KR102493682B1 - Treatment method of fly ash and use of the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반응기에 알칼리성 비산재, 중화제, 중금속 안정화제 및 고화제를 첨가하고 혼합한 후 반응시키는 단계; 및 상기 반응 완료 후 고형화된 비산재를 수득하는 단계를 포함하는 비산재 처리방법을 제공한다. 본 발명에 따른 비산재 처리방법은 일 회의 처리에 의해 지정폐기물로 관리되는 비산재를 일반폐기물로 전환시킬 수 있고 비산재를 취급이 용이한 고형화된 형태로 전환시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 처리방법을 사용하면 별도의 폐수가 발생하지 않기 때문에 추가적인 폐액 처리장치를 필요로 하지 않고 고형화된 비산재를 바로 일반폐기물에 준하여 매립할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 처리방법에 의해 수득된 비산재는 복토 또는 성토용 소재, 되메우기용 소재(특히 석산 되메우기용 소재)로 사용될 수 있기 때문에 본 발명에 따른 처리방법을 사용하면 환경 보호 측면에서 매우 유익하고 효율적인 자원 재활용이 가능하다.The present invention comprises the steps of reacting after adding and mixing alkaline fly ash, neutralizer, heavy metal stabilizer and solidifying agent in a reactor; And it provides a fly ash treatment method comprising the step of obtaining a solidified fly ash after completion of the reaction. The fly ash treatment method according to the present invention can convert fly ash managed as designated waste into general waste by one treatment and converts the fly ash into an easy-to-handle solid form. Therefore, when the treatment method according to the present invention is used, since separate wastewater is not generated, the solidified fly ash can be buried immediately in accordance with general waste without requiring an additional waste liquid treatment device. Furthermore, the use of the treatment method according to the present invention is very beneficial in terms of environmental protection because the fly ash obtained by the treatment method according to the present invention can be used as a material for covering soil or embankment, and a material for backfilling (particularly, material for backfilling quarries). and efficient resource recycling.
Description
본 발명은 비산재 처리방법 등에 관한 것으로서, 더 상세하게는 지정폐기물로 관리되는 비산재를 일반폐기물로 전환시킬 수 있는 비산재 처리방법 및 이의 다양한 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a fly ash treatment method and the like, and more particularly, to a fly ash treatment method capable of converting fly ash managed as designated waste into general waste and various uses thereof.
지정폐기물이란 사업장폐기물 중 주변 환경을 오염시킬 수 있거나 오염성 폐기물 등 인체에 위해를 줄 수 있는 유해한 폐기물을 말한다. 폐기물관리법상의 유해성 기준에 해당되는 사업장이 배출하는 폐기물로는 (1) 폐산 (2) 폐알칼리 (3) 폐유 (4) 폐유기용제(할로겐족, 비할로겐족) (5) 폐합성고분자화합물(폐합성수지, 폐합성고무, 폐페인트 및 폐래커) (6) 폐석면 (7) 슬래그(광재) (8) 분진(비산재 포함) (9) 폐주물사 및 샌드블라스트폐사 (10) 폐내화물 및재벌구이 전에 시유된 도자기편류 (11) 소각잔재물 (12) 안정화 및 고형화처리물 (13) 폐촉매 (14) 폐흡착제 및 폐흡수제 (15) 폐농약 (16) 폴리염화비페닐 함유폐기물(액상의 것, 액상 외의 것) (17) 슬러지(폐수처리 슬러지, 공정 슬러지) 등이 있다.Designated waste refers to hazardous waste that may contaminate the surrounding environment or harm the human body, such as contaminant waste, among industrial waste. Wastes discharged from business sites that meet the hazard standards under the Waste Management Act include (1) waste acid (2) waste alkali (3) waste oil (4) waste organic solvents (halogen, non-halogen) (5) waste synthetic polymer compounds (waste synthetic resins) , waste synthetic rubber, waste paint and waste lacquer) (6) Waste asbestos (7) Slag (slag) (8) Dust (including fly ash) (9) Waste molding sand and sandblasting sand (10) Waste refractories and glazed before ashes Ceramic fragments (11) Incineration residues (12) Stabilized and solidified products (13) Waste catalysts (14) Waste absorbents and waste absorbents (15) Waste pesticides (16) Polychlorinated biphenyl-containing waste (liquid, other than liquid) ) (17) sludge (wastewater treatment sludge, process sludge), etc.
종래 폐기물 소각장에서 발생되는 가스를 처리하기 위한 가장 일반적인 방법은, 반건식 또는 건식 반응탑에 슬러지 상태 또는 분말 상태의 소석회를 다량 분사하여 알칼리 상태인 폐기물 및 미반응 물질을 지정폐기물로 분리하여 관리형 매립장에 매립하는 것이었다. 즉, 폐기물 소각장에서 발생되는 가스에 액상 소석회 또는 분말 소석회를 다량 분사하면, 염화칼슘, 황산칼슘, 불소화칼슘 및 탄산칼슘이 얻어지고, 또한 미반응 물질인 소석회와 암모니아 가스, 다이옥신, 퓨란, 불소 가스, 황산화물, 질소산화물, 각종 중금속 이온들(구리, 납, 수은 등)을 함유하는 비산재가 얻어지는데, 이 비산재는 5배 정도의 물로 희석했을 때 pH가 12 내지 14 정도인 강알칼리성이고 인체에 유해한 중금속과 환경 호르몬인 다이옥신을 함유하고 있으며 마이크로 또는 그 이하 크기의 입자상 물질이므로 대부분 지정폐기물 매립장에 매립되고 있다.The most common method for treating gas generated in a conventional waste incineration plant is to spray a large amount of slaked lime or powdered slaked lime into a semi-dry or dry reactor to separate alkaline waste and unreacted material into designated waste and create a managed landfill was to be buried in That is, when a large amount of liquid slaked lime or powder slaked lime is injected into the gas generated in the waste incineration plant, calcium chloride, calcium sulfate, calcium fluoride, and calcium carbonate are obtained, and unreacted slaked lime and ammonia gas, dioxin, furan, fluorine gas, Fly ash containing sulfur oxides, nitrogen oxides, and various heavy metal ions (copper, lead, mercury, etc.) is obtained. It contains heavy metals and dioxin, an environmental hormone, and since it is a particulate matter of micro or smaller size, most of them are buried in designated waste landfills.
그러나 상기 비산재는 환경 친화적이지 못하여 폐기물 매립으로 인한 각종 사회 문제 및 환경 문제가 대두되기 때문에, 자원 재활용 및 환경 보호 측면에서 상기 비산재를 안정화시켜 매립하는 것이 필요하다. 비산재의 안정화와 관련하여 대한민국 등록특허공보 제10-0506331호에는 폐기물 소각장의 반건식 또는 건식 반응탑에 슬러지 상태 또는 분말 상태의 소석회를 분사하여 폐기물 가스와 반응한 비산재를 집진하고, 이 비산재에 산업체에서 발생되는 폐산을 첨가하여 중화하고 중금속 이온을 제거하기 위하여 킬레이트 수지를 첨가하여 반응시킨 후, 상기 폐산을 중화하기 위하여 폐기물 소각장의 반응탑을 거쳐 백필터에서 집진되는 소석회 분진(폐알칼리)을 소량 가하여 중화하는 것으로 구성되는 소각 비산재의 안정화 처리 방법이 개시되어 있다. 그러나 상기 선행기술은 비산재 100 중량부 당 약 400 중량부의 폐산 용액이 사용되기 때문에 반응 탱크가 처리하는 비산재에 비해 상대적으로 매우 커야 하고 나아가 비산재 처리 후 비산재 슬러지를 얻기 위해 탈수 공정을 거쳐야 하며, 탈수된 폐액을 처리하기 위하여 추가적인 폐수 처리 장치를 필요로 하는 문제가 있다.However, since the fly ash is not environmentally friendly and various social and environmental problems arise due to waste landfill, it is necessary to stabilize and landfill the fly ash in terms of resource recycling and environmental protection. Regarding the stabilization of fly ash, Korean Patent Registration No. 10-0506331 discloses slaked lime or slaked lime in a semi-dry or dry reaction tower of a waste incinerator to collect fly ash reacted with waste gas, and After adding and neutralizing generated waste acid and reacting by adding chelate resin to remove heavy metal ions, in order to neutralize the waste acid, a small amount of slaked lime dust (waste alkali) collected in the bag filter through the reaction tower of the waste incineration plant is added A stabilization treatment method for incinerated fly ash comprising neutralization is disclosed. However, in the prior art, since about 400 parts by weight of waste acid solution per 100 parts by weight of fly ash is used, the reaction tank must be relatively large compared to the fly ash treated, and furthermore, after the fly ash treatment, a dehydration step must be performed to obtain fly ash sludge, and the dehydrated There is a problem that an additional waste water treatment device is required to treat the waste liquid.
본 발명은 종래의 기술적 배경하에서 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 지정폐기물로 관리되는 비산재를 일반폐기물로 전환시킬 수 있는 비산재 처리방법을 제공하는데에 있다. 또한, 본 발명의 목적은 비산재 처리방법에 의해 파생되는 다양한 용도를 제공하는데에 있다.The present invention was derived under the conventional technical background, and an object of the present invention is to provide a fly ash treatment method capable of converting fly ash managed as designated waste into general waste. In addition, an object of the present invention is to provide various uses derived by the fly ash treatment method.
본 발명의 발명자는 지정폐기물로 관리되는 비산재를 일반폐기물로 전환시키기 위해 다양한 단위 공정들의 조합 및 다양한 첨가제들의 조합을 시험하였고, 그 중 특정 첨가제들의 조합에 의할 때 1회의 반응만으로도 일반폐기물 기준을 만족하는 고형화된 형태의 비산재를 얻을 수 있고 별도의 폐수가 발생하지 않는 점을 확인하고 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention tested a combination of various unit processes and a combination of various additives to convert fly ash managed as designated waste into general waste, and when using a combination of specific additives, only one reaction meets the general waste standard. The present invention was completed after confirming that a satisfactory solidified fly ash could be obtained and no separate wastewater was generated.
본 발명의 일 예는 경제적이고 간단하게 지정폐기물로 관리되는 비산재를 일반폐기물로 전환시킬 수 있는 비산재 처리방법을 제공한다. 본 발명의 일 예에 따른 비산재의 처리방법은 반응기에 알칼리성 비산재, 중화제, 중금속 안정화제 및 고화제를 첨가하고 혼합한 후 반응시키는 단계; 및 상기 반응 완료 후 고형화된 비산재를 수득하는 단계를 포함한다.One embodiment of the present invention provides a fly ash treatment method that can economically and simply convert fly ash managed as designated waste into general waste. A method for treating fly ash according to an example of the present invention includes adding alkaline fly ash, a neutralizer, a heavy metal stabilizer and a solidifying agent to a reactor, mixing them, and then reacting; and obtaining solidified fly ash after completion of the reaction.
상기 비산재(Fly ash)는 연소 과정이나 파쇄 과정에서 날리게 되는 회분, 재를 가리키며 바람직하게는 소각시설에서 쓰레기가 연소된 뒤 집진장치에서 배출되는 소각 비산재를 가리킨다. 상기 소각 비산재는 pH가 약 11.5~13.5인 강알칼리성이고 납, 구리, 크롬, 카드뮴, 수은, 비소 등과 같은 유해 중금속 및 다이옥신 등과 같은 미량 유해 유기오염물 등을 함유한다.The fly ash refers to ash and ash blown during the combustion or crushing process, and preferably refers to incinerated fly ash discharged from a dust collector after waste is burned in an incineration facility. The incinerated fly ash is strongly alkaline with a pH of about 11.5 to 13.5 and contains harmful heavy metals such as lead, copper, chromium, cadmium, mercury, arsenic, and trace amounts of harmful organic pollutants such as dioxin.
상기 중화제는 알칼리성 비산재의 pH를 5.5 내지 7.5로 조정하기 위해 사용되는 것으로서, 산 용액(Acid solution)이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으나, 전체 공정의 경제성 및 편의성을 고려할 때 염산, 황산 용액, 질산 용액, 불산 용액, 과염소산 용액, 브롬화수소산 용액, 요오드화수소산 용액, 인산 용액 등이 있으며, 이 중 강산 용액인 것이 바람직하고, 황산 수용액인 것이 더 바람직하다. 본 발명에서 중화제로 강산 용액을 사용하는 경우 경제성 및 안전성 등을 고려할 때 강산 용액의 강산 농도는 2~15 중량%인 것이 바람직하고, 5~10 중량%인 것이 더 바람직하다. 또한, 본 발명에서는 경제성을 고려할 때 중화제로 정련 공정, 도금 공정, 화학약품 제조공정, 반도체 공정 등에서 폐수로 발생하는 폐산 용액을 사용할 수도 있다. 상기 폐산은 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 폐황산, 폐질산, 폐인산, 폐염산, 폐불산 등에서 선택되는 1종 이상으로 구성될 수 있다.The neutralizer is used to adjust the pH of the alkaline fly ash to 5.5 to 7.5, and if it is an acid solution, the type is not significantly limited, but considering the economics and convenience of the entire process, hydrochloric acid, sulfuric acid solution, nitric acid solution , a hydrofluoric acid solution, a perchloric acid solution, a hydrobromic acid solution, a hydroiodic acid solution, a phosphoric acid solution, and the like, of which a strong acid solution is preferred, and a sulfuric acid aqueous solution is more preferred. In the present invention, when a strong acid solution is used as a neutralizing agent, considering economic feasibility and safety, the concentration of the strong acid solution is preferably 2 to 15% by weight, more preferably 5 to 10% by weight. In addition, in the present invention, in consideration of economic feasibility, a waste acid solution generated as wastewater in a refining process, a plating process, a chemical manufacturing process, a semiconductor process, etc. may be used as a neutralizer. The type of waste acid is not particularly limited, and may be, for example, one or more selected from waste sulfuric acid, waste nitric acid, waste phosphoric acid, waste hydrochloric acid, and waste hydrofluoric acid.
상기 중금속 안정화제는 비산재에 함유된 중금속의 이온과 반응하여 용해도가 낮은 염을 형성하거나 킬레이트 결합을 통해 중금속 이온을 고정시킬 수 있는 공지의 다양한 물질을 포함한다. 본 발명에서 사용될 수 있는 중금속 안정화제로는 황화수소(H2S), 황화수소나트륨(Sodium hydrosulfide), 티오카바메이트(Thiocarbamate), 다이티오카바메이트(Dithiocarbamate), EDTA(Ethylenediaminetetraacetic acid), EGTA(Triethylene glycol diamine tetraacetic acid), 킬레이트 수지 등이 있으며, 비산재에 함유된 다양한 중금속의 안정화를 고려할 때 황화수소나트륨(Sodium hydrosulfide)인 것이 바람직하다. 또한, 상기 황화수소나트륨(Sodium hydrosulfide)은 황화수소나트륨(Sodium hydrosulfide) 수용액 형태로 사용되며, 황화수소나트륨(Sodium hydrosulfide) 수용액에서 황화수소나트륨의 농도는 5~40 중량%인 것이 바람직하고 15~25 중량%인 것이 더 바람직하다.The heavy metal stabilizer includes various known materials capable of reacting with heavy metal ions contained in fly ash to form salts with low solubility or fixing heavy metal ions through a chelate bond. Heavy metal stabilizers that can be used in the present invention include hydrogen sulfide (H 2 S), sodium hydrogen sulfide, thiocarbamate, dithiocarbamate, EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid), EGTA (triethylene glycol diamine) tetraacetic acid), chelating resin, etc., and considering the stabilization of various heavy metals contained in fly ash, sodium hydrosulfide is preferable. In addition, the sodium hydrosulfide is used in the form of an aqueous solution of sodium hydrosulfide, and the concentration of sodium hydrogen sulfide in the aqueous solution is preferably 5 to 40% by weight, and 15 to 25% by weight it is more preferable
상기 고화제(Solidifying agent)는 액상의 물질을 굳어지게 하기 위한 첨가물질로서, 본 발명에서는 비산재, 중화제 및 중금속 안정화제를 혼합하면 슬러지 형태를 가지므로 상기 슬러지에 적용될 수 있는 무기계 고화제인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서 상기 고화제는 중화 효율, 중금속 안정화 효율 등과의 조화를 고려할 때 소달라이트(방소다석), 헤마타이트(적철석) 및 마그네사이트(Magnesite)를 포함하는 무기계 고화제인 것이 바람직하고 소달라이트(방소다석), 헤마타이트(적철석), 보에마이트(뵘석), 아나타제(예추석), 실리카(Silica), 칼사이트(방해석), 수산화칼슘 및 마그네사이트(Magnesite)를 포함하는 무기계 고화제인 것이 더 바람직하다. 또한, 본 발명에서 상기 고화제는 전체 건조 중량을 기준으로 소달라이트(방소다석) 10~50 중량%, 헤마타이트(적철석) 10~50 중량% 및 마그네사이트(Magnesite) 10~50 중량%를 포함하는 무기계 고화제인 것이 바람직하고 전체 건조 중량을 기준으로 소달라이트(방소다석) 10~25 중량%, 헤마타이트(적철석) 10~25 중량%, 보에마이트(뵘석) 1~10 중량%, 아나타제(예추석) 1~15 중량%, 실리카(Silica) 1~15 중량%, 칼사이트(방해석) 1~15 중량%, 수산화칼슘 1~10 중량% 및 마그네사이트(Magnesite) 10~25 중량%를 포함하는 무기계 고화제인 것이 더 바람직하다. 또한, 본 발명에서 상기 고화제는 중화 효율, 중금속 안정화 효율 등과의 조화를 고려할 때 산화알루미늄(Al2O3), 이산화규소(SiO2), 산화제이철(Fe2O3),산화칼슘(CaO) 및 산화마그네슘을 포함하는 무기계 고화제인 것이 바람직하고, 산화알루미늄(Al2O3), 이산화규소(SiO2), 산화제이철(Fe2O3), 이산화티탄(TiO2), 산화나트륨(Na2O), 산화칼슘(CaO) 및 산화마그네슘을 포함하는 무기계 고화제인 것이 더 바람직하다. 또한, 본 발명에서 상기 고화제는 전체 건조 중량을 기준으로 산화알루미늄(Al2O3) 10~40 중량%, 이산화규소(SiO2) 5~40 중량%, 산화제이철(Fe2O3) 10~40 중량%, 산화칼슘(CaO) 10~40 중량% 및 산화마그네슘 10~40 중량%를 포함하는 무기계 고화제인 것이 바람직하고 전체 건조 중량을 기준으로 산화알루미늄(Al2O3) 10~30 중량%, 이산화규소(SiO2) 5~30 중량%, 산화제이철(Fe2O3) 10~30 중량%, 이산화티탄(TiO2)1~20 중량%, 산화나트륨(Na2O) 1~15 중량%, 산화칼슘(CaO) 10~30 중량% 및 산화마그네슘 10~30 중량%를 포함하는 무기계 고화제인 것이 더 바람직하다.The solidifying agent is an additive material for hardening a liquid material. In the present invention, when fly ash, a neutralizer, and a heavy metal stabilizer are mixed, it forms a sludge, so it is preferable that the solidifying agent is an inorganic solidifying agent that can be applied to the sludge. do. In addition, in the present invention, the solidifying agent is preferably an inorganic solidifying agent including sodalite (hematite), hematite (hematite) and magnesite in consideration of harmony with neutralization efficiency and heavy metal stabilization efficiency, and sodalite. It is more an inorganic hardening agent including (silica), hematite (hematite), boehmite (boehmite), anatase (anatase), silica (silica), calcite (calcite), calcium hydroxide and magnesite (Magnesite). desirable. In the present invention, the solidifying agent comprises 10 to 50% by weight of sodalite (soda stone), 10 to 50% by weight of hematite (hematite) and 10 to 50% by weight of magnesite based on the total dry weight. It is preferably an inorganic solidifying agent, and based on the total dry weight, 10 to 25% by weight of sodalite (soda stone), 10 to 25% by weight of hematite (hematite), 1 to 10% by weight of boehmite (boehmite), anatase ( Anatase) 1-15 wt%, silica (Silica) 1-15 wt%, calcite (calcite) 1-15 wt%, calcium hydroxide 1-10 wt%, and magnesite 10-25 wt%. It is more preferable that it is a solidifying agent. In addition, in the present invention, the solidifying agent is aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ), ferric oxide (Fe 2 O 3 ), calcium oxide (CaO 3 ) when considering harmony with neutralization efficiency and heavy metal stabilization efficiency. ) and an inorganic solidifying agent containing magnesium oxide, preferably aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ), ferric oxide (Fe 2 O 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), sodium oxide ( Na 2 O), it is more preferably an inorganic solidifying agent containing calcium oxide (CaO) and magnesium oxide. In addition, in the present invention, the solidifying agent is 10 to 40% by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 5 to 40% by weight of silicon dioxide (SiO 2 ), and 10% by weight of ferric oxide (Fe 2 O 3 ) based on the total dry weight. It is preferably an inorganic solidifying agent containing ~40 wt%, calcium oxide (CaO) 10-40 wt%, and magnesium oxide 10-40 wt%, and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 10-30 based on the total dry weight. % by weight, silicon dioxide (SiO 2 ) 5-30 wt%, ferric oxide (Fe 2 O 3 ) 10-30 wt%, titanium dioxide (TiO 2 ) 1-20 wt%, sodium oxide (Na 2 O) 1- It is more preferably an inorganic hardening agent containing 15% by weight, 10 to 30% by weight of calcium oxide (CaO), and 10 to 30% by weight of magnesium oxide.
본 발명에서 상기 반응기에 첨가되어 혼합되는 알칼리성 비산재, 중화제, 중금속 안정화제 및 고화제의 중량 관계는 크게 제한되지 않으나, 중화 효율, 중금속 안정화 효율, 고형화 효율 등의 조화를 고려할 때 반응기에 알칼리성 비산재 100 중량부 당 중화제 25~50 중량부, 중금속 안정화제 2~5 중량부 및 고화제 10~20 중량부를 첨가하고 혼합하는 것이 바람직하고, 알칼리성 비산재 100 중량부 당 중화제 30~40 중량부, 중금속 안정화제 2~4 중량부 및 고화제 11~16 중량부를 첨가하고 혼합하는 것이 더 바람직하다.In the present invention, the weight relationship of the alkaline fly ash, neutralizer, heavy metal stabilizer and solidifier added to and mixed in the reactor is not significantly limited, but considering the harmony of neutralization efficiency, heavy metal stabilization efficiency, solidification efficiency, etc., alkaline fly ash 100 in the reactor It is preferable to add and mix 25 to 50 parts by weight of a neutralizer, 2 to 5 parts by weight of a heavy metal stabilizer and 10 to 20 parts by weight of a solidifying agent per part by weight, and 30 to 40 parts by weight of a neutralizer and 30 to 40 parts by weight of a neutralizer per 100 parts by weight of alkaline fly ash. It is more preferable to add 2 to 4 parts by weight and 11 to 16 parts by weight of a solidifying agent and mix.
본 발명의 일 예는 고형화 처리된 비산재의 다양한 용도를 제공한다. 예를 들어, 본 발명의 일 예는 전술한 비산재 처리방법에 의해 수득한 고형화된 비산재를 포함하는 복토 또는 상토용 소재를 제공한다. 또한, 본 발명의 일 예는 전술한 비산재 처리방법에 의해 수득한 고형화된 비산재를 포함하는 되메우기용 소재를 제공한다. 전술한 비산재 처리방법에 의해 수득한 고형화된 비산재는 일반폐기물로 매립될 수도 있으나, 환경 보호 및 자원 재활용 측면을 고려할 때 복토 또는 상토용 소재로 사용될 수도 있고, 석산 되메우기용 소재로 사용될 수도 있다.One example of the present invention provides various uses of the solidified fly ash. For example, one embodiment of the present invention provides a cover soil or bed soil material comprising the solidified fly ash obtained by the above-described fly ash treatment method. In addition, one embodiment of the present invention provides a material for backfilling comprising the solidified fly ash obtained by the above-described fly ash treatment method. The solidified fly ash obtained by the above-described fly ash treatment method may be landfilled as general waste, but may be used as a material for cover or top soil, or as a material for backfilling stone acid in consideration of environmental protection and resource recycling.
본 발명에 따른 비산재 처리방법은 일 회의 처리에 의해 지정폐기물로 관리되는 비산재를 일반폐기물로 전환시킬 수 있고 비산재를 취급이 용이한 고형화된 형태로 전환시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 처리방법을 사용하면 별도의 폐수가 발생하지 않기 때문에 추가적인 폐액 처리장치를 필요로 하지 않고 고형화된 비산재를 바로 일반폐기물에 준하여 매립할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 처리방법에 의해 수득된 비산재는 복토 또는 성토용 소재, 되메우기용 소재(특히 석산 되메우기용 소재)로 사용될 수 있기 때문에 본 발명에 따른 처리방법을 사용하면 환경 보호 측면에서 매우 유익하고 효율적인 자원 재활용이 가능하다.The fly ash treatment method according to the present invention can convert fly ash managed as designated waste into general waste by one treatment and converts the fly ash into an easy-to-handle solid form. Therefore, when the treatment method according to the present invention is used, since separate wastewater is not generated, the solidified fly ash can be buried immediately in accordance with general waste without requiring an additional waste liquid treatment device. Furthermore, the use of the treatment method according to the present invention is very beneficial in terms of environmental protection because the fly ash obtained by the treatment method according to the present invention can be used as a material for covering soil or embankment, and a material for backfilling (particularly, material for backfilling quarries). and efficient resource recycling.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 기술적 특징을 명확하게 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following examples are only for clearly illustrating the technical features of the present invention, but do not limit the protection scope of the present invention.
1. 실험 재료1. Experiment materials
(1) 소각 비산재(1) Incinerated fly ash
본 실험에서 사용한 소각 비산재는 수도권의 소각장 백필터에서 채취한 것으로서, 폐기물 공정시험방법에 의거하여 분석한 결과, pH는 약 12~12.5이고, 주요 중금속 용출 농도는 납(Pb) 약 19.12 ㎎/ℓ, 구리(Cu) 약 5.8 ㎎/ℓ, 비소(As) 약 0.78 ㎎/ℓ, 수은(Hg) 약 0.26 ㎎/ℓ 및 카드뮴(Cd) 약 0.67 ㎎/ℓ이었다.The incinerated fly ash used in this experiment was collected from the bag filter of an incineration plant in the metropolitan area, and as a result of analysis according to the waste process test method, the pH was about 12 to 12.5, and the concentration of major heavy metal elution was about 19.12 mg/ℓ of lead (Pb). , Copper (Cu) was about 5.8 mg/L, arsenic (As) about 0.78 mg/L, mercury (Hg) about 0.26 mg/L, and cadmium (Cd) about 0.67 mg/L.
(2) 중화제(2) Neutralizer
본 실험에서 중화제로 약 9 중량% 농도의 묽은 황산 수용액을 사용하였다.In this experiment, a dilute aqueous solution of sulfuric acid having a concentration of about 9% by weight was used as a neutralizing agent.
(3) 중금속 안정화제(3) heavy metal stabilizers
본 실험에서 중금속 안정화제로 약 22 중량% 농도의 황화수소나트륨(Sodium hydrosulfide) 수용액을 사용하였다.In this experiment, a sodium hydrosulfide aqueous solution having a concentration of about 22% by weight was used as a heavy metal stabilizer.
(4) 고화제(4) solidifying agent
본 실험에서 사용한 고화제는 전체 건조 중량을 기준으로 소달라이트(방소다석) 약 20 중량%, 헤마타이트(적철석) 약 20 중량%, 보에마이트(뵘석) 약 5 중량%, 아나타제(예추석) 약 10 중량%, 실리카(Silica) 약 10 중량%, 칼사이트(방해석) 약 10 중량%, 수산화칼슘 약 5 중량% 및 마그네사이트(Magnesite) 약 20 중량%를 포함하고, 수분 함량이 약 14 중량%인 무기계 고화제이다. 본 실험에서 사용한 고화제의 조성을 화학 성분으로 환산하면 상기 고화제는 전체 건조 중량을 기준으로 산화알루미늄(Al2O3) 약 18 중량%, 이산화규소(SiO2) 약 13 중량%, 산화제이철(Fe2O3) 약 18 중량%, 이산화티탄(TiO2) 약 10 중량%, 산화나트륨(Na2O) 약 5 중량%, 산화칼슘(CaO) 약 18 중량% 및 산화마그네슘 약 18 중량%를 포함한다.The solidifying agent used in this experiment was about 20% by weight of sodalite (sodalite), about 20% by weight of hematite (hematite), about 5% by weight of boehmite (boehmite), and anatase (anatase) based on the total dry weight. It contains about 10% by weight of silica, about 10% by weight of silica, about 10% by weight of calcite (calcite), about 5% by weight of calcium hydroxide and about 20% by weight of magnesite, and has a water content of about 14% by weight. It is an inorganic hardening agent. When the composition of the solidifying agent used in this experiment is converted into chemical components, the solidifying agent contains about 18% by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), about 13% by weight of silicon dioxide (SiO 2 ), ferric oxide (based on the total dry weight). Fe 2 O 3 ) about 18 wt%, titanium dioxide (TiO 2 ) about 10 wt%, sodium oxide (Na 2 O) about 5 wt%, calcium oxide (CaO) about 18 wt%, and magnesium oxide about 18 wt% include
2. 소각 2. Incineration 비산재의of fly ash 고형화 처리 solidification treatment
실시예 1.Example 1.
반응기에 소각 비산재 1,000 ㎏, 중화제 308 ㎏, 중금속 안정화제 23 ㎏ 및 고화제 154 ㎏을 첨가하고 균일하게 혼합한 후 약 10분 동안 반응을 진행시켜 고형화된 소각 비산재를 수득하였다.1,000 kg of incinerated fly ash, 308 kg of neutralizer, 23 kg of heavy metal stabilizer, and 154 kg of solidifying agent were added to the reactor, mixed uniformly, and the reaction proceeded for about 10 minutes to obtain solidified incinerated fly ash.
실시예 2.Example 2.
반응기에 소각 비산재 1,000 ㎏, 중화제 350 ㎏, 중금속 안정화제 30 ㎏ 및 고화제 125 ㎏을 첨가하고 균일하게 혼합한 후 약 10분 동안 반응을 진행시켜 고형화된 소각 비산재를 수득하였다.1,000 kg of incinerated fly ash, 350 kg of neutralizer, 30 kg of heavy metal stabilizer, and 125 kg of solidifying agent were added to the reactor, mixed uniformly, and the reaction proceeded for about 10 minutes to obtain solidified incinerated fly ash.
실시예 3.Example 3.
반응기에 소각 비산재 1,000 ㎏, 중화제 400 ㎏, 중금속 안정화제 33 ㎏ 및 고화제 133 ㎏을 첨가하고 균일하게 혼합한 후 약 10분 동안 반응을 진행시켜 고형화된 소각 비산재를 수득하였다.1,000 kg of incinerated fly ash, 400 kg of neutralizing agent, 33 kg of heavy metal stabilizer and 133 kg of solidifying agent were added to the reactor, mixed uniformly, and the reaction proceeded for about 10 minutes to obtain solidified incinerated fly ash.
2. 고형화 처리된 소각 2. Solidified incineration 비산재의of fly ash 물성 측정 Physical property measurement
실시예 1 내지 실시예 3에 의해 고형화 처리된 소각 비산재가 지정폐기물에서 일반폐기물로 전환되었는지를 확인하기 위해 폐기물관리법의 규정에 의해 고시된 폐기물 공정시험방법에 의거하여 유해물질을 분석하였다.In order to confirm whether the incinerated fly ash solidified in Examples 1 to 3 was converted from designated waste to general waste, hazardous substances were analyzed according to the waste process test method notified by the Waste Management Act.
[실시예 1에 의해 고형화 처리된 소각 비산재의 유해물질 분석 결과][Results of analysis of harmful substances in incinerated fly ash solidified in Example 1]
[실시예 2에 의해 고형화 처리된 소각 비산재의 유해물질 분석 결과][Results of analysis of harmful substances in incinerated fly ash solidified in Example 2]
[실시예 3에 의해 고형화 처리된 소각 비산재의 유해물질 분석 결과][Results of analysis of harmful substances in incinerated fly ash solidified in Example 3]
상기 결과에서 보이는 바와 같이 실시예 1 내지 실시예 3에 의해 고형화 처리된 소각 비산재는 지정폐기물 함유 유해물질 기준보다 훨씬 낮은 유해물질을 함유하고 있어서, 일반폐기물로 처리가 가능한 것을 알 수 있다.As shown in the above results, it can be seen that the incinerated fly ash solidified according to Examples 1 to 3 contains hazardous substances much lower than the hazardous substance standards for designated wastes, so that it can be treated as general waste.
이상에서와 같이 본 발명을 상기의 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명의 보호범위가 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시 형태로 국한되는 것이 아니며, 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.As described above, although the present invention has been described through the above embodiments, the protection scope of the present invention is not necessarily limited thereto, and various modifications are possible without departing from the scope and spirit of the present invention. Therefore, the scope of protection of the present invention should not be limited to the particular embodiment disclosed as the best mode, but should be construed as including all embodiments falling within the scope of the claims appended hereto.
Claims (14)
상기 중화제는 강산 용액이고,
상기 중금속 안정화제는 황화수소나트륨(Sodium hydrosulfide) 수용액인 것을 특징으로 하는 비산재 처리방법.
Adding 25 to 50 parts by weight of a neutralizer, 2 to 5 parts by weight of a heavy metal stabilizer, and 10 to 20 parts by weight of a solidifying agent per 100 parts by weight of alkaline fly ash in a reactor, mixing and reacting; And a method comprising the step of obtaining solidified fly ash after completion of the reaction,
The neutralizer is a strong acid solution,
The heavy metal stabilizer is a fly ash treatment method, characterized in that the aqueous solution of sodium hydrogen sulfide (Sodium hydrosulfide).
The method for treating fly ash according to claim 1, wherein the strong acid solution is an aqueous solution of sulfuric acid and the concentration of the strong acid is 2 to 15% by weight.
The method of treating fly ash according to claim 1, wherein the concentration of sodium hydrogen sulfide in the aqueous solution of sodium hydrosulfide is 5 to 40% by weight.
The method of treating fly ash according to claim 1, wherein the solidifying agent is an inorganic hardening agent including sodalite (soda stone), hematite (hematite) and magnesite.
The method of claim 1, wherein the solidifying agent is sodalite (sodaite), hematite (hematite), boehmite (boehmite), anatase (anatase), silica (Silica), calcite (calcite), calcium hydroxide and magnesite. Fly ash treatment method, characterized in that the inorganic solidifying agent containing (Magnesite).
The method of claim 1, wherein the solidifying agent is an inorganic hardening agent including aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ), ferric oxide (Fe 2 O 3 ), calcium oxide (CaO), and magnesium oxide. Fly ash treatment method, characterized in that.
The method of claim 1, wherein the solidifying agent is aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ), ferric oxide (Fe 2 O 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), sodium oxide (Na 2 O), A method for treating fly ash, characterized in that it is an inorganic solidifying agent containing calcium oxide (CaO) and magnesium oxide.
A soil covering material comprising the solidified fly ash obtained by the method of any one of claims 1 to 7.
A material for bed soil comprising the solidified fly ash obtained by the method of any one of claims 1 to 7.
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