KR101399129B1

KR101399129B1 - 수처리용 바이오차의 제조장치 및 제조방법

Info

Publication number: KR101399129B1
Application number: KR1020130123821A
Authority: KR
Inventors: 서동철; 박종환; 김성헌; 조주식; 허종수
Original assignee: 순천대학교 산학협력단; 경상대학교산학협력단
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2014-05-30

Abstract

본 발명에 따른 수처리용 바이오차의 제조장치는 내부에 바이오매스(biomass)가 수용되는 챔버부, 상기 챔버부 내부에 열을 가하여 상기 바이오매스를 바이오차(biochar)로 열분해하는 히터부, 상기 챔버부 내부에 물을 공급하여 상기 열분해된 바이오차의 비표면적을 증가시키는 물공급부, 및 상기 챔버부 내부에 염화아연 용액을 공급하여 상기 비표면적이 증가된 바이오차에 인 흡착능을 부여하는 염화아연공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수처리용 바이오차의 제조장치 및 제조방법은 바이오매스를 열분해하여 얻은 바이오차의 표면에 물을 공급하여 바이오차의 비표면적을 증가시키는 물리적 활성화 단계를 거친 이후 상기 바이오차의 표면에 염화아연 용액을 추가적으로 공급함으로써 상기 바이오차에 수처리용 여과재에 필요한 인 흡착능을 부여할 수 있기 때문에 제조된 바이오차를 인의 함량이 많은 폐수 등에 대한 수처리용 여과재로 활용할 수 있다는 장점이 있다.

Description

수처리용 바이오차의 제조장치 및 제조방법{An Apparatus and Method of Manufacturing Biochar for waste water processing}

본 발명은 수처리용 여과재로 사용될 수 있는 바이오차(biochar)의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바이오매스(biomass)를 열분해하여 얻은 바이오차의 표면에 물을 공급하여 바이오차의 비표면적을 증가시키는 물리적 활성화 단계를 거친 이후 상기 바이오차의 표면에 염화아연 용액을 추가적으로 공급함으로써 상기 바이오차에 수처리용 여과재에 필요한 인 흡착능을 부여할 수 있는 수처리용 바이오차의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

근래 들어 농업 및 산림 부산물이 매년 다량으로 배출되고 있는데, 이들 중 일부만 소각 처리될 뿐 대부분의 부산물들은 그대로 방치되고 있는 실정이기 때문에 이러한 폐유기물자원을 효과적으로 활용할 수 있는 방안의 마련이 시급하다.

이를 위하여 최근에는 이들 농업 및 산림 부산물을 공기공급이 제어되는 조건에서 열분해시킬 때 얻어지는 활성탄인 바이오차(biochar)로 활용하기 위한 기술이 개발되고 있으며, 이러한 바이오차의 제조에 관한 구체적인 내용은 하기 [문헌 1] 등에 상세히 개시되어 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 바이오차의 경우에는 대부분 온실 가스의 저감을 위한 방향으로 활용되거나 토양의 보수력 또는 보비력을 향상시키기 위한 농업용 토양 개량제로 활용되는 것이 대부분이었으며, 활성탄 특유의 여과능력에도 불구하고 일반적으로 인의 함량이 많은 폐수 등을 처리하기 위한 수처리제로 활용되는 경우는 거의 없었다.

이는 농업 및 산림 부산물인 바이오매스(biomass)의 열분해 과정에서 바이오매스가 원래 가지고 있던 인이 분해되지 않고 바이오차의 표면 및 내부에 그대로 집적되어 존재함으로써, 수처리제로 이용시 상기 집적된 인이 오히려 처리수에 용출되는 특성이 있기 때문이었다.

또한, 이러한 바이오차에 집적된 인이 전처리과정을 통하여 모두 용출된 경우라 하더라도 바이오차의 표면은 자체가 음전하를 띠고 있기 때문에 폐수 등에서 음이온(PO₄ ³ ^-)의 형태로 존재하는 인을 흡착하기에는 어려움이 있기 때문이었다.

[문헌 1] 한국공개특허 제2010-0117954호(2010. 11. 4. 공개)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 농업 및 산림 부산물로 구성되는 바이오매스를 열분해하여 바이오차를 제조하는 경우 상기 바이오차에 인 흡착능을 부여함으로써 수처리제로 활용될 수 있도록 하는 수처리용 바이오차의 제조장치 및 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수처리용 바이오차의 제조장치는 내부에 바이오매스(biomass)가 수용되는 챔버부, 상기 챔버부 내부에 열을 가하여 상기 바이오매스를 바이오차(biochar)로 열분해하는 히터부, 상기 챔버부 내부에 물을 공급하여 상기 열분해된 바이오차의 비표면적을 증가시키는 물공급부, 및 상기 챔버부 내부에 염화아연 용액을 공급하여 상기 비표면적이 증가된 바이오차에 인 흡착능을 부여하는 염화아연공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 바이오매스를 열분해하는 경우 상기 챔버부의 내부를 혐기성 상태로 유지하기 위하여 상기 챔버부 내부에 질소를 공급하는 질소공급부 또는 상기 챔버부 내부를 진공처리하는 진공펌프부 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 챔버부의 내부에는 상기 물공급부 또는 염화아연공급부와 각각 연결되어 상기 물 또는 염화아연 용액을 상기 바이오차의 표면에 분사하기 위한 적어도 하나의 노즐장치가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 수처리용 바이오차의 제조방법은 바이오매스(biomass)가 수용된 챔버 내부에 열을 가하여 상기 바이오매스를 바이오차로 열분해하는 제1단계, 상기 열분해된 바이오차의 표면에 물을 공급하여 바이오차의 비표면적을 증가시키는 제2단계, 상기 비표면적이 증가된 바이오차의 표면에 염화아연 용액을 공급하여 상기 바이오차에 인 흡착능을 부여하는 제3단계, 및 아세톤, 묽은 염산 및 증류수를 순차적으로 이용하여 상기 인 흡착능이 부여된 바이오차를 세정하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 수처리용 바이오차의 제조장치 및 제조방법은 바이오매스를 저속 열분해하여 얻은 바이오차의 표면에 물을 공급하여 바이오차의 비표면적을 증가시키는 물리적 활성화 단계를 거친 이후 상기 바이오차의 표면에 염화아연 용액을 추가적으로 공급하여 화학적 활성화 단계를 거침으로써 상기 바이오차에 수처리용 여과재에 필요한 인 흡착능을 부여할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 수처리용 바이오차의 제조장치 및 제조방법에 의하여 제조된 바이오차의 경우 인의 함량이 많은 폐수 등에 대한 수처리용 여과재로 활용함으로써 종래 그대로 방치되던 폐유기물자원의 활용도를 제고할 수 있다는 장점이 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 수처리용 바이오차의 제조장치의 구성을 나타낸 도면,
도2는 도1에 도시한 수처리용 바이오차의 제조장치의 동작구성을 설명하기 위한 블럭도, 및
도3은 도1에 도시한 수처리용 바이오차의 제조장치를 이용한 바이오차 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 수처리용 바이오차의 제조장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도2는 도1에 도시한 수처리용 바이오차의 제조장치의 동작구성을 설명하기 위한 블럭도이며, 도3은 도1에 도시한 수처리용 바이오차의 제조장치를 이용한 바이오차 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명에 따른 수처리용 바이오차의 제조장치는 챔버부(10), 상기 챔버부(10)의 내부에 열을 공급하는 히터부(60), 상기 챔버부(10)의 내부에 물을 공급하는 물공급부(30), 및 상기 챔버부(10)의 내부에 염화아연(ZnCl₂) 용액을 공급하는 염화아연공급부(40)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 챔버부(10)는 일예로서 내부에 바이오매스가 수용되는 내부 챔버(12), 상기 내부 챔버(12)의 외부를 둘러싸는 외부 챔버(11), 상기 내부 챔버와 외부 챔버 사이에 개재되는 보온층(13)으로 구성된다.

이때, 상기 내부 챔버(12)는 스테인레스 스틸과 같은 금속성 재질 또는 내열성 플라스틱 재질 등으로 구성될 수 있으며, 상기 보온층(13)은 후술하는 바와 같이 히터부(60)를 보호하고 온도의 항상성을 유지할 수 있도록 내화벽돌과 같은 보온성 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 외부 챔버(11)는 전술한 내부 챔버 및 보온층(13)에서 발생된 열이 외부로 전달되는 것을 방지하기 위하여 절연성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 상기 챔버부(10)가 3개의 층으로 구성된 경우를 일예로서 설명하였으나 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 동일한 기능을 수행하는 범위내에서는 단일층 또는 2개의 층 등으로 다양하게 구성될 수도 있다.

또한, 도1에서는 명확히 표현되지는 않았으나 상기 챔버부(10)는 바이오매스의 유입 및 바이오차의 유출이 용이할 수 있도록 외부에서 개폐가능한 구조로 구성되는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 챔버부(10)에는 외측에서 상기 외부 챔버(11)와 보온층(13)을 관통하여 상기 내부 챔버(12)의 내부(14)에 설치되어 후술하는 바와 같이 물과 염화아연 용액을 내부 챔버(12)의 내부에 공급하는 공급관(50)을 더 구비하며, 상기 공급관(50)의 내부 챔버(12)측 단부에는 공급되는 물 또는 염화아연 용액을 바이오차의 표면에 균일하게 분사하기 위한 복수의 노즐장치(51)가 설치된다.

또한, 상기 히터부(60)는 내부 챔버(12)의 내부에 열을 전달하여 상술한 바와 같이 내부 챔버(12)에 수용된 바이오매스를 바이오차로 열분해하기 위한 것으로서 열선과 같은 통상의 발열수단 등으로 바람직하게 구현될 수 있는데, 후술하는 바와 같이 내부 챔버(12) 내부의 온도조절이 용이하도록 하기 위하여 발열량 제어가 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시예에서는 상기 히터부(60)가 보온층(13)의 내부에 설치되는 경우를 일예로서 설명하였으나 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 내부 챔버(12)의 내부(14)에 직접 설치되도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 물공급부(30)는 내부 챔버(12)에 물을 공급하여 상술한 바와 같이 열분해된 바이오차의 비표면적을 증가시켜 바이오차를 물리적으로 활성화시키기 위한 것으로서, 챔버부(10)의 외측에 설치된 물저장조(32), 상기 물저장조와 공급관(50)을 연결하는 물공급관(31), 및 상기 물공급관(31)의 중도에 설치되어 물저장조(32)의 물을 내부 챔버(12)로 공급하거나 차단하는 물공급밸브(33)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 물공급밸브(33)는 기계식 수동밸브로 구성될 수 있으나, 후술하는 바와 같이 제어부(100)의 제어동작에 의하여 작동되는 전자식 밸브로 구성될 수도 있다.

또한, 상기 물공급부(30)는 물을 일정한 압력으로 공급하기 위한 컴프레서(compressor)와 같은 가압장치(미도시)를 더 구비할 수 있으며, 이는 후술하는 염화아연공급부(40)와 질소공급부(20)의 경우에도 마찬가지이다.

또한, 상기 염화아연공급부(40)는 내부 챔버(12)에 염화아연 용액을 공급하여 상술한 바와 같이 비표면적이 증가되어 물리적으로 활성화된 바이오차를 화학적으로 활성화시켜 인 흡착능을 부여하기 위한 것이다.

이를 위하여 상기 염화아연공급부(40)는 챔버부(10)의 외측에 설치된 염화아연 용액저장조(42), 상기 염화아연 용액저장조(42)와 공급관(50)을 연결하는 염화아연공급관(41), 및 상기 염화아연공급관(41)의 중도에 설치되어 염화아연 용액저장조(42)의 염화아연 용액을 내부 챔버(12)로 공급하거나 차단하는 염화아연공급밸브(43)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 염화아연공급밸브(43)도 마찬가지로 기계식 수동밸브로 구성될 수 있으나, 후술하는 바와 같이 제어부(100)의 제어동작에 의하여 작동되는 전자식 밸브로 구성될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 염화아연공급부(40)로부터 염화아연 용액이 공급될 경우 전술한 바이오차는 아래의 [화학식 1]과 같은 반응에 의하여 그 표면이 인 흡착이 용이한 형태로 활성화되는데, 이 경우 첨자 x는 바이오차의 탄소분자수, p는 염화아연의 분자수, q는 제한된 산소분자수이다.

또한, 상기 [화학식 1]에서 알 수 있는 바와 같이 염화아연의 공급에 의한 상술한 바이오차의 화학적 활성화 단계에서는 제한된 양의 산소가 공급되어야 하는데, 이를 위하여 본 발명에서는 외부의 공기를 내부 챔버(12)로 유입시키는 산소공급부(70)가 더 설치되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 산소공급부(70)는 내부 챔버(12)를 외부 연통시키는 산소공급관(71)과, 상기 산소공급관의 중도에 설치되어 외기로부터 내부 챔버(12)로 산소를 공급하거나 차단하는 산소공급밸브(72)로 구성된다.

이 경우 외기로부터 산소가 과도하게 공급되면 바이오차가 급격히 연소되는 현상이 발생되기 때문에 상기 산소공급부(70)는 상술한 화학적 활성화 단계에 필요한 양만큼의 산소가 제한적으로 공급될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

이를 위하여 상기 산소공급부(70)는 필요에 따라서는 산소가 강제로 유입되도록 구성될 수도 있으나, 산소공급밸브(72)의 개방시 파이프 형상의 산소공급관(70)을 통하여 자연 대류에 의하여 소량의 산소가 자연스럽게 유입될 수 있도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 산소공급밸브(72)도 마찬가지로 기계식 수동밸브로 구성될 수 있으나, 후술하는 바와 같이 제어부(100)의 제어동작에 의하여 작동되는 전자식 밸브로 구성될 수도 있다.

한편, 상술한 바이오매스의 열분해 과정은 공기 중의 산소가 차단된 혐기성 조건에서 이루어지는 것이 바람직한데, 이를 위하여 본 발명에 따른 수처리용 바이오차의 제조장치는 상기 내부 챔버(12)의 내부(14)에 질소를 공급하기 위한 질소공급부(20) 또는 상기 내부 챔버(12)의 내부(14)를 진공처리하기 위한 진공펌프부(24)를 더 구비할 수 있다.

이때, 상기 질소공급부(20)와 진공펌프부(24)는 어느 하나가 설치될 수도 있으나, 본 실시예에서와 같이 2개 모두 설치될 수도 있다.

또한, 본 실시예에서와 같이 2개 모두 설치된 경우 상기 진공펌프부(24)를 이용하여 내부 챔버(12)의 내부(14)를 먼저 진공시킨 후 질소공급부(20)에 의하여 질소를 공급할 수도 있으며, 필요에 따라서는 진공펌프부(24)를 동작시키면서 내부 챔버(12)의 내부(14)에 질소를 공급할 수도 있다.

한편, 상기 질소공급부(20)는 챔버부(10)의 외측에 설치된 질소저장조(22), 상기 질소저장조(22)를 내부 챔버(12)의 내부(14) 또는 공급관(50)과 연결하는 질소공급관(21), 및 상기 질소공급관(21)의 중도에 설치되어 질소저장조(22)의 질소를 내부 챔버(12)로 공급하거나 차단하는 질소공급밸브(23)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 진공펌프부(24)는 진공관(23)을 통하여 내부 챔버(12)의 내부(14)와 연결되도록 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 수처리용 바이오차의 제조장치는 온도제어 또는 질소가스와 물/염화아연 용액의 공급 등이 사용자에 의하여 직접 동작되는 수동식으로 구성될 수도 있으나, 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이 사용의 편의를 위하여 제어부(100)의 제어신호에 의하여 동작되는 자동식으로 구성하였다.

이를 위하여 본 실시예에 따른 수처리용 바이오차의 제조장치는 사용자에 의하여 동작 조건 등이 입력되는 입력부(110), 내부 챔버(12)의 내부 온도를 감지하기 위한 온도센서부(120), 동작시간을 측정하기 위한 타이머부(130), 및 메모리부(140)에 미리 저장된 제어알고리즘에 따라 상기 히터부(60), 질소공급부(20), 물공급부(30), 염화아연공급부(40), 산소공급부(70) 및 진공펌프부(24)의 동작을 제어하는 제어부(100)를 더 포함하여 구성된다.

이하에서는 도3을 참조하여 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 수처리용 바이오차의 제조장치를 이용한 바이오차의 제조방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 제어부(100)는 입력부(110)를 통해 동작개시신호가 입력되면 질소공급부(20)의 동작을 제어하여 바이오매스가 수용된 내부 챔버(12)의 내부(14)에 질소를 공급하게 되는데(S10), 이 경우 상기 제어부(100)는 필요에 따라 진공펌프부(24)를 함께 동작시킬 수도 있다.

상기 S10 단계에 의하여 내부 챔버(12)의 내부(14)가 혐기성 상태로 유지되면, 제어부(100)는 히터부(60)를 동작시켜 상기 내부 챔버(12)의 내부(14)에 열을 공급하게 된다(S20).

또한, 상기 제어부(100)는 내부 챔버(12)가 미리 정해진 설정온도에 도달하도록 히터부(60)를 구동함으로써 상기 바이오매스를 바이오차로 열분해하게 되는데(S30), 이 경우 상기 제어부(100)는 내부 챔버(12)의 온도가 장시간에 걸쳐 서서히 설정온도에 도달하도록 하여 상기 바이오매스가 저속 열분해에 의하여 충분히 분해될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이를 위하여 본 실시예에서는 일예로서 상기 설정온도를 600 내지 900℃로 설정하되, 상기 내부 챔버(12)의 온도가 분당 수 내지 수십 ℃의 속도로 상승하도록 하여 3시간 내지 5시간에 걸쳐 상기 설정온도에 도달할 수 있도록 구성하였다.

상기 S30 단계가 완료되면, 상기 제어부(100)는 내부 챔버의 온도가 미리 설정된 상기 설정온도에 도달하였는지 여부를 판단하고(S40), 도달하지 않은 경우이면 S30 단계를 반복하여 전술한 방식으로 내부 챔버(12)의 가열 및 바이오매스의 저속 열분해가 이루어지도록 히터부(60)의 동작을 제어하게 된다.

반면에, 상기 S40 단계의 판단결과 내부 챔버(12)가 설정온도에 도달한 경우이면 제어부(100)는 이후 단계에서 내부 챔버(12)가 설정온도로 유지될 수 있도록 히터부(60)의 동작을 제어하게 된다(S50).

또한, 상기 S50 단계가 완료되면 제어부(100)는 바이오차의 표면에 물이 분사될 수 있도록 상기 물공급부(30)의 동작을 제어한다(S60).

이 경우 상기 공급되는 물은 노즐을 통해 분사되는 과정에서 내부 챔버(12)의 열에 의하여 기화되기 때문에 바이오차의 표면에는 거의 수증기의 형태로 분사되게 된다.

또한, 전술한 바와 같이 상기 물 분사에 의하여 생성된 바이오차는 비표면적이 크게 증가되는 물리적 활성화 과정을 거치게 된다.

한편, 상기 S60 단계가 완료되면 제어부(100)는 바이오차의 표면에 염화아연 용액이 분사될 수 있도록 상기 염화아연공급부(40)의 동작을 제어하게 되는데(S70), 이 경우 상기 제어부(100)는 전술한 [화학식 1]에 의한 바이오차의 화학적 활성화가 이루어질 수 있도록 상기 산소공급부(70)의 동작을 제어하여 내부 챔버(12)에 제한적으로 공기(구체적으로는 산소)가 공급될 수 있도록 한다(S80).

본 실시예에서는 상기 바이오차의 화학적 활성화 단계가 1 내지 2시간 동안 이루어지도록 구성하였는데, 이 경우 상기 제어부(100)는 질소가스의 공급을 차단하고 산소공급밸브(72)를 제한적으로 개방하게 된다.

상술한 바와 같은 화학적 활성화 단계(즉, S70 단계 및 S80 단계)를 통하여 상기 바이오차의 표면은 화학적으로 활성화되어 인 흡착능을 구비한 면적이 증대됨으로써 추후 수처리용 여과재로 활용될 수 있게 된다.

한편, 상기 S80 단계가 완료되면 제어부(100)는 히터부(60)의 동작을 정지시키고 제어를 종료하게 된다(S90).

또한, 상기 도3의 흐름도에는 명확하게 나타내지는 않았으나, 상술한 방법에 의하여 수처리용 바이오차의 제조가 완성되면 아세톤으로 1차, 0.1N의 묽은 염산으로 2차 및 증류수를 이용하여 각각 3차, 4차의 순으로 상기 인 흡착능이 부여된 바이오차를 세정하는 과정을 더 수행하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 수처리용 바이오차의 제조장치 및 제조방법은 바이오매스를 열분해하여 얻은 바이오차의 표면에 물을 공급하여 바이오차의 비표면적을 증가시키는 물리적 활성화 단계를 거친 이후 상기 바이오차의 표면에 염화아연 용액을 추가적으로 공급함으로써 상기 바이오차에 수처리용 여과재에 필요한 인 흡착능을 부여할 수 있기 때문에 제조된 바이오차를 인의 함량이 많은 폐수 등에 대한 수처리용 여과재로 활용할 수 있다는 장점이 있다.

10 : 챔버부 20 : 질소공급부
30 : 물공급부 40 : 염화아연공급부
60 : 히터부 100 : 제어부

Claims

내부에 바이오매스(biomass)가 수용되는 챔버부;
상기 챔버부 내부에 열을 가하는 히터부;
상기 챔버부 내부에 물을 공급하는 물공급부;
상기 챔버부 내부에 염화아연 용액을 공급하는 염화아연공급부;
상기 챔버부 내부에 산소를 공급하는 산소공급부; 및
상기 바이오매스를 바이오차(biochar)로 열분해하기 위해 상기 챔버부에 열을 가하도록 상기 히터부의 동작을 제어하고, 상기 열분해된 바이오차의 비표면적을 증가시키기 위해 상기 챔버부에 물을 공급하도록 상기 물공급부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는 비표면적이 증가된 상기 바이오차에 인 흡착능을 부여하기 위하여 상기 챔버부에 염화아연 용액과 산소를 공급하도록 상기 염화아연공급부 및 산소공급부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 수처리용 바이오차의 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 바이오매스를 열분해하는 경우 상기 제어부의 제어동작에 의하여, 상기 챔버부의 내부를 혐기성 상태로 유지하기 위하여 상기 챔버부 내부에 질소를 공급하는 질소공급부 또는 상기 챔버부 내부를 진공처리하는 진공펌프부 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리용 바이오차의 제조장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 챔버부의 내부에는 상기 물공급부 또는 염화아연공급부와 각각 연결되어 상기 물 또는 염화아연 용액을 상기 바이오차의 표면에 분사하기 위한 적어도 하나의 노즐장치가 형성된 것을 특징으로 하는 수처리용 바이오차의 제조장치.
바이오매스(biomass)가 수용된 챔버 내부에 열을 가하여 상기 바이오매스를 바이오차로 열분해하는 제1단계;
상기 열분해된 바이오차의 표면에 물을 공급하여 바이오차의 비표면적을 증가시키는 제2단계; 및
상기 비표면적이 증가된 바이오차의 표면에 염화아연 용액을 공급하여 상기 바이오차에 인 흡착능을 부여하는 제3단계; 및
아세톤, 묽은 염산 및 증류수를 순차적으로 이용하여 상기 인 흡착능이 부여된 바이오차를 세정하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리용 바이오차의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 제1단계는 챔버 내부에 질소를 공급하거나 챔버 내부를 진공처리함으로써 상기 열분해가 혐기성 상태에서 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 수처리용 바이오차의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 제3단계는 염화아연 용액을 공급하는 경우 챔버 내부에 산소를 함께 공급하는 것을 특징으로 하는 수처리용 바이오차의 제조방법.