KR101876931B1 - Ceramic filter for treating contaminated water and the manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 슬러지와 규조토를 이용하여 오염수를 제거하기 위한 세라믹 필터 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정수 처리 공정의 부산물인 슬러지를 건조하고 분쇄하여 규조토와 혼합한 세라믹 분말을 성형 및 소성하여 제조한 세라믹 필터에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 따른 오염수 처리용 세라믹 필터는 독성이 강한 3가 비소를 포함한 오염물질을 원수로부터 효율적으로 처리할 수 있다는 장점이 있다. More particularly, the present invention relates to a ceramic filter for removing polluted water using sludge and diatomaceous earth, and more particularly to a ceramic filter for drying and grinding sludge, which is a by-product of a water treatment process, To a ceramic filter manufactured by firing. The ceramic filter for treating polluted water according to the method of the present invention has an advantage that pollutants including highly toxic trivalent arsenic can be efficiently treated from raw water.
Description
본 발명은 오염수 처리를 위해 슬러지와 규조토를 혼합하여 제조되는 세라믹 필터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ceramic filter manufactured by mixing sludge and diatomaceous earth to treat polluted water and a method for manufacturing the same.
점차 심각해지는 물의 오염에 따라 경제적이고 효율적으로 각종 오염수를 처리하는 방법의 필요성이 증가하고 있다. 또한, 구제역 등으로 인한 가축 살처분 과정에서 생성되는 비소와 불소 등의 지하수 오염물질을 효과적으로 처리하는 방법에 대한 연구 또한 활발히 진행되는 실정이다. There is an increasing need for a method of treating various polluted water economically and efficiently in accordance with increasingly serious water pollution. In addition, studies on the effective treatment of groundwater contaminants such as arsenic and fluorine produced during the livestock disposal process due to foot-and-mouth disease have been actively conducted.
종래의 오염수 처리 시설 및 방법들은 비용에 비하여 처리 효율이 만족스럽지 못하거나, 처리 시설의 설치 면적을 많이 차지하고 제조설비가 복잡하다는 등의 문제점들이 있었다. Conventional polluted water treatment facilities and methods have problems such as unsatisfactory treatment efficiency compared to cost, occupying a large installation area of a treatment facility, and complicated manufacturing facilities.
자연적 또는 인위적으로 노출되는 비소에 의해 오염된 지표수, 지하수가 음용수로 사용되면 인체에 만성 혹은 급성의 치명적 독성을 나타낼 수 있다. 비소를 함유한 오염수 처리 방법으로는 공침/침전, 이온교환, 활성알루미나를 이용한 흡착, 역삼투 여과, 나노여과, 그리고 전기투석법 등이 있다. 하지만 이러한 방법은 5가 비소에 비해 독성이 더 강한 3가 비소 제거의 어려움 등의 문제점이 있다.If surface water or ground water contaminated by natural or artificially exposed arsenic is used as drinking water, it can cause chronic or acute fatal toxicity to human body. The treatment methods of contaminated water containing arsenic include coprecipitation / precipitation, ion exchange, adsorption using activated alumina, reverse osmosis filtration, nanofiltration, and electrodialysis. However, this method has problems such as difficulty in removing arsenic trivalent, which is more toxic than arsenic 5.
불소는 효소 활동을 저해하고 백혈구 활동을 둔화시키므로 면역체계에 손상을 초래하는 독성물질이다. 화학활성이 높아 반도체, 유리, 금속가공 등의 표면처리 및 세정제로 많이 사용되고 있으며, 배출에 관해서는 수질환경보전법에 기준이 정해져 있다. 종래의 불소를 함유한 오염수 처리 방법으로는 주로 화학응집 침전법이나 이온교환수지법이 사용되고 있다. 그러나 이러한 방법은 10ppm 이하 저농도 불소 제거에는 효과가 거의 없는 등의 문제점이 있다.Fluorine is a toxic substance that damages the immune system by inhibiting enzyme activity and slowing leukocyte activity. It has high chemical activity and is widely used as a surface treatment and cleaning agent for semiconductors, glass, metal processing, etc., and standards for water quality environment preservation law are set for discharge. Conventionally, as a method for treating contaminated water containing fluorine, a chemical coagulation sedimentation method or an ion exchange resin method is mainly used. However, this method has a problem that it has little effect on the removal of fluorine at a low concentration of 10 ppm or less.
한편, 세라믹필터는 일반적으로 내식성, 내구성, 물리적인 강도 등에서 우수하여 수처리 또는 식품, 의약품의 정제, 폐가스의 처리 등에 사용되고 있다. 특히 수처리 공정의 부산물로 생성되는 슬러지와 필터링에 매우 적합한 특성을 가지는 규조토 등은 세라믹 필터의 성분으로 주로 이용된다. On the other hand, ceramic filters are generally excellent in corrosion resistance, durability, physical strength, and the like, and are used for water treatment, refining of foodstuffs, pharmaceuticals, waste gas treatment and the like. Sludge generated as a byproduct of water treatment process and diatomaceous earth having characteristics very suitable for filtering are mainly used as a component of ceramic filter.
규조토를 이용한 세라믹 필터에는 슬립케스팅법(니장주입법)이 많이 알려져 있지만, 이와 같은 방법은 상대적으로 물리적 강도가 약하여 취급 또는 사용 시 자주 파손되는 문제점이 있다. The slip casting method (twin injection method) is widely known as a ceramic filter using diatomaceous earth. However, such a method has a problem that its physical strength is relatively low, which often breaks during handling or use.
이에, 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 효율적인 오염수 처리방법의 개발이 요구되고 있다.In order to solve the problems of the prior art, there is a demand for development of an efficient polluted water treatment method.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술상의 문제점을 보완하기 위해 안출된 것으로, 슬러지와 규조토를 혼합한 세라믹 분말을 이용하여 오염수를 효율적으로 처리할 수 있는 세라믹 필터 및 이의 제조방법의 제공을 그 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a ceramic filter capable of efficiently treating polluted water using ceramic powder mixed with sludge and diatomaceous earth and a method for manufacturing the same. do.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명은 오염수 처리용 세라믹 필터로서,The present invention relates to a ceramic filter for treating polluted water,
슬러지와 규조토를 6:4 내지 9:1의 무게비로 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 세라믹 필터를 제공한다.Sludge and diatomaceous earth at a weight ratio of 6: 4 to 9: 1.
본 발명의 일구현예에 있어서, 상기 슬러지는 알루미늄(Aluminiun), 규소(Silicon), 티타늄(Titanium), 바나듐(Vanadium), 크로뮴(Chromium), 망가니즈(Manganese), 철(Iron), 구리(Copper), 아연(Zinc), 지르코늄(Zirconium), 및 주석(Tin)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속 성분을 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the sludge is selected from the group consisting of Aluminiun, Silicon, Titanium, Vanadium, Chromium, Manganese, Iron, Copper And at least one metal component selected from the group consisting of copper, copper, zirconium, zirconium, and tin.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 슬러지는 알루미늄(Aluminium) 또는 규소(Silicon)가 30중량% 이상인 것을 특징으로 한다. In another embodiment of the present invention, the sludge comprises aluminum or silicon in an amount of 30 wt% or more.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 오염수는 비소 또는 불소를 함유하는 원수인 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, the contaminated water is arsenic or fluorine-containing raw water.
또한, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 오염수 처리용 세라믹 필터의 제조방법을 제공한다:In addition, the present invention provides a method of manufacturing a ceramic filter for treating polluted water, comprising the steps of:
a) 슬러지를 건조하여 분쇄하는 단계; a) drying and pulverizing the sludge;
b) 상기 슬러지를 규조토와 6:4 내지 9:1의 무게비율로 혼합하여 세라믹 분말을 제조하는 단계; 및 b) mixing the sludge with diatomaceous earth at a weight ratio of 6: 4 to 9: 1 to prepare a ceramic powder; And
c) 상기 세라믹 분말을 성형 및 소성하여 세라믹 필터를 제조하는 단계.c) forming and firing the ceramic powder to produce a ceramic filter.
본 발명의 일구현예에 있어서, 상기 방법은 세라믹 필터를 세라믹필터지지대(2), 5~10㎛ 기공과 2mm 이상의 두께를 가지는 여과필터(4), 고무링(5), 세라믹필터 및 스크류뚜껑(6)으로 구성된 필터거치부에 삽입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the method comprises the steps of providing a ceramic filter with a
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 방법은 세라믹필터지지대(2)와 여과필터(4) 사이에 활성탄(3)을 채우는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, the method further comprises the step of filling the activated
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 슬러지는 알루미늄(Aluminium) 또는 규소(Silicon)가 30중량% 이상인 것을 특징으로 한다.In still another embodiment of the present invention, the sludge is characterized by containing at least 30% by weight of aluminum or silicon.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 오염수는 비소 또는 불소를 함유하는 원수인 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, the contaminated water is arsenic or fluorine-containing raw water.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 소성은 700~800℃에서 수행되는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, the firing is performed at 700 to 800 ° C.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 a)단계는 슬러지를 15~75㎛로 분쇄하는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, the step a) is characterized by pulverizing the sludge to 15 to 75 탆.
본 발명의 방법에 따른 오염수 처리용 세라믹 필터는 기존의 오염물질 처리 필터와 달리 독성이 강한 3가 비소, 5가 비소, 불소를 비롯하여 다양한 오염물질을 효율적으로 처리할 수 있다. The ceramic filter for treating polluted water according to the method of the present invention can efficiently treat various pollutants such as trivalent arsenic, pentavalent arsenic, and fluorine which are highly toxic unlike the conventional pollutants treatment filter.
도 1은 본 발명에 따른 세라믹 필터의 구조도를 나타낸 것이다.
도 2의 (a)는 본 발명에 따른 슬러지의 SEM사진을 나타낸 것이며, (b)는 본 발명에 따른 슬러지의 EDS 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 세라믹 필터의 처리능 분석을 위해 시간에 따른 비소 농도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 세라믹 필터의 처리능 분석을 위해 시간에 따른 불소 농도를 나타낸 그래프이다. 1 is a structural view of a ceramic filter according to the present invention.
FIG. 2 (a) is a SEM photograph of the sludge according to the present invention, and FIG. 2 (b) shows the EDS analysis result of the sludge according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing arsenic concentration with time for analyzing the treatment ability of the ceramic filter according to the present invention. FIG.
FIG. 4 is a graph showing the fluorine concentration over time for the analysis of the treatment ability of the ceramic filter according to the present invention.
본 발명자들은 상기와 같은 오염수 처리 효율성 문제를 해결하고, 정수장에서 버려지는 슬러지와 필터링에 매우 적합한 특성을 가지는 규조토를 혼합하여 비소 또는 불소 등의 오염물질을 처리할 수 있는 세라믹 필터를 제조하는 방법을 발명하였다. 또한, 상기 세라믹 필터가 원수로부터 오염물질을 효율적으로 제거할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.The present inventors have solved the problem of the polluted water treatment efficiency as described above and prepared a ceramic filter capable of treating contaminants such as arsenic or fluorine by mixing diatomaceous earth having characteristics very suitable for filtering with sludge discarded in a water treatment plant . Further, it has been confirmed that the ceramic filter can efficiently remove contaminants from raw water, and the present invention has been completed.
슬러지는 일반적인 정수처리공정에서 다량 발생하며, 정수 슬러지는 대부분 무기질의 물질로 이루어져 있고, 알루미늄과 규소화합물이 가장 많다. 이에, 본 발명은 상기와 같이 정수처리장에서 발생하는 슬러지를 재활용하여 세라믹 필터를 제조하고 이를 이용하여 오염수를 처리하는 방법을 제공함에 그 특징이 있다.Sludge is generated in a large amount in general water treatment process, and water sludge is mostly composed of inorganic materials, and aluminum and silicon compounds are most common. Accordingly, the present invention provides a method of manufacturing a ceramic filter by recycling sludge generated in a water treatment plant and treating polluted water using the ceramic filter.
본 발명의 일실시예에서는 슬러지를 건조 및 분쇄한 후 상기 슬러지와 규조토를 혼합하여 세라믹 분말을 제조하고, 이를 성형 및 소성하여 세라믹 필터를 만들었다(실시예 1 참조). 그리고 슬러지와 규조토의 비율을 달리하여 제조된 세라믹 필터의 제거효율을 측정(실시예 2 참조)하고, 세라믹 필터의 처리능 분석(실시예 3 및 실시예 4 참조)을 실시한 결과, 세라믹 필터에 의한 오염수 처리 효과가 우수함을 확인하였다.In one embodiment of the present invention, the sludge is dried and pulverized, and then the sludge and diatomaceous earth are mixed to prepare a ceramic powder, which is then shaped and fired to produce a ceramic filter (see Embodiment 1). As a result of analyzing the removal efficiency of the ceramic filter manufactured by varying the ratio of sludge to diatomaceous earth (see Example 2) and analyzing the treatment ability of the ceramic filter (see Example 3 and Example 4) It was confirmed that the effect of treating the contaminated water was excellent.
따라서 본 발명은 슬러지와 규조토를 6:4 내지 9:1의 무게비율로 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하며, 비소 또는 불소 등을 포함하는 오염수에서 상기 유해성 이온들을 효과적으로 제거할 수 있는 오염수 처리용 세라믹 필터를 제공할 수 있다.Therefore, the present invention is characterized in that the sludge and the diatomaceous earth are mixed in a weight ratio of 6: 4 to 9: 1, and the contaminated water treatment capable of effectively removing the harmful ions from the contaminated water containing arsenic, fluorine, Can be provided.
또한, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 오염수 처리용 세라믹 필터의 제조방법을 제공할 수 있다:In addition, the present invention can provide a method of manufacturing a ceramic filter for treating polluted water, comprising the steps of:
a) 슬러지를 건조하여 분쇄하는 단계; a) drying and pulverizing the sludge;
b) 상기 슬러지를 규조토와 6:4 내지 9:1의 무게비율로 혼합하여 세라믹 분말을 제조하는 단계; 및 b) mixing the sludge with diatomaceous earth at a weight ratio of 6: 4 to 9: 1 to prepare a ceramic powder; And
c) 상기 세라믹 분말을 성형 및 소성하여 세라믹 필터를 제조하는 단계.c) forming and firing the ceramic powder to produce a ceramic filter.
본 발명에서 상기 슬러지는 알루미늄(Aluminium), 규소(Silicon), 티타늄(Titanium), 바나듐(Vanadium), 크로뮴(Chromium), 망가니즈(Manganese), 철(Iron), 구리(Copper), 아연(Zinc), 지르코늄(Zirconium), 및 주석(Tin)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속 성분을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 알루미늄(Aluminium) 또는 규소(Silicon)를 포함하는 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 알루미늄(Aluminium) 또는 규소(Silicon)를 30~100중량% 포함하는 것일 수 있으며, 가장 바람직하게는 알루미늄(Aluminium) 또는 규소(Silicon)를 40~100중량% 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the sludge may be selected from the group consisting of aluminum, silicon, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, copper, zinc ), Zirconium, and tin, preferably aluminum (Al) or silicon (Si), and more preferably at least one metal selected from the group consisting of aluminum (Al) or silicon (Silicon) may be contained in an amount of 30 to 100 wt%, and most preferably, aluminum or silicon may be contained in an amount of 40 to 100 wt% It is not.
상기 오염수는 비소, 불소, 셀레늄 등을 함유하는 원수일 수 있으며, 바람직하게는 비소 또는 불소를 함유하는 원수일 수 있고, 가장 바람직하게는 3가 비소를 포함하는 원수일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The contaminated water may be raw water containing arsenic, fluorine, selenium and the like, preferably arsenic or fluorine-containing raw water, and most preferably, trivalent arsenic-containing raw water. It is not.
본 발명의 제조방법에서 상기 a) 단계에서 건조된 슬러지는 본 발명의 일실시예에 기재된 바와 같이 15~75μm크기로 분쇄하는 것이 가장 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 b) 단계에서 혼합한 세라믹 분말은 c) 단계를 통해 원통형태로 성형 및 소성할 수 있다. 이때, 성형은 이에 제한되는 것은 아니나 세라믹 제조의 일반적인 공법인 압출성형법 또는 프레스성형법 등의 방법으로 수행할 수 있고, 소성은 700~800℃에서 충분히 이루어지는 것이 가장 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다. The sludge dried in step a) of the present invention is most preferably pulverized to a size of 15 to 75 μm as described in the embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and the sludge dried in step b) The powder may be shaped and fired into a cylindrical form through step c). At this time, although the molding is not limited to this, it can be performed by a method such as extrusion molding or press molding, which is a common method of manufacturing ceramics, and it is most preferable that firing is performed sufficiently at 700 to 800 ° C, but it is not limited thereto.
또한, 상기 방법은 제조된 세라믹 필터를 필터거치부의 세라믹필터지지대(2)에 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 필터거치부는 세라믹필터지지대(2), 5~10㎛ 기공과 2mm 이상의 두께를 가지는 여과필터(4), 고무링(5), 세라믹필터, 및 스크류뚜껑(6)으로 구성되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The method may further include the step of inserting the produced ceramic filter into the
이에 더하여, 상기 방법은 세라믹 필터가 삽입된 세라믹필터지지대(2)와 여과필터(4) 사이에 활성탄(3)을 채우는 단계를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the method may further include filling the activated
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are provided only for the purpose of easier understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
세라믹 필터 제조Ceramic filter manufacturing
본 발명자들은 세라믹 필터를 제조하기 위하여, 알루미늄(Aluminium), 규소(Silicon), 티타늄(Titanium), 바나듐(Vanadium), 크로뮴(Chromium), 망가니즈(Manganese), 철(Iron), 구리(Copper), 아연(Zinc), 지르코늄(Zirconium), 및/또는 주석(Tin)을 함유하는 정수장에서 발생하는 슬러지를 이용하였으며, 특히, 알루미늄(Aluminium)이 30wt% 이상이거나 규소(Silicon)가 30wt% 이상인 슬러지를 이용하였다.The inventors of the present invention have found that when a ceramic filter is manufactured by using a metal such as aluminum, silicon, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, copper, Sludge generated in a water purification plant containing zinc, zinc, zirconium, and / or tin is used. In particular, sludge containing aluminum in an amount of 30 wt% or more and silicon in an amount of 30 wt% Respectively.
본 실시예에서 사용된 슬러지의 조성은 상기 표 1에 나타낸 바와 같으며, 도 2에 슬러지의 SEM 사진과 EDS를 이용한 성분 분석의 결과를 나타냈다. 먼저, 건조된 슬러지를 15~75㎛ 크기로 분쇄한 후, 상기 슬러지와 규조토를 7:3의 무게비율로 혼합하여 세라믹 분말을 제조하였다. 잘 혼합된 세라믹 분말을 세라믹 제조의 일반적인 공법인 압출성형법 또는 프레스성형법으로 원통 형태로 성형하고, 성형된 세라믹분말을 700~800℃에서 충분히 소성하였다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 성형된 원통형 세라믹 필터(1)를 세라믹필터지지대(2)에 삽입한 후 (3)의 부분에 활성탄을 채웠다. 상기활성탄은 표면에 은이 0.1~1중량%로 코팅되어 있는 것이 바람직하며, 코팅방법은 일반적인 산화환원법을 이용하였다. 필터거치부는 유공관형태의 세라믹필터지지대(2), 5~10㎛의 기공을 가지고 있는 여과필터(4), 원수가 유출부로 바로 나가는 것을 막기 위한 고무링(5), 세라믹필터 및 활성탄 교체를 용이하게 하기 위한 스크류뚜껑(6)으로 구성된다. The composition of the sludge used in this example is as shown in Table 1, and FIG. 2 shows the SEM photograph of the sludge and the results of the component analysis using the EDS. First, the dried sludge was pulverized to a size of 15 to 75 μm, and the sludge and diatomaceous earth were mixed in a weight ratio of 7: 3 to prepare a ceramic powder. A well-mixed ceramic powder was formed into a cylindrical shape by an extrusion molding method or a press molding method, which is a common method of producing ceramics, and the molded ceramic powder was sufficiently fired at 700 to 800 ° C. As shown in Fig. 1, after the molded cylindrical ceramic filter 1 was inserted into the
이와 같이 제조된 세라믹 필터는 종래의 규조토를 포함한 세라믹 필터에 비해 물리적 강도가 높고, 일반적인 10인치 하우징필터(7)에 삽입하여 사용할 수 있으며, 비소, 불소함유 원수를 제거하는 효과가 있다.The ceramic filter thus manufactured has a higher physical strength than a conventional ceramic filter including diatomite, and can be inserted into a general 10-
슬러지:규조토Sludge: Diatomaceous earth 혼합비율에 따른 제거효율 Removal efficiency by mixing ratio
상기 실시예 1과 같이 세라믹 필터를 제조함에 있어서, 슬러지/규조토의 무게비율을 3:7, 5:5, 7:3로 다르게 하고 그에 따른 비소, 불소의 제거효율을 알아보았다. 이때, 슬러지만 이용하여 세라믹 필터를 제조하였으나 소성과정에서 결합이 제대로 이루어지지 않아 제품으로 사용하기에 문제가 있었음을 알 수 있었다. As in the case of Example 1, the weight ratio of sludge to diatomaceous earth was varied to 3: 7, 5: 5, 7: 3, and the removal efficiency of arsenic and fluorine was examined. At this time, although the ceramic filter was manufactured using only sludge, it was found that there was a problem in using as a product because the bonding was not performed properly during the sintering process.
제거효율 측정을 위해서 위의 비율로 제조된 세라믹 필터에 3가 비소, 5가 비소, 불소로 오염된 원수를 200 bed volume 통과시킨 후 처리수를 분석하였다. 원수의 농도와 처리수의 농도 비교를 통해 제거율을 구하였으며, 결과는 하기 표 2에 나타내었다.For the removal efficiency, raw water contaminated with trivalent arsenic, pentavalent arsenic, and fluorine was passed through a ceramic filter at the above ratio, and then treated water was analyzed. The removal rate was calculated by comparing the concentrations of raw water and treated water. The results are shown in Table 2 below.
(슬러지:규조토)ratio
(Sludge: diatomaceous earth)
측정 결과, 슬러지와 규조토를 7:3의 무게비율로 혼합하여 제조한 세라믹 필터가 가장 우수한 유해성 이온 제거 효과를 나타냄을 알 수 있었다.As a result of the measurement, it was found that the ceramic filter manufactured by mixing sludge and diatomaceous earth at a weight ratio of 7: 3 exhibited the most harmful ion removal effect.
비소 arsenic 파과실험Breakthrough experiment (최대처리가능수량)(Maximum processable quantity)
본 세라믹 필터의 수명을 파악하기 위하여, 파과(break through)실험을 수행하였다. 사용된 세라믹 필터의 1 bed volume은 약 450ml로, 파과실험은 본 발명에 따른 세라믹 필터가 장착된 정수기에 약 0.2mg/L 농도의 비소를 50ml/min의 속도로 주입하였다. 1일 주입량은 72L(160BV)이었다.To understand the lifetime of the ceramic filter, a break through experiment was conducted. The bed volume of the used ceramic filter was about 450 ml, and the breakthrough experiment was carried out at a flow rate of about 0.2 mg / L of arsenic at a rate of 50 ml / min to the water purifier equipped with the ceramic filter according to the present invention. The daily dose was 72 L (160 BV).
비소오염 용액은 3가 비소와 5가 비소 모두 제조하여 진행하였다.Arsenic contamination solution was prepared by preparing both trivalent and pentavalent arsenic.
도 3과 같이, 3가 비소의 경우 약 9,878 BV에서 기준치인 10ppb를 상회하기 시작하였으며, 5가 비소의 경우 5,722 BV에서 기준치를 상회하였다.As shown in FIG. 3, in the case of trivalent arsenic, about 9,878 BV exceeded the reference value of 10 ppb, and in the case of 5-arsenic, 5,722 BV exceeded the reference value.
이를 처리가능수량으로 환산하면, 하기 표 3과 같이, 3가 비소의 경우 약 4,450 L, 5가 비소의 경우 약 2,568 L의 비소오염 지하수를 처리할 수 있음을 확인하였다.As shown in Table 3 below, it was confirmed that arsenic-contaminated groundwater can be treated at about 4,450 L for trivalent arsenic and about 2,568 L for pentavalent arsenic.
그러나 유입수의 비소농도가 낮아질 경우 처리가능수량은 증가할 수 있음을 알 수 있었다.However, when the concentration of arsenic in the inflow water is lowered, the treatable water quantity can be increased.
불소 Fluorine 파과실험Breakthrough experiment (최대처리가능수량)(Maximum processable quantity)
불소 파과실험 방법은 상기 실시예 3과 동일하며, 본 발명에 따른 세라믹 필터가 장착된 정수기에 약 0.2mg/L 농도의 불소를 주입하였다.The test method of fluorine breakthrough was the same as in Example 3, and fluorine of about 0.2 mg / L was injected into the water purifier equipped with the ceramic filter according to the present invention.
도 4와 같이, 약 18,033 BV에서 기준치인 10ppb를 상회하기 시작하였으며, 이를 처리가능수량으로 환산할 경우, 하기 표 4와 같이, 약 8,136 L의 불소오염 지하수를 처리할 수 있음을 확인하였다.As shown in FIG. 4, it was found that about 18,033 BV exceeded the reference value of 10 ppb, and when it was converted into the treatable amount, it was confirmed that about 8,136 L of fluorine contaminated groundwater can be treated as shown in Table 4 below.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
1: 세라믹필터
2: 세라믹필터지지대
3: 활성탄
4: 여과필터
5: 고무링
6: 스크류뚜껑
7: 10인치 하우징1: Ceramic filter
2: Ceramic filter support
3: Activated carbon
4: Filtration filter
5: Rubber ring
6: Screw lid
7: 10 inch housing
Claims (1)
a) 슬러지를 건조하여 15~75㎛로 분쇄하는 단계;
b) 상기 슬러지를 규조토와 7:3의 무게비로 혼합하여 세라믹 분말을 제조하는 단계;
c) 상기 세라믹 분말을 성형 및 700~800℃에서 소성하여 세라믹 필터를 제조하는 단계;
d) 상기 세라믹 필터를 세라믹필터지지대(2)에 삽입하는 단계; 및
e) 상기 세라믹필터지지대(2)와 5~10㎛ 기공의 여과필터(4) 사이에 은이 표면에 코팅된 활성탄(3)을 채우는 단계를 포함하고,
상기 슬러지는 알루미늄이 30중량% 이상인 것을 특징으로 하는,
세라믹 필터의 제조방법.
1. A method for producing a ceramic filter for treating contaminated water containing ternary arsenic, pentavalent arsenic and fluorine,
a) drying the sludge and pulverizing it to 15 to 75 탆;
b) mixing the sludge with diatomaceous earth at a weight ratio of 7: 3 to prepare a ceramic powder;
c) forming the ceramic powder and firing the ceramic powder at 700 to 800 ° C to produce a ceramic filter;
d) inserting the ceramic filter into the ceramic filter support (2); And
e) filling activated carbon (3) coated on the silver surface between the ceramic filter support (2) and a filtration filter (4) of 5 to 10 탆 pores,
Characterized in that the sludge comprises at least 30% by weight aluminum.
A method of manufacturing a ceramic filter.
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