KR102648294B1 - Carbonized wood media - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐플라스틱, 탄화목 펠렛 및 발포제를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화목 여재에 관한 것이다.The present invention relates to a carbonized wood filter medium characterized in that it contains waste plastic, carbonized wood pellets, and a foaming agent.
Description
본 발명은 폐플라스틱을 재활용 할 수 있으며, 탄화목의 여재능을 배가시킬 수 있는 탄화목 여재에 관한 것이다.The present invention relates to a carbonized wood filter medium that can recycle waste plastic and double the filtering capacity of carbonized wood.
근래에는 급속한 경제발전과 공업화에 의하여 국민생활수준이 향상되어 왔으나, 그에 따라 생활하수의 양이 급속하게 증가하여 하천의 수질오염은 점점 심각해져 가고 있으며, 상기 오염된 하천수가 그대로 바다로 방류됨으로서 해양오염을 일으키고 있는 실정이다. 이를 방지하기 위하여 생활하수의 처리를 위해 다양한 구조의 하수처리장치가 제시되고 있으며, 최근 들어서는 미생물을 이용한 호기성 오폐수 처리장치의 사용이 증가하고 있다.In recent years, the people's standard of living has improved due to rapid economic development and industrialization, but as the amount of domestic sewage has increased rapidly, river water pollution has become increasingly serious, and the contaminated river water is discharged into the sea as it is, causing marine pollution. is currently causing a problem. To prevent this, sewage treatment devices of various structures have been proposed to treat domestic sewage, and recently, the use of aerobic wastewater treatment devices using microorganisms has been increasing.
이때 미생물이 정상적으로 서식할 수 있기 위해서는 기준치 이상의 온도가 유지되어야 하는데, 종래의 호기성 오폐수처리 장치는 미생물이 서식하는 공간의 온도를 조절하기 위한 별도의 장치가 구비되어 있지 아니하므로, 미생물이 정상적으로 서식하지 못하게 되고, 이에 따라 정화효율이 떨어진다는 문제점이 있었다.At this time, in order for microorganisms to live normally, the temperature must be maintained above the standard value. However, conventional aerobic wastewater treatment devices are not equipped with a separate device to control the temperature of the space where microorganisms live, so microorganisms do not live normally. There was a problem in that the purification efficiency was lowered.
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 제공하고자 함이다.The present invention was developed to solve the above problems, and aims to provide a carbonized wood filter medium that can further double the function of carbonized wood to maintain the temperature standard for the habitation of microorganisms even in the winter.
상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 탄화목 여재는 폐플라스틱, 탄화목 펠렛 및 발포제를 포함하는 것을 특징으로 한다.As a means to solve the above-mentioned problems, the carbonized wood filter medium of the present invention is characterized by containing waste plastic, carbonized wood pellets, and a foaming agent.
하나의 예로써, 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, it is formed into 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, which are generated by the carbonized wood pellets. It is characterized by being a thermal insulation layer against the heat.
하나의 예로써, 세토스테아릴알코올이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.As an example, it is characterized in that cetostearyl alcohol is further included.
하나의 예로써, 염화암모늄이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.As an example, it is characterized in that ammonium chloride is further included.
하나의 예로써, 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 produced by carbonizing wood while spraying an additive solution containing trimethyl phosphate, calcium stearate, propylene carbonate, and water.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 여재는 계절에 상관없이 미생물의 생장환경이 조성될 수 있도록 하는 탄화목의 성능을 배가시키는 등으로 미생물 생장환경을 향상시켜 정화효율을 높일 수 있는 장점이 있다.As explained above, the filter medium of the present invention has the advantage of increasing purification efficiency by improving the microbial growth environment by doubling the performance of carbonized wood, which creates an environment for microbial growth regardless of the season.
또한, 본 발명의 여재는 강도 등을 향상시켜 내구성을 확보할 수 있는 장점이 있다.In addition, the filter medium of the present invention has the advantage of securing durability by improving strength, etc.
도 1은 본 발명의 여재를 나타내는 절개단면도.
도 2는 본 발명의 실시예들에 대한 정화능에 대한 실험결과.1 is a cross-sectional view showing a filter medium of the present invention.
Figure 2 shows experimental results of purification ability for embodiments of the present invention.
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 여재는 폐플라스틱, 탄화목 펠렛 및 발포제를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 본 발명의 여재는 도 1에서 보는 바와 같이 폐플라스틱(3)을 바인더로 하고, 탄화목 펠렛(2)이 포함되도록 하면서 발포제에 의한 발포로 폐플라스틱(3)에 의한 페이스트에 복수의 기공(31)이 형성되도록 하는 것이다. 바람직하게 본 발명의 여재는 입경이 3 내지 10cm 정도로 제조되도록 하는 것이 타당하다.The filter medium of the present invention is characterized in that it contains waste plastic, carbonized wood pellets, and a foaming agent. As shown in FIG. 1, the filter medium of the present invention uses waste plastic (3) as a binder, contains carbonized wood pellets (2), and foams with a foaming agent to form a plurality of pores in the paste made by waste plastic (3). (31) is formed. Preferably, it is reasonable to manufacture the filter medium of the present invention with a particle diameter of about 3 to 10 cm.
이러한 구조에 의해 복수의 기공(31)이 형성된 페이스트는 미생물이 서식공간이 되는 것은 물론 이하에서 설명하는 탄화목 펠렛(2)에 의해 발생되는 열에 대한 차열층으로서 기능도 발현되도록 하는 것이다.The paste in which a plurality of pores 31 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 2, which will be described below.
즉 이와 같이 구성되어 특히 동절기 등에 탄화목 펠렛(2)에 의해 발생되는 열이 복수의 기공(31)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 (2), especially in winter, is controlled to leak to the outside by the paste in which a plurality of pores (31) are formed, thereby maintaining the temperature maintenance conditions for the growth of microorganisms for a longer period of time. It becomes possible.
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 본 발명의 여재(1)에는 탄화목 펠렛(2)이 포함되도록 하는데, 상기 탄화목 펠렛(2)은 다량의 미생물이 안정적으로 안착될 수 있으면서 외기가 낮아지더라도 미생물이 서식하기에 적당한 온도를 유지할 수 있도록 하는 것이다.Accordingly, the filter medium (1) of the present invention includes carbonized wood pellets (2), wherein a large amount of microorganisms can be stably settled and the temperature suitable for microorganisms to live even when the outside air is low. It is to be able to maintain .
상기 탄화목 펠렛(2)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 (2) has a surface in the form of charcoal with numerous micropores and is characterized in that the interior maintains the state of raw 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(2)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 (2), 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 purification of sewage and wastewater by microorganisms is highly realized even in winter when the temperature is low.
특히 상기에서 기 언급한 바와 같이 본 발명의 여재(1)는 도면에서 보는 바와 같이 폐플라스틱(31)의 발포에 의해 복수의 기공(31)이 형성되는데, 이러한 기공(31)에 의해 미생물의 생장이 가능한 것은 물론 이러한 페이스트의 기공(31)에 의해 열차단효과가 발현되어 탄화목 펠렛(2)의 동절기에 있어 발생된 열이 외부로 유출되는 것이 제어되어 미생물 생육환경이 더욱 배가되는 것이다.In particular, as mentioned above, the filter medium 1 of the present invention has a plurality of pores 31 formed by foaming the waste plastic 31, as shown in the drawing, and these pores 31 allow the growth of microorganisms. Not only is this possible, but the pores 31 of the paste provide a heat shielding effect, thereby controlling the outflow of heat generated during the winter of the carbonized wood pellets 2 to the outside, thereby further increasing the environment for microbial growth.
상기 탄화목 펠렛(2)은 바람직하게 길이가 1 내지 5cm이고 너비가 1 내지 5cm이며 높이가 1 내지 5㎝인 것이 바람직하다.The carbonized wood pellets (2) 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(3)에 의해 형성되는 페이스트에 다수의 기공(31)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 31 to be formed in the paste formed by the waste plastic 3, and the type is not limited, and examples include silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, antimony oxide, sodium carbonate, calcium carbonate and carbonate. One type selected from the group consisting of magnesium may be applied.
바람직하게 폐플라스틱 100중량부에 대해 탄화목 펠렛 30 내지 150중량부, 발포제 1 내지 5중량부로 배합됨이 타당하다.Preferably, it is reasonable to mix 30 to 150 parts by weight of carbonized wood pellets and 1 to 5 parts by weight of foaming agent for 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(2)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.On the other hand, the carbonized wood pellets (2) 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(2)은, 목재에 트리메틸포스페이트, 스테아르산칼슘, 프로필렌 카보네이트, 물을 포함하는 첨가액을 분사하면서 탄화시킴에 의해 제조되는 탄화목 펠렛(2)이 적용되는 예를 제시하고 있다. Accordingly, the carbonized wood pellet (2) of the present invention is an example in which the carbonized wood pellet (2) produced 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(2)에 있어 내부의 생분해를 촉진토록 하는 조성으로서 스테아르산칼슘이 탄화목 펠렛(2)의 내부에서 생분해를 촉진토록 함으로써 발열효율을 높이도록 하는 것이다.The calcium stearate is a composition that promotes biodegradation inside the carbonized wood pellets (2), and the calcium stearate promotes biodegradation inside the carbonized wood pellets (2) 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(2)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 2 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 발명을 설명한다.The present invention will be explained below through experimental examples.
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°C, 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 the surface of wood measuring 3cm 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 2에서 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 Figure 2, 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 medium 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 여재 2 : 탄화목 펠렛
3 : 폐플라스틱 31 : 기공1: Filter medium of the present invention 2: Carbonized wood pellets
3: Waste plastic 31: Pores
Claims (5)
상기 탄화목 펠렛은,
목재에 트리메틸포스페이트, 스테아르산칼슘, 프로필렌 카보네이트, 물을 포함하는 첨가액을 분사하면서 탄화시킴에 의해 제조됨을 특징으로 하는 탄화목 여재.
Includes waste plastics, carbonized wood pellets, and foaming agents,
The carbonized wood pellets are,
A carbonized wood filter material produced by carbonizing wood while spraying an additive solution containing trimethyl phosphate, calcium stearate, propylene carbonate, and water.
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 탄화목 여재.
According to clause 1,
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. A carbonized wood media characterized by being .
세토스테아릴알코올이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 탄화목 여재.
According to clause 1,
A carbonized wood filter medium characterized in that it further contains cetostearyl alcohol.
염화암모늄이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 탄화목 여재.
According to clause 1,
Carbonized wood filter medium, characterized in that it further contains ammonium chloride.
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| KR20050054645A (en) * | 2003-12-05 | 2005-06-10 | 손병갑 | Fluidized bio media and its preparation method |
| KR101540240B1 (en) | 2014-03-05 | 2015-07-31 | 그린건설환경(자) | Filtering apparatus using carbonized wood |
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2023
- 2023-09-07 KR KR1020230118709A patent/KR102648294B1/en active IP Right Grant
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