발명의명칭 :반탄화목분을이용한탈취와수질정화용수처� �제 및이의제조방법

기술분야

[1] 본발명은탈취 및수질정화용수처리제에 관한것으로,보다상세하게는

반탄화목분을이용하여 생활하수와같은오염수에 대한탈취와수질정화가 안정적이면서신속하게 이루어지도록하고수질정화처리되어 배출되는 하수슬러지를연료화할수있도록하는반탄화목 분을이용한탈취와

수질정화용수처리제및 이의제조방법에관한것이다.

배경기술

[2] 최근경제발전에 따른급속한산업화와도시화로물의수요는급증 하고있으나 무절제한물의사용으로인한수자원고갈과수질 오염으로인한

용수부족현상이심화되고있으며 이러한수자원이부족한현실에서도쓰고 버린물이하천과바다에무절제하게그대로방류 되고있어수자원의 재활용및 오염방지 대책이중요한사회 및경제문제로대두되고있다.

[3] 일반적으로가정에서 배출되는오폐수에는화장실에서 배출되는분뇨와,식기 및의류,침구류의세탁을통해배출되는생활하� �등이무분별하게포함되어 있다.

[4] 이중분뇨는가정에서보급된세변기를통해정화 조에서 일정부분정화되어 외부로배출된다.그러나생활하수는어떠한정� �처리도없이그대로배출되어 하수관을통해강이나하천등지로유입되는경우 가흔하기 때문에,악취와 수질오염을야기하는주요인중의하나가되는문 제점이 있었다.

[5] 특히 ,생활하수는물을오염시키는가장큰원인으로� �，생활속에서무심코 사용하는세제,삼푸,음식물찌꺼기등이수질오� ��의주원인으로서 전체하폐수 발생량의 90%를차지한다.

[6] 한편,오수,폐수,공정수등사용하고버려지는물 을깨끗하게처리하여

반복적으로재사용하는물을중수라고이에 관한제반시설을중수도라하는 것으로,이러한수질오염방지와수자원의 안정적이고경제적인확보를위하여 여러용도의용수중에서쓰고버린오염도가낮은 생활하수를경제적으로 재처리하여 전체수도물중에서 양적인면에서상당부분을차지하고음용수와 같이높은청정도를필요로하지 않는청소나조경 ,화장실등의용수로 정화하여 재사용하는중수도시스템이최대의 관심사가되고있다.

[7] 하지만,종래의가정에 설치된배수구조는생활하수를정화하지 않고하수도로 곧바로배출하고있어서,상기한청소나조경,화� ��실등의용수로재사용되지 못하여상수의사용을가중시켰고또한하수도의 오염을가중시키는원인이 되었다. 2020/175801 1»（：1^1{2020/001056

2

[8]

[9] [선행기술문헌]

[1이 [특허문헌]

[11] (특허문헌 1)공개특허 제 2012-이08809호 "수질정화를위한천연응집 효과및 악취 저감효과를가진풀빅산을활성성분으로포함하 는응집용

조성물’’ (2012.10.05.)

[12]

발명의상세한설명

기술적과제

[13] 이에본발명은상기와같은종래의 제반문제점을해소하기위해 안출된

것으로,

[14] 본발명의목적은,반탄화목분을이용하여 생활하수와같은오염수에 대한 탈취와수질정화가안정적이면서신속하게 이루어지도록하고수질정화 처리되어 배줄되는하수슬러지를연료화할수있도록하는 반탄화목분을 이용한탈취와수질정화용수처리제및 이의제조방법을제공함에 있다.

[15]

과제해결수단

[16] 상기와같은목적을달성하기 위해본발명에따른 "반탄화목분을이용한 탈취와수질정화용수처리제”는,반탄화목분� �,천연오일과,물을,포함하고, 상기 반탄화목분과천연오일및물이교반되어균질하 게혼합되는것을 특징으로한다.

[17] 또한,본발명에 따른”반탄화목분을이용한탈취와수질정화용 수처리제”의 상기 반탄화목분은, 40내지 90중량%의 탄소함량을가지고 100내지 150메시의 입자크기를가지며,상기 천연오일은,팜오일,코코넛오일,옥수수오일, 올리브오일,콩오일,유채씨오일,해바라기씨오 일,목화씨오일중의 어느 하나이거나둘이상의혼합물인것을특징으로한 다.

[18]

[19] 또한,본발명에 따른”반탄화목분을이용한탈취와수질정화용 수처리제”의 상기 반탄화목분은,전체중량의 2내지 8중량%함유되고,상기 천연오일은, 전체중량의 0.2내지 0.8중량%함유되며,상기 반탄화목분과천연오일의 중량을제외한나머지중량은상기물인것을특징 으로한다.

[2이

[21] 한편,상기와같은목적을달성하기 위해본발명에따른 "반탄화목분을

이용한탈취와수질정화용수처리제의제조방법 "은,목재를칩 형태로분쇄하여 우드칩을제조하는우드칩 제조단계와;상기우드칩을반탄화설비에 넣고, 섭씨 250도내지 400도의과열증기로가열하여반탄화시켜 반탄화칩을 생성시키는과열증기반탄화단계와;상기 반탄화칩을분말로분쇄하여 반탄화 2020/175801 1»（：1^1{2020/001056

3 목분을생성시키는반탄화목분생성단계와;상� �반탄화목분에천연오일과 물을넣고교반하여균질하게혼합하여양이온을 띠는양이온혼합물을 생성시키는양이온혼합물생성단계를;포함하� �것을특징으로한다.

[22]

[23] 또한,본발명에따른”반탄화목분을이용한탈� �와수질정화용수처리제의 제조방법’’의상기천연오일은,팜오일,코코� ��오일,옥수수오일,올리브오일, 콩오일,유채씨오일,해바라기씨오일,목화씨오 일중의어느하나이거나둘 이상의혼합물이고,상기반탄화설비는,연소가� ��가통과하는중공의연소부와, 상기연소부의외주면에형성되어과열증기가발 생되는과열증기생성부와, 우드칩을하부로낙하시키는중에상기과열증기 생성부로부터공급받은 과열증기를상기우드칩에분사하여상기우드칩 을연속적으로가열

반탄화시켜반탄화칩을제조하는반탄화부와,� �기반탄화부를통해제조된 반탄화칩을과열증기로부터분리하여배출시키 는분리배출부를,포함하는 것을특징으로한다.

[24]

[25] 또한,본발명에따른”반탄화목분을이용한탈� �와수질정화용수처리제의 제조방법”의상기과열증기반탄화단계에서,� �탄화공정중에상기우드칩의 연소가방지되도록상기반탄화설비의내부에무 산소분위기를형성하는 무산소분위기형성과정과,상기반탄화칩의생� �이완료되면상기반탄화 칩과과열증기를분리시키는과열증기분리과정 과,상기분리된과열증기를 상기반탄화설비로재순환시켜열원으로사용하 는과열증기재순환과정과, 상기과열증기의재순환중에상기과열증기에포 함된타르와수액을제거하는 불순물제거과정을,더포함하는것을특징으로� �다.

[26]

[27] 또한,본발명에따른”반탄화목분을이용한탈� �와수질정화용수처리제의 제조방법”의상기과열증기반탄화단계에서,� �기과열증기분리과정의 다음으로,상기과열증기가분리된상기반탄화� �을무산소분위기의챔버에 넣고상기챔버에상온의질소가스를주입하여연 소가차단되는상태로상기 반탄화칩을냉각시키는반탄화칩냉각과정을,� �포함하고,상기반탄화 목분은,전체중량의 2내지 8중량%함유되고,상기천연오일은,전체중량의 0.2내지 0.8중량%함유되며,상기반탄화목분과천연오일� ��중량을제외한 나머지중량은상기물인것을특징으로한다.

[28]

발명의효과

[29] 상술한바와같은본발명은,반탄화목분을이용� �여생활하수와같은

오염수에대한탈취와수질정화가안정적이면서 신속하게이루어지고, 수질정화처리되어배출되는하수슬러지를연료 화할수있어폐기물재활용및 2020/175801 1»（：1^1{2020/001056

4 에너지 재생이 이루어지는효과를갖는다.

[3이

도면의간단한설명

[31] 도 1및도 2는본발명에따른수처리제를이용한오염수처� �과정을보인 사진이미지,

[32] 도 3은본발명에 따른수처리제의 제조방법을보인단계도,

[33] 도 4는본발명의 제조방법에사용되는반탄화설비의 개략적인구성도,

[34] 도 5는도 4에 따른반탄화설비의요부확대종단면도.

[35]

발명의실시를위한최선의형태

[36] 이하본발명의바람직한실시예가도시된첨부도 면을참조하여보다

상세하게설명하면다음과같다.그러나본발명� �다수의상이한형태로구현될 수있고,기술된실시예에 제한되지 않음을이해하여야한다.

[37] 도 1및도 2는본발명에따른수처리제를이용한오염수처� �과정을보인 사진이미지이다.이에도시된바와같이 ,본발명에따른반탄화목분을이용한 탈취와수질정화용수처리제는반탄화목분과,� �연오일과,물을포함한다.

[38] 이와같은성분을포함하는본수처리제는상기반 탄화목분과천연오일및 물이교반되어균질하게혼합되고,그에따라액� �의탈취 및수정화용처리제로 형성된다.

[39] 상기반탄화목분과천연오일은물속에서교반되 어균질하게혼합되면서 양이온을띠게되고,이와같이 양이온을오염수에존재하는음이온을띠는 오염물질을끌어당겨응집시키는역할을한다.

[4이 이는도 1과도 2의실험사진을통해 알수있는데,비커에하수오염수를

투입하고 (도 1의知)),상기오염수가든비커에본발명에 따른액상의 수처리제를주입한다 (도 1의 (비).

[41] 상기오염수가든비커에본수처리제를주입한상 태에서 막대를이용하여 오염수를휘저어상기오염수에본수처리제를혼 합하면 (도 2의 (0)),본 수처리제가상기오염수에 함유된오염물질을응집시켜수질을정화시키게 된다 (도 2의 ( ₍ ¾).

[42] 이와같이응집된슬러지는상기반탄화목분을함 유하고있으므로,높은

열량을가지고있고착화가용이하여 건조시켜수분을제거한다음에 난방이나 발전을위한고형 연료로사용될수있다.

[43] 이와같은상기반탄화목분은 40내지 90중량%의탄소함량을가지고 100 내지 150메시의 입자크기를가지는것이바람직한데,이는탄소� �량과입자 크기가양이온을띠는입자로변환되기에 가장적합하면서 천연오일과물에 적절하면서균질하게분산되어혼합될수있는것 이기 때문이다.여기서,메시는 1인치당구멍의수이다. 2020/175801 1»（：1^1{2020/001056

5

[44] 상기천연오일은물과교반되는과정에서상기반 탄화목분이 양이온을띠는 상태로변환시켜주는역할을한다.

[45] 이와같은역할을하는상기천연오일은팜오일,� �코넛오일,옥수수오일, 올리브오일,콩오일,유채씨오일,해바라기씨오 일,목화씨오일중의 어느 하나이거나둘이상의혼합물인것이 바람직하다.

[46] 보다상세하게상기반탄화목분은전체중량의 2내지 8중량%함유되고,상기 천연오일은전체중량의 0.2내지 0.8중량%함유되며,상기 반탄화목분과천연 오일의중량을제외한나머지중량은상기물인비 율로혼합된다.

[47] 상기반탄화목분과천연오일은 : 1의중량비율로함유되는것이

바람직한데,이와같은상기 천연오일의중량이상기 반탄화목분을양이온으로 만드는데충분한양이기 때문이다.

[48] 상기반탄화목분은 중량%보다적게함유되는데,이는상기물에상기

반탄화목분이원활하게분산되면서혼합될수있 도록하기위한것이다.상기 물은정제수인것이 바람직하고적어도 90중량%이상함유된다.

[49]

[5이 도 3은본발명에 따른수처리제의 제조방법을보인단계도이다.이에도시된 바와같이 ,본발명에 따른반탄화목분을이용한탈취와수질정화용수 처리제의 제조방법은목재를분쇄하여우드칩을제조하는 우드칩 제조단계（ 0）와,상기 우드칩을과열증기로반탄화시켜 반탄화칩을생성시키는과열증기 반탄화 단계 20）와,상기 반탄화칩을분쇄하여반탄화목분을생성시키는 반탄화목분 생성 단계 30）와,상기반탄화목분에천연오일과물을혼합 하는양이온 혼합물생성단계 40）를포함한다.

[51] 상기우드칩 제조단계 10）는목재,특히 생목을칩 형태로분쇄하여우드칩을 제조하는단계를말한다.이 단계는반탄화시킬목재를 1（고1내외의칩으로 분쇄하여목재의건조및반탄화가원활하면서신 속하게 이루어질수있도록 하는것이다.

[52] 여기서 ,상기목재는일반목재 ,국산간벌목,국산소경목,병충해피해목,일반 폐목재,건축폐목재,산업폐목재등다양한목재� ��이용할수있고,특히 간벌목이나피해목또는폐목재를재활용하는것 이가장바람직하다.

[53] 상기과열증기 반탄화단계 20）는상기우드칩을반탄화설비에 넣고섭씨 250도내지 400도의과열증기로가열하여 반탄화시켜반탄화칩을생성시키는 단계를말한다.이단계는우드칩을고온의과열� �기로가열하여 완전히 탄화되지 않은상태로즉절반내외로탄화시키거나많게는 90%까지

탄화시킴으로써 ,양이온화가원활히 이루어지고,나아가하수슬러지에함유된 상태에서하수슬러지가건조되어 연료화될때 연료의착화와연소가잘 이루어지면서 탄화되지 않은목재부분을함유하여 연소시간이길어지도록 하는것이다.

[54] 상기반탄화설비는도 3과도 4에 개략적으로도시된바와같이 연소가스가 2020/175801 1»（：1^1{2020/001056

6 통과하는중공의연소부 (1)와,상기연소부 (1)의외주면에형성되어과열증기가 발생되는과열증기생성부 (2)와,우드칩을하부로낙하시키는중에상기 과열증기생성부 (2)로부터공급받은과열증기를상기우드칩에분 사하여상기 우드칩을연속적으로가열반탄화시켜반탄화칩 을제조하는반탄화부 (3)와, 상기반탄화부 (3)를통해제조된반탄화칩을과열증기로부터분 리하여 배출시키는분리배출부 (5)를포함한다.

[55] 상기분리배출부 (5)에서분리되어배출된과열증기는불순물제거 부 (6)를통해 타르와수액이제거된후에상기과열증기생성부 (2)로재순환되어공급된다.

[56] 상기반탄화부 (3)는도 4에도시된바와같이중공몸체 (31)의내부를따라 과열증기가수평으로분사되는상태에서상기중 공몸체 (31)가회전되면서상기 중공몸체 (31)의내부면에부착된날개 (32)에의해상기중공몸체 (31)의내부에 있는우드칩 (101)이상부로밀려올라가다가정상에서낙하되� ��,이렇게상기 우드칩 (101)이낙하되는상태에서수평으로분사되는과� ��증기에의해가열되어 반탄화가이루어진다.

[57] 본제조방법은상기과열증기반탄화단계 20)에서반탄화공정중에상기 우드칩의연소가방지되도록상기반탄화설비의 내부에무산소분위기를 형성하는무산소분위기형성과정과,상기반탄� �칩의생성이완료되면상기 반탄화칩과과열증기를분리시키는과열증기분 리과정과,상기분리된 과열증기를상기반탄화설비로재순환시켜열원 으로사용하는과열증기 재순환과정과,상기과열증기의재순환중에상� �과열증기에포함된타르와 수액을제거하는불순물제거과정을더포함한다 .

[58] 상기무산소분위기형성과정은우드칩의반탄화 가이루어지는중공

몸체 (31)의내부의공기를외부로배출시킨후에밀폐� �켜상기중공몸체의 내부에무산소분위기를형성하여우드칩의반탄 화중에고온의과열증기에 의한우드칩의연소를미연에방지시키거나차단 시키는역할을한다.

[59] 상기과열증기분리과정과과열증기재순환과정 및불순물제거과정은상기 분리배출부 (5)와불순물제거부 (6)에의해이루어지는것으로,분리된

과열증기에서불순물을제거한후에상기과열증 기생성부 (2)로재순환시켜 가열원으로재사용함으로써에너지의절감이이 루어지도록하는것이다.

[6이 본제조방법은상기과열증기반탄화단계 20)에서상기과열증기분리

과정의다음으로상기과열증기가분리된상기반 탄화칩을무산소분위기의 챔버에넣고상기챔버에상온의질소가스를주입 하여연소가차단되는상태로 상기반탄화칩을냉각시키는반탄화칩냉각과정 을더포함한다.

[61] 상기반탄화칩냉각과정은산소가함유된외부의 공기대신에챔버의내부로 질소가스를연속하여주입하여무산소분위기에 서고온의상기반탄화칩이 발화나연소가되지않은상태로신속하게상온상 태로냉각시킬수있도록하는 것이다.

[62] 상기반탄화목분생성단계 30)는상기반탄화칩을분말로분쇄하여반탄화 2020/175801 1»（：1^1{2020/001056

7 목분을생성시키는단계를말한다.이단계는반� �화칩을분말화하여천연오일 및물과손쉽고균질하게혼합될수있도록하기위 한것이다.이와같은상기 반탄화목분은 40내지 90중량%의탄소함량을가지고 100내지 150메시의입자 크기를가지는것이바람직하다.

[63] 상기양이온혼합물생성단계 40）는상기반탄화목분에천연오일과물을 넣고교반하여균질하게혼합하여양이온을띠는 양이온혼합물을생성시키는 단계를말한다.이단계는반탄화분말에천연오� �과물을혼합하고교반하여 하수오염수에함유된음이온을띠는오염물질을 응집할수있는하수처리액을 생성하는것이다.

[64] 여기서,상기천연오일은물과교반되는과정에� �상기반탄화목분이

양이온을띠는상태로변환시켜주는역할을하고 ,이와같은역할을하는상기 천연오일은팜오일,코코넛오일,옥수수오일,올 리브오일,콩오일,유채씨 오일,해바라기씨오일,목화씨오일중의어느하� ��이거나둘이상의혼합물인 것이바람직하다.

[65] 상기반탄화목분은전체중량의 2내지 8중량%함유되고,상기천연오일은 전체중량의 0.2내지 0.8중량%함유되며,상기반탄화목분과천연오일� �� 중량을제외한나머지중량은상기물인비율로혼 합된다.즉,상기반탄화 목분과천연오일은 10 : 1의중량비율로함유되는것이바람직한데,이와� ��은 상기천연오일의중량이상기반탄화목분을양이 온으로만드는데충분한 양이기때문이다.

[66] 상기반탄화목분은 중량%보다적게함유되는데,이는상기물에상기

반탄화목분이원활하게분산되면서혼합될수있 도록하기위한것이다.상기 물은정제수인것이바람직하고적어도 90중량%이상함유된다.

[67] 이와같이본제조방법에의해제조된수처리제는 액상의물질로써,

하수종말처리장등에서수집되는하수오염수에 주입되어상기오염수에 함유된음이온을띠는오염물질을신속하게응집 하여탈취를하면서수질을 정화시키고하수슬러지를생성하게된다.

[68] 이렇게생성된하수슬러지는상기반탄화목분과 천연오일을함유하고있기 때문에연소열량이상대적으로높고착화가상대 적으로잘된다.따라서,이러한 하수슬러지는건조시킨후에난방이나발전등을 위한연료로유용하게사용될 수있다.

[69]

이 이상에서본발명의바람직한실시예를설명하였 으나,본발명은다양한

변화와변경및균등물을사용할수있다.본발명� �상기실시예를적절히 변형하여동일하게응용할수있음이명확하다.� �라서상기기재내용은하기 특허청구범위의한계에의해정해지는본발명의 범위를한정하는것이아니다. 1] 한편,본발명의상세한설명에서는구체적인실� � 예에관해서설명하였으나, 본발명의범위에서벗어나지않는한도내에서여 러가지변형이가능함을당해 2020/175801 1»（：1/10公020/001056

8

분야에서통상의지식을가진자에게있어서자명 하다할것이다.

[72]