KR19990072523A - 고체폐기물처리제및고체폐기물처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에는 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체, 또는 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체, 및 알루미늄 및/또는 티타늄 화합물을 포함하는 고체 폐기물 처리제와, 디옥신 및 PCB 와 같은 유해 금속 및/또는 유기 염소화 화합물을 함유하는 고체 폐기물에 고체 폐기물 처리제를 가하여, 고체 폐기물을 무해하도록 만드는 것을 포함하는 고체 폐기물 처리 방법이 개시되어 있다. 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체 및 산화 티타늄, 또는 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체, 산화 티타늄 및 알루미늄 화합물을 포함하는 고체 폐기물 처리제가 광 조사 하에서 고체 폐기물 처리를 위한 고체 폐기물 처리제로 사용되는 경우, 처리가 상대적으로 저온인 경우에서도 고체 폐기물이 효과적으로 무해하게 된다.
Description
본 발명은 고체 폐기물 처리제 및 고체 폐기물 처리 방법에 관한 것으로, 소각 회분, 연진 (煙塵; smoke dust), 슬랙 (slag), 슬러지 (sludge), 토양 또는 파쇄기 먼지와 같은 고체 폐기물 내에 함유된 디옥신 및 폴리 염소화 비페닐 (PCB) 과 같은 유기 염소화 화합물 및 유해 금속을 무해하도록 만들어 고체 폐기물의 후속 처리 단계 수행을 촉진하는 것이다.
폐기물 소각장에서 발생하는 연진, 탄광에서 발생하는 슬러지, 폐수 처리 혹은 오염 토양에서 사용되는 활성화 슬러지 및, 수은, 카드뮴, 아연, 구리 및 크롬과 같이 인체에 유해한 각종 금속 원소가 많은 경우에 고체 폐기물에 다량 함유되어 있을 수 있다. 이러한 금속이 고체 폐기물에서 용리되면, 지하수, 강, 해수 등이 오염될 수 있다.
따라서, 지금까지는 고체 폐기물을 시멘트화하여 토양에 매설하는 처리법이 사용되어 왔다. 그러나 이 방법은 시멘트화된 고체 폐기물이 해수 또는 빗물과 접촉하여 금속이 시멘트 벽을 통해 해수와 빗물에 용리될 가능성 때문에 안전한 처리법으로는 거론되지 못하고 있다. 금속을 고착화시키기 위해 고체 폐기물에 금속 소거제 (scavenger)를 가하고, 고체 폐기물을 시멘트 등에 굳히는 처리법 또한 수행되고 있다.
그러나, 고체 폐기물 내의 금속을 금속 소거제에 의해 고착하는 방법은, 금속 소거제의 고체 폐기물 내로의 침투력이 낮아 고체 폐기물 내 금속 소거제의 금속에 대한 반응성이 항상 충분한 것이 아닌 문제점을 가지므로, 어떤 경우에는 고체 폐기물에 함유된 금속이 충분히 고착화되지 못할 수도 있다. 또한, 고체 폐기물에 함유된 칼슘은 금속 소거제에 의해 고착화되는 것이 어렵고, 고착화되지 않은 칼슘은 고체 폐기물로부터의 물에 쉽게 용리되어, 금속 소거제로 처리된 고체 폐기물이 시멘트 등과 굳혀지고 최종 처분될 때, 고체 폐기물내의 미고착화된 칼슘과 시멘트 벽 내의 칼슘이 빗물 등에 노출될 때 용리되어, 단지 시멘트벽만이 칼슘 용리에 따라 쉽게 파손되는 것뿐 아니라, 또한 고체 폐기물 내의 금속 소거제에 의해 고착화된 다른 금속도 쉽게 분리될 수 있다. 나아가, 지금까지는 이의 처리를 위해 고체 폐기물을 다량의 시멘트 등과 굳힐 필요가 있어, 후속 처리 및 운반에 문제가 되는데 이는 시멘트 등과 굳혀진 고체 폐기물의 부피가 처리에서 필요한 것보다 커지기 때문이다.
근년에는, 폐기물 소각에서 디옥신의 생성이 큰 사회 문제가 되었고, 또한 디옥신과 같은 유기 염소화 화합물이 폐기물 소각에서 형성되는 연진에 포함되어 있을 수 있다. 그러나, 통상의 처리 방법으로 연진 내의 디옥신과 같은 유기 염소화 화합물을 무해하게 제조하는 것에는 어려움이 있었다. 또한, 근년에, 열전달 매질 등으로 널리 사용되어온 PCB는 인체에 유해하여 사용되고 있지 않다. 그러나, 토양 등은 몇몇 경우에 버려진 PCB로 오염되었을 것이다. 그러나 PCB로 오염된 토양 등을 처리하기는 곤란한데, 이는 PCB가 열적 및 화학적으로 매우 안정한 화합물이기 때문이다.
디옥신과 같은 유기 염소화 화합물을 처리하기 위해, 이제까지는 이들을 600 ℃ 이상의 고온으로 처리하는 방법 또는 저농도의 산소를 포함한 공기 내에서 400 ℃ 이상으로 열처리하는 방법이 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 방법들은 우수한 내열성을 가지는 처리 장치, 또는 저농도 산소의 공기를 유지할 수 있는 특별 처리 장치가 요구되는 문제점이 수반되어, 공장 및 시설 투자비가 고가이다.
본 발명은 상기의 조건을 참고하여 완성되었고, 본 발명은 고체 폐기물 처리제 및 고체 폐기물 처리 방법의 제공을 목적으로 하여, 고체 폐기물 내에 함유된 금속, 또한 디옥신 및 폴리 염소화 비페닐 (PCB) 와 같은 유기 염소화 화합물을 함유하는 고체 폐기물을 신뢰도 있게 무해하게 만드는 것에 관한 것이다.
본 발명에 따라, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체를 포함하는 고체 폐기물 처리제가 제공된다.
본 발명에 따라, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체와 알루미늄 화합물 및/또는 티타늄 화합물을 포함하는 고체 폐기물 처리제가 제공된다.
본 발명에 따라, 또한 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체와 알루미늄 화합물 및/또는 티타늄 화합물, 및 하나 이상의 규소 화합물, 바나듐 화합물, 몰리브데늄 화합물, 텅스텐 화합물 및 세륨 화합물을 포함하는 고체 폐기물 처리제가 제공된다.
본 발명에 따라, 또한 산화티타늄, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체를 포함하며, 산화티타늄이 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체와 혼합된 고체 폐기물 처리제가 제공된다.
본 발명에 따라, 또한 산화티타늄, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체를 포함하며, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체가 산화티타늄에 지지 (支持)된 고체 폐기물 처리제가 제공된다.
본 발명에 따라, 또한 산화티타늄, 알루미늄 화합물, 및 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체를 포함하며, 산화티타늄이 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체와 혼합된 고체 폐기물 처리제가 제공된다.
본 발명에 따라, 또한 산화티타늄, 알루미늄 화합물, 및 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체를 포함하며, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체가 산화티타늄에 지지된 고체 폐기물 처리제가 제공된다.
본 발명에 따른 고체 폐기물 처리제는 또한 하나 이상의 물 유리, 소석회, 시멘트, 무기 흡수제, 중화제, 금속 소거제, 및 인산 또는 그의 유도체를 포함할 수 있다.
본 발명에 따라, 또한 상기 임의의 고체 폐기물 처리제를 고체 폐기물에 가하며 고체 폐기물을 무해하게 만드는 고체 폐기물 처리방법이 제공된다.
고체 폐기물 처리에서, 고체 폐기물을 100 내지 1000 ℃의 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 산화티타늄 및 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체를 포함하는 처리제, 또는 산화티타늄, 알루미늄 화합물, 및 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체를 포함하는 처리제는 광 조사 하에 고체 폐기물 처리를 위한 고체 폐기물 처리제로 사용되며, 처리는 상대적으로 저온인 상온 내지 600 ℃에서조차도 시행될 수 있다. 고체 폐기물 처리를 광 조사 하에서 실시할 때, 조사 광은 450 nm이하의 파장 광 또는, 450 nm이하의 파장 광 함유 광일 수 있다.
본 발명에서는 아인산의 유도체로 아인산 염을 사용한다. 아인산 염의 예로는, 소듐 포스파이트, 포타슘 포스파이트, 칼슘 포스파이트, 마그네슘 포스파이트, 암모늄 포스파이트, 소듐 히드로겐포스파이트, 포타슘 히드로겐포스파이트, 칼슘 히드로겐포스파이트 및 마그네슘 히드로겐포스파이트가 있다. 아인산과 이러한 포스파이트 중에서, 아인산, 소듐 포스파이트 및 칼슘 포스파이트가 바람직하다. 이 화합물들은 단독 또는 임의의 조합으로 사용될 수 있다.
차아인산 염은 차아인산의 유도체로 사용된다. 차아인산 염의 예로는, 소듐 하이포포스파이트, 포타슘 하이포포스파이트, 칼슘 하이포포스파이트, 마그네슘 하이포포스파이트 및 암모늄 하이포포스파이트이다. 차아인산과 이러한 하이포포스파이트 중에서, 차아인산, 소듐 하이포포스파이트 및 칼슘 하이포포스파이트가 바람직하다. 이 화합물들은 단독 또는 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 아인산 또는 그 유도체와 차아인산 또는 그 유도체는 단독 또는 상호간 조합으로 사용될 수 있다. 아인산 또는 그 유도체 및/또는 차아인산 또는 그 유도체로는 무전해 니켈 도금의 폐용액으로 주로 이루어진 용액이 사용될 수 있다. 무전해 니켈 도금의 폐용액은 하나의 아인산 또는 그 유도체 및 차아인산 또는 그 유도체,또는 양자 모두를 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 고체 폐기물 처리제는 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체와 함께 알루미늄 화합물 및/또는 티타늄 화합물을 함유할 수 있다. 알루미늄 화합물의 예로는, 알루미늄 설페이트, 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 알루미늄 포스페이트, 알루미늄 니트레이트 및 알루미노 실리카 겔이 있다. 티타늄 화합물의 예로는 산화 티타늄, 티타늄 니트라이드 및 티타늄 설페이트가 있다. 이 화합물 중에서 알루미늄 포스페이트, 알루미늄 설페이트 및 산화 티타늄이 특히 바람직하다.
아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체의 알루미늄 화합물 및/또는 티타늄 화합물에 대한 비율은, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체의 알루미늄 화합물 및/또는 티타늄 화합물에 대한 중량비로 99.99:0.01 내지 60:40의 범위가 바람직하다. 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체와 알루미늄 화합물 및/또는 티타늄 화합물의 공용은 디옥신을 무해화하는 효과를 더욱 증가시킨다. 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체가 알루미늄 화합물 및/또는 티타늄 화합물과 조합되어 사용될 때, 하나 이상의 실리콘 화합물, 바나듐 화합물, 몰리브데늄 화합물, 텅스텐 화합물 및 세륨 화합물이 또한 조합되어 사용되면 상기 효과가 더욱 증가된다.
규소 화합물의 예로는 규산, 칼슘 실리케이트, 소듐 실리케이트, 포타슘 실리케이트, 소듐 메타실리케이트, 실리코텅스텐산 및 소듐 디실리케이트가 있다. 바나듐 화합물의 예로는 산화 바나듐 및 바나듐 옥시설페이트이다. 몰리브데늄 화합물의 예로는 산화 몰리브데늄, 칼슘 몰리브데이트, 소듐 몰리브데이트, 바륨 몰리브데이트, 포스포몰리브덴산 및 소듐 포스포몰리브데이트를 포함한다. 텅스텐 화합물의 예로는 산화 텅스텐, 칼슘 텅스테이트, 소듐 텅스테이트, 포스포텅스텐산 및 소듐 포스포텅스테이트를 포함한다. 세륨 화합물의 예로는 산화 세륨, 세륨 니트레이트, 세륨 카르보네이트, 세륨 설페이트 및 세륨 포스페이트를 포함한다. 이러한 화합물 하나 이상이 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체, 및 알루미늄 화합물 및/또는 티타늄 화합물과 조합되어 사용 될 때, 이들 화합물의 사용량은 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체의 100 중량부당 0.01 내지 20 중량부가 바람직하다.
본 발명에 따른 고체 폐기물 처리제는 또한 물 유리, 소석회, 시멘트와 같은 하나 이상의 이차 성분과 조합하여 사용할 수 있다. 이차 성분은 본 발명에 따른 고체 폐기물 처리제의 중량에 기준하여 5 내지 100 중량% 비율로 조합되어 바람직하게 사용될 수 있다. 물 유리, 소석회 및 시멘트 외에도, 무기 흡수제, 중화제, 금속 소거제, 및 인산 또는 그의 유도체가 이차 성분으로 사용될 수 있다.
무기 흡수제의 예로는, 제올라이트, 벤토나이트, 활성진흙 및 카올린을 포함한다. 중화제의 예로는, 황산 및 염화철을 포함한다. 금속 소거제로, 예로써 디티오카르밤산 형 또는 티오우레아 형의 작용기를 가지는 공지의 임의의 금속 소거제가 있을 수 있다. 인산의 예로는 소듐 포스페이트, 포타슘 포스페이트, 칼슘 포스페이트 및 암모늄 포스페이트를 포함한다.
이러한 이차 성분이 조합으로 사용될 때, 고체 폐기물을 무해화하는 효과는 고체 폐기물내의 금속 고착화에 의해 더욱 제고된다. 중화제는 알칼리성 고체 폐기물 처리에 유용하다.
본 발명에 따른 방법에서, 처리하기 위한 고체 폐기물에 처리제를 가하는 온도는 바람직하게 100 내지 1000 ℃ 범위, 더욱 바람직하게는 150 내지 900 ℃이다. 본 발명에 따라 열-처리하기 위한 고체 폐기물에 처리제를 가하는 온도가 100 내지 1000 ℃ 일 때, 고체 폐기물내의 유해 금속은 금속화되고 용리되지 않게 경화된다. 또한, 디옥신과 같은 유기 염소화 화합물의 분해가 촉진되어, 고체 폐기물을 무해화하는 효과가 제고된다. 따라서, 고체 폐기물을 그러한 처리법으로 처리하는 것이 바람직하다. 유해 금속이 금속화되고 용리되지 않게 경화된 경우, 처리 온도는 최대한 고온인 것이 바람직하다. 그러나. 600 ℃ 이상의 고온에서 처리 시행시, 사용 처리 용기의 고 내열성이 요구되며, 따라서 공장 및 시설 투자비가 고가가 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 고체 폐기물 처리제는 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체 및 산화티타늄을 포함하거나, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체, 산화티타늄 및 알루미늄 화합물을 포함하면서, 광 조사 하에서 고체 폐기물 처리에 사용된다. 이러한 처리법에 따르면, 처리는 상대적으로 저온인 상온 내지 600 ℃에서도 효과적으로 시행될 수 있다. 이러한 경우에서도, 고 내열성 처리기가 장치되어 있다면 600 내지 1000 ℃, 바람직하게는 600 내지 900 ℃로 고체 폐기물을 보다 효과적으로 처리할 수 있다.
고체 폐기물 처리제가 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체 및 산화티타늄을 포함하거나, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체, 산화티타늄 및 알루미늄 화합물을 포함하는 고체 폐기물 처리제를 사용하는 경우, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체는 산화티타늄과 혼합되거나 또는 산화티타늄에 지지시킬 수 있다. 이들 고체 폐기물 처리제를 사용하는 경우, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체의 산화티타늄에 대한 비율은, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체의 산화티타늄에 대한 중량비로 5:95 내지 95:5, 특히 15:85 내지 85:15의 범위가 바람직하다.
고체 폐기물을 광 조사 하에서 산화 티타늄을 함유한 고체 폐기물 처리제로 처리하는 경우, 광은 바람직하게는 자외선 또는 자외선 함유 광이다. 자외선은 자연 자외선 또는 인공 자외선이다. 다량의 자외선을 포함하는 일광도 사용 가능하다. 그러나, 450nm이하 파장의 자외선, 또는 450nm이하 파장의 자외선을 함유하는 광이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 고체 폐기물에 첨가되는 처리제의 양은, 고체 폐기물에 포함된 중금속의 양에 따라 변화한다. 그러나 대부분의 경우, 처리제는 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체의 양 (또는 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체가 알루미늄 화합물 및/또는 티타늄 화합물과 조합으로 사용되는 경우는, 첨가한 혼합물의 양)이 고체 폐기물의 0.01 내지 50 중량%가 되도록 바람직하게 첨가한다.
본 발명에 따른 처리제로 처리되는 고체 폐기물의 예는, 폐기물 소각장에서 발생하는 소각 회분과 연진, 슬랙, 슬러지, 토양 또는 파쇄기 먼지이다. 본 발명의 방법이 본 발명의 처리제를 이들 종류의 고체 폐기물에 가하고 반죽하여 고체 폐기물을 무해하게 만드는 것을 포함하므로, 고체 폐기물에 함유된 유해 중금속을 단지 간단한 조작을 실행함으로써 효과적으로 무해하게 할 수 있다. 디옥신 포함 연진, 디옥신 및 PCB와 같은 유기 염소화 화합물로 오염된 토양등도 또한 쉽게 무해하게 만들 수 있다. 본 발명의 방법에서, 본 발명의 처리제는 반죽하기 위해 고체 폐기물 내로 물에 분산 또는 용해된 상태로 첨가하거나, 본 발명에 따른 처리제와 함께 고체 폐기물에 물을 첨가할 수 있다. 물을 본 발명에 따른 처리제와 조합하여 사용하는 경우, 물의 양은 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체의 중량을 기초로 바람직하게 약 1 내지 500 중량% 로 첨가한다.
본 발명의 방법에 따라 처리한 고체 폐기물은 최종 처분으로 토양에 매설하거나, 또는 최종 처분으로 시멘트로 굳힐 수 있는데, 이에 포함된 유해 금속은 용리가 방지되고, 유기 염소화 화합물이 최대한으로 무해하게 되기 때문이다. 본 발명에 따른 처리제로 처리한 고체 폐기물은 또한 토양에 매설될 고체 폐기물에 공지의 중금속 소거제를 더 가하거나, 토양 매설을 위해 고체 폐기물을 시멘트로 굳힘으로써 최종 처분될 수 있다. 최종 처분, 일례로, 토양 매설을 위해 시멘트 등으로 고체 폐기물을 굳히는 경우, 본 발명의 방법으로 처리된 고체 폐기물은, 통상 방법보다 적은 양의 시멘트가 사용된 경우에도, 고체 폐기물내의 금속이 재용리되어 이차 오염을 일으키는 가능성을 거의 배제한다.
본 발명을 이하 하기의 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명한다.
실시예 1 내지 10 및 비교예 1:
아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체 (또는 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체와 알루미늄 화합물 및/또는 티타늄 화합물의 혼합물)의 첨가한 합계 양이, 0.8 g/kg의 아연, 1.2 g/kg의 납, 0.05 g/kg의 카드뮴, 430 g/kg의 칼슘 및 250 ng/g 의 디옥신을 포함하는 100 g의 연진 당 10g인 표 1의 해당 조성에 따른 처리제를 분리 첨가하고, 각 혼합물을 150 ℃에서 2 시간 동안 회전 요 (窯; kiln)에서 숙성함으로써 고체 폐기물 처리를 시행한다. 각 처리제로 처리한 각 50g의 연진과 비처리 연진을 상온에서 6 시간 동안 500 ml의 정제수에 침잠시켜 연진의 금속 용리 여부를 관측한다. 정제수에 용리된 금속 농도는 원자 흡광 분석법으로 측정한다. 결과는 표 1에 나타내었다. 처리한 연진과 비처리한 연진의 디옥신 농도 역시 측정하였다. 결과를 표 1 에 종합하여 기술하였다.
| 처리제의 조성 | 용리된 금속 농도 (mg/l) | 디옥신 농도 (ng/g) | |||
| Zn | Pb | Cd | |||
| 실시예 1 | 소듐 포스파이트 100 중량 % | 0.2 | 0.05 | 0.06 | 101 |
| 실시예 2 | 암모늄 하이포포스파이트 100 중량 % | <0.01 | 0.03 | 0.01 | 110 |
| 실시예 3 | 포타슘 포스파이트 30 중량 %포타슘 하이포포스파이트 70 중량 % | <0.01 | 0.01 | 0.03 | 105 |
| 실시예 4 | 칼슘 포스파이트 100 중량 % | 0.3 | 0.05 | 0.07 | 120 |
| 실시예 5 | 소듐 포스파이트 60 중량 %소듐 하이포포스파이트 40 중량 % | <0.01 | 0.06 | <0.01 | 107 |
| 실시예 6 | 아인산 30 중량 %소듐 포스파이트 70 중량 % | <0.01 | 0.04 | <0.01 | 98 |
| 실시예 7 | 마그네슘 하이포포스파이트 25 중량 %소듐 하이포포스파이트 75 중량 % | 0.2 | 0.02 | 0.05 | 117 |
| 실시예 8 | 소듐 포스파이트 75 중량 %알루미늄 포스페이트 25 중량 % | <0.01 | 0.04 | 0.02 | 97 |
| 실시예 9 | 칼슘 하이포포스파이트 75 중량 %산화 티타늄 25 중량 % | 0.3 | 0.03 | 0.03 | 99 |
| 실시예 10 | 칼슘 포스파이트 85 중량 %알루미늄 설페이트 15 중량 % | <0.01 | 0.05 | <0.01 | 102 |
| 비교예 1 | 소듐 디메틸디티오카르바메이트 100중량 % | 0.4 | 0.8 | 0.09 | 215 |
| 비처리 연진 | 5.9 | 18.6 | 0.10 | 220 |
실시예 11 내지 20 및 비교예 2:
아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체 (또는 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체와 알루미늄 화합물 및/또는 티타늄 화합물의 혼합물)의 첨가한 합계 양이, 2.4 g/kg의 납, 0.69 g/kg의 아연, 0.06 g/kg의 카드뮴, 0.48 g/kg의 니켈, 3.16 g/kg의 구리, 1.3 g/kg의 크롬 및 0.2 g/kg의 칼슘을 함유하는 100 g의 슬랙 당 20g인 표 2의 해당 조성에 따른 처리제 각 100 중량부를 15 중량부의 물에 각각 녹여 수득한 처리 용액을 각각 첨가하고, 각 혼합물을 60 ℃에서 15 분간 반죽함으로써 고체 폐기물 처리를 시행한다. 각 처리제로 처리한 각 50g의 슬랙과 비처리 슬랙에서 슬랙의 금속 용리 여부를 실시예 1 내지 10에서와 동일한 방법으로 관측한다. 용리된 금속 농도는 원자 흡광 분석법으로 측정한다. 결과는 표 2에 나타내었다.
| 처리제의 조성 | 용리된 금속 농도 (mg/l) | ||||||
| Pb | Zn | Cd | Ni | Cu | Cr | ||
| 실시예 11 | 차아인산 100 중량 % | 0.09 | 0.9 | 0.05 | 0.9 | 1.3 | 0.2 |
| 실시예 12 | 아인산 100 중량 % | 0.11 | 0.8 | 0.06 | 0.5 | 1.6 | 0.5 |
| 실시예 13 | 소듐 포스파이트 40 중량 %소듐 하이포포스파이트 60 중량 % | 0.12 | 0.6 | 0.02 | 0.7 | 1.0 | 0.4 |
| 실시예 14 | 칼슘 하이포포스파이트 100 중량 % | 0.21 | 0.2 | 0.04 | 0.2 | 1.4 | 0.1 |
| 실시예 15 | 포타슘 포스파이트 70 중량 %포타슘 하이포포스파이트 30 중량 % | 0.18 | 0.7 | 0.07 | 0.8 | 1.9 | 0.7 |
| 실시예 16 | 마그네슘 포스파이트 50 중량 %마그네슘 하이포포스파이트 50 중량 % | 0.19 | 0.5 | 0.03 | 0.6 | 1.5 | 0.3 |
| 실시예 17 | 차아인산 80 중량 %소듐 하이포포스파이트 20 중량 % | 0.12 | 0.3 | 0.05 | 0.6 | 1.7 | 0.6 |
| 실시예 18 | 칼슘 포스파이트 75 중량 %산화 알루미늄 25 중량 % | 0.25 | 0.2 | 0.02 | 0.3 | 1.2 | 0.2 |
| 실시예 19 | 아인산 50 중량 %수산화 알루미늄 50 중량 % | 0.15 | 0.5 | 0.04 | 0.5 | 1.5 | 0.5 |
| 실시예 20 | 칼슘 하이포포스파이트 90 중량 %알루미늄 설페이트 5 중량 %세륨 포스페이트 5 중량 % | 0.22 | 0.4 | 0.05 | 0.6 | 1.7 | 0.1 |
| 비교예 2 | 소듐 디메틸디티오카르바메이트 100중량 % | 0.34 | 1.0 | 0.13 | 1.4 | 2.8 | 1.1 |
| 비처리 슬랙 | 1.2 | 3.6 | 0.9 | 2.4 | 2.8 | 3.1 |
실시예 21 내지 30 및 비교예 3:
85 mg/kg의 크롬, 16 mg/kg의 구리, 36 mg/kg의 카드뮴, 54 mg/kg의 아연, 109 mg/kg의 납 및 330 ng/g 의 디옥신을 함유하는 100 g의 토양 당 10g인 표 3의 해당 조성에 따른 처리제를 분리 첨가하고 각 혼합물을 회전 요에서 300 ℃, 40 분간 숙성하고 냉각시킴으로써 고체 폐기물 처리를 시행한다. 각 처리제로 처리한 각 50g의 토양과 비처리 토양에 대해 토양 금속의 용리 여부를 실시예 1 내지 10에서와 동일한 방법으로 관측한다. 용리된 금속 농도는 원자 흡광 분석법으로 측정한다. 결과는 표 3에 나타내었다. 처리한 토양과 비처리한 토양의 디옥신 농도 역시 측정하였다. 결과를 표 3 에 종합하여 기술하였다.
| 처리제의 조성 | 용리된 금속 농도 (mg/l) | 디옥신 농도 (ng/g) | |||||
| Cr | Cu | Cd | Zn | Pb | |||
| 실시예 21 | 칼슘 하이포포스파이트 100 중량 % | 0.1 | 0.2 | 0.01 | <0.01 | 0.02 | 0.051 |
| 실시예 22 | 암모늄 포스파이트 100 중량 % | 0.2 | <0.05 | 0.04 | 0.6 | 0.03 | 0.042 |
| 실시예 23 | 소듐 포스파이트 40 중량 %소듐 하이포포스파이트 60 중량 % | 0.2 | <0.05 | 0.02 | <0.01 | 0.06 | 0.033 |
| 실시예 24 | 포타슘 하이포포스파이트 100 중량 % | 0.3 | <0.05 | 0.03 | 0.1 | 0.01 | 0.026 |
| 실시예 25 | 포타슘 포스파이트 20 중량 %포타슘 하이포포스파이트 80 중량 % | 0.3 | 0.2 | 0.03 | <0.01 | 0.07 | 0.048 |
| 실시예 26 | 마그네슘 포스파이트 70 중량 %마그네슘 하이포포스파이트 30 중량 % | 0.1 | 0.5 | 0.02 | <0.01 | 0.04 | 0.055 |
| 실시예 27 | 칼슘 포스파이트 90 중량 %마그네슘 하이포포스파이트 10 중량 % | 0.4 | <0.05 | <0.01 | 0.3 | 0.05 | 0.083 |
| 실시예 28 | 칼슘 하이포포스파이트 85 중량 %산화 티타늄 14 중량 %산화 바나듐 1 중량 % | 0.3 | <0.05 | <0.01 | 0.2 | 0.03 | 0.065 |
| 실시예 29 | 포타슘 포스파이트 90 중량 %알루미늄 설페이트 5 중량 %세륨 포스페이트 5 중량 % | <0.05 | <0.05 | <0.01 | <0.01 | 0.01 | 0.035 |
| 실시예 30 | 암모늄 포스파이트 85 중량 %알루미늄 포스페이트 15 중량 % | 0.1 | <0.05 | 0.04 | <0.01 | 0.03 | 0.045 |
| 비교예 3 | 소듐 디메틸디티오카르바메이트 100 중량% | 0.5 | 0.6 | 0.05 | 0.7 | 0.08 | 270 |
| 비처리 토양 | 1.2 | 1.3 | 0.58 | 1.56 | 3.54 | 293 |
실시예 31 내지 40 및 비교예 4:
2200 mg/kg의 납, 0.1 mg/kg의 수은, 50 mg/kg의 카드뮴 및 3.7 ng/g 의 디옥신을 함유하는 100 g의 연진 당 10g의 (무수물의 중량으로) 표 4의 해당 조성에 따른 처리제를, 10 g의 물과 함께 분리 첨가하고 각 혼합물을 450 nm 이하 파장의 광을 조사하는 장치가 부착된 회전 요에서 150 ℃, 2 시간 동안 숙성시켜 고체 폐기물을 처리한다. 각 처리제로 처리한 각 50g의 연진과 비처리 연진에서 연진의 금속 용리 여부를 실시예 1 내지 10에서와 동일한 방법으로 관측한다. 정제수에 용리된 금속 농도는 원자 흡광 분석법으로 측정한다. 결과는 표 4에 나타내었다. 처리한 연진과 비처리한 연진의 디옥신 농도 역시 측정하였다. 결과를 표 4에 종합하여 기술하였다. 부수적으로, 실시예 31 내지 36에서 사용한 처리제는 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체와 산화 티타늄의 혼합물이고, 실시예 37 내지 40에서 사용한 처리제는 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체가 산화 티타늄에 지지된 것이다.
| 처리제의 조성 | 용리된 금속 농도 (mg/l) | 디옥신 농도 (ng/g) | |||
| Pb | Hg | Cd | |||
| 실시예 31 | 소듐 포스파이트 90 중량 %산화 티타늄 10 중량 % | 0.1 | <0.0005 | <0.05 | 0.05 |
| 실시예 32 | 암모늄 하이포포스파이트 50 중량 %산화 티타늄 50 중량 % | 0.1 | 0.001 | <0.05 | 0.03 |
| 실시예 33 | 포타슘 포스파이트 30 중량 %포타슘 하이포포스파이트 50 중량 %산화 티타늄 20 중량 % | <0.05 | 0.001 | <0.05 | 0.02 |
| 실시예 34 | 칼슘 포스파이트 30 중량 %산화 티타늄 70 중량 % | 0.2 | 0.004 | <0.05 | 0.01 |
| 실시예 35 | 소듐 포스파이트 20 중량 %소듐 하이포포스파이트 10 중량 %산화 티타늄 70 중량 % | 0.2 | 0.004 | <0.05 | 0.02 |
| 실시예 36 | 아인산 10 중량 %소듐 포스파이트 40 중량 %산화 티타늄 50 중량 % | <0.05 | <0.0005 | <0.05 | 0.008 |
| 실시예 37 | 마그네슘 하이포포스파이트 20 중량%소듐 하이포포스파이트 40 중량 %산화 티타늄 40 중량 % | 0.1 | <0.0005 | <0.05 | 0.03 |
| 실시예 38 | 소듐 포스파이트 50 중량 %산화 티타늄 50 중량 % | 0.1 | <0.0005 | <0.05 | 0.02 |
| 실시예 39 | 칼슘 하이포포스파이트 70중량 %산화 티타늄 30 중량 % | <0.05 | <0.0005 | <0.05 | 0.03 |
| 실시예 40 | 칼슘 포스파이트 60 중량 %산화 티타늄 40 중량 % | 0.1 | <0.0005 | <0.05 | 0.01 |
| 비교예 4 | 소듐 디메틸디티오카르바메이트 100 중량 % | <0.05 | 0.004 | <0.05 | 2.8 |
| 비처리 연진 | 10 | 0.009 | 0.02 | 3.7 |
실시예 41 내지 50 및 비교예 5:
1.5 mg/kg의 크롬, 0.1 mg/kg의 카드뮴, 1.7 mg/kg의 납 및 65 ng/g 의 PCB를 함유하는 토양 100 g 당 10g의 표 5의 해당 조성에 따른 처리제를 분리 첨가하고, 각 혼합물을 회전 요에서 300 ℃, 40 분간 동안 숙성시키고 냉각하여 고체 폐기물을 처리한다. 각 처리제로 처리한 각 50g의 토양과 비처리 토양에서 토양의 금속 용리 여부를 실시예 1 내지 10에서와 동일한 방법으로 관측한다. 용리된 금속 농도는 원자 흡광 분석법으로 측정한다. 결과는 표 5에 나타내었다. 처리한 토양과 비처리한 토양의 PCB 농도 역시 측정하였다. 결과를 표 5에 종합하여 기술하였다. 부수적으로, 실시예 41 내지 46에서 사용한 처리제는 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체와 산화 티타늄의 혼합물이고, 실시예 47 내지 50에서 사용한 처리제는 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체가 산화 티타늄에 지지된 것이다.
| 처리제의 조성 | 용리된 금속 농도 (mg/l) | PCB 농도 (ng/g) | |||
| Cr | Cd | Pb | |||
| 실시예 41 | 칼슘 하이포포스파이트 70 중량 %산화 티타늄 30 중량 % | <0.01 | <0.005 | <0.005 | 0.008 |
| 실시예 42 | 암모늄 포스파이트 50 중량 %산화 티타늄 50 중량 % | <0.01 | <0.005 | <0.005 | 0.01 |
| 실시예 43 | 소듐 포스파이트 10 중량 %소듐 하이포포스파이트 20 중량 %산화 티타늄 70 중량 % | <0.01 | <0.005 | <0.005 | 0.01 |
| 실시예 44 | 칼슘 하이포포스파이트 60중량 %산화 티타늄 40 중량 % | <0.01 | <0.005 | <0.005 | 0.009 |
| 실시예 45 | 포타슘 포스파이트 20 중량 %포타슘 하이포포스파이트 30 중량 %산화 티타늄 50 중량 % | <0.01 | <0.005 | <0.005 | 0.02 |
| 실시예 46 | 마그네슘 포스파이트 10 중량%마그네슘 하이포포스파이트 10 중량%산화 티타늄 80 중량 % | <0.01 | <0.005 | 0.1 | 0.03 |
| 실시예 47 | 칼슘 포스파이트 30 중량 %마그네슘 하이포포스파이트 10 중량%산화 티타늄 60 중량 % | <0.01 | <0.005 | 0.1 | 0.02 |
| 실시예 48 | 칼슘 하이포포스파이트 50 중량 %산화 티타늄 50 중량 % | <0.01 | <0.005 | <0.005 | 0.01 |
| 실시예 49 | 포타슘 포스파이트 50 중량 %산화 티타늄 50 중량 % | <0.01 | <0.005 | <0.005 | 0.01 |
| 실시예 50 | 암모늄 포스파이트 70 중량 %산화 티타늄 30 중량 % | <0.01 | <0.005 | <0.005 | 0.008 |
| 비교예 5 | 소듐 디메틸디티오카르바메이트 100 중량 % | 0.08 | <0.005 | 0.01 | 63 |
| 비처리 토양 | 0.10 | 0.01 | 0.020 | 65 |
상기한 대로, 본 발명에 따른 고체 폐기물 처리제는 고체 폐기물내의 디옥신 및 PCB 와 같은 유해 금속 및 유기 염소화 화합물을 무해하도록 만든다. 본 발명에 따른 처리제로 처리한 고체 폐기물을 필요에 의거, 토양 매설을 위해 시멘트 등으로 고체 폐기물을 굳힘으로써 최종 처분하는 경우, 통상 방법보다 적은 양의 시멘트가 사용된 경우에도, 고체 폐기물내의 금속이 재용리되어 이차 오염을 일으키는 가능성이 거의 배제된다. 본 발명의 방법에 따라 처리한 고체 폐기물은 시멘트 등으로 굳힐 필요가 없다. 고체 폐기물이 시멘트 등과 굳혀진 경우도, 시멘트 등의 양은 감소된다. 따라서 이들의 부피가 통상 방법에 비교하여 감소하며, 후속 단계로의 전달, 및 처리 조작이 매우 간단해지는 효과를 도모한다. 또한, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체 및 산화 티타늄, 또는 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체, 산화 티타늄 및 알루미늄 화합물을 함유하는 고체 폐기물 처리제가 광 조사 하에서 고체 폐기물 처리를 위한 고체 폐기물 처리제로 사용되는 방법을 체택하는 경우, 처리가 통상 방법보다 상대적으로 저온인 상온 내지 600 ℃에서 실행되어 고체 폐기물이 효과적으로 무해하게 된다.
본 발명에 의한 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체 및 산화 티타늄, 또는 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체, 산화 티타늄 및 알루미늄 화합물을 포함하는 고체 폐기물 처리제가 광 조사 하에서 고체 폐기물 처리를 위한 고체 폐기물 처리제로 사용되는 경우, 상대적으로 저온인 경우에서도 고체 폐기물이 효과적으로 무해하게 처리된다.
Claims (13)
- 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체를 함유하는 고체 폐기물 처리제.
- 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체, 및 알루미늄 화합물 및/또는 티타늄 화합물을 함유하는 고체 폐기물 처리제.
- 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체와 알루미늄 화합물 및/또는 티타늄 화합물, 및 하나 이상의 규소 화합물, 바나듐 화합물, 몰리브데늄 화합물, 텅스텐 화합물 및 세륨 화합물을 포함하는 고체 폐기물 처리제.
- 산화티타늄, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체를 포함하며, 산화티타늄이 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체와 혼합된 고체 폐기물 처리제.
- 산화티타늄, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체를 포함하며, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체가 산화티타늄에 지지된 고체 폐기물 처리제.
- 산화티타늄, 알루미늄 화합물, 및 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체를 포함하며, 산화티타늄이 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체와 혼합된 고체 폐기물 처리제.
- 산화티타늄, 알루미늄 화합물, 및 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체를 포함하며, 아인산 또는 그의 유도체 및/또는 차아인산 또는 그의 유도체가 산화티타늄에 지지된 고체 폐기물 처리제.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 물 유리, 소석회, 시멘트, 무기 흡수제, 중화제, 금속 소거제, 및 인산 또는 그의 유도체를 더 포함하는 고체 폐기물 처리제.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 고체 폐기물 처리제를 고체 폐기물에 가하여, 고체 폐기물을 무해하도록 만드는 고체 폐기물 처리 방법.
- 제 9 항에 있어서, 고체 폐기물에 고체 폐기물 처리제를 가하고, 그의 처리를 위해 고체 폐기물을 100 내지 1000 ℃ 범위의 온도로 가열하는 방법.
- 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 고체 폐기물 처리제를 광 조사 하에 가하여 고체 폐기물을 처리함으로써, 고체 폐기물을 무해하게 만드는 것을 포함하는 고체 폐기물 처리 방법.
- 제 11 항에 있어서, 고체 폐기물을 450 nm이하의 파장 광, 또는 450 nm이하 파장의 광을 함유하는 광 조사 하에서 처리하는 방법.
- 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 고체 폐기물을 상온 내지 600 ℃에서 처리하는 방법.
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