KR102147311B1 - 응집효율이 향상된 폴리황산제이철 및 그 제조방법 - Google Patents
응집효율이 향상된 폴리황산제이철 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102147311B1 KR102147311B1 KR1020180143124A KR20180143124A KR102147311B1 KR 102147311 B1 KR102147311 B1 KR 102147311B1 KR 1020180143124 A KR1020180143124 A KR 1020180143124A KR 20180143124 A KR20180143124 A KR 20180143124A KR 102147311 B1 KR102147311 B1 KR 102147311B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mixing
- additive
- efficiency
- water
- improved
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 34
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 title abstract description 16
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 title abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 35
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 33
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 31
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 28
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 23
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 7
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 abstract description 17
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 abstract description 17
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 14
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/14—Sulfates
-
- 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
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
본 발명은 응집효율을 향상시킨 폴리황산제이철 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법은 물 및 산화제이철을 혼합하는 희석단계; 상기 희석단계에 따른 물 및 산화제이철 혼합물에 황산을 혼합하는 반응단계; 상기 반응단계에서 반응기를 밀폐시키고, 가열하는 가열단계; 상기 가열단계 이후에 물을 혼합시키는 희석단계; 상기 희석단계 이후에 1 내지 20 시간 방치하는 방치단계; 상기 방치단계 이후에 생성물을 여과하여 수득하는 여과단계 및 상기 여과 단계에서 수득된 생성물에 콜로이달 실리카를 포함하는 첨가제를 혼합하는 첨가제 혼합단계를 포함하는 것이다.
본 발명에 따른 폴리황산제이철의 제조방법에 의하는 경우 폴리황산제이철의 수처리 공정에 있어 미반응을 줄여 수처리 효율을 높일 수 있고, 제조된 폴리황산제이철의 응집효율을 높여 수처리 능력이 향상된 수처리제로 활용할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 폴리황산제이철의 제조방법에 의하는 경우 폴리황산제이철의 수처리 공정에 있어 미반응을 줄여 수처리 효율을 높일 수 있고, 제조된 폴리황산제이철의 응집효율을 높여 수처리 능력이 향상된 수처리제로 활용할 수 있게 한다.
Description
본 발명은 응집효율을 향상시킨 폴리황산제이철 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 폴리알루미늄의 제조단계에서 첨가제를 사용하여 합성 및 수득된 폴리알루미늄의 응집성이 개선될 수 있도록 한 응집효율을 향상시킨 폴리황산제이철 및 그 제조방법에 관한 것이다.
현재 폐수처리에 아주 중요하게 기본적으로 사용되고 있는 것은 응집제로는 주로, 황산알루미늄(Aluminium Sulfate)과, 폴리염화알루미늄(Poly Aluminum Chloride), 황산철(Sulfate of Iron) 등을 포함하여 10여가지 종류가 있다.
대체로 대용량의 폐수를 단시간 내에 처리하기 위하여 폐수정화용 응집제인 폴리염화알루미늄(PAC)과 황산철(SI)을 이용한 화학적 처리방법이 주로 사용되고 있다. 그러나 상기 응집제들을 적정한 양만큼 투입하지 못함으로써, 정화수 내에 유해 중금속의 잔류량이 많아지고, 부유물질 등이 검출되어 제2의 오염을 유발시키는 문제점이 있다.
한편, 알루미늄계 응집제를 과다 사용할 경우, 잔류하는 높은 알루미늄의 농도에 의해 인체의 신경계통에 장애를 일으키며, 알츠하이머병을 유발할 우려가 있어서, 최근에는 풍부한 자원인 철로부터 철염 계통의 새로운 고분자성 응집제인 폴리황산제2철철(Poly Sulfate of Iron)을 개발하여 알루미늄계 응집제를 대체하기 위하여 다양한 노력들이 진행되고 있다.
한편, 본 발명에서는 폴리황산제이철의 제조공정에 있어 미반응물의 증가에 따르는 응집능력 저하 및 침전물이 발생 등 제품의 안정성이 불안하게 되는 수처리 응집제의 문제점을 해결하기 위해 폴리황산제이철을 제조하는 공정에서 첨가제를 사용하여 미반응의 문제를 낮추고 보다 응집성이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법을 제시한다.
본 발명은 폴리황산제이철의 미반응을 줄여 정수효율을 높일 수 있도록 하기 위함이다. 또한 제조된 폴리황산제이철의 응집효율을 높여 수처리 능력이 향상된 고염기도의 수처리제로 활용할 수 있도록 하기 위함이다.
이에 따라 수처리 과정에서 발생하는 잔류물 및 부반응의 문제를 줄이고 응집효율을 높여 수처리 효과를 향상시킬 수 있도록 하기 위함이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법은 물 및 산화제이철을 혼합하는 희석단계; 상기 희석단계에 따른 물 및 산화제이철 혼합물에 황산을 혼합하는 반응단계; 상기 반응단계에서 반응기를 밀폐시키고, 가열하는 가열단계; 상기 가열단계 이후에 물을 혼합시키는 희석단계; 상기 희석단계 이후에 1 내지 20 시간 방치하는 방치단계; 상기 방치단계 이후에 생성물을 여과하여 수득하는 여과단계 및 상기 여과 단계에서 수득된 생성물에 콜로이달 실리카를 포함하는 첨가제를 혼합하는 첨가제 혼합단계를 포함하는 것이다.
상기 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법에 있어서 상기 첨가제는 상기 여과과정을 통하여 수득된 폴리황산제이철 100 부피부에 대하여 0.0001 내지 0.001 부피부로 혼합되는 것일 수 있다.
상기 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법에 있어서, 콜로이달 실리카는 물, 알코올, 벤젠 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느하나로 분산된 것일 수 있다.
상기 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법에 있어서, 상기 첨가제는 하기의 [화학식 1]로 이루어진 화합물을 더 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서, X는 H, OH 또는 탄수소 1 내지 10의 알킬기이고, M은 Li, Na, K, F, Cl, Br, 또는 탄수소 1 내지 10의 알킬기이며, n은 1 내지 100의 정수이다.)
상기 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법에 있어서, 상기 첨가제는 콜로이달 실리카 100 중량부에 대하여 상기 [화학식 1]로 이루어진 화합물이 0.1 내지 1중량부로 혼합되는 것일 수 있다.
상기 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법에 있어서, 상기 콜로이달 실리카는 SiO2 함량이 20 내지 40w%인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 응집효율이 우수한 폴리황산제이철은 상기 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법에 따라 제조된 것일 수 있다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법은 물 및 산화제이철을 혼합하는 희석단계; 상기 희석단계에 따른 물 및 산화제이철 혼합물에 황산을 혼합하는 반응단계; 상기 반응단계에서 반응기를 밀폐시키고, 가열하는 가열단계; 상기 가열단계 이후에 물을 혼합시키는 희석단계; 상기 희석단계 이후에 1 내지 20 시간 방치하는 방치단계; 상기 방치단계 이후에 생성물을 여과하여 수득하는 여과단계 및 상기 여과 단계에서 수득된 생성물에 콜로이달 실리카를 포함하는 첨가제를 혼합하는 첨가제 혼합단계를 포함하는 것이다.
상기 첨가제를 혼합하는 경우 상기 폴리황산제이철에 효과적으로 혼합되어 상기 폴리황산제이철을 통한 수처리를 진행하는 과정에서 응집과정에 촉매와 같이 작용함으로서 응집효율을 크게 증진하는 효과를 낼 수 있다. 따라서 이를 통하여 수처리 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법에 있어서 상기 첨가제는 상기 여과과정을 통하여 수득된 폴리황산제이철 100 부피부에 대하여 0.0001 내지 0.001 부피부로 혼합되는 것일 수 있다.
상기 첨가제는 촉매와 같이 폴리황산제이철의 응집성 및 안정성을 높이는 효과를 나타내기 위한 것으로 소량으로 사용되는 것이 주요한 특징을 가진다. 상기 첨가제가 0.0001 부피부 미만으로 포함되는 경우 폴리황산제이철 및 안정성을 향상시키는 효과가 거의 없으며, 0.001 부피부 이상으로 포함되는 경우 수처리 과정에서 상기 첨가제가 불순물이 되어 처리된 물에 잔류하게 되거나, 슬러지와 반응하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 상기와 같이 수득된 폴리황산제이철 100 부피부에 대하여 0.0001 내지 0.001 부피부의 범위로 포함되는 것이 필요하다.
상기 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법에 있어서, 콜로이달 실리카는 물, 알코올, 벤젠 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느하나로 분산된 것일 수 있다.
상기 콜로이달 실리카의 분산제는 물, 알코올, 벤젠 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 주로는 처리하는 슬러지의 종류 및 수처리 대상을 기초로 오염수에 대한 물성을 기반으로 적절히 선택되는 것일 수 있다.
상기 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법에 있어서, 상기 첨가제는 하기의 [화학식 1]로 이루어진 화합물을 더 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서, X는 H, OH 또는 탄수소 1 내지 10의 알킬기이고, M은 Li, Na, K, F, Cl, Br, 또는 탄수소 1 내지 10의 알킬기이며, n은 1 내지 100의 정수이다.)
상기 화학식 1로 표현되는 화합물을 사용하는 경우 폴리황산제이철에 대하여 상술한 촉매제와 같은 효과를 나타내면서 수처리 과정에서 응집성을 높여 슬러지의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법에 있어서, 상기 첨가제는 콜로이달 실리카 100 중량부에 대하여 상기 [화학식 1]로 이루어진 화합물이 0.1 내지 0.5 중량부로 혼합되는 것일 수 있다.
상기 화학식 1로 이루어진 화합물을 미량으로 포함되면서 폴리황산제이철의 응집성과 안정성을 향상시키기 위한 것이고, 콜로이달 실리카와의 안정성이 유지되어야 한다. 따라서 상대적으로 미량으로 포함되는 것이어야 하고, 콜로이달 실리카 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우 상술한 효과가 나타나지 아니하며, 0.5 중량부를 초과하는 경우 화학식 1의 화합물 자체가 반응을 하거나 처리수에 잔류하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 효과를 나타내기 위해서는 상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 상기 범위로 사용되는 것이어야 한다.
바람직하게 상기 [화학식 1]로 표현되는 화합물은 하기의 [화학식 2]로 표현되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2]
상기 [화학식 2]에 따른 화합물을 사용하는 경우 촉매와 같은 역할을 하면서 폴리황산제이철의 안정화 및 응집효과를 크게 높일 수 있고, 콜로이달 실리카 100 중량부에 대하여 상기 [화학식 2]로 이루어진 화합물이 0.1 내지 0.5 중량부로 혼합되는 경우 수 처리 과정에서 직접 반응하지 않아 안정적으로 사용할 수 있다는 장점을 가진다.
바람직하게 상기 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법에 있어서, 상기 첨가제는 하기의 [화학식 3]으로 이루어진 화합물을 더 포함하는 것일 수 있다. 하기의 [화학식 3]으로 이루어진 화합물을 포함하는 경우 폴리황산제이철의 응집효율이 보다 향상되는 효과를 낼 수 있다.
[화학식 3]
(상기 화학식 3에서, X는 H, OH 또는 탄수소 1 내지 10의 알킬기이다.)
상기 [화학식 3]에 의하는 경우 [화학식 1]의 화합물과 상호 작용에 따른 상승효과가 나타나므로 폴리황산제이철의 수처리 효율을 높일 수 있다.
상기 [화학식 3]으로 표현되는 화합물을 상기 콜로이달실리카 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.5 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 상기 범위로 포함되는 경우 수처리 반응에서 직접 반응에 참여하지 않고 폴리황산제이철의 응집효율을 증진시키는 효과를 낼 수 있다.
한편, 더 바람직하게 상기 [화학식 3]으로 표현되는 화합물은 하기의 [화학식 4]로 표현되는 화합물일 수 있다.
[화학식 4]
상기 [화학식 4]로 표현되는 화합물에 의하는 경우 상호작용에 의한 상승효과로 폴리황산제이철의 안정성 및 응집성을 향상시켜 수처리 효율을 크게 높이는 효과를 낼 수 있다.
상기 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법에 있어서, 상기 콜로이달 실리카는 SiO2 함량이 20 내지 40w%인 것일 수 있다.
콜로이달 실리카가 20w% 미만으로 포함되는 경우 상기 [화학식 1] 또는 [화학식 3]으로 표현되는 화합물에 대한 담체와 같은 역할을 수행할 수 없어 상기 첨가제의 효과를 저하시키는 문제가 생긴다. 반면 40w%로 포함되는 경우 폴리황산제이철에 직접 반응하는 SiO2가 증가하여 폴리황산제이철 중 일부가 규산철로 생성이 되기 때문에 폴리황산제이철의 물성에 영향을 미치는 정도가 될 수 있다는 문제가 발생한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 응집효율이 우수한 폴리황산제이철은 상기 응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법에 따라 제조된 것일 수 있다.
상기 폴리황산제이철에 의하는 경우 동등한 농도의 일반적인 폴리황산제이철에 비하여 응집효율이 증가하여 보다 효과적인 오염수의 처리가 가능할 수 있게 된다.
본 발명은 폴리황산제이철의 수처리 공정에 있어 미반응을 줄여 수처리 효율을 높일 수 있도록 하는 폴리황산제이철의 제조방법을 제공한다. 특히 상기 폴리황산제이철의 제조방법에 따라 제조된 폴리황산제이철의 안정성 및 응집효율을 높여 수처리 능력이 향상된 고염기도의 수처리제로 활용할 수 있게 한다.
이에 따라 수처리 과정에서 발생할 수 있는 잔류물 및 부반응의 문제를 줄이고 응집효율을 높여 수처리 효과를 향상시킬 수 있도록 할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[제조예: 폴리황산제이철의 제조]
본 발명에 따른 산화제이철 및 황산의 반응과정을 통하여 pH 3 내지 5이고, 총 철(T-Fe)의 몰비값(T-SO4/T-Fe)은 0.75인 폴리황산제이철(PSI)를 제조하였다. 또한 본 발명에 따른 첨가제의 사용으로 응집성이 향상 효과를 확인하기 위하여 상기 폴리황산제이철을 제조하면서 여과단계 이후에 하기의 [표 1]에 따른 첨가제를 폴리황산제이철 1(m3)에 대하여 5(ml)로 혼합하였다.
| A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | A6 | A7 | A8 | A9 | A10 | A11 | |
| 콜로이달실리카 | 100 | - | - | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 미분말실리카 | - | 100 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 액상규산나트륨 | - | - | 100 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 화학식 2로 표현되는 따른 화합물 | - | - | - | 0.05 | 0.1 | 0.5 | 1 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 화학식 4로 표현되는 화합물 | - | - | - | - | - | - | - | 0.05 | 0.1 | 0.5 | 1 |
(단위: 중량부)[화학식 2]
(상기 화학식 2에서 n은 1 내지 100의 정수이다)
[화학식 4]
[실험예 1: 폴리황산제이철의 안정성 실험]
상기 첨가제의 사용에 따른 폴리황산제이철에 대한 안정성을 평가하기 위하여 상기 첨가제가 혼합되지 않은 폴리황산제이철(PSI) 및 상기 A1 내지 A11을 일부 채취하여 50일 간 5℃ 미만의 저온상태를 유지하면서 보관하면서 폴리황산제이철에 침전물이 생기는지 여부와 외관상 보이는 상태의 안정성을 평가하였다.
이는 1 내지 10의 지수로 평가하였으며, 그 수치가 낮을수록 안정성이 우수한 것이다. 그 결과를 하기의 [표 2]에 나타내었다.
| PSI | A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | A6 | A7 | A8 | A9 | A10 | A11 | |
| 침전물 | 5 | 6 | 8 | 7 | 6 | 3 | 3 | 5 | 4 | 2 | 2 | 5 |
| 상태 | 5 | 7 | 7 | 6 | 5 | 3 | 4 | 6 | 5 | 2 | 2 | 4 |
(단위: 지수)상기 [표 2]를 참조하면 첨가제로미분말 실리카 또는 액상 규산나트륨을 혼합하는 경우 안정성이 저하된다는 사실을 알 수 있다. 다만 콜로이달 실리카를 첨가제로 사용하는 경우 일반적인 PSI에 비하여 안정성이 저하되는 효과를 나타내지 않는다는 점을 확인할 수 있다. 특히 화학식 2로 표시되는 화합물을 상기 콜로이달 실리카 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.5 중량부로 혼합하는 경우 PSI의 안정성이 높아지고 침전물 발생이 상당히 줄어든다는 점을 확인하였다.
나아가 상기 화학식 2로 표시되는 화합물에 상기 화학식 4로 표시되는 화합물이 콜로이달 실리카 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.5 중량부 더 혼합되는 경우 상호작용에 의한 상승효과로 PSI의 안정성이 더 증가된다는 점을 알 수 있다.
[실험예 2: 폴리황산제이철의 증집성 실험]
첨가제가 혼합되지 않은 폴리황산제이철(PSI)와 A1 내지 A11의 응집성을 평가하기 위하여 시화공단 내 오염수를 원수로 하여 응집효율을 평가하였다. 상기 원수는 동일하게 알칼리도 25mg/l, pH= 7,45, 탁도=66NTU인 것을 사용하였다.
상기 첨가제가 혼합되지 않은 폴리황산제이철(PSI)이 오염수에서 슬러지를 형성하여 일정한 수준으로 응집되어 가라앉는데 걸리는 시간 및 응집되는 정도를 기준(지수 5)으로 하여 상기 A1 내지 A11의 응집성을 비교평가하여 그 결과를 하기의 [표 3]에 나타내었다. 각 지수는 그 숫자가 높을수록 응집효율이 우수한 것이다.
| PSI | A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | A6 | A7 | A8 | A9 | A10 | A11 | |
| 응집성 | 5 | 4 | 4 | 5 | 5 | 7 | 8 | 5 | 6 | 8 | 9 | 5 |
(단위: 지수)상기 [표 3]을 참조하면, 콜로이달 실리카를 단독으로 사용한 첨가제의 경우 응집효율을 개선하는 효과가 없다는 것을 알 수 있다. 즉, PSI에 대한 안정성을 높여줄 수 있으나, 단독으로 응집성을 개선하는 효과를 낼 수 없다.
그러나 화학식 2로 표시되는 화합물이 A5 내지 A6과 일정한 혼합범위로 사용되는 경우 촉매와 같은 역할을 수행하면서 응집반응을 촉진함으로서 응집되는데 걸리는 시간을 줄면서 응집효율을 향상시킬 수 있다는 점을 확인하였다.
나아가 화학식 4로 표시되는 화합물을 A9 내지 A10와 같은 범위로 추가적으로 혼합하는 경우 상호작용에 의한 상승효과로서 응집효율이 추가적으로 개선된다는 점을 확인하였다.
따라서 본 발명에 따른 첨가제를 포함하여 사용하는 경우 안정성 및 응집효율이 향상된 폴리황산제이철을 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (7)
- 물 및 산화제이철을 혼합하는 희석단계;
상기 희석단계에 따른 물 및 산화제이철 혼합물에 황산을 혼합하는 반응단계;
상기 반응단계에서 반응기를 밀폐시키고, 가열하는 가열단계;
상기 가열단계 이후에 물을 혼합시키는 희석단계;
상기 희석단계 이후에 1 내지 20 시간 방치하는 방치단계;
상기 방치단계 이후에 생성물을 여과하여 수득하는 여과단계 및
상기 여과 단계에서 수득된 생성물에 콜로이달 실리카를 포함하는 첨가제를 혼합하는 첨가제 혼합단계를 포함하고,
상기 첨가제는 하기의 [화학식 1]로 이루어진 화합물을 더 포함하는 것인
응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법:
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서, X는 H, OH 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, M은 Li, Na, K, F, Cl, Br, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, n은 1 내지 100의 정수이다.) - 제 1항에 있어서
상기 첨가제는 상기 여과과정을 통하여 수득된 폴리황산제이철 100 부피부에 대하여
0.0001 내지 0.001 부피부로 혼합되는 것인
응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
콜로이달 실리카는 물, 알코올, 벤젠 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느하나로 분산된 것인
응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법. - 삭제
- 제 1항에 있어서
상기 첨가제는 콜로이달 실리카 100 중량부에 대하여
상기 [화학식 1]로 이루어진 화합물이 0.1 내지 0.5중량부로 혼합되는 것인
응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 콜로이달 실리카는 SiO2 함량이 20 내지 40w%인 것인
응집효율이 향상된 폴리황산제이철의 제조방법. - 제 1항에 따른 제조방법으로 제조된
응집효율이 우수한 폴리황산제이철.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180143124A KR102147311B1 (ko) | 2018-11-20 | 2018-11-20 | 응집효율이 향상된 폴리황산제이철 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180143124A KR102147311B1 (ko) | 2018-11-20 | 2018-11-20 | 응집효율이 향상된 폴리황산제이철 및 그 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200059334A KR20200059334A (ko) | 2020-05-29 |
| KR102147311B1 true KR102147311B1 (ko) | 2020-08-25 |
Family
ID=70911536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180143124A Active KR102147311B1 (ko) | 2018-11-20 | 2018-11-20 | 응집효율이 향상된 폴리황산제이철 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102147311B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070048213A1 (en) * | 2005-08-26 | 2007-03-01 | General Chemical Performance Products Llc | Method for Ferric Sulfate Manufacturing |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990000643A (ko) | 1997-06-09 | 1999-01-15 | 원종재 | 폴리황산제2철의 제조방법 |
| KR100492035B1 (ko) | 2002-10-28 | 2005-05-30 | 박경호 | 폴리황산제이철의 제조방법 |
-
2018
- 2018-11-20 KR KR1020180143124A patent/KR102147311B1/ko active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070048213A1 (en) * | 2005-08-26 | 2007-03-01 | General Chemical Performance Products Llc | Method for Ferric Sulfate Manufacturing |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ORG. CHEM. FRONT. 2017 4 1074 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20200059334A (ko) | 2020-05-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102291774B1 (ko) | 산화알루미늄 농도 17%를 갖는 폴리염화알루미늄 응집제의 제조방법 | |
| CN115745113B (zh) | 一种焦化废水除氟剂及其应用 | |
| KR101752276B1 (ko) | 정수 및 폐수 처리용 저염기도 폴리염화알루미늄계 무기 응집제의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조되는 무기 응집제를 이용한 폐수 정화 방법 | |
| KR101128864B1 (ko) | 수 처리용 무기응집제 및 이의 제조방법 | |
| WO2016134277A1 (en) | Stable concentrated polyaluminum chlorosilicate solutions | |
| KR102147311B1 (ko) | 응집효율이 향상된 폴리황산제이철 및 그 제조방법 | |
| KR20130055321A (ko) | 활성규산이 혼합된 염기성 수처리용 응집제의 제조방법 | |
| KR20200098373A (ko) | 우수한 수처리 효율 및 안정성을 갖는 수처리용 응집제 조성물의 제조방법 | |
| KR102567638B1 (ko) | 잔류알루미늄 저감을 위한 수처리방법 | |
| KR101010733B1 (ko) | 불소함유 폐수의 처리방법 | |
| KR20200035349A (ko) | 고 염기성 염화알루미늄 및 그 제조 방법 | |
| KR101119623B1 (ko) | 수 처리용 무기응집제 및 이의 제조방법 | |
| CN108394978B (zh) | 一种用于处理含铝废水复合絮凝剂 | |
| KR102149659B1 (ko) | 응집효율이 향상된 폴리염화알루미늄 및 그 제조방법 | |
| CN117466407A (zh) | 一种除氟剂以及制备方法和除氟方法 | |
| CN112897668B (zh) | 除氟药剂及其制备方法和应用 | |
| KR20210144617A (ko) | 잔류알루미늄 저감을 위한 수처리방법 | |
| KR101887412B1 (ko) | 알카리성 응집제의 제조방법 및 이를 이용한 수처리방법 | |
| CN113955818A (zh) | 一种复合型聚合氯化铝铁水处理剂的制备方法 | |
| KR970006139B1 (ko) | 수 현탁액 응집 처리제 및 그 제조방법 | |
| CN111995016A (zh) | 一种去除腐殖酸的混凝剂及其制备方法与应用 | |
| KR102825729B1 (ko) | 수산화알루미늄겔을 이용한 응집제의 제조방법 및 이에 의해 제조된 응집제 | |
| KR101281205B1 (ko) | 산화마그네슘을 이용한 수처리용 응집제 조성물 제조방법 및 그에 의한 수처리용 응집제 조성물 | |
| KR100376528B1 (ko) | 불소, 6가크롬을 처리하기 위한 폐수처리제 및 이를 이용한 폐수처리방법 | |
| KR102301289B1 (ko) | 폐황산 또는 재생황산을 이용한 폴리 황산 알루미늄-마그네슘계 응집제의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20181120 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20200117 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20200730 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20200818 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20200818 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20230612 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20240611 Start annual number: 5 End annual number: 5 |