KR101133041B1 - 산업 폐기물의 처리 및 운송 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방향족 산화물을 포함하는 폐기물에 산성 또는 염기성 용액을 처리하는 단계를 포함하는 폐기물의 처리 및 운송 방법, 및 상기 처리된 폐기물을 이용하여 콘크리트 혼화제를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 폐기물의 처리 및 운송 방법에 의하여 종래의 폐기물의 운송 시 발생하는 악취 및 분진을 제거하고 용이하게 운송을 함으로써 종래 폐기물에 의한 환경 문제를 해결할 수 있다.
방향족 산화물, 폐기물, 운송
Description
본 발명은 산업 폐기물, 특히 방향족 산화물을 포함하는 폐기물의 처리 및 운송 방법에 관한 것이다.
산업 폐기물, 특히 석유화학산업에 있어서 최근의 고분자 소재의 사용량 및 사용범위의 증가와 함께 산업 폐기물이 많이 발생하고 있다. 예를 들어, p-자일렌을 이용하여 테레프탈산을 제조하는 공정, o-자일렌을 산화시켜 프탈산을 제조하는 공정, m-자일렌을 산화시켜 이소프탈산을 제조하는 공정, 2, 6-디메틸나프탈렌을 산화시켜 2, 6-나프탈렌 디카르복실산을 제조하는 공정, 슈도 큐멘(pseudo cumene)을 산화시켜서 트리멜릭산(trimellitic acid)을 제조하는 공정 및 메틸메타크릴산을 제조하는 공정 등은 이들 산업물을 제조하는 과정에서 방향족 화합물이 다량 포함된 산업 폐기물이 많이 발생하고 있다.
이들 산업 폐기물들은 주로 소각로로 보내져 소각처리를 하고 있어 고분자 소재의 생산량과 더불어 폐기물의 처리가 문제되고 있으며, 이들 폐기물의 소각처리시 다량의 수분이 포함되어 있기 때문에 불완전 연소에 따른 2차 환경오염문제, 예를 들어 소각에 따른 이산화탄소 등의 온실가스 배출에 따라 환경문제가 야기되고 있다.
이에 상기 산업 폐기물을 처리 또는 재이용하기 위한 방법으로 소각 이외의 다양한 방법이 연구되어 왔다. 예를 들어, 산업 폐기물로부터 유기용매를 사용하여 유용한 성분을 분리 또는 추출해내는 방법(한국 특허공고 1994-0019661호 및 2001-0060458호), 테레프탈산의 정제 공정에서 기존의 촉매를 사용하는 대신에 선택적 환원성을 갖는 촉매를 사용하여 그 폐기물에서 유용한 성분을 회수하는 방법(한국 특허공고 1998-077010호) 및 기타 다양한 방법으로 유용한 화합물을 회수 및 재활용하는 방법(한국 특허공고 제 91-3973호, 미국 특허 제 4,092,353호, 미국 특허 제 3,259,651호, 일본국 특개 소 48-966541호, 소 61-106535호, 한국 특허공고 1996-7005000호) 등이 있다.
그러나, 상기 방법들은 산업 폐기물을 처리 또는 재이용하기 위한 방법에 관한 것일뿐, 그 산업 폐기물을 처리 또는 재이용하기 위하여 운반하는 과정에서 고상 또는 슬러리상의 상태로 운반되는 산업 폐기물로부터 발생하는 다량의 분진과 악취로 인한 환경 오염 문제는 간과하고 있는 실정이다.
따라서 본 발명자들은 고상 또는 슬러리상의 산업 폐기물을 운반하는 과정에서 다량의 분진과 악취로 인한 환경 문제를 해결하고자 하였으며, 이에 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 하나의 목적은 방향족 산화물을 포함하는 폐기물에 산성 또는 염기성 용액을 혼합 처리하는 단계를 포함하는 폐기물의 처리 및 운송 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 혼합 처리된 폐기물에 공기연행제, 슬럼프유지제, 소포제, 급결제, 지연제, 블리딩억제제, 감수제, 방향제 및 내화제 중의 어느 하나 이상의 첨가제를 혼합하는 단계를 포함하는 콘크리트 혼화제 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 방향족 산화물을 포함하는 폐기물의 처리 및 운송 방법에 관한 것으로, 구체적으로 방향족 산화물을 포함하는 폐기물에 산성 또는 염기성 용액을 혼합 처리하는 단계를 포함하는 폐기물의 처리 및 운송 방법에 관한 것이다.
본 발명에 사용된 용어, "방향족 산화물"은 방향족 화합물이 산화된 형태의 화합물을 말한다. 상기 방향족 산화물은 방향족 화합물에 카르보닐기(C=O)를 가진 화합물, 황산화에 의한 황산기(-SOx)를 가진 화합물 또는 질산화에 의한 질산기(-NOx)를 가진 화합물 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 보다 구체적으로 상기 방향족 산화물은 벤조산, 파라-톨루산, 산화스티론, 1,2-에폭시-페녹시프로판, 글 리시딜-2-메틸페닐 에테르, (2,3-에폭시프로필)벤젠, 1-페닐프로필렌 옥사이드, 산화스틸벤, 2-(또는 3-또는 4-)할로(클로로, 플루오르, 브로모, 이오도)스틸벤 옥사이드, 벤질 글리시딜 에테르, C1-10 직쇄형 또는 분지쇄형 사슬 알킬(예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸 등)페닐 글리시딜 에테르, 4-할로(클로로, 플루오로, 브로모, 이오도)페닐 글리시딜 에테르 등이 있다.
상기 방향족 산화물을 포함하는 폐기물은 석유화학 산업에 있어서 석유화학 제품을 생산하는 공정에서 발생하는 폐기물을 말한다. 구체적으로, 테레프탈산 생산공정, 프탈산 생산공정, 이소프탈산 생산공정, 2,6-나프탈렌 디카르복실산 공정, 트리멜릭산 생산공정 또는 메타메틸크릴산 생산공정에서 발생하는 폐기물을 말한다. 본 발명의 구체적 실시에서는 테레프탈산 생산공정 및 메타메틸크릴산 생산공정에서 발생하는 폐기물을 이용하였다. 본 발명의 상기 폐기물은 고상 또는 슬러리 등의 형태일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 본 발명의 상기 폐기물은 포함된 방향족 산화물의 영향으로 산성의 성질을 가질 수 있으며, 폐기물에 포함된 방향족 산화물 이외의 물질의 영향으로 염기성의 성질을 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 산성 용액은 황산, 질산 또는 아세트산 등이나, 산성 성질을 가지는 한 어떠한 용액이라도 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서, 염기성 용액은 수산화나트륨, 수산화칼륨 또는 수산화칼슘 등이나, 염기성 성질을 가지는 한 어떠한 용액이라도 사용할 수 있다. 또한, 상기 산성 또는 염기성 용액은 바람직하게 석유화학공정에서 발생하는 산성 또는 염기성 공정수 또는 폐수이다. 본 발명에 있어서, 상기 산성 또는 염기성 용액을 석유화학공정의 공정수 또는 폐수로도 사용할 수 있음으로 인하여 석유화학공정에서 문제시되는 공정수 또는 폐수를 재활용할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에 있어서, 혼합 처리는 방향족 산화물을 포함하는 폐기물에 산성 또는 염기성 용액을 혼합하여 pH 5.0 이상으로 처리하는 것을 의미한다. 예를 들어, 방향족 산화물을 포함하는 폐기물이 강산성 성질일 경우 약산성 또는 염기성 용액을 혼합하여 상기 pH 5.0 이상이 되도록 하거나 방향족 산화물을 포함하는 폐기물이 강염기성 성질일 경우 산성 또는 염기성 용액을 혼합하여 상기 pH 5.0 이상이 되도록 한다. 상기 처리에 의하여 고상 또는 슬러리 등의 형태로 존재하는 폐기물이 액상의 약산성, 중성 또는 염기성 폐기물로 전환되고, 이에 따라 분진 및 악취가 발생하지 않을 뿐만 아니라 액상이기 때문에 운송에 있어서도 용이하게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 운송은 운송 전 및 운송 과정을 포함하는 의미로서, 운송 전이라 함은 방향족 산화물을 포함하는 폐기물을 보관하는 장소에서 상기 처리 공정이 실시되는 것을 말하며, 운송 과정이라 함은 방향족 산화물을 포함하는 폐기물을 담고 있는 운송용 탱크 등에서 상기 처리 공정이 실시되는 것을 말한다.
다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 혼합 처리된 폐기물을 이용하여 콘크리트 혼화제를 제조하는 방법에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명은 상기 혼합 처리된 폐기물에 공기연행제, 슬럼프유지제, 소포제, 급결제, 지연제, 블리딩억제제, 감수제, 방향제 및 내화제 중의 어느 하나 이상의 첨가제를 혼합하는 단계를 포함하는 콘크리트 혼화제 제조방법에 관한 것이다.
상기 공기연행제, 슬럼프유지제, 소포제, 급결제, 지연제, 블리딩억제제, 감수제, 방향제 또는 내화제는 제조되는 콘크리트 혼화제의 용도에 적합하게 하나 이상 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 의해 제조된 콘크리트 혼화제에 공기연행효과를 부여하기 위해 공기연행제를 첨가하고, 슬럼프유지성능을 부여하기 위해 슬럼프유지제를, 그리고 소포작용을 부여하기 위해 소포제를, 콘크리트의 급결을 유도하기 위해 급결제를, 콘크리트의 응결 지연작용을 유도하기 위해 지연제를, 큰크리트의 블리딩현상을 억제하기 위해 블리딩억제제를, 감수율을 증가시키기 위해 감수제등을 첨가하는 것이다. 상기 공기연행제, 슬럼프유지제, 소포제, 급결제, 지연제, 블리딩억제제, 감수제, 방향제 및 내화제는 상업적으로 판매되는 제품을 사용할 수 있으며, 이는 제조되는 콘크리트 혼화제의 전체 중량%에서 0.5 내지 95 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 75 중량%의 비율로 포함된다.
본 발명의 상기 방법에 의하여 제조된 콘크리트 혼화제는 종래의 고성능 감수제 및 유동화제인 NSF계(Naphthalene sulfonation formalin condensation compound; 나프탈렌계) 분산제보다 감수율, 압축강도 및 분산계의 점조성 증가에 의한 상분리 감소 등이 우수함을 실시예를 통하여 확인할 수 있었다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 폐기물을 처리 및 운송하는 경우 상기 폐기물이 액상의 폐기물로서 분진이 발생하지 않고, 운송이 간편하며, 처리 전 폐기물에 비하여 악취의 발생이 현저히 감소되어 환경적 및 경제적으로 매우 효과적이다. 또한, 본 발명의 방법에 따라 처리 및 운송된 폐기물을 이용하여 콘크리트 혼화제를 제조한 결과 시판 중인 콘크리트 혼화제와 동일하거나 우수한 효과를 나타내어 폐기물을 유용하게 경제적으로 사용할 수 있을 것이다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서 본 발명을 이에 제한하고자 함이 아니다.
실시예 1 :
하기 표 1과 같은 성분을 갖는 테레프탈산 제조과정 중 발생하는 슬러지나 잔사 상태의 폐기물 100g이 pH 6.0±0.2가 되도록 pH 9.5인 석유화학공정의 공정수를 적당량 혼합하였다.
| 성분 | 함량 % |
| 물 | 20.0 ~ 80.0 |
| 벤조산 | 10.0 ~ 40.0 |
| 테레프탈산 | 5.0 ~ 20.0 |
| 이소프탈산 | 3.0 ~ 15.0 |
| 파라-톨루산 | 0.5 ~ 7.5 |
| 촉매(코발트, 망간)등 기타 | 0.1 ~ 5.0 |
실시예 2 :
하기 표 2와 같은 성분을 갖는 메틸메타크릴산 제조과정 중 발생하는 슬러지나 잔사 상태의 폐기물 100g을 pH 7.0±0.2가 되도록 pH 9.5인 석유화학공정의 공정수를 적당량 혼합하였다.
| 성분 | 함량 % |
| 물 | 20.0 ~ 80.0 |
| 메타메틸크릴산 | 10.0 ~ 40.0 |
| 테레프탈산 | 5.0 ~ 40.0 |
| 기타 monomer | 5.0 ~ 30.0 |
| 기타 oligomer | 5.0 ~ 30.0 |
| 촉매잔사(규조토)기타 | 5.0 ~ 20.0 |
실시예 3 : 콘크리트 혼화제 제조 및 물성비교
상기한 실시예 1 및 2 에서 제조된 폐기물을 단독으로 사용한 경우(표 3의 실험예 1 및 2)와 콘크리트 혼화제에서 일반 감수제로 주로 사용되고 있는 리그닌술폰산염계(LS-Ca; 중국산)를 상기 실시예 1과 2에서 제조된 제조물과 중량비로 1 : 1(상기 제조예 1 또는 2: 일반 감수제 = 1: 1)비로 혼합하여 제조한 시료를 첨가한 콘크리트 혼합물(표 3의 실험예 3 및 4), 대표적인 고성능 감수제로 알려진 NSF계 분산제를 첨가한 콘크리트 혼합물(표 3의 NSF) 및 콘크리트 혼화제를 첨가하지 않은 콘크리트 혼합물(표 3의 Plain)들에 대하여 유동 콘크리트의 슬럼프, 감수율, 공기량 및 고화된 콘크리트의 압축강도에 대한 효과를 비교 확인하기 위하여 유동 콘크리트 제조 시에 이들을 첨가하여 성능검사를 하여, 그 시험결과를 표 3에 나타내었다.
시험에 사용한 재료 및 콘크리트 배합은 한라시멘트사 보통 포틀랜트 시멘트 204kg, 모래는 여주산 강사 800kg, 플라이 애쉬 51kg, 고로슬래그 85kg, 굵은골재 943kg 및 시멘트 분산제를 포함한 물 179kg이다. 각 시멘트 분산제의 첨가량은 시멘트 고형분에 대해 0.5 중량%일 때의 실험결과이다.
아래 표 3에 나타낸 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 제조물을 단독으로 사용한 경우(표 3의 실험예 1 및 2)는 감수율이 11.8% 및 12.0%를 나타냈으며, 압축강도도 plain 대비 51 내지 55% 이상의 강도 증가를 나타내 표준형 AE 감수제 이상의 분산능을 나타냄을 확인하였다. 또한 본 제조물과 리그닌술폰산염계를 중량비 1 : 1로 각각 혼합한 경우인 실험예 3 및 4에서는 감수율이 17.8% 및 18.3%를 나타내, 고성능 감수제인 NSF계 분산제의 17.5% 보다 우수하였다. 그리고 콘크리트 압축강도에 대해서도 고성능 감수제인 NSF계 분산제를 사용한 경우와 실험예 4와 비교하여 3, 7 및 28일의 압축 강도 모두에서 약 51 내지 53%의 강도증가를 나타냈으며, 분산제를 사용하지 않은 경우 Plain에 비하여는 약 59% 정도 증가한 아주 우수한 기계적 강도를 갖는 콘크리트를 얻을 수 있었다. 또한 현장 테스트 평가서에 의하면 상기 실험예 1 내지 4 모든 경우에 점성이 있고 콘크리트 혼합계의 상태가 양호하며 경시변화가 적다는 결과를 얻었다.
| 구분 | 물 (kg/m3) |
슬럼프 (cm) |
공기량 (%) |
감수율 (%) |
압축강도(MPa) | ||
| 3일 | 7일 | 28일 | |||||
| Plain | 4000 | 18.0 | 0.8 | 0.0 | 120 | 163 | 246 |
| NSF | 3300 | 17.8 | 5.1 | 17.5 | 160 | 224 | 280 |
| 실험예 1 | 3520 | 17.6 | 4.9 | 11.8 | 140 | 190 | 262 |
| 실험예 2 | 3480 | 17.8 | 5.1 | 12.0 | 143 | 200 | 270 |
| 실험예 3 | 3280 | 18.0 | 5.0 | 17.8 | 168 | 218 | 305 |
| 실험예 4 | 3240 | 18.2 | 5.0 | 18.3 | 175 | 237 | 320 |
* Plain을 제외한 모든 경우 공기연행제를 제조된 혼화제 양의 0.5% 첨가하였음.
Claims (5)
- 테레프탈산, 프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산, 트리멜릭산 및 메타메틸크릴산으로 이루어진 군으로부터 어느 하나 선택되는 물질의 제조공정에서 발생하는 폐기물에 황산, 질산, 아세트산, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘 및 상기 제조공정에서 발생하는 공정수로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 용액을 혼합 처리하는 단계를 포함하는 폐기물의 처리 및 운송 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 혼합 처리에 의하여 상기 폐기물이 액상의 약산성, 중성 또는 염기성의 폐기물로 전환되는 것을 특징으로 하는 방법.
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|---|---|---|---|---|
| KR940019661A (ko) * | 1993-02-08 | 1994-09-14 | 게르하르트 뮐러, 로타르 스타일링 | (폴리 우레탄)폴리우레아 폐기물로부터 히드록시관능성 화합물을 제조하는 방법 |
| KR20070103692A (ko) * | 2006-04-19 | 2007-10-24 | 정흥호 | 폐기물로부터 제조된 콘크리트 혼화제 및 이의 제조방법 |
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2009
- 2009-07-30 KR KR1020090069822A patent/KR101133041B1/ko not_active IP Right Cessation
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