KR101777676B1 - 콜타르피치와 물유리를 이용한 흡착 담체 및 그 제조방법 - Google Patents

콜타르피치와 물유리를 이용한 흡착 담체 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오염된 수질 환경을 정화하기 위해 콜타르피치(coal tar pitch) 및 물유리(water glass)를 이용한 흡착 담체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 클레이(clay)와 탄소가 함유된 유기물을 혼합하여 담체를 형성한다. 그 후, 담체에 콜타르피치 및 물유리를 결합물로 사용하여 담체의 구조물을 보다 단단하게 결합하고, 폐기물을 재사용하므로 비용이 절감되는 발명이다.

Description

콜타르피치와 물유리를 이용한 흡착 담체 및 그 제조방법{ADSORPTION CARRIER USING COAL TAR PITCH AND WATER GLASS, AND METHOD OF MANUFACTURING THERE OF}
본 발명은 오염된 수질 환경을 정화하기 위해 콜타르피치(coal tar pitch) 및 물유리(water glass)를 이용한 흡착 담체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 클레이(clay)와 탄소가 함유된 유기물을 혼합하여 흡착 담체를 형성한다. 그 후, 담체에 콜타르피치 및 물유리를 결합물로 사용하여 담체의 구조물을 보다 단단하게 결합하고, 콜타르피치로 인하여 공극률을 확대시켜 흡착 및 미생물이 부착 등을 용이하게 만들어 오염물 처리에 효과적이며, 폐기물을 활용하여 사용하므로 제조 원재료의 비용이 절감되는 발명이다.
또한, 본 발명은 홍수로 인한 범람 또는 다른 이유로 인하여 물이 방파제를 넘어 도시, 도로, 농지, 공사장 등 불특정 장소에 배출된 비점오염물질을 간편하게 처리할 수 있는 흡착 담체이다.
최근 산업 발달로 인하여 환경이 파괴되고 있다. 특히, 수질의 오염물질의 종류가 지속적으로 증가함에 따라 자연정화가 이루어지지 않고 있다.
또한, 오염방지 시설이 제대로 작동되지 않거나, 가축분뇨를 몰래 버리는 등 관리 부주의 및 교통사고로 인한 2차 피해가 증가되고 있다.
이러한 문제점을 제어하기 위하여 수질기준이 강화되고 있으며, 이에 따른 다양한 수처리 방법이 개발되고 있다. 그러나 처리 방법에 따라 암모니아가 제거되지 않는 등의 문제가 발생되어 유기물뿐만 아니라 질소, 인 등의 무기물까지 함께 제거되는 처리 공법이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술이 되는 선행기술은 중국 공개특허공보 제101991990호(2011. 3. 30., 이하 ‘선행문헌 1’), 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0032688호(2015. 3. 27., 이하 ‘선행문헌 2’), 중국 공개특허공보 제1336248호(2002. 2. 20., 이하 ‘선행문헌 3’) 및 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0055272호(2005. 6. 13., 이하 ‘선행문헌 4’)에 개시되어 있다.
상기 선행문헌 1은 ‘세라믹 형태 필터 및 그 제조방법’으로 흑연, 아스팔트, 석탄, 콜타르 중 일부를 선택하여 발포 스펀지 상에 성형하고, 점결제에 물유리를 포함시켜 제조하는 방법이 기재되어 있다.
그러나 선행문헌 1 발명의 콜타르는 탄소 미소중공구체로 사용되고 있으며, 수처리에 사용하기 위해서 필터가 물에 가라앉아야 하므로 어느 정도 무게가 필요하므로 적합하지 않다.
상기 선행문헌 2는 ‘고활성 표면적을 갖는 활성탄’으로 공기 중의 수분 흡착용으로 활성 탄소 섬유가 포함된 활성탄을 제조하는 방법이 기재되어 있다.
상기 선행문헌 3은 ‘활성 미세 여과 소결체 제조방법’으로 세라믹, 고분자 재료의 활성 탄소 섬유를 골재로 사용하여, 미세 여과 소결체를 제조하는 방법이 기재되어 있다.
그러나 선행문헌 2 및 선행문헌 3 발명은 담체에 탄소 섬유가 포함되어 단가가 상승되며, 수처리에 사용될 경우 담체 일부만을 교체하는 것이 아니라 전체를 교체해야 한다.
또한, 선행문헌 2의 활성탄은 공기의 수분 흡착에 이용되고 있으므로 담체의 중량이 가볍게 제조되어 있으므로 침수가 되지 않으므로 수처리에 적합하지 않다.
상기 선행문헌 4는 ‘조립탄 및 그 제조방법’으로 조립탄에 바인더를 혼합하여 분말 또는 입상의 활성탄을 제조하는 방법이 기재되어 있다.
그러나 선행문헌 4 발명은 조립탄을 200℃ 이하의 온도에서 건조 및 경화 과정을 거치고 있으므로 충분한 공극이 형성되기가 힘들다.
이에 본 출원인은 클레이와 탄소가 함유된 유기물을 혼합한 담체에 콜타르피치 및 물유리를 결합물로 사용하여 수처리 중 발생되는 여러 물리적 힘으로부터 구조물이 유지되고, 고온에서 활발한 기공이 형성되어 미생물이 생장을 통해 수처리가 가능한 흡착 담체를 안출하게 되었다.
<선행기술문헌>
(선행문헌 1) 중국 공개특허공보 제101991990호
(선행문헌 2) 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0032688호
(선행문헌 3) 중국 공개특허공보 제1336248호
(선행문헌 4) 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0055272호
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유해물이 없는 사업장 폐기물, 클레이, 유기성 물질 등을 혼합하여 제조한 흡착 담체를 제공함으로써 가치가 없는 사업장 폐기물이 재순환되는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 콜타르피치, 물유리 및 폐유리 분말 등을 결합물로 사용하여 흡착 담체가 보다 단단하게 형성되어 수처리 중 발생되는 여러 물리적 힘으로부터 구조물이 유지되는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 고온에서 담체의 기공형성을 도와 미생물이 부착으로 군락을 형성을 활용하여 수처리가 고효율로 처리되는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 팜오일 껍질(PKS, Palm Kernel Shell) 연소재, 석탄재 및 연탄재가 포함된 연소재, 농업용 폐기물 및 유기성 폐기물이 포함된 유기 물질 등에 결합물인 콜타르피치, 물유리 및 폐유리 분말 등을 포함하여 담체 형태로 제조함으로서 기술적 과제를 해결하고자 한다.
또한, 본 발명은 담체 형성 후 고온 소성을 통해 기공이 확대 활성화되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 성형물이 제조되는 단계(S110); 혼합 성형물이 성형되는 단계(S120); 혼합 성형물이 건조되는 단계(S130); 혼합 성형물이 열분해 소성되는 단계(S140); 다공성 흡착 담체가 양생되는 단계(S150);를 포함하여 제조되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 흡착 담체는 클레이가 15~25중량%, 연소재가 15~25중량%, 유기 물질이 30~40 중량% 및 결합물 등이 포함되어 제조되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 결합물은 콜타르피치가 10~20중량% 및 물유리 및 폐유리 분말이 5~15중량% 등이 포함되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 흡착 담체는 150~250℃, 2~4시간 건조반응을 통해 1차로 기공이 형성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 흡착 담체는 600~1,250℃, 30~70분 열분해 소성을 통해 기공 확대 및 결합물과 담체가 단단하게 결합되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 흡착 담체는 7일 이상 상온에서 양생하여 강도가 증진되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 콜타르피치 및 물유리를 이용한 흡착 담체 및 그 제조방법으로 제조된 흡착 담체는, 사업장 폐기물 및 농업용 폐기물을 활용하여 다공성 흡착 담체를 제조함으로써 버려지는 자원을 업사이클링(up-cycling)하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 콜타르피치, 물유리 및 폐유리 분말 등을 결합물로 활용되어 흡착 담체의 구조를 단단하게 형성함과 동시에 수처리 시 발생되는 여러 물리적 힘으로부터 구조물이 유지된다.
또한, 수처리 후 활성탄 전체를 교체하는 것과 달리 본 발명의 흡착 담체는 마모된 일부만 교체가 가능하여 반영구적으로 수처리에 발생되는 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 고온 소성을 통하여 확대 활성 된 기공으로 인하여 미생물의 부착 능과 집적화를 높임으로 수처리의 기능을 확대시킬 수 있다.
도 1은 다공성 흡착 담체의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 성형 후 건조된 흡착 담체이다.
도 3은 고온 열분해 반응 후 제조된 흡착 담체이다.
도 4는 혼합 성형물의 구조를 100배율로 관찰한 것이다.
도 5는 혼합 성형물 성분을 EDX로 측정한 결과이다.
도 6은 본 발명에서 사용되는 점토 반죽기이다.
도 7은 본 발명에서 사용되는 압출 성형기이다.
도 8은 본 발명에서 소성 시 사용되는 도구이다.
<부호의 설명>
S110 : 성형물이 제조되는 단계
S120 : 혼합 성형물이 성형되는 단계
S130 : 혼합 성형물이 건조되는 단계
S140 : 혼합 성형물이 열분해 소성되는 단계
S150 : 다공성 흡착 담체가 양생되는 단계
이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명은 여기에서 개시되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수 있다. 여기에서 개시되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 되며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술적 범위에 포함되는 모든 변환이 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 다양한 변환이 가해질 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명한다. 도면들에서 요소의 크기 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 도면들에 도시된 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있다. 따라서 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
<실시예 1. 다공성 흡착 담체 제조>
도 1은 다공성 흡착 담체의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
1) 성형물이 제조되는 단계(S110)
클레이, 팜오일 껍질, 석탄재 및 연탄재가 포함된 연소재, 농업용 폐기물 및 유기성 폐기물이 포함된 유기 물질, 결합물 등이 포함되어 성형물이 제조될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
먼저, 클레이 및 연소재를 혼합하여 기본 반죽을 제조할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 클레이는 15~25중량%, 연소재는 15~25중량% 및 유기 물질은 30~40중량% 포함될 수 있으며, 바람직하게는 클레이는 17~23중량%, 연소재는 17~23중량% 및 유기 물질은 32~37중량% 포함될 수 있으며, 가장 바람직하게는 클레이는 20중량%, 연소재는 20중량% 및 유기 물질은 35중량% 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 연소재는 팜오일 껍질, 석탄재, 연탄재, 폐기물 소각재 등이 포함될 수 있다.
석탄재는 비회(飛灰, fly ash)와 저회(低灰, bottom ash)로 분류할 수 있으며, 비회는 미연탄 12% 이상으로 매립용으로 이용되고, 저회는 미연탄 2% 이내로 시멘트 대체재로 이용되고 있다.
상기 유기 물질은 톱밥, 마른 귤껍질 등의 유기성 폐기물, 왕겨, 볏짚 등의 농업용 폐기물, 하수슬러지(정수슬러지), 제지슬러지 등의 사업장 배출폐기물, 식품 찌꺼기, 동물 털 또는 깃털 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 유기 물질은 다공성 여과 물질 제조 시 연소온도 조건에 따라 공극이 형성되는 재료로 활용된다.
본 발명에서는 폐산물인 연소재 및 유기 물질을 흡착 담체 제조에 활용함으로써 폐자원의 순환율을 높여 천연자원의 이용을 줄일 수 있고, 폐자원을 활용하므로 경제적인 수처리 담체를 제조할 수 있다.
상기 결합물은 다공성 흡착 담체의 구조를 단단하게 유지하기 위하여 사용된다. 보다 상세하게는 콜타르 피치, 물유리 및 폐유리 분말 등이 포함되며, 콜타르피치 10~20중량%, 물유리 및 폐유리 분말은 5~15중량% 포함될 수 있으며, 바람직하게는 콜타르피치 13~18중량%, 물유리 및 폐유리 분말은 8~12중량%, 가장 바람직하게는 콜타르피치 15중량%, 물유리 및 폐유리 분말은 10중량% 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
콜타르피치는 500℃ 이하에서 열분해 시켰을 때 액정(liquid crystal)이 생성되며, 열처리 과정을 거치면서 중축합에 의한 고분자화 및 휘발분의 제거로 탄화와 흑연화를 거쳐 치밀한 흑연 구조를 이룬다. 이러한 장점으로 우수한 품질의 탄소섬유, 탄소/탄소 복합재의 제조가 가능하다.
또한, 콜타르피치를 연화점 이하의 온도에서 장시간 산소와 반응하게 하여 메틸기(methyl) 등 반응기 그룹(functional group)을 분해함으로써 성형 체의 불용화(不溶化)를 유도하여 산화안정화 과정을 거친다. 이 과정을 거친 성형체는 불용화가 되어 탄화와 흑연화 과정에서 치수안정성을 확보하게 되며 산소에 의한 가교반응으로 조직이 치밀해져 기계적 물성이 향상된다.
또한, 산화안정화는 저온에서 장시간 실시하는 것이 효과적인데 이는 고온에서의 산화안정화 시 급격한 산소 확산 속도로 인한 표면의 산화막이 형성되어 표면과 내부의 응력 차이가 발생하여 균열이 발생되는 것을 막을 수 있다.
나아가, 콜타르피치는 열처리 온도가 500℃ 부근에서 형성되어 점결제로 수처리 담체 제조에 활용될 경우, 적정온도에서 탄소 성분이 강화되어 수처리 효율을 높일 수 있는 성분과 구조를 만들어 준다.
혼합된 성형물을 점토 반죽기에 넣고 혼합한다.
2) 혼합 성형물이 성형되는 단계(S120)
상기 혼합 성형물은 반죽 상태이므로 원하는 형상으로 성형할 수 있다. 압출 성형기를 통해 압출 성형되면 펠렛(pellet) 형태가 되며, 판상, 괴상 등 다양하게 제조될 수 있으며, 바람직하게는 펠렛 형태로 제조될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
3) 혼합 성형물이 건조되는 단계(S130)
혼합 성형물이 150~250℃, 2~4시간 건조 될 수 있으며, 바람직하게는 170~230℃, 2.5~3.5시간 건조될 수 있으며, 가장 바람직하게는 200℃, 3시간 건조될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 건조 과정을 통해 혼합 성형물 내에 존재하는 유기 물질의 탄화 작용으로, 기공이 1차로 생성된다.
도 2는 성형 후 건조된 흡착 담체이다.
4) 혼합 성형물이 열분해 소성되는 단계(S140)
상기 단계 3)의 과정으로 건조된 혼합 성형물의 소성 온도는 600~1,250℃, 바람직하게는 700~1,100℃, 더욱 바람직하게는 800~1,000℃, 가장 바람직하게는 850~950℃에서 소성될 수 있으며, 소성 시간은 30~70분, 바람직하게는 45~65분 동안 열분해 소성될 수 있으나, 소성 온도 및 시간은 이에 한정되지 않는다.
이러한 고온에서의 열분해 소성 과정을 통하여 결합물에 포함된 콜타르피치, 물유리 및 폐유리 분말이 담체의 구조물을 단단하게 결합하며, 건조 과정에서 미처 타지 못한 유기 물질이 열분해 되어 기공이 확대된다.
또한, 혼합 성형물이 열분해 소성을 통해 확대 활성 된 기공으로 오염물질 및 미생물의 부착 능과 집적화를 높일 수 있다.
이러한 열분해 소성이 완료되면, 다공성 흡착 담체가 되어 흡착제로 이용이 가능하다.
도 3은 고온 열분해 반응 후 제조된 흡착 담체이다.
5) 다공성 흡착 담체가 양생되는 단계(S150)
다공성 흡착 담체를 6~8일, 바람직하게는 7일 양생할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 양생 과정을 통하여 다공성 흡착 담체의 강도가 증진된다.
<실시예 2. 다공성 흡착 담체 제조>
실시예 1의 혼합 성형물에 희토류가 더 포함하여 다공성 흡착 담체를 제조할 수 있다.
1) 성형물이 제조되는 단계(S110)
상기 <실시예 1>의 성형물에 희토류를 더 포함하여 기본 반죽을 제조할 수 있다. 보다 상세하게는 클레이 15~25중량%, 연소재 15~25중량%, 유기 물질은 30~40중량% 및 희토류 0.1~5중량% 포함될 수 있으며, 바람직하게는 클레이 17~23중량%, 연소재 17~23중량%, 유기 물질 32~37중량% 및 희토류 1~3중량% 포함될 수 있으며, 가장 바람직하게는 클레이 20중량%, 연소재는 20중량%, 유기 물질은 35중량% 및 희토류 2중량% 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 희토류는 원자번호 57번 란타늄(La, Lanthanum)부터 71번 루테튬(Lu, Lutetium)까지의 원소 15개와 21번 스칸듐(Sc, Scandium) 및 39번 이트륨(Y, Yttrium) 등 총 17개의 원소를 총칭한다.
또한, 희토류는 자연계에 매우 드물게 존재하는 금속 원소‘라는 의미를 갖고 있다.
본 발명에서는 란타늄이 포함된 희토류를 사용하는 것이 가장 좋다. 란타늄이 포함된 희토류는 수계에서 사용할 경우, 부영화의 주요 물질인 인을 흡착하여 제거할 수 있다.
기본 반죽에 결합물을 혼합하여 혼합 성형물을 제조한다.
상기 결합물은 다공성 흡착 담체의 구조를 단단하게 유지하기 위하여 사용된다. 보다 상세하게는 콜타르 피치, 물유리 및 폐유리 분말 등이 포함되며, 콜타르피치 10~20중량%, 물유리 및 폐유리 분말은 5~15중량% 포함될 수 있으며, 바람직하게는 콜타르피치 13~18중량%, 물유리 및 폐유리 분말은 8~12중량%, 가장 바람직하게는 콜타르피치 15중량%, 물유리 및 폐유리 분말은 10중량% 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
2) 다공성 흡착 담체가 제조되는 단계(S210)
상기 <실시예 1>의 2)단계(S120) 내지 5)단계(S150)와 동일한 방법으로 다공성 흡착 담체를 제조할 수 있다.
<실험예 1. 성분 분석>
본 발명의 혼합 성형물에 사용된 비회의 성분을 분석하였다.
하기 <표 1>은 비회의 성분을 분석한 결과이다.
<표 1>
Figure 112017047621248-pat00001
<표 1> 및 도 5를 토대로 살펴보면, 비회의 경우 Si 성분이 20.77%로 가장 많이 함유되어 있었으며, 기공 구조에 영향을 미치는 Al, Ca 및 Fe 등이 포함되어 있는 것을 확인할 수 있다.
<실험예 2. 물리적 특성 분석>
실시예 1의 제조방법으로 제조된 흡착 담체를 이용하여 물리적 특성을 분석하였다.
또한, 실험 군으로는 실시예 1의 혼합 성형물이 사용되었으며, 흡착제로 활용 시에는 입경 1~3cm 또는 흡착 담체로 활용할 경우에는 3~5cm의 구형으로 제조되어 다른 형태의 담체보다 비표면적이 확대되어 수처리에 도움을 주는 미생물의 집적화가 높아질 수 있다.
대조군으로는 시판중인 세라믹 담체가 사용되었다.
하기 <표 2>는 본 발명의 흡착 담체와 기존에 시판 중인 세라믹 담체를 분석하여 비교한 것이다.
<표 2>
Figure 112017047621248-pat00002
이렇듯, 본 발명의 흡착 담체는 시판 중인 세라믹 담체보다 공극율과 강도가 향상된 물리적 특성을 나타내고 있다. 이는 본 발명의 흡착 담체에 포함된 콜타르피치가 열분해 반응을 통해 탄소성분 활성화로 강도와 흡착능이 높인 것을 알 수 있다.
<실험예 3. 농업용 폐기물 성분>
본 발명의 혼합 성형물에 사용된 농업용 폐기물 중 왕겨 및 쌀겨의 성분을 분석하였다.
하기 <표 3>은 왕겨 및 쌀겨의 성분을 분석한 결과이다.
<표 3>
Figure 112017047621248-pat00003
<표 3>을 살펴보면, 농업용 폐기물인 왕겨 및 쌀겨의 성분 중 가장 높은 함량을 차지하는 것은 수분으로, 각각 44.2%와 38.72%가 함유되어 있다. 이러한 높은 수분 함량을 함유하고 있어, 흡착 담체의 공극 발달에 기여되는 것이다.
<실험예 4. 정수슬러지의 성분>
본 발명의 혼합 성형물에 사용된 유기 물질 중 정수슬러지의 성분을 분석하였다.
하기 <표 4>는 정수슬러지의 성분을 분석한 결과이다.
<표 4>
Figure 112017047621248-pat00004
<표 4>를 살펴보면, 정수슬러지는 주로 무기 성분을 함유하고 있어 토질과 비교하였을 때 점토에 가까운 성상을 갖고 있다. 정수슬러지의 성분은 원수 자체의 성분과 응집제, 탈수제의 성분으로 구성되어 있고, 주로 SiO2 및 Al2O3으로 구성되어 열분해 소성을 통해 흡착 담체의 구조를 단단하게 유지되는 것이다.
<실험예 5. 흡착 담체의 수질 정화력>
<실시예 1>의 제조방법으로 제조된 흡착 담체와 시판 중인 금속 여과재를 비교하여 수질 정화력을 측정하여 비교하였다.
하기 <표 5>는 <실시예 1>에 기재된 과정으로 제조된 흡착 담체와 비교예인 금속 여과재를 이용하여 여과한 물의 생화학적 산소요구량(BOD, Biochemical Oxygen Demand)을 비교한 결과이다.
<표 5>
Figure 112017047621248-pat00005
<표 5>를 살펴보면, 실시예 1의 흡착 담체에서 여과한 물의 BOD는 0.721ppm인 반면에, 금속 여과재에서 여과한 물의 BOD는 1.235ppm으로 실시예 1의 흡착 담체에서 여과한 물의 BOD보다 현저히 높은 것으로 나타났다. 이를 통해 본 발명의 실시예 1의 제조방법으로 제조된 흡착 담체를 활용할 경우 수질 정화가 높아진 것을 알 수 있다.
<실험예 6. 흡착 담체의 인 제거 효율>
본 발명의 제조방법으로 제조된 흡착 담체를 이용하여 수질 내 인(PO4 3--P) 제거 효율을 확인하였다.
하기 <표 6>은 <실시예 1> 및 <실시예 2>의 제조방법으로 제조된 흡착 담체를 활용하여 수질 내 인 제거 효율을 확인한 결과이다.
<표 6>
Figure 112017047621248-pat00006
<표 6>을 살펴보면, 실시예 1의 흡착 담체는 수질 내 인이 63.5% 제거되었으며, 실시예 2의 흡착 담체는 수질 내 인이 78.46% 제거된 것을 알 수 있다. 이를 통해 본 발명의 흡착 담체에 란타늄이 포함된 희토류를 사용할 경우 인 제거 효율이 월등한 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 콜타르피치, 물유리를 이용한 흡착 담체 및 그 제조방법에 관한 것으로 흡착 담체에 콜타르피치, 물유리 및 폐유리 분말을 혼합하여 구조물을 보다 단단하게 형성하여 수처리 시 여러 물리적 힘으로부터 구조물이 유지되는 산업상 이용가능한 발명이다.

Claims (7)

  1. 클레이(clay)가 15 내지 25중량%, 연소재가 15 내지 25중량%, 유기 물질이 30 내지 40 중량%, 콜타르피치가 10 내지 20중량% 및 물유리 및 폐유리 분말이 5 내지 15중량%가 포함되어 강도가 2.5 내지 3.0N/mm2 인 것을 특징으로 하는, 흡착제.
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