KR102425793B1 - 천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법 - Google Patents

천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102425793B1
KR102425793B1 KR1020220046020A KR20220046020A KR102425793B1 KR 102425793 B1 KR102425793 B1 KR 102425793B1 KR 1020220046020 A KR1020220046020 A KR 1020220046020A KR 20220046020 A KR20220046020 A KR 20220046020A KR 102425793 B1 KR102425793 B1 KR 102425793B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
water
natural
lyophilized
agent
Prior art date
Application number
KR1020220046020A
Other languages
English (en)
Inventor
박기호
Original Assignee
박기호
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박기호 filed Critical 박기호
Priority to KR1020220046020A priority Critical patent/KR102425793B1/ko
Priority to KR1020220087865A priority patent/KR102438279B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102425793B1 publication Critical patent/KR102425793B1/ko
Priority to PCT/KR2022/012467 priority patent/WO2023200046A1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3021Milling, crushing or grinding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/10Packings; Fillings; Grids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/10Packings; Fillings; Grids
    • C02F3/105Characterized by the chemical composition
    • C02F3/107Inorganic materials, e.g. sand, silicates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/007Contaminated open waterways, rivers, lakes or ponds
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/40Protecting water resources
    • Y02A20/402River restoration

Abstract

본 발명은 천연광물인 루미라이트를 이용한 오염된 자연 수역의 하천 호소 생태 복원제 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 클리놉틸로라이트 65~75중량%, 카올리나이트 5~15 중량%, 몬모릴로나이트 3~10중량%, 로몬타이트 2중량%, 펄라이트 2중량%, 경희토류 0.1중량%, 네오디움 0.01중량%, 디스프로시움 0.01중량%, 석영 1~2중량%, 포졸란 5~9중량%, 맥반석 2~3중량%, 동결건조된 마 0.002~0.0033중량%, 동결건조된 폴리글루탐산(PGA) 0.002~0.0033중량% 및 동결건조된 야자수액 0.002~0.0033중량%를 포함한다.
수처리제로 인한 대상 수역의 급작스러운 pH 저하 방지 및 수역내 치매의 원인이 되는 물질인 알루미늄 중금속 독성제거와, 악취유기물 제거를 위한 대량 준설시 악취유기물질과 함께 자연 생태 복원에 필요한 모래, 자갈 및 황토 등의 무기물질 유실로 인한 경제적인 손실방지 및 생태복원력을 심각하게 저감시키는 현상을 방지하여 수자원을 보호하고, 날로 오염도를 더하는 하천, 호수, 음용수댐, 지하수 등의 자연 수역을 청결하고 안전한 1등급의 수질로 복원하고 유지하는 것이다.

Description

천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법{Natural mineral Lumilite ecosystem restorating agent and method}
본 발명은 천연광물인 루미라이트를 이용한 오염된 자연 수역의 하천호소 생태 복원제 및 그 제조방법에 관한 것이다.
대부분의 수질 오염, 토양 오염 처리에 사용되는 제오라이트 및 벤토나이트인 천연규사의 주된 물질은 음이온 탁질의 응집을 위해 양이온 치환 능력을 배가시키기 위하여 상당량의 알루미늄계열 응집제를 보조제로 사용하거나 녹조를 죽이는 독성 화학물질인 살조제를 사용하고 있다.
그러나 이러한 알루미늄계열 응집제의 부작용으로서 치매의 원인이 되는 물질인 알루미늄 중금속 독성 등을 포함하고 있을 뿐 아니라 대상 수역의 pH가 급작스럽게 낮아지는 문제가 지속적으로 제기되어 왔다. 따라서, 이러한 알루미늄계열 응집제는 주로 정수장 또는 폐수처리장에 제한적으로 사용된다. 그러나, 하천, 호수, 음용수댐, 저수지, 지하수 등의 자연 수역에 독성 유발 남조류 세포수 100만cells/mL 개체수 이상 급발생하는 조류 대발생 경보 발령시 사용되는 알루미늄계열 응집제는 일부 응집 효과가 있으나 음용수 수질 알루미늄의 수치가 0.2 mg/L를 훨씬 초과하여 중금속 알루미늄에 의한 생태 환경 파괴에 따른 2차 오염 발생의 주 원인이 된다.
대한민국특허공개 10-2007-0008262호(2007.01.17)
수처리제로 인한 대상 수역의 급작스러운 pH저하 방지 및 수역내 치매의 원인이 되는 물질인 알루미늄 중금속 독성제거와, 악취유기물 제거를 위한 대량 준설시 악취유기물질과 함께 자연 생태 복원에 필요한 모래, 자갈 및 황토 등의 무기물질 유실로 인한 경제적인 손실방지 및 생태복원력을 심각하게 저감시키는 현상을 방지하여 수자원을 보호하고, 날로 오염도를 더해가는 하천, 호수, 음용수댐, 지하수 등의 자연 수역을 생태적으로 청결하고 안전한 수질로 복원하고 유지하고자 한다.
클리놉틸로라이트 65~75중량%, 카올리나이트 5~15중량%, 몬모릴로나이트 3~10중량%, 로몬타이트 2중량%, 펄라이트 2중량%, 경희토류 0.1중량%, 네오디움 0.01중량%, 디스프로시움 0.01중량%, 석영 1~2중량%, 포졸란 5~9중량%, 맥반석 2~3중량%, 동결건조된 마 0.002~0.0033중량%, 동결건조된 폴리글루탐산(PGA) 0.002~0.0033중량% 및 동결건조된 야자수액 0.002~0.0033중량%를 포함한다.
클리놉틸로라이트 65~75중량%, 카올리나이트 5~15중량%, 몬모릴로나이트 3~10중량%, 로몬타이트 2중량%, 펄라이트 2중량%, 경희토류 0.1중량%, 네오디움 0.01중량%, 디스프로시움 0.01중량%, 석영 1~2중량%, 포졸란 5~9중량%, 맥반석 2~3중량%, 동결건조된 마 0.002~0.0033중량%, 동결건조된 폴리글루탐산(PGA) 0.002~0.0033중량% 및 동결건조된 야자수액 0.002~0.0033중량%를 분쇄 후 350~400 메쉬로 체질하는 제 1단계; 제 1 단계가 완료된 분말을 110~130℃에서 5분간 교반 후 24시간동안 상온 공기 중에 자연 냉각하는 제 2 단계; 제 2단계가 완료된 분말을 260~370℃에서 5분간 교반 후 24시간 동안 상온 공기 중에 자연 냉각하는 제 3단계; 제 3단계가 완료된 분말을 410~470℃에서 5분간 가열 후 24시간동안 상온 공기 중에 자연 냉각하는 제 4단계; 제 4단계가 완료된 분말을 5분간 교반 후 24시간동안 냉각 후 포장하는 제 5단계;를 포함한다.
본 발명은 대상 수역의 급격한 pH 저하 및 치매의 원인 물질인 알루미늄 중금속 독성 등의 위험이 없는 것으로서, 오염 농도에 따라 중량비에 따른 극소량(100~200 ppm)을 살포하여 장단기에 걸친 오염된 자연 수역의 수질개선 뿐 아니라, 천연광물로 이루어져 입자강도가 높은 것으로, 비중 2.4의 루미라이트의 복합 천연규소 성분은 바닥에 가라앉아 표면의 플러스이온의 높은 세기의 표면 가전량으로 인하여 수중의 현탁물질과 흡착, 응집 후 중력 침강하여 저니로부터 영양염류나 중금속의 용출을 억제하는데 충분한 피복두께인 수면 밑바닥 1밀리전후로 퇴적되어 흡착한 현탁물질과 강한 브릿지 상태를 유지하고, 높은 입자강도로 인하여 루미라이트는 침강후 저니로부터 영양염류나 중금속의 용출을 억제하는 차폐역활을 하여 재용출을 억제하므로 악취, 저니질의 용출을 차폐하고, 악취 유발 유기물질 분해와 더불어 바닥에 응집 침전된 루미라이트 중 다공질 형태가 저니질중 악취유기물질을 분해하는 호기성 박테리아인 미생물의 서식처(棲息處)를 제공하므로서, 미생물, 호기성 박테리아의 서식처 및 영양공급원의 역할을 하여 침전후 식물성 미생물들이 대량번식하게 한다. 이러한, 식물성 미생물은 저니중 유기물의 분해자로 활동하여 유기물질을 자연 분해하여 수개월~반년후에는 저니중 유기물을 상당부분 분해시켜 저니질 상태를 활성화하여 저니질 자연복원 작용을 하므로 악취 개선 및 저니질 개선에 탁월한 효과가 있는 것으로 광범위하고 다양하며 오염이 심각한 수질현장에 적용이 가능하다. 또한, 플랜트 시공이 아닌 단순히 오염된 수면에 수면 살포 방식만으로도 환경을 보호하는 것으로서, 간편시공, 저비용 및 고효율의 이점이 있다.
Figure 112022039707756-pat00001
그림 1. 본 발명의 천연광물 수질개선제 루미라이트 공사안내 프랭카드 사진
Figure 112022039707756-pat00002
그림 2. 본 발명의 루미라이트를 장현저수지에 살포하는 현장사진
Figure 112022039707756-pat00003
그림 3. 본 발명의 루미라이트를 물과 혼합하여 분무기로 분사하여 살포하는 현장사진.
한편, 2021.10.12 ~ 2021.11.23까지 한국농어촌공사에서 관리하는 강원도 강릉시 장현동에 있는 장현저수지에 수질개선 협력사업으로 본 발명의 천연수질개선제인 천연광물 루미라이트를 이용하여 수질을 개선하고 수질개선 전·후의 효과를 분석하고 자료를 확보한 결과, 강릉 장현저수지는 2021년 9월 29일 기준으로 TOC(9.4mg/L), 탁도(2,520NTU), 총인(0.453mg/L), 엽록소a(107.7mg/m3)로 매우나 쁨(Ⅵ) 등급의 수질을 보이는 등 수질관리가 요구되는 상황이였다.
천연광물질 수처리제 루미라이트를 이용한 수질개선으로 장현저수지의 수질(COD, SS, TP, 엽록소a, TOC , 탁도, 투명도)은 크게 개선되었으며, 물벼룩 및 발광박테리아에 대한 생태독성은 없었다. 또한, 어류 및 저서성 대형 무척추동물 등 각 생물군에 미치는 영향도 없었다.
<실험예> 모든 시험은 클리놉틸로라이트 70중량%, 카올리나이트10중량 %, 몬모릴로나이트 5중량%, 로몬타이트 2중량%, 펄라이트 2중량%, 경희토류 0.1중량%, 네오디움 0.01중량%, 디스프로시움 0.01중량%, 석영 1중량%, 포졸란 6중량%, 맥반석 2중량%, 동결건조 된 마 0.003중량%, 동결건조 된 폴리글루탐산(PGA) 0.003중량% 및 동결건조 된 야자수액 0.003중량%으로 하였다.(도 2,3 참조)
조사항목 단위 21.10.12 21.10.20
(8일경과)
21.11.01
(20일 경과)
21.11.16
(35일경과)
21.11.23
(42일경과)
COD mg/L 23.4 3.2 2.8 0.6 0.8
SS mg/L 79 26 16.8 3.7 2.6
T-N mg/L 7.8 1.3 1.1 1.3 2
T-P mg/L 0.429 0.109 0.078 0.015 0.015
Conductivity μS/cm 144 111 116 152 186
Chl.a ug/L 128.6 12.6 6.8 0.3 불검출
TOC mg/L 13.1 3.9 2.5 1 0.6
Total Coliforms 군수/100mL 540 4600 1400 79 170
<본 발명의 루미라이트를 장현저수지에 살포(21.10.12)후 수질분석결과>
Figure 112022039707756-pat00004
그림 4. 수질개선에 따른 주요 항목의 개선효율 및 루미라이트 투여량
Figure 112022039707756-pat00005
그림 5. 장현저수지에서 수질개선에 따른 물벼룩 생태독성 시험결과.
Figure 112022039707756-pat00006
그림 6. 장현저수지에서 수질개선에 따른 발광박테리아 생태독성 시험결과.
Figure 112022039707756-pat00007
그림 7. 장현저수지 수질분석결과(1차, 2021년 10월 12일)
Figure 112022039707756-pat00008
그림 8. 장현저수지 수질분석결과(5차, 202 1년 10월 20일)(지점1)
Figure 112022039707756-pat00009
그림 9. 장현저수지 수질분석결과(5차, 2021년 11월 1일)(지점1)
Figure 112022039707756-pat00010
그림 10. 장현저수지 수질분석결과(5차, 2021년 11월 16일)(지점1)
Figure 112022039707756-pat00011
그림 11. 장현저수지 수질분석결과(5차, 2021년 11월 23일)(지점1)
또한, 2021. 10. 21 ∼ 12. 11까지 춘천 의암호(공지천)에 한국수생태복원협회, 춘천시, 한국수력원자력의 수질개선 협력사업으로 본 발명의 천연수질개선제 루미라이트를 이용하여 수질을 개선하고 수질개선 전·후의 효과를 객관적으로 분석하고, 사후(환경)영향조사 자료를 확보한 결과, 춘천 의암호(공지천)는 2021년 10월 21일 기준으로 SS는 3.3∼4.7mg/L로 호소의 생활환경기준 II∼III등급, T-P도 0.034, 0.018, 0.038 및 0.015mg/L로 호소의 생활환경기준 II∼III등급, 엽록소a(Chl.a)도 6㎍/L 내외를 보이는 등 전지점에서 모든 수질항목의 수치가 높았다.
천연광물질 수처리제 루미라이트를 이용한 수질개선으로 춘천 의암호( 공지천) 역시, 수질(COD, SS, TP, 엽록소a, TOC, 탁도, 투명도)은 크게 개선되었으며, 물벼룩 및 발광박테리아에 대한 생태독성은 없었다. 또한, 송사리와 같은 수서 생물들에 미치는 영향도 없었다.(도 4,5 참조)
조사항목 단위 21.10.21 21.11.1
(12일차)
21.11.16
(27일차 )
21.12.5
(46일차)
SS mg/L 3.3 - - 0.6
NH 3 -N mg/L 0.19 0.46 0.23 0.2
NO 3 -N mg/L 1.3 1.8 1.6 0.6
T-N mg/L 2.2 3.3 2.7 1.5
T-P mg/L 0.034 0.042 0.065 0.009
Chl.a ug/L 6.4 6.4 12.4 0.2
TOC mg/L 2.6 2.7 3.4 0.9
Total Coliforms 군수/100mL 4,600 1,600 9,200 920
<본 발명의 루미라이트를 의암호(공지천)에 살포(21.10.21)후 수질분석결과>
도 1은 본원의 기술이 적용되어 만들어진 천연광물 루미라이트 생태 복원제의 사진도
도 2는 본원의 기술이 적용되기 전,후 장현저수지의 수질개선 전경 사진도.(조사기간 : 2021. 10. 12 ∼ 11. 23)
도 3은 본원의 기술이 적용되기 전,후 장현저수지의 식물 플랑크톤 우점종 사진도
도 4는 본원의 기술이 적용되기 전,후 의암호(공지천)의 수질개선 전경 사진도.(조사기간 : 2021. 10. 21 ∼ 12. 11)
도 5는 본원의 기술이 적용되기 전,후 의암호(공지천)의 식물플랑크톤 우점 종 사진도
이하, 본원의 기술 사상이 구체적으로 구현되는 발명의 실시 양태를 구체적인 실시 예를 제시하여 상세히 설명하기 전에, 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본원의 보호 범위는 발명의 기술 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시 예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리 범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
본 발명은 천연광물 루미라이트 생태복원제 및 제조방법이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 루미라이트는 천연제오라이트에서 선택되어 특별히 흡착력과 이온치환 능력이 높아 수질정화에 탁월한 클리놉틸로라이트 65~75중량%, 고령토인 카올리나이트 5~15중량%, 단사정계의 광물로 점토광물의 일종인 몬모릴로나이트 3~10중량%, 단사정계에 속하는 제오라이트의 일종인 로몬타이트 2중량%, 진주암, 흑요석으로 만든 펄라이트 2중량%, 경희토류 0.1중량%, 중희토류인 네오디움 0.01중량%, 디스프로시움 0.01중량%, 1~2중량%, 화산회등의 광물질 분말로 된 콘크리이트 혼화제의 일종인 포졸란 포졸란 5~9중량%, 맥반석 2~3중량%, 동결건조된 마 0.002~0.0033중량%, 청국장 및 낫토에서 나오는 동결건조된 PGA(폴리글 루탐산) 0.002~0.0033중량% 및 동결건조된 야자수액 0.002~0.0033중량%를 포함하여 된 것이다.
본 발명의 루미라이트는 화산의 용암이 굳어져 천연적으로 생성되는 미세 다공질 광물인 클리놉틸로라이트를 바탕으로 제조된 수질 정화제로서, 녹조현상을 유발하는 인(P)과 수질 오염의 원인 부유물질(SS) 등이 다공질에 이온교환으로 흡착하면, 인과 부유물질의 응집으로 무거워진 클리놉틸로라이트가 바닥에 침강하여 수질 개선 작용을 진행하는 것으로, 이온치환된 루미라이트의 우수한 흡착특성을 이용하여 녹조의 원인이 되는 플랑크톤인 수중오염물질을 흡착하여 침전시켜 제거하므로서 수질을 정화하는 것이다.
본 발명은 클리놉틸로라이트 65~75중량%, 카올리나이트 5~15중량%, 몬모릴로나이트 3~10중량%, 로몬타이트 2중량%, 펄라이트 2중량%, 경희토류 0.1중량%, 네오디움 0.01중량%, 디스프로시움 0.01중량%, 석영 1~2중량%, 포졸란 5~9중량%, 맥반석 2~3중량%, 동결건조된 마 0.002~0.0033중량%, 동결건조된 폴리글루탐산(PGA) 0.002~0.0033중량% 및 동결건조된 야자수액 0.002~0.0033중량%를 분쇄 후 350~400 메쉬로 체질하는 제 1단계; 제 1 단계가 완료 된 분말을 110~130℃에서 5분간 교반 후 24시간동안 상온 공기 중에 자연 냉각하는 제 2단계; 제 2단계가 완료된 분말을 260~370℃에서 5분간 교반 후 24시간동안 상 온 공기 중에 자연 냉각하는 제 3단계; 제 3단계가 완료된 분말을 410~470℃에서 5 분간 가열 후 24시간동안 상온 공기 중에 자연 냉각하는 제 4단계; 제 4단계가 완료된 분말을 5분간 교반 후 24시간동안 냉각 후 포장하는 제 5단계;를 포함한다.
본 발명의 클리놉틸로 라이트는 규산(SiO2) 67∼68%, 알루미늄(Al203)11∼14%, 산화철(Fe2 O3)1∼1.67%, 산화마그네슘(Mg0)0.6∼0.7%, 산화칼슘(Ca0)2∼3.42%, 산화나트륨(Na20)1∼1.25%, 산화칼륨(K20) 2.92%, 산화아연(P205)0.064% 를 함유하고, CEC(양이온치환 용량) 140∼155(meg/100g)으로 양이온 치환 용량이 매우 큰 특징이 있다.
상기, 클리놉틸로라이트는 사면체내에서 Si4+가 AL3+로 일부치환됨으로써, 음(-)과 양(+) 전하의 균형이 무너져 구조적으로 음(-)으로 가전된 상태를 나타내 게 되며, 음(-)으로 가전된 상태에 대하여 양이온으로 치환시킴으로써, 표면은 양(+)의 가전상태로 치환되므로 이러한 표면의 양이온들은 주위의 다른 양이온들과 쉽게 치환될 수 있는 효과를 내게 되어 양이온 치환이 높게 되지만 음이온치환도 가능하게 된다.
따라서, 가스체로 존재하는 질소산화물의 치환이 양호하고, 음이온치환으로 활성산소를 무독화하고, 오염물질의 중화에 기여하므로 악취를 제거할 수 있는 기능을 가지는 것으로, 촉매, 흡착제, 세제의 첨가제등으로 많이 쓰이는 광물이고, 고체산화물로 구성원자 결합 방법이 특이하여 가열하여도 구성원자의 특성이 변화하지 않으며, 기본단위는 실리콘과 알루미늄 원자를 중심으로 한 TO4로 매우 단순하지만, 이들이 3차원으로 결합하여 만들 수 있는 구성이 다양하고, 실리콘과 알루미늄 원자가 산소원자와 정사면체 배위 구조를 이루며, 결합하는 결정성 복합산화물이다.
또한, 알갱이 겉에 노출되어 세공과 무관한 표면을 겉표면 세공의 표면을 세공 내표면이라 부른다. 클리놉틸로라이트가 비록 고운 가루라 해도 세공 내표면은 매우 넓고, 흡착제나 촉매로 쓸때는 대부분 세공내표면이다. 이는 가열하거나 배기하여도 부서지지 않는다
카올리나이트는 일반적인 화학식은 Al2Si2O5(OH)4로 나타내어지며, 결정구조에 따라 다양하게 불리어진다. 예를들어, 카올리나이드, 할로이사이트, 딕카이트, 나이크라이트 등으로 불리어진다. 이 카올리나이트는 미생물의 침전능을 돕고, 생물학적 반응조내 질산화미생물의 제한 공급원(limiting source)으로 제공되어 질산화 미생물의 활성을 돕는 역할을 한다. 즉, 질산화미생물의 성장과 에너지대사에 필요한 미량성분 등을 공급하여 성장속도를 가속화하고, 에너지대사를 촉진시키는 역할을 한다. 특히, 이 성분은 주입 시 수분함량을 35%미만으로 유지시켜 처리공정에 사용하여야 하며, 이 분율이 커질수록 효율이 저하될 수 있다. 따라서 2시간이상의 건조시간이 필요하다. 선별된 이 성분들은 미생물 지지체로서 활용될 수 있다. 즉, 질산화미생물의 경우 SRT(Sludge Retention Time)가 길어지는 공정에서 부유공정 뿐 아니라 부착성장미생물로 성장이 원할하게 작용하기에 이들 성분의 양적 증가를 유도할 수 있다.
몬모릴로나이트는 내화 점토의 일종이며 SiO2약 59%, Al2O3약 14%, Na2O 약 3.5% 함유하고 있는 SiO2-Al2O3성분계 광물로서, 국내의 장석 또는 점토류 광물중에 널리 분포되어 있으며, SiO2-Al2O3성분계 광물의 특징인 다공성에 의한 흡착작용과 이온교환 작용을 통해 불석족 광물과 병용시, 상호보완작용을 한다.
또한, 몬모릴로나이트는 물에 용해되지 않지만, 수용액중의 수분을 흡수하여 입자크기의 8~12배 정도로 팽윤하는 성질이 있어 이를 통해 오염물 흡착의 상호보완작용을 한다. 고CEC 점토광물로서 점토광물 중에서도 표면적이 넓고 양이온치환능력(CEC, Cation Exchange Capcity)이 뛰어난 광물로 결정단위 사이에 물이 자유로 드나들 수 있어 물의 함량에 따라 팽창, 수축이 일어날 수 있으며 정균작용을 하여 침전된 퇴적물에서 조류가 재번성하는 것을 방지한다.
로몬타이트는 현무암이나 휘록응회암 등 염기성 화성암의 공동(空洞) 속이나 열극에서 산출되며, 때로는 화강암, 편마암 중에 2차광물로서 존재한다. 또한 금광맥 그 밖의 광맥 중에 산출되는 경우도 있다. 결정구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하여, 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격은 그대로 있으므로 다른 미립물질을 흡착할 수가 있다. 이 성질을 이용해서 흡착제로 사용하며, 크기가 다른 미립물질을 분리시키는 분자체(分子篩)로 사용한다.
펄라이트는 흡착제로서 반응조에 비표면적이 넓고 미생물 부착이 용이한 것으로 가볍고 다공성이 우수한 펄라이트를 이용하여 담체를 형성함으로써 미생물이 펄라이트의 표면과 내부 기공에 골고루 흡착된 형태로 존재하기 때문에 미생물 군락형성에 유리하고 미생물의 안정적 성장을 도와 온도, 수분이나 pH등의 환경의 변화에도 저항력을 가져 정착능력이 우수한 담체를 제공한다.
진주암, 흑요석 따위를 부순 다음 1,000℃ 안팎에서 구워 다공질로 만들어 사용한다.
희토류는 경희토류와 중희토류로 분류되는데 경희토류와 네오디움, 디스프로시움이 사용된다. 천연점토질 성분이라 수생태계에 아무런 영향을 미치지 않는다. 오염물질인 인을‘흡착과 침전’방식의 메커니즘을 통해 제거함으로써 하천 및 호소의 부영양화를 방지, 녹조발생을 원천적으로 차단한다. 특히 인 제거기능은 단기에 그치지 않고 수중에서 2∼3년간 작용하면서 유입되는 인을 잡을 수 있기 때문에 경제적이고 사용이 편리한 제품이다.
석영은 규산염 광물의 일종으로서, 규산분이 95~97중량% 이상이다. 석영은 수질정화 및 수중산소공급 역할을 한다. 또한 석영은 원적외선을 방사하며 탈취, 항균 등의 효과가 있고, 수질을 알칼리수로 전환시키는 효과가 있다.
포졸란은 활성이 큰 실리카를 가지고 있는데 이것은 Ca (OH)2 와 결합하여 C-S-H를 형성하게 된다.
맥반석(麥飯石)은 석영반암에 속하는 약석으로 화성암류 중 화강섬록반암에 속하며 주성분은 무수규산과 산화알루미늄이고, 산화제2철이 소량 함유되어 있다. 또한, 맥반석은 1㎤당 3∼15만 개의 구멍으로 이루어져 흡착성이 강하므로 수질에 포함된 유독성 물질이나 부유물질 등을 흡착하여 제거할 수 있을 뿐 아니라 중금속과 이온을 교환하는 작용을 하기 때문에 유해금속을 제거할 수 있는 것으로서 수질 정화제로 사용된다.
동일한 비율의 동결건조된 마, 폴리글루탐산(PGA) 및 야자수액은 식물성 탄닌성분이 풍부하여 통상적인 페놀/알데히드 또는 만니히(Mannich) 형태의 반응을 통해 잔류하는 포름알데히드가 저농도(예: < 500ppm)로 수득될 수 있도록 유도체화 시켜 다시 개선시키고, 무기응집제인 명반과 염화철(Ⅱ)(Ⅲ)를 배합하여 식물성 성분을 함유한 폐수처리제를 제조하여 염색폐수와 가죽폐수 및 식품폐수등 난분해성 폐수를 용이하게 응집 침강시켜서 불용성 침전물을 형성시켜 정화시킬 수 있게 하고 특히 폐수중에 함유되어 있는 색소를 응집제거 처리할 뿐 아니라, 고형폐기물(Shaving scrap)에 식물성 탄닌을 결합시켜 고정화시킨다. 통상적으로 식물성 탄닌은 구조적으로 인접한 다중 페놀릭 하이드록실(phenolic hydroxyl)을 보유하고 있어 대부분의 금속 이온에 대해 특별한 친화력을 지니고 있는 장점이 있다. 따라서, 식물성 탄닌은 수용액 중의 다양한 금속 이온을 제거하기 위한 흡착제 성분으로 유용하게 적용될 수 있다.

Claims (2)

  1. 클리놉틸로라이트 65~75중량%, 카올리나이트 5~15 중량%, 몬모릴로나이트 3~10중량%, 로몬타이트 2중량%, 펄라이트 2중량%, 경희토류 0.1중량%, 네오디움 0.01중량%, 디스프로시움 0.01중량%, 석영 1~2중량%, 포졸란 5~9중량%, 맥반석 2~3중량%, 동결건조된 마 0.002~0.0033중량%, 동결건조된 폴리글루탐산(PGA) 0.002~0.0033중량% 및 동결건조된 야자수액 0.002~0.0033중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연광물 루미라이트 생태복원제.
  2. 클리놉틸로라이트 65~75중량%, 카올리나이트 5~15 중량%, 몬모릴로나이트 3~10중량%, 로몬타이트 2중량%, 펄라이트 2중량%, 경희토류 0.1중량%, 네오디움 0.01중량%, 디스프로시움 0.01중량%, 석영 1~2중량%, 포졸란 5~9중량%, 맥반석 2~3중량%, 동결건조된 마 0.002~0.0033중량%, 동결건조된 폴리글루탐산(PGA) 0.002~0.0033중량% 및 동결건조된 야자수액 0.002~0.0033중량%를 분쇄 후 350~400 메쉬로 체질하는 제 1단계;
    상기 제 1 단계가 완료된 분말을 110~130℃에서 5분간 교반 후 24시간 동안 상온 공기 중에 자연 냉각하는 제 2단계;
    상기 제 2단계가 완료된 분말을 260~370℃에서 5분간 교반 후 24시간 동안 상온 공기 중에 자연 냉각하는 제 3단계;
    상기 제 3단계가 완료된 분말을 410~470℃에서 5분간 가열 후 24시간동안 상온 공기 중에 자연 냉각하는 제 4단계;
    상기 제 4단계가 완료된 분말을 5분간 교반 후 24시간 동안 냉각 후 포장하는 제 5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연광물 루미라이트 생태복원제 제조방법.
KR1020220046020A 2022-04-13 2022-04-13 천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법 KR102425793B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220046020A KR102425793B1 (ko) 2022-04-13 2022-04-13 천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법
KR1020220087865A KR102438279B1 (ko) 2022-04-13 2022-07-16 천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법
PCT/KR2022/012467 WO2023200046A1 (ko) 2022-04-13 2022-08-19 천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220046020A KR102425793B1 (ko) 2022-04-13 2022-04-13 천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220087865A Division KR102438279B1 (ko) 2022-04-13 2022-07-16 천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102425793B1 true KR102425793B1 (ko) 2022-07-27

Family

ID=82701468

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220046020A KR102425793B1 (ko) 2022-04-13 2022-04-13 천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법
KR1020220087865A KR102438279B1 (ko) 2022-04-13 2022-07-16 천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220087865A KR102438279B1 (ko) 2022-04-13 2022-07-16 천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법

Country Status (2)

Country Link
KR (2) KR102425793B1 (ko)
WO (1) WO2023200046A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023200046A1 (ko) * 2022-04-13 2023-10-19 박기호 천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02214539A (ja) * 1989-02-16 1990-08-27 Handa Minoru 低分子ガス吸着触媒材の製法
KR20010000709A (ko) * 2000-10-14 2001-01-05 하윤식 수처리용 흡착제
KR20070008262A (ko) 2005-07-13 2007-01-17 박기호 천연제올라이트를 이용한 댐 및 호소의 오염수처리방법
KR100915958B1 (ko) * 2008-06-24 2009-09-10 주식회사 루미라이트 친환경 활성 천연광물 수질개선제 및 그 제조방법
KR20120016888A (ko) * 2010-08-17 2012-02-27 경북대학교 산학협력단 개질점토와 인산염계 화합물을 이용한 중금속 오염토양의 흡착 및 고정화 처리 방법
KR20160014264A (ko) * 2014-07-29 2016-02-11 이재환 친환경 기능성 세라믹 볼 및 그 제조방법
WO2019009648A2 (ko) * 2017-07-06 2019-01-10 영남대학교 산학협력단 조류 억제용 조성물

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102425793B1 (ko) * 2022-04-13 2022-07-27 박기호 천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02214539A (ja) * 1989-02-16 1990-08-27 Handa Minoru 低分子ガス吸着触媒材の製法
KR20010000709A (ko) * 2000-10-14 2001-01-05 하윤식 수처리용 흡착제
KR20070008262A (ko) 2005-07-13 2007-01-17 박기호 천연제올라이트를 이용한 댐 및 호소의 오염수처리방법
KR100915958B1 (ko) * 2008-06-24 2009-09-10 주식회사 루미라이트 친환경 활성 천연광물 수질개선제 및 그 제조방법
KR20120016888A (ko) * 2010-08-17 2012-02-27 경북대학교 산학협력단 개질점토와 인산염계 화합물을 이용한 중금속 오염토양의 흡착 및 고정화 처리 방법
KR20160014264A (ko) * 2014-07-29 2016-02-11 이재환 친환경 기능성 세라믹 볼 및 그 제조방법
WO2019009648A2 (ko) * 2017-07-06 2019-01-10 영남대학교 산학협력단 조류 억제용 조성물

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023200046A1 (ko) * 2022-04-13 2023-10-19 박기호 천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023200046A1 (ko) 2023-10-19
KR102438279B1 (ko) 2022-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mlih et al. Light-expanded clay aggregate (LECA) as a substrate in constructed wetlands–A review
Wang et al. Comprehensive evaluation of substrate materials for contaminants removal in constructed wetlands
HU195457B (en) Process for removing suspended materials, biogene nutrients and soluted metal-compounds from waters containing organic and inorganic impurities
Wijeyawardana et al. Improvement of heavy metal removal from urban runoff using modified pervious concrete
KR100915958B1 (ko) 친환경 활성 천연광물 수질개선제 및 그 제조방법
KR101065274B1 (ko) 투수성반응벽체를 이용한 축산매몰지 침출수 처리, 악취제거와 지하수오염방지를 위한 방법
Oliveira et al. Phosphorus removal from eutrophic waters with an aluminium hybrid nanocomposite
KR102438279B1 (ko) 천연광물 루미라이트 생태 복원제 및 제조방법
KR100944988B1 (ko) 비점오염원 처리를 위한 복합여재 활용 자연형 저감 방법
Kamarzamann et al. Hydroxyapatite/Dolomite alkaline activated material reaction in the formation of low temperature sintered ceramic as adsorbent materials
US20130299429A1 (en) Wastewater treatment process
Dacewicz et al. The importance of media in wastewater treatment
JP3040097B2 (ja) 接触浄化材及びその製造方法
KR101290298B1 (ko) 초기우수 유출수 정화처리용 여과장치
EP0938377B1 (en) Light expanded clay aggregates for phosphorus removal
JPS61133140A (ja) 水浄化用組成物
JPH10277541A (ja) ゼオライト系水質浄化剤
Oladoja et al. Treatment of industrial effluents using fortified soil-clay
Azad et al. A critical review of the mechanisms, factors, and performance of pervious concrete to remove contaminants from stormwater runoff
KR101413412B1 (ko) 질소 및 인을 제거하기 위한 칼슘 알루미노실리케이트 조성물 및 그의 제조방법
KR20130107129A (ko) 수질개선조성물 및 이를 이용한 수질개선방법
CN109516573A (zh) 一种矿粉做凝结剂处理污水的治理方法
CN1435382A (zh) 一种用于污水深度处理的过滤材料
KR100872353B1 (ko) 수질정화용 기능성 메디아 및 그 제조 방법
KR101236145B1 (ko) 슬러지 건조후 재활용이 가능한 녹조 제거용 천연무기응집제로부터 발생한 슬러지를 이용한 녹생토의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant