Treatment of Mixed Fluoride Wastewater Using Cement Paste

Fluorine compounds are the essential chemicals for wet processes of semiconductor and LCD production line. Problems of conventional treatments for fluoride wastewater are their high operation costs and low fluoride removal capacity. In this study, cement paste containing various Ca-bearing hydrates such as portlandite, calcium silicate hydrate(CSH), and ettringite was investigated for fluoride removal. The objectives of this study are to assess the feasibility of using cement paste cured mixture of cement and water as an alternative agent for treatment of fluoride wastewater and to investigate fluoride removal capacity of the cement paste. The performance of cement paste was comparable to that of lime in the kinetic test. In column experiment where the effluent fluoride concentrations were below 0.5 mg/L. Then the leached calcium reached the maximum level of 800 mg/L. The nitrate reduced to the level of less than 10 mg/L. Nitrate in the wastewater was exchanged with interlayer sulfate of these cement hydrate LDHs. Phosphate concentration could be reduced to 10 mg/L by forming calcium phosphate. These results indicate that the cement paste generally has advantageous characteristics as an economical and viable substitute for lime to remove fluoride.

시멘트 페이스트를 이용한 혼합 불산폐수 처리

불소 화합물은 반도체 및 LCD 제조공장의 식각 공정에서 사용되는 필수적인 화학물질이다. 불산폐수 처리를 위한 기존 처리방법의 문제점은 유지비가 많이 들고, 불소 처리효율이 낮은 것이다. 이에 본 연구에서는 고효율, 저비용의 혼합 불산폐수 처리를 위하여 다량의 portlandite, calcium silicate hydrate와 ettringite 등의 칼슘 수화물을 함유하고 있는 시멘트 페이스트를 혼합 불산폐수 처리에 적용하였다. 본 연구의 목적은 시멘트와 물을 혼합하여 양생시킨 시멘트 페이스트의 실제 폐수처리 가능성을 파악하고 불산폐수 처리효율을 평가하고자 하는 것이다. 시멘트 페이스트는 회분식 실험에서 소석회에 상응하는 불소제거효율을 나타내었다. 연속식 컬럼 실험 결과, 불소 농도는 약 0.5 mg/L 이하로 안정적으로 처리되었으며, 칼슘 농도는 800 mg/L로 높게 측정되었다. 폐수 내 nitrate도 처리되었는데, 이는 시멘트 수화물 중 LDHs 계열물질의 interlayer에 존재하는 sulfate와의 이온교환으로 제거되는 것으로 판단된다. Phosphate는 다양한 칼슘화합물 생성으로 10 mg/L 이하로 감소하였다. 따라서 시멘트 페이스트는 기존 처리제인 소석회를 대체할 수 있는 경제적이고 실제 처리공정에 적용 가능한 물질로 판단된다.