KR100349038B1

KR100349038B1 - PACl(Poly aluminum Chloride) 응집제의 제조방법

Info

Publication number: KR100349038B1
Application number: KR1019990056289A
Authority: KR
Inventors: 김동윤; 김인배
Original assignee: 김동윤
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2002-08-14
Also published as: KR20010078498A

Abstract

본 발명은 정수장에서 발생하는 슬러지(오니)를 원료로 하여 폴리염화알루미늄(PACl；Poly aluminum Chloride) 응집제를 제조하는 것이다.

수처리용 응집제로 널리 사용되고 있는 PACl 응집제는 현재 보오크사이트(Bauxite)를 원료로 한 수산화알루미늄(Al(OH)₃)과 염산(HCl)의 가압반응에 의해 제조되고 있는데 그 원료와 수산화 알루미늄은 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다.

정수장의 슬러지 속에는 정수처리과정에서 주입된 응집제로 인해 다량의 알루미늄 성분을 함유(20∼30%)하고 있다.

본 발명은 상기 정수장 슬러지 속의 알루미늄 성분을 추출하여 PACl 응집제를 제조하는 방법을 제공함으로서, 유용물질의 회수와 폐기물의 재활용 효과가 크게 기대되는 것이다.

Description

PACl(Poly aluminum Chloride) 응집제의 제조방법{Manufacturing method for a cohesive material of Poly aluminum Chloride}

본 발명은 정수장에서 발생하는 슬러지 속의 알루미늄 성분을 추출하여 응집제를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 폴리염화알루미늄(Poly aluminum Chloride)을 제조할 수 있는 방법을 제공코자 하는 것이다.

정수장에서 발생하는 슬러지는 통상적으로 매립 처분되어 왔으나, 최근 매립지의 부족 등으로 해양투기를 하고 있으며, 그것이 정수처리 비용의 상승을 가져오는 원인이 되고 있다.

정수장에서 발생되는 정수 슬러지의 양은 정수 생산량의 0.06%, 발생 증가량은 연 6%이며, 2000년의 예상 발생량은 685ton/d로써 매년 증가할 추세이다.

한편, 상기한 정수 슬러지에는 처리과정에서 주입되는 알루미늄계 응집제로 인하여 다량의 알루미늄 성분이 함유되어 있어, 상기 정수 슬러지내의 알루미늄은 폐자원으로서 충분한 가치가 있는 것으로 사료되어 일부에서는 슬러지에 황산을 첨가하는 산 처리법으로 응집제를 회수하는 방법도 알려져 있다.

상수처리용으로 널리 사용되는 PACl 응집제는 현재 보오크사이트를 원료로 하는 수산화 알루미늄과 염산의 가압반응에 의해 제조되고 있는데, 그 원료는 전량 수입에 의존하고 있으므로 막대한 외화낭비의 원인이 되고 있다.

이에 본 발명에서는 정수장에서 발생하는 슬러지를 주원료로 하여 염산용액을 이용한 PACl 응집제를 제조할 수 있는 방법을 제공함에 본 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 제조공정 블럭도

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보인 제조공정 블록도로서, 이를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 정수장 슬러지로부터 PACl 응집제를 제조하는 것으로서 다음의 실시예와 같은 단계로 이루어진다.

(실시예)

1. 슬러지로부터 알루미늄 용출

건조 슬러지에 염산용액을 혼합하여 알루미늄을 용출시킨다.

용출시 반응시간, 반응온도, 염산농도는 다음과 같이 실시한다.

(1) 반응시간：10∼60분

(2) 반응온도：25∼105℃

(3) 염산농도：10wt%∼30wt%

2. 용출액으로부터 염화알루미늄 수화물(AlCl₃ㆍ6H₂O)생성

상기 1항에서 얻어진 용출액을 원심분리한 후 분리액에 염산(HCl) 가스(99.9%)를 주입하여 염화알루미늄 수화물(AlCl₃ㆍ6H₂O)을 석출시킨다.상기 염산가스를 주입 시 가스 주입속도는 약 20∼80ml/min, 주입시간은 약 30분∼3시간으로 한다.

3. AlCl₃ㆍ6H₂O 열분해

상기 2항에서 생성된 AlCl₃ㆍ6H₂O로부터 염기성 염화알루미늄(Al(OH)xCl₃-x)을 제조하기 위해 다음의 열분해 실험을 실시한다.

감압 여과기로 여과한 AlCl₃ㆍ6H₂O 결정체를 염산 용액으로 세척하여 불순물을 제거한 후 건조하고, 일정량을 두 개의 가지 달린 구형바닥 플라스크에 넣고 열분해한다.

상기 열분해시 열분해 온도는 약 160℃∼200℃이며, 열분해 시간은 약 30분∼3시간이고, 열분해율은 약 40∼60%로 행하도록 한다.

염기성 염화 알루미늄을 물에 용해하면 가수분해 및 축합에 의해 염기성 염화알루미늄 고분자([Al(OH)xCl₃-x]m, PACl)가 생성된다.

상기와 같은 제조방법에 의해 제조된 본 발명의 응집제(PAClre)와 기존의 응집제(PACl)의 응집효율 성능 비교 실험 결과 하기의 표 1,2와 같이 동등한 효과를 나타내는 것으로 나타났다.

상기와 같이 제조될 수 있는 본 발명의 응집제는 매년 증가추세에 있는 슬러지의 발생량을 줄여 폐기물로 재활용할 수 있도록 함으로서 폐기물 발생량도 동시에 줄일 수 있는 것이며, 기존 전량 수입에 의존하고 있는 응집제를 대체하여 사용할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 예상외로 다대한 발명이다.

Claims

정수장 슬러지로부터 염산용액과 염산가스를 이용한 PACl(Poly aluminum Chloride)응집제를 제조함에 있어서;

상기 정수장 슬러지속의 알루미늄을 염산용액을 사용하여 반응시간은 약 10분∼60분, 반응온도는 25℃∼105℃, 염산농도는 약10∼30wt%로 하여 용출시키고,

상기 용출액으로부터 염산가스를 주입하여 염화알루미늄 수화물의 생성시 가스 주입속도 약 20∼80ml/min, 주입시간은 약 30분∼3시간으로 하며,

상기 염화알루미늄 수화물의 열분해에 의한 염기성 염화알루미늄의 생성을 위하여 열분해 온도를 약 160∼200℃, 열분해 시간은 약 30분∼3시간, 열분해율은 약 40∼60%로 행하는 것을 특징으로 하는 PACl(Poly aluminum Chloride) 응집제의 제조방법.