일반기술

회수가 용이한 수중 유기물 제거용 광촉매 복합체 및 이를 이용한 광 반응기

[기술개요]폴리카보네이트 75 ∼ 98wt%와 상용화제 0.5 ∼ 5wt%를 용융 혼련시켜 형성된 보호막과; 상기 보호막에 1 ∼ 20wt%로 충진되는 광촉매를 포함하는 폐수처리용 광촉매 복합체에 관한 것이다. 광촉매 복합체를 사용하는 UV광 반응기로서, 전원공급기(6), UV광을 방사하는 BLB(black light blue)램프(10), 상기 UV광을 집광하는 집광기(8), UV광을 전광시키는 광섬유(12)와, 전광된 UV광을 방사하는 유리관(16)을 포함하고, 상기 유리관(16)의 외부 표면에는 무기 바인더에 의해 광촉매 혼합체가 고착된 것을 특징으로 하는 자외선광 반응기(A)에 관한 것이다. 광촉매 복합체는 광촉매가 UV광이 손실이 거의 없는 폴리카보네이트로 캡슐화되어 있어, UV광이 폴리카보네이트를 투과하여 내부의 광촉매인 이산화티탄에 조사되면, 폴리카보네이트 표면에서 광분해 반응이 일어나게 된다. 또한 광촉매가 캡슐화되어 있기 때문에 종래의 분말 형태의 광촉매를 사용하는 경우에 비하여 광촉매의 회수가 용이할 뿐만 아니라, 광촉매의 손실 없이 효과적으로 폐수 중의 유기물질을 분해하여 제거할 수 있다.광촉매 혼합체는 이산화티탄 광촉매가 폴리카보네이트에 의해 캡슐화되어 있어도 우수한 광분해능을 보일 뿐만 아니라, 시간이 경과하여도 광촉매의 손실이 거의 없다는 것을 확인할 수 있었다. [기술개발상태]현재 실험실 수준의 R&D 개발이 완료되었고, 특히 scale-up에도 기술적으로 큰 문제가 없기 때문에 사업화 가능성이 매우 높다.[기술특징 및 차별성]통상적으로 폐수처리에 있어서, 광촉매는 분말 또는 고정담체화 상태로 이용된다. 분말은 고정담체화보다 비표면적이 크고, 처리 효율도 높으나 광촉매를 폐수로부터 분리하여 회수가 곤란하고, 사용 시간에 따라 광촉매 분말이 손실되는 문제점이 있었다. 본 발명은 광촉매를 투명한 폴리카보네이트로 캡슐화시켜 상기와 같은 문제점을 해결하였고, 광촉매를 폴리카보네이트로 캡슐화시킴에 있어서 폴리프테레프 카보네이트 또는 폴리에스테르카보네이트 계열의 상용화제를 특정 함량으로 사용하여 혼련 효과를 높인 것에 기술적 특징이 있다. [시장현황]세계의 광촉매 시장을 살펴보면 일본이 전세계에서 기술의 약 70%를 차지하여 가장활발히 연구되고 상품화되고 있다. 일본은 타일, 건자재 분야에서 활발하게 상업화가 추진되고 있으며, TOTO 사가 1995 년 항균타일을 상업화한 것을 시작으로 차음벽, 간판, 사이드미러, 스프레이코팅제등 다양한 상품을 시장에 선보이고 있다. 미국의 경우, 환경보전국(EPA)을 중심으로 수처리용 광촉매의 연구가 진행되고 있으며, 이를 위하여 연간 수백억원의 연구비를 지출하고 있고 중점연구분야는 지하수질 개선과 농약사용에 의한 소하천 오염물질제거, 공장폐수처리 등에 많은 투자를 하고 있다. 일본 소니 보고서에 따르면 전 세계시장은 20조~30조의 시장이 형성될 것으로 예상하고 있다.특히, 국내 환경시장 중에서 수처리 설비의 시장규모와 수처리 용역에 대한 시장 규모를 나타낸 것으로, 2010년에는 수처리 설비의 경우 약 2조원에 가까운 시장이 형성될 것으로 예상되며, 수처리 용역의 경우 약 2조6천억원 정도의 시장이 형성될 것으로 예상된다.