KR101534830B1 - Method for manufacturing acid or alkali and neuter adsorbents using aluminum by-product, and acid or alkali and neuter adsorbents - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 각종 악취원을 흡착 제거하는 흡착제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정수 슬러지와 총인 슬러지를 이용한 알루미늄계 부산물을 출발물질로 하여 악취를 제거하는 흡착제를 제조함으로써 슬러지의 폐기 처리에 따른 2차 오염을 막고 비용을 절감할 수 있으며, 흡착제의 제조와 보관시 악취 발생과 곰팡이류의 발생을 방지함과 아울러 산성 또는 알칼리성과 중성 악취원에 적합한 흡착제를 제조할 수 있는 알루미늄계 부산물을 이용한 산성 또는 알칼리성과 중성 악취원 제거용 흡착제 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 흡착제에 관한 것이다.
The present invention relates to an adsorbent for adsorbing and removing various odor sources. More particularly, the present invention relates to an adsorbent for removing odors by using an aluminum-based by-product using purified water sludge and total phosphorus sludge as a starting material, It is possible to prevent pollution and reduce costs, to prevent the generation of odor and fungi during the production and storage of the adsorbent, and to produce an adsorbent suited to acidic or alkaline and neutral odor sources by using acidic or alkaline And a method for producing an adsorbent for removing a neutral odor source, and an adsorbent produced by the method.
최근에 들어 하수슬러지의 재활용에 관한 연구가 활발히 진행됨에 따라 상용화되고 있는 기술 또한 많이 개발된 상태로, 이러한 슬러지의 재활용 방법으로는 탄화, 퇴비화, 고화 방법 등이 있는데 이중 고화의 방법은 복토재 등으로 활용할 수 있는 유용한 처리방법 중의 하나이며 좁은 국토로 매립지 확보 및 복토를 위한 흙의 안정적인 확보에 어려움이 예상되는 국내 현실을 감안한다면 흙을 대체할 대용 복토재의 개발 및 실용화가 기존 매립지의 수명연장 및 환경오염 방지측면과 경제적인 측면에서 매우 중요한 의미를 지닌다. 또한 인체 및 환경에 영향을 미치지 않아야 한다는 이상적인 슬러지의 재활용을 위한 전제조건이 충족된다면 경제적 측면과 환경적인 측면에서 슬러지의 재활용은 매우 중요한 과제라 할 수 있다.In recent years, research on the recycling of sewage sludge has been actively carried out, and a lot of commercialized technologies have been developed. Such sludge recycling methods include carbonization, composting, and solidification methods. Considering the fact that it is one of the useful treatment methods that can be utilized and it is difficult to secure the land for land acquisition and the stable land acquisition for the small land, the development and practical use of substitute landfill to replace the soil is expected to extend the life of existing landfill and environment It is very important in terms of pollution prevention and economics. In addition, if the precondition for recycling ideal sludge that does not affect the human body and the environment is satisfied, recycling of the sludge in terms of economy and environment is a very important task.
이와 같은 요구로 최근에는 하수슬러지에 각종 고화제를 첨가하여 고형화시킴으로써 하수슬러지의 고화물들을 복토재로 재활용할 수 있도록 한 여러 가지 기술들이 제안된 바 있으며, 그 중 대한민국 공개특허공보 제2000-25028호는 하수슬러지에 특수 고화제로서 석고, 생석회, 시멘트 등을 혼합하고 500℃ 이하로 가열한 후 대기 중에서 냉각시킨 것을 매립토로 사용하는 기술에 대해 개시하고 있다. 그러나 위와 같이 고화제로서 시멘트, 생석회를 사용하는 기존 방식의 경우에는 하수슬러지와 첨가물 혼합, 양생, 건조과정에서 발열반응이 일어나며 타 방안에 비해 pH 상승으로 인한 암모늄이온이 암모니아 가스로 전환되어 심한 악취가 발생되는 등 의 문제가 있다.In recent years, various technologies have been proposed for recycling sewage sludge solidified materials as a cover material by adding various solidifying agents to the sewage sludge to solidify them, and Korean Patent Publication No. 2000-25028 Discloses a technique of mixing sewage sludge with gypsum, quicklime, cement, etc. as a special solidifying agent, heating the slurry to 500 ° C or lower and cooling it in the atmosphere as a landfill. However, in the conventional method using cement and quicklime as the solidifying agent as described above, an exothermic reaction occurs in the process of mixing, curing and drying the sewage sludge and additives. Since ammonium ions are converted into ammonia gas due to the increase in pH compared to other methods, And the like.
한편으로 축사 내에서 발생하는 악취 근원은 사료와 가축이 배설한 분뇨가 원인이 될 수 있고 축산 농가들이 가축 사육 시 사용하는 사료의 질과 가축들의 배설습성이나 분뇨의 혼합수거, 분리수거, 수거 시기 등에 따라서 악취성분이 달라 질수 있지만 이의 주 발생원은 가축분뇨의 부패이다. 악취발생은 기온, 습도, 바람 등에 영향은 받는데, 특히 저기압일 때에 대기가 지면에 낮게 퍼지므로 인근주변에 냄새확산으로 많은 민원이 발생하고, 또한 겨울철의 경우 축사 내 난방을 위하며 환기구가 차단되어 축사내의 악취유발물질 특히 암모니아의 농도가 상당히 높은 것으로 알려져 있다. 이러한 축산 농가에서의 악취 발생은 단순한 축산분뇨의 부패에서 나오는 암모니아 가스가 주요 원인이고, 이 암모니아 가스는 단순한 악취의 발생 뿐 아니라 신체조직 특히 점막 조직에 매우 민감하게 작용하기 때문에, 암모니아 가스의 조직 자극성은 농가에서 일하는 축주 및 농장 관계자의 건강에서 나쁜 영향을 미칠 뿐 아니라 실제로 사육되고 있는 동물, 특히 양돈 농장의 돼지 건강에 매우 나쁘게 작용하고 있다. 돼지 중 특히 조직이 민감하고 연약한 어린 자돈에게는 폐조직에 직접적으로 작용하여 기관 상피세포 및 폐조직에 해로운 영향을 미침에 따라 나약해진 기관지 및 폐조직을 가진 개체는 다른 박테리아, 바이러스, 곰팡이와 같은 병원체에 노출될 가능성이 높아져 결과적으로 자극적인 암모니아에 의한 농가의 경제적인 피해가 상승되는 문제점이 있다.On the other hand, odor sources originating from inside the house can be caused by the excretion of feed and livestock excreta, and the quality of the feed used for livestock farming by the livestock farmers, the mixing habits of the livestock and mixed manure collection, The odor component can vary depending on the type of the animal, but its main source is corruption of livestock manure. Odor generation is influenced by temperature, humidity, wind, etc. Especially, at low pressure, the air spreads low on the ground, causing a lot of complaints due to the spread of odor in the vicinity, and in winter, It is known that the concentrations of odor-causing substances, especially ammonia, in the housing are considerably high. The occurrence of odor in such an agricultural farm is a major cause of ammonia gas resulting from the decay of simple livestock manure. Since this ammonia gas acts not only on the generation of odor but also on body tissues, particularly mucosal tissues, Not only has a negative effect on the health of the caterers and farmers working at the farm, but also is very bad for the pigs' health in the animals being raised, especially pig farms. In pigs, especially sensitive and fragile young pigs, individuals with bronchial and pulmonary tissues that are weakened as they act directly on the lung tissue and have a detrimental effect on the tracheal epithelium and lung tissues, may be affected by other bacteria, viruses, molds And as a result, there is a problem that economic damage of the farm household due to irritating ammonia is increased.
또한 산업단지내의 악취로 인한 주변지역의 민원발생으로 인해 간접적인 경제적 손실이 상승되는 문제점이 있다. 이에 활성탄, 세정, 바이오필터 등 여러 방법으로 대기 악취를 줄이기 위해 노력을 하고 있지만 경제적인 부담, 기술의 난해성 등으로 인해 발생근원지에서 이를 운전하고 운영하는데 많은 문제점을 내포하고 있다.In addition, there is a problem that the indirect economic loss is increased due to the occurrence of complaints in the surrounding area due to the odor in the industrial complex. Although efforts have been made to reduce atmospheric odors by various methods such as activated carbon, washing, and biofilters, economic burdens and technical difficulties have led to many problems in operating and operating such facilities.
또한 현재 환경부 정책으로 가축분뇨, 고농도 유기성 폐기물, 음식물 등 해양투기 금지 및 직매립 금지로 인해 혐기성 소화를 통해 유용한 메탄 가스를 정제해 에너지 대체원으로 사용코자 한다. 하지만 이때 황화수소 및 암모니아 가스가 최대 각각 3000ppm, 2000ppm이 발생되어 발전기 및 각종 배관, 밸브 등을 부식시켜 수명을 단축시키게 되는데 그래서 환경부 고시로 발전기로 들어가는 가스 중 황화수소 농도를 50ppm 미만으로 권고하고 있다. 이에 약액세정법, 건식탈황탑 등을 두어 황화수소를 줄이기 위해 노력을 하고 있지만 경제적인 부담, 기술의 난해성 등으로 인해 발생근원지에서 이를 운전하고 운영하는데 많은 문제점을 내포하고 있다.In addition, the Ministry of Environment is currently refining methane gas through anaerobic digestion for the prohibition of marine dumping and direct landfilling such as livestock manure, high concentration organic wastes, and food, and it will be used as an energy substitute. However, at this time, the maximum amount of hydrogen sulfide and ammonia gas is 3000ppm and 2000ppm, respectively, so as to corrode the generator and various pipes and valves to shorten the lifespan. Therefore, the Ministry of Environment has recommended the concentration of hydrogen sulfide in the gas entering the generator to be less than 50ppm. Despite efforts to reduce hydrogen sulphide by using chemical liquid washing method and dry desulfurization tower, economic burden and technical difficulty have caused many problems in operation and operation at the source site.
한편, 최근에는 환경부에서는 4대 강 유역의 하·폐수처리시설에서 배출되는 배출수의 인의 농도를 0.5 mg/ℓ이하로 낮출 것을 권고하고 있으며, 점차적으로 전국의 모든 하, 폐수처리장에 적용하도록 하는 것이 계획되어 있다. 인은 질소에 비하여 수십 배 높은 부영양화물질로서 인을 제거하는 것은 하천을 보호하는 매우 중요한 방안이다. 종래의 미생물에 의한 인의 제거농도는 0.5 mg/ℓ이하로 제거하기가 어렵기 때문에 이를 해결하기 위한 처리방안이 제시되고 있는데 그 중 유기알럼계 응집제를 활용한 화학적 처리방법이 최우선으로 제시되고 있다.Recently, the Ministry of Environment recommends lowering the phosphorus concentration of effluent discharged from the wastewater treatment facilities of the four major rivers to 0.5 mg / ℓ or less, and gradually applying them to all underground and wastewater treatment plants in the whole country It is planned. Phosphorus is a very important means of protecting rivers by removing phosphorus as a eutrophication material which is tens of times higher than nitrogen. Conventional microbial removal of phosphorus is difficult to remove to less than 0.5 mg / ℓ. Therefore, a treatment method to solve this problem has been suggested. Among them, the chemical treatment method using the organic aluminum flocculant is a top priority.
이에 따라 4대 강 등을 오염시키는 총인을 정화하며 정화 후 총인 처리시설에서 발생되는 슬러지를 재활용함으로써 슬러지 처리에 따른 2차 오염을 막고 폐기물의 활용에 따른 경제적 이익을 창출할 수 있는 기술들이 제안된 바 있고 예를 들어 본 출원인에 의허 받은 특허문헌 1(특허 제1317574호)이 있다.Therefore, technologies for purifying the total pollutants that pollute the four major rivers and recycling the sludge generated at the treatment facility after purification to prevent secondary pollution due to sludge treatment and to create economic benefits by utilizing the waste have been proposed For example, Patent Document 1 (Patent No. 1317574) licensed by the present applicant.
특허문헌 1은 총인 슬러지를 출발물질로 하여 흡착제를 제조하는 것으로 폐기물을 활용하는 이점이 있지만, 총인 슬러지에 함유된 유기물과 인산과 황산 중 하나 이상을 사용하여 수열반응을 통해 흡착제를 제조하는 공정에서 슬러지의 유기물이 산과 반응하여 흡착제에서 냄새가 발현되며 장기간 보관시 유기물이 수분과 반응하여 곰팡이류 등이 발생하여 흡착제의 기능을 저하되는 단점이 있고, 산성 또는 알칼리성과 중성 악취원의 특성에 맞도록 제조되지 못하여 일부 악취원만 제거할 수 있고 나머지 악취원을 제거하지 못하는 단점도 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정수 슬러지와 총인 슬러지를 이용한 알루미늄계 부산물을 출발물질로 하여 악취를 제거하는 흡착제를 제조하여 폐기물의 재활용에 따른 경제적 이익을 도모함과 아울러 환경 오염을 막고, 흡착제의 제조와 보관시 악취 발생과 곰팡이류의 발생을 방지함과 아울러 산성 또는 알칼리성과 중성 악취원에 적합한 흡착제를 제조할 수 있는 알루미늄계 부산물을 이용한 산성 또는 알칼리성과 중성 악취원 제거용 흡착제 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 흡착제를 제공하려는데 그 목적이 있다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an adsorbent for removing odors by using aluminum-based byproducts using purified water sludge and total phosphorus sludge as starting materials, Adsorbent for removing acidic or alkaline and neutral odor source by using an aluminum based byproduct which can prevent the generation of odor and fungi during the production and storage of the adsorbent and can produce an adsorbent suitable for acidic or alkaline and neutral odor source And to provide an adsorbent produced by the method.
본 발명에 의한 알루미늄계 부산물을 이용한 산성 또는 알칼리성과 중성 악취원 제거용 흡착제 제조 방법은, 알루미늄계 부산물을 출발물질로 하여 펠렛과 구형을 포함하는 입상형의 흡착제를 제조하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 제조된 입상형의 흡착제를 진공 상태에서 450~550℃ 온도를 15~30분간 유지하여 상기 흡착제의 비표면적을 확장하도록 탄화하여 알칼리성과 중성 악취원의 제거용 흡착제를 제조하는 제2단계와; 상기 제2단계를 통해 탄화된 흡착제에 망간을 포함하는 전이금속 중 하나 이상을 첨착하는 제3단계를 포함하여 산성 악취원의 제거용 흡착제를 제조하는 것을 특징으로 한다.
A method for producing an adsorbent for removing an acidic or alkaline and neutral odor source using an aluminum-based by-product according to the present invention comprises the steps of: preparing a granular adsorbent comprising pellets and a spherical body with an aluminum-based by-product as a starting material; The granular adsorbent produced through the first step is maintained in a vacuum state at a temperature of 450 to 550 ° C. for 15 to 30 minutes to carbonize the adsorbent so as to enlarge the specific surface area of the adsorbent to produce an adsorbent for removing alkaline and neutral odor sources A second step; And a third step of introducing at least one transition metal including manganese into the carbonized adsorbent through the second step, thereby producing an adsorbent for removal of an acidic odor source.
본 발명에 의한 알루미늄계 부산물을 이용한 산성 또는 알칼리성과 중성 악취원 제거용 흡착제 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 흡착제에 의하면, 정수 슬러지와 총인 슬러지를 이용한 알루미늄계 부산물을 출발물질로 하여 악취를 제거하는 흡착제를 제조함으로써 슬러지의 폐기 처리에 따른 2차 오염을 막고 비용을 절감할 수 있으며, 특히 흡착제의 제조와 보관시 악취 발생과 곰팡이류의 발생을 방지하여 흡착제로 인한 환경오염을 방지하고 흡착능을 유지할 수 있고, 산성 또는 알칼리성과 중성 악취원에 적합한 흡착제를 제조함으로써 모든 악취원을 제거할 수 있으므로 악취 제거용 흡착제로서의 신뢰성을 향상하는 효과가 있다.
According to the method for producing an adsorbent for removing an acidic or alkaline and neutral odor source by using the aluminum-based byproduct according to the present invention and the adsorbent produced by the method, the odor is removed by using an aluminum-based by- product using purified water sludge and total phosphorus sludge It is possible to prevent the secondary contamination due to the disposal treatment of sludge and to reduce the cost. In particular, it prevents the generation of odor and fungi during the production and storage of the adsorbent, thereby preventing the environmental pollution caused by the adsorbent and maintaining the adsorbability And it is possible to remove all odor sources by preparing an adsorbent suitable for an acidic or alkaline and neutral odor source, so that the reliability as an adsorbent for odor removal is improved.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 알루미늄계 부산물을 이용한 알칼리성과 중성 악취원 제거용 흡착제 제조 방법의 공정도.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 의한 암모니아와 트리메틸아민 가스의 흡착능을 보인 그래프.
도 3 내지 도 6은 각각 본 발명의 실시예 1에 의한 암모니아와 트리메틸아민과 포름알데하이드 및 톨루엔의 제거율을 보인 실험 데이터.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 의한 알루미늄계 부산물을 이용한 산성 악취원 제거용 흡착제 제조 방법의 공정도.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 의한 알루미늄계 부산물을 이용한 산성 악취원 제거용 흡착제와 비교예의 파과시간을 보인 그래프
도 9와 도 10은 각각 본 발명의 실시예 2에 의한 알루미늄계 부산물을 이용한 산성 악취원 제거용 흡착제를 이용한 황화수소와 메틸메르캅탄의 제거율을 보인 실험 데이터.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process diagram of a method for producing an adsorbent for removing an alkaline and neutral odor source using an aluminum-based by-product according to Example 1 of the present invention;
2 is a graph showing adsorption capability of ammonia and trimethylamine gas according to Example 1 of the present invention.
3 to 6 are experimental data showing removal ratios of ammonia, trimethylamine, formaldehyde and toluene according to Example 1 of the present invention, respectively.
7 is a process diagram of a method for producing an adsorbent for removing an acidic odor source using an aluminum-based byproduct according to
FIG. 8 is a graph showing an adsorbent for removing an acidic odor source using aluminum-based byproducts according to Example 2 of the present invention and a breakthrough time
9 and 10 are experimental data showing removal rates of hydrogen sulfide and methyl mercaptan using an adsorbent for removing an acidic odor source using an aluminum-based byproduct according to Example 2 of the present invention.
<실시예 1>≪ Example 1 >
도 1에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 따른 알루미늄계 부산물을 이용한 알칼리성과 중성 악취원 제거용 흡착제 제조 방법은 알칼리성과 중성 악취원의 제거용 흡착제를 제조하는 것이며 입상형 흡착제 제조 - 비표면적의 확장을 위한 탄화의 공정으로 이루어진다. 상기 흡착제 제조는 수열반응 - 저장 및 숙성 - 탈수 - 건조 - 분쇄 - 성형 공정으로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the method for producing an adsorbent for removing alkaline and neutral odor source using the aluminum-based byproduct according to the present embodiment is to produce an adsorbent for removing alkaline and neutral odor sources, For example. The adsorbent is prepared by a hydrothermal reaction-storage and aging-dehydration-drying-crush-molding process.
(S10) 수열반응.(S10) hydrothermal reaction.
입상형의 흡착제 제조는 출발물질은 알루미늄계 부산물을 출발물질로 한다.The starting materials for the preparation of the granular adsorbent are aluminum-based by-products.
상기 알루미늄계 부산물을 총인시설에서 발생되는 총인슬러지 및 먹는 물 처리과정에서 발생되는 정수슬러지(상수오니)를 이용한 것으로 이들 슬러지는 흡착제의 기능을 향상시키는 알루미늄(Al)과 규사(Si)가 포함되어 있다. The aluminum-based byproducts include sludge generated in a total facility and purified water sludge (constant sludge) generated in the process of drinking water. These sludges include aluminum (Al) and silica (Si) improving the function of the adsorbent have.
알루미늄계 부산물은 하수처리장에서 인을 제거하기 위해, 먹는 물 처리과정에서 처리 후 고형분을 제거하기 위해 알럼계 응집제(PAC, 황산알루미늄)로 응집(응집제의 혼합량은 수질 등에 따라 달라지고 공지된 것이므로 구체적인 수치로 한정하지는 않는다)한 것이다.Aluminum-based by-products are used to remove phosphorus from the sewage treatment plant, and to coagulate with an aluminum flocculant (PAC, aluminum sulfate) to remove solids after the treatment in the water treatment process (the amount of flocculant to be mixed varies depending on water quality, etc., It is not limited to numerical values).
상기 알루미늄계 부산물로부터 알루미늄과 규사를 용출하기 위한 재료로서 산성약품[pH 조절로서, 폐황산, 재생 황산 또는 공업용 황산, 인산(H2SO4, KH2PO4, K3PO4, K2HPO4 등), 염산, 질산 등 강산, 약산 종류]과 공정수가 사용된다. 본 실시예에서는 인산과 황산을 예로 들어 설명하며 인산만 사용되는 방법, 인산과 황산이 사용되는 방법이 가능하다. 후자의 경우 먼저 황산으로 처리하고 이어서 인산으로 처리하며 알루미늄과 규사의 용출 조건을 먼저 황산으로 조성한 후 인산으로 후처리함으로써 알루미늄과 규사의 용출량을 높일 수 있다.As the material for eluting aluminum and silica sand from the aluminum-based byproduct, an acidic chemical (pH regulator, sulfuric acid, regenerated sulfuric acid or industrial sulfuric acid, phosphoric acid (H2SO4, KH2PO4, K3PO4, K2HPO4 etc.), hydrochloric acid, nitric acid, ] And process numbers are used. In this embodiment, phosphoric acid and sulfuric acid are exemplified, and only phosphoric acid is used, and phosphoric acid and sulfuric acid are used. In the latter case, the amount of aluminum and silica can be increased by first treating with sulfuric acid, then treating with phosphoric acid, and then eluting the aluminum and silica with sulfuric acid and then treating with phosphoric acid.
산제품은 알루미늄계 부산물 100 중량부에 대하여 2~8 중량부가 사용되며, 이는 알루미늄 등의 용출을 위한 최적의 혼합비율인 것이며 황산 2% 미만이면 용출량이 적고 황산 8% 이상이면 pH의 급격한 감소로 수열반응기, 교반기 등의 기계류의 부식을 동반할 수 있고 이후 탈수공정에서 탈수효율을 저하시키고 탈수기 등의 부식을 초래할 수 있다.The acid product is used in an amount of 2 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the aluminum-based byproducts, which is an optimum mixing ratio for elution of aluminum and the like. When the sulfuric acid is less than 2%, the elution amount is small. A hydrothermal reactor, a stirrer, and the like can be accompanied by corrosion of the mechanical parts, and the dewatering efficiency in the dewatering process may be lowered and corrosion of the dehydrator may be caused.
인산만으로 처리하는 경우 2~4 중량부, 바람직하게 3 중량부가 혼합되고, 인산과 황산이 함께 사용되는 경우 황산 2~4 중량부, 인산 2~4 중량부가 각각 순차적으로 혼합된다.2 to 4 parts by weight, preferably 3 parts by weight, of phosphoric acid alone is mixed. When phosphoric acid and sulfuric acid are used together, 2 to 4 parts by weight of sulfuric acid and 2 to 4 parts by weight of phosphoric acid are mixed successively.
공정수는 알루미늄계 부산물 100중량부에 대하여 50~200중량부, 바람직하게 100중량부가 사용되며, 상기 혼합비율은 산제품의 농도 즉 혼합물의 pH와 관련된 것이다.The process water is used in an amount of 50 to 200 parts by weight, preferably 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the aluminum-based byproduct, and the mixing ratio relates to the concentration of the acid product, i.e., the pH of the mixture.
상기 재료(알루미늄계 부산물 100중량부, 황산 3중량부, 공정수 100중량부)를 수열반응기에 넣고 상기 수열반응기를 밀폐한 후 상기 수열반응기 내부를 80~110℃, 바람직하게 90℃로 유지하고 교반기를 90~110rpm, 바람직하게 100rpm으로 회전하면서 20~40분, 바람직하게 30분간 상기 재료들을 혼합한다. 혼합한 혼합물은 pH가 3-4 정도로 유지되면서 알루미늄 성분을 용출시키는데 최적의 조건을 가지면서 인산과 반응할 최적을 조건을 가진다.100 parts by weight of aluminum-based byproducts, 3 parts by weight of sulfuric acid, and 100 parts by weight of process water were placed in a hydrothermal reactor and the inside of the hydrothermal reactor was maintained at 80 to 110 ° C., preferably 90 ° C. The materials are mixed for 20 to 40 minutes, preferably 30 minutes, while rotating the stirrer at 90 to 110 rpm, preferably 100 rpm. The mixed mixture has optimum conditions to elute the aluminum component while maintaining the pH at about 3-4, and to optimize the reaction with phosphoric acid.
이어서, 흡착제의 제조를 위하여 인산을 수열반응기에 첨가(알루미늄 부산물 100중량부에 대하여 인산 3중량부)한다.Subsequently, phosphoric acid is added to the hydrothermal reactor (3 parts by weight of phosphoric acid per 100 parts by weight of aluminum by-product) for the production of the adsorbent.
상기 수열반응기를 황산 처리시와 전술한 온도 조건과 교반 조건과 동일하게 조성하고 1시간 30분~2시간 30분간 수열반응시킨다. 온도조건은 80℃ 이하로 유지되면 반응시간이 5시간 이상 소요되어 전기소모와 용기의 과대설계가 이루어지고 110℃ 이상으로 유지되면 공정수의 계속된 공급이 필요하므로 적정의 90℃ 정도로 유지하여 전력낭비 등의 공정을 개선시킬 필요가 있다. 이러한 수열반응을 통해 용출된 알루미늄 성분과 인산의 PO4 -와 반응하여 다공성 알포 및 사포계 즉 베르사이트계 제올라이트 형성을 유도한다. The hydrothermal reactor is subjected to the hydrothermal reaction in the same manner as in the sulfuric acid treatment and the above-mentioned temperature condition and stirring conditions for 1 hour and 30 minutes to 2 hours and 30 minutes. If the temperature condition is maintained below 80 ℃, the reaction time will take more than 5 hours to over-design the electric consumption and the vessel. If the temperature is kept above 110 ℃, the continuous supply of the process water is required. It is necessary to improve processes such as waste. This hydrothermal reaction leads to the formation of porous alumina and sapphire, that is, vesite zeolite, by reacting with the eluted aluminum component and PO 4 - of phosphoric acid.
이와 같은 부산물과 인산의 수열합성 반응에 의해 벌집형의 수열반응물이 제조된다. A hydrothermal reaction product of a honeycomb type is produced by such a by-product and a hydrothermal synthesis reaction of phosphoric acid.
(S20) 저장 및 숙성(S20) Storage and aging
수열반응물의 숙성 조건은 40-50℃를 유지하면서 2일 정도로 숙성하여 미반응물의 반응시간을 더 유지하여 반응을 유도하고 온도를 유지함으로서 탈수효율을 증대시키기 위해 사용된다. The aging condition of the hydrothermal reaction product is aged for about 2 days while maintaining the temperature at 40-50 ° C, and the reaction time of the unreacted product is further maintained to induce the reaction and maintain the temperature, thereby increasing the dehydration efficiency.
(S30) 탈수.(S30) dehydration.
수열반응물은 함수율이 85~90중량%이며 수분은 악취의 탈취효능을 저하시키므로 탈수기를 통해 수분을 탈수하여 수열반응물의 함수율을 70중량% 이하로 조절한다. 상기탈수기는 필터프레스 등 다양한 제품의 사용이 가능하다.The hydrothermal reactant has a water content of 85 to 90% by weight, and water lowers the deodorizing effect of the offensive odor, so that water is dehydrated through a dehydrator to control the water content of the hydrothermal reaction to 70% by weight or less. The dehydrator can use various products such as a filter press.
(S40) 건조.(S40).
탈수 공정을 거쳐 함수율이 1차 조절된 탈수물을 건조하여 함수율이 20~40중량%인 건조물을 획득한다. 건조 조건은 자연 건조와 기계적 강제 건조(110~130℃) 모두 가능하다, 본 공정은 흡착제의 함수율을 근거로 하는 것이므로 건조 조건을 수치로 한정할 이유가 없으며 따라서 전술한 강제 건조의 온도는 일 예일 뿐이다.After the dewatering process, the dehydrated water having the first controlled moisture content is dried to obtain a dried product having a moisture content of 20 to 40% by weight. The drying conditions are both natural drying and mechanical forced drying (110-130 ° C). Since this process is based on the water content of the adsorbent, there is no reason to limit the drying conditions to numerical values, Only.
함수율은 20중량%미만도 가능하지만 펠렛형 흡착제의 제조시 20중량% 미만인 경우 모양이 깨지는 문제점이 있고, 모양성형이 기계적으로 어려움으로 있다. 40중량%를 초과하는 경우는 높은 함수율로 모양 성형이 어려운 문제점이 있을 수 있기 때문이다. 전술한 함수율은 입상형 흡착제의 제조를 위한 수치인 것이며, 참고로 최종 생산된 흡착제는 함수율이 10중량% 미만이 된다.The water content can be less than 20% by weight, but when the pellet type adsorbent is produced at less than 20% by weight, the shape is broken, and mechanical shaping is difficult. If it is more than 40% by weight, it may be difficult to form the shape with a high water content. The above-mentioned water content is a numerical value for producing a granular adsorbent, and the final produced adsorbent has a water content of less than 10% by weight.
이와 같이 물리적 방법에 의한 탈수와 건조를 병행하면 가열에 따른 비용을 줄이고 함수율 조절 시간도 단축하는 이점이 있다.The dewatering and drying by the physical method are advantageous in that the cost for heating is shortened and the time for adjusting the water content is shortened.
(S50) 분쇄.(S50).
건조 과정을 거친 건조물은 입도가 불규칙하고 덩어리 형태일 수도 있으며, 균일한 입도의 분말형 흡착제를 제조하기 위하여 분쇄 공정을 거친다.The dried product after the drying process may be irregular in particle size and may be in the form of a lump, and is subjected to a pulverizing process to produce a powdery adsorbent having a uniform particle size.
분쇄 입도는 70~110 메쉬, 바람직하게 100메쉬 이하이다.The pulverization particle size is 70 to 110 mesh, preferably 100 mesh or less.
(S60) 저장.(S60).
전 공정을 통해 분말형 흡착제의 제조를 완료하며 성형 공정 이전에 저장될 수 있다. 즉 분쇄 후 분말형 흡착제를 성형할 수 있으므로 저장 공정을 필요에 따라 적용되는 것이다.The preparation of the powdery adsorbent is completed through the entire process and can be stored before the molding process. That is, since powdered adsorbent can be formed after pulverization, the storage process is applied as needed.
(S70) 성형.(S70) molding.
분말형 흡착제를 공지의 펠렛기 등을 이용하여 펠렛 형태(∮5∼7mm, 길이 5∼10mm), 비드(bead)(구) 형태(∮10∼15mm)로 가공하여 입상형 흡착제를 제조한다. The granular adsorbent is processed in the form of pellets (∮ 5~7 mm,
이상의 공정을 통해 입상형 흡착제의 제조가 완료된다.The production of the particulate adsorbent is completed through the above process.
(S80) 탄화.(S80) Carbonization.
알루미늄계 부산물에 함유된 유기물과 인산, 황산이 수열반응하면 유기물의 산반응에 의해 냄새(악취)가 발현되며 장기간 보관시 수분과 유기물이 산반응하여 곰팡이류 등이 발생하므로 흡착제의 기능이 약하다.The hydrothermal reaction of organic substances, phosphoric acid and sulfuric acid contained in aluminum-based by-products causes odor (odor) due to the acid reaction of the organic material. In the long-term storage, the adsorbent functions poorly due to acidic reaction of water and organic materials.
입상형 흡착제의 제조 공정시 외부 요인없이 발생되는 악취를 저감하고 흡착능을 증대하기 위하여 탄화 공정을 거치게 된다.In the process of manufacturing the granular adsorbent, a carbonization process is performed in order to reduce the odor generated without external factors and increase the adsorption capacity.
입상형 흡착제의 탄화 조건은 진공 상태(밀폐 및 질소분위기에서 450~550℃ 온도 및 15~30분, 바람직하게 500℃, 20분이다.)The carbonization condition of the particulate adsorbent is a vacuum state (450 to 550 ° C. and 15 to 30 minutes, preferably 500 ° C., 20 minutes in a closed and nitrogen atmosphere).
이다. 즉 상기 탄화 온도는 진공 상태의 온도이므로 진공 상태가 아닌 경우 온도가 변경될 것이다. to be. That is, since the carbonization temperature is a vacuum state, the temperature will change if it is not in a vacuum state.
진공 조건에서는 탄화 온도를 적은 에너지로 맞출 수 있는 이점이 있다.In vacuum conditions, there is an advantage that the carbonization temperature can be adjusted to a low energy.
상기 탄화 온도와 시간은 서로 밀접한 관계를 맺고 있으며 상기 온도와 시간은 악취의 발생과 곰팡이류 등에 의한 변질을 막고 입상형 흡착제를 파괴하지 않으면서 비표면적을 증대하기 위한 범위이다.The carbonization temperature and time are closely related to each other, and the temperature and time are ranges for increasing the specific surface area without damaging the granular adsorbent by preventing the generation of odor and deterioration due to fungi and the like.
이하 본 발명에 의한 구체적인 실험예 및 데이터를 설명한다.Hereinafter, specific experimental examples and data according to the present invention will be described.
[실험예 1][Experimental Example 1]
정수처리장에서 폐기처분되는 알루미늄계 부산물에(알럼계 응집제로 응집) 1kg에 황산(농도 50%)을 중량 기준 3%인 30g, 공정수 100중량비인 1kg을 첨가하여 온도 80℃를 유지하면서 교반기를 사용하여 100rpm으로 30분 전처리 반응시켰다.30 g of 3% by weight of sulfuric acid (
여기에 인산(H2SO4, KH2PO4, K3PO4, K2HPO4 등)을 알루미늄계 부산물에 100중량부에 대하여 3중량부인 30g을 첨가한 후 계속 교반, 수열하여 2시간 수열반응시켜 다공성 입자를 형성하였다.30 g of phosphoric acid (H2SO4, KH2PO4, K3PO4, K2HPO4, etc.) in an amount of 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the aluminum-based byproduct was added, and the mixture was hydrothermally reacted for 2 hours with stirring to form porous particles.
다공성 입자를 탈수기에 의해 55중량% 이하로 탈수하고 건조기(히터)를 통해 함수율 40중량% 정도까지 건조시키고, 볼밀기를 통해 분쇄한 후 성형기를 통해 ∮5∼7mm, 길이 5∼10mm의 펠렛 형태로 가공함으로써 입상형 흡착제(이와 동일한 방법으로 비드형 흡착제도 제조하였다)를 제조하였다.The porous particles were dewatered to a degree of 55% by weight or less by a dehydrator, dried to a moisture content of about 40% by weight through a drier (heater), ground by a ball mill and then pelletized in the form of
입상형 흡착제를 500℃ 무산소 상태에서 20분 체류시켜 탄화를 통해 잔존 유기물을 활성화시키고 비표면적을 넓혔다. 최종 생산된 흡착제는 함수율이 10중량% 미만이다. The particulate adsorbent was retained at 500 ° C in anoxic condition for 20 minutes to activate residual organic matter through carbonization and enlarge the specific surface area. The final produced adsorbent has a water content of less than 10% by weight.
본 실시예에 의해 제조된 흡착제(DEN-1000)는 중성 및 알칼리성 악취유발물질인 암모니아, 트리메틸아민, 포름알데히디, 톨루엔 등을 제거한다.The adsorbent (DEN-1000) produced by this embodiment removes ammonia, trimethylamine, formaldehyde, and toluene, which are neutral and alkaline odor-inducing substances.
본 실시예의 흡착제와 비교예인 활성탄(시중에서 판매되는 제품)의 암모니아 및 트리메틸아민 제거효율을 실험하였으며 그 결과는 다음과 같다. Ammonia and trimethylamine removal efficiencies of the adsorbent of the present embodiment and activated carbon (a commercial product sold as a comparative example) were tested. The results are as follows.
사용된 흡착제는 ∮5mm, 길이 5∼7mm의 펠렛 타입과 비드 타입 2가지를 사용하였으며, 본 실시에의 흡착제 각각 200g을 지름 ∮50mm, 깊이 30mm의 아크릴 재질의 컬럼에 인입시켜 사용하였다. 이때 흡착질은 약 50ppm의 암모니아 가스 및 50ppm의 트리메틸아민 가스를 2L/min의 속도로 통과시켰다. 그 후 가스검지기를 통해 흡착제를 통과한 공기의 가스농도를 측정하였다. The adsorbent used was a pellet type with a diameter of 5 mm and a length of 5 to 7 mm and two types of beads, and 200 g of each of the adsorbents of the present invention was used by being drawn into an acrylic material column having a diameter of ∮50 mm and a depth of 30 mm. At this time, about 50 ppm of ammonia gas and 50 ppm of trimethylamine gas were passed through the adsorbate at a rate of 2 L / min. The gas concentration of the air passing through the adsorbent was then measured through a gas detector.
암모니아 가스(초기농도 50ppm) 흡착능 평가 결과, 도 2에서 보이는 바와 같이, 비교예의 활성탄(A/C)의 파과점은 320min인데 반해, 본 실시예의 비드형 흡착제와 펠렛형 흡착제의 파과점은 1,140min, 820min으로 각각 나타나 활성탄(A/C)과 비교시 약 3∼4배의 흡착능이 증가하는 것으로 나타났다. 비드형 흡착제가 펠렛형 흡착제에 비하여 흡착능이 증가한 이유는 충진율이 더 높아 흡착능이 증가한 것으로 판단되고, 경제적인 운영 면에서는 성능대비 펠렛형 흡착제가 효율적인 것으로 판단된다. 도 2에서 보이는 것처럼 트리메틸아민 흡착능도 본 실시예가 비교예인 활성탄보다 우수함이 확인되었다.As shown in FIG. 2, the breaking point of the activated carbon (A / C) of the comparative example was 320 min, while the breakage point of the bead type adsorbent and the pellet type adsorbent of the present example was 1,140 min , And 820 min, respectively, indicating that the adsorption capacity of the activated carbon (A / C) is increased by about 3 to 4 times. The adsorption capacity of the bead-type adsorbent is higher than that of the pellet-type adsorbent because the adsorption capacity of the bead-type adsorbent is higher than that of the adsorbent of the pellet type. As shown in FIG. 2, it was confirmed that the trimethylamine adsorption capacity of the present example is superior to that of the activated carbon of the comparative example.
활성탄(A/C)의 경우 반데르 발스 힘(Vander Waals Force)에 의해 암모니아나 트리메틸아민과 같은 알카리성 악취가 암모늄염이나 아민염으로의 표면물리흡착과 인산 첨착에 의해 극성을 띠어 비점이 낮은 암모니아(-33℃)나 트리메틸아민(3℃)이 화학적 흡착이 이루어진 반면, 본 실시예의 비드형 흡착제와 펠렛형 흡착제의 경우에는 표면물리흡착과 인산첨가에 의한 알루미늄 용출과 인산이온(PO4 3-)과의 비가역적 반응에 의해 형성된 Hexagon 구조의 AlPO4계 흡착제 생성에 따른 세공(Micro Pore)의 물리화학적 흡착이 동시에 진행되었기 때문으로 판단된다.
In the case of activated carbon (A / C), the alkaline odor such as ammonia or trimethylamine is polarized by the surface physical adsorption to the ammonium salt or the amine salt and the phosphoric acid impregnation by the Vander Waals Force, -33 ° C) or trimethylamine (3 ° C). In the case of the bead type adsorbent and the pellet type adsorbent of the present embodiment, aluminum elution by surface adsorption and phosphoric acid addition and phosphoric acid ion (PO 4 3- ) It was concluded that the physico - chemical adsorption of pores (micropores) occurred simultaneously with the formation of Hexagon - type AlPO 4 adsorbents formed by irreversible reaction with.
[실험예 2][Experimental Example 2]
전술한 방법으로 제조된 흡착제를 공인기관인 한국융복합시험연구원에 의뢰하여 암모니아, 트리메틸아민, 포름알데히디, 톨루엔 등을 시험한 결과 30분 이내에 99% 이상의 제거효율을 나타낸 것으로 확인되었다(도 3 내지 도 6 참고).
Ammonia, trimethylamine, formaldehyde, toluene and the like were tested with the adsorbent prepared by the above-mentioned method to the Korea Research Institute of Chemical Technology (KFTC), and it was found that the removal efficiency was 99% or more within 30 minutes 6).
<실시예 2>≪ Example 2 >
도 7에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 따른 알루미늄계 부산물을 이용한 산성 악취원 제거용 흡착제 제조 방법은 산성 악취원의 제거용 흡착제를 제조하는 것이며 입상형 흡착제 제조 - 비표면적의 확장을 위한 탄화 - 망간을 포함하는 전이금속 첨착의 공정으로 이루어진다. 상기 전이금속 첨착의 공정은 산성 악취원(황화합물, 황화수소, 메틸메르갑탄 등)을 흡착 제거하도록 하는 것이다.As shown in FIG. 7, the method for producing an adsorbent for removing an acidic odor source using the aluminum-based byproduct according to the present embodiment is to produce an adsorbent for removing an acidic odor source, And a step of attaching a transition metal containing manganese. The step of attaching the transition metal adsorbs and removes acidic odor sources (sulfur compounds, hydrogen sulfide, methyl mercaptan, etc.).
본 실시예에서 입상형 흡착제 제조 공정(S10 ~ S70)과 탄화 공정(S80)은 실시예 1과 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.In this embodiment, the granular adsorbent production steps (S10 to S70) and the carbonization step (S80) are the same as those of the first embodiment, and thus a detailed description thereof will be omitted.
전이금속은 망간, 구리, 납 등을 포함하며, 바람직하게 KMnO4, MnCl2이 사용된다.The transition metal includes manganese, copper, lead and the like, preferably KMnO 4 , MnCl 2 .
상기 전이금속은 탄화된 흡착제 100중량부에 대하여 3~7중량부와 물 10~20중량부, 바람직하게 전이금속 5중량부, 물 15중량부를 혼합한 용액을 통해 사용된다.The transition metal is used in a mixture of 3 to 7 parts by weight of the carbonized adsorbent and 10 to 20 parts by weight of water, preferably 5 parts by weight of the transition metal and 15 parts by weight of water.
상기 용액(전이금속이 물의 혼합액)에 흡착제를 침지하여 상기 전이금속이 상기 흡착제에 첨착되도록 한다.And the adsorbent is immersed in the solution (mixed liquid of transition metal and water) so that the transition metal is adhered to the adsorbent.
상기 흡착제의 침지 조건은 8~12기압에서 20~40분간 침지하는 방법, 대기압에서 10~12시간 동안 침지하는 방법 등이 가능하다.
The immersing conditions of the adsorbent may be a method of immersing at 8 to 12 atm for 20 to 40 minutes, a method of immersing at 10 to 12 hours at atmospheric pressure, or the like.
[실험예 1][Experimental Example 1]
정수처리장에서 폐기처분되는 알루미늄계 부산물(알럼계 응집제로 응집) 1kg에 황산(농도 50%)을 중량 기준 3%인 30g, 공정수 100중량비인 1kg을 첨가하여 온도 80℃를 유지하면서 교반기를 사용하여 100rpm으로 30분 전처리 반응시켰다.30 g of 3% by weight of sulfuric acid (
여기에 인산(H2SO4, KH2PO4, K3PO4, K2HPO4 등)을 알루미늄계 부산물 100중량부에 대하여 3중량부인 30g을 첨가한 후 계속 교반, 수열하여 2시간 수열반응시켜 다공성 입자를 형성하였다.30 g of phosphoric acid (H2SO4, KH2PO4, K3PO4, K2HPO4, etc.) was added in an amount of 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the aluminum-based byproduct, and the mixture was hydrothermally reacted for 2 hours with stirring to form porous particles.
다공성 입자를 탈수기에 의해 55중량% 이하로 탈수하고 건조기(히터)를 통해 함수율 40중량% 정도까지 건조시키고, 볼밀기를 통해 분쇄한 후 성형기를 통해 ∮5∼7mm, 길이 5∼10mm의 펠렛 형태로 가공함으로써 입상형 흡착제(이와 동일한 방법으로 비드형 흡착제도 제조하였다)를 제조하였다.The porous particles were dewatered to a degree of 55% by weight or less by a dehydrator, dried to a moisture content of about 40% by weight through a drier (heater), ground by a ball mill and then pelletized in the form of
입상형 흡착제를 500℃ 무산소 상태에서 20분 체류시켜 탄화를 통해 잔존 유기물을 활성화시키고 비표면적을 넓혔다. The particulate adsorbent was retained at 500 ° C in anoxic condition for 20 minutes to activate residual organic matter through carbonization and enlarge the specific surface area.
물(흡착제 중량대비 15%)에 KMnO4, MnCl2(흡착제 중량대비 5%)을 녹여 용액을 준비하고, 전 공정을 통해 제조된 흡착제를 상기 용액에 넣고 10-12시간 정도 망간이온이 흡착되도록 침지시켜 활성화 시켰다. 또 다른 방법으로 10기압 유지 압력용기에 탄화흡착제 100중량부에 KMnO4 5 중량부, 물 15중량부를 혼합하여 넣은 후 약 30분간 반응시켜 망간이온을 탄화된 흡착제에 첨착시킨다. Prepare the solution by dissolving KMnO 4 , MnCl 2 (5% by weight of the adsorbent) in water (15% by weight of the adsorbent), and add the adsorbent prepared in the previous step to the solution so that the manganese ions are adsorbed for 10-12 hours Lt; / RTI > In another method, 5 parts by weight of KMnO 4 and 15 parts by weight of water are mixed in 100 parts by weight of a carbonized adsorbent in a pressure vessel for maintaining a pressure of 10 atm and reacted for about 30 minutes to adhere manganese ions to the carbonized adsorbent.
이렇게 건조된 최종물인 흡착제(DES-100)은 산성 악취유발물질인 황화합물 등을 제거할 수 있는 흡착제가 된다.
The desiccant (DES-100), which is the final product thus dried, becomes an adsorbent capable of removing sulfur compounds and the like, which are acidic odor-inducing substances.
[실험예 1][Experimental Example 1]
본 실시예의 상기한 흡착제를 이용하여 황화수소 제거효율을 활성탄, 산화철과 비교하여 실험하였으며 그 결과는 다음 그림과 같다. The hydrogen sulfide removal efficiency of the adsorbent of the present embodiment was compared with that of activated carbon and iron oxide, and the results are shown in the following figure.
본 실시예의 흡착제는 분말형 흡착제 시료를 ∮5mm, 길이 5∼7mm의 펠렛형 흡착제로 하였다.The adsorbent of this example was a pellet type adsorbent having a diameter of 5 mm and a length of 5 to 7 mm as a powdery adsorbent sample.
지름 ∮50mm, 깊이 30mm의 아크릴 재질이면서 상하부에 각각 스텐망이 설치된 컬럼을 준비하여 상기 컬럼 안에 이 펠렛형 흡착제 200g을 인입하여 사용하였다. 이때 흡착질은 약 1000ppm의 황화수소 표준가스를 0.5L/min의 속도로 통과시켰다. 그 후 필터를 통과한 공기를 가스검지관을 이용하여 가스농도를 측정하였다. 본 실험예의 비교를 위하여 동일한 조건으로 기존 활성탄과 산화철를 아크릴의 컬럼에 넣어 준비하였다.A column equipped with a stainless steel net having a diameter of ∮50 mm and a depth of 30 mm and having a stainless steel net on each of upper and lower portions was prepared and 200 g of the pellet type adsorbent was introduced into the column. At this time, about 1,000 ppm of hydrogen sulfide standard gas was passed at a rate of 0.5 L / min. Then, the air passed through the filter was measured for gas concentration using a gas detection tube. For comparison of this experimental example, existing activated carbon and iron oxide were placed in an acrylic column under the same conditions.
흡착질로 약 1,000ppm의 황화수소 표준가스(N2 balance)를 0.5L/min으로 통과시켰다. 본 실험결과 황화수소의 파과시점을 초기 농도 기준으로 약 5% 검출되었을 때로 보고 산화철, 활성탄과 본 실시예의 펠렛형 흡착제(DES-1000)를 동일한 방법으로 비교했을 때 본 실시예의 흡착제가 파과시간이 긴 것으로 나타남으로서 수입에 의존하는 활성탄 및 산화철을 대체할 수 있는 잠재력을 갖고 있는 것으로 판단된다(도 8 참고).
Approximately 1,000 ppm hydrogen sulfide standard gas (N 2 balance) was passed through the adsorbent at 0.5 L / min. As a result of this experiment, when the breakthrough time of hydrogen sulfide was detected to be about 5% based on the initial concentration, when the iron oxide and activated carbon and the pellet type adsorbent (DES-1000) of this example were compared by the same method, (See FIG. 8). As a result, it is believed that the present invention has potential to replace activated carbon and iron oxide depending on imports (see FIG. 8).
[실험예 2][Experimental Example 2]
본 실시예의 흡착제를 공인기관인 한국융복합시험연구원에 의뢰하여 황화수소, 메틸메르캅탄등을 시험한 결과 30분 이내에 99% 이상의 제거효율을 나타냈다(도 9, 도 10 참고). The adsorbent of this example was subjected to a test of hydrogen sulfide, methyl mercaptan, and the like by the Korea Institute of Mining and Materials (MOCIE), which is a public agency, and showed a removal efficiency of 99% or more within 30 minutes (see FIGS. 9 and 10).
Claims (8)
상기 제1단계를 통해 제조된 입상형의 흡착제를 진공 상태에서 450~550℃ 온도를 15~30분간 유지하여 상기 흡착제의 비표면적을 확장하도록 탄화하는 제2단계와;
상기 제2단계를 통해 탄화된 흡착제에 전이금속 중 선택된 하나 이상의 전이금속을 첨착하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄계 부산물을 이용한 산성 악취원 제거용 흡착제 제조 방법.A first step of preparing a granular adsorbent having any one of pellet and spherical shapes using an aluminum-based by-product as a starting material;
A second step of carbonizing the particulate adsorbent produced through the first step so as to expand the specific surface area of the adsorbent by maintaining the temperature at 450 to 550 ° C. for 15 to 30 minutes in a vacuum state;
And a third step of introducing at least one selected transition metal among the transition metals into the carbonated adsorbent through the second step.
상기 제1단계를 통해 제조된 입상형의 흡착제를 진공 상태에서 450~550℃ 온도를 15~30분간 유지하여 악취 발생을 막고 상기 흡착제의 비표면적을 확장하도록 탄화하는 제2단계를 포함하고,
상기 제1단계는 정수 슬러지 또는 총인 슬러지를 알럼계 응집제로 응집한 알루미늄계 부산물 100중량부에 대해 인산과 황산 중 하나 이상 2~8중량부와 공정수 50~200중량부를 혼합하고 80~110℃에서 30분 ~ 2시간 30분간 수열반응시키는 제1-1단계, 상기 제1-1단계를 통해 생성된 수열반응물을 탈수한 후 건조하여 함수율을 20~40중량%로 조절하는 제1-2단계, 상기 제1-2단계를 통해 함수율이 조절된 건조물을 분쇄하는 제1-3단계, 상기 제1-3단계를 통해 분쇄된 분쇄물을 펠렛 및 구형 중에서 선택된 어느 하나의 형태인 입상형의 흡착제를 제조하는 제1-4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄계 부산물을 이용한 알칼리성과 중성 악취원 제거용 흡착제 제조 방법.A first step of preparing a granular adsorbent, which is selected from the group consisting of pellets and spheres, as an aluminum-based by-product starting material;
And a second step of carbonizing the particulate adsorbent produced through the first step in a vacuum state at 450 to 550 ° C. for 15 to 30 minutes to prevent the generation of odor and expand the specific surface area of the adsorbent,
In the first step, 2 to 8 parts by weight of at least one of phosphoric acid and sulfuric acid and 50 to 200 parts by weight of process water are mixed with 100 parts by weight of the aluminum-based byproduct aggregated with the flocculant solution sludge or the total sludge, For 30 minutes to 2 hours and 30 minutes, a step 1-1 of dehydrating the hydrothermal reaction product produced in the step 1-1 and drying the resultant to adjust the water content to 20 to 40% by weight , A step 1-3 of grinding the dry matter whose moisture content is controlled through the step 1-2, the step of grinding the pulverized material through the step 1-3, the granular material being in the form of pellets or spheres, The method comprising the step of: (1) preparing an adsorbent for removing an alkaline and neutral odor source using an aluminum-based by-product.
An adsorbent for removing an alkaline and neutral odor source using an aluminum-based by-product, which is produced according to claim 5.
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