KR101478305B1 - 폐수 처리용 무기 폐수처리제 및 이의 제조방법 - Google Patents

폐수 처리용 무기 폐수처리제 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 활성탄, 제올라이트, 황산알루미늄, 소석회, 탄산나트륨염 및 황산암모늄을 포함하는, 폐수 처리용 무기 폐수처리제 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 질소와 인을 효율적으로 제거하여, 폐수의 처리효율을 높일 수 있으며, 처리공정을 단순화시킴으로써 폐수처리비용을 절감할 수 있다.

Description

폐수 처리용 무기 폐수처리제 및 이의 제조방법{INORGANIC COAGULANT FOR TREATING WASTE-WATER AND PREPARATION METHOD OF THE SAME}
본 발명은 산업폐수의 처리효율을 향상시킨 무기 폐수처리제 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 활성탄, 제올라이트, 황산알루미늄, 소석회, 나트륨염 및 황산암모늄을 포함하는 폐수 처리용 무기 폐수처리제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
오폐수 처리에 사용되는 폐수 처리제는 통상 무기 폐수처리제와 유기 고분자응집제로 구분되며, 무기 폐수처리제는 단분자 무기 폐수처리제와 고분자 무기 폐수처리제로 분류된다. 단분자 무기 폐수처리제의 예로는 황산알루미늄, 황산제일철, 황산제이철, 염화제이철 및 소석회 등이 있으며, 고분자 무기 폐수처리제의 예로는 폴리염화알루미늄, 폴리황산규산알루미늄, 폴리염화규산알루미늄 및 폴리염화알루미늄칼슘 등이 있다.
또한, 유기 고분자응집제로는 분말상 또는 액상 제품을 물에 일정 비율로 용해시켜 액상화된 형태로 사용되고 있으며, 통상 pH 조절제나 응집보조제가 필요한 경우가 많고, 가격이 비싼 단점이 있다. 특히 양이온계 고분자 응집제를 혼합하게 되면 폐수처리제의 안정성이 현저히 저하되어 엉김현상이 발생하게 되며, 제조단계에서 양이온계 고분자 응집제를 미리 혼합하게 될 경우 음이온계 또는 비이온계 고분자 응집제를 사용해야만 하는 폐수 처리에 대해서는 대응할 수 없는 문제가 있다.
한편, 단분자 무기 폐수처리제인 황산알루미늄은 정수장에서 단순한 정수처리에 사용되고 있는 경우가 많으며, 철염 응집제를 사용하면 응집된 플록(floc)이 무거워 침강속도가 빠르고 응집 pH범위가 다소 넓지만, 매우 강한 부식성을 가진 3가의 철 양이온에 의하여 설비기자재가 장기간에 걸쳐 부식되기 쉬우며, 폐수 처리 후에 철 이온이 잔류하고 색도가 잔류하는 등의 문제점이 있다.
또한, 고분자 무기 폐수처리제 가운데 가장 널리 이용되고 있는 폴리염화알루미늄의 경우 장기간 보관시 침전물이 형성되는 등 제품 안정성이 좋지 못할 뿐만 아니라 사용 방법에 따라서는 처리수가 착색되기도 하며, 응집된 플록(floc)의 침강성이 좋지 못하고 슬러지(sludge)의 탈수가 어려운 단점이 있다.
상술한 종래의 수처리제는 일반적으로 단일물질로 구성되어 있어 고유의 장점이나 특성을 잘 활용할 수 있으나 그러한 성능의 범위가 협소하여 서로 다른 응집제 또는 응집보조제의 도움을 통하거나 복잡한 처리공정을 거쳐야 하는 단점이 있다.
이상과 같은 종래 수처리제들의 문제점들을 해결하기 위하여 발명되어 온 내용을 살펴보면, 주로 각각의 특성을 지닌 물질들을 혼합하여 성능의 범위를 극대화시키려는 의도로 분말상 무기 폐수처리제를 개발하는 사례들이 있다.
이와 관련된 발명을 살펴 보면, 대한민국 등록특허 제 340,114호에서는 알루미노실리케이트, 나트륨염, 철염, 칼리명반, 시멘트, 황산알루미늄 및 석고로 구성되는 분말상 무기 폐수처리제 조성물에 관한 개시가 있으나, 상기 발명은 오폐수 중의 질소와 인 성분을 제거하는 효능이 부족한 단점이 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제 497,104호에서는 알루미늄 포타슘 설페이트, 산화칼슘, 유기계 음이온성 고분자 응집제, 제올라이트, 벤토나이트로 이루어진 분말상 응집제 조성물에 관한 개시가 있으나, 상기 발명은 제조과정이 복잡할 뿐만 아니라 오폐수의 탁도 제거에만 국한해서 효능을 발휘하며, 특정하게 유기계 음이온성 고분자 응집제를 적용함으로 인해서 다양한 오폐수에 대한 적용이 매우 제한적인 단점이 있다.
이에, 탁도(Suspended Solids,SS) 뿐만 아니라 생물학적 산소 요구량(biochemical oxygen demand, BOD), 화학적 산소 요구량(chemical oxygen demand, COD) 및 질소와 인을 효율적으로 제거하여, 폐수의 처리효율을 높일 수 있으며, 처리공정을 단순화시킴으로써 폐수처리비용을 절감할 수 있는 무기 폐수처리제가 절실히 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 활성탄, 제올라이트, 황산알루미늄, 소석회, 나트륨염 및 황산암모늄을 포함하는, 질소와 인을 효율적으로 제거하여, 폐수의 처리효율을 높일 수 있으며, 처리공정을 단순화시킴으로써 폐수처리비용을 절감할 수 있는 폐수 처리용 무기 폐수처리제를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 활성탄, 황산알루미늄, 소석회, 제올라이트, 나트륨염 및 황산암모늄을 포함하며, 고분자 응집제와 같은 유기 응집제를 포함하지 않는 폐수 처리용 무기 폐수처리제를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 활성탄 분말에 소석회 및 황산알루미늄을 혼합하는 단계, 상기 혼합물을 분쇄 후 건조하는 단계; 및 상기 건조된 혼합물에 제올라이트, 나트륨염 및 황산암모늄을 혼합하는 단계를 포함하는, 탁도, BOD 및 COD를 낮추고 질소와 인을 효율적으로 제거하는 무기 폐수처리제의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일구현예로서, 본 발명은 활성탄, 제올라이트, 황산알루미늄, 소석회, 탄산나트륨염 및 황산암모늄을 포함하는, 폐수 처리용 무기 폐수처리제를 제공한다.
본 발명자들은 종래 폐수처리용 응집제의 문제점을 해결하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 활성탄, 제올라이트, 소석회, 황산알루미늄, 나트륨염 및 황산암모늄을 혼합함으로써 다양한 오폐수에 대하여 응집성능을 나타내며, 탁도(Suspended Solids,SS) 뿐만 아니라 생물학적 산소 요구량(biochemical oxygen demand, BOD) 및 화학적 산소 요구량(chemical oxygen demand, COD)을 낮추고, 질소와 인을 제거하는 효과가 우수함을 실시예를 통하여 확인하였다. 특히 본 발명의 무기 폐수처리제는 종래의 유기 응집제를 포함하는 폐수처리제가 나타내던 안정성 저하문제 및 안정성 저하로 인한 엉김현상이 발생되지 않다는 점에서 그 효과가 우수하다.
상기 효과를 나타내기 위한 보다 구체적인 양태로, 본 발명은, (a) 활성탄 분말, 소석회 및 황산알루미늄을 포함하는 흡착성 분말 및 (b) 제올라이트, 나트륨염 및 황산암모늄을 포함하는 응집성 분말을 포함하는 무기 폐수처리제일 수 있다.
더욱 구체적으로는, 본 발명은 (a) 활성탄 분말, 소석회 및 황산알루미늄을 혼합하여 분쇄 및 건조하여 제조되며, 평균입경 30 내지 100 마이크로미터 범위를 갖는 흡착성 분말 및 (b) 제올라이트, 나트륨염 및 황산암모늄의 응집성 분말을 포함할 수 있다. 본 발명의 일구현예에서, 상기 (a)흡착성 분말 대 (b)응집성 분말의 혼합 중량비가 84 내지 98 대 16 내지 2인 무기 폐수처리제일 수 있다.
상기 흡착성 분말의 평균입경이 30 마이크로미터 미만인 경우, 미립 분말의 자체 응결로 인하여 폐수 중에 고르게 분산되지 않는 문제가 생길 수 있으며, 100 마이크로 미터를 초과하는 경우, 침강성이 지나치게 커서 폐수 중의 오염물질과 충분히 반응하지 못하는 문제가 생길 수 있다.
또한 보다 구체적인 양태로, 본 발명에서 상기 무기 폐수처리제는, 활성탄 20 내지 80중량%, 소석회 9 내지 40중량%, 황산알루미늄 9 내지 30중량%, 제올라이트 1 내지 10중량%, 나트륨염 0.5 내지 3.0중량% 및 황산암모늄 0.5 내지 3.0중량%을 포함할 수 있다.
활성탄은 유기성 오염물에 대한 흡착능력이 익히 알려져 있으며, 특히 질소성분을 흡착하는 능력이 있는 바, 본 발명에 따른 무기 폐수처리제 성분 중에서 이러한 성능을 발휘하게 되며, 여기에 더하여 오폐수의 색도 제거를 목적으로 사용된다.
본 발명에서, 활성탄은 무기 폐수처리제 총 중량 대비 20 내지 80중량% 로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 40 내지 80중량% 사용될 수 있다. 20중량% 미만으로 사용될 경우, 오염물에 대한 흡착이 미흡한 문제가 생길 수 있고, 80중량% 초과로 사용될 경우, 활성탄 이외의 혼합물에 의한 효과가 구현되기 어려울 뿐만 아니라 경제적이지 못한 문제가 생길 수 있다.
제올라이트(zeolite)는 화학조성상 Na, K, Ca, Mg, Sr 및 Ba을 양이온으로 소량 함유하는 함수규산염 광물(hydrous aluminosilicate)이며, 일반적인 화학식은 다음과 같이 표시될 수 있다. 상기 제올라이트의 일예는 칼슘형 제올라이트일 수 있다.
MxDy[Al(x+2y)Sin-(x+2y)O2n].mH2O (여기서 M : 1가 양이온 , D : 2가 양이온)
제올라이트의 양이온 교환 능력을 폐수처리에 활용하여, 물에 녹아있는 암모니아성 질소 성분의 제거 및 각종 중금속을 이온교환을 통하여 제거할 수 있다.
본 발명에서 제올라이트는 무기 폐수처리제 총 중량 대비 1 내지 10중량% 로 포함될 수 있으며, 1중량% 미만인 경우 암모니아성 질소 성분의 제거 및 각종 중금속의 제거 효과가 미흡한 문제가 생길 수 있고, 10중량% 초과인 경우 혼합 제조된 조성물의 비중이 저하되어 침강성이 불량해질 뿐만 아니라 슬러지의 발생량이 늘어나는 문제가 생길 수 있다.
황산알루미늄은 황산반토 (Al2(SO4)3) 라고도 하며, 상수도, 공업용수, 공장폐수 등을 정수하는데 있어 이들에 들어있는 흙, 먼지 또는 수중에 들어있는 콜로이드상의 부유물질과 같은 탁도유발 물질들을 응집 제거시키는 정수처리제의 일종으로 사용된다. 특히 폐수 중에 들어있는 여러가지 찌꺼기(Sludge)등을 응집처리 하는데 사용될 수 있다. 바람직하게 황산알루미늄은 무기 폐수처리제 총량을 기준으로 9 내지 30중량% 로 포함될 수 있으며, 9 중량% 미만인 경우 알루미늄 성분에 기초한 오염물질의 응집을 통한 제거가 미흡한 문제가 생길 수 있고, 30중량% 초과인 경우 활성탄과 제올라이트의 흡착특성과의 조합에 의한 상승효과가 상쇄되어 오히려 수처리 성능이 저하되는 문제가 생길 수 있다.
소석회는 수산화칼슘을 말하며, 산성폐수에 알칼리 처리가 필요한 경우 처리하여 중화시키는 역할을 하며, 살균 악취제거 및 중금속 고정 등의 작용을 한다. 바람직하게 소석회는 무기 폐수처리제 총량을 기준으로 9 내지 40중량% 로 포함될 수 있으며, 9 중량% 미만인 경우 상기 황산알루미늄에 의한 pH 저하를 조절하여 상승시키는 효과가 미흡한 문제가 생길 수 있고, 40중량% 초과인 경우 pH가 지나치게 상승하여 응집이 이루어지지 못하는 문제가 생길 수 있다.
본 발명에서, 상기 무기 폐수처리제에 있어서, 활성탄, 황산알루미늄 및 소석회의 혼합물 100중량%에 대하여 활성탄 대 황산알루미늄 및 소석회의 혼합비율을 30중량% : 70중량% 내지 70중량% : 30중량%의 비율로 하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 55중량% : 45중량% 내지 45중량% : 55중량%의 비율로 혼합할 수 있다.
상기 활성탄 대 황산알루미늄 및 소석회의 혼합비율에서 활성탄이 30중량% 미만으로 혼합되는 경우 황산알루미늄과 소석회의 반응이 지나치게 급격하게 이루어져 굳어지는 문제가 생길 수 있으며, 70중량%를 초과하여 혼합되는 경우 과잉량의 활성탄으로 인하여 응집성이 저하되는 문제가 생길 수 있다.
여기서 황산알루미늄과 소석회의 혼합비율은 황산알루미늄 및 소석회 혼합물 100중량%에 대하여 40중량% : 60중량% 내지 60중량% : 40중량%의 비율로 혼합하는 것이 바람직하며, 혼합 후 pH가 5.5 내지 8.5의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 황산알루미늄과 소석회의 혼합비율에서 황산알루미늄이 40중량% 미만으로 포함되는 경우 혼합 후 pH가 8.5 이상으로 높아져 응집된 오염물이 재용출되는 문제가 생길 수 있으며, 60중량%를 초과하여 혼합되는 경우 혼합 후 pH가 5.5 미만으로 낮아져 응집성이 저하되는 문제가 생길 수 있다. 또한, pH 범위가 5.5 미만인 경우 오염물질의 응집이 이루어지지 않아 효과가 저하되는 문제가 생길 수 있고, 8.5 초과인 경우, 응집된 오염물질의 재용출로 인하여 처리효과가 저하되는 문제가 있을 수 있다.
본 발명에서, 나트륨염은, 보다 구체적인 양태로서 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 및 황산나트륨으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상 또는 이들의 조합일 수 있으며, 상기 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 및 황산나트륨외에도 나트륨염 형태이면 제한없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 탄산수소나트륨일 수 있다. 나트륨염은 무기 폐수처리제 총량을 기준으로 0.5 내지 3중량% 로 포함될 수 있으며, 0.5 중량% 미만인 경우 나트륨염의 사용량이 미미하여 나트륨염에 의한 pH 완충효과를 얻을 수 없는 문제가 생길 수 있고, 3중량% 초과인 경우 응집반응 과정에서 발생되는 CO2 기체의 양이 많아 다량의 기포 발생으로 인하여 응집이 저해되는 문제가 생길 수 있다.
본 발명에서, 황산암모늄(ammonium sulfate, (NH4)2SO4)은 유안(硫安)이라고도 불리며, 종래에는 질소를 함유하는 비료로 사용되어왔으나, 본 발명에서는 폐수 정화를 위한 무기 폐수처리제의 구성 성분으로 사용되었다. 황산암모늄은 무기 폐수처리제 총량을 기준으로 0.5 내지 3중량%로 포함될 수 있으며, 0.5중량% 미만인 경우 암모니아성 질소 성분의 제거 효과가 미흡한 문제가 생길 수 있고, 3중량% 초과인 경우 암모니아성 질소 성분의 제거율 향상이 미미한 문제가 생길 수 있다.
본 발명의 또 다른 일구현예는, 활성탄 분말, 소석회 및 황산알루미늄을 혼합하고, 상기 혼합물을 분쇄 및 건조하여 평균입경 30 내지 100 마이크로미터 범위를 갖는 흡착성 분말을 제조하고, 상기 흡착성 분말에, 제올라이트, 나트륨염 및 황산암모늄를 함유하는 응집성 분말을 혼합하는 단계를 포함하는, 무기 폐수처리제의 제조방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 상기 제조방법은 흡착성 분말의 pH를 조절하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. pH를 조절함에 있어서, 활성탄에 소석회 및 황산알루미늄을 혼합 후 pH 범위는 5.5 내지 8.5일 수 있다. pH 범위가 5.5 미만인 경우 오염물질의 응집이 이루어지지 않아 효과가 저하되는 문제가 생길 수 있고, 8.5 초과인 경우, 응집된 오염물질의 재용출로 인하여 처리효과가 저하되는 문제가 있을 수 있다.
또한, 보다 구체적으로 상기 제조방법은 제올라이트를 먼저 혼합한 후 탄산나트륨염 및 황산암모늄을 혼합하는 것인, 제조방법일 수 있다.
본 발명의 무기 폐수처리제는 현재 많이 사용되고 있는 고분자 유기 응집제가 아닌 무기물질을 이용함으로써 산업폐수의 처리효율을 높일 수 있으며, 처리공정을 단순화시킴으로써 폐수처리비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1.
분말 활성탄(삼천리카보텍 SPC, 입도 200mesh 90% 이상) 50중량%에 소석회 (백광화학, 수처리용) 25중량%를 고르게 혼합하였다. 여기에 황산알루미늄(삼양산업, 수처리용) 18중량%를 넣고 혼합하고, 혼합이 완료되면 분쇄기(Pin Crusher)를 이용하여 혼합물을 200mesh로 분쇄한 다음 건조기로 옮겨 90℃로 3시간 동안 건조하였다.
건조된 혼합물을 혼합기로 옮기고 여기에 제올라이트(렉셈, 300mesh) 5중량%와 탄산수소나트륨 1중량% 및 황산암모늄 1중량%를 넣어 혼합하여 본 발명의 응집제를 제조하였다.
실시예 2.
실시예 1과 동일한 제조과정을 따르되, 활성탄을 50중량%로 하였으며, 소석회 20중량%, 황산알루미늄 12중량%, 제올라이트 5중량%, 탄산수소나트륨 1중량% 및 황산암모늄 1중량%의 비율로 제조하였다.
실시예 3.
실시예 1과 동일한 제조과정을 따르되, 활성탄을 50중량%로 하였으며, 소석회 21중량%, 황산알루미늄 20중량%, 제올라이트 5중량%, 탄산수소나트륨 2중량% 및 황산암모늄 2중량%의 비율로 제조하였다.
활성탄 소석회 황산알루미늄 제올라이트 탄산수소나트륨 황산암모늄
실시예 1 50중량% 25중량% 18중량% 5중량% 1중량% 1중량%
실시예 2 50중량% 20중량% 23중량% 5중량% 1중량% 1중량%
실시예 3 50중량% 21중량% 20중량% 5중량% 2중량% 2중량%
비교예 1. 무기 폐수처리제
실시예 1과 동일한 제조과정을 따르되, 활성탄을 15중량%로 하였으며, 소석회 36중량%, 황산알루미늄 35중량%, 제올라이트 5중량%, 탄산수소나트륨 2중량% 및 황산암모늄 2중량%의 비율로 제조하였다.
비교예 2. 황산암모늄을 포함하지 않은 무기 폐수처리제
실시예 1과 동일한 제조과정을 따르되, 활성탄 50중량%, 소석회 25중량%, 황산알루미늄 19중량%, 제올라이트 5중량% 및 탄산수소나트륨 1중량%의 비율로 제조하였다.
비교예 3. 흡착성 분말(활성탄 분말, 소석회 및 황산알루미늄) 대 응집성 분말(제올라이트, 나트륨염 및 황산암모늄 )의 혼합 중량비가 84 내지 98 대 16 내지 2를 벗어나는 무기 폐수 처리제
실시예 1과 동일한 제조과정을 따르되, 활성탄 32중량%, 소석회 20중량%, 황산알루미늄 18중량%, 제올라이트 25중량% 및 탄산수소나트륨 3중량% 및 황산암모늄 2중량%의 비율로 제조하였다.
비교예 4. 기존의 시판되는 무기 폐수처리제
기존의 시판되는 무기 폐수처리제로는 미주엔비켐 사의 폴리염화알루미늄(모델명 PolyMax 1270)을 사용하였다.
실험예 : 무기 폐수처리제의 성능 평가
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 무기 폐수처리제의 성능을 알아보기 위하여, 화학적 산소 요구량(COD) 1,021 mg/L, 생물학적 산소요구량(BOD) 860 mg/L, 부유성 고형물 함량(Suspended Solids,SS) 452 mg/L, 총질소(TN) 213mg/L, 총인(TP) 90 mg/L인 폐수를 비커에 담고 상기에 기술된 실시예 1 내지 3에서 제조된 무기 폐수처리제 700mg/L을 투입하고 5분간 교반한 다음 상등액을 채취하여 분석을 수행하여 비교예 1 내지 4와 비교하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구체적으로, 화학적 산소 요구량(COD), 생물학적 산소요구량(BOD), 부유성 고형물 함량(SS), 총질소 함량 및 총 인(TP) 함량을 하기와 같은 방법으로 측정하였다. 원폐수, 실시예 1-3 및 비교예 1-4의 폐수처리제로 처리한 폐수에 대해서, 상기 분석결과 값을 표 2에 나타냈고, 원폐수 기준으로 화학적 산소 요구량(COD), 생물학적 산소요구량(BOD), 부유성 고형물 함량(SS), 총질소 함량 및 총인(TP)의 제거율을 표 3에 나타냈다.
(1)화학적 산소 요구량(chemical oxygen demand, COD)
중크롬산 칼륨법을 이용하여, 시료에 중크롬산 칼륨과 황산을 넣고 환류 냉각기를 붙여서 2시간 끓인 다음 소비한 중크롬산의 양을 구하고, 상당하는 산소의 양(㎎ O/ℓ)으로 계산하였다.
(2) 생물학적 산소 요구량(biochemical oxygen demand, BOD)
무기 폐수처리제를 투입한 후 5일 동안 소비된 용존산소의 양을 측정하였다.
(3) 부유성 고형물(Suspended Solids,SS) 함량
부유성 고형물(Suspended Solids,SS)은 GF/C 필터를 사용하여 103-105℃의 건조 오븐에서 2시간 동안 건조시킨 후 총량을 측정하였다.
(4) 총 질소 함량
흡광광도법(UV Spectrophotometer method)을 이용하여 측정하였다. 시료를 분해병에 넣고 알칼리성 과황산용액을 가하여 밀봉하고 고루 혼합한 다음 고압증기멸균기에 넣고 120℃에서 30분간 가열한 다음 방냉함으로서 전처리를 시행하였다. 이러한 전처리 시료의 상등액을 취하여 유리섬유 거름종이로 거르고 여기에 염산을 넣어 pH를 2~3으로 조절한 다음 흡수셀에 넣어 220nm에서 시료용액의 흡광도를 측정한 다음 총질소 농도를 산출하였다. 흡광분석기는 VARIAN 사의 UV-VIS Spectrophotometer 모델명 CARY 100 Conc를 사용하였다.
(5) 총 인 함량
흡광광도법(UV Spectrophotometer method)을 이용하여 측정하였다. 시료를 분해병에 넣고 알칼리성 과황산용액을 가하여 밀봉하고 고루 혼합한 다음 고압증기멸균기에 넣고 120℃에서 30분간 가열한 다음 방냉함으로서 전처리를 시행하였다. 전처리한 시료의 상등액을 취하여 시험관에 넣고 몰리브덴산암모늄과 아스코빈산 혼합액을 넣고 흔든 다음 20~40℃에서 15분간 방치하였다. 이 혼합액의 일부를 흡수셀에 넣어 880nm에서 시료용액의 흡광도를 측정한 다음 총인 농도를 산출하였다. 흡광분석기는 VARIAN 사의 UV-VIS Spectrophotometer 모델명 CARY 100 Conc를 사용하였다.
원폐수 무기 폐수처리제 처리수
- 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
COD 1,021 23 24 28 84 64 56 144
BOD 860 32 31 29 76 58 50 124
SS 452 1.2 1.5 1.3 18 2.5 2.8 2.3
TN 213 35 38 32 88 123 64 156
TP 90 5.6 7.1 5.2 16.3 8.4 10.2 8.2
*SS (부유성 고형물)
*BOD5: 5일 경과후의 BOD 측정　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
*CODcr: K2Cr2O7 폐쇄환류 (Closed reflux)
*TN(총질소성분 함량): 증류 및 적정법 (Nonorganic Kjeldahl Method)　　　　　　　　　　　
*TP (총인성분 함량): 염화제일주석법 (Stannous Chloride Method, λ=690 nm)
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
COD 98 98 97 92 94 95 86
BOD 96 96 97 91 93 94 86
SS 99 99 99 96 99 99 99
TN 84 82 85 59 42 70 27
TP 94 92 94 82 91 89 91
본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 폐수 처리제로 처리한 경우,COD, BOD 및 SS는 원폐수 기준으로 90% 이상의 제거율 또는 감소율을 나타내고 TN 및 TP수치가 80% 이상 감소하여, 본원 발명에 따른 무기 폐수 처리제가 우수한 폐수 처리 활성을 가졌음을 확인하였다. 이와 대조적으로, 비교예 1-4의 COD, BOD 및 SS는 비교적 제거율이 높으나, TN 및 TP수치의 감소율이 80%보다 낮아 적절한 폐수 처리제로 활용하기 어렵다. 특히, 하수 및 페수종말처리시설 방류수 수질기준이 BOD 30, COD 40, SS 30, TN 60 및 TP 8 임을 감안할 때, 본 발명의 무기 폐수처리제의 성능이 우수한 것을 확인할 수 있었다.

Claims (6)

  1. (a) 활성탄 분말, 소석회 및 황산알루미늄을 포함하는 흡착성 분말, 및 (b) 제올라이트, 나트륨염 및 황산암모늄을 포함하는 응집성 분말을 포함하고,
    상기 (a)흡착성 분말 대 (b)응집성 분말의 혼합 중량비가 84 내지 98 대 16 내지 2이고,
    무기 폐수처리제 전체 총 중량기준으로, 활성탄 20 내지 80중량%, 소석회 9 내지 40중량%, 황산알루미늄 9 내지 30중량%, 제올라이트 1 내지 10중량%, 나트륨염 0.5 내지 3.0중량% 및 황산암모늄 0.5 내지 3.0중량%으로 포함하는,
    폐수의 인 및 질소를 제거하기 위한 무기 폐수처리제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 흡착성 분말의 평균입경은 30 내지 100 마이크로미터인, 폐수의 인 및 질소를 제거하기 위한 무기 폐수처리제.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 나트륨염은 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 및 황산나트륨으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상인, 폐수의 인 및 질소를 제거하기 위한 무기 폐수처리제.
  5. 무기 폐수처리제 전체 총 중량기준으로, 활성탄 분말 20 내지 80중량%, 소석회 9 내지 40중량% 및 황산알루미늄 9 내지 30중량%을 혼합하고,
    상기 혼합물을 분쇄 및 건조하여 평균입경 30 내지 100 마이크로미터 범위를 갖는 흡착성 분말을 제조하고,
    상기 흡착성 분말에, 제올라이트 1 내지 10중량%, 나트륨염 0.5 내지 3.0중량% 및 황산암모늄 0.5 내지 3.0중량%를 함유하는 응집성 분말을 혼합하는 단계를 포함하고,
    상기 흡착성 분말 대 응집성 분말의 혼합 중량비가 84 내지 98 대 16 내지 2인,
    폐수의 인 및 질소를 제거하기 위한 무기 폐수처리제의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제조방법은 흡착성 분말의 pH를 조절하는 단계를 추가로 포함하는, 폐수의 인 및 질소를 제거하기 위한 무기 폐수처리제의 제조방법.
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