KR100509144B1 - Contact media for water treatment using mixed plastic and paper sludge and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 혼합폐플라스틱을 제지슬러지, 무기충진제 등과 혼용하여 제지슬러지에 의한 다공의 성형을 가능하게 함으로써 수처리용으로 적절하게 한 접촉여재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머 또는 이들 중 2이상의 혼합물 등과 같은 상용화된 범용플라스틱들의 폐재 100중량부에 대하여 상용화제로서 에틸렌프로필렌고무(EPR ; ethylene propylene rubber)와 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체의 1 : 1 혼합물 5 내지 20중량부 및 혼합 전 건조된 제지슬러지 5 내지 20중량부를 혼합시키고, 통상의 방법에 따라 가열가압에 의해 압출성형시켜서 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention relates to a contact medium suitable for water treatment by mixing mixed waste plastics with paper sludge, inorganic filler, and the like, and to a method for producing water, and to a method for manufacturing the same, which includes low density polyethylene, high density polyethylene, and polypropylene. Ethylene propylene rubber (EPR) and styrene- as compatibilizers for 100 parts by weight of commercially available general purpose plastics such as polystyrene, polyester, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers or mixtures of two or more thereof. 5 to 20 parts by weight of the 1: 1 mixture of the butadiene-styrene copolymer and 5 to 20 parts by weight of the dried paper sludge before mixing are mixed and extruded by heating under a conventional method.
Description
본 발명은 혼합폐플라스틱과 제지슬러지를 이용한 수처리용 접촉여재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 혼합폐플라스틱을 제지슬러지, 무기충진제 등과 혼용하여 제지슬러지에 의한 다공의 성형을 가능하게 함으로써 수처리용으로 적절하게 한 접촉여재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a contact medium for water treatment using a mixed waste plastic and papermaking sludge, and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a contact medium suitable for water treatment by using mixed waste plastic with paper sludge, inorganic filler, and the like, to enable molding of pores by paper sludge, and a method of manufacturing the same.
플라스틱은 난분해성, 경량성 등의 우수한 물성으로 인하여 널리 사용되고 있는 편리한 물질이기는 하나, 난분해성 자체가 문제가 되어 폐기시 썩지않고 오랜시간 잔류하여 토양을 오염시키는 주범으로 가장 큰 환경오염물질로 대두되고 있다. 폐플라스틱의 일반적인 처리방법으로는 우선 매립이나 소각처리 등이 있다. 그러나, 생분해성 플라스틱을 제외하고는 난분해성으로 인하여 대부분의 플라스틱이 분해되지 않으며, 무게에 비해 부피가 커서 매립지의 추가 건설이 어려운 상황에서는 매립에 의한 처리는 많은 문제점을 가져오며, 소각처리의 경우에는 다이옥신 등의 유독가스가 발생하고, 에너지 소비가 커지게 되어 효율적인 대안이 되기 위해서는 많은 설비투자가 요구되는 단점이 있다. 따라서, 폐플라스틱을 적절히 회수하여 재활용하는 방안이 환경보호 및 유용자원의 재활용의 관점에서 최선책으로 대두되고 있다.Plastic is a convenient material that is widely used due to its excellent properties such as hard degradability and light weight, but it is the biggest environmental pollutant as it is the main culprit that contaminates soil after long time without remaining rotting. have. General methods of waste plastics include landfilling and incineration. However, except for biodegradable plastics, most of the plastics are not decomposed due to the hard degradability, and the disposal by landfill causes a lot of problems in the situation where it is difficult to further construct the landfill due to its large volume compared to the weight. Toxic gases such as dioxin are generated, and energy consumption is increased, so that a large amount of facility investment is required to become an efficient alternative. Therefore, a method of appropriately recovering and recycling waste plastics has emerged as the best solution in terms of environmental protection and recycling of useful resources.
폐플라스틱을 재활용하는 방법으로 용융주형법, 압출가공법, 압축가공법, 발포가공법 등이 알려져 있으며, 이들은 모두 폐플라스틱을 가열한 후 성형하는 것이다. 폐플라스틱을 재생하는 다른 일례로서 일본국 공개특허공보 소52-23179호에는 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 등의 폐플라스틱을 분쇄하고 이를 상용화제와 함께 가열, 용해시킨 후, 팰릿(pellet)화 하고, 이 팰릿의 용해온도와 동일한 조건에서 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 순수플라스틱을 단계적으로 상기 팰릿들과 혼합, 용해한 후, 사출 또는 압출성형하여 관상, 판상 등의 형상으로 제조하여 활용하는 방법이 개시되어 있다.As a method of recycling waste plastics, melt casting, extrusion, compression, foaming, and the like are known, and all of them are formed after heating waste plastic. As another example of recycling waste plastics, Japanese Patent Laid-Open No. 52-23179 discloses waste plastics such as polyvinyl chloride and polyethylene, which are heated and dissolved together with a compatibilizer, and then pelletized. Disclosed is a method of mixing and dissolving pure plastic, such as polypropylene and polyethylene, in a stepwise manner under the same conditions as the melting temperature of the pallet, by injection or extrusion molding to produce a tubular, plate, or the like.
한편, 폐플라스틱의 발생은 산업체에서 제조공정 중 발생하는 스크랩이나 불량품 등의 산업계 폐기물과 일반생활계에서 발생하는 일반생활계 폐플라스틱으로 나눌 수 있다. 산업계 폐플라스틱은 생산공정에서 발생하는 스크랩 등으로 비교적 깨끗한 상태를 유지하고 있을 뿐만 아니라 단일재질로 구성되어 있는 경우가 많고, 또한 여러 가지가 혼합되어 있다 하더라도 조성이 일정한 경우가 많기 때문에 제대로 회수만 된다면 재생에 큰 어려움은 없다고 볼 수 있다. 이에 반하여, 일반생활계에서 발생하는 폐플라스틱은 서로 다른 재질의 것들이 구분되어지지 않고 혼합되어 있고, 이물질 등으로 오염이 되어 있는 것이 일반적이다. 따라서, 폐플라스틱의 재활용은 특히 혼합폐플라스틱의 경우가 문제가 되는 데 수거상태에 따라 종류별 분리에 비용이 너무 많이 드는 경우와, 종류별 분리 후에도 분리 불가능한 부분으로 남는 혼합폐플라스틱 및 제품자체가 2종 이상의 플라스틱으로 혼합되어 있어 분리자체가 불가능한 경우 등은 혼합된 상태대로 재생하여야만 한다. 현재로서는 혼합폐플라스틱의 재생은 성분간 비상용성에 의한 품질문제가 가장 크고, 이를 해결하기 위한 상용화시스템의 개발이 중요하다고 할 수 있다. 혼합폐플라스틱의 조성은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE). 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리에스테르(PET), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌코폴리머(ABS) 등이 주성분으로 알려져 있다. 이러한 혼합폐플라스틱들은 특정의 물성 등을 요구하는 플라스틱으로의 재생은 거의 어려우며, 혼합된 상태 대로 형상 등만을 변형하여 일반 용기제품들로 재성형하는 정도에 불과한 것이 현실이다.On the other hand, the generation of waste plastics can be divided into industrial wastes, such as scrap or defective products generated during the manufacturing process in the industry and waste plastics in the general life generated in the general life. Industrial waste plastics are not only kept relatively clean due to scrap generated in the production process, they are often composed of a single material, and even if they are mixed, many of them have a constant composition. There is no great difficulty in regeneration. On the contrary, waste plastics generated in the general living system are generally mixed with each other without being distinguished from each other and contaminated with foreign matters. Therefore, the recycling of waste plastics is a problem especially in the case of mixed waste plastics, which is too expensive to separate by type depending on the collection condition, and 2 types of mixed waste plastics and the product itself remain as an inseparable part even after separating by type. If it is mixed with the above plastic and the separation itself is impossible, etc., it must be recycled in the mixed state. At present, the recycling of mixed waste plastics is the biggest quality problem due to incompatibility between components, and the development of a commercialization system to solve this problem is important. The composition of mixed waste plastic is low density polyethylene (LDPE). High density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyester (PET), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) and the like are known as main components. Such mixed waste plastics are hardly regenerated into plastics requiring specific physical properties, and the reality is that they are only reshaped into general container products by modifying shapes and the like as they are mixed.
한편, 수처리에서 생물막법은 활성슬러지법을 개량한 수처리방법으로서, 접촉여재에 부착된 미생물에 의한 정화방법으로 접촉여재에 다종 다양한 생물상이 부착되어 수처리 효율이 높아지게 된다. 생화학적 반응속도가 빠르고, 슬러지의 자기산화가 촉진되기 때문에 잉여슬러지량이 적으며, 저농도의 오폐수 처리에 우수한 처리효율을 나타낸다. 이러한 접촉여재에 의한 접촉산화법의 가장 주요한 변수는 접촉여재의 성능에 달려 있는데, 그동안 접촉여재로는 모래, 자갈, 유리, 세라믹, 목탄, 플라스틱, 섬유 등 여러 가지가 이용되어 왔다. 이들 접촉여재 중 모래, 자갈, 유리는 표면이 매끄러워 미생물 부착이 어렵고, 세라믹은 다공성으로 제조하여 사용되고 있는데, 성능은 우수하나, 제조가 어렵고, 경제적으로 문제가 있다. 플라스틱 여재로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 나일론 화이버 등의 이용이 시도되었으나, 가공이 용이하다는 장점에도 불구하고, 미생물의 부착율이 낮고, 일반적으로 비표면적이 적어 현재까지 계속 연구개발이 진행 중이다.On the other hand, the biofilm method in the water treatment is an improved water treatment method of the activated sludge method, a variety of biological phases attached to the contact medium by the purification method by the microorganisms attached to the contact medium to increase the water treatment efficiency. Due to the fast biochemical reaction rate, and the sludge self-oxidation is promoted, the amount of excess sludge is small, and shows excellent treatment efficiency for low concentration wastewater treatment. The most important parameter of the contact oxidation method by such contact media depends on the performance of the contact media. In the meantime, various contact media such as sand, gravel, glass, ceramics, charcoal, plastics, and fibers have been used. Among these contact media, sand, gravel, and glass have a smooth surface, which makes it difficult to attach microorganisms, and ceramics are made of porous materials, which have excellent performance, but are difficult to manufacture and economically problematic. Although polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, and nylon fibers have been used as plastic media, despite the advantages of easy processing, the adhesion rate of microorganisms is low, and in general, the specific surface area is small. Is in progress.
따라서, 본 발명자(들)은 혼합폐플라스틱을 제지슬러지, 무기충진제 등과 혼용하여 제지슬러지에 의한 다공의 성형을 가능하게 함으로써 수처리용으로 적절하게 한 접촉여재를 개발하고, 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventor (s) has developed a contact medium suitable for water treatment by mixing the mixed waste plastic with paper sludge, inorganic filler and the like to enable the molding of pores by paper sludge, and completed the present invention.
본 발명의 목적은 혼합폐플라스틱을 제지슬러지, 무기충진제 등과 혼용하여 제지슬러지에 의한 다공의 성형을 가능하게 함으로써 수처리용으로 적절하게 한 접촉여재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a contact medium suitable for water treatment by using mixed waste plastics with paper sludge, inorganic filler, and the like, to enable molding of pores by paper sludge, and a method of manufacturing the same.
본 발명에 따른 혼합폐플라스틱과 제지슬러지를 이용한 수처리용 접촉여재는, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머로 이루어진 군에서 선택된 단독 또는 2종이상의 혼합형태의 플라스틱으로 이루어진 폐재 100중량부에 대하여 상용화제로서 에틸렌프로필렌고무(EPR ; ethylene propylene rubber)와 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체의 1 : 1 혼합물 5 내지 20중량부 및 혼합 전 건조된 제지슬러지 5 내지 20중량부를 혼합시키고, 통상의 방법에 의한 가열가압에 의해 압출성형시켜서 이루어진다.The contact media for water treatment using mixed waste plastic and paper sludge according to the present invention may be selected from the group consisting of low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyester, and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer. 5 to 20 parts by weight of a 1: 1 mixture of ethylene propylene rubber (EPR) and styrene-butadiene-styrene copolymer as a compatibilizer with respect to 100 parts by weight of waste material composed of a mixed phase of plastic and paper 5 to 20 parts by weight of the sludge is mixed and extruded by heating and pressing by a conventional method.
상기 수처리용 접촉여재에는 무기첨가제로서 적니가 상기 접촉여재를 구성하는 폐재 100중량부에 대하여 5 내지 20중량부 더 포함될 수 있다.The contact media for water treatment may further include 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the waste ash constituting the contact media with red mud as an inorganic additive.
상기 수처리용 접촉여재에는 무기첨가제로서 활성탄이 상기 접촉여재를 구성하는 폐재 100중량부에 대하여 5 내지 20중량부 더 포함될 수 있다.The contact media for water treatment may further include 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the waste material constituting the contact media as activated carbon as an inorganic additive.
또한, 본 발명에 따른 혼합폐플라스틱과 제지슬러지를 이용한 수처리용 접촉여재의 제조방법은, (1) 제지슬러지를 건조 및 분쇄시키는 전처리단계; (2) 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머로 이루어진 군에서 선택된 단독 또는 2종이상의 혼합형태의 플라스틱으로 이루어진 폐재 100중량부에 대하여 상용화제로서 에틸렌프로필렌고무(EPR ; ethylene propylene rubber)와 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체의 1 : 1 혼합물 5 내지 20중량부 및 상기 전처리단계에서 건조 및 분쇄된 제지슬러지 5 내지 20중량부를 함께 200 내지 280℃의 온도에서 혼련시키는 혼련단계; 및 (3) 상기 혼련단계에서 수득되는 혼합물을 몰드에 투입하고, 180 내지 220℃의 온도에서 2 내지 6분간 80 내지 120㎏f/㎠의 압력으로 가열가압시켜 성형하는 성형단계;들을 포함하여 이루어진다.In addition, the method for producing a contact treatment material for water treatment using mixed waste plastic and paper sludge according to the present invention includes: (1) a pretreatment step of drying and pulverizing paper sludge; (2) Compatibilizer for 100 parts by weight of waste material consisting of a single or two or more types of mixed plastics selected from the group consisting of low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyester, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer 5 to 20 parts by weight of a 1: 1 mixture of ethylene propylene rubber (EPR) and styrene-butadiene-styrene copolymers and 5 to 20 parts by weight of paper sludge dried and ground in the pretreatment step together Kneading step of kneading at a temperature of; And (3) molding the mixture obtained in the kneading step into a mold, followed by molding by heating and pressing at a pressure of 80 to 120 kgf / cm 2 at a temperature of 180 to 220 ° C. for 2 to 6 minutes. .
상기 혼련단계에서 상기 혼합폐플라스틱과 상용화제 및 제지슬러지에 더해 건조 및 분쇄된 적니가 상기 폐재 100중량부에 대하여 5 내지 20중량부의 양으로 더 포함될 수 있다.In addition to the mixed waste plastic, the compatibilizer and the paper sludge in the kneading step, the dried and ground red mud may be further included in an amount of 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the waste material.
상기 혼련단계에서 상기 혼합폐플라스틱과 상용화제 및 제지슬러지에 더해 건조 및 분쇄된 활성탄이 상기 폐재 100중량부에 대하여 5 내지 20중량부의 양으로 더 포함될 수 있다.In addition to the mixed waste plastic, the compatibilizer and the paper sludge in the kneading step, the dried and pulverized activated carbon may be further included in an amount of 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the waste material.
상기 성형단계에서 가압 전에 180 내지 220℃의 온도에서 5 내지 15분간 예열시키는 예열단계;를 더 포함할 수 있다.It may further include a preheating step of preheating for 5 to 15 minutes at a temperature of 180 to 220 ℃ before pressing in the molding step.
이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples.
본 발명에 따른 혼합폐플라스틱과 제지슬러지를 이용한 수처리용 접촉여재는, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머 또는 이들 중 2이상의 혼합물 등과 같은 상용화된 범용플라스틱들의 폐재 100중량부에 대하여 상용화제로서 에틸렌프로필렌고무(EPR ; ethylene propylene rubber)와 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체의 1 : 1 혼합물 5 내지 20중량부 및 혼합 전 건조된 제지슬러지 5 내지 20중량부를 혼합시키고, 통상의 방법에 따라 가열가압에 의해 압출성형시켜서 이루어짐을 특징으로 한다. 상기에서 혼합폐플라스틱은 산업체에서 제조공정 중 발생하는 스크랩이나 불량품 등의 산업계 폐기물과 일반생활계에서 발생하는 일반생활계 폐플라스틱 등으로부터 발생하는 것을 혼합정도 및 오염정도 등에 따라 적절히 분류, 세척 및 건조시켜 사용할 수 있다. 혼합폐플라스틱에서의 각 플라스틱의 성분이나 각 플라스틱의 함량 등은 본 발명에 크게 영향을 주지 않으며, 단지 담체로서 기능한다. 본 발명에서는 이러한 혼합폐플라스틱에 건조된 제지슬러지를 도입시켜 제지슬러지에 의하여 혼합폐플라스틱 내에 다공성을 부여토록 함으로써 생물막의 형성을 위한 미생물의 고착을 용이하게 하여 수처리용 접촉여재로 활용할 수 있도록 한 점에 특징이 있는 것이다. 상기에서 에틸렌프로필렌고무와 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체의 1 : 1 혼합물은 상용화제로서 상기 혼합폐플라스틱의 성형에서 충분한 기계적 강도를 갖고, 성형을 용이하게 하기 위하여 첨가되는 것으로서, 상기 상용화제가 상기 혼합폐플라스틱 100중량부에 대하여 5중량부 미만으로 포함되는 경우, 성형이 용이하지 않게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 20중량부를 초과하는 것은 경제적으로 바람직하지 못하고 오히려 강도를 저하시키는 문제점이 있을 수 있다. 상기 상용화제로는 상기한 것 이외에도 에틸렌 프로필렌 디엔 러버(EPDR ; ethylene propylene diene rubber), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록공중합체(SEBS ; styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer) 및 무수 말레인산 변형 스티렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌 공중합체(SEBS-MA) 등이 사용될 수 있다.Contact media for water treatment using mixed waste plastic and paper sludge according to the present invention, commercialization such as low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyester, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer or a mixture of two or more thereof 5 to 20 parts by weight of a 1: 1 mixture of ethylene propylene rubber (EPR) and styrene-butadiene-styrene copolymers as compatibilizers, and 5 to 20 parts by weight of dried paper sludge before mixing. 20 parts by weight is mixed, and extrusion molding is carried out by heating and pressing according to a conventional method. In the above, the mixed waste plastics may be appropriately classified, washed and dried according to the degree of mixing and contamination of those generated from industrial wastes such as scrap or defective products generated in the manufacturing process in the industry and general household waste plastics generated in the general life. Can be. The components of each plastic, the content of each plastic, etc. in the mixed waste plastics do not greatly affect the present invention, and merely function as a carrier. In the present invention, by introducing the dried paper sludge to the mixed waste plastic to give porosity in the mixed waste plastic by the paper sludge to facilitate the adhesion of microorganisms for the formation of the biofilm to be utilized as a contact media for water treatment It is characterized by. The 1: 1 mixture of ethylene propylene rubber and styrene-butadiene-styrene copolymer has sufficient mechanical strength in the molding of the mixed waste plastic as a compatibilizer, and is added to facilitate molding, and the compatibilizer is mixed with the When included in less than 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of waste plastic, there may be a problem that the molding is not easy, exceeding 20 parts by weight may be economically undesirable and rather may have a problem of lowering the strength. As the compatibilizer, in addition to the above, ethylene propylene diene rubber (EPDR), styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS) and maleic anhydride modified styrene -Ethylene-butylene-styrene copolymer (SEBS-MA) and the like can be used.
상기 제지슬러지는 본 발명에 따라 혼합폐플라스틱 내에 다공성을 부여토록 함으로써 생물막의 형성을 위한 미생물의 고착을 용이하게 하여 수처리용 접촉여재로 활용할 수 있도록 하기 위하여 첨가되는 것으로서, 상기 혼합폐플라스틱에 혼련되기 전에 충분히 건조 및 분쇄되어 사용된다. 상기 제지슬러지는 통상의 제지공정에서 수집되는 폐기물로서, 다량의 섬유질을 함유하며, 그 자체로서 많은 미세한 기공들을 포함하고 있고 또한 접촉여재 제조시 일부 분해되어 기공의 형성을 촉진하여 미생물들의 고착을 용이하게 하는 기능을 한다. 상기 제지슬러지가 상기 혼합폐플라스틱 100중량부에 대하여 5중량부 미만으로 포함되는 경우, 미세한 기공의 형성이 충분치 못하여 미생물이 충분히 고착하지 못하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 20중량부를 초과하는 것은 특별한 제한은 없으나, 접촉여재의 성형이 어려워지는 문제점이 있을 수 있다. 상기 혼합폐플라스틱, 상용화제 및 제지슬러지의 혼합물은 통상의 방법에 따라 가열가압에 의해 성형되어 수처리용의 접촉여재로 사용될 수 있다. 상기에서 성형은 당업자에게는 통상의 가열가압에 의한 사출성형, 압출성형 등이 모두 사용될 수 있으며, 접촉여재의 형상 역시 판상, 관상, 괴상, 원통상 및 부정형 등 형상에 제한되는 것은 아니며, 수처리의 용도에 따라 또한 사용되는 사용처 등의 특성에 따라 적절한 형상으로 성형될 수 있음은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다. 상기에서 성형은 바람직하게는 200 내지 280℃의 온도에서의 혼련 후, 몰드에 투입하고, 180 내지 220℃의 온도에서 2 내지 6분간 80 내지 120㎏f/㎠의 압력으로 가열가압시켜 성형할 수 있다.The paper sludge is added to facilitate the adhesion of microorganisms for the formation of a biofilm by applying porosity in the mixed waste plastic according to the present invention, and to be utilized as a contact medium for water treatment, and kneaded in the mixed waste plastic. It is used before it is sufficiently dried and ground. The paper sludge is a waste collected in a conventional papermaking process, and contains a large amount of fiber, and contains many fine pores by itself, and also partially decomposes during manufacture of contact media to promote the formation of pores, thereby facilitating the attachment of microorganisms. Function to let. When the papermaking sludge is included in less than 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the mixed waste plastic, there may be a problem that the microorganisms are not sufficiently fixed due to insufficient formation of fine pores, on the contrary, exceeding 20 parts by weight There is no limitation, but there may be a problem that the molding of the contact medium becomes difficult. The mixture of the mixed waste plastic, the compatibilizer and the papermaking sludge may be formed by heating and pressing according to a conventional method and used as a contact medium for water treatment. In the above-mentioned molding, injection molding, extrusion molding, and the like may be used by those skilled in the art in general, and the shape of the contact media is not limited to shapes such as plate, tubular, block, cylindrical and irregular shapes, and the use of water treatment. It can be easily understood by those skilled in the art that can be molded into a suitable shape according to the characteristics of the use and the like used. Molding in the above is preferably kneaded at a temperature of 200 to 280 ℃, put into a mold, and can be molded by heating and pressing at a pressure of 80 to 120 kgf / ㎠ at a temperature of 180 to 220 ℃ for 2 to 6 minutes. have.
상기 수처리용 접촉여재에는 무기첨가제로서 적니가 상기 접촉여재를 구성하는 혼합폐플라스틱 100중량부에 대하여 5 내지 20중량부 더 포함될 수 있다. 상기 적니는 알루미늄 제련에 있어서 보오크사이트로부터 알루미나를 채취하고 난 후의 잔사로서 철의 산화물로 구성되며, 구체적으로는 산화철(Fe2O3), 이산화티탄(TiO 2), 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3)들을 주성분으로 포함하는 산업폐기물의 일종이다. 본 발명에서는 상기한 적니와 같은 산업폐기물을 무기첨가제로 활용하여 본 발명에 따른 접촉여재의 물성을 개선하고, 미생물의 부착효율을 증가시키도록 하는 점에 특징이 있다.The contact media for water treatment may further include 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed waste plastics constituting the contact media with red mud as an inorganic additive. The red mud is composed of iron oxide as a residue after alumina is collected from bauxite in aluminum smelting, specifically iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), and silicon dioxide (SiO 2 ). And it is a kind of industrial waste containing aluminum oxide (Al 2 O 3 ) as a main component. In the present invention, by using the industrial waste, such as red mud as an inorganic additive, it is characterized in that to improve the physical properties of the contact medium according to the present invention, to increase the adhesion efficiency of microorganisms.
상기 수처리용 접촉여재에는 무기첨가제로서 활성탄이 상기 접촉여재를 구성하는 혼합폐플라스틱 100중량부에 대하여 5 내지 20중량부 더 포함될 수 있다. 상기 활성탄은 신생의 활성탄이 사용될 수 있음은 물론 각종의 수처리 등 산업적으로 사용되고 난 후의 폐활성탄 역시 사용될 수 있다. 상기 폐활성탄 역시 건조 및 성형 동안의 가열 등에 의해 많은 미세한 기공들이 재생되며, 이들 역시 미생물이 고착하는 데 도움을 준다.The contact media for water treatment may further include 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed waste plastic constituting the contact media as activated carbon as an inorganic additive. The activated carbon may be used as well as new activated carbon, as well as waste activated carbon after industrial use such as various water treatment. The waste activated carbon also regenerates many fine pores by heating during drying and molding, and these also help the microorganisms to stick.
또한, 본 발명에 따른 혼합폐플라스틱과 제지슬러지를 이용한 수처리용 접촉여재의 제조방법은, (1) 제지슬러지를 건조 및 분쇄시키는 전처리단계; (2) 상기 전처리단계에서 건조 및 분쇄된 제지슬러지를 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머 또는 이들 중 2이상의 혼합물 등과 같은 상용화된 범용플라스틱들의 폐재로서의 혼합폐플라스틱과 혼합하되, 상기 혼합폐플라스틱 100중량부에 대하여 상용화제로서 에틸렌프로필렌고무(EPR ; ethylene propylene rubber)와 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체의 1 : 1 혼합물 5 내지 20중량부 및 제지슬러지 5 내지 20중량부를 함께 200 내지 280℃의 온도에서 혼련시키는 혼련단계; 및 (3) 상기 혼련단계에서 수득되는 혼합물을 몰드에 투입하고, 180 내지 220℃의 온도에서 2 내지 6분간 80 내지 120㎏f/㎠의 압력으로 가열가압시켜 성형하는 성형단계;들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 상기 (1)의 전처리단계에서는 본 발명의 접촉여재에서 미생물이 용이하게 고착하도록 하기 위하여 포함되는 제지슬러지를 건조 및 분쇄시키는 단계로서, 제지슬러지의 건조에 의해 다수의 미세한 기공들이 접촉여재 내에 형성되도록 한다. 상기 (2)의 혼련단계는 상기 전처리단계에서 건조 및 분쇄된 제지슬러지를 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머 또는 이들 중 2이상의 혼합물 등과 같은 상용화된 범용플라스틱들의 폐재로서의 혼합폐플라스틱과 혼합하되, 상기 혼합폐플라스틱 100중량부에 대하여 상용화제로서 에틸렌프로필렌고무(EPR ; ethylene propylene rubber)와 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체의 1 : 1 혼합물 5 내지 20중량부 및 제지슬러지 5 내지 20중량부를 함께 200 내지 280℃의 온도에서 혼련시키는 단계로서, 상기 혼합폐플라스틱과 건조 및 분쇄된 제지슬러지 및 상용화제 등을 혼련시켜 성형하기에 좋은 상태로 만드는 단계이다. 상기 혼련의 조건은 혼합폐플라스틱의 조성비 등에 따라 달라질 수 있으며, 상기한 온도에서 적절히 혼련될 수 있음은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다. 예를 들어, 혼합폐플라스틱 중 고융점 플라스틱의 함량이 높아질수록 혼련온도가 높아질 수 있으며, 저융점 플라스틱의 함량이 높아질수록 혼련온도가 낮아질 수 있음은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다. 또한, 혼련시 사용되는 혼련기 또한 상용화된 단축압출기 등을 사용하여 용이하게 혼련할 수 있음은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다. 상기 (3)의 성형단계에서는 상기 혼련단계에서 수득되는 혼합물을 몰드에 투입하고, 180 내지 220℃의 온도에서 2 내지 6분간 80 내지 120㎏f/㎠의 압력으로 가열가압시켜 성형하는 단계로서, 이러한 성형조건 역시 상기 혼련단계에서와 마찬가지로 혼합폐플라스틱의 조성비 등에 따라 달라질 수 있으며, 이는 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다. 상기 성형단계에서 성형은 당업자에게는 통상의 가열가압에 의한 사출성형, 압출성형 등이 모두 사용될 수 있으며, 접촉여재의 형상 역시 판상, 관상, 괴상, 원통상 및 부정형 등 형상에 제한되는 것은 아니며, 수처리의 용도에 따라 또한 사용되는 사용처 등의 특성에 따라 적절한 형상으로 성형될 수 있음은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다.In addition, the method for producing a contact treatment material for water treatment using mixed waste plastic and paper sludge according to the present invention includes: (1) a pretreatment step of drying and pulverizing paper sludge; (2) commercially available general purpose plastics such as low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyester, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer or a mixture of two or more thereof 5 to 20 parts by weight of a 1: 1 mixture of ethylene propylene rubber (EPR; ethylene propylene rubber) and a styrene-butadiene-styrene copolymer as a compatibilizer with respect to 100 parts by weight of the mixed waste plastic as waste material; A kneading step of kneading together 5 to 20 parts by weight of papermaking sludge at a temperature of 200 to 280 ° C; And (3) molding the mixture obtained in the kneading step into a mold, followed by molding by heating and pressing at a pressure of 80 to 120 kgf / cm 2 at a temperature of 180 to 220 ° C. for 2 to 6 minutes. It is characterized by. In the pretreatment step (1), a step of drying and pulverizing paper sludge included in order to easily fix microorganisms in the contact media of the present invention, such that a plurality of fine pores are formed in the contact media by drying the paper sludge. do. In the kneading step (2), the paper sludge dried and pulverized in the pretreatment step may be a low density polyethylene, a high density polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyester, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer or a mixture of two or more thereof. 1: 1 mixture of ethylene propylene rubber (EPR) and styrene-butadiene-styrene copolymer as a compatibilizer with respect to 100 parts by weight of the mixed waste plastic as a waste of commercially available general purpose plastics. To 20 parts by weight and 5 to 20 parts by weight of paper sludge are kneaded together at a temperature of 200 to 280 ° C., wherein the mixed waste plastic and dried and pulverized paper sludge and compatibilizer are kneaded to make a good shape for molding. Step. Conditions of the kneading may vary depending on the composition ratio of the mixed waste plastic, etc., it can be easily understood by those skilled in the art can be properly kneaded at the above-mentioned temperature. For example, it can be easily understood by those skilled in the art that the higher the content of the high melting point plastic in the mixed waste plastic, the higher the kneading temperature, and the higher the content of the low melting point plastic, the lower the kneading temperature. In addition, it can be easily understood by those skilled in the art that the kneader used for kneading can also be kneaded easily using a commercially available single screw extruder. In the molding step of (3), the mixture obtained in the kneading step is introduced into a mold, and is molded by heating and pressing at a pressure of 80 to 120 kgf / cm 2 at a temperature of 180 to 220 ° C. for 2 to 6 minutes. Such molding conditions may also vary depending on the composition ratio of the mixed waste plastic as in the kneading step, which can be easily understood by those skilled in the art. The molding step in the molding step can be used by those skilled in the art all injection molding, extrusion molding, etc. by the usual heating pressure, the shape of the contact medium is also not limited to the shape of the plate, tubular, block, cylindrical and irregular shape, water treatment It can be easily understood by those skilled in the art that it can be molded into a suitable shape depending on the use and also the characteristics of the use and the like.
상기 혼련단계에서 상기 혼합폐플라스틱과 상용화제 및 제지슬러지에 더해 건조 및 분쇄된 적니가 상기 혼합폐플라스틱 100중량부에 대하여 5 내지 20중량부의 양으로 더 포함될 수 있다. 상기 적니의 혼합에 따라 미생물의 고착효율이 높아지기 때문에 상기 적니가 상기 혼합폐플라스틱 100중량부에 대하여 5중량부 미만으로 포함되는 경우, 미생물의 고착효율 증대 효과가 뚜렷하게 나타나지 않게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 20중량부를 초과하는 경우, 성형이 용이하지 않게 되고 접촉여재의 강도가 저하되는 문제점이 있을 수 있다.In addition to the mixed waste plastic and the compatibilizer and the paper sludge in the kneading step, the dried and ground red mud may be further included in an amount of 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed waste plastic. Since the fixation efficiency of the microorganism increases according to the mixing of the red mud, when the red mud is contained in less than 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the mixed waste plastic, there may be a problem in that the effect of increasing the fixing efficiency of the microorganism does not appear clearly. On the contrary, if it exceeds 20 parts by weight, molding may not be easy and there may be a problem in that the strength of the contact medium is lowered.
상기 혼련단계에서 상기 혼합폐플라스틱과 상용화제 및 제지슬러지에 더해 건조 및 분쇄된 활성탄이 상기 혼합폐플라스틱 100중량부에 대하여 5 내지 10중량부의 양으로 더 포함될 수 있다. 상기 활성탄의 혼합에 따라 미생물의 고착효율이 높아지기 때문에 상기 활성탄이 상기 혼합폐플라스틱 100중량부에 대하여 5중량부 미만으로 포함되는 경우, 미생물의 고착효율 증대 효과가 뚜렷하게 나타나지 않게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 20중량부를 초과하는 경우, 성형이 용이하지 않게 되고 접촉여재의 강도가 저하되는 문제점이 있을 수 있다.In addition to the mixed waste plastic and the compatibilizer and the paper sludge in the kneading step, the dried and pulverized activated carbon may be further included in an amount of 5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed waste plastic. Since the fixing efficiency of the microorganism increases according to the mixing of the activated carbon, when the activated carbon is included in less than 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed waste plastic, there may be a problem that the effect of increasing the fixing efficiency of the microorganism does not appear clearly. On the contrary, when it exceeds 20 parts by weight, the molding is not easy and the strength of the contact medium is lowered. There may be a problem.
상기 성형단계에서 가압 전에 180 내지 220℃의 온도에서 5 내지 15분간 예열시키는 예열단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 예열단계에서의 예열은 성형을 용이하게 하며, 특히 주형 내에서 이상발포에 따른 변형 등을 예방하는 기능을 한다.It may further include a preheating step of preheating for 5 to 15 minutes at a temperature of 180 to 220 ℃ before pressing in the molding step. The preheating in the preheating step facilitates the molding, and in particular, serves to prevent deformation due to abnormal foaming in the mold.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described.
이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.The following examples are intended to illustrate the invention and should not be understood as limiting the scope of the invention.
실시예 1 및 2와 비교예 1Examples 1 and 2 and Comparative Example 1
혼합폐플라스틱은 그 발생원에 따라 조성비 등이 다양하게 나타날 수 있으나, 본 발명에서는 실험을 통한 확인을 위하여 저밀도 폴리에틸렌 : 고밀도 폴리에틸렌 : 폴리프로필렌 : 폴리스티렌 : 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머를 모두 포함하는 것으로서 이들이 25 : 25 : 25 : 20 : 5의 비율로 혼합된 것을 선정하여 사용하였다. 제지슬러지는 혼련 전 건조 및 분쇄시켜 사용하였다. 상기 혼합폐플라스틱 100g에 상기 건조 및 분쇄된 제지슬러지를 각각 0g(비교예 1), 5g(실시예 1) 및 10g(실시예 2) 및 상용화제로서 에틸렌프로필렌고무와 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체를 각각 5g씩 가하고, 240℃의 온도에서 표준형 스크류를 가진 상용화된 단축압출기를 이용하여 혼련시킨 후, 200℃의 온도에서 10분간 예열한 후, 다시 동일한 온도에서 4분간 100㎏f/㎠의 압력으로 가열가압시켜 판형(plate) 및 원통형(cylinder)으로 제조하였다. 이때 생물막용의 접촉여재의 크기는 직경 3㎝, 길이 3㎝로 제조하였다. 실시예 1과 실시예 2에 의해 제조된 접촉여재의 전자현미경사진을 도 1 및 도 2에 나타내었다.The mixed waste plastic may have various composition ratios depending on its source, but in the present invention, for the purpose of confirming through experiments, low density polyethylene: high density polyethylene: polypropylene: polystyrene: acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer containing all As these, they were selected and mixed in a ratio of 25: 25: 25: 20: 5. Paper sludge was used after drying and pulverizing before kneading. 0 g (Comparative Example 1), 5 g (Example 1) and 10 g (Example 2) and the ethylene propylene rubber and styrene-butadiene-styrene copolymer as the compatibilizers, respectively, in 100 g of the mixed waste plastic. 5 g of each was added and kneaded using a commercially available single screw extruder having a standard screw at a temperature of 240 ° C., preheated at a temperature of 200 ° C. for 10 minutes, and then 100 kgf / cm 2 at a same temperature for 4 minutes. Heat-pressurized to prepare a plate (plate) and a cylindrical (cylinder). At this time, the size of the contact medium for the biofilm was prepared in 3cm in diameter, 3cm in length. Electron micrographs of the contact media prepared in Examples 1 and 2 are shown in FIGS. 1 and 2.
상기한 접촉여재의 효율을 측정하기 위하여 다음과 같이 시험하였다.In order to measure the efficiency of the above contact medium was tested as follows.
미생물을 부착시켜 생물막을 형성시키는 순치실험(seeding)과 형성된 생물막을 이용하여 유기물을 제거하는 성능실험으로 나누어서 실험을 진행하였고, 접촉여재에 미생물을 부착시키는 순치실험은 회분식 반응기에 통상의 하수처리장의 반송슬러지(MLSS ; 3,400 내지 4,500㎎/ℓ)를 2ℓ 채우고, 상기한 접촉여재와 상용화된 접촉여재를 각각 10용적%씩 충전한 후, 소형펌프와 연결된 두 개의 고무기포 분산기(산기관)를 설치하여 일정하게 공기가 공급되도록 하였다. 성능실험은 순치실험에서 생물막이 형성된 접촉여재를 처리수가 담겨있는 여러개의 회분식 아크릴반응기에 각각 충진시킨 후, 각 회분식 반응기 당 소형펌프 1개를 작동시켜 용존산소량(DO) 농도를 일정하게 유지시키면서 수행하였으며, 폐수처리시간 4시간 후의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The experiment was divided into a netting test (seeding) for attaching microorganisms to form a biofilm and a performance test for removing organic matter using the formed biofilm, and the netch test for attaching microorganisms to contact media was carried out in a conventional sewage treatment plant in a batch reactor. 2 liters of conveying sludge (MLSS; 3,400 to 4,500 mg / l) were filled, and 10 vol% of each of the contact media and the contact media commercialized above were installed, and then two rubber bubble dispersers (dispersion engines) connected to the small pump were installed. Air was constantly supplied. The performance test was performed by filling the contact media in which biofilm was formed in a batch batch acryl reactor containing treated water, and operating one small pump for each batch reactor while maintaining a constant dissolved oxygen concentration (DO) concentration. The results after 4 hours of wastewater treatment time were shown in Table 1 below.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 제지슬러지가 많이 첨가될수록 화학적 산소요구량 제거효율이 미첨가(비교예 1)시의 28%에 비하여 5% 첨가(실시예 1)시 41%로, 그리고 10% 첨가(실시예 2)시 53%로 각각 크게 증가함을 확인할 수 있었으며, 생물학적 산소요구량의 제거효율 역시 32%(비교예 1)에서 40%(실시예 1) 및 46%(실시예 2)로 각각 크게 증가함을 확인할 수 있었다. 이로부터 제지슬러지의 첨가 및 그 함량의 증가에 의해 생물막 여재의 비표면적이 향상되고, 생물막 여재로서 갖추어야 할 중요한 요건인 다공질이 잘 형성되어 미생물이 잘 부착되어 유효한 생물막이 형성되며, 그에 의해 효율적인 수처리가 가능함을 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, the more papermaking sludge is added, the more 5% of the chemical oxygen demand removal efficiency is compared to 28% at the time of no addition (Comparative Example 1), and at 41% and 10% addition. In Example 2, it was confirmed that the increase was 53%, respectively, and the removal efficiency of biological oxygen demand was also 32% (Comparative Example 1) to 40% (Example 1) and 46% (Example 2), respectively. It was confirmed that the increase significantly. From this, by adding paper sludge and increasing its content, the specific surface area of the biofilm mediator is improved, the porous which is an important requirement to be provided as a biofilm mediator is well formed, and microorganisms are well adhered to form an effective biofilm, whereby efficient water treatment Could confirm that it is possible.
실시예 3 및 4Examples 3 and 4
혼합폐플라스틱 100g, 제지슬러지 10g 및 적니를 5g(실시예 3) 및 10g(실시예 4)를 사용하고 폐수처리 효율 측정시 폐수처리 시간을 12시간으로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.Same as Example 1 except that 100 g of mixed waste plastic, 10 g of papermaking sludge and 5 g of red mud were used (Example 3) and 10 g (Example 4), and the wastewater treatment time was measured at 12 hours. The results are shown in Table 2 below.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 적니의 첨가 및 첨가량의 증가에 의해 화학적 산소요구량 제거효율이 적니 무첨가(실시예 2)의 53%에 비하여 5% 첨가(실시예 3)시 57%로, 그리고 10% 첨가(실시예 4)시 63%로 각각 크게 증가함을 확인할 수 있었으며, 생물학적 산소요구량의 제거효율 역시 46%(실시예 2)에서 57%(실시예 3) 및 71%(실시예 4)로 각각 크게 증가함을 확인할 수 있었다. 이로부터 제지슬러지의 첨가에 더해 적니의 첨가 및 그 함량의 증가에 의해 생물막 여재의 비표면적이 향상되고, 생물막 여재로서 갖추어야 할 중요한 요건인 다공질이 잘 형성되어 미생물이 잘 부착되어 유효한 생물막이 형성되며, 그에 의해 효율적인 수처리가 가능함을 확인할 수 있었다.As shown in Table 2, the chemical oxygen demand removal efficiency is low due to the addition of red mud and the increase in the amount of red mud, which is 57% when 5% is added (Example 3) compared to 53% of no addition (Example 2), and 10 When the addition of% (Example 4) it was confirmed that significantly increased to 63%, respectively, the removal efficiency of the biological oxygen demand is also 46% (Example 2) to 57% (Example 3) and 71% (Example 4) As can be seen that each greatly increased. From this, in addition to the addition of paper sludge, the specific surface area of the biofilm mediator is improved by the addition of red mud and its content, and the porous material, which is an important requirement to be provided as a biofilm mediator, is well formed, and microorganisms are attached well to form an effective biofilm. As a result, it was confirmed that efficient water treatment was possible.
실시예 5 및 6 과 비교예 2 및 3Examples 5 and 6 and Comparative Examples 2 and 3
혼합폐플라스틱 100g, 제지슬러지 10g 및 폐활성탄을 5g(실시예 5) 및 10g(실시예 6)를 사용하고 폐수처리 효율 측정시 폐수처리 시간을 12시간으로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 또한 기존의 상용화되어 있는 제품과 비교하기 위하여 이들 중 표면적이 상대적으로 큰 것으로 알려져 있는 실타래 형상의 레이스형 접촉여재 (비교예 2) 및 우레탄수지를 발포하여 제조된 우레탄 폼 형태의 접촉여재를 상기의 동일한 시험조건에서 폐수처리 효율을 측정한 결과도 표 3에 나타내었다.Example 1 and the above except that 100g of mixed waste plastic, 10g of papermaking sludge and 5g of waste activated carbon (Example 5) and 10g (Example 6) were used, and wastewater treatment time was 12 hours when wastewater treatment efficiency was measured. The same was carried out, and the results are shown in Table 3 below. In addition, in order to compare the existing commercially available products, among them, a thread-shaped lace-type contact media (comparative example 2) and a urethane foam-form contact media manufactured by foaming urethane resin are known. Table 3 also shows the results of measuring wastewater treatment efficiency under the same test conditions.
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 폐활성탄의 첨가 및 첨가량의 증가에 의해 화학적 산소요구량 제거효율이 폐활성탄 무첨가(실시예 2)의 53%에 비하여 5% 첨가(실시예 5)시 61%로, 그리고 10% 첨가(실시예 6)시 65%로 각각 크게 증가함을 확인할 수 있었으며, 생물학적 산소요구량의 제거효율 역시 46%(실시예 2)에서 71%(실시예 5) 및 80%(실시예 6)로 각각 크게 증가함을 확인할 수 있었다. 이로부터 제지슬러지의 첨가에 더해 폐활성탄의 첨가 및 그 함량의 증가에 의해 생물막 여재의 비표면적이 향상되고, 생물막 여재로서 갖추어야 할 중요한 요건인 다공질이 잘 형성되어 미생물이 잘 부착되어 유효한 생물막이 형성되며, 그에 의해 효율적인 수처리가 가능함을 확인할 수 있었다. 또한 기존의 접촉여재 제품과 비교하여도 폐수처리 효율이 더 우수한 것을 알 수 있는데 이는 기존의 접촉여재 제품은 폐플라스틱이 아닌 신재를 사용하여 제조된 점을 감안할 때 기술적인 면에서 뿐만 아니라 경제적인 면에서도 본 발명의 우수성을 확인할 수 있었다.As shown in Table 3, the chemical oxygen demand removal efficiency is 61% when 5% is added (Example 5) compared to 53% of no added activated carbon (Example 2) by adding and increasing the amount of waste activated carbon. And 10% added (Example 6) it was confirmed that significantly increased to 65%, respectively, the removal efficiency of biological oxygen demand is also 46% (Example 2) to 71% (Example 5) and 80% (Example 6) was found to increase significantly. From this, in addition to the addition of paper sludge, the specific surface area of the biofilm mediator is improved by the addition of waste activated carbon and its content is increased, and the porous material, which is an important requirement to be provided as a biofilm mediator, is well formed, and microorganisms are well attached to form an effective biofilm. As a result, it was confirmed that efficient water treatment was possible. In addition, it can be seen that wastewater treatment efficiency is superior to conventional contact media products, which is not only technical but also economical considering that conventional contact media products are manufactured using new materials rather than waste plastics. Also, the superiority of the present invention was confirmed.
실시예 7Example 7
혼합폐플라스틱 100g, 제지슬러지 10g 및 폐활성탄을 5g 및 적니를 5g(실시예 7)를 사용하고 폐수처리 효율 측정시 폐수처리 시간을 12시간으로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 100 g of mixed waste plastic, 10 g of papermaking sludge, 5 g of waste activated carbon, and 5 g of red mud were used, and the same procedure as in Example 1 was performed except that the wastewater treatment time was 12 hours when the wastewater treatment efficiency was measured. And the results are shown in Table 4 below.
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 적니와 활성탄을 동시에 첨가한 경우에도 화학적 산소요구량 및 생물학적 산소요구량의 66%와 69%로 표 3의 비교예 2의 기존 제품보다는 우수함을 확인할 수 있었다.As shown in Table 4, even when red mud and activated carbon were added simultaneously, 66% and 69% of the chemical oxygen demand and the biological oxygen demand were confirmed to be superior to the conventional products of Comparative Example 2 of Table 3.
상기한 실시예들을 종합한 결과, 본 발명에 따르면 수처리용으로서의 생물막의 형성을 위한 접촉여재가 미생물이 충분히 고착되어 유효한 생물막을 형성할 수 있으며, 그에 의해 효율적인 수처리가 가능하도록 하는 접촉여재를 제공함을 확인할 수 있었다.As a result of the synthesis of the above embodiments, according to the present invention, the contact media for the formation of biofilms for water treatment can sufficiently form microorganisms to form effective biofilms, thereby providing a contact media for efficient water treatment. I could confirm it.
따라서, 본 발명에 의하면 혼합폐플라스틱을 제지슬러지, 무기충진제 등과 혼용하여 제지슬러지에 의한 다공의 성형을 가능하게 함으로써 수처리용으로 적절하게 한 접촉여재 및 그 제조방법을 제공하는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, by mixing the mixed waste plastic with paper sludge, inorganic filler and the like, it is possible to form pores by paper sludge, thereby providing an appropriate contact material for water treatment and a method of manufacturing the same.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications are within the scope of the appended claims.
도 1은 본 발명의 하나의 구체적인 실시예(제지슬러지 5%)에 따른 혼합폐플라스틱과 제지슬러지를 이용한 수처리용 접촉여재의 표면을 촬영한 전자현미경사진이다.1 is an electron micrograph of the surface of the contact treatment material for water treatment using mixed waste plastic and paper sludge according to one specific embodiment of the present invention (paper sludge 5%).
도 2는 본 발명의 하나의 구체적인 실시예(제지슬러지 10%)에 따른 혼합폐플라스틱과 제지슬러지를 이용한 수처리용 접촉여재의 표면을 촬영한 전자현미경사진이다.Figure 2 is an electron micrograph of the surface of the contact material for water treatment using mixed waste plastic and paper sludge according to one specific embodiment of the present invention (paper sludge 10%).
Claims (8)
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