KR100937209B1

KR100937209B1 - 친환경 고화제 및 이를 이용한 고화방법

Info

Publication number: KR100937209B1
Application number: KR1020090058922A
Authority: KR
Inventors: 하은용; 김환기; 김문선
Original assignee: 영진환경산업(주)
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2010-01-20

Abstract

중성영역에 있고 양생기간이 짧으며 오염물질을 고정시키는 친환경 고화제 및 이를 이용한 고화방법을 제시한다. 그 고화제는 오염물질에 의해 오염된 슬러지를 상기 오염물질이 제거된 중성영역의 슬러지로 고형화시키기 위하여, 나노 세공을 가진 실리카, 나노 세공을 가진 알루미나, 산화칼슘, 황산화물 및 유기계 또는 무기계 보조제를 포함한다. 그 방법은 오염물질에 의해 오염된 슬러지에 응집제를 첨가하여 폐기물이 포함된 탈수 케이크로 이루어진 슬러지를 형성하고, 슬러지에 위 고화제를 투입시켜 슬러지 내의 오염물질을 흡수하고 슬러지를 단립화시킨다.

친환경, 고화제, 나노 세공, 오염물질, 슬러지

Description

친환경 고화제 및 이를 이용한 고화방법{Environment-friendly solidification chemical and method of solidification using the same}

본 발명은 고화제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 오염물질이 포함된 슬러지를 친환경적으로 처리하면서 중성영역의 경화체로 만드는 고화제 및 그 고화제를 이용하여 오염물질이 포함된 슬러지를 고화시키는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고화제는 물을 포함된 슬러지를 단단하게 고화(solidification)시키는 것이다. 고화제는 연약한 지반에 투입되어 반응에 의해 물리화학적으로 안정하고 견고한 경화체를 형성하여 지반을 강화시키는 데 사용한다. 또한 고화제는 수중에 함유된 중금속 등의 오염물질이 지하수나 토양 등을 오염시키지 않도록 하거나, 상기 오염물질이 용출하기 어려운 형태로 변화시키는 역할을 수행하기도 한다.

최근에는 고화제를 이용하여 오염된 슬러지를 친환경적으로 활용이 가능하도록 중성영역의 슬러지로 만드는 기술이 지속적으로 발전되고 있으며, 고화하는 조건을 개선시킨 고화제로 제조된 슬러지를 도로 포장용 기반재료, 매립장 복토, 도로공사의 법면, 토지개량제 등에 활용하고 있다. 또한 상기 고화된 슬러지는 하천 및 댐의 공사, 높은 함수율의 토양 준설, 인도 및 농로의 친환경적인 포장에 적용되는 등 그 응용분야는 갈수록 다양해지고 있다.

최근에는 생석회와 시멘트가 주성분인 고화제를 사용하여 슬러지를 고화시킨 후에 매립장의 복토재로 사용하고 있으나 강알칼리 고화제의 사용에 따른 pH의 상승으로 인한 악취가 발생하고 일부 중금속 성분의 용출이 일어나고 있다. 또한 중금속이 포함되어 오염된 토양의 복원하고 오염된 슬러지의 고화를 해결하는 기술의 확보가 필요한 실정이다.

구체적으로 종래의 고화제는 강염기 또는 강산의 소재를 혼합하여 사용하여 최종적으로 고화된 후의 pH가 알칼리성을 나타내어 암모니아가 발생하고, 고화된 후의 슬러지가 다시 발생하는 문제가 있다. 또한 종래의 고화제는 양생기간이 7~10로 길고, 초기의 고화되는 속도가 느려 현장에 적용하기 어렵다. 나아가 중금속 등과 같은 환경을 저해하는 유해물질이 고정되지 않아 작업환경과 작업성을 불량하게 하고 식물 성장을 저해시킨다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 중성 pH 영역에 있고 양생기간이 짧으며 오염물질을 고정시키는 친환경 고화제를 제공하는 데 있다. 또한 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 고화제를 이용하여 슬러지를 고화시키는 방법을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 고화제는 오염물질에 의해 오염된 슬러지를 상기 오염물질이 제거된 중성 pH 영역의 슬러지로 고형화시키기 위하여, 나노 세공을 가진 실리카, 나노 세공을 가진 알루미나, 산화칼슘, 황산화물 및 유기계 또는 무기계 보조제를 포함한다.

이때, 상기 나노 세공의 크기는 0~1,000㎚이고, 상기 나노 세공의 크기는 상기 오염된 슬러지의 종류에 따라 조절될 수 있으며, 상기 실리카 및 알루미나는 서로 다른 크기의 세공들이 형성되어 조합될 수 있다.

본 발명의 바람직한 고화제에 있어서, 상기 고화제의 제1 형태는 중량%로, 실리카 40~80%, 알루미나 10~35%, 산화칼슘 10~30%, 황산화물 5~15% 및 보조제 0~5%로 이루어질 수 있으며, 상기 고화제의 제2 형태는 중량%로, 실리카 20~40%, 알루미나 5~15%, 산화칼슘 20~40%, 황산화물 20~40% 및 보조제 5~10%로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 황산화물은 SO₃이 바람직하다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 고화제를 이용한 고화방법은 오염물질에 의해 오염된 슬러지에 응집제를 첨가하여 폐기물이 포함된 탈수 케이크로 이루어진 슬러지를 형성하고, 상기 슬러지에 나노 세공을 가진 실리카, 나노 세공을 가진 알루미나, 산화칼슘, 황산화물 및 유기계 또는 무기계 보조제로 이루어진 고화제를 이용하여, 상기 슬러지 내의 상기 오염물질을 흡수하고 상기 슬러지를 단립화시킨다.

이때, 상기 고화제는 중량%로 실리카 40~80%, 알루미나 10~35%, 산화칼슘 10~30%, 황산화물 5~15% 및 보조제 0~5%로 이루어진 제1 형태 및 중량%로 실리카 20~40%, 알루미나 5~15%, 산화칼슘 20~40%, 황산화물 20~40% 및 보조제 5~10%로 이루어진 제2 형태를 가질 수 있다. 슬러지의 종류에 따라 상기 제1 형태 또는 제2 형태를 단독으로 상기 슬러지에 투입할 수 있고, 상기 제1 형태 및 제2 형태를 동시 또는 순차적으로 투입할 수 있다.

본 발명에 따른 친환경 고화제 및 이를 이용한 고화방법에 의하면, 나노 세공을 가진 실리카, 나노 세공을 가진 알루미나, 산화칼슘, 황산화물 및 유기계 또는 무기계 보조제를 포함하는 친환경 고화제를 사용함으로써, 중성 pH 영역을 가지며 양생기간이 짧으며 오염물질을 고정시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

본 발명의 실시예는 중성 pH 영역을 가지며 양생기간이 짧으며 환경을 저해하는 오염물질을 고정시키는 친환경 고화제 및 이를 이용하여 슬러지를 고화시키는 방법을 제시할 것이다. 이를 위해, 식물이 생장할 수 있도록 하고, 중금속 용출 문제를 해결하여 독성이 없으며, 악취가 제거할 수 있는 고화제를 제시할 것이다. 이 와 같은 고화제에 의해 고화된 슬러지(이하, 고화물)는 매립지 또는 복토지 뿐만 아니라 토질 개량제, 환경 친화적인 도로포장재, 도로공사의 절개지 법면 등의 다목적의 친환경적인 소재로 응용될 것이다.

본 발명의 실시예에 의한 고화제는 응집, 흡수 및 고화의 다양한 기능을 한다. 즉, 응집, 탈수, 난용성 화합물과 착염 형성 등이 복합적으로 작용하여 환경에 해로운 오염물질을 응집시켜 고화시킨다. 상기 친환경적인 고화제는 슬러지의 중간처리 또는 최종 단계의 고화에 이용될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 실시예는 먼저 상기 고화제에 대하여 살펴보고 이어서 상기 고화제를 이용하여 고화는 방법을 설명할 것이다. 본 발명의 고화제는 오염물질, 수분이나 냄새 등을 고정하는 흡수성에 주안점을 둔 제1 고화제와 오염물이 전이되는 것을 억제하고 고화물의 강도를 증가시키는 고정성에 주안점을 둔 제2 고화제로 나눌 수 있다. 실질적으로는 제1 및 제2 고화제는 모두 흡수성과 고정성을 가지나, 제1 고화제는 흡수성이 우세하고, 제2 고화제는 고정성이 크다고 이해할 수 있을 것이다. 이때, %는 중량%를 나타낸다.

<제1 고화제의 조성>

(1) 실리카(SiO₂): 40~80%

흡수와 탈취 능력을 가지며 나노 세공을 포함하는 다공성 물질로 Ca(OH)₂와 반응하여 CaO-SiO₂-nH₂O를 생성하여 미가공 강도(green strength) 및 고화물의 강도에 영향을 준다. 실리카의 함량이 40%보다 작으면 흡수와 탈취 능력과 같은 흡수성 이 저하되고, 80%보다 크면 고화물의 강도와 같은 고정성이 떨어진다. 국제 순수 및 응용화학연맹(International Union of Pure and Applied Chemistry; IUPAC에 의하면, 나노 세공을 가진 다공성 물질은 세공의 크기가 0~1000㎚ 사이인 다공성 물질을 의미하며, 다시 세공의 크기에 따라 미세 세공체(0~2㎚), 메조 세공체(2~50㎚) 및 거대 세공체(>50㎚)로 정의한다. 따라서 상기 실리카는 IUPAC의 정의에 따라 0~1000㎚의 크기를 가진다.

(2) 알루미나(Al₂O₃): 10~35%

흡수와 탈취 능력을 가지며 나노 세공을 포함하는 다공성 물질로 수화반응에 의해 고화물의 강도에 영향을 준다. 알루미나와 실리카는 흡착과 수화반응을 하며 나노 세공에 의한 수분과 냄새를 흡착한다. 이에 따라, 실리카와의 혼합을 고려하여 알루미나의 함량이 10%보다 작으면 흡수성이 저하되고, 35%보다 크면 고정성이 떨어진다. 경우에 따라, 알루미나의 일부를 산화철(Fe₂O₃)로 대체할 수 있다. 상기 알루미나는 IUPAC의 정의에 따라 0~1000㎚의 크기를 가진다.

(3) 산화칼슘(CaO): 10~30%

물과 반응하여 Ca(OH)₂를 생성하고 SiO₂와 반응하여 안정한 규산 칼슘을 형성하여 고화물의 강도에 영향을 미친다. CaO의 함량 10~30%는 본 발명의 실시예에 의한 제1 고화제의 적절한 강도를 확보하기 위한 것이다.

(4) 황산화물(SO_3,SO₄) : 5~15%

황산화물은 CaSO₄, CaSO₃의 성분으로 SO₃, SO₄로 분리될 수 있으며, 폐기물이 포함되어 오염된 토양을 중화시키고 알칼리화되는 반응을 억제하고, 수화반응을 촉진시킨다. 이때, SO₃, SO₄는 혼합하여 사용될 수 있고, 각각 단독으로 사용될 수도 있다. 황산화물의 함량은 5~15%가 바람직하며, SO₃이 본 발명에 보다 적합하다.

(5) 기타 : 0~5%

본 발명의 제1 고화제의 물성을 확보하기 위하여 보조제로서, 고로슬래그분말, 실리카 흄(fume)과 같은 무기계와 폴리카본산, 멜라민술폰산, 아미노술폰산과 같은 감수제의 유기계로 나눌 수 있다. 무기계 보조제는 제1 고화제의 강도를 증가시키고 강도를 유지하며 알칼리 골재 반응을 억제시키며, 유기계 보조제는 슬럼프를 저하시키거나 억제하고, 수분을 조절하며 강도를 증가시킨다. 또한 무기계 보조제로 알칼리토금속 산화물 또는 석고를 첨가할 수 있다. 알칼리토금속 산화물은 공기 중의 CO₂와 반응하여 탄산염을 형성하거나 실리카와 반응하여 규산염을 형성하여 고화물의 강도를 증가시킨다. 석고는 수화반응에 의해 고화물의 강도를 크게 한다.

<제2 고화제>

제2 고화제는 앞에서 설명한 바와 같이 고정성을 주로 증가시키는 목적으로 제1 고화제를 구성하는 조성물의 분율을 달리한 것이다. 구체적으로, 제2 고화제는 실리카 20~40%, 알루미나 5~15%, 산화칼슘 20~40%, 황산화물 20~40% 및 기타 성분 5~10%로 이루어진다. 즉, 고화물의 단립화와 강도를 증가시키기 위하여, 실리카와 알루미나의 함량을 줄이고 산화칼슘, 삼산화황 및 기타 성분의 함량을 크게 하였 다. 각 성분에 대한 특징은 제1 고화제에서 충분하게 설명하였으므로, 여기서는 생략하기로 한다.

<고화제를 이용하여 고화물을 제조하는 방법>

제1 및 제2 고화제는 사용환경에 따라 응집과정을 거친 후에 제1 및 제2 고화제를 동시에 또는 순차적으로 투입할 수 있고, 제1 고화제만을 단독으로 투입할 수 있으며, 제2 고화제만을 단독으로 투입할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 제1 고화제를 단독으로 투입되어 고화물이 형성되는 과정을 설명하는 도면들이다. 제1 고화제는 함수율이 높은 하수처리장 슬러지, 하천 슬러지, 폐기물로 오염된 습한 토양, 폐광산 토양과 같은 곳에 투입할 수 있다.

도 1을 참조하면, 응집제(32)에 의해 폐기물(30)을 응집시켜 탈수 케이크(12) 상태로 변화시킨다. 이때, 응집제(32)는 무기고분자응집제, 예컨대 PAC(분자량이 1,000이하인 Al₂(OH)₃Cl₃), 철염 또는 기타 알려진 응집제일 수 있다. 탈수 케이크(12)는 함수율이 높은, 예를 들어 99%의 폐기물(30)을 응집제(32)에 의해 함수율을 65~83%로 하여 케이크 상태로 만들어진 것이다. 즉, 각각의 탈수 케이크(12)는 수분(10)에 의해 서로 응집하여 크고 작은 슬러지(20)들이 형성된다.

도 2를 참조하면, 제1 고화제(40)를 크고 작은 슬러지(20)에 투입하면, 제1 고화제(40)는 부분적으로 수화반응을 일으키고 악취, 중금속과 같은 오염물질을 흡착한다. 여기서, 도 2는 제1 고화제(16)에 의한 흡수성을 주안점을 둔 과정을 개념 적으로 표현한 것이다. 흡수와 탈취 능력으로 대표되는 흡수성은 제1 고화제(40)의 성분인 나노 세공을 포함하는 다공성 물질인 실리카와 알루미나에 의한 영향이 크다. 실리카의 함량은 40~80%로 Ca(OH)₂와 반응하여 CaO-SiO₂-nH₂O를 생성하여 미가공 강도(green strength) 및 고화물의 강도에 영향을 준다. 실리카의 함량이 40%보다 작으면 흡수와 탈취 능력과 같은 흡수성이 저하되고, 80%보다 크면 고화물의 강도와 같은 고정성이 떨어진다.

알루미나와 실리카는 흡착과 수화반응을 하며 나노 세공에 의해 오염물질을 흡착한다. 알루미나의 함량은 10~35%로 실리카와의 혼합을 고려하여 알루미나의 함량이 10%보다 작으면 흡수성이 저하되고, 35%보다 크면 고정성이 떨어진다. 경우에 따라, 알루미나의 일부를 산화철(Fe₂O₃)로 대체할 수 있다. 상기 실리카 및 알루미나에 형성된 세공은 IUPAC의 정의에 따라 0~1000㎚의 크기를 가진다.

물론, 제1 고화제의 다른 성분인 산화칼슘(CaO) 10~30%, 황산화물(SO_3,SO₄) 5~15% 및 기타 0~5%도 흡수성을 가지나, 실리카나 알루미나에 비하여 그 영향력은 작다. 또한, 실리카나 알루미나도 탈수 케이크(12)의 강도를 증가시킬 수 있다.

오염물질의 종류, 예를 들어 중금속물질 등에 따라 제1 고화제(40)를 구성하는 실리카와 알루미나 성분의 함량을 조절할 수 있다. 또한 오염물질의 종류에 따라 실리카와 알루미나의 세공의 크기를 다르게 할 수 있다. 나아가, 다양한 오염물질에 대응하기 위하여 서로 다른 세공의 크기를 가진 실리카와 알루미나를 첨가할 수도 있다.

도 3은 제1 고화제(40)의 성분이 수화반응 및 고결화 반응에 의한 단립화 과정과 강도를 증가시켜 고정성을 향상시키는 과정을 나타낸 것이다. 단립화는 폐기물의 오염물질이 다른 곳으로 전이되는 것을 방지하고, 강도를 증가시키는 것을 말한다. 이를 위해, 탈수 케이크(12)를 포함하는 슬러지(20)의 표면을 제1 고화제(40)의 성분의 일부가 화학반응하여 코팅한다.

즉, 제1 고화제(40)의 성분이 물과 반응하여 형성된 미립자가 슬러지(20)를 캡슐 상태로 만드는 것으로, 슬러지(20)의 표면을 상기 미립자가 포함된 반응물이 코팅하여 이루어진다. 여기서, 참조번호 40a는 슬러지(20)의 표면을 코팅한 제1 고화제이고, 40b는 표면의 코팅에 참여하지 않은 제1 고화제이다. 단립화된 슬러지는 수분(10) 내에 독립되어 존재하는 경우(50)와 여러 개가 뭉쳐서 존재하는 경우(52)가 있을 수 있다.

본 발명의 제1 고화제는 중금속 등의 오염물질이 포함된 슬러지를 오염물질이 제거되어서 친환경적이고 중성 pH 영역인 슬러지로 복원시켜, 이를 재사용할 수 있게 한다. 또한 오염물질의 용출을 방지하여 식물의 생장시킬 수 있고, 매립지 또는 복토지의 토질을 개량하고 환경 친화적인 도로포장재로 사용할 수 있으며, 도로 절개지의 법면을 고정시키는 데 적용하는 등 다양하게 활용할 수 있다. 본 발명의 제1 고화제는 오염물질을 흡수하는 흡수성에 주안점을 두었으므로, 함수율이 높은 경우에 효과가 있다. 여기서, 오염물질은 중금속, 냄새 등과 같은 것으로 오염물질이 제거되었다는 것은 오염물질이 제1 고화제에 흡수되어 활성을 잃어버린 상태를 말한다.

한편, 제2 고화제는 흡수성을 확보하는 것과 동시에 단립화 및 강도를 증가시키는 데 효과가 있다. 단립화와 높은 강도는 도로의 복토재, 절개지의 법면의 고정재, 블록 등에 적용할 수 있다. 제2 고화제는 실리카 20~40%, 알루미나 5~15%, 산화칼슘 20~40%, 삼산화황 20~40% 및 기타 성분 5~10%로 이루어진다. 즉, 고화물의 단립화와 강도를 증가시키기 위하여, 실리카와 알루미나의 함량을 줄이고 산화칼슘, 삼산화황 및 기타 성분의 함량을 크게 하였다.

특히 산화칼슘은 물과 반응하여 Ca(OH)₂를 생성하고 SiO₂와 반응하여 안정한 규산 칼슘을 형성하여 고화물의 강도에 영향을 미친다. CaO의 함량 10~30%는 본 발명의 실시예에 의한 제2 고화제의 적절한 강도를 확보하는 데 큰 역할을 한다. 나아가, 무기/유기계 보조제, 특히 알칼리토금속 산화물 및 석고 등의 함량을 제1 고화제에 비해 크게 하여 고화물의 강도를 제1 고화제보다 크게 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 고화제를 오염된 토양에 적용하여 복원된 토양, 오염되지 않은 상태의 일반토양 및 종래의 고화제를 사용하여 복원된 토양에서 파종의 7일 후의 식물의 생장 상태를 나타내는 사진이다. 본 발명의 고화제는 제1 고화제와 제2 고화제를 오염토양 100㎏에 대하여 5kg를 혼합하였고, 종래의 고화제는 생석회와 시멘트가 주성분인 고화제로 오염토양 100㎏에 대하여 5kg를 혼합하였다.

도시된 바와 같이, 일반토양에 비해 본 발명의 복원된 토양의 식물의 생장 속도가 빨랐으며, 종래의 고화제에 의해 복원된 토양은 그 속도가 매우 느렸다. 이는 본 발명의 고화제는 오염물질의 용출이 방지되고, 고화제 내의 세공이 수분 및 공기의 흐름을 양호하게 하여 식물의 생장에 도움을 주는 것으로 확인되었다. 다시 말해, 본 발명의 고화제가 오염토양을 복원시키는 시간은 종래에 비해 크게 증가되었음을 알 수 있다. 또한, 황산화물 등을 이용하여 오염토양을 중성화함으로써 식물이 자라기에 좋은 중성토양을 얻을 수 있었다.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 제1 고화제를 단독으로 투입되어 고화물이 형성되는 과정을 설명하는 도면들이다.

도 4는 도 4는 본 발명의 고화제를 오염된 토양에 적용하여 복원된 토양, 오염되지 않은 상태의 일반토양 및 종래의 고화제를 사용하여 복원된 토양에서 파종의 7일 후의 식물의 생장 상태를 나타내는 사진이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10; 수분 12; 탈수 케이크

20; 슬러지 30; 폐기물

32; 응집제 40; 고화제

50, 52; 단립화된 슬러지

Claims

오염물질에 의해 오염된 슬러지를 상기 오염물질이 제거된 중성 pH 영역의 슬러지로 고형화시키기 위하여,

중량%로, 0보다 크고 1,000nm이하 크기의 나노 세공을 가진 실리카 40~70%,

0보다 크고 1,000nm이하 크기의 나노 세공을 가진 알루미나 10~35%,

산화칼슘 10~30%,

SO_3,SO₄또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 어느 하나의황산화물 5~15% 및

고로슬래그분말, 실리카 흄, 폴리카본산, 멜라민술폰산, 아미노술폰산 또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 어느 하나 이상의 보조제 0보다 크고 5% 이하로 이루어진 친환경 고화제.
삭제
제1항에 있어서, 상기 나노 세공의 크기는 상기 오염된 슬러지의 종류에 따라 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 고화제.
제1항에 있어서, 상기 실리카 및 알루미나는 서로 다른 크기의 세공들이 형성되어 조합된 것을 특징으로 하는 친환경 고화제.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 황산화물은 SO₃인 것을 특징으로 하는 친환경 고화제.
오염물질에 의해 오염된 슬러지에 응집제를 첨가하여 폐기물이 포함된 탈수 케이크로 이루어진 슬러지를 형성하는 단계; 및

상기 슬러지에 중량%로 0보다 크고 1,000nm이하 크기의 나노 세공을 가진 실리카 40~70%, 0보다 크고 1,000nm이하 크기의 나노 세공을 가진 알루미나 10~35%, 산화칼슘 10~30%, SO_3,SO₄또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 어느 하나의황산화물 5~15% 및 고로슬래그분말, 실리카 흄, 폴리카본산, 멜라민술폰산, 아미노술폰산 또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 어느 하나 이상의 보조제 0보다 크고 5% 이하로 이루어진 제1 형태의 고화제와 중량%로 0보다 크고 1,000nm이하 크기의 나노 세공을 가진 실리카 20~40%, 0보다 크고 1,000nm이하 크기의 나노 세공을 가진 알루미나 5~15%, 산화칼슘 20~40%, SO_3,SO₄또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 어느 하나의 황산화물 20~40% 및 고로슬래그분말, 실리카 흄, 폴리카본산, 멜라민술폰산, 아미노술폰산 또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 어느 하나 이상의 보조제 5~10%로 이루어진 제2 형태의 고화제를 동시 또는 순차적으로 상기 슬러지에 투입하여, 상기 슬러지 내의 상기 오염물질을 흡수하고 상기 슬러지를 단립화시키는 단계를 포함하는 친환경 고화제를 이용한 고화방법.
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오염물질에 의해 오염된 슬러지를 상기 오염물질이 제거된 중성 pH 영역의 슬러지로 고형화시키기 위하여,

중량%로, 0보다 크고 1,000nm이하 크기의 나노 세공을 가진 실리카 20~40%,

0보다 크고 1,000nm이하 크기의 나노 세공을 가진 알루미나 5~15%,

산화칼슘 20~40%,

SO3, SO4 또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 어느 하나의 황산화물 20~40% 및

고로슬래그분말, 실리카 흄, 폴리카본산, 멜라민술폰산, 아미노술폰산 또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 어느 하나 이상의 보조제 5~10%로 이루어진 친환경 고화제.