KR20100124143A - Media for immobilizing heavymetal and method for treating water using the same - Google Patents
Media for immobilizing heavymetal and method for treating water using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100124143A KR20100124143A KR1020090043239A KR20090043239A KR20100124143A KR 20100124143 A KR20100124143 A KR 20100124143A KR 1020090043239 A KR1020090043239 A KR 1020090043239A KR 20090043239 A KR20090043239 A KR 20090043239A KR 20100124143 A KR20100124143 A KR 20100124143A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- peat
- animal bone
- carrier
- heavy metals
- bone
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
- C02F1/62—Heavy metal compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
- B01D24/001—Making filter elements not provided for elsewhere
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/002—Construction details of the apparatus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 중금속 안정화용 담체 및 이를 이용한 수 처리 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 효율이 우수하고, 경제적이며, 친환경적인 중금속 안정화용 담체 및 이를 이용한 수 처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a carrier for stabilizing heavy metals and a water treatment method using the same. More specifically, the present invention relates to a carrier for stabilizing heavy metals having excellent efficiency, economical and environment-friendly, and a water treatment method using the same.
지하수 내 중금속 제거 기법의 연구개발은 유럽의 선진국에서 시작되어 현재는 미국을 중심으로 다양한 분야의 연구가 진행되고 있으며, 선진국의 체계적인 환경정책 수립과 자본 투자를 통해 이미 수십여 가지의 소재 및 응용기술이 개발되어 있는 실정이다. Research and development of heavy metal removal techniques in groundwater began in developed countries in Europe, and now various researches are being conducted in the US, and dozens of materials and applied technologies have already been established through systematic environmental policy and capital investment in developed countries. This situation is being developed.
수 중의 중금속을 제거하기 위하여 주로 사용되는 기존처리법으로는 화학응집 침전법, 이온교환법, 액막법, 흡착법, 고형화법 등이 있다. Conventional treatment methods mainly used to remove heavy metals in water include chemical flocculation precipitation, ion exchange, liquid membrane, adsorption, and solidification.
화학 침전법은 현재 가장 많이 사용되고 있는 중금속 처리 기술로서, 고농도의 중금속 함유 폐기물의 처리에 경제적이다. 화학 침전법은 공정이 비교적 간단하고 경제적이기는 하지만, 중금속에 대한 선택도가 없어 회수가 어렵다. 화학 침전법의 한 예에 있어서, 수 중에 암모니아수, 소석회 등 다량의 알칼리를 가하고 용 액의 pH를 10 이상으로 올리면 중금속 이온의 수산화물이 형성되어 침전한다. 이 때, 용해도는 폐수내의 금속 이온 농도, pH 등의 영향을 받으며, 금속의 종류에 따라 Fe>Al>Cu>Zn>Ni>Pb>Cd>Mn 등의 순서로 침전하기 쉽기 때문에, 이와 같은 침전법은 폐수 처리시 주로 문제가 되는 Pb, Cd의 제거에는 적당하지 않다. 따라서, 침전법으로 처리한 폐수는 흡착, 막분리, 이온교환과 같은 방법으로 재처리하여야만 중금속 농도를 규제치 이하로 낮출 수 있는 경우가 많이 발생한다. Chemical precipitation is currently the most used heavy metal treatment technology and is economical for the treatment of high concentration heavy metal containing waste. Although chemical precipitation is relatively simple and economical, it is difficult to recover due to the lack of selectivity for heavy metals. In one example of chemical precipitation, a large amount of alkali, such as ammonia water and slaked lime, is added to the water and the pH of the solution is raised to 10 or higher, forming hydroxides of heavy metal ions. At this time, the solubility is affected by the concentration of metal ions in the wastewater, pH, and the like, and is easily precipitated in the order of Fe> Al> Cu> Zn> Ni> Pb> Cd> Mn according to the type of metal. The law is not suitable for the removal of Pb, Cd, which is a major problem in wastewater treatment. Therefore, the wastewater treated by the sedimentation method can often lower the heavy metal concentration below the regulatory value only by reprocessing such as adsorption, membrane separation, and ion exchange.
이온교환법은 잘 알려진 기술이며, 물의 연수화와 정화에 널리 사용되고 있다. 이온교환은 중금속 제거에 있어서 매우 효율적인 기술로 판명되어 왔다. 이온교환법은 배출 전 3차 처리 혹은 최종 처리나 은, 크롬 등의 유가 금속 회수에 사용되고 있으나, 이온 교환 수지는 금속이온들에 대해 충분히 선택적이지 못한 단점이 있다. 또한, 수돗물이나 지하수로부터 공업용수를 제조할 경우 다량의 칼슘 이온이나 마그네슘 이온이 이온교환 수지에 의하여 이온교환이 되므로 이온 교환 수지의 경제성을 고려할 때 비효율적이다. Ion exchange is a well known technique and is widely used for water softening and purification. Ion exchange has proven to be a very efficient technique for heavy metal removal. The ion exchange method is used for tertiary treatment or final treatment prior to discharge or recovery of valuable metals such as silver and chromium. However, the ion exchange resin has a disadvantage in that it is not sufficiently selective for metal ions. In addition, when industrial water is produced from tap water or groundwater, a large amount of calcium ions or magnesium ions are ion-exchanged by ion-exchange resins, which is inefficient considering the economics of ion-exchange resins.
액막법은 금속 이온에 대한 선택성의 증가와 분리속도의 증가로 인하여, 새로운 중금속 제거 및 회수 기술로 주목받고 있다. 액체막에 의한 분리는 이온에 대한 선택성 및 농축율이 아주 큰 것이 특징이다. 이것은 추출속도가 빠르고, 단일 공정에 의해 추출과 역추출이 동시에 진행가능하며, 용질을 선택적으로 분리시켜 고농도로 농축가능하고, 막의 지지체가 불필요할 뿐만 아니라 막 자체를 재생 또는 재사용가능한 여러 가지 이점을 가지고 있다. 그러나 액막법은 액막의 팽윤 및 파괴현상이 발생하는 단점을 가지고 있다. The liquid film method has attracted attention as a new heavy metal removal and recovery technique due to the increase in selectivity to metal ions and an increase in separation rate. Separation by liquid membranes is characterized by very high selectivity and concentration for ions. This is a fast extraction speed, extraction and back extraction can be carried out simultaneously by a single process, solutes can be selectively separated and concentrated in high concentration, the support of the membrane is not necessary, and the membrane itself can be regenerated or reused. Have. However, the liquid film method has a disadvantage in that swelling and fracture of the liquid film occur.
액체막에 비하여 고체 고분자막에서는 막 자체의 안정성이 훨씬 크고 분리 공정이 간편한 이점이 있으나, 이온의 투과속도가 늦으며 액체막과 같이 투과물질을 식별하여 특정한 물질만을 선택적으로 분리, 수송하는 기능이 불충분하다. 중금속이온의 선택적 분리 기능을 갖는 고체 고분자막을 얻기 위해서는 고분자막 자체가 선택성을 가져야만 되며, 이를 위해서는 막에 투과물질과의 선택적인 상호작용을 갖는 것을 도입하여야 한다. Compared to liquid membranes, solid polymer membranes have much higher stability and easy separation process, but have a slower permeation rate of ions and insufficient ability to selectively separate and transport only specific substances by identifying permeable substances such as liquid membranes. In order to obtain a solid polymer membrane having a selective separation function of heavy metal ions, the polymer membrane itself must have a selectivity, and for this purpose, a polymer having a selective interaction with a permeable material must be introduced into the membrane.
또한, 중금속 안정화 기술로서 다양한 인산염을 주입하여 중금속과 매우 안정한 불용성 화합물을 형성함으로써 중금속의 이동성을 크게 낮추는 기술이 있다. 석회와 반응하여 생성된 광물질은 pH 등의 환경에 용해도적이 크게 변하지만, 인과 반응하여 생긴 광물질은 pH 등의 환경변화에 큰 영향을 받지 않고 매우 낮은 용해도적을 가진다. 이러한 장점으로 인해 인(P, phosphorus)을 이용하여 중금속으로 오염된 지반 및 지하수를 복원하는 기술이 많은 주목을 받고 있다. 인은 다양한 인산염(Ca, K, Na)이나, 파이테이트(phytate), 아파타이트(apatite) 형태로 존재하게 되는데, 중금속이 이들 금속이온과 치환되면서 용해도가 매우 낮은 새로운 광물(pyromorphite) 계통을 형성함으로써 중금속을 고정하게 된다. 그러나, 다른 성분의 추가되지 않고 인산염만을 이용하는 경우 중금속 처리 효율이 80-85%로, 지하수 또는 중금속 함량이 높은 폐수를 처리하였을 때 중금속 농도를 규제치 이하로 낮추기 어렵다. In addition, as a heavy metal stabilization technology, there is a technology that greatly reduces the mobility of heavy metals by injecting various phosphates to form a very stable insoluble compound with heavy metals. Minerals produced by reacting with lime change solubility greatly in the environment such as pH, but minerals produced by reacting with phosphorus have very low solubility without being affected by environmental changes such as pH. Due to these advantages, the technology for restoring the ground and groundwater contaminated with heavy metals using phosphorus (P, phosphorus) has attracted much attention. Phosphorus is present in the form of various phosphates (Ca, K, Na), phytate, or apatite, by replacing the heavy metals with these metal ions to form new pyromorphite strains with very low solubility. The heavy metal is fixed. However, when only phosphate is used without addition of other components, the heavy metal treatment efficiency is 80-85%, and it is difficult to lower the heavy metal concentration below the regulation level when treating groundwater or wastewater having a high content of heavy metals.
당기술분야에서는 중금속을 효율이고 경제적이며 용이한 방법으로 처리할 수 있는 기술의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.There is a continuing need in the art for the development of technologies that can process heavy metals in an efficient, economical and easy way.
전술한 종래기술의 문제를 해결하고자, 본 발명은 효율이 우수하고, 경제적이며, 친환경적인 중금속 안정화용 담체 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 상기 중금속 안정화용 담체를 이용하여 수 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a carrier for stabilizing heavy metals and a method for producing the same, which is excellent in efficiency, economical and environmentally friendly. In addition, an object of the present invention is to provide a water treatment method using the carrier for stabilizing heavy metals.
본 발명은 동물 뼈 및 토탄을 포함하는 중금속 안정화용 담체를 제공한다. The present invention provides a carrier for stabilizing heavy metals including animal bones and peat.
또한, 본 발명은 동물 뼈를 파쇄하는 단계, 토탄을 파쇄하는 단계, 및 파쇄된 동물 뼈 및 파쇄된 토탄을 혼합하여 담체를 제조하는 단계를 포함하는 중금속 안정화용 담체의 제조방법을 제공한다. The present invention also provides a method for preparing a carrier for stabilizing heavy metals, comprising the steps of crushing animal bone, crushing peat, and preparing a carrier by mixing crushed animal bone and crushed peat.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 중금속 안정화용 담체를 이용한 수 처리 방법을 제공한다. The present invention also provides a water treatment method using a carrier for stabilizing heavy metals according to the present invention.
본 발명에 따른 중금속 안정화용 담체는 안정화 기술과 흡착 기술을 동시에 이용함으로써 매우 높은 효율로 중금속을 안정화시킬 수 있으므로, 빠른 시간 내에 중금속을 처리할 수 있다. 따라서, 고능도의 중금속으로 오염된 지하수, 터널폐수, 매립지 침출수, 금속 광산 산성배수 등을 복원하기 위한 방법으로 사용될 수 있다. 또한, 제조방법이 용이하고, 제조시 별도의 추가 성분이 필요하지 않는다. 또한, 동물 뼈는 도축과정이나 음식물 제조과정에서 발생되는 것을 사용할 수 있고, 토탄 은 자연 상태의 것을 사용할 수 있으므로, 환경적으로 무해하다. 요컨대, 본 발명에 따른 중금속 안정화용 담체는 시간적, 효율적으로 가장 경제적이고 환경적으로 무해한 방법으로 국내 현실에 매우 적합한 수 처리 기술이다. The heavy metal stabilization carrier according to the present invention can stabilize the heavy metal with a very high efficiency by using the stabilization technology and the adsorption technology at the same time, it is possible to treat the heavy metal in a short time. Therefore, it can be used as a method for restoring groundwater, tunnel wastewater, landfill leachate, metal mine acid drainage, etc., contaminated with high-performance heavy metals. In addition, the process is easy and no additional components are required for the preparation. In addition, animal bone can be used in the slaughter process or food production process, and peat can be used in the natural state, it is environmentally harmless. In short, the heavy metal stabilization carrier according to the present invention is a water treatment technology that is very suitable for the domestic reality in a most economical and environmentally harmless method in time and efficiency.
이하에서는 본 발명을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 중금속 안정화용 담체는 동물 뼈 및 토탄을 포함하는 것을 특징으로 한다. Heavy metal stabilizing carrier according to the present invention is characterized in that it comprises animal bones and peat.
전술한 바와 같이, 인산염을 이용한 중금속의 안정화 기술은 pH 등의 환경변화에 큰 영향을 받지 않고 매우 낮은 용해도적을 갖는 중금속 착체를 형성할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 인산염만을 이용한 방법은 중금속 처리 효율이 충분하지 않기 때문에, 지하수와 같이 중금속의 농도가 높은 물을 처리할 때 중금속 농도를 규제치 이하로 처리할 수 없다. As described above, the stabilization technology of heavy metals using phosphate has an advantage of forming a heavy metal complex having a very low solubility without being affected by environmental changes such as pH. However, the method using only phosphate does not have sufficient efficiency for treating heavy metals, and therefore, when treating water with a high concentration of heavy metals such as groundwater, the concentration of heavy metals cannot be lowered below the regulation value.
그러나, 본 발명에서는 동물 뼈와 토탄을 함께 사용함으로써 인산염과 토탄을 각각 사용하는 기술에 비하여 현저히 높은 효율로 중금속을 안정화 및 흡착시킬 수 있다는 사실을 밝혀내었다. 다시 말하면, 본 발명에서는 천연 인산염이 포함된 동물 뼈를 이용함으로써 인산염을 이용한 중금속의 안정화 기술의 효과를 낼 수 있는 동시에, 인산염만을 사용하지 않고 인산염을 포함하는 동물 뼈와 토탄을 함께 사용함으로써 이들의 상승 효과에 의하여 중금속의 안정화 및 흡착 효율을 극대화시킬 수 있다. However, the present invention has found that by using animal bone and peat together, it is possible to stabilize and adsorb heavy metals at a significantly higher efficiency than the technique using phosphate and peat respectively. In other words, the present invention can achieve the effect of stabilization technology of heavy metals using phosphate by using animal bone containing natural phosphate, and at the same time by using animal bone and peat containing phosphate together without using phosphate alone. The synergistic effect can maximize the stabilization and adsorption efficiency of heavy metals.
구체적으로, 본 발명에 따른 중금속 안정화용 담체를 이용하면, 동물 뼈의 PO4 3-와 또는 아파타이트(apatite)와 중금속 이온의 화학적 침전이 일어남과 동시에, 자연 상태에서 얻을 수 있는 토탄과 중금속의 흡착 또는 착화물(complexation)이 형성된다. 즉, 본 발명에 따르면, 동물 뼈에서 용출되는 인산염을 이용하여 중금속을 매우 안정한 불용성 화합물을 형성하는 기술과 흡착능력이 뛰어난 토탄을 이용하여 중금속을 흡착시키는 기술을 동시에 사용할 수 있으며, 이들은 상호 보완 작용에 의하여 상승효과를 낼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 기존의 인산염만으로 중금속을 제거할 때보다 빠른 시간 내에 반응이 일어나고 제거율이 증가된다. Specifically, using the carrier for stabilizing heavy metals according to the present invention, the adsorption of peat and heavy metals that can be obtained in a natural state while at the same time the chemical precipitation of PO 4 3- and or apatite and heavy metal ions of the animal bone occurs Or a complexation is formed. That is, according to the present invention, a technique of forming a very stable insoluble compound of heavy metals using phosphate eluted from animal bone and a technique of adsorbing heavy metals using peat having excellent adsorption capacity can be used at the same time. Can produce synergistic effects. Therefore, according to the present invention, the reaction occurs in a faster time than the removal of heavy metals only with the existing phosphate and the removal rate is increased.
따라서, 본 발명에 따른 담체를 이용하면 지하수, 금속광산배수, 터널 폐수, 침출수와 같이 중금속의 농도가 높은 물을 처리하는 경우에도 매우 짧은 기간 내에 중금속 농도를 규제치 이하로 처리할 수 있다. Therefore, when the carrier according to the present invention is treated with water having a high concentration of heavy metals such as groundwater, metal mine drainage, tunnel wastewater, and leachate, the concentration of heavy metals can be treated within a very short period.
또한, 본 발명에서는 동물 뼈로서 도축과정이나 음식물 제조과정에서 발생되는 것을, 필요한 경우 전처리를 거쳐, 사용할 수 있고, 토탄도 역시 자연 상태의 것을 사용할 수 있으므로, 재료를 준비하는 과정에서나 수 처리 후에도 환경에 무해하다. 또한, 동물 뼈를 사용함으로써 추가의 성분이 없이도 토탄과 함께 용이하게 담체를 형성할 수 있다. 만약 담체를 형성하기 위하여 중금속 안정화에 필요한 유효 성분 이외에 추가의 성분이 추가된다면, 제조공정이 비경제적일 뿐만 아니라, 수 처리시 추가 성분에 의한 추가 오염이 발생할 위험이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 중금속 안정화용 담체는 환경적으로 가장 무해하고, 시간적·효율적으로 가장 경제적인 방법으로서 국내 현실에 적합한 처리기술이라 할 수 있다. In addition, in the present invention, animal bones generated during the slaughter process or the food manufacturing process can be used through pre-treatment if necessary, and peat can also be used in the natural state, so that the environment is prepared even during the preparation of the material or after the water treatment. Harmless to In addition, the use of animal bones makes it easy to form carriers with peat without additional components. If additional components are added in addition to the active ingredients necessary for stabilizing heavy metals to form the carrier, not only is the manufacturing process uneconomical, but there is also a risk of further contamination by the additional components in the water treatment. Therefore, the heavy metal stabilization carrier according to the present invention is environmentally harmless, and can be said to be a treatment technology suitable for domestic reality as the most economical method in terms of time and efficiency.
상기 동물 뼈로는 돼지뼈, 참치뼈 등도 사용될 수 있으나, 본 발명에서는 소뼈가 특히 유용하다는 것을 밝혀내었다. 구체적으로, 소뼈가 다른 동물의 뼈에 비하여 총 인 농도가 제일 많을 뿐만 아니라, 사용량 대비 인산염 용출량 및 용출속도면에서도 다른 동물의 뼈에 비하여 우수하다. 본 발명자들은 사용가능한 동물 뼈에 대하여 TP(Total phosphorus), AP(Apatite phosphorus), NAIP(Non apatite inorganic phosphorus), IP(Inorganic phosphorus) 및 OP(Organic phosphorus)를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Porcine bone, tuna bone, etc. may also be used as the animal bone, but it has been found that the bovine bone is particularly useful in the present invention. Specifically, the bovine bone has the highest total phosphorus concentration compared to the bones of other animals, and is superior to the bones of other animals in terms of phosphate dissolution rate and dissolution rate relative to the amount used. The present inventors measured total phosphorus (TP), apatite phosphorus (AP), non apatite inorganic phosphorus (NAIP), organic phosphorus (IP), and organic phosphorus (OP) on available animal bones. Shown in
본 발명에 있어서, 상기 동물 뼈는 0.21mm 내지 0.425 mm의 입자크기로 파쇄되어 첨가되는 것이 바람직하다. 동물 뼈의 입자크기가 작을수록 동물 뼈로부터 인산염의 용출속도 및 용출량이 많아지나, 일정 이하의 크기에서는 용출속도 및 용출량의 차이가 크지 않고 파쇄에 소요되는 비용이 커지므로, 경제적인 관점에서 전술한 입자크기 범위가 바람직하다. In the present invention, the animal bone is preferably crushed and added to the particle size of 0.21mm to 0.425mm. The smaller the particle size of the animal bone, the higher the dissolution rate and dissolution rate of the phosphate from the animal bone. However, in the case of a certain size or less, the difference in dissolution rate and dissolution amount is not large and the cost of crushing increases. Particle size ranges are preferred.
상기 동물 뼈는 유기물 및 수분이 제거된 상태의 것이 바람직하다. 상기 동물 뼈에는 수분함량이 5 % 이하인 것이 바람직하다. The animal bone is preferably a state in which organic matter and water are removed. Preferably, the animal bone has a water content of 5% or less.
본 발명에 있어서, 토탄은 K 지점에서 채취한 것을 이용할 수 있다. 토탄도 역시 입자크기 0.21mm 내지 0.425 mm로 파쇄되는 것이 바람직하다. 토탄을 상기 범위의 입자크기로 준비함으로써 담체 내에 동물 뼈와 토탄이 균일하게 혼합될 수 있다. In the present invention, peat collected at K point can be used. Peat is also preferably crushed to a particle size of 0.21mm to 0.425mm. By preparing peat in the particle size in the above range, the animal bone and peat can be uniformly mixed in the carrier.
본 발명에 따른 담체 내의 동물 뼈와 토탄의 함량은 질량비 1:1.5~3:0.5인 것이 바람직하고, 질량비 1:0.5 인 것이 더욱 바람직하다. The content of animal bone and peat in the carrier according to the present invention is preferably in a mass ratio of 1: 1.5 to 3: 0.5, more preferably in a mass ratio of 1: 0.5.
본 발명에 따른 중금속 안정화용 담체는 그 형태 및 크기는 특별히 한정되지 않으며, 목적하는 수처리 용도에 따라 당업자가 결정할 수 있다. 예컨대, 분말 또는 펠렛 형태일 수 있으며, 크기는 입경 0.2-0.825 mm일 수 있으나, 본 발명의 범위에 이에 의하여 한정되는 것은 아니다. The shape and size of the carrier for stabilizing heavy metals according to the present invention are not particularly limited and can be determined by those skilled in the art according to the intended water treatment application. For example, it may be in powder or pellet form, and the size may be 0.2-0.825 mm in particle size, but is not limited thereto.
본 발명에 따른 중금속 안정화용 담체의 제조방법은 동물 뼈를 파쇄하는 단계, 토탄을 파쇄하는 단계, 및 파쇄된 동물 뼈 및 파쇄된 토탄을 혼합하여 담체를 제조하는 단계를 포함한다. The method for preparing a heavy metal stabilizing carrier according to the present invention includes the steps of crushing animal bone, crushing peat, and mixing the crushed animal bone and crushed peat to prepare a carrier.
소뼈와 같은 동물 뼈는 음식점이나 도축장에서 버려지는 것을 수거하여 사용할 수 있다. 동물 뼈는 0.21mm 내지 0.425 mm의 입자크기를 갖는 가루로 파쇄되는 것이 바람직하다. 토탄은 K 지점에서 채취한 것을 이용할 수 있다. 토탄도 역시 입자크기 0.21mm 내지 0.425 mm로 파쇄되는 것이 바람직하다. 파쇄 방법은 당기술분야에 알려진 방법을 이용할 수 있다. Animal bones such as cattle bones can be collected and used at restaurants and slaughterhouses. Animal bone is preferably broken into powder having a particle size of 0.21 mm to 0.425 mm. Peat can be collected from point K. Peat is also preferably crushed to a particle size of 0.21mm to 0.425mm. The shredding method may use a method known in the art.
동물 뼈와 토탄은 질량비 1:1.5~3:0.5의 비율로 혼합되어 담체에 포함되는 것이 바람직하고, 질량비 1:0.5의 비율로 혼합되어 담체에 포함되는 것이 더욱 바람직하다. Animal bone and peat is preferably contained in the carrier by mixing in a ratio of 1: 1.5-3: 0.5, more preferably in a carrier by mixing in a ratio of 1: 0.5 by mass.
본 발명에 따른 중금속 안정화용 담체의 제조방법은 상기 동물 뼈를 파쇄하기 전에 동물 뼈로부터 유기물을 제거하는 단계, 및 동물 뼈를 건조하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. The method for producing a heavy metal stabilizing carrier according to the present invention preferably further comprises the step of removing the organic matter from the animal bone, and drying the animal bone before crushing the animal bone.
상기 동물 뼈로부터 유기물을 제거하는 단계는 중금속 안정화에 필요한 성분의 순도를 높이고, 수 처리시 잔류 유기물에 의한 물의 추가 오염을 방지하기 위한 것이다. Removing the organics from the animal bone is to increase the purity of the components required for stabilization of heavy metals, and to prevent further contamination of water by the residual organics during water treatment.
상기 동물 뼈의 건조는 100℃ 내지 120℃에서 건조하는 것이 바람직하며, 약 105℃에서 건조하는 것이 더욱 바람직하다. 100℃ 이상에서 건조함으로써 수분을 제거할 수 있다. 또한, 120℃를 초과한 고온에서 건조하는 경우에는 동물의 뼈 중 인의 아파타이트(apatite) 형태의 변화를 초래하여 인산염 용출량 및 속도에 영향을 초래할 수 있다. The animal bone is preferably dried at 100 ° C to 120 ° C, more preferably at about 105 ° C. Moisture can be removed by drying at 100 ° C or higher. In addition, drying at high temperatures in excess of 120 ° C may lead to a change in the apatite form of phosphorus in the bones of animals, which may affect the phosphate elution amount and rate.
본 발명에 따른 중금속 안정화용 담체의 제조방법은 상기 토탄을 파쇄하기 전에 토탄으로부터 이물질을 제거하는 단계 및 토탄을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method for preparing a heavy metal stabilizing carrier according to the present invention may further include removing foreign matter from peat and drying the peat before crushing the peat.
토탄으로부터 이물질을 제거하는 단계에서는 물과 같은 액체로 세척하는 등 당기술분야에 알려져 있는 방법을 이용할 수 있다. 이와 같이 이물질을 제거함으로써 중금속 흡착에 필요한 성분의 순도를 높이고, 수 처리시 이물질에 의한 물의 추가 오염을 방지할 수 있다. In the step of removing foreign matter from peat, a method known in the art may be used, such as washing with a liquid such as water. By removing the foreign matter in this way, it is possible to increase the purity of the components required for adsorption of heavy metals, and to prevent further contamination of water by the foreign matter during water treatment.
상기 토탄의 건조는 100℃ 내지 120℃에서 건조하는 것이 바람직하며, 약 105 ℃에서 건조하는 것이 더욱 바람직하다. 100℃ 이상에서 건조함으로써 수분을 제거할 수 있다. 또한, 120℃를 초과한 고온에서 건조하는 경우에는 토탄 중 부식산 및 유기물의 변화를 초래하여 중금속 흡착능의 저하를 초래할 수 있다. The peat is preferably dried at 100 ° C to 120 ° C, more preferably at about 105 ° C. Moisture can be removed by drying at 100 ° C or higher. In addition, when drying at a high temperature of more than 120 ℃ may cause a change in the humic acid and organic matter in peat may lead to a decrease in the adsorption capacity of heavy metals.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 중금속 안정화용 담체를 이용한 수 처리 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 수 처리 방법에 따르면, 전술한 중금속 안정화용 담체를 중금속을 제거하고자 하는 물에 투여함으로써 수행될 수 있으나, 이에만 한정되지 않고, 당기술분야에 알려져 있는 방법을 이용할 수 있다. 또한, 처리량 또한 처리하고자 하는 물의 특성 또는 중금속 농도에 따라 당업자가 결정할 수 있다. 본 발명에 따른 담체를 이용하여 수처리를 하는 방법으로는, 예컨대 컬럼반응기, CSTR 반응기를 사용할 수 있으며, 하루 처리용량에 따라 반응기를 선택할 수 있다. The present invention also provides a water treatment method using a carrier for stabilizing heavy metals according to the present invention. According to the water treatment method according to the present invention, it can be carried out by administering the above-described heavy metal stabilizing carrier to the water to remove the heavy metal, but is not limited thereto, it is possible to use a method known in the art. In addition, the throughput can also be determined by one skilled in the art depending on the nature of the water to be treated or the concentration of heavy metals. As a method of water treatment using the carrier according to the present invention, for example, a column reactor, a CSTR reactor can be used, and the reactor can be selected according to the daily treatment capacity.
중금속 농도가 50 mg/L 이하인 물을 처리할 때, 칼럼반응기를 사용하는 경우 하루 처리용량은 1,000 m3/day 이하, 칼럼반응기 EBCT는 2-4시간이고; CSTR 반응기를 사용하는 경우 하루 처리용량은 1,000m3/day 이상, CSTR 반응기 HRT는 3-6시간이다. 본 발명에 따른 담체를 이용하는 경우 중금속 제거 효율은 95% 이상으로 지하수 및 하천 방류수 기준을 만족할 수 있다. When treating water with a heavy metal concentration of 50 mg / L or less, when using a column reactor, the daily treatment capacity is 1,000 m 3 / day or less, and the column reactor EBCT is 2-4 hours; If the CSTR reactor is used, the daily treatment capacity is more than 1,000 m 3 / day and the CSTR reactor HRT is 3-6 hours. When using the carrier according to the invention the heavy metal removal efficiency is 95% or more can satisfy the groundwater and river effluent standards.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 이들에 의하여 본 발명의 범위가 한정될 것을 의도한 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention by these.
실시예 1Example 1
1.33g의 소뼈와 0.67g의 토탄의 혼합물질(총 2g, 소뼈와 토탄의 혼합비율이 무게 비로 1:0.5)인 담체와 200mL Pb 용액을 혼합하여 실험을 실시하였다. 이 때, 소뼈는 유기물을 제거한 후 105℃에서 건조하고 입자크기 0.21mm 내지 0.425 mm로 파쇄하여 준비하였다. 상기 토탄은 K 지점에서 채취한 것을 105℃에서 건조하고 입자크기 0.21mm 내지 0.425 mm로 파쇄하여 준비하였다. Pb의 제거 효율은 도 2에 도시된 칼럼반응기를 이용하였다. The experiment was carried out by mixing a 200 mL Pb solution with a carrier of 1.33 g of bovine bone and 0.67 g of peat (2 g in total, mixing ratio of bovine bone and peat 1: 0.5 by weight). At this time, the bone was prepared by removing the organic matter and dried at 105 ℃ and crushed to a particle size of 0.21mm to 0.425mm. The peat was prepared by drying at 105 ° C. collected at K point and crushing to a particle size of 0.21 mm to 0.425 mm. The removal efficiency of Pb was used in the column reactor shown in FIG.
비교예 1Comparative Example 1
1.33g의 소뼈와 0.67g의 토탄의 혼합물질(총 2g) 대신 2g 토탄을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 실험을 실시하였다. The experiment was conducted in the same manner as in Example 1, except that 2g peat was used instead of a mixture of 1.33g bovine bone and 0.67g peat (2g total).
비교예 2Comparative Example 2
1.33g의 소뼈와 0.67g의 토탄의 혼합물질(총 2g) 대신 2g 소뼈를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 실험을 실시하였다. The experiment was carried out in the same manner as in Example 1 except that 2g bovine bone was used instead of a mixture of 1.33g bovine bone and 0.67g peat (2g total).
실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 실험결과는 도 3과 같다. Experimental results of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are as shown in FIG.
도 3에 따르면, 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2는 모두 같은 양(2g)의 안정화제를 사용했음에도 불구하고, Pb 제거 효율에 있어서 현저한 차이를 나타내었다. 즉, 뼈나 토탄을 단독으로 사용하게 되는 경우에는 사용량을 증가시키더라도 본 발명의 효과를 달성할 수 없다. 상기 실험결과로부터 본 발명에서는 뼈와 토탄을 함께 사용함으로써 이들의 상호작용에 따른 상승 효과로 매우 짧은 시간 내에 매우 높은 효율로 중금속을 제거할 수 있다는 사실을 알 수 있다. According to FIG. 3, Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 showed a significant difference in Pb removal efficiency even though the same amount (2 g) of stabilizer was used. In other words, when bone or peat is used alone, the effect of the present invention cannot be achieved even if the amount of use is increased. From the experimental results, it can be seen that in the present invention, by using the bone and peat together, the heavy metals can be removed with very high efficiency in a very short time due to the synergistic effect of their interaction.
실시예 2 Example 2
소뼈와 토탄의 혼합비율이 무게 비로 0.5:1인 담체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 실험을 실시하였다.The experiment was carried out in the same manner as in Example 1, except that a carrier having a mixing ratio of bovine bone and peat was 0.5: 1 in weight ratio.
실시예 3Example 3
소뼈와 토탄의 혼합비율이 무게 비로 1:1인 담체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 실험을 실시하였다.The experiment was carried out in the same manner as in Example 1, except that a carrier having a mixing ratio of bovine bone and peat was used in a weight ratio of 1: 1.
실시예 1 내지 3의 실험 결과를 도 4에 나타내었다. 가축 뼈와 토탄의 혼합비율에 따른 실험결과 소뼈와 토탄의 혼합비율(무게 비율)이 1:0.5 일 때 중금속 Pb의 농도가 제일 작은 것으로 나타났다.Experimental results of Examples 1 to 3 are shown in FIG. 4. According to the mixing ratio of animal bone and peat, the concentration of heavy metal Pb was the smallest when the mixing ratio (weight ratio) of bovine bone and peat was 1: 0.5.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 중금속 안정화용 담체의 단면 사진이다. 1 is a cross-sectional photograph of a support for stabilizing heavy metals according to an embodiment of the present invention.
도 2는 실시예 및 비교예에서 중금속 안정화용 담체의 수 처리 효과를 평가하기 위하여 사용한 칼럼 반응기의 모식도이다. 2 is a schematic view of a column reactor used to evaluate the water treatment effect of the support for stabilizing heavy metals in Examples and Comparative Examples.
도 3은 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 중금속 제거 효율을 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing the heavy metal removal efficiency according to Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
도 4는 실시예 1 내지 3에 따른 동물의 뼈와 토탄의 혼합비율에 따른 Pb 농도 변화를 비교한 그래프이다. Figure 4 is a graph comparing the Pb concentration change according to the mixing ratio of the bone and peat of the animal according to Examples 1 to 3.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090043239A KR101127544B1 (en) | 2009-05-18 | 2009-05-18 | Media for immobilizing heavymetal and method for treating water using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090043239A KR101127544B1 (en) | 2009-05-18 | 2009-05-18 | Media for immobilizing heavymetal and method for treating water using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100124143A true KR20100124143A (en) | 2010-11-26 |
KR101127544B1 KR101127544B1 (en) | 2012-03-23 |
Family
ID=43408491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090043239A KR101127544B1 (en) | 2009-05-18 | 2009-05-18 | Media for immobilizing heavymetal and method for treating water using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101127544B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105621815A (en) * | 2016-03-10 | 2016-06-01 | 广州聚注专利研发有限公司 | Method for treating heavy metal wastewater through fish bone dust |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102416159B1 (en) | 2019-12-10 | 2022-07-01 | 고려대학교 산학협력단 | Sulfur doped micro zerovalent metal and method for manufacturing the same |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6706658B2 (en) * | 2001-12-21 | 2004-03-16 | Engelhard Corporation | Catalyst for purification of aromatic acids |
KR100778752B1 (en) | 2001-12-22 | 2007-11-27 | 주식회사 포스코 | Method of removing calcium and chloride in waste water |
KR100791631B1 (en) | 2006-06-15 | 2008-01-04 | 고려대학교 산학협력단 | Removal method of heavy metals using bone in the aqueous phase and method of water treatment comprising the same |
-
2009
- 2009-05-18 KR KR1020090043239A patent/KR101127544B1/en active IP Right Grant
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105621815A (en) * | 2016-03-10 | 2016-06-01 | 广州聚注专利研发有限公司 | Method for treating heavy metal wastewater through fish bone dust |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101127544B1 (en) | 2012-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107188330B (en) | Method for adsorbing and purifying acidic wastewater | |
US5906960A (en) | Adsorbent | |
CN109516622B (en) | Treatment process of high-salt wastewater in benzyl alcohol production system | |
WO2017194997A1 (en) | Methods and apparatus for nutrient and water recovery from waste streams | |
WO2011025440A1 (en) | Recovery of al from p-containing material | |
CN100564276C (en) | A kind of preparation method who removes the modified hydrotalcite of Trace Mercury in the water, cadmium ion | |
Fang et al. | Recent advances of landfill leachate treatment | |
CN112661231A (en) | Multifunctional long-acting composite filler and preparation method thereof | |
EP3162770B1 (en) | A method for efficiently recycling a stream containing iron sludge | |
KR101334861B1 (en) | Method for manufacturing porous pellet type water treatment agent | |
KR101127544B1 (en) | Media for immobilizing heavymetal and method for treating water using the same | |
Zapater-Pereyra et al. | Use of marine and engineered materials for the removal of phosphorus from secondary effluent | |
Rodriguez-Freire et al. | Technologies for fractionation of wastewater and resource recovery | |
Harman et al. | Removal of heavy metals from polluted waters using lignocellulosic agricultural waste products | |
KR101257428B1 (en) | Lead absorbent and method for removing lead using the same | |
JP4444457B2 (en) | Phosphorus recovery method | |
CN101450304A (en) | Heavy metal adsorbent preparation method using biogas residues | |
Manjunath et al. | Removal and recovery of nutrients using low-cost adsorbents from single-component and multicomponent adsorption systems | |
Shraddha et al. | Green and eco-friendly materials for the removal of phosphorus from wastewater | |
Ratanatamskul et al. | The use of a zeolite-iron column for residual ammonia and phosphorus removal in the effluent from a membrane process as an on-site small-scale domestic wastewater treatment | |
Donald et al. | Environmental Heavy Metal Pollution: Physicochemical Remediation Strategies To The Rescue | |
CN102146101A (en) | Method for extracting humic acid substances from methane fluid | |
CN103755113A (en) | Method for adsorption, immobilization and separation of sludge heavy metal ions | |
CN106565050A (en) | Folic acid wastewater treatment process | |
JP2018153798A (en) | Wastewater treatment method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
B701 | Decision to grant | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150108 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170308 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200304 Year of fee payment: 9 |