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KR101699631B1 - 녹조 제거제 및 이의 제조방법 - Google Patents

️Tue Jan 24 2017

KR101699631B1 - 녹조 제거제 및 이의 제조방법 - Google Patents

녹조 제거제 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR101699631B1

KR101699631B1 KR1020150185898A KR20150185898A KR101699631B1 KR 101699631 B1 KR101699631 B1 KR 101699631B1 KR 1020150185898 A KR1020150185898 A KR 1020150185898A KR 20150185898 A KR20150185898 A KR 20150185898A KR 101699631 B1 KR101699631 B1 KR 101699631B1 Authority

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hydrogen peroxide

branched structure

remover

inorganic material

dimensional branched

Prior art date

2015-12-24

Application number

KR1020150185898A

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Inventor

김성균

김요섭

신태희

Original Assignee

오씨아이 주식회사

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2015-12-24

Filing date

2015-12-24

Publication date

2017-01-24

2015-12-24 Application filed by 오씨아이 주식회사 filed Critical 오씨아이 주식회사

2015-12-24 Priority to KR1020150185898A priority Critical patent/KR101699631B1/ko

2017-01-24 Application granted granted Critical

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- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material

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Abstract

본 발명은 녹조 제거제 및 이의 제조방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 3차원 가지 구조 무기물에 과산화수소수가 포획된 분말상의 녹조 제거제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

녹조 제거제 및 이의 제조방법{REMOVING AGENT OF GREEN TIDES AND MANUFACTURING THE SAME}

일반적으로 녹조현상은 부영양화된 호수나 유속이 느린 하천에서 식물성 플랑크톤인 녹조류가 크게 늘어나 물빛을 녹색으로 변화시키는 현상을 말한다. 부영양화 현상이 바다(정체수역)에서 일어나면 플랑크톤에 의하여 적색을 띄는데 이를 적조현상이라고 한다.

구체적으로, 부영양화란 호수, 연안 해역, 하천 등의 정체된 수역에 오염된 유기물질(질소나 인)이 과도하게 유입되어 발생하는 수질의 악화현상을 의미한다. 정체된 수역에 영양물질이 다량 유입되면 녹조류의 번식이 과다하게 일어나게 되고 이 녹조류가 수역을 부패시켜 썩게 만든다. 부영양화의 영양물질로는 암모니아, 아질산염, 질산염, 유기질소화합물, 무기인산염, 유기인산염, 규산염 등이 있는데, 주로 생활하수나 공장폐수 또는 비료나 유기물질 등에 의하여 유입된다. 이것은 미생물, 식물성 플랑크톤을 포함한 조류에게는 좋은 영양분이 될 수 있다.

그러나 영양물질이 다량 공급되면 조류 개체수가 폭발적으로 증가하여 이후 호수나 하천의 밑바닥에 퇴적되는 유기물의 양도 많아지게 되고, 퇴적된 유기물과 외부로부터 유입된 유기물을 미생물이 분해되면서 수중의 용존산소를 다량 소비하게 된다. 부영양화가 극도로 진행되면 수중의 용존산소는 모두 고갈되어 산소를 이용하는 모든 수중의 생물은 폐사하고 부패되어 물은 썩고 악취가 나게 되는데 이것이 녹조 현상의 문제점이다.

녹조나 적조 발생을 억제하여 수질을 개선시키는 기술로서 여러 가지 방법들이 소개되어 있다. 물리적 방법으로는 영양물질 유입 억제시설 설치, 차광막 설치, 초음파/전자파에 의한 세포 파괴법 등이 사용되고 있으며, 화학적 방법으로는 산화제 살포 (생석회, 소석회, 황산동, 황산구리 등), 응집제 (고분자 응집제, 천연 광물 응집제, 무기계 응집제 등)를 이용한 조류 제거, 황토 살포 등이 사용되고 있다. 물리적 방법은 즉각적인 조류 제거가 가능하지만 넓은 수역에 적용하기 어렵고 유지관리 비용이 높은 단점이 있다. 화학적 방법은 넓은 수역에 살포가 용이하고 녹제 제거 효과가 탁월하지만 화학 물질에 의한 추가 오염 발생 및 응집된 오염원 제거 문제가 발생할 수 있다.

국내에서는 경제성을 고려하여 주로 황토를 살포하여 조류를 제거하고 있다. 황토가 조류와 응집하고 수저로 가라앉으면서 수면 위의 오염원을 제거시킨다. 하지만 가라앉은 유해 조류는 시간이 지나면서 부패하여 주변 수역을 오염시킬 우려가 있다. 응집된 조류를 수면 위에 부유시켜 앞선 문제를 해결하려는 시도가 있었지만 부유한 응집 오염원을 다시 제거해야 하기 때문에 후속 제거 조치가 필요한 단점이 있다. 게다가 생황토에는 금속 불순물이 다량 함유되어 있어 생태계에 악영향을 끼칠 수 있다.

국외에서도 기본적으로 유해 조류를 제거하기 방법으로는 황토를 이용한 수저 및 해저로 침강시키는 방법이 이용되고 있다. 응집체와 부유체를 이용하여 수면위로 분리시키는 방법, 유해 조류를 열원을 이용하여 분해시키는 열분해법도 이용되고 있으나 황토 살포에 의한 조류 제거와 마찬가지로 후속 제거 조치 문제나 넓은 수역의 오염을 모두 대응하기 어려운 단점이 있다.

앞서 제시한 선행기술 특허 역시 다수가 화학적 유해조류 제거 방법으로써 산화제, 고분자 응집제, 천연 광물 응집제 및 황토 등을 적절히 혼합한 수질 개선제를 제시하는 데 그쳐 응집된 오염원의 후속 제거 조치 및 2차 오염 문제가 발생할 수 있다.

최근에 위와 같이 화학적 응집제를 사용하지 않고 유해 조류를 제거하기 위해 과산화수소를 사용한 연구가 진행되고 있다. 담수 및 해수에 과산화수소를 살포하여 유해 조류를 효과적으로 제거할 수 있는 것이 알려져 있다. 자세하게는 과산화수소가 유해 조류의 단백질, 지질과 DNA 를 산화시키고 세포를 손상시켜 광합성 유전자의 발현을 저해하고 엽록소를 파괴함으로써 유해 조류의 성장을 억제시키고 나아가 분해시킨다.

하지만 과산화수소를 살포하기 위해 펌프와 같은 살포 기기가 필요하고 넓은 수역에 고르게 살포하기가 쉽지 않다. 특히 펌프에 의해 살포가 이루어지는 구역은 집중적인 과산화수소 투입으로 인해 오히려 생태계에 악영향을 미칠 수 있다.

본 발명은 녹조 제거 기능이 있는 과산화수소를 분말상으로 제공하여 안전하게 운반 가능한 녹조 제거제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 액상일 때와 동일한 증발, 확산 효과를 가지면서도 분말상으로 구현될 수 있는 녹조 제거제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 살포가 용이하여 수생태계 전반에 고르게 분포될 수 있는 녹조 제거제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 수생태계에 투입시 부유물이나 잔류 유해 물질을 발생시키지 않는 친환경적 녹조 제거제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여,

본 발명의 일 구현예는 흄드실리카, 카본 블랙 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나인 3차원 가지 구조 무기물 및 과산화수소수를 포함하고, 상기 과산화수소수는 상기 3차원 가지 구조 무기물의 인접한 가지 사이 공간에 포획되는 녹조 제거제로서, 0.1MPa 감압 조건에서, 상기 녹조 제거제에 포획된 과산화수소수와 동일한 농도의 액상 과산화수소수 대비, 상기 녹조 제거제의 과산화수소수 증발량의 차이가 0 내지 5 wt%/hr 인 것을 특징으로 하는 녹조 제거제를 제공할 수 있다.

이와 같이, 3차원 가지 구조 무기물의 가지 구조 사이 공간에 녹조 제거 효과를 갖는 과산화수소수를 포획시킴으로써 고형으로 구현되면서도, 동시에 시간당 증발량은 액상 과산화수소수와 동일한 녹조제거제를 제공할 수 있다.

상기 3차원 가지 구조 무기물 및 상기 과산화수소수는 35 : 65 내지 99 : 1의 중량비로 존재하는 녹조 제거제를 제공할 수 있다.

상기 녹조 제거제는 분말상인 녹조 제거제를 제공할 수 있다.

녹조 제거제의 안식각(angle of repose)은 10 내지 40°인 녹조 제거제를 제공할 수 있다.

상기 과산화수소수의 농도는 0.1 내지 10mg/L인 녹조 제거제를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 구현예는 흄드실리카, 카본 블랙 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나인 3차원 가지 구조 무기물과 과산화수소수를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계 및 상기 혼합물을 교반시켜 상기 과산화수소수가 상기 3차원 가지 구조 무기물의 인접한 가지 사이 공간에 포획되는 단계를 포함하는 녹조 제거제 제조방법으로서, 0.1MPa 감압 조건에서, 상기 녹조 제거제에 포획된 과산화수소수와 동일한 농도의 액상 과산화수소수 대비, 상기 녹조 제거제의 과산화수소수 증발량의 차이가 0 내지 5 wt%/hr 인 것을 특징으로 하는 녹조 제거제 제조방법을 제공할 수 있다.

상기 고속 교반의 속도는 50 내지 500 rpm인 녹조 제거제 제조방법을 제공할 수 있다.

상기 교반은 0.5 내지 60 분 동안 수행되는 녹조 제거제 제조방법을 제공할 수 있다.

상기 3차원 가지 구조 무기물 및 상기 과산화수소수는 35 : 65 내지 99 : 1의 중량비로 존재하는 녹조 제거제 제조방법을 제공할 수 있다.

이와 같이, 과산화수소수가 3차원 가지 구조 무기물 내에 포획된 형태로 녹조 제거제를 제조함으로써, 과산화수소수를 분말상으로 구현하면서도 액상과 거의 동일한 증발 속도, 확산 속도 등의 물리적 효과를 부여할 수 있다.

본 발명의 녹조 제거제는 시간이 지남에 따라 물과 산소로 분해되어 화학 물질에 의한 추가 오염 문제가 없는 과산화수소수를 포함하여, 수생태계에 무해하고 친환경적이다.

또한, 본 발명의 녹조 제거제는 액상의 과산화수소수의 확산 속도와 동등 수준의 확산 속도를 가지면서도 분말상으로 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 녹조 제거제는 운반시 위험이 따르는 과산화수소수가 3차원 가지 구조 사이에 포획됨으로써 분말 상으로 과산화수소수를 적용처까지 안전하게 운반이 가능하다.

또한, 본 발명의 녹조 제거제는 분말 상으로 널리 고르게 살포될 수 있어 어느 한 지점에 집중되지 않아 수생태계 안정성에 문제가 없다.

도 1은 분말상의 녹조 제거제의 사진이다.
도 2는 겔상의 녹조 제거제의 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조 제거제를 살포시 분산성을 관찰한 사진이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

녹조 제거제

여기서 "3차원 가지 구조 무기물"이란, 복수의 무기물 미립자가 집합되어 가지 형태로 공간상에 불규칙적으로 뻗어 있고, 이 가지 구조들이 서로 접촉되면서 3차원 네트워크 구조(three-dimensional networking)가 형성된 형태를 말한다. 가지의 형태는 중심부를 형성하는 가지에서 다른 가지가 뻗어나가면서 각각의 가지는 세부 가지를 포함하거나, 구별되는 중심부 없이 여러 개의 가지들로 형성되어 각각의 가지들이 세부 가지를 포함할 수 있다.

기본 입자가 집합되어 가지를 이루는 3차원 가지 구조의 무기물의 가지와 가지 사이에 공간이 구비될 수 있는데, 이 공간에 과산화수소수가 포획된 형태로 존재할 수 있다. 과산화수소수를 무기물 내부 공간에 포획시킴으로써, 과산화수소수를 적용처까지 안전하게 운반할 수 있고, 포획된 상태로 살포되기 때문에 과산화수소수의 농도가 급격하게 높아지지 않고 점진적으로 물에 퍼질 수 있어 친환경적인 장점이 있다.

상기 3차원 가지 구조 무기물은 흄드 실리카 및 카본 블랙으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.

흄드 실리카는 하얀 색의 매우 가벼운 분말로 무정형의 이산화규소이다. 기본 입자의 평균 직경은 대략 수nm 내지 수십nm 이고, 넓은 비표면적을 가지며 그 범위는 50 내지 400 m²/G 일 수 있다. 흄드 실리카는 염화실란이 산소와 수소로 형성된 1000℃ 이상 불꽃 내에서 가수분해되어 생성된다. 불꽃에서 만들어진 기본입자가 아직 표면이 녹아 있는 상태에서 서로간의 충돌로 인해 서로 연결되어 선형 가지 형태를 형성하고 이것이 연결되어 3차원 가지 구조를 형성할 수 있다. 이러한 응집체의 크기는 수십um 내지 수백 um 일 수 있다.

카본 블랙은 검은 색의 무정형 탄화수소이다. 공업적으로 고방향족 중질유를 1600 내지 2000℃ 의 고온 내로 분사 기화시켜 생성될 수 있다. 카본 블랙 역시 고온에서 만들어진 기본입자가 열융착에 의해 선형 가지 구조를 형성하고, 이것이 물리적 충돌로 연결되어 3차원 가지 구조를 형성한다. 흄드 실리카와 유사하게 이러한 응집체의 크기는 수십um 내지 수백 um 일 수 있다.

이와 같이, 흄드 실리카 및 카본 블랙 모두 기본 입자를 소성하여 1차 응집체(aggregate)를 거쳐 2차 응집체(agglomerate)가 형성되는데, 1차 응집체에서 기본 입자들이 집합되어 가지 구조가 구현되고, 2차 응집체에서 1차 응집체들이 서로 접촉되어 뻗어나가면서 앞서 설명한 바와 같은 3차원 가지 구조 무기물 형태가 되고, 일종의 포도송이 형상이라 할 수 있다.

흄드 실리카 및 카본 블랙 모두 이러한 3차원 가지 구조를 갖는 무기물이기 때문에, 과산화수소수를 그 내부 공간에 가둘 수 있어 고형의 안정된 제제로 구현이 가능하다.

또한, 흄드 실리카 및 카본 블랙 모두 친환경적이고, 내부 공간에 과산화수소수를 비교적 다량 함유할 수 있어 과산화수소 포획 능력도 뛰어나다.

특히, 흄드 실리카의 경우 소수성 또는 친수성 모두 사용될 수 있다.

소수성 흄드 실리카에 친수성 과산화수소수를 포획시키는 경우 흄드 실리카의 가지 구조 사이의 공간에 과산화수소수가 가둬진 형태의 녹조 제거제를 제공할 수 있다.

또한, 친수성 흄드 실리카에 친수성 과산화수소수를 포획시키는 경우 반대 성질의 무기물과 과산화수소수를 혼합시킨 경우와 물리적 기작은 차이가 있는데, 가지 구조 자체의 표면에 모세관 현상에 기초하여 과산화수소수가 담지되고, 결론적으로 가지 구조 사이에서 과산화수소수간의 친화력에 의해 뭉침으로써 가지 구조 사이의 공간에 가둬진 형태의 녹조 제거제를 제공할 수 있다.

상기 3차원 가지 구조 무기물 및 상기 과산화수소수는 과산화수소수는 35 : 65 내지 99 : 1의 중량비로 존재할 수 있다.

구체적으로, 35 : 65 내지 99 : 1의 범위로 존재하는 경우 분말 상으로 구현될 수 있고, 이보다 과산화수소수의 함량이 더 많아지는 경우 5 : 95까지 겔 상으로 구현될 수 있다.

본 발명의 녹조 제거제는 수생태계에 고르게 과산화수소수를 살포하여, 과산화수소수의 농도가 살포 면적 전반에 균일하게 하기 위해 분말상으로 제조하는 것이 바람직하다.

이 때, 3차원 가지 구조 무기물이 35 중량% 이상으로 포함되는 경우 분말 상으로, 5 중량% 이상 35 중량% 미만 까지는 겔상으로 형성될 수 있는 것을 확인하였다.

따라서, 상기 과산화수소수는 과산화수소수를 35 : 65 내지 99 : 1 범위 내에서 사용처에 따라 적절한 함량으로 조절하여 분말상의 녹조 제거제를 제공할 수 있다.

전술한 바와 같이 녹조 제거제는 분말상일 수 있는데, 이는 3차원 가지 구조 무기물과 과산화수소수의 함량을 조절하여 구현할 수 있다. 과산화수소수를 분말상으로 포획하여 운반함으로써, 과산화수소수의 운반 및 보관이 용이할 뿐만 아니라 3차원 가지 구조 무기물 내부에 보관됨으로써 안전성도 함께 수반할 수 있다.

특히, 상기 녹조 제거제의 안식각(angle of repose)은 10 내지 40°일 수 있다.

여기서 "안식각(angle of repose)"이란, 퇴적물이 사면 위에 퇴적될 때 흘러내리지 않고 퇴적될 수 있는 최대의 경사각을 말한다. 안식각이 작을수록 입자간 부착력이 작아 보다 분말상인 것을 나타낸다.

분말 상의 기준으로 건조형 모래(dry sand)의 안식각은 약 34°정도인 바, 본 발명의 일 구현예에 따른 분말상의 녹조 제거제의 안식각은 10 내지 40°범위를 만족하여 과산화수소수가 포획된 분말인 것을 확인하였다.

상기 과산화수소수의 농도는 0.1 내지 10 mg/L일 수 있다.

0.1 mg/L 미만인 경우에는 녹조 제거에 유의적인 효과를 나타내기 어렵고, 과산화수소는 자연 수계의 표층수에 보통 1 내지 30 ug/L 로 존재하는 바, 10 mg/L 이상인 경우에는 분말 내에 포획되어 있다 할지라도 물에 녹아 분산시 생태계에 악영향을 미칠 우려가 있다.

따라서, 상기 범위에서 과산화수소수의 농도를 조절함으로써 수생태계에 무해하면서 녹조 제거 효과를 가질 수 있다.

녹조 제거제 제조 방법

본 발명의 다른 구현예는 흄드실리카, 카본 블랙 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나인 3차원 가지 구조 무기물과 과산화수소수를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계 및 상기 혼합물을 교반시켜 상기 과산화수소수가 상기 3차원 가지 구조 무기물의 인접한 가지 사이 공간에 포획되는 단계를 포함하는 녹조 제거제 제조방법으로서, 0.1MPa 감압 조건에서, 상기 녹조 제거제에 포획된 과산화수소수와 동일한 농도의 액상 과산화수소수 대비, 상기 녹조 제거제의 과산화수소수 증발량의 차이가 0 내지 5 wt%/hr 인 녹조 제거제 제조방법을 제공할 수 있다.

구체적으로, 3차원 가지 구조 무기물의 가지 사이의 공간에 과산화수소수를 포획시키기 위한 방법인 바, 3차원 가지 구조 무기물과 과산화수소수가 혼합된 혼합물을 먼저 제조한다.

아무런 처리 없이 과산화수소수와 3차원 가지 구조 무기물을 혼합하게 되면, 과산화수소수와 3차원 가지 구조 무기물이 잘 분산되지 않아 군데 군데 뭉치는 현상이 일어나고, 가지 구조 사이의 공간에 과산화수소수가 포획되지 않는다.

이 후, 상기 혼합물을 밀폐 공간에서 고속 교반 시킴으로써 고에너지 부여되는데 이러한 에너지를 통해 과산화수소수 액체가 미세 소적들로 분할되어 3차원 가지 구조 무기물 내부에 포함되게 된다.

이 때, 상기 교반의 속도는 50 내지 500 rpm일 수 있다. 50 rpm 미만의 속도로 교반시 과산화수소수에 3차원 가지 구조 무기물의 일부가 뭉쳐있을 우려가 있고, 500 rpm 초과의 속도로 교반시 지나치게 빠른 혼합 속도로 인해 3차원 가지 구조 무기물이 비산되어 벽면에 달라붙고, 과산화수소수 일부가 벽면으로 튀면서 균일하게 혼합된 녹조 제거제를 제조하기 힘들 수 있다.

따라서, 상기 범위의 회전 속도로 교반하는 경우 가장 적절한 정도의 에너지가 부여되어 3차원 가지 구조 무기물 내부 공간에 과산화수소수가 잘 포획될 수 있고, 과산화수소수의 양에 따라 분말상 또는 겔상의 녹조 제거제가 제조될 수 있다.

또한, 상기 교반은 0.5 내지 60분 동안 수행되는 것이 바람직하며, 이는 전체 과산화수소수와 3차원 가지 구조 무기물의 절대량에 따라 조절될 수 있다.

다만, 60분을 초과하는 경우, 과산화수소가 최소 1% 이상 증발하는 것이 확인되는바, 이 이상 초과하여 교반하는 것은 바람직하지 않다.

상기 3차원 가지 구조 무기물 및 상기 35 : 65 내지 99 : 1의 중량비로 존재 할 수 있다.

35 : 65 내지 99 : 1의 범위로 존재하는 경우 분말 상으로 구현될 수 있고, 이보다 과산화수소수의 함량이 더 많아지는 경우에는 5 : 95까지 겔 상으로 구현될 수 있다.

본 발명에 따른 녹조 제거제는 수생태계에 고르게 과산화수소수를 살포하여, 과산화수소수의 농도가 살포 면적 전반에 균일하게 하기 위해 분말상으로 제조하는 것이 바람직하다.

상기 3차원 가지 구조 무기물은 흄드 실리카 및 카본 블랙으로부터 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다.

흄드 실리카 및 카본 블랙 모두 기본 입자가 소성되어 집합됨으로써 가지 구조를 형성하고, 이 가지 구조들이 접촉되며 뻗어나가 3차원 가지 구조를 구현하게 된다. 이 때, 상기 혼합물을 교반시킴으로써 가지와 가지 사이에 구비되는 공간에 과산화수소수가 포획시켜, 과산화수소수를 그 내부 공간에 가둘 수 있어 안전하게 과산화수소수를 포획하고 있는 녹조 제거제의 구현이 가능하다.

3차원 가지 구조 무기물과 과산화수소수의 함량비에 따라 녹조 제거제의 상이 결정될 수 있는 바, 상기 범위 내에서 사용처에 따라 적절한 함량으로 조절하여 분말상의 녹조 제거제를 제조할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

1. 3차원 가지 구조 무기물과 과산화수소수의 혼합 비율에 따른 녹조 제거제의 형태 평가

각각의 실시예 1 내지 2 및 비교예 1은 3차원 가지 구조를 갖는 흄드 실리카와 과산화수소수(농도: 2.4 mg/L)가 하기 표 1에 기재된 비율로 첨가된 혼합물을 밀폐 용기에서 350rpm으로 고속 회전시켜 녹조 제거제를 제조하였고, 그 외관 및 상태를 하기 표 1에 나타내었다.

비교예 2는 제조예 1과 동일한 물질을 동일한 비율로 포함하되, 단순 혼합하여 연료 조성물을 제조하였다.

	실시예1	실시예 2	비교예 1	비교예 2
흄드실리카 : 과산화수소수 중량비	35 : 65	30 : 70	3 : 97	35 : 65
외관 사진	도 1	도 2	-	-
녹조 제거제의 상태	분말상	겔상	액상	액상

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1은 분말상으로, 실시예 2는 겔상으로 나타났다. 이를 통해 흄드 실리카의 가지 구조 사이의 공간에 과산화수소수가 포획되기 때문으로, 외관상으로 과산화수소수가 누출되지 않는 것을 확인하였다.

또한, 과산화수소수를 97 중량% 이상으로 포함하는 비교예 1의 경우에는, 실시예와 동일한 방법으로 제조하여도 흄드 실리카 내부 공간이 부족하여 고형상으로 구현되지 않는 것을 알 수 있다.

아울러, 실시예 1과 동일한 함량으로 흄드 실리카와 과산화수소수를 포함하되 제조방법이 다른 비교예 2는 분말상으로 형성되지 못하고 액상으로, 과산화수소수에 흄드실리카가 분산된 형태로 제조되는 것을 확인하였다.

2. 녹조 제거제의 분산성 평가

과산화수소수에 노란색 색소를 넣은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 녹조 제거제를 제조하여 분말 상의 녹조 제거제를 물에 분산시키면서 그 과정을 촬영하여 도 3에 나타내었다.

도 3을 참조하면, (a)는 분말상의 녹조 제거제를 투입한 직후의 사진이다.

다음으로, (b)는 녹조 제거제가 분산되는 모습의 사진으로, 녹조 제거제가 가라앉으면서 용액 바닥 부근에 전체적으로 분산되고, 어느 한 지점에만 과산화수소수의 농도가 높아지지 않고 전체적으로 고르게 살포되었다.

이 후, (c)를 참조하면 과산화수소수 즉, 수성상이 용액 전체로 퍼져가 고르게 분산되는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 녹조 제거제를 사용할 경우 부유물이 발생하지 않고 과산화수소수의 농도를 고르게 분포시킬 수 있어 친환경적이다.

3. 녹조 제거제의 물리적 특성 평가(증발량)

0.1MPa 감압 하에 액상 과산화수소수(비교예 3)와 본 발명의 녹조 제거제(실시예 1)의 증발량을 확인하였다. 정확한 증발량 비교를 위해 초기 과산화수소가 동량이 되도록 녹조 제거제는 과산화수소수 대비 1.54 배 투입하였고, 과산화수소수의 농도는 동일하다.

하기 표 2에 시간당 과산화수소가 증발된 량을 나타내었다.

구간	1시간	1~2시간	2~3시간	3~4시간	4~5시간
비교예 3	40wt%/hr	16wt%/hr	15wt%/hr	18wt%/hr	11wt%/hr
실시예 1	39wt%/hr	16wt%/hr	18wt%/hr	17wt%/hr	10wt%/hr

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 비교예 3과 실시예 1의 시간 당 증발량은 거의 유사한 것을 알 수 있다.

구체적으로, 가장 많이 차이가 난 2~3 시간 구간에서는 3wt%/hr 의 차이를 보였으며, 1~2시간 구간에서는 16wt%/hr로 동일하게 측정되었다.

따라서, 본 발명의 녹조 제거제는 과산화수소수기 3차원 가지 구조 무기물 내에 안전하게 구비되는 분말상이면서도, 액상 과산화수소수와 동등 수준의 증발 속도를 나타내는 것을 확인하였다.

즉, 본 발명에 따른 녹조 제거제는 과산화수소수를 어떠한 화학적 변형 없이 분말상으로 제공함과 동시에 액상 과산화수소수와 동일한 물리적 특성을 갖는 이점이 있다.

Claims (9)

흄드실리카로 이루어진 3차원 가지 구조 무기물; 및
과산화수소수;를 포함하고,
상기 과산화수소수는 상기 3차원 가지 구조 무기물의 인접한 가지 사이 공간에 포획되는 분말상의 녹조 제거제로서,
상기 3차원 가지 구조 무기물 및 상기 과산화수소수는 35 : 65 내지 99 : 1의 중량비로 존재하며,
0.1MPa 감압 조건에서, 상기 녹조 제거제에 포획된 과산화수소수와 동일한 농도의 액상 과산화수소수 대비, 상기 녹조 제거제의 과산화수소수 증발량 차이의 절대값은 0 내지 5 wt%/hr 인 것을 특징으로 하는,
녹조 제거제.
제1항에 있어서,
녹조 제거제의 안식각(angle of repose)은 10 내지 40°인,
녹조 제거제.
제1항에 있어서,
상기 과산화수소수의 농도는 0.1 내지 10mg/L인,
녹조 제거제.
흄드실리카로 이루어진 3차원 가지 구조 무기물과 과산화수소수를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
상기 혼합물을 교반시켜 상기 과산화수소수가 상기 3차원 가지 구조 무기물의 인접한 가지 사이 공간에 포획되는 단계;를 포함하는 분말상의 녹조 제거제 제조방법으로서,
상기 3차원 가지 구조 무기물 및 상기 과산화수소수는 35 : 65 내지 99 : 1의 중량비로 존재하며,
0.1MPa 감압 조건에서, 상기 녹조 제거제에 포획된 과산화수소수와 동일한 농도의 액상 과산화수소수 대비, 상기 녹조 제거제의 과산화수소수 증발량 차이의 절대값은 0 내지 5 wt%/hr 인 것을 특징으로 하는,
녹조 제거제 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 교반의 속도는 50 내지 500 rpm인,
녹조 제거제 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 교반은 0.5 내지 60분 동안 수행되는,
녹조 제거제 제조방법.

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