KR100461857B1

KR100461857B1 - 하·폐수처리의 폭기조나 회전원판에 사용하는 담체의 제조방법

Info

Publication number: KR100461857B1
Application number: KR10-2002-0039860A
Authority: KR
Inventors: 서희동; 서영진; 서영준
Original assignee: 서희동
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-12-17
Also published as: KR20030022681A

Abstract

본 발명은 전기석(Tourmaline)과 활성미네랄이 다량 함유한 광물의 분말을 나일론(Nylon), 폴리올레핀(Polyolefin), 폴리프로필렌(Polypropylene),폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리염화비닐(Polyvinylchloride)과 같은 합성수지 등의 섬모상(纖毛狀)천이나 부직포(不織布) 등에 코팅(Coating)한 담체를 제조하여, 이를 하·폐수처리의 생물학처리에서 폭기조나 회전원판(RBC ; Rotating biological contractor)이나 미생물 배양공정에 설치하여 처리효율을 향상하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여 본 발명은, 나일론, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐과 같은 합성수지 등의 섬모상천 이나 부직포 등에 1차 물에 불용성의 접착제를 코팅한 다음에 이에 전기석과 활성미네랄이 다량 함유한 광물의 분말을 도포(塗布)한 것을 하·폐수처리장의 폭기조나 회전원판 또는 미생물 배양공정 등에 설치하여 미생물의 부착이 용이하게 하면서 이들 미생물의 생육환경 조건을 최적의 상태로 유지하여 처리효율을 향상토록 한다.

특이한 사항은, 본 발명에서 제조된 담체는 하·폐수처리의 일반적인 활성오니법에 비해서 처리효율이 3∼4배정도 높으면서, 미생물의 부착성이 우수하여 정상운전상태로 회복이 빠르기 때문에 이들 분야에 널리 이용될 것으로 기대된다.

Description

하·폐수처리의 폭기조나 회전원판에 사용하는 담체의 제조방법{Manufacturing method of the catalyst carriers using of the aeration ponds and the rotating biological contractors in the sewage or wastewater treatment systems}

본 발명은 하·폐수처리 생물학처리공정의 폭기조나 회전원판(RBC ; Rotating biological contractor)이나 미생물 배양공정에서 효율을 향상하기 위해서 나일론(Nylon), 폴리올레핀(Polyolefin), 폴리프로필렌(Polypropylene),폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리염화비닐(Polyvinylchloride)과 같은 합성수지 등의 섬모상(纖毛狀)이나 부직포(不織布)에 전기석(Tourmaline)과 활성미네랄이 다량 함유한 광물의 분말을 코팅(Coating)한 담체의 제조방법에 관한 것이다.

전기석(電氣石)의 화학성분은 철, 마그네슘(Magnesium), 알칼리(Alkali)금속 등과 알루미늄(Aluminium)의 복잡한 붕규산염으로, 대개는 6각 또는 9각 때로는 3각 주상(柱狀)을 이루며 ,주(柱)의 상하에서 결정형을 달리하는 경우도 있으며, 또한 상하가 편평한 능면체나 침상(針狀) ·모상(毛狀)을 나타내며, 때로 입상(粒狀) ·괴상(塊狀)을 이루기도 하며, 쪼개짐은 분명하지 않고, 단구(斷口)는 평탄하지 않거나 패각상(貝殼狀)이다.

전기석의 특징은 마찰에 의해서 전기가 생기며, 가열하면 양끝이 양·음으로 대전(帶電)하기 때문에 이름이 붙여졌다.

전기석의 종류는 철이 많은 것을 철전기석이라 하며, 흑색을 띠며 육안으로는 불투명한 것이 많으며, 석영(石英), 백운모(白雲母), 장석(長石)등과 함께 화강암질(花崗岩質)의 페그마타이트(pegmatite)속에서 산출되며, 마그네슘이 많은 것은 고토(苦土)전기석 또는 마그네슘전기석이라 하는데, 갈색을 띠며 반투명하며, 접촉변성암, 광역변성암에서 산출되며, 알칼리금속이 많은 것을 귀전기석(貴電氣石) 또는 알칼리전기석이라 하며, 무색, 홍색, 청색, 황색 등 여러가지 색을 띠며 투명한 것이 많으며, 이 중에서 특히 홍색인 것을 홍전기석, 남청색(藍靑色)인 것을 남전기석, 녹색인 것을 녹전기석이라 하여, 아름다운 것은 보석으로 사용된다.

하·폐수처리공정의 폭기조에 담체를 설치하여 처리효율을 향상하기 위한 기술로서 대한민국특허 등록번호 1993-0004189호,1994-0005062호, 1995-0003545호, 공개번호 1998-0016159호, 2000-0001730호, 2000-0061412호와 일본특허 공개번호 평(平) 10-235384호, 2000-015278호 등에서는 섬모상이나 폴리프로필렌과 같은 합성섬유의 담체를 사용하여 처리효율을 향상하였으나 미생물부착속도가 느려 정상적인 운전상태로 회복하는데 상당한 시간이 소요되었으며, 환경변화에 따라서 부착 미생물의 탈리현상이 심하여 처리효율의 기복이 심한 문제점이 야기되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 미생물이 부착하기 쉬운 담체를 만들어 하·폐수처리 공정의 폭기조나 회전원판 또는 미생물배양 공정에 설치하여 효율을 향상하는 방법을 제공하는 데 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 나일론, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐과 같은 합성수지 등의 섬모상천이나 부직포 등에 미생물이 짧은 시간에 부착할 수 있는 전기석과 활성미네랄 성분을 다량 함유한 광물의 분말을 코팅한 담체를 제작하여 폭기조, 회전원판, 미생물배양조 등에 설치하면 효율도 향상되면서 안정된 운전을 할 수 있는 특징이 있다.

전기석은 마찰이나 온도의 변화에 따라서 전기가 생기면서 전하 (電荷)를 띠우게 되면, 하·폐수와 같은 수중 부유고형물질(미생물포함)은 약한 음전하을 띠고 있기 때문에 전기석을 나일론천, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐과 같은 합성수지 등의 섬모상천이나 부직포 등에 코팅한 담체를 폭기조, 회전원판, 미생물 배양조 등에 설치하면 미생물이 쉽게 부착하여 생육 밀도가 높아지면서 처리효율이 향상하게 된다.

전기석을 나일론, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐과 같은 합성수지 등의 섬모상천이나 부직포 등에 코팅하여 담체를 만드는 방법은 다음과 같다.

나일론, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐과 같은 합성수지 등의 섬모상천이나 부직포 등에 1차 아크리로니트릴-부타티엔 고무(Acrylonitrile-butadiene rubber), 스티렌-부타티엔 고무(Styrene-butadiene rubber)의 고무계접착제를 케톤(Ketone)계 용제에 녹인 접착제나 페놀수지(Phenol resin)계, 아크릴에멀젼(Acrylic emulsion)계, 폴리우레탄(Polyurethane)계 수지를 용제에 녹인 접착제를 분무코팅(Spray coating)한 다음에 전기석(電氣石)과 활성미네랄(Activated minerals)이 다량 함유한 광물의 분말을 혼합하여 코팅한 후에 열풍 경화한다.

전기석은 풍화작용(Weathering)에 안정된 광물이기 때문에 전기석 단독으로 코팅한 담체는 미생물 부착율은 다소 떨어지나 반영구적으로 사용할 수 있지만, 전기석(電氣石)과 방해석(方解石), 휘석(輝石), 운모(雲母), 장석(長石), 각섬석(角閃石), 감람석(橄欖石)과 같이 풍화작용을 받기 쉬운 조암광물(造岩鑛物)이 다량 함유된 활성미네랄광물의 분말을 혼합하여 코팅한 경우는 수중에서 수화작용(Hydration) 및 가수분해작용(Hydrolysis)과 같은 화학적 풍화작용(Chemical weathering)과 미생물에 의한 생물학적풍화작용(Biological weathering) 등에 의해서 미네랄성분이 수중에 용해되어 미생물에 공급되므로 이들 미생물의 대사활동이 활발하게 되면서 담체에 서식(棲息)밀도가 높아지면서 부착효율은 월등히 높아지나 시간이 경과하면서 활성미네랄은 소모되기 때문에 일정시간 마다 교체하던가 다시 코팅 해야한다.

주로 활성미네랄 공급용으로는 주로 부석(Pumice)을 사용하는데 부석은 속돌 ·경석(輕石)이라고도 하며, 외관상 비중이 작아서, 물에 뜰만큼 가볍기 때문에 붙쳐진 이름이며, 마그마(Magma)가 대기 중으로 방출될 때 압력이 갑자기 감소한 결과로 마그마 중의 휘발성 성분이 빠져나가서 수많은 기공(氣孔)이 있으며, 산성(酸性)의 유문암(流紋巖 ; Rhyolite) 또는 대사이드(Dacite)질 마그마에서 비롯된 것으로, 다소의 반정(斑晶)광물을 함유하지만 대부분이 유리질이다.

부석의 특성은 알칼리장석, 사장석, 흑운모, 각섬석, 휘석, 석류석과 같이 풍화작용을 받기 쉬운 활성화미네랄 성분이 다량 함유되어 있어 토양미생물등에 미네랄 공급이 용이하기 때문에 자연상태에서는 유기물질을 부식물질(腐植物質)로 전환하는 폴리페놀(Polyphenol)성 대사산물을 배설하는 부식화미생물과 같이 미네랄 공급이 충분하였을 때 활발한 대사활동을 하는 토양미생물들이 다량 부착하여 서식 하고있다.

[실시예 1]

축산(양돈)폐수 30～40톤/일을 1차 고형물을 탈수처리를 한 다음에 3단활성오니공정으로 처리하는 공정에 3단포기조에는 섬모상담체를 설치하여 운전하고 있는 공정에 나일론천에 전기석을 코팅한 담체를 교체 설치하여 운전한 결과 처리효율은 다음 표 1의 내용과 같이 월등히 향상되었다.

[실시예 2]

가축(양돈)음용수처리에서 유용미생물 배양공정의 미생물배양조에 담체를 설치하지 않고 미생물을 배양한 경우에 비해서 나일론천에 전기석과 부석의 분말을 코팅한 담체를 설치하고 미생물을 배양한 결과 4배정도의 미생물배양효율이 향상되었다.

전술한 기술내용으로부터 자명하듯이 본 발명은, 전기석과 활성미네랄이 다량 함유한 광물의 분말을 나일론, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐과 같은 합성수지 등의 섬모상천이나 부직포 등에 코팅하여 담체를 하·폐수처리의 폭기조나 회전원판에 설치하면 처리효율이 향상되면서 미생물부착이 용이하기 때문에 정상운전상태로 회복이 빨라 운전이 용이하며, 전기석과 활성미네랄광물의 분말을 코딩한 담체를 유용미생물배양공정의 배양조에 설치한 경우에는 배양효율이 월등히 향상되기 때문에 이들 분야에 많이 이용될 것으로 기대된다.

Claims

나일론(Nylon), 폴리올레핀(Polyolefin), 폴리프로필렌(Polypropylene),폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리염화비닐(Polyvinylchloride)의 섬모상(纖毛狀)이나 부직포(不織布)에 아크리로니트릴-부타티엔 고무(Acrylonitrile-butadiene rubber), 스티렌-부타티엔 고무(Styrene-butadiene rubber)를 케톤(Ketone)계 용제에 녹인 접착제나 페놀수지(Phenol resin)계, 아크릴에멀젼(Acrylic emulsion)계, 폴리우레탄(Polyurethane)계 수지를 용제에 녹인 접착제를 분무코팅(Spray coating)한 다음에 전기석과 부석(浮石), 방해석(方解石), 휘석(輝石), 운모(雲母), 장석(長石), 각섬석(角閃石), 감람석(橄欖石) 광물의 분말을 코팅한 후에 열풍 경화하여 하·폐수처리의 폭기조나 회전원판에 사용하는 담체의 제조방법.
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