인공 제올라이트에 의한 폐수중 중금속 흡착

Sorption of Heavy Metals from the Wastewater by the Artificial Zeolite

화력발전소에서 대량 발생되고 있는 폐석탄재를 이용하여 환경보전형 신규자재를 개발하여 활용하고자 폐석탄재를 알카리액으로 가열처리하여 인공제올라이트를 제조한 뒤 폐수중 중금속 제거량을 분석한 결과는 다음과 같다. 유연탄재와 3.5 N NaOH 액을 1:8 (w/v) 비율로 넣고 $100{\pm}3^{\circ}C$ 조건에서 24시간 교반 가열 처리하면 양이온치환용량은 $299cmol^+\;kg^{-1}$로 유연탄재보다 59.8배 향상되었으며, 0.1N HCI 가용성 성분중 Zn을 제외한 Cu, Pb, Cd, Ni, Cr 와 같은 유해중금속 함량이 현저히 낮아졌다. 인공제올라이트의 중금속 흡착양상은 폐수와의 진탕온도가 높거나, 또는 진탕 시간이 길어질수록, 중금속의 제거량이 증가하는 것으로 보아 화학적 흡착양상을 나타냈다. 인공제올라이트 g당 폐수중 중금속 제거량을 보면 아연은 123.5mg, 구리는 164.7mg, 카드늄은 184.4mg, 납은 350.6mg을 각각 제거하여 천연제올라이트나 활성탄 보다 3~5배 많은 양을 흡착 제거하였다.

An artificial zeolite was synthesized from bituminous coal fly ash by thermo-alkali treatment, $100{\pm}3^{\circ}C$ and 3.5 N NaOH solution for 24 hours, to develope new useful material in waste water treatment system. The artificial zeolite had much higher cation exchange capacity, $299cmol^+\;kg^{-1}$ and lower concentration of extractable heavy metals than bituminous coal fly ash. The higher the temperature and the longer the shaking time, the more Zn, Cu, Cd and Pb were sorbed chemically by the artificial zeolite. Shaking artificial zeolite and wastewater at $35^{\circ}C$ for 9 hours, the amount of sorbed heavy metals were $123.5g\;kg^{-1}$ for Zn, $164.7g\;kg^{-1}$ for Cu, $184.4g\;kg^{-1}$ for Cd and $350.6g\;kg^{-1}$ for Pb, respectively.