KR960008085B1

KR960008085B1 - 트리할로메탄 및 그 전구물질을 제거하는 응집제조조성물

Info

Publication number: KR960008085B1
Application number: KR1019930003995A
Authority: KR
Inventors: 황종수; 간조 가와하라
Original assignee: 황종수
Priority date: 1993-03-16
Filing date: 1993-03-16
Publication date: 1996-06-19
Also published as: WO1994021349A1; KR940021432A; JP2788552B2; CN1070721C; CN1105797A; RU94046154A

Abstract

내용 없음.

Description

트리할로메탄 및 그 전구물질을 제거하는 응집제조조성물

제1도는 Mg첨가비에 따르는 THMs의 제거효과를 나타낸 그라프이다.

발명의 이용분야

본 발명은 화학,금속, 섬유, 제지 등의 각종 산업폐수, 식품, 도시하수 등의 생활 폐수 및 수도원수 등을 정화하는 분야에 관한 것이다.

발명의 기술적 배경과 문제점

일반적인 응집제로서 무기계와 유기계가 있다. 전자는 황산알루미늄(Al₂(SO₄)₃, 폴리염화알루미늄(이하, PAC로 약칭함)등이 있다. 후자에는 각종의 고분자의 화합물이 있다. 본 발명 응집제조성물(이하 조성물이라고 약칭한다)은 무기계에 속한다.

무기계의 응집제로서는 부유물의 응집효과가 높고 처리후의 용수중의 유해금속 및 알루미늄, 철 등의 잔류량이 낮은 것이 요망되고 있다. 수도용 원수처리에서도 낮은 잔류량이 더욱 요망된다.

수도용 원수처리에서는 알루미늄계의 무기응집제가 많이 사용되고 있으며, 처리후의 용수중에 미량의 알루미늄이 잔류하는 문제가 있어 이것이 알츠하이머병의 원인이라고도 한다.

또 현재에는 수도수중에 CHCl₃, CHCl₂Br, CHClBr₂, CHBr₃등의 트리할로메탄(이하 THMs라고 약칭한다)이 존재하는 문제가 있어 이들은 건강보전의 관점에서 세계적으로 문제시되고 있어 규제의 대상이 되고 있다.

수도원수의 처리는 일반적으로 무기계 알루미늄계의 응집제가 사용되고 있어 이들로서 THMs 및 휴민산(Humin Acid)등의 그 전구물질의 제거는 곤란하다.

이것을 해결하기 위해서 THMs생성의 원인이 되는 염소살균을 하지 않고 오존 혹은 ClO₂등에 의한 산화살균법이 시도되고 일부는 사용중에 있다. 그러나 이들의 살균제는 그 안전성이 확인 되지 않고 있으며 또 그 처리비가 고가인 문제점이 있다.

응집효과

일반적인 무기응집제인 황산알루미늄, PAC 등은 양호한 응집제이지만 더욱 응집효가의 향상이 요망되고 있다.

본 발명 조성물은 THMs 및 그 전구물질의 제거능력을 구비하면서 응집력에 있어서는 전기와 같은 통상의 제품에 비하여 떨어지지 않으며 오히려, Al, Fe, Mg의 공존의 상호 효과가 기대된다. 즉, Fe염류의 존재에 의해서 Floc는 증대되어 집합화의 경향을 나타내며 비중이 커서 F1oc의 침전도를 높여 정수효과를 향상시켜준다.

Mg의 존재는 더욱 이 경향을 조정한다.

금속류의 제거효과

재래의 무지응집제에서는 유해금속의 제거능력이 있으나, 폐수, 원수의 종류에 따라서는 이들 금속이 미량 잔존하는 경향이 있다.

본 발명 조성물은 유해금속의 제거능력은 통상의 제품에 비교하여 떨어지지 않으며 오히려 Al, Fe, Mg의 상호작용에 의한 응집력향상에 의하여 이들 금속의 제거효과의 향상이 기대된다. 또 응집처리후의 용수중의 Al, Fe의 잔존량은 미량으로 무시할 수 있을 정도이다.

THMs 및 그 전구물질의 제거효과

전기한 바와 같이 통상의 응집제는 THMs 및 그 전구물질의 제거는 곤란한 경향이 있다.

이 THMs는 세계적으로 규제의 경향에 있고 그 규제치는 50~100ppb이하이다.

본 발명자는 THMs 및 그 전구물질의 생성이나 또는 효과적으로 제거할 수 있는 응집제를 개발하기 위해서 시험을 실시하였다. 그 시험의 일례를 제시하면 다음과 같다.

시험조건

시험결과 제1표에 나타낸 바와 같이 통상의 응집제에 비교하여 Al, Fe계 및 Al, Fe, Mg계가 THMs의 잔량이 현저하게 낮은 것을 알 수 있다.

본 발명자등은 Al, Fe계 보다 Al, Fe계의 THMs잔량이 현저하게 낮으므로 Mg의 효과를 확인하기 위하여 하기의 조건으로 Al·Fe를 고정하고 Mg를 활성시켜 실험을 실시하였으며, 각 조성물의 농도는 산화물 합계량 8%로 하였는 바 제1도와 같은 결과를 얻었다.

제1도에서 보는 바와 같이 Mg량이 증가함에 따라 잔존 THMs량은 저하하여 Mg가 대단히 효과적임을 발견하였다.

이와 같은 놀라운 발견을 근거로 본 발명 조성물을 제공하는 것이며 THMs의 제거가 대단히 효과적이라고 인정된다.

경제 효과

본 발명 조성물은 양호한 응집효과를 나타내는 동시에 THMs 및 그 전구물질을 제거하는 능력을 가지고 있고 또한 원료가격면에서 Al염에 비하여, Fe, Mg-염은 비교적 저렴하다. 또, Al, Fe, Mg을 함유하고 광물도 이용할 수가 있어 그 경제 효과는 크다.

[실시예]

다음에 본 발명의 실시예를 제시한다.

실시예 1

폐수 및 수도원수에 해당하는 검사시료에 대해서 하기의 조건으로 실험을 실시하였다.

1. 실시조건

표 2와 같이 본 발명 조성물은 응집제로서 통상의 제품에 비교하여 동등 또는 그 이상의 효과를 나타내고 THMs 의 제거 효과는 현저하다.

실시예 2

한국산 질석(Vermiculite : AlO10~12, FeO10~13, MgO 6~7, 기타 73~68wt%)를 광산으로 처리한 추출물(비중 1.18, AlO2.1, FeO1.8, MgO 0.63, 기타산화물 0.43wt%)에 각종 염류를 첨가하여 실시예 1과 같은 조건으로 실험하였다.

단, 각종 응집제의 첨가량은 200ppm이다.

표 3에서 보는 바와 같이 본 발명 조성물은 광물의 산분해물로부터 제조조제하여도 응집제로서 재래품에 비교하여 동등 또는 그 이상의 효과를 나타내며 THMs이 제거효과는 높다. 또, 질석(Vermiculite)의 염산 또는 질산 추출액을 사용한 것도 같은 정도의 경향을 보였다.

실시예 3

중금속을 함유하는 산업폐수(pH 4, Cr 5ppm, Ni 8ppm, 함유)에 질석에 광산을 반응시켜서 얻은 본 발명 조성의 추출액(원자량비 Al:Fe:Mg=1:1.14:0.34, 산화물 합계 5wt%)를 300ppm 첨가하여 석회유로 pH7로 조정하여 관행법에 따라 처리하면 정화액(pH 7.0, Cr 0.45, Ni 0.67ppm)을 얻었다.

이것은 무기응집제로서 충분한 정화효과를 인정할 수 있다.

실시예 4

도시하수(pH 6.5, SS 120ppm, BOD 210ppm, 대장균군(410×10/100ml))에 질석의 황산반응추출물(원자량비 Al, Fe, Mg=1:0.27:0.07, 산화물합계 8.7wt%)을 100ppm 첨가하여 pH를 7.0으로 조정하여 통상의 방법에 따라 처리한 결과, 정화액pH 7.0, SS 10.2, BOD 17ppm, 대장균군(4×10/100ml)을 얻었다. 이것은 무기응집제로서 충분한 정화효과를 나타낸다는 것을 인정할 수 있다.

본 발명은 산업폐수, 생활폐수, 수도원수 등에 첨가하여 부유물의 응집, 유해금속의 제거 등의 효과적인 응집제로서 작용하는 동시에 THMs 및 그 전구물질을 효과적으로 제거하는 수도 등의 정수제(淨水劑)가 되는 응집제조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명의 개요

본 발명자등은 상기와 같은 기술적 배경 및 문제점과 그 목적을 달성하기 위해서 오랜동안 시험연구를 시행한 결과 수용성 알루미늄염과 수용성철염 및 수용성 마그네슘염을 원자량비로 Al 1에 대하여 Fe 0.01~2, Mg 0.01~2를 함유하고 그 산화물 Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO의 합계가 1~15량%인 신규 응집제조성물을 사용함으로써 효과적으로 문제를 해결하고 목적을 달성할 수 있는 놀라운 사실을 발견하였다.

조성물의 원료

본 발명 조성물의 원료로서 알루미늄, 철, 마그네슘의 수용성 염류를 사용한다. 이들은 무수물, 수화물, 복염 등의 고형상물이나 용액상이나 사용할 수 있다. 또 알루미늄, 철, 마그네슘의 금속을 단독 혹은 이들의 혼합물을 염산, 질산, 황산 등의 광산(Mineral Acid)으로 처리하여 얻은 반응물의 용액, 또는 이것을 건조하여 얻은 무수물, 수화물, 복염 등이라도 좋다.

구체적으로 예시하면 Al 염으로서 AlCl₃·6H₂O, Al(NO₃)₃, Al₂(SO₄)₃, Al₂(SO₄)₃·18H₂O, Al(NH₄)(SO₄)₂·18H₂O등, Fe염으로서는 3가의 Fe염이 바람직하고 FeCl_3c, FeCl₃·6H₂O, Fe(NO₃)₃, Fe₂(SO₄)₃, Fe(SO₄)₃·_XH₂O, Fe(NH₄)(SO₄)₂·6~12H₂O 또는 2가지의 철염 FeSO₄·7H₂O등을 산화상태의 환경에서는 사용할 수 있다. Mg염으로서는 MgCl₂, MgCl₂·6H₂O, MgSO₄, MgSO₄·7H₂O등의 무수물, 수화물, 복염이 있다.

또 Al, Fe, Mg를 함유하고 있는 광물의 광산분해물도 사요가능하다. 예를 들어 Vermiculite(魁石)는 일반적으로 Al₂O₃10~18%, Fe₂O₃10~18%, MgO 5~20%, 기타 산화물 및 수분 등 44~75%를 함유한다. 이들 광물의 광산분해물은 사용가능하다.

응집제의 조성

본 발명 응집제의 조성은 원자량비로 Al 1에 대하여 Fe 0.01~2, Mg 0.01~2를 함유하고 그 산화물 Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO의 합계가 1~15중량%의 조성이 적당하며 이 범위외에서는 효과가 적다.

이들 조성의 조제는 각종의 수용성 Al, Fe, Mg염의 혼합 혹은 Al, Fe, MG 함유 광물의 분해물이나 이것에 수용성 Al, Fe, MG염을 보급하여 조제된다.

응집제의 사용법

본 발명의 조성물의 사용법은 일반적인 무기응집제와 같은 방법으로 사용된다. 고형혼합물로도 사용가능하지만 그 수용액으로 하여 사용하는 것이 좋다.

폐수 및 원수에 조성물용액을 교반하여 첨가하고 pH를 대략 7로 조정교반한 후 방치하여 부유물, 기타를 응집시켜서 분리하고 통상의 방법에 따라 실시된다.

조성물의 사용량

본 발명의 사용량은 폐수, 원수의 오염도, 탁도 등에 따라 다르지만 총합적으로 정화효과가 높은 것을 다음과 같다.

그 조성으로서 원자량비 Al 1에 대하여 Fe 0.1~0.3, Mg 0.1~0.3의 것이 산화물의 합계가 5~10중량%농도의 수용액을 폐수, 원수에 대하여 50~300ppm 정도 첨가하여 사용하는 것이 효과적이다.

Claims

수용성 알루미늄과 수용성 철염 및 수용성 마그네슘을 몰비로 Al 1에 대하여 Fe 0.1-1.0, Mg 0.1-1.0을 함유하고 그 산화물 Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO의 합계가 5-10중량%이며, 수중의 중금속 및 트리할로메탄과 그 전구물질을 고도로 제거할 수 있는 응집제 조성물.