KR102319971B1 - A method of treating treated water using a super absorbent polymer and manufacturing a polymer coated resin absorbent through it - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고흡수성수지를 이용하여 생활 및 산업현장에 발생하는 처리수(농축수, 하ㆍ폐수 슬러지, 침출수, 기타 악성폐수 등)와의 혼합을 통해 수분을 제거하여 폐수를 무방류시키는 동시에 고분자코팅수지흡수제를 제조는 물론 잔류 부산물을 자원화하도록 재활용하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 생활 및 산업현장에 발생하는 처리수에 고흡수성수지와의 혼합을 통해 폐수를 무방류하고, 이를 통해 겔화된 고흡수성수지와 혼합한 이형제를 이용하여 양산시스템에 의한 안정화공법을 적용하여 고분자코팅수지흡수제를 제조함에 따라, 고흡수성수지에 의한 폐수를 단시간에 처리하여 폐수 방류로 인한 환경오염을 미연에 방지함은 물론 고흡수성수지에 의한 폐수 제거에 복잡한 설비공정이 필요치 않아 간편한 설비로 가능하여 폐수 처리 비용 절감하고, 폐수 처리후 겔화된 고흡수성수지와 이형제를 혼합하여 제조된 고분자코팅수지흡수제를 재활용 또는 자원화할 수 있을 뿐만 아니라, 잔류 부산물의 PH가 중성이면서 탄화가 전혀 없으므로 물성변화 없이 자원화가 편리하여 다양한 재료로 활용할 수 있어 저렴한 비용으로 대량 양산화가 가능하여 상업적으로도 유용하며, 공정 과정에서 발생되는 증기(및 수증기)를 다시 환수하여 재사용으로 대기오염 줄이는 등 환경 개선을 효율적으로 이바지할 수 있는 고흡수성수지를 이용하여 처리수를 처리 및 이를 통한 고분자코팅수지흡수제를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention uses a superabsorbent polymer to remove moisture through mixing with treated water (concentrated water, sewage/wastewater sludge, leachate, other malicious wastewater, etc.) It relates to a method of recycling the absorbent as well as manufacturing the remaining by-products as resources, and more specifically, discharging wastewater without discharging wastewater through mixing with superabsorbent resin with treated water generated in daily life and industrial sites, and through this, the gelled superabsorbent As the polymer coating resin absorbent is manufactured by applying the stabilization method by the mass production system using the release agent mixed with the resin, the wastewater by the superabsorbent resin is treated in a short time to prevent environmental pollution caused by the discharge of wastewater in advance. The wastewater removal by the superabsorbent polymer does not require a complicated facility process, so it is possible to use a simple facility to reduce the wastewater treatment cost. In addition, since the PH of the residual by-products is neutral and there is no carbonization, it is convenient to use as a resource without changing physical properties, so it can be used as a variety of materials, so it is commercially useful because it can be mass-produced at a low cost, and the steam (and It relates to a method of treating treated water using a superabsorbent polymer, which can effectively contribute to environmental improvement, such as reducing air pollution by reusing water vapor) and reusing it, and manufacturing a polymer-coated resin absorbent therethrough.
일반적으로, 폐수란 유기물 및 무기물이 혼합되어 그대로 사용할 수 없는 물을 일컫는 것으로, 산업화로 인한 각종 설비나 제조과정에서 폐수가 발생 되고 있으며, 수질오염사고 또한 많이 발생 되어 수질오염의 문제 해결이 대두되고 있다. 이에 따라 폐수 처리수의 재이용 시설의 설치와 적극적인 수자원의 발굴로써 폐수 방류수의 재이용이 대두되고 있는 실정이다. 특히, 우리나라는 빗물이용, 중수도, 하수재이용 시설의 이용 사례는 있지만 아직 폐수처리수 재이용 시설의 경우 적용된 사례가 없고, 재이용은 매년 꾸준히 증가하는 추세이나, 대부분 하천유지용수로 이용되고 있으며 이중 공업용수로 재이용하는 곳은 극히 드문 실정이다. 그리고 폐수 재이용시 발생하는 농축수 회수율을 높이는 기술을 적용하는 수단과 사례가 없어 농축수 회수율을 높이는 등의 물 재이용 활성화가 시급하다.In general, wastewater refers to water that cannot be used as it is because organic and inorganic substances are mixed. Wastewater is generated in various facilities and manufacturing processes due to industrialization, and water pollution accidents also occur a lot, so solving the problem of water pollution is emerging. have. Accordingly, the reuse of wastewater effluent is emerging as a result of the installation of wastewater treatment water reuse facilities and active discovery of water resources. In particular, in Korea, there are cases of use of rainwater, gray water, and sewage reuse facilities, but there are no cases of wastewater treatment water reuse facilities applied. Reuse is extremely rare. In addition, there is no means or case for applying a technique to increase the recovery rate of concentrated water that occurs during wastewater reuse, so it is urgent to activate water reuse, such as increasing the recovery rate of concentrated water.
현재 대부분의 하수 또는 폐수처리장은, 방류수 재이용 공정을 따르고 있다. 이때, 하수 또는 폐수처리장의 방류수 재이용 공정에서 발생되는 농축수의 일정 부분은 하수 또는 폐수처리장의 원수와 혼합하여 재처리한 후 일부는 방류하고 일부는 재이용공정에 원수로 다시 투입되며, 재이용 공정에서 발생되는 농축수의 다른 일정 부분은 생물학적 처리 공정을 거쳐 배출허용기준을 만족시킨 후 방류하게 된다. 그러나 환경보호에 대한 대중의 인식 변화 등으로 인해 수 또는 폐수처리장에서 하천으로 방류되는 방류수를 방류 없이 전량 재이용하고자 하는 무방류(Zero Liquid Discharge: ZLD) 공정에 대한 국내 및 국제적 관심은 점점 더 증가되고 있는 상황이다.Currently, most sewage or wastewater treatment plants follow the effluent reuse process. At this time, a certain portion of the concentrated water generated in the effluent reuse process of a sewage or wastewater treatment plant is mixed with raw water of the sewage or wastewater treatment plant for reprocessing, some is discharged, and some is put back into the raw water in the reuse process, and in the reuse process Another certain part of the concentrated water generated is discharged after meeting the emission standards through a biological treatment process. However, due to a change in public awareness of environmental protection, domestic and international interest in the Zero Liquid Discharge (ZLD) process, which seeks to reuse all of the effluent discharged from water or wastewater treatment plants into rivers, is increasing. situation.
한편, 고흡수성수지(super absorbent polymer, SAP)는 자체 무게의 약 5백 내지 1천배 정도의 수분을 흡수할 수 있는 합성 고분자 물질로서, SAM(super absorbency material), AGM(absorbent gel material) 등으로도 불리고 있다. 고흡수성수지는 생리 용구로 실용화되기 시작해서, 현재는 유아용 기저귀 등의 위생 용품, 원예용 토양 보수제, 토목용 지수재, 육묘용 시트, 식품 유통 분야에서의 신선도 유지제 등 다양한 분야에 널리 사용되고 있다.On the other hand, super absorbent polymer (SAP) is a synthetic polymer material that can absorb about 500 to 1,000 times its own weight. is also called Superabsorbent polymers began to be put to practical use as sanitary products, and are now widely used in various fields such as hygiene products such as baby diapers, soil repair agents for gardening, water retention materials for civil engineering, seedling sheets, and freshness maintenance agents in the food distribution field. .
이러한 일회용 기저귀의 사용량은 해마다 증가하여 연간 약 2 천 억 개 이상이 생산 및 사용되고 있다. 이렇게 사용된 기저귀는 대부분 매립되고 있는데, 이를 무게로 환산하면 연간 약 3천만 톤에 해당한다. 이것은 전체 생활 폐기물의 약 2%에 해당하는 것으로 알려져 있다. 이에 따라, 일회용 기저귀 등 위생용 흡수 제품을 부직포, 필름, 펄프, 및 고흡수성수지 등 소재별로 분리하여 재활용할 수 있는 재생 방법에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 종래에는 위생용 흡수 제품으로부터 부직포와 펄프 및 고흡수성수지를 분리하여 재활용하는데 주요 목적을 두었는데, 특히 재활용된 고흡수성수지는 재사용 가능한 용도가 제한적일 수밖에 없어 제대로 개발되지 않고 있는 실정이다.The usage of such disposable diapers increases every year, and more than 200 billion pieces are produced and used annually. Most of these used diapers are landfilled, which is equivalent to about 30 million tons per year in terms of weight. It is known that this corresponds to about 2% of the total domestic waste. Accordingly, research on a recycling method capable of separating and recycling hygienic absorbent products such as disposable diapers by material such as nonwoven fabric, film, pulp, and superabsorbent resin is continuously being conducted. Conventionally, the main purpose was to separate and recycle nonwoven fabrics, pulp, and superabsorbent polymers from sanitary absorbent products. In particular, recycled superabsorbent polymers have limited reusable uses, and thus have not been properly developed.
이에 따라, 생활 및 산업현장에서 용수 사용으로 일어나는 처리물인 농축수, 하ㆍ폐수 슬러지와 기타 악성폐수, 침출수 등(이하, "처리수"라 지칭함)에서는 적절한 사용방법이 없을뿐더러, 최근 들어 보다 향상된 고흡수성수지를 개발하고자 하는 시도가 다각적으로 노력이 있어 왔다.Accordingly, there is no proper method of use for concentrated water, sewage and wastewater sludge, other malicious wastewater, leachate, etc. (hereinafter referred to as “treated water”), which are treated products resulting from the use of water in daily life and industrial sites, and recently more improved Various attempts have been made to develop superabsorbent polymers.
이와 관련된 선행기술로, 대한민국 등록특허공보 제10-1212710호 "폐수 방류수 재이용 막여과 및 농축수 처리방법", 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0025210호 "유기성 폐기물로부터 발생된 악취 제거제와 이를 이용한 악취의 제거방법", 대한민국 등록특허공보 제10-1934411호 "슬러지를 이용한 고온폐기물 처리방법", 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0073752호 "위생용 흡수 제품으로부터 재사용 가능한 고흡수성수지를 회수하는 방법", 대한민국 등록특허공보 제10-2143397호 "하수 또는 폐수처리장의 방류수 재이용 공정에서 발생되는 농축수의 처리 방법 및 이를 이용한 시스템"등이 알려져 있다.As related prior art, Korean Patent No. 10-1212710 "Membrane Filtration and Concentrate Treatment Method for Wastewater Effluent Reuse", Korean Patent Publication No. 10-2017-0025210 "Odor removal agent generated from organic waste and using the same" "Method for removing odor", Korean Patent Publication No. 10-1934411 "Method for treating high-temperature waste using sludge", Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2020-0073752 "Recovering reusable superabsorbent resin from sanitary absorbent products" Method", Republic of Korea Patent Publication No. 10-2143397, "a method for treating concentrated water generated in the process of recycling effluent from a sewage or wastewater treatment plant and a system using the same", etc. are known.
이러한 배경 하에서, 본 발명자는 생활 및 산업현장에 발생하는 처리수(농축수, 하ㆍ폐수 슬러지, 침출수, 기타 악성폐수 등) 처리 문제와 고흡수성수지 처리 문제에 대해 심도 있게 연구한 결과, 수분을 흡수할 수 있는 기능을 가진 고흡수성수지, 즉 자기 무게의 1000배 정도의 다량의 물을 흡수하면서 물에 녹지는 않는 특성을 가지며, 웬만한 압력에는 이수(離水)하지 않는 특성을 지님에 따라, 생활 및 산업현장에 발생하는 처리수와의 혼합을 통해 수분을 제거하여 폐수를 무방류시키는 한편 사용된 고흡수성수지는 물론 잔류 부산물을 자원화 하는 등 재활용할 수 있도록 본 발명의 획기적인 개발을 완수하였다.Under this background, the present inventors have studied in depth the problem of treatment of treated water (concentrated water, sewage/wastewater sludge, leachate, other malicious wastewater, etc.) Super absorbent polymer with the ability to absorb, that is, it absorbs a large amount of water 1000 times its own weight and does not dissolve in water. And the epoch-making development of the present invention has been accomplished so that water can be removed through mixing with treated water generated at industrial sites to discharge wastewater free of charge, and the used superabsorbent resin as well as residual by-products can be recycled, such as recycling.
상기와 같은 종래의 문제점들을 근본적으로 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 생활 및 산업현장에 발생하는 처리수에 고흡수성수지와의 혼합을 통해 폐수를 무방류하고, 이를 통해 겔화된 고흡수성수지와 혼합한 이형제를 이용하여 양산시스템에 의한 안정화공법을 적용하여 고분자코팅수지흡수제를 제조함에 따라, 고흡수성수지에 의한 폐수를 단시간에 처리하여 폐수 방류로 인한 환경오염을 미연에 방지함은 물론 고흡수성수지에 의한 폐수 제거에 복잡한 설비공정이 필요치 않아 간편한 설비로 가능하여 폐수 처리 비용 절감하고, 폐수 처리후 겔화된 고흡수성수지와 이형제를 혼합하여 제조된 고분자코팅수지흡수제를 재활용 또는 자원화할 수 있을 뿐만 아니라, 잔류 부산물의 PH가 중성이면서 탄화가 전혀 없으므로 물성변화 없이 자원화가 편리하여 다양한 재료로 활용할 수 있어 저렴한 비용으로 대량 양산화가 가능하여 상업적으로도 유용하며, 공정 과정에서 발생되는 증기(및 수증기)를 다시 환수하여 재사용으로 대기오염 줄이는 등 환경 개선을 효율적으로 이바지할 수 있는 고흡수성수지를 이용하여 처리수를 처리 및 이를 통한 고분자코팅수지흡수제를 제조하는 방법을 제공하려는데 있다.It is an object of the present invention to fundamentally improve the conventional problems as described above, by mixing wastewater with superabsorbent resin into treated water generated in daily life and industrial sites without discharging wastewater, and mixing it with gelled superabsorbent polymer through this. As the polymer coating resin absorbent is manufactured by applying the stabilization method by the mass production system using a release agent, the wastewater by the superabsorbent resin is treated in a short time to prevent environmental pollution caused by the discharge of the wastewater in advance as well as the superabsorbent polymer. It is possible to reduce wastewater treatment costs as it does not require complicated facility processes to remove wastewater by wastewater treatment, and it is possible to recycle or recycle the polymer-coated resin absorbent produced by mixing the gelled superabsorbent resin and the release agent after wastewater treatment. Since the PH of the residual by-products is neutral and there is no carbonization, it is convenient to use as a resource without changing physical properties, so it can be used as a variety of materials, so it is commercially useful because it can be mass-produced at a low cost. An object of the present invention is to provide a method for treating treated water using a superabsorbent polymer, which can effectively contribute to environmental improvement, such as reducing air pollution by re-watering and reuse, and manufacturing a polymer-coated resin absorbent therethrough.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, (가) 생활 및 산업현장에 발생하는 처리수와 고흡수성수지를 준비하는 준비단계; (나) 상기 준비단계를 거친 처리수를 고흡수성수지와의 혼합을 통해 수분(폐수)을 제거하여 폐수를 무방류시키도록 혼합비율에 맞게 혼합하는 혼합단계; (다) 상기 혼합단계를 거쳐 수분(폐수)을 흡수하여 겔화(Gel)된 고흡수성수지를 이형제와의 혼합을 통해 과립의 응집체로 이형화되도록 분리하는 이형화 분리단계; (라) 상기 이형화 분리단계를 거친 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)과 고흡수성수지에 의해 수분이 제거된 잔류물을 진동선별기의 온도 200℃미만의 조건 하에서 이송하면서 건조하고, 이송하는 과정에서 고흡수성수지 혼합물(ⓒ), 잔류물인 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)의 입자보다 작은 혼합물(ⓐ), 큰 혼합물(ⓑ)을 입자 크기에 따라 구분하도록 선별하는 선별단계; (마) 상기 선별단계를 거친 고흡수성수지 혼합물(ⓒ), 작은 혼합물(ⓐ), 큰 혼합물(ⓑ) 중에서 작은 혼합물(ⓐ)과 큰 혼합물(ⓑ)을 별도로 이송하면서 이형화된 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)만을 후속의 생산단계로 이송하는 이송단계; 및 (바) 상기 이송단계를 거친 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)을 증발건조기 상에서 규사와 혼합하여 증발 건조하여 수분(폐수)을 완전히 제거한 고분자코팅수지흡수제를 생산하는 생산단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, (A) a preparation step of preparing the treated water and superabsorbent polymer generated in daily life and industrial sites; (B) a mixing step of mixing the treated water that has undergone the preparation step with a superabsorbent polymer to remove moisture (wastewater) so that the wastewater is discharged without discharge; (C) a release separation step of separating the superabsorbent polymer gelled by absorbing moisture (wastewater) through the mixing step to be released into agglomerates of granules through mixing with a release agent; (D) The superabsorbent polymer mixture (ⓒ), which has undergone the release separation step, and the residue from which moisture has been removed by the superabsorbent polymer are dried while transporting under the condition of a temperature of less than 200°C in a vibrating separator, and high A screening step of sorting the mixture (ⓐ) smaller than the particles of the absorbent resin mixture (ⓒ), the residue of the superabsorbent polymer mixture (ⓒ), and the mixture (ⓑ) larger according to the particle size; (E) The superabsorbent polymer mixture released by transferring the small mixture (ⓐ) and the large mixture (ⓑ) from among the superabsorbent polymer mixture (ⓒ), the small mixture (ⓐ), and the large mixture (ⓑ) that have undergone the above screening step separately A transfer step of transferring only (ⓒ) to a subsequent production step; and (F) a production step of producing a polymer-coated resin absorbent from which moisture (wastewater) has been completely removed by mixing the superabsorbent polymer mixture (ⓒ) that has passed through the transfer step to silica sand on an evaporative dryer and evaporating to dryness. do it with
이때, 본 발명에 따르면 상기 준비단계의 처리수는 생활 및 산업현장에서 용수 사용으로 일어나는 처리물인 농축수, 하ㆍ폐수 슬러지, 기타 악성폐수, 침출수 중에서 어느 하나 이상을 선택하고, 상기 처리수의 조건은 수소이온농도지수(PH) 7±0.5의 수준인 중성화하고 염도 0.8%가 넘지 않도록 하며 온도 36.5~100℃까지 상승시킨 상태에서 함수율 75%이상을 준비하는 것을 특징으로 한다.At this time, according to the present invention, as the treated water in the preparation step, any one or more of concentrated water, sewage/wastewater sludge, other malicious wastewater, and leachate, which are treated water generated by the use of water in daily life and industrial sites, is selected, and the conditions of the treated water It is characterized in that the hydrogen ion concentration index (PH) of 7±0.5 is neutralized, the salinity does not exceed 0.8%, and the moisture content is prepared at 75% or more while the temperature is raised to 36.5~100℃.
또, 본 발명에 따르면 상기 준비단계의 고흡수성수지는 아크릴산과 가성소다를 혼합 제조되면서 그 입자의 직경은 0.5mm~2mm이하의 분말형 또는 비드형 중 어느 하나 이상을 선택하여 준비하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the superabsorbent polymer in the preparation step is prepared by mixing acrylic acid and caustic soda, and the particle diameter is 0.5 mm to 2 mm or less, either in powder form or bead form. do.
또한, 본 발명에 따르면 상기 혼합단계는 처리수, 고흡수성수지를 99 : 1의 중량비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the mixing step is characterized in that the treated water and the super absorbent polymer are mixed in a weight ratio of 99:1.
또한, 본 발명에 따르면 상기 이형화 분리단계의 이형제는 목분, 톱밥, 이끼류 분말, 정미소 미분, 코코피트 분말, 건조된 유기성 하수슬러지 분진 중 어느 하나 이상을 선택하고 PH가 중성이면서 고흡수성수지의 중량을 기준으로 하여 2배의 중량비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, as the release agent in the release separation step, any one or more of wood flour, sawdust, moss powder, milled fine flour, coco peat powder, and dried organic sewage sludge dust is selected and the PH is neutral and the weight of the superabsorbent resin It is characterized in that it is mixed in a weight ratio of twice the weight based on the
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또한, 본 발명에 따르면 상기 생산단계는 규사의 입도가 0.5mm이하 정하면서 규사 량과 고흡수성수지 혼합물(ⓒ) 량의 비율은 6:1 중량비율로 혼합하고, 규사에 열을 200℃로 가열하여 수분(폐수) 흡수한 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)과의 혼합 마찰을 통하여 증발 건조하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, in the production step, the particle size of the silica sand is determined to be 0.5 mm or less, the ratio of the amount of silica sand and the amount of the superabsorbent polymer mixture (ⓒ) is mixed in a weight ratio of 6:1, and heat is heated to 200 ° C. It is characterized in that it is evaporated to dryness through mixing friction with the superabsorbent polymer mixture (ⓒ) that has absorbed moisture (wastewater).
또한, 본 발명에 따르면 상기 준비단계, 선별단계, 생산단계는 각 단계에서 발생되는 증기(또는 수증기)를 드레인시스템에 의해 환수하여 건식 증기 생산 방식으로 재생산한 에너지를 이용하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the preparation step, the screening step, and the production step are characterized in that the steam (or water vapor) generated in each step is returned by the drain system and the energy regenerated by the dry steam production method is used.
한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.On the other hand, prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor should understand the concept of the term in order to explain his invention in the best way. Based on the principle that it can be appropriately defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention. It should be understood that there may be equivalents and variations.
이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 고흡수성수지를 이용하여 처리수를 처리 및 이를 통한 고분자코팅수지흡수제를 제조하는 방법은 생활 및 산업현장에 발생하는 처리수에 고흡수성수지와의 혼합을 통해 폐수를 무방류하고, 이를 통해 겔화된 고흡수성수지와 혼합한 이형제를 이용하여 양산시스템에 의한 안정화공법을 적용하여 고분자코팅수지흡수제를 제조함에 따라, 고흡수성수지에 의한 폐수를 단시간에 처리하여 폐수 방류로 인한 환경오염을 미연에 방지함은 물론 고흡수성수지에 의한 폐수 제거에 복잡한 설비공정이 필요치 않아 간편한 설비로 가능하여 폐수 처리 비용 절감하고, 폐수 처리후 겔화된 고흡수성수지와 이형제를 혼합하여 제조된 고분자코팅수지흡수제를 재활용 또는 자원화할 수 있을 뿐만 아니라, 잔류 부산물의 PH가 중성이면서 탄화가 전혀 없으므로 물성변화 없이 자원화가 편리하여 다양한 재료로 활용할 수 있어 저렴한 비용으로 대량 양산화가 가능하여 상업적으로도 유용하며, 공정 과정에서 발생되는 증기(및 수증기)를 다시 환수하여 재사용으로 대기오염 줄이는 등 환경 개선을 효율적으로 이바지할 수 있는 효과를 제공한다.As described in the above configuration and action, the method of treating treated water using the superabsorbent polymer according to the present invention and manufacturing a polymer coated resin absorbent through it is a method of producing a polymer-coated resin absorbent by mixing the superabsorbent polymer with the superabsorbent polymer in the treated water generated in daily life and industrial sites. By discharging wastewater without discharging through mixing, and using a release agent mixed with the gelled superabsorbent resin, the polymer-coated resin absorbent is manufactured by applying the stabilization method by the mass production system. This not only prevents environmental pollution caused by the discharge of wastewater, but also reduces wastewater treatment costs as it does not require complicated facility processes to remove wastewater by superabsorbent polymer, and it is possible to reduce the cost of wastewater treatment and use the gelled superabsorbent polymer and mold release agent after wastewater treatment. Not only can the polymer coating resin absorbent produced by mixing be recycled or recycled, but the PH of the residual by-products is neutral and there is no carbonization. It is commercially useful, and provides an effect that can effectively contribute to environmental improvement, such as reducing air pollution through reuse by returning the steam (and water vapor) generated during the process.
도 1은 본 발명에 따른 고흡수성수지를 이용하여 처리수를 처리 및 이를 통한 고분자코팅수지흡수제를 제조하기 위한 공정도.
도 2는 고흡수성수지를 이용하여 처리수를 처리 및 이를 통한 고분자코팅수지흡수제를 제조하기 위한 전체흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 도 2의 전체흐름도에 따른 각 단계별 결과물을 촬영한 사진.1 is a process diagram for treating treated water using a superabsorbent polymer according to the present invention and manufacturing a polymer-coated resin absorbent therethrough.
2 is an overall flow chart for treating treated water using a superabsorbent polymer and manufacturing a polymer-coated resin absorbent therethrough.
Figure 3 is a photograph of the result of each step according to the overall flow chart of Figure 2 according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는 달리 정의되지 않는 한 하기(下記)의 정의를 가지며, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합됨을 밝힌다. 또한, 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되지만, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다. All technical terms used in the present invention have the following definitions unless otherwise defined, and are consistent with the meanings commonly understood by those skilled in the art in the relevant field of the present invention. In addition, although preferred methods and samples are described herein, similar or equivalent ones are also included in the scope of the present invention.
본 발명은 생활 및 산업현장에 발생하는 처리수(농축수, 하ㆍ폐수 슬러지, 침출수, 기타 악성폐수 등)와 고흡수성수지를 서로 혼합을 통해 수분을 제거하여 폐수를 무방류시키는 동시에 고분자코팅수지흡수제를 제조는 물론 잔류 부산물을 자원화하도록 재활용하는 방법에 관하여 제안하며, 특히 처리수에서 발생하는 수분(폐수)을 폐수를 무방류하면서 얻어지는 고분자코팅수지흡수제를 취득하는 방법에 관한다. The present invention removes moisture by mixing treated water (concentrated water, sewage/wastewater sludge, leachate, other malicious wastewater, etc.) and superabsorbent resin generated in living and industrial sites with each other to discharge wastewater free of charge, and at the same time, a polymer-coated resin absorbent. It proposes a method of recycling to recycle residual by-products as well as manufacturing, and in particular, it relates to a method of obtaining a polymer coating resin absorbent obtained by discharging wastewater without discharging moisture (wastewater) generated from treated water.
본 발명의 제1단계는 (가)준비단계로, 생활 및 산업현장에 발생하는 처리수와 고흡수성수지를 준비한다. 준비단계는 고흡수성수지에 처리수(농축수, 하ㆍ폐수 슬러지, 침출수, 기타 악성폐수 등)를 처리하기 위한 조건들을 파악한 다음 필수조건, 즉 PH, 염도, 온도에 맞게 준비하며 품질 안정과 생산성 향상을 위한 자동화 장치를 도입한다. 그리고 고흡수성수지 또한 그 흡수능력을 파악하여 선정한다.The first step of the present invention is (A) a preparation step, and prepares treated water and superabsorbent polymer generated in daily life and industrial sites. In the preparation stage, the conditions for treating treated water (concentrated water, sewage/wastewater sludge, leachate, other malicious wastewater, etc.) in the superabsorbent polymer are identified and then prepared according to the essential conditions, namely PH, salinity, and temperature. Introduce automation for improvement. And the superabsorbent polymer is also selected by identifying its absorption capacity.
이때, 본 발명의 세부 방법에 의하면 상기 준비단계의 처리수는 생활 및 산업현장에서 용수 사용으로 일어나는 처리물인 농축수, 하ㆍ폐수 슬러지, 기타 악성폐수, 침출수 중에서 어느 하나 이상을 선택하면서 수소이온농도지수(PH) 7±0.5의 수준인 중성화하고 염도 0.8%가 넘지 않도록 하며 온도 36.5~100℃까지 상승시킨 상태에서 함수율은 75%이상을 지닌 조건으로 준비하는 것을 특징으로 한다. 준비단계에서 처리수는 생활 및 산업현장에서 용수 사용으로 일어나는 처리물인 농축수, 하ㆍ폐수 슬러지, 기타 악성폐수, 침출수 중에서 어느 하나 이상을 선택하고, 상기한 처리수를 고흡수성수지에 사용하기에 필요한 조건이 있다. 이는 조건(1)으로 고흡수성수지 사용에 모든 물성은 PH가 중성이어야 하고, 조건(2)으로 염도는 사람 소변 기준이여야 유익하며, 조건(3)으로 온도는 높을수록 고흡수성수지 효능이 빨리 이루어는 바, 상기의 조건(1)(2)(3)을 본 발명에서 해결해내는 핵심기술내용이다.At this time, according to the detailed method of the present invention, the treated water in the preparation step is the hydrogen ion concentration while selecting any one or more from concentrated water, sewage/wastewater sludge, other malicious wastewater, and leachate, which are treated water generated by the use of water in daily life and industrial sites. It is characterized in that it is prepared under the condition that the water content is 75% or more while neutralizing the index (PH) level of 7±0.5, the salinity does not exceed 0.8%, and the temperature is raised to 36.5~100℃. In the preparation stage, the treated water is selected from concentrated water, sewage/wastewater sludge, other malicious wastewater, and leachate, which are treated water generated by the use of water in daily life and industrial sites, and the above-mentioned treated water is used for the super absorbent polymer There are necessary conditions. This is beneficial as condition (1) is that all physical properties of the superabsorbent polymer should be neutral, and condition (2) is that the salinity is based on human urine. This is the core technical content to solve the above conditions (1) (2) (3) in the present invention.
따라서 처리수는 PH조절장치를 이용하여 수소이온농도지수(PH) 7±0.5의 수준인 중성화하고, 염도를 사람 소변 염도 기준이하 0.8%로 하되, 필히 처리해야할 처리수가 사람 소변 기준에서 높으면 일반물을 희석하여 염도를 낮추어 사용할 수 있다할 것이다. 그러나 염도가 높으면 고흡수성수지 성능 발휘가 없어지므로 필히 0.8%가 넘지 않도록 한다. 온도는 36.5℃에서 100℃까지 올리고, 고흡수성수지 성능 발휘는 온도가 높으면 높을수록 더욱 빠르게 수분(폐수)을 흡수한다. 이러한 조건을 만족하면 처리수의 함수율은 75%이상을 지닌 조건으로 준비하는 것이 바람직하다. 단 처리수 상태, 즉 슬러지 대 수분을 흡수하지 않은 고형물(모래 종류와 중금속 입자)의 처리시에는 적은 75%미만의 함수량에도 사용할 수도 있다할 것이다.Therefore, the treated water is neutralized to a hydrogen ion concentration index (PH) of 7±0.5 using a PH control device, and the salinity is 0.8% below the human urine salinity standard. It is said that it can be used by diluting it to lower the salinity. However, if the salinity is high, the performance of the superabsorbent polymer is lost, so it must not exceed 0.8%. The temperature is raised from 36.5°C to 100°C, and the superabsorbent polymer absorbs moisture (wastewater) faster as the temperature increases. If these conditions are satisfied, it is preferable to prepare the treated water under the condition that the moisture content of the treated water is 75% or more. However, it will be said that it can be used even with a water content of less than 75% in the treatment of treated water, that is, sludge vs. solids that do not absorb moisture (sand types and heavy metal particles).
또한, 본 발명의 세부 방법에 의하면 상기 준비단계의 고흡수성수지는 아크릴산과 가성소다를 혼합 제조되면서 그 입자의 직경은 0.5mm~2mm이하의 분말형 또는 비드형 중 어느 하나 이상을 선택하여 준비하는 것을 특징으로 한다. 준비단계에서 고흡수성수지는 아크릴산과 가성소다를 혼합하여 제조된 분말을 사용하되, 그 입자의 직경이 0.5mm~2mm이하의 수지로 분말형 또는 비드형 중 어느 하나 이상을 선택하여 사용하는 것이 후 생산품인 고분자코팅수지흡수제를 생산하는 공정에서 유익하다.In addition, according to the detailed method of the present invention, the superabsorbent polymer in the preparation step is prepared by mixing acrylic acid and caustic soda, and the particle diameter is 0.5 mm to 2 mm or less in powder or bead type. characterized in that In the preparation stage, the superabsorbent polymer uses a powder prepared by mixing acrylic acid and caustic soda, but the particle diameter of the resin is 0.5 mm to 2 mm or less. It is beneficial in the process of producing the polymer coating resin absorbent product.
또, 본 발명의 제2단계는 (나)혼합단계로, 상기 준비단계를 거친 처리수를 고흡수성수지와의 혼합을 통해 수분(폐수)을 제거하여 폐수를 무방류시키도록 혼합비율에 맞게 혼합한다. 혼합단계는 처리수 량과 고흡수성수지 량을 정량공급장치에 의한 적정한 혼합비율에 맞게 혼합하며 품질 안정과 생산성 향상을 위해 전용의 자동화 설비를 도입하여 해당 공정을 자동화한다.In addition, the second step of the present invention is (B) mixing step, and mixing the treated water that has undergone the preparation step with the superabsorbent polymer to remove moisture (wastewater) so that the wastewater is discharged without discharge. . In the mixing step, the amount of treated water and the amount of superabsorbent polymer is mixed according to the proper mixing ratio by the quantitative supply device, and the process is automated by introducing a dedicated automation facility for quality stability and productivity improvement.
이때, 본 발명의 세부 방법에 의하면 상기 혼합단계는 처리수, 고흡수성수지를 99 : 1의 중량비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다. 혼합단계는 처리수, 고흡수성수지를 99 : 1의 중량비율로 혼합하는데, 즉 본 발명에서 상기의 조건(1)(2)(3)을 갖춘 처리수 함수량에 대비 고흡수성수지 량을 99 : 1의 중량비율로 혼합(예 함수량1kg에 고흡수성수지 100배 흡수능력인 10g)을 혼합하면 순식간(10초에서 1분 이내)에 수분(폐수)을 흡수하여 무방류상태가 되는데, 이때 수분(폐수)이 고흡수성수지로 흡수됨으로 고흡수성수지 입자는 자체 입자보다 몇 십 배에서 백배 이상으로 팽창되어 볼(Ball)화되어 겔화(Gel)상태가 된다.At this time, according to the detailed method of the present invention, the mixing step is characterized in that the treated water and the superabsorbent polymer are mixed in a weight ratio of 99:1. In the mixing step, treated water and superabsorbent polymer are mixed in a weight ratio of 99: 1, that is, in the present invention, the amount of superabsorbent polymer is 99: When mixing at a weight ratio of 1 (e.g., 10 g, which is 100 times the absorption capacity of super absorbent polymer to 1 kg of water content), water (waste water) is absorbed in an instant (within 10 seconds to 1 minute) and becomes a no-discharge state. ) is absorbed into the superabsorbent polymer, the superabsorbent polymer particles expand several dozen times to 100 times more than their own particles, forming a ball and becoming a gel.
또, 본 발명의 제3단계는 (다)이형화 분리단계로, 상기 혼합단계를 거쳐 수분(폐수)을 흡수하여 겔화(Gel)된 고흡수성수지를 이형제와의 혼합을 통해 과립의 응집체로 이형화되도록 분리한다. 이형화 분리단계는 혼합단계에서 처리수의 수분(폐수)을 흡수하여 겔화(Gel)된 고흡수성수지에 이형제를 혼합하여 과립의 응집체로 이형화되도록 분리하며, 품질 안정과 생산성 향상을 위해 해당 공정을 자동화한다. 즉 혼합단계에서 처리수로부터 수분(폐수) 흡수한 고흡수성수지가 팽창하여 겔화 형상되고, 여기에 이형제와의 혼합하여 고흡수성수지 한 알 한 알과 서로 뭉쳐지도록 이형 분리시킨다. 이러한 겔화(Gel)된 고흡수성수지는 이형제를 이용하여 과립의 응집체로 이형화시킨다. 예를 들면, 쌀밥에 콩가루(일명: 콩고물)를 혼합하면 밥알 한 알 한 알이 서로 분리되어 이형화되는 것과 같은 이치이다.In addition, the third step of the present invention is the (c) release separation step, and the superabsorbent polymer gelled by absorbing moisture (wastewater) through the mixing step is mixed with a release agent to release the granules into aggregates. separate to burn. In the release separation step, the water (wastewater) of the treated water is absorbed in the mixing step and the release agent is mixed with the gelled superabsorbent resin to separate it to be released into agglomerates of granules. to automate That is, in the mixing step, the superabsorbent polymer, which has absorbed moisture (wastewater) from the treated water, expands to form a gel, and mixes with a release agent to separate the superabsorbent polymer so that it agglomerates with each other. This gelled superabsorbent polymer is released into granular aggregates using a release agent. For example, if you mix soybean flour (a.k.a. kongomul) with rice, it is the same principle as grains of rice are separated from each other and released.
이때, 본 발명의 세부 방법에 의하면 상기 이형화 분리단계의 이형제는 목분, 톱밥, 이끼류 분말, 정미소 미분, 코코피트 분말, 건조된 유기성 하수슬러지 분진 중 어느 하나 이상을 선택하고 PH가 중성이면서 고흡수성수지의 중량을 기준으로 하여 2배의 중량비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다. 이형제는 모두 PH가 중성이어야 하며, 목분, 톱밥, 이끼류 분말, 정미소 미분, 코코피트(냉대지역 이끼류) 분말, 건조된 유기성 하수슬러지 분진 중 어느 하나 이상을 선택한다. 이러한 이형제 량은 고흡수성수지 량과 2배의 중량비율로 정량공급장치에 의한 혼합비율에 맞게 혼합하는 것이 바람직한데, 과투입해도 무방하다 할 것이다. 한편, 고흡수성수지의 입자 0.5mm을 사용했을 시 보편적으로 이형제 2mm이상의 입자를 사용하여 한 알 한 알이 서로 이형 분리된다. 즉, 수분(폐수)흡수한 고흡수성수지의 한 알 한 알 표면의 겔화성분인 접착성을 이용하여 이형제인 분말이 고흡수성수지의 표면에 착상으로 이형 분리되고 이때 입자는 조금 커진다.At this time, according to the detailed method of the present invention, as the release agent in the release separation step, any one or more of wood flour, sawdust, moss powder, mill fine powder, coco peat powder, and dried organic sewage sludge dust is selected, and the PH is neutral and highly absorbent. It is characterized in that it is mixed in a weight ratio of twice the weight of the resin. All release agents should have a neutral PH, and select one or more of wood flour, sawdust, moss powder, fine mill powder, coco peat (cool zone lichen) powder, and dried organic sewage sludge dust. It is preferable to mix the release agent in a weight ratio twice that of the superabsorbent polymer according to the mixing ratio by the fixed-quantity supply device, but it is okay to overdo it. On the other hand, when 0.5 mm of particles of superabsorbent polymer are used, each particle is separated from each other by using particles of 2 mm or more of the release agent in general. That is, the powder, which is a release agent, is released and separated by implantation on the surface of the superabsorbent polymer by using the adhesiveness, which is the gelling component on the surface of each superabsorbent polymer that has absorbed moisture (wastewater), and the particles become slightly larger at this time.
또, 본 발명의 제4단계는 (라)선별단계로, 상기 분리단계를 거쳐 이형화된 고흡수성수지 혼합물과 잔류물을 진동선별기로 이송되면서 입자의 크기에 따라 구분하도록 선별한다. 선별단계는 진동선별기에 의한 이송되는 과정에서 건조되고, 고흡수성수지에 의해 수분 제거된 잔류물과 함께 수분(폐수)을 흡수하여 한 알 한 알 이형화 분리된 고흡수성수지 혼합물을 서로 분리하며, 품질 안정과 생산성 향상을 위한 전용의 자동화 설비를 도입하는 것이 바람직하다. In addition, the fourth step of the present invention is the (d) screening step, wherein the superabsorbent polymer mixture and the residue released through the separation step are transferred to a vibrating separator and sorted according to the size of the particles. The sorting step is dried in the process of being transported by a vibrating separator, and absorbs moisture (wastewater) together with the water-removed residue by the superabsorbent polymer, and separates the separated superabsorbent polymer mixture from each other for release and release, It is desirable to introduce a dedicated automated facility for quality stability and productivity improvement.
이러한 선별단계는 수분 처리되어 100% 건조된 잔류물과 수분(폐수)을 흡수하여 한 알 한 알 이형화된 고흡수성수지 혼합물과의 구분이 쉽게 이루어지기 때문이다. 이때 건조는 고흡수성수지 혼합물이 흡수한 수분(폐수)을 증발 건조 개념이 아니고 수분 흡수된 팽창된 한 알 한 알의 고흡수성수지 혼합물 표면에 부착된 이물질인 미분과 이형제를 건조시켜 탈리하면서 그 입자의 크기에 맞게 구분하여 선별하여 사용처에 맞게 사용하는 것이 본 발명의 기술내용이다.This is because, in this screening step, it is easy to distinguish the 100% dried residue from moisture treatment and the superabsorbent polymer mixture, which is released one by one by absorbing moisture (wastewater). At this time, drying is not the concept of evaporating and drying the moisture (wastewater) absorbed by the superabsorbent polymer mixture, but the particles of the superabsorbent polymer adhering to the surface of each expanded granule of superabsorbent polymer by drying and detaching the fine powder and mold release agent. It is the technical content of the present invention to classify and select according to the size of the material and use it according to the intended use.
이때, 본 발명의 세부 방법에 의하면 상기 선별단계는 진동선별기의 온도 200℃미만의 조건 하에 이송되는 과정에서 건조하면서 이형화된 고흡수성수지 혼합물(ⓒ) 보다 작은 혼합물(ⓐ) 및 큰 혼합물(ⓑ)의 3종류로 이루어진 입자 크기로 구분하여 선별하는 것을 특징으로 한다. 선별단계는 진동선별기를 통하여 이송되는 과정에서 건조하여 선별을 용이하게 하기 위한 단계로, 물성의 탄화가 없게 200℃미만으로 건조시켜 고흡수성수지에 의해 수분 제거된 잔류물과 함께 수분(폐수)을 흡수한 고흡수성수지 혼합물로 각각 선별한다. At this time, according to the detailed method of the present invention, the screening step is a small mixture (ⓐ) and a large mixture (ⓑ) than the superabsorbent polymer mixture (ⓒ) that is released while drying in the process of being transported under the condition of a temperature of less than 200 ° C. ) is characterized in that it is classified and selected by particle size consisting of three types. The sorting step is a step to facilitate sorting by drying in the process of being transported through a vibrating sorter. It is dried below 200°C so that there is no carbonization of physical properties, and moisture (wastewater) is collected together with the residue from which moisture has been removed by the superabsorbent polymer. Each of the absorbent superabsorbent polymer mixtures is selected.
이러한 진동선별기는 이형화된 고흡수성수지 혼합물과 잔류물을 이송하여 건조하는 과정에서 입자 크기로 구분한 3종류로 선별하는데, 즉 첫 번째로 이형화된 고흡수성수지 혼합물(ⓒ) 보다 작은 입자 크기를 지닌 작은 혼합물(ⓐ)이 먼저 직하방으로 하강하여 선별되고, 두 번째로 이형화된 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)이 하강하여 선별되며, 세 번째로 이형화된 고흡수성수지 혼합물(ⓒ) 보다 큰 혼합물(ⓑ)을 선별한다. 이 모든 공정은 전용의 자동화 설비를 통하여 연속적으로 이루어진다. Such a vibrating separator separates the released superabsorbent polymer mixture and residues into three types divided by particle size in the process of transporting and drying, that is, a particle size smaller than the first released superabsorbent polymer mixture (ⓒ). A small mixture (ⓐ) with Select a large mixture (ⓑ). All these processes are continuously performed through dedicated automated equipment.
이처럼, 3종류의 입자 크기로 선별되면 작은 혼합물(ⓐ)과 큰 혼합물(ⓑ)은 이를 함께 모아서 이송하여 별도의 단계를 거쳐 분석하여 자원화를 시행하고, 이형화된 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)만을 획득하여 후속단계로 이송한다.In this way, when the three types of particle sizes are selected, the small mixture (ⓐ) and the large mixture (ⓑ) are collected and transported together, analyzed through a separate step, and recycled, and only the released superabsorbent polymer mixture (ⓒ) is used. obtained and transferred to the next stage.
또, 본 발명의 제5단계는 (마)이송단계로, 상기 선별단계를 거친 작은 혼합물(ⓐ)과 큰 혼합물(ⓑ)을 자원화하기 위해 이송하면서 이형화된 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)만을 획득하여 이송한다. 이송단계는 선별단계에 의해 선별된 작은 혼합물(ⓐ)과 큰 혼합물(ⓑ) 및 이형화된 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)을 각각의 사용처에 맞게 각각 이송하는데, 작은 혼합물(ⓐ)과 큰 혼합물(ⓑ)을 모아 별도의 단계를 거쳐 자원화하도록 이송하고, 이형화된 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)만을 후속단계로 이송하며 품질 안정과 생산성 향상을 위해 해당 공정을 자동화한다.In addition, the fifth step of the present invention is the (E) transfer step, and only the released superabsorbent polymer mixture (ⓒ) is obtained while transferring the small mixture (ⓐ) and the large mixture (ⓑ) that have passed through the screening step to make a resource. to transport In the transport step, the small mixture (ⓐ) and large mixture (ⓑ) and the released superabsorbent polymer mixture (ⓒ) selected by the screening step are transported respectively according to each use, small mixture (ⓐ) and large mixture (ⓐ) ⓑ) is collected and transferred to be recycled through a separate step, and only the released superabsorbent polymer mixture (ⓒ) is transferred to the next step, and the process is automated for quality stability and productivity improvement.
한편, 여기서 작은 혼합물(ⓐ)과 큰 혼합물(ⓑ)의 자원화는 모든 물성의 PH가 중성이므로, 다양한 방법을 거쳐 볼화된 인공 모래화하여 산업용 원자재 또는 고화제 및 경화제를 사용하여 호안블록으로도 사용할 수도 있다.On the other hand, here, the recycling of small mixtures (ⓐ) and large mixtures (ⓑ) has a neutral PH of all physical properties, so it can be used as a revetment block by using industrial raw materials or solidifying agents and hardeners by using various methods to form artificial sand. may be
또, 본 발명의 제6단계는 (바)생산단계로, 상기 이송단계를 거친 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)을 증발건조기 상에서 규사와 혼합하여 증발 건조하여 수분(폐수)을 완전히 제거한 고분자코팅수지흡수제를 생산한다. 생산단계는 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)을 증발건조기 상에서 규사와 혼합하여 증발 건조시켜 수분(폐수)을 완전히 제거한 고분자코팅수지흡수제를 생산하며, 품질 안정과 생산성 향상을 위한 전용의 자동화 설비를 도입한다.In addition, the sixth step of the present invention is a (B) production step, a polymer coated resin absorbent in which moisture (wastewater) is completely removed by mixing the superabsorbent polymer mixture (ⓒ) that has passed through the transfer step with silica sand on an evaporation dryer and evaporating to dryness. to produce In the production stage, the superabsorbent polymer mixture (ⓒ) is mixed with silica sand on an evaporator and evaporated to dryness to produce a polymer-coated resin absorbent that completely removes moisture (wastewater), and a dedicated automation facility is introduced for quality stability and productivity improvement. .
이때, 본 발명의 세부 방법에 의하면 상기 생산단계는 규사의 입도가 0.5mm이하 정하면서 규사 량과 고흡수성수지 혼합물(ⓒ) 량의 비율은 6:1 중량비율로 혼합하고, 규사에 열을 200℃로 가열하여 수분(폐수) 흡수한 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)과의 혼합 마찰을 통하여 증발 건조하는 것을 특징으로 한다. 생산단계는 수분(폐수)을 흡수한 고흡수성수지 혼합물(C)을 탄화시키지 않고 신속증발 건조시키는데, 증발건조는 증발건조기를 이용하여 간접 열처리 방식으로서 0.5mm이하의 규사에 열을 200℃로 가열하여 수분(폐수)을 흡수한 고흡수성수지와 6:1 중량비율로 혼합하여 서로 마찰시켜 증발 건조하여 수분(폐수)을 완전히 제거한 고분자코팅수지흡수제를 생산한다.At this time, according to the detailed method of the present invention, in the production step, the particle size of the silica sand is set to 0.5 mm or less, the ratio of the amount of silica sand and the amount of the superabsorbent polymer mixture (ⓒ) is 6:1 by weight, and heat is applied to the silica sand by 200 It is characterized in that it is evaporated to dryness through mixing friction with the superabsorbent polymer mixture (ⓒ) that has been heated to ℃ and absorbed moisture (wastewater). In the production stage, the superabsorbent polymer mixture (C), which has absorbed moisture (wastewater), is rapidly evaporated and dried without carbonization. Evaporation drying is an indirect heat treatment method using an evaporative dryer. Thus, a polymer coating resin absorbent that completely removes moisture (wastewater) is produced by mixing the super absorbent polymer that has absorbed moisture (wastewater) in a weight ratio of 6:1, rubbing each other, and evaporating to dryness.
즉, 이는 수분(폐수)을 흡수한 고흡수성수지 혼합물(C)에 규사의 열을 200℃이상을 가하여 수분(폐수) 흡수된 고흡수성수지 한 알 한 알 머금고 있는 수분을 열매체인 규사와 혼합하는 공정으로 증발 건조시켜 고분자코팅수지흡수제를 생산하는데, 이 내용이 본 발명 핵심 기술 내용이다. 이렇게 생산된 고분자코팅수지흡수제는 고흡수성수지와 함께 첨가하여 사용하거나 다양한 용도로 사용을 할 수 있다.In other words, it applies the heat of silica sand to 200℃ or more to the superabsorbent polymer mixture (C) that has absorbed moisture (wastewater), and mixes the moisture contained in each superabsorbent polymer that has absorbed moisture (wastewater) with silica sand, the thermal medium. A polymer coating resin absorbent is produced by evaporation to dryness by a process of The polymer-coated resin absorbent thus produced can be used by adding it together with the super absorbent polymer or used for various purposes.
이를 보다 세부적으로 설명하면, 먼저 규사에 열을 가하여 처리물성인 한 알 한 알 팽창 볼화된 고흡수성수지 혼합물(C)과 혼합 마찰하면서 증발 건조하는 방법으로, 이때 규사의 입자크기가 처리물성인 수분(폐수)을 흡수하여 팽창 볼화된 한 알 한 알 고흡수성수지 혼합물(C)의 입자보다 작아야 하고, 혼합과정에 마찰로 인하여 마모 및 입자 파괴가 없으면서 일반 분진 또는 미분이 열매물성 입자에 표면처리되지 않는 물성이어야 한다. 이러한 조건을 만족하는 것이 바로 규사이다. 규사란 석영의 작은 알갱이로 이루어진 모래 화강암 따위가 중화된 것으로 도자기나 유리를 만드는데 사용하는 것으로, 규사의 주성분은 이산화규소 성분이 풍부한 석영 알갱이 모래를 뜻한다. 이 작은 규사 알갱이 모래는 수분을 흡수하지 않고 알갱이 사이로 물이 잘빠져 나가고 PH 역시 중성이다. 규사는 알갱이가 품고 있는 열을 잘 발산하고 또 열을 쉽게 받아 들여서 온도를 유지하는 물성이며 온도변화와 계속 반복사용해도 물성의 입자 모양이 변하지 않는다.To explain this in more detail, it is a method of first applying heat to the silica sand, mixing it with the expanded ballized superabsorbent polymer mixture (C), which is the treated material, and evaporating and drying it while rubbing. At this time, the particle size of the silica sand is moisture It should be smaller than the particles of the superabsorbent polymer mixture (C) by absorbing (wastewater) and expanding into balls, and there is no wear and particle destruction due to friction during the mixing process, and general dust or fine powder should not be surface-treated to the thermal material particles. It must be non-physical. It is silica sand that satisfies these conditions. Silica sand is a neutralized sand made of small grains of quartz, such as granite, used to make ceramics and glass. The main component of silica sand is quartz grain sand rich in silicon dioxide. These small silica grains of sand do not absorb moisture, and water easily drains through the grains, and the pH is also neutral. Silica sand has the physical properties of dissipating the heat contained in the grains well and easily accepting heat to maintain the temperature.
이에 따라, 규사로 열 발산 물성으로 선택한다. 4구간에 걸쳐 규사 온도를 조정하여 규사에 열을 가할 수 있도록 온도를 높여서 팽창 볼화된 한 알 한 알의 고흡수성수지 혼합물(C)과 마찰하여 증발 건조한다. 즉 고흡수성수지 혼합물(C)의 한 알 한 알의 표면에 규사가 둘러싸여 열을 가하여 증발 건조시키는데, 열을 가진 규사에 수분(폐수)을 흡수한 고흡수성수지 혼합물(C)에 대해 규사가 수분(폐수)을 흡수하는 것이 아니고, 상기에서 밝힌 내용과 같이 규사가 고흡수성수지 혼합물(C)을 한 알 한 알을 감싸면서 열을 가하여 증발 건조하는 것이다. 이때 규사 열로 인하여 고흡수성수지 혼합물(C)이 한 알 한 알이 탄화가 없이 증발건조되어 고분자코팅수지흡수제를 생산한다. 이러한 증발건조기는 고흡수성수지 혼합물(C)과 규사를 이송 혼합하는 과정에서 4구간에 걸쳐 규사 온도를 조정하면서 증발 건조한다. 단 구간별 온도는 변경할 수도 있으나 고흡성수지 혼합물(C)이 탄화되지 않도록 한다.Accordingly, silica sand is selected for heat dissipation properties. Adjust the silica sand temperature over 4 sections and increase the temperature so that heat can be applied to the silica sand. That is, silica sand is surrounded by the surface of each grain of the superabsorbent polymer mixture (C) and heat is applied to evaporate and dry it. It does not absorb (wastewater), but as mentioned above, silica sand wraps the superabsorbent resin mixture (C) one by one while applying heat to evaporate and dry it. At this time, due to the heat of silica sand, the superabsorbent polymer mixture (C) is evaporated to dryness without carbonization to produce a polymer coating resin absorbent. This evaporative dryer evaporates and dries the silica sand while adjusting the temperature over 4 sections in the process of transferring and mixing the superabsorbent polymer mixture (C) and the silica sand. However, the temperature for each section may be changed, but the super absorbent resin mixture (C) should not be carbonized.
즉 1차, 2차, 3차, 4차 구간별 열을 가한 규사와 수분(폐수) 흡수된 고흡수성수지 혼합물(C)을 혼합 마찰로 증발 건조가 끝나면 진동선별기의 공극 0.5mm로 채택하여 고분자코팅수지흡수제만을 선별하여 생산하는 동시에 규사와 미분을 별도로 선별하는데, 규사는 다시 재사용할 수 있도록 포집하고 미분은 이형제로 사용할 수도 있도록 포집한다. 이러한 생산단계에서 발생되는 수증기와 미분은 모두 재사용한다. 수증기는 드레인시스템에 의해 환수하여 건식 증기 생산 방식으로 재생산한 에너지를 생산하며 분진은 이형제로 사용하여 대기오염원은 건식 증기 생산으로 환경문제 해결할 수 있다.That is, when the silica sand and superabsorbent polymer mixture (C) that has been heated for each 1st, 2nd, 3rd, and 4th section is evaporated and dried by mixing friction, the air gap of 0.5mm of the vibrating separator is adopted. At the same time, only the coating resin absorbent is selected and produced, while the silica sand and fine powder are separated separately. Both water vapor and fine powder generated in this production stage are reused. Water vapor is recovered by the drain system to produce energy regenerated by the dry vapor production method, and dust is used as a release agent to solve environmental problems as an air pollutant by dry vapor production.
이처럼, 생산된 고분자코팅수지흡수제는 빠르게 흡수하는 성능을 고흡수성수지 성능과 같으나 흡수능력은 고흡수성수지 몇 십배(50배 이상)에 몇 백배에는 이르지 못하나 이형화되어 있고 자기 입자보다 50배 이하는 수분(폐수)을 흡수할 수 있어 이를 재사용하거나 토양보습제, 육묘시트 등에서 사용되는 등 다방면으로 자원화할 수 있다.As such, the produced polymer-coated resin absorbent has the same rapid absorption performance as the super absorbent polymer, but the absorption capacity is several dozen times (more than 50 times) or several hundred times higher than that of the super absorbent polymer, but it is released and 50 times less than magnetic particles. Since it can absorb moisture (wastewater), it can be reused or used as a soil moisturizer, seedling sheet, etc., and can be recycled in various ways.
또한, 본 발명의 세부 방법에 의하면 상기 준비단계, 선별단계, 생산단계는 각 단계에서 발생되는 증기(또는 수증기)를 드레인시스템에 의해 환수하여 건식 증기 생산 방식으로 재생산한 에너지를 이용하는 것을 특징으로 한다. 각 단계, 즉 준비단계, 선별단계, 생산단계 등에서 사용되는 에너지는 각 단계에서 발생되는 증기(또는 수증기)를 드레인시스템에 의해 환수하여 건식 증기 생산 방식으로 재생산한 에너지로 이용한다. 더구나 각 단계에서 발생되는 분진 등은 다시 포집하여 이형제로 순환시켜서 사용함으로 대기오염문제를 해결할 수 있다.In addition, according to the detailed method of the present invention, the preparation step, the screening step, and the production step are characterized in that the steam (or water vapor) generated in each step is returned by the drain system and the energy regenerated by the dry steam production method is used. . The energy used in each stage, that is, the preparation stage, screening stage, and production stage, is used as energy regenerated by the dry steam production method by recovering the steam (or water vapor) generated in each stage by the drain system. Moreover, dust generated in each stage is collected again and recycled as a release agent to solve the air pollution problem.
이와 같이, 본 발명은 생활 및 산업현장에 발생하는 처리수에 고흡수성수지와의 혼합을 통해 폐수를 무방류하고, 이를 통해 겔화된 고흡수성수지와 혼합한 이형제를 이용하여 양산시스템에 의한 안정화공법을 적용하여 고분자코팅수지흡수제를 제조함에 따라, 고흡수성수지에 의한 폐수를 단시간에 처리하여 폐수 방류로 인한 환경오염을 미연에 방지함은 물론 고흡수성수지에 의한 폐수 제거에 복잡한 설비공정이 필요치 않아 간편한 설비로 가능하여 폐수 처리 비용 절감하고, 폐수 처리후 겔화된 고흡수성수지와 이형제를 혼합하여 제조된 고분자코팅수지흡수제를 재활용 또는 자원화할 수 있을 뿐만 아니라, 잔류 부산물의 PH가 중성이면서 탄화가 전혀 없으므로 물성변화 없이 자원화가 편리하여 다양한 재료로 활용할 수 있어 저렴한 비용으로 대량 양산화가 가능하여 상업적으로도 유용하며, 공정 과정에서 발생되는 증기(및 수증기)를 다시 환수하여 재사용으로 대기오염 줄이는 등 환경 개선을 효율적으로 이바지할 수 있다.As described above, the present invention is a stabilization method by a mass production system by using a release agent mixed with a superabsorbent polymer and gelling the superabsorbent polymer through mixing with a superabsorbent resin to treated water generated in daily life and industrial sites without discharging wastewater. As a polymer coating resin absorbent is manufactured by applying it, it treats wastewater by the superabsorbent resin in a short time to prevent environmental pollution caused by the discharge of wastewater in advance. It is possible to reduce wastewater treatment costs because it is possible with the facility, and it is possible to recycle or recycle the polymer-coated resin absorbent produced by mixing the gelled super absorbent polymer and the release agent after wastewater treatment. It is useful commercially as it can be mass-produced at low cost because it can be used as a variety of materials because it is convenient to use as a resource without changing physical properties. can contribute effectively.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.The present invention is not limited to the described embodiments, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, it should be said that such variations or modifications fall within the scope of the claims of the present invention.
Claims (8)
(나) 상기 준비단계를 거친 처리수를 고흡수성수지와의 혼합을 통해 수분(폐수)을 제거하여 폐수를 무방류시키도록 혼합비율에 맞게 혼합하는 혼합단계;
(다) 상기 혼합단계를 거쳐 수분(폐수)을 흡수하여 겔화(Gel)된 고흡수성수지를 이형제와의 혼합을 통해 과립의 응집체로 이형화되도록 분리하는 이형화 분리단계;
(라) 상기 이형화 분리단계를 거친 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)과 고흡수성수지에 의해 수분이 제거된 잔류물을 진동선별기의 온도 200℃미만의 조건 하에서 이송하면서 건조하고, 이송하는 과정에서 고흡수성수지 혼합물(ⓒ), 잔류물인 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)의 입자보다 작은 혼합물(ⓐ), 큰 혼합물(ⓑ)을 입자 크기에 따라 구분하도록 선별하는 선별단계;
(마) 상기 선별단계를 거친 고흡수성수지 혼합물(ⓒ), 작은 혼합물(ⓐ), 큰 혼합물(ⓑ) 중에서 작은 혼합물(ⓐ)과 큰 혼합물(ⓑ)을 별도로 이송하면서 이형화된 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)만을 후속의 생산단계로 이송하는 이송단계;
(바) 상기 이송단계를 거친 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)을 증발건조기 상에서 규사와 혼합하여 증발 건조하여 수분(폐수)을 완전히 제거한 고분자코팅수지흡수제를 생산하는 생산단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고흡수성수지를 이용하여 처리수를 처리 및 이를 통한 고분자코팅수지흡수제를 제조하는 방법.(A) Preparation stage of preparing treated water and superabsorbent polymer generated in daily life and industrial sites;
(B) a mixing step of mixing the treated water that has undergone the preparation step with a superabsorbent polymer to remove moisture (wastewater) so that the wastewater is discharged without discharge;
(C) a release separation step of separating the superabsorbent polymer gelled by absorbing moisture (wastewater) through the mixing step to be released into agglomerates of granules through mixing with a release agent;
(D) The superabsorbent polymer mixture (ⓒ), which has undergone the release separation step, and the residue from which moisture has been removed by the superabsorbent polymer are dried while transported under the condition of a temperature of less than 200°C in a vibrating separator, and in the process of transporting, A screening step of sorting the mixture (ⓐ) smaller than the particles of the absorbent resin mixture (ⓒ), the residue of the superabsorbent polymer mixture (ⓒ), and the mixture (ⓑ) larger according to the particle size;
(E) The superabsorbent polymer mixture released by transferring the small mixture (ⓐ) and the large mixture (ⓑ) from among the superabsorbent polymer mixture (ⓒ), small mixture (ⓐ), and large mixture (ⓑ) that have passed through the screening step separately A transfer step of transferring only (ⓒ) to a subsequent production step;
(F) a production step of producing a polymer-coated resin absorbent from which moisture (wastewater) is completely removed by mixing the superabsorbent polymer mixture (ⓒ) that has passed through the transfer step with silica sand on an evaporator and drying it by evaporation; characterized in that it comprises a A method of treating treated water using a superabsorbent polymer and manufacturing a polymer coating resin absorbent through the treatment.
상기 준비단계의 처리수는 생활 및 산업현장에서 용수 사용으로 일어나는 처리물인 농축수, 하ㆍ폐수 슬러지, 기타 악성폐수, 침출수 중에서 어느 하나 이상을 선택하고, 상기 처리수의 조건은 수소이온농도지수(PH) 7±0.5의 수준인 중성화하고 염도 0.8%가 넘지 않도록 하며 온도 36.5~100℃까지 상승시킨 상태에서 함수율 75%이상을 준비하는 것을 특징으로 하는 고흡수성수지를 이용하여 처리수를 처리 및 이를 통한 고분자코팅수지흡수제를 제조하는 방법.According to claim 1,
For the treatment water in the preparation step, any one or more of concentrated water, sewage/wastewater sludge, other malicious wastewater, and leachate, which are treated water generated by the use of water in daily life and industrial sites, is selected, and the conditions of the treated water are the hydrogen ion concentration index ( PH) Treat treated water using superabsorbent polymer, characterized in that it is neutralized to a level of 7±0.5, salinity does not exceed 0.8%, and the moisture content is prepared at 75% or more while the temperature is raised to 36.5~100℃ A method of manufacturing a polymer coating resin absorbent through
상기 준비단계의 고흡수성수지는 아크릴산과 가성소다를 혼합 제조되면서 그 입자의 직경은 0.5mm~2mm이하의 분말형 또는 비드형 중 어느 하나 이상을 선택하여 준비하는 것을 특징으로 하는 고흡수성수지를 이용하여 처리수를 처리 및 이를 통한 고분자코팅수지흡수제를 제조하는 방법.According to claim 1,
The superabsorbent polymer in the preparation step is prepared by mixing acrylic acid and caustic soda, and the particle diameter is 0.5mm to 2mm or less. A method of treating treated water and manufacturing a polymer coating resin absorbent through it.
상기 혼합단계는 처리수와 고흡수성수지를 99 : 1의 중량비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 고흡수성수지를 이용하여 처리수를 처리 및 이를 통한 고분자코팅수지흡수제를 제조하는 방법.According to claim 1,
The mixing step is a method of treating treated water using a super absorbent polymer, characterized in that it mixes treated water and super absorbent polymer in a weight ratio of 99: 1, and manufacturing a polymer-coated resin absorbent therethrough.
상기 이형화 분리단계의 이형제는 목분, 톱밥, 이끼류 분말, 정미소 미분, 코코피트 분말, 건조된 유기성 하수슬러지 분진 중 어느 하나 이상을 선택하고 PH가 중성이면서 고흡수성수지의 중량을 기준으로 하여 2배의 중량비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 고흡수성수지를 이용하여 처리수를 처리 및 이를 통한 고분자코팅수지흡수제를 제조하는 방법.According to claim 1,
For the release agent in the release separation step, select at least one of wood flour, sawdust, moss powder, fine milling flour, coco peat powder, and dried organic sewage sludge dust, and have a neutral PH and double the weight of the superabsorbent polymer. A method for producing a polymer-coated resin absorbent by treating treated water using a super absorbent polymer, characterized in that it is mixed in a weight ratio of
상기 생산단계는 규사의 입도가 0.5mm이하 정하면서 규사 량과 고흡수성수지 혼합물(ⓒ) 량의 비율은 6:1 중량비율로 혼합하고, 규사에 열을 200℃로 가열하여 수분(폐수) 흡수한 고흡수성수지 혼합물(ⓒ)과의 혼합 마찰을 통하여 증발 건조하는 것을 특징으로 하는 고흡수성수지를 이용하여 처리수를 처리 및 이를 통한 고분자코팅수지흡수제를 제조하는 방법.According to claim 1,
In the production step, the particle size of the silica sand is determined to be 0.5 mm or less, the ratio of the amount of silica sand and the amount of the superabsorbent polymer mixture (ⓒ) is mixed at a weight ratio of 6:1, and heat is heated to 200° C. to absorb moisture (waste water). A method for producing a polymer-coated resin absorbent by treating treated water using a superabsorbent polymer, characterized in that it is evaporated and dried through mixing friction with a superabsorbent polymer mixture (ⓒ).
상기 준비단계, 선별단계, 생산단계는 각 단계에서 발생되는 증기(또는 수증기)를 드레인시스템에 의해 환수하여 건식 증기 생산 방식으로 재생산한 에너지를 이용하는 것을 특징으로 하는 고흡수성수지를 이용하여 처리수를 처리 및 이를 통한 고분자코팅수지흡수제를 제조하는 방법.According to claim 1,
In the preparation step, screening step, and production step, the steam (or water vapor) generated in each step is returned by the drain system and the energy regenerated by the dry steam production method is used to recover the treated water using the superabsorbent polymer. Treatment and method for producing a polymer coating resin absorbent through the same.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |