KR102648284B1 - Lake purification system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 호소 내부로 폭기를 하는 폭기수단; 및 호소 내부에 구성되며, 케이싱과 상기 케이싱 내부에 충진되고 폐플라스틱, 탄화목 펠렛, 발포제를 포함하는 복수의 탄화목 여재로 구성되는 담체부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 호소 정화 시스템에 관한 것이다.The present invention includes an aeration means for aerating the inside of the appeal; and a carrier portion configured inside the appeal, including a casing and a plurality of carbonized wood filter media filled inside the casing and containing waste plastic, carbonized wood pellets, and a foaming agent. It relates to an appeal purification system comprising a. .
Description
본 발명은 하천, 저수지 또는 연못 등 호소의 고인물에 대한 정화가 이루어질 수 있도록 하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system that allows purification of stagnant water in lakes such as rivers, reservoirs, or ponds.
대부분의 하천, 저수지 또는 연못 등에 있는 물은 오랫동안 고여 있게 되어 오염물질들이 다량 포함되어 있음은 자명하다.It is obvious that water in most rivers, reservoirs, or ponds is stagnant for a long time and therefore contains a large amount of pollutants.
따라서, 이러한 저수된 물을 정화하기 위해 여러 방법들이 제안되었던 바, 종래 사용되어 오던 수질정화방법들은 자갈 접촉 산화법, 역간 접촉식 산화법, 하수처리장 수질정화법, 염소 투입 정화법 등이 있으나 한결 같이 많은 비용이 들고 비용에 비해 그 효과는 미미한 실정이었다.Therefore, various methods have been proposed to purify such stored water. Conventionally used water purification methods include gravel contact oxidation, station-to-station contact oxidation, sewage treatment plant water purification, and chlorine injection purification, but they all cost a lot of money. Compared to the cost, the effect was minimal.
종래기술의 예로 대한민국 특허등록 제10-0697985호에서는 "오염된 호소 및 연못 등의 수공간을 환경친화적인 방법을 통하여 청정한 상태로 유지할 수 있는 고도미생물처리공법에 있어, 퇴적물질이 모이는 수공간의 심층부에서 오염물질이 포함된 물을 뽑아내고, 상기 채수된 물을 물리적 처리방법인 여과기를 통과시켜 고형물 형태인 오염물질을 여과하여 걸러내고, 상기 고형물이 제거된 물을 수공간의 가장자리에 이송하여 물 흐름을 유도하고, 여과기를 통하여도 제거되지 않은 오염물질을 극세사 미생물접촉여재와 접촉시켜 식물성 플랑크톤, 동물성 플랑크톤, 박테리아, 조류 등의 미생물에 의해 제거되도록 하고, 이 미생물은 저서생물의 먹이가 되도록 하고, 이 저서생물은 다시 어류의 먹이가 되도록 하는 수공간 생태계의 구성에 의해 수질을 정화, 청정한 상태로의 유지가 가능토록 하는 물리적 여과장치와 생물학적 극세사 미생물접촉여재를 조합한 순환형 수질정화장치"를 제시하고 있다.As an example of prior art, Republic of Korea Patent Registration No. 10-0697985 describes “an advanced microbial treatment method that can maintain polluted water spaces such as lakes and ponds in a clean state through an environmentally friendly method. Water containing contaminants is extracted from the deep part, the collected water is passed through a filter, which is a physical treatment method, to filter out contaminants in the form of solids, and the water from which the solids have been removed is transported to the edge of the water space. By inducing water flow, contaminants not removed through the filter are brought into contact with microfiber microbial contact media so that they are removed by microorganisms such as phytoplankton, zooplankton, bacteria, and algae, and these microorganisms become food for benthic organisms. A circular water purification device that combines a physical filtration device and a biological microfiber microbial contact media to purify water quality and maintain it in a clean state by forming an aquatic space ecosystem that allows these benthic organisms to become food for fish. " is presented.
그런데 미생물이 정상적으로 서식할 수 있기 위해서는 기준치 이상의 온도가 유지되어야 하는데, 상기 기술의 경우 미생물이 서식하는 공간의 온도를 조절하기 위한 별도의 장치가 구비되어 있지 아니하므로, 미생물이 정상적으로 서식하지 못하게 되고, 이에 따라 정화효율이 떨어진다는 문제점이 있었다.However, in order for microorganisms to live normally, the temperature must be maintained above the standard value. However, in the case of the above technology, there is no separate device to control the temperature of the space where microorganisms live, so the microorganisms cannot live normally. As a result, there was a problem that the purification efficiency was low.
특히, 겨울철과 같이 기온이 매우 낮아지는 경우 미생물 서식이 매우 불안정해 질뿐만 아니라, 미생물의 활동이 매우 둔화되어 정화효율이 매우 낮아진다는 문제점이 있었다.In particular, when the temperature is very low, such as in winter, not only does the microbial habitat become very unstable, but there is a problem that the activity of the microorganisms is greatly slowed down, resulting in a very low purification efficiency.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 동절기에도 미생물의 서식을 위한 온도기준이 유지되도록 하는 탄화목의 기능이 더욱 배가될 수 있는 탄화목 여재를 사용하여 계절에 상관없이 호소의 정화효율이 우수한 시스템을 제공하고자 함이다.The present invention was developed to solve the above problems, and uses a carbonized wood filter that can further double the function of carbonized wood to maintain the temperature standard for microorganisms to live in even in the winter, so that the appeal is maintained regardless of the season. The goal is to provide a system with excellent purification efficiency.
상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 호소 정화 시스템(이하, "본 발명의 시스템"이라 함)은, 호소 내부로 폭기를 하는 폭기수단; 및 호소 내부에 구성되며, 케이싱과 상기 케이싱 내부에 충진되고 폐플라스틱, 탄화목 펠렛, 발포제를 포함하는 복수의 탄화목 여재로 구성되는 담체부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.As a means of solving the above-mentioned problems, the lake purification system of the present invention (hereinafter referred to as "system of the present invention") includes an aeration means for aerating the inside of the lake; And a carrier portion configured inside the casing and comprised of a casing and a plurality of carbonized wood filter media filled inside the casing and containing waste plastic, carbonized wood pellets, and a foaming agent.
하나의 예로 상기 폭기수단은 상기 담체부 하부에 구성되는 산기관인 것을 특징으로 한다.As an example, the aeration means is characterized as an air diffuser formed in the lower part of the carrier part.
하나의 예로 호소 내부에 구성되며, 상기 호소 내부의 물을 순환시키는 송풍기가 더 구성됨을 특징으로 한다.As an example, it is configured inside an appeal, and is characterized by further comprising a blower that circulates water inside the appeal.
하나의 예로 상기 폭기수단은 호소 내부에서 고압공기를 분사하여 호소 내부의 물이 순환되도록 하는 고압공기 분사구인 것을 특징으로 한다.As an example, the aeration means is characterized as a high-pressure air injection port that sprays high-pressure air inside the appeal to circulate the water inside the appeal.
하나의 예로 상기 탄화목 여재는, 복수의 탄화목 펠렛을 감싸며 발포제에 의해 복수의 기공이 형성되는 폐플라스틱에 의한 페이스트 구조로 형성되어, 복수의 기공이 형성된 페이스트는 미생물이 서식공간이 되며 탄화목 펠렛에 의해 발생되는 열에 대한 차열층이 됨을 특징으로 한다.As an example, the carbonized wood filter medium is formed as a paste structure made of waste plastic that surrounds a plurality of carbonized wood pellets and has multiple pores formed by a foaming agent. The paste with multiple pores becomes a habitat for microorganisms and the carbonized wood pellets. It is characterized by being a heat-insulating layer against the heat generated by the pellets.
하나의 예로 세토스테아릴알코올이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.As an example, it is characterized in that cetostearyl alcohol is further included.
하나의 예로 염화암모늄이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.One example is characterized in that ammonium chloride is further included.
하나의 예로 상기 탄화목 펠렛은 목재에 트리메틸포스페이트, 스테아르산칼슘, 프로필렌 카보네이트, 물을 포함하는 첨가액을 분사하면서 탄화시킴에 의해 제조됨을 특징으로 한다.As an example, the carbonized wood pellets are manufactured by carbonizing wood while spraying an additive solution containing trimethyl phosphate, calcium stearate, propylene carbonate, and water.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 시스템은 계절에 상관없이 하천, 저수지, 연못 등 고인물에 대한 생물학적 정화효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, the system of the present invention has the advantage of improving the biological purification efficiency of stagnant water in rivers, reservoirs, ponds, etc. regardless of the season.
도 1 및 도 2는 본 발명의 시스템의 각 실시예를 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명의 일 구성으로 탄화목 여재를 나타내는 절개단면도.
도 4는 탄화목 여재의 실시예들에 대한 정화능 실험결과.1 and 2 are schematic diagrams showing each embodiment of the system of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view showing a carbonized wood filter as one configuration of the present invention.
Figure 4 shows purification performance test results for examples of carbonized wood filter media.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 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. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail based on the attached drawings. In describing the present invention, the terms and words used in the specification and claims are based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain the invention in the best way. It must be interpreted with meaning and concepts consistent with the technical ideas of.
본 발명의 시스템(1)은 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 호소(100) 내부로 폭기를 하는 폭기수단(2);및 호소(100) 내부에 구성되며, 케이싱(31)과 상기 케이싱(31) 내부에 충진되고 폐플라스틱, 탄화목 펠렛, 발포제를 포함하는 복수의 탄화목 여재(32)로 구성되는 담체부(3);를 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the system 1 of the present invention includes an aeration means 2 for aerating the inside of the appeal 100; and the inside of the appeal 100, and includes a casing 31 and the casing ( 31) It is characterized in that it includes a carrier portion (3) filled inside and composed of a plurality of carbonized wood filter media (32) containing waste plastic, carbonized wood pellets, and a foaming agent.
상기 폭기수단(2)은 상기 호소(100) 내부로 폭기가 이루어지도록 함으로써 담체부(3)의 미생물에 의한 호기작용이 이루어지도록 하기 위한 것이다.The aeration means (2) is intended to achieve aerobic action by microorganisms in the carrier portion (3) by aerating the inside of the appeal (100).
도 1에서는 상기 폭기수단(2)의 예로 상기 담체부(3) 하부에 구성되는 산기관(21)을 제시하고 있다.In Figure 1, an air diffuser 21 formed in the lower part of the carrier unit 3 is shown as an example of the aeration means 2.
상기 산기관(21)은 도면에 도시된 바는 없으나 공기공급수단에 연결되어 상기 산기관(21)을 통해 상기 담체부(3)로 폭기가 이루어지도록 하는 것이다.The diffuser 21, although not shown in the drawing, is connected to an air supply means to allow aeration to be carried out to the carrier unit 3 through the diffuser 21.
이에 더하여 본 실시예에서는 도 1에서 보는 바와 같이 호소(100) 내부에 구성되며, 상기 호소(100) 내부의 물을 순환시키는 송풍기(4)가 더 구성되는 예가 제시되고 있다.In addition, in this embodiment, as shown in Figure 1, it is configured inside the appeal 100, and an example is presented in which a blower 4 that circulates the water inside the appeal 100 is further configured.
송풍기(4)가 호소(100)의 일측에 구성되도록 하여 송풍기(4)의 송풍에 의해 호소(100) 내부의 물이 순환되도록 하기 위한 것이다.The blower (4) is configured on one side of the appeal (100) so that the water inside the appeal (100) is circulated by the blowing of the blower (4).
이러한 호소(100) 내부의 물 순환에 의해 호소(100) 전체에 걸쳐 생물학적 반응이 이루어지도록 함으로써 호소(100) 전체에 균일한 정화가 이루어지도록 하는 것이다.This is to ensure uniform purification throughout the appeal (100) by allowing a biological reaction to occur throughout the appeal (100) by circulating water inside the appeal (100).
또한 도 2에서는 상기 폭기수단(2)의 예로 호소(100) 내부에서 고압공기를 분사하여 호소 내부의 물이 순환되도록 하는 고압공기 분사구(22)를 제시하고 있다.In addition, Figure 2 shows a high-pressure air injection port 22 that sprays high-pressure air from inside the appeal 100 to circulate the water inside the appeal as an example of the aeration means 2.
도면에서 보는 바와 같이 호소(100) 일측에서 고압공기 분사구(22)를 이용하여 고압공기가 분사되도록 하여 호소(100) 내부에 폭기가 이루어지도록 하는 것은 물론 고압공기의 분사에 의해 호소(100) 내부의 물에 순환이 이루어지도록 하는 것이다.As shown in the drawing, high-pressure air is sprayed from one side of the appeal (100) using the high-pressure air nozzle (22) to ensure aeration inside the appeal (100), as well as the inside of the appeal (100) by spraying high-pressure air. This is to ensure circulation in the water.
본 실시예의 경우 1개의 장치에 의해 물의 순환 및 폭기가 동시에 이루어지도록 할 수 있는 것이다.In the case of this embodiment, water circulation and aeration can be achieved simultaneously with one device.
상기 고압공기 분사구(22)는 다양한 공지의 장치가 존재하므로 그 상세 설명은 생략한다.Since there are various known devices for the high-pressure air injection port 22, detailed description thereof will be omitted.
상기 담체부(3)는 도면에서 보는 바와 같이 케이싱(31)과 상기 케이싱(31) 내부에 충진되는 복수의 탄화목 여재(32)로 구성됨을 특징으로 한다.As shown in the drawing, the carrier portion 3 is characterized by being composed of a casing 31 and a plurality of carbonized wood filter media 32 filled within the casing 31.
이러한 담체부(3)는 도면에서 호소(100) 저면(110)의 중앙부에 구성되는 안치홈(120)에 구성되는 예가 제시되고 있다.In the drawing, an example of this carrier portion 3 is provided in the seating groove 120 formed in the central portion of the bottom 110 of the appeal 100.
상기 케이싱(31)은 도면에서 보는 바와 같이 내부에 충진공간이 형성되는 메쉬망으로 구성될 수 있는데, 일면이 착탈이 가능하도록 구성되어 탄화목 여재(32)의 충진 및 교체가 용이하도록 구성됨이 타당하다. As shown in the drawing, the casing 31 may be composed of a mesh network with a filling space formed inside, and it is reasonable to configure one side to be removable to facilitate filling and replacement of the carbonized wood filter medium 32. do.
상기 탄화목 여재(32)는 폐플라스틱, 탄화목 펠렛, 발포제를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 상기 탄화목 여재(32)는 도 3에서 보는 바와 같이 폐플라스틱(322)을 바인더로 하고, 탄화목 펠렛(321)이 포함되도록 하면서 발포제에 의한 발포로 폐플라스틱(322)에 의한 페이스트에 복수의 기공(322-1)이 형성되도록 하는 것이다. 바람직하게 상기 탄화목 여재(32)는 입경이 3 내지 10cm 정도로 제조되도록 하는 것이 타당하다.The carbonized wood filter medium 32 is characterized in that it contains waste plastic, carbonized wood pellets, and a foaming agent. In this way, as shown in FIG. 3, the carbonized wood filter medium 32 uses the waste plastic 322 as a binder, and contains carbonized wood pellets 321, and is formed into a paste made of the waste plastic 322 by foaming with a foaming agent. This is to form a plurality of pores (322-1). Preferably, it is reasonable to manufacture the carbonized wood filter medium 32 with a particle diameter of about 3 to 10 cm.
이러한 구조에 의해 복수의 기공(322-1)이 형성된 페이스트는 미생물이 서식공간이 되는 것은 물론 이하에서 설명하는 탄화목 펠렛(32)에 의해 발생되는 열에 대한 차열층으로서 기능도 발현되도록 하는 것이다. The paste in which a plurality of pores 322-1 are formed by this structure not only serves as a habitat for microorganisms, but also functions as a heat shield against the heat generated by the carbonized wood pellets 32, which will be described below.
즉 이와 같이 구성되어 특히 동절기 등에 탄화목 펠렛(32)에 의해 발생되는 열이 복수의 기공(322-1)이 형성된 페이스트에 의해 외부로 누설됨이 제어됨으로써 미생물의 생장을 위한 온도유지 조건이 더욱 길게 유지될 수 있게 되는 것이다.That is, with this configuration, the heat generated by the carbonized wood pellets 32, especially in winter, is controlled to leak to the outside by the paste in which the plurality of pores 322-1 are formed, thereby improving the temperature maintenance conditions for the growth of microorganisms. It can be maintained for a long time.
폐플라스틱은 바인더로서 기능이 발현되는 것으로, 그 종류를 한정하지 않으며, 예로 폐폴리에틸렌, 폐폴리프로필렌 등이 적용될 수 있다.Waste plastic functions as a binder, and its type is not limited. Examples include waste polyethylene and waste polypropylene.
생물반응조 등에는 미생물이 서식할 수 있는 미생물 서식부재(여재)가 구비되어야 하는데, 종래의 미생물 여재는 다량의 미생물이 안정적으로 시딩(seeding)될 수 있도록 수많은 미세공이 형성된 필터나 숯 등으로 제작되는 것이 일반적이었다. Biological reactors, etc. must be equipped with a microbial habitat member (filter medium) on which microorganisms can live. Conventional microbial filter media are made of filters or charcoal with numerous micropores to allow stable seeding of large amounts of microorganisms. It was common.
그러나 미생물 여재를 필터나 숯으로 제작하는 경우, 겨울철 등과 같이 기온이 낮아졌을 때 필터, 숯의 온도 역시 매우 낮아지게 되고, 이에 따라 상기 미생물 여재는 미생물이 서식하기에 부적합한 환경으로 변화된다는 문제점이 있다. 이와 같이 미생물 여재의 온도가 기준치 이하로 낮아져 미생물이 서식하기 부적합한 상태가 되면, 미생물의 개체수가 줄어들게 되고, 이에 따라 미생물에 의한 정화효과가 매우 미미해진다는 문제점이 있었다.However, when the microbial filter medium is made of a filter or charcoal, when the temperature drops, such as in winter, the temperature of the filter and charcoal also becomes very low, and as a result, there is a problem in that the microbial filter medium changes into an unsuitable environment for microorganisms to live. . In this way, when the temperature of the microbial filter media is lowered below the standard value and becomes unsuitable for microorganisms to inhabit, there is a problem in that the population of microorganisms decreases, and thus the purification effect by microorganisms becomes very minimal.
이에 상기 탄화목 여재(32)에는 탄화목 펠렛(321)이 포함되도록 하는데, 상기 탄화목 펠렛(321)은 다량의 미생물이 안정적으로 안착될 수 있으면서 외기가 낮아지더라도 미생물이 서식하기에 적당한 온도를 유지할 수 있도록 하는 것이다. Accordingly, the carbonized wood filter medium 32 includes carbonized wood pellets 321, which can stably seat a large amount of microorganisms and have a temperature suitable for microorganisms to inhabit even when the outside air is low. It is to be able to maintain .
상기 탄화목 펠렛(321)은 표면은 수많은 미세공을 갖는 숯 형태를 가지며 내부는 원목상태를 유지하는 것을 특징으로 하는데, 표면에 수많은 미세공이 형성되어 있어 다량의 미생물이 안착하여 서식하기 좋은 조건을 가지고 있으면서, 장시간 물에 젖은 상태가 유지되었을 때 내부의 원목 부위가 생분해되는 과정에서 발생되는 발열반응이 생성되어 미생물이 서식하기 적당한 온도를 유지할 수 있다는 특징이 있는 것이다. The carbonized wood pellet (321) has a surface in the form of charcoal with numerous micropores and is characterized in that the interior maintains the state of solid wood. Numerous micropores are formed on the surface, creating favorable conditions for a large amount of microorganisms to settle and inhabit. It has the characteristic of being able to maintain a temperature suitable for microorganisms to inhabit by creating an exothermic reaction that occurs during the process of biodegradation of the internal wood parts when it is kept wet in water for a long period of time.
즉, 상기 탄화목 펠렛(321)의 표면에 형성되어 있는 수많은 미세공에 다량의 미생물이 시딩(seeding)될 수 있고, 생분해 과정에서 발생되는 열에 의해 자체 가열되는바 미생물 생육이 매우 활발하게 이루어질 수 있으므로, 기온이 낮은 겨울철에도 미생물에 의한 하,폐수 등의 정화가 높게 구현된다는 장점이 있다.That is, a large amount of microorganisms can be seeded in the numerous micropores formed on the surface of the carbonized wood pellet 321, and the microbial growth can be very active as it is heated by the heat generated during the biodegradation process. Therefore, there is an advantage that the purification of sewage and wastewater by microorganisms is highly realized even in winter when the temperature is low.
특히 상기에서 기 언급한 바와 같이 탄화목 여재(32)는 도면에서 보는 바와 같이 폐플라스틱(322)의 발포에 의해 복수의 기공(322-1)이 형성되는데, 이러한 기공(322-1)에 의해 미생물의 생장이 가능한 것은 물론 이러한 페이스트의 기공(322-1)에 의해 열차단효과가 발현되어 탄화목 펠렛(321)의 동절기에 있어 발생된 열이 외부로 유출되는 것이 제어되어 미생물 생육환경이 더욱 배가되는 것이다.In particular, as mentioned above, the carbonized wood filter medium 32 has a plurality of pores 322-1 formed by foaming the waste plastic 322, as shown in the drawing, and these pores 322-1 Not only is the growth of microorganisms possible, but the pores (322-1) of this paste provide a heat-blocking effect, and the outflow of heat generated during the winter of the carbonized wood pellets (321) to the outside is controlled, creating a more microbial growth environment. It is doubling.
상기 탄화목 펠렛(321)은 바람직하게 길이가 1 내지 5cm이고 너비가 1 내지 5cm이며 높이가 1 내지 5㎝인 것이 바람직하다. The carbonized wood pellets 321 preferably have a length of 1 to 5 cm, a width of 1 to 5 cm, and a height of 1 to 5 cm.
상기 발포제는 폐플라스틱(322)에 의해 형성되는 페이스트에 다수의 기공(322-1)이 형성되도록 하는 것으로, 그 종류를 한정하지 않으며 예로 탄화규소, 질화규소, 질화붕소, 산화안티몬, 탄산나트륨, 탄산칼슘 및 탄산마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 적용될 수 있다.The foaming agent causes a plurality of pores 322-1 to be formed in the paste formed by the waste plastic 322, and the type is not limited, and examples include silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, antimony oxide, sodium carbonate, and calcium carbonate. and one selected from the group consisting of magnesium carbonate may be applied.
바람직하게 폐플라스틱 100중량부에 대해 탄화목 펠렛 30 내지 150중량부, 발포제 1 내지 5중량부로 배합됨이 타당하다.Preferably, it is appropriate to mix 30 to 150 parts by weight of carbonized wood pellets and 1 to 5 parts by weight of foaming agent per 100 parts by weight of waste plastic.
또한 본 발명은 하나의 실시 예로서 상기 조성외에도 세토스테아릴알코올이 더 포함되는 예를 제시하고 있다.Additionally, as an example, the present invention provides an example in which cetostearyl alcohol is further included in addition to the above composition.
이와 같이 구성하는 이유는 하,폐수 중의 오염물질에는 다양한 경로에 의해 유입된 중금속 성분들이 다량 함유되어 있는데, 중금속 성분은 수중에서 입자성 물질에 흡착되어 있는 입자성과 용존성의 두 상태로 존재한다. 입자성 상태의 중금속은 입자를 여과함으로써 제거가 가능하나, 용존성 중금속의 제거는 여과에 의해 제거가 되지 않으며, 특히 폐플라스틱 재질의 여재는 중금속과 반응성이 없는 문제가 있다.The reason for constructing it this way is that pollutants in sewage and wastewater contain a large amount of heavy metal components introduced through various routes, and heavy metal components exist in two states: particulate and dissolved, which are adsorbed on particulate substances in water. Heavy metals in particulate form can be removed by filtering the particles, but dissolved heavy metals cannot be removed by filtration, and in particular, filter media made of waste plastic have the problem of not reactivity with heavy metals.
이에 본 실시예에서는 세토스테아릴알코올이 더 첨가되도록 하는데, 상기 세토스테아릴알코올은 pH 7의 수용액에서의 제타전위 값이 -3mV 이하인 것을 특징으로 하는데, 제타전위(zeta potential) 값이 음의 값을 갖는 의미할 수 있다. 제타전위 값은 통상적으로 알려진 방법에 의하여 측정될 수 있다.Accordingly, in this embodiment, cetostearyl alcohol is further added, and the cetostearyl alcohol is characterized by a zeta potential value of -3 mV or less in an aqueous solution of pH 7, and the zeta potential value is a negative value. It can mean having. The zeta potential value can be measured by a commonly known method.
예컨대, 쿼츠 큐벳(Quartz Cuvette)에 시료 0.01중량%를 포함하는 수용액을 제조하여 100ul를 로딩한 후 제타사이저 나노 제트에스(Zetasizer Nano ZS,Malvern 社) 기기를 이용하여 측정할 수 있다.For example, an aqueous solution containing 0.01% by weight of sample can be prepared in a quartz cuvette, 100 ul of it can be loaded, and then measurement can be performed using a Zetasizer Nano ZS (Malvern company) device.
이와 같이 세토스테아릴알코올의 첨가에 의해 양전하를 띠는 용존성 중금속성분을 흡착할 수 있게 되는 것이다. 즉 본 발명의 여재는 생물학적 반응에 의해 오염물질을 제거할 수 있도록 하는 것에 더하여 하,폐수로부터 중금속의 제거도 가능하도록 하는 것이다.In this way, the addition of cetostearyl alcohol makes it possible to adsorb positively charged dissolved heavy metal components. In other words, the filter medium of the present invention not only allows the removal of contaminants through biological reaction, but also allows the removal of heavy metals from sewage and wastewater.
또한 상기 세토스테아릴알코올은 증점작용에 의해 강도를 증대시킬 수 있도록 한다. Additionally, the cetostearyl alcohol can increase strength through a thickening effect.
바람직하게는 폐플라스틱 100중량부에 대해 세토스테아릴알코올은 0.1 내지 3중량부로 배합되도록 하는 것이 타당하다.Preferably, it is reasonable to mix 0.1 to 3 parts by weight of cetostearyl alcohol with respect to 100 parts by weight of waste plastic.
한편 본 발명은 고온에서 발포제의 첨가에 의해 다수의 기공이 형성되도록 하는 것인데, 여재 전면이 기공이 노출되는 형태로 구성되되, 이러한 기공이 계속적으로 고온에 노출되는 경우 기공은 그 형상이 왜곡되어 닫힌구조 또는 일부가 닫힌구조가 되어 그 부분에서 미생물 생착, 흡착 등을 기대할 수 없게 된다. Meanwhile, the present invention is to form a large number of pores by adding a foaming agent at high temperature. The entire surface of the filter media is configured in such a way that the pores are exposed. However, when these pores are continuously exposed to high temperature, the pores are distorted in shape and closed. The structure or part of it becomes a closed structure, so microbial growth or adsorption cannot be expected in that part.
이에 본 발명에서는 염화암모늄이 더 첨가되도록 하여 기공에 노출될 수 있는 열을 흡수토록 함으로써 균일한 기공이 형성되도록 하여 결국 오염물질의 정화효율을 높이도록 하는 것이다. 이에 더하여 발포 셀의 크기가 균일하게 형성됨에 따라 강도도 향상되도록 하는 것이다.Accordingly, in the present invention, more ammonium chloride is added to absorb heat that may be exposed to the pores, thereby forming uniform pores and ultimately increasing the purification efficiency of pollutants. In addition, as the size of the foam cells is formed uniformly, the strength is also improved.
바람직하게는 폐플라스틱 100중량부에 대해 염화암모늄은 0.01 내지 1중량부로 배합되도록 하는 것이 타당하다.Preferably, it is reasonable to mix 0.01 to 1 part by weight of ammonium chloride with respect to 100 parts by weight of waste plastic.
한편 상기 탄화목 펠렛(321)은 제조과정에서 순간적인 탄화시간으로 인하여 목재 내부로의 열전도시간이 짧아 목재 내부가 연소되어 화재발생의 문제가 있을 수 있고, 상기에서 언급한 바와 같이 생분해에 의한 충분한 발열을 기대할 수 없는 문제가 있을 수 있다.Meanwhile, the carbonized wood pellets 321 have a short heat conduction time inside the wood due to the instantaneous carbonization time during the manufacturing process, so there may be a problem of fire occurrence due to combustion of the wood inside, and as mentioned above, sufficient biodegradation is possible. There may be a problem where heat generation cannot be expected.
이에 본 발명의 탄화목 펠렛(321)은, 목재에 트리메틸포스페이트, 스테아르산칼슘, 프로필렌 카보네이트, 물을 포함하는 첨가액을 분사하면서 탄화시킴에 의해 제조되는 탄화목 펠렛(321)이 적용되는 예를 제시하고 있다.Accordingly, the carbonized wood pellet 321 of the present invention is an example in which the carbonized wood pellet 321, which is manufactured by carbonizing wood while spraying an additive liquid containing trimethyl phosphate, calcium stearate, propylene carbonate, and water, is applied. It is presenting.
상기 트리메틸포스페이트는 목재에 난연성을 부여하기 위한 조성에 해당한다.The trimethyl phosphate is a composition used to provide flame retardancy to wood.
상기 스테아르산칼슘은 탄화목 펠렛(321)에 있어 내부의 생분해를 촉진토록 하는 조성으로서 스테아르산칼슘이 탄화목 펠렛(321)의 내부에서 생분해를 촉진토록 함으로써 발열효율을 높이도록 하는 것이다.The calcium stearate is a composition that promotes biodegradation inside the carbonized wood pellets 321, and the calcium stearate promotes biodegradation inside the carbonized wood pellets 321 to increase heat generation efficiency.
이에 더하여 상기 첨가제에는 프로필렌 카보네이트가 더 포함되는데 이는 상기 트리메틸포스페이트, 스테아르산칼슘이 목재 내부로 침투성을 향상시키도록 함으로써 연소제어 및 생분해 촉진효율을 높이도록 하기 위한 것이다.In addition, the additive further includes propylene carbonate, which is intended to improve combustion control and biodegradation promotion efficiency by improving the penetration of the trimethyl phosphate and calcium stearate into the wood.
이러한 첨가액에 의해 탄화목 펠렛(321)을 제조하는 방법은, 먼저 준비된 목재를 건조시키는데, 개략 100 내지 200℃의 온도로 건조시켜 함수율이 20% 이하가 되도록 한다. 그 다음 물 100중량부에 대해 트리메틸포스페이트 10 내지 30중량부, 스테아르산칼슘 10 내지 30중량부, 프로필렌 카보네이트 5 내지 15중량부를 포함하는 첨가액을 건조된 목재에 분사하고 탄화수단에 의해 목재를 탄화시켜 제조되도록 할 수 있다. 상기 탄화수단은 토치 등이 적용될 수 있다.In the method of producing carbonized wood pellets 321 using this additive solution, the prepared wood is first dried at a temperature of approximately 100 to 200° C. so that the moisture content is 20% or less. Next, an additive solution containing 10 to 30 parts by weight of trimethyl phosphate, 10 to 30 parts by weight of calcium stearate, and 5 to 15 parts by weight of propylene carbonate per 100 parts by weight of water is sprayed on the dried wood and carbonized by a carbonization means. It can be manufactured by doing so. The carbonization means may be a torch or the like.
이하 실험 예에 의해 본 발명의 탄화목 여재(32)에 대해 설명한다. Hereinafter, the carbonized wood filter medium 32 of the present invention will be described through an experimental example.
우선 하기와 같이 여재 시료를 제작하였다. First, a filter medium sample was prepared as follows.
<실시예 1><Example 1>
폐폴리프로필 100중량부에 대해 탄화목 펠렛 50중량부, 탄산나트륨 3중량부를 혼합하여 200℃의 용융압출기로 용융압출한 후에 압출성형기로 용융시켜 직경 10㎝의 구형태로 성형한 후 물분사로 냉각시켜 여재시료를 제작하였다. 이때 탄화목 펠렛은 3㎝ X 1㎝ X 1㎝ 규격의 목재 표면을 토치로 탄화시켜 제작하였다.Mix 50 parts by weight of carbonized wood pellets and 3 parts by weight of sodium carbonate with 100 parts by weight of waste polypropylene, melt and extrude with a melt extruder at 200℃, melt with an extruder, mold into a sphere with a diameter of 10 cm, and cool with water spray. A filter sample was produced. At this time, carbonized wood pellets were produced by carbonizing the surface of wood measuring 3cm x 1cm x 1cm with a torch.
<실시예 2><Example 2>
폐폴리프로필 100중량부에 대해 탄화목 펠렛 50중량부, 탄산나트륨 3중량부, 세토스테아릴알코올 0.5중량부를 혼합하여 200℃의 용융압출기로 용융압출한 후에 압출성형기로 용융시켜 직경 10㎝의 구형태로 성형한 후 물분사로 냉각시켜 여재시료를 제작하였다. 이때 탄화목 펠렛은 3㎝ X 1㎝ X 1㎝ 규격의 목재 표면을 토치로 탄화시켜 제작하였다.Mix 50 parts by weight of carbonized wood pellets, 3 parts by weight of sodium carbonate, and 0.5 parts by weight of cetostearyl alcohol with 100 parts by weight of waste polypropyl, melt and extrude with a melt extruder at 200°C, and then melt with an extruder to form a spherical shape with a diameter of 10 cm. After molding, the filter material sample was produced by cooling with water spray. At this time, carbonized wood pellets were produced by carbonizing the surface of wood measuring 3cm x 1cm x 1cm with a torch.
<실시예 3><Example 3>
폐폴리프로필 100중량부에 대해 탄화목 펠렛 50중량부, 탄산나트륨 3중량부, 세토스테아릴알코올 0.5중량부, 염화암모늄 0.2중량부를 혼합하여 200℃의 용융압출기로 용융압출한 후에 압출성형기로 용융시켜 직경 10㎝의 구형태로 성형한 후 물분사로 냉각시켜 여재시료를 제작하였다. 이때 탄화목 펠렛은 3㎝ X 1㎝ X 1㎝ 규격의 목재 표면을 토치로 탄화시켜 제작하였다.For 100 parts by weight of waste polypropyl, mix 50 parts by weight of carbonized wood pellets, 3 parts by weight of sodium carbonate, 0.5 parts by weight of cetostearyl alcohol, and 0.2 parts by weight of ammonium chloride, melt and extrude with a melt extruder at 200°C, and then melt with an extruder. A filter sample was produced by molding it into a spherical shape with a diameter of 10 cm and cooling it with water spray. At this time, carbonized wood pellets were produced by carbonizing the surface of wood measuring 3cm x 1cm x 1cm with a torch.
<실시예 4><Example 4>
폐폴리프로필 100중량부에 대해 탄화목 펠렛 50중량부, 탄산나트륨 3중량부, 세토스테아릴알코올 0.5중량부, 염화암모늄 0.2중량부를 혼합하여 200℃의 용융압출기로 용융압출한 후에 압출성형기로 용융시켜 직경 10㎝의 구형태로 성형한 후 물분사로 냉각시켜 여재시료를 제작하였다. 이때 탄화목 펠렛은 3㎝ X 1㎝ X 1㎝ 규격의 목재 표면을 토치로 탄화시키되, 물 100중량부에 대해 트리메틸포스페이트 20중량부, 스테아르산칼슘 10중량부, 프로필렌 카보네이트 5중량부를 포함하도록 배합된 첨가액을 분사시키면서 탄화시켜 제작하였다.For 100 parts by weight of waste polypropyl, mix 50 parts by weight of carbonized wood pellets, 3 parts by weight of sodium carbonate, 0.5 parts by weight of cetostearyl alcohol, and 0.2 parts by weight of ammonium chloride, melt and extrude with a melt extruder at 200°C, and then melt with an extruder. A filter sample was produced by molding it into a spherical shape with a diameter of 10 cm and cooling it with water spray. At this time, carbonized wood pellets are carbonized with a torch on a wooden surface measuring 3 cm It was manufactured by carbonizing while spraying the additive solution.
이와 같이 준비된 여재시료를 이용하여 하수의 BOD 제거능을 측정하였다. 2L 크기의 회분식 반응기에 BOD 농도 200ppm 포함하는 하수를 넣고, 페수처리장에 존재하는 미생물이 부착된 각 여재시료 200g을 넣어서, 폭기하여 용존산소의 농도를 2ppm 이상으로 유지하면서 시간에 따른 BOD농도를 측정하였다.The BOD removal ability of sewage was measured using the filter media sample prepared in this way. Put sewage with a BOD concentration of 200ppm in a 2L batch reactor, add 200g of each filter media sample with microorganisms present in the wastewater treatment plant, aerate it, and measure the BOD concentration over time while maintaining the dissolved oxygen concentration above 2ppm. did.
도 4에서 보면 실시예 1 및 실시예 2에 비해 실시예 3의 경우가 유리한 결과가 도출되는 것을 알 수 있는데, 이는 염화암모늄의 더 첨가되어 균일한 기공의 형성에 기인한 것으로 판단된다. 실시예 4의 경우가 가장 유리한 효과가 발현되는 것을 알 수 있는데, 이는 탄화목 펠렛의 제조에 있어 목재 내부의 연소를 제어하고, 생분해를 촉진시킴에 기인한 것으로 판단된다.Looking at FIG. 4, it can be seen that Example 3 yielded more advantageous results than Examples 1 and 2, which is believed to be due to the formation of uniform pores due to the addition of more ammonium chloride. It can be seen that Example 4 shows the most advantageous effect, which is believed to be due to controlling combustion inside the wood and promoting biodegradation in the production of carbonized wood pellets.
각 여재 시료에 대한 압축강도 및 중금속(As) 제거능을 측정할 결과가 하기 표 1에 도시되고 있다. 각 여재시료 200g을 50L 용기에 담고 증류수 25 L, 이온 강도가 0.01 노르말이 되어지도록 0.1 N NaNO3 3L, As(V)의 농도가 20㎖/L이 되도록 표준용액을 주입하였다. HNO3와 NaOH를 이용하여 PH 3.0이 되도록 조정한 후, 용액의 부피가 30L가 되도록 증류수를 부었다. 이것을 교반기에서 23℃, 200 rpm으로 교반하여 24시간 후에 흡착된 비소(As)의 양을 측정하였다.The results of measuring the compressive strength and heavy metal (As) removal ability for each filter media sample are shown in Table 1 below. 200 g of each filter sample was placed in a 50 L container, and 25 L of distilled water, 3 L of 0.1 N NaNO 3 so that the ionic strength was 0.01 normal, and a standard solution were injected so that the As(V) concentration was 20 mL/L. After adjusting the pH to 3.0 using HNO 3 and NaOH, distilled water was poured so that the volume of the solution was 30 L. This was stirred in a stirrer at 23°C and 200 rpm, and the amount of arsenic (As) adsorbed was measured after 24 hours.
각 여재시료의 압축강도를 보면 실시예 1보다 실시예 2가 유리한 것을 알 수 있는데, 이는 세토스테아릴알코올의 첨가에 따른 증점효과에 기인한 것으로 판단된다. 실시예 3 및 실시예 4가 가장 유리한 효과가 발현되는 것을 알 수 있는데 이는 염화암모늄의 더 첨가되어 균일한 기공의 형성에 기인한 것으로 판단된다.Looking at the compressive strength of each filter medium sample, it can be seen that Example 2 is more advantageous than Example 1, which is believed to be due to the thickening effect caused by the addition of cetostearyl alcohol. It can be seen that Examples 3 and 4 exhibit the most advantageous effect, which is believed to be due to the formation of uniform pores due to the addition of ammonium chloride.
또한 중금속(비소) 제거량면에서 실시예 2의 경우가 실시예 1의 경우보다 유리한 것을 알 수 있는데, 이는 실시예 2의 경우 세토스테아릴알코올이 더 첨가됨에 기인한 것으로 판단된다.In addition, it can be seen that Example 2 is more advantageous than Example 1 in terms of the amount of heavy metal (arsenic) removal, which is believed to be due to the addition of more cetostearyl alcohol in Example 2.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.Through the above-described content, those skilled in the art will be able to see that various changes and modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to what is described in the detailed description of the specification, but should be determined by the scope of the patent claims.
1 : 본 발명의 시스템 2 : 폭기수단
3 : 담체부 4 : 송풍기1: System 2 of the present invention: Aeration means
3: carrier part 4: blower
Claims (8)
호소 내부에 구성되며, 케이싱과 상기 케이싱 내부에 충진되고 폐플라스틱, 탄화목 펠렛, 발포제를 포함하는 복수의 탄화목 여재로 구성되는 담체부;를 포함하되,
상기 탄화목 펠렛은,
목재에 트리메틸포스페이트, 스테아르산칼슘, 프로필렌 카보네이트, 물을 포함하는 첨가액을 분사하면서 탄화시킴에 의해 제조됨을 특징으로 하는 호소 정화 시스템.
Aeration means for aerating the inside of the appeal; and
It is configured inside the casing, and the carrier portion is composed of a casing and a plurality of carbonized wood filter media filled inside the casing and containing waste plastic, carbonized wood pellets, and a foaming agent.
The carbonized wood pellets are,
An appeal purification system manufactured by carbonizing wood while spraying an additive solution containing trimethyl phosphate, calcium stearate, propylene carbonate, and water.
상기 폭기수단은 상기 담체부 하부에 구성되는 산기관인 것을 특징으로 하는 호소 정화 시스템.
According to clause 1,
An appeal purification system, characterized in that the aeration means is an air diffuser configured in the lower part of the carrier unit.
호소 내부에 구성되며, 상기 호소 내부의 물을 순환시키는 송풍기가 더 구성됨을 특징으로 하는 호소 정화 시스템.
According to clause 2,
An appeal purification system configured inside the appeal, characterized in that it further comprises a blower that circulates water inside the appeal.
상기 폭기수단은 호소 내부에서 고압공기를 분사하여 호소 내부의 물이 순환되도록 하는 고압공기 분사구인 것을 특징으로 하는 호소 정화 시스템.
According to clause 1,
The aeration means is a high-pressure air injection port that sprays high-pressure air inside the appeal to circulate the water inside the appeal.
상기 탄화목 여재는,
복수의 탄화목 펠렛을 감싸며 발포제에 의해 복수의 기공이 형성되는 폐플라스틱에 의한 페이스트 구조로 형성되어, 복수의 기공이 형성된 페이스트는 미생물이 서식공간이 되며 탄화목 펠렛에 의해 발생되는 열에 대한 차열층이 됨을 특징으로 하는 호소 정화 시스템.
According to clause 1,
The carbonized wood media is,
It is formed as a paste structure made of waste plastic that surrounds multiple carbonized wood pellets and has multiple pores formed by a foaming agent. The paste with multiple pores becomes a habitat for microorganisms and a heat shield against the heat generated by the carbonized wood pellets. An appeal purification system characterized by this.
세토스테아릴알코올이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 호소 정화 시스템.
According to clause 5,
An appeal purification system further comprising cetostearyl alcohol.
염화암모늄이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 호소 정화 시스템.
According to clause 5,
An appeal purification system characterized in that it further contains ammonium chloride.
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Citations (5)
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2023
- 2023-09-07 KR KR1020230118710A patent/KR102648284B1/en active IP Right Grant
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