KR200258722Y1 - 기존 토양탈취상의 구조물을 개량한 생물여과 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 환경기초시설 및 생활악취 대상시설에서 발생되는 암모니아(Ammonia), 황화수소(Hydrogen sulfide), 메틸머켑탄(Methyl mercaptan), 황화메틸(Dimethyl sulfide), 이황화메틸(Dimethyl disulfide)등과 같은 악취성분이 포함된 오염공기를 생물학적으로 제거하는 개량형 토양 생물여과장치(Biofilter)로써, 상부에 하우징(50)의 말단이 장착되는 격벽(60)과; 상기 하우징(50)의 외측상단에 설치되며 데미스터(70)가 안착된 공기배출구(80)와; 상기 하우징(50)의 상측 내벽에 설치되며 지면위에 설치된 스프레이 펌프(85)와 제어판(86)과 연결되어 물을 살수하는 살수스프레이(90)와; 지중에 설치되며 폐액배출수로(7)를 관통하는 파이프(95)가 측면에 연결되고 내부에 레벨스위치(100)가 장착되어 있는 배수액 저장탱크(110)와 상기 배수액 저장탱크(110)와 자동밸브(120)가 연결되고 상기 자동밸브(120)는 배수펌프(130)에 연결되는 구조를 특징으로 하며, 새로운 시설을 신설하지 않고 재이용함으로 신규시설 설치비와 유지관리비의 절감등의 효과가 있다.

Description

기존 토양탈취상의 구조물을 개량한 생물여과 장치{Advanced Biofilter using Soil Bed Biofilter}

본 고안은 개량형 생물여과장치(Biofilter)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 황화수소, 메틸머켑탄, 암모니아 등 혼합 악취 공기를 동시에 제거하는 개량형생물여과장치(biofilter)에 관한 것으로, 기존의 토양탈취상은 토양의 건조와 핀홀현상, 강우에 의한 토양상의 국부 침하로 인한 토양의 교체 혹은 경전 등의 문제점 없이 개량형 생물여과장치를 이용하여 탈취효율저감의 문제점을 억제시킬 수 있도록 생물탈취 장치에 개량 무기성 세라믹담체, 폴리우레탄, 조개껍질 등과 복개설비를 이용함으로써 악취물질이 함유되어 있는 공기를 정화할 수 있도록 하는 악취물질이 함유된 공기를 생물학적으로 정화하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 오염된 공기에 포함되어 있는 악취를 제거하는 방법에는 활성탄 흡착, 약액세정, 촉매산화, 고온소각 등 다양한 물리화학적 방법이 이용되고 있다. 그러나 상기한 처리방법을 이용하여 악취를 오염된 공기로부터 제거하게 되면 2차 오염물질이 배출되고, 시설비용 및 운전비용이 많이 소요되는 문제점이 있다. 따라서 최근에는 미생물을 이용한 폐가스정화기술로 악취를 제거하는 방법을 많이 사용하고 있다. 상기한 생물학적 정화기술(Biofiltration)에는 토양탈취상(soil bad),바이오필터(Biofilter), 바이오와셔(Biowasher), 에어리프트(Air lift) 및 트리클 에어 바이오필터(Trickle air biofilter)등의 방법이 있다. 이들 처리방법 중 국내에서 악취가스를 처리하는데 가장많이 사용되어 왔던 방법으로는 토양탈취상을 이용한 악취제거 방법이 가장 많이 사용되었다.

도 1은 종래의 토양탈취상을 개략적으로 나타낸 도면으로, 토양탈취상의 구조물은 콘크리트 박스 구조물(1)을 지지체로 이용하여 여기에 폐액배출구(7)를 설치하며 구조물 정중앙에 위치한 주풍도(5)로 악취가스를 이송 후 다시 광풍도(8)로 이송된 악취가스를 배출시켜고 배출된 가스가 자갈(6)층과 쇄석(3)층을 통과하여토양탈취상의 담체층(2)을 통과하여 처리된 가스가 배출되는 과정으로 되었있으며, 정화된 가스는 토양상 상부 토양층을 통과하여 토출된다.

토양탈취상의 충전담체는 퇴비, 피트모스, 나무껍질, 흑토, 석회물질, 슬러지 등으로 구성되어 있어 토양층의 건조에 따른 핀홀현상 및 단회로현상 발생, 토양 건조로 인한 성능저하 장기간 이용시 압밀에 의한 토양 개량과 토양층 압밀에 의한 정압의 상승 및 송풍기의 성능저하 현상이 발생되며, 토양상층부 개방으로 인해 강우의 국부침투 및 함몰, 토양두께의 감소로 인해 주기적인 경전, 토양층의 교체 및 개량, 토양보층 및 살수가 필요하다. 또한 토양상을 이용할 경우 토양상에 체류시간을 최소 60초 이상 토양통과속도를 4∼5 mm/sec 이하로 유지해 주어야 악취가스 제거 효율을 얻을수 있으며 충전제 교환 주기는 2∼3년에 한번씩 교체해 주어야 하는 문제점도 안고 있다. 또한 하수처리 증설에 따라 탈취 풍량 증가시 일정 체류시간을 확보하여야 하므로 넓은 부지면적의 필요로 인해 기존 토양탈취상을 제거하고 새로운 시설을 신규로 제작하는 문제점도 앉고 있다. 따라서 기존 토양탈취상이 설치되어 있는 토양탈취상을 개량하여 이용함으로써 경제적이고 효과적인 탈취시설을 구축할 수 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 토양의 지나친 건조나 강우에 의한 국부침투, 강풍에 의한 비산 및 함몰로 인해 토양층에 핀홀(pinhole) 현상과 이로인한 성능저하와 정압 상승에 의한 유지관리비 증가 등의 문제를 억제할 수 있도록 토양탈취상 충전담체를 무기성 세라믹이나 폴리우레탄, 조개껍질 등으로구성하며 토양탈취상 상부에 복개시설 및 살수시설 등의 장치를 이용하여 악취 물질이 함유되어 있는 공기를 정화할 수 있도록 개량한 생물탈취상을 이용하는 악취 물질이 함유된 공기를 정화하는 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 고안은 토양탈취상 내부에 무기성 세라믹담체나 폴리우레탄, 조개껍질 등이 충전되며, 유입덕트관으로 유입되는 공기가 주풍도를 통해 광풍도로 분배 후 트리칼 넷과 쇄석층을 통과후 세라믹 담체가 충전된 충전층을 통과하여 상부의 정화된 가스가 퇴출되도록 하는 장치로서, 상세하게는 유입덕트관으로 유입되는 오염공기가 주풍도와 광풍도를 통해 미생물담체를 내재하고 있는 담체층을 통과하여 정화된 가스가 배출되도록 하는 미생물을 이용한 폐가스 정화장치에 있어, 상부에 하우징의 말단이 장착되는 격벽과; 상기 하우징의 외측상단에 설치되며 데미스터가 안착된 공기배출구와; 상기 하우징의 상측 내벽에 설치되며 지면위에 설치된 스프레이 펌프와 제어판과 연결되어 물을 살수하는 살수스프레이와; 지중에 설치되며 폐액배출수로를 관통하는 파이프가 측면에 연결되고 내부에 레벨스위치가 장착되어 있는 배수액 저장탱크와 상기 배수액 저장탱크와 자동밸브가 연결되고 상기 자동밸브는 배수펌프에 연결되는 구조를 특징으로 하는 기존 토양탈취상의 구조물을 개선한 개량형 생물여과 장치를 제공한다.

도 1은 종래의 토양탈취상을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 고안에 따른 개량형 생물여과 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

50 : 하우징 60 : 격벽

70 : 데미스터 80 : 공기배출구

85 : 스프레이 펌프 86 : 제어판

90 : 살수스프레이 95 : 배수파이프

100 : 레벨 스위치 110 : 배수액 저장탱크

120 : 자동밸브 130 : 배수펌프

본 고안은 개량형 생물여과장치(Biofilter)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 황화수소, 메틸머켑탄, 암모니아 등 혼합 악취 공기를 동시에 제거하는 개량형 생물여과장치(biofilter)에 관한 것으로써, 기존 토양탈취상에서 존재하는 토양의 건조와 핀홀현상, 강우에 의한 토양상의 국부 침하로 인한 토양의 개량 등의 문제점 없이 개량토양 생물여과장치를 이용하여 탈취효율저감의 문제점을 억제시킬 수 있도록 생물탈취 장치에 개량 무기성 세라믹담체나 폴리우레탄, 조개껍질 등과 복개설비를 이용함으로써 악취물질이 함유되어 있는 공기를 정화할 수 있도록 하는 악취물질이 함유된 공기를 생물학적으로 정화하는 장치에 관한 것이다.

본 고안에 의하면, 토양탈취상의 문제점을 보완하기 위하여 탈취상 상부복개 및 살수시설로 토양교체 및 개량, 경전 등에 소요되는 유지관리비용의 절감이 가능한 개량형 생물탈취장치을 이용하여 핀홀, 토양압밀, 경전, 토양교체, 함몰 등의 구애 받음 없이 악취가 포함되어 있는 공기를 정화할 수 있다. 또한 기존하우징을 재이용 함으로써 시설투자비의 절감이 가능하며, 개량형 생물탈취상을 설치함을로써 기존 토양의 교체 및 경전, 토양, 토양의 주기적 살수, 토양압밀등 토양탈취상 관리에 소요되는 추가비용 부담 없이 토양탈취상을 관리하는 효과의 장점을 발휘하여 미생물의 안정적인 성장을 유도할 수 있어 유입되는 악취는 미생물이 부착된 필터층을 통과하면서 정화된 공기로 외부 배출되므로 기존 타워형 바이오필터와 같은 공기정화효율을 얻을 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성과 일실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 개량형 토양탈취상 시스템을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 2를 참조하여 악취 물질이 함유된 공기를 정화하는 바이오필터 장치를 설명하면, 먼저, 장방형의 형상을 갖는 하우징의 하단면(gas inlet)에는 오염된 공기가 하우징의 내부로 유입되도록하는 공기 유입 주풍도(5)가 구비되고, 상기 주풍도(5)를 통해 유입된 공기를 적절히 분배해주는 광풍도(8)로 통해 유입공기의 흐림 및 맴돌현상을 감쇄시키는 자갈층(10)을 통과하며 자갈층(10)과 쇄석층(9)의 구분을 위한 트리칼 넷(3)을 설치하므로써 층간의 균일한 배열을 도와주며 또다시 미생물담체층(2)과 쇄석층(9)과의 구분을 위해 트리칼 넷(3)을 일회 더 설치하며, 트리칼 넷(3) 상부에 충전된 충전담체층(2)을 통해 정화된 공기는 공기배출구(80)로 배출되도록하며, 충전담체에 적절할 수분 공급을 할수 있는 살수스프레이(90)을 통해 충전담체층(2)에 수분공급을 하며, 살수된 수분의 과량 증발을 억제하기 위하여 데미스터(70)를 설치한다.

또한, 상기 하우징 내부에 스프레이 후에 잔류한는 배수액의 일정 저류수위를 유지할 수 있는 레벨스위치(100)를 설치하여 하우징(50) 내부 수위가 중정수위 도달시 자동밸브(120)가 개폐 되도록하여 하우징(50)내부에 일정한 적정수위를 유지해준다. 상기 하우징의 탈취층 하단면은 15。의 경사를 띤다. 또한 각종기계류의 작동을 제어할 수 있는 제어판(86)이 지면위에 설치되어 있다.

상술한 바와 같이, 기존의 미생물을 이용한 폐가스 정화장치에 공기배출구가 형성되어 있는 하우징과 살수 스프레이등의 급배수시설 및 하우징내부의 적정수위를 유지해주는 배수액 저장탱크등의 장치로 토양의 지나친 건조에 의한 핀홀(pinhole) 현상, 강우의 국부침투로 인한 토양층의 함몰, 강풍에 의한 비산으로 인해 토양층의 두께 감소, 토양의 지나친 건조로 인한 흙먼지 발생과 유기성 층전제(토탄, Compost, 부엽토, 톱밥 및 볏집)를 이용할 경우 2∼3년에 한번씩 해주어야 하는 토양의 개량 및 교체없이 기존시설 그대로 이용함으로써 운전비 및 유지관리비를 절약할 수 있게 되었고 높은 효율로 악취를 처리할 수 있다.

Claims (3)

1. 유입덕트관으로 유입되는 오염공기가 주풍도와 광풍도를 통해 미생물담체를 내재하고 있는 담체층을 통과하여 정화된 가스가 배출되도록 하는 미생물을 이용한 폐가스 정화장치에 있어, 상부에 하우징(50)의 말단이 장착되는 격벽(60)과; 상기 하우징(50)의 외측상단에 설치되며 데미스터(70)가 안착된 공기배출구(80)와; 상기 하우징(50)의 상측 내벽에 설치되며 지면위에 설치된 스프레이 펌프(85)와 제어판(86)과 연결되어 물을 살수하는 살수스프레이(90)와; 지중에 설치되며 폐액배출수로(7)를 관통하는 배수파이프(95)가 측면에 연결되고 내부에 레벨스위치(100)가 장착되어 있는 배수액 저장탱크(110)와 상기 배수액 저장탱크(110)와 자동밸브(120)가 연결되고 상기 자동밸브(120)는 배수펌프(130)에 연결되는 구조를 특징으로 하는 기존 토양탈취상의 구조물을 개선한 개량형 생물여과 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징은 폴리카보네이트와 섬유강화 플라스틱(FRP: Fiberglass Reinforced Plastic), 알루미늄의 재질로 된 것을 특징으로 하는 기존 토양탈취상의 구조물을 개선한 개량형 생물여과 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 하우징 내부 충전담체가 무기성 세라믹 담체, 조개껍질, 폴리우레탄 등으로 미생물 부착 및 서식이 용이한 구성된 것을 특징으로 하는 기존토양탈취상의 구조물을 이용한 개량형 토양 생물여과 장치.