KR20210128986A - Method for preparing oxidation catalyst for water treatment and its application - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a catalyst for sterilizing water and for removing organic materials. The catalyst according to the present invention is prepared by mixing at least one inorganic powder material, such as clay, kaolin, zeolite and loess, with manganese dioxide powder, adding water thereto to mold the resultant mixture into spherical or grain-like particles, and carrying out drying and baking. When hydrogen peroxide-added water to be treated is allowed to flow through the particle-shaped catalyst layer, hydroxy radicals are generated as strong oxidants, and thus strong sterilization and decomposition of organic materials can be performed even at a low temperature condition of 0-10℃. In addition, the stacked catalyst layers can function as filtering materials to adsorb microorganisms and organic materials to the surface and internal porous space thereof, and thus can cause an effect of contacting the microorganisms and organic materials with the hydroxy radicals for a relatively long time as compared to the volume of a container for treatment, thereby maximizing the treatment efficiency. Further, when two or more types of catalyst layers having a different particle diameter are stacked, it is possible to carry out reverse washing of the catalyst and to retain the performance of a treatment device for a long time.

Description

수처리용 산화 반응 촉매의 제조 방법 및 그의 응용 {METHOD FOR PREPARING OXIDATION CATALYST FOR WATER TREATMENT AND ITS APPLICATION}Manufacturing method of oxidation reaction catalyst for water treatment and application thereof

본 발명은 상수, 하수, 폐수 등의 물에 대한 정화 처리 공정에서 수중의 세균과 같은 미생물을 포함하는 유기 물질을 제거할 목적으로 사용될 수 있는 수처리용 촉매 제조 방법 등에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a catalyst for water treatment, which can be used for the purpose of removing organic materials including microorganisms such as bacteria in water in a purification treatment process for water such as tap water, sewage, and wastewater.

수처리에 있어서 수중의 세균과 같은 미생물을 포함하는 유기 물질을 제거하는 것은 매우 중요하다. 상수뿐만 아니라 하수, 폐수의 경우도 이러한 과정은 대부분의 공정에서 채택되어지고 있는데, 이를 위한 통상적인 방법은 응집 침전을 거친 처리 대상 수에 대하여 모래여과 과정과 함께 산화성 있는 화학 물질을 투입하는 것이다. (하수와 폐수의 경우에는 모래 여과 과정을 거치는 경우가 많지는 않다. 그러나, 방류수의 수질을 향상시키기 위해서는 슬러지 조각 등의 부유 물질들에 대한 여과 과정을 거치는 것이 바람직하다.)In water treatment, it is very important to remove organic substances including microorganisms such as bacteria in water. In the case of not only tap water but also sewage and wastewater, this process is adopted in most processes. A common method for this is to inject oxidizing chemicals along with sand filtration to the water to be treated after coagulation sedimentation. (Sewage and wastewater are not often subjected to sand filtration. However, in order to improve the quality of the effluent, it is desirable to filter the suspended solids such as sludge fragments.)

수처리 과정 중의 소독과 유기 물질 산화 제거의 관점에서 효용성은 사용되는 산화제의 산화력과 유해성 여부, 경제성을 고려한 구득의 용이성이 등이 종합적으로 고려되어지고 있다. 일반적으로 알려진 여러 가지 주변 물질들의 산화력의 세기는 산소(O2) < 염소(Cl2) < 염소산(HOCl) < 과산화수소(H2O2) < 오존(O3) < 불소(F2)의 순서로 강력하다.In terms of disinfection and oxidative removal of organic substances during the water treatment process, the effectiveness is comprehensively considered in terms of the oxidizing power and harmfulness of the oxidizing agent used, and the ease of procurement considering economic feasibility. In general, the oxidizing power of various known surrounding substances is strong in the order of oxygen (O2) < chlorine (Cl2) < chloric acid (HOCl) < hydrogen peroxide (H2O2) < ozone (O3) < fluorine (F2).

그런데, 이 중 불소는 인체에 유해한 물질이므로 사용이 불가하다. 오존의 경우에는, 강력한 살균력과 함께 염소취 등의 냄새 발생이 없고 수중 유기 물질의 제거로 악취를 해소할 수 있는 등의 여러 가지 장점이 있으나, 초기 투자 비용이 과다한 점과 수중 포화 용해도가 낮으므로 대기 중 방출이 용이하여 인체에 해를 끼칠 수 있으며, 오존 생성을 위한 전력 비용이 많이 들고 소독의 잔류 효과가 없다는 단점이 있다. 또한, 오존은, 올레핀계 및 방향족 화합물과의 반응성은 매우 좋지만, 보다 안정한 화합물인 지방족 화합물이나 아마이드 및 니트로소 화합물 등에 대해서는 낮은 반응성을 나타낸다. 이를 보완하기 위한 방법으로서 제시되는 방법은 오존과 과산화수소를 동시에 사용하는 것(소위, peroxone 공정)으로, 이들 두 성분은 서로 반응하여 하이드록시 라디칼(hydroxyl radical, OH·)을 형성하는데, 하이드록시 라디칼은 오존보다도 더욱 강력한 산화력을 발휘함으로써(아래 표 1 참조) 수중 유기 물질의 분해나 살균에 매우 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나, 이러한 사용 방법에 의한 단점은 값이 비싼 오존 발생 장치에 더하여 과산화수소를 추가로 사용하여야 하는 경제적인 부담이 뒤따르는 것과 잔류하는 과산화수소가 다음 공정으로 넘어가거나 최종 공급 상수에 잔류하게 되는 등의 문제점이 있다.However, among them, fluorine cannot be used because it is a substance that is harmful to the human body. In the case of ozone, there are several advantages such as strong sterilization power, no odor such as chlorine odor, and can eliminate odor by removing organic substances in water. It is easy to release into the atmosphere and can harm the human body, and has disadvantages in that it costs a lot of electricity to generate ozone and there is no residual effect of disinfection. In addition, although ozone has very good reactivity with olefinic and aromatic compounds, it exhibits low reactivity with respect to more stable compounds such as aliphatic compounds, amides and nitroso compounds. A method suggested as a method to supplement this is to use ozone and hydrogen peroxide simultaneously (so-called peroxone process), and these two components react with each other to form a hydroxyl radical (OH·). It is known to be very effective in decomposing and sterilizing organic substances in water by exhibiting a stronger oxidizing power than ozone (see Table 1 below). However, the disadvantages of this method are that the economic burden of additionally using hydrogen peroxide in addition to the expensive ozone generator follows, and the remaining hydrogen peroxide goes to the next process or remains in the final supply constant. there is this

보다 전통적으로 적용되는 염소산 또는 염소의 투입 방식은, 적용 과정에서 염소가 유기 물질과 반응하여 트리할로메탄(trihalomethane) 등의 강력한 발암 물질을 생성할 뿐만 아니라 생태계에 독성으로 작용하며, 많은 사람들에게 피부 자극이나 알레르기 반응과 함께 악취에 의한 혐오감을 느끼게 하고, 이송 배관의 부식을 초래하는 등 여러 가지 문제점을 안고 있다.In the more traditionally applied chloric acid or chlorine input method, chlorine reacts with organic substances during the application process to produce strong carcinogens such as trihalomethane, as well as being toxic to the ecosystem. In addition to skin irritation or allergic reaction, it has various problems, such as a feeling of disgust due to bad odors and corrosion of transport pipes.

Figure pat00001
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과산화수소는 경우에 따라 스스로 강력한 산화제인 하이드록시 라디칼을 생성하기도 하는데, 이를 위해서는 통상적으로 적절한 촉매의 적용이 필요하다. 과산화수소로부터 하이드록시 라디칼을 생성시키는 촉매 물질은 백금, 이리듐 등의 귀금속 물질이나 철, 아연, 망간 등 천이금속의 산화물들이 알려져 있다. 이 중에서도 특히 망간은 +2가의 산화 상태로부터 +4 ~ +7가의 다양한 산화 상태를 오르내리며 산화 환원 반응에 관여를 하는 활발한 특성을 가지므로 예를 들어서 +2가와 +3가를 오르내리는 철의 산화물이 10℃ 이하의 낮은 온도에서 활성이 매우 떨어지는 경우 등에 비하여 촉매로서의 성능이 월등히 높을 뿐만 아니라, 이산화망간(MnO₂)의 경우 구득이 용이하면서도 용융점이 535℃로 비교적 낮은 특성이 있다.In some cases, hydrogen peroxide itself generates hydroxyl radicals, which are powerful oxidizing agents, which usually requires the application of a suitable catalyst. As a catalyst material for generating hydroxy radicals from hydrogen peroxide, noble metals such as platinum and iridium, or oxides of transition metals such as iron, zinc, and manganese are known. Among them, manganese, in particular, has an active characteristic of participating in redox reactions by going up and down from +2 valence to +4 to +7 valence, so for example, iron oxides that go up and down +2 valence and +3 valence Compared to the case where the activity is very low at a low temperature of 10°C or less, the performance as a catalyst is significantly higher, and in the case of manganese dioxide (MnO₂), it is easy to obtain and has a relatively low melting point of 535°C.

한편으로, 수중의 유기 물질은 활성 탄소(activated carbon), 다공성 세라믹 등을 이용하여 흡착 제거하기도 하는데, 유기 물질을 단순한 흡착 방식으로 제거하고자 하는 경우 쉽사리 흡착 포화 상태에 이르므로 흡착제의 소요량이 많아지므로 경제적인 측면에서 적용하기 어려워지는 경우가 많다. 이에 따라, 오존과 활성 탄소를 동시에 사용함으로써, 흡착 물질에 대하여 산화 처리를 시켜서 문제점 보완을 도모하기도 하지만, 이들을 산화로서 완전히 제거하기에는 한계가 있고, 활성 탄소를 공기 산화 등의 방법으로 재생시키는 방법도 있으나 많은 번거로움이 따른다.On the other hand, organic substances in water are adsorbed and removed using activated carbon or porous ceramics. It is often difficult to apply from an economic point of view. Accordingly, by using ozone and activated carbon at the same time, the adsorbed material is subjected to oxidation treatment to solve the problem, but there is a limit to completely removing them by oxidation, and there is also a method of regenerating activated carbon by air oxidation or the like. But it comes with a lot of trouble.

대한민국 공개특허공보 제10-2004-0058610호(2004.07.05.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2004-0058610 (2004.07.05.) 대한민국 등록특허공보 제10-0738676호(2007.07.11.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0738676 (2007.07.11.)

본 발명의 실시예는, 앞서 살펴본 바와 같은 선행기술들에서 나타나는 상대적으로 제한적인 조건에서만 적용이 가능하거나 적용 시 비용이 많이 소요되는 등의 문제점들을 개선하기 위한 방안을 제시함으로써, 경제성의 개선과 함께 처리의 효율성을 향상시킨 수처리용 촉매 및 그 제조 방법 등을 제공하고자 한다.The embodiment of the present invention is applicable only under relatively limited conditions appearing in the prior art as described above, or by suggesting a method for improving problems such as high cost when applied, thereby improving economic feasibility. An object of the present invention is to provide a catalyst for water treatment with improved treatment efficiency and a method for manufacturing the same.

해결하고자 하는 과제는 이에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제는 통상의 기술자라면 이하의 기재로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.Problems to be solved are not limited thereto, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 실시예에 따르면, 무기성 분말을 이산화망간 분말과 혼합하는 혼합 단계와; 상기 혼합 단계에서 획득된 혼합물에 물을 가하고 물이 가하여진 상기 혼합물을 입자상으로 성형하는 성형 단계와; 상기 성형 단계에서 성형된 입자를 건조하는 건조 단계와; 상기 건조 단계에서 건조된 상기 입자를 소성로에서 소결시키는 소결 단계를 포함함으로써, 처리 대상인 원수를 살균하고 원수 중의 유기 물질을 제거할 수 있는 수처리용 촉매의 제조 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a mixing step of mixing the inorganic powder with the manganese dioxide powder; a molding step of adding water to the mixture obtained in the mixing step and molding the mixture to which water is added into particles; a drying step of drying the particles formed in the forming step; By including a sintering step of sintering the particles dried in the drying step in a kiln, a method for producing a catalyst for water treatment capable of sterilizing raw water to be treated and removing organic substances in the raw water can be provided.

상기 무기성 분말은 촉매 기재용 소재인 제올라이트(zeolite), 카올린(kaolin), 클레이(clay), 황토 등 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.The inorganic powder may include at least one selected from zeolite, kaolin, clay, loess, etc., which are materials for a catalyst substrate.

상기 혼합 단계는 상기 무기성 분말과 상기 이산화망간 분말을 상기 무기성 분말 100부에 대하여 상기 이산화망간 분말 0.1 내지 20부의 비율로 혼합할 수 있다.In the mixing step, the inorganic powder and the manganese dioxide powder may be mixed in a ratio of 0.1 to 20 parts of the manganese dioxide powder with respect to 100 parts of the inorganic powder.

상기 소결 단계는 상기 입자를 상기 소성로에서 535 내지 1,100℃의 온도로 소결하여 상기 이산화망간 분말을 용융시키고 담지시킬 수 있다.In the sintering step, the particles may be sintered at a temperature of 535 to 1,100° C. in the kiln to melt and support the manganese dioxide powder.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기한 바와 같은 방법에 의하여 제조되어 상기 무기성 분말과 상기 이산화망간 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는, 입자상의 수처리용 촉매가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a particulate-form catalyst for water treatment may be provided, which is prepared by the method as described above and comprises the inorganic powder and the manganese dioxide powder.

본 발명의 실시예에 따른 수처리 방법은, 일반적으로 많이 쓰이는 촉매 기재용 소재인 클레이, 카올린, 제올라이트, 황토 등의 무기성 분말 소재 중의 한 가지 이상을 이용하고, 여기에 이산화망간 분말을 혼합하여 성형과 소성 과정을 거친 입자상, 고정상 촉매를 제공하고, 산화제로서 과산화수소만을 적용하는 방식으로 수행될 수 있다.The water treatment method according to an embodiment of the present invention uses at least one of inorganic powder materials such as clay, kaolin, zeolite, and loess, which are commonly used materials for catalyst substrates, and mixes manganese dioxide powder thereto to form and It can be carried out by providing a particulate, fixed-bed catalyst that has undergone a calcination process, and applying only hydrogen peroxide as an oxidizing agent.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 수처리용 촉매들이 내부 공간에 촉매층을 구성하도록 수용되고 상기 내부 공간과 연통하는 입구와 출구가 각각 구비된 촉매 용기를 준비하는 단계와; 처리 대상인 원수에 과산화수소를 혼합시키는 단계와; 상기 과산화수소가 혼합된 상기 원수를 준비된 상기 촉매 용기의 상기 입구로 투입하여 상기 내부 공간에 수용된 상기 촉매층을 통과시키는 단계를 포함하는, 수처리 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the steps of preparing a catalyst container in which the catalysts for water treatment are accommodated in an inner space to constitute a catalyst layer and each having an inlet and an outlet communicating with the inner space; mixing hydrogen peroxide with raw water to be treated; Including the step of introducing the raw water mixed with the hydrogen peroxide into the inlet of the prepared catalyst container and passing the catalyst layer accommodated in the inner space, a water treatment method may be provided.

본 발명의 실시예에 따른 수처리 방법에 있어서, 상기 촉매들은 지름 1.5 내지 50㎜의 구형이고, 상기 촉매층은 2층 이상으로 구성되며, 상기 촉매층에서 서로 이웃한 층들 중 어느 하나는 평균 지름이 상대적으로 작은 상기 촉매들로 구성되고 다른 하나는 평균 지름이 상대적으로 큰 상기 촉매들로 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 수처리 방법에 있어서, 상기 촉매층은, 평균 지름이 상대적으로 작은 상기 촉매들로 구성된 층일수록 상기 원수의 통과 방향으로 기준으로 상류 쪽으로 배치되고, 평균 지름이 상대적으로 큰 상기 촉매들로 구성된 층일수록 상기 촉매들에 더 높은 농도의 이산화망간 분말이 혼합될 수 있다.In the water treatment method according to an embodiment of the present invention, the catalysts are spherical in diameter 1.5 to 50 mm, the catalyst layer is composed of two or more layers, and any one of the adjacent layers in the catalyst layer has a relatively average diameter. One may be composed of the small catalysts and the other may be composed of the above catalysts having a relatively large average diameter. In the water treatment method according to an embodiment of the present invention, the catalyst layer is disposed upstream in the passage direction of the raw water as the layer composed of the catalysts having a relatively small average diameter, and the catalyst layer having a relatively large average diameter As the layer composed of the catalysts, a higher concentration of manganese dioxide powder may be mixed with the catalysts.

예를 들어, 상기 촉매층이 제1 촉매층(도 1의 도면 부호 15A 참조), 제2 촉매층(도 1의 도면 부호 15B 참조) 및 제3 촉매층(도 1의 도면 부호 15C 참조)으로 구성된 경우, 상기 제1 촉매층과 상기 제2 촉매층은 서로 적층되고, 상기 제2 촉매층과 상기 제3 촉매층은 서로 적층되며, 상기 제1 촉매층은 상기 제2 촉매층에 비하여 평균 지름이 작은 상기 촉매들로 구성되고, 상기 제2 촉매층은 상기 제3 촉매층에 비하여 평균 지름이 작은 상기 촉매들로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 촉매층은 상기 제2 촉매층에 비하여 상류 쪽으로 배치되고, 상기 제2 촉매층은 상기 제3 촉매층에 비하여 상류 쪽으로 배치되며, 상기 제2 촉매층은 상기 제1 촉매층에 비하여 높은 농도의 이산화망간 분말이 상기 촉매들에 혼합되고, 상기 제3 촉매층은 상기 제2 촉매층에 비하여 높은 농도의 이산화망간 분말이 상기 촉매들에 혼합될 수 있다.For example, when the catalyst layer consists of a first catalyst layer (refer to 15A in FIG. 1), a second catalyst layer (refer to 15B in FIG. 1) and a third catalyst layer (refer to 15C in FIG. 1), the The first catalyst layer and the second catalyst layer are stacked on each other, the second catalyst layer and the third catalyst layer are stacked on each other, and the first catalyst layer is composed of the catalysts having an average diameter smaller than that of the second catalyst layer, The second catalyst layer may be composed of the catalysts having an average diameter smaller than that of the third catalyst layer. In addition, the first catalyst layer is disposed upstream compared to the second catalyst layer, the second catalyst layer is disposed upstream compared to the third catalyst layer, and the second catalyst layer has a higher concentration of manganese dioxide powder than the first catalyst layer. It is mixed with the catalysts, and in the third catalyst layer, manganese dioxide powder having a higher concentration than that of the second catalyst layer may be mixed with the catalysts.

본 발명의 실시예에 따른 수처리 방법은, 임의의 시기에 상기 입구로 상기 원수의 투입을 중지하고 상기 출구로 역세척수를 투입하여 상기 촉매들을 세정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The water treatment method according to an embodiment of the present invention may further include washing the catalysts by stopping the input of the raw water to the inlet at any time and introducing backwash water to the outlet.

과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예, 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이다. 또한, 이하에서는 언급한 해결 수단 이외의 다양한 해결 수단이 추가로 제시될 수 있다.Means of solving the problem will be more specific and clear through the examples, drawings, etc. described below. In addition, various solutions other than the solutions mentioned below may be additionally suggested.

본 발명의 실시예에 의하면, 수처리용 촉매는 과산화수소와 함께 사용되어 강력한 산화제인 하이드록시 라디칼을 형성하므로 높은 살균 효과 및 효율적인 유기 물질 제거 효과를 나타낼 수 있다. 뿐만 아니라, 수처리용 촉매는 비교적 값이 싼 재료들로 제조되고, 과산화수소 또한 같은 산화 당량의 오존이나 염소산 등에 비하여 가격이 싼 물질일 뿐만이 아니라 상대적으로 독성이 약하고 취급이 용이하므로 적용에 유리하다.According to an embodiment of the present invention, the catalyst for water treatment is used together with hydrogen peroxide to form a hydroxy radical, which is a strong oxidizing agent, so that it can exhibit a high sterilization effect and an efficient organic material removal effect. In addition, the catalyst for water treatment is made of relatively cheap materials, and hydrogen peroxide is not only a cheap substance compared to ozone or chloric acid of the same oxidation equivalent, but also relatively weak in toxicity and easy to handle, so it is advantageous for application.

본 발명의 실시예에 의하면, 수처리 방법은 일종의 여과 작용을 수행할 수 있으므로 수질을 보다 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the water treatment method can perform a kind of filtration action, so that water quality can be further improved.

발명의 효과는 이에 한정되지 않고, 언급되지 않은 기타 효과는 통상의 기술자라면 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.Effects of the invention are not limited thereto, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings.

도 1은 발명의 실시예에 따른 수처리 장치가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수처리용 촉매의 저온 반응성을 확인하는 실험의 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수처리용 촉매와 과산화수소를 이용하는 실험의 과정 중 한 단계를 보여주는 사진이다.1 is a block diagram showing a water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a photograph of an experiment confirming the low-temperature reactivity of the catalyst for water treatment according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph showing one step in the process of an experiment using a catalyst for water treatment and hydrogen peroxide according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 참조하는 도면에서 구성요소의 크기나 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 데 사용되는 용어는 주로 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자의 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 용어에 대해서는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석하는 것이 마땅하겠다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. For reference, in the drawings referenced to describe the embodiment of the present invention, the size of the component, the thickness of the line, etc. may be expressed somewhat exaggeratedly for the convenience of understanding. In addition, the terms used to describe the embodiments of the present invention are mainly defined in consideration of functions in the present invention, and thus may vary according to the intentions and customs of users and operators. Therefore, it would be appropriate to interpret the terms based on the content throughout the present specification.

본 발명의 실시예에 따른 수처리 장치의 구성이 도 1에 개념적으로 도시되어 있다.The configuration of a water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is conceptually shown in FIG. 1 .

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수처리 장치는, 내부 공간에 이산화망간 함유 입상 촉매(15)들이 정치된 촉매 용기(14), 촉매 용기(14)의 입구를 통하여 촉매 용기(14)의 내부 공간으로 처리 대상인 원수를 공급하는 전동 펌프와 같은 원수 공급 수단(11), 그리고 원수에 과산화수소를 공급하는 과산화수소액 공급 수단(12)을 포함한다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 수처리 장치는, 처리된 물인 처리수를 일시적으로 저장하는 처리수 저장조(19)를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 수처리 장치는, 촉매 용기(14) 내의 입상 촉매(15)들에 누적된 부유 물질과 유기 물질을 주기적으로 제거하기 위한 역세척수 공급 수단(17), 그리고 역세척수 인입 조절판(16)과 역세척수 유출 조절판(13)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , in the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, the catalyst vessel 14 in which the manganese dioxide-containing granular catalysts 15 are placed in the inner space, and the catalyst vessel 14 through the inlet of the catalyst vessel 14 . and a raw water supply means 11 such as an electric pump for supplying raw water to be treated to the inner space of the , and a hydrogen peroxide solution supply means 12 for supplying hydrogen peroxide to the raw water. In addition, the water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a treated water storage tank 19 for temporarily storing treated water, which is treated water. In addition, the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention includes a backwash water supply means 17 for periodically removing suspended solids and organic substances accumulated on the granular catalysts 15 in the catalyst container 14 , and backwash water. It may further include an inlet control plate 16 and a backwash water outflow control plate 13 .

입상 촉매(15)는, 촉매 기재용 소재인 클레이, 카올린, 제올라이트, 황토 등의 무기성 분말 소재 중 한 가지 이상을 이용하고, 여기에 기재용 소재 100부에 대하여 0.1 내지 20부에 해당하는 이산화망간 분말을 혼합한 후, 성형과 소성을 거쳐 제조할 수 있으며, 그 크기를 평균 지름 1.5 내지 50㎜로 다양하게 제조하여 사용할 수 있다.The granular catalyst 15 uses at least one of inorganic powder materials such as clay, kaolin, zeolite, and loess, which are materials for a catalyst base, and manganese dioxide corresponding to 0.1 to 20 parts with respect to 100 parts of the base material. After mixing the powder, it can be manufactured through molding and firing, and the size can be variously manufactured and used with an average diameter of 1.5 to 50 mm.

입상 촉매(15)의 제조에 사용되는 무기성 분말은, 사전에 전처리 과정을 거쳐 유해한 중금속이나 대형 입자를 제거시키는 것이 바람직하며, 통상 350메시 정도의 고운 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 이산화망간 분말의 경우도 이와 동일한 절차를 거치는 것이 바람직하다.It is preferable that the inorganic powder used for the production of the granular catalyst 15 undergo a pretreatment process in advance to remove harmful heavy metals or large particles, and it is usually preferable to use fine particles of about 350 mesh. In the case of manganese dioxide powder, it is preferable to go through the same procedure.

기재인 무기성 분말에 대한 이산화망간 분말의 혼합 비율이 너무 낮으면 촉매 효과가 미약할 수 있고 너무 많으면 산화제인 과산화수소를 너무 빠른 속도로 분해시켜서 생성되는 하이드록시 라디칼이 유기 물질 등과 미처 반응하지 못하고 산소와 물 분자를 생성시킬 수 있으므로 적정 범위로 한정하는 것이 좋다. 무기성 분말 100부에 대하여 이산화망간 분말 0.1부 정도 비율의 혼합으로도 약간의 효과가 있겠으나, 무기성 분말 100부에 대하여 이산화망간 분말 1 내지 20부 비율의 범위에서 혼합하는 것이 바람직하다. 물론, 이 배합 농도는 원수 중의 유기 물질 부하에 따라 다르게 설계하는 것이 바람직하다. 또한, 입상 촉매(15)의 제조를 원활히 하기 위하여 벤토나이트나 클레이 등의 점착성 부여제나 유기 윤활제를 첨가할 수도 있으며, 입상 촉매(15)의 다공성을 증대시키기 위한 분말상 탄소나 탄수화물 입자 등을 추가로 혼합할 수도 있다.If the mixing ratio of the manganese dioxide powder to the inorganic powder, which is the base material, is too low, the catalytic effect may be weak. Since water molecules can be generated, it is better to limit it to an appropriate range. Mixing of about 0.1 parts of manganese dioxide powder with respect to 100 parts of inorganic powder has some effect, but it is preferable to mix in a ratio of 1 to 20 parts of manganese dioxide powder with respect to 100 parts of inorganic powder. Of course, it is preferable to design this blending concentration differently depending on the organic material load in the raw water. In addition, in order to facilitate the production of the granular catalyst 15, a tackifier such as bentonite or clay or an organic lubricant may be added, and powdery carbon or carbohydrate particles to increase the porosity of the granular catalyst 15 are additionally mixed You may.

하나의 촉매 용기(14) 내에 두 가지 이상의 평균 크기가 다른 입상 촉매(15)들을 충전시킬 수도 있다. 예를 들어, 입상 촉매(15)들을 평균 지름 2㎜, 5㎜ 및 10㎜ 등 3 가지로 구분지게 만든 후, 원수의 통과 방향을 기준으로 지름이 작은 입상 촉매들로부터 큰 입상 촉매들의 순서로 적층함으로써, 입상 촉매(15)들을 역세척 가능한 여과 장치로서의 역할과 함께 산화 촉매로서의 역할도 수행하도록 할 수 있다.It is also possible to charge two or more granular catalysts 15 having different average sizes in one catalyst vessel 14 . For example, after the granular catalysts 15 are divided into three types, such as average diameters of 2 mm, 5 mm, and 10 mm, stacked in order from small diameter granular catalysts to large granular catalysts based on the passing direction of raw water By doing so, the granular catalysts 15 can serve not only as a backwashable filtering device but also as an oxidation catalyst.

또한, 입상 촉매(15)들의 지름에 따라 이산화망간 분말의 혼합 비율을 달리할 수도 있다. 예를 들어, 원수의 통과 방향을 기준으로, 상류 쪽에 사용할 입상 촉매들은 이산화망간 분말의 함량을 2부로 하고, 하류 쪽에 사용할 입상 촉매들은 이산화망간 분말의 함량을 10부로 함으로써, 상류 쪽에서는 상대적으로 완만한 산화 반응을 유도하고, 하류 쪽에서는 강력한 과산화수소 분해 반응이 일어나도록 하여 최종 배출수 중의 잔류 과산화수소를 제거할 수도 있다.In addition, the mixing ratio of the manganese dioxide powder may be varied according to the diameters of the granular catalysts 15 . For example, based on the flow direction of raw water, granular catalysts to be used upstream have a content of manganese dioxide powder of 2 parts, and granular catalysts to be used downstream have a content of manganese dioxide powder of 10 parts. Residual hydrogen peroxide in the final effluent may be removed by inducing a reaction and causing a strong hydrogen peroxide decomposition reaction downstream.

무기성 분말과 이산화망간 분말의 혼합물은 물을 넣어서 가공하기 적절한 수준의 반죽으로 만들어서 원하는 모양과 크기로 성형시킬 수도 있고 소위 snowballing 방식을 이용하여 구형의 입자로 성장시킬 수도 있다.The mixture of inorganic powder and manganese dioxide powder can be made into a dough suitable for processing by adding water and molded into a desired shape and size, or can be grown into spherical particles using the so-called snowballing method.

성형이 끝난 입자는 건조 과정을 거치는데, 1 내지 2일 동안 자연 건조를 시키는 방식을 채택할 수도 있다.The molded particles go through a drying process, and a method of natural drying for 1 to 2 days may be adopted.

건조된 입자는 도가니에 담아 소성로에 넣어서 소성을 시킨다. 이때, 소성 온도는 535℃ 이상 1.100℃ 이하로 유지하는 것이 바람직한데, 그 이유는 일반적인 클레이 등의 소결 시에 이들은 1,100℃를 초과하여야 자화(磁化)가 시작되어 촉매 활성이 급격히 저하되는 데 비하여, 이산화망간의 용융점은 535℃이므로 이 온도 구간 내에서는 용융된 이산화망간이 기재에 융착되어 담지 됨으로써 견고한 결합을 형성하므로 촉매의 사용 과정에서 산화제에 의한 망간 성분의 용출이 최소화될 수 있기 때문이다.The dried particles are placed in a crucible and put into a kiln for firing. At this time, it is preferable to maintain the calcination temperature at 535 ° C. or more and 1.100 ° C. or less, because during sintering of general clays, they must exceed 1,100 ° C. Since the melting point of manganese dioxide is 535° C., within this temperature range, the molten manganese dioxide is fused and supported on the substrate to form a strong bond, so the elution of the manganese component by the oxidizing agent in the process of using the catalyst can be minimized.

촉매 용기(14)는, 처리 대상인 원수가 내부 공간에서 1 내지 60분 정도 체류할 수 있는 크기의 장방형 또는 원통, 오벌형 등 다양한 모양으로 제작하는 것이 가능하며, 밀폐식으로 제조하여 내부가 대기압보다 높은 상태에서 물이 통과하게 만들 수도 있다.The catalyst container 14 can be manufactured in various shapes such as a rectangle, a cylinder, or an oval having a size that allows the raw water to be treated to stay in the internal space for about 1 to 60 minutes, and is manufactured in a hermetic manner so that the inside is lower than atmospheric pressure. It can also allow water to pass through at high elevations.

처리수의 처리수 저장조(19) 내 적정 체류 시간은 처리수 중의 오염 물질 농도에 따라 다르게 설정되어져야 한다.The appropriate residence time of the treated water in the treated water storage tank 19 should be set differently depending on the concentration of contaminants in the treated water.

원수 공급 수단(11), 과산화수소액 공급 수단(12) 및 역세척수 공급 수단(17)은 전동 모터 펌프일 수 있다.The raw water supply means 11 , the hydrogen peroxide solution supply means 12 , and the backwash water supply means 17 may be electric motor pumps.

역세척수 인입 조절판(16) 및 역세척수 유출 조절판(13)은 3방 밸브(three way valve)일 수 있는데, 이 경우에 이들 조절판(16, 13)들은, 원수에 대하여 촉매 용기(14)와 처리수 유출과(32)을 거쳐 처리수 저장조(19)로 이송되게 하는 기능 및 처리수에 대하여 역세척수 공급관(33)과 촉매 용기(14)를 거쳐 역세척수 방출관(34)을 따라 폐수 처리 설비로 이송되게 하는 기능을 번갈아 가면서 수행할 수 있게 된다.The backwash water inlet throttle 16 and the backwash water outlet throttle 13 may be three way valves, in which case these throttle plates 16 , 13 connect with the catalyst vessel 14 for raw water and treatment. Wastewater treatment facility along the backwash water discharge pipe 34 through the backwash water supply pipe 33 and the catalyst container 14 for the function and the treated water to be transferred to the treated water storage tank 19 through the water outlet 32 . It is possible to alternately carry out the function to be transferred to

도 1에서 도면 부호 31은 원수 공급 수단(11)이 적용된 원수 공급관으로, 원수 공급관(31)은 역세척수 유출 조절판(13)을 통하여 역세척수 방출관(34)에 합류된다.In FIG. 1 , reference numeral 31 denotes a raw water supply pipe to which the raw water supply means 11 is applied, and the raw water supply pipe 31 joins the backwash water discharge pipe 34 through the backwash water outflow control plate 13 .

도 1에서 도면 부호 18은 과산화수소액 저장 수단으로, 과산화수소액 저장 수단(18)은 과산화수소액 공급 수단(12)과 함께 과산화수소액 공급 유닛을 구성한다. 과산화수소액 공급 유닛은 원수 공급관(31)으로 과산화수소를 공급하고, 공급된 과산화수소는 원수 공급관(31)을 따라 흐르는 원수와 혼합된다.In FIG. 1 , reference numeral 18 denotes a hydrogen peroxide solution storage means, and the hydrogen peroxide solution storage means 18 together with the hydrogen peroxide solution supply means 12 constitute a hydrogen peroxide solution supply unit. The hydrogen peroxide solution supply unit supplies hydrogen peroxide to the raw water supply pipe 31 , and the supplied hydrogen peroxide is mixed with raw water flowing along the raw water supply pipe 31 .

본 발명의 실시예에 따른 입자 촉매(15)는, 내부에 수많은 미세 공극을 포함하게 되며, 낮은 온도에서도 과산화수소를 하이드록시 라디칼로 분해시키는 것이 가능해진다. 따라서, 원수(폐수)에 일정량의 과산화수소를 혼합한 후, 원수가 입자 촉매(15)들이 충전된 촉매 용기(14)를 통과하게 함으로써 원수 중의 미생물을 사멸시킴과 동시에 유기 물질을 제거 처리 할 수 있게 된다. 여기에 사용되는 과산화수소는 시중에서 구득할 수 있는 5%, 35% 또는 50% 농도 수용액 상태의 과산화수소수 액을 사용할 수 있다. 과산화수소의 사용량은 처리 대상에 존재하는 환원성 물질의 양에 따라 달라져야 한다. 통상적으로, 모래 여과 과정을 마친 상수의 경우에는 10 내지 20ppm 정도로서 충분하나, 하수나 폐수의 처리에 응용하고자 할 때는 1,000ppm 이상으로 투입하는 것도 가능하다.The particle catalyst 15 according to the embodiment of the present invention includes numerous micropores therein, and it becomes possible to decompose hydrogen peroxide into hydroxy radicals even at a low temperature. Therefore, after mixing a certain amount of hydrogen peroxide with raw water (waste water), the raw water passes through the catalyst container 14 filled with particle catalysts 15, thereby killing microorganisms in the raw water and removing organic materials at the same time. do. Hydrogen peroxide used here may be a commercially available 5%, 35%, or 50% aqueous solution of hydrogen peroxide in the form of an aqueous solution. The amount of hydrogen peroxide used should vary depending on the amount of reducing material present in the treatment target. In general, in the case of water after sand filtration, about 10 to 20 ppm is sufficient, but when applied to sewage or wastewater treatment, it is also possible to input at an amount of 1,000 ppm or more.

본 발명의 실시예에 따른 입자 촉매(15)는, 상대적으로 지름이 큰 촉매들와 중간 촉매들 및 작은 촉매들 중 적어도 두 종류 이상을 촉매 용기(14)의 내부 공간에 차례로 적층시켜 활용하는 것이 바람직하다. 그 이유는 과산화수소가 혼합된 처리 대상을 촉매 용기(14)로 공급하면, 이 과정에서 수중에 존재하는 미생물과 크기가 큰 불순 입자들이 상류 쪽의 입자 촉매(15)들에 걸러지고, 보다 작은 입자나 유기 물질 분자 등은 하류 쪽 입자 촉매(15)들의 표면에 흡착되어 촉매 용기(14)의 내부 공간에 비교적 장시간 머물게 되면서 과산화수소로부터 생성되는 하이드록시 라디칼에 의하여 충분한 산화 작용을 받게 된다.The particle catalyst 15 according to the embodiment of the present invention is preferably used by sequentially stacking at least two kinds of catalysts having a relatively large diameter, medium catalysts, and small catalysts in the internal space of the catalyst container 14 . do. The reason is that when a process target mixed with hydrogen peroxide is supplied to the catalyst container 14, in this process, microorganisms and large impurity particles present in the water are filtered by the particle catalysts 15 on the upstream side, and smaller particles The organic material molecules and the like are adsorbed on the surfaces of the downstream particle catalysts 15 and remain in the internal space of the catalyst container 14 for a relatively long time, and are sufficiently oxidized by hydroxy radicals generated from hydrogen peroxide.

임의의 시기에 처리수 저장조(19)에 저장된 처리수를 이용하여 역세척을 수행함으로써 입자 촉매(15)들을 세정할 수 있다. 이때, 역세척수인 처리수는 촉매 용기(14)의 출구를 통하여 촉매 용기(14)의 내부 공간으로 투입된다. 역세척에 의하면, 촉매 용기(14) 내에 적체된 미생물의 사체와 휴민산 등 반응성이 낮은 유기 물질을 계 외로 제거시킬 수가 있다. 또한, 입자 촉매(15)들로 구성된 촉매층에 있어서, 상류 쪽에 배치할 작은 지름의 입자 촉매(15)들 내 이산화망간 함량보다 높은 함량의 이산화망간을 함유한 큰 지름의 입자 촉매(15)들을 하류 쪽으로 배치하여 잔류 과산화수소가 다음 공정으로 넘어가는 문제를 해소할 수도 있다. 이러한 목적으로 적용되는 이산화망간의 혼합량은 상류 쪽 입자 촉매(15)들의 경우 The particle catalysts 15 may be cleaned by performing backwashing using the treated water stored in the treated water storage tank 19 at any time. At this time, the treated water, which is the backwash water, is introduced into the inner space of the catalyst container 14 through the outlet of the catalyst container 14 . According to the backwashing, it is possible to remove corpses of microorganisms accumulated in the catalyst container 14 and organic substances with low reactivity, such as humic acid, out of the system. In addition, in the catalyst layer composed of the particle catalysts 15, large-diameter particle catalysts 15 containing manganese dioxide in a content higher than the manganese dioxide content in the small-diameter particle catalysts 15 to be disposed on the upstream side are disposed downstream Thus, it is possible to solve the problem of the residual hydrogen peroxide being transferred to the next process. The mixing amount of manganese dioxide applied for this purpose is in the case of the upstream particle catalysts 15

1 내지 5부가 바람직하고, 하류 쪽 입자 촉매(15)들의 경우 1 to 5 parts are preferred, for downstream particle catalysts (15)

10 내지 20부인 것이 바람직하다.It is preferable that it is 10-20 parts.

만약, 본 발명에 따른 수처리 장치 및 방법에 의하여 처리된 물에 일정량의 잔류 염소가 필요한 경우에는 별도의 염소계 소독약을 투입하는 수단을 부가하여야 한다. 다만, 이 경우 수중에는 염소 요구물질이 대폭 줄어들어 있을 것이므로 소량의 일정한 염소의 주입만으로 요구 조건을 충족시킬 수 있을 것이다.If a certain amount of residual chlorine is required in the water treated by the water treatment apparatus and method according to the present invention, a means for adding a separate chlorine-based disinfectant should be added. However, in this case, the requirement for chlorine will be greatly reduced in the water, so it will be possible to satisfy the requirement only by injecting a small amount of constant chlorine.

- 응용 실험 예 : 황토 분말과 이산화망간 분말을 사용한 입자 촉매의 제조 및 응용- Example of application experiment: Preparation and application of particle catalyst using loess powder and manganese dioxide powder

ㅇ 입자 촉매 제조 처방ㅇ Particle catalyst manufacturing prescription

(1) 350메시 체로 친 황토분말 : 10㎏(1) 350 mesh sieved loess powder: 10kg

(2) 이산화망간(powder, 순도 70%, Daejung CP급 시약) : 286g(2) Manganese dioxide (powder, purity 70%, Daejung CP grade reagent): 286g

ㅇ 입자 촉매 제조 공정ㅇ Particle catalyst manufacturing process

(1) 황토 분말과 이산화망간 분말을 혼합통에 넣고 교반기로 잘 섞는다.(1) Put ocher powder and manganese dioxide powder in a mixing container and mix well with a stirrer.

(2) snowballing 방법으로 구형의 입자를 성형시킨다. (지름 4㎜)(2) Spherical particles are molded by snowballing. (diameter 4mm)

(3) 전기로 내 800℃ 조건에서 2시간 소성(3) Firing for 2 hours at 800℃ in an electric furnace

ㅇ 적용 테스트ㅇ Application test

(1) 저온 반응성 테스트 : 증류수 500mL에 35% 농도의 시약 EP급 과산화수소수 1.43g과 무수에탄올(EP급) 0.5g을 투입하고 3분간 교반한 후, 250mL 톨 비커에 150mL를 덜어 넣어서 냉동고에 넣고 3℃로 냉각시킨다. 여기에 제조된 입자 촉매를 넣고 반응성을 관찰하였다.(1) Low-temperature reactivity test: Add 1.43 g of EP-grade hydrogen peroxide solution and 0.5 g of absolute ethanol (EP-grade) to 500 mL of distilled water with a concentration of 35% and stir for 3 minutes, then pour 150 mL into a 250 mL tall beaker and put it in the freezer. Cool to 3°C. The prepared particle catalyst was added thereto and the reactivity was observed.

(2) 하천수 테스트 : 주변 하천(태화강)의 표류수를 채취하여 1,000mL를 분취한 후 35% 농도의 시약 EP급 과산화수소수 0.28g을 투입하여 3분간 교반한다(과산화수소 100ppm 농도). 이와는 별도로 사전에 제조된 입자 촉매를 2L 파이렉스제 반응기 내에 약 1/2 수준으로 채워서 준비한다. 입자 촉매가 안치된 반응기 내에 앞에서 준비한 과산화수소 투입 하천수를 입자 촉매들에 의한 촉매층의 상층부 높이까지 부어 놓고 10분간 실온에 정치하여 반응시킨다(도 3 참조). 이렇게 준비된 반응수를 덜어내어 먹는물수질공정시험기준의 총대장균군-시험관법(ES 05703.1a)과 과망간산칼류소비량(ES 05302.1b) 시험법에 따라서 총대장균군수와 과망간산칼륨소비량을 측정하였다. 앞의 하천 표류수도 동시에 비교 분석 시험하였다.(2) River water test: Collect the drifting water from the surrounding river (Taehwa River), collect 1,000 mL, and add 0.28 g of EP-grade hydrogen peroxide solution with a concentration of 35% and stir for 3 minutes (hydrogen peroxide concentration of 100 ppm). Separately, a particle catalyst prepared in advance is prepared by filling it to about 1/2 level in a 2L Pyrex reactor. In the reactor in which the particle catalyst is placed, the previously prepared hydrogen peroxide input river water is poured up to the height of the upper layer of the catalyst layer by the particle catalysts, and allowed to react by standing at room temperature for 10 minutes (refer to FIG. 3). The prepared reaction water was taken out and the total coliform count and potassium permanganate consumption were measured according to the total coliform group-test tube method (ES 05703.1a) and potassium permanganate consumption (ES 05302.1b) test methods of the drinking water quality process test standard. The previous river drift was also compared and tested at the same time.

ㅇ 적용 테스트 결과ㅇ Application test result

(1) 저온 반응성 테스트 결과 : 촉매층으로부터 구름과 같은 미세한 기포가 발생되는 것이 관찰되었다(도 2 참조).(1) Low-temperature reactivity test result: It was observed that fine bubbles such as clouds were generated from the catalyst layer (see FIG. 2).

(2) 하천수 테스트 결과 : 입자 촉매 접촉 과산화수소 투입수의 분석 결과 대장균군수 0, 과망간산칼륨소비량 3.1ppm으로 나타났으며, 원수인 하천 표류수의 분석결과는 대장균군수 560, 과망간산칼륨소비량 12.4ppm으로 나타났다.(2) Stream water test result: As a result of analysis of particle-catalyzed hydrogen peroxide input water, the number of coliform groups was 0 and potassium permanganate consumption was 3.1 ppm. .

이상에서는 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상은, 각각 독립적으로 실시될 수도 있고, 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다.Although the present invention has been described above, the present invention is not limited by the disclosed embodiments and the accompanying drawings, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention. In addition, the technical ideas described in the embodiments of the present invention may be implemented independently, or two or more may be implemented in combination with each other.

11 : 원수 공급 수단
12 : 과산화수소액 공급 수단
13 : 역세척수 유출 조절판
14 : 촉매 용기
15 : 입상 촉매
16 : 역세척수 인입 조절판
17 : 역세척수 공급 수단
18 : 과산화수소액 저장 수단
19 : 처리수 저장조11: raw water supply means
12: hydrogen peroxide solution supply means
13: backwash water outflow control plate
14: catalyst vessel
15: granular catalyst
16: backwash water inlet control plate
17: backwash water supply means
18: hydrogen peroxide solution storage means
19: treated water storage tank

Claims (7)

무기성 분말을 이산화망간 분말과 혼합한 후, 물을 가하고 입자상으로 성형한 다음, 건조하고 소성로에서 소결시키는 것을 특징으로 하는,
수처리용 촉매 제조 방법.characterized in that the inorganic powder is mixed with the manganese dioxide powder, water is added, formed into particles, dried, and sintered in a kiln,
A method for preparing a catalyst for water treatment. 청구항 1에 있어서,
상기 무기성 분말과 상기 이산화망간 분말을 상기 무기성 분말 100부에 대하여 상기 이산화망간 분말 0.1 내지 20부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는,
수처리용 촉매 제조 방법.The method according to claim 1,
characterized in that the inorganic powder and the manganese dioxide powder are mixed in a ratio of 0.1 to 20 parts of the manganese dioxide powder with respect to 100 parts of the inorganic powder,
A method for preparing a catalyst for water treatment. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 소성로에서 535 내지 1,100℃의 온도로 소결하여 상기 이산화망간 분말을 용융시키고 담지시키는 것을 특징으로 하는,
수처리용 촉매 제조 방법.The method according to claim 1 or 2,
characterized in that the manganese dioxide powder is melted and supported by sintering at a temperature of 535 to 1,100° C. in the kiln,
A method for preparing a catalyst for water treatment. 청구항 1에 기재된 방법에 의하여 제조된 입자상의 촉매들이 내부 공간에 촉매층을 구성하도록 수용되고 상기 내부 공간과 연통하는 입구와 출구가 각각 구비된 촉매 용기를 준비하고,
원수에 과산화수소를 혼합시키며,
상기 과산화수소가 혼합된 상기 원수를 준비된 상기 촉매 용기의 상기 입구로 투입하여 상기 내부 공간에 수용된 상기 촉매층을 통과시키는 것을 특징으로 하는,
수처리 방법.Preparing a catalyst container in which particulate catalysts prepared by the method according to claim 1 are accommodated in the inner space to constitute a catalyst layer and each having an inlet and an outlet communicating with the inner space,
Mixing hydrogen peroxide with raw water,
Characterized in that the raw water mixed with the hydrogen peroxide is introduced into the inlet of the prepared catalyst container and passed through the catalyst layer accommodated in the inner space,
water treatment method. 청구항 4에 있어서,
상기 촉매들은 지름 1.5 내지 50㎜의 구형이고,
상기 촉매층은 2층 이상으로 구성되며,
상기 촉매층에서 서로 이웃한 층들 중 어느 하나는 평균 지름이 상대적으로 작은 상기 촉매들로 구성되고 다른 하나는 평균 지름이 상대적으로 큰 상기 촉매들로 구성된 것을 특징으로 하는,
수처리 방법.5. The method according to claim 4,
The catalysts are spherical with a diameter of 1.5 to 50 mm,
The catalyst layer is composed of two or more layers,
One of the adjacent layers in the catalyst layer is composed of the catalysts having a relatively small average diameter and the other is composed of the catalysts having a relatively large average diameter,
water treatment method. 청구항 5에 있어서,
상기 촉매층은,
평균 지름이 상대적으로 작은 상기 촉매들로 구성된 층일수록 상기 원수의 통과 방향으로 기준으로 상류 쪽으로 배치되고,
평균 지름이 상대적으로 큰 상기 촉매들로 구성된 층일수록 상기 촉매들에 더 높은 농도의 이산화망간 분말이 혼합된 것을 특징으로 하는,
수처리 방법.6. The method of claim 5,
The catalyst layer is
The layer composed of the catalysts having a relatively small average diameter is disposed upstream in the passage direction of the raw water,
The layer composed of the catalysts having a relatively large average diameter is characterized in that a higher concentration of manganese dioxide powder is mixed with the catalysts,
water treatment method. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 하나에 있어서,
상기 촉매 용기의 상기 출구로 역세척수를 투입하여 상기 촉매들을 세정하는 것을 특징으로 하는,
수처리 방법.7. The method according to any one of claims 4 to 6,
characterized in that the catalyst is washed by injecting backwash water into the outlet of the catalyst vessel,
water treatment method.
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