KR200205816Y1 - 유기성 악취물질 제거장치 - Google Patents

유기성 악취물질 제거장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 유기성 악취물질 제거장치에 관한 것으로, 휘발성유기화합물질을 포함한 유기성 악취물질의 제거 효율을 극대화 할 수 있도록 함은 물론, 악취물질 제거시설을 소형화하여 시설비의 절감과 시설면적을 작게 할 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 고안은 소정 크기의 구조물인 악취 제거탑, 악취 제거탑의 내부로 악취물질을 유입시키는 송풍기, 악취물질을 흡착하는 활성탄소 섬유 필터, 잔량의 악취물질을 미생물의 생물학적 분해를 통해 제거하는 바이오 필터, 미생물의 적정 pH와 습도를 유지시키는 pH 및 습도 조절수단, 바이오 필터의 수분을 모으는 집수판, 바이오 필터의 온도를 조절하는 수단, 활성탄소섬유 필터를 재생시키기 위한 고압증기를 투입하는 고압증기배관, 고압증기를 투입하여 활성탄 소섬유 필터를 재생시킬시 악취물질 유입구와 집수판의 악취물질 이송로를 차단하는 댐퍼, 활성탄소섬유 필터에 흡착된 악취물질을 제거한 고압증기를 액화시키는 응축기 및 응축기에 의해 액화된 액상의 유수를 분리하는 유수분리기를 포함하여 이루어진다.
[색인어]
유기성 악취물질, 유해가스, 탈취장치, 활성탄소섬유, 바이오 필터

Description

유기성 악취물질 제거장치
본 고안은 악취물질 제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산업현장에서 발생되는 각종 휘발성유기화합물질을 포함한 유기성 악취물질을 흡착·제거할 수 있도록 한 유기성 악취물질 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로 급격한 경제발전 과정에서 환경보전에 대한 인식이 부족하였으며, 이러한 인식의 부족으로 인하여 대기는 물론 수질 또한 그 오염의 정도가 매우 심각한 지경에 이르렀음은 주지의 사실이다. 특히, 주유소, 도장공업, 인쇄공업 및 각종 산업현장에서 배출되는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: 이하 “VOC”라 함)을 포함한 이산화황, 이산화탄소 등의 유해가스 및 악취물질 등은 심각한 대기오염의 주범이 되고 있으며, 아울러 인체에 심각한 악영향을 끼치고 있는 실정이다. 이에 따라, 각 국은 대기오염 방지에 따른 제도적·정책적 규제를 대폭 강화하기 시작했다.
1980년대로 접어들면서 환경에 관한 통체적인 보전의 필요성을 인지하면서 산업과 국제환경협약이 체결되기 시작하였으며, 세계적으로 100여개국에 이르는 국가가 이에 가입하고 있는 실정이다. 우리나라의 경우는 지난 30여년 동안 연평균 경제성장률이 8.5%에 달하고 있으나, 제한된 전략 부분에 집중투자함으로써 환경을 고려하지 않은 불균형 성장을 이루어 왔다.
환경오염은 국내뿐만 아니라 세계적으로도 매우 심각한 수준으로, 오존층의 파괴, 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC), 탄산가스 및 메탄 발생량의 증가로 인한 지구온난화 및 사막화 등 지난 20여년 동안 생명종의 15%가 멸종 또는 멸종위기에 처해 있다. 이처럼 인류가 직면한 심각한 환경오염을 해결하기 위해 제시된 대책 중의 하나가 바로 환경산업이며, 국가적 차원에서 국제환경협약의 동향에 신속히 대처하고 경쟁우위의 확보를 위해 환경산업 뿐만 아니라 환경 기술의 육성과 개발이 절실히 요구되고 있다.
현재 국내환경산업체의 주를 이루고 있는 환경오염 방지시설업은 대기, 수질 및 소음진동 방지시설업 등 3가지로 분류되고 있으며, 업체 등록뿐만 아니라 성장률이 각각 10%를 상회하는 것으로 조사되고 있다. 전술한 바와 같이 환경산업의 투자규모는 증가하고 있으나, 국내의 경우 철강, 비철금속, 석유화학, 제지 및 시멘트 등 에너지 소비적인 업종의 비중 및 설비투자의 계속적인 증가 추세에 있어 기술개발, 공정개선 및 사후처리 기술수준은 선진국의 60%정도 수준이나 오염물질 의 발생저감, 저공해 공정 및 무공해제품 개발 등 청정기술 수준은 크게 뒤져 있는 실정이다.
한편, 급속한 산업화 과정에서 인지하지 못하였던 환경보전의 개념이 서서히 인식됨에 따라 오염된 환경의 정화에 대한 기술들이 활발히 진행되고 있고, 이에 대한 연구의 결과로써 종래의 악취물질 제거 기술을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 종래 기술의 하나로써 바이오 필터 단독으로 구성된 악취 제거장치를 통해 고농도의 VOC 및 악취물질을 제거하는 방법이 제시되고 있으나, 이와 같은 방법은 고농도 VOC 및 악취물질 발생원에 대해 출구의 배출가스 값을 유지하는데 곤란함이 발생할 수 있고, 발생원의 운전정지에 의해 VOC 및 악취물질 성분이 없어지면 다음의 운전개시는 분해능력이 감소한 상태에서 시작된다는 문제가 있다.
한편, 종래 기술의 다른 하나로써 주유소, 도장공업, 인쇄공업 및 각종 산업현장에서 배출되는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: 이하 “VOC”라 함)을 포함한 이산화황, 이산화탄소 등의 유해가스 및 악취물질을 제거하기 위해 습식 세정기를 통해 악취물질 흡수용액과 악취물질을 접촉시켜 흡수하는 방법이 제시되고 있으나, 이러한 방식의 악취물질 제거방법은 악취물질의 흡수가 미흡하여 큰 제거효과를 기대하기란 어려운 문제가 있다.
또한, 종래의 또 다른 기술로써 악취물질을 제거하기 위하여 촉매제로 활성탄을 이용하여 악취물질을 흡착하는 방법이 제시되고 있으나, 활성탄은 암모니아 등 악취성분의 흡착율이 매우 낮아 처리효율이 낮은 문제가 있다. 또한, 활성탄은 흡착제로서의 충진량이 많아 시설용량이 커져 시설비가 높아지는 문제가 있음은 물론, 재생이 어렵고 압력손실이 커져 처리 운영비도 높아지는 문제가 있다.
본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 휘발성유기화합물질을 포함한 유해가스 및 악취물질의 제거 효율을 극대화 할 수 있도록 함은 물론, 악취물질 제거시설을 소형화하여 시설비의 절감과 시설면적을 작게 할 수 있도록 한 구조의 유기성 악취물질 제거장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 고안의 다른 목적은 압력손실이 작고, 흡착속도가 빠르며, 재생이 용이한 시설을 제공함으로써 시설을 운영하기 위한 시설운영비, 시설을 유지하기 위한 유지비용 및 재생처리비용 등을 절감시킬 수 있도록 함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 고안은 다음과 같다. 즉, 본 고안은 소정 크기의 구조물인 악취 제거탑, 악취 제거탑의 내부로 악취물질을 유입시키는 송풍기, 악취물질을 흡착하는 활성탄소섬유 필터, 잔량의 악취물질을 미생물의 생물학적 분해를 통해 제거하는 바이오 필터, 미생물의 적정 pH와 습도를 유지시키는 pH 및 습도 조절수단, 바이오 필터의 수분을 모으는 집수판, 바이오 필터의 온도를 조절하는 수단, 활성탄소섬유 필터를 재생시키기 위한 고압증기를 투입하는 고압증기배관, 고압증기를 투입하여 활성탄소섬유 필터를 재생시킬시 악취물질 유입구와 집수판의 악취물질 이송로를 차단하는 댐퍼, 활성탄소섬유 필터에 흡착된 악취물질을 제거한 고압증기를 액화시키는 응축기 및 응축기에 의해 액화된 액상의 유수를 분리하는 유수분리기를 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서 pH 및 습도 조절수단은 바이오 필터의 pH를 감지하는 pH센서, 바이오 필터의 pH 조절용 알칼리 용액이 저장된 탱크, 바이오 필터의 습도를 감지하는 습도게이지 및 바이오 필터의 pH와 습도가 적정수준으로 유지되지 않을 경우 작동하여 pH 조절용 알칼리 용액을 바이오 필터에 공급하는 가습기로 이루어질 수 있다.
한편, 바이오 필터의 온도조절수단은 송풍기에 설치되어 유입되는 악취물질의 온도를 감지하는 온도감지센서 및 온도감지센서의 감지에 의해 유입되는 악취물질의 온도가 미생물의 증식 및 활동에 영향을 미치는 낮은 온도일 경우 가열코일을 온(On)시켜 집수판의 악취물질 이송로를 통해 바이오 필터측으로 상승하는 잔량의 악취물질을 가열하는 히터로 이루어질 수 있다.
제1도는 본 고안에 따른 활성탄소섬유 필터, 바이오 필터 및 재생기를 이용한 악취물질 제거장치를 보인 계통도.
제2도는 본 고안에 따른 원통형 활성탄소섬유 필터를 보인 구성도.
제3도는 본 고안에 따른 원통형 바이오 필터를 보인 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 악취물질 제거장치 110 : 악취 제거탑
112 : 악취물질 유입구 120 : 송풍기
130 : 활성탄소섬유 필터 140 : 바이오 필터
150 : pH센서 152 : 저장탱크
154 : 습도게이지 156 : 가습기
160 : 집수판 162 : 악취물질 이송로
170 : 온도감지 센서 172 : 히터
174 : 가열코일 180 : 고압증기 배관
190,192 : 댐퍼 200 : 응축기
210 : 유수분리기 220 : 회수용 배관
230 : 가스 배출구
먼저, 본 고안의 상세한 설명에서 기술될 활성탄, 활성탄소섬유 및 바이오 필터의 이해를 돕기 위해 그 전반적인 이론을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 활성탄(Activated Carbon; 활성탄소라고도 함)은 입자 하나에 무수한 미세공이 잘 발달된 무정형 탄소의 집합체로서 활성화 과정에서 미세공이 잘 형성되어 큰 내부 표면적을 갖게 되는 흡착제로 활성탄 입자의 크기에 따라 분말 활성탄(Powdered Activated Carbon)과 입상활성탄(Granular Activated Carbon)으로 분류된다. 이러한 활성탄의 원료로는 톱밥, 야자껍질, 역청탄, 이탄, 갈탄 등 매우 다양하다.
한편, 활성탄소섬유(Activated Carbon Fiber)는 여러 종류의 섬유를 탄화 활성화해서 섬유상 활성탄(활성탄소섬유)으로 제조하지만, 셀룰로로스계 섬유를 원료로 해서 제품화된 것이 최초이다. 그 후, 아크릴로니트릴(PAN)계 섬유나 페놀계 섬유를 원료로 제품화하는 것 이외에 pitch를 방사해 불융화한 원료로부터 제품화해서 각 섬유의 기능성을 살려 여러 종류의 용도개발이 추진되고 있다.
전술한 바와 같은 섬유상 활성탄의 제조는 원료의 종류에 따라서 발염하거나 열융하므로 이것을 막기 위해 산화성 분위기 속에서 가열해 불융화 또는 내염화 처리를 한다. 이 처리는 활성화 후의 섬유의 형상, 물성의 유지외에 흡착성능의 발휘에도 영향을 미친다. 불융화, 내염화에 이어 불활성가스 중에서 가열해 탄소화 하면 탄소섬유가 얻어진다. 불융화 섬유는 탄화한 후 활성화 처리를 하지만 경우에 따라서는 탄화와 활성화가 동시에 행해지는 일도 있다.
전술한 활성탄소섬유는 흡착용량이 비표면적이 매우 커서 입상활성탄제에 비해 1.5배 이상인 평균 흡착량을 갖고 있다. 또한, 흡착속도가 입상활성탄에 비해 10∼100배 정도이고, 섬유상이므로 가공성이 매우 뛰어나다.
그리고, 바이오 필터(Biofilter)는 다공성의 소성 콘크리트, 경석, 소성 점토 등과 같이 흡수능력과 비표면적이 크고, 표면 자체에 흡착효과가 큰 불활성 입자로 된 재료와 앞서 설명한 바와 같은 소수성 특성을 갖는 활성탄소섬유 재료가 사용된다. 이들 재료에는 수십 종류의 세균류 및 진균류와 같은 미생물이 서식하고 있고, 이들이 불활성입자 표면과 활성탄소섬유 표면에 흡착된 악취물질을 영양원으로 하여 생물학적 분해를 통해 탈취한다. 특히, 전술한 바와 같은 바이오 필터는 미생물의 증식 및 활성을 유지시키기 위해서는 적절한 산소, 습도, 온도를 일정하게 유지하여야 한다.
전술한 바와 같이 미생물을 이용한 악취물질 탈취방법은 일찍이 1920년대에 하수처리장에서 발생하는 H2S가스를 처리할 수 있다는 기본개념이 발표된 이래 토양층을 이용한 탈취법이 1957년 미국에서 특허화 되었다. 그 후, 미국과 캐나다에서 토양층 바이오 필터를 다수 설치 운영하였으나, 연구개발은 독일 및 네덜란드에서 더욱 활발히 진행되어 토양층이 요하는 넓은 설치 면적을 줄이기 위해 유기담체 바이오 필터가 개발되어 1960년대 이후로 널리 보급되었으며, 다른 대기오염 방지기술에 비하여 시설투자 및 유지관리비가 낮기 때문에 다량의 저농도 폐가스를 방출하는 하수처리장, 도축장 및 식품공장 등에 이용되고 있다. 또한, 유럽 각 국에서는 현재 악취 및 최근 엄격히 규제되고 있는 VOC 제거에 BACT(Best Available Control Technology)로써 인정받고 있다.
전술한 바이오 필터는 크게 나누어 개방형(Open System)과 밀폐형(Closed System)으로 구분된다. 전술한 바이오 필터 중 개방형은 시설비가 적게드는 대신 큰 설치공간을 요하고, 또한 필터를 최적조건으로 유지하기 힘든 문제가 있다. 반면, 밀폐형은 필터를 항상 일정한 조건으로 유지하기가 용이하고 복층구조로도 설계할 수 있기 때문에 설치면적을 줄일 수 있고, 또한 유지관리 역시 용이한 장점이 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 양호한 실시예에 따른 유기성 악취물질 제거장치에 대해 상세히 설명한다.
제1도는 본 고안에 따른 활성탄소섬유 필터, 바이오 필터 및 재생기를 이용한 악취물질 제거장치를 보인 계통도, 제2도는 본 고안에 따른 원통형 활성탄소섬유 필터를 보인 구성도, 제3도는 본 고안에 따른 원통형 바이오 필터를 보인 구성도이다.
제1도 내지 제3도에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 유기성 악취물질 제거 장치(100)는 소정 크기의 구조물인 악취 제거탑(110), 유해가스 및 악취물질(이하,“악취물질”이라 함)을 이송시키는 송풍기(120), 악취물질을 흡착하는 활성탄소섬유 필터(130), 잔량의 악취물질을 미생물의 생물학적 분해를 통해 제거하는 바이오 필터(140), 미생물의 적정 pH와 습도를 유지시키는 pH 및 습도 조절수단, 바이오 필터(140)의 수분을 모으는 집수판(160), 미생물의 증식 및 활동에 적정한 온도를 조절하는 수단, 활성탄소섬유 필터(130)를 재생시킬 수 있도록 고압의 증기를 분사하는 고압증기배관(180), 송풍기(120)의 악취물질 유입구(112)와 집수판(160)의 악취 물질 이송로(162)를 차단하는 댐퍼(190, 192), 활성탄소섬유 필터(130)에 흡착된 악취물질을 제거한 고압증기를 액화시키는 응축기(200), 응축기(200)에 의해 액화된 액상의 유수를 분리하는 유수분리기(210), 집수판(160)에 집수된 수분을 유수분리기(210)로 회수하는 회수용 배관(220) 및 악취물질이 제거된 상태의 무해한 가스를 배출시키는 가스 배출구(230)로 이루어진다.
전술한 바와 같이 구성된 본 고안의 유기성 악취물질 제거장치(100)는 송풍기(120)를 통해 악취물질을 악취 제거탑(110)의 내부로 유입시켜 활성탄소섬유 필터(130) 및 바이오 필터(140)를 차례로 통과시켜 악취물질을 흡착 및 생물학적 분해를 통해 제거하는 기술이다. 즉, 본 고안에 따른 유기성 악취물질 제거장치(100)는 악취 제거탑(110) 내에 활성탄소섬유 필터(130)와 바이오 필터(140)를 층상 구조로 설치하여 악취물질이 상부측으로 상승하면서 활성탄소 필터(130)에서는 흡착되고, 바이오 필터(140)에서는 미생물에 의해 생물학적 분해를 통해 제거할 수 있는 구조의 기술이다.
전술한 구성에서 pH 및 습도 조절수단은 바이오 필터(140)의 pH를 감지하는 pH센서(150), 바이오 필터(140)의 pH 조절용 알칼리 용액이 저장된 탱크(152), 바이오 필터(140)의 습도를 감지하는 습도게이지(154) 및 바이오 필터(140)의 pH와 습도가 적정수준으로 유지되지 않을 경우 작동하여 pH 조절용 알칼리 용액을 바이오 필터(140)에 공급하는 가습기(156)로 이루어진다.
전술한 바와 같이 구성된 pH 및 습도 조절수단은 바이오 필터(140)에 고정된 미생물의 증식 및 활동에 영향을 미칠 정도로 바이오 필터(140)의 pH가 높을 경우 본 고안의 장치 전체를 제어하는 제어회로(도시하지 않음)의 제어에 의해 가습기(156)를 통해 저장탱크(152)로부터 pH 조절용 알칼리 용액을 바이오 필터(140)에 분사하여 바이오 필터(140)를 중화시키게 된다. 그리고, 바이오 필터(140)의 습도가 낮을 경우 본 고안의 장치 전체를 제어하는 제어회로(도시하지 않음)의 제어에 의해 가습기(156)를 통해 저장탱크(152)로부터 pH 조절용 알칼리 용액을 바이오 필터(140)에 분사하여 바이오 필터(140)의 습도를 높여준다. 이때, pH 조절용 알칼리 용액으로는 물을 사용할 수 있다. 따라서, pH 조절용 알칼리 용액은 바이오 필터(140)의 pH는 물론 습도를 조절하는 기능을 하게 된다.
본 고안의 구성에서 바이오 필터(140)의 온도조절수단은 송풍기(120)를 통해 유입되는 악취물질의 온도를 감지하는 온도감지센서(170) 및 온도감지센서(170)의 감지에 의해 유입되는 악취물질의 온도가 미생물의 증식 및 활동에 영향을 미칠 정도로 낮은 온도일 경우 가열코일(174)을 온(On)시켜 집수판(160)의 악취물질 이송로(162)를 통해 바이오 필터(140)측으로 상승하는 잔량의 악취물질을 가열하는 히터(172)로 이루어진다.
전술한 바와 같은 구성의 유기성 악취물질 제거장치(100)를 보다 상세히 설명하면, 먼저 악취 제거탑(110)은 각종 산업현장에서 발생하는 휘발성유기화합물을 포함한 유기성 악취물질을 유입시켜 제거하기 위한 용기로, 이 악취 제거탑(110)은 악취물질의 발생용량에 알맞은 용량으로 설치된다.
송풍기(120)는 각종 산업현장에서 발생하는 악취물질을 악취 제거탑(110)의 내부로 유입시키기 위한 것으로, 이 송풍기(120)는 악취 제거탑(120)의 외측 적소 설치되며, 송풍기(120)에 의해 강제로 이송되는 악취물질은 악취 제거탑(110)의 내부로 유입되어 활성탄소섬유 필터(130) 및 바이오 필터(140)를 연소적으로 통과하여 무해한 상태의 가스 상태로 가스 배출구(230)를 통해 외기로 배출된다.
활성탄소섬유 필터(130)는 활성탄소섬유의 매우 작은 세공을 통해 송풍기(120)를 통해 유입된 악취물질을 흡착하기 위한 것으로, 이 활성탄소섬유 필터(130)는 제2도에 도시된 바와 같이 활성탄소섬유(132)가 예비용 부직포(134)와 충전용 부직포(136)로 둘러 쌓여 있으며, 곡면으로 되어 있어 표면적을 크게 하고 있다. 한편, 활성탄소섬유 필터(130)에 흡착되지 않은 잔량의 악취물질은 후술할 집수판(160)의 중심에 형성된 악취물질 이송로(162)를 거쳐 바이오 필터(140)층으로 상승한다.
바이오 필터(140)는 악취물질을 통과시켜 미생물의 생물학적 분해를 통해 악취물질을 제거하기 위한 것으로, 이 바이오 필터(140)는 제3도에 도시된 바와 같이 그 내부에 분변토, 이탄, 페라이트 및 질석 등이 충진되어 있다.
전술한 바이오 필터(140)를 악취물질이 통과하게 되면 기액과 미생물의 접촉을 통한 흡착과 분해에 의해 악취물질이 제거된다. 즉, 바이오 필터(140)에 형성된 수분에 의하여 취기 물질이 물에 흡수되거나 직접적으로 미생물에 흡착되며, 물리적인 흡착을 통하여 바이오 필터(140)에 흡착된 유기성 악취물질은 바이오 필터(140)에 고정된 미생물의 에너지원이 되어 미생물의 증식에 이용되며, 이와 같은 현상이 연속적으로 동시에 진행되어 반복적인 탈취작용을 유지하게 된다.
이때, 악취물질의 흡착과 분해 현상이 연속적으로 진행되어 반복적인 탈취작용이 일어나는 가운데 바이오 필터(140)의 pH는 높아지게 되어 미생물의 서식 조건이 악화된다. 따라서, 본 고안의 장치 전체를 제어하는 제어회로는 바이오 필터(140)에 고정된 미생물이 증식할 수 있는 조건을 유지해 주기 위해 pH센서(150)와 습도게이지(154)의 감지를 통해 바이오 필터(140)의 pH와 습도를 감지하여 pH 조절용 알칼리 용액을 분사함으로써 바이오 필터(140)의 적정 pH와 습도를 유지시키게 된다.
즉, pH센서(150)와 습도게이지(154)의 감지를 통해 바이오 필터(140)의 pH및 습도를 감지하여 바이오 필터(140)의 pH가 높거나 습도가 낮을 때, 본 고안의 장치 전체를 제어하는 제어회로의 제어에 의해 가습기(156)가 작동되어 저장탱크(152)로부터 pH 조절용 알칼리 용액을 바이오 필터(140)로 분사한다.
전술한 바와 같이 활성탄소섬유 필터(130)와 바이오 필터(140)를 이용한 복합 탈취장치를 구성함으로써 악취물질의 처리 효율을 90% 이상으로 향상시킬 수가 있다.
pH 및 습도 조절수단은 앞서 설명한 바와 같이 바이오 필터(140)에 고정된 미생물이 증식하고 활동할 수 있는 pH 및 습도조건을 유지시키기 위한 수단으로, 이 pH 및 습도 조절수단은 pH센서(150)와 습도게이지(154)의 감지를 통해 바이오 필터(140)의 pH 및 습도를 감지하여 바이오 필터(140)의 pH가 높거나 습도가 낮을 때, 본 고안의 장치 전체를 제어하는 제어회로의 제어에 의해 가습기(156)가 작동되어 저장탱크(152)로부터 pH 조절용 알칼리 용액을 바이오 필터(140)로 분사함으로써 바이오 필터(140)의 적정한 pH와 습도를 유지시키게 된다.
집수판(160)은 바이오 필터(140)에서 하부로 낙하하는 수분을 모아 활성탄소섬유 필터(130)가 수분에 젖지 않도록 하기 위한 것으로, 이 집수판(160)은 활성탄 소섬유 필터(130)와 바이오 필터(140) 사이에 설치되며, 집수판(170)에 모아진 수분은 회수용 배관(220)을 통해 후술할 유수분리기(210)로 이송된다. 이때, 집수판(160)은 활성탄소섬유 필터(130)와 바이오 필터(140)를 상하로 분할하며, 활성탄소섬유 필터(130)를 거친 잔량의 악취물질을 바이오 필터(140)로 안내하는 악취물질 이송로(162)가 형성된다. 또한, 집수판(160)은 모아지는 수분이 한 곳으로 모아질 수 있도록 경사져 설치된다.
온도조절수단은 바이오 필터(140)에 고정된 미생물이 증식하고 활동할 수 있는 온도조건을 유지시키기 위한 수단으로, 이 온도조절수단은 송풍기(120)를 통해 유입되는 악취물질의 온도를 온도감지센서(170)에 의해 감지하여 감지된 악취물질의 온도가 미생물의 증식 및 활동에 영향을 미칠 정도로 낮은 온도일 경우, 집수판(160)의 악취물질 이송로(162)를 통해 바이오 필터(140)측으로 상승하는 잔량의 악취물질을 히터(172) 및 가열코일(174)로 가열하게 된다. 따라서, 잔량의 악취물질은 히터(172) 및 가열코일(174)에 의해 미생물의 증식과 활동에 적정한 온도조건이 된다.
고압증기배관(180)은 활성탄소섬유 필터(130)에 흡착된 악취물질을 탈락시켜 활성탄소섬유 필터(130)를 재생시키기 위한 장치로, 이 고압증기배관(180)은 활성탄소섬유 필터(130)와 집수판(160) 사이에 설치되어 활성탄소섬유 필터(130)에 고압의 증기를 분사하여 증기의 흡열반응을 통해 활성탄소섬유 필터(130)에 흡착된 악취물질을 탈락·제거하게 된다. 이처럼 고압증기를 통해 활성탄소섬유 필터(130)에 흡착된 악취물질을 탈락·제거함으로써 활성탄소섬유 필터(130)를 재생시킬 수 있는 것이다.
전술한 활성탄소섬유 필터(130)의 재생은 상시 이루어지는 것이 아니라 활성 탄소섬유 필터(130)의 악취물질 흡착효율이 저하될 때 이루어진다. 한편, 전술한 바와 같이 고압의 증기를 분사할 수 있는 장치를 구성함으로써 활성탄소섬유 필터(130)의 재생에 따른 비용을 줄일 수 있음은 물론, 유기성 악취물질 제거장치(100)의 유지비용 또한 절감시킬 수 있다.
송풍기(120)측의 악취물질 유입구(112)와 집수판(160)의 악취 물질 이송로(162) 각각에 설치된 댐퍼(190, 192)는 고압증기배관(180)을 통해 고압증기를 투입하여 활성탄소섬유 필터(130)를 재생시킬시 유입된 고압의 증기가 악취 제거탑(110)의 외부나 바이오 필터(140)측으로 빠져나가는 것을 방지하기 위한 장치이다. 즉, 전술한 댐퍼(190, 192)는 고압증기배관(180)을 통해 고압증기를 투입하여 활성탄소섬유 필터(130)를 재생시킬시 유입된 고압의 증기가 악취 제거탑(110)의 외부나 바이오 필터(140)측으로 빠져나가는 것을 방지하기 위해 송풍기(120)측의 악취물질 유입구(112)와 집수판(160)의 악취물질 이송로(162)를 차단하는 역할을 한다.
한편, 댐퍼(190, 192)는 상시 열려 있는 상태에서 활성탄소섬유 필터(130)를 재생시킬시에만 송풍기(120)측의 악취물질 유입구(112)와 집수판(160)의 악취물질 이송로(162)를 차단하게 된다.
응축기(200)는 활성탄소섬유 필터(130)를 재생시킨 후 고압의 증기를 응축시키기 위한 것으로, 이 응축기(200)는 내부로 유입된 재생 후의 고압증기를 응축시켜 액화시킨다.
유수분리기(210)는 응축기(200)에 의해 응축되어 액화된 용액으로부터 기름과 같은 성분을 분리하는 장치로, 이 유수분리기(210)에 의해 분리된 유수는 재처리 시설 등을 거쳐 정화된 상태로 처리된다.
전술한 바와 같이 구성된 유기성 악취물질 제거장치(100)의 작용·효과를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 송풍기(120)의 구동에 의해 각종 산업현장에서 발생된 악취물질이 악취 제거탑(110)으로 유입되면 악취물질은 활성탄소섬유 필터(130)를 통과하게 된다. 이때, 악취물질이 활성탄소섬유 필터(130)를 통과하는 과정에서 악취물질의 70∼80% 정도가 활성탄소섬유의 미세공에 흡착된다.
잔량의 악취물질은 집수판(160)의 악취물질 이송로(162)를 통해 바이오 필터(140)측으로 이송되어 바이오 필터(140)를 통과하게 된다. 이 과정에서 악취 물질이 바이오 필터(140)를 통과하게 되면 기액과 미생물의 접촉을 통한 흡착과 분해에 의해 악취물질이 제거된다. 즉, 바이오 필터(140)에 흡착된 유기성 악취물질은 미생물의 에너지원이 되어 미생물의 증식에 이용되며, 이와 같은 현상이 연속적으로 동시에 진행되어 반복적인 탈취작용이 일어나게 된다.
전술한 바와 같이 악취물질의 흡착과 분해 현상이 연속적으로 진행되어 반복적인 탈취작용이 일어나는 가운데 바이오 필터(140)의 pH는 높아지게 되어 미생물의 서식 조건이 악화되면, 본 고안의 장치 전체를 제어하는 제어회로는 바이오 필터(140)에 고정된 미생물이 증식할 수 있는 조건을 유지해 주기 위해 pH센서(150)와 습도게이지(154)의 감지를 통해 바이오 필터(140)의 pH와 습도를 감지하여 pH조절용 알칼리 용액을 분사함으로써 바이오 필터(140)의 적정 pH와 습도를 유지시키게 된다.
송풍기(120)를 통해 유입되는 악취물질의 온도가 미생물의 증식 및 활동에 영향을 미칠 정도로 낮은 온도일 경우에는 본 고안의 장치 전체를 제어하는 제어회로는 유입되는 악취물질의 온도를 감지하여 히터(172) 및 가열코일(174)을 통해 집수판(160)의 악취물질 이송로(162)를 통해 바이오 필터(140)측으로 상승하는 잔량의 악취물질을 가열하게 되고, 이에 따라 잔량의 악취물질은 히터(172) 및 가열코일(174)에 의해 미생물의 증식과 활동에 적정한 온도조건이 된다.
활성탄소섬유 필터(130)를 재생시킬시에는 먼저, 송풍기(120)측의 악취물질 유입구(112)와 집수판(160)의 악취물질 이송로(162)에 설치된 댐퍼(190, 192)를 통해 송풍기(120)측의 악취물질 유입구(112)와 집수판(160)의 악취물질 이송로(162)를 폐쇄한 후 고압증기배관(180)으로 고압의 증기를 투입하여 활성탄소섬유 필터(130)에 흡착된 악취물질을 탈락·제거한다.
활성탄소섬유 필터(130)를 재생시킨 후에는 응축기(200)를 통해 고압의 증기를 액화시키고, 액화된 용액은 유수분리기(210)를 통해 기름과 같은 성분을 분리하여 정화·처리한다.
전술한 바와 같이 본 고안에 따른 유기성 악취물질 제거장치(100)는 악취물질을 연속적인 흡착 및 미생물에 의한 분해 작용을 통해 진행하여 제거하게 된다.
이상에서와 같이 본 고안에 따른 유기성 악취물질 제거장치(100)는 활성탄소섬유 필터(130)와 바이오 필터(140)를 혼용하여 사용함으로써 악취물질의 흡착 및 분해를 극대화하여 악취물질의 제거 효율을 향상시킬 수가 있다.
또한, 활성탄소섬유 필터(130)와 바이오 필터(140)를 사용함으로써 악취물질제거시설을 소형화 할 수 있음은 물론, 시설유지비용 및 시설운영비용의 절감을 기대할 수 있다.
전술한 바와 같은 효과에 더하여 활성탄소섬유 필터(130)의 재생에 따른 비용을 절감시킬 수 있다.
본 고안은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 고안의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
이상에서와 같이 본 고안에 따르면 휘발성유기화합물질을 포함한 유해가스 및 악취물질의 흡착과 미생물에 의한 분해가 동시에 이루어질 수 있도록 하여 악취 물질의 제거효과를 향상시키는 효과가 발휘된다.
또한, 본 고안은 악취물질 제거시설을 소형화할 수 있음은 물론, 이로 인한 시설비의 절감과 시설면적을 작게 할 수 있는 효과가 기대된다.
본 고안의 또 다른 효과는 압력손실이 작고, 흡착속도가 빠르며, 재생이 용이한 시설을 제공함으로써 시설을 운영하기 위한 시설운영비, 시설을 유지하기 위한 유지비용 및 재생처리비용 등을 절감시킬 수 있다.
전술한 효과에 더하여, 본 고안은 악취물질 처리시설의 작업환경을 개선함은 물론, 지역주민들의 혐오시설이라는 인식을 불식시켜 님비현상을 줄일 수 있는 효과가 발휘된다.

Claims (3)

  1. 소정 크기의 구조물인 악취 제거탑; 상기 악취 제거탑의 내부로 악취물질을 유입시키는 송풍기; 상기 유입된 악취물질을 흡착하는 활성탄소섬유를 주재로 한 활성탄소섬유 필터; 상기 활성탄소섬유 필터를 거친 잔량의 악취물질을 미생물의 생물학적 분해를 통해 제거하는 바이오 필터; 상기 미생물이 증식하고 활동할 수 있도록 적정 pH와 습도를 유지시키는 pH및 습도 조절수단; 상기 활성탄소섬유 필터를 거친 잔량의 악취물질을 상기 바이오 필터로 안내하는 악취물질 이송로가 형성되어 상기 바이오 필터의 수분이 상기 활성탄소섬유 필터로 떨어지지 않도록 상기 활성탄소섬유 필터와 바이오 필터 사이에 경사져 설치된 집수판; 상기 유입되는 악취물질의 온도가 미생물의 증식 및 활동에 영향을 미치는 낮은 온도일 경우 적정온도로 가열하여 상기 바이오 필터의 온도를 조절하는 수단; 상기 활성탄소섬유 필터에 흡착된 악취물질을 고압증기의 흡열반응을 통해 제거하여 활성탄소섬유 필터를 재생시킬 수 있도록 고압의 증기를 분사하는 고압증기배관; 상기 고압증기를 투입하여 상기 활성탄소섬유 필터를 재생시킬시 상기 송풍기의 악취물질 유입구와 집수판의 악취물질 이송로를 차단하는 댐퍼; 상기 활성탄소섬유 필터에 흡착된 악취물질을 제거한 고압증기를 액화시키는 응축기; 및 상기 응축기에 의해 액화된 액상의 유수를 분리하는 유수분리기를 포함하여 이루어진 유기성 악취물질 제거장치.
  2. 제1항에 있어서, pH 및 습도 조절수단은 상기 바이오 필터의 pH를 감지하는 pH센서; 상기 바이오 필터의 pH 조절용 알칼리 용액이 저장된 탱크; 상기 바이오 필터의 습도를 감지하는 습도게이지; 및 상기 바이오 필터의 pH와 습도가 적정수준으로 유지되지 않을 경우 작동하여 상기 pH 조절용 알칼리 용액을 상기 바이오 필터에 공급하는 가습기로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기성 악취물질 제거장치.
  3. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 바이오 필터의 온도조절수단은 상기 송풍기에 설치되어 유입되는 악취물질의 온도를 감지하는 온도감지센서; 및 상기 온도감지센서의 감지에 의해 유입되는 악취물질의 온도가 미생물의 증식 및 활동에 영향을 미치는 낮은 온도일 경우 가열코일을 온(On)시켜 상기 집수판의 악취물질 이송로를 통해 상기 바이오 필터측으로 상승하는 잔량의 악취물질을 가열하는 히터로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기성 악취물질 제거장치.
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