Fundamental Study on Adsorption Capacity and Utilization of Coal Waste as Adsorbents

석탄폐석의 흡착능 및 흡착제로의 활용방안에 관한 기초 연구

This research aims to remove the heavy metals, nonbiodegradable COD(NBDCOD), and color using the coal waste. The experimental by heat treatment was performed to advance the adsorption capacity. The results are as follows ; i) The coal waste had the adsorption capacity of heavy metals and the rates were in the range of 20 to 30 percents. ii) The heat treatment was the optimum condition that the reaction time was 6 hours at $500^{\circ}C$, , iii) In the column experimen, non-treated coal waste removed the COD and color in the range of 20 to 60 percents. iv) Heat-treated coal waste showed higher removal rate of the color in biological effluent, and heavy metal and COD removal rates were changed by the filteration rates.

본 연구에서는 산과 계곡에 폐기물로 방치되어 있는 석탄폐석의 재활용 및 자원화의 측면에서 수처리에 이용될 수 있는 흡착제의 개발을 위한 기초실험이 수행되었다. 석탄폐석으로는 굴진폐석과 선탄폐석이 이용되었으며, 석탄폐석 자체가 지니고 있는 흡착능 실험과 열처리로 인한 흡착능 개선 여부를 검토하였다. 처리 대상물질은 중금속, 색도, 그리고 COD등을 선정하였다. 실험조건은 회분식과 컬럼식으로 구분하여 각각 이루어졌으며, 실험결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) 천연상태의 석탄폐석은 약 20~30%의 중금속 흡착능을 지니고 있는 것으로 나타났으며, 탄화 공정인 간단한 열처리만으로도 약 2~5배의 흡착능 향상이 이루어졌다. 2)석탄폐석의 열처리 조건 변화에 따른 중금속 흡착능을 비교한 결과, 50$0^{\circ}C$에서 6시간 반응시킨 것이 가장 우수하였다. 3)칼럼실험에 있어 기존의 입상활성탄 보다 처리효율이 저조하나 석탄폐석은 무가공 상태로도 약 20~60%의 COD 및 색도를 제거할 수 있었다. 4) $500^{\circ}C$, 에서 6시간 열처리된 폐석의 컬럼실험에서 생물학적 유출수의 색도 제거에 우수함을 알 수 있었으며, 중금속 및 COD제거에 있어서는 여과 속도에 따라 많은 차이를 보였다. 따라서 석탄폐석을 흡착제로의 활용이 가능할 것으로 판단되며, 본 연구 이외에 활성화 공정을 적용할 경우 흡착정도는 더 향상 될 것으로 판단된다.