KR101432248B1 - 액상 염화칼슘 제설제의 제조시 발생되는 슬러지의 처리방법 및 슬러지 처리장치 그리고 이를 이용한 제설제의 제조장치 - Google Patents

액상 염화칼슘 제설제의 제조시 발생되는 슬러지의 처리방법 및 슬러지 처리장치 그리고 이를 이용한 제설제의 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액상 염화칼슘 제설제의 제조시 발생되는 슬러지의 처리방법 및 슬러지 처리장치 그리고 이를 이용한 제설제의 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액상의 염화칼슘 제설제를 제조하는 과정에서 발생되는 슬러지를 감량화시켜 슬러지의 배출량을 줄이고 슬러지의 처리비용을 절감할 수 있는 슬러지의 처리방법 및 슬러지 처리장치 그리고 이를 이용한 제설제의 제조장치에 관한 것이다.
본 발명의 액상 염화칼슘 제설제의 제조시 발생되는 슬러지의 처리방법은 염산에 석회석을 반응시켜 발생된 염화칼슘 용액으로부터 분리된 제 1슬러지를 수거하는 수거단계와; 상기 수거단계에서 수거된 제 1슬러지를 교반조에 투입한 후 염산을 가하여 교반시키는 교반단계와; 상기 교반단계 완료 후 상기 교반조의 내용물을 고액분리하여 액체와 제 2슬러지로 분리하는 고액분리단계;를 포함한다.

Description

액상 염화칼슘 제설제의 제조시 발생되는 슬러지의 처리방법 및 슬러지 처리장치 그리고 이를 이용한 제설제의 제조장치{method and apparatus for treating sludge generated in calciumchloride liquid type snow-removing agent, manufacturing apparatus of snow-removing agent}
본 발명은 액상 염화칼슘 제설제의 제조시 발생되는 슬러지의 처리방법 및 슬러지 처리장치 그리고 이를 이용한 제설제의 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액상의 염화칼슘 제설제를 제조하는 과정에서 발생되는 슬러지를 감량화시켜 슬러지의 배출량을 줄이고 슬러지의 처리비용을 절감할 수 있는 슬러지의 처리방법 및 슬러지 처리장치 그리고 이를 이용한 제설제의 제조장치에 관한 것이다.
전 지구적인 기상 이변 등으로 최근 들어 동절기 폭설이 우리나라는 물론 전 세계적으로 빈번하게 발생하고 있으며, 이에 따라 도로에 사용하는 제설제의 사용량도 급증하고 있다.
현재 국내에서 사용하고 있는 제설제는 고형 염화칼슘에 소금 또는 모래 등을 섞어서 사용하는 형태가 일반적이며, 최근 들어 고형 염화칼슘을 소금과 함께 물에 섞어 도로에 분사하는 습염살포 방식도 활용되고 있다.
하지만, 종래의 염화물계 제설제는 제설작업의 효과가 뛰어나나 식물 및 도로, 차량의 부식, 토양 오염 등의 사회적인 문제를 야기하고 있다.
제설작업시 노면이나 교량에 살포되는 염화칼슘이나 염화나트륨은 염소이온이 존재하므로 철(Fe)과 반응하면 급격히 염화철(FeCl2)를 형성해 자동차, 철근, 철골 구조물을 심각하게 부식시킨다. 염화칼슘은 매우 빠른 속도로 철을 부식시키며 콘크리트, 아스팔트 등도 부식시킴으로써 자동차, 교량은 물론 모든 도로시설물의 수명을 단축시킨다. 특히 교량 및 고가도로는 철 구조물로서 용접부위가 20~40배 빠른 속도로 부식된다는 연구결과가 있는 것으로 알려져 있다.
또한, 염화칼슘은 물에 용해되어 하천 및 토양에 유입되면서 수질오염 및 토양의 산성화를 유발한다. 또한 각국 자료에 의하면 염화칼슘은 도로변의 초목, 나무, 채소 등 식물을 고사시키고 동물의 발과 피부에 피부병, 가려움증을 유발하는 등 환경에 피해를 주는 원인으로 알려져 있다.
이러한 문제점을 고려하여 다양한 비염화물계 제설제가 개발되었는데, 종래의 비염화물계 제설제는 부식 및 환경에 대한 부작용은 줄일 수 있으나 제조 공정이 복잡하여 상용화되기 어렵고, 염화물계 제절제에 비해 제설효과가 낮고 가격이 높아 활용에 걸림돌이 되고 있다. 따라서 가격이 저렴하고 제설성능이 확인된 염화물계 제설제의 독성 및 부식성을 저감시킬 수 있는 제품 개발이 요구되는 실정이다.
대한민국 등록특허 제 1176208호에는 친환경 염화칼슘계 액상 제설제와 이의 제조방법이 개시되어 있다. 상기 개시된 액상 제설제는 폐염산에 석회석을 혼합하여 염화칼슘 용액을 수득한 후 소석회를 투입하여 슬러지를 제거하여 액상의 염화칼슘 제설제를 제조한다.
이와 같이 염화칼슘 제설제를 제조하는 과정에서 슬러지가 발생한다. 슬러지의 발생량은 사용되는 석회석 대비 약 3 내지 5%가 발생한다. 이와 같이 발생되는 다량의 슬러지에는 미반응 칼슘 성분과 염산 잔여물이 함유되어 있으나 폐기물로 처리되고 있어 슬러지 처리비용의 증가, 자원의 낭비 등의 문제점을 초래한다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 액상의 염화칼슘 제설제를 제조하는 과정에서 발생되는 슬러지에 함유된 칼슘 성분과 염산 잔여물을 재이용함으로써 슬러지를 감량화시켜 슬러지의 배출량을 줄이고 슬러지의 처리비용을 절감할 수 있는 슬러지의 처리방법 및 슬러지 처리장치 그리고 이를 이용한 제설제의 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액상 염화칼슘 제설제의 제조시 발생되는 슬러지의 처리방법은 염산에 석회석을 반응시켜 발생된 염화칼슘 용액으로부터 분리된 제 1슬러지를 수거하는 수거단계와; 상기 수거단계에서 수거된 제 1슬러지를 교반조에 투입한 후 염산을 가하여 교반시키는 교반단계와; 상기 교반단계 완료 후 상기 교반조의 내용물을 고액분리하여 액체와 제 2슬러지로 분리하는 고액분리단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 교반단계에서 상기 염산은 농도 20 내지 35%이고, 상기 제 1슬러지 대 상기 염산은 1: 0.5 내지 1.5의 중량비로 혼합하는 것을 특징으로 한다.
상기 교반단계 완료 후 상기 교반조에 소석회를 첨가하여 상기 교반조의 내용물 중 고형분을 응집시키는 응집단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액상 염화칼슘 제설제의 제조시 발생되는 슬러지의 처리장치는 염산에 석회석을 반응시켜 발생된 염화칼슘 용액으로부터 분리된 제 1슬러지와 염산이 투입되는 교반조와; 상기 교반조 내부에 설치되어 상기 제 1슬러지와 상기 염산을 교반하여 반응시키는 교반임펠러와; 상기 교반조의 내용물을 고액분리하여 액체와 제 2슬러지로 분리하는 고액분리기;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 교반유닛은 상기 제 1슬러지와 상기 염산의 혼합물을 일측 방향으로 회전시켜 교반하는 제 1교반수단과, 상기 제 1교반수단의 하부에 설치되어 상기 혼합물을 상기 제 1교반수단과 반대방향으로 회전시켜 교반하는 제 2교반수단을 구비하고, 상기 제 1교반수단은 상기 교반조의 상부에 설치되는 제 1모터와, 상기 제 1모터와 연결되어 하방으로 수직하게 연장되는 제 1회전축과, 상기 제 1회전축의 하부에 수평하게 설치되는 제 1교반봉을 구비하며, 상기 제 2교반수단은 상기 교반조의 하부에 설치되는 제 2모터와, 상기 제 2모터와 연결되어 상방으로 수직하게 연장되는 제 2회전축과, 상기 제 2회전축의 상부에 수평하게 설치되어 상기 제 1교반봉과 대향하는 제 2교반봉과, 상기 제 2교반봉의 하부에 수평하게 설치되어 상기 교반조의 바닥과 인접하게 배치되며 상기 제 2교반봉의 길이보다 더 길게 형성되고 상하부에 일정 간격으로 삼각 형상의 산부가 돌출되게 마련된 제 3교반봉을 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제설제의 제조장치는 폐염산에 물 또는 순수한 염산을 첨가하여 상기 폐염산의 농도를 25%로 조절하는 폐염산농도조절부와; 상기 폐염산농도조절부에서 배출되는 상기 폐염산에 석회석을 반응시켜 염화칼슘 용액을 생성시키는 반응조와; 상기 염화칼슘 용액과 소석회를 응집조에 투입하여 상기 염화칼슘 용액에 혼입된 이물질을 응집시키는 응집부와; 상기 응집조의 내용물을 고액분리하여 염화칼슘 용액과 제 1슬러지를 분리하는 분리부와; 상기 분리부에서 분리된 상기 염화칼슘 용액에 첨가제를 첨가하는 첨가부와; 상기 분리부에서 분리된 상기 제 1슬러지를 처리하여 액체와 제 2슬러지로 분리하는 슬러지처리부와; 상기 슬러지처리부에서 분리된 상기 액체를 상기 반응조로 반송시키는 반송부;를 포함하고, 상기 슬러지처리부는 상기 제 1슬러지와 염산이 투입되는 교반조와, 상기 교반조에 투입된 상기 제 1슬러지와 상기 염산을 교반하기 위해 상기 교반조 내부에 설치되는 교반임펠러와, 상기 교반조의 내용물을 고액분리하여 상기 액체와 상기 제 2슬러지로 분리하는 고액분리기;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 액상의 염화칼슘 제설제를 제조하는 과정에서 발생되는 슬러지를 처리하여 슬러지에 함유된 칼슘 성분과 염산 잔여물을 재이용할 수 있다.
또한, 본 발명은 슬러지를 감량화시킴으로써 슬러지의 배출량을 크게 줄이고 그에 따라 슬러지의 처리비용의 절감 및 환경오염을 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액상 염화칼슘 제설제의 제조장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 액상 염화칼슘 제설제의 제조시 발생되는 슬러지의 처리방법 및 슬러지 처리장치 그리고 이를 이용한 제설제의 제조장치에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 슬러지의 처리방법은 크게 수거단계와, 교반단계와, 고액분리단계를 포함한다. 도 1에 도시된 슬러지 처리장치(100)를 이용한 슬러지의 처리방법에 대하여 각 단계별로 구체적으로 살펴본다.
1. 수거단계
수거단계는 염화칼슘 용액으로부터 분리된 제 1슬러지를 수거하는 과정이다. 상기 염화칼슘 용액은 제설제의 제조과정에서 발생된다. 이러한 염화칼슘 용액의 발생은 후술할 제설제의 제조장치에서 구체적으로 설명한다.
제설제의 제조과정에서 발생된 염화칼슘 용액은 염산에 석회석을 반응시켜 얻은 결과물을 의미한다. 염산과 석회석은 하기와 같이 반응하여 염화칼슘과, 물, 이산화탄소를 생성한다.
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
이와 같이 염화칼슘 용액에는 염화칼슘뿐만 아니라 반응생성물인 물, 이산화탄소가 존재한다. 또한, 염화칼슘 용액에는 불순물, 미반응 석회석 등과 같은 이물질도 함께 존재한다. 특히, 염산으로 각종 산업현장에서 부산물로 발생하는 폐염산을 사용하는 경우 철, 유분, 고형 이물질 등의 불순물이 폐염산에 혼입되어 있으므로 제설제의 제조과정에서 발생된 염화칼슘 용액에는 이러한 불순물까지 포함되어 있다. 폐염산은 석유화학산업 또는 산세 또는 에칭공정에서 부산물로 주로 발생된다.
염화칼슘 용액으로부터 제 1슬러지의 분리는 제설제의 제조과정에서 수행된다. 염화칼슘 용액으로부터 분리된 제 1슬러지는 각종 고형 불순물, 미반응 석회석 및 염산, 수분 등을 포함한다.
염화칼슘 용액으로부터 분리된 제 1슬러지는 슬러지수거수단을 통해 수거된다. 슬러지수거수단의 일 예로 제 1슬러지가 배출되는 배출원과 연결되는 제 1슬러지이송관(110)과, 제 1슬러지이송관(110)에 설치되어 제 1슬러지를 이송시키는 펌프로 이루어진다. 펌프 대신 이송스크류가 적용될 수 있음은 물론이다.
수거된 제 1슬러지는 별도의 슬러지저장탱크에 저장되거나 다음 공정으로 바로 공급될 수 있다. 한편, 제 1슬러지와 분리된 염화칼슘 용액은 액상 제설제의 제조에 이용된다.
2. 교반단계
상기 수거단계에서 수거된 제 1슬러지를 교반조(120)에 투입한 후 염산을 가하여 교반시킨다.
교반단계를 수행하기 위해 제 1슬러지와 염산이 투입되는 교반조(120)와, 교반조(120) 내부에 설치되어 제 1슬러지와 염산을 교반하는 교반유닛을 구비한다. 교반유닛으로 전동모터와, 전동모터와 연결된 회전축에 설치된 교반임펠러(125)를 구비한다.
교반조(120)는 제 1슬러지이송관(110)과 연결된다. 제 1슬러지이송관(110)을 통해 제 1슬러지가 교반조(120)로 투입된다. 그리고 염산은 염산공급관(130)을 통해 염산저장탱크(135)에서 교반조(120)로 공급된다. 염산공급관(130)에는 밸브(133)가 설치된다.
교반조(120)로 공급되는 염산은 농도 20 내지 35%를 이용할 수 있다. 제설효과가 우수한 30%의 염화칼슘 용액을 얻기 위해서는 농도 20 내지 35%의 염산을 이용하는 것이 바람직하다. 교반조(120)에 공급되는 염산으로 상술한 폐염산을 이용할 수 있음은 물론이다.
교반조(120)에 투입되는 제 1슬러지 대 염산의 중량비는 1: 0.5 내지 1.5가 바람직하다. 제 1슬러지 대 염산의 중량비가 1: 0.5 내지 1.5 범위에서 슬러지의 감량효과가 우수하다.
교반조(120)에 투입된 제 1슬러지와 염산은 약 20 내지 40분 정도 교반하여 반응시킨다. 제 1슬러지에 함유된 CaCo3나 CaO 성분 등은 염산과 반응하여 염화칼슘을 생성한다. 따라서 교반 후 교반조(120)의 내용물에는 염화칼슘 용액, 미반응물, 이물질 등이 혼재된 상태로 존재한다.
한편, 도 2 및 도 3에 교반단계를 수행하기 위한 교반조 및 교반유닛의 다른 예를 도시하고 있다. 도시된 교반유닛은 제 1슬러지와 염산의 교반효율을 향상시키는 구조를 갖는다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제 1슬러지이송관과 염산공급관이 연결되어 제 1슬러지와 염산이 공급되는 교반조(200)는 원통형으로 이루어진다. 그리고 교반조(200)의 하부에는 지지다리가 설치된다.
제 1슬러지와 염산의 혼합물을 교반하기 위한 교반유닛은 제 1교반수단(210)과 제 2교반수단(220)으로 마련된다.
제 1교반수단(210)은 제 1슬러지와 염산의 혼합물을 일측 방향으로 회전시켜 교반한다. 그리고 제 2교반수단(220)은 제 1교반수단(210)의 하부에 설치된다. 제 2교반수단(220)은 혼합물을 제 1교반수단(210)과 반대방향으로 회전시켜 교반한다. 이와 같이 제 1교반수단(210)과 제 2교반수단(220)의 회전방향을 반대로 함으로써 교반조(200) 내부에서 와류를 형성시켜 교반효율을 향상시킬 수 있다.
제 1교반수단(210)은 교반조(200)의 상부에 설치되는 제 1모터(211)와, 제 1모터(211)와 연결되어 하방으로 수직하게 연장되는 제 1회전축(213)과, 제 1회전축(213)의 하부에 수평하게 설치되는 제 1교반봉(215)을 구비한다.
그리고 제 2교반수단(220)은 교반조(200)의 하부에 설치되는 제 2모터(221)와, 제 2모터(221)와 연결되어 상방으로 수직하게 연장되는 제 2회전축(223)과, 상기 제 2회전축(2230의 상부에 수평하게 설치되어 제 1교반봉(215)과 대향하는 제 2교반봉(229)과, 제 2교반봉(229)의 하부에 수평하게 설치되어 교반조(200)의 바닥과 인접하게 배치되며 제 2교반봉(229)의 길이보다 더 길게 형성된 제 3교반봉(225)을 구비한다.
제 3교반봉(225)은 제 2교반봉(229)보다 더 길게 형성하여 교반조(200) 하부에 놓인 무거운 슬러지 덩어리들을 효과적으로 교반할 수 있도록 한다. 그리고 제 3교반봉(225)의 상부와 하부에는 다수의 산부(227)가 돌출되게 마련된다. 산부(227)는 일정 간격으로 제 3교반봉(225)에 마련된다. 일정 길이의 봉을 직각으로 절곡한 후 양 단부를 제 3교반봉(225)에 접합하여 산부(227)를 형성시킬 수 있다. 이러한 산부(227)는 제 3교반봉(225)의 회전시 슬러지 덩어리들을 용이하게 부수거나 교반조(220) 하부에 침강된 슬러지층을 잘게 쪼개는데 효과적이다.
3. 고액분리단계
다시 도 1을 참조하여 이하의 과정을 살펴본다. 교반단계 완료 후 교반조(120)의 내용물을 고액분리하여 액체와 제 2슬러지로 분리한다.
교반이 완료된 후 약 6 내지 12시간 정도 경과 후 교반조(120)의 내용물을 고액분리기에 투입하여 고액분리한다. 고액분리기로 필터프레스나 원심분리기, 벨트프레스 등을 이용할 수 있다. 도시된 예에서 고액분리기로 필터프레스를 이용한다. 교반 완료 후 교반조(120)의 내용물은 교반내용물이송관(140)과 펌프(145)를 통해 고액분리기(150)로 공급된다.
고액분리기에 투입된 교반조(120)의 내용물은 고형 잔여물인 제 2슬러지와 액체로 분리된다. 여기서 액체는 염산과 제 1슬러지의 반응생성물인 염화칼슘 용액을 의미한다.
분리된 제 2슬러지는 외부로 반출하여 폐기처분한다. 그리고 제 2슬러지와 분리된 액체, 즉 염화칼슘 용액은 반송관(160)을 통해 제설제 제조공정으로 반송시켜 제설제의 원료로 이용한다.
이와 같이 본 발명은 액상의 염화칼슘 제설제를 제조하는 공정에서 최초 발생되는 슬러지를 감량 처리함으로써 최종적으로 발생되는 슬러지의 양을 크게 줄일 수 있다. 본 발명에 따른 슬러지의 감량 비율은 약 70 내지 80%이다. 따라서 슬러지의 처리비용을 크게 줄일 수 있으며 환경오염의 부하를 감소시킬 수 있다. 또한, 최초 발생된 슬러지에 함유된 석회석 성분들을 제설제의 원료로 다시 재이용할 수 있는 장점을 갖는다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 슬러지의 처리방법은 교반단계 완료 후 교반조(120)에 소석회를 첨가하여 교반조(120)의 내용물 중 고형 이물질을 응집시키는 응집단계를 더 구비할 수 있다. 이러한 응집과정을 통해 고액분리단계에서 액체와 제 2슬러지의 분리를 용이하게 할 수 있다. 소석회는 교반조(120)에 투입되는 염산 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부를 투입할 수 있다.
교반조에 소석회를 첨가하기 위해 소석회투입수단이 마련될 수 있다. 도시되지 않았지만 소석회투입수단으로 소석회가루가 저장된 소석회저장탱크와, 소석회저장탱크와 교반조를 연결하는 소석회공급관으로 이루어진다. 소석회는 소석회공급관을 통해 가루 형태로 교반조 내부로 공급된다.
이하, 상술한 슬러지 처리방법을 이용한 액상 염화칼슘 제설제의 제조장치에 대하여 살펴본다.
도 1을 참조하면, 액상 염화칼슘 제설제의 제조장치는 크게 폐염산농도조절부와, 반응조와, 응집부와, 분리부와, 첨가부와, 슬러지처리부와, 반송부를 구비한다.
폐염산농도조절부는 각종 산업현장에서 부산물로 수거한 폐염산에 물 또는 순수한 염산을 첨가하여 상기 폐염산의 농도를 25%로 조절한다.
폐염산은 각종 산업현장에서 부산물로 발생하는 염산을 의미한다. 폐염산은 석유화학산업 또는 산세 또는 에칭공정에서 부산물로 주로 발생된다. 폐염산은 철, 유분, 고형 이물질 등이 혼입되어 있다. 폐염산의 농도는 주로 35% 이하이다. 이물질의 종류 및 농도는 폐염산의 종류에 따라 다소 차이가 있을 수 있다.
본 발명은 폐염산을 이용함으로써 자원절감과 폐기물 저감 효과가 높고, 활용도가 낮은 공정 부산물을 고부가가치 제품 생산에 재활용할 수 있는 장점을 갖는다.
수거된 폐염산은 농도 25%로 조절되는 것이 바람직하다. 이는 폐염산이 발생하는 공정의 종류에 따라 폐염산의 농도에 차이가 있기 때문이다. 제설효과가 우수한 30%의 염화칼슘 용액을 얻기 위해서는 폐염산의 농도를 25%로 조절하는 것이 유리하다. 따라서 폐염산의 농도가 25%보다 낮으면 농도 99% 이상의 순수염산을 가해 농도를 높이고, 폐염산의 농도가 25%보다 높으면 물을 가해 농도를 낮춘다.
폐염산농도조절부의 일 예로, 수거한 폐염산이 투입되는 농도조절조(11)와, 농도조절조(11)에 첨가하기 위한 순수염산이 저장되는 순수염산저장조(13)와, 농도조절조(11)에 첨가하기 위한 물이 저장되는 물저장조(17)와, 상기 순수염산저장조(13)와 상기 농도조절조(11)를 연결하는 순수염산공급관(14)과, 상기 물저장조(17)와 상기 농도조절조(11)를 연결하는 물공급관(18)과, 상기 폐염산의 농도에 따라 순수염산공급관(14) 및 물공급관(18)에 각각 설치된 밸브들(15)(19) 중 어느 하나를 선택적으로 작동시키는 컨트롤러(미도시)를 포함한다. 상기 밸브(15)(19)로 자동 솔레노이드 밸브가 이용될 수 있다. 그리고 컨트롤러는 밸브들(15)(19)의 작동을 개폐할 수 있는 통상적인 컴퓨터 구조이면 충분하다.
상술한 폐염산농도조절부(10)를 통해 순수염산 또는 물이 선택적으로 첨가되어 농도조절조(11)에 저장된 폐염산은 농도 25%로 조절된다.
반응조(20)는 폐염산과 석회석이 투입되어 반응된다. 이러한 반응조(20)는 지하에 매설될 수 있다. 농도조절조(11)에 저장된 폐염산은 폐염산배출관(12)을 통해 반응조(20)로 유입된다. 석회석은 빠른 반응을 위해 가루 형태로 반응조(20)에 투입되는 것이 바람직하다. 석회석은 석회석공급관(21)을 통해 반응조(20) 내부로 유입된다.
반응조(20)에 폐염산 100중량부에 대하여 석회석 55 내지 65중량부를 투입한다. 25%의 폐염산에 석회석을 가해 약 30%의 염화칼슘 용액을 얻을 수 있다. 얻어진 염화칼슘 용액은 pH 2.7~3.0 정도의 산성이다.
반응조(20)에서 생성된 염화칼슘 용액은 분리부로 이송시켜 제 1슬러지를 분리할 수 있다. 분리된 제 1슬러지는 슬러지처리부를 통해 감량화된다. 여기서 슬러지처리부는 상술한 슬러지처리장치(100)와 동일하다.
도 1의 도시된 예에서는 반응조(20)에서 생성된 염화칼슘 용액을 응집부(30)에서 응집시킨 후 분리부로 이송시킨다.
응집부(30)는 염화칼슘 용액과 소석회를 응집조(31)에 투입하여 염화칼슘 용액에 혼입된 이물질을 응집시킨다. 응집부의 일 예로 염화칼슘 용액과 소석회가 투입되는 응집조(31)와, 응집조(31) 내부에 설치되어 염화칼슘 용액과 소석회를 교반하는 교반임펠러(33)를 포함한다. 도시되지 않았지만 교반임펠러(33)는 전동모터에 의해 구동한다.
반응조(20)와 응집조(31)는 제 1연결관(34)에 의해 연결된다. 제 1연결관(34)에는 펌프(35)가 설치되어 반응조(20)에서 생성된 염화칼슘 용액을 응집조(31)로 이송시킨다. 소석회는 소석회공급관(39)을 통해 가루 형태로 응집조(31) 내부로 공급된다. 소석회는 농도조절조(11)에 투입된 폐염산 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부를 응집조(31)에 투입한다. 염화칼슘 용액과 소석회를 1 내지 3시간 동안 교반하는 과정을 통해 염화칼슘 용액에 혼입된 이물질이 응집되어 제 1슬러지를 형성한다. 교반 후 염화칼슘 용액은 소석회 성분에 의해 약 pH 7~9의 중성 또는 약알칼리성이 된다.
분리부는 응집조(31)에서 배출되는 내용물을 고액분리하여 염화칼슘 용액과 제 1슬러지를 분리한다. 분리부로 2개의 필터프레스(40)(45)를 이용한다. 필터프레스 외에도 원심분리기, 벨트프레스 등을 이용할 수 있음은 물론이다. 제 1필터프레스(40)는 응집조(31)와 제 2연결관(36)에 의해 연결된다. 제 2연결관(36)에는 펌프(37)가 설치된다. 제 2연결관(36)을 통해 제 1필터프레스(40)로 유입된 응집조의 내용물은 1차로 고액분리된다. 그리고 제 1필터프레스(40)에서 분리된 여액은 제 3연결관(41)을 통해 제 2필터프레스(45)로 유입된다. 제 2필터프레스(45)로 유입된 여액은 한번 더 고액분리된다. 제 2필터프레스(45)에서 분리된 무색의 투명한 여액, 즉 제 1슬러지가 제거된 염화칼슘 용액은 첨가부(50)로 이송된다.
그리고 제 1필터프레스(40) 및 제 2필터프레스(45)에서 분리되어 배출된 제 1슬러지는 제 1슬러지이송관(110)을 통해 교반조(120)로 공급되어 처리된다. 이러한 슬러지처리부는 상술한 슬러지처리장치(100)와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다. 슬러지처리부를 통해 제 1슬러지는 액체와 제 2슬러지로 분리된다.
슬러지처리부에서 제 2슬러지로부터 분리된 액체는 반송부에 의해 반응조(20)로 반송된다. 액체를 반응조(20)로 반송시키기 위한 반송부로 고액분리기(150)와 반응조(20)를 연결하는 반송관(160)과, 반송관(160)에 설치되어 액체를 이송시키는 펌프(165)로 이루어진다.
첨가부(50)는 지하에 매설된 첨가조(51)와, 첨가제가 저장된 첨가제저장탱크(55)로 이루어진다. 제 4연결관(49)에 의해 제 1슬러지가 제거된 염화칼슘 용액은 첨가조(51)로 유입된다.
첨가제저장탱크(55)에 저장된 첨가제는 구연산, 디에탄올아민, 아질산나트륨, 암모니아를 포함한다. 이러한 첨가제의 일 예로 농도 40%의 구연산 용액과, 50%의 디에탄올아민 용액, 30%의 아질산나트륨 용액, 28%의 암모니아수를 동일한 중량비율로 혼합하여 만들 수 있다. 첨가제는 첨가제공급관(57)을 통해 첨가조(51) 내부로 공급된다. 염화칼슘 용액 100중량부에 대하여 첨가제 0.1 내지 5.0중량부를 첨가된다. 첨가제공급관(57)에는 정량펌프가 설치되어 일정량의 첨가제가 첨가조(51)에 공급될 수 있다. 첨가제가 첨가된 염화칼슘 용액, 즉 액상 제설제는 보관조(60)에 저장된 후 적절한 용도로 사용된다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시 예를 제시하나, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
농도 30%의 폐염산(KPX화인케미컬)에 물을 가해 농도를 25%로 조절한 폐염산 66kg과 석회석 38kg을 반응조에 투입하여 12시간 정도 반응시켜 약 pH 2.8, 농도 30%의 염화칼슘용액을 수득하였다. 수득한 염화칼슘용액과 소석회 가루 1kg을 응집조에 투입한 후 2시간 동안 교반하여 pH 8.0으로 조절하였다. 교반 후 응집조의 내용물을 필터프레스에 투입하여 염화칼슘 용액과 제 1슬러지를 1차로 고액분리하였다.
분리된 제 1슬러지에 농도 20~35%의 염산을 1:0.5~1.5의 비율로 교반조에 투입한 후 30분 정도 교반한 후 필터프레스를 이용하여 2차로 고액분리하였다. 2차 고액분리를 통해 여액과 제 2슬러지를 분리하였다.
염산의 농도 및 제 1슬러지와 염산의 혼합비율에 따른 슬러지의 감량비율을 하기 표 1에 나타내었다. 제 1슬러지의 감량비율은 {(제 1슬러지의 무게- 제 2슬러지의 무게)/제1슬러지의 무게}×100으로 나타내었다
제 1슬러지(g) 염산(g) 혼합비 제 2슬러지(g) 슬러지감량비율(%)
100
35%
 100 1:1 20 80.0
150 99.57 1:0.5 43 72.3
99.40 150.65 1:1.5 23.90 76.0
102.40
28%
 105.65 1:1 24 76.6
151.42 99.87 1:0.5 40 73.6
104.34 151.91 1.:1.5 23.36 77.6
99.30
20%
 101.2 1:1 23.13 76.7
150.15 100.47 1:0.5 32.87 78.1
101.1 150.94 1:1.5 23.18 77.1
상술한 실시 예를 통해 본 발명은 최종적으로 발생되는 슬러지의 양을 70 내지 80%까지 크게 줄일 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 발명은 슬러지의 처리비용을 크게 줄일 수 있으며 환경오염의 부하를 감소시킬 수 있을 것으로 보인다.
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 염산에 석회석을 반응시켜 발생된 염화칼슘 용액으로부터 분리된 제 1슬러지를 수거하는 수거단계와;
    상기 수거단계에서 수거된 제 1슬러지를 교반조에 투입한 후 염산을 가하여 교반시키는 교반단계와;
    상기 교반단계 완료 후 상기 교반조의 내용물을 고액분리하여 액체와 제 2슬러지로 분리하는 고액분리단계;를 포함하며,
    상기 교반단계 완료 후 상기 교반조에 소석회를 첨가하여 상기 교반조의 내용물 중 고형분을 응집시키는 응집단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액상 염화칼슘 제설제의 제조시 발생되는 슬러지의 처리방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 교반단계에서 상기 염산은 농도 20 내지 35%이고, 상기 제 1슬러지 대 상기 염산은 1: 0.5 내지 1.5의 중량비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 액상 염화칼슘 제설제의 제조시 발생되는 슬러지의 처리방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 염산에 석회석을 반응시켜 발생된 염화칼슘 용액으로부터 분리된 제 1슬러지와 염산이 투입되는 교반조와;
    상기 교반조 내부에 설치되어 상기 제 1슬러지와 상기 염산을 교반하여 반응시키는 교반유닛과;
    상기 교반조의 내용물을 고액분리하여 액체와 제 2슬러지로 분리하는 고액분리기;를 구비하며,
    상기 교반유닛은 상기 제 1슬러지와 상기 염산의 혼합물을 일측 방향으로 회전시켜 교반하는 제 1교반수단과, 상기 제 1교반수단의 하부에 설치되어 상기 혼합물을 상기 제 1교반수단과 반대방향으로 회전시켜 교반하는 제 2교반수단을 구비하고,
    상기 제 1교반수단은 상기 교반조의 상부에 설치되는 제 1모터와, 상기 제 1모터와 연결되어 하방으로 수직하게 연장되는 제 1회전축과, 상기 제 1회전축의 하부에 수평하게 설치되는 제 1교반봉을 구비하며,
    상기 제 2교반수단은 상기 교반조의 하부에 설치되는 제 2모터와, 상기 제 2모터와 연결되어 상방으로 수직하게 연장되는 제 2회전축과, 상기 제 2회전축의 상부에 수평하게 설치되어 상기 제 1교반봉과 대향하는 제 2교반봉과, 상기 제 2교반봉의 하부에 수평하게 설치되어 상기 교반조의 바닥과 인접하게 배치되며 상기 제 2교반봉의 길이보다 더 길게 형성되고 상하부에 일정 간격으로 삼각 형상의 산부가 돌출되게 마련된 제 3교반봉을 구비하는 것을 특징으로 하는 액상 염화칼슘 제설제의 제조시 발생되는 슬러지의 처리장치.
  6. 폐염산에 물 또는 순수한 염산을 첨가하여 상기 폐염산의 농도를 25%로 조절하는 폐염산농도조절부와;
    상기 폐염산농도조절부에서 배출되는 상기 폐염산에 석회석을 반응시켜 염화칼슘 용액을 생성시키는 반응조와;
    상기 염화칼슘 용액과 소석회를 응집조에 투입하여 상기 염화칼슘 용액에 혼입된 이물질을 응집시키는 응집부와;
    상기 응집조의 내용물을 고액분리하여 염화칼슘 용액과 제 1슬러지를 분리하는 분리부와;
    상기 분리부에서 분리된 상기 염화칼슘 용액에 첨가제를 첨가하는 첨가부와;
    상기 분리부에서 분리된 상기 제 1슬러지를 처리하여 액체와 제 2슬러지로 분리하는 슬러지처리부와;
    상기 슬러지처리부에서 분리된 상기 액체를 상기 반응조로 반송시키는 반송부;를 포함하고
    상기 슬러지처리부는 상기 제 1슬러지와 염산이 투입되는 교반조와, 상기 교반조에 투입된 상기 제 1슬러지와 상기 염산을 교반하기 위해 상기 교반조 내부에 설치되는 교반임펠러와, 상기 교반조의 내용물을 고액분리하여 상기 액체와 상기 제 2슬러지로 분리하는 고액분리기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 제설제의 제조장치.
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