KR20010053795A - 도석을 이용한 세라믹담체 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도석을 이용한 세라믹 담체에 관한 것으로, 산화알루미늄(Al2O3) 또는 수산화알루미늄 30-50 중량부, 벤토나이트(BENTONITE) 5-10 중량부, 도석(POTTERY STONE)5-15 중량부, 활석(TALC) 5-15중량부, 물 10-30중량부 및 기공형성제 카아본 20-35 중량부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

도석을 이용한 세라믹담체 및 그 제조방법{The ceramic media using pottery stone and making method thereof}
본 발명은 도석을 이용한 세라믹담체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탈취 및 미생물을 고정화하기 위한 도석을 이용한 세라믹 담체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
급속한 산업화의 발달로 사회적 문제로 오폐수 및 대기악취문제가 크게 대두되고있다. 현재 우리나라는 물론 세계적으로도 이러한 문제 해결을 위한 대책마련에 경제적인 손실을 감수 하면서까지 몰두하고있는 실정이다.
현재 우리나라에서 일반 산업폐수나 생활하수, 축산폐수 등을 처리하는데 가장 널리 이용되고 있는 방법은 호기성 처리이면서 현탁법인 활성슬러지법이다. 활성슬러지법은 폐수를 활성화된 미생물집단(활성슬러지)과 혼합하여 폭기조 에서 폭기 시켜 미생물을 부유상태로 만든 다음, 활성슬러지를 폐수로부터 침전 분리시키며 분리된 활성슬러지 중 일부를 폭기조로 반송하여 재사용하고 나머지는 폐기한다. 그러나, 이러한 활성슬러지법은 처리반응조(폭기조)의 미생물 농도가 낮기 때문에 폐수의 처리속도가 느리고 처리시간이 길어져 처리시설의 대형화가 요구되며장치의 운전시 슬러지의 팽화 및 다량의 잉여 슬러지 발생, 또 2차처리 비용이 발생되는 등 막대한 비용이 소요되는 문제점이 있고, BOD, COD규제에서 질소, 인 성분제거에는 한계가 있다.
이같은 문제점을 해결하기 위하여 구미 선진국에서 부착미생물을 이용한 생물막법이 개발되었다. 이러한 생물학적 영양염류처리공정은 BOD, TOC, COD로 표현하는 탄소유기물의 제거, 탈질화 및 안정화등을 목적으로 사용한다. 해외에서는 미생물학적 수처리 시스템이 보편화되었고, 국내에서도 수질의 고도처리를 위하여 이 방법으로 대체되는 시점에 있다. 질소, 인 같은 영양염류가 많이 포함되어 하천이나 호수, 또한 연안 바다의 부영양화의 원인 때문이다.이 시스템에서 미생물을 부착시키고 있는 접촉 여재로는 플라스틱 접촉 여재, 섬모상의 고분자 접촉 여재 등이 사용되고 있으나 미생물 부착성에서 품질이 떨어지고 자체적 이온교환능력이 없으므로 최근에는 환경 친화적인 다공질성 세라믹 담체가 많이 개발되어 사용되고 있다.
그러나, 현재까지 개발되어온 담체는 기계적인 강도가 커지면 기공율이 작아지고 반대로 기공율이 높아지면 강도가 약해 마모되어 침식 되고 마는 상반된 특성에 한계를 벗어나지 못하고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 높은 기공율을 가지면서도 우수한 기계적 강도를 유지하는 세라믹 담체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 산화알루미늄 (Al2O3) 또는 수산화알루미늄 30-50 중량부, 벤토나이트(BENTONITE) 5-10 중량부, 도석(POTTERY STONE)5-15 중량부, 활석(TALC) 5-15중량부, 물 10-30중량부 및 기공형성제 카아본 20-35 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 담체에 의해 달성된다.
본 발명의 목적은 또한 활석 45-60중량부, 산화알루미늄 40-55 중량부 , 도석 5-15 중량부, 물 20-40중량부 및 기공형성제 카아본 20-35 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 담체에 의해서도 달성된다. 이 경우 본 발명의 세라믹 담체는 유기 바인더인 카르보닐메틸셀룰로스(CMC) 3-5% 수용액 10-20중량부와 베가몰 5-10중량부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 세라믹 담체의 제조방법은 산화알루미늄 (Al2O3) 30-50 중량부, 벤토나이트(BENTONITE) 5-10 중량부, 도석 (POTTERY STONE)5-15 중량부, 활석(TALC) 5-15중량부, 물 20-30중량부 및 기공형성제 카아본 20-35 중량부로 이루어진 원료를 혼합하고 분쇄하는 단계; 물리적인 외력을 가하여 원료에 가소성을 부여 하고 잔류 응력을 풀어주는 단계; 상기 원료를 성형하는 단계; 그리고 상기 성형체를 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세라믹 담체의 제조방법에 의해 표면에 미세한 요철구조를 갖는 다공성 세라믹 담체가 제조된다. 성형 방법에 따라 압출성형을 하게되면 미생물 고정용 담체가 제조되고, 압출 공정이 아닌 롤 밀로 성형을 하게 되면 탈취용 담체가 제조된다.
상기 세라믹 담체 원료에 대한 특징은 다음과같다.
산화알루미늄은 합성 수산화 알루미늄을 가열해서 사용하거나 천연 알루미나를 사용한다. 수산화 알루미늄은 가열 변화를 거쳐 α-Al2O3로 변화하며 이때 소성 조건에 따라서 1차 입경이 달라지며 수 차례의 상 변화를 거쳐 약 1000℃에서 α-Al2O3로 변화한다. 많은 상 변화가 가열시 발생하기 때문에 반응성이 크고 알루미나보다 밀도가 낮으며 소결 중 의 수축율 이 크기 때문에 그동안 세라믹 분야 에서는 많이 사용 되지 않았다. 알루미나는 세라믹 분야 에서 가장 많이 사용되는 원료로서 그 밖에 산업 전반에 걸쳐 많이 사용 되고 있으며 상이 안정하고 가격이 타 세라믹 재료에 비해 저렴하여 그 응용 분야가 넓다. 하기 표 1은 본 발명에 사용된 알루미나 및 수산화 알루미늄의 조성표 이며 한국 종합화학에서 생산된 제품이다.
표 1.
구 분 단 위 수산화 알루미늄 알루미나
수분 (%) 0.1 0.001
Al(OH)3/Al2O3(%) 99.7 99.7
Na2O (%) 0.2 0.3
Si (ppm) 0.01 0.02
Ti (ppm) 0.01 0.001
Fe (ppm) 0.012 0.02
평균 입경 (㎛) 60 60
본 발명에서 사용된 무기 천연 원료는 점토의 종류에 속하는 벤토나이트로서 벤토나이트의 주 광물은 Montmorillonite 인데, 화산회(火山灰)의 유리성분이 분해 해서 생성된 매우 점력이 강한 소재이다. 특히 우수한 양이온 교환성을 갖고 있으며 일반적으로 석영, 제올라이트, 장석 등의 성분을 포함하고 있다. 하기 표 2 는 본 발명에 사용된 벤토나이트의 화학 조성이다.
표 2.
원료명 구조식 조성비(%)
이산화규소 SiO256.4-60
산화알루미늄 Al2O317.0-23
산화철(III) Fe2O31.0-4.3
산화마그네슘 MgO 2.6-4.0
산화칼슘 CaO 4.3-5.0
산화칼륨 K2O 1.0-1.5
인산무수물 P2O50.05
결정수 H2O (＋) 7.0-9.0
도석(POTTERY STONE)은 광물학상의 명칭이 아니고 단미로 성형이 가능하며 소성하면 자화함으로 도자기를 만들 수 있는 광석을 말하며 도석광상은 일반적으로 산성 화산암류 또는 반심성암류가 열수변질 작용에 의하여 주 구성 광물인 장석류일부가 견운모 및 고령토 광물로 변질된 것을 말하며 소성시 성형체의 변형을 막고 본 발명에서는 바인더(BINDER)의 성질을 갖게하는 특성을 지니고 있다. 도석의 종류는 크게 견운모질 도석과 카올린질도석,엽납석질도석,장석질 도석 등으로 나뉘고 있으며 국내에서는 전국적으로 광상이 고르게 분포된 광물이다. 본 발명에 사용된 도석의 주요 화학 조성물은 표 3과 같다.
표3.
원료명 구조식 조성비(%)
이산화규소 SiO275.66
산화알루미늄 Al2O318.7
산화철(III) Fe2O30.04
산화마그네슘 MgO 0.04
산화칼슘 CaO 0.11
산화칼륨 K2O 0.11
인산무수물 P2O50.14
결정수 H2O (＋) 6.23
본 발명에 사용된 탈크(TALC)는 3 팔면체형으로 Mg3Si4(OH)2의 기본식을 갖는 광물로서 극소량의 Al이 Si대신 치환 되기도 하며 비중 2.7-2.83 에 모오스경도가 1 정도의 약한 강도를 갖는다. FINE ceramics 에서 MgO 첨가를 목적으로 사용되며광물 주요 화학적 조성물은 다음 표 4와같다.
표 4
원료명 구조식 조성비(%)
이산화규소 SiO261.7
산화알루미늄 Al2O30.2
산화철(III) Fe2O30.004
산화마그네슘 MgO 31.8
산화칼슘 CaO 0.48
산화칼륨 K2O 0.03
인산무수물 P2O50.001
상기와 같이 상기 벤토나이트를 제외한 원료들은 일반 CLAY로 분류되나 일반점토에 비해서 점력이 떨어진다. 때문에 결합강도가 떨어지고 가소성이 충분하지 못하여 원료혼합 및 소성 과정이 매우 어려운 것이 큰 단점이었으나 본 발명에서는 외력을 가하여 물리적인 가소성을 부여하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
즉 본 발명에서는 상기 원료를 진동분쇄기와 코니더 혼합기(KO-NEADER MIXER)를 이용하여 건식 혼합하고, 압출성형에 필요한 가소성을 부여키 위한 처리 공정으로 퍼그 밀(PUG-MILL)과 롤 밀(ROLL-MILL)을 적용하였다.
진동 분쇄기는 원통형의 용기 내에 볼(BALL)이 충진 된 것이다. 바이브레이션을 가해 5-10분간 진동을 가하여 바람직하게는 7분정도 원료혼합 및 미분쇄 공정을 실시하여 준다.
코니더 혼합기에서는 하나의 교반 축과 벽 사이에서 혼합 원료들이 혼합 되면서, 교반 날개의 나선 운동에 의하여 혼합된 원료가 연속적으로 배출된다.
롤 밀은 두개의 회전 롤 사이로 혼합된 원료들이 통과 하는 것으로서 이때 통과된 원료들은 전단 압축 응력을 받게 되며 이때 원료에 가소성이 생기게 되며 첨가된 수분외에 층간 탈수를 유도시켜 소정의 점력을 갖게 해준다. 반복된 롤 밀작업은 2-3회가 적당하며 반복 횟수가 많다고 가소성이 좋아지는 것은 아니다.
롤 밀을 통과한 원료는 매우 큰 압력이 작용하여 그 자체로 성형이 가능 하지만 라미네이션 및 건조시 균열을 초래할 우려가 높다. 때문에 본 발명에서는 두개의 축으로 된 나선상의 여러 개의 날개가 붙어있는 퍼그 밀을 통과시켜 롤 밀 작업시 발생된 잔류응력을 풀어줌과 동시에 압출이 원활하도록 충분히 원료를 혼합해준다.
위와 같이 혼합된 원료는 미생물 고정용 담체의 압출 성형에 적당한 성질을 갖게 되며 바람직 하게는 두개의 책 밀로 된 투입부에서 원료는 1차로 혼합 되며 혼합된 원료는 Φ7mm 정도로 성형 되어 탈기실로 보내진다. 탈기실 에서 ­3-5 Kg/㎠로 탈기(脫氣)가 이루어지며 40-60˚의 경사를 갖는 압출금형에서 탈기와 동시에 관,봉 등의 형상으로 압출된다.
또, 탈취 특성을 갖는 담체에 대한 성형 방법은 다음과 같다. 상기 퍼그 밀에서 배출되어 나온 혼합물을 2개의 일정한 홈이 가공된 ROLL 사이를 통과시켜 크기와 모양이 동일한 제품을 성형하는 것으로서 출발 원료의 조성 및 기타 공정은 동일하고 성형 공정만 상이하다.
상기와 같이 성형된 제품은 40-60℃의 건조로에서 건조공정을 거치게 되며 이렇게 성형된 제품은 높은 강도를 갖는다. 첨가원료의 조성비와는 관계없이 소성공정은 매시 분당 3-6℃의 승온 속도로 700℃로 승온하여 60분 유지 시켜준다. 이는 조성물의 유기물이 완전 연소되고 이로 인한 체적변화가 물성에 영향을 미치지 않도록 하기위한 대책이다. 즉, 첨가된 유기바인더 및 첨가물의 연소가 거의 이루어지는 단계이며 첨가된 원료의 층간 탈수가 활발하게 진행되기 때문이다. 다시 동일한 속도로 900℃까지 승온 후 60분 유지 시간을 두어 750-900℃까지 계속되는 반응 들이 원활하게 일어날 수 있도록 해준다. 본 발명에 있어서 최고 소성온도는 Al2O3첨가량에 의해서 정해지며 적정 소성 온도 범위, 예를 들어 1300-1350℃에서 2-6시간 유지 시킨후 노냉 한다. 소성 분위기는 산성분위기가 바람직하며 냉각시 450-650℃ 구간에서 주위를 요한다. 이 구간은 소성로 내화물과 제품이 열충격으로 부터 보호되는 온도구간이며 타 온도 구배 구간은 냉각 속도에 민감하게 반응하지 않는다.
본 발명에 따른 세라믹 담체는 화학적으로 안정하고 물리적 특성이 우수하여 미생물 부착능이 우수하고 폭기조 내에서 마모율이 작고 연속적으로 이루어진 폼 내에서부터 외부까지 고르게 생물막이 형성 되어있어 오폐수처리 및 탈취 효율을높일 수 있다.
이하 본 발명에 따른 다공질 세라믹 담체 및 이의 제조 방법을 실시예들을 들어 상세하게 설명 하지만, 하기 실시예들은 본 발명을 한정하거나 제한하는 것은 아니다.
실시예 1
60㎛의 입도를 갖는 수산화알루미늄 40중량부, 325㎛의 입도 분포를 갖는 벤토나이트 6중량부, 물(H2O) 20중량부, 325㎛ 입도의 탈크 14중량부, 325㎛의 입도 분포를 갖는 도석 10 중량부, 100MESH의 기공형성제 카본 30중량부로 구성되는 원료를 진동 분쇄기와 코니이더믹서에서 30-50RPM의속도로 혼합한 후 롤밀에서 20RPM 으로 통과시키고 퍼그밀을 거쳐 압출기에서 관(PIPE)모양의 성형체를 제조하였다. 제조된 성형체를 50℃의 온도에서 12시간 건조하였다.
상기 제품을 가스를 열원으로 사용하는 가스로 혹은 전기로에서 분당 4℃로 승온하여 700℃까지 가열하여 1시간 유지시켰다. 다시 900℃까지 같은 속도로 승온시켰다. 이어서 1300℃까지 승온시킨 후 4시간 유지시켰다. 이후 전원을 차단하여 자연냉각을 시켜 소성 공정을 마무리하여 다공성의 세라믹 담체를 제조하였다.
이렇게 해서 얻은 SAMPLA 에 대한 물리적 특성을 하기 표 5에 나타내었고 세라믹 담체의 기공율과 강도를 표 6에 나타내었다.
표 5.
구 분 시 험 결 과
겉보기비중(g/cc) 2.4
비표면적(m2/cg) 1.7 x 10-2
PORE SIZE(h) 5-150
압축하중(kgf) 500
실시예 2
60㎛의 입도를 갖는 수산화알루미늄 50중량부, 325㎛의 입도 분포를 갖는 벤토나이트 5중량부, 물(H2O) 23중량부, 325㎛입도의 탈크 10중량부, 325㎛의 입도 분포를 갖는 도석 5중량부, 100MESH의 기공 형성제 카본 30중량부로 구성되는 원료를 진동분쇄기 및 코니이더믹서에서 30-50RPM의 속도로 혼합한 후 롤밀에서 20RPM으로 통과시키고 퍼그밀을 거쳐 압출기에서 관 모양의 성형체를 제조하였다. 제조된 성형체는 50℃의 온도에서 12시간 건조하였다.
상기 제품을 가스를 열원으로 사용하는 가스로 혹은 전기로에서 분당 4℃로 승온하여 700℃까지 가열하여 1시간 유지시켰다. 900℃까지 같은 속도로 승온시켰다. 이어서 1330℃까지 승온시킨 후 4시간 유지시켰다. 이후 전원을 차단하여 자연냉각을 시켜 소성 공정을 마무리하여 다공성의 세라믹 담체를 제조하였다.
실시예 3
60㎛의 입도를 갖는 산화알루미늄 40중량부, 325㎛의 입도 분포를 갖는 벤토나트 6중량부, 물 20중량부, 325㎛ 입도의 탈크 24중량부, 325㎛의 입도 분포를 갖는 도석10 중량부, 100MESH의 기공형성제 카본 30 중량부로 구성되는 원료를 진동분쇄기와 코니이더믹서에서 30-50RPM의 속도로 혼합한 후 롤 밀에서 20RPM 으로 통과시키고 퍼그밀을 거쳐 압출기에서 관 모양의 성형체를 제조하였다. 제조된 성형체는 50℃의 온도에서 12시간 건조하였다.
상기 제품을 가스를 열원으로 사용하는 가스로 혹은 전기로에서 분당 4℃로 승온하여 700℃까지 가열하여 1시간 유지시켰다. 다시 900℃까지 같은 속도로 승온시켰다. 이어서 1300℃까지 승온시킨 후 3시간 유지시켰다. 이후 전원을 차단하여 자연냉각을 시켜 소성 공정을 마무리하여 다공성의 세라믹 담체를 제조하였다. 세라믹 담체의 기공율과 강도를 표 6에 나타내었다.
실시예 4
60㎛의 입도를 갖는 산화알루미늄 50중량부, 325㎛의 입도 분포를 갖는 벤토나이트 5중량부, 물 23중량부, 325㎛ 입도의 탈크 10중량부, 325㎛의 입도 분포를 갖는 도석 5중량부, 100MESH의 기공형성제 카본 30중량부로 구성되는 원료를 진동분쇄기와 코니이더믹서에서 30-50RPM의 속도로 혼합한 후 롤밀에서 20RPM으로 통과 시키고 퍼그밀을거쳐 압출기에서 관모양의 성형체를 제조 하였다. 제조된 성형체는 50℃의 온도에서 12시간 건조하였다.
상기 제품을 가스를 열원으로 사용하는 가스로 혹은 전기로에서 분당 4℃로 승온하여 700℃까지 가열하여 1시간 유지시켰다. 다시 900℃까지 같은 속도로 승온 시켰다. 이어서 1340℃까지 승온시킨 후 3시간 유지시켰다. 이후 전원을 차단하여 자연냉각을 시켜 소성 공정을 마무리하여 다공성의 세라믹 담체를 제조하였다.
실시예 5
60㎛의 입도를 갖는 수산화알루미늄 또는 산화알루미늄 50중량부, 325㎛의 입도 분포를 갖는 벤토나이트 5중량부, 물 23중량부, 325㎛ 입도의 탈크 10중량부, 325㎛의 입도 분포를 갖는 도석 10중량부, 100MESH의 기공형성제 카본 25중량부로 구성되는 원료를 진동분쇄기 및 코니이더 믹서에서 30-50RPM의 속도로 혼합한 후, 롤밀에서 20RPM 으로 통과 시킨 후 퍼그밀을 거쳐 압출기에서 관모양의 성형체를 제조하였다. 제조된 성형체는 50℃의 온도에서 12시간 건조하였다.
상기 제품을 가스를 열원으로 사용하는 가스로 혹은 전기로에서 분당 3-6℃의 승온속도로 바람직하게는 분당 4℃로 승온하여 700℃까지 가열하여 1시간 유지 시켰다. 다시 900℃까지 같은 속도로 승온 시켰다. 이어서 1330℃까지 승온시킨 후 4시간 유지시켰다. 이후 전원을 차단하여 자연냉각을 시켜 소성 공정을 마무리하여 다공성의 세라믹 담체를 제조하였다. 세라믹 담체의 기공율과 강도를 표 6에 나타내었다.
표 6
항 목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 5
기공율(%) 57 63 58 55
평균기공경(㎛) 70 60 70 50
압축하중(kgf) 500 450 450 550
성분 Al2O341.1 51 41.1 50
SiO2 13.2 9.9 13.2 10
MgO 4.6 3.3 4.6 3.5
CaO 6.6 3.4 6.6 3.6
K2O 0.1 0.1 0.1 0.1
상기 시료의 채취는 임의로 이루어졌으며 수산화알루미늄과 알루미나의 물리적 특성에는 큰 변화가 없었으며 기공형성제의 첨가량과 물리적 특성과의 관계는 기공형성제가 작게 혼입된 경우 압축강도는 향상 되었으나 기타 물리적 특성은 좋지않았다. 수처리 효율에서는 산화 알루미늄이 좋은 특성을 보였다.
상기 실시예에 따른 다공성 세라믹 담체에 미생물을 부착시켜 오폐수 처리 를 하여 성능을 시험하였다.
기존에 설치된 합병 정화조는 무산소반응조, 호기성반응조, 유량조정조, 생물여과조의 구조를 갖추고 있는데 본 발명의 세라믹 담체를 혐기성 반응조 10% 및 호기성 반응조에 각 25%씩 충진하였으며 초기 식종은 기존 합병 정화조의 슬러지를 이용하여 식종하였다. 합병정화조 용량은 3루베 규모이며 각 시료가 담긴 아크릴 BOX(0.1루베 규모)에 현장과 같은 시스템을 적용하여 세라믹 담체 투입 후 약 15일 후부터 세라믹스 담체 표면에 부착된 미생물의 안정화가 이루어졌으며 20일 후 부터는 매우 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 동일한 시료에 동일한 조건으로 식종을 실시하였고 표7에 그 결과를 나타내었다.
표 7
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예5
유입수질 처리수질 유입수질 처리수질 유입수질 처리수질 유입수질 처리수질
TCOD 140 36 140 30 140 28 140 35
SCOD 90 20 90 20 90 18 90 20
TSS 93 7.6 93 6.8 93 7.0 93 8.3
NH4+-N 26 2.0 26 2.0 26 2.0 26 2.1
실시예 6
상기 실시예 1,2,3,4에서 수분함량을 17중량부로 하고 압출공정을 제외하고 가로30mm 세로 5mm 깊이 5mm의 홈이 대칭으로 파인 ROLL사이를 통과시켜 성형체를 얻는 것을 제외하고는 실시예 1,2,3,4 와 동일하게 탈취 특성을 갖는 세라믹 담체를 제조하였다.
상기 실시예 6에 따른 탈취용 세라믹 담체에 대한 탈취 성능 시험을 오폐수 처리장 농축조에서 발생되는 비교적 고농도 악취에 대하여 실시하였다. 직경 50Cm 높이 1.5m인 아크릴 장치로서 악취공급장치, 주입장치, 반응장치로 구성되어 있는 장치를 사용하여 실시예 6의 담체를 50% 충진하여 미생물이 배양된 물을 연속적으로 순환 살수시켜 악취 제거에 대한 적용 TEST를 실시 하였으며 하기 표 8과 같은 결과를 얻었다.
표 8
구 분 유입농도(ppmv) 배출농도(ppmv) 제거율(%)
H2S 30 0.11 97
CH3SH 2.3 0.6 87
(CH3)2S20.4 12 80
실시예 7
탈크 45-60중량부 ,산화알루미늄 40-55 중량부 , 도석 (POTTERY STONE) 5-15 중량부 및 기공형성제 카아본 20-35 중량부 를 포함하는 세라믹담체 조성물에 유기바인더로 카르보닐메틸셀룰로스(CMC) 3-5% 수용액 10-20중량부와 베가몰 5-10중량부 및 물 10중량부를 부가하여 진동분쇄기 및 코니이더 믹서에서 30-50RPM의속도로 혼합한 후 롤밀에서 20RPM 으로 통과 시킨후 퍼그밀을 거쳐 압출기에서 관모양의 성형체를 제조하였다. 제조된 성형체는 50℃의 온도에서 12시간 건조하였다.
상기 제품을 가스를 열원으로 사용하는 가스로 혹은 전기로에서 분당 4℃로 승온하여 700℃까지 가열하여 1시간 유지시켰다. 다시 900℃까지 같은 속도로 승온 시킨다. 이어서 1335℃ 까지 승온 시킨 후 4시간 유지시켰다. 이후 전원을 차단하여 자연냉각을 시켜 소성 공정을 마무리하여 다공성의 세라믹 담체를 제조 하였다.
본 발명에서는 종래 세라믹담체의 제조공정으로 사용되는 습식혼합 방법에서 탈피하여 초기원료의 특성을 그대로 살려 담체를 제조하였으며 물리적 특성이 우수하고 내화학성이 좋은 담체를 제조하였다.
물리 화학적 특성이 우수하여 여러 가지 화학적인 성질을 함유하고 있는 오폐수에서도 우수한 내구성을 확보하여 미생물 막 형성이 잘 이루어짐은 물론 다공질이므로 고르게 분포된 미생물로 하여금 양호하고 안정적인 유출수질을 유지할 수있게 하였으며 특히 탈취용도로 사용할 경우 우수한 특성을 나타내었다.

Claims (6)

  1. 산화알루미늄 (Al2O3) 또는 수산화알루미늄 30-50 중량부, 벤토나이트(BENTONITE) 5-10 중량부, 도석 (POTTERY STONE)5-15 중량부, 활석(TALC) 5-15중량부, 물 10-40중량부 및 기공형성제 카아본 20-35 중량부로 구성되는 것을 특징으로하는 세라믹 담체.
  2. 탈크 45-60중량부, 산화알루미늄 40-55 중량부, 도석 5-15 중량부, 물 20-40중량부, 기공형성제 카아본 20-35 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 담체.
  3. 제 1 항에 있어서, 카르보닐메틸셀룰로스(CMC) 3-5% 수용액 10-20중량부와 베가몰 5-10중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 담체.
  4. 산화알루미늄 (Al2O3) 30-50 중량부, 벤토나이트(BENTONITE) 5-10 중량부, 도석 (POTTERY STONE)5-15 중량부, 활석(TALC) 5-15중량부, 물 20-30중량부 및 기공형성제 카아본 20-35 중량부로 이루어진 원료를 혼합하고 분쇄하는 단계; 물리적인 외력을 가하여 원료에 가소성을 부여 하고 잔류 응력을 풀어주는 단계; 상기 원료를 성형하는 단계; 그리고 상기 성형체를 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 세라믹 담체의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 혼합 및 분쇄는 진동 분쇄기와 코니이더믹서를 이용하여 행해지고; 상기 가소성 부여는 롤밀을 이용하여 행해지며, 잔류응력을 풀어주는 것은 퍼그 밀을 사용하여 행해지고; 상기 성형은 압출기를 이용하여 압출성형하거나 양쪽이 대칭으로 홈이 파진 롤 사이에서 압축 성형하는 것을 특징으로 하는 세라믹 담체의 제조 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 소성은 1300-1350℃에서 행해지는 것을 특징으로 하는 세라믹 담체의 제조 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040101906A (ko) * 2003-05-27 2004-12-03 가부시키가이샤 덴쇼 기켄 폐수의 미생물 분해 처리 방법 및 폐수처리제의 혼입 장치
KR100692360B1 (ko) * 2005-01-07 2007-03-09 박정길 습식공정에 의한 고품위 벤토나이트 회수방법 및 장치
CN103086498A (zh) * 2013-01-30 2013-05-08 广州市大禹环保科技有限公司 一种用于净水的生态砖
WO2020180092A1 (ko) * 2019-03-04 2020-09-10 코스파 주식회사 친환경 발포체 및 이의 제조 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100420113B1 (ko) * 2000-12-05 2004-03-02 주식회사 한스환경엔지니어링 반응성 고정화 담체 및 이를 이용한 오폐수 처리방법
KR100676149B1 (ko) * 2005-06-24 2007-02-01 한현수 흡연 여과용 촉매 여과물질, 이를 포함하는 담배필터, 담배및 끽연용구

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040101906A (ko) * 2003-05-27 2004-12-03 가부시키가이샤 덴쇼 기켄 폐수의 미생물 분해 처리 방법 및 폐수처리제의 혼입 장치
KR100692360B1 (ko) * 2005-01-07 2007-03-09 박정길 습식공정에 의한 고품위 벤토나이트 회수방법 및 장치
CN103086498A (zh) * 2013-01-30 2013-05-08 广州市大禹环保科技有限公司 一种用于净水的生态砖
WO2020180092A1 (ko) * 2019-03-04 2020-09-10 코스파 주식회사 친환경 발포체 및 이의 제조 방법

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