KR101700589B1 - 마그네슘-세리사이트 응집제 제조방법 및 이를 이용한 오염수 처리방법 - Google Patents

마그네슘-세리사이트 응집제 제조방법 및 이를 이용한 오염수 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 사용함으로써 다양한 유기오염물질, 무기오염물질 및 중금속 등이 포함되어 있는 오염수를 처리하기 위하여 흡착 효율이 뛰어난 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 및 이를 이용한 오염수 처리방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따르면 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 사용하여 다양한 유기오염물질, 무기오염물질 및 중금속 등에 대한 응집효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 사용하여 무기염의 사용량을 감소시킴으로써 환경친화적이면서도 저렴한 비용으로 응집제를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

마그네슘-세리사이트 응집제 제조방법 및 이를 이용한 오염수 처리방법{Method of manufacturing Mg-sericite and treating method of contaminated water using the Mg-sericite}
본 발명은 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 제조방법 및 이를 이용한 오염수 처리방법에 관한 것이다.
산업이 고도화되고 경제가 발달함에 따라 산업폐수의 양은 지속적으로 증가하게 되었고, 수 처리는 전세계의 중요 산업이 되었다. 일반적으로 수처리는 산업 폐수처리, 산업용 수처리 공정, 음용수 처리 등 3가지 응용분야로 나눌 수 있다. 여러가지 유형의 응집법, 이온교환, 산화/환원법, 매체 여과, 공기주입법, 염소 소독법, 막분리법 및 활성탄을 이용한 다양한 방법들이 각각의 수처리 분야에 사용되고 있다.
산업폐수의 한 예시로는 양조산업에서 발생하는 폐수인 증류폐액이 있는데, 증류페액은 발생량이 많을 뿐만 아니라 pH가 낮고 온도가 높으며 유기물 함량이 높고, 또한 사용하는 원재료와 계절에 따라서도 그 성상이 변하기 때문에 처리가 어려운 것으로 알려져 있다. 이러한 증류폐액의 처리 및 처분을 위하여 증발과 사료화 뿐만 아니라 물리·화학적 방법을 포함하는 다양한 연구가 진행되었지만, 유기물의 함량이 높아서 처리에 어려움을 겪고 있다.
또한, 염색가공 공정에서 발생하는 폐수는 가공방법 및 소재 등이 계절별, 시대별로 변화하여 폐수의 성상이 자주 변동되고 오염부하량의 변화가 심하여 폐수처리의 최적상태를 유지하는데 상당한 문제점을 안고 있으며, 하절기에는 40℃를 넘는 고온이고 pH가 11.5~12인 강알칼리성으로 전반적인 처리효율이 낮으며 BOD, COD, 색도 등의 배출농도가 높다. 또한, 미생물에 의해 분해가 되지 않거나 분해속도가 느린 염료와 각종 고분자 유기화합 물질을 다량 함유하고 있어 처리에 큰 어려움을 겪고 있다.
이처럼 증가하는 폐수처리문제를 해결하기 위한 방법으로 지난 수십년 동안 다양한 폐수처리에 응고/응집법(Coagulation/Flocculation)이 널리 사용되고 있다. 이 물리/화학적인 공정은 Brownian motion (perikinetic coagulation) 또는 작은 입자를 큰 응집체를 형성한 후 침강, 부유 또는 여과와 같은 방법으로 탁도와 색도의 주요 원인이 되는 콜로이드물질을 쉽게 제거하는데 사용되었다. 기존의 응집제를 이용한 하·폐수처리는 ferric chloride, alum, polymer 응집제를 단독으로 사용하거나, 응집보조제를 사용하거나 또는 전자선을 조사한 후 금속염을 단독으로 사용하여 왔다. 철염을 응집제로 사용하는 경우 폐수중의 유기물에 대한 제거효과는 비교적 높은 편이나, 처리 후 잔류 철염에 의해 폐수가 착색되는 문제가 있다. 이와 같은 문제는 우선 법규상의 규제문제도 있지만, 처리 후의 폐수를 재활용하고자 하는 경우 추가적으로 재처리의 비용이 사용된다.
또한, 알루미늄염을 응집제로 사용하는 경우는 처리 후 폐수의 색도가 양호하고, 후 공정에서 pH를 중성으로 맞추기 위한 화학 약품의 사용량을 줄일 수 있으나, 유기물에 대한 제거효율은 낮다. 무기 응집제는 하·폐수의 양이 많은 경우 응집효율이 낮아 다량의 응집제를 투여해야하고, 재처리의 문제와 높은 부식성을 가지고 있다. 이러한 기존의 응집제의 대량사용은 인간의 건강에 심각한 부작용을 일으킬 수 있기 때문에 고농도의 폐수 처리를 위한 효율적이고 경제적이며 환경 친화적인 응집제의 개발이 필요하다.
공개특허공보 제10-2003-0024939호(2003.03.28.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이를 해소하기 위한 것으로서, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite)응집제를 사용함으로써 다양한 유기오염물질, 무기오염물질 및 중금속 등이 포함되어 있는 오염수를 처리하기 위하여 흡착 효율이 뛰어난 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite)응집제 제조 및 이를 이용한 오염수 처리방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 무기염의 사용량을 감소시킴으로써 경제적이며 환경친화적인 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite)응집제 제조 및 이를 이용한 오염수 처리방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예는 세리사이트(Sericite)와 MgCl2 ·H2O를 혼합하는 혼합단계, 혼합된 세리사이트(Sericite) 및 MgCl2 ·H2O에 증류수를 혼합하여 교반하는 교반단계, 교반한 세리사이트(Sericite) 및 MgCl2 ·H2O을 원심분리한 후, 상등액을 추출하여 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 수득하는 단계를 포함한다.
상기 혼합단계는 세리사이트(Sericite)와 MgCl2 ·H2O를 10~30:1 의 비율로 혼합하고, 교반단계는 8~17시간 동안 교반하는 것이 바람직하다.
상기 혼합단계는 세리사이트(Sericite)와 MgCl2 ·H2O를 20~25:1의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 세리사이트(Sericite)의 성분은 SiO2 59.9~72.1wt%, Al2O3 17.0~18.5wt%, Fe2O3 0.5~1.2wt%, K2O 5.8~7.1wt%, MgO 1.1~1.6wt%, Na2O 0.1~0.2wt%, TiO2 0.5~0.8wt%, CaO 0.2~0.3wt%, P2O5 0.09~0.15wt%, 기타 5.9~7.5 wt%인 것이 바람직하다.
상기 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제에서 Mg/Si의 몰비율은 1.25~3인 것이 바람직하다.
상기 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제에서 Mg/Si의 몰비율은 1.5~1.75인 것이 바람직하다.
상기 MgCl2 ·H2O는 순도 98.0% 이상의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 방법에 의하여 제조된 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 일반하수에 1~50mg/L에 투입하여 5~25분간 교반하여 오염수를 처리하여 pH를 중화시키는 오염수 처리방법을 제공한다.
상기 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 4~5mg/L를 투입하여 일반하수를 중화시키는 것이 바람직하다.
상기 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 5~10mg/L 투입하여 탁도 및 TSS를 제거하는 것이 바람직하다.
상기 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 5~10mg/L 투입하여 COD 및 BOD를 제거하는 것이 바람직하다.
상기 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10~30mg/L 투입하여 TN 및 NO3-N을 제거하는 것이 바람직하다.
상기 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10~20mg/L 투입하여 TP 및 PO4-P를 제거하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 방법에 의하여 제조된 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 맥주공장 폐수에 1~50mg/L를 투입하여 5~25분간 교반하여 오염수를 처리하여 맥주공장 폐수의 pH를 중화시키는 오염수 처리방법을 제공한다.
상기 맥주공장 폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 4~10mg/L를 투입하여 맥주공장폐수를 중화시키는 것이 바람직하다.
상기 맥주공장 폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 20~30mg/L 투입하여, 탁도 및 SS를 제거하는 것이 바람직하다.
상기 맥주공장 폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 50~150mg/L 투입하여, COD 및 BOD를 제거하는 것이 바람직하다.
상기 맥주공장 폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 20~30mg/L 투입하여, TN 및 NH4-N을 제거하는 것이 바람직하다.
상기 맥주공장 폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10~20mg/L 투입하여, TP 및 PO4-P를 제거하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 방법에 의하여 제조된 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 염색폐수에 1~50mg/L를 투입하여 5~25분간 교반하여 오염수를 처리하여 염색폐수의 pH를 중화시키는 오염수 처리방법을 제공한다.
상기 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 4~10mg/L를 투입하여 10~30분 동안 염색폐수를 중화시키는 것이 바람직하다.
상기 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 50~100mg/L 투입하여, SS 및 Color를 제거하는 것이 바람직하다.
상기 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 300~500mg/L 투입하여, COD 및 BOD를 제거하는 것이 바람직하다.
상기 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 50~100mg/L 투입하여 TN 및 TP를 제거하는 것이 바람직하다.
상기 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용하여 처리된 오염수의 제타전위는 -1mV ~ 2mV의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 사용하여 다양한 유기오염물질, 무기오염물질 및 중금속 등에 대한 응집효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 사용하여 무기염의 사용량을 감소시킴으로써 환경친화적이면서도 저렴한 비용으로 응집제를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일반하수에서 교반시간과 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도에 따른 pH변화를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일반하수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 탁도(Turbidity)와 TSS제거율을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일반하수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 COD 및 BOD제거율을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 일반하수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도에 따른 TN 및 NO3-N의 제거율을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 일반하수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 TP 및 PO4-P의 제거율을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 맥주공장폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도와 교반시간에 따른 pH변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 맥주공장폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 탁도(Turbidity) 및 SS 제거율을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 일반하수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 COD 및 BOD 제거율을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 맥주공장폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도에 따른 TN 및 NH4-N의 제거율을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 맥주공장폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 TP 및 PO4-P의 제거율을 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 염색폐수에서 교반시간과 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도에 따른 pH 변화를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 염색폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite)의 양에 다른 제타전위의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 염색폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 SS와 Color 제거율을 나타내는 그래프이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 염색폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 COD 및 BOD 제거율을 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 염색폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도에 따른 TN 및 TP의 제거율을 나타낸 그래프이다.
도 16은 Mg/Si의 몰비율에 따른 Color, SS, BOD, COD의 제거효율을 나타낸 그래프이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 매체를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 세리사이트(Sericite)의 주요성분은 SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO 등이며, 그 중에서도 특히 SiO2와 Al2O3는 세리사이트(Sericite)의 생산지역에 따라 68~80% 정도를 함유하고 있다. 세리사이트(Sericite)는 SiO2 주성분의 판상 구조속에 Al2O3와 같은 성분들이 사면체 또는 팔면체의 구조로 사슬모양으로 연결되어 있고, 이 구조속에 각종 알칼리금속 및 알칼리 토금속 이온을 포함하고 있다.
참고로, 본 발명에서 사용한 세리사이트(Sericite)의 구체적인 성분 함유량은 하기 표 1과 같다.
성분 함량(wt%)
SiO2 59.9~72.1
Al2O3 17.0~18.5
Fe2O3 0.5~1.2
K2O 5.8~7.1
MgO 1.1~1.6
Na2O 0.1~0.2
TiO2 0.5~0.8
CaO 0.2~0.3
P2O5 0.09~0.15
기타 5.9~7.5
또한, 본 발명에서 사용한 MgCl2 ·H2O는 순도 98.0%이상이다. 양이온의 수가 높을수록 하·폐수의 유·무기물을 잘 응집할 수 있으며, 2가 혹은 다가의 양이온이 첨가되면 최소한 하나의 점토광물과 적어도 하나의 양이온이 결합하거나 또는 점토광물과 혼합하여 혼합물이 생성된다. Fe2 +, Ca2 +, Mg2 +, Fe3 + 그리고 Al3 + 등은 다가의 양이온 그룹에 속하는데 이러한 다가의 양이온을 점토광물과 혼합하면 MgCl2 ·H2O와 유·무기물이 응집하여 가교역할을 하므로 상대적으로 빠르게 응집, 침전된다.
본 발명에서는 세리사이트(Sericite)와 MgCl2 ·H2O를 혼합하여 응집제를 제조하고, 제조된 응집제를 이용한 오염수 처리방법을 제공한다.
본 발명에 따른 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제는 세리사이트(Sericite)와 MgCl2 ·H2O를 10~30:1의 비율로 혼합하는 단계, 혼합된 세리사이트(Sericite)와 MgCl2 ·H2O에 증류수를 혼합하여 8~17시간 동안 교반하는 단계, 교반한 세리사이트(Sericite) 및 MgCl2 ·H2O를 원심분리한 후 상등액을 추출하는 단계를 포함한다. 세리사이트(Sericite)와 MgCl2 ·H2O를 혼합하는 단계에서, 세리사이트(Sericite)와 MgCl2 ·H2O는 20~25:1의 비율로 혼합하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 도 16은 Mg/Si의 몰비율에 따른 Color, SS, BOD, COD의 제거효율을 나타낸 그래프이다.
도면에 나타난 바와 같이, 상기 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제에서 Mg/Si 의 몰비율은 1.25~3의 범위를 가질 때 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 응집 효율이 우수한 것을 알 수 있었다. 가장 바람직한 Mg/Si 의 몰비율은 1.5~1.75이며, 이 범위에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 응집 효율이 가장 우수한 것으로 측정되었다.
상기 방법으로 제조된 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 1~50mg/L를 일반하수에 투입하여 5~25분간 교반하여 오염수를 처리하여 일반하수의 pH를 중화시키는 오염수 처리방법을 제공한다. 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericte) 응집제가 1mg/L 미만으로 투입될 경우, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 응집이 완전히 이루어지지 않아 일반하수를 처리하는데 적절하지 않으며 50mg/L를 초과하여 투입될 경우 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 투여량에 비해 응집효율이 현저히 떨어지게 되어 바람직하지 않다.
또한, 상기 방법으로 제조된 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제는 1~50mg/L를 맥주공장폐수에 투입하여 5~25분간 교반하여 오염수를 처리하여 맥주공장폐수의 pH를 중화시키는 오염수 처리방법을 제공한다. 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 1mg/L 미만으로 투입될 경우, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 응집이 완전히 이루어지지 않아 맥주공장폐수를 처리하는데 적절하지 않으며 50mg/L를 초과하여 투입될 경우 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 투여량에 비해 응집효율이 현저히 떨어지게 되어 바람직하지 않다.
또한, 상기 방법으로 제조된 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제는 1~50mg/L를 염색폐수에 투입하여 5~25분간 교반하여 오염수를 처리하여 염색폐수의 pH를 중화시키는 오염수 처리방법을 제공한다. 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 1mg/L 미만으로 투입될 경우, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 응집이 완전히 이루어지지 않아 염색폐수를 처리하는데 적절하지 않으며 50mg/L를 초과하여 투입될 경우 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 투여량에 비해 응집효율이 현저히 떨어지게 되어 바람직하지 않다.
상기 방법으로 제조된 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법에서 오염수는 일반하수, 맥주공장 폐수, 염색폐수를 사용하여 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 성능을 평가하였지만 반드시 이에 한정되지는 않는다.
이하 본 발명은 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다.
( 실시예 1) : 마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 응집제를 이용한 일반하수처리
본 발명의 실시예에 이용된 일반하수의 성상은 하기 표 2에 도시하였으며, TN/TP의 비율은 4.3~4.6, COD/BOD의 비율은 1.5~1.9이다.
파라미터 농도범위[mg/L] 평균농도[mg/L]
pH 6.2~7.2 6.4
탁도(NTU) 180~480 380
총 부유물질(TSS) 170~497 4.2
COD 234.1~275.9 250.4
BOD 125.4~187.7 142.8
TN 23.4~28.8 25.4
NO3-N 14.5~17.6 15.4
TP 5.4~6.2 5.8
PO4-P 2.7~3.1 2.8
본 발명의 실시예에서 세리사이트(Sericite)에 함유되어 있는 무기 성분의 질적 양적 분석은 X-ray fluorescence (XRF-1500, Shimadzu, Japan)을 사용하여 분석하였고 표면 분석을 위한 SEM 이미지는 (SM-300, Topcon, Japan)을 사용하였다. 세리사이트(Sericite) 입자의 크기는 입도분석기 (Laser Diffraction Master class 3&4, Malvern, England)를 이용하였고, 세리사이트(Sericite)의 양은 전자저울(XP26, Mettler Toledo, Swiss)로 측정하였다. pH는 pH meter (SevenGO pro, Mettler Toledo)를 이용하여 측정하였다. TSS, Turbidity, COD, BOD, TN, NO3-N, TP 그리고 PO4-P는 수질오염공정시험법을 이용하여 측정하였다. 실험은 5번 반복하였으며 평균 데이터를 사용하였다.
실험1 -1. 일반하수에서 마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 응집제의 양과 pH 및 교반시간의 최적화
하·폐수에서 유·무기물질을 응집하기 위한 주요 영향인자는 수온, pH, 알칼리도, 교반조건 및 공전물질 등이며 특히 하·폐수의 pH는 유·무기물의 제거에 많은 영향을 미친다. 실험1-1에서는, 일반하수 1L에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 다양한 농도로 투입하여 일반하수에서 교반시간과 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도에 따른 pH의 변화를 측정하였다.
[마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 응집제의 양과 pH 변화]
실시예 1-1은 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 5mg/L 투입하여 처리 했을 때의 실시예이며, 비교예 1-1은 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10mg/L 투입하여 처리했을 때의 실시예이다. 도 1은 일반하수에서 교반시간과 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도에 따른 pH변화를 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 5mg/L 투입한 실시예 1-1까지는 일반하수의 pH가 초기 pH6.4에서 지속적으로 상승했으나, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10mg/L 투입한 비교예 1-1에서는 pH가 8.4로 나타난 것으로 보아, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 5mg/L 이상에서는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도와는 관계 없이 pH가 일정한 것으로 나타났다.
세리사이트(Sericite)는 그 자체만으로도 약 알칼리인 pH 8~9를 나타내며, 입자가 고와질수록 pH가 약간 상승한다. 이는 이온치환능력이 입자 표면적과 비례적으로 작용하기 때문이다. 또한, 세리사이트(Sericite)는 산성폐수를 중화시킬 수 있는데 이는 세리사이트(Sericite)의 층 사이에 함유되어 있는 OH-이온이 산성폐수의 H+이온과 결합하면서 물이 형성되고, 이러한 반응들에 의해 세리사이트(Sericite)는 pH를 중성화 시킬 수 있다.
적정 pH를 유지하기 위한 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양은 4~5mg/L가 바람직하며, 4mg/L 미만으로 투입될 경우 일반하수의 중화가 완전히 일어나지 않아 바람직하지 않으며, 5mg/L를 초과하여 투입할 경우 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 투입량에 따른 pH의 변화가 나타나지 않아 비경제적이므로 바람직하지 않다.
[ 교반시간에 의한 일반하수의 pH 변화]
실시예1-2는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 투입된 일반하수를 30분 교반했을 때의 실시예이며, 비교예 1-2은 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 투입된 일반하수를 40분 교반했을 때의 실시예이다.
도 1을 참조하면, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 투입된 일반하수를 30분동안 교반한 실시예 1-2의 pH는 8.5까지 지속적으로 상승하였으나, 40분 교반한 비교예 1-2에서의 pH 또한 8.5로 변화가 없는것으로 나타났다. 따라서, 일반하수와 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제는 30분동안 교반하였을 때 충분히 혼합되는 것을 알 수 있다. 일반하수와 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 바람직한 교반시간은 10~30분이며, 10분 미만으로 교반할 경우 일반하수와 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 충분히 혼합되지 않아 하수 처리에 있어서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 효과가 떨어질 수 있어 바람직하지 않으며, 30분을 초과하여 교반할 경우 pH의 변화가 없으므로 효율이 떨어져 바람직하지 않다.
실험1 -2. 일반하수에서 마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 응집제의 양에 따른 탁도( Turbidity )와 TSS 제거율
세리사이트(Sericite) 함유 응집제는 장시간 정치하여도 침강이 어려운 1㎛~1nm 크기의 콜로이드 입자를 제거하기 위해 사용하며, 응집제를 주입하여 콜로이드 입자를 큰 플록으로 만든 후 침전이나 여과로 분리한다. 실험1-2에서는, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 탁도(Turbidity)와 TSS의 제거율을 측정하였으며, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 투입량에 따른 탁도(Turbidity) 및 TSS의 제거율을 하기 표 3에 도시하였다. 도 2는 일반하수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 탁도(Turbidity)와 TSS제거율을 나타낸 그래프이다.
구분 마그네슘-세리사이트
(Mg-Sericite)응집제		 탁도(Turbidity)
제거율		 TSS 제거율
실시예1-3 5mg/L 90.4% 92.1%
실시예1-4 10mg/L 99.7% 99.7%
실시예 1-3은 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 5mg/L 투입했을때의 실시예이며, 실시예 1-4는 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10mg/L 투입했을 때의 실시예이다.
표 3 및 도 2를 참조하면, 탁도(Turbidity) 및 TSS는 비슷한 제거 양상을 나타내는 것을 알 수 있다. 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 5mg/L를 투입한 실시예 1-3의 탁도(Turbidity) 및 TSS 제거율은 각각 90.4%, 92.1%로 측정되었으며, 10mg/L를 투입한 실시예 1-4의 탁도(Turbidity) 및 TSS 제거율은 모두 99.7%로 측정되었다. 따라서 탁도(Turbidity) 및 TSS 제거율은 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10mg/L 투입했을 때 가장 높은 것을 알 수 있다. 일반하수에 투입되는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 5mg/L 미만일 경우 탁도(Turbidity) 및 TSS 제거율이 낮게 나타나므로 바람직하지 않으며, 10mg/L를 초과할 경우 탁도(Turbidity) 및 TSS 제거율의 뚜렷한 변화가 없으므로 제거 효율이 떨어져 바람직하지 않다.
실험1 -3. 일반하수에서 마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 응집제의 양에 따른 COD 와 BOD 제거율
실험 1-3에서는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 COD 및 BOD 제거율을 측정하였으며, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 투입량에 따른 COD 및 BOD의 제거율을 하기 표 4에 도시하였다. 도 3은 일반하수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 COD 및 BOD제거율을 나타낸 그래프이다.
구분 마그네슘-세리사이트
(Mg-Sericite)응집제		 COD 제거율 BOD 제거율
비교예 1-3 1 50.8% 43.1%
비교예 1-4 3 74.2% 73.2%
실시예 1-5 5 94.6% 93.1%
실시예 1-6 7 98.2% 99.2%
실시예 1-7 10 99.7%
실시예 1-5, 실시예 1-6, 실시예 1-7은 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 각각 5, 7, 10mg/L을 투입했을 때의 실시예이며, 비교예 1-3, 비교예 1-4는 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 각각 1, 3mg/L 투입했을 때의 실시예이다.
[ COD 제거율]
표 4 및 도 3을 참조하면, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 5,7,10mg/L를 투입한 실시예 1-5, 실시예 1-6, 실시예 1-7의 COD 제거율은 각각 94.6%, 98.2%, 99.7%로 측정되었다. 따라서 COD 제거율은 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10mg/L 투입했을 때 가장 높은 것을 알 수 있다. 비교예 1-3, 비교예 1-4는 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 1,3mg/L 투입한 비교예이며, 이때의 COD 제거율은 각각 50.8%, 74.2%로 비교적 낮게 측정되었다. 일반하수에 투입되는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 5mg/L 미만일 경우 COD 제거율이 현저히 떨어지므로 바람직하지 않으며, 10mg/L를 초과할 경우 COD 제거율에 뚜렷한 변화가 없으므로 제거효율이 떨어져 비경제적인 문제점이 있다.
[ BOD 제거율]
표 4 및 도 3을 참조하면, 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 5, 7mg/L 투입한 실시예 1-5, 실시예 1-6에서는 BOD 제거율이 각각 93.1%, 99.2%로 측정되었다. 따라서, BOD 제거율은 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 7mg/L 투입했을 때 가장 높은 것을 알 수 있다. 비교예 1-3, 비교예 1-4는 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 1,3mg/L 투입한 비교예이며, 이때의 BOD 제거율은 각각 43.1%, 73.2%로 비교적 낮게 측정되었다. 일반하수에 투입되는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 5mg/L 미만일 경우 BOD 제거율이 현저히 떨어지므로 바람직하지 않으며, 7mg/L를 초과할 경우 BOD 제거율에 뚜렷한 변화가 없으므로 제거효율이 떨어져 비경제적인 문제점이 있다.
실험1 -4. 일반하수에서 마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 응집제의 농도에 따른 TN 과 NO 3 -N 제거율
실험 1-4에서는, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도에 따른 TN 및 NO3-N의 제거율을 측정하였으며, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 투입량에 따른 TN 및 NO3-N의 제거율을 하기 표 5에 도시하였다. 도 4는 일반하수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도에 따른 TN 및 NO3-N의 제거율을 나타낸 그래프이다.
구분 마그네슘-세리사이트
(Mg-Sericite) 응집제		 TN 제거율(%) NO3-N제거율(%)
비교예 1-5 3 20.0 25.9
실시예 1-8 10 90.6 90.9
실시예 1-9 20 96.9 96.8
실시예 1-10 25 99.4
실시예 1-11 30 99.6
실시예 1-8, 실시예 1-9, 실시예 1-10, 실시예 1-11은 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 각각 10,20,25,30mg/L를 투입했을 때의 실시예이며, 비교예 1-5는 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 3mg/L 투입했을 때의 실시예이다.
[ TN 제거율]
표 5 및 도 4를 참조하면, 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10, 20, 30mg/L 투입한 실시예 1-8, 실시예 1-9, 실시예 1-11에서는 TN제거율이 각각 90.6%, 96.9%, 99.6%로 측정되었다. 따라서, TN제거율은 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 30mg/L 투입했을 때 가장 높은 것을 알 수 있다. 비교예 1-5는 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 3mg/L 투입한 비교예이며, 이때의 TN 제거율은 20.0%로 낮게 측정되었다. 일반하수에 투입되는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 10mg/L 미만일 경우 TN 제거율이 낮으므로 바람직하지 않으며, 30mg/L를 초과할 경우 TN제거율에 뚜렷한 변화가 없으므로 제거효율이 떨어져 비경제적인 문제점이 있다.
[ NO 3 -N제거율]
표 5 및 도 4를 참조하면, 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10, 20, 25mg/L 투입한 실시예 1-8, 실시예 1-9, 실시예 1-10에서는 NO3-N 제거율이 각각 90.9%, 96.8%, 99.4%로 측정되었다. 따라서, NO3-N 제거율은 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 25mg/L 투입했을 때 가장 높은 것을 알 수 있다. 비교예 1-5는 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 3mg/L 투입한 비교예이며, 이때의 NO3-N 제거율은 25.9%로 낮게 측정되었다. 일반하수에 투입되는 마그네슘-세리사이트(Mg- Sericite) 응집제가 10mg/L 미만일 경우 NO3-N 제거율이 낮으므로 바람직하지 않으며, 25mg/L를 초과할 경우 NO3-N 제거율에 뚜렷한 변화가 없으므로 제거효율이 떨어져 비경제적인 문제점이 있다.
실험1 -5. 일반하수에서 마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 응집제를 이용한 TP 와 PO 4 -P의 제거율
실험 1-5에서는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 TP 및 PO4-P의 제거율을 측정하였으며, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 투입량에 따른 TP 및 PO4-P의 제거율을 하기 표 6에 도시하였다. 도 5는 일반하수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 TP 및 PO4-P의 제거율을 나타낸 그래프이다.
구분 마그네슘-세리사이트
(Mg-Sericite)
응집제 (mg/L)		 TP 제거율(%) PO4-P제거율
실시예 1-12 10 81.0% 78.6%
실시예 1-13 20 98.3% 98.2%
실시예 1-12는 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10mg/L 투입했을 때의 실시예이며, 실시예 1-13은 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 20mg/L 투입했을 때의 실시예이다.
표 6 및 도 5를 참조하면, TP 및 PO4-P는 비슷한 제거 양상을 나타내는 것을 알 수 있다. 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 10mg/L를 투입한 실시예 1-12의 TP 및 PO4-P의 제거율은 각각 81.0%, 78.6%로 측정되었으며, 20mg/L를 투입한 실시예 1-13의 TP 및 PO4-P 제거율은 각각 98.3%, 98.2%로 측정되었다. 따라서 TP 및 PO4-P 제거율은 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 20mg/L 투입했을 때 가장 높은 것을 알 수 있다. 일반하수에 투입되는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 10mg/L 미만일 경우 TP 및 PO4-P 제거율이 낮게 나타나므로 바람직하지 않으며, 20mg/L를 초과할 경우 TP 및 PO4-P 제거율의 뚜렷한 변화가 없으므로 제거 효율이 떨어져 비경제적인 문제점이 있다.
( 실시예2 ) : 마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 응집제를 이용한 맥주공장폐수 처리
본 발명의 실시예에 이용된 맥주공장폐수의 성상은 하기 표 7에 도시하였으며, 맥주공장의 호기조 폐수를 이용하였다. 이것은 호기조의 응집효과를 상승시켜 슬러지의 침전효과를 상승시키고 유출수의 수질을 향상시키기 위함이다. 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제는 슬러지 플럭의 상태와 인출 MLSS 농도에 따라 사용량의 증감을 결정하였다. 유입수의 성상은 BOD5/COD의 비율이 0.3-0.5로 나타나 생분해가 가능한 고농도의 폐수이며, pH가 낮고, 중금속의 함유량은 미미했다. 호기조의 pH는 유입수의 pH보다 약간 상승하여 6.5±0.4로 측정되었다.
파라미터 유입수(mg/L) 호기성 탱크(mg/L)
pH 5.1±0.4 6.5±0.4
SS 997.5±50.7 302.5±19.4
COD 5,200±300.5 1,250±104.2
BOD 2,224±52.4 543±32.5
TN 43.6±6.2 20.3±3.1
NH4-N 16.2±5.4 9.1±1.5
TP 12.3±1.5 5.4±4.2
PO4-P 8.1±1.1 4.5±2.7
중금속 매우 낮음 매우 낮음
물과 맥주 비율 4~10 hL 물/hL 맥주
(water/hL beer)
오염수와 맥주 비율 1.3~1.8 hL/hL 미만 물과 맥주 비율(less than Water to beer ratio)
본 발명의 실시예에서 세리사이트(Sericite)에 함유되어 있는 무기 성분의 질적 양적 분석은 X-ray fluorescence(XRF-1500, Shimadzu, Japan)을 사용하여 분석하였고 표면 분석을 위한 SEM 이미지는 (SM-300, Topcon, Japan)을 사용하였다. 세리사이트(Sericite) 입자의 크기는 입도분석기(Laser Diffraction Master class 3&4, Malvern, England)를 이용하였고, 세리사이트(Sericite)의 양은 전자저울 (XP26, Mettler Toledo, Swiss)로 측정하였다. SS, COD, BOD, TN, NH4-N, TP 그리고 PO4-P 는 수질오염공정시험법을 이용하여 측정하였다. 실험은 5번을 반복하였으며 평균 데이터를 사용하였다.
실험2 -1. 맥주공장폐수에서 마그네슘- 세리사이트(Mg-Sericite)의 양과 pH 및 교반시간의 최적화
실험 2-1에서는, 맥주공장폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 다양한 농도로 투입하여 맥주공장폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도와 교반시간에 따른 pH변화를 측정하였다.
[마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 응집제의 양과 pH ]
실시예 2-1은 맥주공장 폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10mg/L 투입하여 처리했을 때의 실시예이며, 비교예 2-1은 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 20mg/L 투입하여 처리했을 때의 실시예이다. 도 6은 맥주공장폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도와 교반시간에 따른 pH변화를 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10mg/L 투입한 실시예 2-1까지는 일반하수의 pH가 초기 pH6.5에서부터 지속적으로 상승했으나, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 20mg/L 투입한 비교예 2-1에서는 pH가 7.7로 나타난 것으로 보아, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 10mg/L 이상에서는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도와는 관계 없이 pH가 일정한 것으로 나타났다.
적정 pH를 유지하기 위한 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양은 4~10mg/L가 바람직하며, 4mg/L 미만으로 투입될 경우 맥주공장폐수의 중화가 완전히 일어나지 않아 바람직하지 않으며, 10mg/L를 초과하여 투입될 경우 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 투입량에 따른 pH의 변화가 나타나지 않아 비경제적이므로 바람직하지 않다.
[ 교반시간에 의한 염색폐수의 pH 변화]
실시예 2-2는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 투입된 맥주공장폐수를 30분 교반했을 때의 실시예이며, 비교예 2-2는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 투입된 맥주공장폐수를 40분 교반했을 때의 실시예이다.
도 6을 참조하면, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 투입된 맥주공장폐수를 30분동안 교반한 실시예 2-2의 pH는 7.8까지 지속적으로 상승하였으나, 40분 교반한 비교예 2-2에서의 pH 또한 7.8로 변화가 없는 것으로 나타났다. 따라서, 맥주공장폐수와 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제는 30분 동안 교반하였을 때 충분히 혼합되는 것을 알 수 있다. 맥주공장폐수와 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 바람직한 교반시간은 10~30분이며, 10분 미만으로 교반할 경우 맥주공장폐수와 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 충분히 혼합되지 않아 맥주공장폐수 처리에 있어서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 효과가 떨어질 수 있어 바람직하지 않으며, 30분을 초과하여 교반할 경우 pH의 변화가 없으므로 효율이 떨어져 바람직하지 않다.
실험2 -2. 맥주공장폐수에서 마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 양에 따른 탁도( Turbidity ) 및 SS 제거율
실험2-2에서는 맥주공장폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 탁도(Turbidity) 및 SS 제거율을 측정하였으며, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 투입량에 따른 탁도(Turbidity) 및 SS 제거율을 하기 표 8에 도시하였다. 도 7은 맥주공장폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 탁도(Turbidity) 및 SS 제거율을 나타낸 그래프이다.
구분 마그네슘-세리사이트
(Mg-Sericite)응집제 (mg/L)		 탁도(Turbidity) 제거율(%) SS 제거율(%)
실시예 2-3 20 98.5 99.8
실시예 2-4 30 98.4 99.8
실시예 2-3은 맥주공장폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 20mg/L 투입했을 때의 실시예이며, 실시예 2-4는 맥주공장폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 30mg/L 투입했을 때의 실시예이다.
표8 및 도 7을 참조하면, 탁도(Turbidity) 및 SS는 비슷한 제거 양상을 나타내는 것을 알 수 있다. 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 20mg/L를 투입한 실시예 2-3의 탁도(Turbidity) 및 SS 제거율은 각각 98.5%, 98.4%로 측정되었으며, 30mg/L를 투입한 실시예 2-4의 탁도(Turbidity) 및 SS 제거율은 모두 99.8%로 측정되었다. 따라서 탁도(Turbidity) 및 SS 제거율은 맥주공장폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 30mg/L 투입햇을 때 가장 높은 것을 알 수 있다. 맥주공장폐수에 투입되는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 20mg/L 미만일 경우 탁도(Turbidity) 및 SS 제거율이 낮게 나타나므로 바람직하지 않으며, 30mg/L를 초과할 경우 탁도(Turbidity) 및 SS 제거율의 뚜렷한 변화가 없으므로 제거 효율이 떨어져 비경제적인 문제가 있다.
실험2 -3. 맥주공장폐수에서 마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 응집제의 양에 따른 COD와 BOD 제거율
실험2-3에서는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 COD 및 BOD 제거율을 측정하였으며, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 투입량에 따른 COD 및 BOD의 제거율을 하기 표 9에 도시하였다. 도 8은 일반하수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 COD 및 BOD 제거율을 나타낸 그래프이다.
구분 마그네슘-세리사이트
(Mg-Sericite) 응집제(mg/L)		 COD제거율(%) BOD제거율(%)
실시예 2-5 50 98.8
실시예 2-6 100 98.5
실시예 2-7 150 98.96
실시예 2-5, 실시예 2-6, 실시예 2-7은 맥주공장폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 각각 50,100,150mg/L를 투입했을 때의 실시예이다.
[ COD 제거율]
표 9 및 도 8을 참조하면, 맥주공장폐수1,250mg/L에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 100,150mg/L를 투입한 실시예 2-6, 실시예 2-7의 COD제거율은 각각 98.5%, 98.96%로 측정되었다. 따라서 COD 제거율은 맥주공장폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 150mg/L 투입했을 때 가장 높은 것을 알 수 있으며, COD 1,250mg/L의 농도를 제거하기 위해서는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양이 약 8.33mg/L가 필요했다. 맥주공장폐수에 투입되는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 100mg/L 미만일 경우 COD제거율이 낮으므로 바람직하지 않으며, 150mg/L를 초과할 경우 COD제거율에 뚜렷한 변화가 없으므로 제거효율이 떨어져 비경제적인 문제점이 있다.
[ BOD 제거율]
표 9 및 도 8을 참조하면, 맥주공장폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 50mg/L를 투입한 실시예 2-5의 BOD제거율은 98.8%로 측정되었으며 그 이상의 농도에서는 제거율의 큰 변화가 없었다. 맥주공장폐수에서 BOD 1mg/L를 제거하기 위해 필요한 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양은 약 10.86mg/L로, COD를 제거하기 위해 필요한 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제보다 더 많은 양이 필요했다.
실험2 -4.맥주공장폐수에서 마그네슘- 세리사이트(Mg-Sericite)응집제의 농도에 따른 TN과 NH 4 -N 제거율
실험2-4에서는, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도에 따른 TN 및 NH4-N의 제거율을 측정하였으며, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 투입량에 따른 TN 및 NH4-N의 제거율을 하기 표 10에 도시하였다. 도 9는 맥주공장폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도에 따른 TN 및 NH4-N의 제거율을 나타낸 그래프이다.
구분 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite)응집제(mg/L) TN 제거율(%) NH4-N 제거율(%)
비교예 2-3 5 8.8 1.6
실시예 2-8 20 88.2 98.9
실시예 2-9 30 98.5
실시예 2-8, 실시예 2-9는 맥주공장폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 각각 20, 30mg/L를 투입했을 때의 실시예이며, 비교예 2-3은 맥주공장폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 5mg/L 투입했을 때의 실시예이다.
[ TN 제거율]
표 10 및 도 9를 참조하면, 맥주공장폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 5mg/L 투입한 비교예 2-3에서 TN은 8.8%의 낮은 제거율을 나타냈으나, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 20, 30mg/L 투입한 실시예 2-8, 실시예 2-9에서는 각각 88.2%, 98.5%의 높은 제거율을 나타냈다. 따라서 TN은 30mg/L의 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 투입하였을 때 가장높은 제거율을 나타내는 것을 알 수 있으며, 30mg/L 이상의 양에서는 TN 제거율에 큰 변화가 없었다. TN 1mg/L를 제거하기 위해서는 1.47mg/L의 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 필요했다. 맥주공장폐수에 투입되는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 20mg/L 미만일 경우 TN 제거율이 낮으므로 바람직하지 않으며, 30mg/L를 초과할 경우 TN제거율에 뚜렷한 변화가 없으므로 제거효율이 떨어져 비경제적인 문제점이 있다.
[ NH 4 -N 제거율]
표 10 및 도 9를 참조하면, 맥주공장폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 5mg/L 투입한 비교예 2-3에서 NH4-N은 1.6%의 낮은 제거율을 나타냈으나, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 20mg/L 투입한 실시예 2-8에서는 98.9%의 높은 제거율을 나타냈다. 따라서 NH4-N은 20mg/L의 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 투입하였을 때 가장 높은 제거율을 나타내는 것을 알 수 있으며, 20mg/L 이상의 양에서는 NH4-N 제거율에 큰 변화가 없었다. NH4-N 1mg/L를 제거하기 위해서는 2.2mg/L의 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 필요했다. NH4-N 제거를 위한 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양은 10~20mg/L가 바람직하며, 투입되는 Mg- Sericite 응집제가 10mg/L 미만일 경우 NH4-N 제거율이 낮으므로 바람직하지 않으며, 20mg/L를 초과할 경우 NH4-N 제거율에 뚜렷한 변화가 없으므로 제거효율이 떨어져 비경제적인 문제점이 있다.
실험2 -5.맥주공장폐수에서 마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 응집제를 이용한 TP 와 PO 4 -P의 제거율
실험2-5에서는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 TP 및 PO4-P의 제거율을 측정하였으며, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 투입량에 따른 TP 및 PO4-P의 제거율을 하기 표 11에 도시하였다. 도 10은 맥주공장폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 TP 및 PO4-P의 제거율을 나타낸 그래프이다.
구분 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite)
응집제 (mg/L)		 TP 제거율(%) PO4-P 제거율(%)
실시예 2-10 10 98.1 97.8
실시예 2-11 20 99.1 99.3
실시예 2-10은 맥주공장폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10mg/L 투입했을 때의 실시예이며, 실시예 2-11은 맥주공장폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 20mg/L 투입했을 때의 실시예이다.
표 11 및 도 10을 참조하면, TP 및 PO4-P의 제거율은 비슷한 제거 양상을 나타내는 것을 알 수 있다. 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 10mg/L를 투입한 실시예 2-10의 TP 및 PO4-P의 제거율은 각각 98.1%, 97.8%로 측정되었으며, 20mg/L를 투입한 실시예 2-11의 TP 및 PO4-P의 제거율은 각각 97.8%, 99.3%로 측정되었다. 따라서, TP 및 PO4-P의 제거율은 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 20mg/L 투입했을 때 가장 높은 것을 알 수 있다. 맥주공장폐수에 투입되는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 10mg/L 미만일 경우 TP 및 PO4-P의 제거율이 낮게 나타나므로 바람직하지 않으며, 20mg/L를 초과할 경우 TP 및 PO4-P의 제거율의 뚜렷한 변화가 없으므로 제거효율이 떨어져 비경제적인 문제점이 있다.
( 실시예 3) : 마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 응집제를 이용한 염색폐수처리
염색폐수는 섬유의 종류에 따라 염색방법과 염색공정이 다르기 때문에 섬유의 종류에 따라 발생하는 폐수의 성상도 다르다. 땀, 비누, 물, 빛, 산화제 등에 노출이 되었을 때 탈색을 방지하기 위하여 사용되는 염료는 합성물이며 주로 복잡한 aromatic 분자구조 이므로 안정적이고 생분해하여 처리하기가 어렵다. 유입수의 염색폐수는 일반적으로 강알칼리성이고 생물학적 처리에 필요한 영양염류가 부족하며 상대적으로 COD와 색도가 높다. 특히 생물학적 난분해성물질이 다량 함유되어 있으며 중금속 등 미생물의 성장에 영향을 미치는 독성물질이 함유되어 있는 특성을 가지고 있다. 본 실시예에서 사용된 1차 응집조의 폐수는 pH조정조를 거쳐서 pH는 높지 않았으나 COD와 색도는 높았으며, 구체적인 염색공장폐수의 성상은 하기 표 12에 도시하였다.
pH BOD(mg/L) COD(mg/L) SS(mg/L) Color TN(mg/L) TP(mg/L)
7.1
(6.5-7.9)		 382
(320-450)		 1,370
(1100-1554)		 190
(130-238)		 232
(205-270)		 25
(11-32)		 8.2
(6.6-11)
본 발명의 실시예에서 세리사이트(Sericite)에 함유되어 있는 무기 성분의 질적 양적 분석은 X-ray fluorescence (XRF-1500, Shimadzu, Japan)을 사용하여 분석하였고 표면 분석을 위한 SEM 이미지는 (SM-300, Topcon, Japan)을 사용하였다. 세리사이트(Sericite) 입자의 크기는 입도분석기 (Laser Diffraction Master class 3&4, Malvern, England)를 이용하였고, 세리사이트(Sericite)의 양은 전자저울 (XP26, Mettler Toledo, Swiss)로 측정하였다. pH는 pH meter (SevenGO pro, Mettler Toledo)를 이용하여 측정하였으며, 색도는 UV/Vis (JASCO V-550)을 사용하여 파장 200 nm에서 900 nm 까지 scanning하여 흡광광도의 변화로 측정하였다. SS, COD 그리고 BOD는 수질오염공정시험법을 이용하여 측정하였다. 실험은 5번 반복하였으며 평균 데이터를 사용하였다.
실험3 -1.염색폐수에서 마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 응집제의 양과 교반시간에 따른 pH 의 변화 및 제타전위( zeta potential )
실험3-1에서는 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 다양한 농도로 투입하여 염색폐수에서 교반시간과 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도에 따른 pH의 변화를 측정하였다.
[마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 응집제의 양과 pH ]
실시예 3-1은 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10mg/L 투입하여 처리했을 때의 실시예이며, 비교예 3-1은 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 20mg/L 투입하여 처리했을 때의 실시예이다. 도 11은 염색폐수에서 교반시간과 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도에 따른 pH 변화를 나타낸 그래프이다.
도 11을 참조하면, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10mg/L 투입한 실시예 3-1까지는 염색폐수의 pH가 초기 pH6.5에서 지속적으로 상승했으나, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 20mg/L 투입한 비교예 3-1에서는 pH가 7.7로 나타난 것으로 보아, Mg-Seriicte 응집제가 20mg/L 이상에서는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도와는 관계 없이 pH가 일정한 것으로 나타났다.
적정 pH를 유지하기 위한 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양은 4~10mg/L가 바람직하며, 4mg/L 미만으로 투입될 경우 염색폐수의 중화가 완전히 일어나지 않아 바람직하지 않으며, 10mg/L를 초과하여 투입될 경우 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 투입량에 따른 pH의 변화가 나타나지 않아 비경제적이므로 바람직하지 않다.
[ 교반시간에 의한 염색폐수의 pH 변화]
실시예 3-2는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 투입된 염색폐수를 30분 교반했을 때의 실시예이며, 비교예 3-2는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 투입된 염색폐수를 40분 교반했을 때의 실시예이다.
도 11을 참조하면, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 투입된 염색폐수를 30분동안 교반한 실시예 3-2의 pH는 7.8까지 지속적으로 상승하였으나, 40분 교반한 비교예 3-2에서의 pH 또한 7.8로 변화가 없는 것으로 나타났다. 따라서, 염색폐수와 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제는 30분 동안 교반하였을 때 충분히 혼합되는 것을 알 수 있다. 염색폐수와 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 바람직한 교반시간은 10~30분이며, 10분 미만으로 교반할 경우 염색폐수와 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 충분히 혼합되지 않아 염색폐수 처리에 있어서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 효과가 떨어질 수 있어 바람직하지 않으며, 30분을 초과하여 교반할 경우 pH의 변화가 없으므로 효율이 떨어져 바람직하지 않다.
[응집을 위한 제타전위( zeta potential )]
제타 전위(zeta potential)란 입자 사이의 반발력이나 인력의 크기에 대한 단위로, 제타전위 측정은 분산 메커니즘을 자세히 이해할 수 있도록 해주며 정전기 분산을 제어하는 데 중요한 요소이다. 제타전위 값이 ±로 크다면 입자들간의 반발력이 큰 것이고, 작으면 응집력이 큰 것이다. 즉, 0에 가까울수록 입자들간의 반발력이 줄어들며, ± 5 mV의 제타전위에서 입자간의 응집력이 가장 좋다.
구분 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite)
응집제(mg/L)		 제타전위(zeta potential)
실시예 3-3 60 -1mV
실시예 3-4 80 0mV
실시예 3-5 200 2mV
비교예 3-3 300 2.2mV
실시예 3-3, 실시예 3-4, 실시예 3-5, 비교예 3-3은 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 각각 60, 80, 200, 300mg/L 투입했을 때의 제타전위 값을 측정한 실시예이며, 도 12는 염색폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite)의 양에 다른 제타전위의 변화를 나타낸 그래프이다.
표 13 및 도 12를 참조하면, 제타 전위(zeta potential)는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 60mg/L 투입한 실시예 3-3에서 -1mV, 80mg/L를 투입한 실시예 3-4에서 0mV, 200mg/L를 투입한 실시예 3-5에서 2mV를 나타냈으며, 300mg/L를 투입한 비교예 3-3에서는 2.2mV를 나타내어 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 200mg/L 이상에서는 제타전위가 크게 변하지 않아, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 50mg/L 이상의 양에서 응집을 하기 위한 최적의 제타전위임을 알 수 있었다.
실험3 -2.염색폐수에서 마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 양에 따른 SS 와 Color 제거율
실험 3-2에서는 염색폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 SS와 Color 제거율을 측정하였으며, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 투입량에 따른 SS와 Color 제거율을 하기 표 14에 도시하였다. 도 13은 염색폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 SS와 Color 제거율을 나타낸 그래프이다.
구분 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite)
응집제(mg/L)		 SS제거율(%) Color제거율(%)
실시예 3-6 50 94.21 94.83
실시예 3-7 100 99.14 98.98
실시예 3-6은 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 50mg/L 투입했을 때의 실시예이며, 실시예 3-7는 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 100mg/L 투입했을 때의 실시예이다.
표 14 및 도 13을 참조하면, SS 및 Color는 비슷한 제거 양상을 나타내는 것을 알 수 있다. 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 50mg/L를 투입한 실시예 3-6의 SS 및 Color 제거율은 각각 94.21%, 94.83%로 측정되었으며, 100mg/L를 투입한 실시예 3-7의 SS 및 Color제거율은 각각 94.83%, 98.98%로 측정되었다. 따라서 SS 및 Color제거율은 염색폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 100mg/L 투입했을 때 가장 높은 것을 알 수 있다. 염색폐수에 투입되는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 50mg/L 미만일 경우 SS 및 Color 제거율이 낮게 나타나므로 바람직하지 않으며, 100mg/L를 초과할 경우 SS 및 Color 제거율의 뚜렷한 변화가 없으므로 제거 효율이 떨어져 비경제적인 문제가 있다.
실험 3-3.염색폐수에서 마그네슘- 세리사이트(Mg-Sericite)응집제의 양에 따른 COD 와 BOD 제거율
실험 3-3에서는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 COD 및 BOD 제거율을 측정하였으며, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 투입량에 따른 COD 및 BOD의 제거율을 하기 표 15에 도시하였다. 도 14은 염색폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양에 따른 COD 및 BOD 제거율을 나타낸 그래프이다.
구분 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite)
응집제(mg/L)		 COD제거율(%) BOD제거율(%)
실시예 3-8 300 99.12 98.16
실시예 3-9 500 99.42 98.69
실시예 3-8, 실시예 3-9는 염색폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 각각 300, 500mg/L를 투입했을 때의 실시예이다.
[ COD 제거율]
표 15 및 도 14를 참조하면, 염색폐수 1,370mg/L에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 300, 500mg/L를 투입한 실시예 3-8, 실시예 3-9의 COD 제거율은 각각 99.12%, 99.42%로 측정되었다. 따라서 COD 제거율은 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 500mg/L 투입했을 때 가장 높은 것을 알 수 있으며, 1mg/L의 COD를 제거하기 위해서는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite)가 0.22~0.37mg/L가 필요했다. 염색폐수에 투입되는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 300mg/L 미만일 경우 COD제거율이 낮으므로 바람직하지 않으며, 500mg/L를 초과할 경우 COD제거율에 뚜렷한 변화가 없으므로 제거효율이 떨어져 비경제적인 문제점이 있다.
[ BOD 제거율]
표 15 및 도 14를 참조하면, 염색폐수 382mg/L에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 300, 500mg/L를 투입한 실시예 3-8, 실시예 3-9의 BOD제거율은 각각 98.16%, 98.69%로 측정되었다. 따라서 BOD제거율은 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 500mg/L 투입했을 때 가장 높은 것을 알 수 있으며, 1mg/L의 BOD를 제거하기 위해서는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite)가 0.79~1.31mg/L 필요했다. 염색폐수에 투입되는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제가 300mg/L 미만일 경우 BOD제거율이 낮으므로 바람직하지 않으며, 500mg/L를 초과할 경우 BOD제거율에 뚜렷한 변화가 없으므로 제거효율이 떨어져 비경제적인 문제점이 있다.
실험3 -4.염색폐수에서 마그네슘- 세리사이트 ( Mg - Sericite ) 응집제의 농도에 따른 TN 과 TP제거율
실험3-4에서는, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도에 따른 TN 및 TP의 제거율을 측정하였으며, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 투입량에 따른 TN 및 TP의 제거율을 하기 표 16에 도시하였다. 도 15는 염색폐수에서 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 농도에 따른 TN 및 TP의 제거율을 나타낸 그래프이다.
구분 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite)응집제(mg/L) TN 제거율(%) TP제거율(%)
비교예 3-4 15 40
비교예 3-5 30 21.95
실시예 3-10 50 92 75.61
실시예 3-11 100 87.8
실시예 3-10, 실시예 3-11은 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 각각 50, 100mg/L를 투입했을 때의 실시예이며, 비교예 3-4, 비교예 3-5는 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 각각 15, 30mg/L 투입했을 때의 실시예이다.
[ TN 제거율]
표 16 및 도 15를 참조하면, 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 15mg/L 투입한 비교예 3-4에서 TN은 40%의 낮은 제거율을 나타냈으나, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 50mg/L 투입한 실시예 3-10에서는 92%의 높은 제거율을 나타내는 것으로 측정되었으며, 그 이상의 양에서는 제거율의 변화가 없었다. 따라서 TN은 50mg/L의 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 투입했을 때 가장 높은 제거율을 나타내는 것을 알 수 있으며, 92%의 TN을 제거하기 위해서는 TN 1mg/L 당 0.5mg/L의 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite)의 양이 필요했다.
[ TP 제거율]
표 16 및 도 15를 참조하면, 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 30mg/L 투입한 비교예 3-5에서 TP는 21.95%의 낮은 제거율을 나타냈으나, 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 50, 100mg/L 투입한 실시예 3-10, 실시예 3-11에서는 각각 75.61%, 87.8%의 높은 제거율을 나타냈다. 따라서 TP는 100mg/L의 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 투입했을 때 가장 높은 제거율을 나타내는 것을 알 수 있으며, 100mg/L 이상의 양에서는 TP제거율에 큰 변화가 없었다. TP 제거를 위한 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제의 양은 50~100mg/L가 바람직하며, 투입되는 Mg- Sericite 응집제가 50mg/L 미만일 경우 TP 제거율이 낮으므로 바람직하지 않으며, 100mg/L를 초과할 경우 TP 제거율에 뚜렷한 변화가 없으므로 제거효율이 떨어져 비경제적인 문제점이 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (25)

  1. 세리사이트(Sericite)와 MgCl2·H2O를 혼합하는 혼합단계;
    상기 혼합된 세리사이트(Sericite) 및 MgCl2·H2O에 증류수를 혼합하여 교반하는 교반단계;
    상기 교반한 세리사이트(Sericite) 및 MgCl2·H2O을 원심분리한 후, 상등액을 추출하여 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 수득하는 단계;를 포함하고,
    상기 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제에서 Mg/Si의 몰비율은 1.25~3로 하여 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 제조하고,
    상기 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite)를 일반하수, 맥주공장 폐수 및 염색폐수 중 어느 하나에 투입하여 오염수를 처리하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 혼합단계는 세리사이트(Sericite)와 MgCl2·H2O를 10-30:1 의 비율로 혼합하고,
    상기 교반단계는 8~17시간 동안 교반하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 혼합단계는 세리사이트(Sericite)와 MgCl2·H2O를 20~25:1의 비율로 혼합하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제에서 Mg/Si의 몰비율은 1.5~1.75인 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 MgCl2·H2O는 순도 98.0% 이상인 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 일반하수에 1~50mg/L에 투입하여 5~25분간 교반하여 오염수를 처리하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 4~5mg/L를 투입하여 일반하수를 중화시키는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 5~10mg/L 투입하여 탁도 및 TSS를 제거하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 5~10mg/L 투입하여 COD 및 BOD를 제거하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10~30mg/L 투입하여 TN 및 NO3-N을 제거하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 일반하수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10~20mg/L 투입하여 TP 및 PO4-P를 제거하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 맥주공장 폐수에 1~50mg/L에 투입하여 5~25분간 교반하여 오염수를 처리하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 맥주공장 폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제 4~10mg/L를 투입하여 맥주공장폐수를 중화시키는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 맥주공장 폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 20~30mg/L 투입하여, 탁도 및 SS를 제거하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 맥주공장 폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 50~150mg/L 투입하여, COD 및 BOD를 제거하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 맥주공장 폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 20~30mg/L 투입하여, TN 및 NH4-N을 제거하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 맥주공장 폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 10~20mg/L 투입하여, TP 및 PO4-P를 제거하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  20. 제 1항에 있어서,
    상기 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 염색폐수에 1~50mg/L에 투입하여 5~25분간 교반하여 오염수를 처리하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 4~10mg/L를 투입하여 10~30분동안 염색폐수를 중화시키는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  22. 제 1항에 있어서,
    상기 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 50~100mg/L 투입하여, SS 및 Color를 제거하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  23. 제 1항에 있어서,
    상기 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 300~500mg/L 투입하여, COD 및 BOD를 제거하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  24. 제 1항에 있어서,
    상기 염색폐수에 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 50~100mg/L 투입하여 TN 및 TP를 제거하는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
  25. 제 20항에 있어서,
    상기 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용하여 처리된 오염수의 제타전위는 -1mV ~ 2mV의 범위를 갖는 마그네슘-세리사이트(Mg-Sericite) 응집제를 이용한 오염수 처리방법.
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