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KR102213071B1 - Water Treatment Filter Adsorbing Biomass on Fine Fiber - Google Patents

Water Treatment Filter Adsorbing Biomass on Fine Fiber Download PDF

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KR102213071B1
KR102213071B1 KR1020170091504A KR20170091504A KR102213071B1 KR 102213071 B1 KR102213071 B1 KR 102213071B1 KR 1020170091504 A KR1020170091504 A KR 1020170091504A KR 20170091504 A KR20170091504 A KR 20170091504A KR 102213071 B1 KR102213071 B1 KR 102213071B1
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Abstract

본 발명은 입자의 크기가 작은 바이오매스를 미세섬유에 담지하여 수중의 오염물을 신속하게 제거할 수 있는 미세섬유에 바이오매스를 담지한 수처리 필터를 제공한다. 본 발명은 바인더인 섬유에 바이오매스가 담지된 수처리 필터에 있어서, 상기 바이오매스는 입자크기가 1~500㎛인 것을 특징으로 하는 수처리 필터를 제공한다.The present invention provides a water treatment filter in which biomass is supported on microfibers capable of rapidly removing contaminants in water by supporting biomass having a small particle size on microfibers. The present invention provides a water treatment filter in which biomass is supported on fibers as a binder, wherein the biomass has a particle size of 1 to 500 μm.

Description

미세섬유에 바이오매스를 담지한 수처리 필터{Water Treatment Filter Adsorbing Biomass on Fine Fiber}Water Treatment Filter Adsorbing Biomass on Fine Fiber

본 발명은 미세섬유에 바이오매스를 담지한 수처리 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입자의 크기가 작은 바이오매스를 미세섬유에 담지하여 수중의 오염물을 신속하게 제거할 수 있는 수처리 필터에 관한 것이다. The present invention relates to a water treatment filter in which biomass is supported on microfibers, and more particularly, to a water treatment filter capable of rapidly removing contaminants in water by supporting biomass with a small particle size on the microfibers.

염색 공장 등의 각종 산업현장에서는 납, 수은, 카드뮴 등의 중금속 또는 염료가 함유된 폐수가 발생하고 있다. 이러한 중금속 또는 염료 함유 폐수가 수계에 유입시 심각한 오염을 유발하여 수중 생태계를 파괴하고 생물농축에 의해 인간에게까지 해로운 영향을 미치기 때문에 효과적인 처리 방법이 모색되고 있다.Various industrial sites such as dyeing factories generate wastewater containing heavy metals such as lead, mercury, cadmium, or dyes. When such wastewater containing heavy metals or dyes enters the water system, it causes serious pollution, destroys the aquatic ecosystem, and exerts a harmful effect on humans by bioconcentration, so an effective treatment method is being sought.

산업 폐수 중의 염료 및 중금속 등의 오염물질을 제거하는 방법으로는 화학적 처리방법, 물리화학적 처리방법 및 생물학적 처리방법 등이 사용되고 있다. 화학적 처리방법으로는 대표적으로 염소계 산화법, 펜톤 시약법, 오존법 등이 있다. 그러나 이러한 화학적 처리방법은 화학적 슬러지를 발생하고 해로운 중간 생성물이 발생되며 운전비용이 비싸다는 단점이 있다.Chemical treatment methods, physicochemical treatment methods, and biological treatment methods are used as methods of removing pollutants such as dyes and heavy metals from industrial wastewater. Representative chemical treatment methods include a chlorine-based oxidation method, a Fenton reagent method, and an ozone method. However, this chemical treatment method has disadvantages of generating chemical sludge, generating harmful intermediate products, and high operating cost.

생물학적 처리방법은 일반적으로 활성화된 호기성 미생물에 의해 유기물을 흡착 또는 분해시키는 활성슬러지 공정이 가장 많이 이용되고 있으나, 이것은 슬러지 발생량이 많고 침전조에서 고액분리가 잘 되지 않는 단점이 있다. 또한, 염색폐수 내의 염료는 대부분이 생물학적으로 분해하기 어려운 물질로 구성되어 있고 분해가 되더라도 독성물질을 생성할 수 있기 때문에 처리효율이 좋지 못하다. 산업 폐수의 물리적인 처리 방법으로는 침전법, 이온교환수지법, 흡착법, 전기영동법 및 막 제거법이 있으나, 이들 방법은 높은 슬러지의 생성, 비선택성, 과다한 초기 시설비와 높은 운전비 등의 문제가 있다. 따라서 환경친화적이면서도 염료 및 중금속 등의 난분해성 물질에 대한 높은 선택성 및 효율성을 가지는 생물학적 방법이 필요한데, 생물학적인 방법으로 이러한 난분해성 물질을 제거할 경우 선택적으로 제거할 수 있으며, 적당한 고정화 방법을 이용하면 기존의 공정과 비교하여 경제성 및 효율성이 높을 것으로 예상되므로 생체흡착기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 따라서 염료, 중금속 등과 같은 난분해성 오염물질을 효과적으로 처리할 수 있는 바이오매스의 개발이 요구되고 있다.In general, the biological treatment method is an activated sludge process in which organic matter is adsorbed or decomposed by activated aerobic microorganisms, but this has a disadvantage in that the amount of sludge is large and solid-liquid separation is not well done in the settling tank. In addition, since most of the dyes in the dyeing wastewater are composed of materials that are difficult to biologically decompose, and can generate toxic substances even if decomposed, treatment efficiency is poor. Physical treatment methods of industrial wastewater include precipitation method, ion exchange resin method, adsorption method, electrophoresis method, and membrane removal method, but these methods have problems such as high sludge generation, non-selectivity, excessive initial facility cost and high operating cost. Therefore, a biological method that is environmentally friendly and has high selectivity and efficiency for non-degradable materials such as dyes and heavy metals is required.If such a non-degradable material is removed by a biological method, it can be selectively removed.If an appropriate immobilization method is used The interest in bioadsorption technology is increasing because it is expected to be more economical and more efficient than the existing process. Accordingly, there is a need to develop biomass that can effectively treat non-degradable pollutants such as dyes and heavy metals.

또한 수중의 중금속 오염물질을 제거하기 위해 바이오매스를 이용한 생체흡착기술이 보고되고 있다. 여기에 사용되는 바이오매스는 세균, 바이러스, 진균(효모, 곰팡이), 조류, 균체, 해조류, 해초류, 폐지, 목재, 파티클 보드, 톱밥, 농업 폐기물, 오수, 사일리지, 목초, 왕겨, 바가스, 황마, 대마, 아마, 대나무, 사이잘마, 마닐라삼, 짚, 옥수수 속대, 옥수수 여물, 지팽이풀, 자주개자리, 건초, 코코넛 헤어, 면, 해초 및 조류등 다양한 생체소재들이 이용될 수 있다. 하지만 이러한 바이오매스 중 중금속의 제거 효과가 탁월한 미생물은 입자의 사이즈가 매우 작기 때문에 필터로 제작하는 경우 필터의 공극사이를 막아 물막힘 현상을 일으킬 수 있다는 단점을 가진다.In addition, bioadsorption technology using biomass has been reported to remove heavy metal contaminants in water. The biomass used here is bacteria, viruses, fungi (yeast, fungi), algae, fungi, algae, seaweed, waste paper, wood, particle board, sawdust, agricultural waste, sewage, silage, grass, rice husk, bagasse, jute. , Hemp, flax, bamboo, sisal, manila hemp, straw, corn cob, corn trough, snail grass, alfalfa, hay, coconut hair, cotton, seaweed and algae, etc., various biomaterials can be used. However, microbes having an excellent removal effect of heavy metals among such biomass have a disadvantage in that the size of the particles is very small, so when the filter is fabricated, it may block the gaps of the filter and cause water clogging.

이를 해결하기 위하여 바이오매스의 입자 크기를 크게 하는 기술이 개발되어 왔다. 그 대표적인 기술로는 키토산, 알긴산, 셀룰로오스등을 이용한 입상화 방법이 널리 사용되고 있다. 이렇게 입상화된 바이오매스를 사용하는 경우 기존의 미생물 보다 입자의 사이즈가 매우 커져서 물막힘 현상을 현저하게 개선할 수 있는 것으로 알려져 있다. 하지만 입상화된 바이오매스는 비표면적이 작아져 흡착속도가 떨어진다는 단점을 가지고 있다. 이를 개선하기 위하여 상기 입상화된 바이오매스를 다공질화 하는 기술이 많이 연구되어 있지만, 다공질화에도 불구하고 확산저항이 높아 흡착속도가 떨어짐과 더불어 다공성을 유지하기 위하여 주기적으로 재생을 해야한다는 단점을 가지고 있다.In order to solve this problem, a technology to increase the particle size of biomass has been developed. As a representative technology, a granulation method using chitosan, alginic acid, cellulose, etc. is widely used. It is known that when the granular biomass is used, the size of the particles is much larger than that of conventional microorganisms, so that water clogging can be remarkably improved. However, granular biomass has a disadvantage in that the specific surface area is small and the adsorption rate is lowered. In order to improve this, a lot of research has been conducted on the technique of making the granular biomass porous, but despite the porosity, the diffusion resistance is high, so the adsorption rate is lowered, and it has the disadvantage that it must be periodically regenerated to maintain the porosity. have.

대한민국 공개특허 제10-2003-0013916호에서는 악취제거를 위한 탄화코르크를 이용한 바이오 필터용 여과담체 및 그 제조방법에 관하여 개시하고 있다. 이 발명에서는 탄화코르크에 미생물을 담지하여 악취 및 휘발성 유기화합물을 제거하고 있지만, 담체의 표면에만 미생물이 흡착될 수 있으므로 미생물에 의한 분해능이 떨어지는 단점을 가지고 있다.Republic of Korea Patent Publication No. 10-2003-0013916 discloses a filter carrier for a biofilter using carbonized cork for removing odor and a method of manufacturing the same. In the present invention, microbes are supported on carbonized cork to remove odors and volatile organic compounds. However, since microbes can be adsorbed only on the surface of the carrier, the resolution by microbes is low.

일본 공개특허 제1999-244878호에서는 오염물질 생분해를 위한 장치 및 오염물질의 생분해 방법에 관하여 개시하고 있다, 이 발명에서는 담체를 이용하여 미생물을 담지하는 것으로 미생물을 재순환 하고 있지만 담체의 확산저항으로 인하여 미생물의 효과가 떨어질 수 있다.Japanese Patent Laid-Open No. 1999-244878 discloses a device for biodegrading pollutants and a method for biodegrading pollutants. In this invention, microorganisms are recycled by supporting the microorganisms using a carrier, but due to the diffusion resistance of the carrier. Microorganisms may be less effective.

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 입자의 크기가 작은 바이오매스를 미세섬유에 담지하여 수중의 오염물을 신속하게 제거할 수 있는 미세섬유에 바이오매스를 담지한 수처리 필터를 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide a water treatment filter in which biomass is supported on microfibers capable of rapidly removing contaminants in water by supporting biomass having a small particle size on microfibers.

상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 바인더인 섬유에 바이오매스가 담지된 수처리 필터에 있어서, 상기 바이오매스는 입자크기가 1~500㎛인 것을 특징으로 하는 수처리 필터를 제공한다.In order to solve the above-described problem, the present invention provides a water treatment filter in which biomass is supported on fibers as a binder, wherein the biomass has a particle size of 1 to 500 μm.

상기 섬유는; 동물성 섬유, 식물성 섬유 및 광물성 섬유에서 선택되는 첨연섬유; 또는 나일론, 폴리에스터, 아크릴로니트릴, 폴리비닐알코올, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리프로필렌 및 폴리우레탄에서 선택되는 합성섬유를 포함할 수 있다.The fibers are; Twisted fibers selected from animal fibers, vegetable fibers and mineral fibers; Or it may include synthetic fibers selected from nylon, polyester, acrylonitrile, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polypropylene, and polyurethane.

상기 섬유는 직경 1nm~1㎛의 미세섬유를 추가로 포함할 수 있다.The fibers may further include microfibers having a diameter of 1 nm to 1 μm.

상기 바이오매스는 입자 크기가 1~10um인 구형 또는 두께가 1~10um이고 길이가 50~500um인 선형일 수 있다.The biomass may be spherical with a particle size of 1 to 10 μm or a linear shape with a thickness of 1 to 10 μm and a length of 50 to 500 μm.

상기 바이오매스는 세균, 미세조류, 효모, 바이러스, 진균 또는 균체를 포함할 수 있다.The biomass may include bacteria, microalgae, yeast, viruses, fungi or microbes.

상기 필터는 활성탄을 추가로 포함할 수 있다.The filter may further include activated carbon.

본 발명에 의한 미세섬유에 바이오매스를 담지한 수처리 필터는 입자의 크기가 작은 바이오메스를 직접 미세섬유에 담지함에 따라, 기존의 담지체를 이용한 필터에 비하여 확산속도가 우수하여 빠른 속도 및 높은 효율로 수처리가 가능하므로, 정수기, 하수처리장, 폐수처리장 등에서 유용하게 사용 가능하다.The water treatment filter carrying biomass on the microfibers according to the present invention directly supports the biomass with small particle size on the microfibers, so that the diffusion rate is superior to that of the filter using the existing carrier, resulting in high speed and high efficiency. As water treatment is possible, it can be usefully used in water purifiers, sewage treatment plants, and wastewater treatment plants.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 수처리 필터의 단면을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 수처리필터의 성능 평가징치를 간략히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 유속 0.1 LPM에서의 카드늄 제거 성능 평가실험의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 유속 0.4 LPM에서의 카드늄 제거 성능 평가실험의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 유속 0.8 LPM에서의 카드늄 제거 성능 평가실험의 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a cross-sectional view of a water treatment filter according to an embodiment of the present invention.
2 is a simplified diagram showing the performance evaluation parameters of the water treatment filter according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the results of a cadmium removal performance evaluation experiment at a flow rate of 0.1 LPM according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the results of a cadmium removal performance evaluation experiment at a flow rate of 0.4 LPM according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the results of an experiment for evaluating cadmium removal performance at a flow rate of 0.8 LPM according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is intended to illustrate specific embodiments and to be described in detail in the detailed description, since various transformations can be applied and various embodiments can be provided. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all conversions, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, terms such as include or have are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination of them described in the specification, and one or more other features, numbers, and steps. It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 발명은 바인더인 섬유에 바이오매스가 담지된 수처리 필터에 있어서, 상기 바이오매스는 입자크기가 1~500㎛인 것을 특징으로 하는 수처리 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a water treatment filter in which biomass is supported on fibers as a binder, wherein the biomass has a particle size of 1 to 500 μm.

상기 바인더인 섬유는 상기 바이오매스가 담지되어 고정되는 부분으로, 표면에 작용기를 가지고 있지 않아 흡착제로는 사용될 수 없지만 화학적으로 안정하고 탄성, 신축률, 강도 등이 높은 섬유가 사용될 수 있다. 상기 섬유는 동물성 섬유, 식물성 섬유 및 광물성 섬유에서 선택되는 첨연섬유; 또는 나일론, 폴리에스터, 아크릴로니트릴, 폴리비닐알코올, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리프로필렌 및 폴리우레탄에서 선택되는 합성섬유를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 정수시 물의 흐름을 방해하지 않으면서도 인체에 유해한 성분을 가지지 않는 천연펄프를 사용할 수 있다. The fiber as the binder is a part to which the biomass is supported and fixed. It cannot be used as an adsorbent because it does not have a functional group on its surface, but a fiber that is chemically stable and has high elasticity, elasticity, and strength may be used. The fiber is a fiber selected from animal fiber, vegetable fiber and mineral fiber; Or nylon, polyester, acrylonitrile, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polypropylene, and polyurethane may include synthetic fibers selected from, and preferably, if the flow of water is not disturbed during water purification Even so, you can use natural pulp that does not contain any harmful ingredients.

또한 상기 섬유는 상기 바이오매스의 담지량을 늘리면서도 미세한 부유물을 물리적으로 여과할 수 있도록 직경 1nm~1㎛의 미세섬유가 추가로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 미세섬유는 상기 바인더인 섬유에 비하여 직경이 작음에 따라 많은 양의 바이오매스의 담지가 가능하지만, 미세섬유만으로 바인더가 구성되는 경우 압축에 의하여 공극이 줄어들게 되어 통수량이 떨어질 수 있으므로, 바인더인 섬유와 미세섬유를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이때 바인더인 섬유는 주로 지지체의 역할을 수행하며, 미세섬유는 담지체의 역할을 주로 수행하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the fibers further include microfibers having a diameter of 1 nm to 1 μm to physically filter fine suspended matter while increasing the loading amount of the biomass. As the microfibers are smaller in diameter than the fibers as the binder, a large amount of biomass can be supported. However, when the binder is composed of only microfibers, the voids may be reduced due to compression and the water passing rate may decrease. It is preferable to use a mixture of fibers and microfibers. At this time, it is preferable that the fibers serving as a binder mainly serve as a support, and the microfibers mainly serve as a support.

본 발명에 있어서 상기 바이오매스는 오염물을 흡착하거나 분해하는 역할을 수행하는 것으로 산업 생산에 사용될 수 있는 살아있거나 죽은 생물학적 재료(biological material)가 사용될 수 있으며, 예를 들면 세균, 바이러스, 진균(효모, 곰팡이), 조류, 균체, 해조류, 해초류, 폐지, 목재, 파티클 보드, 톱밥, 농업 폐기물, 오수, 사일리지, 목초(grasses), 왕겨, 바가스, 황마, 대마, 아마, 대나무, 사이잘마(sisal), 마닐라삼, 짚, 옥수수 속대, 옥수수 여물(corn stover), 지팽이풀(switchgrass), 자주개자리(alfalfa), 건초, 코코넛 헤어(coconut hair), 면, 해초 및 조류(algae)의 군에서 선택하여 사용될 수 있다. 바람직하게는 세균, 미세조류, 효모, 바이러스, 진균 또는 균체가 포함될 수 있으며, 정수기 등 먹는물의 수처리에 사용되는 경우 심미적 또는 위생적인 효과를 고려하여 식용이 가능한 미세조류 또는 효모를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.In the present invention, the biomass plays a role of adsorbing or decomposing contaminants, and a living or dead biological material that can be used in industrial production may be used, for example, bacteria, viruses, fungi (yeast, Mold), algae, fungi, seaweed, seaweed, waste paper, wood, particle board, sawdust, agricultural waste, sewage, silage, grasses, rice husk, bagasse, jute, hemp, flax, bamboo, sisal , Manila hemp, straw, corncob, corn stover, switchgrass, alfalfa, hay, coconut hair, cotton, seaweed and algae. Can be used. Preferably, bacteria, microalgae, yeast, viruses, fungi or fungi may be included, and when used for water treatment of drinking water such as a water purifier, it is more preferable to use edible microalgae or yeast in consideration of aesthetic or hygienic effects. Do.

본 발명에 있어서, 상기 바이오매스는 입자크기가 1~500㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 입자 크기가 1~10um인 구형 또는 두께가 1~10um이고 길이가 50~500um인 선형일 수 있다. 상기 바이오매스의 입자크기가 1㎛미만인 경우, 바이오매스의 크기가 작아져 상기 섬유 또는 미세섬유에 충분한 양이 담지되기 어려우며, 입자크기가 500㎛를 초과하는 경우에는 표면적이 줄어들어 흡착속도가 떨어질 수 있다.In the present invention, the biomass may preferably have a particle size of 1 to 500 μm, more preferably a spherical shape having a particle size of 1 to 10 μm or a linear shape having a thickness of 1 to 10 μm and a length of 50 to 500 μm. . When the particle size of the biomass is less than 1 μm, the size of the biomass becomes smaller and it is difficult to carry a sufficient amount on the fibers or microfibers, and when the particle size exceeds 500 μm, the surface area decreases and the adsorption rate may decrease. have.

특히 클로렐라와 효모의 경우, 직경 2~10㎛의 구형구조를 가지고 있어 빠른 흡착속도를 가질 만큼 충분히 크기가 작으면서도 미세섬유에 담지가 가능하도록 충분한 크기를 가지고 있으며, 스피룰리나의 경우 직경 1~10㎛에 길이 50~500㎛의 원통형 구조를 가지고 있어 쉽게 담지되면서도 높은 흡착량을 가질 수 있다. 아울러 상기 클로렐라, 효모 및 스피룰리나는 식용으로 널리 사용되고 있는 만큼, 먹는 물의 정화시에도 유용하게 사용될 수 있다.In particular, chlorella and yeast have a spherical structure with a diameter of 2 to 10 μm, so they are small enough to have a fast adsorption rate, but have a sufficient size to support microfibers, and in the case of spirulina, a diameter of 1 to 10 μm Since it has a cylindrical structure with a length of 50 to 500㎛, it can be easily supported and have a high adsorption amount. In addition, since the chlorella, yeast, and spirulina are widely used for food, they can be usefully used for purification of drinking water.

상기 수처리 필터는 활성탄을 추가로 포함할 수 있다. 상기 활성탄은 수처리에 의하여 제거되지 않는 미량의 화합물과 냄새를 제거할 수 있으며, 이에 따라 상기 수처리 필터를 통과한 물이 즉시 음용 가능하도록 할 수 있다. 상기 활성탄은 50~200㎛의 크기를 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다, 상기 활성탄의 크기가 50㎛미만인 경우 상기 섬유에 담지되는 양이 떨어지며, 200㎛를 초과하는 경우에는 표면적이 줄어들어 처리된 물의 수질이 떨어질 수 있다.The water treatment filter may further include activated carbon. The activated carbon may remove trace amounts of compounds and odors that are not removed by water treatment, and thus, water that has passed through the water treatment filter may be immediately drinkable. It is preferable to use the activated carbon having a size of 50 to 200 μm. If the size of the activated carbon is less than 50 μm, the amount supported on the fiber decreases, and if it exceeds 200 μm, the surface area decreases and the water quality of the treated water This can fall.

상기 활성탄은 입상 활성탄 또는 활성탄 섬유가 사용될 수 있으며, 필터 제조시 혼합되거나, 필터의 상부 또는 하부에 별도의 활성탄 층으로 존재할 수 있으며, 상부 및 하부에 동시에 존재할 수도 있다.Granular activated carbon or activated carbon fibers may be used as the activated carbon, and may be mixed in the manufacture of a filter, or may exist as a separate activated carbon layer on the upper or lower portion of the filter, and may exist simultaneously on the upper and lower portions.

상기 수처리 필터는 정수기, 하수처리장, 폐수처리장 등 수처리가 필요한 곳이라면 제한없이 사용 가능하지만, 바람직하게는 정수기, 특히 가정용 정수기에 사용될 수 있다. 본 발명에 의한 수처리 필터는 유해한 화학물질의 사용이 없으며, 클로렐라나 스피룰리나와 같은 식용이 가능한 바이오매스를 이용하여 수처리를 수행함과 더불어 빠른 속도로 이물질의 흡착이 가능하므로, 가정용 정수기에 사용될 수 있다. 또한 스케일 생성방지 또는 장치 보호용으로 사용되는 안티스케일 필터에 사용될 수도 있다. 기존의 안티스케일 필터의 경우 약산성의 이온교환 수지를 이용하여 유입수의 pH를 5.5~6.0으로 낮추는 방식으로 스케일의 생성을 억제하였지만, 본 발명에서 사용되는 클로렐라의 경우 상기 약산성의 안티스케일 필터와 동일한 역할을 수행 가능하므로, 상기 이온교환 수지의 대체품으로 사용할 수 있다. The water treatment filter may be used without limitation if water treatment is required, such as a water purifier, a sewage treatment plant, a wastewater treatment plant, etc., but preferably may be used in a water purifier, particularly a household water purifier. The water treatment filter according to the present invention does not use harmful chemicals, performs water treatment using edible biomass such as chlorella or spirulina, and allows adsorption of foreign substances at a high speed, so it can be used in household water purifiers. It can also be used in anti-scale filters used to prevent scale formation or protect devices. In the case of the existing anti-scale filter, the generation of scale was suppressed by lowering the pH of the influent water to 5.5 to 6.0 by using a weakly acidic ion exchange resin, but the chlorella used in the present invention plays the same role as the weakly acidic anti-scale filter. Since it is possible to perform, it can be used as a substitute for the ion exchange resin.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or a known configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, certain features presented in the drawings are enlarged or reduced or simplified for ease of description, and the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details.

실시예 1Example 1

두께 2mm의 판지형태로 된 천연펄프를 물 20L에 용해시켜 2%w/w의 펄프 슬러리를 제조하였다. 천연펄프가 물에 잘 풀어지도록 손으로 찢어준 후에 리파이너(refiner)에서 50분 동안 고해 작업하여 펄프 고해액을 제조하였다. 펄프 고해액 500mL에 입도 분포(d10-d90)가 2-15um인 클로렐라 분말 5g과 평균크기 100um인 활성탄 15g을 투입하여 혼합액을 제조하였다. 이 혼합액을 25x25x50cm(w, d. h)크기인 사각 수조(바닥에 메쉬망이 있고, 레버를 열면 메쉬망 아래로 물이 순간적으로 빠질 수 있는 구조)에 넣고 물 8L를 추가로 투입한 후 균일하게 혼합되도록 약 30초간 교반하였다. 그리고 메쉬망 아래로 순간적으로 물을 제거하여 메쉬망 위에 걸러진 케이크를 70℃ 3kgf으로 5분동안 압축한 후, 90℃ 오븐에서 24시간 동안 완전 건조하여 3mm두께의 수처리 필터를 제조하였다.Natural pulp in the form of a 2mm thick cardboard was dissolved in 20L of water to prepare a 2%w/w pulp slurry. After tearing the natural pulp by hand so that it dissolves in water well, beating was carried out in a refiner for 50 minutes to prepare a pulp beating solution. A mixture was prepared by adding 5 g of chlorella powder having a particle size distribution (d10-d90) of 2-15 μm and 15 g of activated carbon having an average size of 100 μm to 500 mL of the pulp beating solution. Put this mixed solution in a 25x25x50cm (w, d.h) square water tank (there is a mesh net at the bottom, and when the lever is opened, water can be instantly drained under the mesh net), and an additional 8L of water is added to it. The mixture was stirred for about 30 seconds to mix well. Then, water was removed under the mesh net, and the cake filtered on the mesh was compressed at 70° C. 3kgf for 5 minutes, and then completely dried in an oven at 90° C. for 24 hours to prepare a water treatment filter having a thickness of 3 mm.

비교예 1Comparative Example 1

실시예 1에서 리파이너에(refiner)에서 고해하지 않고 교반기로 50분동안 교반 한 펄프액을 비교예 1로 사용하였다.In Example 1, a pulp liquid stirred for 50 minutes with a stirrer without being beaten in a refiner was used as Comparative Example 1.

비교예 2Comparative Example 2

이온교환수지(Amberlite IRC86) 20g을 3mm두께가 되도록 얇게 펼쳐서 카트리지에 충진하였다.20 g of ion exchange resin (Amberlite IRC86) was spread thinly to a thickness of 3 mm and filled into the cartridge.

실험예Experimental example

실시예 1과 비교예 1, 및 비교예 2의 중금속 흡착성능을 평가하기 위해 도 2와 같은 성능평가 장치에 넣고 유속을 0.1 LPM, 0.4 LPM, 0.8 LPM으로 달리하여 카드뮴 제거율을 평가하였다. 원수는 Cd(NO3)2 시약을을 이용하여 100ppb 농도로 제조하였고 정수 중에 있는 카드뮴 농도는 inductively coupled plasma spectrometer (ICP-7510m Shimadzu, Japan)를 이용해 측정하였다. 카드뮴 제거율은 하기의 식 1을 이용해 계산하였다.In order to evaluate the heavy metal adsorption performance of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, the cadmium removal rate was evaluated by varying the flow rate of 0.1 LPM, 0.4 LPM, and 0.8 LPM into a performance evaluation apparatus as shown in FIG. Raw water was prepared at a concentration of 100 ppb using a Cd(NO 3 ) 2 reagent, and the cadmium concentration in purified water was measured using an inductively coupled plasma spectrometer (ICP-7510m Shimadzu, Japan). The cadmium removal rate was calculated using Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

Re% = (Ci - Cf) x 100 / CfRe% = (Ci-Cf) x 100 / Cf

유속 0.1 LPM, 0.4 LPM, 0.8 LPM에서의 카드뮴 제거 성능 평가 결과를 도 3, 도 4, 도 5에 나타내었다. 도 3에 나타난 바와 같이, 비교예1의 경우 초기부터 제거율이 80% 이하로 낮아지는 것을 알 수 있었다. 또한 도 4와 도 5에 나타난 바와 같이, 보면 유속이 빨라짐에 따라 비교예1과 2 모두 제거율이 매우 낮지만, 실시예1 의 제거율은 98%이상 유지됨을 알 수 있었다.Cadmium removal performance evaluation results at flow rates of 0.1 LPM, 0.4 LPM, and 0.8 LPM are shown in FIGS. 3, 4, and 5. As shown in FIG. 3, in the case of Comparative Example 1, it was found that the removal rate was lowered to 80% or less from the beginning. In addition, as shown in FIGS. 4 and 5, as the flow rate increased, the removal rates of both Comparative Examples 1 and 2 were very low, but the removal rate of Example 1 was maintained at 98% or more.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above, specific parts of the present invention have been described in detail, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that these specific techniques are only preferred embodiments, and the scope of the invention is not limited thereby will be. Therefore, it will be said that the substantial scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.

1 : 섬유
2 : 미세섬유
3 : 바이오매스
4 : 활성탄
1: fiber
2: microfiber
3: biomass
4: activated carbon

Claims (6)

바인더인 천연펄프에 바이오매스가 담지된 정수기용 필터에 있어서,
상기 바이오매스는 클로렐라 및 스피룰리나 중 선택되는 적어도 하나를 포함하며,
상기 클로렐라의 입자크기는 직경이 2 내지 10㎛ 이며,
상기 스피룰리나의 입자크기는 두께가 1 내지 10㎛ 이며, 길이가 50 내지 500㎛ 인 선형인 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
In the filter for a water purifier in which biomass is supported on natural pulp as a binder,
The biomass contains at least one selected from chlorella and spirulina,
The particle size of the chlorella is 2 to 10 μm in diameter,
The particle size of the spirulina is a filter for a water purifier, characterized in that the thickness is 1 to 10㎛, the length is 50 to 500㎛ linear.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 천연펄프는 직경 1nm 내지 1㎛의 미세섬유를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
The method of claim 1,
The natural pulp filter for a water purifier, characterized in that it further comprises microfibers having a diameter of 1nm to 1㎛.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 필터는 활성탄을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
The method of claim 1,
The filter for a water purifier, characterized in that further comprises activated carbon.
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US6007712A (en) * 1997-02-28 1999-12-28 Kuraray Co., Ltd. Waste water treatment apparatus
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