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문제 정의
- 그러나, 고효율의 활성탄은 고가이 고 과다한 재생 비 용 과 높은 유지관리비 등이 소요될 뿐만 아니라 원 료 및 제조공정에 따라 홉착특성의 차이가 비교적 크기 때문에 저가의 고효율 활성탄의 제조가 바교 적 힘든 단점이 있다" 또한, 실험실폐수의 발생량 은 비교적 적기 때문에 처리에는 재정적인 어려움 과 처리기술의 미숙으로 적절한 처리효과를 얻지 못하는 실정이며 또한 처리비용이 필요 이상으로 과다하게 소요되거나 슬러지 발생량이 많아 심각 한 2차 환경오염을 유발할 수도 있어 새로운 방법 의 모색이 절실하게 대두되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 폐기물의 재활용 측면에서 폐굴껍질, 슬 래고 및 폐타이어롤 강산성의 실험실폐수의 중화 능을 검토하고 실험실폐수내에 비교적 고농도로 존재하는 철의 제거 가능성을 고찰해보고자 한다.
- 폐기물의 재활용 측면에서 폐굴껍질, 슬래그 및 폐타이어를 강산성의 실험실폐수의 중화능을 검토 하고 실험실폐수내에 비교적 고농노로 존재하는 철의 제거 가능성을 검토해본 결고, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
제안 방법
- 폐기물에 의한 중화능을 파악하기 위하여 500㎖ 비이커에 실험실폐수 250㎖과 폐기물 각각 5g을 첨가하고 Jar TesterfCHANG SIN CO.)를 이용하여 약 130rpm으로 교반시키면서 10분, 30분, 60분, 90분, 120문, 150분 및 180분 간격으로 pH Meter(ORION MODEL 520A)< 이용하여 직접측정하였다.
- Freundlich 흡착등온식의 적용가능성을 검토하기 위하여 500㎖ 비이커에 실험실폐수 250mg/Q 와 폐기물별로 lg, 5g, 10g 및 15g을 첨가한 다음에 Jar Tester를 이용하여 약 130rpm으로 30분 동안 교반한 후에 채취하여 검액시료로 이용하였다.
- 10g 및 15g을 첨가한 다음에 Jar Tester 를 이용하여 약 130rpm으로 30분 동안 교반한 후에 채취하여 검액시료로 이용하였다. 교반속도에 따른 중금속 제거특성은 500㎖ 비이커에 실험실 폐수 250mg/C 과 폐기물 각각 5g을 첨가한 다음 에 Jar Tester 를 이용하여 표반속도 50rpm, lOOrpm, 150rpm, 200rpm 및 300rpm으로 조정하여 30분 동안 교반한 후에 채취하여 검액시료로 이용하였다.
- 반응시간에 따른 중금속의 제거특성은 500㎖ 비이커에 실험실폐수 250㎖과 폐기물 각각 5g을 첨가한 후에 Jar Tester를 이용하여 약 130rpm으 로 교반시키면서 10분, 30분, 60분, 90분, 120분, 150분 및 180분 간격으로 채취하여 검액시료로 이용하였다. 주입량에 따른 중금속 제거특성은 500㎖ 비이커에 실험실폐수 250㎖과 폐기물 각각 lg, 5g.
- 본 연구에서는 폐기처분되고 있는 폐굴껍질, 슬 래그 및 폐타이어를 분리 . 수집하여 증류수로 깨 끗하게 세척한 후에 충분히 자연건조시켜 Ball mill로 분쇄하고 KS 표준체를 이용하여 600 “m로 분리한 다음에 Dry Oven(HAN BACK SCIENTIFIC CO.
- 3으로 한 용매를 시료 : 용줄액을 1 : 10(W : V) 비율로 혼합한 후에 상온 . 상압에서 교반회수가 매분 200회 정도, 진폭 4~5cm인 진탕기를 사용하여 약 6시간 진탕한 후에 여과(1 μm)하고 여과액을 적당량 취한 후에 검액시료로 사용하였으며 환경오염공정시험법5)에 준하여 중금 속을 ICPdnductively Coupled Plasma : JOBINY- VON, SY 500P)로 분석하여 유해성을 평가하였다.
- 본 연구에서는 폐기처분되고 있는 폐굴껍질, 슬 래그 및 폐타이어를 분리 . 수집하여 증류수로 깨 끗하게 세척한 후에 충분히 자연건조시켜 Ball mill로 분쇄하고 KS 표준체를 이용하여 600 “m로 분리한 다음에 Dry Oven(HAN BACK SCIENTIFIC CO.)에서 약 를 유지하면서 약 24시간 동안에 가열증발건조시켜 홉습되지 않도록 데 시케이터(MW HWA CO.)속에 방냉보관하면서 표준시료로 사용하였다. 대상시료는 P.
- 초기 pH가 2.1 로 강산성인 실험실폐수 250㎖에 폐기물별로 5g을 첨가한 후에 반응시간의 경과에 따른 중화특성을 Fig. 1에 평가하였다.
- 폐굴껍질 및 슬래그의 성상은 표준시료를 약 3~5분 동안에 200mesh 미만으로 분쇄한 후 약 10초 동안에 20~30ton의 무게로 가압성형하여 형 광 X선 분석 (Rigaku X-Ray Spectrometer RIX 2000)으로 파악하였다4)
대상 데이터
- )속에 방냉보관하면서 표준시료로 사용하였다. 대상시료는 P. 시에 위치 해 있는 고등학교로 부터 강산성이고 고농도의 중 금속을 함유하고 있는 실험실폐수를 사용하였다.
이론/모형
- 이상의 방법으로 전처리한 후에 환경오염공정 시험법'과 Standard Methode에 준하여 중금속 잔류 농도를 유도 결합플라즈마 발광광도기 (Inducti- Vely Coupled Plasma : JOBINYVON, SY 500P)를 이용하여 측정하였다.
성능/효과
- 2. 반응시간 30분부터 실험종료까지 거의 평형상태를 유지하였으며 각 폐기물별 Fe 제거효율을 보면 폐굴껍질 78~81%, 슬래그 72 - 77% 및 폐타이어 64~71%롤 나타내었다.
- 3. 주입량이 5g까지 증가할수록 Fe 제거효율은 급 격하게 증가하였으나 그 이후에는 15g까지는 주 입량에 관계없이 Fe 제거효율은 폐굴껍질 80%, 슬래그 75% 및 폐타이어 66%틀 나타내었다.
- 4. 교반속도 50rpm에서 lOOrpm까지는 증가할수록 Fe 제거효율 또한 급격하게 증가하였으나 =1 이후에는 교반속도가 증가함에도 불구하고 거의 완만한 특성을 나타내고 있으며 300rern일 때 폐굴껍질 79%, 슬래그 73% 및 폐타이어 70%를 보여주고 있다.
- 5. Freundlich 흡착등온식으로 해석해본 결과, 1/n 은 032~0.46의 범위이며 k는 4.3~46의 범위로 서 계기물 모두 실험실폐수내 Fe 제거에 적합한 것으로 평가되었다.
- 이 결과는 Table 3에서 알 수 있듯 이 고무의 가황 활성화제로 사용된 ZnO가 산성용 액에서 용출된 것으로 여겨진다. 그러나, 폐굴껍질, 슬래그 및 폐타이어내 함유되어 있는 대부분의 중 금속은 용출기준 이하로서 이러한 결과를 비추어 볼 때 본 연구에서 사용된 폐굴껍질, 슬래그 및 폐 타이어는 폐기물의 재할용 측면에서 2차적인 환경 문제는 그다지 야기되지 않는 것으로 평가되었다
- 주입량이 1g에 서5g까지 증가할수록 Fe 제거효율은 증가하여 5g일때 폐굴껍질 78%, 슬래그 72% 및 폐타이어 64%를 나타내었으나 그 이후에는 주입량의 증가에도 불구하고 제거효율에는 거의 변화가 없었으 며 10g과 15g의 경우에 Fe 제거효율을 보면 폐굴 껍질 80%, 슬래그 75% 및 폐타이어 66% 전 , 후 를 보여주고 있다. 대체 적으로 주입량이 증가할 수 목 충분한 흡착과 이온교환으로 인하여 제거효율 또한 증가하는 경향을 나타내 었으나 주입량을 증 가시켜도 제거효율이 직선적으로 증가하지는 않음 을 알 수 있다. 즉, 폐기물 주입량의 증가에 따라 제거효율이 비례적이지는 않았지만 일정한 농도의 용액에 적정한 주입량의 사용이 효과적임을 알 수 있다.
- 즉, 폐기물 주입량의 증가에 따라 제거효율이 비례적이지는 않았지만 일정한 농도의 용액에 적정한 주입량의 사용이 효과적임을 알 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 폐기물의 주입량이 5g일 경우에 가장 효율적인 것으로 평가되었다.
- 폐기물별 Fe 제거효율에는 다소 상이한 차이를 보이고 있을 지라도 50rpm에서 lOOqjm까지는 교반속도가 증가할수록 Fe 제거효율 또한 급격하게 증가하여 폐굴 껍질 72%, 슬래그 65% 및 폐타이어 62%를 나타내고 있으나 그 이후에는 교반속도가 증가함에도 불구하고 거의 완만한 특성을 나타내고 있으며 300 rpm일 때 폐굴껍질 79%, 슬래그 73% 및 폐타이 어 70%를 보여주고 있다. 이러한 결과는 교반속도 lOOipm 이상이 되면 입자외부표면의 물질이동저항 을 무시할 수 있음을 나타내는 것으로 평가되었다.
- 국내에 매장되어 있는 석회석내 CaO 성분%이 40~55% 정도인 점 을 고려해본다면 폐굴껍질의 경우에는 CaO 함유 량이 높은 것을 알 수 있으며 슬래그의 경우에는 다소 낮은 함유량을 나타내고 있으나 김8)에 의하면 슬래그는 흠착효과와 pH 상숭효과가 탁월하였 다고 보고하였다. 이상의 결과로부터 폐굴껍질 및 슬래그는 산성인 실험실폐수의 중화능이 탁월하고 중금속 침전반응이 동시에 일어날 수 있어 폐기물 의 활용 측면에서 우수한 수처리제로서 충분히 이 용 가능성이 있을 것으로 평가되었다
- 대체 적으로 주입량이 증가할 수 목 충분한 흡착과 이온교환으로 인하여 제거효율 또한 증가하는 경향을 나타내 었으나 주입량을 증 가시켜도 제거효율이 직선적으로 증가하지는 않음 을 알 수 있다. 즉, 폐기물 주입량의 증가에 따라 제거효율이 비례적이지는 않았지만 일정한 농도의 용액에 적정한 주입량의 사용이 효과적임을 알 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 폐기물의 주입량이 5g일 경우에 가장 효율적인 것으로 평가되었다.
- 평형상태에 도달한 30분부터 실험종료까지 각 폐기물별 Fe 제거효율을 보면 폐굴껍질 78~81%, 슬래그 72 -77% 및 폐타이어 64~71%롤 나타내 었으며 시간이 길어질수록 제거효율은 약간 증가 하였으나 큰 폭의 증가는 없었으며 반응 30분까지 상당히 양호한 중금속 제거효율을 나타낸 것을 알 수 있다.
- 7에 나타난 바와 같이 Freundlich 흡착등온식으로 해석하여 그 결과를 Table 5에 요약하였다. 폐굴껍질, 슬 래그 및 폐타이어 단위 g당 Fe 흡착량은 각각 1.4mg, 1.02mg 빛 098mg으로 나타났다. 일반적으로 상관계수(R)는 사이에서 변하게 되며 R=-1.
후속연구
- 8% 등의 함유량을 나타내고 있다. 이상의 연구결과로 미루어볼 때 자연상태에서 잘 분해되지 않아 환경 오염을 유발시킬 뿐만 아니라 부존자원이 부족한 국내 현실에서 폐타이어를 자원으로 재활용시 폐 기물의 감소 및 에너지원으로서의 가치가 무한할 것으로 여겨진다. 한편, 최근 국내 강우의 pH가 빈 번하게 산성이고 이러한 조건에서 용출 가능성이 그 어떠한 조건 보다 상대적으로 높기 때문에 폐 굴껍질 슬래그 및 폐타이어를 장기적으로 무단방 치할 경우에 극미량일지라도 유해성 물질의 용줄 량이 증가하여 동 .
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