Journal of Korean Society of Environmental Engineers (대한환경공학회지)

Korean Society of Environmental Engineers (대한환경공학회)
권호 표지

The Study on Manufacture of PACl(Polyaluminum Chloride) from Water Treatment Plant Sludges

정수장 슬러지(Alum Sludge)로부터 PACl(Polyaluminum Chloride) 응집제 제조에 관한 연구

  • Kim, In-Bae (Dept. of Envir. Engineering, Pusan National University) ;
  • Lee, Sang-Bong (Dept. of Envir. Engineering, Pusan National University) ;
  • Kim, Dong-Youn (Dept. of Envir. Engineering, Pusan National University) ;
  • Kim, Boo-Gil (Dept. of Envir. Engineering, Dongseo University)
  • 김인배 (부산대학교 환경공학과) ;
  • 이상봉 (부산대학교 환경공학과) ;
  • 김동윤 (부산대학교 환경공학과) ;
  • 김부길 (동서대학교 환경공학과)
  • Received : 1999.10.08
  • Accepted : 1999.11.26
  • Published : 2000.03.31
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Abstract

Sludge produced from water treatment plants contains plenty of aluminum due to addition of coagulants, polyaluminum chloride(PACI) which has been widely used in most of water treatment plants. however. the whole of PACI is imported from other countries. In this research. the effective methods for recycling PACI from sludge of water treatment plants were developed and evaluated. Aluminum chloride hexahydrate($AlCl_3{\cdot}6H_2O$) was obtained by sparging HCl gas aluminum extracted from sludge using hydrochloric acid (HCI). This aluminum chloride hexahydrate was solidified by decomposition at $180^{\circ}C$. and dissolved in water to produce PACI. The optimum extraction rate was obtained at the condition of 10 minutes of reaction time. $105^{\circ}C$ of reaction temperature. 27.65%(W/W) of HCI concentration. The KS experiment proved that manufactured aluminum chloride hexahydrate was 98.7% degree and the recycled PACI coagulants agreed with the KS standard. The optimum temperature of decomposition was $180^{\circ}C$ and the basicity of the PACI was decided upon the extent of decomposition The compared experiments between purchased coagulant and manufactured coagulant presented that both coagulants had same performance for turbidity, DOC, $UV_{254}$ absorbance. and chlorophyll-a.

정수장에서 발생하는 슬러지에는 처리과정에서 주입되는 응집제로 인하여 다량의 알루미늄 성분이 함유되어 있으며, 정수장에서 널리 사용되고 있는 폴리염화알루미늄(PACI) 응집제의 원료는 전량 수입되고 있는 실정이다. 본 연구는 정수 슬러지의 효과적인 재활용을 목적으로 수행되었다. 슬러지내의 알루미늄 성분을 염산(HCI)으로 용출하고 HCI 가스를 주입하여 염화알루미늄수화물($AlCl_3{\cdot}6H_2O$)을 제조하였다. 그리고 저온($180^{\circ}C$)에서 열분해시켜 고체상태의 염기성 염화알루미늄 [$Al(OH)_xCl_{3-x}$]을 얻은 후 이것을 물에 용해시켜 PACl(Polyaluminum chloride)을 제조하였다. 슬러지 용출 실험 결과 반응시간 10분, 반응온도 $105^{\circ}C$, 염산농도 27.65wt%에서 최적 용출율을 얻을 수 있었으며, KS 규격실험 결과 순도 98.7% 이상의 염화알루미늄수화물($AlCl_3{\cdot}6H_2O$)을 제조할 수 있었다. 제조된 PACl 응집제($PACl_{re}$)는 KS 규격을 모두 만족하였고, 열분해시 최적 열분해 온도는 $180^{\circ}C$이며 이때 염기도는 열분해율에 의해 결정되었다. 제조된 PACI 응집제($PACl_{re}$)와 기존의 PACI 응집제(PACI)의 성능비교 실험 결과, 탁도, DOC, $UV_{254}$ chlorophyll-a에서 유사한 효과를 보이는 것으로 나타났다.

Keywords