활성탄 대체 악취 흡착제 개발
동원중공업 천연광물 혼합흡착제
국내 혼합형 흡착제 개발은 처음
암모니아 등 악취유발물질을 흡착해 제거할 수 있는 혼합제올라이트 흡착제를 개발 하였다.
개발된 혼합제올라이트 흡착제는 천연광물인 제올라이트와 황토 폐기물인 소각재를 활용하여 제조하였으며 0.5∼50㎚ 크기의 미세한 기공들로 구성된 흡착제이다. 기존 범용적으로 사용 중인 활성탄의 경우 성능대비 교체비용에 대한 부담이 크고 유지관리가 어려워 관리에 대한 어려움이 있었다.
동원중공업(주) (대표 박진희 031-433-5921, www.rotarykiln.co.kr)는 환경부 미래유망 연구과제(2014~2017)로 신청기술로 제조된 흡착제와 시판제품의 악취물질별(Mercaptan, Formaldehyde, Trimethylamine, Ammonia)로 흡착성능을 비교하였으며, 시간변화에 따른 흡착제의 중량변화를 관찰하여 흡착제의 탈취력을 평가하였다.
악취용액은 음식물자원화시설, 폐ㆍ하수처리장, 분뇨처리장, 동물축사, 쓰레기 처리시설의 침출수처리장 등에서 발생하는 악취 주성분인 암모니아, 트리메틸아민, 메르캅탄 물질을 사용하였다.
그 결과 현재 시판중인 흡착제(활성탄)와 비교하였을 경우 머르캅탄 23%, 포름알데히드 17%, 트리메틸아민 44%, 암모니아 24% 까지 흡착성능이 우수한 것으로 나타났다.
개발된 혼합제올라이트 흡착제의 경우 생산 공정의 자동화와 일원화로 제조원가를 35%이상 절감하였으며, 범용 활성탄 흡착제보다 악취흡착성능이 최대 40% 이상 높은 것으로 나타났다. 현재 사용되고 있는 흡착제는 활성탄, 제올라이트 등이 시판되고 있으며, 그 중 활성탄이 90%이상을 사용하고 있다. 중급활성탄의 경우 kg당 1,120원 이상에 거래되고 있으나 개발된 흡착제는 767 원/kg으로 활성탄에 비해 35%저렴하여 경제성이 높은 것으로 파악되고 있다. 사용이 종료된 흡착제를 재활용하기 위해 혼합 제올라이트 흡착제의 위해성을 평가한 결과 위해물질은 없는 것으로 나타나 사용이 종료된 흡착제를 재생하여 원료로 사용하여도 문제점이 없을 것으로 확인 되었다. 개발된 혼합 제올라이트 흡착제의 복합악취 제거성능을 살펴보면 유입구에서 3,000~10,000수준이 배출구에서 100~300 수준으로 90~96% 저감 효울을 보였다. 지자체에서 운영하는 음식물 자원화시설에 혼합 제올라이트 흡착탑을 현장 적용한 결과 악취 제거율이 90%이상에 이르러 우수한 제거효율을 가지고 있는 것으로 나타났다.
본 연구개발에서 취득한 특허로는 “천연제올라이트가 포함된 혼합물을 이용한 복합 악취 흡착제 및 이의 제조방법(등록 10-1570130)”과 “고밀도의 균일한 그래뉼을 성형하기 위한 연속식 그래뉼 성형장치(등록 10-1514433)”, “에너지 절약을 위한 미분 중간 배출형 그래뉼 건조장치(등록 10-1546382)” 등 3건이 있다.
국내에서 악취제거제로 활성탄,제오라이트등 개별적인 흡착제를 사용하기도 했으나 혼합형으로 1차 가공에서 2차가공으로 한단계 상향 연구한 것은 동원중공업 문장수박사팀의 개발이 처음이다.
이번 개발된 제품이 세분화되어 다양성연구가 지속되어야 하는데 그 활용범위가 다양하다는 점에서 소재 개발의 중요성이 다시금 강조되고 있다.
(환경경영신문/이환규전문기자)
시판제품과 혼합 제올라이트 흡착제 성능평가 비교
구분 흡착제 | 악취유발물질별 흡착성능(g/g) | ||||||||
악취물질명 | 2hr | 4hr | 6hr | 8hr | 12hr | 16hr | 20hr | 24hr | |
시판 활성탄 | Mercaptan | 0.320 | 0.320 | 0.301 | 0.281 | 0.255 | 0.229 | 0.222 | 0.216 |
Formaldehyde | 0.260 | 0.256 | 0.250 | 0.244 | 0.242 | 0.240 | 0.240 | 0.240 | |
Trimethylamine | 0.173 | 0.173 | 0.147 | 0.120 | 0.100 | 0.067 | 0.040 | 0.020 | |
Ammonia | 0.242 | 0.239 | 0.239 | 0.217 | 0.186 | 0.141 | 0.141 | 0.141 | |
신개발 흡착제 | Mercaptan | 0.420 | 0.370 | 0.340 | 0.310 | 0.270 | 0.230 | 0.210 | 0.190 |
Formaldehyde | 0.314 | 0.304 | 0.284 | 0.275 | 0.265 | 0.255 | 0.245 | 0.245 | |
Trimethylamine | 0.307 | 0.267 | 0.238 | 0.208 | 0.188 | 0.168 | 0.139 | 0.129 | |
Ammonia | 0.320 | 0.290 | 0.260 | 0.240 | 0.210 | 0.190 | 0.180 | 0.180 | |