CN118304851A - 水质净化用成形体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水质净化用成形体的制备方法，并提供如下的水质净化用成形体的制备方法，其根据环保的方式制备天然矿物质提取液之后，制备分散有具有光催化剂作用的二氧化钛纳米粉末的天然矿物质‑光催化剂水溶液，将在高温高压的条件下将其含浸于塑料原料的组织内部而制备的成形体设置于湖水或水库、荷塘、河川、水族馆、水产养殖场、泳池、净水厂等的水面或水中，由此不仅吸附分解有机物质并阻断细菌和霉菌的繁殖，而且可有效减少藻华现象。
Description
技术领域
本发明涉及水质净化用成形体的制备方法，更详细地，涉及如下的水质净化用成形体的制备方法，将在通过环保的方式制备的天然矿物质提取液分散有具有光催化剂作用的二氧化钛(TiO2)纳米粉末的天然矿物质-光催化剂水溶液含浸于塑料原料的组织内部，由此吸附分解湖水或水库、荷塘、河川、水族馆、水产养殖场、泳池、净水厂等的水中含有的有机物质，并阻断细菌和霉菌的繁殖，而且可减少藻华现象。
背景技术
因快速的工业化及都市化而导致生活污水、工业废水、农畜产废水等人为的污染源带来的有机物和氮、磷等的流入量继续增加，由此水质污染在社会上被视为大问题。
关于这种水质的生态系统，借助自然的力来自身净化污染源的自净能力(selfpurification capacity)已超过临界点，这有可能根据流入的污染源的有机物质含量、河川的规模、流速及天气等而不同，但是最近因藻华现象而在水资源应用上引起严重的问题。
一般来说，藻华现象(algal bloom)是指在富营养化的湖水或流速较慢的河川中的作为植物性浮游生物的绿藻类或蓝藻类大量滋生而使水色变为绿色的现象，若这种水体的表面上覆盖绿藻，则阻断阳光照进水中，并防止溶解氧追加流入，导致水中的溶解氧量减少。这样，鱼和水中生物被死掉而产生恶臭，其水域的生态系统被破坏，由此在社会、经济、环境方面上存在很多问题。
上述绿藻类(green algae)统称与陆地植物相同地含有叶绿素-a和-b并呈绿色，以将营养细胞直接转换为生殖细胞或者生殖器官呈简单的形态主要栖息在水中的植物，蓝藻类(blue-green algae)为位于细菌和藻类的中间且具有光合作用的原核生物，只要是地上或有水的地方就能存活下来构成多种生态圈，其磷(P)和氮(N)成分起到重要的营养成分的作用。
这种藻华现象虽然在审美方面和作为饮用水源或农业用水的价值方面上很受社会关注，但是针对藻华发生原因发表的专家意见略有不同，对这种现象带来较大影响的蓝藻类作为初级生产者，只要是光合作用中所需的适当的光和营养素、适当的水的流速条件下随时都能生长，因此最近在全世界的湖水或河川、沿岸等上频繁发生藻华现象。
根据目前为止的调查，作为藻华发生原因，水中溶解的营养盐类、地球变暖等引起的气候异常、数理学因素、透光、捕食者的摄食变化、细菌或病毒之类的微生物的大量繁殖等被指定，但是由于藻华现象并不是因某些因素而产生的，而是因如上多种因素的相互作用而产生的，因此发生绿藻的主要因素根据对象水体的物理、理化特性，有预想不到的不同表现。
由此，目前为止试图使用了用于减少湖水或河川、网箱养殖场之类的沿海等的藻华及赤潮现象的多种方法，这主要依据黄土、凝集剂撒布等之类的物理化学方式，除此之外单独或组合光催化剂法、超声波处理法、臭氧处理法、微生物法等多种方式的防治法而实施。
但是，如上所述的以往方式大部分只是呈现暂时的效果，而存在相比于防治效果其成本过高的问题，因此反而对环境带来相当大的二次破坏。
与此相关地察看用于净化水质的现有技术，韩国专利第10-0807175号中揭示了水质净化用生物陶瓷制备方法，其特征在于，包括：相对于含有沸石20-30重量百分比、粘土或黄土20-30重量百分比及锗麦饭石40-60重量百分比的天然矿物粉末100重量百分比，在含有营养成分的微生物培养液接种光合菌、乳酸菌及酵母来发酵，准备生成具有抗氧化功能的草酸、柠檬酸、乙酸、琥珀酸及苹果酸等有机酸的抗氧化发酵微生物溶液，以15-25重量份的比率将其混合，熟成上述抗氧化发酵微生物溶液来使其浸透于上述天然矿物粉末的工艺；以规定形状使熟成的上述天然矿物粉末和上述抗氧化发酵微生物溶液的混合物成形的工艺；干燥上述混合物成形体来去除水分的工艺；以及在500-650℃下将干燥的上述混合物成形体烧成40-80分钟的工艺。
并且，同专利第10-0836527号中涉及在藻类发生地区投入利用多孔性纳米微粒二氧化钛光催化剂的赤潮、绿藻、硅藻去除用组合物的技术，其特征在于，该组合物包括：具有10至500nm的平均粒径的多孔性的纳米微粒二氧化钛10至90重量份和具有10至100μm的平均粒径的多孔性矿物粉末90至10重量份。
并且，同专利第10-1658477号提供绿藻/赤潮去除用浮游体的制备方法，其包括：制备包含光催化剂的涂布溶剂的含光催化剂涂布溶剂制备步骤；将上述光催化剂涂布于浮游部件的光催化剂附着步骤；将涂布上述光催化剂的浮游部件浸渍于蒸馏水进行后处理的后处理步骤；以及从蒸馏水中取出上述浮游部件并干燥，完成涂布光催化剂的浮游体的光催化剂涂布浮游体完成步骤，同公开专利第10-2020-0127366号中记载了浮游性光催化剂包含由密度低于水的发泡聚苯乙烯(expanded polystyrene，EPS)形成的浮游体及固定于上述浮游体的表面的二氧化钛(TiO2)纳米粒子，这种光催化剂在水面上浮游的状态下可对污染物质进行光分解。
另一方面，本发明应用了本申请人持有的专利第10-1265292号(远红外线辐射溶液的制备方法及从中制备的远红外线辐射物品)及专利第10-1468929号(含有功能性物质的母料及其制备方法)的相关技术，对其结合具有光催化剂作用的二氧化钛纳米技术，制备吸附分解有机物质并阻断细菌和霉菌的繁殖的同时减少藻华现象等适合设计为水质净化用的环保塑料成形体，由此完成了本发明。
[现有技术]
[专利文献]
(专利文献1)韩国授权专利公报第10-0807175号(公告日2008年02月27日)
(专利文献2)韩国授权专利公报第10-0836527号(公告日2008年06月10日)
(专利文献3)韩国授权专利公报第10-1658477号(公告日2016年09月22日)
(专利文献4)韩国公开专利公报第10-2020-0127366号(公告日2020年11月11日)
发明内容
本发明的目的在于，提供如下的水质净化用成形体的制备方法，其根据环保的方式制备天然矿物质提取液之后，制备分散有具有光催化剂作用的二氧化钛纳米粉末的天然矿物质-光催化剂水溶液，将在高温高压的条件下将其含浸于塑料原料的组织内部而制备的成形体设置于湖水或水库、荷塘、河川、水族馆、水产养殖场、泳池、净水厂等的水面或水中，由此不仅吸附分解有机物质并阻断细菌和霉菌的繁殖，而且可有效减少藻华现象。
根据本发明的水质净化用成形体的制备方法依次包括如下步骤：第一步骤，由325目数(mesh)以下的大小粉碎以黄土5～15重量百分比、火山灰5～15重量百分比、麦饭石25～35重量百分比、文象斑岩25～35重量百分比、电气石15～25重量百分比的比率混合的天然矿物，来制备天然矿物粉末；第二步骤，基于上述第一步骤中制备的天然矿物粉末总重量，以2～5倍的比率投入纯净水，利用球磨机(ball mill)粉碎24～48小时之后，使固体沉淀，然后分离将天然矿物质溶解于纯净水的胶质状态的透明的上清液，来制备天然矿物质提取液；第三步骤，相对于上述第二步骤中制备的天然矿物质提取液100重量份，以1～10重量份的比率分散粒子大小为1～100nm的二氧化钛(TiO2)纳米粉末，来制备天然矿物质-光催化剂水溶液；第四步骤，将上述第三步骤中制备的天然矿物质-光催化剂水溶液分散于将粒子大小为1～10mm的塑料原料装入的高温高压的密封设备内，在上述塑料原料的组织内部含浸天然矿物质-光催化剂水溶液；第五步骤，将含浸上述第四步骤中制备的天然矿物质-光催化剂水溶液的塑料原料制备为规定形状的塑料成形体。
根据本发明的优选实施例，其特征在于，上述第四步骤中，在温度为80～120℃及压力为3～6巴(bar)的密封设备内，将天然矿物质-光催化剂水溶液喷射1～10分钟，并在常温(15～25℃)下冷却，并且，在上述第五步骤中成形的塑料成形体，以比重具有0.9～1.5以内的范围的板状或中空球形态进行成形，上述中空球形态的塑料成形体，将水循环通路(hole)穿孔为2～6个以内。
根据本发明的水质净化用成形体的制备方法具有如下效果：通过环保的方式制备天然矿物质提取液，矿物本身包含的重金属或异物不混入，并且在高温高压的条件下，将在上述天然矿物质提取液分散有二氧化钛(TiO2)纳米粉末的天然矿物质-光催化剂水溶液含浸于塑料原料之后，在常温下冷却，将由天然矿物质和二氧化钛成分复合而成的凝集体半永久性地浸透于塑料原料的组织内部。
如上所述制备的水质净化用成形体设置于水面或水中，长时间维持其功能，不仅吸附分解水体中含有的有机物质并有效阻断细菌和霉菌的繁殖，而且减少藻华现象，由此能够以低成本顺利执行水质净化功能，进而与自然环境搭配地设计上述成形体的结构和颜色，由此具有可改善周边美观的优点。
附图说明
图1为表示根据本发明的水质净化用成形体的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下，详细说明根据本发明的水质净化用成形体的制备方法，这是为了举例说明，使得本发明所属的技术领域的普通技术人员可容易地实施发明，而并不意味着本发明的技术思想及范畴限定于此。
如图1所示，根据本发明的水质净化用成形体的制备方法包括如下步骤：第一步骤，由325目数(mesh)以下的大小粉碎以黄土5～15重量百分比、火山灰5～15重量百分比、麦饭石25～35重量百分比、文象斑岩25～35重量百分比、电气石15～25重量百分比的比率混合的天然矿物，来制备天然矿物粉末；第二步骤，基于上述第一步骤中制备的天然矿物粉末总重量，以2～5倍的比率投入纯净水，利用球磨机(bal l mill)粉碎24～48小时之后，使固体沉淀，然后分离将天然矿物质溶解于纯净水的胶质状态的透明的上清液，来制备天然矿物质提取液；第三步骤，相对于上述第二步骤中制备的天然矿物质提取液100重量份，以1～10重量份的比率分散粒子大小为1～100nm的二氧化钛(TiO2)纳米粉末，来制备天然矿物质-光催化剂水溶液；第四步骤，将上述第三步骤中制备的天然矿物质-光催化剂水溶液分散于将粒子大小为1～10mm的塑料原料装入的高温高压的密封设备内，在上述塑料原料的组织内部含浸天然矿物质-光催化剂水溶液；第五步骤，将含浸上述第四步骤中制备的天然矿物质-光催化剂水溶液的塑料原料制备为规定形状的塑料成形体。
由此，第一步骤是由325目数(mesh)以下的大小粉碎以黄土5～15重量百分比、火山灰5～15重量百分比、麦饭石25～35重量百分比、文象斑岩25～35重量百分比、电气石15～25重量百分比的比率混合的天然矿物，来制备天然矿物粉末的工艺，由325目数(约44μm)以下的大小第一次粉碎以适当的比率由上述黄土、火山灰、麦饭石、文象斑岩、电气石组成的天然矿物，容易分离有害物质及重金属，上述天然矿物粉末整体上呈现pH7～8左右的中性至弱碱性，由此可制备为完全对人体无害的环保原材料。
上述黄土(loess)大概由50～60％的二氧化硅(SiO2)、8～12％的氧化铝(Al2O3)、2～4％的氧化铁(Fe2O3)、0.8～1.1％的氧化亚铁(FeO)、约0.5％的二氧化钛(TiO2)和氧化锰(MnO)、4～16％的石灰(CaO)、2～6％的氧化镁(MgO)等重量比率构成，据悉，这呈现远红外线辐射、重金属吸附、抗菌及除臭、挥发性物质去除等作用，并揭示了即使黄土内所含的有机物质相对来说贫乏，土质依然肥沃的理由是因为阳离子交换容量和透过性高的研究结果。
上述火山灰(volcanic ash)是指由熔岩片、矿物粒子、玻璃碎片等构成的火山喷出物当中大小小于2～4mm的微粒，火山灰富含钾、钠、磷等植物生长所需的无机物，起到天然肥料作用，而且阳离子交换能力和阴离子发生量优秀，慢慢风化的同时组成有利于植物生长的肥沃的土壤，利用这种作用，在土木领域中还可以用作水泥混用材料。
上述麦饭石(barley stone)在地质学上属于花岗岩类，这如同石英斑岩、长石斑岩、花岗斑岩一样，由石英和长石细密混匀而成，每1cm3由3～15万个孔构成，吸附性强，并含有约25000种的无机盐类。主成分为无水硅酸(SiO2)和氧化铝(Al2O3)，少量含有氧化铁(Fe2O3)，起到将重金属和离子交换的作用，因此还用作有害金属去除剂，据悉，若对该岩石施加热，则释放远红外线，由此在桑拿房、医疗器械等多种工业领域中经常利用这种特性。
上述文象斑岩(granophyre)是细粒的花岗岩，其为呈现文象组织的岩石，在斑状组织的岩石中的石器上呈现文象组织(graphic tex ture)，这由于在碱性岩浆的结晶作用上最后的剩液形成为结晶，因此有助于形成碱性天然矿物质。
上述电气石(tourmaline)主要产出于伟晶岩及与花岗岩质岩浆接触的变性的石灰岩中，其为十分丰富而发达的结晶，由于对风化有耐力，因此蓄积于碎屑性矿床，由此除了用作宝石以外，利用施加压电即力学作用力时产电或者施加电压时形状发生变化的性质，还使用于压力装置，在本发明中，为了提高水中的阳离子捕集能力，基于天然矿物总重量，以15～25重量百分比的比率混合。
由如上组份混合的天然矿物，以维持pH7～8以内的中性至弱碱性的方式组成，不引起环境污染，这由325目数(mesh)以下的大小即约44μm以下的粒度粉碎，由此制备为远红外线及阴离子发生量优秀且离子交换作用(阳离子取代能力)卓越的天然矿物粉末。上述天然矿物分别具有重金属去除、熟睡、除臭、霉菌繁殖防止、水质及空气净化等效果，由此还用作住宅及建筑材料。
接着，第二步骤是基于上述第一步骤制备的天然矿物粉末总重量，以2～5倍的比率投入纯净水，利用球磨机(ball mill)粉碎24～48小时之后，使固体沉淀，然后分离天然矿物质溶解于纯净水中的胶质状态的透明的上清液，来制备天然矿物质提取液的工艺，这制备将通过上述第一步骤制备的天然矿物粉末所含的重金属和异物等沉淀为固体并去除的同时可容易含浸于塑料原料的胶质状态的天然矿物质提取液。
对于上述天然矿物质提取液而言，分散质(胶体颗粒，一粒的直径为约0.1μm)将纯净水作为分散介质进行分散的同时形成为维持流动性的溶胶(sol)状态。其中，上述分散介质为水时，叫做“水溶胶”，上述分散介质为有机溶剂时，叫做“有机溶胶”，由上述上清液获得的天然矿物质提取液是水溶胶状态的亲水胶质，吸附作为分散介质的水溶液中的离子，或者借助存在于粒子表面的可电离基团的解离而带电，并通过这种电荷的静电作用实现稳定化，由此以均质状态存在。
如上所述，利用球磨机(ball mill)来粉碎的天然矿物粉末，根据粒度分布而有差异，但是沉淀大概24～48小时，可分离为沉淀液和上清液，当然还可以通过离心分离装置在短时间内分离沉淀液和上清液。并且，据调查，上述胶质状态的透明的上清液中包含的天然矿物质(分散质)的粒度为0.001～10μm(1～1000nm)以内。
据研究，上述天然矿物质(分散质)中所含的大量的金属性阳离子不仅对带有阴电荷的绿藻菌的细胞壁发挥出离子性吸附作用，而且起到菌细胞的内吞作用(endocytosis)，借助浸透至细胞内部的阳离子的强效氧化力来使细胞壁崩溃，并且，与作为细胞的结构要素的氨基酸的半胱氨酸基(-SH)结合而抑制细胞的能量代谢，与细胞内DNA的碱基序列反应，抑制DNA复制(论文出处：Antimicrobial Poly mers with Metal Nanoparticles-含有金属纳米粒子的抗菌聚合物2015)。
并且，本发明中使用的纯净水(或超纯水)是指蒸馏自来水或者通过离子交换树脂精制的水，这由于是水中含有的溶解的离子、固体粒子、微生物、有机物及溶解的气体类等所有杂质被去除的状态，因此可提高对于天然矿物质提取液的阳离子含量和纯度。
对于上述天然矿物质提取液(基于由黄土10、火山灰10、麦饭石30、文象斑岩30、电气石20的重量比率混合的天然矿物总重量，将纯净水以3倍比率组成)而言，将远红外线辐射率和辐射能量委托于韩国远红外线协会附属韩国院红外线应用评价研究院(首尔特别市松坡区石村洞173所在地)进行测定的结果，可确认到如以下[表1]所示黑体(black body)对比远红外线辐射率(5～20μm)为0.893，辐射能量(W/m2·μm)为3.44×102。
[表1]
第三步骤是相对于上述第二步骤制备的天然矿物质提取液100重量份，以1～10重量份的比率分散粒子大小为1～100nm的二氧化钛(Ti O2)纳米粉末，来制备天然矿物质-光催化剂水溶液的工艺，直到现在经常用作光催化剂物质的二氧化钛(TiO2)具有不仅相比于其他原材料价格低廉且作为光催化剂的耐久性和耐磨性优秀，而且对人体无害而稳定性突出的优点。除此之外，可用作光催化剂的物质有ZnO、ZrO2、WO3、钙钛矿型复合金属氧化物等。
上述二氧化钛(TiO2)即使被阳光照射，其自身也依旧保持原状而不变，因此可半永久性地使用，耐久性和耐磨性突出，因此在经济方面上有利。并且，据悉，由于氧化力高于氯(Cl2)或臭氧(O3)，因此具有突出的杀菌力，具有可将所有有机物质分解为二氧化碳和水的能力。
作为参考，“光催化剂(photocatalyst)”是指吸收光而加快光反应速度的催化剂。即，若阳光照射到如同二氧化钛(TiO2)一样用作光催化剂的物质上，则表面形成电子(e-)和空穴(做如同带+电荷的电子一样的行动的粒子)，电子与光催化剂表面上有的氧进行反应而制作过氧化物阴离子(O2-)。
并且，空穴与水分反应而形成羟基(hydroxyl radical，中性OH)，此时生成的羟基可对有机物质进行氧化分解的能力非常突出，因此通过分解空气或水中存在的恶臭物质、病毒、微菌之类的细菌等，将其换成水和二氧化碳。利用这种作用的光催化剂反应在用于去除空气中或水中的污染物质的净化工艺中经常使用。
在以往水处理领域中，利用二氧化钛光催化剂粉末的方法中利用纳米(nm)大小的光催化剂粉末的方法，虽然效率突出，但是由于在水处理后难以回收光催化剂粉末而存在水处理工艺后需要追加构成回收工艺的问题。因此，最近开发将光催化剂固定于担体的固定化方法，通常而言，适用将光催化剂涂布于玻璃纤维或石英管等的固定型类型，或者将光催化剂涂布于担体的流动型类型。
但是，对于固定型光催化剂载体而言，虽然设置及操作容易，但比表面积小而处理效率降低或者适用有机担体及粘结剂来附着光催化剂，因此存在氧化反应时光催化剂被脱离，且担体及粘结剂分解的问题，作为流动相光催化剂的微米(μm)大小的担载光催化剂的无机空心颗粒等，具有需要太多成本的缺点。
为了改善这种缺点，本发明通过将以1～10重量份的比率将作为光催化剂的二氧化钛(TiO2)纳米粉末分散于胶质状态的天然矿物质提取液而得的天然矿物质-光催化剂水溶液含浸于塑料原料的工艺，发挥天然矿物质-光催化剂的功能，直至其担体的寿命用尽为止，由此提供吸附及分解水中的有机物质以及阻断细菌和霉菌的繁殖的同时可减少藻华现象的成形体，即固定型天然矿物质-光催化剂成形体的制备方法。
据研究，上述二氧化钛纳米粉末的含量，基于天然矿物质提取液100重量份，以1～10重量份以内的比率分散，由此天然矿物质-光催化剂水溶液稳定地维持水溶胶状态的亲水胶质状态，随后有效地含浸于塑料原料的组织内部，适合发挥天然矿物质-光催化剂纳米粉末复合体的功能。
用于实现如上功能的第四步骤，经过如下工艺：将上述第三步骤制备的天然矿物质-光催化剂水溶液喷射到将粒子大小为1～10mm的塑料原料装入的高温高压的密封设备内，在上述塑料原料的组织内部含浸天然矿物质-光催化剂水溶液。
其中，上述第四步骤中，在温度为80～120℃及压力为3～6bar的密封设备内，将天然矿物质-光催化剂水溶液喷射1～10分钟，由此天然矿物质-光催化剂水溶液可有效含浸于粒子大小为1～10mm的塑料原料的组织内部，随后在常温(15～25℃)下冷却，水分被去除，由此天然矿物质-光催化剂纳米粉末复合体凝集在上述塑料原理内，半永久性地固定(固着)。
当上述塑料原料在如上所述的高温高压的条件下处理时，使用粒子大小为1～10mm的塑料原料，由此适合作为将天然矿物质-光催化剂水溶液可均匀地固定(固着)于原料内的担体(载体)，本发明在指定的范围内调节其粒度分布和密封设备的工艺条件，由此可使天然矿物质-光催化剂水溶液的含浸量极大化，故而上述塑料原料本身的具体种类并不受到严格的限制。
但是，在本发明中，作为可借助热来变更形态的树脂，使用聚乙烯(HDPE，LDPE等)、聚丙烯(PP)、尼龙(Nylon)、聚缩醛等的结晶性热塑性树脂及聚氯乙烯树脂(PVC)、聚苯乙烯(PS)、ABS树脂、丙烯酸树脂等的非结晶性热塑性树脂，由此通过其功效确认到工作性良好且节减生产费用，而且在塑料原料的组织内部即高分子链段(segment)之间可容易含浸高浓度的天然矿物质-光催化剂水溶液的事实。
最后的第五步骤是将含浸上述第四步骤制备的天然矿物质-光催化剂水溶液的塑料原料制备为规定形状的塑料成形体的工艺，其选择性地利用如上所述的热塑性树脂，能够以比重为0.9～1.5以内的范围的板状或中空球形态进行成形，由此，上述水质净化用成形体稳定地设置于水面或水中，长时间维持该功能，由此即使用低成本也能良好发挥水质净化功能，进而与自然环境搭配地设计上述成形体的结构和颜色，由此还可改善周边美观。
上述中空球形态的塑料成形体被命名为“绿色球(GREEN BAL L)”，其意味着执行净化自然环境中的水圈(hydrosphere)的功能，其表面穿孔2～6个以内的水循环通路(hole)，由此使中空球内部及外部的水循环变得顺畅，促进有机物质的吸附分解、细菌和霉菌的繁殖阻断及藻华现象防止效果，提高水质净化功能，而且容易实现上述成形体之间的相互连接，由此还可形成具有独特形状的成形体结构物。
如上所述，通过本发明制备的水质净化用成形体，虽然经过多项实验完成，但下面通过本技术领域的普通技术人员可容易理解而实施的优选实施例来说明本发明。
[实施例]
第一步骤：由325目数(约44μm)大小的粒度粉碎分别以10、10、30、30、20重量百分比的比率混合黄土、火山灰、麦饭石、文象斑岩、电气石的天然矿物。
第二步骤：相对于上述第一步骤制备的天然矿物粉末100重量份，以300重量份的比率投入作为溶剂的纯净水，利用球磨机(bal l mill)粉碎48小时之后，使固体沉淀，然后通过分离将天然矿物质溶解于纯净水的胶质状态的透明的上清液，来制备天然矿物质提取液。
第三步骤：相对于上述第二步骤制备的天然矿物质提取液100重量份，以5重量份的比率分散粒子大小为1～100nm的二氧化钛(Ti O2)纳米粉末，来制备天然矿物质-光催化剂水溶液。
第四步骤：在将粒子大小为1～10mm的塑料原料(HDPE树脂)装入的高温高压(温度95℃及压力3bar)的密封设备内，将上述第三步骤制备的天然矿物质-光催化剂水溶液喷射5分钟，在塑料原料的组织内部含浸天然矿物质-光催化剂水溶液之后，在常温下冷却。
第五步骤：以直径为25～28cm、厚度为3mm的球形态，对含浸上述第四步骤制备的天然矿物质-光催化剂水溶液的塑料原料(HD PE树脂)进行成形，制备直径为7.5cm大小的4个水循环通路被穿孔的水质净化用成形体(绿色球)。
[实验例1]
对上述实施例制备的水质净化用成形体进行藻类去除效率评价的试验结果如以下[表2]所示。
[表2]
○试验方法：依据环境部例规第697号，附表1“藻类去除效率及生态毒性评价方法”。
○使用浓度：投入的碎片的重量合计，12碎片的重量(1碎片平均面积：38.47cm2)。
如上述[表2]的试验结果所示，根据本发明的制备方法的水质净化用成形体，呈现藻类细胞数(细胞/mL)在试验24小时后减少91％、72小时后减少97％的有效性，而且藻类生长抑制率超过100％。反之，对照组呈现试验72小时后的藻类细胞数增加约23倍的现象。
[实验例2]
实施上述实施例制备的水质净化用成形体的生态毒性评价的试验结果，如以下[表3]所示，判明为对生态系统完全没有毒性。
[表3]
○使用浓度：1053cm2/L(1碎片平均表面积：79.0cm2，1碎片平均重量：5.6g)
[实验例3]
为了对上述实施例制备的水质净化用成形体进行韩国农渔村公社水质改善实证试验，将上述成形体结构物设置于大邱广域市达城郡论工邑金浦里所在的金凤水库的试验结果示于以下[表4]中。
[表4]
| 区分 | 设置前 | 1个月后 | 2个月后 | 3个月后 | 4个月后 | 5个月后 |
| Chl-a(mg/m3) | 101.4 | 44.1 | 52.5 | 86.4 | 17.2 | 68.5 |
| TOC(mg/L) | 9.5 | 4.7 | 6.7 | 6.5 | 5.4 | 6.7 |
○Chl-a浓度：总藻类(绿叶素(chlorophyll))的现存量。
○TOC：总有机碳量(Total Organic Carbon)将水中可氧化的所有有机化合物的量表示为碳量。
由上述[表4]的试验结果可确认到根据本发明的制备方法的水质净化用成形体设置1个月时可获得Chl-a 56％、TOC 51％的水质改善效果，在5个月的试验台期间，呈现平均Chl-a 51％、TOC 34％左右的水质的改善效果，对于上述水质净化用成形体而言，将天然矿物质-光催化剂纳米粉末复合体凝集在塑料原料内，半永久性地固定(固着)，由此可减少长时间的藻华发生。
因此，根据本发明制备的水质净化用成形体，除了通过吸附分解湖水或水库、荷塘、河川、水族馆、水产养殖场、泳池、净水厂等的水中含有的有机物质并阻断细菌和霉菌的繁殖来减少藻华现象的目的以外，为了净化因赤潮现象(因特定的藻类的爆发性增殖而导致海水呈红色的现象)等而引起的海水面，在不脱离本发明的技术思想的范围内能够以多种用途和形态使用。
Claims (5)
1.一种水质净化用成形体的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
第一步骤，由325目数以下的大小粉碎以黄土5～15重量百分比、火山灰5～15重量百分比、麦饭石25～35重量百分比、文象斑岩25～35重量百分比、电气石15～25重量百分比的比率混合的天然矿物，来制备天然矿物粉末；
第二步骤，基于所述第一步骤中制备的天然矿物粉末总重量，以2～5倍的比率投入纯净水，利用球磨机粉碎24～48小时之后，使固体沉淀，然后分离将天然矿物质溶解于纯净水的胶质状态的透明的上清液，来制备天然矿物质提取液；
第三步骤，相对于所述第二步骤中制备的天然矿物质提取液100重量份，以1～10重量份的比率分散粒子大小为1～100nm的二氧化钛(TiO2)纳米粉末，来制备天然矿物质-光催化剂水溶液；
第四步骤，将所述第三步骤中制备的天然矿物质-光催化剂水溶液分散于将粒子大小为1～10mm的塑料原料装入的高温高压的密封设备内，在所述塑料原料的组织内部含浸天然矿物质-光催化剂水溶液；
第五步骤，将含浸所述第四步骤中制备的天然矿物质-光催化剂水溶液的塑料原料制备为规定形状的塑料成形体。
2.根据权利要求1所述的水质净化用成形体的制备方法，其特征在于，所述第四步骤中，在温度为80～120℃及压力为3～6巴的密封设备内，将天然矿物质-光催化剂水溶液喷射1～10分钟，并在常温15～25℃下冷却。
3.根据权利要求1所述的水质净化用成形体的制备方法，其特征在于，在所述第五步骤中成形的塑料成形体，以比重具有0.9～1.5以内的范围的板状或中空球形态进行成形。
4.根据权利要求3所述的水质净化用成形体的制备方法，其特征在于，所述中空球形态的塑料成形体，将水循环通路穿孔为2～6个以内。
5.一种水质净化用成形体，其特征在于，通过根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法进行成形。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050048557A (ko) * | 2005-04-08 | 2005-05-24 | 김영식 | 토르마린 천연 페인트 |
| KR100807175B1 (ko) * | 2007-09-27 | 2008-02-27 | (주)비포엔지니어링 | 수질정화용 바이오 세라믹 및 그 제조방법 |
| CN102491580A (zh) * | 2011-11-17 | 2012-06-13 | 辛东峰 | 麦饭石、电气石矿化饮水机 |
| CN108002806A (zh) * | 2017-03-29 | 2018-05-08 | 青岛创恩康环保设备有限公司 | 一种用于非接触净水的远红外线辐射体、制备方法及净水装置 |
| CN108083349A (zh) * | 2016-11-21 | 2018-05-29 | 深圳市国沅生态环保科技有限公司 | 一种生物水体净化剂的制备方法及其净化剂 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100643047B1 (ko) * | 2005-04-12 | 2006-11-10 | 최규준 | 미네랄을 다량 포함하는 활성용액의 제조방법 |
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| KR101265292B1 (ko) * | 2012-12-04 | 2013-05-16 | 비비바이오 주식회사 | 원적외선 방사 용액의 제조방법 및 그로부터 제조된 원적외선 방사 물품 |
| KR101468929B1 (ko) * | 2013-03-27 | 2014-12-04 | 비비바이오 주식회사 | 기능성 물질을 함유하는 마스터배치 및 그 제조방법 |
| KR101658477B1 (ko) | 2014-04-21 | 2016-09-22 | 한국건설기술연구원 | 녹조/적조 제어용 부유체 및 이의 제작방법 |
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| KR102263219B1 (ko) * | 2021-04-07 | 2021-06-14 | 주식회사 파워실버 | 친환경 은나노 항균 탈취제의 제조방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050048557A (ko) * | 2005-04-08 | 2005-05-24 | 김영식 | 토르마린 천연 페인트 |
| KR100807175B1 (ko) * | 2007-09-27 | 2008-02-27 | (주)비포엔지니어링 | 수질정화용 바이오 세라믹 및 그 제조방법 |
| CN102491580A (zh) * | 2011-11-17 | 2012-06-13 | 辛东峰 | 麦饭石、电气石矿化饮水机 |
| CN108083349A (zh) * | 2016-11-21 | 2018-05-29 | 深圳市国沅生态环保科技有限公司 | 一种生物水体净化剂的制备方法及其净化剂 |
| CN108002806A (zh) * | 2017-03-29 | 2018-05-08 | 青岛创恩康环保设备有限公司 | 一种用于非接触净水的远红外线辐射体、制备方法及净水装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 诸葛政东等: "固定化微生物载体污水净化研究进展", 《环境科学与技术》, vol. 44, no. 6, 30 June 2021 (2021-06-30), pages 219 - 229 * |
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