KR100907817B1 - 오니 고화체의 표면 처리 방법 - Google Patents

Abstract

배가스를 사용하여 슬러지 고화체의 표면을 중화처리하는 방법에 관한 것으로, 알칼리성 용출 이온을 함유하는 슬러지 고화체를 이산화탄소 및 SO₂ 가스를 함유하는 60℃이상의 배가스와 반응시켜 표면처리하는 슬러지 고화체의 중화방법이 제공된다. 본 발명의 방법으로 처리된 슬러지 고화체는 알칼리성분이 유출되지 않는다.

슬러지 고화체, 배가스, 중화

Description

오니 고화체의 표면 처리 방법{A Surface Treatment Method of Sludge Block}

본 발명은 슬러지 고화체의 표면을 중화처리하는 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 배가스를 사용하여 슬러지 고화체의 표면을 중화처리하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 사업장에서 발생하는 슬러지중 재활용 되지 못하는 것은 매립 처리된다. 이때 슬러지 상태로 매립되는 것이 아니라, 적정 강도 이상으로 고화시켜 벽돌과 같은 일정형태의 물체로 만들어 매립한다.

슬러지 상태로 매립할 경우에는 우수등과 같이 흐르는 물에 의해 멀리 퍼져 나갈 수 있고, 해안에 위치한 투기장의 경우에는 호안 밖으로 슬러지 부유물이 흘러나가 오염을 유발할 수 있음으로 슬러지를 일정한 고형물로 만들어 매립한다.

슬러지를 고형물로 고화처리하는 하는데 사용하는 가장 일반적인 고화제는 시멘트계 고화제이다. 시멘트계 고화제는 가장 저렴하면서도, 안전성이 높아 일반 건축물 뿐만 아니라 슬러지 고화제로도 널리 사용되고 있다.

그러나, 시멘트와 같은 석회계 고화제는 고화 과정도중 혹은 그 이후에 물과 접촉할 경우 칼슘 이온과 같은 알칼리성 이온이 용출되어 방류수의 pH가 높아질 수 있다. 특히, 고화제 뿐만 아니라 슬러지 자체가 알칼리성 이온을 많이 함유하고 있는 경우는 더욱 심각한 문제를 야기할 수 있다. 일반적으로 방류수의 pH는 6.5 - 8.6의 범위 안에 있어야 바람직한 것으로 알려져 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 종래 일본 특개평 6-106195에는 슬러지 고화체를 해수중에 상당 시간 담궈두거나 황산수용액과 같은 산성용액 속에 침지하거나, 탄산가스와 반응시키는 방법등을 제시되어 있다.

그러나, 해수나 황산수용액에 침지하는 방법은 대량으로 발생하는 슬러지 고화체를 처리하는 것은 슬러지 고화체를 상당기간 동안 침지할 수 있는 침지조를 조성하는데 많은 비용을 필요로 한다.

한편, 고화체 표면에 석고와 같은 불용성 물질을 생성시켜 표면을 중성시킴과 동시에 더 이상의 용출은 억제하기 위해 슬러지 고화체를 황산수용액에 침지한다. 그러나, 철분 등을 함유하는 슬러지 고화체일 경우 침지 기간동안 철분이 용출되어 구조적인 결함을 발생하여, 고화체의 강도가 저하될 수 도 있다. 또한, 이러한 처리법은 해수나 황산수용액의 성능이 저하되면 폐수를 부생시키는 단점을 갖는다.

이에 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제없이 알칼리성 용출 이온을 함유하는 슬러지 고화체를 중화시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 알칼리성 슬러지 고화체 또는 시멘트계 경화제를 사용하여 고화된 슬러지 고화체에서 알칼리성 이온이 용출되어 환경에 악영향을 미치는 것을 방지하기 위하여 배가스를 사용하여 슬러지 고화체의 표면을 중화 처리하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면,

알칼리성 용출 이온을 함유하는 슬러지 고화체를 이산화탄소 및 SO₂ 가스를 함유하는 60℃ 이상의 배가스와 반응시켜 표면처리하는 슬러지 고화체의 중화방법이 제공된다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

매립처분되는 슬러지는 통상 고화처리하여 슬러지 고화체 형태로 매립된다.

그러나, 슬러지 및 슬러지 고화제의 알칼리성 성분이 매립 후, 유출되어 알칼리성 침출수등이 발생될 우려가 있다.

이에 본 발명에서는 알칼리성 용출 이온을 함유하는 슬러지 고화체를 매립처분하기 전에 배가스와 반응시켜 표면처리함으로써 매립시 알칼리성 침출수등의 발생이 방지된다.

배가스는 그 발생원에 따라 그 구성성분이 다르기는 하지만 크게 차이가 나지는 않는다. 배가스의 주요 구성성분으로는, 이로써 한정되는 것은 아니나, 일반적으로 탄산가스, SO₂ 가스, 질산가스 및 수증기등이 포함된다.

이중, 본 발명에는 이산화탄소(CO₂) 가스를 약 10 - 20부피% 그리고 SO₂ 가스를 약 20 - 100 ppm 함유하는 배가스가 사용된다. 이산화탄소의 함량이 높을수록 효과가 우수하나, 본 발명은 배가스의 이용을 목적으로 하는 바, 이산화탄소가 상기 범위로 함유되어 있는 경우, 본원발명에서 의도하는 효과를 얻을 수 있다.

이때, 슬러리 고화체와 반응되는 배가스는 온도가 60℃이상인 것이다. 배가스의 온도가 60℃이상인 경우, 슬러리 고화체와의 반응시 pH 8.6이하로 중화됨을 나타낸다.

이와 같이, 슬러지 고화체와 상기 이산화탄소 및 SO₂ 가스를 함유하는 배가스를 반응시킴으로써 배가스 중의 탄산가스는 고화체 표면과 반응하여 탄산화반응을 통해 중화가 진행되고, SO₂ 가스는 표면의 칼슘 성분과 반응하여 석고를 생성하면서 중화된다. 상기 반응은 일반적인 접촉등에 의해 유발된다. 이와 같이 배가스를 슬러지고화체와 접촉시켜 반응시킴으로써, 슬러지 고화체 매립시 알칼리성 성분이 유출되지 않는다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

<실시예 1>

슬러지 고화체는 슬러지와 포틀랜드 시멘트를 1:1 중량비로 혼합하여 성형하였으며, 강도가 100Kg/cm² 이상이 되도록 양생하여 사용하였다.

한편, 이산화탄소(CO₂)와 SO₂ 가스 그리고 공기를 혼합하여 인공 배가스를 제조하였다. 이때, 인공 배가스중의 이산화탄소는 함량은 15% 그리고 SO₂ 가스 함량은 80ppm으로 조절하고, 반응 장치내의 습도는 95% 이상으로 유지하였다..

인공배가스를 가열기에 통과시켜 인공 배가스의 온도를 40℃에서 150℃의 범위에서 20℃ 간격으로 변화시키면서 슬러지고화체가 들어있는 반응장치내에 유입하면서 8시간 동안 배가스를 가하였다.

이와 같이 처리된 슬러지 고화체를 증류수에 넣고 30분이상 교반한 후, pH를 측정하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다. 고화체와 증류수의 양은 무게(g):부피(ml)비로 1:5로 하였다. 이 조건은 폐기물 공정 시험법에 준한 것이다.

[표 1]

배가스 온도(℃)	용출액의 pH
무처리 40 60 80 100 120 140 150	11.2 8.9 8.1 7.8 7.5 7.6 7.9 7.5

<실시예 2>

실시예 1에 이어서 배가스 중 이산화탄소 농도를 변화시키면서 중화효과를 관찰하였다. 이때 인공 배가스의 온도를 60℃로 고정하고, 이산화탄소의 농도를 3, 5, 7, 10, 15, 20%로 변화시켰다.이후에 실시예 1의 방법에 따라 용출액의 pH를 측정하였다.

[표 2]

배가스 중 이산화탄소의 농도(%)	용출액의 pH
3 5 7 10 15 20	8.7 8.5 8.1 7.8 7.8 7.5

실시예 1,2에서 알 수 있듯이, 배가스의 온도가 약 60^oC 이상의 배가스에서 표면 처리하는 경우와 이산화탄소의 농도가 5% 이상일때 시멘트계 고화체의 용출액 pH는 8.6이하의 값을 가지게 되어 방류수 기준을 만족한다.

본 발명의 방법으로 슬러지 고화체와 배가스를 반응시킴으로써 슬러지 고화체중의 알칼리성분이 중화되어 매립처리시 알칼리성 용출수를 발생하지 않으며, 용출수의 pH는 방류수 기준으로 만족한다.

Claims (2)

1. 알칼리성 용출 이온을 함유하는 슬러지 고화체를 이산화탄소 및 SO₂ 가스를 함유하는 60℃ 이상의 배가스와 반응시켜 표면처리하는 슬러지 고화체의 중화방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 배가스중 이산화탄소 함량은 5 - 20부피% 그리고 SO₂ 가스 함량은 20 - 100 ppm임을 특징으로 하는 슬러지 고화체의 중화방법.