KR100998193B1 - 모듈형 상향류 바이오 탈취장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모듈형 상향류 바이오 탈취장치에 관한 것으로 탈취가스 유입구, 상기 유입구와 연결된 탈취가스 분배관 및 하부의 개방된 순환수 저장조를 갖는 탈취가스 분배 및 순환수 저장을 담당하는 분배 모듈; 순환수를 공급하기 위한 공급관, 상기 공급관에 연결되고 상부에 다수 배치된 노즐과 하부에 충전제로 패킹된 접촉부를 갖고 상기 분배 모듈 상에 탑재되는 세정 모듈; 및 상기 세정 모듈 위에 탑재되고 미생물이 활착 숙성된 바크가 충전된 미생물 탈취 모듈을 포함하는 모듈형 상향류 바이오 탈취장치를 제공한다.
본 발명의 상향류 다층 바이오 탈취장치는 중소용량 (5 ~ 40m³/min)의 처리에도 유용한 장치로서, 현장에서 용접, 제작 및 설치 작업 등을 배제하여, 간단히 조립 설치하는 것으로 시간 및 공간을 절감할 수 있다. 또한, 미생물이 활착 숙성된 자연의 담체를 사용함으로써, 세라믹/폴리우레탄/기타 플라스틱 메디아가 필요로 하는 미생물 사전식종, 연속 영양분 공급 및 한정된 공극률로 인한 통기 부족의 단점을 배제하여 탁월한 효율을 발휘한다. 나아가 일정기간 (3 ~ 5년)이 경과하여 교체되는 담체는 미생물 및 영양분이 풍부하여, 화분용, 온실 재배 및 기타 비료용으로 재활용할 수 있어 친환경적이다.

Description

모듈형 상향류 바이오 탈취장치{Counterflow Biofilter System of Modular Type}

본 발명은 모듈형 상향류 바이오 탈취장치에 관한 것이다.

쾌적한 생활환경을 위하여 냄새 발생원 또는 하폐수 처리장 등으로부터 발생되는 악취 또는 취기를 제거하기 위하여 탈취장치가 널리 사용된다.

이러한 탈취장치의 한 방식으로 세라믹/폴리우레탄/기타 플라스틱 등의 합성된 미생물 메디아를 이용한 바이오 탈취장치가 널리 사용되고 있다, 그러나 이러한 메디아 중에서 플라스틱 재질의 메디아는 생체 적합성의 문제가 있고 세라믹 메디아는 비중이 큰 문제가 있다. 이러한 메디아를 사용하는 탈취장치에서는 일반적으로 영양분을 포함한 세척수를 아랫방향으로 지속적으로 살포함으로서 미생물 부착이 어렵고 메디아의 한정된 공극률(다공성)로 인하여 통기성 부족으로 미생물의 생육 문제를 유발하고 효율적인 미생물 처리가 어렵거나 불가능한 상태로 이르게 한다. 또한 이러한 상태에서 영양제의 계속 주입은 또 다른 오염원을 형성한다.

또 다른 형태로서 활성탄 및 약액세정 방식에 의한 방식이 있으나, 공히 운영 경비의 과다 및 폐기물의 2차 처리에 많은 비용이 발생되어, 하폐수 처리장과 같은 대형 시설의 취기 제거에는 부적합하다.

한국특허공개 제 10-2009-0045533호에는 탈취를 하기 위한 피처리 가스에 일차적으로 산화제를 투입하여 화학적으로 1차 처리한 후에 합성 메디아에 미생물을 지속적으로 주입하여 2차적으로 생물학적으로 처리하는 탈취 장치가 개시되어 있다. 이러한 장치는 1차 산화공정 후에 생물학적 처리가 가능하도록 피처리가스를 다시 중화시켜야 하는 등 약품 부하가 크고 미생물도 계속 공급해 주어야 하는 단점이 있다.

이와 같이 종래의 장치들은 고정설치 비용 및/또는 운전비용이 많이 들어가는 데 비하여 적응성이 낮고 효율성도 좋지 않다.

본 발명은 냄새 원으로 부터 발생되는 악취 또는 취기를 각 처리 단계 별로 모듈 방식으로 처리하는 탈취장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 고정설치 비용과 운전비용이 적게 들면서도 효율성이 좋은 바이오 탈취장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 의하여, 탈취가스 유입구, 상기 유입구와 연결된 탈취가스 분배관 및 하부의 개방된 순환수 저장조를 갖는 탈취가스 분배 및 순환수 저장을 담당하는 분배 모듈; 순환수를 공급하기 위한 공급관, 상기 공급관에 연결되고 상부에 다수 배치된 노즐과 하부에 충전제로 패킹된 접촉부를 갖고 상기 분배 모듈 상에 탑재되는 세정 모듈; 및 상기 세정 모듈 위에 탑재되고 미생물이 활착 숙성된 바크가 충전된 미생물 탈취 모듈을 포함하는 모듈형 상향류 바이오 탈취장치가 제공된다. 본 발명의 상기 모듈형 상향류 바이오 탈취장치는 상기 모듈들에 부착되거나 또는 별도로 순환수를 공급하기 위한 펌프나 탈취가스를 공급 또는 흡입하기 위한 송풍기를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 분배 모듈은 냄새 발생원 또는 하폐수 처리장 등으로부터 발생되는 배기가스를 송풍기 등에 의하여 유입구로 공급받아 수평으로 배치되고 다수의 분출공이 형성된 분배관에 의하여 배기가스를 골고루 배분한다. 이러한 분배 모듈은 상부가 개방된 탱크 구조로 하부는 위로 개방되어 배기가스와 접촉하는 순환수 저장조의 역할을 한다. 분배관과 유입구의 높이 위치는 순환수 최대 수위보다 높게 설정한다.

본 발명의 세정 모듈은 폴 링 또는 라쉬 링과 같은 접촉재가 충진된 하부의 접촉부와 상부에 배치되어 펌프에 의하여 공급관으로 이송된 순환수를 분사하기 위한 다수의 노즐로 이루어져 있다. 이러한 세정 모듈은 순환수로 분진 및 용해성 취기를 흡수하여 하부 순환수 저장조로 낙하시킨다. 접촉부의 충진물 높이는 모듈 전체 높이의 절반 이하가 되는 것이 바람직하며, 상부 분사 노즐은 크기에 따라 다양한 개수가 사용될 수 있으나 일반적으로 소형인 경우 3개 내지 6개를 설치할 수 있다. 상기 노즐에는 분사 효율을 높이기 위하여 나선형 노즐(Spiral Nozzle)을 사용할 수 있다.

상기 세정 모듈에 의하여 1차로 세정된 탈취가스는 미생물 탈취 모듈에 의하여 최종적으로 생물학적으로 탈취 처리된다. 본 발명의 미생물 탈취 모듈에서 사용하는 바크라 함은 나무의 수피로 나무 체관부 바깥의 죽은 조직과 코르크층의 호층(互層)으로, 조피(粗皮)라고도 한다. 이러한 바크에는 피목(皮目)이라는 조직의 기공이 형성되어 있다. 본 발명에서 사용하는 바크는 바람직하게는 크기가 10 ~ 40mm, 공극률이 70 ~ 80%, 유기탄수화물의 함량이 75 ~ 90% 범위이고 겉보기 비중은 300 ~ 350Kg/m³이다. 이러한 바크에 적절히 미생물이 활착 숙성되면 비중이 550~ 650Kg/m³ 범위가 된다. 충진된 바크의 높이는, 특별히 제한되지는 않지만, 미생물 탈취 모듈 전체 높이의 대략 60 ~ 80%이다. 미생물 탈취 모듈의 지지 하부 트레이는 세정가스가 골고루 분산 상승할 수 있는 격자형 트레이가 바람직하다.

각각의 모듈 형태는, 바람직하게는, 원형 실린더 또는 사각 실린더이다. 각 모듈은 잘 알려진 바와 같이 탈착이 가능한 클램프와 플랜지 볼트/넛트등과 같은 체결구조와 O-Ring과 같은 실링을 이용하여 서로 연결한다. 상기 분배 모듈과 상기 세정 모듈은 각각의 구성을 그대로 가지면서 일체화되어 하나의 모듈을 형성할 수 있다.

본 발명의 탈취장치에서의 반응은 일단 수용성 알데히드, 암모니아와 아민계 물질들 극성 물질은 세정 모듈에서 일부 제거되고 남은 물질들은 반드시 한정되지는 않지만 추정하면 다음과 같은 미생물 작용에 의하여 제거된다.

Heterotropic

HCHO + O₂ ------------> CO₂↑ + H₂O

(알데히드류)

Nitrobacteria

NH₄ ⁺ + 2O₂ --------------> NO₃ ^- + H₂O + H⁺

(암모니아및아민계)

Thiobacilli

H₂S + 2O₂ --------------> SO₄ ^{2 -} + H₂O + 2H⁺

(황화수소및황화합물)

본 발명의 모듈형 탈취장치는 각 모듈이 수직 상부방향으로 직결되어 있고 낮은 비중의 자연의 바크를 사용함으로 풍압 손실을 최소화 할 수 있어 동력을 절감할 수 있으며 세정 모듈을 통과한 피처리가스가 100% 포화상태에서 미생물 탈취 모듈에 유입되므로 별도의 조습 기능이 불필요하다. 또한, 낮은 비중의 자연의 바크가 사용되어 미생물이 활착 숙성되고 영양제 등을 첨가하지 않으며, 원활한 통기성을 부여함으로서, 원활한 처리 효율 및 경제성을 제고할 수 있다. 또한, 충분히 사용된 바크는 유기질 비료로서 재활용할 수 있어, 처리비용절감과 환경 친화적인 처리방법을 제공한다.

뿐만 아니라, 이러한 모듈화된 본 발명의 탈취장치는 장치 전체를 현장에서 용접 설치하는 난점을 해소하여 간편하게 조립하고 경제적으로 설치할 수 있는 장점도 있다.

도1은 본 발명의 바람직한 한 실시양태에 있어서, 각 모듈별로 분해된 계략적인 단면도
도2는 도1 실시양태의 모듈이 조립된 계략적인 단면도

본 발명을 도면에 의하여 상세히 설명한다. 이러한 설명은 본 발명을 예시하여 설명하기 위한 것으로 본 발명의 보호범위를 제한하기 위한 것으로 해석되어서는 아니 된다.

도1과 도2에 의하여 본 발명의 한 실시양태를 설명한다.

본 발명의 탈취장치(10)는 분배 모듈(1), 세정 모듈(2)과 미생물 탈취 모듈(3)의 세 개의 모듈들로 이루어 진다. 하폐수 처리장에서 발생되는 배기가스를 송풍기(5)에 의하여 유입구(6)를 통하여 분배 모듈(1) 내로 도입하고 다수의 분출공(8)이 형성된 분배관(7)에 의하여 배기가스를 골고루 배분한다. 분배 모듈(1)의 바닥은 위로 개방된 순환수(18) 저장조의 역할을 한다.

본 발명의 세정 모듈(2)은 접촉재가 충진된 하부의 접촉부(13)와 상부에 배치되어 펌프에 의하여 공급관(11)으로 이송된 순환수를 분사하기 위한 다수의 노즐(12)로 이루어져 있다.

상기 세정 모듈(2)에 의하여 1차로 세정된 탈취가스는 미생물 탈취 모듈(3)에 의하여 최종적으로 생물학적으로 탈취 처리된다. 본 발명의 미생물 탈취 모듈(3)에서 사용되는 바크는 수입 침엽수 바크(15)로 평균크기가 1cm 안팎을 사용한다. 이러한 바크(15)는 운전 조건에 따라 원활한 초기 운전을 위하여 수 개 월 또는 수 개 년 단위로 보충, 부분 교환 또는 전체 교환을 한다. 충진된 바크(15)의 높이는, 특별히 한정되지는 않지만 미생물 탈취 모듈 전체 높이의 대략 70% 정도로 유지한다. 이러한 바크는 바크 크기보다 작은 격자 형 트레이(19) 상에 충진된다.

각각의 모듈 형태는 사각 실린더로서 클램프(16), 프랜지(17)와 실링을 이용하여 서로 밀폐 연결하여 전체 탈취장치를 구성한다.

1; 분배 모듈 2; 세정 모듈 3; 미생물 탈취 모듈
4; 펌프 5; 송풍기 6; 유입구 7; 분배관
10; 탈취장치 11; 공급관 12;노즐 16; 클램프
15; 바크 16; 프랜지 19; 트레이

Claims (2)

1. 탈취가스 유입구, 상기 유입구와 연결된 탈취가스 분배관 및 하부의 개방된 순환수 저장조를 갖는 탈취가스 분배 및 순환수 저장을 담당하는 분배 모듈; 순환수를 공급하기 위한 공급관, 상기 공급관에 연결되고 상부에 다수 배치된 노즐과 하부에 충전제로 패킹된 접촉부를 갖고 상기 분배 모듈 상에 탑재되는 세정 모듈; 및 상기 세정 모듈 위에 탑재되고 미생물이 활착 숙성된 바크가 충전된 미생물 탈취 모듈을 포함하는 모듈형 상향류 바이오 탈취장치
2. 탈취가스 유입구, 상기 유입구와 연결된 탈취가스 분배관 및 하부의 개방된 순환수 저장조, 순환수를 공급하기 위한 공급관, 상기 공급관에 연결되고 상부에 다수 배치된 노즐, 상기 노즐의 아래 상기 탈취가스 분배관 위에 충전제로 패킹된 접촉부를 갖는 세정 모듈; 및 상기 세정 모듈 위에 탑재되고 미생물이 활착 숙성된 바크가 충전된 미생물 탈취 모듈을 포함하는 모듈형 상향류 바이오 탈취장치
   

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