KR20030050529A

KR20030050529A - 수산 폐슬러지를 이용한 중금속 제거제

Info

Publication number: KR20030050529A
Application number: KR1020010080975A
Authority: KR
Inventors: 이승목; 김근한; 이일영
Original assignee: 강원도
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2003-06-25

Abstract

본 발명은 휴·폐광에서 발생되는 폐광폐수에 함유된 중금속을 흡착제거하기 위한 중금속 제거제에 관한 것이다.

본 발명의 중금속 제거제는, 수질 오염 공정 시험법에 의거 105℃에서 건조시킨 수산 폐슬러지와, 폐기물 공정 시험법에 의거 550℃에서 회화시켜 유기물을 증발시킨 불가사리를 중량비로서 1:0.5~1의 비율로 혼합시킨 것으로, 또 다른 오염원인 수산 폐슬러지와 포획된 불가사리를 이용함에 그 기술적 특징이 있다.

본 발명의 수산 폐슬러지를 이용한 중금속 제거제는 연안 어장에 막대한 피해를 끼치는 불가사리와 버려지는 수산 폐슬러지를 이용하기 때문에 매우 경제적인 장점이 있을 뿐 아니라, 필요한 불가사리의 포획에 의한 연안 어장의 간접적인 보호 효과도 있으며, 중금속을 제거하면서 폐광폐수의 산성도를 떨어뜨리므로써 토양의 산성화를 억제하여 주는 이점도 있다.

Description

수산 폐슬러지를 이용한 중금속 제거제{Heavy metal remover using waste sludge from marine products}

본 발명은 휴·폐광에서 발생되는 폐광폐수에 함유된 중금속을 흡착제거하기 위한 중금속 제거제에 관한 것으로, 더 자세하게는 휴·폐광에서 발생되는 폐광페수 중에 함유된 Fe, Pb, Mn, Cu 등의 중금속을 흡착제거하기 위하여 수산물 가공공장에서 발생되어 105℃에서 건조된 후 세척 및 체가름 과정을 거친 수산 페슬러지와, 인근 항·포구에서 수거되어 550℃에서 회화시킨 불가사리를 상기 슬러지와 같은 방법으로 체가름하여 무게비가 1:0.5∼1이 되도록 수산폐슬러지와 불가사리를 혼합시킨 수산폐기물을 이용한 중금속 제거제에 관한 것이다.

자연경관이 빼어나며 각종 고랭지 채소의 주산지인 강원도는 태백산맥을 따라 산재한 휴·폐금속광산들로부터, 금속성분을 추출한 뒤 버려진 돌가루인 광미와 갱내수 등에 함유된 각종 유해중금속의 유출로 토양오염이 가중되고 있으며, 이러한 각종 중금속들이 오염된 토양의 원상복귀는 거의 불가능하거나 상당한 기간이 소요될 뿐 아니라, 오염된 토양에서 경작된 채소나 작물에도 중금속이 함유되어 인체에 치명적인 위험을 끼칠 수 있게 된다는 점에 있어서 문제의 심각성이 있다.

현재 전국에 산재한 휴·폐금속광산은 800여개를 넘는 것으로 파악되고 있으며, 이는 전체 금속광산의 99%나 되는 수로서 이들 광산들은 대부분 지난 20∼30년대 구리 등을 채굴하다 방치된 것들이다.

상기 휴·폐광이 문제가 되는 것은 그 대부분이 주인 없이 방치되고, 장마 등에 의해 휴·폐광의 광미가 하천으로 흘러든 뒤 강바닥에 쌓이거나, 갱내수가 하천이나 지하수로 스며들어 토양과 하천 및 지하수를 중금속으로 오염시키기 때문이며, 이를 막기 위하여서는 휴·폐광 주변에 옹벽을 쌓거나 매립하여 광미의 유출을 최대한 차단하면서 하천의 하상준설작업도 병행하여야 하는 등 광범위하고 다각적인 방법들이 함께 실시되어야 한다.

특히, 동해안의 화진포호, 향호, 경포호 등은 여타의 인공호에 비하여 주위의 자연경관이 빼어나고 생물다양성과 보존가치, 희소가치가 높지만 호수로 흘러드는 오염하천으로 그 오염이 점차 악화되고 있으며, 강릉 남대천과 삼척 오십천 등은 발전 방류수와 폐광의 갱내수가 하천으로 유입되므로써 생태계가 파괴돼 자정능력을 이미 상실하였다.

한편, 강원 영동지역에 위치한 휴·폐광에서 배출되는 폐광폐수는 pH 3 전후의 강산성이면서 중금속 함유량이 높은 바, 이러한 폐광폐수는 하천바닥을 황갈색의 침전물로 덮어버리면서 인근 하천을 오염시켜 수중 생태계의 파괴와 함께 주변 농경지를 중금속으로 오염시키고 있다.

상기와 같이 강산성의 휴·폐광의 폐수는 광산이 휴·폐광화되면서 갱내로 유입되는 산소와 물에 의해 광석 중의 황철광(pyrite)이 산화되기 때문으로 황철광의 산화과정은 다음의 반응식 1과 같다.

FeS₂+ 7/2 O₂+ H₂O → Fe⁺²+ 2SO4^-2+ 2H⁺

Fe⁺²+ 1/4 O₂+ H⁺→ Fe⁺³+ 1/2 H₂O

Fe⁺³+ 3 H₂O → Fe(OH)₃+ 3 H⁺

FeS₂+ 14 Fe⁺³+ 8 H₂O → 15Fe⁺²+ 2 SO₄ ^-2+ 16 H⁺

휴·폐광 지역에서 폐광폐수의 주요 발생원은 일반적으로 갱내의 오래된 폐암석더미와 암석벽으로서, 노천굴과 지하갱도가 폐광 후 오염된 물과 함께 이 폐암석더미와 암석벽이 부분적으로 또는 완전히 잠기게 되고, 이러한 오염물들이 넘치게 됨으로써 그 지역 뿐 아니라 그 외의 지역으로도 오염물이 이동할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 심각한 오염을 초래하는 휴·폐광의 폐수를 효과적으로 처리하기 위한 국·내외의 많은 연구들 중 대표적인 것들을 살펴보면 다음과 같다.

패각류를 이용한 산성광산배수의 중화 및 금속제거 실험을 통하여 중화제로서 패각류의 사용 가능성과 현장 적용성을 평가한 결과, 정체된 상태에서 반응시켰을 때 반응후 6시간내에 강산성의 폐수가 pH 6.0 이상으로 복구되며, Fe와 Al의 함량이 90% 이상 제거되는 것을 알아내었다.

그리고, 비존(Bjorn) 등은 1983년 폐광되어 9년 동안 갱도에 물이 채워진 후 넘치기 시작한 노르웨이 중부의 로켄 광산(Lokken Works)에서 실험을 수행하였는 바, 넘치는 갱내수에서 금속과 황산염의 농도를 감소시키기 위하여 황산염 환원에 의한 방법이 가능한 하나의 처리방안으로 고려하였다.(Bjorn,C., Morten,L., and Torliv,L., "Treatment of acid mine water by sulfate-reducing bacteria ; results from a bench scale experiment", Water Res., 30(7), 1617∼1624(1996))

또한, 존(John) 등은 대리석과 사암으로 충진 칼럼을 제작하여 광산에서 발생되는 폐수중에 함유된 망간처리 실험을 수행한 결과, 망간 산화 능력을 가진 연니(軟泥,slime)를 갖는데 약 8주 정도의 시간이 소모되는 것과, 망간 제거 이전에 철의 제거가 선행되는 광산폐수에서는 아주 우수한 제거능력을 가지는 것을 보고하였으며(John,A.G., and Julia,L.B., "Treatment of manganese from mining seep using packed columns", Environmental Engineering,115(2), 386∼393(1989)), 애스매어(Asmare) 등은 오클라호마에 있는 폐광된 납, 아연광에서 배출되는 중금속을 제거하기 위하여 비산재와 슬러지를 이용하였다(Asmare,A., Srinivas,C., Joakim,G.L., and Jerry,J.B., "Treatment of acid mine drainage water using fly ash and water softening sludge", Mat. Res. Soc. Symp. Proc.,245, 89∼94(1992)).

상기 외에도 폐기물을 이용한 각종 처리방법과 미생물에 의한 생물학적 방법들을 통한 많은 연구들이 수행되었다.

그러나, 휴·폐광에서 발생되는 폐수 중에 함유된 중금속들은 휴·폐광이 위치한 지역에 따라 그 종류가 다르기 때문에 어떠한 특정 방법을 선택하여 적용하기에는 어려움이 있다.

또한, 동해안 지역은 휴·폐광산 폐수에 의한 오염 외에, 해안 지역 특성상 수산 폐슬러지가 다량 발생되고 있으며, 이 폐슬러지는 거의 전량 해양에 투기되어 해양 오염을 유발시키고 있는 문제가 있다.

따라서, 수산 폐슬러지의 해양 투기는 향후 점진적으로 금지될 예정으로서, 동해안 지방과 같은 경우에는 휴·폐광 폐수에 의한 오염 뿐 아니라, 환경 오염원으로서 수산 폐슬러지의 경제적인 처리 방법 개발이 시급하다.

그러나, 오염원인 수산 폐슬러지의 재활용을 위하여 중금속 흡착기능이 있는 것으로 알려진 패각류와 같이 상기 수산 폐슬러지를 이용하여 중금속을 제거하므로써 수산 폐슬러지의 처리와 중금속 제거를 함께 해결하는 것이 가장 바람직하기는 하나, 그에 대한 뚜렷한 연구가 없는 실정이다.

본 발명은 해안지방의 휴·폐광 폐수 중에 함유된 Fe, Pb, Mn, Cu 등의 중금속을 해안지방 특유의 수산 폐슬러지를 이용하여 제거하므로써, 중금속에 의한 오염과 수산 폐슬러지의 재활용을 동시에 달성할 수 있는 중금속 제거제를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

특히, 중금속은 대부분 양이온 형태로 존재하기 때문에 산성 영역에서는 H⁺이온과 경쟁하므로써 중금속 제거율이 감소되고, 염기성으로 갈수록 음이온과 반응하여 금속 수산화물의 형태로 침전물을 형성하게 되기 때문에 Ca 성분이 상당량 포함되어 있는 불가사리를 이용하여 폐수의 pH 상승에 의한 중금속 침전과 슬러지 표면의 미세 기공에 의한 흡착반응을 동시에 이용한 중금속 제거제를 제공하고자 한다.

또한, 패각류의 양식에 치명적인 피해를 끼치는 불가사리를 이용하므로써 퇴비화 정도에 그치고 있는 불가사리의 이용을 활성화시킬 수 있는 중금속 제거제를 제공하고자 한다.

도 1은 전자현미경 사진으로서,

(가)는 수산 폐슬러지의 표면 형상을 보인 것이며,

(나)는 회화시킨 불가사리의 표면 형상을 보인 것이다.

도 2는 접촉시간에 따른 중금속 제거 경향을 보인 그래프로서,

(가)는 Fe⁺²이온에 대한 것이며,

(나)는 Pb⁺²이온에 대한 것이고,

(다)는 Mn⁺²이온에 대한 것이며,

(라)는 Cu⁺²이온에 대한 것이다.

도 3은 중금속 제거제 시료의 주입양에 따른 중금속 제거 경향을 보인 그래프로서,

(가)는 Fe⁺²이온에 대한 것이며,

(나)는 Pb⁺²이온에 대한 것이고,

(다)는 Mn⁺²이온에 대한 것이며,

(라)는 Cu⁺²이온에 대한 것이다.

도 4는 pH에 따른 중금속 제거 경향을 보인 그래프로서,

(가)는 Fe⁺²이온에 대한 것이며,

(나)는 Pb⁺²이온에 대한 것이고,

(다)는 Mn⁺²이온에 대한 것이며,

(라)는 Cu⁺²이온에 대한 것이다.

도 5는 중금속 제거제 시료의 주입양에 따른 실제 폐광폐수에 함유된 중금속 제거 경향을 보인 그래프.

본 발명의 상기 목적은 수산물 가공공장에서 발생한 폐슬러지와 불가사리에 의하여 달성된다.

상기 수산물 가공공장은 원양에서 잡혀 냉동된 오징어를 해동시키는 공장으로서, 상기 폐슬러지는 냉동 오징어를 해동시키는 과정에서 냉동 오징어에 살포된 후 집수되는 오수에 함유된 고형분으로 이루어지며, 고형분이 함유된 오수를 탈수한 탈수슬러지는 대략 수분 85wt%와 고형분 15wt% 정도의 함량비로 구성되고, 이 고형분은 대략 유기물질 83wt%와 회분 17wt%의 함량비로 이루어지는 다양한 크기의 입자상 덩어리이다.

상기와 같은 탈수슬러지를 수질 오염 공정 시험법에 의거 105℃에서 건조시킨 후, 세척, 체가름 및 재건조하여 본 발명에 사용되는 수산 폐슬러지를 얻었다.

그리고, 일반적으로 중금속 제거에 있어서 가장 중요한 인자들 중의 하나는 pH로서, 이 pH는 Ca 성분의 영향을 크게 받으나 상기 수산 폐슬러지에는 Ca 성분의 함량이 적어 중금속 제거능이 떨어지게 되는 바, 상기 Ca 성분을 보충해주어야만 한다.

상기 수산 폐슬러지에 Ca 성분을 보충해 주기 위하여 연근해 수산자원에 막대한 피해를 끼치나 Ca 성분을 비교적 많이 함유하고 있는 불가사리를 선택하였으며, 이 불가사리를 폐기물 공정 시험법에 의거 550℃에서 회화시켜 유기물을 증발시킨 후 체가름하여 사용하였다.

본 발명의 수산 폐슬러지를 이용한 중금속 제거제는, 상기와 같이 얻어진 수산 폐슬러지와 회화시킨 불가사리를 중량비로서 1:0.5~1의 비율로 혼합시킨 것이다.

상기와 같은 중량 비율로 수산 폐슬러지와 불가사리를 혼합한 이유는 다음과 같다.

일반적인 광산폐수의 갈수기 최고농도에 해당하는 초기 철의 농도가 500mg/L인 시험용액을 공정 시험법에 따라 조제한 후, 100mL의 시험 용액에 수산 폐슬러지와 불가사리의 중량비를 0:1에서 1:0까지 변화시킨 시료들을 각각 주입하였으며, 비율별 각 시료의 주입 총량은 0.5g/100mL로 하였다.

그 결과 최적의 혼합비는 수산 폐슬러지와 불가사리의 무게비로 1:0.43이상에서 시험 용액속에 함유된 철이 거의 100% 제거되는 것으로 나타났으며, 초기 원시료의 pH에 따른 완충작용 등의 안전율을 고려하여 수산 폐슬러지와 불가사리의 최적 혼합비를 1:0.5~1의 중량비로 결정하였다.

또한, 수산 폐슬러지와 불가사리의 표면 형상을 자세히 살펴보기 위하여 셈(SEM, scanning electron microscope)으로 촬영한 사진이 도 1이다.

도시된 바와 같이, 수산 폐슬러지가 불가사리에 비하여 비표면적이 큰 것으로 관찰되었으며, 자세한 비표면적을 측정하기 위하여 베트(BET, Brunauer Emmett Teller ; Quantachrome autosorb automated gas sorption system ASAP-2010)로 분석한 결과, 수산 폐슬러지 및 불가사리의 비표면적은 각각 3.218m²/g, 0.320m²/g으로 나타났는 바, 수산 폐슬러지에 비하여 불가사리의 비표면적이 작아 중금속의 흡착제거는 수산 폐슬러지에 주로 의존하게 되고, 불가사리는 Ca 성분의 공급원으로서 중금속 함유 폐수의 pH 조절을 통한 중금속 제거 효율의 향상에 기여하게 된다.

그리고, 수산 폐슬러지 및 불가사리의 구성성분을 분석하기 위하여 건조시킨 슬러지와 회화시킨 불가사리를 이디이엑스(EDX, energy dispersive X-ray spectra)로 무기물질 함유량을 조사한 결과는 다음의 표 1과 같다.

구 분	수산 폐슬러지	불 가 사 리
pH	7.3∼7.8	9∼11
회 분(wt%)	17	49.9
금속 함량(mg/kg)	Fe	76	144
	Mn	351	436
	Pb	280	725
	Cu	1125	70
무기물 함량(wt%)	Al	29.85	5.52
	Ca	7.20	38.37
	P	21.55	4.96
	Si	10.76	-
	S	9.69	5.31
	Cl	13.64	19.82
	K	7.30	5.04
	Na	-	12.99
	Mg	-	8.00

상기 표 1에서 수산 폐슬러지에는 Al 성분이 다량 포함되어 있는 것으로 나타났는 바, 이는 오수처리 과정 중 황산알루미늄(Al₂(SO₄)₃)의 사용에 기인하며, 수산 폐슬러지와 불가사리 모두에 다량 함유된 Cl^-이온은 해수 중에 포함된 Cl^-이온에 의한 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 수산 폐슬러지를 이용한 중금속 제거제의 중금속 제거능을 살펴보기 위하여 본 발명의 중금속 제거제를 시료로 하여 다음과 같은 방법으로 실험을 행하였다.

폐광폐수중에 함유한 중금속 제거 특성을 파악하기 위하여 접촉시간, 시료 주입량, pH를 변화시켜 실험을 수행하였으며, 초기 중금속용액 농도는 강원도 영동 지역에서 배출되는 폐광폐수 농도와 비슷하도록 공정시험법에 따라 시험용액을 제조하여 사용하였다.

그리고, 시간 변화에 따른 중금속 제거 경향을 알아보기 위하여 Fe, Pb, Mn, Cu의 초기농도가 각각 500, 10, 15, 15 mg/L인 중금속 용액 2L에 시료 일정량 주입 후 시간 변화에 따른 중금속 제거 경향을 살펴보았다.

주입량 변화에 따른 용액내 중금속 제거 경향은 일정한 농도의 중금속 용액 100mL에 시료 0.025∼1g을 주입하고 25℃의 항온진탕기에서 평형에 도달할 때까지 반응시킨 후 중금속 잔류농도를 측정하였으며, 중금속 제거에 있어 가장 중요한 제한 요소인 pH 변화에 따른 중금속 제거 특성을 알아보기 위하여 중금속 용액 100mL에 시료 0.25g 첨가 후 황산과 수산화나트륨을 이용하여 일정 pH를 조정한 후 중금속 제거량을 알아보았다.

또한, 상기의 실험 결과를 기초로 실제 영동탄광에서 배출되는 배출수를 채수하여 시료 주입량 변화에 따른 중금속 제거 경향, 그리고 pH변화에 따른 중금속 제거를 비교·분석하였으며, 본 실험에서 사용한 폐광폐수는 장마철에 채수된 것으로 다른 시기에 비해 유량의 증가에 의해 중금속 함량이 다소 낮았다.

그리고, 중금속의 함량은 일정한 전처리 후 원자흡광광도계(Varian Spectra AA-300)를 이용하여 측정하였으며, 시험용액과 폐광폐수의 중금속 함량은 다음의 표 2와 같다.

구 분	폐 광 폐 수	시 험 용 액
Fe (mg/L)	209	500
Pb (mg/L)	0.8	10
Mn (mg/L)	6.5	15
Cu (mg/L)	0.8	15

접촉시간에 따른 중금속 제거 경향

중금속 제거시 평형 농도에 도달하는 시간을 알아보기 위하여 시료 8g을 2L의 중금속 용액에 첨가한 후 시간 변화에 따른 중금속 잔류농도를 분석한 결과를 도 2에 도시하였다.

도시된 바와 같이, 초기농도가 500mg/L, 10mg/L인 Fe와 Pb는 초기에 급격한 농도 감소를 보였으며, Fe의 경우 10분 경과시 275mg/L까지 급격하게 농도가 감소한 후 그 이후부터는 감소폭이 둔화돼 300분 경과시 100mg/L의 잔류농도를 보였다.

Pb 역시 40분 경과시까지는 초기 10mg/L에서 2.5mg/L까지 그 농도가 급격히 감소하였으나, Mn과 Cu는 상기 Fe 및 Pb와는 달리 농도 변화폭이 완만한 경향을 보였으며, Mn과 Cu는 실험종료 시간인 300분 경과시 용액내 잔류농도가 각각 6mg/L, 4.5mg/L로 제거율은 60% 및 70%로서, Fe와 Pb의 제거율인 80% 및 75%에 비하여 다소 떨어지는 경향을 나타내었다.

그리고, 시험 용액은 초기에 산성이었으나 시간이 경과할수록 불가사리에 포함되어 있는 Ca 성분의 영향으로 pH 7∼8사이를 유지하였다.

주입량 변화에 따른 중금속 제거 경향

일반적으로 흡착제 주입량의 증가에 비례하여 흡착질의 제거량도 증가하는 경향을 보이며. 본 실험에서도 흡착제 주입량 증가에 비례해 중금속 제거율도 증가하는 경향을 보였다.

또한, 중금속 제거는 용액의 pH와 밀접한 관계를 가지고 있으며, 도 3은 시료의 주입량 변화에 따른 용액내 중금속 제거율 및 pH의 변화를 나타낸 것으로, 폐광폐수 중에 가장 많이 함유되어 있는 Fe의 경우는 시료를 5g/L 주입시까지 그 제거율이 급격하게 증가하였으며, 5g/L 이상에서는 100%의 제거율을 보이는 것으로 나타났다.

Pb, Mn, Cu 역시 2.5g/L까지는 급격한 제거율 증가를 보였으나, 그 이후부터는 완만하게 증가하는 것으로 조사되었으며, 이들 중 Mn은 다른 성분들에 비하여 제거 효율이 다소 낮게 나타났는 바, 이는 다른 금속이온에 비해 흡착친화성이 낮음에 기인한다.

또한, 주입량 변화에 따른 용액의 pH 변화를 살펴보면, 일반적으로 pH가 증가할수록 중금속 제거율도 함께 증가하는 경향을 보이며, 본 실험에서는 시료량이 증가할수록 용액의 pH가 증가하였고, 중금속 제거율 역시 증가하는 것으로 나타났다.

상기와 같이 시료량이 증가할수록 용액의 pH가 상승하는 이유는 수산 폐슬러지에 함유되어 있는 알칼리 성분과 불가사리중에 40%가량 함유되어 있는 Ca 성분의 용출에 기인한다.

pH 변화에 따른 중금속 제거 경향

pH 변화에 따른 중금속 제거경향을 파악한 결과 일반적으로 예상되는 가장 높은 pH에서 최대로 흡착되는 금속 흡착 거동을 보였으며, 이러한 경향은 낮은 pH에서는 교환점(exchange site)을 사이에 두고 주입된 H⁺와 중금속 간의 경쟁에 의해 중금속 제거율이 감소되고, 높은 pH 영역에서는 중금속 이온과 H⁺간의 경쟁 감소와 OH^-에 의해 중금속이 수산화물로 전환되어 중금속 제거율이 상승되기 때문이다.

pH별 자세한 중금속 제거 경향은 도 4에 도시된 바와 같으며, Fe 제거 경향을 살펴보면 500mg/L인 초기 Fe농도가 pH 7.6까지 급격한 농도 감소 현상을 보이고 있으며, 그 이상의 pH에서는 평형을 이루는 것으로 나타났다.

또한, 실험 종료 후 갈색 침전물의 형성을 확인할 수 있었는 바. 이는 붉은색의 Fe₂O₃침전과 갈색의 Fe(OH)₃침전 및 검붉은색의 Fe₃O₄침전이 복합적으로 형성된 것으로 판단된다.

그리고, Pb과 Mn, Cu 역시 pH가 각각 7.5, 8.1, 7.4까지 급격한 농도 감소를 보였으나, 높은 pH 영역에서는 다소 흡착능이 감소하는 경향을 보이기도 하였는 바, 이는 MeOH⁺, Me(OH)₂, Me(OH)₃ ^-와 같은 용존화합물의 형성에 의한 것으로 생각된다.

실제 폐광폐수에서의 거동

Fe, Pb, Mn, Cu의 초기농도가 각각 209, 0.8, 6.5, 0.8 mg/L인 영동탄광 배출수의 시료 무게 변화에 따른 중금속 제거 경향을 파악한 결과를 도 5에 도시하였다.

중금속 제거에 있어 중요한 제한인자로 작용하는 pH는, 초기 pH 2.8인 영동탄광 배출수에 시료 주입량이 증가할수록 증가하는 경향을 보이고 있으며, 시료 주입량이 2.5g/L일 때 pH 6.1로 평형에 도달하였다.

그리고, Fe, Pb, Mn, Cu의 제거 경향을 살펴보면, Fe와 Cu는 평형에 도달하였을 때 90%이상 제거되었으나, Pb는 5g/L일 때 63.8%, Mn은 10g/L의 시료 주입량에서 35.8%가 제거되어 단성분계 실험의 경우보다는 낮은 제거율을 보였는 바, 이러한 결과는 수산 폐슬러지내의 흡착점에서 중금속들간의 경쟁 흡착에 기인하는 것으로 생각된다.

또한, pH 변화에 따른 페광폐수내 함유되어 있는 중금속 제거율을 조사하기위하여 시료 없이 pH 조절후 중금속 제거율을 조사한 결과를 도 6에 도시하였다.

이를 도 5의 시료 주입량 변화에 따른 폐광폐수내 중금속 제거율과 비교하여 보면 pH가 약 6 부근 즉 시료 주입량이 2.5g/L인 경우, Fe는 시료를 첨가하였을 때 20%이상 제거효율 증가를 볼 수 있었으며, 다른 성분들의 제거 효율도 다소 상승하는 것으로 나타났다. 이는 불가사리의 Ca 성분이 pH를 상승시키고, 슬러지에 의하여 중금속 흡착이 동시에 일어나기 때문이다.

이상의 실험으로부터 본 발명의 중금속 제거제는 특히 철과 구리의 제거에 효과적인 것을 알 수 있으며, 부수적으로 납과 망간에 대해서도 각각 58.9%, 35.8%의 제거율을 보였다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 수산 폐기물을 이용한 중금속 제거제는 연안 어장에 막대한 피해를 끼쳐 포획한 후 폐기하므로써 또 다른 오염원이 되는 불가사리와 버려지는 수산 폐슬러지를 이용하기 때문에 매우 경제적인 장점이 있을 뿐 아니라, 필요한 불가사리의 포획에 의한 연안 어장의 간접적인 보호 효과도 있다.

또한, 본 발명의 중금속 제거제는 중금속을 제거하면서 폐광폐수의 산성도를 떨어뜨리므로써 토양의 산성화를 억제하여 주는 이점도 있다.

Claims

폐수에 함유된 중금속을 흡착시켜 제거하기 위한 중금속 제거제에 있어서, 냉동 오징어를 해동시키는 과정에서 냉동 오징어에 살포된 후 집수되는 오수에 함유된 고형분을 탈수한 후 건조시킨 수산 폐슬러지와, 회화시킨 불가사리를 중량비로서 1:0.5~1의 비율로 혼합시킨 것임을 특징으로 하는 수산 폐슬러지를 이용한 중금속 제거제.