KR20020003338A - 음식물쓰레기 및 하폐수 슬러지와 황토를 이용한 다공성세라믹 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물쓰레기 및 하폐수 슬러지와 황토를 이용한 다공성 세라믹 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 다공성 세라믹의 여재원료를 황토, 백토, 점토 및 고령토로서 준비하고 이 준비된 여재 원료에 음식물쓰레기, 유기성폐기물, 산업용폐기물로 이루어진 발포제를 일정함량 혼합하여 제조되는 다공성 세라믹을 제공함으로서, 미생물과의 친화력을 극대화 시키는 동시에 오폐수 처리 효율을 극대화 할수 있도록 한 것이다.

Description

음식물쓰레기 및 하폐수 슬러지와 황토를 이용한 다공성 세라믹 및 그 제조방법{A porosity ceramic}

본 발명은 음식물쓰레기 및 하폐수 슬러지와 황토를 이용한 다공성 세라믹 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여재원료를 황토, 백토, 점토 및 고령토로서 준비하고 이 준비된 여재 원료에 음식물 쓰레기, 유기성폐기물 또는 산업용폐기물로 이루어진 발포제를 일정함량 혼합하여 제조되는 다공성 세라믹을 제공함으로서, 미생물과의 친화력을 극대화 시키는 동시에 오폐수 처리 효율이 극대화 될수 있도록 한 음식물쓰레기 및 하폐수 슬러지와 황토를 이용한 다공성 세라믹 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 토양과 하천 및 상수원등의 수질오염은 일상상활에서 배출하는 생활폐수 및 각종 공장을 비롯하여 실험실, 연구소 등의 산업 현장에서 발생되는 각종 오,폐수에서 비롯되고 있다.

이러한 각종 오폐수를 처리하고자 할 때에는 생물학적 처리공법이 널리 이용되고 있으며, 상기의 생물학적 처리공법은 미생물을 배양시켜 각종 오염물질을 제거하게 되며, 이 배양된 미생물은 여재에 접촉되어 오폐수의 유기물을 섭취 제거하는 형태로서 오염물질을 제거하게 된다.

이때 가장 중요한 역할을 수행하는 것은 미생물이 서식할수 있도록 제공되는 여재와 이 여재에 생성되는 미생물막을 포함하는 미생물 담체인 것이다.

상기의 폐수를 처리하게 되는 미생물 담체는 직육면체 또는 정육면체등과 같이 일정형상을 이루면서 접촉 폭기조 내의 한정된 공간에 불규칙한 배열을 갖고 채워지게 된다.

그리고 이러한 종래의 미생물 담체는 이제까지 천연암석이나 인조 플라스틱으로서 제공되어 왔으며, 이로 인해 표면적이 적게 됨은 물론 표면 공극이 없게 되는 미생물 담체가 구성되는 것일 뿐 만 아니라 미생물과의 친화력이 작아 부착된 미생물이 이탈되는 탈리현상이 쉽게 일어나는 문제점이 있었으며, 이렇게 여재상에서 쉽게 미생물이 박리되어 탈리됨으로 인해 미생물 배양에는 그 만큼 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었고, 또한 완전한 미생물 담체를 이루는 데도 많은 시간이 소요됨은 물론 배양된 미생물의 탈리로 인하여 양호한 폐수처리를 기대할 수 없는 것일 뿐만 아니라 그만큼 오폐수 처리효율도 떨어지게 되고 처리된 수질도 악화되기 쉬운 문제점이 있는 등 여러가지 제반 문제점들이 발생되었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 여재 원료를 황토, 백토, 점토 및 고령토로서 준비하고 이 준비된 여재 원료에 음식물 쓰레기, 유기성폐기물 또는 산업용폐기물로 이루어진 발포제를 일정함량 혼합하여 제조되는 다공성 세라믹을 제공함으로서, 다공성의 여재를 이룸과 동시에미생물과의 친화력을 극대화 시키는 것임은 물론 여재상에 신속하고도 안정적인 다공성 세라믹이 배양되는 것일 뿐만 아니라 오폐수 처리 효율이 극대화 될수 있는 등의 음식물쓰레기 및 하폐수 슬러지와 황토를 이용한 다공성 세라믹 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명은, 황토, 점토, 백토 및 고령토로 이루어진 여재원료 및 음식물 쓰레기, 유기성폐기물 또는 산업용폐기물로 이루어진 발포제 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 다공성 세라믹은 이후 다공성 세라믹으로서 기술되고 설명될 것이나, 이는 각종 오수, 하수 또는 폐수처리 방법에서 미생물을 이용한 처리에 모두 적용될수 있는 것임은 물론 하천 정비 정화용 블록이나 방음항습자재 및 경량골재등의 건축자재로서도 사용될수 있는 것이다.

여기에서 상기 건축용 경량자재나 하천정비 정화용 블록 및 방음항습용 블록으로 제조시에는 하기에 설명될 본 발명의 다공성 세라믹의 입경이 0.1~1000mm이고 밀도는 0.5∼2.0g/cm²로서 이루어 제조되는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명의 다공성 세라믹은 여재원료 및 발포제로 구성되는 것이다.

상기한 여재 원료로는 황토를 주성분으로 하여 첨가됨과 동시에 여재가 일정강도와 내구성을 가질수 있도록 보조성분으로서 백토, 점토 및 고령토가 각각 일정비율을 이루어 첨가된다.

한편 상기 미생물 여재상에는 다량의 미생물이 흡착되어 미생물 막이 형성되며, 그 막이 형성되는 상부 호기성층에서는 유기 오염물의 호기성 산화와 질산화가 일어나서 유기물질을 제거하게 되고, 하부 혐기성층과 기공내부에 존재하는 미생물에 의하여 혐기성산화와 탈질화반응이 일어나서 질소성분을 효과적으로 제거할 수 있다.

상기의 본 발명에 따른 다공성 세라믹은 미생물과의 친화력이 극대화 될수 있도록 함과 동시에 미생물등의 탈리 현상이 방지될수 있도록 발포제가 사용되고, 이 발포제로는 음식물 쓰레기, 유기성폐기물, 산업용폐기물이 사용되는 것이며, 그 함량은 전체 접촉여재에 대한 발포제의 함량이 20∼80%를 이루도록 된 것이다.

상기에서와 같이 발포제로서 음식물 쓰레기등이 이용됨으로서, 음식물 쓰레기, 유기성폐기물, 산업용폐기물 처리가 자율적이고도 적극적으로 이루어 지게 되어 음식물 쓰레기등의 처리 문제를 해결할수 있게 되는 것임은 물론 발포제로서 음식물 쓰레기를 이용하게 되어 본 발명의 오폐수처리용 다공성 미생물 담체의 제조단가도 절감되는 것임과 동시에 폐자원의 재활용이라는 환경친화적인 제품을 이루게 되는 것이다.

상기 음식물 쓰레기 발포제로 표면부를 이루는 본 발명의 다공성 세라믹은 그 미생물의 친화력을 증대시키면서 배양 속도가 증가되어 그 만큼 미생물막 형성시간이 단축되는 것임과 동시에 일단 형성된 미생물 막은 그 미생물 부착성능이 우수하여 미생물이 박리되어 떨어져 나가는 탈리현상을 방지하게 되고, 이로서 오페수 처리효율을 극대화 되게 되는 것이다.

본 발명에 따른 다공성 세라믹의 제조방법은 먼저, 황토, 점토, 백토 및 고령토로 이루어진 여재원료을 준비하고 이 여재원료상에 음식물 쓰레기, 유기성폐기물 또는 산업용폐기물로 이루어진 발포제가 전체 여재에 대해 20∼80%의 함량을 이루도록 혼합하게 되고, 상기 혼합물을 스크류형 압출구기를 이용하여 구형의 여재를 제조하거나 일정형틀에서 압축성형이 선택적으로 이루어져 일정형상을 이루게 되는데, 이때 상기의 여재는 입경이 0.1∼1000mm이고 밀도는 0.6∼2.0g/cm²인 여재로서 제조하게 되고, 상기 제조된 여재를 대기중에서 건조시킨 다음 건조된 여재를 400∼1400℃의 온도에서 1∼5시간 동안 로를 이용하여 열처리하게 된 후 최종적으로 열처리된 여재를 냉각시키어 본 발명에 따른 다공성 세라믹을 제조 완료하게 된다.

이러한 다공성 세라믹은 사용목적에 따라 건축용 경량자재, 하천정비정화용 블럭 및 방음항습용 블럭으로 제조 사용될 수 있는 것이다.

이와 같이 제조된 본 발명의 다공성 세라믹은 종래의 오폐수처리를 위한 활성오니조의 미생물 농도보다 그 농도가 월등히 높은 것으로 나타 났음과 동시에 미생물 농도가 높음으로 인해 오페수처리 효율도 극대화 되는 것이었음은 물론 음식물 쓰레기 발포제로서 미생물의 친화력을 증대하게 되고 탈리현상이 방지되어 매우 안정적인 오폐수 처리를 수행하게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 다공성 세라믹의 여재원료를 황토, 백토, 점토 및 고령토로서 준비하고 이 준비된 여재 원료에 음식물 쓰레기, 유기성폐기물 또는 산업용폐기물로 이루어진 발포제를 일정함량 혼합하여 제조되는 다공성 세라믹을 제공함으로서, 다공성의 미생물 담체를 이룸과 동시에 미생물과의 친화력을 극대화 시키는 여재상에 신속하고도 안정적인 미생물 담체가 형성되는 것일 뿐만 아니라 오폐수 처리 효율을 극대화 할수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 이루어질 수 있는 것임을 밝혀둔다.

Claims (5)

1. 다공성 세라믹은 황토, 점토, 백토 및 고령토로 이루어진 여재원료; 음식물 쓰레기, 유기성폐기물 또는 산업용폐기물로 이루어진 발포제로 구성되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 및 하폐수 슬러지와 황토를 이용한 다공성 세라믹.
2. 황토, 점토, 백토 및 고령토로 이루어진 여재원료을 준비하고 이 여재원료상에 음식물 쓰레기, 유기성폐기물, 산업용폐기물로 이루어진 발포제가 전체 여재에 대해 20∼80%의 함량을 이루도록 혼합되는 단계와; 상기 혼합물을 스크류형 압출구기를 이용하여 구형의 여재를 제조하거나 일정형틀에서 압축성형이 선택적으로 이루어져 일정형상을 이룸과 동시에 입경이 0.1~1000mm이고 밀도는 0.6∼2.0g/cm²인 여재로서 제조되는 단계와; 상기 제조된 여재를 건조시킨 다음 건조된 여재를 400∼1400℃의 온도에서 1∼5시간 동안 연속식 또는 배치식로를 이용하여 열처리하게 되고 이후 열처리된 여재를 냉각시키는 단계를 포함하는 일련의 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 및 하폐수 슬러지와 황토를 이용한 다공성 세라믹 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 일련의 단계를 거치면서 제조되는 상기 다공성 세라믹은 사용목적에 따라 건축용 경량자재로 제조되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 및하폐수 슬러지와 황토를 이용한 다공성 세라믹 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 일련의 단계를 거치면서 제조되는 상기 다공성 세라믹은 사용목적에 따라 하천정비정화용 블록으로 제조되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 및 하폐수 슬러지와 황토를 이용한 다공성 세라믹 제조방법.
5. 제2항에 있어서, 일련의 단계를 거치면서 제조되는 상기 다공성 세라믹은 사용목적에 따라 방음항습용 블록으로 제조되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 및 하폐수 슬러지와 황토를 이용한 다공성 세라믹 제조방법.