KR101672960B1 - 산성광산배수 내 중금속 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산성광산배수 내 중금속 제거 장치 및 이를 이용한 산성광산배수 내 중금속을 제거하기 위한 정화방법에 관한 것이다. 본 발명의 여러 구현예에 따르면, 종래 갱구 폐쇄, 고형화·안정화, 자연정화법(pH 중화 및 생물학적 처리공법), 투수성반응벽체 등과 같은 산성광산배수 내 오염원들을 제어 및 정화하기 위한 처리장치, 시설 또는 처리방법과는 다르게, 산성광산배수의 유량, 시기별 수위 변동폭 등을 고려하여 중금속 제거 장치의 크기, 개수 등을 선택하여 설치할 수 있고, 흡착제의 규모가 작기 때문에 간편성과 경제성을 확보할 수 있는 동시에 직접적으로 산성광산배수를 정화하는데 매우 유용하게 사용될 수 있다.

Description

산성광산배수 내 중금속 제거 장치{Apparatus for removing heavy metals in acid mine drainage}

본 발명은 산성광산배수 내 중금속 제거 장치에 관한 것이다.

최근 경남 고성에 위치한 고성 폐광산에서 구리(Cu)와 카드뮴(Cd)에 의한 지반오염이 문제가 되었으며, 이따이이따이병을 의심하여 고성 주민을 대상으로 역학조사도 이루어지는 등 폐금속 광산 주변에서 중금속에 의한 지반오염이 사회적인 문제로 부각되고 있다.

이에, 환경부에서 전국 100 곳의 폐금속 광산 지역을 대상으로 토양과 수질의 오염 정도를 조사한 결과, 대상지의 92 %가 토양오염 우려기준 또는 수질기준을 초과하였다는 조사결과가 발표되었는데, 오염된 지역 중 29개 지역은 토양과 수질 모두 기준치를 넘었고, 3지역은 수질기준만 초과했으며, 또한 광산 주변 하천수, 갱내수, 지하수를 대상으로 한 수질 검사에서는 비소, 아연, 카드뮴 등 중금속이 수질기준을 초과했다고 보고된바 있다.

이처럼 폐광산 주변 지역의 토양 및 지하수 오염은 단일 중금속으로 나타나기도 하지만, 여러 중금속이 혼재하여 나타나기도 한다. 폐광산 지역에서 지하수가 중금속으로 오염되는 기작은 황산염에 의한 산성광산배수(Acid mine drainage)가 발생하게 된다. 산성광산배수는 pH가 2-3 정도로서, 폐광산에 존재하는 토양 및 광석의 중금속을 탈착시켜 지하수로 중금속 오염을 이동시킨다. 산성광산배수로 인하여 폐광산 지역에서 공업단지 등의 지역보다 오염지하수가 발생할 가능성이 높다. 지하수가 중금속으로 오염되면 폐광산 주변으로 중금속이 이동, 확산되어 위해성이 증가하게 된다.

이에, 산성광산배수 내 오염원들을 제어 및 정화하기 위해서 현재 갱구 폐쇄, 고형화·안정화, 자연정화법(pH 중화 및 생물학적 처리공법), 투수성반응벽체 등이 이용되고 있다.

갱구 폐쇄는 일시적인 방편일 뿐이며, 고형화·안정화 또한 초기에는 오염물질의 유출을 제어할 수 있지만 시간이 지남에 따라서 주변 환경 조건들이 변하면 오염물질의 재용출이 가능한 문제점이 있고, 또한 자연정화법은 넓은 부지와 많은 비용이 소요되며, 지속적인 유지, 관리가 필요할 뿐만 아니라 기후변화에 따른 영향이 큰 문제점이 있으며, 투수성반응벽체는 규모가 크고 재료비용 및 설치비용이 많이 소요되고, 지형과 폐광산 주변의 환경에 따라 적용하는데 있어 제한적인 문제점이 있다. 앞서 살펴본 바와 같이, 지금까지 사용되고 있는 대부분의 정화기법들은 오염물질을 제거하기 보다는 오염물질의 이동 및 확산을 억제하는데 중점을 두고 있어, 근본적인 오염의 원인인 갱내수 등의 오염원 제어에는 한계가 있다.

이에, 상기 문제점을 해결하기 위하여, 종래 KR2012-0012640에서는 환원제-기질혼합 유닛을 광산배수의 배수로에 배치하여 탄산염과 pH를 증가시키는 광산배수 처리장치를 개시하고 있고, KR1151772에서는 제강 슬래그와 제올라이트를 1:1로 혼합하여 광산배수 내 중금속을 제거한 기술을 개시하고 있으며, KR1142548에서는 투수성 흡착 세라믹 정화블록(고로 슬래그, 제올라이트, hydroxy apatite, 활성탄, 안트라사이트, 황토, 산화알루미늄, 일라이트를 혼합됨)을 제작하여 배수구 및 배수관에 배치하여 오염물질을 처리하는 시설을 개시하고 있다.

그러나 상기에 개시된 선행기술들 외에도 지금까지 이용된 산성광산배수 처리공법들은 산성광산배수 내 중금속 및 비소 제거와 pH 증가에 대해 개별적으로 처리하고 있으며, 처리장치 및 시설의 규모가 크기 때문에 직접적인 광산배수를 정화하는데 어려움이 있다.

한편, 시멘트, 제강슬레그, 철은 각각 독립적으로 사용할 때에도 오염물질의 제거효과가 있음이 알려져 있는데, 특히 KR2006-0027634에서는 시멘트, 제강슬레그 및 철(II) 즉, FeSO₄를 포함하는 투수반응벽체를 오염물질의 제거에 사용하는 방법이 공지되어 있으나, 상기 기술은 시멘트 및 제강슬래그로 이루어진 매질 시스템에 환원력을 원상대로 유지시키기 위해서 철(II)을 지속적으로 주입해야하고, 염소계 유기 오염물을 처리하는 방법에 관한 것으로서, TCE 등의 염소계 유기 오염물을 흡착이나 휘발에 의해서 제거하는 것이 아니라 환원성 탈염소화 반응을 수행하여 제거하는 기술에 지나지 않은 것으로, 산성광산배수 내 중금속 및 비소 제거에 관해서는 전혀 개시하고 있지 않다. 또한 상기 기술에 활용된 철(II)는 상업적으로 구하기 용이한 화학시약(FeSO₄)을 이용한 재료이며, 본 특허에 이용된 철은 주조공정에서 나오는 폐기물의 일종인 폐주철로서 Fe(II)가 뿐만 아니라 Fe(III)를 포함한 다양한 철 광물들로 구성되어 있어서 상기 기술과 철 성분의 기능적 구성이 상이합니다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래 문제점을 해결하는 동시에 장치의 간편성과 경제성을 확보하기 위해 수평 단면이 타원을 포함하는 구형의 모양에 내부는 비워져 있고, 투수용으로 관통된 구멍이 뚫려있는 투수성 반응 통발형 용기에, 폐주철, 제강슬래그 및 시멘트를 포함하여 제조된 블록형의 흡착제를 담지하는 것을 특징으로 하는 산성광산배수 내 중금속 제거 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 대표적인 일 측면에서는 수평 단면이 타원을 포함하는 구형의 모양에 내부는 비워져 있고, 투수용으로 관통된 구멍이 뚫려있는 투수성 반응 통발형 용기에, 폐주철, 제강슬래그 및 시멘트를 포함하여 제조된 블록형의 흡착제를 담지하는 것을 특징으로 하는 산성광산배수 내 중금속 제거 장치를 제공한다.

본 발명의 여러 구현예에 따르면, 종래 갱구 폐쇄, 고형화·안정화, 자연정화법(pH 중화 및 생물학적 처리공법), 투수성반응벽체 등과 같은 산성광산배수 내 오염원들을 제어 및 정화하기 위한 처리장치, 시설 또는 처리방법과는 다르게, 산성광산배수의 유량, 시기별 수위 변동폭 등을 고려하여 중금속 제거 장치의 크기, 개수 등을 선택하여 설치할 수 있고, 흡착제의 규모가 작기 때문에 간편성과 경제성을 확보할 수 있는 동시에 직접적으로 산성광산배수를 정화하는데 매우 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 투수성 반응 통발형 용기와 그 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 산성광산배수 수로를 모사한 인공 산성광산배수 수조 시험 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 중금속 제거 장치에 포함된 폐주철 및 영가철의 혼합 비율에 따른 비소 제거효율을 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4은 본 발명의 일 구현예에 따른 인공 산성광산배수 수조 내에 중금속 제거 장치를 지그재그 형태로 배치한 시험 장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 인공 산성광산배수 수조 내에 중금속 제거 장치를 U자 형태로 배치한 시험 장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 인공 산성광산배수 수조 내에 중금속 제거 장치를 계단 형태로 배치한 시험 장치를 나타내는 도면이다.

이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.

본 명세서에서, 용어 ‘투수성 반응 통발(Permeable Reactive Kiddle)'은 오염된 지하수를 복원하기 위하여 반응기질로 채워진 통발형태의 용기로 정의된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수평 단면이 타원을 포함하는 구형의 모양에 내부는 비워져 있고, 투수용으로 관통된 구멍이 뚫려있는 투수성 반응 통발형 용기와, 상기 용기에 담지되는 폐주철, 제강슬래그 및 시멘트를 포함하여 제조된 블록형의 흡착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 산성광산배수 내 중금속 제거 장치가 개시된다.

이하, 상기 산성광산배수 내 중금속 제거 장치를 구체적으로 살펴본다.

먼저, 상기 투수성 반응 통발형 용기는 도 1에 나타낸 바와 같이, 수평 단면이 타원을 포함하는 구형의 모양에 내부는 비워져 있고, 투수용으로 관통된 구멍이 뚫려진 형태로서, 그 구멍 크기는 물이 충분히 통과할 수 있는 크기면 어느 것을 선택해도 무방하다.

다만, 본 발명이 일 구현예에 따르면, 상기 투수성 반응 통발형 용기 크기 선택이 매우 중요한데, 산성광산배수 수위에 대하여 1.5 내지 2배 큰 직경의 용기를 선택하는 것이 바람직하다.

상기 범위를 벗어나는 경우로서, 특히 투수성 반응 통발형 용기의 직경이 산성광산배수 수위보다 작거나 유사한 경우에는 본 발명에 따른 중금속 제거 장치가 산성광산배수 내에 잠기게 됨에 따라 흡착제와는 접촉하지 않고, 중금속 제거 장치 상부로 직접 흐르는 산성광산배수의 양이 증가하기 때문에 중금속 제거 효율이 감소하는 것을 확인하였다.

이와는 반대로, 투수성 반응 통발형 용기의 직경이 산성광산배수 수위보다 2배를 초과하는 범위로 너무 커지게 되면, 산성광산배수와의 접촉면이 상대적으로 감소하게 되어 반응성이 감소함에 따라 중금속 제거 효율이 감소하는 것을 확인하였다(실험예 3 참조).

위에서 살펴본 바와 같이, 중금속 제거 장치는 종래 갱구 폐쇄, 고형화·안정화, 자연정화법(pH 중화 및 생물학적 처리공법), 투수성반응벽체 등과 같은 산성광산배수 내 오염원들을 제어 및 정화하기 위한 처리장치, 시설 또는 처리방법과는 다르게, 산성광산배수의 유량, 시기별 수위 변동폭 등을 고려하여 중금속 제거 장치의 크기, 개수 등을 선택하여 설치할 수 있고, 흡착제의 규모가 작기 때문에 간편성과 경제성을 확보할 수 있는 동시에 직접적으로 산성광산배수를 정화하는데 매우 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 블록형 흡착제는 상기 용기 내부 부피에 대하여 0.4 내지 0.7 부피비로 담지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 폐주철, 제강슬래그 및 시멘트를 포함하는 블록형의 흡착제를 상기 투수성 반응 통발형 용기에 담지할 때, 그 용량이 중요한데, 상기 투수성 반응 통발형 용기 내부 부피에 대하여 0.4 내지 0.7 부피비를 벗어나는 범위로 담지되는 경우에는 흡착제로서의 역할을 수행하지 못할 수 있다.

특히 0.4 부피비 미만으로 담지되는 경우에는 접촉면의 감소 문제점이 있을 수 있고, 0.7 부피비를 초과하여 담지되는 경우에는 산성광산배수의 유실 문제점이 있을 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 폐주철, 제강슬래그 및 시멘트는 1-80 : 5-84 : 15 중량비로 혼합하는 것을 특징으로 한다.

상기 폐주철, 제강슬래그 및 시멘트의 비율이 5-15 : 70-80 : 15 중량비로 혼합하는 것이 바람직한데, 상기 범위로 혼합하게 되면, 특이하게도 물속에 오래 동안 담겨 있어도 표면에 균열이 발생하는 현상이 없는 것을 확인하였다.

본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 폐주철은 이산화규소, 적철석, 자철석 및 산화알루미늄으로 이루어져있고, 본 발명에서 사용된 폐주철은 주조 공장에서 발생하는 폐부산물로서, 이산화규소, 적철석, 자철석 및 산화알루미늄으로 이루어져 있고, 폐기물을 재활용한다는 점에서 경제적인 장점이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 폐주철 입자크기가 0.5-1.0 mm인 것이 바람직한데, 상기 범위를 벗어나게 되면, 중금속 제거효과를 달성하지 못하는 문제점이 있을 수 있다.

특히 입자크기가 0.5 mm 미만인 경우에는 블록형의 흡착제의 표면이 매끈하고, 이에 따라 표면적의 감소로 인해 중금속 제거 효율이 낮음을 확인하였다.

본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 중금속 제거 장치는 산성광산배수 수로에 지그재그 형, U자 형, 계단 형 중에서 선택되는 1종 이상의 형태로 배치시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 산성광산배수 내 중금속 제거용 투수반응 통발 흡착제는 산성광산배수로에 배치하는 방법에 따라 중금속의 제거 효율이 달라지는데, 도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 실제 산성광산배수의 수로를 모사한 인공 산성광산배수 수조를 제조하여 흡착제의 배치 형태에 따른 산성광산배수 내 중금속을 제거 실험 결과, 본 발명에 따른 중금속 제거 장치를 지그재그 형, U자 형, 계단 형으로 배치하는 경우 모두 중금속을 제거하는 효과가 있으나, 특히 지그재그 형 및 U자 형으로 배치하는 경우 유량 증가에 관계없이 안정된 중금속 제거효율을 나타내는 것을 확인하였다.

구체적으로, 지그재그 형으로 중금속 제거 장치를 배치한 경우, 도 4에 나타낸 바와 같이, 중앙에 설치된 경사대(402)에 의해 수로의 방향을 변화시켜 와류를 형성시킬 수 있어, 이에 따라 산성광산배수의 체류시간을 증가시킬 수 있고, 동시에 중금속 제거 장치와 접촉이 원활하게 이루어질 수 있기 때문에 가장 우수한 배치 형태임을 확인하였다.

또한, U자 형으로 중금속 제거 장치를 배치한 경우, 도 5에 나타낸 바와 같이, 수로의 수직적인 흐름을 지연시키고, 계단식으로 연계하여 중금속 제거 장치와의 반응시간을 증가시킬 수 있어, 접근성이 어려운 산이나 설치장소가 협소할 경우 적용하는 것이 적합하며, 상대적으로 오염물질의 농도가 높고 유량이 큰 광산에 적용할 수 있다.

나아가, 계단 형으로 중금속 제거 장치를 배치한 경우, 도 6에 나타낸 바와 같이, 수로에 칸막이(602)를 배치함에 따라, 산성광산배수의 체류시간을 증가시킬 수 있으며, 일반적인 산성광산배수 수로가 일자형으로 되어 있으므로, 간단히 칸막이만 설치하여 적용할 수 있기 때문에 PRK의 설치비용 및 설치가 용이하다는 장점이 있다.

본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 중금속 제거 장치를 산성광산배수 수로에 지그재그 형태로 배치 시, 산성광산배수 유량 2.0 ton/day을 기준으로 8 내지 10개 배치할 수 있고, U자 형태로 배치 시, 산성광산배수 유량 2.0 ton/day을 기준으로 12 내지 14개 배치할 수 있으며, 계단 형태로 배치 시, 산성광산배수 유량 2.0 ton/day을 기준으로 18 내지 20개 배치할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 중금속 제거 장치를 산성광산배수 수로에 지그재그 형태, U자 형태, 및 계단 형태로 배치 시, 유량에 따라 배치하는 중금속 제거 장치의 개수를 달리할 수 있는데, 이렇게 되면, 산성광산배수의 유출량이 많아도 산성광산배수 내 중금속의 제거 효율을 조절할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 중금속은 비소, 카드뮴, 구리, 납, 크롬, 아연, 니켈 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.

이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백하다.

재료

(1) 제강슬래그

본 발명에 사용된 제강슬래그의 XRF 분석결과, CaO(36.41%), Fe₂O₃(24.35%), SiO₂(19.30%), Al₂O₃(6.03%), MnO(5.00%)으로 구성되어 있음이 확인되었다.

(2) 폐주철

본 발명에 사용된 폐주철은 다양한 산화가의 철이 혼합된 형태로서, XRF 분석결과, 화학조성은 SiO₂(75.60%), Fe₂O₃(7.71%), Al₂O₃(6.21%) 등으로 구성되어 있음이 확인되었다.

또한 XRD 분석을 통해 알아본 폐주철의 광물조성은, Si와 Al계 광물로 석영과 장석이 인지되었고, Fe와 관련된 광물종으로는 3가철이 주성분인 적철석(hematite, Fe₂O₃), 2가철과 3가철이 혼합된 형태인 자철석(magnetite, Fe₃O₄ 또는 FeO·Fe₂O₃) 등으로 구성되었음이 확인되었다.

(3) 영가철

본 발명에 사용된 영가철은 실험실에서 직접 합성하여 사용하였다.

(4) 투수성 반응 통발(이하, PRK) 용기

본 발명에 사용된 4 cm와 8 cm의 투수성 반응 통발 용기는 문구점에서 완구용 플라스틱 캡슐을 구입하여 드릴로 천공하여 제작하여 사용하였고, 12 cm와 16 cm의 투수성 반응 통발 용기는 12 cm와 16 cm 크기의 세탁볼을 구입하여 사용하였다.

투수성 반응 통발 용기는 도 1에 나타낸 바와 같이, 흡착제를 담지할 수 있고, 물이 통과할 수 있는 공극을 구비하고 있는 것이면 모두 선택하여 사용할 수 있다.

(5) 인공산성광산배수 수조

본 발명에 사용된 인공산성광산배수 수조는 도 2 및 4 내지 6에 나타낸 바와 같이, 실제 산성광산배수의 수로를 모사하여 직접 제조하여 사용하였다.

인공 산성광산배수 수조의 수위는 6.5 cm로 일정하게 유지시키면서 실험에 이용하였고, 광산지역에 따라서 광산배수의 수로 폭이 상이하기 때문에 실제 현장의 광산배수 수위를 일반화할 수 없지만, 통상적으로 상기 인공산성광산배수 수조의 수위 조건은 현장에서도 적용가능하다.

상기 인공산성광산배수 수조를 구체적으로 살펴보면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 인공 산성광산배수 수조의 반응조(202)에는 인공 산성광산배수를 주입할 수 있는 상부 저장고(207), 상기 상부 저장고(207)로부터 인공 산성광산배수가 유입되는 유입구(203), 상기 유입구(203)을 통해 유입된 인공 산성광산배수의 중금속을 제거하는 본 발명의 PRK 흡착제(201), 상기 인공 산성광산배수가 유출되는 유출구(204) 및 상기 유출구(204)를 통해 유출되는 인공 산성광산배수가 저장되는 하부저장고(208)가 구비되어 있고, 상기 상부 저장고(207)는 펌프(209)를 구비하는 인공 산성광산배수를 저장할 수 있는 상부 저장탱크(205)와 연결되어 있으며, 상기 하부저장고(208)은 하부 저장탱크(206)과 연결되어있다.

상기 상부 저장탱크(205)에 저장되어 있던 인공 산성광산배수가 펌프(209)를 통해 상부 저장고(207)로 배출된 후, 상기 상부 저장고(207)의 일정한 수위까지 인공 산성광산배수가 올라오게 되면, 상기 유입구(203)를 통해 반응조(202)에 유입되고, 서서히 수위가 증가되면 PRK(201)과 반응하고, 유출구(204)까지 수위가 도달하게 되면 하부저장고(208)에 유입된 후, 하부 저장탱크(206)로 배출된다.

또한, 본 발명의 PRK 흡착제를 인공산성광산배수 수조에 지그재그 형태로 배치한 경우로서, 도 4에 나타낸 인공 산성광산배수 수조를 구체적으로 살펴보면, 인공산성광산배수 수조의 반응조(401)에는 인공 산성광산배수의 방향을 변화시켜 와류를 형성시키면서, 인공산성광산배수의 체류시간을 증가시키는 경사대(402)가 구비되어 있고, 도면에는 나타나 있지 않지만, 도 2에 나타낸 인공산성광산배수 수조와 같이, 인공 산성광산배수를 주입할 수 있는 상부 저장고(207), 상기 상부 저장고(207)로부터 인공 산성광산배수가 유입되는 유입구(203), 상기 유입구(203)을 통해 유입된 인공 산성광산배수의 중금속을 제거하는 본 발명의 PRK 흡착제(201), 상기 인공 산성광산배수가 유출되는 유출구(403) 및 상기 유출구(403)를 통해 유출되는 인공 산성광산배수가 저장되는 하부저장고(208)가 구비되어 있고, 상기 상부 저장고(207)는 펌프(209)를 구비하는 인공 산성광산배수를 저장할 수 있는 상부 저장탱크(205)와 연결되어 있으며, 상기 하부저장고(208)은 하부 저장탱크(206)과 연결되어있다.

상기 상부 저장탱크(205)에 저장되어 있던 인공 산성광산배수가 펌프(209)를 통해 상부 저장고(207)로 배출된 후, 상기 상부 저장고(207)의 일정한 수위까지 인공 산성광산배수가 올라오게 되면, 상기 유입구(203)를 통해 반응조(401)에 유입되고, 서서히 수위가 증가되어 경사대(402) 높이까지 수위가 증가하면, 수위를 넘어선 인공 산성광산배수는 다음 경사대까지 도달하는데, 이때, PRK(201)과 반응하게 되고, 유출구(403)까지 수위가 도달하게 되면 하부저장고(208)에 유입된 후, 하부 저장탱크(206)로 배출된다.

나아가, 본 발명의 PRK 흡착제를 인공산성광산배수 수조에 U자 형태로 배치한 경우로서, 도 5에 나타낸 인공 산성광산배수 수조를 구체적으로 살펴보면, 인공산성광산배수 수조의 반응조(501)에는 인공 산성광산배수의 수직적인 흐름을 지연시키기 위해 칸막이(502)를 구비하고 있고, 도면에는 나타나 있지 않지만, 도 2에 나타낸 인공산성광산배수 수조와 같이, 인공 산성광산배수가 유입되는 유입구(203), 상기 유입구(203)을 통해 유입된 인공 산성광산배수의 중금속을 제거하는 본 발명의 PRK 흡착제(201), 상기 인공 산성광산배수가 유출되는 유출구(503) 및 상기 유출구(503)를 통해 유출되는 인공 산성광산배수가 저장되는 하부 저장탱크(206)과 연결되어있고, 상기 U자 형태로 흐르는 인공산성광산배수는 배출구(503)를 통해 다음 반응조로 유입되는 순환구조를 하고 있으며, 최종 유출된 인공 산성광산배수는 하부 저장탱크(206)에 저장된다.

또한, 본 발명의 PRK 흡착제를 인공산성광산배수 수조에 계단 형태로 배치한 경우로서, 도 6에 나타낸 인공 산성광산배수 수조를 구체적으로 살펴보면, 상부 저장 탱크(205)에서의 인공 산성광산배수는 펌프(209)를 통해 반응조(601)에 주입된다. 첫 번째 칸의 하부부터 채워져 칸막이(602)의 높이까지 수위가 증가되고, 수위를 넘어선 산성광산배수는 다음 칸으로 유입되어 PRK와 반응하는 순환구조이며, 최종 유출구(603)를 통해 유출된 인공 산성광산배수는 하부 저장탱크(206)에 저장된다.

(6) 인공 산성광산배수

인공 산성광산배수는 초순수에 국내 광산배수 관련 수질기준인 배출수 기준의 100배로 설정하여 비소 5 mg/L, 카드뮴 2 mg/L, 구리 100 mg/L 및 납 10 mg/L로 오염시킨 후, 일반적인 광산배수의 pH 조건을 모사하기 위하여 0.5 M NaOH와 HCl을 이용하여 pH를 4로 조절하였다.

이하, '외부형'이라 함은 지지체 외부에 투수막이 둘러쌓여 있는 형태를 말하고, '내부형'이라 함은 지지체 내부에 투수막이 위치하고 있는 형태이며, '블록형'이라 함은 상기 제조예 1에서 제조된 1 × 1 × 1 cm³의 사각형 형태를 일컫는다.

제조예 1: 제강슬래그를 포함하는 PRK 흡착제의 제조

직경 2 mm의 제강슬래그 300 g을 1 × 1 × 1 cm³의 블록형태로 흡착제를 제조한 다음 직경 12 cm의 PRK 내부에 담지하여 산성광산배수 중금속 제거용 PRK 흡착제를 제조하였다.

비교예 1: 제강슬래그를 포함하는 내부형 PRK 흡착제의 제조

직경 2 mm의 제강슬래그 300 g을 투수막에 넣은 다음 직경 12 cm의 PRK 내부에 담지하여 산성광산배수 중금속 제거용 PRK 흡착제(내부형)를 제조하였다.

비교예 2: 제강슬래그를 포함하는 외부형 PRK 흡착제의 제조

직경 2 mm의 제강슬래그 300 g을 투수막에 넣은 다음 직경 12 cm의 PRK 내부에 담지하여 산성광산배수 중금속 제거용 PRK 흡착제(외부형)를 제조하였다.

실험예 1: 투수막 위치 및 투수막 여부에 따른 산성광산배수 내 중금속 흡착 효과 및 pH 변화 측정

상기 제조예 1, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 PRK 흡착제를 도 2에 나타낸 인공 산성광산배수 수조를 이용한 배치시험을 통해 비소제거효율을 평가하였다.

상기 비소제거효율 실험에 사용된 인공 산성광산배수는 초순수를 비소 5 mg/L로 오염시킨 후, 일반적인 광산배수의 pH 조건을 모사하기 위하여 0.5 M NaOH와 HCl을 이용하여 pH를 4로 조절하였다.

PRK와의 반응시험을 총 10회 수행하였고, 유량은 펌프를 이용하여 6.00 ton/day로 공급하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

순환횟수	구조
	외부형	내부형	블록형
1	0.36	1.03	0.67
2	0.89	1.56	3.14
3	1.72	2.59	4.71
4	3.22	2.96	5.29
5	3.12	4.44	7.02
6	3.76	4.39	8.15
7	3.95	6.82	9.37
8	4.88	8.54	11.92
9	5.44	9.65	13.56
10	5.96	11.29	15.47
최종 pH 결과	6.58	7.25	11.39
회당 평균 제거율 (%/회)	0.60	1.13	1.55
비소 제거량 (mg)	0.69	1.30	1.78
단위질량당 제거량 (mg/kg)	2.29	4.33	5.93
단위시간질량당 제거량 (g/kg/day)	0.79	1.50	2.05

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 우선 PRK 구조별 pH의 변화를 살펴보면, 외부형, 내부형, 블록형 순으로 6.58, 7.25, 11.39로 높게 측정되었다. 이는 제강슬래그 내 석회석을 함유하고 있기 때문에 인공광산배수와 반응할수록 산성광산배수가 중화되어 pH는 증가되는 것으로 판단된다. 상기 pH 결과를 통해 블록형태의 PRK 구조가 광산배수와 반응이 제일 우수한 것을 알 수 있다.

또한 비소제거효율에서도 총 10회에 걸쳐 순환하여 처리한 결과 5.96%(외부형), 11.29% (내부형), 15.47%(블록형)로 외부형보다 블록형 구조가 4배 정도의 효율이 좋은 것을 확인하였다.

이에, 본 발명에서는 블록형 구조 형태로 PRK 흡착제를 제조하도록 하였다.

실시예 1 내지 20: 폐주철, 제강슬래그 및 시멘트를 포함하는 PRK 흡착제의 제조

폐주철 및 제강슬래그를 흡착제 전체 100 중량에 대하여 85 중량%로 혼합한 후, 15 중량%의 시멘트를 첨가하여 혼합한 다음 1 × 1 × 1 cm³의 블록형태로 흡착제를 제조하고, 상기 흡착제 300 g을 직경 12 cm의 PRK에 담지하여 산성광산배수 중금속 제거용 PRK 흡착제를 제조하였다.

이때, 사용한 폐주철은 CIS 또는 GPD 형태이며, 각각의 폐주철 함량을 1(실시예 1 또는 11), 5(실시예 2 또는 12), 10(실시예 3 또는 13), 20(실시예 4 또는 14), 30(실시예 5 또는 15), 40(실시예 6 또는 16), 50(실시예 7 또는17), 60(실시예 8 또는 18), 70(실시예 9 또는 19) 및 80(실시예 10 또는 20) 중량%로 변화시키면서 실험에 사용하였고, 상기 폐주철 함량이 달라짐에 따라 제강슬래그의 함량을 조절하였으며, 시멘트는 흡착제 전체 100 중량에 대하여 15 중량%로 고정하여 첨가하였다.

실시예 21 내지 23: 폐주철, 제강슬래그 및 시멘트를 포함하는 PRK 흡착제의 제조

직경이 12 cm인 PRK를 사용하는 대신 직경이 4 cm(실시예 21), 8 cm(실시예 22), 16 cm(실시예 23)인 PRK를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하여 산성광산배수 중금속 제거용 PRK 흡착제를 제조하였다.

비교예 3 내지 5: 영가철, 제강슬래그 및 시멘트를 포함하는 PRK 흡착제의 제조

영가철 및 제강슬래그를 중량비로 혼합한 후, 상기 혼합물 총중량에 대하여 15 중량%의 시멘트를 첨가하여 혼합한 다음 1 × 1 × 1 cm³의 블록형태로 흡착제를 제조하여 300 g의 직경 12 cm의 PRK에 담지하여 산성광산배수 중금속 제거용 PRK 흡착제를 제조하였다.

이때, 사용한 영가철 함량은 0.05 중량%(비교예 3), 0.1 중량%(비교예 4) 및 0.5 중량%(비교예 5)로 변화시키면서 제강슬래그와 영가철의 총 실험에 사용하였다.

실험예 2: 제강슬래그와 영가철 및 폐주철(CIS 또는 GPD)의 혼합 비율에 따른 산성광산배수 내 중금속 흡착 효과 및 pH 변화 측정

상기 실시예 1 내지 20 및 비교예 3 내지 5에서 제조된 PRK 흡착제를 도 2에 나타낸 인공 산성광산배수 수조를 이용한 배치시험을 통해 비소제거효율을 평가하였다. 그 결과를 하기 표 2 및 도 3에 나타내었다.

상기 비소제거효율 실험에 사용된 인공 산성광산배수는 초순수를 비소 5 mg/L로 오염시킨 후, 일반적인 광산배수의 pH 조건을 모사하기 위하여 0.5 M NaOH와 HCl을 이용하여 pH를 4로 조절하였고, PRK와의 반응시험을 총 10회 수행하였고, 유량은 펌프를 이용하여 6.00 ton/day로 공급하였다.

이때, 단위시간질량당 제거량은 하기 수학식 1로 계산하였다.

[수학식 1]

상기 수학식 1에서,

상기 T는 오염물질의 총 질량이고,

상기 C_aver는 공정을 마친 후 회당 평균 오염물질의 제거효율이며,

상기 t_aver는 회당 평균 공정시간이고,

상기 w는 PRK의 질량이다.

순환횟수	흡착제 혼합비율
	영가철			폐주철(CIS)			폐주철(GPD)
	0.05%	0.10%	0.50%	1%	5%	10%	1%	5%	10%
1	2.20	3.45	4.36	1.24	3.98	4.42	1.16	1.71	1.79
2	5.13	8.80	6.70	1.87	6.22	6.98	1.88	3.28	3.67
3	8.01	11.91	9.30	3.64	7.40	9.41	2.43	4.49	6.73
4	11.21	14.93	15.05	5.15	9.62	14.15	3.72	8.07	8.97
5	11.97	21.12	20.14	7.72	12.95	17.03	4.69	10.14	12.36
6	15.37	22.59	23.04	8.70	14.70	20.85	7.17	10.76	13.44
7	15.76	27.32	25.60	9.93	15.69	23.38	7.88	12.56	17.53
8	17.55	30.99	30.15	12.13	18.59	26.81	10.15	13.70	18.91
9	19.07	32.61	31.31	13.31	20.45	28.23	10.95	16.26	21.19
10	20.80	34.87	34.31	16.09	23.79	32.99	12.91	18.11	25.25
최종 pH 결과	11.40	11.80	11.50	11.18	10.82	11.10	11.41	11.45	11.28
회당 평균 제거율 (%/회)	2.08	3.49	3.43	1.61	2.38	3.30	1.29	1.81	2.52
비소 제거량 (mg)	2.39	4.01	3.95	1.85	2.74	3.79	1.48	2.08	2.90
단위질량당 제거량 (mg/kg)	7.97	13.37	13.15	6.17	9.12	12.65	4.95	6.94	9.68
단위시간질량당 제거량 (g/kg/day)	2.76	4.62	4.54	2.13	3.15	4.37	1.71	2.40	3.34

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 폐주철의 CIS의 경우, 대부분 15-25%의 제거효율로 나타났으며, 그 중 10 중량%의 경우와 상기 표에는 제시되지 않았지만, 70 중량%로 포함되는 경우, 가장 중금속 흡착 효과가 높은 것이 확인되었고, 이는 영가철을 0.1 중량% 및 0.5 중량%로 포함하는 흡착제의 경우와 유사한 효율을 나타내는 것으로 확인되었다.

또한, 폐주철의 GPD의 경우, 1 중량% 에서 10 중량%로 갈수록 증가하다가 상기 표에는 제시되지 않았지만, 20 중량% 첨가되는 경우에서 급격히 감소하였다.

이는 GPD의 함량이 증가함에 따라 PRK의 블록의 표면이 미끈해져 표면적이 감소로 인해 제거효율이 낮게 나타나는 것으로 판단되고, 또한 CIS보다 GPD가 비소제거효율이 낮은 이유는 입자크기가 작기 때문에 표면 노출정도가 적어 이와 같은 결과 나타난 것으로 판단된다.

또한, 하루에 1 kg의 PRK를 이용한 광산배수 내 비소 제거량은 2.76, 4.54, 4.62 g/kg/day로, 이는 본 발명에 따른 PRK 흡착제가 하루에 많은 양의 비소를 제거할 수 있음을 시사한다.

특히, CIS형 폐주철의 경우, 영가철보다는 다소 낮은 제거효율을 보였지만, GPD형 폐주철 보다 제거효율이 훨씬 좋음을 알 수 있고, 영가철은 시중에 고가로 판매되지만, 폐주철은 주조 공정에서 나오는 부산물이기 때문에 매우 경제적인 장점이 있다.

따라서 CIS형 폐주철은 영가철과 유사한 제거효율을 보임과 동시에 영가철보다 경제적이기 때문에 영가철을 대체할 수 있는 PRK 흡착제로 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.

실험예 3: 지지체 크기에 따른 산성광산배수 내 중금속 흡착 효과

상기 실시예 3, 21 내지 23에서 제조된 PRK 흡착제를 도 2에 나타낸 인공 산성광산배수 수조를 이용한 배치시험을 통해 중금속 제거효율을 평가하였다.

이때, 사용된 인공 산성광산배수는 위에서 언급한 바와 같이, 국내 광산배수 관련 수질 기준인 배출수 기순의 100배로 설정하여 비소 5 mg/L, 카드뮴 2 mg/L, 구리 100 mg/L 및 납 10 mg/L로 오염시켜 사용하였고, 도 2의 인공 산성광산배수 수조를 이용하였다.

그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

원소	PRK 크기	10회 제거효율 (%)	평균 제거효율 (%/회)	제거량 (mg)	단위질량당 제거량 (mg/kg)	단위시간질량당제거량 (g/kg/day)
As	4 cm	74.04	7.40	8.51	28.38	9.81
	8 cm	78.96	7.90	9.08	30.27	10.46
	12 cm	82.84	8.28	9.53	31.76	10.97
	16 cm	77.72	7.77	8.94	29.79	10.30
Cd	4 cm	19.62	1.96	0.90	3.01	1.04
	8 cm	19.50	1.95	0.90	2.99	1.03
	12 cm	23.34	2.33	1.07	3.58	1.24
	16 cm	21.95	2.19	1.01	3.37	1.16
Cu	4 cm	32.38	3.24	74.47	248.22	85.78
	8 cm	36.89	3.69	84.85	282.84	97.75
	12 cm	35.59	3.56	81.86	272.86	94.30
	16 cm	34.27	3.43	78.83	262.77	90.81
Pb	4 cm	38.66	3.87	8.89	29.64	10.24
	8 cm	39.39	3.94	9.06	30.20	10.44
	12 cm	43.61	4.36	10.03	33.44	11.56
	16 cm	41.37	4.14	9.52	31.72	10.96

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 각 오염물질별 시험결과를 비교하면, 먼저 비소의 경우 4, 16, 8, 12 cm 순으로 제거효율이 향상되었으며, 평균 단위시간질량당 제거량이 10.97 g/kg/day로 시험예 1에 비해 2배 이상으로 높은 것을 확인하였다.

비소의 제거량이 높은 이유는 인공 산성광산배수의 최종 pH는 6.24-6.52로 중성을 나타나기 때문이며, 이러한 이유는 수용액 내 금속이온이 수산화 이온과 반응하여 수산화 이온을 소비하기 때문인 것으로 사료된다.

또한 제강슬래그와 폐주철 내 다량의 철 산(수산)화물들이 함유되어 있으며, 이런 철 산(수산)화물과 비소와 흡착반응은 pH가 중성인 조건에서 가장 활발하게 이루어지는 것으로 알려져 있으며, 따라서 본 시험예의 pH 조건에서 비소 제거효율이 극대화된 것으로 판단된다.

중금속의 경우에는 비소의 제거효율(74.04-82.84 %)에 비해 비교적 낮게 나타났다. 특히 카드뮴의 제거효율이 평균 21.10%로 가장 낮았고, 구리는 평균 34.78%의 제거효율을 보였다. 그리고 납의 경우 평균 40.76 %로 가장 높게 나타났는데, 이는 납의 경우 다른 중금속들과 비교하여 철 산(수산)화물과의 흡착반응성이 월등히 크고, 또한 수산화물로의 침전성이 강하기 때문인 것으로 판단된다.

각 중금속의 단위시간질량당 제거량을 살펴보면, 카드뮴이 평균 1.12 g/kg/day, 납은 평균 10.80 g/kg/day, 구리는 92.16 g/kg/day로 계산되었으며, 각 중금속별 단위시간질량당 제거량의 경향성이 위에서 언급한 제거효율과 차이가 나는 것은 각 중금속별 초기 농도가 다르기 때문으로 판단된다.

한편, PRK의 크기에 따라 제거효율은 큰 차이는 없지만, 비소와 3종의 중금속 오염물질의 제거효율을 종합적으로 살펴보면 4 cm < 8 cm ≤ 16 cm < 12 cm 순으로 확인되었다.

PRK 크기에 따라 제거효율이 다르게 나타나는 원인은 광산배수의 수위(유량)와 PRK의 접촉면과의 관계로부터 유추할 수 있는데, PRK의 크기가 광산배수의 수위에 비하여 상대적으로 너무 작은 경우에는 PRK가 광산배수 내에 잠기게 됨에 따라, 산성광산배수는 PRK와 접촉하지 못하고, PRK 상부로 직접 흐르는 광산배수의 양이 많아지기 때문에 제거효율은 감소하게 된다.

반대로 PRK가 너무 크게 되면 광산배수와의 접촉면은 상대적으로 감소하게 되어 반응성이 감소하게 되어 제거효율도 감소하게 된다.

따라서 최적의 PRK 크기는 광산배수의 수위와 유사하거나 수위보다 약간 더 커야하는데, 바람직하게는 광산배수 수위에 대하여 약 1.5-2 배 큰 것이 제거효율을 우수하게 할 수 있다.

상기 실험 결과에 따라, 시기에 따라서 광산배수의 유량이 변하기 때문에 설치할 광산에 대해 광산배수의 시기별 수위 변동 폭을 조사하여 최적의 PRK의 크기, 개수(층수) 등을 고려하여 설치한다면 산상광산배수를 처리하는데 매우 용이하다.

실험예 4: PRK 배치 형태에 따른 산성광산배수 내 중금속 흡착 효과

PRK 흡착제의 배치형태에 따른 인공 광산배수 내 비소 및 중금속의 제거효율을 비교 평가하였으며, 상기 실시예 3의 PRK 흡착제를 지그재그 형(도 4) 및 U자 형(도 5) 및 계단 형(도 6) 의 세 종류 인공 산성광산배수 수조의 배치형태별 시험을 수행하였다.

그리고 각 배치형태에서 펌프(209)를 이용하여 유량을 0.4, 1.3, 2.0 ton/day로 조절하였으며, 각 시험마다 설정한 유량을 확인하기 위해 유량을 측정하였다(표 4 및 표 5).

공정 후, 처리수의 pH 및 비소와 중금속 오염물질들의 제거효율, 단위시간질량당 제거량 등을 측정하여 그 결과를 하기 표 6 및 표 7에 나타내었다.

	유량 측정 결과 (ton/day)
유량	0.4	1.3	2
지그재그형	0.39	1.35	1.95
U자형	0.35	1.29	2.19
계단형	0.36	1.34	2.07

	pH
유량	0.4	1.3	2
지그재그형	6.03	5.59	5.40
U자형	5.54	5.34	5.28
계단형	5.52	5.47	5.30

유량		평균 제거효율 (%)
		0.4	1.3	2
As	지그재그형	98.90	98.68	98.85
	U자형	99.45	99.45	72.96
	계단형	45.92	22.03	16.48
Cd	지그재그형	15.18	8.38	5.82
	U자형	10.52	4.48	5.08
	계단형	8.44	2.43	2.63
Cu	지그재그형	22.64	13.81	15.08
	U자형	23.54	7.21	9.79
	계단형	12.57	13.36	5.05
Pb	지그재그형	50.11	53.03	58.20
	U자형	55.18	50.77	56.15
	계단형	60.54	21.53	1.60

유량		단위시간질량당 제거량 (g/kg/day)
		0.4	1.3	2
As	지그재그형	6.83	17.13	32.74
	U자형	6.68	19.15	28.77
	계단형	3.26	4.11	5.45
Cd	지그재그형	0.42	0.58	0.77
	U자형	0.28	0.34	0.80
	계단형	0.24	0.18	0.35
Cu	지그재그형	31.24	47.94	99.90
	U자형	31.61	27.77	77.21
	계단형	17.85	49.87	33.40
Pb	지그재그형	6.92	18.41	38.55
	U자형	7.41	19.55	44.28
	계단형	8.60	8.04	1.06

상기 표 4 및 5에서 유량측정결과, 설정한 값과 유사하게 나타난 것으로 확인되었고, 공정 후, 상기 실험예 3과 유사한 pH 결과를 확인되었다.

본 시험 결과를 전체적으로 살펴보면, 납을 제외하면, 계단형이 가장 낮은 제거효율을 나타냈고, 지그재그형과 U자형은 유사한 제거효율을 보였지만, 지그재그형은 U자형과 달리 유량이 증가하여도 비교적 안정된 제거효율을 나타내는 것으로 확인되었다.

각 오염물질별 제거양상을 세부적으로 살펴보면, 비소의 경우, 계단형은 유량이 커질수록 제거효율이 낮아지고, 지그재그형은 유량과 관계없이 비소 제거능이 우수했다. 그리고 U자형 배치에서는 0.4와 1.3 ton/day의 유량에서 비소의 제거효율이 높았지만, 2.0 ton/day의 유량에서는 제거효율이 급격히 감소하는 것이 확인되었다.

한편, 중금속들 중 납 > 구리 > 카드뮴 순으로 제거효율이 높았으며, 납은 실험예 3에 비해 다소 높은 제거효율이 나타났고 구리와 카드뮴은 비교적 낮은 제거효율이 확인되었다. 납 제거효율은 높은 이유는 상술한 바와 같이 다른 중금속에 비하여 침전성, 흡착성 등의 반응성이 현저히 높기 때문으로 판단된다.

상기 표 6 및 표 7의 결과에 따르면, 지그재그형은 중앙에 설치된 경사대(402)와 수로의 방향이 바뀜으로써 와류가 형성되어 광산배수의 체류시간이 증가함과 동시에 PRK와 접촉이 원활하게 이루어지기 때문에 가장 우수한 배치형태임을 알 수 있다.

그리고 계단형의 경우 일반적인 산성광산배수로가 일자형으로 되어 있어 간단히 칸막이만 설치하여 적용할 수 있기 때문에 PRK의 설치비용 및 설치가 용이하다는 장점이 있다.

U자형의 경우 접근하기 어려운 광산이나 설치장소가 협소할 경우 적용하는 것이 적합하며, 또한 상대적으로 오염물질의 농도가 높고 유량이 큰 광산에 적용하는 것이 좋을 것으로 판단된다.

101 : 투수막, 102 : 지지대, 103 : 흡착제 입자형태, 104 : 흡착제 블록형태
201 : PRK, 202 : 반응조, 203 : 유입구, 204 : 유출구, 205 : 상부 저장탱크, 206 : 하부 저장탱크, 207 : 유입부, 208 : 유출부, 209 : 펌프
401 : 지그재그형 반응조, 402 : 중앙 경사대, 403 : 배출구
501 : U형 반응조, 502 : 칸막이, 503 : 배출구
601 : 계단형 반응조, 602 : 칸막이, 603 : 배출구

Claims (10)

1. 수평 단면이 타원을 포함하는 구형의 모양에 내부는 비워져 있고, 투수용으로 관통된 구멍이 뚫려있는 투수성 반응 통발형 용기와,
   상기 용기에 담지되는
   폐주철, 제강슬래그 및 시멘트를 포함하여 제조된 블록형의 흡착제를 포함하는 산성광산배수 내 중금속 제거 장치로서,
   상기 산성광산배수 내 중금속 제거 장치는 중앙에 설치된 경사대 및 산성광산배수 유출구를 구비한 지그재그형 반응조에 수용되어 산성광산배수로에 지그재그형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 산성광산배수 내 중금속 제거 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 블록형 흡착제는 상기 용기 내부 부피에 대하여 0.4 내지 0.7 부피비로 담지하는 것을 특징으로 하는 산성광산배수 내 중금속 제거 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   폐주철, 제강슬래그 및 시멘트는 1-80 : 5-84 : 15 중량비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 산성광산배수 내 중금속 제거 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 폐주철은 입자크기가 0.5-1.0 mm이고,
   상기 폐주철은 이산화규소, 적철석, 자철석 및 산화알루미늄으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 산성광산배수 내 중금속 제거 장치.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 중금속은 비소, 카드뮴, 구리, 납, 크롬, 아연, 니켈 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 산성광산배수 내 중금속 제거 장치.
   
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