응집제를 이용한 염색 폐수 처리 방법

 

   텍스타일 산업은 물 소비와 염료의 사용으로 인해 많은 양의 폐수를 배출하는 산업 중 하나이다. 염색 공정 후 대략 10 ~ 15 %의 염료가 폐수에 잔류하며, 1 ppm이하의 염료가 폐수에 남아있어도 식별이 가능해 심미적인 측면에 좋지 않을 뿐만 아니라 수중 생물의 성장도 저해한다. 또한 대부분의 염료들은 나프탈렌이나 아릴 아민과 같은 방향족 화합물로 합성되었기 때문에 독성을 지니고 있다. 그러므로 환경을 위해 폐수에 잔존하는 염료를 제거하는 것이 중요하다.
   폐수 처리 방법은 생물학적 또는 물리화학적 또는 고급산화법(advanced oxidation processes, AOPs) 등이 있다. 생물학적 처리 방법은 가장 간단하고 저렴한 방법으로 친환경적인 처리방법이나 효율성이 떨어지는 단점이 있으며, 고급산화법은 효율성이 높은 처리 방법이다. 그러나 이 대부분의 처리 방법은 효율성이 높지 않고 가격과 장소 측면에서 많은 단점이 있다.
   응집제를 사용하게 되면 염료분자가 완전히 분해되기 때문에 독성을 지닌 중간체가 형성되지 않는다. 응집제 처리 공정은 FO산화법(Fenton’s oxidation)과 COD(chemical oxidation demand) 환원법과 처리 방식이 유사하다. 응집제 처리법은 가격이 저렴하기 때문에 가장 많이 사용하는 방법 중 하나이다.
   여러 학자들이 석회(lime), 백반(alum), 철 기반 염을 사용한 폐수처리법을 연구해왔다. 특히 MgCl2는 염기성 조건하에 반응성 염료를 제거할 수 있는 응집제이다. MgCl2를 이용한 원리는 마그네슘 이온(Mg+2)이 염기 조건에서 마그네슘 하이드록사이드(hydroxide)로 침전된다는 것이다. 이 침전물은 흡수할 수 있는 넓은 표면적을 가지고 있고 양이온성을 띄기 때문에 폐수 속에 있는 음이온 입자들을 잡아당긴다.
   현재 철과 마그네슘 응집제의 효율성에 관한 연구가 많지 않다. 따라서 이 연구에서는 MgCl2와 FeSO4를 알칼리와 조합한 응집제의 염료 제거 효율성을 응집제의 사용량과 pH에 따라 비교하였다. 응집제 처리 폐수는 재사용했으며, 색차와 견뢰도 또한 평가하였다.

 

 

<그림> 염료 농도에 따른 4가지 응집제의 염료 제거율

 

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