KR102469829B1

KR102469829B1 - 폐수 처리를 위한 pH 조절용 조성물 및 이를 이용한 폐수 처리 방법

Info

Publication number: KR102469829B1
Application number: KR1020200167341A
Authority: KR
Inventors: 송재준; 송옥현
Original assignee: 주식회사 범우
Priority date: 2020-12-03
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2022-11-23
Also published as: KR20220078138A

Abstract

본 발명은, 수산화나트륨을 5 % w/v 미만으로 포함하여 유독물질에 해당하지 않으면서도 폐수 처리 능력이 뛰어난 폐수 처리를 위한 pH 조절용 조성물 및 이를 이용한 폐수 처리 방법에 관한 것으로, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨 및 규산나트륨을 포함하고, 여기서 수산화나트륨의 함량이 5 % w/v 미만이고, 수산화칼륨의 함량이 2 ~ 5 % w/v 이고, 탄산나트륨의 함량이 6 ~ 20 % w/v 이고, 규산나트륨의 함량이 6 ~ 8 % w/v 인 pH 조절용 조성물을 제공한다.

Description

폐수 처리를 위한 pH 조절용 조성물 및 이를 이용한 폐수 처리 방법 {pH-ADJUSTING COMPOSITION FOR TREATING WASTE WATER AND METHOD FOR TREATING WASTE WATER USING THEREOF}

본 발명은 종래의 유독성 중화제를 대체할 수 있는 비유독성 중화제로 사용될 수 있는 폐수 처리를 위한 pH 조절용 조성물 및 이를 이용한 폐수 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 폐수를 처리하는 경우, 폐수의 수질에 따라서 다양한 화학물질 및 방법이 채용된다. 폐수를 처리하는 과정 중에는 중화, 탈질화, 및 탈황화의 과정 중 하나 이상이 포함될 수 있다. 폐수를 처리하기 위해 염기성 또는 산성 중화제가 투입될 수 있으며, 특히 폐수가 강산성 또는 강염기성인 경우 염기성 또는 산성 중화제 투입이 필수적이다.

염기성 중화제의 경우, 산성 폐수를 중화하기 위해서는 산을 중화할 수 있는 능력, 즉 알칼리도가 큰 것이 바람직하다. 알칼리도는 일정량의 시료를 강산의 표준액으로써 특정 pH 까지 적정할 때 필요한 산의 당량수를 의미하며, 탄산칼슘 등가량으로 표시된다.

수산화나트륨은 종래 폐수 처리용 염기성 중화제에 널리 사용되는 화학물질이다. 그러나, 수산화나트륨은 가격이 비싼 화학물질이어서 중화에 많은 비용이 소요되고, 수산화나트륨은 부식성이 강하여 폐수처리 설비에 손상을 주고, 이를 장시간 사용하면 산업재해가 발생할 가능성이 높아지는 문제점이 있다.

또한, 종래 폐수 처리용 염기성 중화제는 높은 알칼리도를 가지기 위하여 수산화나트륨을 20 % w/v 이상의 높은 함량으로 포함하는 경우가 많은데, 수산화나트륨 및 이를 5 % w/v 이상 함유하는 혼합물은 화학물질관리법에 의하여 지정된 유독물질에 해당하는 바, 수산화나트륨을 5 % w/v 이상 포함하는 중화제를 사용하는 폐수처리시설은 유해화학물질의 취급시설 범위에 포함되어 추가적인 관리 또는 검사 등이 필요하다.

본 발명은, 수산화나트륨을 5 % w/v 미만으로 포함하여 유독물질에 해당하지 않으면서도 폐수 처리 능력이 뛰어난 폐수 처리를 위한 pH 조절용 조성물 및 이를 이용한 폐수 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 하기 폐수 처리를 위한 pH 조절용 조성물에 의해, 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 알아 내었다.

(1) 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨 및 규산나트륨을 포함하는 폐수 처리를 위한 pH 조절용 조성물로서,

수산화나트륨의 함량이 5 % w/v 미만이고, 수산화칼륨의 함량이 2 ~ 5 % w/v 이고, 탄산나트륨의 함량이 6 ~ 20 % w/v 이고, 규산나트륨의 함량이 6 ~ 8 % w/v 인 pH 조절용 조성물.

(2) 상기 수산화나트륨의 함량이 4.5 ~ 4.9 % w/v 인 pH 조절용 조성물.

(3) 상기 조성물이 탄산수소나트륨 및 분산제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 추가로 포함하는 pH 조절용 조성물.

(4) 상기 탄산수소나트륨의 함량이 2 ~ 4 % w/v 인 pH 조절용 조성물.

(5) 상기 조성물은 폐수의 탈질화를 위한 것인 pH 조절용 조성물.

(6) 상기 조성물을 폐수에 첨가하는 단계를 포함하는 폐수 처리 방법.

본 발명의 폐수 처리를 위한 pH 조절용 조성물은, 수산화나트륨을 5 % w/v 미만으로 포함함에도 불구하고, 높은 알칼리도를 가지며, 비교적 적은 양으로 폐수를 중화할 수 있고, 폐수의 탁도를 낮출 수 있다.

본 발명자들은, 수산화나트륨을 5 % w/v 미만의 낮은 함량으로 포함하면서도 높은 알칼리도를 가지며, 비교적 적은 양으로 폐수를 중화하면서 폐수의 탁도를 낮출 수 있어, 폐수 처리 능력이 뛰어난 pH 조절용 조성물을 발명하였다.

본 발명에 따른 pH 조절용 조성물은, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨 및 규산나트륨을 포함할 수 있고, 여기서 수산화나트륨의 함량이 5 % w/v 미만이고, 수산화칼륨의 함량이 2 ~ 5 % w/v 이고, 탄산나트륨의 함량이 6 ~ 20 % w/v 이고, 규산나트륨의 함량이 6 ~ 8 % w/v 일 수 있다.

본 발명에 따른 pH 조절용 조성물은, 상기 화합물들을 함께 사용함으로써, 높은 알칼리도를 가지며, 비교적 적은 양으로 폐수를 중화할 수 있고, 폐수의 탁도를 낮출 수 있다.

수산화나트륨

수산화나트륨 (NaOH) 은 가성소다라고도 하며, 수용액은 강알칼리성을 나타낸다. 알칼리제 또는 중화제로서 사용된다. 물에 용해 시 열이 발생한다. 이산화탄소를 흡수할 수 있다. 수산화나트륨 및 이를 5 % w/v 이상 포함하는 혼합물은 강염기성이고 알칼리도가 높게 나타나지만, 화학물질관리법에 의하여 지정된 유독물질에 해당하는 바, 추가적인 검사 등이 필요하여 관리가 용이하지 않은 단점이 있다.

본 발명에 따른 pH 조절용 조성물은 수산화나트륨을 5 % w/v 미만으로 포함함으로써 유독물질에 해당하지 않으며, 추가적인 검사 등이 필요하지 않아 관리가 용이하다. 본 발명에 따른 pH 조절용 조성물은 수산화나트륨의 함량이 4.5 ~ 4.9 % w/v 일 수 있다.

수산화칼륨

수산화칼륨 (KOH) 은 가성칼리라고도 하며, 수산화나트륨보다 부식성이 더 강하고, 이산화탄소를 흡수하는 능력도 더 강하다. 물에 용해 시 열이 발생한다. 의약품 제조, 알칼리 전지 제조 등에 사용된다.

본 발명에 따른 pH 조절용 조성물은 수산화칼륨의 함량이 2 ~ 5 % w/v 일 수 있다. 수산화칼륨을 2 ~ 5 % w/v 의 함량으로 포함함으로써, 기존의 수산화나트륨 (NaOH) 과 유사하게 알칼리도를 높게 유지할 수 있는 대체 중화제로서의 효과를 나타낼 수 있다. 수산화칼륨의 함량이 2 % w/v 미만인 경우, 기타 알칼리제가 더 추가되어야 하는 문제점이 발생할 수 있고, 수산화칼륨의 함량이 5 % w/v 초과인 경우, 단가가 높아져 경제성이 악화되는 문제점이 발생할 수 있다. 이와 달리 수산화칼륨을 5 % w/v 이하로 포함함으로써 유독물질에 해당하지 않으며, 추가적인 검사 등이 필요하지 않아 관리가 용이하다.

탄산나트륨

탄산나트륨 (Na₂CO₃) 은 탄산소다 또는 소다라고도 하며, 수용액 중에서 분해하여 알칼리성을 나타낸다 (Na₂CO₃＋H₂O -> NaOH＋NaHCO₃). 폐수 처리 과정 중 탈질화가 필요한 경우, 낮은 알칼리도로 인하여 탈질화가 제약될 때 부족한 알칼리도를 보충하기 위하여 탄산나트륨이 사용될 수 있다. 또한, 염산이나 황산과 같이 강산을 만나면 반응하여 이산화탄소를 발생시킨다 (Na₂CO₃＋2HCl -> 2NaCl＋H₂O＋CO₂).

본 발명에 따른 pH 조절용 조성물은 탄산나트륨의 함량이 6 ~ 20 % w/v 일 수 있다. 탄산나트륨을 6 ~ 20 % w/v 의 함량으로 포함함으로써, 수산화나트륨 (NaOH) 과 유사하게 알칼리도를 높게 유지할 수 있는 대체 중화제로서의 효과를 나타낼 수 있다. 이와 달리, 탄산나트륨의 함량이 20 % w/v 초과인 경우, 석출 현상이 발생할 수 있다.

규산나트륨

규산나트륨 (Na₂SiO₃) 은 규산소다라고도 하며, 조성에 따라 메타규산나트륨 Na₂SiO₃, 그 수화물인 오쏘규산나트륨 Na₄SiO₄, 이규산나트륨 Na₂Si2O₅ 등 여러 가지가 있으나, 보통은 메타규산나트륨을 말한다. 수용액 중에서 분해하여 알칼리성을 나타낸다 (2Na₂SiO₃ ＋ H₂O -> ₂Si₂O₅ ＋ 2NaOH).

메타규산나트륨은 알칼리도가 낮고, 아연에 대한 부식 억제작용이 있기 때문에, 알루미늄이나 아연소재의 알칼리 탈지에 사용된다.

오쏘규산나트륨은 물에 녹이면 가수분해되어 유리(遊離)알칼리와 규산으로 분리된다. 유리 알칼리는, 소지표면의 기름, 유지를 세정할 수 있다. 규산은 콜로이드 형상으로 되어 부유하는 오염성분을 흡착하여 침강(沈降)할 수 있고, pH 가 낮아지면 겔화 반응을 통해 응집보조제의 역할을 수행할 수도 있다.

본 발명에 따른 pH 조절용 조성물은 규산나트륨의 함량이 6 ~ 8 % w/v 일 수 있다. 규산나트륨을 6 ~ 8 % w/v 의 함량으로 포함함으로써, 응집보조제의 역할을 수행할 수 있고 수산화나트륨 (NaOH) 과 유사하게 알칼리도를 높게 유지할 수 있는 대체 중화제로서의 효과를 일부 나타낼 수 있다. 이와 달리 규산나트륨의 함량이 8 % w/v 초과인 경우, 산의 중화과정에서 겔화가 발생하여 관 막힘 문제가 발생할 수 있다.

추가성분

본 발명의 조성물은 탄산수소나트륨 및 분산제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.

탄산수소나트륨 (NaHCO₃) 은 중탄산나트륨, 중탄산소다, 중조, 베이킹 소다라고도 하며, 가수분해에 의해서 약한 알칼리성을 보인다. 가열하면 이산화탄소와 물이 발생한다 (2NaHCO₃ -> Na₂CO₃＋H₂O＋CO₂). 수용액을 가열하면 65 ^oC 이상에서 탄산 가스를 방출하며 탄산나트륨 용액으로 변한다. 염산, 황산 등의 산과 반응 시키면 이산화탄소가 발생한다. 제산제(制酸劑), 알칼리제, 술파제(劑) 복용시의 부작용 억제제 등 의약품으로 사용되고, 나트륨염의 제조원료, 베이킹파우더, 가루비누의 배합제, 세척제, 거품소화제(消火劑), 청량음료의 탄산가스 발생제 등에 사용된다.

본 발명에 따른 pH 조절용 조성물은 탄산수소나트륨의 함량이 2 ~ 4 % w/v 일 수 있다. 탄산수소나트륨을 2 ~ 4 % w/v 의 함량으로 포함함으로써, pH 완충제 효과 및 수산화나트륨 (NaOH) 과 유사하게 알칼리도를 높게 유지할 수 있는 대체 중화제로서의 효과를 나타낼 수 있다. 탄산수소나트륨의 함량이 4 % w/v 초과인 경우, 단가가 높아져 경제성이 악화되는 문제점이 발생할 수 있다.

분산제로서 시판되는 제품을 사용할 수 있으며, 시판되는 제품의 예로는 ARRYBON L-400 및 N-DISPERSANT5034 가 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 상기 분산제는 석출 방지용으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 pH 조절용 조성물의 분산제의 함량은 예를 들어 0.1 ~ 1 % w/v 일 수 있다.

탈질화

본 발명의 폐수 처리를 위한 pH 조절용 조성물은 폐수의 탈질화와 중화를 위해 동시에 사용될 수 있다. 본 발명의 탈질화는 폐수에 존재하는 질소를 제거하는 과정을 의미한다. 본 발명의 탈질화는 생물학적으로 암모니아성 질소를 질산성 질소로 전환하는 질산화과정 이후에, 질산성 질소를 질소 가스로 전환하는 탈질화과정에 포함될 수 있다.

본 발명의 pH 조절용 조성물이 탄산나트륨을 포함하는 경우, 낮은 pH 또는 알칼리도로 인하여 폐수의 탈질화가 제약될 때, 탄산나트륨은 pH 변화를 억제하는 pH 완충제와 알칼리 공급제로서 작용하여, 폐수의 탈질화를 촉진시킬 수 있다.

본 발명의 폐수 처리를 위한 pH 조절용 조성물은 수산화나트륨을 5 % w/v 미만의 낮은 함량으로 포함하면서도 높은 알칼리도를 가지며, 폐수 처리 시 사용하면 비교적 적은 양으로 폐수를 중화하면서 폐수의 탁도를 낮출 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 조성물을 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 폐수 처리를 위한 pH 조절용 조성물의 제조

가. NaOH 조성물의 제조 방법

100 mL 플라스크에 수산화나트륨 수용액 (50 % w/v) 을 50 mL 넣고, 플라스크의 100 mL 표선까지 증류수를 첨가하고 혼합하여, 수산화나트륨의 최종 함량이 25 % w/v 인 조성물 (이하, 25 % NaOH 조성물)을 제조하였다.

그리고, 100 mL 플라스크에 수산화나트륨 수용액 (50 % w/v) 을 9 mL 넣고, 플라스크의 100 mL 표선까지 증류수를 첨가하고 혼합하여, 수산화나트륨의 최종 함량이 4.5 % w/v 인 조성물 (이하, 4.5 % NaOH 조성물)을 제조하였다.

나. pH 조절용 조성물의 제조 방법

100 mL 플라스크에 수산화나트륨 수용액 (50 % w/v) 을 9 mL 넣고 (최종 함량 4.5 % w/v), 순도 90 % 의 수산화칼륨을 3.33 g (최종 함량 3 % w/v) 을 넣었다. 여기에 순도 99 % 의 탄산나트륨을 6.06 g (최종 함량 6 % w/v) 넣고, 순도 99 % 의 규산나트륨을 8.08 g (최종 함량 8 % w/v) 넣고, 순도 99 % 의 탄산수소나트륨을 2.02 g (최종 함량 2 % w/v) 넣었다. 마지막으로 플라스크의 100 mL 표선까지 증류수를 첨가하고 혼합하였다. 수득된 혼합물은 3차 BW-1001 조성물이다.

첨가되는 화학물질의 종류와 양을 다르게 하여, 상기와 동일한 방법으로 BW-1001 조성물을 제조하였다. 각 BW-1001 조성물에 포함된 화학물질의 최종 함량은 표 1 과 같다.

[표 1] BW-1001 조성물의 화학물질 함량 (단위 % w/v)

3-1차 BW-1001 조성물에 포함된 분산제는 L-400 이고, 3-2차 BW-1001 조성물에 사용된 분산제는 5034 이다.

실시예 2: pH 조절용 조성물의 물성 측정

가. pH 측정

실시예 1 에서 제조된 pH 조절용 조성물을 증류수로 희석한 후 희석액의 pH 를 측정하였다. 각 조성물의 희석비율과 측정된 pH 값은 표 2 에 기재된 바와 같다.

나. 이론 알칼리도 계산

알칼리도는 산을 중화할 수 있는 능력의 크기를 의미하며, 일정량의 시료를 강산의 표준액으로 적정함으로써 특정 pH 까지 적정하기 위해 필요한 산의 당량수를 의미한다. 알칼리도는 탄산칼슘 등가량으로 환산하여 나타내며, 그 단위는 mg CaCO₃/L 이다. 예를 들어, 4.5 % NaOH 조성물의 이론 알칼리도는 다음과 같이 계산될 수 있다.

탄산칼슘 (CaCO₃) 은 몰질량이 100.09 g/mol, 약 100 g/mol 이고, 당량수가 2 eq/mol 이므로, 탄산칼슘의 g당량수는 (100 g/mol)/(2 eq/mol), 즉 50 g/eq 이다.

수산화나트륨 (NaOH) 은 몰질량이 40 g/mol 이고, 당량수가 1 eq/mol 이므로, 수산화나트륨의 g당량수는 40 g/eq 이다.

4.5 % NaOH 조성물의 이론 알칼리도를 계산하면, (4.5 g NaOH/ 100 mL) / (40 g /eq) * (50 g/eq) = 56250 mg CaCO₃/L 이다.

상기 방법에 따라 각 pH 조절용 조성물에 포함된 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 규산나트륨, 탄산수소나트륨의 함량으로부터 이론 알칼리도를 계산한 결과는 표 2 에 기재된 바와 같다.

다. 실험 알칼리도 측정

pH 조절용 조성물을 증류수로 희석하였다. 1단계로 희석액 100 mL 에 3 방울의 페놀프탈레인 지시약을 넣고, 분홍색에서 무색으로 변할 때까지 0.02 N 황산 용액으로 적정한다. 2단계로 황산 용액으로 적정된 희석액에 3 방울의 메틸오렌지 지시약을 넣고, 주황색에서 옅은 오렌지색으로 변할 때까지 0.02 N 황산 용액으로 적정한다.

상기 과정을 3 회 반복하여, 적정에 소비된 0.02 N 황산 용액의 총 부피의 평균 A mL 를 구하였다. 이 때, 탄산칼슘 등가량으로 환산된 희석액의 실험 알칼리도 (mg CaCO₃/L) 는 A * (황산 용액의 N 농도) * (50 * 10³) / (희석액의 mL 부피)로 계산될 수 있다. 계산된 희석액의 알칼리도에 희석비율을 곱한 값이 조성물의 실험 알칼리도이며, 이는 표 2 에 기재된 바와 같다.

[표 2] pH 조절용 조성물의 pH, 이론 알칼리도, 및 실험 알칼리도

실험 알칼리도 값은 이론 알칼리도 값보다 약 1.5 ~ 2.2 배 크게 나타났다. 이는 수산화나트륨 및 수산화칼륨이 물에 용해될 때 발생한 열 때문인 것으로 생각된다.

BW-1001 조성물은 4.5 % w/v 또는 4.9 % w/v 의 수산화나트륨을 함유하고 있으나, 4.5% NaOH 보다 실험 알칼리도 값이 현저하게 높게 나타났다. 그리고 BW-1001 조성물은 25 % NaOH 조성물에 비해 수산화나트륨의 함량이 각각 18 % w/v, 19.6 % w/v 로 적은 양의 NaOH 를 포함하고 있음에도 불구하고, 실험 알칼리도 값이 25 % NaOH 의 44.4 % ~ 72.3 % 에 달하였다.

즉, BW-1001 조성물은 수산화나트륨을 5 % w/v 미만으로 함유함에도 불구하고 높은 알칼리도를 나타내는 효과가 있다.

실시예 3: pH 조절용 조성물을 사용한 폐수 처리

가. 폐수 1 의 처리

폐수 1 은 전자 폐수로서 유기계 폐수이며, pH 6.7 의 약산성이고, 탁도는 0.648 NTU 이다. 폐수 1 의 원액 300 mL 의 pH 가 10 이 될 때까지 pH 조절용 조성물을 250 배로 희석한 희석액을 투입하고, 응집제로 강산성의 1.7 % w/v PAC 을 투입하여 pH 를 7 로 낮추었다. 그리고 응집 및 침전 반응 장치인 Jar-Tester 로 5분간 급속 혼합(100 rpm) 하여 응집, 3분 동안 완속 혼합 (40 rpm) 하여 응결, 1분 동안 침전 (10 rpm) 시킨 후 침전된 상등액을 채취하여 후 탁도를 측정하였다. 탁도 측정이 종료된 후 30분 동안 침전시킨 후 슬러지 부피를 메스실린더로 측정하였다. 폐수 1 을 중화 처리하기 위한 pH 조절용 조성물의 투입량, 투입 후 탁도 및 슬러지 부피를 측정한 결과는 표 3 에 기재된 바와 같다.

[표 3] 폐수 1 에 대한 pH 조절용 조성물의 투입량, 투입 후 탁도 및 슬러지 부피

폐수 1 을 중화하기 위해 필요한 4.5 % NaOH 조성물의 투입량은 25 % NaOH 조성물의 투입량보다 무려 12.8 배 더 큰 것으로 나타났다. 반면, 4.5 % w/v 또는 4.9 % w/v 의 수산화나트륨을 함유하는 BW-1001 조성물의 투입량은 25 % NaOH 조성물의 투입량의 7.64 ~ 8.64 배로 나타났다.

BW-1001 조성물 투입 후 폐수 1 의 탁도를 측정한 결과, 25 % NaOH 조성물 또는 4.5 % NaOH 조성물을 투입한 것보다 탁도가 감소한 것으로 나타났다.

BW-1001 조성물은 규산나트륨이 응집보조 역할을 수행하여, 수산화나트륨만을 포함하고 있는 25 % NaOH 조성물과 4.5 % NaOH 조성물과 달리, 폐수의 탁도를 낮출 수 있었던 것으로 판단된다.

폐수 1 에 BW-1001 조성물을 투입한 후의 슬러지 부피는 25 % NaOH 조성물을 투입한 후의 슬러지 부피보다 더 큰 것으로 나타났다. BW-1001 조성물은 규산나트륨이 응집 보조 역할을 수행하여, 25 % NaOH 조성물보다 침전된 슬러지 부피가 더 큰 것으로 판단된다.

나. 폐수 2 의 처리

폐수 2 는 제철 폐수로서 무기계 폐수이고, pH 7.44 의 약알칼리성이고, 탁도는 2.31 NTU 이다. 폐수 2 의 원액 300 mL 에 응집제로 1.7 % w/v PAC 를 1.8 mL 투입하여 pH 를 감소시킨 강산성 상태에서, pH 를 7 까지 상승시키기 위해서 pH 조절용 조성물을 250 배로 희석한 희석액을 투입하였다. 그리고 Jar-Tester 로 5분간 급속 혼합(100 rpm) 하여 응집, 3분 동안 완속 혼합 (40 rpm) 하여 응결, 1분 동안 침전 (10 rpm) 시켰다. 그 후, 추가로 30분 동안 침전시킨 후 슬러지 부피를 메스실린더로 측정하였다. pH 조절용 조성물의 투입량, 투입 후 슬러지 부피를 측정한 결과는 표 4 에 기재된 바와 같다.

[표 4]

폐수 2 를 중화하기 위해 필요한 4.5 % NaOH 조성물의 투입량은 25 % NaOH 조성물의 투입량보다 무려 13.6 배 더 큰 것으로 나타났다. 반면, 4.5 % w/v 또는 4.9 % w/v 의 수산화나트륨을 함유하는 BW-1001 조성물의 투입량은 25 % NaOH 조성물의 투입량의 2.42 ~ 2.56 배로 나타났다.

폐수 2 에 BW-1001 조성물을 투입한 후의 슬러지 부피는 25 % NaOH 조성물을 투입한 후의 슬러지 부피와 비슷하거나 더 큰 것으로 나타났다. BW-1001 조성물은 규산나트륨이 응집 보조 역할을 수행할 수 있어, 25 % NaOH 조성물보다 수산화나트륨 함량이 낮아도 침전되는 슬러지의 부피가 비슷하거나 더 큰 것으로 판단된다.

다. 폐수 3 의 처리

폐수 3 은 제철 폐수로서 무기계 폐수이고, pH 2.86 의 강산성이고, 탁도는 19.2 NTU 이다. 폐수 3 의 원액 500 mL 에 응집제로 1.7 % w/v PAC 을 2.94 mL 를 투입하여 pH 를 더욱 감소시킨 강산성 상태에서, pH 를 7 까지 상승시키기 위해서 pH 조절용 조성물을 100 배로 희석한 희석액을 투입하였다. 그리고 Jar-Tester 로 5분간 급속 혼합(100 rpm) 하여 응집, 3분 동안 완속 혼합 (40 rpm) 하여 응결, 1분 동안 침전 (10 rpm) 시켰다. 그 후, 추가로 30분 동안 침전시킨 후 슬러지 부피를 메스실린더로 측정하였다. pH 조절용 조성물의 투입량, 투입 후 탁도 및 슬러지 부피를 측정한 결과는 표 5 에 기재된 바와 같다.

[표 5]

BW-1001 3차 조성물은 수산화나트륨의 함량이 4.5 % w/v 로, 25 % NaOH 조성물에 비해 수산화나트륨의 함량이 18 % 로 적은 양의 수산화나트륨을 포함함에도 불구하고, 폐수 3 를 중화하기 위해 필요한 BW-1001 3차 조성물의 투입량은 25 % NaOH 조성물의 투입량의 2.7 배에 불과했다.

25 % NaOH 조성물 또는 BW-1001 3차 조성물 투입 후 폐수 3 의 탁도를 측정한 결과, 투입 전보다 탁도가 감소한 것으로 나타났으며, BW-1001 3차 조성물을 투입하였을 때의 탁도가 더 낮게 나타났다. BW-1001 3차 조성물은 규산나트륨이 응집 보조 역할을 수행하여, 수산화나트륨만을 포함하고 있는 25 % NaOH 조성물보다 폐수의 탁도를 낮추는 효과가 더 뛰어난 것으로 판단된다.

폐수 3 에 BW-1001 3차 조성물을 투입한 후의 슬러지 부피는 25 % NaOH 조성물을 투입한 후의 슬러지 부피보다 다소 큰 것으로 나타났다. BW-1001 3차 조성물은 규산나트륨이 응집 보조 역할을 수행하여, 25 % NaOH 조성물보다 수산화나트륨 함량이 낮아도 침전되는 슬러지의 부피가 더 큰 것으로 판단된다.

상기 다양한 종류의 폐수를 pH 조절용 조성물로 처리한 결과로부터 확인할 수 있는 바와 같이, BW-1001 조성물은 5 % w/v 미만의 수산화나트륨을 사용하여 유독 물질에 해당하지 않으면서도, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 규산나트륨 등을 조합함으로써, 4.5 % NaOH 조성물보다 비교적 적은 양으로도 폐수의 중화 처리를 할 수 있는 효과를 나타내고, 수산화나트륨만을 포함하는 조성물보다 탁도를 개선하는 효과가 뛰어나며, 25 % NaOH 조성물보다 낮은 함량의 수산화나트륨을 포함하더라도 오염 물질을 침전시키는 효과가 더 우수하다.

Claims

수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 규산나트륨, 탄산수소나트륨 및 분산제를 포함하는 폐수 처리를 위한 pH 조절용 조성물로서,
수산화나트륨의 함량이 4.5 ~ 4.9 % w/v 이고, 수산화칼륨의 함량이 2 ~ 5 % w/v 이고, 탄산나트륨의 함량이 6 ~ 20 % w/v 이고, 규산나트륨의 함량이 6 ~ 8 % w/v 이고, 탄산수소나트륨의 함량이 2 ~ 4 % w/v 이고, 분산제의 함량이 0.1 ~ 1 % w/v 인 pH 조절용 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 조성물은 폐수의 탈질화를 위한 것인 pH 조절용 조성물.
제 1 항의 pH 조절용 조성물을 폐수에 첨가하는 단계를 포함하는 폐수 처리 방법.
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