KR100258773B1 - 폐기물 처리방법 - Google Patents
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Abstract
폐기물, 특히 비산재(飛灰)중의 유해 금속, 특히 납을 안정화할 수 있는 처리 방법을 제공한다.
유해 금속을 함유하는 폐기물에 물유리와 물을 첨가·혼합하고 혼련함을 특징으로 하는 폐기물 처리 방법이다.
Description
본 발명은 유해한 중금속, 예를 들면 납, 카드뮴, 크롬, 수은, 구리, 아연 등의 금속을 함유하는 폐기물을 안정화하는데 유용한 폐기물 처리방법에 관한 것이다.
현재 유해금속을 함유하는 폐기물을 처분하는데는 이들의 폐기물을 시멘트와 혼합하고 물을 첨가하여 혼련한 다음 양생고화(養生固化)하여 유해 금속 이온의 용출을 방지하여 안정화하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 단순히 시멘트로 고화하는 종래의 처리 방법으로는 방법이 사용되고 있다. 그러나 단순히 시멘트로 고화하는 종래의 처리 방법으로는 모든 유래 금속을 안정화할 수 없다. 이 때문에 용도를 한정할 필요가 있다. 용도에 따라서는 법 규제를 벗어날 수 없다.
예를 들면 소각장에서는 소각로에서 발생하는 염산가스를 트랩(trap)함에 있어서, 집진기에 이르기 전에 소석회나 생석회 등을 취입하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 소석회등이 미반응상태로 비산재(飛灰)중에 잔류하므로 비산재는 pH12이상이 되어, 고알칼리성으로 된다. 비산재중에는 납이 고농도로 함유된 것이 많으며 이 납은 납 산염으로서 수용성으로 되는 성질이 있다. 이 때문에 재를 처리하지 않고 폐기하면 납이 용출하게 된다. 그래서 소각장에서는 유해 금속의 용출을 방지하기 위하여, 비산재를 시멘트와 혼합하고 물을 첨가하여 혼련한 다음 양생 고화하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 시멘트는 알칼리성이므로 비산재에 함유된 납을 안정화하는데 유효하지 않다.
상기한 바와 같이, 현 상태로는 폐기물의 처리 방법에 문제가 있으므로, 소량을 사용하고 낮은 단가로 비산재중의 유해금속, 특히 납을 안정화할 수 있는 처리 방법의 개발이 요망되고 있다.
본 발명은 유해한 중금속을 함유하는 폐기물의 안정화에 유용한 폐기물 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히 본 발명은 쓰레기 소각장으로부터 배출된 고알칼리성의 비산재에 함유되어 있는 유해 중금속의 재용출을 방지하고, 유해 중금속을 안정화하는 폐기물 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 예의 연구에 노력을 기울인 결과, 물유리와 물을 폐기물에 첨가함으로써, 폐기물중의 유해 중금속을 안정화할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은 폐기물에 물유리와 물을 첨가하여 혼련하고 양생 고화함을 특징으로 하는 폐기물 처리 방법에 관한 것이다. 이 경우 물유리와 물이외에 각종 시멘트를 첨가하여 혼련하고 양생고화하여도 좋다. 각종 시멘트의 첨가는 중금속의 안정화 효과를 증가시키고 동시에 양생고화물의 강도를 증진시키게 하므로 바람직하다.
본 발명의 방법으로서는, 물유리를 비산재에 직접 투입한 다음 물을 투입하여 혼련하는 방법, 비산재에 물을 투입하여 혼련한 유상물(乳狀物)에 물유리를 투입하여 다시 혼련하는 방법, 혹은 미리 물로 희석한 물유리를 비산재에 투입하여 혼련하는 방법등을 들 수 있다.
물유리의 첨가량은 큰 편이 좋으며 특히 상한치를 설정할 필요는 없으나 너무 과량으로 첨가하면 비경제적이다. 따라서 폐기물 100중량부에 대하여 10-30중량부, 바람직하게는 10-20중량부의 범위로 사용하는 것이 좋다.
물유리가 유래 중금속을 안정화하는 작용에 대하여는 분명하지는 않으나 하기와 같은 작용에 의하여 안정화하는 것으로 추정된다. 예를 들면 알루민산나트륨 및 물유리는 양자 공히 단독으로는 용액이나 양자를 혼합하면 실리카·알루미나의 침전물이 생성되고 이들을 수열(熱)처리함으로써 합성 제올라이트가 얻어진다. 이와 마찬가지로 납이온도 고알칼리성(pH 12이상)에서는 납산염으로서 용해되어 있으나 물유리와 접촉함에 의해 불용성 규산납으로 침전하기 때문인 것으로 추정된다.
물유리로서는 규산나트륨 1호, 2호, 3호 및 4호 혹은 메타규산나트륨 등을 들 수 있다. 이들의 조성을 하기표 1에 나타내었다.
[표 1]
[참고실험]
0.1N NaOH 수용액에 납을 용해하고 납 125.0mg/l을 함유하는 용액을 제조하였다. 이 Pb이온 함유 고알칼리성 수용액 300ml에 1호 물유리, 3호 물유리, 메타규산나트륨을 각각 2.0g씩 첨가하고 25℃에서 1시간동안 흔들어서 교반하였다. 상기 교반액을 원심분리하여 상등액의 납농도를 측정하였다. 측정 결과를 하기표 2에 나타내었다. 표 2에는 처리하지 않은 용액의 납농도를 함께 기재하였다.
[표 2]
상기표 1의 결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 방법에 의하여 여과액 중의 납 농도의 현저하게 감소되는 것으로 판명된다. 특히 규산나트륨중의 실리카가 단량체에 가까울수록 납의 안정화 효과가 우수하다.
[실시예]
[실시예·비교예 1]
도시 쓰레기 소각장으로부터 배출된, 납을 함유한 알칼리성 비산재(飛灰) 100중량부에 대하여 각 시료를 하기표 3에 도시한 배합량(중량부)로 첨가하고, 혼련하여, 80℃에서 20 시간동안 건조 및 양생고화하였다. 그후 분쇄하고 100 메쉬의 체로 걸러 통과물을 시료로 하였다. 이 시료 10g과 증류수 100ml를 200ml용적의 삼각 플라스크에 장입하고 37℃에서 2시간동안 교반하였다. 이어서 원심분리하여 상등액을 채취하고 진한 염산, 진한 질산을 각각 5ml씩 첨가하여 10분간 끓이고 원자흡광법으로 납의 농도를 측정하였다. 그 측정 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 나아가 표 3에는 대조예로서 물유리를 첨가하지 않은 결과도 함께 기재하였다.
[표 3]
상기표 3의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법에 의하면, 납 안정화 성능이 우수하였다. 규제치를 벗어나도록 함에 있어서는, 비산재 100중량부에 대하여 20중량부를 첨가하면 충분하다. 더욱이 20중량부를 첨가량으로 하더라도 종래부터 사용되는 킬레이트제등과 비교하면 경제적으로 유리하다.
본 발명의 폐기물 처리 방법은 유해 중금속을 함유하는 산업폐기물이나 도시 쓰레기 소각로로부터 배출되는 전기 집진기나 백 필터로 포집된 비산재, 특히 소석회나 생석회가 취입된 비산재의 안정화 처리에 유용하다.
Claims (3)
- 유해금속을 함유하는 폐기물에 물유리와 물을 첨가·혼합하고 혼련함을 특징으로 하는 폐기물 처리방법.
- 제1항에 있어서, 폐기물이 소각재(燒却灰)또는 소각비산재(飛灰)임을 특징으로 하는 폐기물 처리 방법.
- 제1항에 있어서, 물유리가 폐기물 100중량부에 대하여 10-30중량부로 첨가됨을 특징으로 하는 폐기물 처리 방법.
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