KR100418997B1 - An absorbant of eliminating posphorus and It's manufacturing method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하수, 분뇨, 축산폐수 등에 함유되어 배출되는 질소(N)와 인(P)을 동시에 처리하는 공정에 사용되는 인 제거 흡착제에 관한 것으로, 경질 탄산칼슘 60 ~ 70중량부와 산화제2철 30 ~ 40중량부의 비율로 섞인 조성물을 분쇄기에서 24시간 혼합 후 건조시킨 조성물에 3%의 폴리비닐알콜 5중량부를 첨가하여 지름 2 ~ 3mm의 볼 형태의 입자로 성형하고, 이 성형품을 1.100 ~ 1.200℃에서 2시간 소성하는 열처리를 시행한 다음 상온까지 서냉하여 제조되는 다공성 형태의 흡착제로써, 여과기에 본 발명의 흡착제를 충진하여 하,페수를 통과시키면 간단하게 수중의 인을 제거할 수 있고 전처리제나 중화제의 도움 없이 정화시키면서도 기존 처리방법보다 강한 하,폐수 처리능력을 발휘하며, 또 처리 후에 발생하는 슬러지의 양이 적어 슬러지 처리비용을 절감 할 수 있는 인 제거 흡착제와 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a phosphorus removal adsorbent used in a process for simultaneously treating nitrogen (N) and phosphorus (P) contained in sewage, manure, livestock wastewater, etc., which is 60 to 70 parts by weight of hard calcium carbonate and ferric oxide After mixing the composition mixed at a ratio of 30 to 40 parts by weight in a pulverizer for 24 hours, 5 parts by weight of 3% polyvinyl alcohol was added to the dried composition, and formed into particles having a diameter of 2 to 3 mm, and the molded product was 1.100 to 1.200 It is a porous form of adsorbent prepared by performing heat treatment at 2 ℃ for 2 hours and then slowly cooling to room temperature. Filling the filter with the adsorbent of the present invention in a filter, it is possible to simply remove the phosphorus in the water by passing the waste water. While purifying without the aid of neutralizing agent, it has a strong ability to treat sewage and wastewater than existing treatment methods. The present invention relates to a phosphorus removing adsorbent and a method for producing the same.

Description

인 제거용 흡착제 및 그 제조방법{An absorbant of eliminating posphorus and It's manufacturing method}Phosphorus removal adsorbent and its manufacturing method {An absorbant of eliminating posphorus and It's manufacturing method}

본 발명은 폐수에 함유된 인을 제거하기 위한 흡착제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 흡착제로 경질 탄산칼슘과 산화제2철 분말을 혼합사용한 조성물에 결합제를 첨가하여 성형하고 소성가공을 거쳐, 흡착제 표면에 유리질의 외벽을 형성시키고 공극을 활성화하여 표면적을 극대화시킴으로써 인에 대한 처리 효율을 높고 흡착제의 인 처리 성능을 지속화시킬 수 있는 동시에 슬러지의 발생량을 최소화하여 운전관리 및 유지관리비의 절감을 가져올 수 있는 인 제거용 흡착제 및 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an adsorbent for removing phosphorus contained in waste water and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a composition using a mixture of hard calcium carbonate and ferric oxide powder as an adsorbent, to which a binder is added and molded and calcined. By forming the outer wall of the glass on the adsorbent surface and activating the voids to maximize the surface area, it is possible to increase the treatment efficiency for phosphorus and to maintain the phosphorus treatment performance of the adsorbent, while minimizing the amount of sludge generated to reduce operation management and maintenance costs. It relates to an adsorbent for removing phosphorus and a method for producing the same.

최근 인구증가, 산업발달, 생활수준의 향상에 따라 생활오수, 산업폐수, 가축폐수를 비롯한 각종 유기성페수등의 배출량이 급속히 증가하여 이로 인한 수질오염이 심각한 지경에 이르고 있다. 그 중에서도 질소와 인이 자연계에 과다하게 배출될 경우 부영양화가 초래되어 조류의 증식에 의한 수질오염을 가중시키며, 상수의 맛을 떨어뜨림은 물론 악취마저 심하게 풍겨 상수원으로 부적합하게 만들 뿐만 아니라 수중의 용존산소가 감소시켜 하천의 자정작용에 악영향을 끼치므로 어류와 같은 수중생물의 서식조차도 위태롭게 한다. 따라서 정부를 비롯한 환경단체에서는 오,폐수 발생원에서 물리화학적 또는 생물학적 방법을 동원하여 수처리를 거친 후 청정한 처리수로 방류시키도록 규제하고 있다.Recently, with the increase of population, industrial development, and the improvement of living standards, the discharge of living sewage, industrial wastewater, livestock wastewater and various organic wastewaters has increased rapidly, resulting in serious water pollution. Above all, when excessive discharge of nitrogen and phosphorus in the natural world causes eutrophication, which increases water pollution by algae growth, deteriorates the taste of water and makes bad smells too bad, making it unsuitable for water supply. Reduction of oxygen adversely affects the self-cleaning of rivers, jeopardizing even habitats of aquatic organisms such as fish. Therefore, environmental groups such as the government regulate the discharge of clean and treated water after the treatment by using physicochemical or biological methods at the wastewater source.

현재 하수의 고도처리시 많이 이용되는 생물학적 처리공정은 혐기성조와 호기성조를 직렬로 조합함으로써 질소와 인이 동시에 제거될 수 있는 처리공정이 확립되어 있기는 하나, 운전인자의 확립이 어렵고, 질소 제거 미생물과 인 제거 미생물의 생육 조건이 상반되므로 각각에 대해 분리된 반응조 및 반응기작이 필요하게 되어 시설비와 유지비가 많이 든다는 단점을 갖고 있다. 또한 우기시에는 하,폐수내의 용존산소가 높아지면 혐기조에서 인 방출이 어려워지고, 유기물에 대응한 반응조 내의 미생물 농도 조정에 대해서도 고도의 기술을 요하고 있어 운전에 어려움을 겪고 있다.Currently, biological treatment processes that are widely used for advanced treatment of sewage have been established to treat nitrogen and phosphorus simultaneously by combining anaerobic and aerobic tanks in series. Since the growth conditions of the phosphorus-removing microorganisms are opposite, it requires a separate reaction tank and a reactor operation for each, which has a disadvantage of high facility and maintenance costs. In addition, during the rainy season, when the dissolved oxygen in the sewage and wastewater becomes high, phosphorus emission from the anaerobic tank becomes difficult, and it is difficult to operate because it requires high technology to adjust the concentration of microorganisms in the reaction tank corresponding to organic matter.

상기에 기술한 여러 가지 문제점으로 인하여 최근에 질소는 생물학적 처리를 하고, 인의 경우에는 흡착제를 사용한 화학적 처리를 하여 각각에 대한 독립된 공정을 결합하는 방법이 상용되고 있다.Recently, due to various problems described above, nitrogen is biologically treated, and in the case of phosphorus, chemical treatment using an adsorbent has been commonly used to combine independent processes for each.

상기 공정에 사용되는 폐수처리용 흡착제로는 다공성인 제올라이트나 벤토나이트 및 황토 등을 비롯하여 최근에는 환경친화성과 흡착성능이 우수하여 버려진 패각의 경우도 흡착제로 사용하고 있으며, 이런 흡착제를 이용하여 인 처리를 함으로써 경제적인 측면과 효율적인 측면에 있어서는 대단한 효과를 얻을 수 있었다.Wastewater treatment adsorbents used in the process include porous zeolites, bentonite and ocher, etc. In recent years, waste shells have been used as adsorbents because of their excellent environmental friendliness and adsorption performance. By doing so, it was able to obtain great effects in terms of economics and efficiency.

하지만 현재 사용되는 흡착제의 대부분이 분말상으로 사용되기 때문에 침강속도가 느려 반응시간이 오래 걸리고, 단위 체적당 흡착량이 적기 때문에 과량의 흡착제를 사용하여야 하는 단점을 가지고 있다. 또한 이렇게 흡착제를 과량 사용하게 되면 흡착제의 일부 입자들이 콜로이드 형태로 부유함으로써 탁도 증가 및 빛의 투과율 감소, 용존산소의 공급 저하로 인한 2차오염을 발생시키고, 일부 입자들은 슬러리 상태로 침전이 일어나 이들을 처리하기 위한 제2공정이 필요하므로 이에 대한 시설비와 관리유지비의 부담을 가져오게 된다.However, since most of the currently used adsorbents are used in powder form, the sedimentation rate is slow and the reaction time is long, and the amount of adsorbent per unit volume is small. In addition, the excessive use of the adsorbent causes some particles of the adsorbent to float in the colloidal form, causing secondary pollution due to increased turbidity, decreased light transmittance, and reduced supply of dissolved oxygen. Since a second process is required for treatment, the burden of facility and maintenance costs is brought about.

이를 개선하기 위해, 대한민국 특허내 출원번호 제2000-60530호에서는 고온에서 소성가공하고 분쇄한 패각분말과; 황토, 몬모릴로나이트, 일라이트, 벤토나이트, 맥반석 또는 제올라이트 중에서 최소한 어느 하나로 이루어지는 다공성 천연무기물분말; 그리고 다공성으로 이루어진 숯 또는 활성탄 중 하나를 포함하는 탄소물을 주 구성성분으로 하여 이루어진 조성물에 키토산과 물을 혼합한 용액을 결합제로 첨가하여 입상화하는 수처리용 다공성 흡착제를 소개하고 있다.In order to improve this, Korean Patent Application No. 2000-60530 is shell shell powder processed and pulverized at a high temperature; Porous natural inorganic powder consisting of at least one of ocher, montmorillonite, elite, bentonite, elvan or zeolite; And it introduces a porous adsorbent for water treatment to granulate by adding a mixture of chitosan and water as a binder to a composition consisting mainly of carbon made of porous charcoal or activated carbon as a main component.

상기 기술의 흡착제는 일정한 강도를 갖는 각각의 흡착제 조성비를 다르게 함으로써 비중을 조절하여 침전까지의 부유시간을 조정 가능하도록 하였고 결합제를 사용하여 적절한 형태를 유지할 수 있도록 하여 침강속도와 처리효율을 높이도록 한 것이다.The adsorbent of the above technique is to adjust the specific gravity of each adsorbent having a certain strength by varying the specific gravity so that it is possible to adjust the suspension time until precipitation and to maintain the proper form by using a binder to increase the settling speed and treatment efficiency will be.

그러나 이 흡착제의 경우, 기존에 공극이 형성된 여러 흡착제들을 결합제에 의해 응집시켜 성형한 형태이므로 분말형태의 흡착제와 비교했을 경우 오히려 비표면적이 감소하여 단위 중량당 흡착량이 크게 증가되지 않았기 때문에 인에 대한 제거효율이 낮고, 또한 흡착제 내에 인을 제거하기 위한 칼슘의 양이 상대적으로 작기 때문에 다량의 흡착제를 투입해야 하며, 이로 인하여 발생되는 탁도의 증가에 대한 문제점을 개선시키지 못했다However, since the adsorbent is formed by agglomeration of various adsorbents with voids formed by a binder, the specific surface area of the adsorbent is reduced and the amount of adsorption per unit weight does not increase significantly. Since the removal efficiency is low and the amount of calcium to remove phosphorus in the adsorbent is relatively small, a large amount of adsorbent has to be added, which does not improve the problem of increased turbidity.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제조된 것으로 종래 흡착제보다 비표면적이 넓고 흡착성이 뛰어나므로 적은 양으로도 인에 대한 제거 효율을 높일 수 있으며, 처리 후에는 물에 용해되지 않은 슬러지의 형태로 침전되기 때문에 탁도 증가가 일어나지 않고, 침전되는 슬러지의 양도 적고 분리가 쉬어 특별한 분리 공정없이 처리가 가능하므로 전체적인 운전비용과 처리비용을 절감할 수 있는 다공성 볼(Ball)형태의 인 제거 흡착제를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been prepared to solve the above problems, the specific surface area is wider than the conventional adsorbent and excellent adsorptivity, so that the removal efficiency for phosphorus can be increased even in a small amount, and precipitated in the form of sludge that is not dissolved in water after treatment. Therefore, there is no increase in turbidity, the amount of sludge precipitated is small, and the separation is easy, so that it can be processed without special separation process, thereby providing a porous ball-type phosphorus removal adsorbent which can reduce the overall operating cost and treatment cost. There is a purpose.

도 1은 본 발명의 인의 농도와 pH에 따른 아파타이트의 용해도1 is the solubility of apatite according to the concentration and pH of phosphorus of the present invention

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 흡착제 조성과 소성온도에 따른 인 제거효율과 탁도의 상태도2a to 2d is a state diagram of phosphorus removal efficiency and turbidity according to the adsorbent composition and firing temperature of the present invention

도 3a 내지 도 3b은 본 발명의 흡착제 첨가시 시간에 따른 pH 변화를 도시한 상태도Figure 3a to Figure 3b is a state diagram showing the pH change with time when the adsorbent of the present invention added

상기의 목적을 해결하기 위한 본 발명은 산화칼슘(CaO) 성분 60 ~ 80중량부에 대하여 산화제2철(Fe2O3) 20 ~ 40중량부를 혼합한 조성물에 결합제를 첨가하여 입상화하고, 입상화된 성형품을 건조시킨 다음 소성가공하는 인 제거용 흡착제 제조방법에 있어서,상기 산화칼슘 성분으로 경질 탄산칼슘을 사용하는 것을 특징으로 하는 인 제거용 흡착제의 제조방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.The present invention for solving the above object is granulated by adding a binder to a composition in which 20 to 40 parts by weight of ferric oxide (Fe 2 O 3 ) is mixed with respect to 60 to 80 parts by weight of calcium oxide (CaO) component. In the method for producing a phosphorus removal adsorbent for drying and calcination of the molded article, it can be achieved by providing a method for producing a phosphorus removal adsorbent, characterized in that using a hard calcium carbonate as the calcium oxide component.

본 발명에 대해 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail as follows.

상기 방법에 따라 흡착제 성분들을 혼합하고 결합제를 첨가하게 되는데 이 때 흡착제 성분으로 사용되는 산화제2철 분말의 경우는 400℃에서 24시간, 경질 탄산칼슘 성분 분말의 경우는 380℃에서 16시간 동안 건조하여 데시케이터에서 방냉함으로서 순수한 경질 탄산칼슘 성분 분말과 산화제2철 분말로 만들어 사용한다.According to the above method, the adsorbent components are mixed and a binder is added. At this time, the ferric oxide powder used as the adsorbent component is dried at 400 ° C. for 24 hours, and the hard calcium carbonate powder is dried at 380 ° C. for 16 hours. Cooled in desiccator, it is made of pure hard calcium carbonate powder and ferric oxide powder.

일반적으로 산화칼슘 성분으로는 경질 탄산칼슘, 중질 탄산칼슘, 수산화칼슘, 산화칼슘 등이 있으나, 본 발명에서는 상업적으로나 처리효과면에서 우수한 경질 탄산칼슘을 사용하는 것을 특징으로 한다.In general, the calcium oxide components include hard calcium carbonate, heavy calcium carbonate, calcium hydroxide, calcium oxide, and the like, but the present invention is characterized by the use of hard calcium carbonate that is excellent in terms of commercial and processing effects.

먼저, 경질 탄산칼슘 분말에 대한 화학적 조성을 하기 표1에 나타내었다. 이 경질 탄산칼슘을 소성가공을 하면 하기 표1에 나타낸 강열감량만큼 이산화탄소가 증발하면서 다공성 형태의 산화칼슘(CaO)이 되어 비표면적이 넓어지는 동시에 분자표면에 반응성이 좋은 많은 수의 칼슘전하가 분포되어 인에 대한 제거성능을 개선시킬 수 있다. 또한 상기 경질 탄산칼슘은 무기고화제로서 기능을 수행하게 되는데, 본 발명의 흡착제가 분말상 형태로 뿌려질 경우에도 경질 탄산칼슘이 물을 흡수하여 부푸는 팽윤현상이 일어나 콜로이드 상태로 존재하지 않게 되므로 탁도증가 등에 따른 2차오염을 방지 할 수 있다.First, the chemical composition of the hard calcium carbonate powder is shown in Table 1 below. When the hard calcium carbonate is calcined, carbon dioxide evaporates as much as the loss in ignition shown in Table 1 to form a porous calcium oxide (CaO), which expands the specific surface area and distributes a large number of highly reactive calcium charges on the molecular surface. This can improve the removal performance for phosphorus. In addition, the hard calcium carbonate functions as an inorganic solidifying agent, even when the adsorbent of the present invention is sprayed in powder form, the hard calcium carbonate absorbs water and causes a swollen swelling phenomenon so that turbidity does not exist in the colloidal state. Secondary pollution due to the like can be prevented.

조성Furtherance CaOCaO MgOMgO SiO2 SiO 2 R2O3 R 2 O 3 강열감량Ignition loss 기타Etc 함량(wt.%)Content (wt.%) 53.053.0 0.30.3 0.20.2 0.30.3 43.043.0 3.23.2

또 다른 흡착제 성분인 산화제2철의 경우는 소성가공시 상기 흡착제 외벽에 탄산칼슘과 함께 유리질 형태의 외벽을 형성시키는 동시에 산화제2철내에 존재하는 제1철이온(Fe2+)과 제2철이온(Fe3+)이 폐수내의 인산 이온과 결합하여 난용성 인산화합물을 만드는 특징을 가지고 있다. 따라서 상기 흡착제를 흡착공정에 사용할 경우 유리질 형태로 존재하던 산화제2철이 인산화합물 형태로 흡착제 외벽에서 떨어져 나가게 되면 인을 함유한 폐수들이 흡착제의 공극내로 침투가 일어나게 되고, 상기 공극내에 존재하는 칼슘에 의해 인의 2차 제거가 일어나게 함으로서 인의 제거효율을 높일 수 있으며, 일정량의 칼슘을 지속적으로 유출시키게 되므로 흡착능의 발휘 지속시간을 증가시킬 수 있는 요인으로 작용하게 된다. 또한 산화제2철은 표1에 나타난 바와 같이 경질 탄산칼슘에 소량 존재하는 이산화규소와 반응하여 기공을 형성함으로써 다공성 형태로 성형시키는 역할을 겸하게 된다.In the case of ferric oxide, another adsorbent component, ferrous ions (Fe 2+ ) and ferric ions present in ferric oxide are formed at the same time as the glass wall with calcium carbonate is formed on the outer wall of the adsorbent during plastic working. (Fe 3+ ) combines with phosphate ions in the wastewater to form poorly soluble phosphate compounds. Therefore, when the adsorbent is used in the adsorption process, when the ferric oxide, which is in the form of glass, is separated from the adsorbent outer wall in the form of a phosphate compound, wastewater containing phosphorus penetrates into the pores of the adsorbent, and calcium is present in the pores. Phosphorus secondary removal of phosphorus can increase the removal efficiency of phosphorus, and because a certain amount of calcium is continuously discharged to act as a factor to increase the duration of the adsorption capacity. In addition, the ferric oxide serves to form a porous form by forming pores by reacting with silicon dioxide present in a small amount of hard calcium carbonate as shown in Table 1.

상기와 같은 흡착제성분들을 경질 탄산칼슘 60 ~ 80중량부와 산화제2철 20 ~ 40중량부의 조성비로 하여 분쇄기에서 24시간 혼합시킨 다음 다시 알콜상에서 30분간 완전혼합시키게 되는데 이 때 상기 흡착제의 조성비는 인 제거가 가장 효율적으로 일어나면서도 탁도가 증가되지 않은 가장 적절한 범위이다. 만약 상기 조성비에 있어서, 전체 흡착제에 대한 산화제2철의 비율이 감소하게 되면 소성가공시 흡착제의 고화가 불량하게 되어 인 제거 과정동안 백탁현상으로 인한 탁도가 증가하게 되며, 반대로 상기 조성비에 있어서 전체 흡착제에 대한 산화제2철의 비율이 증가하게 되면 소성가공 후 제조되는 흡착제의 외벽에 산화제2철의 유기질막이 너무 두껍게 형성되므로 페수의 내부침투가 용이하지 못하여 인 제거효율이 떨어지게 된다.The adsorbents are mixed for 24 hours in a grinder with a composition ratio of 60 to 80 parts by weight of hard calcium carbonate and 20 to 40 parts by weight of ferric oxide, and then completely mixed in an alcohol phase for 30 minutes. This is the most appropriate range where removal takes place most efficiently but no increase in turbidity. In the composition ratio, if the ratio of ferric oxide to the total adsorbent is reduced, the solidification of the adsorbent becomes poor during plastic working, and the turbidity due to the turbidity during the phosphorus removal process increases, and conversely, the total adsorbent in the composition ratio When the ratio of ferric oxide to is increased, since the organic film of ferric oxide is formed too thick on the outer wall of the adsorbent prepared after plastic working, the internal permeation of the wastewater is not easy and the phosphorus removal efficiency is lowered.

인 제거 효율은 경질 탄산칼슘 60 ~ 80중량부에 대해서 산화제2철 20 ~ 40중량부의 조성비를 가진 경우 모두 비슷한 제거효율을 나타내고 있으며, 탁도도 현재 규제되고 있는 범위내에서 발생되므로, 상기 조성비를 가진 경우 흡착제로서의 사용될 수 있으나 경질 탄산칼슘 80중량부에 대해 산화제2철 20중량부를 혼합했을 때 탁도가 급격하게 높아지게 된다. 따라서 두 흡착제 성분들의 조성비는 경질 탄산칼슘 60 ~ 70중량부에 대해서 산화제2철 30 ~ 40중량부를 혼합하는 것이 가장 적당하다고 볼 수 있다.Phosphorus removal efficiency shows similar removal efficiencies in all cases having a composition ratio of 20 to 40 parts by weight of ferric oxide with respect to 60 to 80 parts by weight of hard calcium carbonate, and since the turbidity is generated within the currently regulated range, If used as an adsorbent, but turbidity is rapidly increased when 20 parts by weight of ferric oxide is mixed with 80 parts by weight of hard calcium carbonate. Therefore, it may be considered that the composition ratio of the two adsorbent components is best mixed with 30 to 40 parts by weight of ferric oxide based on 60 to 70 parts by weight of hard calcium carbonate.

상기의 방법으로 혼합된 조성물을 소성하기 전에 일정한 형태, 즉 볼형태로 성형시키기 위한 결합제가 필요하게 된다. 상기와 같은 용도로 상용되고 있는 결합제로는 키토산이나 셀룰로오스, 녹말과 같은 천연고분자 및 폴리비닐알콜이나 폴리에틸렌옥사이드와 같은 합성수용성고분자들이 사용되고 있으며, 이 결합제를 상기 조성물 100중량부에 대해서 5중량부를 첨가하여 충분한 반죽이 가능한 상태로 만듦으로서 일정한 형성조절이 가능해진다. 본 발명에서는 3%의 농도를 갖는 폴리비닐알콜(PVA) 수용액을 결합제로서 사용하는 데, 상기 결합제를 첨가하고 소성가공을 거치게 되면 열처리 중 생성된 물이 결합제와 수화반응을 통해 고화됨으로써 폴리비닐알콜 대부분은 이산화탄소와 수증기로 날아가고 흡착제만 볼형태의 형상조절이 가능해지도록 한다. 또한, 폴리비닐알콜 같은 고분자물질은 그 자체에 다공성 막을 형성할 수 있는 특징을 가지므로 개질제로서의 기능도 동시에 수행할 수가 있으므로 더욱 효과적이다.Before firing the mixed composition by the above method, a binder for forming into a certain shape, ie, ball form, is required. As a binder commonly used for the above applications, natural polymers such as chitosan, cellulose, and starch and synthetic water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol and polyethylene oxide are used, and 5 parts by weight of the binder is added to 100 parts by weight of the composition. By making it possible to form a sufficient dough can be controlled constant formation. In the present invention, a polyvinyl alcohol (PVA) aqueous solution having a concentration of 3% is used as a binder. When the binder is added and subjected to plastic processing, the water produced during the heat treatment is solidified through the hydration reaction with the binder, thereby polyvinyl alcohol. Most of them are blown with carbon dioxide and water vapor and only the adsorbent allows the shape of the ball to be controlled. In addition, since the polymer material such as polyvinyl alcohol has a characteristic of forming a porous membrane on its own, it is more effective because it can simultaneously perform a function as a modifier.

본 발명에 따르면 소성가공은 승온속도를 1분에 3℃씩 오를 수 있도록 조절하면서 1.100℃까지 가열한 다음 1.100 ~ 1.200℃ 범위내에서 2시간 동안 열처리를 시행한 후 상온까지 감온속도를 1분에 5℃씩 하여 서냉하는 것이 바람직하다. 상기 조성물에 사용되는 경질 탄산칼슘은 소성온도를 비롯한 시간 등의 조건에 따라 그 물성이 조금씩 다른데, 상기 조건에서 소성한 경우에는 백색의 다공성 형태를 가지며, 비중은 2.5정도, 모스경도가 2 ~ 3으로 굴절률이 작은 경질 탄산칼슘이 된다. 하지만 1200℃를 초과하여 장시간 가열하게 되면 경질 탄산칼슘의 용융이 일어나게 되어 다공성물질에서 딱딱한 백색의 결정성 물질이 되므로 비표면적이 감소하고 비중이 크게 상승하게 되어 흡착제로서 적절하지 못하게 된다. 반면 1.100℃미만에서 소성가공을 할 경우에는 온도가 낮아 경질 탄산칼슘의 가수분해가 수월해지지 못하므로 이산화탄소의 증발로 인한 공극형성이 원활하지 않아 충분한 다공성을 가진 경질 탄산칼슘이 되기 어렵게 된다.According to the present invention, the plastic working is heated to 1.100 ° C. while adjusting the temperature increase rate by 3 ° C. per minute, and then subjected to heat treatment for 2 hours in a range of 1.100 to 1.200 ° C., and then the temperature reduction rate to room temperature is 1 minute. It is preferable to cool slowly by 5 degreeC. Hard calcium carbonate used in the composition is slightly different in physical properties depending on the conditions such as time, including the firing temperature, when calcined under the above conditions has a white porous form, specific gravity is about 2.5, Mohs hardness is 2-3 This results in hard calcium carbonate with a small refractive index. However, when heated for more than 1200 ℃ for a long time, the melting of hard calcium carbonate occurs and becomes a hard white crystalline material in the porous material, so the specific surface area is reduced and the specific gravity is increased significantly, which is not suitable as an adsorbent. On the other hand, when the plastic working is less than 1.100 ℃, the temperature is low, so it is not easy to hydrolyze the hard calcium carbonate, so it is difficult to form hard calcium carbonate with sufficient porosity due to poor porosity due to evaporation of carbon dioxide.

본 발명에 의해 제조되는 흡착제와 같이 경질 탄산칼슘과 산화제2철의 전체함유량에 대한 경질 탄산칼슘의 함유량이 60 ~ 70%이고, 소성온도가 1.100 ~ 1.200℃의 범위에서 이루어지면 유리질 외벽이 형성된 경질 탄산칼슘과 산화제2철의 화합물(2CaO·Fe2O3) 표면에 산화칼슘(CaO)이 부착되어 있는 입자가 생성된다. 이는 종래 탄산칼슘과 산화철의 조성비와 소성온도에 따른 결정의 상에 관한 데이타에서 뒷받침 되고 있다.When the content of hard calcium carbonate is in the range of 60 to 70% and the sintering temperature is in the range of 1.100 to 1.200 ° C. with respect to the total content of hard calcium carbonate and ferric oxide, as in the adsorbent prepared by the present invention, the hard outer wall is formed. Particles having calcium oxide (CaO) adhered to the surface of the compound (2CaO.Fe 2 O 3 ) of calcium carbonate and ferric oxide. This is supported by the data on the crystal phase according to the composition ratio and the firing temperature of the conventional calcium carbonate and iron oxide.

상기 결정형태의 흡착제를 흡착공정에 사용하면, 먼저 표면에 부착되어 있는 경질 탄산칼슘이 용매에 용해되어 칼슘이온이 해리되어 나와 물의 수산화이온(OH-)과 반응하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)으로 생성되었다가 다시 칼슘과 수산화이온으로 해리되는 과정을 반복하게 된다. 상기 과정이 반복되는 동안 반응초기에는 표면에 부착되어 있는 경질 탄산칼슘에서 생성된 칼슘이온이 폐수내 인과 접촉하여 난용성 인산화합물로 처리되고, 상기 경질 탄산칼슘의 칼슘이온이 인산화합물 형태로 충분히 소모될 만큼 시간이 경과하면 경질 탄산칼슘과 산화제2철 화합물(2CaO·Fe2O3)결정체의 유리질 외벽이 폐수내 인과 계속적인 반응으로 균열이 일어나게 되어 흡착제 내로 침투가 가능해 지게 된다. 따라서 흡착제 내부로 폐수가 침투하게 되면 흡착제 공극내에 활성화된 칼슘들이 폐수 속에서 미처 제거되지 못하고 남아있는 인들과 이차반응을 일으키게 되고 역시 난용성 인산화합물 형태로 석출이 일어나게 함으로서 인에 대한 제거효율을 높일 수 있고 흡착능 발휘 지속시간을 늘릴 수 있는데 결정적인 역할을 한다.Using the adsorbent of the crystal form in the adsorption process, first, a light calcium carbonate attached to the surface are dissolved in the solvent is a calcium ion dissociation me of water hydroxide ions (OH -) and the reaction of calcium hydroxide (Ca (OH) 2) It is generated as a result of repeated dissociation with calcium and hydroxide ions. In the initial stage of the reaction, calcium ions produced from hard calcium carbonate adhering to the surface are treated with phosphorus in the wastewater and treated with poorly soluble phosphate compounds, and the calcium ions of the hard calcium carbonate are sufficiently consumed in the form of phosphate compounds. When the time has elapsed as is to be a light calcium carbonate as the oxidant ferric compound vitreous outer wall of (2CaO · Fe 2 O 3) crystals occurs within the causal split by continuous reaction becomes possible waste water from penetrating into the absorbent. Therefore, when the wastewater penetrates into the adsorbent, activated calcium in the adsorbent pores cannot be removed in the wastewater, causing secondary reactions with the remaining phosphorus, and also causing precipitation in the form of poorly soluble phosphate compounds. It can play a decisive role in increasing and increasing the duration of adsorption capacity.

상기의 과정에서 흡착제에 의한 인제거는 과포화용액에서 결정을 석출하는 정석탈인법에 기초를 둔다. 정석탈인법이란 과포화용액에 그 물질의 결정을 넣으면 용질이 결정을 핵으로 하여 석출되는 원리를 응용한 것으로, 본 과정에서는 반응초기 생성되는 수산화기와 칼슘에 의해 정석탈인법이 일어날 수 있는 충분한 pH와 과포화가 조성되어 수산화칼슘을 핵으로 하여 아파타이트 정석이 진행되게 된다.The phosphorus removal by the adsorbent in the above process is based on the crystallization dephosphorization method which precipitates crystals in the supersaturated solution. The crystallization dephosphorization method applies the principle that the solute is precipitated by crystallization as the nucleus when the crystal of the substance is put in the supersaturated solution. pH and supersaturation are formed so that apatite crystallization proceeds using calcium hydroxide as a nucleus.

도면에 첨부된 도 1의 인의 농도와 pH에 따른 아파타이트의 용해도를 참조하여 좀 더 상세하게 살펴보면 정석탈인법이 일어나기 위해서는 pH가 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있다. 본 발명의 흡착제는 지속적으로 일정량의 칼슘이 유출되기 때문에 용매인 물과 반응하여 계속적으로 수산화칼슘을 생성시키므로 과포화도가유지될 수 있고, 상기 수산화칼슘은 결정핵으로 역할을 겸하므로 도 1에 도시된 용해도의 준 안정지역내에서 상기 결정핵으로 인한 정석탈인 현상이 안정적으로 이루어 질 수 있으며, 상기 과정으로 생성된 인산화합물은 침전이 이루어지는 동안 시간이 지나도 페수내의 pH는 항상 9를 넘으면서도 10.5를 초과하지 않는 준 안정영역상태의 용해도범위 안에서 반응이 이루어지므로 정석탈인현상을 꾸준히 유지할 수 있게 된다. 특히 이러한 정석탈인법에 의해 생성되는 인산화합물인 하이드록시아파타이트(Ca10(OH)2(PO4)6)는 상기 수산화칼슘을 핵을 중심으로 성장하는 특성을 갖는 난용성결정체이므로 물속에서 부유되지 않고 바닥에 침전되므로 탁도를 증가시키지 않게 된다.Referring to more detail with reference to the solubility of apatite according to the concentration and pH of phosphorus of Figure 1 attached to the drawings it can be seen that pH plays an important role in the crystallization. Since the adsorbent of the present invention continuously discharges a certain amount of calcium, the adsorbent may continuously produce calcium hydroxide by reacting with water, which is a solvent, and thus the supersaturation may be maintained. Crystalline dephosphorization due to the nuclei can be stable within the quasi-stable zone, and the phosphate compound produced by the above process does not exceed 10.5 even though the pH in waste water is always over 9 even after time of precipitation. The reaction is performed within the solubility range of the quasi-stable zone state, thereby maintaining the crystallization phenomenon. In particular, hydroxyapatite (Ca 10 (OH) 2 (PO 4 ) 6 ), a phosphoric acid compound produced by crystallization and dephosphorization, is poorly soluble crystal having the characteristic of growing the calcium hydroxide around the nucleus, and thus is not suspended in water. It does not increase turbidity because it is deposited on the bottom.

따라서 본 발명의 방법으로 제조된 흡착제를 여과 및 반응기에 유동형이나 충진형으로 적용시켜 첨가하게 되면 결과물로 난용성 인산화합물이 슬러리 상태로 되지 않고 처음 상태인 딱딱한 볼형태를 그대로 유지하고 있으므로 회수와 처리가 수월하고, 회수된 상기 처리물질을 분쇄하여 바로 인산비료로 사용가능하므로 자연의 재활용이라는 시점에서 효율적이라 할 수 있다.Therefore, when the adsorbent prepared by the method of the present invention is added to the filtration and the reactor by applying the fluid type or the filling type, as a result, the poorly soluble phosphate compound does not become a slurry state, but maintains the hard state of the first ball state as it is. It is easy and can be said to be efficient at the point of nature recycling because it can be immediately used as a phosphate fertilizer by grinding the recovered material.

이하, 본 발명을 하기의 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하기로 하나, 본 발명이 하기의 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited only to the following examples.

<실시예1 내지 실시예4><Examples 1 to 4>

흡착제의 성분으로 경질 탄산칼슘 분말과 산화제2철 분말을 혼합사용하고 경질 탄산칼슘과 산화제2철의 혼합비를 80중량부와 20중량부로 하여 섞은 조성물 100중량부에 결합제로 3%의 폴리비닐알콜 수용액을 5중량부 첨가하여 지름 2 ~ 3mm의 볼형태의 입자로 성형하고 건조시킨 다음, 소성온도를 하기 표2과 같이 하고 2시간 열처리하여 흡착제를 제조한다.3% polyvinyl alcohol aqueous solution as a binder in 100 parts by weight of a composition containing a mixture of hard calcium carbonate powder and ferric oxide powder as an adsorbent and mixing 80 parts by weight and 20 parts by weight of hard calcium carbonate and ferric oxide. 5 parts by weight was added to form a ball particle having a diameter of 2 to 3mm, dried, and then the firing temperature is as shown in Table 2 and heat-treated for 2 hours to prepare an adsorbent.

상기의 방법으로 제조된 흡착제 100㎎을 인산의 포함량이 10mg/L인 폐수 1L에 첨가하고 반응시간에 따른 인 제거효율을 측정하여 도 2a와 함께 표2에 나타내었고, 흡착제를 첨가 후 200시간 뒤에 폐수의 탁도를 네펠로법으로 측정하여 하기 표2에 기재하였다.100 mg of the adsorbent prepared by the above method was added to 1 L of wastewater containing 10 mg / L of phosphoric acid, and the phosphorus removal efficiency according to the reaction time was measured and shown in Table 2 together with FIG. 2A. The turbidity of the wastewater was measured by the Nephlo method and shown in Table 2 below.

소성온도(℃)Firing temperature (℃) 시간(H)에 따른 인 제거효율(%)Phosphorus removal efficiency (%) over time (H) 탁도(NTU)Turbidity (NTU) 55 1010 2020 4040 8080 160160 200200 실시예1Example 1 11001100 8888 92.492.4 94.194.1 96.696.6 98.498.4 98.598.5 98.698.6 10.210.2 실시예2Example 2 12001200 80.280.2 86.586.5 89.589.5 91.991.9 95.395.3 95.995.9 9696 9.09.0 실시예3Example 3 13001300 75.675.6 79.579.5 84.384.3 87.687.6 93.593.5 94.994.9 94.794.7 7.97.9 실시예4Example 4 14001400 71.271.2 73.673.6 79.979.9 83.583.5 88.488.4 91.791.7 90.490.4 7.27.2

<실시예5 내지 실시예8><Examples 5 to 8>

흡착제의 성분으로 경질 탄산칼슘 분말과 산화제2철 분말을 혼합사용하고 경질 탄산칼슘과 산화제2철의 혼합비를 70중량부와 30중량부로 하여 섞은 조성물 100중량부에 결합제로 3%의 폴리비닐알콜 수용액을 5중량부 첨가하여 지름 2 ~ 3mm의 볼형태의 입자로 성형하고 건조시킨 다음, 소성온도를 하기 표3과 같이 하고 2시간 열처리하여 흡착제를 제조한다.3% polyvinyl alcohol aqueous solution as a binder in 100 parts by weight of a mixture of hard calcium carbonate powder and ferric oxide powder as a component of the adsorbent, and a mixing ratio of hard calcium carbonate and ferric oxide to 70 parts by weight and 30 parts by weight. 5 parts by weight was added to form a ball particle having a diameter of 2 to 3mm, dried, and then the firing temperature is as shown in Table 3 and heat-treated for 2 hours to prepare an adsorbent.

상기의 방법으로 제조된 흡착제 100㎎을 인산의 포함량이 10mg/L인 폐수 1L에 첨가하고 반응시간에 따른 인 제거효율을 측정하여 도 2b와 함께 표3에 나타내었고, 흡착제를 첨가 후 200시간 뒤에 폐수의 탁도를 네펠로법으로 측정하여 하기표3에 기재하였다.100 mg of the adsorbent prepared by the above method was added to 1 L of wastewater containing 10 mg / L of phosphoric acid, and the phosphorus removal efficiency was measured according to the reaction time. The turbidity of the wastewater was measured by the Nephel method and is shown in Table 3 below.

소성온도(℃)Firing temperature (℃) 시간(H)에 따른 인 제거효율Phosphorus removal efficiency with time (H) 탁도(NTU)Turbidity (NTU) 55 1010 2020 4040 8080 160160 200200 실시예5Example 5 11001100 83.983.9 87.187.1 91.391.3 9595 97.197.1 98.998.9 9999 6.66.6 시시예66 12001200 72.372.3 77.777.7 81.681.6 89.689.6 94.894.8 96.296.2 96.396.3 6.06.0 실시예7Example 7 13001300 64.264.2 72.272.2 7575 81.281.2 89.989.9 93.693.6 94.794.7 5.55.5 실시예8Example 8 14001400 58.658.6 63.663.6 71.271.2 78.578.5 84.984.9 88.688.6 90.490.4 4.74.7

<실시예9 내지 실시예12><Example 9 to Example 12>

흡착제의 성분으로 경질 탄산칼슘 분말과 산화제2철 분말을 혼합사용하고 경질 탄산칼슘과 산화제2철의 혼합비를 60중량부와 40중량부로 하여 섞은 조성물 100중량부에 결합제로 3%의 폴리비닐알콜 수용액을 5중량부 첨가하여 지름 2 ~ 3mm의 볼형태의 입자로 성형하고 건조시킨 다음, 소성온도를 하기 표4와 같이 하고 2시간 열처리하여 흡착제를 제조한다.3% polyvinyl alcohol aqueous solution as a binder in 100 parts by weight of a mixture of hard calcium carbonate powder and ferric oxide powder as a component of the adsorbent and mixing 60 parts by weight and 40 parts by weight of hard calcium carbonate and ferric oxide. 5 parts by weight was added to form a ball particle having a diameter of 2 to 3 mm, dried, and then the firing temperature is as shown in Table 4, followed by heat treatment for 2 hours to prepare an adsorbent.

상기의 방법으로 제조된 흡착제 100㎎을 인산의 포함량이 10mg/L인 폐수 1L에 첨가하고 반응시간에 따른 인 제거효율을 측정하여 도 2c와 함께 표4에 나타내었고, 흡착제를 첨가 후 200시간 뒤에 폐수의 탁도를 네펠로법으로 측정하여 하기 표4에 기재하였다.100 mg of the adsorbent prepared by the above method was added to 1 L of wastewater containing 10 mg / L of phosphoric acid, and the phosphorus removal efficiency according to the reaction time was measured and shown in Table 4 together with FIG. 2C. The turbidity of the waste water was measured by the Nefel method and is shown in Table 4 below.

소성온도(℃)Firing temperature (℃) 시간(H)에 따른 인 제거효율(%)Phosphorus removal efficiency (%) over time (H) 탁도(NTU)Turbidity (NTU) 55 1010 2020 4040 8080 160160 200200 실시예9Example 9 11001100 72.972.9 74.974.9 79.879.8 84.984.9 91.391.3 96.296.2 9999 4.54.5 실시예10Example 10 12001200 60.160.1 67.167.1 71.571.5 78.278.2 87.987.9 9595 96.396.3 3.73.7 실시예11Example 11 13001300 49.649.6 52.552.5 59.759.7 68.568.5 75.275.2 88.888.8 91.791.7 3.33.3 실시예12Example 12 14001400 44.644.6 46.146.1 53.153.1 59.659.6 69.269.2 78.378.3 84.484.4 2.82.8

<실시예13 내지 실시예16><Examples 13 to 16>

흡착제의 성분으로 경질 탄산칼슘 분말과 산화제2철 분말을 혼합사용하고 경질 탄산칼슘과 산화제2철의 혼합비를 50중량부와 50중량부로 하여 섞은 조성물 100중량부에 결합제로 3%의 폴리비닐알콜 수용액을 5중량부 첨가하여 지름 2 ~ 3mm의 볼형태의 입자로 성형하고 건조시킨 다음, 소성온도를 하기 표5와 같이 하고 2시간 열처리하여 흡착제를 제조한다.3% polyvinyl alcohol aqueous solution as a binder in 100 parts by weight of a composition containing a mixture of hard calcium carbonate powder and ferric oxide powder as a component of the adsorbent and mixing 50 parts by weight and 50 parts by weight of hard calcium carbonate and ferric oxide. 5 parts by weight was added to form a ball particle having a diameter of 2 to 3 mm and dried, and then the firing temperature is as shown in Table 5 and heat-treated for 2 hours to prepare an adsorbent.

상기의 방법으로 제조된 흡착제 100㎎을 인산의 포함량이 10mg/L인 폐수 1L에 첨가하고 반응시간에 따른 인 제거효율을 측정하여 도 2d와 함께 표5에 나타내었고, 흡착제를 첨가 후 200시간 뒤에 폐수의 탁도를 네펠로법으로 측정하여 하기 표5에 기재하였다.100 mg of the adsorbent prepared by the above method was added to 1 L of wastewater containing 10 mg / L of phosphoric acid, and the phosphorus removal efficiency according to the reaction time was measured and shown in Table 5 together with FIG. 2D. The turbidity of the wastewater was measured by the Nefel method and is shown in Table 5 below.

소성온도(℃)Firing temperature (℃) 시간(H)에 따른 인 제거효율(%)Phosphorus removal efficiency (%) over time (H) 탁도(NTU)Turbidity (NTU) 55 1010 2020 4040 8080 160160 200200 실시예13Example 13 11001100 37.537.5 39.939.9 47.247.2 55.155.1 67.467.4 79.579.5 84.284.2 4.14.1 실시예14Example 14 12001200 26.726.7 30.130.1 37.237.2 44.244.2 55.855.8 69.769.7 71.171.1 3.33.3 실시예15Example 15 13001300 8.18.1 10.510.5 16.316.3 22.722.7 29.729.7 36.936.9 37.937.9 2.72.7 실시예16Example 16 14001400 5.65.6 8.58.5 12.912.9 17.817.8 23.523.5 30.230.2 32.232.2 2.02.0

(상기 실시예에 있어서 인 제거 효율은 (원수에 함유된 인의 함량 - 처리수에 함유된 인의 함량/원수에 함유된 인의 함량)×100 으로 하여 측정된 값을 기재하였고, 상기 인의 함량은 바나도몰리브데이트법(Vanadomolybdophasphoric acid colorietric method)을 적용하여 흡광도 측정시 표준액은 인산이수소칼륨(KH2PO4)을 사용하였고, 발색시약으로는 산화올리브데이트암모늄사수화물((NH4)6Mo7O4·4H2O)와 바나드암모늄(NH4VO3)의 혼합물을 사용하여 검량곡선을 작성하고 400 ~ 470파장대에서 흡광도를 측정하여 각각의 인의 함량을 기재하였다.)(In the above embodiment, the phosphorus removal efficiency was measured by (content of phosphorus in raw water-content of phosphorus in treated water / content of phosphorus in raw water) × 100, and the content of phosphorus is When the absorbance was measured by applying the molybdate method (Vanadomolybdophasphoric acid colorietric method), potassium dihydrogen phosphate (KH 2 PO 4 ) was used as a standard solution, and as a coloring reagent, an oxidate of ammonium oxide ((NH 4 ) 6Mo 7 O was used. A calibration curve was prepared using a mixture of 4 · 4H 2 O) and vanadium ammonium (NH 4 VO 3 ), and the absorbance was measured at 400 to 470 wavelength to describe the content of each phosphorus.)

상기의 실시예1 내지 실시예16의 결과를 통해 조성물에 대한 경질 탄산칼슘의 양이 증가할수록 인 제거 효율은 높게 나타나지만 동시에 탁도도 증가되는 것을 알 수 있다. 반면에 조성물에 대한 경질 탄산칼슘의 양이 감소할수록 탁도는 낮게 나타나지만 인 제거율도 역시 낮게 나타나게 된다. 또한 소성온도의 경우는 온도가 낮을수록 인 제거 효율이 월등히 높다는 것을 보여주고 있다.As a result of the above Examples 1 to 16, it can be seen that as the amount of hard calcium carbonate increases in the composition, phosphorus removal efficiency is increased but at the same time, turbidity is increased. On the other hand, as the amount of hard calcium carbonate in the composition decreases, the turbidity is lower but the phosphorus removal rate is also lower. In addition, the firing temperature shows that the lower the temperature, the higher the phosphorus removal efficiency.

상기에서 흡착제 성분들을 탄산칼슘 60 ~ 80중량부와 산화제2철 20 ~ 40중량부의 조성비로 하고 소성온도를 1.100 ~ 1.200℃로 한 경우 측정된 인 제거효율이 비슷하므로 흡착제로서 적당한 조건을 갖추었음을 알 수 있지만, 경질 탄산칼슘과 산화제2철의 혼합비를 80중량부와 20중량부로 하여 섞은 조성물인 실시예 1 내지 실시예4의 경우 다른 실시예에 비해 탁도가 급격하게 증가되었음을 관찰할 수 있다. 따라서 상기의 인 제거효율과 탁도를 고려할 때 산화칼슘 60 ~ 70중량부와 산화제2철 30 ~ 40중량부의 비율로 조성시키는 것이 바람직함을 알 수 있다.When the adsorbent components were composed of 60 to 80 parts by weight of calcium carbonate and 20 to 40 parts by weight of ferric oxide and the firing temperature was 1.100 to 1.200 ° C., the measured phosphorus removal efficiency was similar. As can be seen, it can be observed that the turbidity was sharply increased in the case of Examples 1 to 4, which is a composition mixed with 80 parts by weight and 20 parts by weight of hard calcium carbonate and ferric oxide. Therefore, in consideration of the phosphorus removal efficiency and turbidity, it can be seen that it is preferable to formulate at a ratio of 60 to 70 parts by weight of calcium oxide and 30 to 40 parts by weight of ferric oxide.

<실시예17 내지 실시예18><Example 17 to Example 18>

흡착제의 성분으로 탄산칼슘 분말과 산화제2철 분말을 혼합사용하고 탄산칼슘과 산화제2철의 혼합비를 70중량부와 30중량부로 하여 섞은 조성물 100중량부에 결합제로 3%의 폴리비닐알콜 수용액을 5중량부 첨가하여 지름 2 ~ 3mm의 볼형태의 입자로 성형하고 건조시킨 다음, 소성온도를 하기 표6와 같이 하고 2시간 열처리하여 흡착제를 제조한다.The mixture of calcium carbonate powder and ferric oxide powder was used as an adsorbent, and the mixing ratio of calcium carbonate and ferric oxide was 70 parts by weight and 30 parts by weight. After the addition by weight to form a ball-shaped particles of 2 ~ 3mm in diameter and dried, the firing temperature is as shown in Table 6 and heat-treated for 2 hours to prepare an adsorbent.

상기의 방법으로 제조된 흡착제 100㎎을 인산의 포함량이 10mg/L인 폐수 1L에 첨가하고 반응시간에 따른 pH를 측정하여 도 3a과 함께 표6에 나타내었다.100 mg of the adsorbent prepared by the above method was added to 1 L of wastewater containing 10 mg / L of phosphoric acid, and the pH was measured according to the reaction time.

소성온도(℃)Firing temperature (℃) 시간(H)에 따른 pHPH over time (H) 1One 22 77 2020 5050 7070 100100 200200 실시예17Example 17 11001100 10.13810.138 10.22310.223 10.27310.273 10.41710.417 10.37010.370 1011.1011. 10.21410.214 10.32810.328 실시예18Example 18 12001200 9.3349.334 9.4209.420 9.8509.850 10.28010.280 9.9609.960 9.8839.883 10.06710.067 10.13910.139

<실시예19 내지 실시예20><Examples 19 to 20>

흡착제의 성분으로 탄산칼슘 분말과 산화제2철 분말을 혼합사용하고 탄산칼슘과 산화제2철의 혼합비를 60중량부와 40중량부로 하여 섞은 조성물 100중량부에 결합제로 3%의 폴리비닐알콜 수용액을 5중량부 첨가하여 지름 2 ~ 3mm의 볼형태의 입자로 성형하고 건조시킨 다음, 소성온도를 하기 표7와 같이 하고 2시간 열처리하여 흡착제를 제조한다.The mixture of calcium carbonate powder and ferric oxide powder was used as an adsorbent, and the mixing ratio of calcium carbonate and ferric oxide was 60 parts by weight and 40 parts by weight. By weight parts are added to form a ball-shaped particles of 2-3mm in diameter and dried, and then the firing temperature as shown in Table 7 and heat-treated for 2 hours to prepare an adsorbent.

상기의 방법으로 제조된 흡착제 100㎎을 인산의 포함량이 10mg/L인 폐수 1L에 첨가하고 반응시간에 따른 pH를 측정하여 도 3b과 함께 표7에 나타내었다.100 mg of the adsorbent prepared by the above method was added to 1 L of wastewater containing 10 mg / L of phosphoric acid, and the pH was measured according to the reaction time.

소성온도(℃)Firing temperature (℃) 시간(S)에 따른 pHPH over time (S) 1One 22 77 2020 5050 7070 100100 200200 실시예19Example 19 11001100 9.4899.489 9.9899.989 10.15810.158 10.21710.217 10.15410.154 9.789.78 10.12810.128 10.28310.283 실시예20Example 20 12001200 9.119.11 10.10510.105 10.10010.100 10.28010.280 10.20810.208 10.01410.014 10.10610.106 10.42810.428

상기의 실시예 17 내지 실시예 20의 결과를 표6과 표7을 통해 알 수 있듯이 시간이 충분히 경과한 뒤에도 pH가 9이상이며 10.5를 넘지 않는 것이 확인되었다. 즉 본 발명의 흡착제를 사용하였을 경우 칼슘이온과 인이 결합하여 인화합물 생성이 아파타이트의 용해도 경계선 내에서 일어나므로 인에 대한 칼슘의 제거반응은 정석탈인법을 통해 이루어진다는 것을 알 수 있다.As can be seen from Tables 6 and 7 above, the results of Examples 17 to 20 were confirmed to have pH of 9 or more and not exceeding 10.5 after sufficient time had elapsed. That is, when the adsorbent of the present invention is used, calcium ions and phosphorus are combined to generate phosphorus compounds within the solubility boundary of the apatite, so it can be seen that the removal reaction of calcium to phosphorus is performed by crystallization.

상술한 바와 같이 본 발명의 흡착제는 경질 탄산칼슘과 철을 함유하는 분말을 일정한 비율로 섞은 조성물을 소성가공하여 공극을 활성화하고 표면적을 극대화시킴으로써 특별한 보조제 없이도 기존 처리방법보다 강한 하,폐수 처리능력을 발휘하면서도 처리시간을 지속시킬 수 있고, 여과기에 흡착제를 충진하여 하,페수를 통과시킴으로서 간단하게 수중의 인을 제거할 수 있으며, 또한 처리 후에 발생하는 슬러지의 양이 적고 분리하기가 쉽기 때문에 특별한 분리공정없이도 슬러지 처리가 용이하여 전체적인 운전비용을 절감할 수 있는 효과를 가져오는 것이다.As described above, the adsorbent of the present invention is capable of processing wastewater and wastewater, which is stronger than conventional treatment methods without special aids, by activating the voids and maximizing the surface area by firing the composition mixed with a powder containing hard calcium carbonate and iron in a constant ratio. It can keep the processing time and maintain the processing time, and it is possible to remove the phosphorus in the water simply by filling the filter with the adsorbent and passing the waste water, and also because the amount of sludge generated after the treatment is small and easy to separate, It is easy to treat the sludge without the process, which brings the effect of reducing the overall operating cost.

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 산화칼슘(CaO) 성분 60 ~ 80중량부에 대하여 산화제2철(Fe2O3) 20 ~ 40중량부를 혼합한 조성물에 결합제를 첨가하여 입상화하고, 입상화된 성형품을 건조시킨 다음 소성가공하는 하는 인 제거용 흡착제 제조방법에 있어서, 상기 산화칼슘 성분으로 경질 탄산칼슘을 사용하는 것을 특징으로 하는 인 제거용 흡착제의 제조방법A binder is added to granulate 20 to 40 parts by weight of ferric oxide (Fe 2 O 3 ) based on 60 to 80 parts by weight of the calcium oxide (CaO) component, and granulated by drying the granulated molded product, followed by plastic working. In the method for preparing a phosphorus removal adsorbent, hard calcium carbonate is used as the calcium oxide component. 청구항 3에 있어서, 상기 결합제가 키토산이나 셀룰로오스, 녹말과 같은 천연고분자 및 폴리비닐알콜이나 폴리에틸렌옥사이드 같은 합성수용성고분자 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 인 제거용 흡착제의 제조방법The method according to claim 3, wherein the binder is selected from natural polymers such as chitosan, cellulose, starch, and synthetic water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol or polyethylene oxide. 청구항 4에 있어서, 상기 결합제가 3중량%의 수용액인 것을 특징으로 하는 인 제거 흡착제의 제조방법The method of claim 4, wherein the binder is an aqueous solution of 3% by weight. 청구항 4에 있어서, 상기 결합제가 산화칼슘 성분과 산화제2철의 조성물 100중량부에 대해 5중량부 첨가되는 것을 특지으로 하는 인 제거용 흡착제의 제조방법The method according to claim 4, wherein the binder is added in an amount of 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition of the calcium oxide component and the ferric oxide. 청구항 3에 있어서, 소성가공하는 방법이 승온속도를 1분에 3℃씩 오를 수 있도록 조절하면서 1.100℃까지 가열한 다음 1.100 ~ 1.200℃ 범위내에서 2시간 동안 열처리를 시행한 후 상온까지 감온속도를 1분에 5℃씩 하여 서냉하는 것을 특징으로 하는 인 제거용 흡착제의 제조방법The method according to claim 3, wherein the plastic working method is heated to 1.100 ℃ while adjusting the temperature increase rate by 3 ℃ per minute, and then subjected to heat treatment for 2 hours in the range of 1.100 ~ 1.200 ℃ and then the temperature reduction rate to room temperature Method for producing a phosphorus removal adsorbent, characterized in that the slow cooling by 5 ℃ per minute 상기 청구항 3 내지 청구항 7의 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 인 제거용 흡착제.An adsorbent for phosphorus removal, which is produced by the method of claim 3 to 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100886737B1 (en) * 2008-09-03 2009-03-04 주식회사두합크린텍 Functional media and manufacture method for water purification using briquet ashes
KR101297642B1 (en) * 2011-05-23 2013-08-19 주식회사 부강테크 Media with Calcium Carbonate, and Wastewater Processing Applicance employing the same
KR101656665B1 (en) * 2015-11-30 2016-09-12 한국건설기술연구원 Phosphorus removal and withdrawal system using multifuntional granular seed crystal and phosphorus removal or withdrawal method using the same
SE545258C2 (en) * 2019-11-13 2023-06-07 Levande Hav AB Binding of phosphorus in bottom sediments

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07241571A (en) * 1994-03-04 1995-09-19 Dam Suigenchi Kankyo Seibi Center Dephosphorizing material and method
JPH0824634A (en) * 1994-07-13 1996-01-30 Ishihara Sangyo Kaisha Ltd Phosphorus adsorbent
KR960701696A (en) * 1994-03-18 1996-03-28 마츠모토 미키오 DEPHOSPHORIZING MATERIAL AND DEPHOSPHORIZING METHOD
JPH09136032A (en) * 1995-11-10 1997-05-27 Ebara Corp Granular phosphorus adsorbent and method for removing phosphorus
JPH1057804A (en) * 1996-08-21 1998-03-03 Kureatera:Kk Absorbent for phosphoric acid, arsenic, and fluorine manufactured from clear-water-generating soil and its manufacture

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07241571A (en) * 1994-03-04 1995-09-19 Dam Suigenchi Kankyo Seibi Center Dephosphorizing material and method
KR960701696A (en) * 1994-03-18 1996-03-28 마츠모토 미키오 DEPHOSPHORIZING MATERIAL AND DEPHOSPHORIZING METHOD
JPH0824634A (en) * 1994-07-13 1996-01-30 Ishihara Sangyo Kaisha Ltd Phosphorus adsorbent
JPH09136032A (en) * 1995-11-10 1997-05-27 Ebara Corp Granular phosphorus adsorbent and method for removing phosphorus
JPH1057804A (en) * 1996-08-21 1998-03-03 Kureatera:Kk Absorbent for phosphoric acid, arsenic, and fluorine manufactured from clear-water-generating soil and its manufacture

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