KR101450264B1 - 정수 슬러지를 이용한 흡착제 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 흡착제 - Google Patents

정수 슬러지를 이용한 흡착제 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 흡착제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흡착제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 첨착시약을 정수슬러지에 혼합하여 응집 폴리머에 의해서 응집된 정수슬러지의 플록(flocculation)을 분산하고 정수슬러지에 포함된 분말 활성탄 등의 표면 및 기공 내벽에 첨착시약을 첨착시켜서 화학적인 활성을 높이고, 추가적으로 활성탄을 첨가 혼합하여 흡착능력을 향상할 수 있는 정수 슬러지를 이용한 흡착제 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 악취 가스 흡착제에 관한 것이다.
본 발명의 흡착제는 사업장 폐기물인 정수 슬러지를 이용하여 흡착제 분말을 제조하고 다시 이 흡착제 분말에 활성탄을 혼합하여 제조함에 따라 흡착능과 강도가 현저히 높고 내산성에 강한 효과를 나타낸다.
또한 본 발명은 사업장 폐기물인 정수 슬러지를 재활용하는 효과가 있으며 폐기물의 배출량을 감소시키는 효과를 창출한다.
또한 본 발명의 흡착제는 종래의 대기오염방지시설인 흡착탑에 충진되는 고가의 활성탄 또는 제올라이트를 대체하는 효과가 나타난다.
또한 본 발명의 흡착제는 펠렛 또는 환 형태로 제조되어도 강도, 내산성 및 내구성이 높아 대기오염방지시설인 흡착탑에 매우 적합하게 사용할 수 있다.

Description

정수 슬러지를 이용한 흡착제 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 흡착제{Method for Manufacturing Adsorbent using Water Purifying Sludge and Adsorbent Manufactured by This}
본 발명은 흡착제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 첨착시약을 정수슬러지에 혼합하여, 표면 및 기공 내벽에 첨착시약을 첨착시켜서 화학적인 활성을 높이고, 추가적으로 활성탄을 첨가 혼합하여 흡착능력을 향상할 수 있는 정수 슬러지를 이용한 흡착제 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 악취 가스 흡착제에 관한 것이다.
일반적으로 하수처리장, 소각장, 음식물쓰레기처리시설, 매립장 등과 같이 우리 생활에 필요한 환경기초시설이 혐오시설로 인식되고 있다. 특히 이러한 환경기초시설에서 발생하는 대기오염물질과 악취가 지역 주민의 민원이 되고 있다.
악취란 불쾌한 냄새를 일컫는 것으로서, 사람의 정신 및 신경계통을 자극하여 정서생활과 건강 측면에서 피해를 주는 것을 말한다. 암모니아, 메틸머캅탄, 황화수소, 황화메틸, 이황화메틸, 트리메틸아민, 아세트알데히드, 스티렌 등은 법적 규제물질로 정하여 단속하고 있다. 악취 물질은 pH에 따라 염기성계, 산성계 및 중성계로 구분될 수 있다. 예를 들어, 암모니아, 트리메틸아민은 염기성계에 속하고, 황화수소, 메틸메르캅탄, 프로피온산, 노르말부틸산, 이소발레르산 등은 산성계에 속하며, 황화메틸, 이황화메틸, 아세트알데히드 등은 중성계에 속한다.
이러한 악취유발 물질을 효율적으로 제거하기 위해서는 흡착탑이 많이 사용되는데, 상기한 암모니아, 메틸머캅탄, 황화수소, 황화메틸, 이황화메틸, 트리메틸아민, 아세트알데히드, 스티렌 등과 같은 물질은 다른 방법보다도 간편하고 제거효율이 우수한 흡착탑에 의해 많이 제거되며, 흡착탑에 충진되어 악취유발 물질을 효율적으로 제거하는데 기존에는 활성탄이나 제올라이트와 같은 고가의 흡착제가 많이 사용되어 왔다.
산업화와 더불어 가정, 공장, 자동차 그리고 발전소 등에서 발생되는 대기 배출 오염원과 그 종류가 다양해지고 있어 점차 인체에 유해한 대기 오염물질에 대한 관심도가 높아지고 있는데, 특히 하수 및 분뇨 처리장의 주요 유해가스는 황화수소와 암모니아로 알려져 있다. 이러한 유해가스를 탈취하기 위한 방법으로 활성탄 및 제올라이트가 개발되어 사용되고 있으나, 구입비용 및 유지관리비가 많이 소요되고, 흡착제의 흡착능 단축으로 인해 사용시간이 짧아지는 문제점 등이 있어 이를 보완할 수 있는 저비용 고효율의 흡착제 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
또한 흡착제의 가장 중요한 특성인 강도, 즉 흡착제가 일정한 강도를 유지하여야 마모 및 마멸에 대항할 수 있으며, 흡착제 재생 공정을 통하여도 지속적으로 흡착제로서의 성능을 유지할 수 있는데 이러한 강도를 유지할 수 있는 흡착제의 개발이 절실한 실정이다.
정수장에서 발생하는 슬러지는 하수슬러지와 달리 유해물의 함유량이 적고 점토와 유사한 성상을 가지고 있어서 재활용을 위한 연구가 다방면에서 진행되어 왔으며, 그 일례로 건축용 벽돌로 활용하는 방안이 제시되기도 하였다.
정수장 슬러지의 화학적 성분은 대부분 실리카분(SiO2), 알루미나(Al2O3)로 이루어져 있으며, 그 밖에 미량금속이 존재하는 것으로 보고되어 있다. 이러한 화학 조성상 정수슬러지를 각종 유해 중금속의 흡착제거에 이용할 수 있는 흡착제로 재활용하기 위한 기술들이 제안되고 있다. 그러나, 종래 기술에 의한 정수 슬러지를 이용한 흡착제에 따르면 다음과 같은 문제점이 있다.
정수슬러지를 흡착제로 제조하기 위한 방법은 대개 수열합성에 의한 제조방법이 사용되고 있는데, 이때, 섭씨 100도 이상의 고온의 열에 의존하여 흡착제를 제조하기 때문에 소비에너지가 커짐에 따라 제조원가가 비싸지고 기능상으로도 물리적 흡착에 국한되어 흡착능력이 떨어지는 문제점이 있다.
이와 관련된 기술로 대한민국 등록특허 제 10-1200629호와 제 10-0802163호 및 제 10-0933055호가 있으며,
대한민국 등록특허 제10-1200629호에는 정수 슬러지에 금속염계 첨착시약을 혼합하여 흡착재 분말을 제조하고 여기에 겔상태의 고형제인 전분을 혼합하여 반죽한 후 성형기를 통하여 펠렛 또는 환 형태의 흡착제를 성형하고 이를 건조하여 대기 오염방지시설인 흡착탑을 사용하는 기술을 제공하고 있으며,
대한민국 등록특허 제10-0802163호에는 정수 슬러지를 흡착재 제조방법에 관한 것으로 폐기물인 정수 슬러지의 표면에 흡착막을 형성하기 이전에 먼저 정수 슬러지 입자 표면 개질 처리를 통해 반응 활성도를 높여 낮은 온도에서도 정수 슬러지 표면에 흡착막이 형성하는 기술을 제공한다.
대한민국 등록특허 제10-0933055호에는 정수 슬러지를 이용한 악취 가스 흡착제 제조방법으로서, 금속염계 첨착시약을 통해 폐기물인 정수슬러지를 암모니아 등의 악취 제거용으로 제조하는 기술을 제공한다.
그러나, 종래의 흡착제의 제조기술에도 불구하고, 여전히 흡착능 및 강도가 높은 흡착제의 개발이 절실한 실정이다.
이에 본 발명의 발명자는 정수슬러지에 인산을 포함하는 첨착시약을 혼합하여 침지시켜 상기 첨착시약이 상기 정수 슬러지에 첨착되도록 하여 알포(AlPO4)계 제올라이트를 생성하는 제 1단계와 상기 제 1단계에서 생성된 알포계 제올라이트를 건조하는 제2단계와 상기 제 2단계를 통해 건조된 알포계 제올라이트와 활성탄을 혼합하는 제 3단계와 상기 제 3단계에서 활성탄과 혼합된 알포계 제올라이트를 성형기를 이용하여 펠렛 형상으로 흡착제를 제조하는 제 4단계와 상기 제 4단계에서 상기 펠렛 형상으로 제작된 흡착제를 소성하는 제 5단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 흡착제의 제조방법을 통해 흡착능 및 강도가 현저히 개선된다는 것을 확인하고 본 발명을 도출하였다.
본 발명은 정수 슬러지의 악취유발물질을 제거하기 위한 흡착탑의 내부에 충진되는 흡착제로서 정수 슬러지를 이용하여 제조한 흡착제를 제공하고자 한다. 즉, 정수 슬러지를 이용하여 흡착제를 제조함에 따라 고가의 흡착제인 활성탄 또는 제올라이트를 대체하는 효과를 나타내며 제조원가를 현저히 낮추고, 종래의 활성탄 또는 제올라이트가 갖는 흡착능 또는 강도 이상의 흡착제를 제조하여 흡착탑의 안정한 운영 및 성능을 높일 수 있는 흡착제를 제공하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점 및 요구를 해결하기 위하여, 정수슬러지에 첨착시약을 혼합하여 침지시켜 상기 첨착시약이 상기 정수 슬러지에 첨착되도록하여 알포(AlPO4)계 제올라이트를 생성하는 제 1단계와 상기 제 1단계에서 생성된 알포(AlPO4)계 제올라이트를 건조하는 제2단계와 상기 제 2단계를 통해 건조된 알포계제올라이트와 활성탄을 혼합하는 제 3단계와 상기 제 3단계에서 활성탄과 혼합된 알포계 제올라이트를 성형기를 이용하여 펠렛 형상으로 흡착제를 제조하는 제 4단계와 상기 제 4단계에서 상기 펠렛 형상으로 제작된 흡착제를 소성하는 제 5단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 흡착제의 제조방법 및 이 제조방법을 통해 제조된 흡착제를 제공한다.
본 발명의 흡착제는 정수과정 중에 발생한 정수 슬러지를 이용하여 흡착제 분말을 제조하고, 상기 흡착제 분말에 활성탄을 혼합하여 펠렛을 형성함에 따라 흡착능과 강도가 현저히 개선되고, 내산성에 강한 효과를 나타낸다. 또한 정수과정 중에 발생한 정수 슬러지를 재활용하는 효과가 있으며 폐기물의 배출량을 감소시키는 효과를 창출한다.
본 발명의 흡착제는 종래의 대기오염방지시설인 흡착탑에 충진되는 고가의 활성탄 또는 제올라이트를 대체하는 효과가 있다.
또한 본 발명의 흡착제는 펠렛 또는 환 형태로 제조되어 강도, 내산성 및 내구성이 높아 대기오염방지시설인 흡착탑에 매우 적합하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 정수 슬러지를 이용한 흡착제를 제조하는 공정이다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 흡착제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 첨착시약을 정수슬러지에 혼합하여 응집 폴리머에 의해서 응집된 정수슬러지의 플록(flocculation)을 분산하고 정수슬러지에 포함된 분말 활성탄 등의 표면 및 기공 내벽에 첨착시약을 첨착시켜서 화학적인 활성을 높이고, 추가적으로 활성탄을 첨가 혼합하여 흡착능력을 향상할 수 있는 정수 슬러지를 이용한 흡착제 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 악취 가스 흡착제에 관한 것이다.
본 발명은 정수 슬러지에 인산을 포함하는 첨착시약을 혼합하여 침지시켜, 상기 첨착시약이 상기 정수 슬러지에 첨착되도록 하여 알포(AlPO4)계 제올라이트를 생성하는 제 1단계와 상기 제 1단계에서 생성된 알포계 제올라이트를 건조하는 제2단계와 상기 제 2단계를 통해 건조된 알포계 제올라이트와 활성탄을 혼합하는 제 3단계와 상기 제 3단계에서 활성탄과 혼합된 알포계 제올라이트를 성형기를 이용하여 펠렛 형상으로 흡착제를 제조하는 제 4단계와 상기 제 4단계에서 상기 펠렛 형상으로 제작된 흡착제를 소성하는 제 5단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 흡착제의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 ‘첨착시약’이란 흡착대상 물질에 대한 흡착능을 증대시키기 위해, 흡착제에 함유시키는 물질로써, 첨착시약은 인산, 황산, K3PO4, KH2PO4, K2HPO4 로 이루어진 그룹에서 선택되는 것으로 한다.
본 발명의 흡착제는 정수 슬러지와 첨착시약을 이용하여 제조한 다공성 형태의 흡착제를 이용한 것에 기술적 특징이 있다.
상기 첨착시약으로 인산, 황산이 이용될 수 있으며, 농도는 60~90중량%가 바람직하다. 농도가 60중량%이하인 경우에는 흡착제의 흡착효율이 떨어지고 90중량% 이상이면 흡착효율에 큰 변화가 없으므로, 경제적이지 못하다. 또한 본 발명에서 정수슬러지 100 중량부에 상기 첨착시약을 20 내지 30 중량부 혼합하는 것을 특징으로 한다. 첨착시약을 20 중량부 이하로 혼합하는 경우에는 흡착효율이 떨어지고, 30 중량부 이상이면 흡착효율 증가 대비 첨착시약 소모가 많아 경제적이지 못하다.
본 발명의 바람직한 실시예로서 인산을 사용하는 경우 정수 슬러지 100중량부에 인산 20 내지 30중량부를 혼합하고, 이에 추가하여 60 내지 90중량% 황산을 1 내지 10중량부 혼합할 경우 흡착효율이 15~20% 증가하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는 상기한 본 발명에 따른 흡착제는 정수슬러지 100 중량부에 인산을 포함하는 첨착시약을 20 내지 30 중량부 혼합하고 추가하여 황산을 3 내지 5중량부 추가하여, 섭씨 80 내지 120도에서 4 내지 8시간 동안 침지시켜 상기 첨착시약이 상기 정수 슬러지에 첨착되도록 하여, 알포(AlPO4)계 제올라이트를 생성하는 것을 특징으로 한다. 4시간 이하로 침지시키면 흡착 효율이 낮으며, 8시간 이상으로 침지시켜도 효율이 크게 개선되지 않으므로, 8시간 이내로 침지시키는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명은 정수 슬러지 100 중량부에 60 내지 90중량% 인산을 20~30 중량부를 혼합하고 추가하여 60 내지 90중량% 황산을 3 내지 5중량부 추가한 후, 물 200~300 중량부를 혼합시켜서 제조된 혼합물을 4 내지 8시간 동안 교반기를 통해 교반하여 첨착시약이 상기 정수 슬러지에 첨착 되도록 한다.
상기 혼합물이 첨착된 혼합물에 포함된 수분 증발을 위하여, 혼합물을 가열할 경우 교반기는 섭씨 80 내지 120℃의 온도를 유지시킨다. 섭씨 120℃ 이상일 경우 가열원의 전력 소비 대비 알포(AlPO4)계 제올라이트의 생성 효율이 떨어지며, 80℃ 이하의 경우 혼합물에 포함된 수분의 증발이 억제되어 함수량 조절효과를 전혀 기대할 수 없기 때문이다. 또한 이 범위의 온도가 알포(AlPO4)계의 제올라이트를 형성시키는 최적의 온도이기도 하다.
본 발명의 정수슬러지를 이용한 흡착제의 제조방법 제 2단계는 상기 제 1단계에서 생성된 알포계 제올라이트를 섭씨 200도 내지 250도로 10 내지 14시간 동안 건조장치에서 건조하여 함수율 10중량%, 바람직하게는 5중량% 이하로 하는 것을 특징으로 한다. 섭씨 200도 이하에서 건조하는 경우에는 흡착제의 건조 효율이 떨어지며, 섭씨 250이상에서 건조하는 경우는 전력 소모가 많다는 단점이 있다. 이러한 건조과정에서는 100~400℃의 온도를 발생시킬 수 있는 조건의 건조기를 이용할 수 있다.
본 발명의 정수슬러지를 이용한 흡착제의 제조방법 제 3단계는 상기 제 2단계를 통해 건조된 알포(AlPO4)계 제올라이트와 활성탄을 혼합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 흡착제는 사업장 폐기물인 정수 슬러지를 이용하여 알포계 제올라이트 분말을 제조하고 다시 이 알포계 제올라이트 분말에 활성탄을 혼합하여 제조함에 따라 흡착능과 강도가 현저히 높고 내산성에 강한 효과를 나타낸다.
본 발명에 있어서, 상기 활성탄은 임의의 소스로부터 얻어질 수 있으며, 다양한 개시 물질로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 활성탄의 제조를 위한 적절한 물질들은 무연탄, 반무연탄, 역청탄, 아역청탄, 갈탄 또는 아탄(lignites)과 같은 다양한 등급의 석탄; 목재; 짚 또는 밀짚과 같은 채소류; 코코넛 껍질과 같은 견과 껍질; 석유 처리로부터의 잔류물 또는 부산물; 및 천연 또는 합성 중합 물질들을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 아탄은 약 500-600 ㎡/g의 표면적을 가지는 탄소를 도출할 수 있으며, 전형적인 섬유 기반 탄소 영역은 약 1200-1400 ㎡/g이다. 특정 목재 기반 탄소는 약 200 ㎡/g의 범위에 있는 표면적을 가질 수 있지만, 매우 큰 기공 용적을 가지는 경향이 있다.
석탄 기반 탄소의 표면적과 기공 용적은 또한 표면적과 기공 용적 및 기공 크기 분포의 일부 제어를 허용하도록 만들어질 수 있다. 일부 실시예 에서, 활성탄 흡착제는 Brunauer-Emmett-Teller("BET") 방법에 의해 측정되는 큰 표면적을 가질 수 있으며, 상당한 미세기공 용적(micropore volume)을 가질 수 있다. 본 명세서에서, ‘미세기공 용적’은 약 2 ㎚ 미만의 지름을 가지는 기공의 전체 용적이다. 일부 실시예에서, 적절한 탄소 흡착제들은 약 10 ㎡/g 또는 약 50 ㎡/g보다 큰, 약 200 ㎡/g 보다 큰, 또는 약 400 ㎡/g 보다 큰 BET 표면적을 가질 수 있다.
활성탄과 같은 다양한 크기의 흡착 물질은 중금속을 흡착하도록 사용되고 있으며, 임의의 크기의 흡착 물질이 다양한 실시예에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 흡착 물질은 약 0.1㎛ 내지 약 100㎛의 평균 입자 지름(mean particle diameter, MPD)을 가질 수 있으며, 다른 실시예에서 MPD는 약 1㎛ 내지 약 30㎛일 수 있다. 여전히 다른 실시예에서, 흡착 물질의 MPD는 약 15㎛ 미만일 수 있으며, 일부 특정 실시예에서, MPD는 약 2㎛ 내지 약 10㎛, 약 4㎛ 내지 약 8㎛, 또는 약 5㎛ 또는 약 6㎛일 수 있다.
일부 실시예에서, 활성탄은 할로겐 함유 염으로 처리될 수 있다. 예를 들어, 활성탄은 브롬이 흡착 물질을 함침시키는 것을 허용하도록 충분한 시간 동안 브롬화수소의 용액 또는 기본적인 브롬 가스의 스트림에 흡착 물질을 침지하는 것에 의해 브롬이 함침될 수 있다. 흡착 물질을 함침시키기 위한 다양한 방법들과 함침된 흡착 물질의 형태들은 공지되어 있으며 본 발명의 기술 분야에서 사용되고 있고, 임의의 이러한 흡착 물질은 실시예에서 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 알포(AlPO4)계 제올라이트와 활성탄의 혼합비는 1:99 내지 99:1 중량비로 혼합될 수 있으며, 바람직하게는 10:90 내지 90:10의 중량비로 혼합될 수 있다. 혼합 비율은 흡착하고자 하는 대상물질과 정수슬러지로부터 제조된 흡착제의 특성에 따라 달라진다. 그러나 흡착효율과 경제성을 고려할 때, 더욱 바람직하게는 20:80 내지 80:20의 중량비로 혼합될 수 있다.
본 발명의 정수슬러지를 이용한 흡착제의 제조방법 제 4단계는 상기 제 3단계에서 활성탄과 혼합된 알포계 제올라이트를 성형기를 이용하여 펠렛 형상으로 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 ‘성형기’라 함은 프레스 방식의 압출기, 스크류 등을 의미하며 상기한 혼합된 흡착제 재료에 압력을 가하여 토출해 줄 수 있는 장치 또는 수단을 의미한다. 본 발명에서 펠렛의 크기는 다양하게 할 수 있으며, 바람직하게는 직경 4~5mm, 길이 4~5mm로 하는 것이 탈취능의 효율을 최대로 할 수 있다. 또한 환형의 크기도 직경이 4~10mm로 하는 것이 좋다. 본 발명에서 상기와 같이 펠렛 형상으로 제조함에 따라, 다음 소성단계에서 작업이 용이하며, 흡착제를 다루기 편리한 장점이 있다.
본 발명의 흡착제는 펠렛 또는 환 형태로 제조되어도 강도, 내산성 및 내구성이 높아 대기오염방지시설인 흡착탑에 매우 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명의 정수슬러지를 이용한 흡착제의 제조방법 제 5단계는 상기 제 4단계에서 펠렛 형상으로 제작된 흡착제를 섭씨 300 내지 500도로 소성하는 것을 특징으로 한다. 소성온도가 섭씨 300도 미만인 경우 강도가 낮으며, 섭씨 500도 이상일 경우 소성하는 전력대비 강도 향상에 장점이 없다.
상기 소성단계를 거쳐 흡착제가 일정한 강도를 유지하여 마모 및 마멸에 대항할 수 있으며, 흡착제 재생 공정을 통하여도 지속적으로 흡착제로서의 성능을 유지할 수 있다.
(1) 정수 슬러지를 이용한 흡착제 분말 제조 공정
정수처리장에서 폐기처분되는 알럼(Alum)계열의 슬러지 1kg에 인산(K3PO4) 200~240g과 70중량% 황산 5중량부를 추가하고, 물 1L를 첨가하여 혼합물을 형성한다. 이때, 혼합되는 인산의 양은 인산의 농축도에 따라 변화시킨다. 즉, 농축도가 65중량% 인 경우에는 슬러지 1kg에 240g을, 농축도가 85중량% 인 경우에는 슬러지 1kg에 200g을 정도를 첨가한다. 상기 슬러지, 인산(K3PO4), 물이 혼합된 혼합물을 110℃ 온도범위를 유지하는 교반기에 투입하여 교반기에서 6시간 동안 교반과 함께 열을 가해 알포(AlPO4)계 제올라이트를 형성한다. 그리고 상기한 반응물을 탈수공정을 수행함으로써 과잉의 수분을 제거하는 공정을 수행한다. 상기의 탈수공정은 반응조를 회전시키거나 과잉의 수분을 배출하는 등의 방법으로 수행할 수 있으며 기타 탈수조로 반응물을 이동시켜 탈수할 수도 있다. 상기 교반기를 거쳐 교반 및 수분이 어느 정도 제거된 고체상태의 반응물은 섭씨100~400℃의 온도를 발생시킬 수 있는 조건의 건조기에서 200~250℃로 12시간 동안 건조시켜 수분이 완전히 제거된 최종산물 즉 알포계 제올라이트를 수득한다. 상기한 알포계 제올라이트를 분쇄기에 넣어 150 mesh 이하로 분쇄하여 본 발명의 흡착제의 재료로 준비한다. 이 경우 분쇄된 알포계 제올라이트를 체거름을 통하여 좀더 균일한 100메쉬 이하의 알포계 제올라이트를 준비할 수 있다.
(2) 정수슬러지를 이용한 분말 알포계 제올라이트와 활성탄 혼합 공정
물 1 liter에 활성탄 100g과 상기 분말 알포계 제올라이트 150g 을 섞는다.
(3) 성형기로 펠렛 또는 환 형태의 흡착제 성형 공정
상기한 흡착제 제조 공정에서 혼합된 흡착제 재료를 스크류 압출기에 투입하여 펠렛 또는 환 형태로 토출시킨다. 이때 펠렛의 크기는 직경 4~5mm, 길이 4~5mm로 하고 환형의 크기도 직경이 4~10mm로 한다.
(4) 흡착제 소성 공정
상기한 펠렛 또는 환 형태로 성형된 흡착제를 소성기에 넣어 350℃에서 함수율 3%미만이 될 때까지 소성시킨다. 이렇게 건조된 최종물은 악취유발물질인 암모니아 가스, 트리메틸아민 등 극성을 띄는 질소계열의 냄새 및 포름알데히드, TPH를 완전히 제거할 수 있는 흡착제가 된다.
[실험예]
상기한 흡착제를 이용하여 암모니아, 트리메틸아민, 포름알데히드, TPH의 제거효율을 실험하였으며 그 결과는 다음 표와 같다.
흡착제를 이용한 암모니아, 트리메틸아민, 포름알데히드, TPH의 제거효율
성분 흡착제 투입전(ppm) 흡착제 투입후(ppm) 제거율
암모니아 550 0.1> >99.99%
트리메틸아민 120 0.5> >99.6%
포름알데히드 115 0.5> >99.6%
TPH 125 0.5> >99.7%
상기한 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 흡착제를 사용하여 악취유발물질의 제거효율이 매우 높음을 알 수가 있어 악취유발물질의 제거에 탁월한 효과가 있음을 알 수 있다.
이상으로 본 발명이 상세하게 기술되었을지라도, 다른 형태들이 가능하다. 그러므로, 첨부된 청구항들의 사상 및 범위는 상세한 설명 및 본 명세서 내에 포함된 바람직한 형태들에 한정되지 않아야 한다.

Claims (5)

  1. 정수슬러지 100 중량부에 60 내지 90중량% 첨착시약인 인산 20 내지 30 중량부 혼합하고, 60 내지 90중량% 황산 3 내지 5중량부를 추가하여, 섭씨 80 내지 120도에서 4 내지 8시간 동안 침지시켜 상기 첨착시약이 상기 정수 슬러지에 첨착되도록하여 알포(AlPO4)계 제올라이트를 생성하는 제 1단계와;

    상기 제 1단계에서 생성된 알포계 제올라이트를 섭씨 200도 내지 250도로 10 내지 14시간 동안 건조하여 알포(AlPO4)계 제올라이트를 건조하는 제 2단계와;

    상기 제 2단계를 통해 건조된 알포계 제올라이트와 활성탄을 혼합하는 제 3단계와;

    상기 제 3단계에서 활성탄과 혼합된 알포(AlPO4)계 제올라이트를 성형기를 이용하여 펠렛 또는 환형상으로 흡착제를 제조하는 제 4단계와;

    상기 제 4단계에서 상기 펠렛 또는 환형상으로 제조된 흡착제를 섭씨 300 내지 500도로 소성하여 강도를 높이는 제 5단계를 포함하여 이루어진 것으로,

    제 1단계에서 첨착시약을 정수슬러지에 혼합하여 응집 폴리머에 의해서 응집된 정수슬러지의 플록(flocculation)을 분산하고 정수슬러지에 포함된 분말 활성탄 의 표면 및 기공 내벽에 첨착시약을 첨착시켜서 화학적인 활성을 높이고, 제 3단계에서 활성탄을 첨가 혼합하여 흡착능력을 향상할 수 있으며, 제 4단계에서 펠렛 또는 환형상으로 제조함으로써 강도, 내산성 및 내구성을 높이는 것을 특징으로 하는 정수슬러지를 이용한 흡착제의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 건조단계의 함수율은 10중량% 미만인 것을 특징으로 하는 정수슬러지를 이용한 흡착제의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 3단계의 알포계 제올라이트와 활성탄의 혼합비는 20:80 내지 80:20 중량비인 것을 특징으로 하는 정수슬러지를 이용한 흡착제의 제조방법.
  5. 제 1항에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 정수 슬러지를 이용한 흡착제.
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