KR19990002701A - 폐주물사를 이용한 폐수처리용 담체 개발 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주물공장에서 발생하는 미립분진인 폐주물사를 주 원료로 사용하여 폐수처리를 위한 미생물의 지지매체(담체)의 제조에 관한 것이다.

폐수처리에 사용되는 담체는 미생물이 쉽게 부착되어 생물막이 형성되어야 하고, 파괴 및 마찰에 대한 기계적 내구성이 충분해야 한다. 또한 원료가 구하기 쉽고 제작비가 저렴하여야 한다. 본 발명품은 폐주물사와 톱밥과 제올라이트로 제작되므로 제작단가가 낮고 미세 공극과 거대 세공이 많으므로 미생물이 잘 부착되고 고온에서 소결되므로 기계적인 내구성이 뛰어나다.

이 발명은 폐수를 처리할 때 미생물이 잘 부착될 수 있는 담체의 생산에 이용되며 미생물 부착을 필요로 하는 영역에 넓게 이용될 수 있다.

Description

폐주물사를 이용한 폐수처리용 담체 개발

본 발명은 폐수처리를 위한 다공성 담체의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생물학적 폐수처리를 위한 고정층 반응기에 사용될 수 있는 담체의 제조방법에 관한 것이다.

생물학 공정은 물질전달 효과가 좋고, 반응기내 미생물 농도가 높게 유지되며, 설치부지가 절감되는 등의 뛰어난 성능으로 인하여 많은 연구가 진행되고 있다. 생물학 공정은 담체에 부착되어 성장하는 생물막으로 폐수를 처리하기 때문에 미생물이 잘 부착되도록 담체를 개발하는 것이 중요하다.

종래에는 생물막 공정에서 활성탄, 모래 및 다공성의 유리구슬 등이 담체로 사용되어 왔다. 그러나 입자상 활성탄은 미생물이 잘 고정될 수는 있지만 년간 5% 이상이 마모되고, 파쇄된 입자들이 부유고형물이 되어 유출수에 섞여 유출되므로 유출수를 혼탁시킨다. 더욱이 담체에는 과도성장한 잉여 미생물이 생기므로 역 세척의 빈도가 잦아지나, 기계적으로 잉여 미생물의 제거는 어렵다.

모래는 구하기가 쉽고 내구성이 강하다. 그러나 미생물이 부착되는 시간이 많이 요구되고, 부착된 미생물이 탈리되기 쉽다. 그러므로 활성탄의 다공성과 모래와 같은 충분한 내구성을 가지는 담체의 개발이 요구된다.

본 발명자들은 미생물이 부착되기 쉬우면서, 기계적 내구성을 가지는 담체를 개발하게 되었다. 주원료로 미립분진을 사용하였으며, 내구성을 주기 위한 점착성 물질로 제올라이트, 덕유점토 등의 점토성 물질과 미생물이 잘 부착되기 위한 다공성을 주기 위한 물질로서 톱밥이나 전분 등을 첨가하여 담체를 제조하였다.

더욱이 본 발명에 사용된 재료의 약 70%가 주물공장과 목공소의 폐기물이므로 자원 재활용 및 폐기물 처리의 견지에서도 바람직한 것으로 사료된다.

본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

미립분진과 점착성 무기입자를 무게 비로 1 : 1∼3 범위에서 혼합하고 이 혼합물에 2∼3㎜ 크기의 톱밥을 20∼30%의 부피 비로 혼합하였다. 혼합물(미립분진 + 제올라이트 + 톱밥)에 물을 일정량 섞어 재 혼합하였다. 충분히 혼합된 후에 일정한 크기의 입자를 만들고 30℃에서 건조시킨 후 950∼1100℃에서 2∼10시간 정도 구우면 톱밥은 연소되고 다공성의 담체를 얻을 수 있다.

본 발명에서는 제올라이트 외의 활석 등을 점착성 원료로 사용하여 담체를 제조하였다. 또한 고령토, 제우스백토, 덕유점토 등의 점토성 원료를 점착성 원료로 사용할 수 있다.

본 발명에서는 다공성을 주기 위해 톱밥이외에도 전분 등의 가소성 물질을 사용하여 상기와 같은 방법으로 담체를 제조하였다.

또한, 투입되는 톱밥, 전분 등 가소성 원료의 크기와 양에 따라 담체의 공극의 크기와 양을 조절할 수 있으므로 실험목적에 따라 공극을 조절할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1) 페주물사와 제올라이트의 무게비를 60 : 40으로 하고 톱밥을 30% 첨가시켜 소결시킨 결과 압축강도는 130kgf/㎠이 얻어졌고, 기공율은 66%가 얻어졌다.

실시예 2) 점착성 원료로서 제올라이트 대신 활석과 고령토를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실험하였다. 실시예 1과 마찬가지로 65%의 다공성과 129kgf/㎠의 압축강도를 나타내었다.

실시예 3) 가소성 원료에서 톱밥대신 전분을 첨가한 것을 제오하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 역시 실시예 1과 동일한 결과를 얻을 수 있었다.

실시예 4) 실시예 1에서 입자를 선택된 비율로 고정하고 온도를 1100℃에서 실험한 결과 기공율은 66%, 압축강도는 130kgf/㎠이었다.

실시예 5) 실시예 1에서 입자를 선택된 비율로 고정하고 6시간 소결시켰을 때 기공율은 66%, 압축강도는 130kgf/㎠이었다.

실시예 6) 실시예 1의 조건으로 제조된 담체를 비이커에 330mL넣고 200㎎/L의 합성폐수를 투입하여 유기물 흡착실험을 한 결과 96시간이 지난 후 상등액의 유기물 농도는 36.4㎎/L로 81.8%가 제거되어 유기물 흡착능이 뛰어남을 알 수 있었다.

실시예 7) 실시예 1의 조건으로 제조된 담체를 고정층 반응기에 충진시킨 후 30㎎/L의 부유고형물이 첨가된 250㎎/L의 합성폐수를 수리학적 체류시간 3시간에서 실험한 결과, 90% 이상의 유기물이 제거되었으며, SS도 75% 이상 제거되어 높은 유기물 제거율과 SS 제거율을 보여주었다.

Claims (1)

1. 미립분자와 제올라이트 등의 접착성 무기물질과 다공성을 주기 위한 톱밥 또는 전분 등의 가공성 물질을 섞어 성형한 입자를 소결시켜 미생물 부착을 촉진시키는 담체의 생산.

   범위청구 범위는 아래에서 구체적으로 설명한다.

   미립분진 : 주물공장 또는 화력발전소에서 발생되는 분진

   점착성 무기 입자 : 제올라이트, 활석, 고령토, 제우스백토, 덕유점토 등의 점토성 입자

   다공성을 첨가하기 위한 물질 : 톱밥, 전분 및 폴리비닐알콜 등 소결중 연소되는 물질

   입자의 혼합 비율(부피비) : 제올라이트 등의 무기 입자(30∼50%)

   미립분진(20∼40%)

   톱밥, 전분 및 폴리비닐알콜 등의 가소성 물질

   (20∼30%)

   혼합물의 소결온도 : 900∼1100℃

   혼합물의 소결시간 : 0.5시간∼10시간