KR20020074524A

KR20020074524A - 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염을 이용한 중금속안정화 처리 방법

Info

Publication number: KR20020074524A
Application number: KR1020010014196A
Authority: KR
Inventors: 최상원; 방정환
Original assignee: 대한민국(여수대학교 총장)
Priority date: 2001-03-20
Filing date: 2001-03-20
Publication date: 2002-10-04

Abstract

중금속으로 오염된 토양이나 고상 및 반고상 폐기물을 처리할 수 있는 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염을 이용한 중금속 안정화 처리 방법이 개시되어 있다. 먼저, 단백질 5∼98 중량%를 포함하는 폐기물 또는 부산물을 가수분해하여 얻어지는 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염을 포함하는 혼합물을 제조하도록 한다. 얻어지는 혼합물과 중금속 성분을 포함하는 물질을 혼합하고 교반하여 중금속 성분을 안정하게 처리하도록 한다. 폐수 처리 후의 슬러지 중의 독성 중금속 이온을 저가의 방법으로 안전한 형태로 안정화시킬 수 있다. 환경친화적인 방법으로서 폐기물이나 부산물을 이용하여 중금속을 안전한 형태로 안정화시킬 수 있다.

Description

아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염을 이용한 중금속 안정화 처리 방법{Method of Stabilizing Heavy Metal by Utilizing Amino acid and/or Oligopeptide salt}

본 발명은 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염을 이용한 중금속 안정화 처리 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염을 이용하여 토양이나 고형 폐기물 중의 활성 중금속의 독성을 제거하여 안정화시키는 방법에 관한 것이다.

종래, 중금속으로 오염된 폐수를 정화하는 방법은 매우 다양하게 알려져 있는데, 일반적으로 폐수의 pH 값을 높여 중금속을 수산화물 형태로 만들어 무기 응집제 또는 유기 응집제 등을 사용하여 침전시킨 후 여과하여 제거하는 방법이 주류를 이루고 있고 (대한민국 특허 공개 제93-012597호, 94-023802호), 전기분해에 의한 방법(대한민국 특허 공고 제85-001335호)과 역삼투 현상을 이용한 막분리법(대한민국 특허 공개 제97-015470호) 등이 일부 추천되고 있기도 하다. 또한, 도토리 추출물의 강한 응집성을 이용한 중금속 이온의 제거 방법(대한민국 특허 공개 제 91-007810호, 92-014718호) 등도 제시되었다.

그러나, 폐수 처리 후의 잔유물 속에 들어 있는 중금속은 여전히 독성을 나타내게 되며, 그러한 독성을 완화시키는 처리법으로 알긴산나트륨과 같은 아미노산염을 이용하는 처리법(대한민국 특허 공고 제96-009380호)이 제시되기도 하였으나 그 처리제가 워낙 고가이기 때문에 경제성이 떨어진다는 문제점이 있다. 특히, 중금속으로 오염된 토양을 정화하는 방법은 매우 드물고 그 방법의 적용 또한 극히 제한적으로 이뤄지고 있는데, 그 이유는 토양 중의 중금속을 정화하기 위한 효과적인 방법이 제시되지 못한데 기인하며 지금까지 가장 효과적이라 알려져 있는 용매 추출이나 막분리법 등이 대규모의 설비와 고비용을 초래하기 때문이다. 따라서, 토양으로부터 중금속의 유출을 방지하기 위해 흡착할 수 있는 물질을 첨가하는 방법(대한민국 특허 공고 제91-005723호)이 실현 가능한 방법으로 제시되고 있다.

본 발명자는 폐수 처리 후의 슬러지나 토양 중의 독성을 나타내는 중금속 염을 제거하는 종래의 방법이 갖고 있는 문제점들을 해결하기 위하여 활성이 큰 중금속 화합물을 자연에 친화적이고, 생화학적으로 비활성인 화합물로 변환시키는 데에 착안점을 두었으며, 또한 환경에 무해한 형태로의 변환을 보장하기 위하여 연구를거듭한 결과 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염을 이용하여 중금속의 독성을 용이하게 제거할 수 있는 중금속 안정화 처리 방법을 개발하여 이를 제공하고자 한다.

도 1은 단백질을 포함하는 일폐기물을 가수분해하여 얻어진 혼합물을 HPLC로 분석한 결과도이다.

도 2는 단백질을 포함하는 다른 폐기물을 가수분해하여 얻어진 혼합물을 HPLC로 분석한 결과도이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는

단백질 5∼98 중량%를 포함하는 폐기물 또는 부산물을 가수분해하여 얻어지며 0.5 M 농도 이하의 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염을 포함하는 혼합물을제조하는 단계; 및

중금속 성분을 포함하는 토양, 폐수 처리후의 슬러지, 고상 폐기물 및 반고상 폐기물 중 어느 하나의 물질을 혼합하는 단계를 포함하는 중금속 안정화 처리 방법을 제공한다.

특히, 상기 가수분해 반응이 알칼리 가수분해 반응인 경우에는 상기 폐기물 또는 부산물 20∼50 중량부와 알칼리 수용액 50∼80 중량부를 혼합하고 상압 또는 가압조건하의 약 50∼200℃의 온도 범위에서 교반함으로써 수행되는 것이 바람직하고, 상기 가수분해 반응이 산 가수분해 반응인 경우에는 상기 폐기물 또는 부산물 20∼50 중량부와 산 수용액 50∼80 중량부를 혼합하고 상압 또는 가압조건하의 약 50∼200℃의 온도 범위에서 교반함으로써 수행되는 것이 바람직하다.

상기 단백질 5∼98 중량%를 포함하는 폐기물 또는 부산물이 모피 또는 피혁 산업, 수산업 및 축산업 활동에서 얻어지는 폐기물 또는 부산물 등이 예외없이 사용될 수 있다. 또한 상기 중금속 성분으로서는 특별한 제한없이 거의 모든 중금속성분이 적용될 수 있으며, 비소, 카드뮴, 크롬, 코발트, 구리, 수은, 니켈, 납, 아연, 주석 및 망간으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나가 바람직하게 적용될 수 있다.

폐수나 토양중의 중금속 염은 다른 물질과 쉽게 반응할 수 있는 이온 상태로 존재하기 때문에 인간과 동물에게 매우 유해한데, 본 발명에서는 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염을 투입하여 이러한 활성 중금속과 반응시킴으로써 중금속의 독성을 제거하는 방법을 제시하는 것이다.

자연에서 비옥한 토양에서도 여러 금속 농도가 상당히 높거나 심지어 환경 기준치를 초과하는 경우도 있지만, 이러한 금속이 독성을 나타내지 않으며 오히려 구리나, 아연등과 같은 특정 금속이 결여되면 식물의 생장이 저해될 수도 있다. 자연 상태의 토양이 무독성이라는 것은 그 속에 존재하는 금속들이 생체계의 생화학적 금속 순환과정에 참여할 수 있는 착화합물의 형태로 존재한다는 것을 반증한다. 생체계에서 중요한 흔히 알려진 배위자(ligand)들은 유기산, 산소산, 아민 및 아미노산 등이다. 수중에서 또는 습한 토양에서 배위자간의 치환을 통하여 덜 안정한 착화합물은 더욱 안정한 형태로 바뀐다.

망간, 크롬, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 카드뮴, 수은, 납등의 이온들에 대하여 배위자에 따른 착화합물의 안정도는 유기산<산소산 및 아민<아미노산의 순서로 증가한다. 아미노산은 두 자리(bidendate) 배위자로서 아미노산을 L, 금속을 M으로 표시하였을 때, 금속이온과 ML, ML₂, ML₃형태의 착화합물을 형성한다. 수용액에서 어떤 ML, ML₂형태의 착화합물에 3∼4개의 물 분자가 금속의 내부 배위구에 배위되어 있고 이들 분자는 다른 배위자에 의하여 치환될 수 있다. 그러나 구리, 아연, 수은, 납, 주석의 ML₂형태와 크롬, 망간, 코발트, 니켈, 카드뮴의 ML₃형태의 착화합물에는 더 이상의 배위자가 부가될 수 없고, 다른 생체계 배위자에 의하여 치환되지 않으며, 따라서 그들은 금속이온 형태로 분해되지 않는 안정한 구조이다. 아미노산 배위자와 금속의 착화합물 형성에는 몇 가지 특성이 있다. 금속 이온들은 중성 매질 내의 산성 형태의 배위자와 결합하지 않는데, 그 이유는 다음의 조건 때문에 평형이 반응물 쪽으로 치우치기 때문이다.

여기서, βML_n은 착화합물의 평형상수(안정도상수)이고, K_HL은 아미노산의 해리 상수이다. 이런 이유로 인하여 자연적 조건하에서 아미노산들은 금속염과 거의반응하지 않는다. 하기의 반응식 3에 나타난 바와 같이 아미노산 음이온(L^-) 형태의 배위자와 금속 이온의 반응은 βML_n》1 이기 때문에 더욱 유리하다.

상기 반응식 3과 같은 반응에 대한 최적의 약품은 아미노산의 암모늄, 나트륨 및 칼륨염이다. 이 때, 아미노산의 음이온과 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등의 알칼리 및 알칼리토금속의 착화합물은 덜 안정하여 다른 중금속의 착화합물 형성을 방해할 수 없다. 아미노산 음이온이 배위된 금속 착화합물의 안정도 상수는 망간에 대하여 10⁶∼10⁸, 크롬에 대하여 10¹⁴∼10¹⁷, 코발트에 대하여 10⁸∼10¹⁰, 니켈에 대하여 10⁹∼10¹¹, 구리에 대하여 10¹²∼10¹⁴, 아연에 대하여 10⁹∼10¹¹, 카드뮴에 대하여 10⁷∼10⁹, 납에 대하여 10⁹∼10¹⁰등으로써 아미노산 배위자를 다른 배위자로 치환하는 것은 에너지론적 측면에서 불합리하고, 이들 착화합물은 pH 3∼12범위에서 안정하며, 단지 자연계에서 일어날 수 없는 니트릴트리아세테이트(NTA)나 에틸렌디아민테트라아세테이트(EDTA)에 의하여 부분적인 치환이 될 수 있을 뿐이다. 즉, 아미노산-금속 착화합물은 생화학적으로 자연에서 매우 안정하여 독성을 나타내지 않는다. 따라서, 가장 자연 친화적으로 활성 중금속 이온의 독성을 제거하는방법으로 아미노산-금속 착화합물을 형성시키는 것이 바람직하다.

그러나 이러한 방법은 아미노산이 매우 고가이고, 아미노산의 제조 기술이 현실에 맞지 않았기 때문에 실행되지 못하였다. 본 발명자는 아미노산을 저비용으로 대량 생산하기 위하여 단백질이 고농도로 함유된 폐기물을 원료로 택하였고, 산이나 알칼리 가수분해법을 도입하였다. 여기서, 단백질이 함유된 폐기물로는 모피나 피혁 가공공정에서 발생하는 것이나 수산물이나 축산 가공공정에서 발생하는 것 등의 어느 것도 무방하다. 본 발명에서 사용하는 이들 폐기물은 혐오성 곤충이나 병원성 세균의 번식과 악취 등의 발생원으로서 환경에 유해하고, 그것을 처리하는 방법으로 많은 비용이 소요되는 소각이나 매립에 주로 의존하지만 2차적인 대기와 수질오염을 유발할 수 있고, 발효를 통한 비료화 기술을 이용하여 아주 일부만 재활용되는 실정이기 때문에 관련 산업의 경쟁력을 약화시킬 수 있는 원인이 되고 있는데, 본 발명의 부수적인 효과로 이와 같은 폐기물 처리의 문제점을 완화시킬 수 있다는 것이 하나의 장점이다.

아미노산은 일반적으로 단백질 가수분해법을 통하여 제조할 수 있고, 이러한 가수분해법으로는 산 가수분해법과 알칼리 가수분해법이 있다. 이 중 어느 방법을 사용하여도 무방하나 바람직하게는 알칼리 가수분해법을 이용한다. 그러나, 종래의 방법으로는 까다로운 조건과 10시간 이상의 반응시간을 필요로 하고, 결과적인 수율이 상당히 낮다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자 등은 국내 특허 출원 번호 제99-4886호에 용이하고 저렴한 방법으로 아미노산 및/또는 올리고펩타이드염의 혼합물을 제조하는 방법을 제시한 바 있다. 본 발명에서는 상기 출원에서 개시하고 있는 아미노산 및/또는 올리고펩타이드염의 혼합물을 이용하여 중금속 성분의 독성을 용이하게 제거하는 방법을 제시하고자 한다.

이하, 본 발명의 처리 방법을 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 단백질을 포함하고 있는 폐기물을 가수분해하여, 비교적 간단한 조건하에서 상당히 높은 수율의 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염을 합성하였다. 이 때, 원료 폐기물 중의 단백질 함량은 5 중량% 이상이어야 이를 사용하여 적정량의 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염을 수득할 수 있다.

본 발명에서 사용 가능한 원료의 일례인 축산 폐기물의 성분비 및 성상을 표 1에 나타내었다.

구 분	단백질	지 방	수 분	성 상
축산폐기물(닭도축)	깃 털	72%	11%	13%	축축한 상태
축산폐기물(닭도축)	기 타	65%	13%	15%	축축한 상태
피혁폐기물	모 피	26%	13%	55%	반액상
피혁폐기물	가 죽	22%	13%	60%	반액상

상기 표 1에 나타난 원료를 사용하여 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염 혼합물을 제조하는 과정을 상세히 기술하면 다음과 같다.

먼저, 단백질을 포함하고 있는 폐기물 원료와 가수분해를 위한 약품을 반응 탱크에 투입한다. 이 때, 폐기물 원료는 잘게 부수어진 상태로 사용하며, 이는 가수분해를 위한 약품과 동시에 혼합하여도 무방하다. 가수분해 약품의 투여 비율은폐기물 원료 내의 단백질 함량과 지방 함량에 의존하며, 통상 폐기물 시료 중의 질소 몰수에 따라 계산된 양보다 약간 과량을 투여하는 것이 바람직하다. 하기의 반응식 4, 5, 및 6은 알칼리 가수분해의 경우에 해당하는 반응식을 나타낸 것이다.

상기 반응식 4, 5 및 6에서 M은 나트륨, 칼슘 또는 칼륨 이온 등의 금속 이온을 의미하며, 반응식 4 및 5는 아미노산염과 아미노산을 합성하는 반응식이고, 반응식 6은 올리고펩타이드염을 합성하는 반응식이다. 상압 또는 가압조건 하에 반응 온도는 80∼170℃ 정도로 조절하고, 교반기를 이용하여 교반하면서 반응을 진행시킨다. 반응시간은 온도가 올라간 후, 수 십분에서 두 시간 정도가 소요된다. 반응이 종료된 후 합성물을 실온으로 식힌 다음, 일반적인 장치로 그물눈이 고운 철망으로 여과하여 반응하지 않은 나무, 뼈, 쇳조각 등의 이물질을 제거하여 주면 모든 합성이 끝나게 된다. 상기와 같이 합성된 혼합물(물, 여러 가지의 아미노산염, 비누화된 지방 등)을 그대로 저장하여 사용한다.

도 1 및 표 2에는 상기와 같은 방법에 따라 얻어지는 물질의 일례를 고성능 액체크로마토그라피(HPLC; high performance liquid chromatography)로 분석하여 얻어진 결과를 나타내었다. 그리고 도 2 및 표 3에는 상기와 같은 방법에 따라 얻어지는 물질의 다른예를 HPLC로 분석하여 얻어진 결과를 나타내었다.

도면 및 표에서, Cys는 시스테인(Cystein)을 의미하고, Asp는 아스파라긴산(Aspartic acid), Glu는 글루타민산(Glutamic acid)을 의미하고, Ser는 세린(Serine)을 의미하고, Gly는 글라이신(Glysine)을 의미하고, His는 히스티딘(Histidine)을 의미하고, Arg는 아르기닌(Arginine)을 의미하고, Thr은 트레오닌(Threonine)을 의미하고, Ala는 알라닌(Alanine)을 의미하고, Pro는 프롤린(Proline)을 의미하고, Tyr은 티로신(Tyrosine)을 의미하고, Val는 발린(Valine)을 의미하고, Met는 메치오닌(Methionine)을 의미하고, Cys2는 2개의 시스테인(Cysteine)이 2개의 황화물(disulfide)과 결합된 것을 의미하고, Ile는 이소루이신(Isoleucine)을 의미하고, Leu는 루이신(Leucine)을 의미하고, Phe는 페닐알라닌(Phenylalanine)을 의미하고, Trp는 트립신(Trypsine)을 의미하고, Lys은 라이신(Lysine)을 의미한다.

	Name	RT	Area	Height	Amount(pmol)	%Area	%Amount
1	Cys	3.218	509825	31910	714.512	0.65	0.85
2	Asp	3.664	3631899	398235	4972.574	4.61	5.92
3	Glu	4.049	5115604	504223	6131.254	6.49	7.30
4	Ser	6.426	3352453	282086	4323.976	4.25	5.15
5	Gly	7.016	18705892	1546788	23231.175	23.73	27.66
6	His	7.745	1143049	79287	1566.499	1.45	1.86
7	Arg	8.867	94276	7341	115.765	0.12	0.14
8	Thr	9.574	256699	15302	356.228	0.33	0.42
9	Ala	10.037	12700745	1184541	14329.492	16.11	17.06
10	Pro	10.931	7726317	781279	9289.246	9.80	11.06
11	Tyr	15.307	1719391	243777	1868.753	2.18	2.22
12	Val	16.344	1609922	244329	1856.676	2.04	2.21
13	Met	16.830	403158	55188	450.567	0.51	0.54
14	Cys2	17.914	228757	23335	160.315	0.29	0.19
15	Ile	18.579	1203621	149490	1382.530	1.53	1.65
16	Leu	18.741	3474446	571105	3983.363	4.41	4.74
17	Phe	19.552	2089139	371012	2931.407	2.65	3.49
18	Trp	19.836	5086042	928425	5448.727	6.45	6.49
19	Lys	20.431	971147	169949	884.822	1.23	1.05

상기 표 2에서 아미노산의 총량은 89,997,881 pmol 이고, 아미노산의 농도는 0.375 M 인 것으로 얻어졌다.

	Name	RT	Area	Height	Amount(pmol)	%Area	%Amount
1	Cys	3.258	408212	26249	572.103	0.76	1.01
2	Asp	3.682	995047	119944	1362.358	1.85	2.41
3	Glu	4.064	2272122	245708	2723.228	4.23	4.82
4	Ser	6.430	2301611	193902	2968.606	4.29	5.25
5	Gly	7.031	14255963	1172294	17704.731	26.56	31.33
6	His	7.744	654895	46503	897.505	1.22	1.59
7	Arg	9.133	16163	2130	19.848	0.03	0.04
8	Thr	9.573	161796	11061	224.530	0.30	0.40
9	Ala	10.056	7669383	735284	8652.907	14.29	15.31
10	Pro	10.950	5799197	596381	6972.296	10.80	12.34

11	Tyr	15.324	1436055	200958	1560.803	2.68	2.76
12	Val	16.357	1380616	209569	1592.224	2.57	2.82
13	Met	16.844	345168	49074	385.758	0.64	0.68
14	Cys2	17.944	198521	23800	139.125	0.37	0.25
15	Ile	18.602	996345	120277	1144.443	1.86	2.03
16	Leu	18.765	2769725	449963	3175.418	5.16	5.62
17	Phe	19.572	1807246	339105	2535.864	3.37	4.49
18	Trp	19.860	3046422	553191	3263.662	5.68	5.78
19	Lys	20.451	677403	115643	617.190	1.26	1.09

상기 표 3에서 아미노산의 총량은 56,512,599 pmol 이고, 아미노산 농도는 0.25 M 인 것으로 얻어졌다.

도 1 & 2 및 표 2 & 3을 참조하면, 상기와 같이 가수분해가 완결된 후, 성된 물질의 내부에는 다량의 아미노산이 포함되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 중금속 안정화제로서의 기능을 충분히 수행할 수 있을 것으로 예측할 수 있다.

중금속 안정화 물질의 합성 실험예와 그 실험예에 따른 실시예를 통하여 폐수처리 후의 슬러지 또는 오염된 토양중의 활성 중금속을 독성이 없는 안정한 상태로 변환시키는 방법을 설명한다.

<실험예 1>

단백질 5 중량부 이상을 포함하는 닭가공 폐기물(깃털) 20 중량부에 10% 수산화나트륨 수용액 80 중량부를 첨가하였다. 상압 또는 가압조건 하에서 약 80∼170℃ 정도의 반응온도로 교반기를 이용하여 교반하면서 반응을 진행시켰다. 반응이 종료된 후 실온으로 식힌 다음, 일반적인 장치로 그물눈이 고운 철망으로 여과하여 반응하지 않은 나무, 뼈, 쇳조각 등의 이물질을 제거하여 올리고펩타이드염 및/또는 아미노산염을 포함하는 혼합물을 수득하였다.

이상의 실험예와 같이 합성된 생성물 중의 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드 염 농도는 0.25M 이었다.

다음에는 얻어진 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염을 사용하여 여러 가지 중금속 이온에 대한 안정화 처리 실험을 수행하였다. 이 때, 실험예에 의한 생성물인 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염의 투여량은 함유된 금속의 종류에 따라 계산될 수 있는데, 구리, 아연, 수은, 납, 주석의 경우에는 그 몰수의 두 배, 그리고 크롬, 망간, 코발트, 니켈, 카드뮴의 경우에는 그 몰수의 세 배에 대응되는 아미노산 및/또는 올리고펩타이드염을 첨가하여야 하며, 통상 계산상의 오류나 안정화제 투여량의 부족을 방지하기 위하여 중금속 전체 몰수의 세 배 정도의 몰수로 가하는 것이 바람직하다.

이 때, 실시예에 이용된 시료는 원하는 중금속 이온 농도를 포함하도록 정제된 실리카 분말을 이용하여 조제하였으며, 중금속 분석법은 폐기물 분야, 토양 오염 분야 환경 오염 공정시험법을 이용하였는데, 시료의 전처리는 고상 및 반고상 폐기물에 대한 용출 방법을 따랐고, 분석은 중금속 이온 추출법을 이용한 원자흡광 광도법이나 흡광 광도법을 이용하였다.

<실시예 1>

이온 상태의 비소 30 ppm, 카드뮴 5 ppm, 크롬 50 ppm, 코발트 10 ppm, 구리 50 ppm, 수은 5 ppm, 니켈 50 ppm, 납 100 ppm, 아연 50 ppm을 포함한 실리카 슬러지 1kg(중금속 전체 몰수 = 4.479x10^-3mol)에 중금속 전체 몰수의 세 배에 해당하는 아미노산 및/또는 올리고펩타이드염을 포함하도록 실험예 1에 의한 생성물 55㎖를 첨가하여 30분간 골고루 섞어 준 후에 상기의 분석법에 의하여 용출되는 중금속 이온을 조사하였다. 이 결과를 표 4에 나타내었다.

중금속	초기치(ppm)	결과치(ppm)
비소(As)	30	N.D.
카드뮴(Cd)	5	N.D.
크롬(Cr)	50	N.D.
코발트(Co)	10	N.D.
구리(Cu)	50	N.D.
수은(Hg)	5	N.D.
니켈(Ni)	50	N.D.
납(Pb)	100	N.D.
아연(Zn)	50	N.D.

이상의 실시예에 따른 결과를 살펴보면, 실험예 1에 따라 제조된 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염이 중금속 이온들을 거의 완전하게 안정화시켰음을 알 수 있다.

이러한 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염은 상기 실시예에서와 같이 중금속을 포함하는 폐수의 슬러지 뿐아니라 독성 중금속으로 오염된 토양의 정화나 각종 고상 또는 반고상 폐기물 등의 정화에 용이하게 적용될 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 환경 문제에서 커다란 골칫거리가 되고 있는 폐수 처리 후의 슬러지 중의 독성 중금속 이온을 안전한 형태로 안정화 시킬 수 있다. 따라서 매립도 점차 규제되는 시점에서 소각 이외의 별다른 처리 수단이 없는 중금속 성분을 산림 녹화용이나, 초지조성용, 가로수 가꾸기용 또는 농업 용도의비료로 자원화 할 수도 있게 된다.

뿐만 아니라, 광산 폐수나 산업 활동으로 인해 중금속으로 오염된 토양은 작물 재배가 어렵고, 이를 복원한다는 것은 토양을 교체하거나 실행 불가능한 용매 추출법등으로 밖에 할 수 없지만, 본 발명에서 제시된 방법에 의하면 저가로 간단한 조작을 거쳐 안전하게 복원할 수 있는 길도 열리게 된다.

이상에서는 본 발명의 실시예에 따라 본 발명이 설명되었지만, 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자라면 명확히 인지할 수 있을 것이다.

Claims

단백질 5∼98 중량%를 포함하는 폐기물 또는 부산물을 가수분해하여 얻어지는 0.5 M 이하 농도의 아미노산염 및/또는 올리고펩타이드염을 포함하는 혼합물을 제조하는 단계; 및

중금속 성분을 포함하는 토양, 폐수 처리후의 슬러지, 고상 폐기물 및 반고상 폐기물 중 어느 하나의 물질을 혼합하는 단계를 포함하는 중금속 안정화 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 가수분해 반응이 상기 폐기물 또는 부산물 20∼50 중량부와 알칼리 수용액 50∼80 중량부를 혼합하고 상압 또는 가압조건하의 약 50∼200℃의 온도 범위에서 교반함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 가수분해 반응이 상기 폐기물 또는 부산물 20∼50 중량부와 산 수용액 50∼80 중량부를 혼합하고 상압 또는 가압조건하의 약 50∼200℃의 온도 범위에서 교반함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 단백질 5∼98 중량%를 포함하는 폐기물 또는 부산물이 모피 또는 피혁 산업, 수산업 및 축산업 활동에서 얻어지는 폐기물 또는 부산물인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 중금속 성분이 비소, 카드뮴, 크롬, 코발트, 구리, 수은, 니켈, 납, 아연, 주석 및 망간으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 아미노산 및/또는 올리고펩타이드염을 포함하는 혼합물 내의 아미노산 몰수가 상기 중금속 성분의 몰수의 2∼3배가 되도록 혼합하는 것을 특징으로 하는 방법.