폐유 이온정제공정에서의 응집제 적용에 관한 연구

Abstract

재생 에너지 분야에서 가장 큰 비중을 차지하고 있는 폐유의 재활용은 고유가 시대에 접어들면서 더욱 관심을 끌고 있다. 하지만 폐유의 재활용 방법의 하나인 이온정제법은 타 방법에 비해 정제유의 품질이 낮아 버너의 고장과 청소주기 증가 등의 번거로운 사용 여건으로 소비자들로 하여금 불만을 사고 있다. 따라서 본 연구는 이온정제공정에서의 처리효율 향상을 목적으로 응집제 적용 타당성을 검증하고자 하였으며, Batch Test에서 선정된 제2인산암모늄과 보조응집제인 황산알루미늄을 현장적용 실험하여 실제 사용가능성을 실증 연구하였다. 시험에 사용된 A사의 폐유는 자동차 윤활폐유, 산업용 작동유, 기계유, 터빈유, 유압유, 연료유 등이 혼합 보관된 폐유로, 잔류탄소 2.40(wt%), 회분 0.382(wt%), Pb 10.16(mg/Kg)의 이물질을 포함하고 있으며, Batch Test에서 보조응집제로 황산알루미늄, 황산제1철, 유기응집제의 주입량에 따른 제거효율을 실험하였고, 수용액으로 제조한 응집제를 주입하였을 때와 원상태로 주입하였을 때의 제거효율도 평가하였다. 보조응집제는 황산알루미늄이 0.8g/L 주입시 가장 좋은 효율을 보였으며, 응집제 원상태보다는 수용액으로 주입하였을 때 유기응집제를 제외하고는 모두 좋은 제거효율을 보였다. 가장 좋은 효율을 보인 것은 인산암모늄 6g/L와 보조응집제 황산알루미늄 0.8g/L를 수용액으로 조제하여 주입하였을 때 회분 0.144(wt%), Pb 2.774(mg/Kg)로 각각 약 62%, 73%의 제거효율을 보였다. 그러나 잔류탄소는 응집제로 인한 제거율을 보이지 못했는데, 원인으로 잔류탄소생성에 연관된 오일의 점도, 탄소/수소비 등의 본연의 성질을 변화시키는데 영향을 끼치지 못했기 때문이라 생각된다. 현장적용실험 결과 제2인산암모늄에 황산알루미늄을 보조응집제로 처리한 결과 Batch Test보다 10%가량 높은 88～89% 회분과 Pb가 제거가 이루어 졌는데 이는 Batch Test에 없었던 원심분리기에 의한 제거효과가 나타난 것으로 생각되며, 품질로 인한 문제가 다소 해결되는 것으로 나타났다. 그러나 보다 효율적인 응집제 투입량과 혼합응집제 비율 그리고 슬러지 및 폐수 발생과 재활용 등에 대한 연구가 추가로 이루어져야 할 것이다.; More attention has been given to the recycle of waste oil which accounts for the most portion in the area of energy renewal at these high-oil-price days. Among recycling processes of waste oil such as ion-refinery, reduced pressure distillation, and high-temperature decomposition, refined oil produced by ion-refinery process has not met the quality that consumers require probably because the quality of the oil is not satisfactory and there are several operation difficulties due to its quality problems. Therefore, the purpose of the research is to evaluate the applicability of the coagulant for improving treatment efficiency of ion-refinery process. The waste oil used in the experiment contains residual carbon of 2.40(wt%), ash compound of 0.382(wt%), and Pb of 10.16(mg/Kg). In the batch test, ammonium diphosphate was used as a primary coagulant and aluminum sulfate, ferrous sulfate, and polymer were used as coagulant aid. The treatment efficiencies by supplement coagulants aids as a soluble form was higher than as a powder form. Thus, the optimum dose of the ammonium diphosphate was 6g/L and aluminum sulfate among three coagulant aids showed the highest efficiency at the concentration of 0.8g/L when they were used as a soluble form and the removal efficiencies were ash compound of 62 % and Pb of 73%, but the residual carbon was not removed. The reason why the residual carbon was not removed appears that the coagulant aid did not affect the change of the original characteristics with respect to the residual carbon production such as viscosity of the oil and the ratio of carbon to hydrogen. The result of on-site application test showed that ash contents and Pb were removed up to 89%, which is higher than batch test results. This result implies that centrifugal effect on the on-site application could make better efficiency and quality issues have been somewhat resolved. However, more studies on optimum dose of coagulation and flocculation agent, their ratios, and recycle of the sludge and the wastewater produced should be continued.