KR100682838B1

KR100682838B1 - 접촉여재의 코팅처리방법

Info

Publication number: KR100682838B1
Application number: KR20050129592A
Authority: KR
Inventors: 김성현; 한일석; 송재빈
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2007-02-15

Abstract

본 발명은 접촉여재의 코팅처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미생물의 활착이 용이하도록 흡착성이 뛰어난 활성탄을 접촉여재에 코팅함으로써 접촉여재에 미생물을 빠른 시간내에 부착되게 함과 더불어 오폐수를 조속한 시일내에 방류할 수 있으며, 오폐수내의 유기물질 및 중금속 등을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 대기를 정화시키는 공기필터로 이용할 수 있는 접촉여재의 코팅처리방법에 관한 것이다.

본 발명은 접촉여재의 코팅처리방법에 있어서, 활성탄 용액 50∼95 중량％와, 키토산 용액 5∼50 중량％를 혼합시키는 혼합공정과; 상기 공정을 통해 혼합된 혼합물에 접촉여재를 넣고 증점제 0.1∼5 중량％를 첨가한 후 1∼10분 동안 침지시키는 침지공정과; 침지된 상기 접촉여재를 꺼낸 후 70∼100℃의 온도에서 30~60분 동안 건조시키는 건조공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

접촉여재, 활성탄, 키토산, 증점제

Description

접촉여재의 코팅처리방법{Method of Coating Treatment of Content Remaining Material}

도1은 본 발명에 의한 접촉여재의 코팅처리공정을 도시한 공정도.

일반적으로 급격한 경제발전 과정에서 환경보전에 대한 인식의 부족으로 인하여 대기는 물론 수질 또한 그 오염의 정도가 매우 심각한 지경에 이르렀으며, 수질의 오염으로 질소(N)와 인(P)에 관련된 수질환경 기준인 COD(Chemical Oxygen Demand, 화학적 산소 요구량), BOD(Biochemical Oxygen Demand, 생물학적 산소 요구량)의 달성률이 매우 낮은 상태이다.

한편, 산업이 고도로 발전하기 이전의 경우 생활하수, 농,축산폐수 및 산업폐수의 오염물질은 주로 일정한 미생물에 의해 분해가 가능한 유기물인 반면에 근래에 들어서 급속한 산업의 발달과 인구증가 및 도시의 인구집중으로 인하여 각종 용수량의 증가와 함께 폐수 중에 무기 및 유기성분이 차지하는 비율이 점차로 증가하고 있는 실정으로, 산업 폐수의 경우 COD, BOD, TSS(고형성 부유물), 질소(窒素), 인(燐) 등 고농도의 유기물을 다량 함유하고 있어 하천, 호수 및 댐 등에 그대로 흘러 들어가면 부영양화 등 수자원의 오염은 물론 독성으로 인한 생태계의 파괴 등으로 이어져 환경에 악영향을 끼치고 있다.

전술한 바와 같이 하,폐수 중에 무기 및 유기성분이 차지하는 비율이 점차로 증가함에 따라 이를 제거하고자 하는 노력 및 연구 활동이 진행되고 있으며, 이러한 연구의 결과로써 생활하수, 농,축산폐수 및 산업폐수를 처리하는데 있어 미생물의 흡착을 이용한 다양한 접촉여재가 개발되어 적용되고 있다.

통상 사용되는 접촉여재는 발포 폴리우레탄 또는 발포 폴리에틸렌으로 형성된 셀(cell)로 구성되어 있으며, 상기 셀에 미생물이 흡착되어 접촉여재의 기능을 하고 있다.

그러나, 상기 미생물이 물보다 가벼운 관계로 물위로 부상하거나, 미생물이 죽는 경우 상기 셀의 기공을 차단하여 접촉여재로서의 역할을 발휘하지 못하게 된다.

한편, 최근에는 양파 또는 마늘포대 등의 폐비닐수지를 이용하여 접촉여재를 만들어 사용하고 있으나, 이는 미생물의 빠른 활착이 어려우며, 오폐수의 정화처리 시 한달 이상의 시간이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 접촉여재는 폴리에스테르의 표면적을 크게하게 위하여 섬유 표면을 매끄럽게 처리하여 시중에 유통되고 있으나, 상기 섬유 표면에 미생물의 활착을 더욱 지연시키는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 폴리에스테르 또는 폴리에틸렌 원사로 짜여진 접촉여재에 키토산과 증점제를 이용하여 활성탄을 흡착시켜 코팅함으로써 미생물을 빠른 시간내에 부착시킬 수 있고, 미생물의 분해작용과 키토산의 화학작용으로 오폐수의 유기물질이나 중금속을 제거할 수 있으며, 대기를 정화시키기 위한 공기필터로 사용하여 악취 및 오염물질을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 접촉여재의 코팅처리방법을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 접촉여재의 코팅처리방법에 있어서, 활성탄 용액 50∼95 중량％와, 키토산 용액 5∼50 중량％를 혼합시키는 혼합공정과; 상기 공정을 통해 혼합된 혼합물에 접촉여재를 넣고 증점제 0.1∼5 중량％를 첨가한 후 1∼10분 동안 침지시키는 침지공정과; 침지된 상기 접촉여재를 꺼낸 후 70∼100℃의 온도에서 30~60분 동안 건조시키는 건조공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 키토산 용액은 키토산 0.1∼3 중량％와 아세트산 1 ml와 물 20 ml를 혼합하여 용해시킨 후, 용량대비 물 1000 ml를 투입하여 혼합한 용액인 것이 바람직하다.

이하, 바람직한 실시예에 의한 본 발명의 접촉여재의 코팅처리방법을 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 접촉여재의 코팅처리공정을 도시한 공정도이다.

상기 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 접촉여재의 코팅처리방법은 활성탄 용액 50∼95 중량％와 키토산 용액 5∼50 중량％를 혼합시킨 후, 혼합된 혼합물에 폴리에스터리 또는 폴리에틸렌 원사로 짜여진 접촉여재를 투입하고, 증점제 0.5∼5 중량％를 첨가한 다음 1∼10분 동안 침지시킨다.

이 후, 접촉여재를 꺼낸 후 70~100℃의 온도에서 30~60분 동안 건조시키면 된다.

여기서, 활성탄은 대나무, 참나무 등을 태워 만든 숯분말 또는 카본블랙을 사용하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 상기 키토산은 분자량조절,정제도,점성, 환원키틴키토산복합체,특수가공등의 기술적인 조절, 변형,가공등에 따라 다양한 기능과 특성을 나타내며 그 효능 또한 매우 독특하고 뛰어나 건강보조식품만이 아니라 의료,제약,동식물,환경,의류,화장품 및 일반공업분야에 이르기까지 광범위하게 응용될 수 있는 첨단 신소재로서 각광받고 있으며, 특히 게 또는 새우 등의 갑각류에서 추출한 키토산 및 이들의 유도체들은 수질속의 중금속 등을 흡착하는 독특한 기능을 가지고 있어 COD(화학적 산소요구량), BOD(생물학적 산소요구량)의 수치를 낮추는데 탁월하며, 피혁이나 염료 폐수처리 효과가 우수하다고 알려져 있다.

상기와 같은 코팅처리방법을 공정순서에 의거하여 살펴보기로 한다.

혼합공정

용기에 활성탄 용액 50∼95 중량％와, 키토산 용액 5∼50 중량％를 투입하여 혼합한다.

이때, 상기 활성탄 용액은 활성탄 분말 5∼50 중량％에 물 50∼95 중량％를 투입한 후 혼합하여 조성된다.

상기 활성탄 용액이 50 중량％ 미만일 경우에는 접촉여재로서의 역할을 다하지 못하며, 95 중량％를 넘을 경우에도 접촉여재에 부착되지 않은 활성탄이 남게 되어 경제적이지 못하다.

여기서, 상기 키토산 용액은 용량플라스크에 키토산 0.1∼3 중량％와 아세트산 1 ml와 물 20 ml를 투입하여 용해시킨 후, 용량대비 1000 ml가 되게 물을 투입하여 키토산 용액을 만든다.

상기 키토산 용액이 5 중량％ 미만일 경우에는 접촉여재에 부착되지 않은 활성탄이 남게 되고, 50 중량％를 넘을 경우에는 키토산의 비용 증가에 따라 제조비용을 증가시키게 되는 문제점이 발생된다.

침지공정

본 발명에 사용된 접촉여재는 폴리에스테르 또는 폴리에틸렌 원사로 짜여진 접촉여재이고, 증점제는 아크릴계 접착제로 만들어진 것으로 점도 향상을 목적으로 사용된다.

상기의 혼합공정에서 혼합된 혼합물에 상기 접촉여재와 증점제 0.1~5 중량%를 투입한 후 1~10분 동안 침지시킨다.

이때, 상기 증점제의 첨가시 반응이 매우 빠르므로 접촉여재를 먼저 투입한 후 증점제를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 증점제를 먼저 첨가한 후 접촉여재를 신속히 투입하여 교반하여도 무방하다.

상기 증점제는 0.1∼5 중량％을 첨가하지만, 바람직하게는 1∼2 중량％를 첨가하여 사용한다.

여기서, 상기 증점제 0.1 중량％ 미만을 첨가하는 경우에는 접촉여재에 활성탄이 흡착되지 않으며, 5 중량％를 넘을 경우에는 접촉여재의 건조시 장시간을 소요하게 된다.

또한, 상기 접촉여재의 침지시간은 1∼10분이 적당하지만, 2∼5분동안 침지하는 것이 더욱 바람직하다.

건조공정

상기 침지된 접촉여재를 꺼낸 후 건조기로 이동시켜 70∼100℃의 온도에서 30∼60분 동안 건조한다.

이때, 건조기의 온도가 70℃ 미만일 경우에는 건조시 60분 이상 소요되어 경제적 비용을 증가시키게 되고, 100℃를 넘을 경우에는 단시간에 건조시킬 수 있으나 접촉여재가 서로 점착되는 경우가 발생될 수 있다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예들을 기술하기로 한다.

[실시예 1]

활성탄 용액 80 중량％와 키토산 용액 20 중량％를 넣어 혼합하는 혼합공정에 접촉여재를 넣고 증점제 1 중량％를 첨가하고 5분 동안 침지한 후, 침지된 접촉여재를 꺼내서 건조기 90℃의 온도에서 40분 동안 건조시켜 접촉여재를 제조한다.

[실시예 2]

활성탄 용액 75 중량％와 키토산 용액 25 중량％를 넣어 혼합하는 혼합공정에 접촉여재를 넣고 증점제 1 중량％를 첨가하고 5분 동안 침지한 후, 침지된 접촉여재를 꺼내서 건조기 90℃의 온도에서 30분 동안 건조시켜 접촉여재를 제조한다.

[실시예 3]

활성탄 용액 70 중량％와 키토산 용액 30 중량％를 넣어 혼합하는 혼합공정에 접촉여재를 넣고 증점제 2 중량％를 첨가하고 5분 동안 침지한 후, 침지된 접촉여재를 꺼내서 건조기 90℃의 온도에서 40분 동안 건조시켜 접촉여재를 제조한다.

[실시예 4]

활성탄 용액 50 중량％와 키토산 용액 50 중량％를 넣어 혼합하는 혼합공정에 접촉여재를 넣고 증점제 2 중량％를 첨가하고 5분 동안 침지한 후, 침지된 접촉여재를 꺼내서 건조기 100℃의 온도에서 30분 동안 건조시켜 접촉여재를 제조한다.

상기의 구체적 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 폴리에스테르 또는 폴리에틸렌 원사로 짜여진 접촉여재에 키토산과 증점제를 이용하여 활성탄을 흡착시켜 코팅함으로써 미생물을 빠른 시간내에 부착시킬 수 있고, 미생물의 분해작용과 키토산의 화학작용으로 오폐수의 유기물질이나 중금속을 제거할 수 있으며, 대기를 정화시키기 위한 공기필터로 사용하여 악취 및 오염물질을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.

Claims

접촉여재의 코팅처리방법에 있어서,

활성탄 용액 50∼95 중량％와, 키토산 용액 5∼50 중량％를 혼합시키는 혼합공정과;

상기 공정을 통해 혼합된 혼합물에 접촉여재를 넣고 증점제 0.1∼5 중량％를 첨가한 후 1∼10분 동안 침지시키는 침지공정과;

침지된 상기 접촉여재를 꺼낸 후 70∼100℃의 온도에서 30~60분 동안 건조시키는 건조공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접촉여재의 코팅처리방법.
제1항에 있어서,

상기 키토산 용액은 키토산 0.1∼3 중량％와 아세트산 1 ml와 물 20 ml를 혼합하여 용해시킨 후, 용량대비 물 1000 ml를 투입하여 혼합한 용액인 것을 특징으로 하는 접촉여재의 코팅처리방법.