워터젯을 이용한 콘크리트 절삭시 발생하는 폐수의 pH 농도 중화에 관한 연구 = Study on Neutralization of Waste Water Generated in Concrete Cutting Using Waterjet

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, a series of tests was performed to analyze the problem of water pollution by the high pH density of waste water generated in concrete cutting using waterjet and to find an efficient solution of the problem. In the tests, the pH of the initial waste water arising from waterjet was 12.53, and the pH of the final release water was analyzed to be 12.45. The capacity of the water tank was 10 minutes in staying time, 1.4 m3 in volume, and 1.0 m in depth. The height (H) and area (A) of the cylindrical water tank were designed to be 1.0 m and 1.4 m2, respectively. pH neutralization tests for the water inside the tank were conducted for the batch and continuous types separately. In case of the batch type, the water of pH 12.5 required 2.05 l of sulfur at the rate of 0.17 l/min when the waste water volume was 1.4 m3, and the injection rate of sulfur for the continuous type was 0.17 l/min. The amount of chemicals needed to neutralize the waste water increased in the order of 85% phosphoric acid, 75% phosphoric acid, 95% sulfuric acid, 70% sulfuric acid, 68% nitric acid, 60% nitric acid, and 35% hydrochloric acid. In the aspect of the amount of consumption, the most effective ones were 85% phosphoric and 95% sulfuric acids. In the respect of cost, however, 95% industrial sulfuric acid was found to be most effective.

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 워터젯(waterjet) 공법을 사용하여 콘크리트 절삭시 발생되는 폐수의 높은 pH 농도에 의한 수질오염 문제점을 분석하고 해결방안을 제시하였다. 워터젯으로 콘크리트 제거시 발생되는 원폐수의 성상은 pH 12.53이며 최종방류수의 성상은 pH 12.45로 분석되었다. 저류조의 용량은 체류시간 10분, 용적(V) 1.4 m3, 수위 1.0 m이며, 원형 저류조의 경우, 높이(H), 면적(A)은 각각 1.0 m, 1.4 m2로 설계하였다. pH 중화조는 회분식(batch type)과 연속식(continuous type)으로 고려했다. 회분식의 경우 pH 12.5, 폐수량 1.4 m3일 때 황산(70%)의 필요양은 2.05 l이며, 연속식의 황산주입속도는 0.17 l/min이었다. 작업시간에 대하여 pH 변화에 따른 중화제 소요량은 85% 인산, 75% 인산, 95% 황산, 70% 황산, 68% 질산, 60% 질산, 35% 염산의 순으로, 염산이 가장 많은 양이 소비되는 것으로 나타났다. pH에 따라서 소요되는 약품의 양은 차이가 있지만 pH 12.5를 기준으로 할 때 가장 효과적인 것은 85% 인산, 95% 황산으로 나타났다. 소요비용은 실험용 약품을 사용하는 것보다 공업용 약품을 사용하는 것이 더 경제적인 것을 알 수 있었으며 공업용 95% 황산이 가장 경제적이었다. 워터젯 공법 이용시 발생되는 콘크리트 폐수의 높은 pH를 안전하게 중화함으로써 수질오염 문제를 저감할 수 있을 것으로 판단된다.2007년 5월 16일 접수, 2007년 8월 20일 채택1) (주)건우기술2) 서울대학교 공과대학 에너지시스템공학부3) 서울대학교 공과대학 에너지시스템공학부*Corresponding Author(김정규)E-mail; [e-mail]; School of Civil, Urban and Geosystem Eng. Seoul National University San 56-1, Shilim-Dong, Kwanak-Gu, Seoul 151-742, Korea

참고문헌 (Reference)

1 "폐수처리를 위한 pH 중화 공정의 쌍일차 모델을 이용한 적응 예측제어" 21 (21): 1797-1807, 1999

2 "콘크리트 재생 잔골재의 총 알카리도 측정 방법" 대한환경공학회 전북대학교 1395-1399, 2004

3 "Water Jet을 이용한 노면공사 시 발생하는 콘크리트 폐수 처리방안 연구" 122-125, 2005

4 "Industrial Water Pollution Control third Ed McGraw Hill Series in Water Resources and Environmental Engineering" McGraw Hill Press 87-93, 2003