KR20130056076A - Bioceramic Filter Module - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A bioceramic filter module is provided to captures harmful materials by Coanda effect and static electricity from friction through a ceramic minute tunnel of honeycomb structure and have an ability to remove harmful materials by connecting to coated filters with microorganism. CONSTITUTION: A bioceramic filter module comprises multi-porous ceramic supporting material which is coated with red clay mixtures. The bioceramic filter module has 30-60% of porosity and 10-200Mm of pore size. The bioceramic filter module comprises a ceramic minute tunnel structured such as honeycomb. The ceramic minute tunnel structured such as honeycomb comprises cordierite or silicon carbide(SiC) structures. The ceramic structures comprise open micropores. Red clay mixtures comprising kaolin with over 80% of microorganism is attached to the surface of the ceramic minute tunnel through capillary phenomenon. To increase an ability to remove harmful gas, a filter coated with certain microorganism is connected to each other.

Description

바이오세라믹 필터 모듈{.}Bioceramic Filter Module {.}

본 발명은 바이오세라믹 필터 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 황화수소화합물, 질산화합물 등의 복합 악취와 휘발성 유기화합물 등의 유해물질을 효과적으로 제거할 수 있는 특수 미생물이 혼합되어 있는 황토 또는 점토를 구조체인 세라믹 하니컴을 1단 이상 연결하여 효율적으로 유해물질을 제거하고, 응용분야인 공조기의 저주파 소음 및 압력손실을 줄일 수 있는 바이오세라믹 필터 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to a bioceramic filter module, and more particularly, to a structure comprising clay or clay in which complex odors such as hydrogen sulfide compounds and nitrate compounds and special microorganisms capable of effectively removing harmful substances such as volatile organic compounds are mixed. The present invention relates to a bioceramic filter module capable of efficiently removing harmful substances by connecting at least one stage of a ceramic honeycomb and reducing low frequency noise and pressure loss of an air conditioner as an application field.

본 발명은 바이오세라믹 필터 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a bioceramic filter module.

일반적으로 현대인에 있어서 공장 및 음식점 등에서 나오는 악취는 종업원의 작업능률 저하 및 인근 주변에서 많은 민원을 발생시키고 있다. 또한 생산 공장에서 많이 사용되는 석유화확 원료 및 건축물의 자재에서 나오는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound)은 발암성 및 독성을 지닌 화합물질로서 인체에 유해하여 국가 환경부의 실내공기질 관리법으로 엄격하게 규제를 하고 있는 유해물질이다. 이러한 황화수소화합물, 질산화합물 등의 악취 및 휘발성 유기화합물은 단독으로 있기 보다는 혼합된 복합 가스 형태로 많이 존재하고 있다. In general, the odor emitted from factories and restaurants in modern people is causing a decrease in the work efficiency of employees and a lot of complaints in the vicinity. In addition, volatile organic compounds (Volatile Organic Compounds) from petrochemical raw materials and building materials used in production plants are carcinogenic and toxic compounds that are harmful to humans and are strictly regulated by the Indoor Air Quality Management Act of the Ministry of Environment. Is a hazardous substance. Odor and volatile organic compounds such as hydrogen sulfide compounds and nitric acid compounds are present in the form of mixed gas rather than alone.

이런 악취 및 휘발성 유기화합물을 제거하기 위한 종래의 기술은 소각장, 열병합 발전소, 정유회사 등에서 세라믹 하니컴 필터에 희귀금속인 촉매를 코팅하여 수백도의 온도로 연소시키는 방법을 많이 사용하고 있으나 성능은 우수한 반면, 연소 시 많은 에너지가 소모되는 단점을 가지고 있다. 또한 활성탄, 제오라이트 등 기공의 흡수력을 이용한 필터는 일정시간이 경과되면 성능이 떨어져 주기적으로 필터를 교체하여야 하는 번거로움을 가지고 있다. 이산화티탄늄(TiO2) 등의 광촉매를 이용하여 수산레디칼기(-0H)를발생시켜 제거하는 방법은 자외선(UV-A)을 광원으로 사용하므로 많은 전기적 에너지를 사용하여야 하고 성능도 미약한 실정이다. 최근에 바이오 세라믹 다공질 칩(Chip) 또는 폴리우레탄 다공질 칩을 담체로 하고 미생물의 황토 혼합물을 코팅하여 백(Bag) 필터에 칩을 넣은 형태의 필터는 별도의 에너지가 들어가지 않은 장점은 있으나 공기 흐름에 따른 송풍기의 압력 손실 및 소음이 발생하는 단점을 가지고 있다. Conventional techniques for removing such odors and volatile organic compounds have been used by incinerators, cogeneration plants, oil refineries, etc. to coat ceramic honeycomb filters with rare metals and burn them at temperatures of hundreds of degrees. However, it has a disadvantage that a lot of energy is consumed in combustion. In addition, the filter using the absorbing power of the pores such as activated carbon, zeolite, has a hassle that has to be replaced periodically after a certain period of time is reduced performance. The method of generating and removing hydroxyl radical group (-0H) using a photocatalyst such as titanium dioxide (TiO2) requires the use of a large amount of electrical energy because of the use of ultraviolet (UV-A) as a light source. . Recently, a filter in which a bio ceramic porous chip or a porous polyurethane chip is used as a carrier and the ocher mixture of microorganisms is coated into a bag filter has a merit that does not contain energy, but air flow It has a disadvantage that the pressure loss and noise of the blower occurs.

따라서 유해물질을 제거하기 위하여 별도의 에너지가 필요 없고, 송풍기의 압력 손실 및 소음을 줄일 수 있고, 세척이 가능하여 재사용으로 경제성이 높은 다단 바이오 세라믹 필터의 필요성이 높아지고 있다.
Therefore, it is not necessary to separate energy to remove harmful substances, reduce the pressure loss and noise of the blower, and the need for high-efficiency multi-stage bio-ceramic filters can be cleaned and reused.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 환경 친화적인 무기재료를 사용하여 하니컴 구조의 미세 터널 세라믹 구조체를 만들고 마찰정전기에 의해 양전자를 뜨고 있는 유해물질을 포집하고, 특정 미생물이 혼합된 80% 이상의 고령토(Kaolin)가 포함된 황토 혼합물이 미세 기공의 모세관 현상에 의해 터널 표면에 잘 흡착될 수 있도록 기공에 미세 열린 기공을 만들고, 유해물질 제거 성능을 높이기 위해 혼합 미생물을 사용하지 않고 특정 미생물만을 선별적으로 코팅하여 다단으로 연결 사용하여 유해물질의 제거 성능을 높일 수 있는 바이오세라믹 필터 모듈을 제공하기 위함이다.An object of the present invention devised to solve the problems described above is to create a honeycomb structured fine tunnel ceramic structure using environmentally friendly inorganic materials, to capture the harmful substances floating positrons by tribostatic static electricity, This mixed ocher mixture containing more than 80% of kaolin creates fine open pores in the pores so that they can be adsorbed on the tunnel surface by capillary action of the fine pores, and mixed microorganisms are used to enhance the removal of harmful substances. It is to provide a bioceramic filter module that can selectively remove harmful substances by selectively coating specific microorganisms and connecting them in multiple stages.

또한, 본 발명의 다른 목적은 블로워 팬(Blower Fan)에서 나오는 저주파(500Hz 이하) 소음의 문제를 하니컴 다공질 구조의 다수 터널 셀을 통과화면서 흡수와 투과 손실로 인해 감소시킬 수 있고 또한 기존의 유해물질 제거용 활성탄 필터 및 칩 형태의 바이오 세라믹 필터에 비해 압력 손실을 줄일 수 있는 바이오세라믹 필터 모듈을 제공하기 위함이다.In addition, another object of the present invention is to reduce the problem of low frequency (below 500Hz) noise from the blower fan due to the absorption and transmission loss while passing through multiple tunnel cells of the honeycomb porous structure and also existing harmful It is to provide a bioceramic filter module that can reduce pressure loss compared to activated carbon filters for removing substances and bio ceramic filters in the form of chips.

도한, 본 발명의 또 다른 목적은 구조체가 세라믹으로 되어 있어 세척을 통한 재사용으로 기존 필터의 산업 쓰레기를 줄일 수 있는 바이오세라믹 필터 모듈을 제공하기 위함이다.
In addition, another object of the present invention is to provide a bioceramic filter module that can reduce the industrial waste of the existing filter by reuse through cleaning the structure is made of ceramic.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 하니컴 구조의 미세 터널 구조의 세라믹 구조체를 만들기 위해서는 탄화규소(silicon carbide, SiC)보다는 원료가격이 저가인 코디어라이트(Cordierite)를 사용하는 것이 경제적이나, 압축 및 굽힘 강도가 약하여 구조적인 보강이 필요하다. 하니컴 셀의 단면을 사각형이 아닌 교차점에 라운드를 주어 구조적으로 강도를 보강하니 것이 필요하고 라운드의 값은 지름 R=10mm이하로 하는 것이 바람직하다. According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention is to make a ceramic structure of a fine tunnel structure of honeycomb structure (Cordierite) is a raw material price is lower than silicon carbide (SiC) ) Is economical, but its compressive and flexural strength is weak and requires structural reinforcement. It is necessary to reinforce the structural strength by giving rounds at the intersection points of the honeycomb cells instead of the rectangles.

하니컴 세라믹 구조체는 미생물이 혼합된 80%이상의 고령토(Kaolin)가 포함된 황토 혼합물이 터널 벽면에 잘 코팅이 될 수 있도록 세라믹 구조체를 만들 때 원하는 기공 사이즈에 맞는 기공재료인 PMMA(Polymethylmeth acrylate), Carbon 등을 첨가하여 10 내지 300㎛이내의 다 기공을 만들고 기공과 기공 사이에 하나이상의 미세 열린 기공을 만들어 모세관 현상에 의해 터널 표면에 황토 혼합물이 잘 흡착될 수 있도록 하고 기공과 기공 사이의 미세 열린 기공의 크기는 10㎛이하로 하는 것이 바람직하다.Honeycomb ceramic structure is made of PMMA (Polymethylmethacrylate), carbon, which is a pore material suitable for the desired pore size when making a ceramic structure so that the clay mixture containing more than 80% of kaolin mixed with microorganisms can be coated on the tunnel wall. Etc. to make multi-pores within 10 to 300㎛ and to make one or more micro-opened pores between pores and pores so that the ocher mixture can be adsorbed well on the surface of the tunnel by capillary action and micro-opened pores between pores and pores It is preferable to make the size of 10 micrometers or less.

공기 등의 유체가 계속적으로 미세 터널을 통과하면 미세 터널 벽면에는 마찰에 의한 정전기가 발생하고, 이 정전기는 공기 중의 유해물질이 뜨고 있는 양전하를 미세 터널의 벽에 부착시키고 또한 공기 등의 유체의 흐름이 코안다(Coanda) 효과에 의해 벽면 쪽으로 흐름이 생기므로 보다 더 유해물질을 미세 터널의 벽체에 부착시킬 수 있다. 이 때 유체의 유속과 미세 터널의 간격 및 길이가 유해가스의 부착 성능을 결정한다. 미세 터널의 간격은 1~15mm 이내, 미세터널의 길이는 100mm 이상으로 하는 것이 바람직하다.If fluid such as air continuously passes through the microtunnel, static electricity is generated on the wall of the microtunnel by friction, and the static electricity attaches positive charges, which cause harmful substances in the air, to the walls of the microtunnel, and also flows the fluid such as air. This Coanda effect creates a flow towards the wall, allowing more harmful substances to adhere to the walls of the microtunnel. At this time, the flow velocity of the fluid and the spacing and length of the fine tunnel determine the adhesion performance of the noxious gas. The spacing of the fine tunnels is preferably 1 to 15 mm or less, and the length of the fine tunnels is 100 mm or more.

유해물질 제거 성능을 높이기 위해 여러 개의 혼합 미생물을 사용하지 않고 특정 미생물만을 선별적으로 80%이상의 고령토(Kaolin)가 포함된 황토 혼합물과 혼합하여 코팅하여 사용하면 특정 유해물질의 제거 성능을 높일 수 있고, 2개의 복합 유해물질인 경우에는 각각의 특정 미생물이 코팅된 필터를 이단으로 연결하여 사용하면 제거 성능을 높일 수 있다. 예를 들면 휘발성 유기화합물과 황화수소의 복합 유해물질이 있을 경우 휘발성 유기화합물의 분해성능이 우수한 Candida tropicalis 미생물과 황화수소의 분해성능이 우수한 황산화균을 혼합하여 필터에 코팅하여 사용하였을 때보다 각각의 필터에 Candida tropicalis 미생물과 황산화균을 코팅한 후 필터를 이중으로 연결하여 사용하였을 시 유해물질의 제거 성능이 높다. 유해가스 제거 성능을 높이기 위해서는 유해가스의 성분을 분석한 후 특정 미생물이 코팅된 필터를 2개 이상 다단으로 연결하여 사용하는 것이 바람직하다.
In order to improve the removal of harmful substances, instead of using several mixed microorganisms, only the specific microorganisms can be selectively mixed with the ocher mixture containing kaolin of more than 80% to enhance the removal of specific harmful substances. In the case of two complex hazardous substances, the removal performance can be improved by connecting two specific microorganism-coated filters in two stages. For example, if there are complex toxic compounds of volatile organic compounds and hydrogen sulfide, Candida tropicalis microorganisms having excellent decomposition performance of volatile organic compounds and hydrogen sulfide bacteria having excellent decomposition performance of hydrogen sulfide are mixed and coated on each filter. Candida tropicalis Microbial and sulfated bacteria are coated and double filters are used to remove harmful substances. In order to increase the performance of removing harmful gases, it is preferable to connect two or more stages of filters coated with a specific microorganism after analyzing the components of the harmful gases.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 환경 친화적인 무기재료를 사용하여 하니컴 구조의 미세 터널 세라믹 구조체를 만들고 마찰정전기에 의해 양전자를 뜨고 있는 유해물질을 포집하고, 특정 미생물이 혼합된 80% 이상의 고령토(Kaolin)가 포함된 황토 혼합물이 미세 기공의 모세관 현상에 의해 터널 표면에 잘 흡착될 수 있도록 기공에 미세 열린 기공을 만들고, 유해물질 제거 성능을 높이기 위해 혼합 미생물을 사용하지 않고 특정 미생물만을 선별적으로 코팅하여 다단으로 연결 사용하여 유해물질의 제거 성능을 높일 수 있는 바이오세라믹 필터 모듈을 제공하기 위함이다.According to the present invention as described above, by using an environmentally friendly inorganic material to make a honeycomb structure of fine tunnel ceramic structure, capture the harmful substances floating positrons by tribostatic static electricity, 80% or more kaolin mixed with a specific microorganism ( The ocher mixture containing Kaolin) creates micro-open pores in the pores so that they can be adsorbed well on the tunnel surface by capillary action of micro-pores. The purpose is to provide a bioceramic filter module that can increase the removal performance of harmful substances by coating and connecting in multiple stages.

또한, 본 발명에 따르면, 블로워 팬(Blower Fan)에서 나오는 저주파(500Hz 이하) 소음의 문제를 하니컴 다공질 구조의 다수 터널 셀을 통과화면서 흡수와 투과 손실로 인해 감소시킬 수 있고 또한 기존의 유해물질 제거용 활성탄 필터 및 칩 형태의 바이오 세라믹 필터에 비해 압력 손실을 줄일 수 있는 바이오세라믹 필터 모듈을 제공하기 위함이다.Further, according to the present invention, the problem of low frequency (below 500Hz) noise from the blower fan can be reduced due to absorption and transmission loss while passing through multiple tunnel cells of the honeycomb porous structure and also existing harmful substances. It is to provide a bioceramic filter module that can reduce pressure loss compared to the activated activated carbon filter and the chip-type bio ceramic filter.

또한, 본 발명에 따르면, 구조체가 세라믹으로 되어 있어 세척을 통한 재사용으로 기존 필터의 산업 쓰레기를 줄일 수 있는 바이오세라믹 필터 모듈을 제공하기 위함이다.
In addition, according to the present invention, the structure is made of a ceramic to provide a bioceramic filter module that can reduce the industrial waste of the existing filter by reuse through cleaning.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바이오세라믹 필터 모듈을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a bioceramic filter module according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 바이오세라믹 필터 모듈을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings for describing a bioceramic filter module according to embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바이오세라믹 필터 모듈을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a bioceramic filter module according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바이오세라믹 필터 모듈은 황토혼합물로 코팅된 다공성 세라믹 담체를 포함한다. The bioceramic filter module according to a preferred embodiment of the present invention includes a porous ceramic carrier coated with an ocher mixture.

이때, 바이오세라믹 필터 모듈은 기공 크기는 10 내지 200㎛이고, 기공율은 30 내지 60%인 것이 바람직하다.At this time, the bioceramic filter module has a pore size of 10 to 200㎛, porosity is preferably 30 to 60%.

이에 따른, 바이오세라믹 필터 모듈은 환경 친화적인 무기재료를 사용하여 하니컴 구조의 미세 터널 세라믹 구조체를 만들고 마찰정전기에 의해 양전자를 뜨고 있는 유해물질을 포집하고, 특정 미생물이 혼합된 80% 이상의 고령토(Kaolin)가 포함된 황토 혼합물이 미세 기공의 모세관 현상에 의해 터널 표면에 잘 흡착될 수 있도록 기공에 미세 열린 기공을 만들고, 유해물질 제거 성능을 높이기 위해 혼합 미생물을 사용하지 않고 특정 미생물만을 선별적으로 코팅하여 다단으로 연결 사용하여 유해물질의 제거 성능을 높일 수 있는 이점이 있다.
Accordingly, the bioceramic filter module uses an environmentally friendly inorganic material to make a honeycomb structured fine tunnel ceramic structure, captures harmful substances floating on positrons by tribostatic static electricity, and contains 80% or more kaolin mixed with specific microorganisms. ) Make fine open pores in the pores so that the porcelain mixture can be adsorbed well on the tunnel surface by capillary phenomenon of micro pores, and selectively coat only specific microorganisms without using mixed microorganisms to improve the removal of harmful substances By using a multi-stage connection, there is an advantage to increase the removal performance of harmful substances.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalents thereof are included in the scope of the present invention Should be interpreted.

Claims (1)

황토혼합물로 코팅된 다공성 세라믹 담체를 포함하고,
기공 크기는 10 내지 200㎛, 기공율은 30 내지 60%인 것을 특징으로 하는 바이오세라믹 필터 모듈.A porous ceramic carrier coated with an ocher mixture,
Bioceramic filter module, characterized in that the pore size is 10 to 200㎛, porosity is 30 to 60%.
KR1020110121822A 2011-11-21 2011-11-21 Bioceramic Filter Module KR20130056076A (en)

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