KR200356966Y1

KR200356966Y1 - 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터

Info

Publication number: KR200356966Y1
Application number: KR20-2004-0011338U
Authority: KR
Inventors: 박태희
Original assignee: 박태희
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2004-04-23
Publication date: 2004-07-21

Abstract

본 고안은 초미분쇄 방식에 의하여 얻어진 흑연 분말을 포함하여 제작이 용이하고 대량 생산이 가능하며 암모니아 제거 등의 탁월한 효과와 함께 공기와 오폐수의 정화 및 청정에 모두 사용 가능한 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터를 제공하고자 한다.

본 고안의 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터는 부직포(10)를 갖되, 상기 부직포(10)에 초미분쇄 방식에 의해 분쇄된 흑연 분말(30)이 폴리머 접착제(20)를 매개로 하여 점착되어 있는 필터 본체(100)를 포함하여 구성됨으로써, 오염 입자와 이물질을 제거 및 정화시킬 수 있는 능력이 탁월하고, 또한 간편한 제조방법에 의해 양산되어서 공기정화 및 청정산업 분야에서 널리 이용 가능하다.

Description

오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터{CARBON FILTER FOR PURIFYING WASTEWATER AND CLEANING AIR}

본 고안은 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 초미분쇄 방식에 의하여 얻어진 흑연 분말을 포함하여 공기정화기, 공조기, 크린룸, 오폐수 정화 설비 등에서 오폐수의 정화와 공기의 청정에 모두 사용 가능한 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터에 관한 것이다.

일반적인 공기 청정기용 필터는 항균 기능, 탈취 기능, 정화 기능, 청정 기능 등을 통해서, 오염된 공기내의 각종 이물질과 유해균 그리고 악취 등을 제거 내지 걸러 내어서 깨끗한 공기를 공급하여 주는 제품이다.

역시, 오폐수 정화기용 필터는 액상의 오폐수 내의 각종 침전물과 부유물 내지 이물질 등을 제거하는 용도로 사용된다.

통상 이러한 필터 제품들은 흔히 별도의 부직포와 활성탄 필터 또는 탄소 필터를 적층 결합하여 사용하고, 그러한 결합물을 팬의 내측이나 오폐수의 출구부위에 설치하여 이물질, 부유물 등을 제거하게 된다.

종래 기술에 따른 공기 청정기용 필터는 도 1에 도시된 바와 같이, 부직포(1)와 탄소필터(2)의 측면으로 은을 다량 함유한 직물지(3)를 추가적으로 피복하여 구성한 것이다.

그런데, 종래의 공기 청정기용 필터는 탄소의 입도가 상대적으로 큰(예 : 100 ~ 325 mesh) 활성탄 분체를 함유하고 있어서, 암모니아 등의 물질을 정화시킬 수 없고, 탄소필터 자체만으로 공기와 오폐수의 정화 및 청정에 부적합한 단점이 있다.

또한, 종래의 탄소필터는 특정 종류의 오염 물질을 제거하기 위한 것으로서 오폐수 중에 존재하는 제반 오염 물질을 제거하기 위해서 별도의 설비나 별도의 물리, 화학적 처리가 요구되며, 또한 오염도가 높은 경우에는 그 효율에 한계가 있는 단점이 있다.

따라서, 본 고안의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 초미분쇄 방식에 의하여 얻어진 흑연 분말을 포함하여 제작이 용이하고 대량 생산이 가능하며 암모니아 제거 등의 탁월한 효과와 함께 공기와 오폐수의 정화 및 청정에 모두 사용 가능한 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터를 제공하고자 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 공기 청정기용 필터의 구성을 설명하기 위한 사시도,

도 2는 인상 흑연의 분쇄 후 흑연분말의 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope) 사진,

도 3a는 분쇄전 흑연 입자의 X-Ray 회절곡선이고, 도 3b는 분쇄 후 흑연 분말의 X-Ray 회절곡선,

도 4는 본 고안의 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터의 제조방법을 설명하기 위한 도면,

도 5는 도 4에 도시된 제조방법에 의해 제조된 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터를 설명하기 위한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 ..... 부직포

20 ..... 폴리머 접착제

30 ..... 흑연 분말

40 ..... 첨가제

50 ..... 교반장치

100 ..... 필터 본체

이와 같은 목적은 부직포를 갖는 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터에 있어서, 상기 부직포에 초미분쇄 방식에 의해 분쇄된 흑연 분말이 폴리머 접착제를 매개로 하여 점착되어 있는 필터 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터에 의해 달성된다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 고안은 기본적으로 흑연 분말을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 사용된 흑연 분말은, 예컨대 인상 흑연(제품명 # 280, 제조업체명: Ausbury사)을 초미분쇄기(제품명 jet mill, 제조업체명 SEISHIN 사)로 분쇄하여 평균 입도분포를 약 2 ~ 5㎛가 되도록 한 것이다.

도 2는 분쇄된 흑연 분말의 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope) 사진이고, 도 3a는 분쇄전 흑연 입자의 X-Ray 회절곡선이며, 도 3b는 분쇄 후 흑연 분말의 X-Ray 회절곡선이다. 도 3a와 도 3b를 비교 대조하면 분쇄 후에 새로운 결정 격자가 생성되고 무정질성이 증가되었음을 확인할 수 있다.

즉, 흑연을 분쇄하게 되면 규칙적인 결정 배열 구조를 하고 있던 흑연이 불규칙적인 구조를 갖게 되어 비표면적이 증가하게 된다. 이렇게 비표면적이 증가하게 되면 비표면적이 작은 경우에 비해서 상대적으로 오폐수에 중에 존재하는 오염물과의 충돌 가능성이 커지게 되고 정전기적 인력이 미치는 범위가 증가하게 되며, 이는 결과적으로 흑연분말이 오폐수 중에 존재하는 오염물을 흡착시킬 수 있는 능력을 증가시키게 되는 것이다.

한편, 상기와 같이 분쇄된 후에 얻어진 흑연 분말의 정화 능력과 분쇄 전의흑연 입자의 정화능력을 비교 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

여기서, 10㎖의 1차 정화된 오폐수를 각각 준비하고 여기에 분쇄 전 흑연입자 및 분쇄 후 얻어진 흑연 분말 각각 10g과 혼합하고, 육안으로 오폐수의 투명 정도를 관찰함으로써 정화의 진행 경과 및 정화 효과 유무를 관찰하였다.

[표 1]분쇄 전 흑연 입자와 분쇄 후 흑연 분말의 정화능력의 비교

항목	분쇄 전 흑연입자	분쇄 후 흑연입자
평균입도(㎛)	44㎛	5㎛
오폐수 량	10㎖	10㎖
흑연입자의 투입량	10g	10g
Jar Size	h(6cm)/ㆈ(3)-시약병	h(6cm)/ㆈ(3)-시약병
결과	정화효과 거의 없음	약 10초 후부터 정화효과가 육안으로 관찰되었으며, 약 2분이 경과할 때까지 정화가 진행됨

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 분쇄 후의 흑연 분말만이 탁월한 정화효과를 나타냄을 확인할 수가 있다.

이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 본 고안의 실시예에 따른 탄소필터의 제조방법과, 이에 의해 제조된 탄소필터를 설명하도록 한다.

도 4는 본 고안의 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5은 도 4에 도시된 제조방법에 의해 제조된 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터를 설명하기 위한 사시도이다.

위에서 설명한 흑연 분말(30)을 부직포(10)에 흡착 고정시키기 위해서 폴리머 접착제(20) 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

예컨대, 본 고안에서 에멀젼 상태의 폴리머 접착제(20)로는 제조 업체명 에어프러덕트사(Air Products and Chemicals, Inc, 미국)의 비닐아세테이트에틸렌 접착제가 사용 가능하다. 다만, 상기한 비닐아세테이트에틸렌 접착제는 수용성이므로, 공기 정화용으로는 적합하나 오폐수 정화용으로는 부적합하며, 따라서 오폐수 정화용 필터의 제작을 위해서는 비수용성 접착제 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 고안은 사용처에 따라 첨가제(40)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 예컨대, 첨가제(40)는 탄산칼슘(CaCo₃) 계열의 물질로서, 하기의 필터 본체(100)의 전체 중량 %를 기준으로 10 ~ 20 중량%인 것이 바람직하며, 이 경우 정화 효율을 더 높일 수 있게 된다.

본 고안의 제조방법에 대해 도 4를 다시 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 작업자는 침지용 수조(9)의 내부에 앞서 언급한 폴리머 접착제(20)와 초미분쇄 방식에 의해 분쇄된 흑연 분말(30)을 투입한 후 소정의 교반장치(50)로 교반시킨다.

이후, 작업자는 부직포(10)를 침지용 수조(9)의 내부에 약 10분간 침지시킨다.

그런 다음, 작업자는 폴리머 접착제(20)와 흑연 분말(30)이 흡착된 부직포(10)를 침지용 수조(9)로부터 건져낸 후, 소정의 열풍장치(도시 안됨)로 건조시킴으로써, 본 고안을 완제품으로 완성시킨다.

도 5에 도시된 본 고안의 필터 본체(100)는 탁월한 정화 능력을 포함하고 있을 뿐만 아니라 폐수 원액의 뛰어난 분해능을 갖고 있다.

본 고안의 필터 본체(100)는 초미분쇄 방식에 의해 분쇄된 흑연 분말(30)을 폴리머 접착제(20)로 부직포(10)에 점착시키고 있는 타입의 제품으로서, 필터 장착과 관리 및 재활용이 매우 편리하다.

예컨대, 흑연의 녹는점이 약 3,550℃ 정도로 매우 높기 때문에, 약 1000℃ 정도 되는 고온증기나 고온로를 이용하면 흑연 분말의 실제 물성에는 아무런 영향을 주지 않으면서 오염 성분과 폴리머 접착제와 부직포를 흑연 분말로부터 제거하여, 그러한 흑연 분말을 재활용할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 고안의 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터는 초미분쇄 방식에 의해 분쇄되어 얻어진 흑연 분말을 부직포에 점착시킨 제품으로서, 오염 입자와 이물질을 제거 및 정화시킬 수 있는 능력이 탁월하고, 또한 간편한 제조방법에 의해 양산되어서 공기정화 및 청정산업 분야에서 널리 이용 가능한 장점이 있다.

또한, 본 고안의 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터는 고분자 유기 오염 물질, 암모니아 등의 물질을 정화시킬 수 있어서 오폐수 정화 또는 공기 정화에 있어서 매우 유용하게 사용될 수 있는 장점이 있다.

Claims

부직포(10)를 갖는 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터에 있어서,

상기 부직포(10)에 초미분쇄 방식에 의해 분쇄된 흑연 분말(30)이 폴리머 접착제(20)를 매개로 하여 점착되어 있는 필터 본체(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터.
제1항에 있어서,

상기 흑연 분말(30)은 평균 입도가 2 ~ 5㎛인 것을 특징으로 하는 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터.
제1항에 있어서,

상기 필터 본체(100)는 전체 중량 %를 기준으로 10 ~ 20 중량%인 탄산칼슘(CaCo₃) 계열의 첨가제(40)를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 오폐수 정화 및 공기 청정용 탄소필터.