KR100950231B1 - 수 처리용 세라믹 볼의 제조 방법 - Google Patents
수 처리용 세라믹 볼의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100950231B1 KR100950231B1 KR1020090086844A KR20090086844A KR100950231B1 KR 100950231 B1 KR100950231 B1 KR 100950231B1 KR 1020090086844 A KR1020090086844 A KR 1020090086844A KR 20090086844 A KR20090086844 A KR 20090086844A KR 100950231 B1 KR100950231 B1 KR 100950231B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- plant
- ceramic ball
- ball
- water treatment
- water
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 91
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 51
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 23
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 claims description 10
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 claims description 10
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 8
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 claims description 5
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 claims description 5
- 241000218645 Cedrus Species 0.000 claims description 5
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 claims description 5
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 5
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 4
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 3
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 claims description 2
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 claims 1
- 239000010903 husk Substances 0.000 claims 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract description 9
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract description 9
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 7
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 abstract 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 11
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 9
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 8
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 8
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 5
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 5
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 4
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 4
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 4
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 4
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N Heavy water Chemical compound [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 241001360526 Escherichia coli ATCC 25922 Species 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001103617 Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442 Species 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;molecular oxygen Chemical compound O=O.O=C=O UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000009778 extrusion testing Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000008233 hard water Substances 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/62204—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products using waste materials or refuse
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/6261—Milling
- C04B35/6262—Milling of calcined, sintered clinker or ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/0068—Ingredients with a function or property not provided for elsewhere in C04B2103/00
- C04B2103/0097—Anion- and far-infrared-emitting materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/349—Clays, e.g. bentonites, smectites such as montmorillonite, vermiculites or kaolines, e.g. illite, talc or sepiolite
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
본 발명은 수 처리용 세라믹 볼의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 i) 페그마타이트(pegmatite) 5~10 wt%, 황토 5~10 wt%, 굴 껍질 5~10 wt%, 알루미늄 옥사이드 10~15 wt%, 실리콘 옥사이드 10~15 wt%, 지르코늄 옥사이드 10~15 wt%, 게르마늄 10~15 wt%을 함유하는 광물질 45~60 wt%; ⅱ) 소나무 5~15 wt%, 삼나무 5~15 wt%, 졸참나무 5~15 wt%의 소성 물질을 함유하는 식물 석회질 20~40 wt%; 및 ⅲ) 대나무 5~15 wt%, 짚 5~15 wt%, 왕겨 5~15 wt%의 소성 물질을 함유한 식물 규산질 20~40 wt%;을 혼합하는 제1단계: ⅱ) 상기 제1단계에서 혼합된 상기 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분을 건조한 후, 분쇄하는 제2단계: ⅲ) 상기 제2단계에서 분쇄된 상기 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분을 볼 형태로 성형하는 제3단계: ⅳ) 상기 제3단계에서 성형된 볼을 소성하는 제4단계; 및 v) 상기 제4단계에서 소성된 볼을 연마하는 제5단계;로 제조되는 수처리용 세라믹 볼의 제조방법에 대한 것이다.
세라믹, 볼, 수 처리, 광물, 석회질, 규산질
Description
본 발명은 수 처리용 세라믹 볼의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 i) 페그마타이트(pegmatite) 5~10 wt%, 황토 5~10 wt%, 굴 껍질 5~10 wt%, 알루미늄 옥사이드 10~15 wt%, 실리콘 옥사이드 10~15 wt%, 지르코늄 옥사이드 10~15 wt%, 게르마늄 10~15 wt%을 함유하는 광물질 45~60 wt%; ⅱ) 소나무 5~15 wt%, 삼나무 5~15 wt%, 졸참나무 5~15 wt%의 소성 물질을 함유하는 식물 석회질 20~40 wt%; 및 ⅲ) 대나무 5~15 wt%, 짚 5~15 wt%, 왕겨 5~15 wt%의 소성 물질을 함유한 식물 규산질 20~40 wt%;을 혼합하는 제1단계: ⅱ) 상기 제1단계에서 혼합된 상기 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분을 건조한 후, 분쇄하는 제2단계: ⅲ) 상기 제2단계에서 분쇄된 상기 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분을 볼 형태로 성형하는 제3단계: ⅳ) 상기 제3단계에서 성형된 볼을 소성하는 제4단계; 및 v) 상기 제4단계에서 소성된 볼을 연마하는 제5단계;로 제조되는 수처리용 세라믹 볼의 제조방법에 대한 것이다.
현대에는 산업사회의 급속한 발전과 생활수준의 향상으로 물 사용이 급격히 증가하지만, 물 사용량이 증대되면 될수록 더 많은 양의 오,폐수가 발생하고, 특히 산업의 발달로 공장 폐수가 수계 환경 오염의 주요인으로 대두 되면서, 오폐수나 하폐수의 완전한 정화를 통한 환경문제의 해결에 관심이 집중되고 있는 실정이다.
이와 같은 오,폐수를 처리하는 통상의 수 처리장치는 미생물을 이용한 생물학적 수 처리장치와 여과, 응집, 침전 또는 흡착 등의 물리, 화학적 처리를 통한 수 처리장치 등의 여러 기술이 알려져 있다.
그러나, 상기와 같은 기술들은 질소나 인의 제거는 어느 정도 가능한 것으로 알려져 있으나, 난분해성 오염물질 예를 들어, 대부분의 산업체에서 사용하는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds) 등의 제거나 미생물 등의 완전한 제거에는 어려움이 많았다.
또한, 일반적인 수 처리장에서는 염소를 이용한 소독 처리를 일반적으로 하고 있으나, 이와 같은 염소 소독은 발암성 부산물을 발생시키는 것으로 알려져 있으며, 특히 각종 산업체에서 배출되는 휘발성 유기화합물의 제거 효율은 미비한 실정이다.
또한, 살균시 광촉매, 자외선(UV), 오존 등을 이용한 살균 방법들은 광촉매, 자외선 또는 오존이 투입되는 탱크 등의 구조물에 대상 처리수(오폐수나 상하수)를 단순히 통과시키면서 처리하는 구조가 대부분으로서, 그 효율이 매우 낮았다.
한편, 이와 같이 지금까지 알려진 대부분의 수 처리장치들은 통상 시공 규모 가 일정 규모 이상이 되어야 하고, 이는 설비의 시공이나 운용(유지)에 상당한 비용이 필요한 것이다.
또한, 이와 같은 생물학적인 수 처리장치나 물리, 화학적 수 처리장치를 사용한다고 하더라도, pH, 용존산소, 탄산가스, 용해염류, 산화철, 온도, 유속 등 다양한 이유로 발생하는 급수 계통의 부식 및 스케일을 제거하거나, 배기가스에 의한 부식까지 방지하기는 어려웠다.
따라서, 상기와 같은 부식 또는 스케일 장해 등으로 인하여 각종 수 처리장치의 열효율이 떨어지게 되고, 처리 장치 내의 원활한 흐름이 방해되어 설비 파열 및 설비 수명 저하의 원인이 되었으며, 결국 이러한 장해 요소 들을 막기 위하여, 별도의 순수 제조 장치, 경도 성분 억제 장치, 기계 및 화학 세관 등의 별도의 처리 기술을 도입할 수 밖에 없어 경제적인 손실이 컸었다.
게다가, 수중의 경도 성분 즉, 양이온 금속 성분을 제거하는 방식인 중수설비, 경수 연화 장치, 이온 분산제 등의 방법은 용수 내의 경도 성분을 제거하는 과정에서 이온 교환수지의 역 세척을 필요로 하게 되며, 이미 형성된 스케일 등을 화학적, 기계적인 방법으로 세정하는 방식들은 세정시 화학청관제(염산계, 인산염계)를 사용하면서 발생하게 되는 수 처리 장치의 산화 및 이를 처리하기 위한 별도의 중화 처리로 인하여 또다시 폐수를 발생시킨다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명자는 오폐수나 하폐수의 정화에 있어서, 발암성 부산물을 발생시켜 제2차 오염을 발생시키는 일 없이, 질소나 인 성분 등의 일반적인 오염 물질이나 각종 중금속 성분뿐만 아니라 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds) 등의 난분해성 오염물질 또한 효율적으로 제거할 수 있는 수 처리용 세라믹 볼의 제조방법을 개발하기에 이르렀다.
또한, 본 발명자는 지금까지 알려진 대부분의 수 처리장치들과 같이 시공 규모가 일정 규모 이상이 되어야 할 필요없이, 어떠한 규모의 수 처리장치에도 적용가능하며, 설비의 시공이나 운용(유지)에 별도의 비용이 필요하지 않아 경제적이면서도 적용 범위가 넓은 수 처리용 세라믹 볼의 제조방법을 개발하기에 이르렀다.
또한, 본 발명자는 순수 제조 장치, 경도 성분 억제 장치, 기계 및 화학 세관 장치 등 별도의 처리 기술이나 장치를 도입하지 않고 제2차 오염 물질을 발생시키지 아니하면서, 급수 계통 또는 배기 가스 등 다양한 원인에 의하여 수 처리 장지에 발생하는 부식 및 스케일 장해 등을 방지하여, 열효율 및 설비 수명을 연장시킬 수 있는 수 처리용 세라믹 볼의 제조방법을 개발하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 오폐수나 하폐수의 정화에 있어서, 발암성 부산물을 발생시켜 제2차 오염을 발생시키는 일 없이, 자외선 및 음이온 등을 발생시켜, 질소나 인 성분 등의 일반적인 오염 물질이나 각종 중금속 성분뿐만 아니라 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds) 등의 난분해성 오염물질 또한 효율적으로 제거할 수 있는 수 처리용 세라믹 볼의 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 대부분의 수 처리장치들과 같이 시공 규모가 일정 규모 이상이 되어야 할 필요없이, 어떠한 규모의 수 처리장치에도 적용가능하며, 설비의 시공이나 운용(유지)에 별도의 비용이 필요하지 않아 경제적이면서도 적용 범위가 넓은 수 처리용 세라믹 볼의 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 순수 제조 장치, 경도 성분 억제 장치, 기계 및 화학 세관 장치 등 별도의 처리 기술이나 장치를 도입하지 않고 제2차 오염 물질을 발생시키지 아니하면서, 급수 계통 또는 배기 가스 등 다양한 원인에 의하여 수 처리 장지에 발생하는 부식 및 스케일 장해 등을 방지하여, 열효율 및 설비 수명을 연장시킬 수 있는 수 처리용 세라믹 볼의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 목적 달성을 위하여, 본 발명은 I) 페그마타이트(pegmatite) 5~10 wt%, 황토 5~10 wt%, 굴 껍질 5~10 wt%, 알루미늄 옥사이드 10~15 wt%, 실리콘 옥사이드 10~15 wt%, 지르코늄 옥사이드 10~15 wt%, 게르마늄 10~15 wt%을 함유하는 광물질 45~60 wt%; ⅱ) 소나무 5~15 wt%, 삼나무 5~15 wt%, 졸참나무 5~15 wt%의 소성 물질을 함유하는 식물 석회질 20~35 wt%; 및 ⅲ) 대나무 5~15 wt%, 짚 5~15 wt%, 왕겨 5~15 wt%의 소성 물질을 함유한 식물 규산질 20~35 wt%;을 혼합하는 제1단계, Ⅱ) 상기 제1단계에서 혼합된 상기 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분을 건조한 후, 분쇄하는 제2단계, Ⅲ) 상기 제2단계에서 분쇄된 상기 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분을 볼 형태로 성형하는 제3단계, Ⅳ) 상기 제3단계에서 성형된 볼을 소성하는 제4단계, 및 Ⅴ) 상기 제4단계에서 소성된 볼을 연마하는 제5단계로 제조되는 수처리용 세라믹 볼의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 제1단계의 식물 광물질 성분 및 식물 석회질 성분은 상기 식물 원재료들을 400 ~ 600 ℃에서 소성한 재를 분쇄한 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 제1단계의 굴 껍질 성분은 굴 껍질 원재료를 수중에서 5 ~ 10일 동안 염분제거 처리한 후, 건조 및 분쇄한 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 제1단계의 광물질 성분은 상기 광물질 원재료들을 320 ~ 340 mesh로 분쇄한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1단계의 상기 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분의 혼합은 상기 혼합 재료들을 볼밀(ball mill)에서 20 ~ 40 시간 동안 습식 혼합하는 것이 바람직하며, 상기 제2단계의 상기 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분로 이루어진 혼합 물질의 건조는 10 ~ 20일 동안 그늘에서 자연 건조하는 것이 바 람직하다.
그리고, 상기 제4단계의 소성 단계는 a) 700 ~ 900℃에서 1차 소성하는 단계; b) 1100 ~ 1300℃에서 2차 소성하는 단계; 및 c) 1400 ~ 1500℃에서 3차 소성하는 단계;로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 제4단계의 소성 단계를 구성하는 상기 1차, 2차, 3차 소성 단계가 각각 20 ~ 30 시간 동안 소성이 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수처리용 세라믹 볼의 제조 방법에 의해서 제조된 세라믹 볼은 550 ~ 700 Kgf의 압축강도를 가지며, 3.00×102 ~ 3.73×102 W/m2·㎛ (T=40℃)의 적외선 방사 에너지를 방출하는 것이 바람직하다.
본 발명의 수 처리용 세라믹 볼 제조 방법을 통하여 제조된 세라믹 볼은 적외선을 방출하여 수 분자를 미립화시킬 뿐만 아니라, 음이온을 방출하는 등 여러 작용을 통하여, 오폐수나 하폐수의 정화에 있어서, 발암성 부산물을 발생시켜 제2차 오염을 발생시키는 일 없이, 자외선 및 음이온 등을 발생시켜, 질소나 인 성분 등의 일반적인 오염 물질이나 각종 중금속 성분뿐만 아니라 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds) 등의 난분해성 오염물질 또한 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 수 처리용 세라믹 볼 제조 방법을 통하여 제조된 세라믹 볼 은 크기를 적용 환경에 따라 다양하게 성형할 수 있어 어떠한 규모의 수 처리장치에도 적용가능하며, 설비의 시공이나 운용(유지)에 별도의 비용이 필요하지 않아 경제적이다.
또한, 별도의 처리 기술이나 장치를 도입하지 않고 제2차 오염 물질을 발생시키지 아니하면서, 급수 계통 또는 배기 가스 등 다양한 원인에 의하여 수 처리 장지에 발생하는 부식 및 스케일 장해 등을 방지하여, 열효율 및 설비 수명을 연장할 수 있다.
본 발명에 따른 수 처리용 세라믹 볼의 제조 방법을 다음의 도면을 참조하여 이하 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 물분자의 구조와 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 이용하여 절단된 상태의 물분자 구조를 나타내는 개념도이며, 도 2는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼로부터 방출되는 음이온 전자가 양이온 금속 성분과 반응하여 고체 미립자로 석출되는 과정을 보여주는 반응 흐름도이다.
도 3, 4는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼로부터 방출되는 적외선의 방사율 및 방사 에너지를 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼로 인한 수 분자의 크기 변화를 측정하기 위한 NMR 촬영 결과를 보여주는 그래프이다.
도 6a, 6b는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 이용한 대장균에 대한 항균 시험 전, 후 결과를 보여주는 그래프이며, 도 7a, 7b는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 이용한 녹농균에 대한 항균 시험 전, 후 결과를 나타낸 그래프이고, 도 8은 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 이용하여 암모니아 소취성 시험 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명에 따른 수 처리용 세라믹 볼의 제조방법은 I) 페그마타이트(pegmatite) 5~10 wt%, 황토 5~10 wt%, 굴 껍질 5~10 wt%, 알루미늄 옥사이드 10~15 wt%, 실리콘 옥사이드 10~15 wt%, 지르코늄 옥사이드 10~15 wt%, 게르마늄 10~15 wt%을 함유하는 광물질 45~60 wt%; ⅱ) 소나무 5~15 wt%, 삼나무 5~15 wt%, 졸참나무 5~15 wt%의 소성 물질을 함유하는 식물 석회질 20~35 wt%; 및 ⅲ) 대나무 5~15 wt%, 짚 5~15 wt%, 왕겨 5~15 wt%의 소성 물질을 함유한 식물 규산질 20~35 wt%;을 혼합하는 제1단계, Ⅱ) 상기 제1단계에서 혼합된 상기 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분을 건조한 후, 분쇄하는 제2단계, Ⅲ) 상기 제2단계에서 분쇄된 상기 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분을 볼 형태로 성형하는 제3단계, Ⅳ) 상기 제3단계에서 성형된 볼을 소성하는 제4단계, 및 Ⅴ) 상기 제4단계에서 소성된 볼을 연마하는 제5단계를 포함한다.
여기서, 상기 제1단계의 광물질의 함량이 위 함량보다 작아지면 완성된 세라믹 볼이 적절한 강도 및 충분한 적외선 방출량을 가지기 어려우며, 상기 광물질의 함량이 위 함량보다 커지면, 식물 석회질 및 규산질의 함량이 적어져 완성된 볼의 공극률이 작아지고 적절한 활성 산소량 및 충분한 흡착 능력을 가지기 어렵게 된다.
또한, 상기 제1단계의 식물 석회질 및 식물 규산질의 함량이 위 함량보다 작아지면 완성된 볼의 공극률이 작아지고 적절한 활성 산소량 및 충분한 흡착 능력을 가지기 어려우며, 상기 식물 석회질 및 식물 규산질의 함량이 위 함량보다 커지면 광물질의 함량이 적어져 완성된 세라믹 볼이 적절한 강도 및 충분한 적외선 방출량을 가지기 어렵게 된다.
이때, 상기 제1단계의 식물 광물질 성분 및 식물 석회질 성분은 상기 소나무, 삼나무, 졸참나무 및 상기 대나무, 짚, 왕겨로 이루어진 식물 원재료들을 400~600 ℃에서 소성한 재를 분쇄한 것을 사용한다.
또한, 상기 제1단계의 광물질을 구성하는 굴 껍질 성분은 굴 껍질 원재료를 수중에서 5 ~ 10일 동안 염분 제거 처리한 후, 건조 및 분쇄한 것을 사용하며, 상기 제1단계의 광물질 성분들은 상기 광물질 원재료들을 320 ~ 340 mesh로 분쇄한 것을 준비하여 사용한다.
상기와 같이 준비한 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분들로 구성된 혼합 재료들을 볼밀(ball mill)에서 수분을 첨가하면서 20 ~ 40 시간 동안 습식 혼합하게 되는데, 이러한 과정을 통해 구성 물질들 간에 마찰로 인한 분쇄 과정이 이루어진다.
이렇게 습식 혼합된 상기 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분들로 구성된 혼합 물질을 10 ~ 20일 동안 그늘에서 자연 건조하게 되는데, 이러한 과정들을 통해 완성된 볼은, 높은 볼 강도를 가질 뿐만 아니라 유속과 충돌 시 적절한 양의 활성 산소를 만들 수 있는 기공이 형성되게 된다.
건조된 혼합 재료들을 볼 모양으로 성형한 후, 적절한 강도 및 공극을 가질 수 있도록 일련의 소성 과정을 거치게 되는데, 상기 제4단계의 소성 단계는 a) 700~ 900℃에서 1차 소성하는 단계; b) 1100 ~ 1300℃에서 2차 소성하는 단계; 및 c) 1400 ~ 1500℃에서 3차 소성하는 단계;로 이루어지게 된다. 이때, 상기 1차, 2차, 3차 소성 단계는 각각 20 ~ 30 시간 동안 소성이 이루어지며, 전체 소성 시간은 약 70 ~ 80시간 동안 이루어지게 된다.
상기와 같은 과정을 통해 제조된 세라믹 볼은 550 ~ 700 Kgf의 압축강도를 가지며, 3.00 × 102 W/m2·㎛ (T=40℃)이상의 적외선 방사 에너지를 방출하게 된다.
일반적으로 물 분자는 도 1(a)에 도시된 바와 같이 물 분자끼리의 수소 결합 등 분자 간의 결합으로 인하여 물 분자가 큰 집합 상태를 이루게 되며, 이로 인해 물 분자들의 반응 활성이 작아지게 된다. 그러나, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 세라믹 볼은 자체적으로 원적외선을 방출함으로써, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 물 분자가 집합 상태로부터 개별적인 물 분자 형태로 작용할 수 있도록 만들며, 이로 인해 물 분자의 전체 반응 활성이 높아지게 된다.
하기 표 1 및 도 3, 4는 각각 본 발명에 의하여 제조된 세라믹 볼의 일 실시예로부터 방출되는 적외선의 방사율 및 방사 에너지를 FT-IR Spectometer를 이용하여 흑체(black body)와 대비하여 측정한 결과로서, 본 발명에 의하여 제조된 세라믹 볼로부터 3.00 × 102 W/m2·㎛ (T=40℃)이상의 높은 적외선 방사 에너지가 높은 방사율로 방출되고 있는 것을 확인할 수 있다.
| 방사율 (5~20 ㎛) | 방사 에너지 (W/m2·㎛, 40℃) |
| 0.926 | 3.73 ×102 |
상기와 같이, 본 발명에 의하여 제조된 세라믹 볼로부터 방출되는 원적외선으로 인하여 수 분자 집합체의 크기가 작아지게 된다. 도 5는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼로 인한 수 분자의 크기 변화를 측정하기 위한 NMR 촬영 결과를 보여주는 그래프로서, 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 첨가하지 않은 일반 수돗물의 수 분자 집합체 크기(120.2Hz)에 비하여, 본 발명에서 제조된 세라믹 볼이 첨가된 수돗물 속의 수 분자 집합체의 크기(63.9Hz)가 훨씬 작아진 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제조된 세라믹 볼은 도 2에 도시된 바와 같이 자체적으로 전자를 방출시킴으로써, 수 처리 장치 내에 칼슘 이온, 마그네슘 이온과 같은 양이온 금속 성분들과 반응하여 스케일 형성을 막고 고체 미립자 상태로 석출시킬 뿐만 아니라, 기존에 형성된 스케일 또한 환원반응을 통해 연화시켜 배관 장치 등 각종 수 처리 장치들로부터 박리시키게 된다.
하기 표 2는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼의 일 실시예에 의해 측정된 음이온 방출량으로써, 본 발명에서 제조된 세라믹 볼 30g을 시험 대상으로 전하 입자 측정 장치를 이용하여 실내온도 30℃, 습도 42%, 대기 중 음이온 수 106/cc 조건에서 시험하였으며, 측정대상물에서 방출되는 음이온을 측정하여 단위 체적당 ion 수로 표시한 결과이다.
| 검사항목 | 음이온 (ion/cc) |
| 세라믹 볼 | 832 |
상기의 표에서 볼 수 있듯이, 본 발명에서 제조된 세라믹 볼로부터 일반 대기 중 음이온 수에 비하여 7~8배의 음이온이 방출되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 하기 표 2는 일반 수돗물과 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 첨가한 물에서의 알칼리도를 측정한 시험 결과로서, 하기 표로부터 알 수 있듯이, 세라믹 볼로부터의 전자 방출 효과로 인하여 수돗물의 알칼리도가 높아진 것을 확인할 수 있다.
| 검사항목 | 수돗물 | 세라믹 볼을 첨가한 물 |
| 알칼리도 (mg/l) | 32.2 | 35.7 |
상기와 같이 본 발명에서 제조된 세라믹 볼에서 방출되는 원적외선과 음이온 전자의 상승작용으로 인하여 물 분자의 반응 활성을 극대화시키게 된다. 즉, 물 분자 집단을 절단시키는 작용을 통하여, 작은 물분자 집단들의 분자 운동과 오염물질(붉은녹, 스케일)의 분자운동이 활발해져 물의 전체적인 표면 장력을 저하하고, 수 중에 존재하는 오염 물질이나 녹, 스케일 성분들을 전자 결합, 환원 반응 등의 화학 반응들을 통하여 서서히 용출, 분해시키는 등 전체적인 반응 활성이 높아지게 되는 것이다.
한편, 상기와 같은 효과는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼이 가지는 구성 성분들뿐만 아니라, 소성 온도 및 단계 등 제법에 따라 결정되는 세라믹 볼의 강도 및 공극들로부터 유발되는 효과이다.
즉, 본 발명에서 제조된 세라믹 볼은 높은 강도로 인하여, 기존에 단순히 물에 담겨진 채 사용되거나 물이 단순히 통과하면서 작용하는 볼들과는 달리, 수 처리 장치 내에서 높은 유속을 가지는 물과 충돌하여 강한 에너지를 발생시키게 되며, 충돌 및 마찰에도 깨지거나 부서지지 않게 된다.
또한, 미세한 공극 분포로 인하여, 수 처리시 기포가 발생하게 되고, 이렇게 발생한 기포는 수 중의 활성산소, 용존 산소 량을 증가시키면서, 이렇게 증가한 활성 산소량은 상기에서 설명한 여러 요인들과 함께 작용하여 더욱 여러 가지 화학 반응들을 활성화하게 된다.
하기 표 4는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼의 일 실시예들을 이용하여 압축 강도를 측정한 것으로서, 볼 직경 1.6cm를 가지도록 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 일반 압출 시험장치(하중 용량: 500tonf)를 이용하여 측정하였다.
| No. | 압축강도 (단위 : Kgf) |
| No. 1 | 597.14 |
| No. 2 | 667.77 |
| No. 3 | 553.97 |
| No. 4 | 608.99 |
| No. 5 | 657.57 |
상기와 같이, 본 발명에서 제조된 세라믹 볼은 550 ~ 700 Kgf의 높은 압축강도를 가지는 것을 확인할 수 있었다.
이하에서는, 본 발명에서 제조된 세라믹 볼의 정화 능력을 확인하기 위한 일련의 시험 결과들을 표시하였다.
하기 표 5는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼의 유기물 등에 대한 정화능력을 살펴보기 위하여, 일반 세제를 사용한 물과 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 사용한 물에 대하여 COD(Chemical Oxygen Demand), BOD(biochemical oxygen demand)를 측정한 시험 결과이다.
| 검사항목 | 일반 세제 물 | 세라믹 볼을 첨가한 물 |
| COD (mg/l) | 132.4 | 51.2 |
| BOD (mg/l) | 341.7 | 87.8 |
상기와 같이, 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 이용할 경우, 일반 세제를 사용하는 경우보다 유기물 등의 오염 물질을 훨씬 효율적으로 제거하는 것을 확인할 수 있었다.
하기 표 6 및 도 6a, 6b, 도 7a, 7b는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 이용한 시료와 아무런 처리도 하지 않은 시료에 대하여 대장균 및 녹농균의 감소율을 비교하여 살펴보기 위한 실험으로서, 사용 균주로는 각각 Escherichia coli ATCC 25922와 Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442를 사용하였으며, 배지 상의 균 수는 희석 배수를 곱하여 산출하였다.
| 시험항목 | 시료구분 | 초기 농도 | 24시간 후 농도 | 정균 감소율(%) |
| 대장균에 의한 항균시험 | Blank | 3.3×106 | 9.8×106 | ― |
| 세라믹 볼 | 6.1×105 | 81.5 | ||
| 녹농균에 의한 항균 시험 | Blank | 2.8×107 | 9.1×107 | ― |
| 세라믹 볼 | 5.3×106 | 81.1 |
상기와 같이, 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 사용한 시료의 경우, 대장균 및 녹농균에 대한 정균 감소율이 80%이상인 것을 확인할 수 있었다.
하기 표 7은 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 이용한 물과 아무런 처리도 하지 않은 수돗물에 대하여 잔류 염소의 양을 비교하여 살펴보기 위한 실험으로서, 수돗물 50ℓ에 대하여 상온에서 교반한 후 측정하였다.
| 검사항목 | 수돗물 | 세라믹 볼을 첨가한 물 |
| 잔류염소 (mg/l) | 0.3 | 0 |
상기와 같이, 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 사용한 시료의 경우, 잔류 염소의 양이 줄어든 것을 확인할 수 있었다.
하기 표 8 및 도 8은 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 이용한 암모니아 소취율 실험으로서, 1000㎖ 부피를 가지는 용기에 본 발명에서 제조된 세라믹 볼 시료 10g과 암모니아 수용액 2㎕을 주입하여 가스검지관법을 사용하여 측정하였다.
소취율(%)은 [Blank 가스 농도-Sample 가스 농도)/Blank 가스 농도]×100을 이용하여 산출된 값으로 표시하였으며, 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 사용한 시료가 암모니아 소취성을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
| 시험 시간(분) | 소취율 (단위 : %) |
| 30 분 | 2 |
| 60 분 | 3 |
| 90 분 | 3 |
| 120 분 | 3 |
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 수 처리용 세라믹 볼 제조 방법에 의해서 제조된 세라믹 볼은 적외선을 방출하여 수 분자 집단을 미립화시킬 뿐만 아니라, 음이온을 방출하는 등 여러 작용을 통하여, 발암성 부산물을 발생시켜 제2차 오염을 발생시키는 일 없이, 수 중의 일반적인 오염 물질이나 각종 중금속 성분뿐만 아니라 휘발성 유기화합물 등의 난분해성 오염물질 또한 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 수 처리용 세라믹 볼 제조 방법에 의해서 제조된 세라믹 볼은 크기를 적용 환경에 따라 다양하게 성형할 수 있어 어떠한 규모의 수 처리장치에도 적용가능하며, 설비의 시공이나 운용(유지)에 별도의 비용이 필요하지 않아 경제적일 뿐만 아니라, 별도의 처리 기술이나 장치를 도입하지 않고 제2차 오염 물질을 발생시키지 아니하면서, 급수 계통 또는 배기 가스 등 다양한 원인에 의하여 수 처리 장지에 발생하는 부식 및 스케일 장해 등을 방지하여, 열효율 및 설비 수명을 연장할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
도 1은 일반적인 물분자의 구조와 본 발명의 세라믹 볼을 이용하여 절단된 상태의 물분자 구조를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼로부터 방출되는 음이온 전자가 양이온 금속 성분과 반응하여 고체 미립자로 석출되는 과정을 보여주는 반응 흐름도이다.
도 3, 4는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼로부터 방출되는 적외선의 방사율 및 방사 에너지를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼로 인한 수 분자의 크기 변화를 측정하기 위한 NMR 촬영 결과를 보여주는 그래프이다.
도 6a, 6b는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 이용한 대장균에 대한 항균 시험 전, 후 결과를 보여주는 그래프이다.
도 7a, 7b는 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 이용한 녹농균에 대한 항균 시험 전, 후 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명에서 제조된 세라믹 볼을 이용하여 암모니아 소취성 시험 결과를 나타낸 그래프이다.
Claims (10)
- I) 페그마타이트(pegmatite) 5~10 wt%, 황토 5~10 wt%, 굴 껍질 5~10 wt%, 알루미늄 옥사이드 10~15 wt%, 실리콘 옥사이드 10~15 wt%, 지르코늄 옥사이드 10~15 wt%, 게르마늄 10~15 wt%을 함유하는 광물질 45~60 wt%; ⅱ) 소나무 5~15 wt%, 삼나무 5~15 wt%, 졸참나무 5~15 wt%의 소성 물질을 함유하는 식물 석회질 20~35 wt%; 및 ⅲ) 대나무 5~15 wt%, 짚 5~15 wt%, 왕겨 5~15 wt%의 소성 물질을 함유한 식물 규산질 20~35 wt%;을 혼합하는 제1단계:Ⅱ) 상기 제1단계에서 혼합된 상기 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분을 건조한 후, 분쇄하는 제2단계:Ⅲ) 상기 제2단계에서 분쇄된 상기 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분을 볼 형태로 성형하는 제3단계:Ⅳ) 상기 제3단계에서 성형된 볼을 소성하는 제4단계: 및Ⅴ) 상기 제4단계에서 소성된 볼을 연마하는 제5단계:로 제조되는 수처리용 세라믹 볼의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1단계의 식물 광물질 성분 및 식물 석회질 성분이 상기 식물 원재료들을 400 ~ 600 ℃에서 소성한 재를 분쇄한 것임을 특징으로 하는 수 처리용 세라믹 볼의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1단계의 굴 껍질 성분이 굴 껍질 원재료를 수중에서 5 ~ 10일 동안 염분제거 처리한 후, 건조 및 분쇄한 것임을 특징으로 하는 수 처리용 세라믹 볼의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1단계의 광물질 성분이 상기 광물질 원재료들을320 ~ 340 mesh로 분쇄한 것임을 특징으로 하는 수 처리용 세라믹 볼의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1단계의 상기 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분의 혼합이 상기 혼합 재료들을 볼밀(ball mill)에서 20 ~ 40 시간 동안 습식 혼합하는 것임을 특징으로 하는 수 처리용 세라믹 볼의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2단계의 상기 광물질, 식물 석회질 및 식물 규산질 성분로 이루어진 혼합 물질의 건조가 10 ~ 20일 동안 그늘에서 자연 건조하는 것임을 특징으로 하는 수 처리용 세라믹 볼의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제4단계의 소성 단계가 a) 700 ~ 900℃에서 1차 소성하는 단계; b) 1100 ~ 1300℃에서 2차 소성하는 단계; 및 c) 1400 ~ 1500℃에서 3차 소성하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수 처리용 세라믹 볼의 제조방법.
- 제7항에 있어서, 상기 제4단계의 소성 단계를 구성하는 상기 1차, 2차, 3차 소성 단계가 각각 20 ~ 30 시간 동안 소성이 이루어지는 것을 특징으로 하는 수 처리용 세라믹 볼의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 수처리용 세라믹 볼이 550 ~ 700 Kgf의 압축강도를 가지는 것을 특징으로 하는 수처리용 세라믹 볼의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 수처리용 세라믹 볼이 3.00×102 ~ 3.73×102 W/m2·㎛ (T=40℃)의 적외선 방사 에너지를 방출하는 것을 특징으로 하는 수처리용 세라믹 볼의 제조방법.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090086844A KR100950231B1 (ko) | 2009-09-15 | 2009-09-15 | 수 처리용 세라믹 볼의 제조 방법 |
| CN2010102611849A CN102020484A (zh) | 2009-09-15 | 2010-08-24 | 水处理用陶瓷球的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090086844A KR100950231B1 (ko) | 2009-09-15 | 2009-09-15 | 수 처리용 세라믹 볼의 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100950231B1 true KR100950231B1 (ko) | 2010-03-29 |
Family
ID=42183953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090086844A KR100950231B1 (ko) | 2009-09-15 | 2009-09-15 | 수 처리용 세라믹 볼의 제조 방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100950231B1 (ko) |
| CN (1) | CN102020484A (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101133986B1 (ko) | 2009-10-27 | 2012-04-05 | (주) 화인워터 | 전처리 장치가 구비된 정수기 |
| KR101744023B1 (ko) * | 2016-08-31 | 2017-06-07 | 주식회사 한국환경기술 | 복합효소 미생물 제제를 이용한 오폐수 처리 및 악취 제거 바이오 미생물 공법 |
| WO2018099367A1 (zh) * | 2016-11-30 | 2018-06-07 | 青岛易生态环保科技有限公司 | 以江河湖海污泥和贝壳类粉为原料生产的陶粒及其制备方法 |
| CN108129133A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-08 | 洛阳神佳窑业有限公司 | 一种水处理陶粒的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100271032B1 (ko) | 1998-06-25 | 2000-12-01 | 구용회 | 폐수처리용 원적외선 방사 세라믹체의 제조방법 |
| KR20030091127A (ko) * | 2002-05-23 | 2003-12-03 | 하윤식 | 향기와 원적외선을 발생하는 세라믹볼 및 그 제조방법 |
| KR20040096475A (ko) * | 2004-09-20 | 2004-11-16 | 강석진 | 세라믹볼의 제조방법 |
| KR20090028253A (ko) * | 2007-09-14 | 2009-03-18 | 한미영 | 황토 세라믹 활성탄 필터 및 이를 이용한 정수기 |
-
2009
- 2009-09-15 KR KR1020090086844A patent/KR100950231B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-08-24 CN CN2010102611849A patent/CN102020484A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100271032B1 (ko) | 1998-06-25 | 2000-12-01 | 구용회 | 폐수처리용 원적외선 방사 세라믹체의 제조방법 |
| KR20030091127A (ko) * | 2002-05-23 | 2003-12-03 | 하윤식 | 향기와 원적외선을 발생하는 세라믹볼 및 그 제조방법 |
| KR20040096475A (ko) * | 2004-09-20 | 2004-11-16 | 강석진 | 세라믹볼의 제조방법 |
| KR20090028253A (ko) * | 2007-09-14 | 2009-03-18 | 한미영 | 황토 세라믹 활성탄 필터 및 이를 이용한 정수기 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101133986B1 (ko) | 2009-10-27 | 2012-04-05 | (주) 화인워터 | 전처리 장치가 구비된 정수기 |
| KR101744023B1 (ko) * | 2016-08-31 | 2017-06-07 | 주식회사 한국환경기술 | 복합효소 미생물 제제를 이용한 오폐수 처리 및 악취 제거 바이오 미생물 공법 |
| WO2018099367A1 (zh) * | 2016-11-30 | 2018-06-07 | 青岛易生态环保科技有限公司 | 以江河湖海污泥和贝壳类粉为原料生产的陶粒及其制备方法 |
| US10737238B2 (en) | 2016-11-30 | 2020-08-11 | Qingdao Yi Eco-Environmental Protection Technology Co., Ltd | Ceramsite produced by using river/lake/sea sludge and seashell powder as raw materials and preparation method thereof |
| CN108129133A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-08 | 洛阳神佳窑业有限公司 | 一种水处理陶粒的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102020484A (zh) | 2011-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100956584B1 (ko) | 수 처리 장치 | |
| Ashrafivala et al. | Investigation of H2O2/UV advanced oxidation process on the removal rate of coliforms from the industrial effluent: A pilot-scale study | |
| Norabadi et al. | Optimizing the parameters of amoxicillin removal in a photocatalysis/ozonation process using Box–Behnken response surface methodology | |
| KR101616825B1 (ko) | 소규모 하·폐수 처리 시스템 | |
| KR100906823B1 (ko) | 상수도관 연결형 정수장치 | |
| KR100950231B1 (ko) | 수 처리용 세라믹 볼의 제조 방법 | |
| Nath et al. | Photocatalysis—a novel approach for solving various environmental and disinfection problems: a brief review | |
| Zuo et al. | The role and fate of inorganic nitrogen species during UVA/TiO2 disinfection | |
| KR101152346B1 (ko) | 수 처리용 세라믹 볼 | |
| KR101419425B1 (ko) | 오폐수 내에 함유된 중금속 제거용 세라믹파우더를 이용한 수처리 방법 | |
| US20080128356A1 (en) | Three in One Method and Equipment for Treating Drinking Water | |
| KR100793641B1 (ko) | 티타늄 제올라이트 생물막볼 수질정화기 및 제조방법 | |
| Mohammed et al. | BOD5 removal from tannery wastewater over ZnO-ZnFe2O4 composite photocatalyst supported on activated carbon | |
| KR101187278B1 (ko) | 수족관의 정수장치 | |
| KR101155078B1 (ko) | 휴대용 정수기 | |
| Wang et al. | Heterogeneous UV disinfection aided by ZnO/Al 2 O 3 composites for inhibiting antibiotic resistant bacteria photoreactivation and gene recovery | |
| KR102220375B1 (ko) | 신규한 세라믹 조성물을 포함하는 수 처리 장치 | |
| KR101133986B1 (ko) | 전처리 장치가 구비된 정수기 | |
| KR101148173B1 (ko) | 수 처리 장치가 구비된 세탁기 | |
| KR102566734B1 (ko) | 수질 정화용 성형체의 제조방법 | |
| Kuo et al. | Disinfection and antimicrobial processes | |
| Litynska et al. | Problem of antibiotics in natural water: A review | |
| Abdykadyrov et al. | Purification of surface water by using the corona discharge method. | |
| Hidayah et al. | Performance of Alum Coagulation and Adsorption on Removing Organic Matter and E. coli | |
| KR100427617B1 (ko) | 액체형 토양 및 수질 개선용 정화제 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130318 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140107 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |