인산염 및 불소폐수 처리제로서의 희토류 화합물 적용에 관한 연구

Application of Rare Earth Compounds for the Treatment of Phosphate and Fluoride in Wastewater

인산염 폐수와 불소폐수를 대상으로 각각 $La^{3+}$를 주성분으로 하는 희토수처리제와 조염화희토화합물로 제조된 수처리제를 적용하는 방안을 검토하였다. $La^{3+}$의 인산염 농도 대비 투입몰비에 따른 인산염의 제거양상을 조사한 결과, 투입몰비 0.25에서 약 50% 정도의 인산염이, 그리고 투입몰비 0.5 에서 대부분의 인산염이 제거되는 결과를 보였다. 희토수처리제에 의한 인산염 인의 제거반응은 평형에 신속히 도달하였으며, 온도증가에 따라 인산염의 제거율이 다소 감소하는 경향이 관찰되어 발열반응의 특성을 나타내었다. 희토-인산 결합체의 제타전위는 pH 5.5를 경계로 그 이하에서는 양의 값을, 그리고 그 이상에서는 음의 값을 가지는 것으로 파악되었으며 pH에 따른 제타전위 절대치의 증감과 탁도의 증감은 유사한 경향으로 변화하였다. 불소폐수에 대한 조염화희토 수처리제의 적용에 있어서는 수처리제의 투입량 중가에 따른 잔류불소 농도의 감소 및 탁도와 생생슬러지량의 증대현상이 관찰되었으며, 수처리제의 투입량이 고정된 상태에서 응집제량의 변화에 따른 불소처리효과에 대한 검토에서는 응집제의 주입량이 증가됨에 따라 잔류불소량 및 탁도는 감소하고 슬러지 발생량은 증가하는 경향이 파악되었다.

Applications of lanthanum ion and crude rare earth chloride to the phosphate wastewater and fluorine wastewater, respectively, as treatment agents were studied. For the investigation of phosphate removal characteristics according to the amount of lanthanum ion, initial phosphate content was decreased by about 50% when molar ratio of [$La^{3+}$]:[$PO_4{^{3-}}-P$] was 0.25 and nearly all of phosphate was removed when the molar ratio of [$La^{3+}$]:[$PO_4{^{3-}}-P$] to be doubled. The removal of phosphate by $La^{3+}$ appeared to reach equilibrium state rapidly, and it was exothermic reaction since the removed amount of phosphate was diminished somewhat when the reaction temperature was increased. The zeta potential of combined particulate compound of lanthanum ion and phosphate was located for its isoelectric point at pH 5.5 and the turbidity of treated wastewater was found to vary according to the pH in a similar manner as the absolute value of zeta potential of the combined particulate compound did. For the treatment of fluorine wastewater by crude rare earth chloride, the remaining fluorine content after treatment decreased as the dosage of crude rare earth chloride increased. Whereas, the turbidity of treated wastewater and the amount of sludge generated were shown to increase as more crude rare earth chloride was added. The remaining fluorine content and the turbidity of treated wastewater were decreased and the amount of sludge generated was observed to increase according the increase of coagulant dosage under the condition of constant input of crude rare earth chloride.