KR102183458B1

KR102183458B1 - 고농도 오존수 공급장치 및 그것을 이용한 자원화처리시설의 악취제거시스템

Info

Publication number: KR102183458B1
Application number: KR1020200025401A
Authority: KR
Inventors: 송시헌; 김석규; 송두헌
Original assignee: 송시헌; 김석규; 송두헌
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2020-11-27

Abstract

본 발명은 고농도 오존수 공급장치 및 그것을 이용한 자원화처리시설의 악취제거시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 원수에 오존을 용해시키기 위해서 벤츄리관에 의한 1차용해와, 라인믹서를 통한 2차용해 및 이중용해탱크에 의한 3차용해에 의한 다중용해에 의해 용존율을 높여 고농도의 오존수를 생상하고, 생산된 오존수는 자원화시설의 악취발생구역에 미세한 물방울인 안개 형태로 분무하여 처리수 발생을 최소화하면서 악취는 대폭적으로 저감시킬 수 있는 오존수 공급장치 및 악취제거시스템에 관한 것이다.

Description

고농도 오존수 공급장치 및 그것을 이용한 자원화처리시설의 악취제거시스템{Ozone water supply apparatus and Odor removal system of resource recovery plant using it}

일반적으로 오존은 강한 살균력과 정화력 및 세척력을 가지므로 수질 및 대기의 정화시설과 채소와 과일 등의 세척시설에 널리 사용되고 있으며, 이러한 오존은 액체상의 물에 오존가스를 혼합시킨 오존수로 주로 사용되고, 상기 오존수의 제조에는 오존가스와 물을 혼합시키는 기술이 매우 중요하며, 최근의 기술로는 기체상태의 오존을 물에 혼합하는 방식으로 산기방식과, 가압 인젝터 방식과, 벤튜리 인젝터 방식 등이 적용되고 있다.

이러한 오존수의 제조방식에서 산기방식은 다공성 산기관을 통하여 물속에 오존을 혼합시키는 방식이고, 다음으로 가압인젝터 방식은 물과 오존을 동시에 가압하여 혼합시키는 방식이며, 또한 벤튜리 인젝터 방식은 펌프를 사용하여 오존을 흡입해 상기 벤츄리관을 통과하는 물속에 혼합시키는 방식이다. 그러나 상기 방식은 용수에 용해되지 않은 배오존이 다량 생성되기 때문에 추가공정을 통해 오존가스의 추가용해를 유도하고 있다.

한국등록특허 제10-1756109호(2017.07.04.공개; 이하 '선행문헌1'이라 함)는 고농도 오존용존수 제조장치를 제시하였다. 상기 선행문헌1은 생성한 오존을 벤츄리관을 통해 물에 혼합하고, 통공이 다수 형성된 다공 격관 또는 다공 격판이 내설된 제1가스용존압력장치와 제2가스용존압력장치를 통과시켜 용해도를 높인 장치를 제공하게 하였다.

그러나 상기 선행문헌1은 1개의 펌프를 이용하여 벤츄리관과 제1가스용존압력장치와 제2가스용존압력장치에 압력을 가해 오존수를 통과시키는 구조이므로 큰 용량의 펌프를 요구하고 있으며, 벤츄리관을 통과한 오존수가 확장된 영역안에서 격관 또는 격판에 형성된 통공을 통과시 압력 작용이 낮아 오존농도를 증가효과가 미비하고, 생산량도 낮아 대량의 오존수가 필요한 장소에서는 다수개의 기기를 설치해야함으로 설비비용이 증가되는 단점이 있다. 따라서, 비용을 절감시키면서 대량의 고농도 오존수를 생산할 수 있는 효율성을 향상시킨 오존수 공급장치가 필요하게 되었다.

한편, 근래에는 다량을 발생되는 유기성폐기물을 다순 폐기처리하지 않고 자원화하여 순환시키는 자원화처리시설이 다수 설치되어 있다. 이러한 자원화처리시설은 유기성폐기물을 고액분리하여 고형폐기물은 퇴비화하여 반출하고, 액상폐기물은 액비화하여 반출시키고 있다. 이때 상기 액상 또는 고형 폐기물을 처리하거나 발효 또는 임시저장하는 처리조에서는 다량의 기상의 악취성분을 방출하고 있고, 발생된 악취성분은 이송관을 통해 악취처리장치로 이송하여 바이오필터와 탈취탑을 통과시켜 제거한 다음 대기중으로 방출시키고 있다.

하지만 상기 방법은 최종 배출되기 직전에 악취성분 제거가 이루어지기 때문에 악취성분이 발생하는 처리조와 이송라인을 통한 이송 과정에서는 고농도의 악취성분이 이동됨으로 틈이 발생되면 고농도 악취성분이 누출되어 주위에 큰 피해를 발생시킨다.

특히 처리조 내의 시설을 점검하기 위해 작업자나 관리자가 진입시 악취성분으로 인해 원활한 작업이 어려워 시설점검이 잘 이루어지지 않고, 이는 2차적인 안전사고로 이어질 수 있다. 이에 일부에서는 오존수를 살포하여 악취를 절감시키는 방법이 적용되었으나 이는 처리수 량 증대로 후처리비용이 증가되는 단점이 있고, 고형폐기물의 건조비용이 증가되는 단점이 있다.

한국등록특허 제10-1823139호(2018.01.23. 등록; 이하 '선행문헌2'이라 함)는 터널식 오존 세정 악취 제거장치를 제시하였다. 상기 장치는 기존 탈취탑을 대체하여 횡방향으로 배기가스를 이동시키면서 오존수가 분사되는 악취접촉여재와의 접촉시간을 증가시켜 악취제거가 이루어지도록 한 구성이다.

상기 선행문헌2는 배출되는 가스의 후처리공정을 개선하여 배기가스 내의 악취성분을 대폭적으로 감소시켰으나, 악취성분 발생장소에 대해서는 대응방안을 제시하지 못하였다.

한국등록특허 제10-1756109호(2017.07.04.공개) : 고농도 오존용존수 제조장치 한국등록특허 제10-1823139호(2018.01.23. 등록) : 터널식 오존 세정 악취 제거장치

이에 본 발명의 고농도 오존수 공급장치 및 그것을 이용한 자원화처리시설의 악취제거시스템은,

원수에 오존을 투입하여 용해시키는 과정을 다단으로 진행하여 오존의 용해율을 높일 수 있고, 대량 생산이 가능하여 사용량이 큰 대형시설에 적용이 적합한 장치의 제공을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 악취제거시설에 적용시 해당 처리조에는 오존수를 분무에 의한 안개형태로 제공하여 처리수 발생을 최소화하면서 악취를 제거할 수 있는 시스템의 제공을 다른 목적으로 한다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 고농도 오존수 공급장치는,

오존을 원수에 용해시켜 고농도의 오존수를 생산하는 오존수 공급장치에 있어서, 오존을 생성하는 오존발생기와; 펌프에 의해 이송되는 원수를 통과시키면서 측면으로 오존발생기에서 공급된 오존을 투입하여 1차용해가 이루어지는 벤츄리관과; 상기 벤츄리관을 통해 1차용해된 오존수를 공급받아 2차용해가 이루어지도록 수직설치되는 라인믹서와; 상기 라인믹서에서 배출되는 2차용해된 오존수를 유입하여 선회시키면서 선회압력에 의해 3차용해가 이루어지게 한 다음 오존수를 배출시키는 용해탱크;를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 용해탱크는, 수직설치되는 관체로, 저면 가장자리에는 2차용해된 오존수를 유입하는 본체유입구가 형성되고, 저면 중심에는 내부 오존수를 배출하는 본체배출구가 형성된 본체관과; 상기 본체관 내부에 동심원으로 수직설치되되, 하단은 본체유입구와 본체배출구 사이를 구획하도록 본체관 저면에 결합되도록 설치되고, 상단은 본체관 내측상단과 일정거리 이격배치되어 상부를 통해 내외부가 연통되도록 하는 내부관과; 상기 본체관과 내부관 사이의 공간을 수평으로 구획하여 분리시키고, 일측에 상하 연통되는 구획유통공이 형성된 수평구획판과; 상기 본체유입구가 형성된 본체관 저면과, 구획유통공이 형성된 수평구획판 상부면에 각각 설치되어 유입된 오존수를 측면방향으로 펌핑하여 회전력을 증가시키면서 선회하여 상부로 이동시키는 제1선회펌프 및 제2선회펌프와; 상기 본체관 저면의 본체배출구에 연통설치되어 상기 내부관 상단을 월류하여 내부관 내측으로 유입된 오존수를 사용처로 이송시키는 오존수이송관;을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 용해탱크 상부에는 수위센서와 솔레노이드밸브를 장착하여 수위센서의 측정값에 따라 솔레노이드밸브를 개폐하여 내부가스 배출에 의해 수위를 조절하게 할 수 있다.

또한, 상기 오존발생기와 벤츄리관을 연결하는 오존공급관에는 중간을 분기시켜 역류배출관을 연통설치하고, 상기 역류배출관에는 U트랩과 체크밸브를 통해 외부와 연결되도록 구성하여 역류에 의해 원수가 유입되면 역류배출관을 통해 외부로 배출되게 할 수 있다.

본 발명에 따른 고농도 오존수 공급장치를 이용한 자원화처리시설의 악취제거시스템은,

고농도 오존수 공급장치를 이용한 자원화처리시설의 악취제거시스템에 있어서, 본 발명에 의해 오존발생기와, 벤츄리관과, 라인믹서 및 용해탱크에서 순차적으로 오존용해가 이루어지는 고농도 오존수 공급장치와; 상기 용해탱크에 일단이 연통되어 제조된 오존수를 악취발생조와 탈취탑으로 이송시키고, 이송라인상에는 펌프가 설치되어 고압으로 오존수 이송이 이루어지게 하는 오존수이송관과; 상기 오존수이송관의 일측에서 분기되어 이송되는 오존수를 악취발생조 내부로 이송시키고, 단부에 설치된 분사노즐을 통해 오존수를 안개형태로 분무시켜 악취를 제거하는 분사관;을 포함하여 구성된다.

상기 악취발생조는 배기관을 이용하여 탈취탑과 연통설치되어 악취발생조의 내부가스가 배기관을 통해서 탈취탑으로 이송된 후 외부로 배출되게 하되, 상기 탈취탑의 배출구에는 악취측정센서를 장착하고, 악취측정센서의 측정값을 통해 분사관의 분사노즐을 단속하게 할 수 있다.

또한, 상기 배기관에는 오존수이송관과 연통되는 다수의 배기분사노즐이 더 설치되고, 악취측정센서의 측정값에 따라 배기분사노즐을 순차적으로 개방하여 악취를 저감시킬 수 있다.

상기 해결수단에 의한 본 발명의 고농도 오존수 공급장치 및 그것을 이용한 자원화처리시설의 악취제거시스템은,

벤츄리관과, 라인믹서 및 이중의 용해탱크를 이용하여 3단계에 의한 다중용해가 이루어져 오존용존율을 높여 고농도의 오존수생산이 가능하게 하였다. 특히 일정수준 이상의 오존수를 지속적으로 대량 생산할 수 있어 유기성폐기물을 처리하는 자원화처리시설과 같은 사용량이 많은 장소에 설치하여 악취제거용으로 사용해 작업환경을 향상시키고 인근 지역으로의 악취유출에 의한 피해도 감소시킬 수 있는 유용한 장치 및 시스템의 제공이 가능하게 되었다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고농도 오존수 공급장치를 도시한 개략구성도.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 수평구획판이 설치된 용해탱크를 도시한 단면도.
도 2b 내지 도 2d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저면이 나선면으로 형성된 수평구획판을 도시한 개략사시도 및 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 고농도 오존수 공급장치가 적용된 자원화처리시설의 악취제거시스템을 도시한 처리공정도.
도 4는 본 발명의 악취제거시스템에 따른 악취발생조로 오존수를 공급하는 과정을 도시한 개략단면도.
도 5는 본 발명의 악취제거시스템에 따른 배기관 내부에서 오존수를 공급하는 과정을 도시한 단면도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "연통되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 연통되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고농도 오존수 공급장치를 도시한 개략구성도이다.

참조한 바와같이 본 발명에 따른 고농도 오존수 공급장치(10)는, 오존발생기(20)와, 벤츄리관(30)과, 라인믹서(40) 및 용해탱크(50)를 포함하여 구성된다.

상기 오존발생기(20)는 오존을 생성하는 다양한 사용기기를 적용하여 사용할 수 있다

상기 벤츄리관(30)은 원수관(31)이 연결되고 원수관 라인상에는 원수공급용 펌프(33)가 설치되어 일정압력으로 원수를 벤츄리관(30)에 공급한다. 상기 벤츄리관(30)은 전후 관체를 연결하고 단속밸브가 설치된 연결관(32)과, 벤츄리관 전후방에 각각 설치되는 압력계를 구비하여 벤츄리관 전후의 압력계에서 측정된 압력수치를 확인하고 단속밸브를 조절하여 벤츄리관 내부 압력을 적정하게 제공한다. 물론 상기 압력측정에 의한 밸브 조절로 벤츄리관 내부 압력을 조절하는 것은 제어부를 통해 자동으로 이루어지게 할 수 있다.

상기 벤츄리관(30) 측면에는 오존공급관(21)을 통해 오존발생기(20)가 연결되어, 오존발생기(20)에서 생성된 오존은 오존공급관(21)을 통해 벤츄리관(30) 내부로 이송되고, 벤츄리관 내에서 원수에 혼합되어 용해가 이루어지도록 한다. 상기 오존공급관(21)에는 중간에 분기가 이루어져 역류배출관(22)이 연통설치된다. 상기 역류배출관(22)은 U트랩일수 있으며, 역류배출관 라인상에 U트랩이 설치되어 역류된 원수를 배출시킨다. 예컨대, 벤츄리관(30)과 오존공급관(21)의 압력이 맞지 않아 벤츄리관에서 오존공급관으로 원수가 유입되면 유입된 원수는 오존발생기(20)로 이동되기 이전에 역류배출관(22)을 통해 외부로 배출되게 하고, U트랩은 평상시 외부 공기가 유입되는 것을 차단하여 내부가 오염되는 것을 방지하는 기능을 제공한다. 여기서 분기점을 중심으로 오존발생기로 연결되는 오존공급관(21)은 상부로 배관하고, 역류배출관(22)은 하부로 배관하여 벤츄리관(30)을 통해 오존공급관(21)으로 유입된 원수가 분기점에서 역류배출관(22)으로의 용이하게 이동되게 할 수 있다.

여기서 상기 역류배출관(22)의 단부측에는 체크밸브(23)를 더 설치할 수 있다. 상기 체크밸브(23)는 역류배출관(22)이 내부에서 외부로 원수의 배출만 이루어지게 하여 외부로부터 공기가 유입되는 것을 방지하게 한다. 이러한 외부공기 유입방지는 U트랩에서도 일정량 제공될 수 있으나, U트랩 내부에 원수가 채워지지 않은 초기 구동시나 급격한 압력변화시에도 외부공기의 유입을 차단할 수 있다.

상기 벤츄리관(30)에서 원수와 오존을 혼합하여 생산된 1차용해오존수는 수직으로 설치된 라인믹서(40)에 공급되고 라인믹서를 통과하면서 2차용해가 이루어지게 한다. 상기 라인믹서(40)는 설치면적을 최소화하기 위해 수직설치된 것이나, 수평으로 설치하여 수평이동하면서 오존 용해가 이루어지게 할 수 있다. 그러나 바람직하게는 수직설치하여 상부에서 오존수를 투입해 하부에서 배출이 이루어지도록 해 펌프압력은 물론 자체 중량을 이용하여 이송이 가능하게 하는 것이다.

상기 라인믹서(40)를 통해 2차용해된 오존수를 공급받는 용해탱크(50)는 공급받은 오존수를 본체관(51) 내벽면을 따라 선회시키면서 선회압력에 의해 3차용해가 이루어지도록 한 다음 배출시켜 오존수 사용이 이루어지게 한다.

상기 용해탱크에 대해 좀 더 상세하게 설명하면, 용해탱크(50)는 라인믹서의 배출측과 관으로 연결된 본체관(51)과, 상기 본체관의 내부에 동심원으로 형성된 내부관(52)으로 형성된다.

상기 본체관(51)은 상부와 하부가 폐구된 관체이며, 폐구된 저면에는 본체유입구(51a)가 형성되어 라인믹서의 배출측 관이 연결되어 라인믹서에서 혼합된 오존수를 공급받아 내부로 유입시킨다.

이때 상기 본체유입구(51a) 상부에는 제1선회펌프(54)가 설치되어 유입되는 오존수를 강한 힘으로 토출시켜 오존수가 본체관(51)의 내벽면을 따라 선회하면서 상승되게 한다. 이때 선회하는 오존수 중 외측방향인 본체관 내벽면을 타고 회전하는 외측오존수는 회전력이 집중되기 때문에 내측오존수보다 상대적으로 큰 압력이 작용해 고압환경이 조성되어 용해가 더 이루어지게 할 수 있다.

상기 내부관(52)은 하단이 본체관(51) 저면에 결합되어 폐구되고, 상단은 본체관(51) 상단에서 일정거리 이격되도록 하여 개구된다. 따라서 용해탱크(50)의 본체관(51)은 하부와 중간부분이 내부관에 의해 중심영역(57)과 외측영역(56)으로 구분되지만 상단 일부는 중심영역과 외측영역이 합쳐진 통합영역(58)이 형성된다.

상기한 바와같이 구성된 용해탱크(50)는 라인믹서(40)를 통해 2차용해가 이루어진 오존수를 본체관(51) 하단의 본체유입구(51a)를 통해 외측영역(56)으로 유입하고, 유입과 동시에 제1선회펌프(54)에 의해 펌핑되어 본체관(51)과 내부관(52) 사이의 외측영역(56)을 선회하면서 상승하고, 상부의 통합영역(58)까지 상승한 다음 내부관(52) 안쪽의 중심영역(57)으로 진입하여 하강하고, 내부관(52) 저면에 형성된 본체배출구(51b)를 통해 외부로 배출된다.

이 과정에서 제1선회펌프(54)의 토출압력에 의해 선회력을 높이기 때문에 상술한 바와같이 회전력에 의한 압박이 이루어져 용해율을 더 높일 수 있다.

여기서 상기 용해탱크(50)는 1m 이상의 높이로 형성되기 때문에 제1선회펌프(54)의 토출압력만으로는 용해탱크 내의 외측영역(56) 전체에 큰 선회력을 제공할 수 없다. 선회력이 낮아지면 유속이 떨어지고, 하부층과의 속도차이에 의해 저항이 발생되어 하부층의 속도도 저하시키게 되는 등 외측영역의 전체적인 선회력을 저하시켜 회전압력에 의한 용존율을 높이는 효과가 저하된다.

따라서 도 2a를 참조한 바와같이 본 발명은 본체관(51)과 내부관(52) 사이 공간인 외측영역(56)에는 내부관(52) 수직길이의 중간부분에 수평으로 수평구획판(53)을 설치하여 외측영역(56)을 상하 구획하고, 설치된 수평구획판(53)에 형성된 구획유통공(53a)에 제2선회펌프(55)를 추가 장착할 수 있다. 이와같이 제2선회펌프(55)가 추가 설치되면 제1선회펌프(54)는 수평구획판(53) 하부의 외측영역을 선회하는 토출력을 제공하고, 제2선회펌프(55)는 선회력이 저하된 수평구획판 하부의 오존수를 유입하여 상부로 토출시켜 수평구획판 상부의 외측영역에서도 오존수를 강하게 선회시킬 수 있으며, 이는 용해탱크(50) 내의 외측영역(56) 전체에 대해 오존수가 강하게 선회하여 상승시킬 수 있다.

특히 수평구획판(53)은 선회력이 저하되는 하부영역의 상단부와 제2선회펌프에 의해 강한 선회력을 갖는 상부영역의 하단부를 분리시켜 큰 선회속도 차이에 의해 선회속도가 저하되는 것을 방지하고, 선회시 작용되는 원심압력을 지속적으로 작용시켜 용존율을 높일 수 있다.

또한 상기 수평구획판(53)은, 도 2b 내지 도 2d를 참조한 바와같이 환형태로 형성된 수평구획판(53)의 두께를 가변하여 저면이 나선면으로 형성되게 할 수 있다. 즉, 구획유통공(53a)이 형성된 부분의 수평구획판 두께를 얇게 형성하고, 오존수가 선회하는 방향으로 구획유통공(53a)을 지난 부분의 수평구획판 두께를 두껍게 형성하여 선회하는 오존수가 수평구획판(53)의 나선면에 안내되어 구획유통공으로 유입되게 할 수 있다. 이는 오존수가 수평구획판의 구획유통공(53a)으로 유입 또는 수평구획판(53)에 도달할 때까지 선회압력이 저하되는 것을 최소화하여 선회에 의한 원심압력으로 용해율을 높이는 효과를 제공할 수 있다. 이때 상기 구획유통공(53a)은 수직공으로 형성하는 것 이외에 곡관으로 형성하여 오존수가 제2선회펌프로 진입시 이동속도가 저하되는 것을 최소화할 수 있다.

본체관 저면의 본체배출구(51b)에는 오존수이송관(60)이 연통설치된다. 즉, 용해탱크 내부의 외측영역(56)을 선회하여 내부관 안쪽의 중심영역(57)으로 유입된 오존수는 오존수이송관(60)을 통해 사용장소로 이송하여 사용된다.

이러한 구조에서 상기 용해탱크(50)에는 내부의 수위를 측정하는 수위센서와, 용해탱크 상부를 개폐하는 솔레노이드밸브가 더 설치된다.

상기 용해탱크(50)의 외측영역(56)을 통과하여 중심영역(57)으로 유입되는 오존수는 내포된 오존 중 미용해된 배오존을 배출하게 된다. 상기 배오존은 용해탱크의 상부인 통합영역(58)에 포집된다.

따라서 수위센서에 의해 용해탱크 통합영역의 수위를 측정함으로써 배오존의 포집량을 확인할 수 있고, 배오존량이 다량 포집될 경우 솔레노이드밸브를 개방하여 포집된 배오존의 배출이 이루어지게 한다. 상기 배출되는 배오존은 벤츄리관(30)으로 투입 또는 벤츄리관에서 배출되는 1차용해 오존수에 혼합하여 라인믹서(40)에서 2차용해가 이루어지게 할 수 있다.

또한 본 발명의 각 구성은 받침대(70) 상부에 설치되어 용해탱크(50)와 라인믹서(40) 하부에 일정공간이 형성되게 할 수 있다. 이와같이 구성하면 라인믹서(40) 하단에서 용해탱크(50) 하단으로 연결하는 관을 받침대(70) 하부공간에서 수행할 수 있고, 도시된 바와같이 용해탱크 저면을 받침대로 폐구시키도록 구성할 수 있다. 이는 구형으로 가공함에 따른 비용을 절감시킬 수 있다. 물론 용해탱크 저면을 평판으로 폐구시키고 이를 받침대에 결합하는 방법으로 구성하는 것도 본 발명에 포함된다 할 것이다.

상기한 바와같이 본 발명에 따른 고농도 오존수 공급장치(10)는, 벤츄리관(30)을 통해 원수에 오존을 투입하여 1차용해가 이루어지도록 하고, 라인믹서(40)를 통과시켜 혼합에 의한 2차용해가 이루어지도록 하고, 용해탱크(50)에서 선회이동함에 따라 원심가압에 의한 3차용해가 이루어지게 하는 등 서로 다른 방식으로의 다중용해에 의해 고농도의 오존수 생산이 가능하게 되었다.

오존수의 용존오존농도 측정

실시예1-벤츄리관으로 원수를 공급하면서 오존발생기에서 생성된 오존을 투입하여 1차용해오존수를 제조하였다.

실시예2-실시예1에서 생산된 오존수를 120cm의 라인믹서를 통과시켜 2차용해오존수를 제조하였다.

실시예3-실시예2에서 생산된 오존수를 본 발명에 따른 용해탱크 하부에 투입하여 제1선회펌프로 선회시키고, 수평구획판 상부에 설치된 제2선회펌프에 의해 토출압력을 더 제공하여 낮아진 선회력을 다시 높여 상부로 이동하게 하고, 상부를 통해 내부관으로 유입한 다음 오존수이송관으로 배출되는 3차용해오존수를 제조하였다.

실시예4-실시예3과 동일하게 구동시키되 수평구획판과 제2선회펌프없이 제1선회펌프만으로 선회력을 제공하여 3차용해오존수를 제조하였다.

실시예5-실시예3과 동일하게 구동시키되 수평구획판만 제거하였고, 제2선회펌프는 내부관 외벽에 부착시켜 선회력을 제공해 3차용해오존수를 제조하였다.

상기 실시예1 내지 5의 구조를 갖는 제조장치로 5회 실시하여 오존수를 제조하였고, 제조된 오존수의 용존오존농도를 측정하였다.

측정결과 용존오존농도는 다음 표1과 같다.

[표 1]

표1을 참조한 바와같이 1차용해만 이루어진 실시예1보다는 3차 용해단계까지 수행한 실시예3 내지5에서 높은 농도가 나타났다. 또한, 선회펌프의 추가장착에 따라 용존오존농도가 높아졌음을 확인하였고, 수평구획판을 설치한 것이 용존오존농도를 더 높일 수 있음을 확인하였다.

따라서, 동일한 조건에서는 선회펌프를 추가 장착하여 선회력을 높이는 것이 용존농도를 높일 수 있으며, 수평구획판을 장착하여 선회력이 저하된 오존수와 고압으로 토출된 오존수를 분리시켜 선회하는 것이 더 높은 용존농도를 제공함을 알 수 있었다.

도 3은 본 발명에 따른 고농도 오존수 공급장치가 적용된 자원화처리시설의 악취제거시스템을 도시한 처리공정도이다.

참조한 바와같이 자원화처리시설은 유기성폐기물을 이용하여 비료를 생산하여 재사용이 가능하게 하는 시설이다. 유입된 유기성폐기물은 축산분뇨, 음식물쓰레기 및 농축산부산물이 있다. 축산분뇨와 음식물쓰레기는 일단 혼합저장한 다음 고액분리를 통해 액상물을 액비화가 이루어지고, 고상물은 혐기성소화를 통해 액비화가 이루어지고, 생산된 액비를 반출시킨다. 또한 농축산부산물은 분쇄한 다음 발효조로 투입하여 발효시킨 다음 퇴비로 반출시킨다. 이 과정에서 각 임시 혼합조나, 발효조 등이 악취를 발생시키는 악취발생조이다.

본 발명에 따른 악취제거시스템(100)은 오존발생기와, 벤츄리관과, 라인믹서 및 용해탱크에서 순차적으로 오존용해가 이루어지는 고농도 오존수 공급장치(10)와; 상기 용해탱크에 일단이 연통되어 제조된 오존수를 악취발생조(90)와 탈취탑(200)으로 이송시키고, 이송라인상에는 펌프가 설치되어 고압으로 오존수 이송이 이루어지게 하는 오존수이송관(60)과; 상기 오존수이송관의 일측에서 분기되어 이송되는 오존수를 악취발생조 내부로 이송시키고, 단부에 설치된 분사노즐(81)을 통해 오존수를 안개형태로 분무시켜 악취를 제거하는 분사관(80);을 포함하여 구성된다.

상기 악취발생조(90)는 자원화처리시설에서의 혼합저장조와 액비화조 및 발효조이다.

상기 분사관(80)은 오존수이송관(60)으로부터 오존수를 공급받아 실제 사용환경에 공급하는 지관이다. 오존수 공급방식은 상술한 바와같이 부유시간이 길고 넓은 면적에 공급이 가능하면서 처리수 발생은 최소화할 수 있는 안개형태로 분무하여 이루어진다. 오존수를 탈취탑으로 공급할 때에는 분무형태의 공급하는 방법과 살수에 일정량 혼합하여 공급하는 방법 중 하나 또는 둘을 선택하여 사용할 수 있다.

도 4는 악취발생조로 오존수를 공급하는 과정을 도시한 개략단면도이다.

참조하면 악취발생조(90)에는 유기폐기물이 다량 적재되어 있어 악취가스가 지속적으로 발생된다. 악취발생조(90)는 발생된 악취가스가 외부로 배출되지 않도록 밀폐된 구조를 이용하고 있으며, 일측에는 발생된 악취가스를 배출시키는 배기관(300)이 형성된다. 상기 배기관은 통상적으로 필터를 통과시키고 탈취탑을 통해 악취가스를 제거한 다음 외부로 방출시킨다.

이러한 구성에서 오존수이송관(60)은 오존수를 고압으로 이송시키고, 오존수이송관으로부터 분기된 분사관(80)은 악취발생조(90) 내부로 배관된다. 악취발생조 내부로 배관된 분사관(80)에는 다수개의 분사노즐(81)이 형성된다. 상기 분사노즐(81)은 오존수를 안개형태로 분무하여 악취발생조 내부를 분무입자로 채워 악취가스를 제거하게 된다.

여기서 상기 분사노즐(81)은 솔레노이드밸브로 구성하고, 탈취탑의 배출측에 악취측정세서를 장착하여 악취측정센서에서 측정된 악취 또는 유해가스의 농도에 따라 솔레노이드밸브를 단속하여 오존수 분사량을 조절함으로써 원하는 농도 이하로 악취가스 농도를 낮춰 외부배출이 이루어지게 할 수 있다.

도 5는 배기관 내부에서 오존수를 공급하는 과정을 도시한 단면도이다.

참조하면, 악취발생조 등 다양한 악취발생장소에서 흡기한 공기를 이송하는 배기관(300)에는 다수개의 배기분사노들(82)이 설치된다. 이때 상기 배기분사노즐(82)은 분사관(80)을 통개 오존수이송관(60)과 연통되고, 설치위치로는 배기관(300)이 수직배관된 위치에 설치하여 공급된 오존수가 수직배관 하부에 포집되어 배출이 이루어지게 하는 것이 바람직하다.

즉, 수직 배치된 배기관(310)은 하단에서 일정높이에 수평으로 배기관(320)이 연결되어 악취가스가 수평배기관을 통해 수직배기관으로 유입되면서 상부로 이동되게 하고, 수평배기관(320)과 수직배기관(310)의 연통지점 하부로는 포집관(330)이 형성되어 분무된 오존수가 포집되도록 한다. 상기 포집관(330)에는 배출구(340)가 형성되어 포집된 오존수의 배출이 이루어지는데, 배출구는 U트랩과 같이 절곡이 이루어진 다음 외부로 배출되게 하고 배출구의 위치는 적어도 수평배기관(320)보다 낮은 위치에 형성되어 포집된 오존수가 수평배기관으로 유입되어 배출되는 것을 방지하게 할 수 있다.

상기 배기관(300)에 배기분사노즐(82)을 다수 설치하면, 탈취탑에 설치된 악취측정센서의 측정값이 높게 나왔을 때 배기관에서 오존수 분무가 이루어져 악취가스 농도를 낮출수 있으며, 악취측정센서의 측정값에 따라 다수개로 설치된 배기분사노즐을 하나 또는 다수개 선택적으로 작동시킬 수 있다.

이와같이 본 발명의 악취제거시스템(100)은 배기가스의 최종 배출단부에 설치된 악취측정센서의 측정값에 따라 악취발생조(90)에서의 분사노즐(81)이나 배기관(300)에서의 배기분사노즐(82) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 작동시켜 분무에 의한 악취가스의 제거가 이루어지게 할 수 있다. 이는 처리수발생은 최소화하면서 오존수와 악취가스의 접촉면적은 넓게 제공하여 악취제거효율을 증대시킬 수 있어 대규모 사업장에서도 효과적으로 사용할 수 있다.

10 : 오존수공급장치
20 : 오존발생기
21 : 오존공급관 22 : 역류배출관
23 : 체크밸브
30 : 벤츄리관
31 : 원수관 32 : 연결관
33 : 펌프
40 : 라인믹서
50 : 용해탱크
51 : 본체관 52 : 내부관
53 : 수평구획판 54 : 제1선회펌프
55 : 제2선회펌프 56 : 외측영역
57 : 중심영역 58 : 통합영역
51a : 본체유입구 51b : 본체배출구
53a : 구획유통공
60 : 오존수이송관
70 : 받침대
80 : 분사관
81 : 분사노즐 82 : 배기분사노즐
90 : 악취발생조
100 : 악취제거시스템
200 : 탈취탑
300 : 배기관
310 : 수직배기관 320 : 수평배기관
330 : 포집관 340 : 배출구

Claims

오존을 원수에 용해시켜 고농도의 오존수를 생산하는 오존수 공급장치에 있어서,
오존을 생성하는 오존발생기(20)와; 펌프에 의해 이송되는 원수를 통과시키면서 측면으로 오존발생기에서 공급된 오존을 투입하여 1차용해가 이루어지는 벤츄리관(30)과; 상기 벤츄리관을 통해 1차용해된 오존수를 공급받아 2차용해가 이루어지도록 수직설치되는 라인믹서(40)와; 상기 라인믹서에서 배출되는 2차용해된 오존수를 유입하여 선회시키면서 선회압력에 의해 3차용해가 이루어지게 한 다음 오존수를 배출시키는 용해탱크(50);를 포함하여 구성되되,
상기 용해탱크(50)는,
수직설치되는 관체로, 저면 가장자리에는 2차용해된 오존수를 유입하는 본체유입구(51a)가 형성되고, 저면 중심에는 내부 오존수를 배출하는 본체배출구(51b)가 형성된 본체관(51)과;
상기 본체관 내부에 동심원으로 수직설치되되, 하단은 본체유입구와 본체배출구 사이를 구획하도록 본체관 저면에 결합되도록 설치되고, 상단은 본체관(51) 내측상단과 일정거리 이격배치되어 상부를 통해 내외부가 연통되도록 하는 내부관(52)과;
상기 본체관과 내부관 사이의 공간을 수평으로 구획하여 분리시키고, 일측에 상하 연통되는 구획유통공이 형성된 수평구획판(53)과;
상기 본체유입구(51a)가 형성된 본체관(51) 저면과, 구획유통공(53a)이 형성된 수평구획판(53) 상부면에 각각 설치되어 유입된 오존수를 측면방향으로 펌핑하여 회전력을 증가시키면서 선회하여 상부로 이동시키는 제1선회펌프(54) 및 제2선회펌프(55)와;
상기 본체관 저면의 본체배출구(51b)에 연통설치되어 상기 내부관 상단을 월류하여 내부관 내측으로 유입된 오존수를 사용처로 이송시키는 오존수이송관(60);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고농도 오존수 공급장치.
제1항에 있어서,
상기 용해탱크 상부에는 수위센서와 솔레노이드밸브를 장착하여 수위센서의 측정값에 따라 솔레노이드밸브를 개폐하여 내부가스 배출에 의해 수위를 조절하게 하는 것을 특징으로 하는 고농도 오존수 공급장치.
제1항에 있어서,
상기 오존발생기(20)와 벤츄리관(30)을 연결하는 오존공급관(21)에는 중간을 분기시켜 역류배출관(22)을 연통설치하고, 상기 역류배출관에는 U트랩과 체크밸브(23)를 통해 외부와 연결되도록 구성하여 역류에 의해 원수가 유입되면 역류배출관(22)을 통해 외부로 배출되게 한 것을 특징으로 하는 고농도 오존수 공급장치.
삭제
고농도 오존수 공급장치를 이용한 자원화처리시설의 악취제거시스템에 있어서,
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 의해 오존발생기와, 벤츄리관과, 라인믹서 및 용해탱크에서 순차적으로 오존용해가 이루어지고, 상기 용해탱크는 본체관과 내부관의 이중관 구조로 형성하고 본체관과 내부관 사이의 공간에는 구획유통공이 형성된 수평구획판으로 상하 구획하고 구획된 공간에는 오존수의 회전력을 증가시키도록 제1선회펌프와 제2선회펌프가 각각 설치되는 고농도 오존수 공급장치(10)와;
상기 용해탱크에 일단이 연통되어 제조된 오존수를 악취발생조(90)와 탈취탑(200)으로 이송시키고, 이송라인상에는 펌프가 설치되어 고압으로 오존수 이송이 이루어지게 하는 오존수이송관(60)과;
상기 오존수이송관의 일측에서 분기되어 이송되는 오존수를 악취발생조 내부로 이송시키고, 단부에 설치된 분사노즐(81)을 통해 오존수를 안개형태로 분무시켜 악취를 제거하는 분사관(80);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자원화처리시설의 악취제거시스템.
제5항에 있어서,
상기 악취발생조(90)는 배기관(300)을 이용하여 탈취탑(200)과 연통설치되어 악취발생조의 내부가스가 배기관을 통해서 탈취탑으로 이송된 후 외부로 배출되게 하되,
상기 탈취탑의 배출구에는 악취측정센서를 장착하고, 악취측정센서의 측정값을 통해 분사관의 분사노즐을 단속하게 하는 것을 특징으로 하는 자원화처리시설의 악취제거시스템.
제6항에 있어서,
상기 배기관(300)에는 오존수이송관과 연통되는 다수의 배기분사노즐(82)이 더 설치되고,
악취측정센서의 측정값에 따라 배기분사노즐을 순차적으로 개방하여 악취를 저감시키는 것을 특징으로 하는 자원화처리시설의 악취제거시스템.