KR101217169B1 - 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터 및 그의 제조 방법 - Google Patents

허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터 및 그의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 환경 친화적인 자연물을 원료로 사용한 허니컴(Honeycomb) 구조의 세라믹 바이오 필터, 그 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compound)과 질산화합물, 황화수소화합물 등의 복합 악취 등의 유해물질이 허니컴 구조의 세라믹 미세 터널을 통과하면서, 미세 터널에 코팅되어 있는 황토 혼합물의 미세 기공과 음(-)전하에 의해 벽면에 흡착(Adsorption)되고, 흡착된 유해물질은 황토 혼합물에 포함되어 있는 미생물의 유해물질 분해 성능에 의해 제거 되어 진다. 특히 여러 미생물을 혼합하여 사용하지 않고, 유해물질별 분해성능이 높은 미생물을 선별하여 황토와 혼합 후 세라믹 바이오 필터에 코팅하고, 세라믹 바이오 필터를 다단으로 연결하여 사용하면 복합 유해가스의 분해 성능을 보다 높일 수 있다. 예를 들면 황화수소화합물의 분해 능력이 우수한 황산화균 중의 Thiobacillus sp. IW와 휘발성유기화합물의 분해 능력이 우수한 Candida tropicalis균을 혼합하여 사용하지 않고, 별도로 황토와 혼합 후 세라믹 바이오 필터에 코팅하고 세라믹 바이오 필터를 다단으로 연결하여 사용하면 복합 유해물질의 제거 성능을 보다 높일 수 있고 또한 유해물질별로 세라믹 바이오 필터를 선택하여 사용할 수 있어 경제적이고 효율적이다. 허니컴 구조의 미세 터널을 가지고 있는 구조체는 코디어라이트(Cordierite)의 다공성 세라믹 구조체로서 기공의 크기는 1 내지 200㎛이고, 기공률은 40 내지 60부피%인 것을 특징으로 한다. 또한 세라믹 바이오 필터에 공기를 공급하는 블로워 팬(Blower Fan)에서 나오는 저주파 소음을 허니컴 다공질 구조의 다수 터널 셀을 통과하면서 흡수와 투과 손실로 인해 감소시킬 수 있고, 기존의 유해물질 제거용 활성탄 필터 및 칩(Chip) 형태의 바이오 세라믹 필터에 비해 압력 손실(에너지)을 줄일 수 있는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터 및 그 제조 방법을 제공하며, 구조체가 세라믹으로 구성되어 있어 세척을 통한 재사용으로 기존 필터의 산업 쓰레기를 줄일 수 있는 성능과 내구성이 우수한 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터를 제공할 수 있다.

Description

허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터 및 그의 제조 방법{.}
본 발명은 유해물질을 제거하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compound)과 질산화합물, 황화수소화합물 등의 복합 악취 등의 유해물질을 효과적으로 제거할 수 있는 특수 미생물이 혼합되어 있는 황토 또는 점토를 구조체인 세라믹 허니컴을 2단 이상 연결하여 효율적으로 유해물질을 제거하고, 응용분야인 공조기의 저주파 소음 및 압력손실을 줄일 수 있는 친환경 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터, 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 현대인에 있어서 공장 및 음식점 등에서 나오는 악취는 종업원의 작업능률 저하 및 인근 주변에 많은 민원을 발생시키고 있다. 또한 생산 공장에서 많이 사용되는 석유화학 원료 및 건축물의 자재에서 나오는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound)은 발암성 및 독성을 지닌 화학물질로서 인체에 유해하여 국가 환경부의 실내공기질 관리법 및 악취방지법으로 엄격하게 규제를 하고 있는 유해물질이다. 이러한 황화수소화합물, 질산화합물 등의 악취 및 휘발성 유기화합물은 단독으로 있기 보다는 혼합된 복합 가스 형태로 많이 존재하고 있다.
이런 악취 및 휘발성 유기화합물을 제거하기 위한 종래의 기술은 소각장, 열병합 발전소, 정유회사 등에서 세라믹 허니컴 필터 SCR(Selective Catalytic Reduction)에 희귀금속인 촉매를 코팅하여 수백도의 온도로 연소시키는 방법을 많이 사용하고 있으나 성능은 우수한 반면 연소 시 많은 에너지가 소모되는 단점을 가지고 있다.
또한 활성탄, 제오라이트 등 기공의 흡수력을 이용한 필터는 일정시간이 경과되면 성능이 떨어져 주기적으로 필터를 교체하여야 하는 번거로움을 가지고 있다. 이산화티탄늄(TiO2) 등의 광촉매를 이용하여 수산레디칼기(-OH)를 발생시켜 제거하는 방법은 자외선(UV-A)을 광원으로 사용하므로 많은 전기적 에너지를 사용하여야 하고 성능도 미약한 실정이다.
최근에 활성탄, 바이오 세라믹 다공질 칩(Chip) 또는 폴리우레탄 다공질 칩을 담체로 하고 미생물의 황토 혼합물을 코팅하여 백(Bag) 필터에 칩을 넣은 형태의 필터는 별도의 에너지가 들어가지 않는 장점은 있으나 공기 흐름에 따른 송풍기의 압력 손실 및 소음이 발생하는 단점을 가지고 있다.
따라서 유해물질을 제거하기 위하여 별도의 에너지가 필요 없고, 송풍기의 압력 손실 및 소음을 줄일 수 있고, 세척이 가능하여 재사용으로 경제성이 높은 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 필요성이 높아지고 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 환경 친화적인 무기재료를 사용하여 허니컴 구조의 다공질 코디어라이트 세라믹 구조체를 만들고, 미세 터널에 미생물이 포함된 황토 혼합물을 원심력을 이용하여 균일하게 코팅하면, 유입된 양(+)전하를 띤 유해물질을 황토 혼합물의 음(-)전하와 미세 기공의 의해 흡착이 되고, 흡착이 된 유해물질은 특정 미생물에 의해 무해한 이산화탄소와 물 분자로 분해되어 제거되고, 특히 유해물질 제거 성능을 높이기 위해 미생물을 선별적으로 사용하여 세라믹 구조체를 만들어, 그 세라믹 구조체를 다단으로 연결하여 사용함으로써, 복합 유해물질의 제거 성능을 높일 수 있고 블로워 팬에서 나오는 저주파 소음 및 압력 손실을 줄일 수 있는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터 및 그의 제조방법을 제공하기 위함이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터는, 다수의 셀이 일정한 길이로 연장되어 미세터널이 형성되고, 미세터널의 내벽에 다수의 기공이 형성된 허니컴 구조체; 및 상기 미세터널의 내벽에 황토, 무기질 규산염계 바인더, 규산소다 발포제 및 유해물질 제거성능이 있는 미생물이 혼합되어 코팅된 황토혼합물;을 포함하고, 상기 미세터널은, 상기 다수의 기공에 공기를 공급하는 블로워 팬(Blower Fan)에서 나오는 소음을 흡수하고 투과하여 감소시키는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 허니컴 구조체는, 카올린 분말 20~30 중량%, 하소카올린 분말 10~30 중량%, 활석 분말 30~50 중량%, 알루미나 분말 10~30 중량%, 이산화규소 분말 5~10 중량%를 포함하는 코디어라이트(Cordierite) 구조체로서, 기공의 크기는 1 내지 200㎛이고, 기공률은 40 내지 60부피%으로 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한,상기 허니컴 구조체의 셀은, 사각형, 원형 또는 육각형의 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 허니컴 구조체는, 셀의 간격이 1 내지 20mm 이내이고 셀의 간벽 두께가 셀 간격의 1/3이하 인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 허니컴 구조체는, 사각형, 원형 또는 타원형의 형상으로 형성되고, 외주면에 사각형의 홈이 형성되어 다수개의 허니컴 구조체와 밴드로 수평 또는 수직으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 탈취기(Scrubber), 매연제거기, 공기조화기, 부품 세척기, 공기청정기, 에어컨 또는 가습기에 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 황토 혼합물은, 유해물질 제거 성능이 있는 미생물의 종류별로, 황토, 무기질 규산염계 바인더 및 규산소다 발포제가 혼합되어 코팅되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미생물은, 휘발성유기화합물(VOC)의 제거 성능이 있는 칸디다 트로피칼리스(Candida tropicalis) 균주, 황화수소화합물의 제거 성능이 있는 황산화 세균 및 질산화합물의 제거 성능이 있는 납두균(Bacillus sp.) 균주 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하고, 상기 황산화 세균은 Thiobacillus 균주, Thiospharea 균주, Thiomicrospira 균주 및 Thermothrix 균주 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 황토는, 고령토의 함량이 85중량%이상이거나, 점토인 것을 특징으로한다.
본 발명에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 제조 방법은, a) 카올린 분말 20~30 중량%, 하소카올린 분말 10~30 중량%, 활석 분말 30~50 중량%, 알루미나 분말 10~30 중량%, 이산화규소 분말 5~10 중량%를 포함하는 코디어라이트(Cordierite)의 합성물을 혼합하는 단계; b) 상기 혼합물에 고분자 바인더와 기공재료를 첨가하여 습식 혼합한 후 일정이상의 점도를 유지시키는 단계; c) 상기 혼합물을 압출 성형을 한 후, 일정한 길이만큼 절단하여 세라믹 허니컴 구조체를 형성하는 단계; d) 상기 절단된 세라믹 허니컴 구조체 외주면에 홈을 성형하는 단계; e) 상기 성형된 허니컴 구조체를 500 내지 700℃에서 가열하여 기공재료를 산화시켜 다수의 기공을 만드는 단계; f) 상기 허니컴 구조체를 1000 내지 1200℃에서 3~6시간 소결하여 코디어라이트의 세라믹 결정체를 만드는 단계; g) 황토를 체 거름을 한 후 물, 무기질 규산염계 바인더 및 규산소다 발포체를 혼합하고 유해물질 제거 성능이 있는 미생물과 혼합하는 단계; h) 상기 황토 혼합물을 허니컴 구조체 내부의 미세 터널에 균일하게 코팅하는 단계; 및 i) 상기 황토 혼합물이 코팅된 허니컴 구조체를 25 내지 35℃의 온도에서 자연 건조시키는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 고분자 바인더는, 폴리비닐알코올(PVA) 또는 폴리비닐피롤리돈(PVP)이고, 상기 기공 재료는, 폴리메틸메스아크릴레이트(PMMA) 또는 흑연인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (b)단계는, 상기 압출 성형 시 압출 금형부가 압축 방향으로 기울기가 점차 좁아지는 구조를 가진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (c)단계는, 상기 성형된 허니컴 구조체의 외주면 연결 밴드를 채우기 위한 깊이 2mm이하의 사각형의 홈이 양쪽으로 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (d)단계는, 상기 기공 재료를 산화시켜 기공을 만드는 과정에서 산화 가스가 외부로 배출될 수 있도록 500 내지 700℃에서 12~48시간 가열하여, 열린 기공(Open Pore)와 연결 기공(Continuous Pore)을 하나 이상 만드는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (h)단계는, 상기 황토 혼합물을 허니컴 구조체 내부의 미세 터널에 막힘이 없고 황토의 탈락이 발생되지 않도록 황토 혼합물을 미세터널에 일정 압력으로 도포하고, 허니컴 구조체를 일정한 속도로 회전시켜 원심력에 의해 코팅되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 미생물이 부착할 수 있는 충분한 크기의 기공을 가진 구조체를 제조하여, 미생물이 생존하고 증식하기에 적합한 황토 혼합물을 코팅시킴으로써 환경 유해물질, 특히 휘발성유기화합물(VOC)을 효과적으로 제거할 수 있고, 기존의 필터에서 발생하는 풍량 감소, 압력 손실, 소음 발생의 문제점을 해결할 수 있는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터 및 그의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 기존의 많은 에너지가 필요하고, 재활용이 불가능한 필터의 단점을 극복하고 반영구적으로 사용 가능한 황토 혼합물이 코팅된 친환경적이 필터로서, 공장의 탈취장비인 스크러버(Scrubber), 주차장의 매연제거기, 빌딩의 공기조화기, 자동차 부품 세척기, 에어컨, 가습기 또는 공기청정기에 사용할 수 있는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터 및 그의 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터를 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 미세터널에서의 황토 혼합물이 코팅되어 있는 단면도이고,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 미세터널에서의 흡착과 분해를 나타낸 단면도이고,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 미세터널에서의 저주파 소음의 감쇠 원리를 나타낸 단면도이고,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 단면을 나타낸 단면도이고,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하니컴 구조의 세라믹 바이오 필터를 다단으로 연결한 상태도를 나타낸 상태도이고,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 대체가 가능한 기존의 탈취기(Scrubber)의 복합한 구조의 단면도이고,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탈취기(Scrubber)에 적용한 구조의 단면도이고,
도 9은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지하 주차장 매연감소기에 적용한 구조의 단면도이고,
도 10는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공중 화장실 탈취기에 적용한 구조의 단면도이고,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 음식점 악취 감소기에 적용한 구조의 단면도이고,
도 12는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 구조체 사진이고,
도 13은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 특정 미생물 Candida tropicalis 균주의 사진이고,
도 14는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 사진이고,
도 15은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 성능 시험을 한 챔버(Chamber)의 사진이고,
도 16은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 성능 시험을 한 풍동(Wind Tunnel)의 사진이고,
도 17은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터 및 그의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터는 허니컴 구조체 및 황토혼합물을 포함한다.
허니컴 구조체는 다수의 셀이 일정한 길이로 연장되어 미세터널이 형성되고, 미세터널의 내벽에 다수의 기공이 형성된다.
기공은, 열린기공, 연결기공을 포함한다.
황토혼합물은 미세터널의 내벽에 황토, 무기질 규산염계 바인더, 규산소다 발포체 및 특정 미생물이 혼합되어 코팅된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 미세터널에서의 황토 혼합물이 코팅되어 있는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 황토 혼합물은 황토, 무기질 규산염계 바인더, 규산소다 발포체 및 특정 미생물을 포함한다.
또한, 상기 황토는, 고령토의 함량이 85중량%이상이거나, 점토인 것을 특징으로 한다.
황토 혼합물이 코팅되어 있는 미세터널의 기공에는 미세 연결 기공의 모세관 현상에 의해 미생물의 성장에 필요한 물이 포함되어 있다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 허니컴 구조체는, 코디어라이트(Cordierite) 구조체로서, 기공의 크기는 1 내지 200㎛이고, 기공률은 40 내지 60부피%으로 제조하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 기공률은, 내화 벽돌에 들어있는 기공의 전용 부피에 대한 부피 비율을 말한다.
코디어라이트는 카올린 분말 20~30 중량%, 하소카올린 분말 10~30 중량%, 활석 분말 30~50 중량%, 알루미나 분말 10~30 중량%, 이산화규소 분말 5~10 중량%를 포함한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 미세터널에서의 흡착과 분해를 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 황토 혼합물은, 특정 유해물질이 미세터널을 통과할 때, 황토 혼합물의 미세기공과 음전하가 특정 유해물질을 미세터널의 내벽으로 흡착시키고, 흡착된 특정 유해물질을 특정 미생물의 분해 성능으로 제거시킨다.
여기서, 특정 유해물질은, 휘발성유기화합물(VOC), 질산화합물 및 황화수소화합물 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하며, 일반적으로 유해물질이 혼합된 복합 악취인 것을 특징으로 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 미세터널에서의 저주파 소음의 감쇠 원리를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 미세터널은, 상기 다수의 기공에 공기를 공급하는 블로워 팬(Blower Fan)에서 나오는 저주파 소음을 흡수하고 투과하여 감소시킨다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 허니컴 구조체의 기공은, 사각형, 원형 또는 육각형의 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 허니컴 구조체는, 셀의 간격은 1 내지 20mm 이내이고, 셀의 간벽의 두께는 미세터널 간격의 1/3 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 허니컴 구조체는, 사각형, 원형 또는 타원형의 형상으로 형성되고, 외주면에 사각형의 홈이 형성되어 상기 홈에 또 다른 허니컴 구조체를 밴드로 연결하는 것을 특징으로 한다.
즉, 다수개의 허니컴 구조체를 상하, 좌우로 적층한 다음에 홈에 밴딩처리하여 다수개의 허니컴 구조체를 하나의 묶음으로 묶어 놓을 수 있도록 한 것이며, 홈에 밴딩처리됨으로 벤딩된 끝의 움직임을 제한하고 장시간 고정될 수 있도록 한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터는 탈취장비, 매연제거기, 공기조화기, 부품 세척기, 공기청정기, 에어컨 또는 가습기 등에 사용하는 것을 특징으로 한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터를 다단으로 연결한 상태도를 나타낸 상태도이다.
도 6을 참조하면, 상기 황토 혼합물은, 상기 특정 유해물질을 제거 성능이 우수한 미생물별로 황토와 혼합된다.
또한, 허니컴 구조체는, 상기 미생물별로 황토와 혼합된 황토 혼합물별로 미세터널에 각각 코팅되는 것을 특징으로 하고, 하나 이상의 상기 허니컴 구조체가 수직 또는 수평으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미생물은, 휘발성유기화합물(VOC)의 제거 성능이 우수한 칸디다 트로피칼리스(Candida tropicalis) 균주, 황화수소화합물의 제거 성능이 우수한 황산화 세균 및 질산화합물의 제거 성능이 우수한 납두균(Bacillus sp.) 균주 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
특히, 황산화 세균은 Thiobacillus 균주, Thiospharea 균주, Thiomicrospira 균주 및 Thermothrix 균주 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 대체가 가능한 기존의 탈취기(Scrubber)의 복합한 구조의 단면도이다. 기존의 탈취기(Scrubber)는 구조가 복합하고, 제품 크기도 크고 또한 고가의 화학 분해 물질을 계속적으로 공급하여야 하는 단점을 가지고 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탈취기(Scrubber)에 적용한 구조의 단면도이다. 기존의 탈취기에 비해 구조가 간단하고, 제품 크고도 작아졌으며, 미생물의 분해 작용으로 고가의 화학 분해 물질의 공급이 필요 없어 경제적이다.
또한, 요구되는 풍량과 성능에 따라 수평 및 수직으로 다단 연결이 가능하고, 오염물질의 내용에 따라 세라믹 바이오 필터를 선별하여 사용할 수가 있다.
도 9은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지하 주차장 매연감소기에 적용한 구조의 단면도이다. 요구되는 풍량과 성능에 따라 수평 및 수직으로 다단 연결이 가능하고, 오염물질의 내용에 따라 세라믹 바이오 필터를 선별하여 사용할 수가 있다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공중 화장실 탈취기에 적용한 구조의 단면도이다. 요구되는 풍량과 성능에 따라 수평 및 수직으로 다단 연결이 가능하고, 오염물질의 내용에 따라 세라믹 바이오 필터를 선별하여 사용할 수가 있다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 음식점 악취 감소기에 적용한 구조의 단면도이다. 요구되는 풍량과 성능에 따라 수평 및 수직으로 다단 연결이 가능하고, 오염물질의 내용에 따라 세라믹 바이오 필터를 선별하여 사용할 수가 있다.
도 17은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 제조 방법은 a) 카올린 분말 20~30 중량%, 하소카올린 분말 10~30 중량%, 활석 분말 30~50 중량%, 알루미나 분말 10~30 중량%, 이산화규소 분말 5~10 중량%를 포함하는 코디어라이트(Cordierite)의 합성물을 혼합하는 단계; b) 상기 혼합물에 고분자 바인더와 기공재료를 첨가하여 습식 혼합한 후 일정이상의 점도를 유지시키는 단계; c) 상기 혼합물을 압출 성형을 한 후, 일정한 길이만큼 절단하여 세라믹 허니컴 구조체를 형성하는 단계; d) 상기 절단된 세라믹 허니컴 구조체 외주면에 홈을 성형하는 단계; e) 상기 성형된 허니컴 구조체를 500 내지 700℃에서 가열하여 기공재료를 산화시켜 다수의 기공을 만드는 단계; f) 상기 허니컴 구조체를 1000 내지 1200℃에서 3~6시간 소결하여 코디어라이트의 세라믹 결정체를 만드는 단계; g) 황토를 체 거름을 한 후 물, 무기질 규산염계 바인더 및 규산소다 발포체를 혼합하고 특정 유해물질의 분해 성능이 있는 미생물과 혼합하는 단계; h) 상기 황토 혼합물을 허니컴 구조체 내부의 미세 터널에 균일하고 얇게 코팅하는 단계; 및 i) 상기 황토 혼합물이 코팅된 허니컴 구조체를 25 내지 35℃의 온도에서 자연 건조시키는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 고분자 바인더는, 폴리비닐알코올(PVA) 또는 폴리비닐피롤리돈(PVP)이고, 상기 기공 재료는, 폴리메틸메스아크릴레이트(PMMA) 또는 흑연인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (b)단계는, 상기 압출 성형 시 압출 금형부가 압축 방향으로 기울기 1mm이하로 점차 좁아지는 구조를 가진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (c)단계는, 상기 성형된 허니컴 구조체의 외주면에 연결 밴드를 채우기 위한 깊이 2mm이하의 사각형의 홈을 만들고, 허니컴 구조체의 양단에 형성될 수 있다.
또한, 상기 (d)단계는, 상기 기공 재료를 산화시켜 기공을 만드는 과정에서 산화 가스가 외부로 충분히 배출될 수 있도록 500 내지 700℃에서 12~48시간 가열하여, 열린 기공(Open Pore)와 연속 기공(Continuous Pore)을 하나 이상 만드는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (h)단계는, 상기 황토 혼합물을 허니컴 세라믹 구조체 내부의 미세 터널에 막힘이 없고 황토의 탈락이 발생하지 않도록 황토 혼합물을 미세터널에 10psi 이상의 압력으로 도포하고, 허니컴 구조체를 회전시켜 원심력에 의해 1mm 이하로 코팅하되, 기공 모서리에는 직경이 2mm이하의 곡선으로 코팅되도록 하는 것을 특징으로 한다.
허니컴 구조의 미세 터널 구조의 세라믹 구조체를 만들기 위해서는 탄화규소(silicon carbide, SiC)보다는 원료가격이 저가인 코디어라이트(Cordierite)를 사용하는 것이 경제적이나, 압축 및 굽힘 강도가 약하여 구조적인 보강이 필요하다. 허니컴 셀의 단면을 사각형이 아닌 교차점에 라운드를 주어 구조적으로 강도를 보강하니 것이 필요하고 라운드의 값은 지름 R=5mm이하로 하는 것이 바람직하다.
허니컴 구조체는 미생물이 혼합된 85중량%이상의 고령토(Kaolin)가 포함된 황토 혼합물이 터널 벽면에 잘 코팅이 될 수 있도록 세라믹 구조체를 만들 때 원하는 기공 사이즈에 맞는 기공재료인 PMMA(Polymethylmeth acrylate), Carbon 등을 첨가하여 1 내지 200㎛ 크기의 다 기공을 만들고 기공과 기공 사이에 하나이상의 미세 연결 기공을 만들어 모세관 현상에 의해 터널 표면에 황토 혼합물이 잘 흡착될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
공기 등의 유체가 계속적으로 미세 터널을 통과하면 미세 터널 벽면에는 마찰에 의한 정전기가 발생하고, 이 정전기는 공기 중의 유해물질이 뜨고 있는 양전하를 미세 터널의 벽에 부착시키고 또한 공기 등의 유체의 흐름이 코안다(Coanda) 효과에 의해 벽면 쪽으로 흐름이 생기므로 보다 더 유해물질을 미세 터널의 벽체에 부착시킬 수 있다. 이때 유체의 유속과 미세 터널의 간격 및 길이가 유해가스의 부착 성능을 결정한다. 미세 터널의 간격은 1~20mm 이내, 미세터널의 길이는 100mm 이상으로 하는 것이 바람직하다.
유해물질 제거 성능을 높이기 위해 여러 개의 혼합 미생물을 사용하지 않고 특정 미생물만을 선별적으로 85중량%이상의 고령토(Kaolin)가 포함된 황토 혼합물과 혼합하여 코팅하여 사용하면 특정 유해물질의 제거 성능을 높일 수 있고, 2개의 복합 유해물질인 경우에는 각각의 특정 미생물이 코팅된 필터를 이단으로 연결하여 사용하면 제거 성능을 높일 수 있다.
예를 들면, 휘발성 유기화합물과 황화수소의 복합 유해물질이 있을 경우 휘발성 유기화합물의 분해성능이 우수한 Candida tropicalis 미생물과 황화수소의 분해성능이 우수한 황산화균을 혼합하여 필터에 코팅하여 사용하였을 때보다 각각의 필터에 Candida tropicalis 미생물과 황산화균을 코팅한 후 필터를 이중으로 연결하여 사용하였을 시 유해물질의 제거 성능이 높다. 유해가스 제거 성능을 높이기 위해서는 유해가스의 성분을 분석한 후 특정 미생물이 코팅된 필터를 2개 이상 다단으로 연결하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일구현예에 따르면, 상기 유해물질은 휘발성 유기화합물(VOC), 질산화합물, 황화수소화합물 및 일반적인 악취 등일 수 있으며, 본 발명의 일실시예에 따른 세라믹 바이오 필터는 예를 들어 공장의 탈취장비인 스크러버(Scrubber), 주차장의 매연제거기, 빌딩의 공기조화기, 자동차 부품 세척기 또는 공기청정기에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 또 다른 제조 방법은 카올린(Kaolin), 하소카올린(Calcined Kaolin), 활석(Talc), 알루미나, 이산화규소 등을 원료로 한 코디어라이트(Cordierite, 2MgO-2Al₂O₃-5SiO₂)의 합성물을 혼합하는 단계; 상기 혼합물에 카올린 분말 20~30 중량%, 하소카올린 분말 10~30 중량%, 활석 분말 30~50 중량%, 알루미나 분말 10~30 중량%, 이산화규소 분말 5~10 중량%과 기공재료인 PMMA, Carbon 등을 첨가하여 습식 혼합한 후 일정이상의 점도를 유지시키는 단계; 혼합물이 일정한 압력을 통하여 성형된 허니컴 구조의 다단 압출 금형을 통과하고 원하는 길이만큼을 절단하는 단계; 절단된 세라믹 허니컴 구조물 양단에 연결 밴드를 채우기 위한 사각형의 2mm이하의 홈을 성형하는 단계; 성형된 허니컴 구조체를 500 내지 700℃에서 가열하여 기공재료를 산화시켜 다수의 기공을 만드는 단계; 허니컴 구조체를 1000 내지 1200℃에서 3~6시간 소결하여 코디어라이트의 세라믹 함성체를 만들고, 이때 기공재료는 연소되어 다수의 기공을 만드는 단계; 85중량% 이상의 고령토가 포함되어 있는 황토 또는 점토를 100 Mesh이하의 체 거름을 한 후 물, 무기질 규산염계 바인더 및 규산소다 발포체와 혼합하고 특정 유해물질의 분해 성능이 있는 미생물과 혼합하는 단계; 특정 미생물이 혼합된 황토 또는 점토 혼합물을 허니컴 구조체 내부의 미세 터널에 막킴이 없이 얇고 균일하게 코팅하기 위하여 에어와 혼합물을 노즐을 통해 10psi 이상의 압력의 컴프레샤로 도포하고 허니컴 구조체를 회전시켜 원심력으로 코팅하는 단계; 코팅된 허니컴 세라믹 필터를 25~35℃ 이내의 온도에서 자연 건조시키는 단계;를 포함하는 것이 특징이다.
본 발명의 실시예에 의하면, 세라믹 구조체의 허니컴 셀의 형상은 벌집의 허니컴, 정사각형, 직사각형을 포함할 수 있으며, 이때 구조적인 보강을 위하여 격벽이 교차하는 지점에 지름 R=5mm이하의 구조적인 보강을 할 수 있으며, 셀의 간격은 20mmm이하로 하는 것이 바람직하다.
또한 허니컴 구조체의 코디어라이트의 합성물을 원료를 혼합 때 금속 재료인 철, 니켈, 코발트, 티타늄 또는 게르마늄의 미세 분말을 첨가하여 유체가 미세 터널을 통과하면서 생기는 마찰 정전기를 발생시켜 유해물질이 미세 터널에 부착력을 높이는 것이 바람직하다.
본 발명은 휘발성유기화합물 등의 유해물질을 효과적으로 제거하기 위해 종래의 제품인 칩(Chip) 형태의 담체 필터보다 보다 많은 미생물이 코팅될 수 있는 비표면적을 제공하고 할 뿐만 아니라, 종래의 제품인 칩(Chip) 형태의 담체 필터가 가지고 있는 유체역학적인 문제점인 풍량 감소, 압력 손실, 소음 발생을 유체의 진행 방향과 허니컴 세라믹 바이오 필터의 방향을 동일 선상에 놓아 벡터(Vector) 풍량 및 압력 손실를 줄일 수 있고 또한 송풍기 및 유체에서 나오는 저주파(500Hz 이하)의 소음을 다수의 미세 터널을 통과하면서 흡수와 투과 손실을 통해 줄일 수 있는 특징을 가지고 있다.
본 발명은 허니컴 바이오 세라믹 필터를 생산하는데 있어서 보다 경제적으로 생산하기 위하여 제품의 단면적, 길이 등을 표준화하여 수개의 제품을 묶음 또는 수직 연결을 통해 용도 및 용량에 맞추어 사용할 수 있게 하였고 또한 적용되는 분야에 있어서 보다 용이하고 경제적으로 커넥션(Connection) 할 수 있도록 커넥션 밴드를 채울 수 있는 홈을 가지고 있는 것을 특징을 가지고 있다.
다음으로 본 발명에 따른 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 제조를 통해 실험한 결과에 대해서 설명하면 다음과 같다.
실시예 1: 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 제조
코디어라이트의 원료인 카올린(Kaolin), 하소카올린(Calcined Kaolin), 활석(Talc), 알루미나, 이산화규소, 기공재료인 PMMA, Carbon, 첨가재인 바인더 PVA를 3중량%, 가소재인 PG(Propylene glycol)를 5중량%, 습윤제인 PEG(Polyethylene glycol)를 1중량%, 윤활재인 Paraffin wax를 2중량%를 각각 혼련기(Kneader)에 넣고 물과 혼합한 후 반죽을 하여 찰흙과 유사한 일정이상의 점도를 유지시키고, 혼합물을 진공 압출 성형기에 넣고 일정한 압력을 가한다.
이때 금형은 단면의 크기가 150 x 150mm, 셀의 간격은 1.98 x 1.98mm, 간벽의 두께는 0.6mm, 전체 셀 수가 3,364개인 금형을 사용하였다. 혼합물이 일정한 압력을 통과하여 성형된 허니컴 구조의 압출 금형을 통과한 후 길이 600mm로 와이어 커터(Wire cutter)를 사용하여 절단하였다. 성형된 허니컴 구조체를 전기로에서 600℃에서 12시간 가열하여 기공재료를 산화시켜 다수의 기공을 만들고, 1,150℃에서 5시간 소결하여 코디어라이트의 세라믹 결정체를 만들었다.
도 12는 허니컴 구조의 세라믹 구조체의 사진이다.
황토는 85중량%이상의 고령토가 포함되어 있는 고창이 원산지인 황토를 사용하였다. 황토를 100 Mesh의 체로 진동 체 거름을 한 후 물, 무기질 규산염계 바인더 및 규산소다 발포체와 혼합하고, 특정 미생물은 한국종균협회에서 분양을 받은 휘발성유기화합물의 제거 성능이 우수한 도 13의 사진인 Candida tropicalis 생균 (KCCM 50091)을 25℃의 인큐베이터에서 배양하여 혼합하였다. 특정 미생물이 혼합된 황토혼합물을 허니컴 구조체 내부의 미세 터널에 막힘이 없이 얇고 균일하게 코팅하기 위하여 10psi 압력의 컴프레샤의 노즐로 도포하고 허니컴 구조체를 100rpm으로 회전시켜 원심력으로 코팅하였다. 코팅된 허니컴 세라믹 필터를 25℃의 온도에서 24시간 자연 건조하여 허니컴 구조의 세라믹 바이어 필터를 완성하였다. 도 14는 완성된 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 사진이다.
시험예 1: 특정 미생물이 혼합된 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 유해물질 제거 성능 시험
허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 유해물질 제거 성능 시험을 하기 위하여 도 15의 사진과 같이 아크릴로 밀폐된 1,000 x 1,000 x 1,000mm의 시험 챔버(Chamber)를 제작하고, 지상에서 500mm 높이에 Candida tropicalis 생균이 혼합된 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터를 놓고 한쪽 면에 저속(0.3m/sec)의 DC 팬모터를 설치하였다. 시험 유해물질로는 VOC계열의 톨루엔을 100ppm 주입하고 10분 간격으로 농도의 감소량을 TVOC's 계측장비(MiniRAE Lite: Japan)로 측정하였다.
비교 시험예 1: 일반 황토 미생물이 혼합된 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 유해물질 제거 성능시험
상시 시험예 1과 동일한 방법으로 실행하되, Candida tropicalis 생균이 혼합되지 않고, 일반 황토 미생물이 혼합된 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터로 시험하였다.
구 분 0분 10분 20분 30분 40분 50분 60분
시험예 1 톨루엔 농도(ppm) 100 24.7 6.5 2.5 1.1 0.5 0.2
감소율(%) 0 75.3 93.5 97.5 98.9 99.5 99.8
비교 시험예 1 톨루엔 농도(ppm) 100 52.1 26.4 14.1 7.6 4.1 2.3
감소율(%) 0 47.9 73.6 85.9 92.4 95.9 97.7
상기 실험은 실시예 1에서 제작된 허니컴 구조의 세라믹 필터에 특정 미생물인 Candida tropicalis 생균을 황토와 혼합하였을 경우와 일반 황토 미생물을 혼합하였을 경우의 휘발성유기화합물인 톨루엔의 제거 성능을 비교한 실험이다. 표 1의 실험결과에서 보는 바와 같이 특정 미생물인 Candida tropicalis 생균의 제거 성능이 일반 황토 미생물보다 탁월함을 확인할 수 있었다.
시험예 2: 휘발성유기화합물과 황화수소의 복합 유해가스에 대한 특정 미생물의 다단 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 제거 성능 시험
허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 휘발성유기화합물과 황화수소의 복합 유해가스의 제거 성능 시험을 시험하기위하여 도 15의 사진과 같이 5m 길이의 수평 풍동(Wind Tunnel)을 제작하고, 첫째 단에는 휘발성유기화합물의 제거 성능이 우수한 Candida tropicalis 생균이 혼합된 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터를 놓고, 둘째 단에는 황화수소 제거 성능이 우수한 황산화균인 Thiobacillus sp. 생균이 혼합된 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터를 연결해 놓고, 시험 복합 유해가스로는 톨루엔 50ppm과 황화가스 10ppm을 혼합하여 0.5m/sec로 풍동에 흘려 보내 출구에서의 농도를 가스메타(SLS Micro Teck: 독일)로 측정하였다.
비교 시험예 2: 휘발성유기화합물과 황화수소의 복합 유해가스에 대한 혼합 미생물의 다단 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 제거 성능 시험
상시 시험예 2과 동일한 방법으로 실행하되, Candida tropicalis 생균과 황산화균인 Thiobacillus sp. 생균을 혼합하여 허니컴 구조의 세라믹 필터에 코팅 후 2단으로 연결하여 시험하였다.
구 분 투입구 출 구
시험예 2 톨루엔(ppm) 50 12.1
황화수소(ppm) 10 2.3
비교시험예 2 톨루엔(ppm) 50 19.5
황화수소(ppm) 10 3.7
상기 실험은 실시예 1에서 제작된 허니컴 구조의 세라믹 필터에 특정 미생물인 Candida tropicalis 생균과 황산화균인 Thiobacillus sp. 생균을 각각 별도로 코팅하고 수평 2단으로 연결하였을 경우와 혼합하여 코팅하고 2단으로 연결하였을 경우의 제거 성능을 비교한 실험이다.
표 2의 실험결과에서 보는 바와 같이 특정 미생물인 Candida tropicalis 생균과 황산화균인 Thiobacillus sp. 생균을 각각 별도로 코팅하고 수평으로 2단으로 연결하였을 경우가 제거 성능이 탁월함을 확인할 수 있었다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
A : VOC 제거성능이 우수한 Candida tropicalis 균주를 함유한 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터
B : 황화수소 화합물 제거성능이 우수한 Thiobacillus sp. 균주를 함유한 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터
C : 질산화합물 제거성능이 우수한 Bacillus sp. 균주를 함유한 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터

Claims (16)

  1. 다수의 셀이 일정한 길이로 연장되어 미세터널이 형성되고, 미세터널의 내벽에 다수의 기공이 형성된 허니컴 구조체; 및
    상기 미세터널의 내벽에 황토, 무기질 규산염계 바인더, 규산소다 발포제 및 유해물질 제거성능이 있는 미생물이 혼합되어 코팅된 황토혼합물;을 포함하고,
    상기 미세터널은, 상기 다수의 기공에 공기를 공급하는 블로워 팬(Blower Fan)에서 나오는 소음을 흡수하고 투과하여 감소시키는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 허니컴 구조체는,
    카올린 분말 20~30 중량%, 하소카올린 분말 10~30 중량%, 활석 분말 30~50 중량%, 알루미나 분말 10~30 중량%, 이산화규소 분말 5~10 중량%를 포함하는 코디어라이트(Cordierite) 구조체로서, 기공의 크기는 1 내지 200㎛이고, 기공률은 40 내지 60부피%으로 제조하는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 허니컴 구조체의 셀은,
    사각형, 원형 또는 육각형의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 허니컴 구조체는,
    셀의 간격이 1 내지 20mm 이내이고 셀의 간벽 두께가 셀 간격의 1/3이하 인 것을 특징으로 하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 허니컴 구조체는,
    사각형, 원형 또는 타원형의 형상으로 형성되고,
    외주면에 사각형의 홈이 형성되어 다수개의 허니컴 구조체와 밴드로 수평 또는 수직으로 결합되는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    탈취기(Scrubber), 매연제거기, 공기조화기, 부품 세척기, 공기청정기, 에어컨 또는 가습기에 사용하는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 황토 혼합물은,
    유해물질 제거 성능이 있는 미생물의 종류별로, 황토, 무기질 규산염계 바인더 및 규산소다 발포제가 혼합되어 코팅되는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터.
  9. 제1항에 있어서, 상기 미생물은,
    휘발성유기화합물(VOC)의 제거 성능이 있는 칸디다 트로피칼리스(Candida tropicalis) 균주, 황화수소화합물의 제거 성능이 있는 황산화 세균 및 질산화합물의 제거 성능이 있는 납두균(Bacillus sp.) 균주 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하고,
    상기 황산화 세균은 Thiobacillus 균주, Thiospharea 균주, Thiomicrospira 균주 및 Thermothrix 균주 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터.
  10. 제1항에 있어서, 상기 황토는,
    고령토의 함량이 85중량%이상이거나, 점토인 것을 특징으로 하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터.
  11. a) 카올린 분말 20~30 중량%, 하소카올린 분말 10~30 중량%, 활석 분말 30~50 중량%, 알루미나 분말 10~30 중량%, 이산화규소 분말 5~10 중량%를 포함하는 코디어라이트(Cordierite)의 합성물을 혼합하는 단계;
    b) 상기 혼합물에 고분자 바인더와 기공재료를 첨가하여 습식 혼합한 후 일정이상의 점도를 유지시키는 단계;
    c) 상기 혼합물을 압출 성형을 한 후, 일정한 길이만큼 절단하여 세라믹 허니컴 구조체를 형성하는 단계;
    d) 상기 절단된 세라믹 허니컴 구조체 외주면에 홈을 성형하는 단계;
    e) 상기 성형된 허니컴 구조체를 500 내지 700℃에서 가열하여 기공재료를 산화시켜 다수의 기공을 만드는 단계;
    f) 상기 허니컴 구조체를 1000 내지 1200℃에서 3~6시간 소결하여 코디어라이트의 세라믹 결정체를 만드는 단계;
    g) 황토를 체 거름을 한 후 물, 무기질 규산염계 바인더 및 규산소다 발포체를 혼합하고 유해물질 제거 성능이 있는 미생물과 혼합하는 단계;
    h) 상기 황토 혼합물을 허니컴 구조체 내부의 미세 터널에 균일하게 코팅하는 단계; 및
    i) 상기 황토 혼합물이 코팅된 허니컴 구조체를 25 내지 35℃의 온도에서 자연 건조시키는 단계;를 포함하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 고분자 바인더는,
    폴리비닐알코올(PVA) 또는 폴리비닐피롤리돈(PVP)이고,
    상기 기공 재료는,
    폴리메틸메스아크릴레이트(PMMA) 또는 흑연인 것을 특징으로 하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 (b)단계는,
    상기 압출 성형 시 압출 금형부가 압축 방향으로 기울기가 점차 좁아지는 구조를 가진 것을 특징으로 하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 (c)단계는,
    상기 성형된 허니컴 구조체의 외주면 연결 밴드를 채우기 위한 사각형의 홈이 양쪽으로 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 (d)단계는,
    상기 기공 재료를 산화시켜 기공을 만드는 과정에서 산화 가스가 외부로 배출될 수 있도록 500 내지 700℃에서 12~48시간 가열하여, 열린 기공(Open Pore)과 연결 기공(Continuous Pore)을 하나 이상 만드는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 제조 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 (h)단계는,
    상기 황토 혼합물을 허니컴 구조체 내부의 미세 터널에 막힘이 없고 황토의 탈락이 발생되지 않도록 황토 혼합물을 미세터널에 일정 압력으로 도포하고, 허니컴 구조체를 일정한 속도로 회전시켜 원심력에 의해 코팅되도록 하는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조의 세라믹 바이오 필터의 제조 방법.
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