KR20030068857A - 암모니아성 질소 및 유기황화합물의 악취 제거용 탈취제및 이의 사용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 암모니아성 질소(NH₃) 및 유기황화합물 제거용 탈취제 및 이의 사용방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 80∼120℃로 열처리시켜 용해시킨 변성전분 30,000~100,000㎎/ℓ 및 Na₂CO₃10,000~30,000㎎/ℓ을 먼저 혼합시킨 다음, 여기에 Ca(OH)₂1,000~15,000㎎/ℓ 및 방부제 5,000~30,000㎎/ℓ를 첨가시킨 것을 포함하는 암모니아성 질소 및 유기황 화합물의 악취 제거용 탈취제 및 이를 악취원에 대하여 100~10,000㎎/ℓ을 혼합 또는 살포시켜 5초 내지 30분 동안에 반응시키는 상기 탈취제 조성물의 사용방법에 관한 것이다. 본 발명의 탈취제는 열처리한 변성전분의 우수한 흡착능력과 무기산화제의 우수한 화학적 활성능력을 조절하여 탈취력이 우수하고, 안전성이 높으며, 지속효과가 우수한 산업용 및 가정용 탈취제로 사용 가능한 제품이다.

Description

암모니아성 질소 및 유기황화합물의 악취 제거용 탈취제 및 이의 사용방법{Deodorizing agent for removing nitrogen and organic sulfide compound and stink, and using method thereof}

본 발명은 암모니아성 질소 및 유기황화합물의 악취 제거용 탈취제 및 이의 사용방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 흡착능력이 강한 변성전분을 고온으로 가열 용융시키고, 이에 산화성이 강한 무기화학약품의 활성도 조절을 통하여 악취성분(H₂S, CH₃SH, NH₃등)을 흡착산화 및 분해시켜 2차 오염이 없는 무해한 물질(H₂O, N₂, CO₂등)로 전환시킴으로써 탈취효과를 이룰 수 있는 암모니아성 질소 및 유기황화합물의 악취 제거용 탈취제 및 이의 사용방법에 관한 것이다.

우리나라의 현대사회는 1980년 이후 급속한 발전으로 국민복지의 향상과 소득증대를 도모하여 왔으나 산업경제의 부산물인 각종 폐기물로부터 유해가스와 악취 등의 환경오염물질을 배출하여 왔다. 그 중 악취는 복잡하고 모호한 성질로 저온에서도 감지되어 불쾌감을 느끼게 하며 식욕감퇴, 구토, 불면증, 알레르기 등의 질병을 유발하기도 한다.

이러한 악취의 발생원은 함부로 버려진 쓰레기, 불결한 정화조, 공중화장실, 하수구와 오염이 심한 하천, 하수처리장, 분뇨처리장, 화학공장, 축산시설, 고무공장, 합성수지 제조공장, 도금공장 등이 있으며, 특히 쓰레기 매립지와 침출수에서 발생하는 악취는 큰 문제가 된다.

이러한 악취의 제거는 종래의 물리·화학적 처리에 의한 방법과 마스킹(Masking)제를 이용한 위장법으로 처리를 하였다. 하지만, 낮은 제거율, 높은 처리비용, 2차 공해유발 등의 문제점을 안고 있어 그 문제점을 보완하고, 효능이 탁월하며 2차 환경오염을 발생시키지 않고 쾌적한 생활환경을 유지할 수 있는 고도의 처리효율을 가진, 경쟁력이 우수한 탈취제의 필요성이 대두되고 있다.

탈취체계를 크게 구분하여 보면 물리적인 방법, 화학적 방법, 생물학적 방법, 기타방법으로 구분할 수 있으며 그 분류체계를 도 1로 나타내었다. 지금까지 분류해 온 여러 가지 탈취방법은 각기 특징과 단점을 가지고 있으며 완벽하다고는 말할 수 없다. 실제로 처리하려는 냄새성분을 함유한 기체는 저 농도의 복합성분인 경우가 많으며 또 함유한 성분의 성질도 다른 것이 보통이다. 악취 발생원에서 배출되는 기술적인 자료는 악취성분 조성 및 농도, 온도, 풍량, 습도, 작업시간, 공정 변화, 작업동선, 설치면적, 2차 오염 처리대책, 사용 연료 등이며 이 자료들을 종합적으로 검토하여 가장 경제적인 탈취방법을 선정하게 된다.

도 1에 나타낸 기존의 탈취방법들을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

1. 수 세 법

- 제거가능 악취성분: 암모니아, 아민류(저급), 케톤류, 알데히드류, 저급 유기산류, 페놀 등 친수성의 극성기를 가지는 성분

- 악취제거 방법: 물에 의한 세척

- 장단점:

·설비비가 싸고 조작이 간단하다는 이점이 있으나 다량의 물이 필요하다.

·중성이나 비극성성분의 제거에는 적합하지 않다.

·수온변화에 따라 탈취효과가 변동하고 처리풍량 및 압력손실이 크게되며 건설비도 예상외로 높아지는 결점이 있다.

방류수 중의 냄새성분이 농업, 수산업에 바람직하지 않은 영향을 미치거나, 흡수 용해되어 있던 냄새 성분이 다시 방출되는 경우가 있으므로 2차 공해에 주의하여야 한다.

수세법에 의한 탈취효과는 그 다지 우수하지 않으므로 다른 공법과 조합 처리할 경우에는 전 처리로서 적용하는 것이 바람직하다.

2. 흡착법

현재 사용되고 있는 흡착제 중에는 활성탄의 사용량이 가장 크며 수분이 존재하여도 다른 성분을 흡착하려는 특성을 가지고 있으며 분자량이 비교적 크고 친수성이 아닌 성분(소수성 성분)에 대해서는 보지력이 크다. 활성탄은 일반적으로 저 농도 혼합냄새의 제거용으로 광범위하게 이용되고 있다.

예를 들면 빌딩이나 병원의 환기용 공기, 식품가공공정, 분뇨·하수 슬러지 처리장 등에서 발생하는 냄새제거에 활용되고 있으며 탈취효과가 아주 높기 때문에 타방식과 조합 처리시 1차 처리된 잔존악취의 제거방법으로도 많이 적용되고 있다. 반면 매연이나 분진을 함유한 가스에 대하여는 전 처리가 필요하고 고농도의 악취물질에 대하여는 흡착능의 한계로 인하여 흡착제의 사용기간이 단축되는 문제점이 있다.

흡착법의 이점은 건식조작으로서 습식조작과 달리 배수나 배액을 처리할 필요가 없으며 설비비가 비교적 싸고 유지관리가 쉬우며 광범위한 악취가스 제거 에 효과적이라는 점이다. 그러나 흡착법에 반드시 따라다니는 문제는 활성탄 등의 흡착제 재생으로써 유지관리비용 및 원활한 흡착제의 주기적인 교체가 필수적이다.

3. 연 소 법

연소법에는 화염을 사용하여 악취물질의 최저온도 이상에서 산화, 연소시키는 직접연소법과 산소를 함유한 가스중의 악취물질에 대하여 촉매의 존재하에서 비교적 낮은 온도에서 산화연소 또는 열분해반응을 진행시켜 무취상태로 처리하는 촉매연소법이 있다.

탄화수소류는 일반적으로 탄소수가 증가할수록 산화되기 쉽고 동일 탄소수일 경우에는 방향족이 산화되기가 어렵다. 따라서 환상화합물, 직쇄화합물, 3중 결합화합물 순서대로 쉽게 산화된다. 탄화수소류 중 메탄(CH₄)이 안정하고 산화되기 어려운 성분이며 메탄에 대한 촉매의 산화활성 순위는 다음과 같이 표시한다.

Pd > Pt > Co₃O₄> PdO > Cr₂O₃> Mn₂O₃> CuO > Fe₂O₃> V₂O₅> NiO > MoO₃> TiO₂> ···.

직접연소법과 촉매연소법은 가연성성분에 대하여 전반적으로 탈취효과가 뛰어나며 또한 연료소비량이 커서 운영경비가 높아지는 단점이 있으므로 폐열 회수방안을 강구하는 것이 바람직하다. 또한 질소나 황 화합물을 함유하는 물질은 연소시 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등의 유독기체가 발생하므로 2차 오염에 대한 조치가 필요하고 시스템 선정시 장치재료의 재질에 대하여도 충분한 검토가 필요하다.

촉매연소법은 촉매로서 백금, 코발트, 니켈 등을 사용하므로 값이 비싸지만 종합적인 성능이 우수한 백금계의 것이 많다. 직접연소법과 비교하면 저온에서 연소되므로 운영경비가 저렴하고 저온연소이므로 질소산화물 발생량이 훨씬 감소된다. 반면 염소 등의 할로겐원소, 납, 아연, 수은, 황, 먼지, 수분 등은 촉매의 성능을 저하시키는 촉매독의 문제가 발생되므로 전처리를 하거나 적절한 조치가 필요하다.

촉매독: 염소 등의 할로겐원소, 납, 아연, 수은, 황, 먼지, 수분 등

4. 약액세정법

약액세정법은 화학반응과 물리적인 흡수법을 이용해 악취가스나 유해가스를 제거하는 가장 일반화된 방법이다. 화학반응은 악취가스와 약액의 접촉효율을 높여 기액평형에 의한 중화반응과 산화반응으로 구분할 수 있다.

중화반응은 염기성 악취가스(암모니아, 아민류)를 산성약품과 산성가스(황화수소, 메르캅탄류)를 염기성약품과 중화반응시켜 염화합물 상태로 제거하고 산화반응은 산화제(NaOCI, HCIO, H₂O₂, KMnO₄등)를 사용하여 산화·분해시켜 제거한다.

약액세정법에서의 처리공정은 충전탑(Packed Tower), 분무탑(Spray Tower), 벤튜리스크러버(Venturi Scrubber), 제트스크러버(Jet Scrubber), 사이클론스크러버 (Cyclone Scrubber) 등 여러 종류가 있으며 단독 또는 두 종류 이상을 복합설치하여 효율을 증대시켜 처리하는 방법 등이 있다.

약액세정법 선정시 산성, 염기성 가스를 별도로 처리하는 것이 바람직하며 사용약품에 대한 안정성, 위험물 대책 등과 화학반응에 따른 부산물 처리대책, 2차 오염대책, 폐수처리문제 등을 종합적으로 검토하여야 완전한 처리가 이루어진다.

5. 오존산화법

산화법의 일종이며 오존의 산화작용을 이용하여 악취물질을 산화·분해시키는 방법으로 오존 자체에 의한 은폐효과(Masking)를 겸용하는 탈취방법이다. 이 방법은 황화합물 계통의 악취물질에는 비교적 효과(90%정도)가 있으나, 암모니아나 저급 아민류에 대해서는 효과(50% 전후)가 떨어지며 수세법과 병용할 때 효과(85%정도)가 증대된다.

부대설비로는 건조공기를 원료로 고전압을 걸어 오존을 발생하는 장치가 필요하며 인체에 유해한 오존(0.1ppm 이상)을 제어하는 오존공급량 제어장치 등이 필요하다. 오존은 악취물질과 최소 6초 이상 접촉할 수 있도록 충분한 내용적을 갖는 반응탑을 설계해야 하며 비교적 소규모의 고농도 악취물질제거 에 적용된다.

오존산화법은 화학반응에 의해 악취물질이 치환된 후 환원되지 않는 장점이 있으나 처리 후 잔존 오존이 인체에 유해하므로 2차 오염대책이 필요하고 운영상 전력비와 유지관리기술 등을 검토해 볼 필요성이 있다.

6. 은폐법(Masking법)

은폐법은 악취가스보다 강력한 방향제물질을 분무시키거나 다른 취기물질을 혼합시킴으로써 냄새를 상쇄시켜 처리하는 탈취법이다. 일반적으로 은폐법은 저농도 냄새의 탈취에 이용하며 탈취효과도 크지 않고 근본적인 처리가 이루어지지 않아 사람에 따라서는 약제나 복합된 냄새를 좋아하지 않는 경우가 있다. 이 은폐효과의 예를 들면 에틸메르캅탄에 대하여 유칼리유, 사항, 아몬드 등으로 처리하는 경우가 있다.

은폐법은 압축공기를 사용하는 경우가 있다. 이 처리법의 특징은 비교적 소형이고 설비비가 저렴한 장점이 있으나 고농도에 적합하지 않고 약품비가 비교적 비싼 편이다.

7. 액상촉매법

액상촉매법은 Fe계통의 액체상 촉매에 의하여 악취성분물질이 상온에서 산화·분해되며 촉매 자체는 공기 중의 O₂에 의해 환원되어 원래의 상태로 복귀되는 악취제거 방법이다.

촉매의 산화·환원시간은 10^-bsec 속도로 처리되며 악취가스와 액상촉매를 접촉하기 위해 세정탑과 동일한 탈취탑을 설치하여 가동하며 시설은 약액세정법과 동일하고 황화합물의 고체 유황성분을 제거하기 위한 고액분리시설이 필요하다. 액상촉매법은 악취가스를 완전 분해하므로 2차 오염 처리대책이 필요없으며 촉매의 산화·환원반응이 반복되므로 수명이 길고 산성, 염기성, 중성 및 친수성 유기화합물도 동시에 고효율로 제거할 수 있는 장점이 있다. 그러나 액상촉매는 40℃이상의 고온조건에서는 사용할 수 없으며 염소(Cl)성분 등의 촉매독이 함유된 경우에는 전 처리한 후 적용해야 한다.

8. 토양탈취법

악취성분을 토양층에 송기하면 수분에 용해되거나 화학적 분해를 받거나 흡착되고 토양중의 미생물군이 유기물과 무기물을 영양으로 섭취하여 이들의 냄새성분을 분해하는 작용을 토양탈취법이라 한다. 토양에는 많은 미생물이 서식하며 사상균, 세균, 조류, 원생동물의 4가지 종류는 에너지원의 종류와 생체 구성물질의 합성에 필요한 영양원의 종류에 따라 탈취·분해하는 미생물들이 다르게 작용한다.

이 방법은 토양이 건조되는 것을 피하기 위해 살수장치가 필요하며 암모니아나 황화수소도 제거할 수 있고 양계장, 계분처리장, 하수·분뇨처리장 등에 적용되어 사용되고 있다. 토양탈취법의 장점은 운영경비가 송풍설비의 동력 비 정도로 저렴하고 유지관리가 저렴하나 넓은 부지 면적을 필요로 하고 악취가스를 균일하게 처리하기 위해서는 성층구조가 필요하며 살수와 배수설비가 필요하다.

9. 볼(Ball) 차단법

볼(Ball) 차단법은 개방된 저장조와 탱크 표면에 탁구공과 같은 볼을 덮어줌으로써 공기 중으로 발산하는 악취가스를 저감시키는 방법이다. 액체의 유동성 표면에 볼을 집어넣어 줌으로써 개방된 저장조나 탱크에 밀폐형 구조물을 설치할 필요가 없으며 개폐로 인한 부대설비가 필요하지 않으며 상부로 액체의 유출·유입이 가능하다. 이 방법의 장점은 증기와 냄새를 상당히 감소시켜 주며 미관이 수려하고 약품과 용액손실이 적으며 에너지가 절약된다. 반면 완전한 악취대책은 될 수 없다.

전술한 바와 같이 탈취방법에 대하여 간단하게 살펴보았다. 이러한 종래의 악취제거 방법의 단점은 악취제거율이 현격히 낮거나, 초기 건설비용이 많이 들며, 가동비용 또한 비경제적으로 현장에 적용 시 실질적으로 그 이용가치가 거의 없었던 것이다.

악취는 공기 중에서 기상여건에 따라 쉽게 확산하며 적은 양으로 오염피해면적도 광범위하게 되며 물에 용해된 악취는 관로에서 다시 대기 중으로 방출되는 경향이 있다. 그러므로 악취오염물질은 발생원에서 집중 처리하는 것이 바람직하며 또한 자체시설을 최대한 이용하여 제거하는 것이 중요하다. 지금 환경에 대한 범국민적인 인식이 날로 커져 가고 정부에서도 환경기초시설에 집중적인 투자가 이루어지고 있는 시점에서 악취는 감각공해로서 민원이 계속 증가하고 피해가 확대되고 있는 상황이다. 몇 년 전까지도 탈취시설은 처리공법도 비교적 단순하거나 아니면 환경기초시설에서 제외되는 경향이 많았으나 현재 매립장, 분뇨·축산·하수처리장, 악취배출업소 등에서는 필수의 환경오염방지시설로 자리매김하고 있다. 탈취시설은 경제적이고 효율적이며 취급이 용이한 탈취방법을 선정하고 재질, 운영비, 2차 오염여부 등을 검토하여야 하며 연구기관 및 관련업체에서도 지속적인 연구개발을 통하여 실용적이고 효율이 탁월한 탈취시설의 개발이 이루어져야 할 것이다.

아울러, 탈취제에 관련된 국내 선행특허들을 살펴보면, 한국 등록특허 제32511호에서는 효모에 대하여 미강을 배합하고, 제올라이트를 가하여 반죽, 발효시킨 다음, 황산철을 혼합, 건조시킨 악취처리제를 개시하고 있고, 한국 등록특허 제182845호에서는 타르타르산, 아세트산나트륨, 아스코르빈산 및 에센셜오일 등을 이용한 탈취제를 개시하고 있다. 또한, 한국 등록특허 제30353호에서는 NaOCl, 탄산소다, 인산소다, 유산반토, 황산 제1철, 제올라이트, 산성백토, 아황산소다, 아론후로크 및 이산화염소로 구성된 탈취 및 중금속 제거용 조성물을 개시하고 있다.

또한, 한국 공개특허 제92-2170호에서는 미생물 효소를 활성성분으로 하여 유기성 폐기물로부터 발생하는 각종의 악취를 제거시키는 미생물 효소를 이용한 탈취제를 개시하고 있다. 또한, 한국 등록특허 제139559호에서는 활성탄화된 섬유와 부직포 및 그 제조방법을 개시하고 있다.

이와 같이 생화학적산화법에서 사용되던 종래의 탈취제는 염소류(이산화염소 포함)와 바이오(Bio)계가 주류를 이루고 있다.

그러나, 상기 특허들은 유독물로 분류되는 NaOCl를 주원료로 하거나 식물성 정유(Pine oil & Caster oil)등을 주원료로 하는데 NaOCl의 경우 질소를 함유하는 유기화합물과 반응하여 염화아민(Chloroamine)류의 화합물이 생성되며, 유황(S)를 포함하는 화합물과 반응하여 설페닐 클로라이드(Sulfenyl Chloride)화합물을 생성한다(Gmelin Handbook vol 6. 410-410). 이들 염화아민류와 설페닐 클로라이드류는대기 중에서 쉽게 확산될 뿐만 아니라 눈, 피부, 구강내의 점막을 자극하여, 인체에 유해한 물질로 2차적인 공해를 야기 시키는 문제점을 내포하고 있으며, 또한, 식물성 정유(Pine Oil ＆ Caster Oil)와 천연식물정유(에센셜오일)이 주요 성분인 바이오계는 과일향이나 아카시아향을 내포하지만 방향성 식물로서 지속효과가 없고, 장시간 노출시 두통 등 부작용을 나타낼 수 있으며, 가격이 고가인 반면에 탈취능력이 고루지 못하고 거품이 많이 발생되는 등 경제적으로 불리하거나 공정 조건이 까다로운 단점이 있다.

한편, 본 발명자는 한국 특허출원 제2001-8117호에서 녹말 10,000∼30,000mg/l, Na₂CO₃30,000∼80,000mg/l 및 CaCO₃1,000∼15,000mg/l을 포함하는 휘발성 유기화합물 및 악취 제거용 탈취제 조성물 및 이의 사용방법을 출원하였으나, 녹말이 부패되어 장기 보관성이 떨어질 뿐만 아니라 보관시 무기산화제 성분이 분리되어 탈취 효과가 떨어지는 단점이 있었다.

이렇게 불완전하게 처리된 악취가 주변으로 확산되면 자연환경을 오염시키고 생태계를 파괴하며, 인류 또한 위협할 것이며 작업환경의 오염으로 산업의 발전에도 큰 저해 요인이 될 것이다.

이에 본 발명에서는 암모니아성 질소(NH₃) 및 유기황화합물을 동시에 제거시킬 수 있는 탈취제로, 현재 사용되는 흡착방법과 산화처리의 기술을 접목시킨 방법으로서 기존의 처리시스템에 직접응용이 용이하고, 운영비가 저렴하며, 처리효율을 극대화시킬 수 있으며, 암모니아성 질소(NH₃) 및 유기황화합물을 무해한 물질(N₂, H₂O, CO₂등)로 전환시켜 줌으로써 2차 오염의 유발을 막을 수 있는 우수한 탈취제를 개발하였고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 열처리한 변성전분의 우수한 흡착능력과 무기산화제의 우수한 화학적 활성능력을 조절하여 탈취력이 우수하고, 안전성이 높으며, 지속효과가 우수한 산업용 탈취제로 사용 가능한 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 탈취제의 사용방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탈취제는 80~120℃로 열처리시켜 용해시킨 변성전분 30,000~100,000㎎/ℓ 및 Na₂CO₃10,000~30,000㎎/ℓ을 먼저 혼합시킨 다음, 여기에 Ca(OH)₂1,000~15,000㎎/ℓ 및 방부제 5,000~30,000㎎/ℓ를 첨가시킨 것을 포함한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 상기 탈취제의 사용방법은 암모니아성 질소 및 유기황화합물을 발생하는 축사시설 및 유기질 비료시설 및 각종 악취발생시설에 80~120℃로 열처리시켜 용해시킨 변성전분 30,000~100,000㎎/ℓ 및 Na₂CO₃10,000~30,000㎎/ℓ을 먼저 혼합시킨 다음, 여기에 Ca(OH)₂1,000~15,000㎎/ℓ 및 방부제 5,000~30,000㎎/ℓ를 첨가시킨 탈취제 조성물을 악취원에 대하여 100~10,000㎎/ℓ을 혼합 또는 살포시켜 5초 내지 30분 동안에 반응시키는 것으로구성된다.

도 1은 일반적으로 사용되는 탈취방법들을 개략적으로 구분한 도표이다.

이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 의한 탈취제(악취 처리제)의 주요 성분으로는 고온에서 열처리하여 용해시킨 변성전분, Na₂CO₃, Ca(OH)₂및 방부제를 필수적으로 포함하며, 악취원 또는 사용방법에 따라 향을 더욱 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 강력한 흡착력을 갖는 변성전분은 통상의 전분을 80~120℃에서 처리한 것으로, 이의 사용량은 30,000~100,000㎎/ℓ이 바람직하며, 30,000㎎/ℓ미만이면 흡착력이 저하되고, 100,000㎎/ℓ를 초과하면 과포화되어 더 이상 용해하지 않으며 또한 제조에 필요한 에너지가 과량 소모되어 경제성이 떨어지게 되는 경향이 있다. 상기 변성전분은 수용액 상태에서 80~120℃로 가열하여 용해시키므로써 용해도의 상승뿐만 아니라 변성전분의 팽윤현상을 일으켜 흡착능력을 증가시킬 수 있다. 아울러, 다른 구성성분인 Na₂CO₃와의 화학적 및 물리적 결합을 향상시킬 수 있다. 따라서, 80℃ 미만이면 Na₂CO₃이 변성전분과의 결합력이 저하되어 탈취력이 저하되고, 120℃를 초과하면 변성전분의 변질에 의한 고액 분리되어 성상이 변화하는 경향이 있다.

또한, 전분의 노화와 부패를 방지하기 위한 방부제는 국내·외에서 시판되는 제품이면 특별한 제한없이 사용 가능하며, 바람직하게는 국내 한맥사의 SFC-900이다. 그 사용량은 5,000~30,000㎎/ℓ이 바람직하며, 5,000㎎/ℓ 미만이면 미생물에 의해 부패가 일어나 제품의 효능을 상실시키고 오히려 부패에 의한 악취를 일으킬 수 있으며, 30,000㎎/ℓ를 초과하면 방부제의 독성으로 인해 사용에 문제를 일으킬 수 있으며 또한 품질의 변화(탈취능력저하)를 야기할 수 있으므로 독성이 없는 천연방부제 및 독성이 약한 제품을 사용하여야 한다.

상기 성분 외에 악취원 또는 사용방법에 따라 다양한 양으로 첨가되는 성분으로서 Na₂CO₃는 H₂S를 제거하는 기능을 하며, 그 사용량은 10,000~30,000㎎/ℓ이 바람직하다. 10,000㎎/ℓ미만이면 제거능력이 저하되고, 30,000㎎/ℓ를 초과하면 탈취제의 pH(수소이온농도)가 강알칼리가 되어 폐수처리장내의 활성 미생물에게 악영향을 줄 수 있으며 또한, 각 시설의 페인트 성분을 녹여 시설의 노후화를 일으킬 수 있다. 상기 Na₂CO₃는 변성전분과 함께 80~120℃로 가열 처리하는데, 이는 상기 온도 범위에서 Na₂CO₃가 변성전분에 전체적으로 잘 분산되어 화학적 및 물리적으로 결합함으로써 탈취제의 탈취능을 장기간 유지할 수 있다. 즉, 변성전분은 백색분말로 이취가 없으며 알파도가 85% 이상으로써 분말탄의 점결제, 수성염료의 콜로이드(Colloid) 안정제, 접착제, 및 양어사료의 바인더(binder) 등으로 이미 사용되고 있어 Na₂CO₃와 변성전분은 물리적으로 결합이 용이하고, 상기 온도 범위에서 Na₂CO₃의 나트륨과 전분의 탄소성분이 화학적으로 용이하게 결합할 수 있다.

아울러, Ca(OH)₂는 탈색능을 갖으며, 그 사용량은 1,000~15,000㎎/ℓ이 바람직하며, 1,000㎎/ℓ미만이면 탈색효과가 저하되고, 15,000㎎/ℓ을 초과하면 완전 용해가 어려워 고형물로 남아 탈취제의 분사시 분무장치의 노즐(Nozzle)의 막힘으로 기계장치의 마모를 초래할 수 있다.

탈취제의 사용용도에 따라, 향료를 첨가할 수 있는데 향료는 천연향을 사용하는 것을 원칙으로 하며 향료를 첨가하므로써 산화되고 남은 소량의 악취를 향으로 마스킹시켜 주어 완전하게 악취의 해결을 할 수 있다. 그 사용량은 1,000∼20,000㎎/ℓ이 바람직하며, 1,000㎎/ℓ미만이면 향이 너무 약하여 사용효과를 볼 수 없으며 20,000㎎/ℓ이상이면 경제성이 뒤떨어지고 향이 너무 강해 오히려 두통 및 불쾌감을 일으킬 수 있다.

상기 탈취제의 대상 악취물, 즉 암모니아성 질소 및 유기황화합물 발생시설인 축사 시설 및 유기질 비료시설 및 각종 악취발생시설 대한 투입농도는 100~10,000㎎/ℓ가 통상의 악취를 처리하고, 또한 미생물에 악 영향을 주지 않는 바람직한 범위이나, 처리대상 악취의 종류 및 농도에 따라 상기 농도를 벗어날 수 있다. 결론적으로, 본 발명에 따른 탈취제의 농도는 대상 악취의 농도에 따라 변동될 수 있지만 특별한 경우를 제외하고는 상기에서 언급한 바람직한 예들로 처리될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 탈취제의 제조공정을 살펴보면, ① 입고된 원료의 품질과 규격검사, ② 원료의 함량건조, ③ 원료를 처리대상 악취에 맞는 배합비로 정밀 계량 후, ④ 연료의 열처리 가공(자숙), ⑤ 화학적 활성조절 작업을 통하여 사용처에 맞게 pH(수소이온농도)를 조절한 다음 계량 포장하여 밀봉한 것을 완제품으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 탈취제의 사용 방법은 ⓐ 악취원이 분산된 경우(축사시설, 유기질비료 제조시설 등)에는 본 발명의 탈취제를 악취의 농도(취기)에 따라 직접 또는 물에 희석한 후 스프레이(Spray) 또는 동력 분무기를 이용하여 살포하고 ⓑ 수질(오수, 하수·폐수처리장 등)에는 수질의 악취 농도를 정밀 분석한 후, 정량주입펌프 등을 이용하여 기계적으로 주입하고 ⓒ 대기오염방지시설 중 세정식 습식제거장치(Scrubber)에 이용할 경우에는 세정수(순환수)에 30~70배로 희석한 후 순환시키면서 가스와 접촉시키면서 악취를 제거할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 탈취제는 사용할 때, ㉠ 탈취효과가 신속하고 지속효과가 우수하며(반응시간: 5초~30분, 지속시간3일), ㉡ 무해, 무취로 2차적인 오염물질의 생성이 없으며(CO₂+ H₂O), ㉢ 토양오염을 일으키지 않으며(중금속 불검출), ㉣ 피부에 저자극이며, 급성독성이 없는(P.I.I : 0.05, LD₅₀: 5,000mg/kg이상) 안전한 제품이다.

하기 표 1은 본 발명에 따른 탈취제의 성상을 기재하였다.

본 발명에 따른 탈취제의 성상

항 목	규 격	비 고
주 요 성 분	변성전분 및 무기산화제
색 도	백 색
냄 새	무 취
pH	7.5~11
성 상	액 상
중금속 함유	불 검 출
급성독성시험(LD50)	5,000㎎/ℓ 이하	식약청 고시 제98-116호
피부자극시험(P.I.I)	0.05	〃

한편, 본 발명에 따른 탈취제의 성능과 기존 제품의 성능을 하기 표 2에 기재하였다.

본 발명의 탈취제와 국내 경쟁제품과의 비교

성 능 구 분	본 발 명	경 쟁 제 품
pH	7.5~11	7.1
강열 잔유물	0.24	0.72
고 형 물	0.37	0.94
탈취능력	암 모 니 아	제거율 : 83.3 %	제거율 : 73.3 %
	트리메틸아민	78.3 %	70.0 %
	황화 수소	91.7 %	85.5 %
	메틸메르캅탄	92.0 %	80.0 %
희석배율	100배	60 배
LD50(mouse)	5,000㎎/ℓ 이상	2,000㎎/ℓ 이상
P.I.I	0.05	0.35

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 탈취제의 탈취능력은 고루 나타나며 탈취효과가 아주 우수함을 알 수 있다.

이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

표준가스를 대상으로 약 90℃로 가열 열처리한 변성전분 40,000㎎/ℓ에 Na₂CO₃20,000㎎/ℓ를 첨가하여 완전 혼합한 다음, Ca(OH)₂10,000㎎/ℓ 및 방부제(한맥사, SFC-900) 10,000㎎/ℓ를 순차적으로 첨가시킨 본 발명의 탈취제를 100배로 희석한 후 1,000㎎/ℓ의 농도로 투입하여 그 측정결과를 하기 표 3에 기재하였다.

구 분	측 정 항 목
시험항목	단 위	암모니아	황화수소	메틸메르캅탄	트리메틸아민
탈취시험	초기농도	ppm	60	60	50	60
	30 분 후	ppm	25	15	17	27
	1시간 후	ppm	20	13	13	22
	2시간 후	ppm	16	10	9	17
	4시간 후	ppm	11	7	5	15
	6시간 후	ppm	10	5	4	13
제 거 율	83.3%	91.7%	92%	78.3%

실시예 2

상기 실시예 1에 따른 탈취제의 중금속 성분을 분석한 결과를 하기 표 4에 기재하였다.

본 발명의 탈취제에 의한 중금속 검출시험

시험 항목	단 위	본 발명(탈취제)	비 고
Cd	ppm	검출안됨	수질오염공정시험법
Cu	ppm	검출안됨
As	ppm	검출안됨
Hg	ppm	검출안됨
Pb	ppm	검출안됨
Cr+6	ppm	검출안됨
유기인	ppm	검출안됨
PCB	ppm	검출안됨
CN-	ppm	검출안됨
페놀류	ppm	검출안됨
n-헥산추출물질	ppm	1이하

실시예 3 및 비교예 1

악취제거 약품(탈취제)의 성능분석을 위하여 상기 실시예 1의 탈취제를 100배로 희석한 후 1,000㎎/ℓ의 농도로 투입하여 한국 공개특허 제2001-35478호의 탈취제(비교예 1)와 제거율을 탈취제의 제조후 1일, 10일 및 60일이 경과한 다음, 비교 측정하였다. 그 결과를 하기 표 5, 5a 및 5b에 기재하였다.

악취종류 및 농도별 처리효율(1일)

구 분측정항목	실시예 1의 탈취제	비교예 1	비 고
	투입전	투입후		제거율(%)	투입전	투입후	제거율(%)
H2S	40ppm	1.5ppm	96.25	40ppm	1.2ppm	97.00
CH3SH	18ppm	0.14ppm	99.22	18ppm	0.9ppm	95.00
NH3	23ppm	2.6ppm	88.70	23ppm	3.5ppm	84.78
(CH3)3N	20ppm	0.5ppm	97.50	20ppm	1.4ppm	93.00
·상기의 시료채취는 테들라백에 하였으며, 분석방법은 : GC-FID 분석하였슴.·약품(탈취제)투입 10분 경과후 결과임

악취종류 및 농도별 처리효율(10일후)

구 분측정항목	실시예 1의 탈취제	비교예 1	비 고
	투입전	투입후		제거율(%)	투입전	투입후	제거율(%)
H2S	40ppm	1.6ppm	96	40ppm	6.7ppm	83.25
CH3SH	20ppm	0.17ppm	99.15	20ppm	4.4ppm	78.00
NH3	25ppm	2.8ppm	88.80	25ppm	7.1ppm	71.60
(CH3)3N	20ppm	0.6ppm	97.00	20ppm	4.3ppm	78.50
·상기의 시료채취는 테들라백에 하였으며, 분석방법은 : GC-FID 분석하였슴.·약품(탈취제)은 제조 후 10일간 보관한 후 사용하였슴.·약품 투입 10분 경과후 결과임

악취종류 및 농도별 처리효율(60일 후)

구 분측정항목	실시예 1의 탈취제	비 고
	투입전		투입후	제거율(%)
H2S	40ppm	1.5ppm	96.25
CH3SH	20ppm	0.19ppm	99.05
NH3	20ppm	2.3ppm	88.50
(CH3)3N	20ppm	0.8ppm	96.00
·상기의 시료채취는 테들라백에 하였으며, 분석방법은 : GC-FID 분석하였슴.·약품을 60일간 보관 후 사용한 결과임·약품(탈취제)투입 10분 경과후 결과임·비교예 1의 탈취제는 변성되어 측정불가

실시예 4 및 비교예 2

상기 실시예 1에서와 동일한 탈취제와 한국 공개특허 제2001-35478호의 탈취제(비교예 2)를 사용하였으며, 탈취제의 투입농도를 2,000㎎/ℓ으로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 실시하였다. 그 결과를 하기 표 6 및 6a에 기재하였다.

지속시간에 따른 악취제거 효율(1일)

구 분지속시간	단위	실시예 1의 탈취제	비교예 2	비 고
		H2S	NH3		H2S	NH3
초 기	ppm	40	23	40	23
0.5시간	ppm	1.8	3.2	3.4	12.0
1시간	ppm	0.93	3.2	1.8	8.2
4시간	ppm	0.52	2.8	1.2	5.6
24시간	ppm	0.48	2.8	0.8	5.4
48시간	ppm	0.41	2.8	0.6	4.8
60시간	ppm	0.36	2.8	0.6	3.6
평균 제거율(%)	98.1%	87.2%	96.5%	71.3%

지속시간에 따른 악취제거 효율(약품을 10일간 보관 후 사용하였을 경우)

구 분지속시간	단위	실시예 1의 탈취제	비교예 2	비 고
		H2S	NH3		H2S	NH3
초 기	ppm	40	25	40	25
0.5시간	ppm	1.9	3.5	9.8	14.0
1시간	ppm	0.98	3.4	8.5	9.2
4시간	ppm	0.62	3.0	7.6	8.6
24시간	ppm	0.55	3.0	6.2	6.8
48시간	ppm	0.48	2.9	5.9	5.7
60시간	ppm	0.41	2.9	5.8	4.6
평균 제거율(%)	97.9%	87.5%	81.8%	67.4%

전술한 바와 같이, 본 발명의 탈취제는 흡착능력이 우수한 변성전분과 화학적 활성이 우수한 물질인 무기산화제를 자체의 화학적 활성을 조절하여 탈취능력이우수하고, 안전성이 높으며, 지속효과가 우수하여 산업용뿐만 아니라 가정용으로도 사용 가능한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 80~120℃로 열처리시켜 용해시킨 변성전분 30,000~100,000㎎/ℓ 및 Na₂CO₃10,000~30,000㎎/ℓ을 먼저 혼합시킨 다음, 여기에 Ca(OH)₂1,000~15,000㎎/ℓ 및 방부제 5,000~30,000㎎/ℓ를 첨가시킨 것을 포함하는 암모니아성 질소 및 유기황 화합물의 악취 제거용 탈취제.
2. 제1항에 있어서, 상기 탈취제가 1,000~20,000㎎/ℓ의 향료를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취제.
3. 악취원에 대하여 제1항 또는 제2항에 따른 탈취제 조성물을 100~10,000㎎/ℓ을 혼합 또는 살포시켜 5초 내지 30분 동안에 반응시키는 것을 특징으로 하는 암모니아성 질소 및 유기황 화합물의 악취 제거용 탈취제의 사용방법.