KR20030068367A - 광촉매를 포함한 오,폐수 처리용 폴리우레탄 지지체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오,폐수의 처리를 위하여 광촉매 반응을 일으키는 광촉매제를 포함하고 있는 폴리우레탄 지지체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오,폐수에 포함된 오염물들을 광촉매 반응으로 분해시키는 광촉매제를 첨가함에 있어, 상기 첨가물질과 오염물이 반응할 수 있는 반응계를 부여함과 동시에, 처리된 오염물의 잔류물을 내부에 포함하여 처리된 오,폐수로부터 용이하게 분리해낼 수 있는 폴리우레탄 지지체에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 폴리우레탄 지지체를 형성함에 있어서, 폴리우레탄 의 원료인 폴리올(Polyol)에 대하여 오염물을 분해시키기 위한 광촉매 첨가물를 첨가하는 단계, 상기 단계 후 폴리올 및 첨가물의 혼합 물질에 이소시아네이트 화합물을 첨가하여 폴리우레탄 지지체를 형성시키는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

Description

광촉매를 포함한 오,폐수 처리용 폴리우레탄 지지체{METHOD OF A SEWAGE, WASTE WATER DISPOSAL}

본 발명은 조사되는 빛에 의해 광촉매 반응을 일으키는 광촉매제를 포함하고 있는 폴리우레탄 지지체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광촉매 반응에 의해 오,폐수에 포함된 오염물들을 분해시키는 광촉매제를 첨가함에 있어, 상기 첨가물질과 오염물이 반응할 수 있는 반응계를 부여함과 동시에, 처리된 오염물의 잔류물을 내부에 포함하여 처리된 오,폐수로부터 용이하게 분리해낼 수 있는 폴리우레탄 지지체에 관한 것이다.

현재 기존의 오,폐수 처리 방법은 생물학적 방법, 물리적 방법, 화학적 방법으로 크게 분류되는데, 상기 처리 방법 중 생물학적 방법은 활용도가 높아 널리 이용되는 반면 효율은 떨어지고, 물리학적 방법은 활용도가 매우 낮아서 적용이 어려우며, 화학적 방법은 활용도와 효율이 매우 뛰어난 반면, 상기 화학적 처리를 위한 반응계를 목적으로 하는 반응조, 상기 반응조에서 제거된 오염물의 침전을 제거하기 위한 침전조 및 침전제거 장치의 설치 및 운용으로 인하여 과다한 비용의 투자가 필요한 실정이다.

특히, 산업전반에 걸쳐 버려지는 폐수에 대한 배출 규제가 엄격히 강화됨에 따라, 상기 오염물질의 허용농도에 대한 수치가 매우 낮아졌으며, 이로 인하여 일차적으로 처리된 폐수에 대해 이차적인 고도처리가 필요한 실정이나 효율적인 폐수처리방법이 없어서 문제점이 발생하게 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 폴리우레탄을 지지체로 사용하고, 상기 폴리우레탄 지지체 내부에 오염물을 분해시키기 위한 광촉매 첨가물을 고정하여 지지체의 내부에서 자외선 조사에 의한 광촉매 반응이 이루어질수 있도록 함으로써, 기존의 화학적 처리방법에서 요구하던 대단위 설비장치의 반응계를 대체할뿐 아니라 오염물의 농도가 높을 경우에도 효율적으로 적용할 수 있는 오,폐수 처리방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 폴리우레탄의 원료인 폴리올(Polyol)에 오염물을 분해시키기 위한 광촉매 첨가물을 포함함에 있어, 상기 광촉매 첨가물과 폴리올을 혼합하는 단계, 상기 단계 후 이소시아네이트 화합물을 첨가하고 혼합하여 폴리우레탄 지지체를 형성하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 광촉매를 포함한 오,폐수 처리용 폴리우레탄 지지체를 보이고 있는 도면.

도 2는 도 1에서 도시하고 있는 폴리우레탄 지지체를 구성하고 있는 셀구조를 확대하여 보이고 있는 도면.

도 3은 도 2에서 도시하는 있는 폴리우레탄 지지체를 구성하고 있는 셀구조와 오염물질이 광촉매 반응에 의해 분해되고 있는 모습을 확대하여 보이고 있는 도면.

도 4는 광촉매 반응에 의해 처리된 오염물들의 처리 효율을 도시한 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 본 발명에 의한 폴리우레탄 지지체.

2 : 폴리우레탄 지지체에 구성된 셀구조.

3 : 셀구조를 이루고 있는 가교체(스트럿).

4 : 셀구조 가교체에 고착되어 있는 오,폐수의 처리용 광촉매 첨가물

5 : 오,폐수가 통과할 수 있도록 구성된 셀구조의 빈공간

6 : 광촉매 반응을 일으키기 위한 UV(자외선) 광원

7 : 광촉매 반응에 의해 산화 분해되는 오염물

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 오,폐수의 처리를 위한 폴리우레탄 지지체(1)를 도시한 도면으로, 도 2에 도시된 바와 같이 셀구조(2)를 이루고 있는 가교체(3)에 오염물을 분해시키기 위한 광촉매제 첨가물(4)이 고착 또는 흡착되어 있는 것을 특징으로 한다. 한편 상기와 같이 첨가물이 지지체에 고착 또는 흡착되기 위하여, 상기 폴리우레탄 지지체의 원료물질인 폴리올에 미리 혼합하여 지지체를 형성하며,

그 다음 상기 혼합물질에 이소시아네이트 화합물을 첨가함으로써 폴리우레탄 지지체를 형성하여 오,폐수 처리에 용이한 셀구조를 이루게 된다.

한편 도 3에서와 같이 셀구조의 빈공간(5)에 오,폐수가 통과하게 되며, 이때 자외선(6) 조사에 의하여 광촉매 반응이 활성화되므로 인해 오염물질(7)이 분해될 수 있는 것이다.

한편, 전술한 지지체는 광촉매 첨가물과 오염물이 효율적으로 반응할 수 있는 반응계로서의 역활 이외에 스스로 물리적인 원리로 인하여 물속의 오염물질을 제거할 수 있는 기능을 가지고 있으며, 이러한 지지체의 구성 및 오염물 제거방법은 아래의 상세 설명에 의해 용이하게 이해될 것이다.

첫 번째로, 본 발명에 따른 물속에 포함된 오염물의 제거 원리는, 상기 오염물을 분해시키기위한 광촉매 반응을 일으키는 광촉매제 첨가물을 지지체의 생성단계에 미리 물리적, 화학적 방법으로 흡착 또는 고착하여 결합시킴으로써 지지체와 첨가물을 유동적으로 결합시키는 것이다. 이때 전술한 지지체는 물을 잘 흡수하고 통과시키는 구조를 이루고 있으며 오염된 물이 지지체를 통과하면서 광촉매 반응에 의해 분해된다.

두 번째로, 상기 광촉매 반응에 의한 오염물의 분해 원리는, 상기 광촉매에 빛을 조사하면 촉매가 빛 에너지를 받아 촉매 내부에서 전자들의 이동이 일어나고, 상기 이동된 전자들이 강력한 화학작용(산화,환원)을 일으킨다, 이때 전자들의 강력한 화학작용이 오염된 물질을 산화시켜 무해한 물질로 변화시키게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의거하여 상세히 설명하겠는 바, 본 발명은 광촉매를 포함한 오,폐수 처리용 폴리우레탄 지지체에 대한 발명이므로, 첨가물의 첨가량 및 원료의 첨가량에 관계없이 폴리우레탄 지지체의 형성이 이루어지므로, 상기 첨가량이 하기 실시예에 한정되는 것이 아니다.

{실시예 1}

산화티타늄 계열 광촉매 52.2g을 폴리올 110g에 첨가하여 섞은 다음, 이를 이소시아네이트 화합물 55g과 함께 혼합하고, 발포시켜 폴리우레탄 지지체를 제조하였다.

한편, 상기의 방법으로 제조된 지지체에 오,폐수를 통과시키며 UV(자외선)를 조사시켜본 결과 오염물의 제거 효율이 뛰어났으며, 특히 질산성 질소 , 대장균 , 페놀 , TCE , PCE 에 대해서는 90%이상의 제거율을 보였다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 광촉매 반응에 의한 오,폐수의 화학적 처리방법에 대하여 지지체를 사용함으로써, 화학적 반응이 용이하게 일어날 수 있는 반응계를 제공함은 물론, 상기 반응에 의해 생성된 오염물의 처리 잔류물을 내부에 포함하여 처리된 폐수에 대한 이차오염을 예방할뿐 아니라 이를 제거하기에도 용이하다.

한편 상기 효과에 의해, 기존의 화학적 처리방법에 필요한 반응조 및 침전조, 침전처리 장치를 대체할 수 있을뿐 아니라, 오염물을 분해할 수 있는 광촉매 반응을 사용함으로써 처리수에 대한 2차오염에도 탁월하다.

Claims (3)

1. 광촉매를 포함한 오,폐수 처리용 폴리우레탄 지지체에 있어서,

   빛의 조사에 의해 광촉매 반응을 일으키는 광촉매제를 첨가물로 하여 폴리우레탄의 원료인 폴리올에 혼합하고, 이를 이소시아네이트 화합물과 혼합 발포하여 형성된 셀구조에, 상기 광촉매 첨가물이 고착됨을 특징으로 하는 오,폐수 처리용 폴리우레탄 지지체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 광촉매 첨가물을 한종류 이상 포함하여 형성된 오,폐수 처리용 폴리우레탄 지지체.
3. 제 1항 내지 제 2항에 있어서, 상기 제조된 지지체의 셀크기가 1㎛ ~ 4㎝ 임을 특징으로 하는 오,폐수 처리용 폴리우레탄 지지체.