KR101280550B1 - 철계 응집제 및 철계 응집제 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 철계 응집제 및 철계 응집제 제조방법에 관한 것으로, 철 농도가 50 ∼ 200g/ℓ이고, 총 황산근(T-SO4)과 총 철(T-Fe)의 몰비값(T-SO4/T-Fe)이 0.5 < T-SO4/T-Fe < 1, 시성식은 [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m 이며, 염기도인 n은 0 < n < 6, 중합도인 m은 100이상 이고, 산화제는 0.5pH이하인 과산화수소(H2O2)를 이용하되, 철(Fe)을 용해하기 위한 황산(H2SO4)과 산화제인 액상의 과산화수소(H2O2)를 동시에 투입해 철의 용해 및 산화를 동시에 행하여 황산이온(SO4)의 양을 줄이면서 철(Fe) 및 OH기의 양이 다량 함유되어 있는 염기성 황산 제2철의 용액으로 이루어져 있어, 철의 용해 및 산화반응을 행하기 위한 황산과 산화제인 액상의 과산화수소를 동시에 투입시킴으로써, 철이 황산에 용해되는 산화 반응시 발생하는 수소이온과 철의 환원반응을 억제하여 응집력을 위한 OH기의 함유량을 다량 형성하여 응집도를 높이고, 중합도를 높여 플록의 크기를 크게 형성할 수 있도록 작용하여 응집효율을 향상시킬 수 있고, 철의 용해 및 산화시 황산 및 과산화수소를 동시에 투입하여 황산이온(SO4)의 양을 줄이면서 철의 양을 다량 투입시킬 수 있어 철농도가 과포화된 상태의 염기성 황산 제2철을 제조할 수 있어 응집효율성을 향상시킬 수 있으며, 과산화수소를 산화제로 이용하여 염기성 제2 황산철에 질소의 양을 100ppm이하로 줄여 응집력을 향상시킬 수 있는 철계 응집제 및 철계 응집제 제조방법을 제공한다.

Description

철계 응집제 및 철계 응집제 제조방법{Iron-based flocculant and method for iron-based flocculant}
본 발명은 응집 효율성이 좋은 철계 응집제 및 철계 응집제 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 철의 용해 및 산화반응을 행하기 위한 황산과 산화제인 액상의 과산화수소를 동시에 투입시킴으로써, 철이 황산에 용해되는 산화 반응시 발생하는 수소이온과 철의 환원반응을 억제하여 응집력을 위한 OH기의 함유량을 다량 형성하여 응집도를 높이고, 중합도를 높여 플록의 크기를 크게 형성할 수 있도록 작용하여 응집효율을 향상시킬 수 있고, 철의 용해 및 산화시 황산 및 과산화수소를 동시에 투입하여 황산이온(SO4)의 양을 줄이면서 철의 양을 다량 투입시킬 수 있어 철농도가 과포화된 상태의 염기성 황산 제2철을 제조할 수 있어 응집효율성을 향상시킬 수 있으며, 과산화수소를 산화제로 이용하여 염기성 제2 황산철에 질소의 양을 100ppm이하로 줄여 응집력을 향상시킬 수 있는 철계 응집제 및 철계 응집제 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 상, 하수도 그 밖의 배수처리에 사용되는 응집제는 무기전해질로서 소석회, 백반, 염화알루미늄, 산화철, 황산철 등을 이용하여 액체 속의 입자 표면전위를 거의 0에 가깝게 하여 존재하는 입자 상호간의 전기적 반발력을 없애 줌으로써 응집을 일으키는 무기 응집제와, 녹말류나 폴리아크릴아마이드와 그 유도체로 이루어진 유기고분자화합물을 이용하는 유기 응집제로 분류된다.
특히, 상기 무기 응집제는 알루미늄계로써 황산밴드, 폴리염화알루미늄 등이 있으며, 이것에 대응하는 철계로는 황산 제1철, 염화 제2철, 폴리황산 제2철 등이 있다.
알루미늄계의 황산밴드는 그 역사도 오래되었으며 널리 사용되고 있으나 응집력이 약하고, 다량으로 사용하여야 하기 때문에 발생하는 슬러지가 많아, 슬러지를 제거하는데 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 보완하기 위해 근래에는 폴리염화알루미늄이 개발되었다.
상기 폴리염화알루미늄은 전술한 황산밴드에 비해 응집력은 개선되었으나 슬러지가 발생하는 문제점은 개선되지 않았으며, 더구나 최근 알루미늄이 알츠하이머병의 원인의 하나로 보고가 발표되어 사용이 감소하고 있는 추세이다.
한편, 종래의 철계 응집제인 황산 제1철은 응집 pH가 9이상으로 pH가 높고, 알칼리의 사용량이 많으며 처리비용이 높다는 결점이 있었다.
또한, 염화 제2철은 철계 응집제의 대표적인 것이었으나 설비의 부식이 심하고 염소(Cl)와 발생 오니간에서 200 ∼ 900℃의 고온으로 처리 중에 다이옥신이 발생되어 현재는 많이 사용하고 있지 않다.
이에 근래에는 폴리황산 제2철을 통한 무기 응집제를 제안한 바 있다.
대표적인 것으로, 일본 특개2000-16816호는 산화제로서 과산화수소를 사용하고 부영양화의 원인 물질인 질소 및 침전물 형상의 원인인 나트륨(Na)의 함유량을 줄일 수 있도록 발명되었다.
이를 살펴보면, 시성식은 [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m 이고, 총 황산근(T-SO4)과 총 철(T-Fe)의 몰비값(T-SO4/T-Fe)이 1 < T-SO4/T-Fe < 1.5이 되도록 황산 제1철을 제조하고, 상기 황산 제1철을 포함한 황산 용액에 pH가 0.5 ∼ 1의 조건하에 과산화수소를 첨가하여 철의 산화를 할 수 있도록 하고 있다.
하지만, 상기에서 언급한 일본 특개2000-16816호는 황산과 철을 통해 황산 제1철을 제조하는 과정에서 산화와 환원이 반복적으로 이루어져 철과 황산의 비율이 항상 1 : 1로 혼합하여 황산 제1철(FeSO4)이 생성되기 때문에 응집력인 OH기가 최대 n=2밖에 들어가지 않아 응집력이 약한 문제점이 있었다.
즉, 철(Fe)은 +2가의 양이온이고, 황산이온(SO4)은 -2가의 음이온으로, 철(Fe)이온과 황산이온(SO4)이 결합하여 형성되는 황산 제1철(FeSO4)로 생성되는데, 이때에, 상기 Fe+2 + (SO4)- 2이온의 분자식을 맞추기 위해서는 상기와 같이 Fe+2과 (SO4)-2이 1 : 1 반응하여 황산 제1철을 생성하게 되어, 황산 제1철에 포함된 철이온의 농도는 항상 일정하게 이루어지게 되어 Fe의 과포화상태를 형성할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 황산 제1철을 액상의 과산화수소(H2O2)를 이용하여 산화하는 과정은 과산화수소가 철의 존재하에 H+, O, OH(-)이온으로 파괴되어 OH기에 의해 난분해성 물질이 산화 분해되는 팬톤반응에 의해 분해가 이루어지게 되어 산화하는 과정을 거치게 되는데, 이때에, 상기 H+, O, OH(-)이온의 대부분이 0로 생성되고 일부 남은 H+, O-2, OH-는 OH기로 결합하게 된다.
이렇게 산화를 거친 황산 제1철은 황산 제2철[Fe2(SO4)3]로 변환이 이루어지게 된다.
상기 황산 제2철[Fe2(SO4)3]의 시성식을 살펴보면 [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m 으로 표현이 된다.
여기서, (+)이온인 Fe와 반응하는 (-)이온이 OH, 황산이온(SO4)이 이온 결합을 통해 황산 제2철을 형성하여야 하는데, Fe와 SO4는 1 : 1의 비율로 반응하는 다시 말해, 황산이온(SO4)은 항상 일정하기 때문에 최초 황산 제1철의 제조시 아무리 철농도를 상승시키기 위해 철을 많이 첨가하여도 황산과의 반응은 1 : 1의 비율로 이루어짐으로써 철이 과포화된 황산 제1철을 제조할 수 없게 되고, 따라서, 황산 제2철의 염기도인 OH기의 양은 최대 n=2 밖에 생성되지 않기 때문에 응집력이 항상 일정하게 되는 문제점이 있었다.
특히, 상기 황산 제2철의 제조시 과산화수소를 통한 철의 산화과정에서 발생하는 H는 다시 철과 환원하는 과정이 발생하기 때문에 산화율이 85%이상으로 진행할 수 없는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 철계 응집제는 철 농도가 50 ∼ 200g/ℓ이고, 총 황산근(T-SO4)과 총 철(T-Fe)의 몰비값(T-SO4/T-Fe)이 0.5 < T-SO4/T-Fe < 1, 시성식은 [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m 이며, 염기도인 n은 0 < n < 6, 플록의 크기인 m은 100이상 이고, 산화제는 0.5pH이하인 과산화수소(H2O2)를 이용하되, 철(Fe)을 용해하기 위한 황산(H2SO4)과 산화제인 액상의 과산화수소(H2O2)를 동시에 투입해 철의 용해 및 산화를 동시에 행하여 황산이온(SO4)의 양을 줄이면서 철(Fe) 및 OH기의 양이 다량 함유되어 있는 염기성 황산 제2철의 용액으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 철계 응집제는 액상의 과산화수소(H2O2)를 통해 철(Fe)을 산화시킬 때에 발생하는 과산화수소(H2O2) 가스를 포집한 후 액상의 과산화수소(H2O2)에 용해시켜 과산화수소(H2O2)의 산화효율을 향상시키도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 철계 응집제 제조방법은 농도가 50 ∼ 200g/ℓ인 철(Fe)과 황산이온(SO4)의 몰비가 0.5 < T-SO4/T-Fe < 1이 되도록 준비한 후, 0.5pH이하인 액상의 과산화수소(H2O2)가 들어있는 산화장치에 동시에 투입하여 용해 및 팬톤반응에 의한 산화를 행하되, 황산(H2SO4)을 소량씩 첨가하여 50 ∼ 80℃ 범위의 반응 온도 내에서 용해 및 산화시켜, 과포화상태의 철(Fe)에 의한 다량의 OH기가 함유된 염기성 황산 제2철의 용액을 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 철계 응집제 제조방법에서 액상의 과산화수소(H2O2)를 통해 철(Fe)을 산화시킬 때에 발생하는 과산화수소(H2O2) 가스를 포집한 후 액상의 과산화수소(H2O2)에 용해시켜 과산화수소(H2O2)의 산화효율을 향상시키도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 철계 응집제 및 철계 응집제 제조방법은 철의 용해 및 산화반응을 행하기 위한 황산과 산화제인 액상의 과산화수소를 동시에 투입시킴으로써, 철이 황산에 의해 용해되는 산화 반응시 발생하는 수소이온과 철의 환원반응을 억제하여 응집력을 위한 OH기의 함유량을 다량 형성하여 응집도를 높이고, 중합도를 높여 플록의 크기를 크게 형성할 수 있도록 작용하여 응집효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 철의 용해 및 산화시 황산 및 과산화수소를 동시에 투입하여 황산이온(SO4)의 양을 줄이면서 철의 양을 다량 투입시킬 수 있어 철농도가 과포화된 상태의 염기성 황산 제2철을 제조할 수 있어 응집효율성을 향상시킬 수 있다.
아울러, 과산화수소를 산화제로 이용하여 염기성 제2 황산철에 질소의 양을 100ppm이하로 줄여 응집력을 향상시킬 수 있는 유용한 발명이다.
이하, 본 발명의 구성을 더욱 상세히 살펴보면 다음과 같다.
철 농도가 50 ∼ 200g/ℓ이고, 총 황산근(T-SO4)과 총 철(T-Fe)의 몰비값(T-SO4/T-Fe)이 0.5 < T-SO4/T-Fe < 1이고, 시성식이 [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m 이며,
염기도인 n은 0 < n < 6이고 플록의 크기인 m은 100이상 이고, 산화제는 0.5pH이하인 과산화수소(H2O2)를 이용하되, 철(Fe)을 용해하기 위한 황산(H2SO4)과 산화제인 액상의 과산화수소(H2O2)를 동시에 투입하되, 황산(H2SO4)을 소량씩 첨가하여 반응 온도가 50 ∼ 80℃ 범위 내에 형성되도록 하여 철의 용해 및 산화를 동시에 반응시켜, 철(Fe)과 과산화수소(H2O2)에 의한 팬톤반응에 의해 철(Fe)을 용해하는 황산(H2SO4)의 양을 줄이면서, 다량의 철(Fe)이 과포화 상태이면서 황산이온(SO4)의 양이 적고, 염기도인 OH기가 상대적으로 많이 포함되어 있는 염기성 황산 제2철(Fe2(SO4)3)의 용액을 생성할 수 있게 된다.
여기서, 상기 철은 철 부스러기나 쇳가루 등을 이용할 수 있고, 상기 액상의 과산화수소(H2O2)를 통해 철(Fe)을 산화시킬 때에 발생하는 과산화수소(H2O2) 가스를 포집하여 다시 액상의 과산화수소(H2O2)로 용해시켜 과산화수소(H2O2)의 산화효율을 향상시키도록 구성된다.
특히, 본 발명에서 철 농도는 50 ∼ 200g/ℓ인데, 철농도가 하한치 미만일 경우에는 철 농도가 너무 적어 실용화시 제조비용이 상승하는 문제점이 발생하고, 상한치를 초과하게 되면 절출현상으로 인해 제품의 안정성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 과산화수소의 pH 농도값은 본 발명에서 생산되는 제품의 안전성을 위해 염기성 황산 제2철의 농도가 동일하게 형성한 것이다.
아울러, 상기에서 반응온도는 임계치인 50℃ 희석열을 이용하기 위함이고, 80℃는 이를 초과하였을 경우 염기성 황산철의 침전이 발생하기 때문이다.
상기와 같은 염기성 황산 제2철(Fe2(SO4)3)은 총 철(T-Fe)과 총 황산근(T-SO4)의 몰비를 0.5 < T-SO4/T-Fe < 1 사이로 맞출 수 있기 때문에 철(Fe)이 과포화상태인 염기성 황산 제2철(Fe2(SO4)3)의 제조가 가능하고, 이로 인해 염기도인 OH기를 다량 함유하여 응집력이 향상된 염기성 황산 제2철 [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m을 얻을 수 있게 된다.
이는, (+)이온인 철(Fe)의 함유량을 많게 하고, (-)이온을 포함하고 있는 황산(H2SO4)의 투입량을 줄여 상대적으로 과산화수소(H2O2)의 팬톤반응시 발생하는 (-)이온인 OH기의 양(n값)이 더 많아지게 하여 응집력을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
이를 상세히 살펴보면, 본 발명에서는 철(Fe)을 황산(H2SO4)으로 용해하여 황산 제1철을 제조하는 과정을 산화제인 액상의 과산화수소(H2O2)를 통한 산화과정(팬톤반응)과 동시에 실시하게 된다.
즉, 본 발명은 시성식 [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m 이고, 염기성 황산 제2철의 분자식은 [Fe2(SO4)3]이다.
여기서, 상기 시성식에서의 n값은 염기도와 대응되는 값으로 상기 n값의 수치가 높아질수록 OH기가 다량 함유되어 염기도가 높아져 응집력이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
하기 그래프는 n값과 유기물 등의 오염물질을 산화제로 산화 분해시켜 정화하는데 소비되는 산소량을 ppm(part per milion 백만분율)또는 mg/ℓ로 나타낸 화학적산소요구량(COD : Chemical Oxygen Demand)과의 관계를 염색폐수를 예로 나타낸 것으로, n값 및 염기성 황산 제2철의 첨가량에 따라 COD의 제거율을 나타내고 있음을 알 수 있다.
Figure 112010081506960-pat00001
상기 그래프의 염색폐수는 600ppm, 가로축은 염기성 황산 제2철의 첨가량, 세로축은 COD의 제거율을 나타내고 있다.
하지만, 종래의 기술에서와 같이 황산 제1철(F2SO4)을 먼저 제조할 경우, 황산 제1철(F2SO4)의 제조시 철(Fe)과 황산(H2SO4)는 항상 1 : 1 비율로 반응하게 되어, OH기의 생성량인 n값이 2를 초과할 수 없게 되지만, 본 발명에서는 철(Fe)과 황산(H2SO4) 및 액상의 과산화수소(H2O2)를 동시에 투입하되, 50 ∼ 80℃의 온도(바람직하게는 50 ∼ 60℃) 내로 반응 온도를 맞추기 위해 황산(H2SO4)의 양을 조금씩 투입하게 된다.
그러면, 철(Fe)과 황산(H2SO4)의 용해과정 및 과산화수소(H2O2)와 철(Fe)과의 팬톤반응에 의한 산화과정이 동시에 이루어지게 되는 것이다.
이를 반응식을 통해 설명하면,
1. Fe + H2SO4 → FeSO4 + 2H .... 용해
2. H2O2가 철과 반응시... O, H+, OH-(팬톤반응)
상기 1, 2식에 의해 다음과 같은 식이 만들어지게 된다.
Fe + H2SO4 + H2O2 에서 황산(H2SO4)은 산화작용에 의해 분해되어 수소이온(H+)와 SO4 -2으로 분해된 후 황산이온(SO4)-2과 철이온(Fe2+)과 반응하게 되고, H2O2는 Fe에 의해 O, H+, OH-로 분해가 이루어지게 된다.
그러면, 상기 철이온(Fe2+)은 황산이온(SO4 -2)과 결합하여 황산 제2철(FeSO4)로 변환이 이루어지고, 나머지 O2 +, H+, OH-는 산화와 환원을 반복하여 일부는 물(H2O)로 나머지 일부는 OH기로 남게 되는 것이다.
즉, 본 발명은 과산화수소(H2O2)의 분해시 촉매로서 철(Fe)를 사용하기 때문에 철(Fe)의 양이 많아지게 되고, 상기와 같이 철(Fe)을 촉매로 사용하여 분해된 과산화수소(H2O2)의 O, H+, OH- 이온들은 산화와 환원을 반복하여 다량의 H2O와 OH기가 생성이 되며, 또한, 상기와 같은 반응들에 의해 황산(H2SO4)의 양을 많이 투입하지 않아도 철(Fe)이 과포화 상태를 유지할 수 있도록 작용하게 되는 것이다.
특히, [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m 에서와 같이 (+)이온은 철(Fe)이고, 나머지 OH기 및 황산이온(SO4)은 (-)이온인 것을 알 수 있다.
즉, (+)이온인 철(Fe)의 양이 많아질수록 철(Fe)과 이온 결합하기 위한 (-)이온들이 많아지게 되는데, 본 발명에서는 황산(H2SO4)의 양이 줄어드는 대신 과산화수소(H2O2)와의 반응을 통해 얻어진 (-)이온인 OH기가 상대적으로 많아지게 되어 상기 시성식에서의 n값을 2 이상으로 얻을 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명에서는 용해과정과 산화과정을 동시에 수행하기 때문에 황산(H2SO4)과 철(Fe)의 용해시 발생하는 수소이온(H+)이 철(Fe)과의 환원반응이 발생하지 않고, 과산화수소(H2O2)가 분해된 O, H+, OH-와 산화 및 환원이 반복적으로 발생하고, 특히, 과산화수소(H2O2)가 철(Fe)과 반응 후 발생하는 산소(O)에 의해 철(Fe)의 산화가 촉진되는데, 이때에, 본 발명에서는 황산(H2SO4)의 양을 줄여 철(Fe)과 반응하는 과산화수소(H2O2)의 양이 많아지게 되어 다량의 산소(O)가 생성되기 때문에 산화효율을 최대 95%까지 향상시킬 수 있게 된다.
특히, 상기 과산화수소(H2O2)에서 발생하는 산소라디칼(O)은 다른 산소를 활성화시켜 철(Fe)의 산화를 더욱 촉진시키게 된다.
여기서, 본 발명에서는 과산화수소(H2O2)을 통해 철(Fe)의 산화시 기화되는 과산화수소(H2O2)의 가스를 포집한 후 포집된 과산화수소(H2O2) 가스를 과산화수소(H2O2) 용액에 재 투입시킴으로써, 고가의 과산화수소(H2O2)를 적은량 투입하더라도 충분한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서의 중합도를 나타내는 m값은 플록의 크기를 결정짓는 것으로 m값이 클수록 침전속도가 향상되는 효과를 얻게 된다.
특히, 상기 m값은 m=f(n)으로 n값에 의해 결정되는데, n값이 높아질수록 m값도 상승하게 된다.
[실시 예1]
농황산과 물을 혼합하여 100g/ℓ의 황산용액 1.8ℓ을 제조하고, pH0.5인 과산화수소에 철분320g과 농황산을 소량(2 ∼ 5cc)을 첨가하면서 반응온도를 60℃를 보존하면서 용해를 하여 염기성 황산 제2철 2ℓ를 제조하였다.
이때에, 총 철(T-Fe)의 몰비값(T-SO4/T-Fe)은 0.75였으며, 이때의 총철(T-Fe)은 160 g/ℓ, 총 황산(T-SO4)는 207g/ℓ이었다.
[표 1]은 상기와 제작된 본원발명의 염기성 황산 제2철의 응집력을 확인하기 위해 총 질소(T-N : Total Nitrogen) 500ppm인 배수에 종래품(폴리테츠, 일철광업주식회사)과 같은 량을 각각 투입하여 배수에 남아있는 총 질소량을 측정한 결과값이다.
첨가량(ppm) 500 2000 5000
T-N 종래품 350 300 300
본원발명 200 120 70
상기 결과값에서 알 수 있듯이 본원발명과 종래품 투입에 따른 배수에 남아있는 총 질소량의 차이가 현저히 발생됨을 알 수 있으며, 특히, 2000ppm 이후부터는 2배가 넘게 차이가 남을 알 수 있다.
[실시 예2]
농황산과 물을 혼합하여 100g/ℓ의 황산용액 1.8ℓ을 제조하고, pH0.5인 과산화수소에 철분320g과 농황산을 소량(2 ∼ 5cc)을 첨가하면서 반응온도를 60℃를 보존하면서 용해를 하여 염기성 황산 제2철 2ℓ를 제조하였다.
이때에, 총 철(T-Fe)의 몰비값(T-SO4/T-Fe)은 0.75였으며, 이때의 총철(T-Fe)은 160 g/ℓ, 총 황산(T-SO4)는 207g/ℓ이었다.
[표 2]는 상기와 같이 제작된 본원발명의 염기성 황산 제2철의 응집력을 확인하기 위해 COD가 3000인 배수에 종래품(폴리테츠, 일철광업주식회사)과 같은 량을 각각 투입하여 배수에 남아있는 총 질소량을 측정한 결과값이다.
첨가량(ppm) 300 1000 2000 5000
COD 종래품 1000 200 100 30
본원발명 800 100 40 3
상기 결과값에서 알 수 있듯이 본원발명과 종래품의 투입에 따른 배수의 COD값의 변화량이 현저히 차이남을 알 수 있으며 5000ppm에서는 10배 차이가 남을 알 수 있다.
[실시 예3]
농황산과 물을 혼합하여 100g/ℓ의 황산용액 1.8ℓ을 제조하고, pH0.5인 과산화수소에 철분320g과 농황산을 소량(2 ∼ 5cc)을 첨가하면서 반응온도를 55℃를 보존하면서 용해를 하여 염기성 황산 제2철 2ℓ를 제조하였다.
이때에, 총 철(T-Fe)의 몰비값(T-SO4/T-Fe)은 0.75였으며, 이때의 총철(T-Fe)은 160 g/ℓ, 총 황산(T-SO4)는 207g/ℓ이었다.
[표 3]은 상기와 같이 제작된 본원발명의 염기성 황산 제2철의 응집력을 확인하기 위해 COD가 3000인 배수에 종래품(폴리테츠, 일철광업주식회사)과 같은 량을 각각 투입하여 배수에 남아있는 총 질소량을 측정한 결과값이다.
첨가량(ppm) 0 300 1000 2000 5000
COD 종래품 3000 1000 200 100 30
본원발명 3000 750 120 50 4
상기 결과값에서 알 수 있듯이 본원발명과 종래품의 투입에 따른 배수의 COD값의 변화량이 현저히 차이남을 알 수 있다.

Claims (4)

  1. 철 농도가 50 ∼ 200g/ℓ이고, 총 황산근(T-SO4)과 총 철(T-Fe)의 몰비값(T-SO4/T-Fe)이 0.5 < T-SO4/T-Fe < 1, 시성식은 [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m 이며,
    염기도인 n은 0 < n < 6, 중합도인 m은 100이상 이고,
    산화제는 0.5pH이하인 과산화수소(H2O2)를 이용하되, 철(Fe)을 용해하기 위한 황산(H2SO4)과 산화제인 액상의 과산화수소(H2O2)를 동시에 투입해 철의 용해 및 산화를 동시에 행하여 황산이온(SO4)의 양을 줄이면서 철(Fe) 및 OH기의 양이 다량 함유되어 있는 염기성 황산 제2철의 용액으로 이루어져 있으며,
    상기 액상의 과산화수소(H2O2)를 통해 철(Fe)을 산화시킬 때에 발생하는 과산화수소(H2O2) 가스를 포집한 후 액상의 과산화수소(H2O2)에 다시 투입시켜 용해하여 과산화수소(H2O2)의 산화효율을 향상시키도록 이루어진 것에 특징이 있는 철계 응집제.
  2. 삭제
  3. 농도가 50 ∼ 200g/ℓ인 철(Fe)과 황산이온(SO4)의 몰비가 0.5 < T-SO4/T-Fe < 1이 되도록 준비한 후, 0.5pH이하인 액상의 과산화수소(H2O2)가 들어있는 산화장치에 동시에 투입하여 용해 및 팬톤반응에 의한 산화를 행하되, 황산(H2SO4)을 소량씩 첨가하여 50 ∼ 80℃ 범위의 반응 온도 내에서 용해 및 산화시켜, 과포화상태의 철(Fe)에 의한 다량의 OH기가 함유된 염기성 황산 제2철의 용액을 제조하되,
    상기 산화장치에 투입하는 액상의 과산화수소(H2O2)는 철(Fe)을 산화시킬 때에 발생하는 과산화수소(H2O2) 가스를 포집한 후 액상의 과산화수소(H2O2)에 다시 투입시켜 용해하여 과산화수소(H2O2)의 산화효율을 향상시키도록 하는 것에 특징이 있는 철계 응집제 제조방법.
  4. 삭제
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