수처리용 활성탄은 일반적으로 비표면적이 크고 미세 기공이 발달한 원주형 입자이며 기계적 강도가 높고 흡착 속도가 빠르며 정화도가 높고 분체 제거가 쉽지 않으며 수명이 길다.
수처리 활성탄은 고품질의 야자껍질, 호두껍질, 살구껍질, 복숭아껍질, 석탄 등을 원료로 하여 일련의 생산과정을 거쳐 정제되어 검은색 입상 외관을 가지고 있습니다. . 장점은 발달된 기공 구조, 큰 비표면적, 강력한 흡착 성능, 저장소 층에 작은 부정적인 힘, 안정적인 화학적 특성 및 쉬운 재생입니다. 고순도 음용수, 공업용수, 폐수처리 등의 심층 정화에 적합합니다. 코코넛 껍질 활성탄 한얀 활성탄은 고품질 코코넛 껍질을 원료로 사용하고 첨단 생산 기술을 사용하여 정제 및 가공됩니다. 제품은 발달된 기공 구조, 고강도, 낮은 불순물 함량, 적절한 입자 크기, 낮은 저항성 등의 장점을 가지고 있습니다. 그리고 재생이 쉽습니다. 수질 정화 효과가 탁월하며, 악취를 제거할 수 있을 뿐만 아니라 물의 순도를 향상시킬 수 있습니다. 또한 염소, 페놀, 비소, 납, 시안화물, 살충제 및 기타 유해 물질과 같은 물 속의 다양한 불순물에 대한 제거율이 높습니다. 다양한 대형, 중형 및 소형 정수기를 채우는 데 널리 사용할 수 있습니다. 또한 설탕, 청량음료의 탈색 및 정제는 물론 실내외 공기 정화에도 적합합니다. 특히, 특수 성분을 함유한 활성탄은 암모니아, 포름알데히드 등 실내 유해가스에 대한 정화 효율이 더 좋습니다.
우리나라의 수처리용 활성탄 개발 검토
3.1 생산
해방 초기에는 소규모 작업장밖에 없었는데 국내에서 분말탄소를 생산하고 있는데, 입상탄소는 없었다. 1981년 산림부가 전국 활성탄소를 조사한 결과 우리나라의 연간 활성탄 생산량은 약 1만톤에 불과했다. 제1회 전국 활성탄 학술 심포지엄이 화이위산에서 개최된 이후 20년 동안 우리나라의 활성탄 산업은 연간 생산량이 1981년 10,000톤에서 1999년 120,000톤 이상으로 비약적으로 성장했습니다. 세계 활성탄 산업 생산량의 1/4을 차지하고 있으며, 2007년 생산량은 350,000톤, 수출량은 250,000톤에 이르렀습니다. 활성탄 생산량은 세계 생산량의 3분의 1을 차지하며 세계 최대의 활성탄 생산국이 되었습니다.
현재 중소 활성탄 생산 기업은 1,200개가 넘고, 중소기업의 연간 생산량은 3,000~10,000톤에 달하며 지속적으로 확대되고 있다. 최초의 활성탄 공장은 Xinhua Chemical Plant (Taiyuan)입니다. 우리나라의 두 가지 주요 활성탄 생산 기지는 다퉁(Datong)과 닝샤(Ningxia)입니다.
대표 제조업체로는 대동운광화공공장, 닝샤타이시활성탄공장, 당산건신활성탄유한공사, 대동풍화활성탄유한공사, 신펑활성탄공장 등이 있다.
3.2 품질과 다양성
우리나라 활성탄 제품의 품질도 높은 비표면적 탄소, 높은 벤젠 탄소, 미세구 탄소 등과 같은 획기적인 발전을 이루었습니다. 제품의 종류도 빠르게 발전했습니다. 원래는 분말탄소만 있었지만 나중에는 입상탄소, 섬유탄소, 탄소분자체 등이 등장했습니다. 화학적 활성화 방법에 의한 활성탄 제조에 관한 연구도 새로운 진전을 이루었습니다. 원래는 염화아연 활성화 방법만 있었으나 현재는 활성화제로 인산, KOH, 황산을 사용하는 방법이 개발되었습니다. 1996년 산동성 옌타이에서 개최된 전국 활성탄 학술 심포지엄 이후, 활성탄 품종의 개발과 산업화에 있어서 큰 입자 탈황, 탈질 활성탄의 등장 등 새로운 성과가 국내를 가득 채웠습니다. 특수함침탄소의 국산화는 생명공학, 신에너지 및 환경보호를 위한 유망한 결과를 가져왔고, 고성능 활성탄의 개발은 새로운 연구 핫스팟이 되었습니다.
3.3 기술
'국내외 활성탄' 데이터 보고서에 따르면 외국 기술 도입 측면에서 우리 나라는 다음과 같은 외국 자금과 기술을 도입했습니다. 화학회사와 중국 신화화학 공장이 협력하여 새로운 활성탄 생산 기업을 설립합니다. 일본 측은 새로운 기업의 지분을 50% 이상 보유하고 미쓰비시상사가 위탁하는 다양한 운영 인력과 기술 인력을 선정하는 일을 담당합니다. 건식탈황, 탈질활성탄을 생산하는 사업부입니다. 일본 내 판매 실적이 양호하며, 시장 수요 확대로 인해 합작 투자를 결정하게 되었습니다. Mitsubishi Chemical Company의 고위 임원에 따르면 중국 기업과의 협력은 생산 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 막대한 이익을 창출할 수 있습니다. 중국은 활성탄 품종의 개발 및 산업화에서도 새로운 성과를 거두었습니다. 활성탄에 대한 기초 연구 및 기술 기초 연구 측면에서 흡착 과정의 분자 시뮬레이션, 활성탄에 의한 초임계 가스 흡착 및 새로운 기공 구조 계산 방법 등 중국에서 심층적인 실험 연구가 수행되었습니다.
3.4 적용
다양한 요인으로 인해 우리나라에서는 1960년대부터 산업폐수 처리에 활성탄을 적용하기 시작했습니다. 최초의 응용 분야는 지하수 처리를 위한 Yanshan Petrochemical과 금속 광산 폐수 처리를 위한 Gansu Baiyin이었습니다. 또한 1965년 심양상수회사, 1976년 후난창링정유소, 1986년 대경하수처리장에서 대규모 활성탄 흡착여과장치를 잇달아 건설했다. 또한 란저우 정유소는 하루 12,000톤의 산업 폐수를 처리할 수 있는 활성탄 산업용 장치도 구축했습니다.
현재 우리나라 주강삼각주와 장강삼각주 지역의 발전된 도시에서는 수처리에 활성탄을 사용하고 있습니다. 그러나 전반적으로 중국의 수처리 수준은 아직 상대적으로 낮은 수준이다.
3.5 과학 연구
주요 과학 연구 단위: 공정 공학 연구소, 광산 기술 대학 화학 보호 연구소, 석탄 과학 아카데미, 대련 대학교 산시 석탄 화학 연구소 천진대학교, 하얼빈공업대학, 북경화학공업, 청화대학교 대학교, 중국임업과학원 임산물화학공업연구소, 곤명과학기술대학교 등
3.6 기존 문제점
우리 나라의 활성탄 산업은 제조 기술 면에서 유럽이나 미국 국가에 비해 열세이며, 대규모, 자동화, 저소비, 오염이 없고 제품 품질이 높습니다. 안정된 선진 수준이지만, 우리나라는 여전히 생산 규모가 작고 제품 품질이 고르지 못하며 자원 낭비 등의 문제가 있습니다. 특히 화학적 방법으로 활성탄을 생산하는 기술에서는 일본, 미국 등 다른 나라와 큰 격차가 있다. 일본의 염화아연 활성탄 생산기술은 2단 회전로 방식을 사용하는데, 이는 염화아연 소모량이 거의 0이고, 아연 회수를 위해 염산을 사용하지 않는다. 우리나라 평균 염화아연 소비량은 활성탄 1톤당 300kg이고, 염산 소비량은 활성탄 1톤당 500kg이다. 미국의 인산법으로 생산된 활성탄소의 소비량은 20% 미만이고, 우리나라 평균은 35%이다. 이로 인해 생산 비용이 증가할 뿐만 아니라 환경 오염도 증가합니다.
국내 활성탄 산업은 활성탄의 응용 및 개발 동향을 집중적으로 연구하고 신기술 개발을 강화하며 전체 활성탄 산업의 좋은 발전을 촉진해야합니다.
4 우리나라 수처리용 활성탄의 향후 개발
4.1 원자재
목재 원자재: 목재 원자재는 산업에서 매우 중요한 위치를 차지합니다. 우리나라의 활성탄 산업. 그중에서도 코코넛 껍질과 호두 껍질이 가장 좋지만, 한정된 원료로 인해 개발이 제한되고 있다.
석탄: 우리나라의 석탄자원은 풍부하고 분포가 광범위하며 가격이 저렴하기 때문에 석탄을 원료로 하여 활성탄을 생산하는 것은 좋은 전망을 가지고 있습니다.
석유 원료: 주로 석유 정제 과정에서 발생하는 탄소 함유 제품과 폐기물을 가리킵니다. 예를 들어 석유 아스팔트, 석유 코크스, 석유 잔여물 등이 있습니다.
고분자 탄소 함유 원료 : 폴리염화비닐, 폴리프로필렌, 푸란수지, 페놀수지, 요소포름알데히드수지, 폴리카보네이트, 폴리테트라플루오로에틸렌 등 이러한 원자재는 주로 산업 재활용 폐기물을 의미하며 우리나라에서는 아직 완전히 활용되지 않습니다.
기타: 오래된 타이어, 동물 뼈, 동물의 피, 자당, 당밀 등
요약: (1) 원료 공급원은 매장량이 풍부하고 가격이 저렴한 석탄으로 점차 이동하고 있습니다. 석탄을 원료로 하는 활성탄은 급속히 발전하고 있으며, 그 적용 범위와 수량도 급속히 확대되고 있으며, 현재 석탄 기반 활성탄의 생산량은 목재 기반 활성탄의 생산량을 넘어섰습니다.
(2) 최근에는 농림업 부산물, 펄프 폐슬러리, 열등탄, 석탄연삭석 등 탄소를 함유한 산업폐기물이 많이 사용되어 저가의 활성탄 또는 특별한 속성을 가지고 있습니다. 국내외에서는 값싼 원료를 찾기 위해 폐플라스틱, 폐고무, 펄프 폐액, 석유 부산물 및 기타 원료로 만든 활성탄을 제조하기 위해 폐기물을 활용하는 연구가 주목을 받고 있습니다. 이러한 효과적인 변화를 통해 폐기물을 이익으로 전환하는 접근 방식은 큰 잠재력을 가지고 있습니다.