KR101548599B1 - 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제 및 그의 제조 방법 - Google Patents

하수악취 제거용 상온 흡착 분해제 및 그의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 악취의 흡착반응을 위한 흡착반응분말과 악취가 금속산화물질과 분해반응을 하기 위한 분해반응분말을 형성한 후 상기 흡착반응분말과 분해반응분말을 혼합하는 물질 혼합단계; 상기 물질 혼합 단계에서 혼합된 분말활성탄을 산성용액에 해교시켜 미립자 분말활성탄을 제조하는 미립자 분말활성탄 제조단계; 상기 미립자 분말활성탄 제조단계에서 제조된 미립자 분말활성탄에 과망간산나트륨 수용액을 혼합하여 미립자 분말활성탄과 이산화망간 침전물이 혼합된 반응물을 제조하는 미립자 분말활성탄 및 이산화망간 침전물 형성단계; 상기 미립자 분말활성탄 및 이산화망간 침전물 형성단계에서 제조된 미립자 분말활성탄과 이산화망간 침전물의 혼합물에 전이금속 물질을 첨가하여 전이금속 및 나트륨(Na) 산화물이 망간(Mn) 산화물에 함침되도록 하는 전이금속 및 산화물 함침단계; 및 상기 전이금속 및 산화물 함침단계에서 제조된 혼합물을 성형체로 제조한 후 상기 성형체를 흡착분해제로 제조하는 흡착분해제 제조단계;를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따르면, 흡착반응분말과 분해반응분말을 통해 제조되는 분말활성탄에 전이금속 물질을 결합하여 다양한 형태의 악취를 효율적으로 분해 및 제거할 수 있을 뿐만 아니라 자극성이 있는 기체상 물질(황화수소, 메르캅탄류, 아민류, 암모니아 등)을 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

하수악취 제거용 상온 흡착 분해제 및 그의 제조 방법{ROOM TEMPERATURE ADSORPTION DECOMPOSER AND METHOD OF MANUFACTURE FOR SEWER ODOR REMOVE}
본 발명은 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하수관거 등에서 발생하는 악취를 효율적으로 제거할 수 있도록 악취물질의 흡착반응과 분해반응을 동시에 부여하여 악취물질의 흡착분해율을 극대화시킬 수 있도록 한 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 악취는 자극성 기체 물질이 인간의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새로 정의될 수 있으며, 인간의 쾌적한 생활과 건강에 피해를 주므로 적절한 처리장치를 이용하여 제거시켜 주어야 한다.
이에 따라 최근 여러 선진 국가들에서는 악취를 제거하기 위한 개발이 다양하게 시도되고 있다. 특히, 악취의 주 원인물질인 암모니아, 황화수소, 메르캅탄, 아민류 등과 복합악취는 대부분 감지한계 농도가 ppm 이하 수준으로 매우 낮으므로, 낮은 농도에서도 불쾌감과 혐오감을 줄 수 있고, 심리적 영향에 의한 정서생활의 방해, 작업능률의 저하뿐만 아니라 식당, 숙박업 등 서비스업의 영업에 큰 피해를 주고 있어 악취를 제거하기 위한 악취저감기술 개발의 대한 필요성이 대두되고 있는 상황이다.
종래 악취를 제거하기 위한 처리방식으로서는 촉매산화법, 흡착법, 생물학적 분해법, 마스킹법, 플라즈마 분해법, 바이오 필터법 등이 알려져 있다.
종래 악취처리방식 중 하나로서, 화학적 산화방법은 화학약품 산화제(이산화염소, 차아염소산소다, 이산화염소산염)를 이용하여 악취물질을 산화 및 분해시키는 방법으로서, 여러 종류의 악취가 효과적으로 제거될 수는 있으나 화학약품이 인간의 건강에 영향을 줄 수 있고 산화제 자체가 환경오염의 원인이 되는 문제점이 있다.
또한 종래 악취처리방식 중 다른 하나로서, 흡착방법은 활성탄과 같이 비표면적 (단위질량당 표면적)이 큰 흡착제를 이용하여 악취물질을 흡착시켜 제거하는 방법이다.
그러나 흡착방법에서는 악취원인물질이 흡착제에 반영구적으로 흡착되므로 흡착제가 포화되는 시점에 맞추어 주기적으로 흡착제를 교체해주어야 하는 번거롭고 불편한 문제점이 있으며, 이에 따라 유지 및 보수 비용이 증가하는 문제점이 있다.
종래 악취처리방식 중 다른 하나로서, 플라즈마 처리방법은 플라즈마를 발생시켜 각종 휘발성 유기화합물, 악취 및 독성 유해가스 등을 제거하는 방법이다. 플라즈마 처리방법은 악취처리 효과가 우수한 장점이 있으나, 플라즈마 장치를 사용함에 따른 과다한 전력소모 문제가 있어 실용화가 어려울 뿐만 아니라 유지 및 보수 비용이 매우 높은 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-0936440호 대한민국 등록특허공보 제10-0581675호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 흡착반응분말과 분해반응분말을 통해 제조되는 분말활성탄에 전이금속 물질을 결합하여 다양한 형태의 악취를 효율적으로 분해 및 제거할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 무기계와 유기계의 가스가 혼합된 악취가스를 빠른 속도로 제거할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 제조성형이 용이하고 흡착속도와 흡착량이 우수하여 하수관거의 악취를 용이하게 제거할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적 및 다른 특징들을 달성하기 위하여 본 발명인 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제의 제조방법은 악취의 흡착반응을 위한 흡착반응분말과 악취가 금속산화물질과 분해반응을 하기 위한 분해반응분말을 형성한 후 상기 흡착반응분말과 분해반응분말을 혼합하는 물질 혼합단계; 상기 물질 혼합 단계에서 혼합된 분말활성탄을 산성용액에 해교시켜 미립자 분말활성탄을 제조하는 미립자 분말활성탄 제조단계; 상기 미립자 분말활성탄 제조단계에서 제조된 미립자 분말활성탄에 과망간산나트륨 수용액을 혼합하여 미립자 분말활성탄과 이산화망간 침전물이 혼합된 반응물을 제조하는 미립자 분말활성탄 및 이산화망간 침전물 형성단계; 상기 미립자 분말활성탄 및 이산화망간 침전물 형성단계에서 제조된 미립자 분말활성탄과 이산화망간 침전물의 혼합물에 전이금속 물질을 첨가하여 전이금속 및 나트륨(Na) 산화물이 망간(Mn) 산화물에 함침되도록 하는 전이금속 및 산화물 함침단계; 및 상기 전이금속 및 산화물 함침단계에서 제조된 혼합물을 성형체로 제조한 후 상기 성형체를 흡착분해제로 제조하는 흡착분해제 제조단계;를 포함하여 이루어진다.
그리고 상기 물질 혼합단계에서 상기 흡착반응분말은 소정 비표면적(BET) 및 입자크기를 갖는 활성탄 분말을 준비하는 과정, 상기 활성탄 분말에 알칼리 이온물질을 첨착시키는 과정, 첨착활성탄을 건조를 거쳐 분말형태로 제조하는 과정으로 이루어지고, 상기 분해반응분말은 이산화망간에 금속산화물질인 Cu입자를 공침하는 과정, 상기 공침하여 형성된 물질을 소성 처리하여 성형하는 성형과정, 상기 성형과정을 통해 제조된 덩어리를 소정 입자 크기로 분쇄하는 과정으로 이루어지며, 상기 흡착반응분말과 분해반응분말의 배합비는 1 : 1로 이루어질 수 있다.
또한 상기 미립자 분말활성탄 제조단계는 혼합된 분말활성탄과 산성용액을 100∼150℃의 온도로 6∼12시간 동안 해교시켜 미립자 분말활성탄을 제조할 수 있다.
또한 상기 미립자 분말활성탄 및 이산화망간 침전물 형성단계에서 이산화망간 침전물은 상기 미립자 분말활성탄 100g과 0.5N의 과망간산나트륨 수용액 250ml를 혼합한 후, 교반기를 이용하여 100rpm 이내로 교반한 다음, 상기 교반된 혼합물에 0.5∼1.0N(노르말농도)의 망간아세테이트 수용액 250ml를 5∼10ml/min씩 정량적으로 드로핑(dropping)시켜서 제조될 수 있다.
또한 상기 전이금속 및 산화물 함침단계에서 전이금속은 Cu(Ⅱ), Fe(Ⅱ), Ag(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Pt(Ⅱ) 및 Pd(Ⅱ)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 흡착반응분말과 분해반응분말을 통해 제조되는 분말활성탄에 전이금속 물질을 결합하여 다양한 형태의 악취를 효율적으로 분해 및 제거할 수 있을 뿐만 아니라 자극성이 있는 기체상 물질(황화수소, 메르캅탄류, 아민류, 암모니아 등)을 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한 무기계와 유기계의 가스가 혼합된 악취가스를 빠른 속도로 제거할 수 있을 뿐만 아니라 여러 성분이 혼합된 악취가스에 흡착되어 산화 분해하여 제거될 수 있으므로 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한 제조성형이 용이하고 흡착속도와 흡착량이 우수하여 하수관거의 악취를 용이하게 제거할 수 있을 뿐만 아니라 환경 및 목적 등에 따라 다양한 형태로 제조가 용이한 효과가 있다.
또한 첨착활성탄에 의한 황화수소 흡착반응과 흡착된 악취물질의 금속산화물질에 의한 분해반응을 동시에 일으키면서 악취의 흡착분해율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제의 제조방법을 나타낸 순차도.
도 2는 본 발명에 따른 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제를 구성하는 흡착반응분말의 제조과정을 나타낸 순차도.
도 3은 본 발명에 따른 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제를 구성하는 분해반응분말의 제조과정을 나타낸 순차도.
도 4 내지 6은 본 발명에 따른 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제의 암모니아, 황화수소, 메틸메르캅탄 성능평가를 나타낸 그래프.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시 예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면을 참조하여 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제의 제조방법을 나타낸 순차도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제를 구성하는 흡착반응분말의 제조과정을 나타낸 순차도이며, 도 3은 본 발명에 따른 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제를 구성하는 분해반응분말의 제조과정을 나타낸 순차도이다.
본원발명인 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제의 제조 방법(S100)은 물질 혼합단계(S200), 미립자 분말활성탄 제조단계(S300), 미립자 분말활성탄 및 이산화망간 침전물 형성단계(S400), 전이금속 및 산화물 함침단계(S500), 흡착분해제 제조단계(S600)을 포함하여 이루어진다.
상기 물질 혼합단계(S200)는 악취의 흡착반응을 위한 흡착반응분말과 악취가 금속산화물질과 분해반응을 하기 위한 분해반응분말을 각각 형성한 후 상기 흡착반응분말과 분해반응분말을 혼합하여 분말활성탄을 제조하는 단계이다.
즉 상기 물질 혼합단계(S200)는 흡착반응분말과 분해반응분말을 각각 형성한 후 혼합하여 혼합된 분말활성탄을 제조하게 되는 것이다.
이때 상기 흡착반응분말과 분해반응분말의 배합비는 1 : 1로 배합하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 흡착반응분말은 소정 비표면적(BET) 및 입자크기를 갖는 활성탄 분말을 준비(S211)한 후, 상기 활성탄 분말에 알칼리 이온물질을 첨착(S212)시킨 다음, 첨착활성탄을 건조(S213)를 거쳐 분말형태로 제조(S214)하게 된다.
즉 상기 흡착반응분말은 활성탄 분말에 알칼리 이온물질을 첨착시킨 후, 건조시킨 다음, 분말형태로 제조하게 되는 것이다.
이때 상기 흡착반응분말은 비표면적(BET)이 1,300∼2,000m2/g이상, 입자크기가 100㎛이내인 활성탄 분말(예를 들면, 야자계 활성탄분말)에 K, Na, Mg, Ca, Fe로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 알칼리물질(구체적으로, K+, Na+, Mg2+, Ca2+, Fe2+로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 알칼리 이온성물질)을 첨착시킨 첨착활성탄을 제공하고, 이를 분말 형태로 제조한다.
이를 좀 더 보충설명하면, 상기 흡착반응분말의 비표면적을 (BET)이 1,300∼2,000m2/g∼ 이하 활성탄으로 한정한 것은 황화수소 흡착분해율을 향상시키기 위한 것이고, 상기 흡착반응분말의 입자크기를 100㎛이내로 한정한 것은 상기 입자크의 범위를 벗어날 경우 차후 공정 중 압출성형이 제대로 이루어지지 않아 생산수율에 어려움이 있기 때문이다.
또한 상기 활성탄 분말에 알칼리 이온물질을 첨착시키는 과정에서 알칼리 수용액과 활성탄분말의 배합 비율은 질량기준으로 2:1로 배합하는 것이 효과적이고, 건조시에는 활성탄의 잠열에 의한 발연반응으로 일부 재로 변화는 문제를 고려하여 100℃이하로 건조하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 분해반응분말은 이산화망간의 산화를 억제할 수 있는 역할로 금속산화물질인 Cu이온을 공침하여 형성시키는 것으로, 이산화망간은 과망간산칼륨0.5N짜리 (KMnO4) 수용액과 0.5N짜리 Mn(CH3COO)2수용액을 혼합하여 중화반응에 의해 제조한다.
즉 상기 분해반응분말은 이산화망간에 금속산화물질인 Cu이온을 공침(S221)한 후, 상기 공침하여 형성된 물질을 소성 처리하여 성형(S222)한 다음, 상기 성형과정을 통해 제조된 덩어리를 소정 입자 크기로 분쇄(S223)하여 형성되는 것이다.
즉 상기 분해반응분말은 이산화망간에 Cu이온을 공침한 후, 소성 처리한 다음, 제조된 덩어리를 소정 입자 크기로 분쇄하게 되는 것이다.
이때 상기 이산화망간과 0.2∼0.5N짜리 Cu 전구체 수용액의 몰비는 1:2∼1:5 비율로 혼합되는데, 이는 형성된 CuO-MnO2가 대기중 물질들과 쉽게 산화되어 분해능이 저하를 방지하기 위한 것이다.
또한 상기 소성 처리 시 소성 온도는 300∼400℃로 유지하는데, 이는 필터링 후 300℃이하에서의 소성 처리 시 분해력이 저하되는 현상이 발생되며, 350℃이상에서는 이산화망간의 상전이 현상으로 Mn2O3로 전이되어 성능이 저하는 것을 방지하기 위한 것이다.
또한 상기 분말의 입자 크기는 100㎛이내로 유지하는데, 이는 상기 범위를 벗어날 경우 차후 공정상 압출성형이 제대로 이루어지지 않는 어려움이 있기 때문이다.
그리고 상기 혼합된 분말활성탄에는 분말의 안정화를 위하여 전이금속을 포함하는 Mg 및 Ge으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 한 종 이상의 금속 전구체가 더 포함될 수 있다.
이때 상기 금속 전구체의 중량은 혼합된 분말활성탄 50-80 중량%라 가정할 때 0.1∼30 중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉 상기 금속 전구체가 중량 0.1 중량% 미만일 경우에는 촉매의 함량이 부족하여 악취 및 화합물의 분해 효율이 기대하기 어려우며, 30 중량%를 초과할 경우에는 금속 간의 결합으로 인해 악취 및 화합물의 분해 효율이 급격히 감속하기 때문이다.
상기 미립자 분말활성탄 제조단계(S300)는 혼합된 분말활성탄을 산성용액에 해교시켜 미립자 분말활성탄을 제조하는 단계이다.
즉 상기 미립자 분말활성탄 제조단계(S300)는 혼합된 분말활성탄과 산성용액을 고온고압 반응기를 이용하여 100∼150℃의 온도로 6∼12시간 동안 해교시킴으로써, 미립자 분말활성탄의 입자 직경을 20∼40㎛로 형성할 수 있도록 한 것이다.
여기서 상기 고온고압 반응기를 이용하여 100∼150℃의 온도로 6∼12시간으로 한정한 것은, 6시간 미만으로 반응시킬 경우에는 미립자 분말활성탄의 입도 분포가 40㎛ 이상인 경우가 많았으며, 12시간을 초과하여 반응시킬 경우에는 미립자 분말활성탄이 겔화되어 점토와 같은 형태가 되므로 사용하기 어렵기 때문이다.
상기 미립자 분말활성탄 및 이산화망간 침전물 형성단계(S400)는 미립자 분말활성탄 제조단계(S300)에서 제조된 미립자 분말활성탄에 과망간산나트륨 수용액을 혼합하여 미립자 분말활성탄과 이산화망간 침전물이 혼합된 반응물을 제조하는 단계이다.
그리고 본원발명에서 상기 이산화망간 침전물은 상기 미립자 분말활성탄 100g과 0.5N의 과망간산나트륨 수용액 250ml를 혼합한 후, 상온(23℃)에서 교반기를 이용하여 100rpm 이내로 교반한 후, 상기 교반된 혼합물에 0.5∼1.0N(노르말농도)의 망간아세테이트 수용액 250ml를 5∼10ml/min씩 정량적으로 드로핑(dropping)시켜서 제조되는 예를 들어 설명하기로 한다.
여기서 상기 망간아세테이트의 농도를 0.5N∼1.0N으로 한정한 것은, 망간아세테이트의 농도가 0.5N 미만 또는 1.0N 초과하여 드로핑하는 경우 α상 형태의 이산화망간 침전물이 형성되고, 비표면적이 낮아져 악취의 탈취력이 저하되기 때문이다.
또한 망간아세테이트 수용액을 5∼10ml/min로 한정한 것은, 망간아세테이트 수용액이 5ml/min 미만으로 드로핑하는 경우α상과 γ상 형태로 혼재되어 있는 이산화망간 침전물이 형성되어 악취의 탈취력을 저하시켰고, 10ml/min을 초과하여 드로핑하는 경우 β상과 α상 형태로 혼재되어 있는 이산화망간 침전물이 형성되어 악취의 탈취력을 저하시키기 때문이다.
상기 전이금속 및 산화물 함침단계(S500)는 미립자 분말활성탄 및 이산화망간 침전물 형성단계(S400)에서 제조된 미립자 분말활성탄과 이산화망간 침전물의 혼합물에 전이금속 물질을 첨가하여 전이금속 및 나트륨(Na) 산화물이 망간(Mn) 산화물에 함침되도록 하는 단계이다.
즉 상기 전이금속 및 산화물 함침단계(S500)는 상기 미립자 분말활성탄 및 이산화망간 침전물 형성단계(S400)에서 제조된 미립자 분말활성탄과 이산화망간 침전물의 혼합물에 Cu(Ⅱ), Fe(Ⅱ), Ag(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Pt(Ⅱ), Pd(Ⅱ)과 같은 전이금속을 첨가하여 전이금속 및 나트륨(Na) 산화물이 망간(Mn) 산화물에 함침되도록 한 것이다.
그리고 상기 전이금속 및 산화물 함침단계를 대신하여 백금 및 로듐을 활성금속으로 세륨옥사이드를 첨가한 혼합물이 함침될 수 있다.
즉 상기 미립자 분말활성탄과 이산화망간 침전물의 혼합물에 백금 및 로듐을 활성금속으로 세륨옥사이드를 첨가한 혼합물을 함침하여 분해반응에 의한 탈취효과를 높일 수 있도록 한 것이다.
이때 상기 혼합물은 0.5 내지 5중량%의 백금, 0.5 내지 5중량%의 로듐, 1 내지 5중량%의 세륨옥사이드 및 90 내지 95중량%의 실리카로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 흡착분해제 제조단계(S600)는 전이금속 및 산화물 함침단계(S500)에서 제조된 혼합물을 성형체로 제조한 후 상기 성형체를 흡착분해제로 제조하는 단계이다.
여기서 본원발명에서 상기 혼합물에는 첨착활성탄 분말과 Cu-MnO2 분말, 알루미나 졸, 무기폴리바인더, 물이 배합되는 예를 들어 설명하기로 한다.
이때 상기 흡착분해제 제조단계(S600)는 성형체의 원활한 제조를 위하여 알루니마 졸을 2∼5% 이내로 첨가하는데, 이는 상기 비율이 5% 이상일 경우 반죽상태가 급격하게 굳어져 압출성형이 어려워지고, 상기 비율이 2% 이하일 경우 원활한 반죽상태가 이루어지지 않기 때문이다.
그리고 상기 성형체는 압출성형을 통해 펠렛 형태로 제조된 후 상기 성형체는 80~200℃ 이내에서 2~10시간 이내로 건조하여 최종 흡착분해제로 제조되는 것이 바람직하다.
다음으로 상기와 같이 구성되는 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제의 제조 방법 및 이를 통해 제조되는 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 비표면적(BET)이 1300~2000m2/g이상, 입자크기가 100㎛이내인 활성탄 분말에 K, Na, Mg, Ca, Fe로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 알칼리물질을 첨착시킨 첨착활성탄을 제공하고, 이를 분말 형태로 제조하여 흡착반응분말을 제조한다.
그리고 이산화망간에 금속산화물질인 Cu입자를 공침한 후, 상기 공침하여 형성된 물질을 소성 처리하여 성형한 다음, 상기 성형과정을 통해 제조된 덩어리를 소정 입자 크기로 분쇄하여 형성되는 분해반응분말을 형성한다.
다음으로 상기 흡착반응분말과 분해반응분말을 1:1 배합하여 혼합된 분말활성탄을 형성한 후, 상기 혼합된 분말활성탄과 산성용액을 고온고압 반응기를 이용하여 100~150℃의 온도로 6~12시간 동안 해교시킴으로써, 미립자 분말활성탄의 입자 직경을 20~40㎛로 형성한다.
그리고 상기 미립자 분말활성탄에 미립자 분말활성탄 100g과 0.5N의 과망간산나트륨 수용액 250ml를 혼합한 후, 상온(23℃)에서 교반기를 이용하여 100rpm 이내로 교반한 후, 상기 교반된 혼합물에 0.5~1.0N(노르말농도)의 망간아세테이트 수용액 250ml를 5~10ml/min씩 정량적으로 드로핑(dropping)시켜서 제조한다.
다음으로 상기 미립자 분말활성탄과 이산화망간 침전물의 혼합물에 Cu(Ⅱ), Fe(Ⅱ), Ag(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Pt(Ⅱ), Pd(Ⅱ)과 같은 전이금속을 첨가하여 전이금속 및 나트륨(Na) 산화물이 망간(Mn) 산화물에 함침되도록 한다.
그리고 상기 산화물이 함침된 혼합물을 압출성형을 통해 펠렛 형태로 성형체를 형성한 후 상기 성형체는 80~200℃ 이내에서 2~10시간 이내로 건조하면 최종 흡착분해제는 완성되는 것이다.
여기서 상기 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제 및 그의 제조 방법의 진행 순서는 상기와 다르게 구성될 수 있음을 밝힌다.
다음으로 도시된 도 4 내지 6은 본 발명에 따른 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제의 암모니아, 황화수소, 메틸메르캅탄 성능평가를 나타낸 그래프이다.
먼저, 도시된 도 4는 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제를 통한 암모니아의 악취제거 성능을 나타낸 것으로서, 유입 유량 5m3/min~10m3/min, 운전온도 실온, 유입농도 100ppm 일때, 오존 반응 후 농도는 0ppm 이였고, 최종 출구농도는 0ppm으로 제거율 99.9%였다.
도시된 도 5는 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제를 통한 황화수소의 악취제거 성능을 나타낸 것으로서, 유입 유량 5m3/min~10m3/min, 운전온도 실온, 유입농도 30ppm 일때, 오존 반응 후 농도는 2ppm 이였고, 최종 출구농도는 0.1ppm으로 제거율 99.6%였다.
도시된 도 6은 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제를 통한 메틸메르캅탄의 악취제거 성능을 나타낸 것으로서, 유입 유량 5m3/min~10m3/min, 운전온도 실온, 유입농도 30ppm 일때, 오존 반응 후 농도는 2ppm 이였고, 최종 출구농도는 0.2ppm으로 제거율 99.1%였다.
이와 같이 본원발명인 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제 및 그의 제조 방법에 따르면, 첨착활성탄에 의한 황화수소 흡착반응과 흡착된 악취물질의 금속산화물질에 의한 분해반응을 동시에 일으키면서 악취의 흡착분해율을 극대화시킴으로써, 계절 변화에 따른 상온 및 수분이 존재하는 조건에서도 황화수소를 효과적으로 제거할 수 있는 장점을 가지게 되는 것이다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
S100 : 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제의 제조 방법,
S200 : 물질 혼합단계,
S300 : 미립자 분말활성탄 제조단계,
S400 : 미립자 분말활성탄 및 이산화망간 침전물 형성단계,
S500 : 전이금속 및 산화물 함침단계,
S600 : 흡착분해제 제조단계.

Claims (8)

  1. 악취의 흡착반응을 위하여 활성탄 분말에 알칼리 이온물질을 첨착시킨 후 건조과정을 거쳐 분말형태로 제조되는 흡착반응분말과 악취가 금속산화물질과 분해반응을 위하여 이산화망간에 Cu이온을 공침한 후 소성 처리를 거쳐 제조된 덩어리를 분말형태로 제조되는 분해반응분말을 형성한 후 상기 흡착반응분말과 분해반응분말을 혼합하는 물질 혼합단계;
    상기 물질 혼합 단계에서 혼합된 분말활성탄을 산성용액에 해교시켜 미립자 분말활성탄을 제조하는 미립자 분말활성탄 제조단계;
    상기 미립자 분말활성탄 제조단계에서 제조된 미립자 분말활성탄에 과망간산나트륨 수용액을 혼합하여 미립자 분말활성탄과 이산화망간 침전물이 혼합된 반응물을 제조하는 미립자 분말활성탄 및 이산화망간 침전물 형성단계;
    상기 미립자 분말활성탄 및 이산화망간 침전물 형성단계에서 제조된 미립자 분말활성탄과 이산화망간 침전물의 혼합물에 전이금속 물질을 첨가하여 전이금속 및 나트륨(Na) 산화물이 망간(Mn) 산화물에 함침되도록 하는 전이금속 및 산화물 함침단계; 및
    상기 전이금속 및 산화물 함침단계에서 제조된 혼합물을 성형체로 제조한 후 상기 성형체를 흡착분해제로 제조하는 흡착분해제 제조단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 물질 혼합단계에서,
    상기 흡착반응분말은 소정 비표면적(BET) 및 입자크기를 갖는 활성탄 분말을 준비하는 과정, 상기 활성탄 분말에 알칼리 이온물질을 첨착시키는 과정, 첨착활성탄을 건조를 거쳐 분말형태로 제조하는 과정으로 이루어지고,
    상기 분해반응분말은 이산화망간에 금속산화물질인 Cu입자를 공침하는 과정, 상기 공침하여 형성된 물질을 소성 처리하여 성형하는 성형과정, 상기 성형과정을 통해 제조된 덩어리를 소정 입자 크기로 분쇄하는 과정으로 이루어지며,
    상기 흡착반응분말과 분해반응분말의 배합비는 1 : 1인 것을 특징으로 하는 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 미립자 분말활성탄 제조단계는 혼합된 분말활성탄과 산성용액을 100~150℃의 온도로 6~12시간 동안 해교시켜 미립자 분말활성탄을 제조하는 것을 특징으로 하는 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 미립자 분말활성탄 및 이산화망간 침전물 형성단계에서 이산화망간 침전물은 상기 미립자 분말활성탄 100g과 0.5N의 과망간산나트륨 수용액 250ml를 혼합한 후, 교반기를 이용하여 100rpm 이내로 교반한 다음, 상기 교반된 혼합물에 0.5~1.0N(노르말농도)의 망간아세테이트 수용액 250ml를 5~10ml/min씩 정량적으로 드로핑(dropping)시켜서 제조되는 것을 특징으로 하는 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전이금속 및 산화물 함침단계에서 전이금속은 Cu(Ⅱ), Fe(Ⅱ), Ag(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Pt(Ⅱ) 및 Pd(Ⅱ)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상이 사용되는 것을 특징으로 하는 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 물질 혼합단계와 미립자 분말활성탄 제조단계의 사이에는 혼합된 분말활성탄에 전이금속을 포함하는 Mg 및 Ge으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 한 종 이상의 금속 전구체가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전이금속 및 산화물 함침단계를 대신하여 백금 및 로듐을 활성금속으로 세륨옥사이드를 첨가한 혼합물이 함침되는 것을 특징으로 하는 하수악취 제거용 상온 흡착 분해제의 제조방법.
  8. 삭제
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