KR102180341B1 - High functional porous stone for removal of nitrate and stench and livestock wastewater treatment system using the same and filter medium device - Google Patents

High functional porous stone for removal of nitrate and stench and livestock wastewater treatment system using the same and filter medium device Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a highly functional porous stone for wastewater treatment and a wastewater treatment system using the same, wherein the porous stone comprises: based on 100 parts by weight of zeolite; 20 to 50 parts by weight of clay minerals; 20 to 50 parts by weight of gypsum; 10 to 30 parts by weight of a pozzolanic material; 20 to 50 parts by weight of an inorganic binder; 5 to 20 parts by weight of potassium permanganate or hydrogen peroxide; and 50 to 100 parts by weight of water. Thus, the present invention realizes sufficient strength through a relatively low-temperature crosslinking process without a sintering process, and efficiently removes high concentration of nitrogen, thereby improving wastewater treatment efficiency. The present invention also can reduce wastewater treatment costs by simplifying a treatment process.

Description

질소 및 악취 제거 고기능성 다공질스톤 및 이를 이용한 폐수 처리시스템, 그리고 여재장치{High functional porous stone for removal of nitrate and stench and livestock wastewater treatment system using the same and filter medium device}High functional porous stone for removal of nitrate and stench and livestock wastewater treatment system using the same and filter medium device}

본 발명은 소성공정없이 비교적 저온의 가교공정에 의해 충분한 강도를 구현하면서도, 고농도의 질소를 효율적으로 제거하여, 폐수의 처리효율을 높일 수 있으며, 처리공정을 단순화시킴으로써 폐수처리비용을 절감할 수 있는 질소 및 악취 제거 고기능성 다공질스톤 및 이를 이용한 폐수 처리시스템, 그리고 여재장치에 관한 것이다. The present invention realizes sufficient strength by a relatively low temperature crosslinking process without a sintering process, while efficiently removing high concentration of nitrogen, thereby increasing the treatment efficiency of wastewater, and reducing wastewater treatment costs by simplifying the treatment process. It relates to a highly functional porous stone for removing nitrogen and odor, a wastewater treatment system using the same, and a filter media device.

최근 산업의 발달과 인구의 도시집중으로 수질오염 문제는 날로 심각해지고 있으며, 인간 활동과 산업 생산의 증가로 하폐수나 폐수 내에 함유되어 있는 다량의 질소와 인 및 유기물은 더 이상 자연의 자정작용에 의한 처리에 의존할 수 없는 상황이다. Due to the recent industrial development and urban concentration of the population, the problem of water pollution is getting serious day by day. Due to the increase in human activities and industrial production, a large amount of nitrogen, phosphorus and organic matter contained in sewage or wastewater is no longer caused by the self-cleaning of nature. It is a situation where you cannot rely on processing.

오폐수 및 하수에 포함되어 있는 질소, 인 등을 동시에 제거하기 위한 방법으로 A2O, UCT, VIP, Bardenpho 등의 선진국에서 개발된 공정들이 있다. There are processes developed in advanced countries such as A2O, UCT, VIP, and Bardenpho to simultaneously remove nitrogen and phosphorus contained in wastewater and sewage.

그러나, 이러한 공정들은 국내 하수성상에 맞지 않아 그대로 사용할 수 없고, 따라서 국내에서도 국내 실정에 맞는 질소, 인 제거 기술에 관한 공정개발이 활발하게 진행중이며 많은 공법들이 실용화되고 있다. However, these processes cannot be used as they are because they are not suitable for domestic sewage characteristics. Therefore, process development for nitrogen and phosphorus removal technologies suitable for domestic conditions is actively underway in Korea, and many construction methods are being put into practice.

따라서, 이러한 고농도의 질소를 포함한 폐수의 처리를 위하여 고도처리 방법이 필요한 실정이고, 이러한 고도처리 방법으로서 흡착제를 이용한 방법이 개시되어 있다. Accordingly, an advanced treatment method is required for the treatment of wastewater containing high concentration of nitrogen, and a method using an adsorbent is disclosed as such an advanced treatment method.

이러한 방법은 상대적으로 유지관리가 용이하며, 공정구성이 간단한 장점이 있다. This method has the advantage of relatively easy maintenance and simple process configuration.

또한, 공극에 의한 물리적 흡착 및 이온교환과 같은 화학적 흡착의 방법으로 질소를 제거하므로, 충격부하에 대해서도 안정적인 효율을 유지할 수 있는 장점을 갖는다.In addition, since nitrogen is removed by chemical adsorption such as physical adsorption by pores and ion exchange, it has the advantage of maintaining stable efficiency even under impact load.

현재 국내에서는 제올라이트 등과 같은 흡착제를 이용한 각종 오염물질 제거연구가 활발하게 이루어지고 있으나 성형 및 제조 공정상의 제약 때문에 우수한 물성에도 불구하고 충분히 활용되지 못하고 있는 실정이다. Currently, research on removing various pollutants using adsorbents such as zeolite is being actively conducted in Korea, but it is not fully utilized despite its excellent physical properties due to limitations in molding and manufacturing processes.

분말 제올라이트의 낮은 성형성으로 인하여 수처리 공정 시 오염물과 함께 방류되거나 분산되므로 2차 여과를 필요로 하지만, 교환과정이 어렵고 제올라이트의 성형성을 좋게 하기 위해서는 결합재 사용과 성형공정이 추가로 요구되기 때문에 경제적 부담을 가중시키게 된다.Due to the low moldability of powdered zeolite, secondary filtration is required because it is discharged or dispersed with contaminants during the water treatment process, but the exchange process is difficult and the use of a binder and a molding process are additionally required to improve the formability of zeolite. It increases the burden.

또한, 분말 제올라이트의 성형성을 좋게하기 위한 결합재로는 무기물과 유기고분자로 나누어지며 주로 무기계 결합재를 사용하여 성형성을 높이고자하는 시도가 많이 이루어졌다.In addition, as a binder for improving the formability of powdered zeolite, it is divided into inorganic and organic polymers, and many attempts have been made to increase formability by using mainly inorganic binders.

그러나, 성형체의 강도를 구현하기 위해서는 최소 1,000℃에서의 열처리가 요구되지만, 대부분의 제올라이트 기공구조는 고온 안정성이 대체로 낮아 700℃ 이상에서는 기공구조가 파괴되어 흡착성을 상실하는 문제점이 해결되지 못하고 있는 실정이다. However, in order to realize the strength of the molded body, heat treatment at a minimum of 1,000°C is required, but most zeolite pore structures generally have low stability at high temperatures, and above 700°C, the pore structure is destroyed and the problem of loss of adsorption is not resolved. to be.

그리고, 폴리비닐알콜과 같은 유기계 바인더는 비교적 저온에서의 가교공정에 의해 강도를 구현할 수 있는 장점이 있으나, 치밀한 고분자기질은 액상 혹은 기상의 피흡착물질이 제올라이트 기공에 접근하는 것을 어렵게하여 흡착성능을 크게 저하시키는 문제점이 남아 있는 실정이다.In addition, organic binders such as polyvinyl alcohol have the advantage of achieving strength through a crosslinking process at a relatively low temperature, but a dense polymer substrate makes it difficult for liquid or gaseous substances to be adsorbed to access the zeolite pores, thereby improving adsorption performance. There is still a problem that greatly degrades.

대한민국 등록특허 제10-0405474호Korean Patent Registration No. 10-0405474 대한민국 등록특허 제10-0889037호Korean Patent Registration No. 10-0889037 대한민국 등록특허 제10-1214371호Korean Patent Registration No. 10-1214371 대한민국 공개특허 제10-2003-0035019호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2003-0035019 대한민국 공개특허 제10-2005-0014407호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2005-0014407

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현예는 소성공정없이 비교적 저온의 가교공정에 의해 충분한 강도를 구현하면서도, 고농도의 질소를 효율적으로 제거하여, 폐수의 처리효율을 높일 수 있으며, 처리공정을 단순화시킴으로써 폐수처리비용을 절감할 수 있는 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤을 제공하고자 하는 것이다.The present invention was devised to solve the above-described problems, and an embodiment of the present invention realizes sufficient strength by a relatively low temperature crosslinking process without a sintering process, while efficiently removing high concentration of nitrogen, thereby treating wastewater treatment efficiency. It is intended to provide a highly functional porous stone for wastewater treatment that can increase the efficiency and reduce the cost of wastewater treatment by simplifying the treatment process.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤을 이용한 폐수 처리시스템을 제공하고자 하는 것이다.Another embodiment of the present invention is to provide a wastewater treatment system using the highly functional porous stone for wastewater treatment.

본 발명의 또 다른 구현예는 폐수 처리 시설의 여과조 내에 적재물 형태, 파이프 어셈블리 형태 등으로 조합한 수처리용 스톤 조합, 예를 들면 기능성 재료인 천연 광물 형태의 제올라이트 또는 일라이트, 황토, 포졸란, 백토 등을 소성하지 않고 그대로 경화시킨 형태의 수처리용 스톤 조합을 설치하고, 이러한 수처리용 스톤 조합의 여재를 이용하여 폐수 중에 포함되어 있는 질소, 인, 유기물, 악취 등을 경제적으로 또 효과적으로 제거할 수 있는 등 하폐수 처리 효율을 향상과 더불어 폐수 처리 시설 운용의 효율성을 높일 수 있는 폐수 처리 시설의 여재장치를 제공하고자 하는 것이다. Another embodiment of the present invention is a combination of stones for water treatment combined in the form of loads and pipe assemblies in the filter tank of a wastewater treatment facility, for example, zeolite or illite in the form of natural minerals as functional materials, ocher, pozzolan, clay, etc. It is possible to economically and effectively remove nitrogen, phosphorus, organic matter, and odors contained in wastewater by installing a water treatment stone combination in the form of hardening without firing the water treatment stone combination, and using the filter material of the water treatment stone combination. It is intended to provide a filter media system for wastewater treatment facilities that can improve the efficiency of wastewater treatment and increase the efficiency of the operation of wastewater treatment facilities.

본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Various problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 구현예는 제올라이트 100 중량부에 대하여; 점토성 광물 20 내지 50 중량부; 석고 20 내지 50 중량부; 포졸란 물질 10 내지 30 중량부; 무기질 바인더 20 내지 50 중량부; 과망간산칼륨 또는 과산화수소 5 내지 20 중량부; 및 물 50 내지 100 중량부를 포함하는 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤을 제공한다.An embodiment of the present invention is based on 100 parts by weight of zeolite; 20 to 50 parts by weight of clay mineral; 20 to 50 parts by weight of gypsum; 10 to 30 parts by weight of a pozzolanic material; 20 to 50 parts by weight of an inorganic binder; 5 to 20 parts by weight of potassium permanganate or hydrogen peroxide; And it provides a highly functional porous stone for wastewater treatment comprising 50 to 100 parts by weight of water.

상기 무기질 바인더는 액상규산나트륨 또는 액상규산칼륨 30 내지 60 중량%, 반응성실란 1 내지 5 중량%, 실리카졸 또는 알루미나졸 5 내지 20 중량% 및 물 20 내지 50 중량%를 포함하는 액상 규산염계 무기질 바인더인 것일 수 있다.The inorganic binder is a liquid silicate-based inorganic binder comprising 30 to 60% by weight of liquid sodium silicate or liquid potassium silicate, 1 to 5% by weight of reactive silane, 5 to 20% by weight of silica sol or alumina sol, and 20 to 50% by weight of water It can be.

상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤은 상기 제올라이트 100 중량부에 대하여, 쿠마롱 수지 5 내지 10 중량부 및 영가철 나노입자 0.1 내지 5 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다.The highly functional porous stone for wastewater treatment may further include 5 to 10 parts by weight of Coumaron resin and 0.1 to 5 parts by weight of zero-valent iron nanoparticles based on 100 parts by weight of the zeolite.

상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤은 상기 제올라이트 100 중량부에 대하여, 미생물 발효액 5 내지 10 중량부 및 전분 1 내지 5 중량부를 더 포함하는 것이고; 상기 미생물 발효액은 음식물슬러지 분말에 미생물을 접종하고 발효시켜 제조되는 것이고; 상기 미생물은 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 류코노스톡(Lactobacillus leuconostoc), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 스트렙토코커스 패칼리스(Streptococcus faecalis), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 퓨트리피커스( Bacillus Putrificus), 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) 및 이들의 혼합 미생물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.The highly functional porous stone for wastewater treatment further comprises 5 to 10 parts by weight of microbial fermentation broth and 1 to 5 parts by weight of starch based on 100 parts by weight of the zeolite; The microbial fermentation broth is prepared by inoculating and fermenting microorganisms in food sludge powder; The microorganisms include Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus leuconostoc, Lactobacillus leuconostoc, Lactobacillus brevis, and Lactobacillus brevis. Streptococcus faecalis, Bacillus subtilis, Bacillus Putrificus, Bacillus cereus, and a mixture of these microorganisms. I can.

상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤은 제올라이트, 점토성 광물, 석고, 포졸란 물질, 무기질 바인더 및 물을 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계; 초음파를 가하면서 상기 1차 혼합물에 과망간산칼륨 또는 과산화수소를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 2차 혼합물을 70 내지 90 ℃의 온도에서 열풍 건조하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것일 수 있다.The high functional porous stone for wastewater treatment is prepared by mixing zeolite, clay mineral, gypsum, pozzolanic material, inorganic binder, and water to prepare a first mixture; Preparing a second mixture by mixing potassium permanganate or hydrogen peroxide with the first mixture while applying ultrasonic waves; And hot-air drying the secondary mixture at a temperature of 70 to 90°C.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 본 발명의 일 구현예에 따른 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤을 이용하여 폐수를 처리하는 것인 폐수 처리시스템을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a wastewater treatment system that treats wastewater using a highly functional porous stone for wastewater treatment according to the embodiment of the present invention.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 폐수 처리 시설의 여재장치는 다음과 같은 특징이 있다. In order to achieve the above object, the filter media device of the wastewater treatment facility provided by the present invention has the following characteristics.

상기 여재장치는 폐수 처리 시설의 여과조의 내부에 설치되어 폐수 속에 포함되어 있는 질소, 인, 유기물, 악취 등을 제거하는 여재장치로서, 상기 여과조의 내부에 설치되어 지지체 역할을 하는 로스톨과 상기 로스톨 상에 적층되면서 지지되는 구조로 설치되고 다공성 표면을 이용하여 미생물이 붙을 수 있는 담체로 작용함과 더불어 유해물질이나 분자를 흡착하는 다수의 기능성 스톤으로 구성되는 수처리용 스톤 조합을 포함하는 것이 특징이다. The filter media device is a filter media device that is installed inside a filter tank of a wastewater treatment facility to remove nitrogen, phosphorus, organic matter, and odors contained in wastewater, and is installed inside the filter tank to serve as a support. It is installed in a structure that is supported while being stacked on the toll, acts as a carrier to which microorganisms can adhere by using a porous surface, and includes a combination of water treatment stones consisting of a number of functional stones that adsorb harmful substances or molecules. to be.

여기서, 상기 수처리용 스톤 조합의 기능성 스톤은 로스톨 위에 무작위로 쌓이면서 일정 두께의 돌무더기층을 이루는 형태로 이루어질 수 있다.Here, the functional stones of the combination of water treatment stones may be randomly stacked on the roaster to form a pile of stones having a predetermined thickness.

이때의 기능성 스톤의 돌무더기층은 메쉬망 내에 수용되도록 하는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the stone pile layer of the functional stone is accommodated in the mesh net.

또한, 상기 기능성 스톤의 돌무더기층의 사이사이에는 자갈층이 개재되어, 돌무더기층과 자갈층이 순차적으로 반복되는 적층 구조를 이루도록 할 수 있다.In addition, a gravel layer is interposed between the stone pile layers of the functional stone, so that a pile structure in which the stone pile layer and the gravel layer are sequentially repeated may be formed.

그리고, 상기 수처리용 스톤 조합의 기능성 스톤은 전체 표면 둘레에 걸쳐 다수 개의 홀을 가지는 파이프 내에 수용되고, 상기 기능성 스톤을 수용한 다수 개의 파이프는 로스톨 위에서 서로 간의 간극을 유지함과 더불어 서로 간에 나란하게 배열되면서 적층될 수 있다. In addition, the functional stones of the water treatment stone combination are accommodated in a pipe having a plurality of holes over the entire surface circumference, and the plurality of pipes accommodating the functional stones maintain a gap between each other on the roaster and parallel to each other. They can be stacked while being arranged.

바람직한 실시예로서, 상기 수처리용 스톤 조합의 기능성 스톤은 천연 광물 형태의 제올라이트 또는 일라이트, 황토, 포졸란, 백토 등을 소성하지 않고 그대로 경화시킨 형태로 이루어질 수 있다. In a preferred embodiment, the functional stone of the stone combination for water treatment may be made of a natural mineral form of zeolite or illite, ocher, pozzolan, white clay, etc., without being calcined, but cured as it is.

한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 여재장치를 이용하는 폐수 처리 시설은 다음과 같은 특징이 있다. On the other hand, in order to achieve the above object, the wastewater treatment facility using the filter media device provided by the present invention has the following characteristics.

상기 폐수 처리 시설은 폐수 유입구 및 폐수 배출구를 가지면서 일정량의 폐수를 체류시키면서 부패시키는 적어도 1개 이상의 부패조와, 상기 부패조의 폐수 배출구와 연결되는 하부의 입구 및 방류조의 여과폐수 입구와 연결되는 상부의 출구를 가지면서 폐수 속의 질소를 제거하는 여과조와, 상기 여과조의 출구와 연결되는 상부의 여과폐수 입구 및 처리수 배출을 위한 방류조 펌프장치를 가지면서 여과조에서 넘어온 일정량의 처리수를 체류시킨 후에 방류하는 방류조와, 상기 여과조의 내부에 설치되는 것으로서 지지체 역할을 하는 로스톨과 상기 로스톨 상에 적층되면서 지지되는 구조로 설치되고 다공성 표면을 이용하여 미생물이 붙을 수 있는 담체로 작용함과 더불어 유해물질이나 분자를 흡착하는 다수의 기능성 스톤으로 구성되는 수처리용 스톤 조합을 포함하는 것이 특징이다.The wastewater treatment facility has a wastewater inlet and a wastewater outlet, with at least one decaying tank that retains and decays a certain amount of wastewater, and an upper inlet connected to the wastewater outlet of the decay tank and the filtered wastewater inlet of the discharge tank. Discharge after having a filtration tank to remove nitrogen from the wastewater while having an outlet, an inlet of filtered wastewater connected to the outlet of the filtration tank, and a discharge tank pumping device for discharging the treated water while retaining a certain amount of treated water from the filtration tank. A discharging tank that is installed inside the filtration tank, a roaster that serves as a support, and a structure that is stacked and supported on the roaster, and acts as a carrier to which microorganisms can adhere by using a porous surface, and harmful substances It is characterized by including a stone combination for water treatment consisting of a number of functional stones that adsorb or molecules.

본 발명의 일 구현예에 따른 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤, 즉 질소 및 악취 제거 고기능성 다공질스톤에 따르면, 소성공정 없이 비교적 저온의 가교공정에 의해 충분한 강도를 구현하면서도, 폐수 중에 포함되어 있는 고농도의 질소, 뿐만 아니라, 유기물, 악취 등을 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.According to a highly functional porous stone for wastewater treatment according to an embodiment of the present invention, that is, a high functional porous stone for removing nitrogen and odor, a high concentration contained in the wastewater while realizing sufficient strength by a relatively low temperature crosslinking process without a firing process It has the effect of efficiently removing nitrogen, as well as organic matter and odor.

이로써, 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤을 이용한 폐수 처리시스템은 폐수의 처리효율을 높일 수 있는 효과와 더불어 시스템 운용의 효율성을 높일 수 있는 바, 처리공정을 단순화시킴으로써 폐수처리비용을 절감할 수 있는 효과가 있는 것이다.Accordingly, the wastewater treatment system using the high-functional porous stone for wastewater treatment can increase the efficiency of the system operation as well as the effect of increasing the treatment efficiency of the wastewater.By simplifying the treatment process, the wastewater treatment cost can be reduced. It works.

또한, 기능성 재료인 천연 광물 형태의 제올라이트 또는 일라이트, 황토, 포졸란, 백토 등을 소성하지 않고 그대로 경화시킨 형태의 수처리용 스톤 조합을 이용하여, 하폐수 중에 포함되어 있는 유기물, 질소, 악취 등을 경제적으로 또 효과적으로 제거할 수 있는 등 하폐수 처리 효율을 향상과 더불어 폐수 처리 시설 운용의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다. In addition, by using a natural mineral-type zeolite or illite, ocher, pozzolan, white clay, etc., which are natural minerals, which are functional materials, by using a combination of stones for water treatment, which are hardened without being fired, organic substances, nitrogen, and odors contained in wastewater are economical. In addition, it has the effect of improving the efficiency of wastewater treatment and improving the efficiency of the operation of wastewater treatment facilities, such as being able to effectively remove it.

또한, 여과조에 구비되는 수처리용 스톤 조합의 경우, 제올라이트층의 단독으로 이루어지는 다층 구조의 적재물 형태, 자갈층과 제올라이트층의 조합으로 이루어지는 다층 구조의 적재물 형태, 제올라이트를 수용하는 다수 개의 파이프 어셈블리 형태 등으로 적용함으로써, 흡착질(吸着質)이 넓고 고르게 퍼져 있어 미생물이 효과적으로 붙을 수 있고, 유해물질이나 분자를 효율적으로 흡착할 수 있는 동시에 유기물 및 부유물을 적절하게 차단할 수 있는 등 탈질 성능 및 탈취 성능을 높일 수 있는 효과가 있다. In addition, in the case of the combination of water treatment stones provided in the filtration tank, a multi-layered load structure composed of a single zeolite layer, a multi-layered load structure composed of a combination of a gravel layer and a zeolite layer, a plurality of pipe assemblies containing zeolite, etc. By applying it, the adsorbed material is wide and evenly spread, so that microorganisms can effectively adhere, and it is possible to efficiently adsorb harmful substances or molecules, and at the same time, it can adequately block organic matter and suspended matter, thereby improving the denitrification and deodorization performance. There is an effect.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 폐수 처리시스템의 개략도
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 폐수 처리 시설의 여재장치를 나타내는 사시도
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 폐수 처리 시설의 여재장치를 나타내는 사시도
도 4는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 폐수 처리 시설의 여재장치를 나타내는 사시도1 is a schematic diagram of a wastewater treatment system according to an embodiment of the present invention
2 is a perspective view showing a filter media device of a wastewater treatment facility according to an embodiment of the present invention
3 is a perspective view showing a filter media device of a wastewater treatment facility according to another embodiment of the present invention
4 is a perspective view showing a filter media device of a wastewater treatment facility according to another embodiment of the present invention

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

본 발명의 일 구현예는 제올라이트 100 중량부에 대하여; 점토성 광물 20 내지 50 중량부; 석고 20 내지 50 중량부; 포졸란 물질 10 내지 30 중량부; 무기질 바인더 20 내지 50 중량부; 과망간산칼륨 또는 과산화수소 5 내지 20 중량부; 및 물 50 내지 100 중량부를 포함하는 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤을 제공한다.An embodiment of the present invention is based on 100 parts by weight of zeolite; 20 to 50 parts by weight of clay mineral; 20 to 50 parts by weight of gypsum; 10 to 30 parts by weight of a pozzolanic material; 20 to 50 parts by weight of an inorganic binder; 5 to 20 parts by weight of potassium permanganate or hydrogen peroxide; And it provides a highly functional porous stone for wastewater treatment comprising 50 to 100 parts by weight of water.

이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤에 따르면, 소성공정 없이 비교적 저온의 가교공정에 의해 충분한 강도를 구현하면서도, 폐수 중에 포함되어 있는 고농도의 질소, 뿐만 아니라, 유기물, 악취 등을 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다. 이로써, 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤을 이용한 폐수 처리시스템은 폐수의 처리효율을 높일 수 있는 효과와 더불어 시스템 운용의 효율성을 높일 수 있는 바, 처리공정을 단순화시킴으로써 폐수처리비용을 절감할 수 있는 효과가 있는 것이다.According to such a highly functional porous stone for wastewater treatment according to an embodiment of the present invention, while achieving sufficient strength by a relatively low temperature crosslinking process without a firing process, high concentration nitrogen contained in the wastewater, as well as organic matter, odor There is an effect of removing the back efficiently. Accordingly, the wastewater treatment system using the high-functional porous stone for wastewater treatment can increase the efficiency of the system operation as well as the effect of increasing the treatment efficiency of the wastewater.By simplifying the treatment process, the wastewater treatment cost can be reduced. It works.

본 발명에서 사용될 수 있는 제올라이트는 규사4면체(SiO4)와 알루미늄4면체(AlO4)가 산소 원자를 서로 공유하면서 화학적으로 연결되어 삼차원적인 그물 구조를 이루고 있는 알루미노-실리케이트 광물로서, 흡착 및 분자체 특성, 양이온교환 특성, 촉매 특성 및 탈수 및 재흡수 특성의 효과를 가진다. 이러한 제올라이트는 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤 제조시 성분 간의 혼합 및 균질성을 확보하고 포함된 수분을 건조시키기 위하여 제올라이트를 미리 건조시킨 후에 분쇄처리한 것을 사용하여, 탈취효과와 흡착효과를 더욱 개선할 수 있다. 이때, 상기 제올라이트는 4,000 내지 6,000 cm2/g 범위인 고분말도 제올라이트를 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.Zeolite that can be used in the present invention is an alumino-silicate mineral in which a silica tetrahedron (SiO 4 ) and an aluminum tetrahedron (AlO 4 ) share oxygen atoms and are chemically linked to form a three-dimensional network structure, It has the effect of molecular sieve properties, cation exchange properties, catalytic properties, and dehydration and resorption properties. These zeolites are pulverized after pre-drying the zeolite in order to ensure mixing and homogeneity between components in the manufacture of high-functional porous stone for wastewater treatment and to dry the contained moisture, so that the deodorizing effect and adsorption effect can be further improved. have. At this time, the zeolite may be more preferably a high-powder zeolite in the range of 4,000 to 6,000 cm 2 /g.

상기 점토성 광물은 높은 점성과 넓은 비표면적, 팽윤성, 흡착성을 부여하여, 소성공정 없이 비교적 저온의 가교공정에 의해 충분한 강도를 구현하면서도, 폐수 중에 포함되어 있는 고농도의 질소, 뿐만 아니라, 유기물, 악취 등을 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다. 이러한 점토성 광물은 일라이트, 황토, 백토, 벤토나이트 및 이들의 혼합광물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 특히, 일라이트, 황토, 백토, 벤토나이트를 1: 2: 2: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하여, 고농도의 질소, 뿐만 아니라, 유기물, 악취 등을 더욱 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.The clay mineral imparts high viscosity, large specific surface area, swelling property, and adsorption, and realizes sufficient strength through a relatively low-temperature crosslinking process without a sintering process, while a high concentration of nitrogen contained in wastewater, as well as organic matter, odor There is an effect of removing the back efficiently. These clay minerals may be preferably used one or more selected from the group consisting of illite, ocher, clay, bentonite, and mixed minerals thereof. In particular, by using a mixture of illite, loess, clay, and bentonite in a weight ratio of 1: 2: 2: 1, there is an effect of more efficiently removing high concentration nitrogen, as well as organic matter and odor. .

이러한 점토성 광물은 상기 제올라이트 100 중량부에 대하여, 20 내지 50 중량부의 함량 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 점토성 광물의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 점토성 광물의 함량이 너무 많은 경우에는 유기물, 악취 등 유해물질의 제거효율이 오히려 저하될 수 있는 문제점이 있다.These clay minerals are preferably included in a content range of 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the zeolite. If the content of the clay mineral is too small, the above-described effect may be insignificant, and if the content of the clay mineral is too large, the removal efficiency of harmful substances such as organic matter and odor may be rather reduced. have.

상기 석고는 소성공정 없이 비교적 저온의 가교공정에 의해 충분한 강도를 빠른 시간 내에 구현할 수 있는 효과가 있다. 이러한 석고는 상기 제올라이트 100 중량부에 대하여, 20 내지 50 중량부의 함량 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 석고의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 석고의 함량이 너무 많은 경우에는 유기물, 악취 등 유해물질의 제거효율이 오히려 저하될 수 있는 문제점이 있다.The gypsum has an effect of achieving sufficient strength in a short time by a relatively low temperature crosslinking process without a firing process. Such gypsum is preferably included in a content range of 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the zeolite. When the content of the gypsum is too small, the above-described effect may be insignificant, and when the content of the gypsum is too high, there is a problem in that the removal efficiency of harmful substances such as organic matter and odor may be lowered.

상기 포졸란 물질은 활성이 큰 부정형의 실리카를 가지는 미세한 분말을 지칭하는 것으로, 그 자체로는 수경성이 없으나 수분 존재 하에 Ca(OH)2와 반응하여 칼슘 규산염 수화물(Calcium Silicate Hydrate) 결합을 형성할 수 있는 물질을 말하며, C-S-H(Calcium Silicate Hydrate)로 표기된다. 포졸란 물질은 무기질 바인더 등과 결합할 경우 수화반응시 생성된 Ca(OH)2와 반응하여 Ca(OH)2를 소모하면서 C-S-H의 비율을 증가시키게 된다. 이로써, 소성공정 없이 비교적 저온의 가교공정에 의해 충분한 강도를 구현할 수 있는 것이다. 이러한 상기 포졸란 물질은 실리카퓸, 메타카올린, 플라이애쉬, 슬래그미분말 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 특히, 실리카퓸, 메타카올린, 플라이애쉬를 2: 1: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다. The pozzolanic material refers to a fine powder having an amorphous silica with high activity, and does not have hydraulics by itself, but reacts with Ca(OH) 2 in the presence of moisture to form a calcium silicate hydrate bond. It refers to a material that is present and is expressed as CSH (Calcium Silicate Hydrate). When the pozzolanic material is combined with an inorganic binder, it reacts with Ca(OH) 2 generated during hydration and consumes Ca(OH) 2 and increases the ratio of CSH. Accordingly, sufficient strength can be realized by a relatively low temperature crosslinking process without a firing process. The pozzolanic material may preferably be one or more selected from the group consisting of silica fume, metakaolin, fly ash, fine slag powder, and mixtures thereof. In particular, by using a mixture of silica fume, metakaolin, and fly ash in a weight ratio of 2: 1: 1, the above-described effect can be further improved.

이러한 포졸란 물질은 상기 제올라이트 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부의 함량 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 포졸란 물질의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 포졸란 물질의 함량이 너무 많은 경우에는 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤의 강도는 증가하나, 유기물, 악취 등 유해물질의 제거효율이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The pozzolanic material is preferably included in a content range of 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the zeolite. If the content of the pozzolanic material is too small, there is a problem that the above effect may be insignificant. If the content of the pozzolanic material is too high, the strength of the high-functional porous stone for wastewater treatment increases, but harmful substances such as organic matter and odor There is a problem that can reduce the removal efficiency of.

상기 무기질 바인더는 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤이 소성공정 없이 비교적 저온의 가교공정에 의해 더욱 우수한 강도를 구현할 수 있도록 하고; 이러한 우수한 강도를 빠른 시간 내에 구현할 수 있도록 하는 효과가 있다.The inorganic binder enables the high-functional porous stone for wastewater treatment to realize more excellent strength by a relatively low temperature crosslinking process without a firing process; There is an effect of enabling such excellent strength to be realized in a short time.

이러한 상기 무기질 바인더의 비제한적인 예를 들면, 액상규산나트륨 또는 액상규산칼륨 30 내지 60 중량%, 반응성실란 1 내지 5 중량%, 실리카졸 또는 알루미나졸 5 내지 20 중량% 및 물 20 내지 50 중량%를 포함하는 액상 규산염계 무기질 바인더를 사용하여, 상기한 포졸란 물질과 함께, 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤이 보다 빠른 시간 내에, 소성공정 없이 비교적 저온의 가교공정에 의해 더욱 우수한 강도를 구현할 수 있도록 하고, 폐수 중에 포함되어 있는 고농도의 질소, 뿐만 아니라, 유기물, 악취 등을 더욱 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다. 이때, 상기 반응성실란은 3-Aminopropyl-triethoxysilane (APES), 3-Chloropropyl-triethoxysilane (CPES), 3-Glycidoxypropyl-triethoxysilane (GPES), 3-Mercaptopropyl-triethoxysilane (MPES) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.Non-limiting examples of such an inorganic binder, liquid sodium silicate or liquid potassium silicate 30 to 60% by weight, reactive silane 1 to 5% by weight, silica sol or alumina sol 5 to 20% by weight, and water 20 to 50% by weight By using a liquid silicate-based inorganic binder containing, together with the pozzolanic material, a high-functional porous stone for wastewater treatment can realize more excellent strength by a relatively low temperature crosslinking process without a sintering process in a shorter time. , There is an effect of more efficiently removing high concentration nitrogen contained in wastewater, as well as organic matter and odor. At this time, the reactive silane is selected from the group consisting of 3-Aminopropyl-triethoxysilane (APES), 3-Chloropropyl-triethoxysilane (CPES), 3-Glycidoxypropyl-triethoxysilane (GPES), 3-Mercaptopropyl-triethoxysilane (MPES), and mixtures thereof. By using one or more of these, the above-described effects can be further improved.

이러한 무기질 바인더는 상기 제올라이트 100 중량부에 대하여, 20 내지 50 중량부의 함량 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 무기질 바인더의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 무기질 바인더의 함량이 너무 많은 경우에는 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤의 강도는 증가하나, 유기물, 악취 등 유해물질의 제거효율이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The inorganic binder is preferably included in an amount of 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the zeolite. If the content of the inorganic binder is too small, there is a problem that the above effect may be insignificant. If the content of the inorganic binder is too large, the strength of the high-functional porous stone for wastewater treatment increases, but harmful substances such as organic matter and odor There is a problem that can reduce the removal efficiency of.

상기 과망간산칼륨 또는 과산화수소는 발포제로 사용되어 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤의 비표면적을 향상시켜 폐수 중에 포함되어 있는 고농도의 질소, 뿐만 아니라, 유기물, 악취 등을 효율적으로 제거할 수 있도록 하는 효과가 있다. 이러한 과망간산칼륨 또는 과산화수소는 상기 제올라이트 100 중량부에 대하여, 5 내지 20 중량부의 함량 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 과망간산칼륨 또는 과산화수소의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 과망간산칼륨 또는 과산화수소의 함량이 너무 많은 경우에는 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤의 강도가 저하될 수 있는 문제점이 있다.The potassium permanganate or hydrogen peroxide is used as a blowing agent to improve the specific surface area of the highly functional porous stone for wastewater treatment, thereby effectively removing high concentration nitrogen contained in wastewater, as well as organic matter and odor. . The potassium permanganate or hydrogen peroxide is preferably included in a content range of 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the zeolite. If the content of potassium permanganate or hydrogen peroxide is too small, the above-described effect may be insignificant, and if the content of potassium permanganate or hydrogen peroxide is too high, the strength of the high-functional porous stone for wastewater treatment may be reduced. There is this.

본 발명의 일 구현예에 따른 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤은 상기한 제올라이트, 점토성 광물, 석고, 포졸란 물질, 무기질 바인더 및 물을 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계; 초음파를 가하면서 상기 1차 혼합물에 과망간산칼륨 또는 과산화수소를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 2차 혼합물을 70 내지 90 ℃의 온도에서 열풍 건조하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것일 수 있다. 이때, 상기 초음파는 120 내지 180 Hz 세기로 가해지는 경우 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤 내에 일정한 크기의 기포를 고르게 분산시킬 수 있는 효과가 있다. 이로써 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤이 고농도의 질소, 뿐만 아니라, 유기물, 악취 등을 더욱 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다. The high-functionality porous stone for wastewater treatment according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a first mixture by mixing the zeolite, clay mineral, gypsum, pozzolanic material, inorganic binder, and water; Preparing a second mixture by mixing potassium permanganate or hydrogen peroxide with the first mixture while applying ultrasonic waves; And hot-air drying the secondary mixture at a temperature of 70 to 90°C. At this time, when the ultrasonic waves are applied at an intensity of 120 to 180 Hz, there is an effect of evenly dispersing bubbles of a certain size in the highly functional porous stone for wastewater treatment. Thereby, the highly functional porous stone for wastewater treatment has an effect of being able to more efficiently remove not only high concentration of nitrogen, but also organic matter and odor.

한편, 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤은 폐수 중에 포함되어 있는 고농도의 질소, 뿐만 아니라, 유기물, 악취 등을 더욱 효율적으로 제거하기 위해, 상기 제올라이트 100 중량부에 대하여, 쿠마롱 수지 5 내지 10 중량부 및 영가철 나노입자 0.1 내지 5 중량부를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the highly functional porous stone for wastewater treatment is in order to more efficiently remove not only high concentration of nitrogen contained in the wastewater, but also organic matters and odors, based on 100 parts by weight of the zeolite, 5 to 10 parts by weight of Coumaron resin. Parts and 0.1 to 5 parts by weight of zero-valent iron nanoparticles may further be included.

이때, 상기 영가철 나노입자는 FeCl3·6H2O을 70％(v/v) 에탄올 수용액에 첨가하여 용액을 준비하는 단계; 상기의 용액에 NaBH4을 6 내지 8 ml/min 속도로 첨가하여 환원하는 단계; 상기의 환원된 용액의 검은색 고체입자를 분리하여 에탄올로 세척하는 단계; 상기의 세척된 고체입자를 -48℃ 내지 -50℃의 온도와 0.07 내지 0.09 Torr의 압력에서 8 내지 10시간 동안 냉동건조하는 단계; 및 상기의 냉동건조된 고체입자에 이산화탄소의 불활성 기체를 무산소 분위기에서 퍼징(purging)하여 영가 철 나노입자을 수득하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.At this time, the step of preparing a solution by adding FeCl 3 · 6H 2 O to the aqueous solution of 70% (v/v) ethanol for the zero-valent iron nanoparticles; Reducing by adding NaBH 4 to the above solution at a rate of 6 to 8 ml/min; Separating the black solid particles of the reduced solution and washing with ethanol; Freeze-drying the washed solid particles at a temperature of -48°C to -50°C and a pressure of 0.07 to 0.09 Torr for 8 to 10 hours; And purging the freeze-dried solid particles with an inert gas of carbon dioxide in an oxygen-free atmosphere to obtain zero-valent iron nanoparticles, thereby further improving the above effect.

또한, 상기 쿠마롱 수지는 발포가 충분하게 진행된 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤의 내부 및 외부의 표면에 상기 영가철 나노입자가 우수하게 접착할 수 있도록 하고, 영가철 나노입자와 함께 투입될 때, 영가철 나노입자 대신 급격하게 산화되어 보다 많은 기포를 형성하여 높은 비표면적을 제공할 수 있도록 첨가될 수 있다. 이러한 상기 쿠마롱 수지는 상기한 함량 범위로 포함되어, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다. In addition, the Coumaron resin allows the zero-valent iron nanoparticles to excellently adhere to the inner and outer surfaces of the high-functional porous stone for wastewater treatment in which foaming has proceeded sufficiently, and when added together with the zero-valent iron nanoparticles, Instead of the zero-valent iron nanoparticles, it may be added to rapidly oxidize to form more air bubbles to provide a high specific surface area. Such coumalong resin is included in the above content range, and the above-described effects can be further improved.

보다 구체적으로 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤이 쿠마롱 수지 및 영가철 나노입자를 더 포함하는 경우, 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤은 제올라이트, 점토성 광물, 석고, 포졸란 물질, 무기질 바인더 및 물을 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계; 초음파를 가하면서 상기 1차 혼합물에 과망간산칼륨 또는 과산화수소를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 상기 2차 혼합물에 쿠마롱 수지 및 영가철 나노입자를 더욱 혼합하여 최종 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 최종 혼합물을 70 내지 90 ℃의 온도에서 열풍 건조하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것일 수 있다. 이때, 상기 초음파는 120 내지 180 Hz 세기로 가해지는 경우 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤 내에 일정한 크기의 기포를 고르게 분산시킬 수 있는 효과가 있다. 이로써 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤이 고농도의 질소, 뿐만 아니라, 유기물, 악취 등을 더욱 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다. More specifically, when the high-functionality porous stone for wastewater treatment further includes a coumaron resin and zero-valent iron nanoparticles, the high-functionality porous stone for wastewater treatment is zeolite, clay mineral, gypsum, pozzolanic material, inorganic binder and water. Mixing to prepare a first mixture; Preparing a second mixture by mixing potassium permanganate or hydrogen peroxide with the first mixture while applying ultrasonic waves; Preparing a final mixture by further mixing Coumalong resin and zero-valent iron nanoparticles with the second mixture; And hot-air drying the final mixture at a temperature of 70 to 90°C. At this time, when the ultrasonic waves are applied at an intensity of 120 to 180 Hz, there is an effect of evenly dispersing bubbles of a certain size in the highly functional porous stone for wastewater treatment. Thereby, the highly functional porous stone for wastewater treatment has an effect of being able to more efficiently remove not only high concentration of nitrogen, but also organic matter and odor.

한편, 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤은 높은 비표면적을 갖고 안정적으로 형성된 기공을 빠르게 고정하기 위해, 상기 제올라이트 100 중량부에 대하여, CSA(Calcium Sulfur Aluminate) 5 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the highly functional porous stone for wastewater treatment may further include 5 to 10 parts by weight of CSA (Calcium Sulfur Aluminate) based on 100 parts by weight of the zeolite in order to quickly fix the pores formed stably with a high specific surface area. .

상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤이 CSA(Calcium Sulfur Aluminate)를 더 포함하는 경우, 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤은 제올라이트, 점토성 광물, 석고, 포졸란 물질, 무기질 바인더 및 물을 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계; 초음파를 가하면서 상기 1차 혼합물에 과망간산칼륨 또는 과산화수소를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 상기 2차 혼합물에 CSA를 더욱 혼합하여 최종 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 최종 혼합물을 70 내지 90 ℃의 온도에서 열풍 건조하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것일 수 있다. 이때, 상기 초음파는 120 내지 180 Hz 세기로 가해지는 경우 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤 내에 일정한 크기의 기포를 고르게 분산시킬 수 있는 효과가 있다. 이로써 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤이 고농도의 질소, 뿐만 아니라, 유기물, 악취 등을 더욱 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다. When the high-functional porous stone for wastewater treatment further includes CSA (Calcium Sulfur Aluminate), the high-functional porous stone for wastewater treatment is primary by mixing zeolite, clay mineral, gypsum, pozzolanic material, inorganic binder, and water. Preparing a mixture; Preparing a second mixture by mixing potassium permanganate or hydrogen peroxide with the first mixture while applying ultrasonic waves; Further mixing CSA with the second mixture to prepare a final mixture; And hot-air drying the final mixture at a temperature of 70 to 90°C. At this time, when the ultrasonic waves are applied at an intensity of 120 to 180 Hz, there is an effect of evenly dispersing bubbles of a certain size in the highly functional porous stone for wastewater treatment. Thereby, the highly functional porous stone for wastewater treatment has an effect of being able to more efficiently remove not only high concentration of nitrogen, but also organic matter and odor.

한편, 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤은 고농도의 질소, 뿐만 아니라, 유기물, 악취 등을 더욱 효율적으로 제거하기 위하여, 상기 제올라이트 100 중량부에 대하여, 미생물 발효액 5 내지 10 중량부 및 전분 1 내지 5 중량부를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the highly functional porous stone for wastewater treatment has 5 to 10 parts by weight of the microbial fermentation broth and 1 to 5 parts by weight of the microbial fermentation broth based on 100 parts by weight of the zeolite in order to more efficiently remove the high concentration of nitrogen, as well as organic matter and odor. It may further include parts by weight.

이때, 상기 미생물 발효액은 음식물슬러지 분말에 미생물을 접종하고 발효시켜 제조되는 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 미생물은 1×105 내지 1×108 CFU/㎖가 되도록 접종하여 35 내지 45 ℃에서 1 내지 7 일 동안 발효시켜 제조되는 것을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.At this time, the microbial fermentation broth may further improve the above-described effect by using the microbial fermentation broth prepared by inoculating and fermenting microorganisms in food sludge powder. More specifically, the microorganism may be inoculated so as to be 1×10 5 to 1×10 8 CFU/ml, and fermented at 35 to 45° C. for 1 to 7 days may be more preferably used.

또한, 상기 미생물은 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 류코노스톡(Lactobacillus leuconostoc), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 스트렙토코커스 패칼리스(Streptococcus faecalis), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 퓨트리피커스( Bacillus Putrificus), 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) 및 이들의 혼합 미생물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.In addition, the microorganisms are Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus leuconostoc, Lactobacillus leuconostoc, Lactobacillus brevis brevis ), Streptococcus faecalis, Bacillus subtilis, Bacillus Putrificus, Bacillus cereus, and one selected from the group consisting of mixed microorganisms thereof The above effects can be further improved by using the above.

또한, 상기 전분은 상기 미생물 발효액이 발포가 충분하게 진행된 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤의 내부 및 외부의 표면에 우수하게 접착할 수 있도록 첨가되고, 미생물의 증식을 더욱 향상시키기 위하여 첨가되는 것으로 상기한 함량 범위로 포함되어, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다. In addition, the starch is added so that the microbial fermentation broth can excellently adhere to the inner and outer surfaces of the high-functional porous stone for wastewater treatment in which foaming has proceeded sufficiently, and is added to further improve the growth of microorganisms. Included in the content range, the above-described effects can be further improved.

보다 구체적으로, 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤이 미생물 발효액 및 전분을 더 포함하는 경우, 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤은 제올라이트, 점토성 광물, 석고, 포졸란 물질, 무기질 바인더, 미생물 발효액, 전분 및 물을 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계; 초음파를 가하면서 상기 1차 혼합물에 과망간산칼륨 또는 과산화수소를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 2차 혼합물을 70 내지 90 ℃의 온도에서 열풍 건조하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것일 수 있다. 이때, 상기 초음파는 120 내지 180 Hz 세기로 가해지는 경우 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤 내에 일정한 크기의 기포를 고르게 분산시킬 수 있는 효과가 있다. 이로써 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤이 고농도의 질소, 뿐만 아니라, 유기물, 악취 등을 더욱 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다. More specifically, when the high-functional porous stone for wastewater treatment further includes a microbial fermentation broth and starch, the high-functional porous stone for wastewater treatment is zeolite, clay mineral, gypsum, pozzolanic material, inorganic binder, microbial fermentation broth, starch And mixing water to prepare a first mixture. Preparing a second mixture by mixing potassium permanganate or hydrogen peroxide with the first mixture while applying ultrasonic waves; And hot-air drying the secondary mixture at a temperature of 70 to 90°C. At this time, when the ultrasonic waves are applied at an intensity of 120 to 180 Hz, there is an effect of evenly dispersing bubbles of a certain size in the highly functional porous stone for wastewater treatment. Thereby, the highly functional porous stone for wastewater treatment has an effect of being able to more efficiently remove not only high concentration of nitrogen, but also organic matter and odor.

또한, 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤은 열풀 건조하여 경화시키기 전, 상기한 구성성분들을 원하는 형태의 용기에 충진한 후, 이를 압축틀에 넣고 5 kg/cm2 내지 15 kg/cm2의 압력으로 압축성형하는 단계를 더 포함하는 제조방법으로 제조될 수 있다. In addition, the high-functionality porous stone for wastewater treatment is heated and dried before hardening, and the above-described components are filled in a container of a desired shape, and then put into a compression mold and a pressure of 5 kg/cm 2 to 15 kg/cm 2 It can be produced by a manufacturing method further comprising the step of compression molding.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 본 발명의 일 구현예에 따른 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤을 이용하여 폐수를 처리하는 것인 폐수 처리시스템을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a wastewater treatment system that treats wastewater using a highly functional porous stone for wastewater treatment according to the embodiment of the present invention.

이러한 폐수 처리시스템의 비제한적인 예를 들면, 폐수 유입구(10) 및 폐수 배출구(11)를 가지면서 일정량의 폐수를 체류시키면서 부패시키는 적어도 1개 이상의 부패조(12); 상기 부패조(12)의 폐수 배출구(11)와 연결되는 하부의 입구(13) 및 방류조(14)의 여과폐수 입구(15)와 연결되는 상부의 출구(16)를 가지면서 폐수 속의 질소를 제거하는 여과조(17); 상기 여과조(17)의 출구(16)와 연결되는 상부의 여과폐수 입구(15) 및 처리수 배출을 위한 방류조 펌프장치(18)를 가지면서 여과조(17)에서 넘어온 일정량의 처리수를 체류시킨 후에 방류하는 방류조(14); 및 상기 여과조(17)의 내부에 설치되는 것으로서 지지체 역할을 하는 로스톨(19)과 상기 로스톨(19) 상에 적층되면서 지지되는 구조로 설치되고 다공성 표면을 이용하여 미생물이 붙을 수 있는 담체로 작용함과 더불어 유해물질이나 분자를 흡착하는 다수의 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤으로 구성되는 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤의 조합(21);을 포함하는 것일 수 있다. 이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 폐수 처리시스템의 개략도를 도 1에 도시하였다.Non-limiting examples of such a wastewater treatment system include at least one set of decaying tanks 12 that have a wastewater inlet 10 and a wastewater outlet 11 while retaining and decay a certain amount of wastewater; Nitrogen in the wastewater is provided while having a lower inlet 13 connected to the wastewater outlet 11 of the decay tank 12 and an upper outlet 16 connected to the filtered wastewater inlet 15 of the discharge tank 14. A filtration tank 17 to remove; While having an upper filtered wastewater inlet 15 connected to the outlet 16 of the filtration tank 17 and a discharge tank pump device 18 for discharging the treated water, a certain amount of treated water passed from the filtration tank 17 is retained. A discharge tank 14 to be discharged later; And it is installed in the inside of the filtration tank 17 and is installed in a structure that is supported by being stacked on and stacked on the rostol 19 and the rostol 19 serving as a support, and using a porous surface as a carrier to which microorganisms can adhere. It may include a combination of high-functional porous stones for wastewater treatment (21) consisting of a plurality of high-functional porous stones for wastewater treatment that act and adsorb harmful substances or molecules. A schematic diagram of a wastewater treatment system according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. 1.

본 발명의 일 구현예에 따른 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤에 따르면, 소성공정 없이 비교적 저온의 가교공정에 의해 충분한 강도를 구현하면서도, 폐수 중에 포함되어 있는 고농도의 질소, 뿐만 아니라, 유기물, 악취 등을 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.According to the highly functional porous stone for wastewater treatment according to an embodiment of the present invention, while achieving sufficient strength through a relatively low temperature crosslinking process without a firing process, high concentration nitrogen contained in the wastewater, as well as organic matter, odor, etc. There is an effect that can be removed efficiently.

이로써, 상기 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤을 이용한 폐수 처리시스템은 폐수의 처리효율을 높일 수 있는 효과와 더불어 시스템 운용의 효율성을 높일 수 있는 바, 처리공정을 단순화시킴으로써 폐수처리비용을 절감할 수 있는 효과가 있는 것이다.Accordingly, the wastewater treatment system using the high-functional porous stone for wastewater treatment can increase the efficiency of the system operation as well as the effect of increasing the treatment efficiency of the wastewater.By simplifying the treatment process, the wastewater treatment cost can be reduced. It works.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.Above, the preferred embodiment of the present invention has been described in detail, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications by those of ordinary skill in the relevant field within the scope of the technical idea of the present invention This is possible.

<실시예 1><Example 1>

하기 표 1에 기재된 바와 같은 함량의 제올라이트, 점토성 광물, 석고, 포졸란 물질, 무기질 바인더 및 물을 혼합하여 1차 혼합물을 제조하였다. 이후, 약 150 Hz 세기의 초음파를 가하면서 상기 1차 혼합물에 과산화수소를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하였다.A first mixture was prepared by mixing zeolite, clay mineral, gypsum, pozzolanic material, inorganic binder, and water in an amount as shown in Table 1 below. Thereafter, hydrogen peroxide was mixed with the first mixture while applying ultrasonic waves having an intensity of about 150 Hz to prepare a second mixture.

이때, 상기 제올라이트는 약 5,120 cm2/g의 분말도를 갖는 것을 사용하였다. At this time, the zeolite was used having a powderiness of about 5,120 cm 2 /g.

또한, 상기 점토성 광물은 일라이트, 황토, 백토, 벤토나이트를 1: 2: 2: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하였다.In addition, the clay mineral was used as a mixture of illite, ocher, clay, and bentonite in a weight ratio of 1: 2: 2: 1.

또한, 상기 포졸란 물질은 실리카퓸, 메타카올린, 플라이애쉬를 2: 1: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하였다.In addition, the pozzolanic material was a mixture of silica fume, metakaolin, and fly ash in a weight ratio of 2: 1: 1.

또한, 상기 무기질 바인더는 액상규산나트륨 47 중량%, 반응성실란(3-Aminopropyl-triethoxysilane (APES) 및 3-Glycidoxypropyl-triethoxysilane (GPES), 3-Mercaptopropyl-triethoxysilane (MPES)을 1:1 중량비율로 혼합한 혼합물)은 4 중량%, 실리카졸 13 중량% 및 물 36 중량%를 포함하는 액상 규산염계 무기질 바인더를 사용하였다.In addition, the inorganic binder is a mixture of 47% by weight of liquid sodium silicate, a reactive silane (3-Aminopropyl-triethoxysilane (APES), 3-Glycidoxypropyl-triethoxysilane (GPES), and 3-Mercaptopropyl-triethoxysilane (MPES)) in a 1:1 weight ratio. One mixture) used a liquid silicate-based inorganic binder containing 4% by weight, 13% by weight of silica sol, and 36% by weight of water.

이후, 상기 2차 혼합물을 용기에 충진한 후, 이를 압축틀에 넣고 약 10 kg/cm2의 압력으로 압축성형하였다. 이후, 상기 2차 혼합물을 약 90 ℃의 온도에서 열풍 건조하여, 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤을 제조하였다.Thereafter, after the second mixture was filled into a container, it was put into a compression mold and compression molded at a pressure of about 10 kg/cm 2 . Thereafter, the secondary mixture was hot-air dried at a temperature of about 90° C. to prepare a highly functional porous stone for wastewater treatment.

<실시예 2><Example 2>

하기 표 1에 기재된 바와 같은 함량의 제올라이트, 점토성 광물, 석고, 포졸란 물질, 무기질 바인더 및 물을 혼합하여 1차 혼합물을 제조하였다. 이후, 약 150 Hz 세기의 초음파를 가하면서 상기 1차 혼합물에 과산화수소를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하였다. 이때, 상기 제올라이트, 점토성 광물, 포졸란 물질, 무기질 바인더는 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 것을 사용하였다.A first mixture was prepared by mixing zeolite, clay mineral, gypsum, pozzolanic material, inorganic binder, and water in an amount as shown in Table 1 below. Thereafter, hydrogen peroxide was mixed with the first mixture while applying ultrasonic waves having an intensity of about 150 Hz to prepare a second mixture. At this time, the zeolite, clay mineral, pozzolanic material, and inorganic binder were the same as those used in Example 1.

이후, 상기 2차 혼합물에 하기 표 1에 기재된 바와 같은 함량의 쿠마롱 수지 및 영가철 나노입자를 더욱 혼합하여 최종 혼합물을 제조하였다. Thereafter, a final mixture was prepared by further mixing Coumaron resin and zero-valent iron nanoparticles in the amount as shown in Table 1 below in the second mixture.

이때, 상기 영가철 나노입자는 다음과 같은 제조방법에 의하여 제조된 것을 사용하였다. 먼저 FeCl3·6H2O을 70％(v/v) 에탄올 수용액에 첨가하여 제조된 용액에 NaBH4을 약 8 ml/min 속도로 첨가하여 환원하였다. 상기의 환원된 용액의 검은색 고체입자를 분리하여 에탄올로 세척하였고, 상기의 세척된 고체입자를 약 -50℃의 온도와 약 0.09 Torr의 압력에서 8 시간 동안 냉동건조하였다. 이후, 상기의 냉동건조된 고체입자에 이산화탄소의 불활성 기체를 무산소 분위기에서 퍼징(purging)하여 영가 철 나노입자을 수득하였다.At this time, the zero-valent iron nanoparticles were prepared by the following manufacturing method. First, FeCl 3 ·6H 2 O was added to a 70% (v/v) aqueous ethanol solution, and NaBH 4 was added at a rate of about 8 ml/min to reduce the solution. The black solid particles of the reduced solution were separated and washed with ethanol, and the washed solid particles were freeze-dried for 8 hours at a temperature of about -50°C and a pressure of about 0.09 Torr. Thereafter, the freeze-dried solid particles were purged with an inert gas of carbon dioxide in an oxygen-free atmosphere to obtain zero-valent iron nanoparticles.

이후, 상기 최종 혼합물을 용기에 충진한 후, 이를 압축틀에 넣고 약 10 kg/cm2의 압력으로 압축성형하였다. 이후, 상기 최종 혼합물을 약 90 ℃의 온도에서 열풍 건조하여, 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤을 제조하였다.Thereafter, the final mixture was filled into a container, and then put into a compression mold and compression molded at a pressure of about 10 kg/cm 2 . Thereafter, the final mixture was dried with hot air at a temperature of about 90° C. to prepare a high-functional porous stone for wastewater treatment.

<실시예 3><Example 3>

하기 표 1에 기재된 바와 같은 함량의 제올라이트, 점토성 광물, 석고, 포졸란 물질, 무기질 바인더, 미생물 발효액, 전분 및 물을 혼합하여 1차 혼합물을 제조하였다. 이후, 약 150 Hz 세기의 초음파를 가하면서 상기 1차 혼합물에 과산화수소를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하였다. 이때, 상기 제올라이트, 점토성 광물, 포졸란 물질, 무기질 바인더는 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 것을 사용하였다.A first mixture was prepared by mixing zeolite, clay mineral, gypsum, pozzolanic material, inorganic binder, microbial fermentation broth, starch and water in the amount as described in Table 1 below. Thereafter, hydrogen peroxide was mixed with the first mixture while applying ultrasonic waves having an intensity of about 150 Hz to prepare a second mixture. At this time, the zeolite, clay mineral, pozzolanic material, and inorganic binder were the same as those used in Example 1.

또한, 상기 미생물 발효액은 음식물슬러지 분말에 미생물로서 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei) 3.8×107 CFU/㎖를 접종하고 약 40 ℃에서 3 일 동안 발효시켜 제조되는 것을 사용하였다.In addition, the microorganism fermentation broth was prepared by inoculating food sludge powder with 3.8×10 7 CFU/ml of Lactobacillus casei as a microorganism and fermenting at about 40° C. for 3 days.

이후, 상기 2차 혼합물에 하기 표 1에 기재된 바와 같은 함량의 쿠마롱 수지 및 영가철 나노입자를 더욱 혼합한 후, 여기에 순차적으로 CSA를 더욱 혼합하여 최종 혼합물을 제조하였다. 이때, 상기 영가철 나노입자는 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 것을 사용하였다.Thereafter, the second mixture was further mixed with the Coumaron resin and the zero-valent iron nanoparticles of the contents as shown in Table 1 below, and then CSA was further mixed thereto sequentially to prepare a final mixture. At this time, the zero-valent iron nanoparticles were the same as those used in Example 1.

이후, 상기 최종 혼합물을 용기에 충진한 후, 이를 압축틀에 넣고 약 10 kg/cm2의 압력으로 압축성형하였다. 이후, 상기 최종 혼합물을 약 90 ℃의 온도에서 열풍 건조하여, 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤을 제조하였다.Thereafter, the final mixture was filled into a container, and then put into a compression mold and compression molded at a pressure of about 10 kg/cm 2 . Thereafter, the final mixture was dried with hot air at a temperature of about 90° C. to prepare a high-functional porous stone for wastewater treatment.

구성성분(중량부)Components (parts by weight) 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 제올라이트 Zeolite 100100 100100 100100 100100 점토성 광물Clay mineral 3232 2929 3737 3131 석고 gypsum 4545 4141 4343 3737 포졸란 물질Pozzolanic substance 1717 1313 2121 1818 무기질 바인더Inorganic binder 3333 3939 3131 00 과산화수소 Hydrogen peroxide 1919 1616 2020 1818 물 water 7272 6565 8181 5555 쿠마롱 수지 Coumalong resin -- 77 66 -- 영가철 나노입자 Zero iron nanoparticles -- 22 22 -- 미생물 발효액Microbial fermentation broth -- -- 77 -- 전분Starch -- -- 33 -- CSACSA -- -- 66 22

<비교예 1><Comparative Example 1>

상기 표 1에 기재된 바와 같은 함량의 제올라이트, 점토성 광물, 석고, 포졸란 물질 및 물을 혼합하여 1차 혼합물을 제조하였다. 이후, 약 150 Hz 세기의 초음파를 가하면서 상기 1차 혼합물에 과산화수소를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하였다. 이때, 상기 제올라이트, 점토성 광물, 포졸란 물질는 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 것을 사용하였다. 이후, 상기 2차 혼합물을 용기에 충진한 후, 이를 압축틀에 넣고 약 10 kg/cm2의 압력으로 압축성형하였다. 이후, 상기 2차 혼합물을 약 90 ℃의 온도에서 열풍 건조하여, 비교용 다공질스톤을 제조하였다.A first mixture was prepared by mixing zeolite, clay mineral, gypsum, pozzolanic material, and water in the amounts as described in Table 1 above. Thereafter, hydrogen peroxide was mixed with the first mixture while applying ultrasonic waves having an intensity of about 150 Hz to prepare a second mixture. At this time, the zeolite, clay mineral, and pozzolan material were the same as those used in Example 1. Thereafter, after the second mixture was filled into a container, it was put into a compression mold and compression molded at a pressure of about 10 kg/cm 2 . Thereafter, the secondary mixture was hot-air dried at a temperature of about 90° C. to prepare a porous stone for comparison.

<비교예 2><Comparative Example 2>

기존의 시판되는 폐수처리제로서 미주엔비켐 사의 폴리염화알루미늄(모델명 PolyMax 1270)을 사용하였다.As an existing commercial wastewater treatment agent, polyaluminum chloride (model name PolyMax 1270) manufactured by Miju Envichem was used.

<실험예><Experimental Example>

상기 실시예 및 비교예에 따른 다공질스톤의 성능을 평가하기 위하여, 생물학적 산소요구량(BOD) 2,146 mg/L, 화학적 산소 요구량(COD) 4,826 mg/L, 총질소(TN) 582 mg/L, 총인(TP) 98 mg/L인 폐수를 비커에 담고, 상기 실시예 및 비교예에 따른 다공질스톤 1,500 mg/L을 투입하고 5분간 교반한 다음 상등액을 채취하여 분석을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.In order to evaluate the performance of the porous stone according to Examples and Comparative Examples, biological oxygen demand (BOD) 2,146 mg/L, chemical oxygen demand (COD) 4,826 mg/L, total nitrogen (TN) 582 mg/L, total phosphorus (TP) 98 mg/L of wastewater was put in a beaker, 1,500 mg/L of a porous stone according to Examples and Comparative Examples was added, stirred for 5 minutes, and then the supernatant was collected and analyzed, and the results are shown in the table below. It is shown in 2.

이때, 상기한 생물학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소 요구량(COD), 총질소(TN) 함량 및 총인(TP) 함량은 하기와 같은 방법으로 측정하였다. 원폐수와 상기 실시예 및 비교예에 따른 다공질스톤로 처리한 폐수에 대해서, 상기 분석결과 값을 측정한 후, 원폐수 기준으로 생물학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소 요구량(COD), 총질소(TN) 함량 및 총인(TP)의 제거율을 계산하여 하기 표 2에 나타내었다.At this time, the biological oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN) content, and total phosphorus (TP) content were measured by the following method. For the raw wastewater and the wastewater treated with the porous stone according to the Examples and Comparative Examples, after measuring the value of the analysis result, biological oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total nitrogen ( TN) content and the removal rate of total phosphorus (TP) were calculated and shown in Table 2 below.

생물학적 산소 요구량(biochemical oxygen demand, BOD)Biochemical oxygen demand (BOD)

상기 실시예 및 비교예에 따른 다공질스톤을 투입한 후 5일 동안 소비된 용존산소의 양을 측정하였다.The amount of dissolved oxygen consumed for 5 days after the porous stone according to the above Examples and Comparative Examples was added was measured.

화학적 산소 요구량(chemical oxygen demand, COD)Chemical oxygen demand (COD)

중크롬산 칼륨법을 이용하여, 시료에 중크롬산 칼륨과 황산을 넣고 환류 냉각기를 붙여서 2시간 끓인 다음 소비한 중크롬산의 양을 구하고, 상당하는 산소의 양(㎎ O/ℓ)으로 계산하였다. Using the potassium dichromate method, potassium dichromate and sulfuric acid were added to the sample, boiled for 2 hours with a reflux condenser, and the amount of consumed dichromic acid was calculated and calculated as the amount of oxygen (mg O/L).

총 질소 함량Total nitrogen content

흡광광도법(UV Spectrophotometer method)을 이용하여 측정하였다. 시료를 분해병에 넣고 알칼리성 과황산용액을 가하여 밀봉하고 고루 혼합한 다음 고압증기멸균기에 넣고 120℃에서 30분간 가열한 다음 방냉함으로서 전처리를 시행하였다. 이러한 전처리 시료의 상등액을 취하여 유리섬유 거름종이로 거르고 여기에 염산을 넣어 pH를 2~3으로 조절한 다음 흡수셀에 넣어 220nm에서 시료용액의 흡광도를 측정한 다음 총질소 농도를 산출하였다. 흡광분석기는 VARIAN 사의 UV-VIS Spectrophotometer 모델명 CARY 100 Conc를 사용하였다.It was measured using the absorbance photometric method (UV Spectrophotometer method). The sample was placed in a decomposition bottle, sealed with alkaline persulfate solution, mixed evenly, placed in a high-pressure steam sterilizer, heated at 120°C for 30 minutes, and allowed to cool for pretreatment. The supernatant of the pretreatment sample was taken, filtered through a glass fiber filter paper, and hydrochloric acid was added thereto to adjust the pH to 2 to 3, and then placed in an absorption cell to measure the absorbance of the sample solution at 220 nm, and then the total nitrogen concentration was calculated. The absorbance analyzer was VARIAN's UV-VIS Spectrophotometer, model name CARY 100 Conc.

총 인 함량Total phosphorus content

흡광광도법(UV Spectrophotometer method)을 이용하여 측정하였다. 시료를 분해병에 넣고 알칼리성 과황산용액을 가하여 밀봉하고 고루 혼합한 다음 고압증기멸균기에 넣고 120℃에서 30분간 가열한 다음 방냉함으로서 전처리를 시행하였다. 전처리한 시료의 상등액을 취하여 시험관에 넣고 몰리브덴산암모늄과 아스코빈산 혼합액을 넣고 흔든 다음 약 30℃에서 15분간 방치하였다. 이 혼합액의 일부를 흡수셀에 넣어 880nm에서 시료용액의 흡광도를 측정한 다음 총인 농도를 산출하였다. 흡광분석기는 VARIAN 사의 UV-VIS Spectrophotometer 모델명 CARY 100 Conc를 사용하였다.It was measured using the absorbance photometric method (UV Spectrophotometer method). The sample was placed in a decomposition bottle, sealed with alkaline persulfate solution, mixed evenly, placed in a high-pressure steam sterilizer, heated at 120°C for 30 minutes, and allowed to cool for pretreatment. The supernatant of the pretreated sample was taken and placed in a test tube, and a mixture of ammonium molybdate and ascorbic acid was added, shaken, and allowed to stand at about 30°C for 15 minutes. A part of this mixed solution was put into an absorption cell, and the absorbance of the sample solution was measured at 880 nm, and the total phosphorus concentration was calculated. The absorbance analyzer was VARIAN's UV-VIS Spectrophotometer, model name CARY 100 Conc.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 BODBOD 9494 9898 9999 8484 8181 CODCOD 9191 9797 9999 8686 8383 TNTN 9292 9696 9898 8787 1515 TPTP 9393 9595 9595 8787 5656

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따른 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤은 원폐수 기준으로 90% 이상의 제거율을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 고농도의 총 질소 제거 효율이 매우 개선되는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 2, it was confirmed that the highly functional porous stone for wastewater treatment according to Examples 1 to 3 of the present invention showed a removal rate of 90% or more based on raw wastewater. In particular, it was confirmed that the efficiency of removing high concentration of total nitrogen was greatly improved.

따라서 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따른 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤은 비교예 1 및 2의 다공질스톤과 비교하여, 매우 우수한 폐수처리 효율을 갖는 것을 확인할 수 있었다. Therefore, it was confirmed that the highly functional porous stone for wastewater treatment according to Examples 1 to 3 of the present invention has very excellent wastewater treatment efficiency as compared to the porous stone of Comparative Examples 1 and 2.

한편, 비교예 1에 따른 다공질스톤은 폐수 내에서 성형체의 모양을 유지하지 못하고, 일부 표면이 파손되는 현상이 발생하였다. 이는 무기질 바인더의 부재로 인하여, 다공질스톤이 충분한 강도를 발현하지 못한 것으로 판단된다. On the other hand, the porous stone according to Comparative Example 1 did not maintain the shape of the molded body in wastewater, and some surfaces were damaged. It is judged that the porous stone did not exhibit sufficient strength due to the absence of the inorganic binder.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 여러 실시예에 따른 폐수 처리 시설의 여재장치를 나타내는 사시도이다. 2 to 4 are perspective views showing a filter media device of a wastewater treatment facility according to various embodiments of the present invention.

도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 폐수 처리 시설의 여재장치는 폐수 속의 질소, 인, 유기물, 악취 등을 제거하는 수단으로 수처리용 스톤 조합(21)을 포함한다. As shown in FIGS. 2 to 4, the filter media device of the wastewater treatment facility includes a stone combination 21 for water treatment as a means for removing nitrogen, phosphorus, organic matter, and odor in the wastewater.

상기 수처리용 스톤 조합(21)은 소정의 폐수 처리조, 예를 들면 여과조(17)의 내부에 설치되며, 지지체 역할의 로스톨(19)과 미생물이 붙을 수 있는 담체 역할 및 유해물질이나 분자를 흡착하는 역할의 다수의 기능성 스톤(20)으로 구성된다. The stone combination 21 for water treatment is installed inside a predetermined wastewater treatment tank, for example, a filtration tank 17, and serves as a carrier for attaching microorganisms and a rostol 19 serving as a support. It consists of a number of functional stones 20 of the role of adsorption.

상기 로스톨(19)은 금속 소재 등으로 이루어진 다수 개의 봉을 일자형으로 나란하게 이어붙이거나 격자형으로 교차되게 이어붙여서 폐수의 통과 및 흐름이 가능하도록 한 판상의 형태로서, 여과조(17)의 벽면에 형성되는 돌출턱 등에 얹혀져 지지되는 구조로 설치되고, 이렇게 설치되는 로스톨(19)의 상면에는 다수의 기능성 스톤(20)이 적재될 수 있게 된다. The roaster (19) is a plate-shaped form in which a plurality of rods made of metal material, etc. are joined in a straight line or intersected in a grid shape to allow passage and flow of wastewater, and the wall surface of the filtration tank 17 It is installed in a structure that is supported by being mounted on a protruding jaw formed on the top, and a plurality of functional stones 20 can be loaded on the upper surface of the roaster 19 installed in this way.

상기 기능성 스톤(20)은 로스톨(19) 상에 적층되면서 지지되는 구조로 설치되고, 이때의 기능성 스톤(20)은 다공성 표면을 이용하여 미생물이 붙을 수 있는 담체로 작용함과 더불어 유해물질이나 분자를 흡착할 수 있게 된다.The functional stone 20 is installed in a structure that is supported while being stacked on the rostol 19, and the functional stone 20 at this time acts as a carrier to which microorganisms can adhere by using a porous surface, and harmful substances or Molecules can be adsorbed.

이러한 기능성 스톤(20)은 적당한 크기로 이루어진 천연 광물 형태의 제올라이트 또는 일라이트, 황토, 포졸란, 백토 등을 소성하지 않고 그대로 경화시킨 덩어리 형태로 이루어질 수 있게 된다. Such a functional stone 20 may be formed in a lump shape obtained by hardening zeolite or illite, ocher, pozzolan, white clay, etc. in the form of natural minerals having an appropriate size without firing.

여기서, 상기 기능성 스톤(20)으로서의 천연 제올라이트는 비석, 불석 등으로 불리는 광물로서, 강력한 탈취제 및 소취제 기능을 가진 흡착제 기능을 가지게 되고, 작은 구멍들이 치밀하고 촘촘하게 있는 제올라이트의 표면에는 흡착질이 넓고 고르게 퍼져있어 우수한 흡착기능을 발휘할 수 있게 되며, 그 결과 천연 제올라이트는 표면 가운데 비어있는 공간이 특히 많아 이러한 빈 부분에 여러가지 유해물질이나 분자가 흡착되는데 이런 기능이 바로 탈취제, 소취제로서의 역할을 할 수 있도록 해준다. Here, the natural zeolite as the functional stone 20 is a mineral called tombstone, bulseok, etc., and has a function of an adsorbent with a strong deodorant and deodorant function, and the adsorbed quality spreads widely and evenly on the surface of the zeolite with dense and dense small pores. As a result, natural zeolite has a large number of empty spaces in the middle of the surface, and various harmful substances or molecules are adsorbed to such empty areas. This function allows it to act as a deodorant and deodorant.

특히, 상기 기능성 스톤(20)은 다양한 형태를 이루면서 여과조(17)의 내부에 설치될 수 있게 된다. In particular, the functional stone 20 can be installed in the filter tank 17 while forming various shapes.

일 예로서, 상기 기능성 스톤(20)은 로스톨(19) 위에 무작위로 쌓이면서 일정 두께(높이)의 돌무더기층(22)을 이루는 형태로 설치될 수 있게 된다. As an example, the functional stones 20 may be installed in a form that forms a pile of stones 22 having a certain thickness (height) while being randomly stacked on the roaster 19.

이렇게 돌무더기층(22)을 이루는 형태로 설치되는 기능성 스톤(20)은 여과조(17)의 내부 상하 중간 정도의 높이에 위치되면서 폐수 속에 잠겨있는 상태되고, 이에 따라 여과조(17)의 내부 아래쪽에서 윗쪽으로 흐름이 진행되는 폐수는 기능성 스톤(20), 즉 돌무더기층(22)을 거치게 되며, 그 결과 부유물 등은 돌무더기층(22)을 통과하지 못하면서 여과조(17)의 바닥쪽으로 모이게 됨과 더불어 돌무더기층(22)을 통과하면서 질소, 인, 악취 등이 제거된 폐수, 즉 정화된 처리수가 여과조(17)의 윗쪽으로 진행되어 출구(16)를 통해 빠져나갈 수 있게 된다. Functional stones 20 installed in the form of forming a pile of stones 22 are located at a height of the middle of the upper and lower sides of the filtration tank 17 and are immersed in the wastewater, and accordingly, from the bottom of the inside of the filtration tank 17 to the upper side. The wastewater flowing into the flow passes through the functional stone 20, that is, the pile of stones 22, and as a result, the suspended matter does not pass through the pile of stones 22 and is collected toward the bottom of the filtration tank 17, as well as the pile of stones ( While passing through 22), wastewater from which nitrogen, phosphorus, and odors have been removed, that is, purified treated water is advanced to the upper side of the filtration tank 17 and can be discharged through the outlet 16.

이때, 상기 기능성 스톤(20)의 돌무더기층(22)은 박스형 금속망 등과 같은 메쉬망(23)의 내부에 수용되는 형태로 로스톨(19) 위에 설치될 수 있게 되며, 이렇게 메쉬망(23)의 내부에 돌무더기층(22)을 가두어 놓은 상태로 적용함으로써, 설치 및 교체 작업 등 취급성을 높일 수 있는 이점이 있다. At this time, the stone pile layer 22 of the functional stone 20 can be installed on the rostol 19 in a form accommodated in the inside of the mesh net 23 such as a box-type metal net, and thus the mesh net 23 There is an advantage in that handling properties such as installation and replacement work can be improved by applying the rubble layer 22 in a confined state.

바람직한 실시예로서, 기능성 스톤(20)의 돌무더기층(22)은 자갈층(24)과 함께 설치될 수 있는데, 예를 들면 돌무더기층(22)과 자갈층(24)이 순차적으로 반복되면서 여러 층으로 적층되는 구조를 이루는 형태로 설치될 수 있게 된다. As a preferred embodiment, the pile layer 22 of the functional stone 20 may be installed together with the gravel layer 24, for example, the pile layer 22 and the gravel layer 24 are sequentially repeated and stacked in several layers. It can be installed in a form that forms a structure that can be used.

다른 예로서, 상기 수처리용 스톤 조합(21)의 기능성 스톤(20)은 파이프 내에 채워진 형태로 이루어질 수 있게 된다. As another example, the functional stone 20 of the stone combination 21 for water treatment may be formed in a form filled in a pipe.

예를 들면, 상기 다수의 기능성 스톤(20)은 전체 표면 둘레에 걸쳐 다수 개의 홀(25)을 가지는 다수 개의 파이프(26) 내에 수용됨과 더불어 이때의 파이프(20)의 양단부는 마개(29)에 의해 마감되고, 이렇게 다수의 기능성 스톤(20)이 들어 있는 다수 개의 파이프(26)는 로스톨(19) 위에서 서로 간의 간극을 유지함과 더불어 서로 간에 나란하게 배열되면서 적층되는 구조로 설치될 수 있게 된다. For example, the plurality of functional stones 20 are accommodated in a plurality of pipes 26 having a plurality of holes 25 over the entire surface circumference, and both ends of the pipe 20 at this time are attached to the stopper 29. A plurality of pipes 26, which are finished by and contain a plurality of functional stones 20, can be installed in a stacked structure while being arranged side by side with each other while maintaining a gap between each other on the roaster 19. .

이때, 상기 각각의 파이프(26)는 여과조(17)의 한쪽 방향, 예를 들면 여과조 전후 길이 방향을 따라 나란하게 수평 배치됨과 더불어 여과조 좌우 폭 방향을 따라 간격을 유지하면서 또는 서로 밀착되면서 배치되고, 이렇게 배치되는 파이프(26)의 열은 상하 방향으로 여러 층 쌓일 수 있게 된다. At this time, each of the pipes 26 are horizontally arranged in one direction of the filtration tank 17, for example, along the longitudinal direction before and after the filtration tank, and are arranged while maintaining a gap along the left and right width directions of the filtration tank or in close contact with each other, The rows of the pipes 26 arranged in this way can be stacked in several layers in the vertical direction.

여기서, 흡착 제거 기능성 향상을 위해 각각의 파이프(26)가 서로 밀착 배치되면서 여러 층을 이루는 구조로 설치되는 경우에는 로스톨(19) 위에 차곡차곡 쌓이는 구조를 이루면서 지지될 수 있게 되고, 폐수 흐름성을 좋게 하기 위해 서로 간에 간격을 유지하면서 여러 층을 이루는 구조로 설치되는 경우에는 로스톨(19) 상의 가장자리에서 수직으로 연장 형성되는 별도의 브라켓(미도시)이나 지지대(미도시)에 각 파이프(26)의 양단이 걸쳐지는 구조를 이루면서 지지될 수 있게 된다. Here, in order to improve the adsorption removal functionality, when the pipes 26 are arranged in close contact with each other and are installed in a multi-layered structure, they can be supported while forming a structure stacked on top of the roaster 19, and wastewater flowability. In the case of installing in a structure consisting of several layers while maintaining a gap between each other in order to improve the structure, each pipe (not shown) is attached to a separate bracket (not shown) or a support (not shown) extending vertically from the edge of the roaster 19 26) can be supported while forming a structure that spans both ends.

이에 따라, 상기 여과조(17)의 하부로 유입된 폐수는 상부로 유동되면서 여러 층의 파이프 적재구간을 경유하게 되고, 이러한 과정에서 폐수는 파이프(26)의 홀(25)을 통해 파이프 내부로 유입되어 그 속에 채워져 있는 기능성 스톤(20)과 접촉하게 되므로서, 폐수 속의 여러 유해물질이나 분자가 기능성 스톤(20)에 흡착되면서 제거될 수 있게 된다. Accordingly, the wastewater introduced into the lower part of the filtration tank 17 flows upward and passes through the pipe loading section of several layers, and in this process, the wastewater flows into the pipe through the hole 25 of the pipe 26. As it is brought into contact with the functional stone 20 filled therein, various harmful substances or molecules in the wastewater can be removed while being adsorbed on the functional stone 20.

즉, 파이프(26) 속의 기능성 스톤(20)을 폐수와 일정시간 접촉시켜 오염물질을 흡착시킨 후, 기능성 스톤(20)과 처리수를 분리함으로써 폐수처리를 완료할 수 있게 된다. That is, after the functional stone 20 in the pipe 26 is brought into contact with wastewater for a certain period of time to adsorb pollutants, the wastewater treatment can be completed by separating the functional stone 20 from the treated water.

이와 같이, 상기 기능성 스톤(20)을 돌무더기층(22)과 같이 쌓은 형태, 기능성 스톤(20)을 파이프(26) 속에 내장시킨 형태 등으로 이루어지는 수처리용 스톤 조합(21)을 여과조(17)의 내부에 갖추고 폐수와 접촉 및 반응이 일어나도록 함으로써, 폐수에 포함되어 있는 질소, 인, 악취 등이 효과적으로 제거될 수 있게 된다. In this way, the water treatment stone combination 21 formed in a form in which the functional stones 20 are stacked together with the stone pile layer 22, the functional stones 20 are embedded in the pipe 26, etc. By installing it inside and allowing it to contact and react with the wastewater, nitrogen, phosphorus, and odors contained in the wastewater can be effectively removed.

예를 들면, 기능성 스톤(천연 제올라이트)를 이용한 물리화학적 흡착법을 적용함으로써, 폐수 속의 입자형 상태로 존재하는 유기성 질소는 물론 암모니아(NH3), 질산염(NO3-N)을 효과적으로 제거할 수 있다. For example, by applying a physicochemical adsorption method using a functional stone (natural zeolite), it is possible to effectively remove ammonia (NH3) and nitrate (NO3-N) as well as organic nitrogen present in a particulate state in wastewater.

또, 담체 역할을 하는 기능성 스톤에 붙어 있는 미생물을 이용한 생물학적 질소ㆍ인 제거의 경우, 미생물의 동화작용에 의해 소모되어 제거되는 것과 질산화작용과 탈질화작용에 의해 제거되는 것 두가지 방식이 있다. In addition, in the case of biological nitrogen and phosphorus removal using microorganisms attached to a functional stone serving as a carrier, there are two methods: being consumed and removed by the assimilation of microorganisms, and one by nitrification and denitrification.

이 중에서 두번째인 질산화와 탈질산화를 최대화하는 것이 질소 제거의 가장 중요한 요소로 호기성 상태에서의 질산화작용은 다음의 두단계를 거쳐 암모니아성 질소가 NO2-에서 NO3-로 산화하는 것으로 반응식은 다음과 같다. The second of these, maximizing nitrification and denitrification is the most important factor in nitrogen removal. The nitrification action in aerobic state is the oxidation of ammonia nitrogen from NO2- to NO3- through the following two steps. The reaction formula is as follows. .

2NH4+ + 3O2 --- →2HO2 + 2NO2- + 4H+(Nitrosomonas)2NH4+ + 3O2 --- →2HO2 + 2NO2- + 4H+(Nitrosomonas)

2NO2- + O2 --- →2NO3-(Nitrobacter)2NO2- + O2 --- →2NO3-(Nitrobacter)

무산소조 상태에서 일어나는 탈질화반응의 탈질 미생물들은 주로 Heterotrophic bacteria로 최종 전자 수용체로 산화된 질소의 형태인 NOx를 이용하고, 카본 소스로는 유기 탄소원을 이용하여 아래와 같은 단계를 거쳐 N2 가스 형태로 대기 중으로 방출하여 제거한다. The denitrification microorganisms in the denitrification reaction occurring in an oxygen-free tank are mainly heterotrophic bacteria, which use NOx, which is the form of oxidized nitrogen as the final electron acceptor, and use an organic carbon source as a carbon source to enter the atmosphere in the form of N2 gas through the following steps. Release and remove.

NO3 --- →NO2- --- →NO -- →N2O -- →N2NO3 --- →NO2- --- →NO - →N2O - →N2

생물학적인 인의 제거원리는 호기성 미생물이 인을 과잉섭취할 수 있는 현상을 이용한 것으로서, 혐기성 상태에서는 미생물 내에 축적된 Poly Phosphate가 가수분해되어 Orthophosphate 형태로 방출되어 미생물의 체내에 인이 부족한 상태가 된다. The biological removal principle of phosphorus is to use the phenomenon that aerobic microorganisms can consume phosphorus excessively.In anaerobic conditions, polyphosphonate accumulated in the microorganism is hydrolyzed and released in the form of orthophosphate, resulting in a lack of phosphorus in the body of the microorganism.

인이 부족한 상태인 미생물이 호기성 상태에서는 미생물에 필요한 인보다 2∼3배 이상 과잉으로 인얼 섭취하는 과잉섭취 현상이 일어나 과잉섭취한 미생물을 제거함으로써 인을 제거하는 방법이다. This is a method of removing phosphorus by removing the microorganisms that are insufficient in phosphorus in the aerobic state by removing the excess intake of microorganisms due to the occurrence of excessive intake in which the microorganisms consume more than 2-3 times the phosphorus required for the microorganism.

도 1는 본 발명의 실시예에 따른 여재장치를 적용한 폐수 처리 시설의 일 예를 나타내는 계통도이다. 1 is a system diagram showing an example of a wastewater treatment facility to which a filter media device according to an embodiment of the present invention is applied.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 폐수 처리 시설은 여과조 내에 설치되는 기능성 재료인 천연 광물 형태의 제올라이트 또는 일라이트, 황토, 포졸란, 백토 등을 소성하지 않고 그대로 경화시킨 형태의 수처리용 스톤 조합을 이용하여 폐수(예컨대, 축산폐수) 중에 포함되어 있는 유기물, 질소, 악취 등을 경제적으로 또 효과적으로 제거할 수 있는 시스템으로 이루어지게 된다. As shown in Fig. 1, the wastewater treatment facility uses a combination of stones for water treatment in which natural mineral zeolite or illite, ocher, pozzolan, clay, etc., which are functional materials installed in the filtration tank, are hardened as they are without firing. Thus, it is made of a system that can economically and effectively remove organic matter, nitrogen, and odors contained in wastewater (eg, livestock wastewater).

이를 위하여, 상기 폐수 처리 시설은 폐수 속의 유기물 제거(흡수)와 인의 방출을 위한 수단으로 부패조(12)를 포함한다. To this end, the wastewater treatment facility includes a decay tank 12 as a means for removing (absorbing) organic matter in the wastewater and releasing phosphorus.

상기 부패조(12)는 무산소 조건에서 고농도 유기물을 분해하는 혐기성 세균과 폐수를 접촉시켜서 오염 물질 농도를 저감하는 일종의 혐기조(嫌氣槽)로서, 일정량의 폐수를 체류 및 부패시키면서 폐수 속에 포함되어 있는 유기물을 분해하고 인을 제거하는 기능을 수행한다. The decay tank 12 is a type of anaerobic tank that reduces the concentration of pollutants by contacting the wastewater with anaerobic bacteria that decompose high concentration organic matter under oxygen-free conditions, and is contained in the wastewater while retaining and decaying a certain amount of wastewater. It performs the function of decomposing organic matter and removing phosphorus.

이러한 부패조(12)에는 전단의 상부에 폐수의 유입을 위한 폐수 유입구(10)와 후단의 상부에 폐수의 배출을 위한 폐수 배출구(11)가 형성된다. The decay tank 12 is provided with a wastewater inlet 10 for inflow of wastewater in the upper part of the front end and a wastewater outlet 11 for discharging wastewater in the upper part of the rear end.

이에 따라, 외부로부터의 폐수가 폐수 유입구(10)를 통해 부패조(12)의 내부로 들어오게 되고, 이렇게 들어온 폐수가 일정 수위를 넘게 되면 폐수 배출구(11)를 통해 부패조(12)를 빠져나갈 수 있게 되며, 이때의 부패조(12)의 내부에는 항상 일정 수위의 폐수가 채워져 있게 된다. Accordingly, wastewater from the outside enters the inside of the decay tank 12 through the wastewater inlet 10, and when the incoming wastewater exceeds a certain level, it exits the decay tank 12 through the wastewater outlet 11 It is possible to exit, and the inside of the decay tank 12 at this time is always filled with wastewater at a certain level.

특히, 상기 부패조(12)는 적어도 1개 이상의 탱크를 직렬로 연속 배치한 구조로 이루어질 수 있게 된다. In particular, the decay tank 12 may have a structure in which at least one or more tanks are continuously arranged in series.

예를 들면, 상기 부패조(12)는 제1부패조(12a)와 제2부패조(12b)로 이루어지게 되고, 제1부패조(12a)와 제2부패조(12b)는 일렬로 나란하게 배치되면서 배관을 통해 서로 연결될 수 있게 된다. For example, the corruption tank 12 is composed of a first corruption tank 12a and a second corruption tank 12b, and the first corruption tank 12a and the second corruption tank 12b are arranged in a row. As they are arranged, they can be connected to each other through pipes.

즉, 상기 제1부패조(12a)의 전단 상부에는 폐수 유입구(10)가 형성되는 동시에 후단 상부에는 폐수 배출구(11)가 형성되고, 상기 제2부패조(12b)의 전단 상부에도 폐수 유입구(10)가 형성되는 동시에 후단 하부에도 폐수 배출구(11)가 형성되며, 이렇게 형성되는 제1부패조(12a)의 폐수 배출구(11)와 제2부패조(12b)의 폐수 유입구(10)는 배관으로 서로 연결됨과 더불어 제2부패조(12b)의 폐수 배출구(11)는 여과조(17)의 입구(13)와 배관으로 연결된다. That is, a wastewater inlet 10 is formed in the upper front end of the first decay tank 12a, and a wastewater outlet 11 is formed in the upper rear end, and the wastewater inlet port 11 is also formed in the upper front end of the second decay tank 12b. 10) is formed and at the same time a wastewater outlet 11 is formed at the lower end of the rear end, and the wastewater outlet 11 of the first decay tank 12a and the wastewater inlet 10 of the second decay tank 12b formed in this way are pipes In addition to being connected to each other, the wastewater outlet 11 of the second decay tank 12b is connected to the inlet 13 of the filtration tank 17 by a pipe.

이에 따라, 외부의 폐수는 제1부패조(12a)의 폐수 유입구(10)→제1부패조(12a)의 내부→제1부패조(12a)의 폐수 배출구(11)→제2부패조(12b)의 폐수 유입구(10)→제2부패조(12b)의 내부→제2부패조(12b)의 축수 배출구(11)를 차례로 경유한 후에 여과조(17)측으로 보내질 수 있게 된다. Accordingly, the external wastewater is the wastewater inlet 10 of the first decay tank 12a → the inside of the first decay tank 12a → the wastewater outlet 11 of the first decay tank 12a → the second decay tank ( After passing through the wastewater inlet 10 of 12b) → the inside of the second decay tank 12b → the shaft water outlet 11 of the second decay tank 12b in order, it can be sent to the filtering tank 17 side.

이렇게 폐수가 제1부패조(12a)와 제2부패조(12b)를 경유 및 체류하는 과정에서 혐기성 세균과 접촉하게 되고, 결국 폐수 속에 포함되어 있는 유기물과 인 등이 제거될 수 있게 된다. In this way, the wastewater comes into contact with anaerobic bacteria in the process of passing and staying through the first and second decay tanks 12a and 12b, and eventually, organic matter and phosphorus contained in the wastewater can be removed.

또한, 상기 폐수 처리 시설은 폐수 속에 포함되어 있는 질소와 인, 그리고 악취 등을 제거하는 수단으로 여과조(17)를 포함한다. In addition, the wastewater treatment facility includes a filtering tank 17 as a means for removing nitrogen, phosphorus, and odors contained in the wastewater.

상기 여과조(17)는 물리화학적 처리방법, 예를 들면 흡착법(Carbon absorption process)으로 질소와 인 등을 제거하는 여과조로서, 소정의 기능성 스톤(20), 예를 들면 천연 제올라이트(예컨대, 클라이놉타일로라이트[Clinoptilolite])의 선택적 흡착성을 이용하여 질소를 효율적으로 제거할 수 있게 된다. The filtration tank 17 is a filtration tank for removing nitrogen and phosphorus by a physicochemical treatment method, for example, a carbon absorption process, and a predetermined functional stone 20, for example, a natural zeolite (eg, clinoptile). Nitrogen can be efficiently removed using the selective adsorption property of Clinoptilolite).

이러한 여과조(17)에는 하부의 입구(13)와 상부의 출구(16)가 형성되고, 이렇게 형성되는 입구(13)는 부패조(12)의 폐수 배출구(11), 예를 들면 제2부패조(12b)의 폐수 배출구(11)와 배관으로 연결됨과 더불어 출구(13)는 방류조(14)의 여과폐수 입구(15)와 배관으로 연결된다. The filtration tank 17 has a lower inlet 13 and an upper outlet 16, and the inlet 13 thus formed is a wastewater outlet 11 of the decay tank 12, for example, a second decay tank In addition to being connected to the wastewater outlet 11 of (12b) by a pipe, the outlet 13 is connected to the filtered wastewater inlet 15 of the discharge tank 14 by a pipe.

이에 따라, 상기 부패조(12)에서 보내지는 폐수는 하부의 입구(13)를 통해 여과조(17)의 아래쪽으로 유입되고, 계속해서 여과조(17)의 내부에 채워지는 폐수가 일정 수위에 도달하게 되면, 이때의 폐수는 여과조(17)의 윗쪽 출구(16)를 통해 빠져나가 방류조(14)측으로 보내질 수 있게 된다. Accordingly, the wastewater sent from the decay tank 12 flows into the lower side of the filtration tank 17 through the inlet 13 at the bottom, and the wastewater continuously filled in the filtration tank 17 reaches a certain level. Then, the wastewater at this time can be discharged through the upper outlet 16 of the filtration tank 17 and sent to the discharge tank 14 side.

여기서, 상기 여과조(17)의 내부에서 기능성 스톤(20)에 의한 폐수 처리 작용은 위에서 설명한 관계로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Here, since the wastewater treatment action by the functional stone 20 in the filter tank 17 is described above, a detailed description will be omitted.

또한, 상기 폐수 처리 시설은 질소, 인, 악취 등의 제거가 끝난 처리수를 일정량 저장했다가 방류하는 수단으로 방류조(14)를 포함한다.In addition, the wastewater treatment facility includes a discharge tank 14 as a means for storing and discharging a certain amount of treated water after removal of nitrogen, phosphorus, and odor.

이러한 방류조(14)에는 여과조(17)의 출구(16)와 연결되는 상부의 여과폐수 입구(15) 및 처리수 배출을 위한 듀얼 타입의 방류조 펌프장치(18)를 가지면서 여과조(17)에서 넘어온 일정량의 처리수를 체류시킨 후에 방류하는 기능을 수행하게 된다. The filtration tank (17) while having a filtration wastewater inlet (15) connected to the outlet (16) of the filtration tank (17) and a dual-type discharge tank pump (18) for discharging the treated water. It performs a function of discharging after retaining a certain amount of treated water from

예를 들면, 여과조(17)를 경유한 폐수, 즉 질소, 인, 악취 등이 제거된 여과폐수는 상부의 여과폐수 입구(15)를 통해 방류조(14)의 내부로 유입되고, 이렇게 유입된 여과폐수는 방류조(14) 내에 일정시간 체류한 후에 방류조 펌프장치(18)의 가동 시에 외부로 방류될 수 있게 된다. For example, wastewater passed through the filtration tank 17, that is, filtered wastewater from which nitrogen, phosphorus, and odors have been removed, is introduced into the inside of the discharge tank 14 through the filtered wastewater inlet 15 at the top. The filtered wastewater can be discharged to the outside when the discharge tank pump device 18 is operated after staying in the discharge tank 14 for a certain time.

그리고, 상기 방류조(14)에는 방류조 외부에 설치되는 듀얼 타입의 링 블로워장치(27)와 이때의 링 블로워장치(27)측과 배관으로 연결되어 있는 방류조 내부의 노즐 어셈블리(28)를 포함하며, 이때의 링 블로워장치(27) 및 노즐 어셈블리(28)에 의해 방류조(14) 내의 여과폐수에 공기가 제공되므로서, 방류수의 여과 효율을 한층 더 높일 수 있는 효과를 기대할 수 있게 된다. In addition, the discharge tank 14 includes a dual-type ring blower device 27 installed outside the discharge tank and a nozzle assembly 28 inside the discharge tank connected to the ring blower device 27 side at this time by a pipe. And, since air is provided to the filtered wastewater in the discharge tank 14 by the ring blower device 27 and the nozzle assembly 28 at this time, the effect of further increasing the filtration efficiency of the discharged water can be expected. .

따라서, 외부로부터 유입되는 폐수는 제1부패조(12a)→제2부패조(12a)→여과조(17)→방류조(14)를 순차적으로 경유한 후에 외부로 방류된다. Accordingly, the wastewater introduced from the outside is discharged to the outside after sequentially passing through the first decay tank (12a) → the second decay tank (12a) → the filtration tank (17) → the discharge tank (14).

한편, 현재 대부분의 폐수처리공법은 개발단계이거나 시험단계인 경우가 많으며, 전 공정을 외국의 기술을 도입하여 접목하거나 핵심기술만 도입하여 활용하고 있는 경우도 많다. Meanwhile, most of the current wastewater treatment methods are in the development stage or in the test stage, and there are many cases where the entire process is incorporating foreign technologies or only core technologies are introduced.

대부분의 외국기술의 경우는 국내여건에 대한 적응성 부족으로 인한 처리효율 저하 및 관련 부품을 그 나라의 제품을 쓰게 함으로서 고장이나 수명완료 시 독점적인 가격체계를 갖게 되어 유지비에 상당한 부담을 가중시키거나 문제 발생 시 신속한 대처가 불가능하게 되는 문제 등을 내재하고 있다. In the case of most foreign technologies, processing efficiency decreases due to lack of adaptability to domestic conditions and related parts are used in the country's products, thereby having an exclusive price system in the event of failure or completion of life, adding considerable burden to maintenance costs or problems. In the event of occurrence, there are problems that make it impossible to respond quickly.

이와 같은 문제점을 감안하여 본 발명에서는 고농도의 폐수를 희석없이 전처리, 혐기성 발효와 미생물 활성화 및 폭기처리 등을 통하여 처리하는 공법으로 국내의 토양에서 추출된 미생물을 담체에 고정화 시켜 활용함으로서 폭기조의 미생물 농도를 고농도로 유지할 수 있고, 고부하에 의한 충격현상이나 고농도의 암모니아에 의한 처리방해 현상을 극복할 수 있으며, 낮은 용존산소상태하에서 처리할 수 있도록 유도함으로서 처리의 안정성과 경제성을 극대화 시켰다.In view of this problem, in the present invention, the microorganisms extracted from domestic soil are immobilized on a carrier and utilized by pretreatment without dilution, anaerobic fermentation, microbial activation, and aeration treatment. It can maintain a high concentration, overcome the impact phenomenon caused by a high load or the treatment disturbance phenomenon caused by a high concentration of ammonia, and maximize the stability and economic efficiency of the treatment by inducing it to be treated under a low dissolved oxygen state.

또한, 본 발명에서는 연구를 통해 도출된 혐기성 발효조와 탈질조의 효과를 통해 질소와 인의 생물학적처리를 극대화시켜 후속의 질소와 인을 제거하기 위한 고도처리 공정의 시설 및 유지비용을 최소화 할 수 있도록 구성하였다. In addition, in the present invention, the biological treatment of nitrogen and phosphorus is maximized through the effect of the anaerobic fermentation tank and the denitrification tank derived through the study, and the facility and maintenance cost of the advanced treatment process for removing nitrogen and phosphorus in the subsequent step are minimized. .

위와 같은 폐수 처리 시설을 공공 처리장이나 허가대상규모의 축산농가 등에서 설치 운영한다면 폐수 처리 시 제거하기 어려운 질소와 인까지도 완벽하게 처리할 수 있을 것으로 기대된다.If the above wastewater treatment facilities are installed and operated in public treatment plants or livestock farms of the size subject to permission, it is expected that even nitrogen and phosphorus, which are difficult to remove during wastewater treatment, can be completely treated.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, all the embodiments described above are illustrative and should be understood as non-limiting. The scope of the present invention should be construed as including all altered or modified forms derived from the meaning and scope of the claims to be described later rather than the above detailed description, and equivalent concepts thereof.

10 : 폐수 유입구 11 : 폐수 배출구
12 : 부패조
12a : 제1부패조 12b : 제2부패조
13 : 입구 14 : 방류조
15 : 여과폐수 입구 16 : 출구
17 : 여과조 18 : 방류조 펌프장치
19 : 로스톨
21 : 폐수 처리용 고기능성 다공질스톤의 조합
22 : 돌무더기층 23 : 메쉬망
24 : 자갈층 25 : 홀
26 : 파이프 27 : 링 블로워장치
28 : 노즐 어셈블리 29 : 마개10: wastewater inlet 11: wastewater outlet
12: Corruption
12a: first corruption group 12b: second corruption group
13: entrance 14: discharge tank
15: filtered wastewater inlet 16: outlet
17: filtration tank 18: discharge tank pump device
19: Rostol
21: Combination of high-functional porous stone for wastewater treatment
22: stone pile 23: mesh net
24: gravel layer 25: hall
26: pipe 27: ring blower device
28: nozzle assembly 29: stopper

Claims (13)

소성공정 없이 70 내지 90 ℃의 온도에서 열풍 건조하는 공정만으로 충분한 강도를 구현하면서도, 원폐수에 대한 생물학적 산소 요구량(BOD), 화학적 산소 요구량(COD), 총 질소 함량 및 총 인 함량의 제거효율이 향상되어 폐수의 처리효율을 높일 수 있는 질소 및 악취 제거 고기능성 다공질스톤에 관한 것으로,
상기 질소 및 악취 제거 고기능성 다공질스톤은 4,000 내지 6,000 cm2/g 범위인 고분말도의 제올라이트 100 중량부에 대하여; 점토성 광물 20 내지 50 중량부; 석고 20 내지 50 중량부; 포졸란 물질 10 내지 30 중량부; 무기질 바인더 20 내지 50 중량부; 과망간산칼륨 또는 과산화수소 5 내지 20 중량부; 및 물 50 내지 100 중량부를 포함하고;
상기 점토성 광물은 일라이트, 황토, 백토, 벤토나이트를 1: 2: 2: 1의 중량비율로 혼합한 것이고;
상기 포졸란 물질은 실리카퓸, 메타카올린, 플라이애쉬를 2: 1: 1의 중량비율로 혼합한 것이고;
상기 무기질 바인더는 액상규산나트륨 또는 액상규산칼륨 30 내지 60 중량%, 반응성실란 1 내지 5 중량%, 실리카졸 또는 알루미나졸 5 내지 20 중량% 및 물 20 내지 50 중량%를 포함하는 액상 규산염계 무기질 바인더인 것이고,
상기 반응성실란은 3-Aminopropyl-triethoxysilane (APES), 3-Chloropropyl-triethoxysilane (CPES), 3-Glycidoxypropyl-triethoxysilane (GPES), 3-Mercaptopropyl-triethoxysilane (MPES) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고;
상기 질소 및 악취 제거 고기능성 다공질스톤은 CSA(Calcium Sulfur Aluminate) 5 내지 10 중량부를 더 포함하는 것이고;
상기 질소 및 악취 제거 고기능성 다공질스톤은 제올라이트, 점토성 광물, 석고, 포졸란 물질, 무기질 바인더 및 물을 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계; 120 내지 180 Hz 세기로 초음파를 가하면서 상기 1차 혼합물에 과망간산칼륨 또는 과산화수소를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 상기 2차 혼합물에 CSA를 더욱 혼합하여 최종 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 최종 혼합물을 70 내지 90 ℃의 온도에서 열풍 건조하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 질소 및 악취 제거 고기능성 다공질스톤.
While achieving sufficient strength by only hot air drying at 70 to 90 ℃ without a firing process, the removal efficiency of biological oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total nitrogen content and total phosphorus content for raw wastewater It relates to a highly functional porous stone that removes nitrogen and odor that can improve the treatment efficiency of wastewater.
The nitrogen and odor removal high-functional porous stone is based on 100 parts by weight of high-powder zeolite in the range of 4,000 to 6,000 cm 2 /g; 20 to 50 parts by weight of clay mineral; 20 to 50 parts by weight of gypsum; 10 to 30 parts by weight of a pozzolanic material; 20 to 50 parts by weight of an inorganic binder; 5 to 20 parts by weight of potassium permanganate or hydrogen peroxide; And 50 to 100 parts by weight of water;
The clay mineral is a mixture of illite, ocher, clay, and bentonite in a weight ratio of 1: 2: 2: 1;
The pozzolanic material is a mixture of silica fume, metakaolin, and fly ash in a weight ratio of 2: 1: 1;
The inorganic binder is a liquid silicate-based inorganic binder comprising 30 to 60% by weight of liquid sodium silicate or liquid potassium silicate, 1 to 5% by weight of reactive silane, 5 to 20% by weight of silica sol or alumina sol, and 20 to 50% by weight of water Is
The reactive silane is 1 selected from the group consisting of 3-Aminopropyl-triethoxysilane (APES), 3-Chloropropyl-triethoxysilane (CPES), 3-Glycidoxypropyl-triethoxysilane (GPES), 3-Mercaptopropyl-triethoxysilane (MPES), and mixtures thereof. More than a species;
The nitrogen and odor removal high-functional porous stone further comprises 5 to 10 parts by weight of CSA (Calcium Sulfur Aluminate);
The nitrogen and odor removal high-functional porous stone is prepared by mixing zeolite, clay mineral, gypsum, pozzolanic material, inorganic binder, and water to prepare a first mixture; Preparing a second mixture by mixing potassium permanganate or hydrogen peroxide to the first mixture while applying ultrasonic waves at an intensity of 120 to 180 Hz; Further mixing CSA with the second mixture to prepare a final mixture; And a step of hot air drying the final mixture at a temperature of 70 to 90°C.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 질소 및 악취 제거 고기능성 다공질스톤은
상기 제올라이트 100 중량부에 대하여, 쿠마롱 수지 5 내지 10 중량부 및 영가철 나노입자 0.1 내지 5 중량부를 더 포함하는 것이고;
상기 영가철 나노입자는 FeCl3·6H2O을 70％(v/v) 에탄올 수용액에 첨가하여 용액을 준비하는 단계; 상기의 용액에 NaBH4을 6 내지 8 ml/min 속도로 첨가하여 환원하는 단계; 상기의 환원된 용액의 검은색 고체입자를 분리하여 에탄올로 세척하는 단계; 상기의 세척된 고체입자를 -48℃ 내지 -50℃의 온도와 0.07 내지 0.09 Torr의 압력에서 8 내지 10시간 동안 냉동건조하는 단계; 및 상기의 냉동건조된 고체입자에 이산화탄소의 불활성 기체를 무산소 분위기에서 퍼징(purging)하여 영가 철 나노입자을 수득하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 질소 및 악취 제거 고기능성 다공질스톤.
The method of claim 1,
The nitrogen and odor removal highly functional porous stone
It further comprises 5 to 10 parts by weight of Coumaron resin and 0.1 to 5 parts by weight of zero-valent iron nanoparticles based on 100 parts by weight of the zeolite;
The zero-valent iron nanoparticles are prepared by adding FeCl 3 ·6H 2 O to a 70% (v/v) aqueous ethanol solution to prepare a solution; Reducing by adding NaBH 4 to the above solution at a rate of 6 to 8 ml/min; Separating the black solid particles of the reduced solution and washing with ethanol; Freeze-drying the washed solid particles at a temperature of -48°C to -50°C and a pressure of 0.07 to 0.09 Torr for 8 to 10 hours; And purging the freeze-dried solid particles with an inert gas of carbon dioxide in an oxygen-free atmosphere to obtain zero-valent iron nanoparticles. Highly functional porous stone for removing nitrogen and odor, characterized in that it is produced by a manufacturing method.
 제1항에 있어서,
상기 질소 및 악취 제거 고기능성 다공질스톤은
상기 제올라이트 100 중량부에 대하여, 미생물 발효액 5 내지 10 중량부 및 전분 1 내지 5 중량부를 더 포함하는 것이고;
상기 미생물 발효액은 음식물슬러지 분말에 미생물을 접종하고 발효시켜 제조되는 것이고;
상기 미생물은 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 류코노스톡(Lactobacillus leuconostoc), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 스트렙토코커스 패칼리스(Streptococcus faecalis), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 퓨트리피커스( Bacillus Putrificus), 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) 및 이들의 혼합 미생물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 질소 및 악취 제거 고기능성 다공질스톤.
The method of claim 1,
The nitrogen and odor removal highly functional porous stone
It further comprises 5 to 10 parts by weight of the microbial fermentation broth and 1 to 5 parts by weight of starch based on 100 parts by weight of the zeolite;
The microbial fermentation broth is prepared by inoculating and fermenting microorganisms in food sludge powder;
The microorganisms are Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus leuconostoc, Lactobacillus leuconostoc, Lactobacillus brevis, and Lactobacillus brevis. Streptococcus faecalis, Bacillus subtilis, Bacillus Putrificus, Bacillus cereus, and a mixture of these microorganisms. A highly functional porous stone for removing nitrogen and odors.
 삭제delete 제1항, 제3항, 제4항 중에서 선택되는 어느 한 항에 따른 질소 및 악취 제거 고기능성 다공질스톤을 이용하여 폐수를 처리하는 것을 특징으로 하는 폐수 처리시스템.
A wastewater treatment system comprising treating wastewater using a highly functional porous stone for removing nitrogen and odor according to any one of claims 1, 3, and 4.
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030035019A (en) 2001-10-29 2003-05-09 교우산업개발(주) Advance Treatment Equipment and Process for Nitrogen and Phosphate Removal in Sewage and Wastewater
KR100405474B1 (en) 2000-10-14 2003-11-15 에코그린텍 (주) adsorbent for water treatment
KR20050014407A (en) 2003-07-31 2005-02-07 대혁 김 Apparatus and Method of treating nitrogen and phosphorus of sewage and Operating Method of the apparatus
KR20070008556A (en) * 2003-12-24 2007-01-17 엠티 아스피링 지오케미스트리 컨설턴츠 피티와이 엘티디 Porous particulate material for fluid treatment, cementitious composition and method of manufacture thereof
KR100889037B1 (en) 2007-05-30 2009-03-19 주식회사 젠트로 A Method for Preparing Zeolite Molded Object and Method for Water Treating Using the Zeolite Molded Object Prepared Thereby
KR100954539B1 (en) * 2009-09-15 2010-04-22 한밭대학교 산학협력단 The sorbent composition which contains chitosan for water treatment and a method of preparing thereof
KR20120050065A (en) * 2010-11-10 2012-05-18 주식회사 에스아이켐 Preparation of waterproof inorganic silicate binder with fine structure of polymeric beads after curing and its manufacturing method
KR101214371B1 (en) 2010-03-25 2012-12-21 (주)대성그린테크 Treatment method of wastewater containing strong nitrogenous
KR101570130B1 (en) * 2015-05-12 2015-11-18 동원중공업 주식회사 Multiple odor absorbents by using mixing the natural zeolite and method of fabricating the same
KR20190096466A (en) * 2018-02-08 2019-08-20 김찬승 Unfired carriers for arsenic removal and its manufacturing method using a bittern

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100405474B1 (en) 2000-10-14 2003-11-15 에코그린텍 (주) adsorbent for water treatment
KR20030035019A (en) 2001-10-29 2003-05-09 교우산업개발(주) Advance Treatment Equipment and Process for Nitrogen and Phosphate Removal in Sewage and Wastewater
KR20050014407A (en) 2003-07-31 2005-02-07 대혁 김 Apparatus and Method of treating nitrogen and phosphorus of sewage and Operating Method of the apparatus
KR20070008556A (en) * 2003-12-24 2007-01-17 엠티 아스피링 지오케미스트리 컨설턴츠 피티와이 엘티디 Porous particulate material for fluid treatment, cementitious composition and method of manufacture thereof
KR100889037B1 (en) 2007-05-30 2009-03-19 주식회사 젠트로 A Method for Preparing Zeolite Molded Object and Method for Water Treating Using the Zeolite Molded Object Prepared Thereby
KR100954539B1 (en) * 2009-09-15 2010-04-22 한밭대학교 산학협력단 The sorbent composition which contains chitosan for water treatment and a method of preparing thereof
KR101214371B1 (en) 2010-03-25 2012-12-21 (주)대성그린테크 Treatment method of wastewater containing strong nitrogenous
KR20120050065A (en) * 2010-11-10 2012-05-18 주식회사 에스아이켐 Preparation of waterproof inorganic silicate binder with fine structure of polymeric beads after curing and its manufacturing method
KR101570130B1 (en) * 2015-05-12 2015-11-18 동원중공업 주식회사 Multiple odor absorbents by using mixing the natural zeolite and method of fabricating the same
KR20190096466A (en) * 2018-02-08 2019-08-20 김찬승 Unfired carriers for arsenic removal and its manufacturing method using a bittern

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