KR100628524B1

KR100628524B1 - 미생물 담지 능력이 향상된 과립담체 및 그 제조방법과장치

Info

Publication number: KR100628524B1
Application number: KR1020040046647A
Authority: KR
Inventors: 송준상; 김정철; 문형극; 이성수
Original assignee: 주식회사 디엠퓨어텍
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2006-09-26
Also published as: KR20050121494A

Abstract

본 발명은 미생물 담지 능력이 향상된 과립담체, 그리고 이의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다. 본 발명은 표면에 미분말체가 피복된 과립담체를 제공한다. 이 과립담체는 폐ㆍ하수 처리용 과립담체에 있어서, 합성수지를 주원료로 하여 제조된 과립본체(12)의 표면에 미분말체(15)가 피복된 것으로서, 과립본체(12)가 합성수지 55 ~ 80중량부와, 활성탄, 제올라이트 및 무기질 분말로부터 선택된 1종 이상의 충전제 20 ~ 45중량부가 혼합된 혼합물로부터 압출 성형된 것임을 특징으로 한다. 또한 이를 위한 제조장치는 적어도 혼합기, 압출기, 커팅기, 분사기 및 바이브레이터를 포함하여 구성되며, 혼합기에 의해 수분제거 및 1차 혼합이 이루어지고, 압출물은 커팅기에 의해 절단되며, 분사기에 의해 미분말체가 피복된다. 바이브레이터는 과립담체와 여분의 미분말체를 분리한다. 본 발명에 따르면, 비표면적이 증가되어 미생물 담지 능력을 향상되고, 각 원료에 포함된 수분이 제거되어 높은 강도를 가지며, 사용되고 남은 미분말체는 분리된 후 재활용되는 등의 효과를 갖는다. 본 발명의 과립담체는 폐ㆍ하수 처리용으로 유용하게 사용된다.

미생물, 과립담체, 폐ㆍ하수, 비표면적, 제올라이트, 활성탄

Description

미생물 담지 능력이 향상된 과립담체 및 그 제조방법과 장치 {GRANULAR CARRIER IMPROVED MICROBE IMMOBILIZATION PROPERTY AND, METHOD AND EQUIPMENT FOR MANUFACTURING THE SAME}

도 1은 본 발명에 따른 과립담체의 일부 절단 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 과립담체 제조장치의 일실시예에 따른 단면 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 과립담체 제조장치의 다른 실시예에 따른 단면 구성도.

도 4는 바이브레이터의 바닥판의 실시예를 보인 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 과립담체 12 : 과립본체

15 : 미분말체 100 : 혼합기

120 : 교반수단 140 : 열공급수단

200 : 압출기 220 : 스크류

240 : 가열기 300 : 커팅기

400 : 분사기 500 : 바이브레이터

520 : 접촉부 540 : 미분말체 배출부

545 : 미분말체 수납부 550 : 바닥판

552 : 과립담체 포집홈 554 : 미분말체 배출공

560 : 과립담체 배출부 565 : 과립담체 수납부

M : 모터

본 발명은 폐ㆍ하수를 생물학적으로 처리하는 데에 사용되는 과립담체, 그리고 이의 제조방법과 제조장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 미생물이 담지(정착)되어 성장할 수 있는 과립담체를 구성함에 있어서, 합성수지를 주재료로 하여 제조된 과립본체의 표면에 활성탄, 제올라이트 등과 같은 미분말체를 피복함으로써 비표면적을 증가시켜 미생물 담지 능력을 향상시킨 과립담체 및 이 과립담체를 용이하게 제조할 수 있는 방법과 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 폐ㆍ하수에 존재하는 협잡물, 유기물질, 질소 및 인 등을 처리함에 있어서는 물리적 및 생물학적 방법이 병행되고 있다. 특히 폐ㆍ하수에 존재하는 질소는 폐ㆍ하수 처리 시스템 내에 질산화반응을 수행하는 반응조와, 탈질반응을 수행하는 반응조를 설치하여 생물학적 방법에 의해 유기질소아 암모니아성 질소를 질산화시킨 다음 질소가스로 환원시켜 처리되고 있다. 이러한 생물학적 질산화/탈질은 침출수나 축산폐수 등과 같은 고농도의 유기물질과 암모니아성 질소를 포함하고 있는 폐ㆍ하수의 처리에도 유용하게 적용되고 있다. 질산화 반응조에서는 질산화 반응이 진행됨과 동시에 유기물과 인이 제거되며, 탈질 반응조에서는 미생물에 의한 탈질반응이 진행된다. 이때, 미생물은 과립담체에 담지된 상태로 탈질 반응조에 투입되어 폐ㆍ하수와 접촉된다.

상기 미생물 담지용 과립담체는 폐ㆍ하수에 의한 부식, 변형이 없도록 적절한 강도를 가져야 하고, 가능한 한 많은 량의 미생물이 정착, 성장할 수 있도록 비표면적이 커야하며, 수류에 따라 원활히 유동되도록 적절한 비중을 가져야 한다.

미생물 담지용 과립담체와 관련하여, 대한민국 특허공고번호 제95-2547호 및 대한민국 특허공개번호 제10-2002-8233호에는 폐합성수지를 주재료로 하되, 여기에 석분, 활성탄, 플라이애쉬 등과 같은 부재료를 혼합하여 성형한 미생물 접촉여재가 제시되어 있다. 그러나 위와 같은 종래 기술에 따른 과립담체(접촉여재)는 표면을 이루는 주재료가 폐합성수지로 되어 있어 미생물이 정착하여 성장하기 위한 충분한 비표면적을 갖지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 그 제조과정에 있어서도 초기에 원료를 압출기에 투입한 후 이 압출기를 이용하여 성형한 다음, 담체 끼리의 재접착을 방지하고자 수냉 방식으로 급냉시킴에 따라 비표면적이 작아짐은 물론 원재료에 포함된 수분이 담체 내부에 기공을 형성시켜 이에 따른 강도가 저하되는 문제점이 있었다. 아울러, 담체에 원료의 분포가 균일하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 과립담체의 표면에 미분말체를 피복함으로써 비표면적을 증가시켜 미생물의 담지 능력을 향상시킨 폐ㆍ하수 처리용 과립담체를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 위와 같은 과립담체를 제조할 수 있는 방법 및 장치로서, 특히 각 원료가 균일하게 혼합되고 과립담체의 내부에 기공이 생기지 않도록 함으로써 강도를 높일 수 있고, 표면에 도포하고 남은 미분말체의 여분은 재활용함으로써 제조 단가를 낮출 수 있는 과립담체의 제조방법 및 제조장치를 제공하는 데에 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폐ㆍ하수 처리용 과립담체에 있어서,

합성수지를 주재료로 하여 제조된 과립본체의 표면에 미분말체가 피복된 과립담체를 제공한다. 상기 미분말체는 미생물이 정착, 성장하기에 충분한 표면적을 제공할 수 있는 것이면 본 발명에 포함되며, 활성탄분말이나 무기질분말이 본 발명에 유용하게 사용된다. 미분말체는 구체적으로 활성탄, 제올라이트 및 제올라이트에 준하는 무기질로부터 선택된 1종이거나, 또는 2종 이상이 혼합된 미분말이 사용될 수 있다.

또한, 본 발명은 위와 같은 과립담체의 바람직한 제조방법으로서,

합성수지 55 ~ 80중량부와 충전제 20 ~ 45중량부를 혼합기에 투입하여 혼합 하되, 혼합기 내의 온도를 140 ~ 170℃로 유지시켜 각 원료에 포함된 수분을 제거하는 단계와;

상기 혼합물을 압출기에 투입하여 용융, 압출시키는 단계와;

상기 압출물을 절단하여 과립본체를 제조하는 단계와;

상기 과립본체의 표면에 미분말체를 분사시켜 피복함으로써 과립담체를 제조하는 단계와;

상기 제조된 과립담체와 여분의 미분말체를 분리하는 단계;를 포함하는 과립담체의 제조방법을 제공한다. 이때, 분리된 미분말체는 재활용된다.

이에 더하여, 본 발명은 위와 같은 과립담체의 제조에 유용하게 사용될 수 있는 장치로서,

원료를 혼합하는 교반수단과, 수분 제거를 위해 온도를 공급하는 열공급수단이 설치된 혼합기;

상기 혼합기에서 혼합된 원료를 재혼합하면서 용융, 압출시키도록 스큐류와 가열기가 설치된 압출기;

상기 압출기에서 압출된 성형물을 절단하여 과립본체가 얻어지도록 하는 커팅기;

상기 과립본체에 미분말체를 분사하여 과립담체가 얻어지도록 하는 분사기;

상기 과립담체와 여분의 미분말체를 진동, 분리하는 바이브레이터(Vibrator);를 포함하는 과립담체의 제조장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명을 상세히 설명하기 위해 제공되는 뿐 본 발명의 기술적 범위를 한정 하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 과립담체의 예시적인 사시도로서, 일부가 절단된 원기둥 형상의 과립담체를 예시한 것이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 과립담체(10)는 합성수지를 주재료로 하여 제조된 과립본체(12)와, 이 과립본체(12)의 표면에 피복된 미분말체(15)로 이루어진다.

과립본체(12)는 합성수지를 주재료로 하되, 여기에 분말상의 충전제가 혼합된 혼합물로부터 성형된 것으로서, 이는 수류에 따라 원활히 유동되도록 적절한 비중을 가지며, 폐ㆍ하수에 의한 부식, 변형이 없도록 적절한 강도를 갖도록 제조된 것이면 본 발명에 포함된다. 여기서, 합성수지는 순수 합성수지(virgin resin) 및 폐합성수지(Waste plastic)를 포함하며, 비용 및 환경 측면에서는 폐합성수지가 좋다. 예를 들어, 폐폴리에틸렌, 폐비닐 또는 이들의 유도체가 유용하게 사용될 수 있다. 합성수지는 충전제 입자 상호 간을 결합시킴과 동시에 과립본체(12)에 적절한 강도를 갖게 한다.

상기 충전제는 과립본체(12)에 적절한 비중을 부여하며, 오염물질을 흡착할 수 있도록 양호한 흡착력을 갖게 하는 것으로서, 이는 활성탄, 제올라이트, 또는 제올라이트에 준하는 무기질 분말이 사용될 수 있다. 여기서 무기질 분말은 맥반석 등과 같은 광물, 석분, 플라이애쉬, 탄산칼슘, 산화마그네슘 등을 포함한다.

과립담체(12)는 위와 같은 합성수지와 충전제가 혼합된 혼합물이 사출 또는 압출 방법으로 성형된다. 바람직하게는 합성수지 55 ~ 80중량부와 충전제 20 ~ 45 중량부로 조성된 혼합물로부터 성형된 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 합성수지(폐폴리에틸렌 또는 그 유도체) 55 ~ 70중량부, 활성탄 분말 10 ~ 14중량부 및 제올라이트 분말 20 ~ 31중량부가 혼합된 혼합물이 압출기에서 압출 성형된 것이 좋다. 이러한 과립본체(12)는 성분 및 적정 조성함량에 의해 진비중이 1 ~ 1.19이며, 겉보기 비중이 0.45 ~ 0.60kg/L로서 수류에 따라 원활히 유동되어 담체의 정체 현상이 없는 장점이 있으며, 영양염류, 유기물 및 부유물질(SS) 등의 오염물질에 대한 양호한 흡착력을 갖는 이점이 있다.

과립본체(12)의 표면에는 미분말체(15)가 피복되는 데, 미분말체(15)는 미생물이 정착, 성장하기에 충분한 표면적을 제공할 수 있는 것이면 사용 가능하며, 과립본체(12)의 제조 시 사용되는 충전제가 유용하게 사용된다. 구체적으로 활성탄 분말, 제올라이트 분말, 무기질 분말을 단독으로 사용하거나 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있다. 여기서, 무기질 분말은 맥반석 등과 같은 광물, 석분, 플라이애쉬, 탄산칼슘, 산화마그네슘 등을 포함한다.

본 발명에 따른 과립담체(10)는 과립본체(12)의 표면에 미분말체(15)가 피복된 것으로서, 미분말체(15)는 과립담체(10)의 비표면적을 증가시킨다. 과립본체(12)로만 구성된 종래 기술 대비 본 발명에 따라서 미분말체(15)가 피복된 경우 비표면적이 수배에서 수십배 이상 증가된다. 이는 결국 미생물의 담지능력을 향상시켜 폐ㆍ하수 처리 효율을 증가시킨다.

본 발명에 따른 과립담체(10)는 과립본체(12)의 성형 방법에 따라 다양한 형상을 가질 수 있으며, 도 1에는 원기둥 형상을 가지는 모습을 예시하였다. 그리고 크기는 사용목적 및 용도에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 예를 들어 5 ~ 10mm 범위의 상당직경을 가질 수 있다.

이하에서는, 위와 같은 본 발명의 과립담체(10)를 용이하게 제조할 수 있고, 특히 강도를 높일 수 있으며, 제조 단가를 낮출 수 있는 본 발명의 제조방법 및 이에 사용되는 제조장치를 함께 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 과립담체(10)의 제조장치를 보인 것으로서, 장치의 일 실시예를 보인 단면 구성도이다. 그리고 도 3은 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 보인 단면 구성도이다.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 제조장치는 적어도 혼합기(100), 압출기(200), 커팅기(300), 분사기(400) 및 바이브레이터(Vibrator, 500)를 포함하여 이루어진다. 그리고 전기, 전자적으로 이들을 제어하는 제어기(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.

혼합기(100)는 모터(M)에 의해 구동되는 교반수단(120)과, 본체(110)의 내부에 열을 공급하는 열공급수단(140)을 갖는다. 열공급수단(140)은 본체(110)의 외부 둘레에 설치되는 것이 좋으며, 이는 전기 발열체(코일 등) 등을 포함한다. 혼합기(100)에는 과립본체(12) 성형용 원료가 투입된다. 이때, 혼합기(100)에는 과립본체(12) 성형용 원료로서, 합성수지 55 ~ 80중량부와, 활성탄, 제올라이트 및 무기질 분말로부터 선택된 1종 이상의 충전제 20 ~ 45중량부가 투입되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 합성수지 55 ~ 70중량부, 활성탄 분말 10 ~ 14중량부 및 제올라이트 분말 20 ~ 31중량부이다. 합성수지는 폐합성수지로서 펠릿형 폐폴 리에틸렌 또는 그 유도체가 유용하게 사용될 수 있다.

혼합기(100)에 투입된 상기 각 원료에는 일정량의 수분이 함유되어 있는데, 수분은 과립본체(12)의 내부에 기공을 형성시켜 강도를 저하시키므로, 이러한 수분을 제거하기 위해 혼합기(100) 내에는 열공급수단(140)에 의해 열이 공급된다. 이때, 열공급수단(140)의 온도를 조절하여 혼합기(100) 내의 온도가 140 ~ 170℃로 일정하게 유지되도록 한다. 혼합기(100) 내의 온도가 140℃ 미만으로 유지되는 경우 수분 제거가 용이하지 않고, 제거 시간이 오래 걸려 바람직하지 않다. 그리고, 170℃를 초과하는 경우 합성수지(폐폴리에틸렌)가 용융될 수 있으므로 바람직하지 않다.

따라서 혼합기(100)에서는 각 원료의 수분 제거를 위한 1차 가열과, 압출기(200)에서 양호한 제품이 성형되도록 원료의 균일한 혼합을 위한 1차 혼합이 이루어진다.

혼합기(100)에서 예열 및 혼합된 원료는 압출기(200)로 투입된다. 압출기(200)에는 원료의 재혼합과 이송 압출을 위한 스크류(220)와, 원료 중 합성수지를 용융시키기 위해 열을 공급하는 가열기(240)가 설치되어 있다. 그리고 일측 상단에는 원료가 투입되는 호퍼(210)가 구비되어 있으며, 상기 스크류(220)는 모터(M)에 의해 구동된다. 이때 압출기(200) 내의 온도는 사용되는 합성수지 종류, 즉 합성수지의 융점에 따라 설정되며, 폐폴리에틸렌의 경우에는 230 ~ 280℃의 온도를 일정하게 유지시켜주면 된다.

따라서 압출기(200)에서는 혼합 원료 중 합성수지만 용융되면서, 스크류(220)에 의해 커팅기(300)가 설치된 방향으로 용융 혼합물이 압출 성형된다.

압출기(200)에서 성형된 압출물은 커팅기(300)에 의해 소정의 크기를 갖는 과립본체(12)로 절단된다. 커팅기(300)에는 모터(M)에 의해 회전되는 적어도 1개 이상의 칼날(도시하지 않음)이 장착되어 있다. 이때, 압출물의 압출속도와 칼날의 회전속도를 조절하여 사용 용도에 맞게 과립본체(12)의 크기를 조절할 수 있다.

위와 같이 제조된 과립본체(12)의 표면에는 분사기(400)에 의해 분사되는 미분말체(15)가 피복된다. 과립본체(12)는 압출기(200)에서 배출된 직후 커팅된 것이므로 약간의 점성을 가지고 있다. 이러한 점성에 의해 별도의 접착수단 없이도 미분말체(15)는 과립본체(12)의 표면에 잘 달라붙는다. 미분말체(15)는 완제품(과립담체)의 비표면적을 증가시킴은 물론 위와 같은 제조과정에서 과립본체(12) 끼리 재접착되는 것을 방지한다. 즉, 전술한 바와 같이 압출/절단된 과립본체(12)는 점성을 가지고 있는데, 이때 분사된 미분말체(15)에 의해 과립본체(12)는 서로 달라붙지 않는다.

상기 분사기(400)는 하나의 케이스에 커팅기(300)와 함께 내장되거나, 커팅기(300)와 바이브레이터(500) 사이에 별도로 설치될 수 있으며, 또는 바이브레이터(500) 내부에 내장될 수 있다. 도 2는 분사기(400)가 커팅기(300)와 함께 설치된 모습을 예시한 것이다. 이때, 과립본체(12)는 절단됨과 동시에 분사기(400)로부터 분사된 미분말체(15)가 피복되면서 바이브레이터(500)로 투입된다. 도 3은 분사기(400)가 별도로 설치된 모습을 예시한 것이다.

과립본체(12)는 위와 같은 피복단계를 거치면서 호퍼(510)를 통하여 바이브 레이터(500)로 이송(투입)된다. 바이브레이터(500)에서는 과립본체(12)와 미분말체(15)의 충분한 접촉과 분리작업이 진행된다.

상기 바이브레이터(500)는 본 발명에 따른 제품(과립담체 : 과립본체(12)의 표면에 미분말체(15)가 피복된 제품)과, 과립본체(12)에 피복되고 남은 여분의 미분말체(15)를 진동에 의해 분리할 수 있는 구조를 갖는 것이면 본 발명에 포함된다. 예를 들어, 바이브레이터(500)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 그 바닥이 접촉부(520)와, 미분말체 배출부(540) 및 과립담체 배출부(560)로 구성될 수 있다. 이때, 접촉부(520)는 평판(구멍이 없는 것)으로 이루어지되, 미분말체 배출부(540)와 과립담체 배출부(560)는 다수의 구멍이 형성된 구조를 갖는다. 미분말체 배출부(540)에 형성된 구멍은 과립담체(10)가 통과할 수 없는 크기를 갖는다. 바람직하게는 과립본체(12)의 크기보다 작다. 그리고 분리된 미분말체(15)는 미분말체 수납부(545)에, 과립담체(10)는 과립담체 수납부(565)에 모아진다.

따라서 피복 단계를 거친 과립담체(10)와 여분의 미분말체(15)는 바이브레이터(500)로 이송(투입)되어 분리단계가 진행되는데, 접촉부(520)에서 접촉 및 진동 다짐이 수행된 다음, 진동에 의해 계속적으로 바이브레이터(500)의 길이방향을 따라 이송되면서 미분말체 배출부(540)와 과립담체 배출부(560)를 통해 분리된다. 이때, 분리된 미분말체(15)는 분사기(400)로 이송시켜 재이용된다.

도 4는 바이브레이터(500)의 바람직한 실시예를 보인 것으로서, 바이브레이터(500)의 바닥판(550)을 보인 평면도이다.

도 4에 보인 바와 같이 상기 바이브레이터(500)의 바닥판(550)은 과립담체 포집홈(552)과, 이 포집홈(552)의 내부에 형성된 적어도 1개 이상의 미분말체 배출공(554)을 가질 수 있다. 즉, 상기 바닥판(550)은, 접촉부(520)는 평판(구멍이 없는 것)으로 이루어지되, 분리 구조로서 과립담체 포집홈(552)과 미분말체 배출공(554)을 갖는 구조이다. 따라서 접촉부(520)에서 과립본체(12)와 미분말체(15)의 접촉 및 진동 다짐이 수행된 다음, 계속적으로 바이브레이터(500)의 길이방향을 따라 이송되면서 미분말체(15)는 미분말체 배출공(554)을 통하여 분리되고, 과립담체(10)는 과립담체 포집홈(552)에 포집된다. 그리고 과립담체(10)는 포집홈(552)으로부터 수거하는 과정을 거쳐 분리된다.

위와 같은 본 발명의 제조방법 및 장치에 따르면, 표면에 미분말체(15)가 피복된 본 발명의 과립담체(10)를 용이하게 제조할 수 있으며, 특히 혼합기(100)에서 각 원료에 포함된 수분이 제거되어 이에 따른 기공이 생기지 않아 강도가 향상되고, 압출된 성형물을 공냉 방식으로 천천히 냉각시킴에 따라 종래 수냉 방식보다 비표면적이 월등히 향상된다. 아울러, 피복되고 남은 여분의 미분말체(15)는 분리됨에 따라 재활용할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예 및 비교예를 설명한다.

[실시예]

도 2에 보인 바와 같이 설계된 장치를 이용하여 본 실시예에 따른 원기둥 형태의 과립담체(10) 시편을 제조하였다. 본 실시예 따른 과립본체(12)의 조성 및 사용된 미분말체(15)를 하기 [표 1]에 나타내었다. [표 1]에서 항목 "A"는 미분말체(15)로서 제올라이트 분말을 사용한 것이며, 항목 "B"는 활성탄을 사용한 것이 다.

[비교예]

본 비교예로서 국내 H사 제품(세라믹 제품, 비교예 1)과, 당사 기존 제품으로서 폐폴리에틸렌, 제올라이트 및 활성탄의 혼합물로부터 제조된 제품(비교예 2)을 사용하였다.

< 실시예 따른 과립담체의 조성 >

항 목	분 류	과립본체의 조성(중량부)				미분말체
항 목	분 류	폐폴리에틸렌	제올라이트	플라이애쉬	활성탄	미분말체
A	실시예 1	60	30	-	10	제올라이트 도포
	실시예 2	60	20	-	20
	실시예 3	60	10	-	30
	실시예 4	70	20	-	10
	실시예 5	70	15	-	15
	실시예 6	80	10	-	10
	실시예 7	80	5	-	15
B	실시예 8	60	30	-	10	활성탄 도포
	실시예 9	60	20	-	20
	실시예 10	60	10	-	30
	실시예 11	70	20	-	10
	실시예 12	70	15	-	15
	실시예 13	80	10	-	10
	실시예 14	80	5	-	15
	실시예 15	80	-	10	10
	실시예 16	80	-	5	15
비교예 1		세라믹 제품				-
비교예 2		60	30	-	10	-

위와 같은 실시예 및 비교예에 따른 각 시편에 대하여 크기, 비중(진비중, 겉보기 비중) 및 비표면적을 측정하여 하기 [표 2]에 나타내었다. 또한, [표 2]에는 비교예 2의 시편을 기준으로 하여 본 발명의 실시예에 따른 시편의 비표면적 증 가율을 나타내었다. 여기서 비표면적 증가율 "2.7(실시예 1)"은 비교예 2보다 비표면적이 2.7배 증가되었음을 의미한다.

< 과립담체의 물성 특성 >

항 목	분 류	크기(mm)	비 중		비표면적 (㎡/g)	비표면적 증가율 (비교예 2 기준)
항 목	분 류	크기(mm)	진비중	겉보기 비중	비표면적 (㎡/g)	비표면적 증가율 (비교예 2 기준)
기존 제품	비교예 1	20×20×20	2.00 ~ 3.30	-	0.28	-
기존 제품	비교예 2	8 ~ 10	1.01 ~ 1.20	0.54	0.14	기준
A	실시예 1	5 ~ 10	1.28	0.58	0.38	2.7
	실시예 2	5 ~ 10	1.27	0.53	0.32	2.3
	실시예 3	5 ~ 10	1.19	0.52	0.69	4.9
	실시예 4	5 ~ 10	1.22	0.51	0.45	3.2
	실시예 5	5 ~ 10	1.17	0.52	0.46	3.3
	실시예 6	5 ~ 10	1.14	0.51	1.09	7.8
	실시예 7	5 ~ 10	1.10	0.54	0.75	5.4
B	실시예 8	5 ~ 10	1.27	0.54	4.43	31.6
	실시예 9	5 ~ 10	1.25	0.52	2.59	18.5
	실시예 10	5 ~ 10	1.19	0.50	4.73	33.8
	실시예 11	5 ~ 10	1.19	0.53	3.79	27.1
	실시예 12	5 ~ 10	1.18	0.54	6.87	49.1
	실시예 13	5 ~ 10	1.11	0.54	4.72	33.7
	실시예 14	5 ~ 10	1.07	0.52	6.10	43.6
	실시예 15	5 ~ 10	1.14	0.51	4.74	33.9
	실시예 16	5 ~ 10	1.05	0.49	4.66	33.3

위 [표 2]에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라서 표면에 미분말체(15)가 도포되는 경우 비표면적이 월등히 향상됨을 알 수 있다. 구체적으로, 적게는 약 2.3배(실시예 2) 많게는 약 49.1배(실시예 12)가 증가되었음을 알 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 과립담체(10)는 그 표면에 미분말체(15) 가 피복되어 있어 우수한 비표면적을 갖는다. 이에 따라, 미생물의 정착 및 성장 능력이 향상되어 폐ㆍ하수 처리 효율을 증가시키는 효과를 갖는다. 아울러, 미분말체(15)는 과립담체(10)의 제조과정에서 과립본체(12) 끼리의 재접착을 방지한다.

또한, 본 발명에 따른 제조방법 및 장치는 본 발명의 과립담체(10)를 용이하게 제조할 수 있게 하면서, 특히 각 원료를 1차 및 2차에 걸쳐 완전히 혼합되게 함과 동시에 각 원료에 포함된 수분이 제거되어 강도가 향상되고, 압출된 성형물은 공냉 방식으로 천천히 냉각되어 비표면적이 월등히 향상된 제품을 제조할 수 있는 효과를 갖는다. 부가적으로, 피복되고 남은 여분의 미분말체(15)는 분리된 후 재활용됨에 따라 제조 단가를 낮출 수 있고 환경 측면에서도 일조를 한다.

Claims

합성수지를 주원료로 하여 제조된 과립본체(12)의 표면에 미분말체(15)가 피복된 폐·하수 처리용 과립담체에 있어서,

상기 과립본체(12)가 합성수지 55 ~ 80중량부와, 활성탄, 제올라이트 및 무기질 분말로부터 선택된 1종 이상의 충전제 20 ~ 45중량부가 혼합된 혼합물로부터 압출 성형 및 절단된 것이고, 상기 압출성형 절단된 과립본체(12)가 점성을 가지고 있는 동안 그 표면에 상기 미분말체(15)를 분사, 피복시킨 것을 특징으로 하는 미생물 담지 능력이 향상된 과립담체.
재 1항에 있어서, 미분말체(15)는 활성탄분말, 제올라이트분말 및 무기질분말로부터 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 미생물 담지 능력이 향상된 과립담체.
삭제
합성수지를 주원료로 하여 제조된 과립본체(12)의 표면에 미분말체(15)가 피복된 폐·하수 처리용 과립담체의 제조방법에 있어서,

합성수지 55 ~ 80중량부와 충전제 20 ~ 45중량부를 혼합기에 투입하여 혼합하되, 혼합기 내의 온도를 140 ~ 170℃로 유지시켜 각 원료에 포함된 수분을 제거하는 단계와;

상기 혼합물을 압출기에 투입하여 용융, 압출시키는 단계와;

상기 압출물을 절단하여 과립본체(12)를 제조하는 단계와;

상기 과립본체(12)가 점성을 가지고 있는 동안 그 표면에 상기 미분말체(15)를 분사, 피복시켜 과립담체(10)를 제조하는 단계와;

상기 제조된 과립담체(10)와 여분의 미분말체(15)를 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과립담체의 제조 방법.
제 4항에 있어서, 합성수지는 폐폴리에틸렌이고, 압출기 내의 온도를 230 ~ 280℃로 유지시켜 용융, 압출시키는 것을 특징으로 하는 과립담체의 제조방법.
합성수지를 주원료로 하여 제조된 과립본체(12)의 표면에 미분말체(15)가 피복된 폐ㆍ하수 처리용 과립담체의 제조장치에 있어서,

원료를 혼합하는 교반수단(120)과, 수분 제거를 위해 온도를 공급하는 열공급수단(140)이 설치된 혼합기(100);

상기 혼합기(100)에서 혼합된 원료를 재 혼합하면서 용융, 압출시키도록 스큐류(220)와 가열기(240)가 설치된 압출기(200);

상기 압출기(200)에서 압출된 성형물을 절단하여 과립본체(12)가 얻어지도록 하는 커팅기(300);

상기 과립본체(12)가 점성을 가지고 있는 동안 그 표면에 상기 미분말체(15)를 분사, 피복시키는 분사기(400);

상기 과립담체(10)와 여분의 미분말체(15)를 진동, 분리하는 바이브레이터(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 과립담체의 제조장치.
제 6항에 있어서, 바이브레이터(500)의 바닥판(550)은 과립담체 포집홈(552)과 이 포집홈(552)의 내부에 형성된 미분말체 배출공(554)을 갖는 것을 특징으로 하는 과립담체의 제조장치.