강도지수가 낮아서 대기 중에서 분산되어도 희석에 의한 악취강도 감소율이 크지 않아 최저감지농도도 우리나라의 경우 0.0005ppm으로서 암모니아의 경우의 0.1ppm인 최저감지농도보다 훨씬 낮다. 계분을 퇴비원료로 사용할 경우 악취성분 발생량에 대하여 암모니아와 아민류가 373.9ppm이고 황화수소의 발생량은 0.3-2.92ppm으로 보고되거나 암모니아 발생농도가 최고 2,500ppm이라고 보고되고 있어서 황화수소보다 상대적으로 암모니아 발생농도가 매우 크다. 한편 공공시설물에서 배출되는 폐가스는 일반적으로 황화수소, 암모니아와 휘발성 유기화합물가 포함되어 있는데 제한된 조건(pH)으로 인하여 하나의 바이오필터로 동시에 오염원들을 제거하는 것은 어렵다. 황화수소는 일반적으로 낮은 pH 하를 선호하는 독립영양미생물인 Thiobacillus균에 의하여 산화되어서 탄소원으로서 휘발성 유기화합물를 필요로 하지 않는다. 반면에 휘발성 유기화합물이나 암모니아는 일반적으로 중성 pH에서 효율적인 미생물에 의하여 분해되기 때문에 적정 pH에 있어서 두 균주는 양립할 수가 없다고 알려지고 있다. 따라서 바이오필터를 사용하여 퇴비공장이나 공공시설물에서 발생하는 황화수소, 암모니아 및 휘발성 유기화합물을 제거할 때에 상대적으로 낮은 농도의 황화수소는 모두 제거되는 반면에 특히 상대적으로 높은 농도인 암모니아는 황산이온(SO4 -2)의 생성으로 인한 낮은 pH에서 황화수소의 높은 제거율만큼 제거하기가 어렵다. 따라서 퇴비공장이나 공공시설물에서 발생하는 악취오염원 및 휘발성 유기화합물을 바이오필터로 처리할 때에 황화수소에 비하여 암모니아 및 휘발성 유기화합물의 성공적인 처리가 매우 어렵다.
특허공개공보 10-2004-0073637은 생물학적 처리시스템의 경우 휘발성 유기화합물의 높은 농도범위에서는 처리가 불가능한 것이 문제점이어서 배기가스내의 처리오염원의 농도가 생물학적 처리가 가능한 농도보다 높을 때는 전술한 하이브리드공정을 활용하고 농도가 낮을 때에는 바이오필터만을 사용하는 생물학적 처리와 광화학적 처리를 선택적으로 사용하는 방법 및 장치를 공개하였다. 그러나 특허공개공보 10-2004-0073637은 생물학적 처리시스템의 경우 휘발성 유기화합물의 높은 농도범위에서는 처리가 불가능한 것이 문제점이어서 휘발성 유기화합물의 높은 농도범위에서 생물학적인 처리가 가능한 농도까지 낮추는데 흡착 또는 흡수 또는 기타 폐가스처리방법을 전처리공정으로 선정할 수 있음에도 불구하고 대안으로 광화학적 방법을 제시한 동기 및 목적과 광촉매반응기와 바이오필터로 이루어진 하이브리드시스템의 시너지효과를 언급하지 못하였고 마찬가지로 특허공개공보 10-2004-0073637의 실시예와 비교예에서는 바이오필터와 광촉매반응기로 이루어진 하이브리드 시스템과 바이오필터만을 운전하였을 때의 성능결과만을 단순 비교하였고 하이브리드공정 자체의 시너지특성에 관한 실시예를 제시하지 못하였다. 따라서 크게 광촉매반응기와 바이오필터로 구성된 하이브리드시스템 자체에 대한 특허청구가 아니라 휘발성 유기화합물의 높은 농도범위에서는 생물학적 처리가 불가능한 것에만 중점을 두어서 생물학적인 처리가 가능한 농도와 그 이상의 농도의 경우로 나누어 생물학적 처리와 광화학적 처리를 선택적으로 사용하는 방법 및 장치를 특허 청구하였다.
본 발명의 목적은 퇴비공장 또는 공공시설물에서 발생하는 악취오염원으로서 황화수소, 암모니아 및 휘발성 유기화합물을 바이오필터로써 지속적으로 정화시키고 처리할 때에 황화수소에 비하여 성공적으로 처리하기가 어려운 암모니아 및 휘발성 유기화합물도 지속적으로 성공적으로 처리하는 것이다.
본 발명의 개요 및 특징은 다음과 같다. 첫째 퇴비공장 또는 공공시설물에서 발생하는 악취가스는 광촉매반응기를 통과하고 바이오필터에 인입하기 전에 가습처리를 하기 위한 가습장치로서 유동상 담체를 충전한 도 3과 같은 반응조의 상부인 유동상 호기조를 거쳐서 가습되고 동시에 유동상 호기조의 용수가 악취오염원 중에서 수용성인 암모니아를 많이 흡수하여 질산이온으로 산화시키고 유동상 호기조의 하부인 혐기조에 반송하여 질소로 환원되며, 특히 암모니아 부하가 적어진 가습된 악취가스는 기액분리조를 거쳐서 바이오필터에서 처리하고, 둘째 휘발성유기화합물을 함유한 악취폐가스가 전처리로서 광촉매반응기를 통과하고 바이오필터로 후처리되었을 때의 실시예 1과 같이 바이오필터의 처리용량이 배이상 증가하는 시너지효과를 활용하여 황화수소, 암모니아 및 큰 부하량의 휘발성유기화합물 등을 처리하는 도 1 및 2와 같은 하이브리드시스템 장치를 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 중요한 과제해결수단은 다음과 같다.
1) 바이오필터 처리를 위한 악취 폐가스의 가습장치 및 악취오염원 중에서 수용성인 암모니아에 대한 흡수탑으로서 유동상 담체를 충전한 유동상 호기조가 활용되고 흡수된 암모니아는 미생물을 고정한 유동상 담체와 접촉하여 질산이온으로 산화되고 유동상 담체를 충전한 기액분리조에서 분리되어 반응조의 하부인 혐기조에 반송하여 질소로 환원되어 처리되며, 반응조 상부의 유동상 호기조 각단들과 하부의 혐기조 각단들의 사이에 유동상담체는 통과하지 못하는 크기의 천공된 구멍이 배열되어 있는 칸막이에 의해 분리되어 있어서 각단 내부에서는 유동상담체가 자유롭게 유동하나 다른 단으로는 넘어가지 못하므로 유동상 담체의 유동에 따른 유체의 흐름이 각단에서 이루어지고 반응조 전체로 보아서는 각단에서의 유체의 유동이 독립적이어서 반응조 각 단간의 유체의 혼합이 적게 되어 단위용적당 처리효율이 커지게 되는 도 3과 같은 장치와,
2) 유동상 호기 및 혐기조 및 기액분리조에서 악취오염원의 흡수에 의하여 특히 암모니아의 부하량이 적어진 악취폐가스는 바이오필터로 인입이 되어 황화수소, 암모니아 및 휘발성 유기화합물이 동시처리가 되고 기액분리조에서 배출되는 처리수의 일부는 바이오필터의 수분공급을 위하여 스프레이로 바이오필터 내부에서 살수하여 주는 바이오필터시스템 및
3) 휘발성유기화합물을 함유한 악취폐가스가 전처리로서 광촉매반응기를 통과하고 바이오필터로 후처리되었을 때의 실시예 1과 같이 바이오필터의 처리용량이 배이상 증가하는 시너지효과를 동반하는 도 1 및 도 2와 같은 하이브리드시스템이다.
바이오필터를 사용하여 퇴비공장이나 공공시설물에서 발생하는 황화수소, 암모니아 및 휘발성 유기화합물을 제거할 때에 상대적으로 낮은 농도의 황화수소는 모두 제거되는 반면에 특히 상대적으로 높은 농도인 암모니아는 황산이온(SO4 -2)의 생성으로 인한 낮은 pH에서 황화수소의 높은 제거율만큼 제거하기가 어렵다. 따라서 퇴비공장이나 공공시설물에서 발생하는 악취오염원 및 휘발성 유기화합물을 바이오필터로 처리할 때에 황화수소에 비하여 암모니아 및 휘발성 유기화합물의 성공적인 처리가 매우 어렵다. 따라서 본 발명에서는 첫째 황화수소에 비하여 높은 농도로 발생하는 암모니아를, 바이오필터공정 전의 폐가스의 가습기능을 하며 각단 내부에서는 유동상담체가 자유롭게 유동하나 다른 단으로는 넘어가지 못하므로 유동상 담체의 유동에 따른 유체의 흐름이 각단에서 이루어지고 반응조 전체로 보아서는 각단에서의 유체의 유동이 독립적이어서 반응조 각 단간의 유체의 혼합이 적게 되어 단위용적당 처리효율이 커지게 되는 유동상 호기 및 혐기조에서 흡수, 산화 및 탈질하여 바이오필터로 유입되는 폐가스내의 암모니아 부하량을 효율적으로 줄여줌으로서 다음 공정인 바이오필터에서 암모니아를 성공적으로 처리할 수 있다. 둘째 휘발성 유기화합물의 오염부하량이 낮은 경우에는 광촉매반응기를 바이패스시켜서 에너지를 절약하고, 높은 경우에는 광촉매반응기를 통과하여 전처리로서 광촉 매반응기를 통과하고 바이오필터로 후처리되었을 때의 실시예 1과 같은 하이브리드시스템의 휘발성 유기화합물에 대한 제거용량 증가분에 대하여, 광촉매분해공정의 직접적인 공헌도 보다 하이브리드시스템공정의 시너지효과로서 창출된 간접적인 공헌도가 배 이상 크도록 하게함에 따른 하이브리드시스템의 휘발성 유기화합물에 대한 높은 제거용량 뿐만 아니라 하이브리드시스템의 높은 경제성에 있다. 따라서 UV/광촉매반응기와 바이오필터로 이루어진 하이브리드시스템의 시너지효과를 활용하여 바이오필터 또는 UV/광촉매반응기의 설계규모를 최소화하여 투자비 및 운전비를 절감할 수 있다.
본 발명의 구성은 도 1 및 2와 같이 휘발성 유기화합물 및 악취오염원을 포함하는 악취가스(1)가 블로우어(2)에 의하여 도입되는 광촉매반응기(7 또는 27), 바이오필터(21)로 도입되기 이전의 악취가스를 가습하기 위한 가습장치 및 악취오염원 중에서 수용성인 암모니아에 대한 흡수 및 산화처리공정으로서 유동상 담체를 충전한 유동상 호기조(13)가 활용되고 흡수된 암모니아는 미생물을 고정한 유동상 담체(40)와 접촉하여 질산이온으로 산화되고 유동상 담체(40)를 충전한 기액분리조(16)에서 분리되어 반응조(12)의 하부인 혐기조(14)에 반송하여 질소로 환원되어 처리되는 유동상 호기조(13)와 혐기조(14)가 상하로 연결된 반응조(12), 및 반응조(12) 및 기액분리조(16)에서 악취오염원의 흡수에 의하여 특히 암모니아의 부하량이 적어진 악취폐가스는 바이오필터(21)로 인입이 되어 황화수소, 암모니아 및 휘발성 유기화합물이 동시처리가 되고 기액분리조(16)에서 배출되는 처리수의 일부 는 바이오필터(21)의 수분공급을 위하여 스프레이(23)로 바이오필터(21) 내부에서 살수하여 주는 바이오필터시스템으로 크게 세가지로 이루어져 있다.
본 발명의 공정으로서 휘발성 유기화합물, 황화수소 및 황화수소에 비하여 상대적으로 높은 농도의 암모니아를 함유한 악취폐가스(1)는 블로우어(2)에 의하여 송풍되어져서 가스유량계(3)에서 유량을, 전기화학적 실시간 농도분석기(4)에서 농도를 측정하여 유량과 농도의 곱으로서 휘발성 유기화합물의 오염부하량을 산출한다. 휘발성 유기화합물의 오염부하량이 높은 경우에는 광촉매반응기(7 또는 27)를 통과시키고 그러지 않은 경우에는 광촉매반응기(7 또는 27)를 바이패스하여, 반응조(12)의 유동상 호기조/혐기조 칸막이(31) 아래에 위치하는 반응조 입구(32)로 유입된 악취폐가스는 바이오필터(21)공정 전에 미생물을 담지한 유동상 담체로 충전된 유동상호기조(13)에서 악취폐가스내의 암모니아를 물에 흡수하고 유동상 담체에 담지된 미생물로 물에 용해된 암모니아를 아질산이온 및 질산이온으로 산화시킨다. 또한 유동상 호기조(13)에서 악취폐가스를 가습하고 다음의 기액분리조(16)에서 바이오필터(21)로 유입되는 폐가스, 처리수로 분리되어 처리수는 처리수 물펌프(26)에 의하여 공급되며 재순환수 유량조절계(17)를 통과하는 재순환수 및 살수용수로 분리된다. 재순환수는 반응조(12)의 하단부에 있는 담체로 충전된 혐기조(14)의 재순환수 입구(43)로 재순환되며 보충수 탱크(15)로부터 보충수 펌프(18)에 의하여 보충수를 공급받는다. 살수용수는 살수용 물탱크(20)에 저장되어 바이오필터(21) 내부의 적당한 습도를 유지하기 위하여 살수펌프(19)에 의하여 스프레이(23)로 바 이오필터(21) 내부에서 주기적으로 분사된다. 혐기조(14)에서는 혐기조 미생물 담체(41)에서 질산이온의 결합산소에 의한 용존 유기화합물의 혐기산화가 일어나 질산이온이 질소로 환원되어 처리된다. 유동상호기조(13)로 유입된 폐가스는 천공된 구멍이 배열되어 있는 여러 칸막이들을 거치고 유동상 담체(40)와 부딪치면서 작게 쪼개어지고 적절히 분산이 된다. 유동상 호기조(13)의 상단 위에는 담체를 충진하지 않은 단(42)을 추가하고 꼭대기에 밀폐된 작업구멍(33)을 설치한다. 또한 그 단의 옆면에 지면과 수직에서 경사지게 설치하여 아래로 갈수록 위어 면과 위어가 부착되는 단의 옆면과의 단면적이 좁아지게 설치한 위어(34)를 넘어서 유동상 호기조(13)의 유출수가 출구(35)를 통하여 기액분리조(16)에 공급되게 한다. 설치된 위어(34)는 유동상 호기조의 칸막이(36)의 천공된 구멍을 통하여 올라온 담체 조각이나 고형부유물 등이 위어(34)를 넘어 침전하여 출구(35)로 유출되지 않도록 하기 위함이다. 반응조(12)의 외벽에 항온장치(37)를 설치하여 반응조(12)를 운전하기 위하여 요구되는 운전온도를 유지할 수 있게 한다. 혐기조(14)의 하단의 바닥은 침전슬러지의 인출(38)을 쉽게 하기 위하여 중심부가 하향으로 기울어진 경사판(39)을 설치한다.
한편 기액분리조(16)에서 분리되어 바이오필터(21)의 상부로 인입된 폐가스는 바이오필터 내부에 충진된 미생물담체(24) 사이를 통과하면서 바이오필터 인입가스에 포함된 휘발성 유기화합물이나 악취발생원을 미생물막에 의한 흡수 및 생분해를 통하여 제거하게 되어 하이브리드시스템으로 처리된 폐가스가 대기로 배출된다. 한편 바이오필터(21)는 미생물 담체(24)로서 퇴비(compost), 바크(bark) 및 피트(peat) 등을 포함한 유기담체를 주로 쓰고 지지체로서 활성탄(granular activated carbon) 또는 내부 기공이 크게 압출 가공된 폐타이어담체(참조 화학공학지, 39(5), 600-606)를 바이오필터(13) 내부에 충전하였다. 바이오필터(21) 내부의 미생물담체(24)의 부착미생물에 대한 적당한 환경을 유지시켜주기 위하여 스프레이(23)로 주기적으로 영양소를 포함한 액상미디움탱크(22)로부터 미디움 펌프(25)를 통해 영양소를 공급해 주어야 한다.
광촉매반응기(7 또는 27)는, 첫째 도 1과 같이 악취폐가스(1)의 유량이 비교적 작은 경우에, 광촉매반응기(7)의 내경은 투명한 관(8)으로 제작되고 외경은 차폐된 유리 또는 내부식성이 있는 플라스틱 또는 금속으로 제작된 환형의 이중 관을 제작하여 내경 및 외경 사이에는 이산화타이타늄(TiO2)을 포함하는 광촉매로 코팅한 투명한 구슬(6)로서 충전시키고 내경의 안쪽에는 자외선램프(5)를 삽입하여 광촉매로 코팅된 투명구슬(6) 사이로 통과하여 폐가스에 포함된 휘발성 유기화합물 또는 악취성분에 대한 광촉매에 의한 광분해반응을 유도하였다. 또한 악취폐가스가 접촉하는 내경의 바깥쪽 및 외경의 안쪽에도 광촉매로 코팅을 하여서 광분해반응을 개선하였다. 둘째 도 2와 같이 산업현장에서 발생하는 악취폐가스(1)의 유량이 비교적 큰 경우에, 광촉매반응기(27)는 산업현장에서 블러워(blower)(2)로 배출되는 휘발성 유기화합물 또는 악취를 포함한 대기 또는 폐가스를 반응조(12)까지 연결하는 내부식성이 있는 원형 또는 사각형 또는 기타 형태의 플라스틱관 또는 금속관(29) 내부의 천공된 칸막이(30) 사이를 이산화타이타늄(TiO2)을 포함하는 광촉매로 코팅한 투명구슬(6)로서 충전시키고 충전된 관의 길이 방향으로 일정한 간격마다 구멍을 내어 자외선램프(5)를 삽입할 끝이 막힌 투명한 관(8)들을 충전된 관 길이의 수직 또는 사선방향으로 배치하고 복수의 자외선램프(5)를 배치된 각 투명관(8)에 삽입한다. 또한 광촉매반응기(27)인 관의 대기 또는 폐가스가 접촉하는 내부표면에도 광촉매를 코팅하여서 광촉매반응효과를 개선하였다.
실시예 1
다음은 본 발명과 같은 전 공정인 광촉매반응기와 후 공정인 바이오필터로 조합된 하이브리드시스템 공정을 사용하여 에탄올과 톨루엔이 포함된 폐가스를 처리한 결과이다. 전 공정인 광촉매반응기로서 4cm(내경)x8cm(외경)x47cm(길이)의 환형 pyrex관을 사용하였고 광원으로서 15W UV-A 램프를 사용하였다. 한편 후 공정인 바이오필터는 5cm(지름)x25cm(길이)의 튜브를 위단과 아랫단으로 하여 동부피의 퇴비(compost) 및 활성탄(granular activated carbon)으로 구성된 미생물담체를 각각 18cm 및 20cm를 채웠다.
표 1. 전 공정인 광촉매반응공정의 하이브리드시스템 성능에 대한 기여도
| 제거용량(Elimination capacity) | 톨루엔(g/m3/h) | 에탄올(g/m3/h) |
| 하이브리드시스템의 최대값 | 130 | 230 |
| 바이오필터의 최대값 | 90 | 100 |
| 전 공정으로서 광촉매반응공정 부가에 따른 증가분 | 40(100%) | 130(100%) |
| 광촉매반응공정의 직접기여도 | 7(17.5%) | 28(21.5%) |
| 광촉매반응공정의 간접기여도 | 33(82.5%) | 102(78.5%) |
표 1에서와 같이 에탄올과 톨루엔의 동시제거인 경우에 전 공정인 광촉매분해공정을 기존의 바이오필터 공정에 추가한 하이브리드시스템의 경우, 에탄올 제거용량(elimination capacity)의 증가분을 100%라고 할 때에 광촉매분해공정의 직접적인 공헌도는 21.5%이고 하이브리드시스템공정의 시너지효과로서 창출된 간접적인 공헌도는 78.5%를 보였다. 한편 톨루엔 제거용량(elimination capacity)의 증가분을 100%라고 할 때에 광촉매분해공정의 직접적인 공헌도는 17.5%이고 하이브리드시스템공정의 시너지효과로서 창출된 간접적인 공헌도는 82.5%를 보였다. 이와 같이 전 공정인 광촉매분해공정과 후 공정인 바이오필터공정으로 이루어진 하이브리드시스템의 시너지효과를 창출하는 공정특성을 폐가스처리에 효율적으로 활용하여 경제적으로 폐가스처리시스템의 효율을 극대화하였다.
도 1은 퇴비공장 또는 공공시설물에서 발생하는 폐가스의 유량이 비교적 적을 경우에 악취오염원 및 휘발성 유기화합물을 지속적으로 정화시키고 배출하기 위한 광촉매반응기, 유동상 호기 및 혐기조 및 바이오필터로 조합된 하이브리드시스템 장치를 도시한 도면
도2는 퇴비공장 또는 공공시설물에서 발생하는 폐가스의 유량이 비교적 클 경우에 악취오염원 및 휘발성 유기화합물을 지속적으로 정화시키고 배출하기 위한 광촉매반응기, 유동상 호기 및 혐기조 및 바이오필터로 조합된 하이브리드시스템 장치를 도시한 도면
도3은 휘발성유기화합물 및 악취를 함유한 폐가스 처리용 반응조 장치를 도시한 도면
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명
1. 악취폐가스
2. 블로워(blower)
3. 가스유량계
4. 전기화학적 실시간 농도분석기
5. UV-광원
6. 광촉매 코팅된 투명구슬
7. 광촉매반응기
8. 투명관
9. 전기화학적 실시간 농도분석기
10. 광촉매반응기 밸브
11. 바이패스 밸브
12. 반응조
13. 유동상 호기조
14. 혐기조
15. 보충수 탱크
16. 기액분리조
17. 재순환수 유량조절계
18. 보충수 펌프
19. 살수 펌프
20. 살수용 물탱크
21. 바이오필터
22. 액상 미디움탱크
23. 스프레이
24. 바이오필터 미생물담체
25. 미디움펌프
26. 처리수 물펌프
27. 관형 광촉매반응기
28. 천공된 광촉매반응기 칸막이
29. 악취폐가스 이송관
30. 천공된 구멍이 배열된 칸막이
31. 호기조/혐기조 칸막이
32. 악취폐가스 입구
33. 밀폐된 작업구멍
34. 위어
35. 악취폐가스 출구
36. 유동상 호기조의 칸막이
37. 항온장치
38. 폐슬러지 출구
39. 경사판
40. 유동상 호기조 담체
41. 혐기조 담체
42. 담체를 충전하지 않은 단
43. 재순환수 입구
Claims (2)
- 블로워, 가스유량계 및 실시간 농도분석계를 포함하는 VOC를 함유하는 악취폐가스의 공급 및 분석장치와; 광촉매반응기를 바이패스 또는 통과시키는 바이패스밸브가 연결된 광촉매 반응기와; 악취폐가스처리용 반응조와; 악취폐가스처리용 반응조에서 처리된 악취폐가스를 처리하는 미생물담체를 충전한 바이오필터로 구성되어,상기 악취폐가스처리용 반응조는 바이오필터로 유입되는 악취폐가스를 가습하기 위한 가습조 및 악취오염원 중에서 수용성오염원에 대한 흡수탑으로서 활용되는 것을 특징으로 하는 악취폐가스 처리장치
- 제 1항에 있어서, 상기 반응조와 바이오필터에 부가하여, 기액분리조(16); 살수용물탱크(20); 상기 바이오필터 내부의 스프레이(23)로 수분을 공급하는 살수펌프(19); 액상미디움탱크(22); 영양분을 공급하는 미디움펌프(25); 살수용물탱크로 반응조(12) 처리수의 일부를 이송하는 처리수 물펌프(26)를 추가로 포함하고,기액분리조(16)에서 배출되는 반응조(12) 처리수의 일부가 처리수 물펌프(26)에 의하여 살수용탱크(20)로 이송되어 살수펌프(19)에 의하여 상기 바이오필터 내부에서 활용되는 것을 특징으로 하는 악취폐가스 처리장치.
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