KR102262522B1 - 수처리용 pH 조성물 및 이를 포함한 pH 조절제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수처리용 pH 조성물 및 이를 포함한 pH 조절제에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수처리용 pH 조성물 및 이를 포함한 pH 조절제는 친환경적인 물질을 제공하며, 안정적으로 다량의 수산화이온을 제공하여 수처리용 pH 조절제의 사용량을 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 미생물의 응집현상을 감소시켜 폐수처리조의 활성을 증가시키는 효과가 있다.

Description

수처리용 pH 조성물 및 이를 포함한 pH 조절제{WATER TREATMENT pH COMPOSITION AND pH ADJUSTMENT AGENT COMPRISING THE SAME}
본 발명은 수처리용 pH 조성물 및 이를 포함한 pH 조절제에 관한 것이다.
수처리용 pH 조성물은 산성용액을 중화시키는데 사용된다. 이에 따라 수처리용 pH 조성물에는 다양한 종류의 염기성 물질이 사용되며, 특히 수처리용 pH 조성물은 사용량을 크게 증가시키지 않으면서도 산성용액을 중화시킬 수 있는 특성이 요구된다.
수처리용 pH 조성물의 사용량을 크게 증가시키기 않기 위해 수산화칼슘 또는 수산화마그네슘을 첨가할 경우, 수산화칼슘 및 수산화마그네슘의 낮은 용해도로 인해 많은 양을 녹일 수 없는 문제가 있다. 또한 탄산염을 첨가할 경우, 낮은 용해도 및 저온에서 쉽게 석출되는 문제가 있다. 아울러 규산나트륨 또는 알루민산나트륨을 첨가할 경우, 다량의 수산화이온을 제공할 수 장점이 있으나 폐수처리용 pH 조절제로 사용할 경우 미생물의 응집현상이 발생되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 친환경 물질을 사용하며, 동시에 pH 조절제의 사용량을 감소시킬 수 있는 수처리용 pH 조성물 및 이를 포함한 pH 조절제를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 물에 대한 용해도가 우수하며 저온에서도 쉽게 석출되지 않는 수처리용 pH 조성물 및 이를 포함한 pH 조절제를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 다량의 수산화이온을 제공하며, 동시에 미생물의 응집현상을 감소시킬 수 있는 수처리용 pH 조성물 및 이를 포함한 pH 조절제를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 수처리용 pH 조성물 및 이를 포함한 pH 조절제는 규산나트륨 및 알루민산나트륨으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함함으로써, 다량의 수산화이온을 제공할 수 있으며, 물에 대한 용해도가 우수하고, 저온에서도 쉽게 석출되지 않는다.
또한 본 발명에 따른 수처리용 pH 조성물 및 이를 포함한 pH 조절제는 카르복실계 첨가제, 포스페이트계 첨가제 및 포스폰산계 첨가제로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 포함함으로써, 미생물의 응집현상을 감소시켜 미생물의 활성을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 수처리용 pH 조성물 및 이를 포함한 pH 조절제는 규산나트륨 및 알루민산나트륨으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함함으로써, 안정적으로 다량의 수산화이온을 제공하여 수처리용 pH 조절제의 사용량을 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 수처리용 pH 조성물 및 이를 포함한 pH 조절제는 카르복실계 첨가제, 포스페이트계 첨가제 및 포스폰산계 첨가제로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 포함함으로써, 미생물의 응집현상을 감소시켜 폐수처리조의 활성을 증가시키는 효과가 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 수처리용 pH 조성물 및 이를 포함한 pH 조절제에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
< 수처리용 pH 조성물>
본 발명에 따른 수처리용 pH 조성물은 수산화나트륨, 규산나트륨 및 알루민산나트륨으로부터 선택되는 적어도 하나, 카르복실계 첨가제, 포스페이트계 첨가제 및 포스폰산계 첨가제로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제 및 잔부의 물을 포함한다.
먼저 본 발명에 따른 조성물은 수산화나트륨을 포함한다.
수산화나트륨(NaOH)은 물에 용해되어 강염기성 수용액을 만들 수 있다. 수산화나트륨이 포함된 조성물은 산성용액을 중화시키는 역할을 할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 수산화나트륨을 10 질량% 이하(0 질량% 초과)의 범위에서 포함할 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 따른 조성물은 수산화나트륨을 5 질량% 이하(0 질량% 초과)의 범위를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 조성물은 상기 범위의 수산화나트륨을 포함함으로써, 충분한 염기성을 나타내어, 산성용액을 중화시킬 수 있는 효과가 있다.
다음으로 본 발명에 따른 조성물은 규산나트륨 및 알루민산나트륨으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함한다.
규산나트륨은 규산염의 한 종류로서 Na2SiO3, Na4SiO4 또는 Na6Si2O7의 화학식을 나타낸다. 규산나트륨은 물에 용해되어 다량의 수산화이온을 제공할 수 있어, 조성물 내 수산화이온을 보충하는 역할을 할 수 있다. 수산화나트륨과 규산나트륨이 포함된 조성물은 용액의 pH를 조절하여 산성용액을 중화시키는 역할을 할 수 있다. 또한 규산나트륨이 포함된 조성물은 친환경적인 특징을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 규산나트륨을 0.1 내지 30 질량%의 범위에서 포함할 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 따른 조성물은 규산나트륨을 0.1 내지 15 질량%의 범위로 포함할 수 있다. 규산나트륨이 0.1 질량% 미만으로 포함된 조성물은 충분한 염기성을 나타낼 수 없어, 조성물의 사용량을 증가시켜야 하는 문제가 발생될 수 있다. 규산나트륨이 30 질량% 초과로 포함된 조성물은 폐수처리용 pH 조절제로 사용될 경우 미생물 응집현상이 발생되며 이에 따라 폐수처리조의 활성이 감소되는 문제가 발생될 수 있다.
알루민산나트륨은 NaAlO2 또는 Na2Al2O4의 화학식을 나타낸다. 알루민산나트륨은 물에 용해되어 강한 염기성을 나타내며 다량의 수산화이온을 제공할 수 있다. 알루민산나트륨은 규산나트륨과 동일하게 조성물 내 수산화이온을 보충하는 역할을 할 수 있다. 수산화나트륨과 알루민산나트륨이 포함된 조성물 또는 수산화나트륨, 규산나트륨 및 알루민산나트륨이 포함된 조성물은 용액의 pH를 조절하여 산성용액을 중화시키는 역할을 할 수 있다. 또한 알루민산나트륨이 포함된 조성물은 친환경적인 특징을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 알루민산나트륨을 0.1 내지 10 질량%의 범위에서 포함할 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 따른 조성물은 알루민산나트륨을 0.1 내지 5 질량%의 범위로 포함할 수 있다. 알루민산나트륨이 0.1 질량% 미만으로 포함된 조성물은 충분한 염기성을 나타낼 수 없어, 조성물의 사용량을 증가시켜야 하는 문제가 발생될 수 있다. 알루민산나트륨이 10 질량% 초과로 포함된 조성물은 약염기 조건에서 석출이 발생될 수 있으며, 특히 폐수처리용 pH 조절제로 사용될 경우 석출된 알민산나트륨에 의해 미생물 응집현상이 발생되며 이에 따라 폐수처리조의 활성이 감소되는 문제가 발생될 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 조성물은 카르복실계 첨가제, 포스페이트계 첨가제 및 포스폰산계 첨가제로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 포함한다.
카르복실계 첨가제는 -CO2H로 표시되는 작용기를 포함하며, 물에 용해되어 산성을 나타낸다.
구체적으로 카르복실계 첨가제는 니트릴로트리아세트산, 이미노디아세트산, 메틸이미노디아세트산, 히드록시에틸이미노디아세트산, 디에틸렌트리아민펜타아세트산, 에틸렌디아민테트라아세트산, N-히드록시에틸에틸렌디아민테트라아세트산, 메틸에틸렌디아민테트라아세트산 및 트리에틸렌테트라아민헥사아세트산으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
일예로 본 발명에 따른 조성물의 첨가제로서 사용될 수 있는 이미노디아세트산은 하기 화학식 1과 같이 중심 원자인 질소에 두 개의 카르복시기가 결합된 형태를 가지고 있다.
Figure 112019047217915-pat00001
포스페이트계 첨가제는 무기 화합물의 한 종류로서 인산염(phosphate)을 포함한다. 구체적으로 포스페이트계 첨가제는 일인산나트륨, 이인산나트륨,　삼인산나트륨, 폴리인산나트륨, 폴리메타인산나트륨 및 피로인산나트륨으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
일예로 본 발명에 따른 조성물의 첨가제로서 사용될 수 있는 삼인산나트륨은 하기 화학식 2와 같이 중심 원자인 인에 네 개의 산소가 결합된 형태를 가지고 있다.
Figure 112019047217915-pat00002
포스폰산계 첨가제는 무기 화합물의 한 종류로서 -H2PHO3(phosphonic acid)로 표시되는 작용기를 포함한다. 구체적으로 포스폰산계 첨가제는 에틸렌디아민테트라메틸렌포스폰산, 디에틸렌 트리아민펜타메틸렌포스폰산, 히드록시에틸리덴디포스폰산 및 아미노트리메틸렌 포스폰산으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
일예로 본 발명에 따른 조성물의 첨가제로서 사용될 수 있는 아미노트리스메틸렌포스폰산은 하기 화학식 3과 같이 중심 원자인 질소에 세 개의 포스폰산이 결합된 형태를 가지고 있다.
Figure 112019047217915-pat00003
본 발명에 따른 조성물에 포함된 첨가제는 규산나트륨 또는 알루민산나트륨으로부터 발생될 수 있는 미생물의 응집현상을 감소시킬 수 있다.
구체적으로 조성물에 포함된 알루민산나트륨은 물에 용해되어 강염기로 작용할 수 있다. 이 때 용액의 pH 10이하에서는 알루민산나트륨이 석출이 되기 시작하며, 석출된 알루민산나트륨에 의해 미생물의 응집현상이 발생할 수 있다.
여기서 첨가제는 규산나트륨 또는 알루민산나트륨과의 킬레이트 결합을 형성하여, 규산나트륨 또는 알루민산나트륨으로부터 발생될 수 있는 미생물의 응집현상을 감소시킬 수 있다.
일예로 하기 화학식 4와 같이 카르복실계 첨가제인 이미노디아세트산은 양 말단에 존재하는 카르복실기의 산성인 양성자가 제거된 후, 알루민산나트륨과 킬레이트 결합을 형성할 수 있다.
Figure 112019047217915-pat00004
화학식 4를 참조하면 알루민산나트륨의 알루미늄원자(M)는 한 분자의 이미노디아세트산 내 하나의 질소원자 및 두 개의 산소원자와 결합을 형성할 수 있다. 즉 알루민산나트륨은 이미노디아세트산에 의해 둘러쌓인 형태를 가짐으로써, 알루민산나트륨 간의 결합을 방지할 수 있다. 따라서 알루민산나트륨의 석출물을 발생시키지 않으며, 미생물의 응집현상을 감소시켜 페수처리조의 활성을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 첨가제를 1 내지 10,000 ppm의 범위에서 포함할 수 있다. 여기서 첨가제의 함량은 수처리용 pH 조성물 중 용해된 첨가제의 양으로서, ppm의 단위로 나타낸 것이다. 바람직하게는 본 발명에 따른 조성물은 첨가제를 1 내지 100 ppm의 범위로 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는 본 발명에 따른 조성물은 첨가제를 1 내지 10 ppm의 범위로 포함할 수 있다. 첨가제가 1 ppm 미만으로 포함된 조성물은 규산나트륨 또는 알루민산나트륨의 석출물이 발생될 수 있으며, 이에 따라 미생물의 응집현상이 발생되어 폐수처리조의 활성이 감소되는 문제가 발생될 수 있다. 첨가제가 10,000 ppm 초과로 포함된 조성물은 유기물 증가에 따라 수처리에 이용되는 미생물 이외의 모든 미생물들이 급격하게 증식할 수 있다. 이에 따라 전체 미생물 중 수처리에 이용되는 미생물의 비율이 감소되어 폐수처리조의 활성이 감소되는 문제가 발생될 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 조성물은 물을 포함한다. 물은 용매로서 사용될 수 있으며, 구체적으로 본 발명에 따른 조성물은 수산화나트륨, 규산나트륨 및 알루민산나트륨으로부터 선택되는 적어도 하나 및 첨가제가 물에 의해 용해된 물질일 수 있다. 또한 본 발명에 따른 조성물은 물을 60 내지 80 질량%의 범위에서 포함할 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 조성물은 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 및 탄산칼륨으로부터 선택되는 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
수산화칼륨은 무기 화합물의 한 종류로서 KOH의 화학식을 나타낸다. 수산화칼륨은 물에 용해되어 강염기를 나타내며, 조성물 내 수산화이온을 보충하는 역할을 할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 수산화칼륨을 0.1 내지 10 질량%의 범위에서 포함할 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 따른 조성물은 수산화칼륨을 0.1 내지 5 질량%의 범위로 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 조성물은 상기 범위의 수산화칼륨을 포함함으로써, 충분한 염기성을 나타내어, 산성용액을 중화시킬 수 있는 효과가 있다.
탄산나트륨, 탄산수소나트륨 및 탄산칼륨은 탄산염의 한 종류로서 탄산나트륨은 Na2CO3, 탄산수소나트륨은 NaHCO3, 탄산칼륨은 K2CO3의 화학식을 나타낸다. 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 및 탄산칼륨과 같은 탄산염은 물에 용해되어 약염기를 나타내며, 조성물 내 수산화이온을 보충하는 역할을 할 수 있다. 또한 상기 탄산염이 포함된 조성물은 친환경적인 특징을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 또는 탄산칼륨을 0.1 내지 30 질량%의 범위에서 포함할 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 따른 조성물은 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 또는 탄산칼륨을 0.1 내지 15 질량%의 범위로 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 조성물은 상기 범위의 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 또는 탄산칼륨을 포함함으로써, 조성물 내 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 또는 탄산칼륨의 석출이 발생되지 않고, 수산화이온을 보충할 수 있는 효과가 있다.
<pH 조절제>
본 발명에 따른 pH 조절제는 상기 수처리용 pH 조성물을 포함할 수 있다.
pH 조절제는 산성용액을 중성용액으로 중화시키는데 목적이 있으며, 이에 따라 pH 조절제는 무기계 염기성 용액이 사용될 수 있다. 또한 pH 조절제는 화장품 원료, 식품, 수처리용으로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 본 발명에 따른 pH 조절제는 폐수처리용으로 사용될 수 있다.
특히 본 발명에 따른 pH 조절제는 상기 수처리용 pH 조성물을 포함함으로써, 친환경적인 물질을 제공하며, 종래의 수처리용 pH 조절제 대비 사용량을 현저히 감소시키고 폐수처리조의 활성을 증가시키는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
< 실시예 >
<수처리용 pH 조성물의 제조>
하기 표 1에 기재된 조성비를 갖는 조성물을 포함하는 pH 조절제를 제조하였다.
성분
(농도)		 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3 4
수산화나트륨 10 5 5 5 10 5 5 5
메타규산나트륨 - - - 15 - - - 15
알루민산나트륨 5 5 5 - 5 5 5 -
첨가제 삼인산나트륨 5 - - - - - - -
이미노디아세트산 - 10 - 5 - - - -
아미노트리스메틸렌포스폰산 - - 5 - - - - -
수산화칼륨 5 5 5 5 5 5 5 5
탄산나트륨 10 - 10 10 10 - 10 10
탄산칼륨 - 15 10 15 - 15 10 15
물 Bal. Bal. Bal. Bal. Bal. Bal. Bal. Bal.
- 첨가제를 제외한 각각의 성분의 농도는 각각의 성분의 순물질의 질량%를 나타낸다.- 실시예 1, 3, 4의 조성물 내 첨가제의 농도는 5ppm을 나타내며, 실시예 2의 조성물내 첨가제의 농도는 10ppm을 나타낸다.
- 조성물의 잔부(Bal.)는 물을 나타낸다.
< 실험예 >
1. 미생물 활성평가 - 암모늄 이온 제거율 측정
미생물 활성평가는 탈질 미생물 폭기조에서 진행하였으며, 25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제의 암모늄 이온 제거율과 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 pH 조절제의 암모늄 이온 제거율 측정하였다. 측정 결과 25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제와 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 pH 조절제의 암모늄 이온 제거는 0차 반응으로서 반응 속도가 일정하였다. 미생물 활성에 영향이 클수록 25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제의 암모늄 이온 제거율과의 차이는 크게 측정된다.
2. 미생물 응집현상평가 - 슬러지 용량지표(Sludge Volume SV30) 측정
pH 조절제 사용에 따른 미생물이 응집현상을 평가하기 위한 것으로서, 미생물 폐수를 1L의 부피실린더에 투입한 후, 미생물이 부유하고 있는 부피를 측정하였다. 이후 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 pH 조절제를 10배, 50배, 100배 농축하여 투입한 후 미생물의 부유정도의 차이를 측정하였다. 미생물의 부유정도의 수치는 하기 식 1에 의해 계산되며, 미생물의 응집현상이 클수록 부유정도의 수치는 낮게 측정된다.
[식 1]
부유정도 = 미생물이 부유하는 부피/전체 부피*100
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에 대한 암모늄 이온 제거율 측정결과 및 슬러지 용량지표 측정결과는 하기 표 2 내지 표 17에 나타내었다.
(1) 실시예 1
25% 수산화나트륨이 포함된
pH 조절제		 실시예 1
(25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제 대비 20% 적게 사용)
기울기(암모늄 이온 제거율) -0.40 -0.39
상기 표 2에 기재된 바와 같이, 실시예 1에 따른 pH 조절제는 25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제 대비 20% 적게 사용되었음에도 불구하고, 실시예 1에 따른 pH 조절제는 25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제와 암모늄 이온 제거율에서 차이가 없으며, 이에 따라 미생물 활성에 영향이 없는 것을 확인할 수 있다.
미생물
폐수 원료		 실시예 1
(10배 농축)		 실시예 1
(50배 농축)		 실시예 1
(100배 농축)
부유정도 69 68 67 67
상기 표 3에 기재된 바와 같이, 실시예 1에 따른 pH 조절제를 100배 농축하여 투입하더라도 미생물 응집현상에 영향이 없는 것을 확인할 수 있다.
(2) 실시예 2
25% 수산화나트륨이 포함된
pH 조절제		 실시예 2
(25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제 사용량과 동일)
기울기(암모늄 이온 제거율) -0.37 -0.38
상기 표 4에 기재된 바와 같이, 실시예 2에 따른 pH 조절제는 25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제와 동일한 사용량으로써, 실시예 2에 따른 pH 조절제는 25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제와 암모늄 이온 제거율에서 차이가 없으며, 이에 따라 미생물 활성에 영향이 없는 것을 확인할 수 있다.
미생물
폐수 원료		 실시예 2
(10배 농축)		 실시예 2
(50배 농축)		 실시예 2
(100배 농축)
부유정도 70 70 68 67
상기 표 5에 기재된 바와 같이, 실시예 2에 따른 pH 조절제를 100배 농축하여 투입하더라도 미생물 응집현상에 영향이 없는 것을 확인할 수 있다.
(3) 실시예 3
25% 수산화나트륨이 포함된
pH 조절제		 실시예 3
(25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제 사용량과 동일)
기울기(암모늄 이온 제거율) -0.42 -0.40
상기 표 6에 기재된 바와 같이, 실시예 3에 따른 pH 조절제는 25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제와 동일한 사용량으로써, 실시예 3에 따른 pH 조절제는 25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제와 암모늄 이온 제거율에서 차이가 없으며, 이에 따라 미생물 활성에 영향이 없는 것을 확인할 수 있다.
미생물
폐수 원료		 실시예 3
(10배 농축)		 실시예 3
(50배 농축)		 실시예 3
(100배 농축)
부유정도 70 70 70 69
상기 표 7에 기재된 바와 같이, 실시예 3에 따른 pH 조절제를 100배 농축하여 투입하더라도 미생물 응집현상에 영향이 없는 것을 확인할 수 있다.
(4) 실시예 4
25% 수산화나트륨이 포함된
pH 조절제		 실시예 4
(25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제 사용량과 동일)
기울기(암모늄 이온 제거율) -0.39 -0.39
상기 표 8에 기재된 바와 같이, 실시예 4에 따른 pH 조절제는 25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제와 동일한 사용량으로써, 실시예 4에 따른 pH 조절제는 25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제와 암모늄 이온 제거율에서 차이가 없으며, 이에 따라 미생물 활성에 영향이 없는 것을 확인할 수 있다.
미생물
폐수 원료		 실시예 4
(10배 농축)		 실시예 4
(50배 농축)		 실시예 4
(100배 농축)
부유정도 70 70 70 70
상기 표 9에 기재된 바와 같이, 실시예 4에 따른 pH 조절제를 100배 농축하여 투입하더라도 미생물 응집현상에 영향이 없는 것을 확인할 수 있다.
(5) 비교예 1
25% 수산화나트륨이 포함된
pH 조절제		 비교예 1
(25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제 대비 20% 적게 사용)
기울기(암모늄 이온 제거율) -0.40 -0.05
상기 표 10에 기재된 바와 같이, 비교예 1에 따른 pH 조절제는 25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제와 비교하여 암모늄 이온 제거율이 급감하는 것을 확인할 수 있다. 이는 비교예 1의 pH 조절제에 포함된 알루민산나트륨이 응집됨으로써, 미생물 활성이 현저히 저하됨을 확인할 수 있다.
미생물
폐수 원료		 비교예 1
(10배 농축)		 비교예 1
(50배 농축)		 비교예 1 (100배 농축)
부유정도 69 48 43 37
상기 표 11에 기재된 바와 같이, 비교예 1에 따른 pH 조절제를 100배 농축하여 투입하면, 약 50%의 미생물이 응집되는 것을 확인할 수 있다.
(6) 비교예 2
25% 수산화나트륨이 포함된
pH 조절제		 비교예 2
(25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제 사용량과 동일)
기울기(암모늄 이온 제거율) -0.37 -0.08
상기 표 12에 기재된 바와 같이, 비교예 2에 따른 pH 조절제는 25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제와 비교하여 암모늄 이온 제거율이 급감하는 것을 확인할 수 있다. 이는 비교예 2의 pH 조절제에 포함된 알루민산나트륨이 응집됨으로써, 미생물 활성이 현저히 저하됨을 확인할 수 있다.
미생물
폐수 원료		 비교예 2
(10배 농축)		 비교예 2
(50배 농축)		 비교예 2 (100배 농축)
부유정도 70 45 37 33
상기 표 13에 기재된 바와 같이, 비교예 2에 따른 pH 조절제를 100배 농축하여 투입하면, 약 50%의 미생물이 응집되는 것을 확인할 수 있다.
(7) 비교예 3
25% 수산화나트륨이 포함된
pH 조절제		 비교예 3
(25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제 사용량과 동일)
기울기(암모늄 이온 제거율) -0.42 -0.07
상기 표 14에 기재된 바와 같이, 비교예 3에 따른 pH 조절제는 25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제와 비교하여 암모늄 이온 제거율이 급감하는 것을 확인할 수 있다. 이는 비교예 3의 pH 조절제에 포함된 알루민산나트륨이 응집됨으로써, 미생물 활성이 현저히 저하됨을 확인할 수 있다.
미생물
폐수 원료		 비교예 3
(10배 농축)		 비교예 3
(50배 농축)		 비교예 3 (100배 농축)
부유정도 70 47 38 31
상기 표 15에 기재된 바와 같이, 비교예 3에 따른 pH 조절제를 100배 농축하여 투입하면, 약 50%의 미생물이 응집되는 것을 확인할 수 있다.
(8) 비교예 4
25% 수산화나트륨이 포함된
pH 조절제		 비교예 4
(25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제 사용량과 동일)
기울기(암모늄 이온 제거율) -0.40 -0.30
상기 표 16에 기재된 바와 같이, 비교예 4에 따른 pH 조절제는 25% 수산화나트륨이 포함된 pH 조절제와 비교하여 암모늄 이온 제거율이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이는 비교예 4의 pH 조절제에 포함된 메타규산나트륨이 응집됨으로써, 미생물 활성이 저하됨을 확인할 수 있다.
미생물
폐수 원료		 비교예 4
(10배 농축)		 비교예 4
(50배 농축)		 비교예 4 (100배 농축)
부유정도 70 68 60 58
상기 표 17에 기재된 바와 같이, 비교예 4에 따른 pH 조절제를 100배 농축하여 투입하면, 약 20%의 미생물이 응집되는 것을 확인할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 수처리용 pH 조성물 및 이를 포함한 pH 조절제는 친환경적인 물질을 제공하며, 안정적으로 다량의 수산화이온을 제공하여 수처리용 pH 조절제의 사용량을 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 미생물의 응집현상을 감소시켜 폐수처리조의 활성을 증가시키는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 수산화나트륨;
    규산나트륨 및 알루민산나트륨으로부터 선택되는 적어도 하나;
    이미노디아세트산, 삼인산나트륨 및 아미노트리스메틸렌포스폰산으로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제; 및
    잔부의 물; 을 포함하는 수처리용 pH 조성물로서,
    상기 수처리용 pH 조성물 중 상기 수산화나트륨 10 질량% 이하(0 질량% 초과)를 포함하고,
    상기 수처리용 pH 조성물 중 상기 규산나트륨 0.1 내지 30 질량%를 포함하고,
    상기 수처리용 pH 조성물 중 상기 알루민산나트륨 0.1 내지 10 질량%를 포함하고,
    상기 수처리용 pH 조성물 중 상기 첨가제 1 내지 10 ppm을 포함하는 것을 특징으로 하는
    수처리용 pH 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수처리용 pH 조성물은 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 및 탄산칼륨으로부터 선택되는 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    수처리용 pH 조성물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 따른 수처리용 pH 조성물을 포함하는
    pH 조절제.
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