KR19980083856A - 전기투석과 역삼투막에 의한 산폐수의 재이용 방법 및 그 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산폐수의 재이용 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 산폐수의 재이용 방법은, 염기성 용액을 사용하여 산폐수의 pH를 조정하는 단계; 정밀여과기를 사용하여 상기 단계에서 pH가 조정된 산폐수에 포함된 고형물을 제거하는 단계; 활성탄에 의한 흡착에 의하여 상기 단계에서 고형물이 제거된 처리수의 용존유기물을 흡착하는 단계; 전기투석으로 상기 흡착단계를 거친 처리수로부터 불소이온, 기타 용존염을 제거하는 단계; 및 역삼투막을 이용하여 상기 단계에서 전기투석에 의하여 제거되지 않은 용존염과 유기물을 제거하여 용존염 등이 포함된 농축수는 재처리를 위하여 순환시키고, 공업용수로서 재이용이 가능한 배출수를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 산폐수 재이용 장치는, 염기성 용액을 사용하여 산폐수의 pH를 조정하는 pH조정기; pH가 조정된 산폐수에 포함된 고형물을 제거하는 제1정밀여과기; 상기 제1정밀여과기에 의하여 고형물이 제거된 처리수의 용존유기물을 흡착하는 활성탄흡착기; 상기 활성탄흡착기를 거친 처리수로부터 불소이온, 기타 용존염을 제거하는 전기투석기; 및 상기 전기투석기에 의하여 제거되지 않은 용존염과 유기물을 제거하여 용존염 등이 포함된 농축수는 재처리를 위하여 순환시키고, 공업용수로서 재이용이 가능한 배출수를 배출하는 역삼투기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전기투석과 역삼투막에 의한 산폐수의 재이용 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히 불산을 포함하는 산을 사용하는 산업 현장에서 발생되는 산폐수를 처리하여 유해물질 및 폐기물 배출을 최소화함과 아울러 처리수를 공업용수 대용으로 사용할 수 있는 산폐수의 재이용 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
산폐수에 포함된 불소 이온은 독성이 있는 것으로 밝혀져 수중에 3㎎/ℓ 이상 포함되어 있으면 수중 생태계에 영향을 미치고, 인체에 들어가면 위와 장, 순환계 및 신경계에 이상을 나타내며 각종 질병을 일으킬 수 있다고 보고되어 있다.
불산은 전자 및 항공산업에서 표면처리, 세정 및 식각 공정에서 사용되고, 이러한 각 공정에서 발생되는 불산을 포함한 산폐수는 응집, 침전, 여과 또는 흡착에 의하여 용존 불산을 고형화하여 침전시킨후 방류하거나 여과후 방류 또는 불소이온을 선택적으로 흡착하는 흡착제를 이용하여 흡착 후 방류하고 있다.
응집, 침전법에 의한 처리 방법은 현재의 법정 방류수 수질 기준은 만족시킬 수 있으나, 처리수에 포함된 불소 이온의 농도가 높아서 중·소 하천에 많은 양의 폐수가 방류될 때 오염의 부하율이 증대되어 농작물 및 어류에 피해를 입힐 수 있다.
흡착제를 이용하여 흡착 후 방류하는 방법은 처리수의 불소 이온 농도를 감소시킬 수는 있으나 흡착을 위한 별도의 설비가 필요하고 재생을 위한 많은 화학약품이 주기적으로 필요할 뿐만 아니라, 알루미늄 이온과 같은 방해 물질이 있는 경우 흡착 용량이 저하되는 단점이 있다. 또한, 흡착제를 이용하는 방법은 폐수 중 불소 이온의 농도가 높은 경우 장치의 규모가 커지고 화학약품의 재생 빈도가 높으며, 재생 폐수를 처리하기 위한 별도의 시설을 필요로 한다.
또한, 종래의 불산 폐수 처리 방법은 불산 폐수 처리에 사용된 칼슘염에 의하여 처리수에 다량의 칼슘 이온이 존재하여 중수로 재이용시 관부식 등을 유발하며 그밖에 무기염, 유기염, 탁도성분 등이 제거되지 않아서 공정수로서 재이용이 불가능하다.
본 발명의 목적은 상기한 종래 방법들의 단점을 제거하기 위한 것으로서, 처리 효율이 높고, 화학약품 사용을 절감시켜서 슬러지 발생량을 감소시키며 비교적 간단한 설비를 사용하여 공업용수로서 재이용이 가능한 처리수를 생산할 수 있도록 하는 불산을 포함하는 산폐수의 재이용 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.
도1은 본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 의한 산폐수의 재이용 방법 및 그 장치를 설명하는 공정도.
* 도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 저수조20 : pH 조정기
30 : 제1정밀여과기40 : 활성탄흡착기
50 : 전기투석기60 : 역삼투기
70 : 응집반응조80 : 제2정밀여과기
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 산폐수의 재이용 방법은, 염기성 용액을 사용하여 산폐수의 pH를 조정하는 단계; 정밀여과기를 사용하여 상기 단계에서 pH가 조정된 산폐수에 포함된 고형물을 제거하는 단계; 활성탄에 의한 흡착에 의하여 상기 단계에서 고형물이 제거된 처리수의 용존유기물을 흡착하는 단계; 전기투석으로 상기 흡착단계를 거친 처리수로부터 불소이온, 기타 용존염을 제거하는 단계; 및 역삼투막을 이용하여 상기 단계에서 전기투석에 의하여 제거되지 않은 용존염과 유기물을 제거하여 용존염 등이 포함된 농축수는 재처리를 위하여 순환시키고, 공업용수로서 재이용이 가능한 배출수를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명에 의한 산폐수 이용방법에서 상기 pH를 조정하는 단계는 산폐수의 pH를 5.5 내지 7.5로 조정하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명에 의한 산폐수 이용방법의 pH를 조정하는 단계에서 사용되는 알칼리 용액은 NaOH 수용액인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 산폐수 재이용 장치는, 염기성 용액을 사용하여 산폐수의 pH를 조정하는 pH조정기; pH가 조정된 산폐수에 포함된 고형물을 제거하는 제1정밀여과기; 상기 제1정밀여과기에 의하여 고형물이 제거된 처리수의 용존유기물을 흡착하는 활성탄흡착기; 상기 활성탄흡착기를 거친 처리수로부터 불소이온, 기타 용존염을 제거하는 전기투석기; 및 상기 전기투석기에 의하여 제거되지 않은 용존염과 유기물을 제거하여 용존염 등이 포함된 농축수는 재처리를 위하여 순환시키고, 공업용수로서 재이용이 가능한 배출수를 배출하는 역삼투기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명에 의한 산폐수의 재이용 장치는 또한, 상기 제1정밀여과기로부터 배출되는 고형물과 상기 전기투석기로부터 배출되는 불소이온, 기타 용존염 을 포함하는 농축수를 고형화 및 조대화시키는 응집반응조; 및 상기 응집반응조로부터 배출되는 응집된 고형물을 탈수하고 여액을 방류하는 제2정밀여과기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 산폐수 재이용 방법 및 그 장치를 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 의한 산폐수의 재이용 방법 및 그 장치를 설명하는 공정도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 일실시예에 의한 산폐수의 재이용 장치는 염기성 용액을 사용하여 산폐수의 pH를 조정하는 pH조정기(20); pH가 조정된 산폐수에 포함된 고형물을 제거하는 제1정밀여과기(30); 상기 제1정밀여과기(30)에 의하여 고형물이 제거된 처리수의 용존유기물을 흡착하는 활성탄흡착기(40); 상기 활성탄흡착기(40)를 거친 처리수로부터 불소이온, 기타 용존염을 제거하는 전기투석기(50); 상기 전기투석기(50)에 의하여 제거되지 않은 용존염과 유기물을 제거하여 용존염 등이 포함된 농축수는 재처리를 위하여 순환시키고, 공업용수로서 재이용이 가능한 배출수를 배출하는 역삼투기(60); 상기 제1정밀여과기(30)로부터 배출되는 고형물과 상기 전기투석기(50)로부터 배출되는 불소이온, 기타 용존염 및 잔류유기물을 포함하는 농축수를 고형화 및 조대화시키는 응집반응조(70); 및 상기 응집반응조(70)로부터 배출되는 응집된 고형물을 탈수하고 여액을 방류하는 제2정밀여과기(80)로 구성되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 산폐수의 재이용 장치의 동작을 설명한다.
저수조(10)로 유입되는 산폐수는 pH조정기(20)에서 알칼리 용액에 의하여 pH가 조정된다. 사용되는 알칼리 용액으로는 NaOH 수용액이 바람직하고, 산폐수의 pH는 5.5 내지 7.5로 조정되는 것이 바람직하다.
제1정밀여과기(30)에서는 pH조정기(20)를 거친 산폐수에 포함되어 있는 고형물을 제거한다. 제1정밀여과기(30)를 거친 산폐수의 처리액은 활성탄흡착기(40)로 유입되고, 제1정밀여과기(30)에 의하여 걸러진 고형물은 응집반응조(70)로 유입된다.
활성탄흡착기(40)에서는 제1정밀여과기(30)를 거친 산폐수의 처리액으로부터 용존유기물들을 활성탄에 흡착하여 제거한다. 활성탄흡착기(40)의 체류시간은 7분 내지 20분이 바람직하다.
전기투석기(50)는 상기 활성탄흡착기(40)에 의하여 처리된 산폐수에 포함되어 있는 불소 성분 및 용존염 등을 이온교환막을 사용하여 분리 제거하여, 용존염이 제거된 처리수는 역삼투기(60)로 배출하고, 용존염이 농축된 농축수는 응집반응조(70)로 배출한다.
역삼투기(60)는 반투과막을 이용하여 전기투석기(50)에 의하여 제거되지 않은 용존 유기물 및 용존염을 분리제거하여 그 결과, 공업용수 수준 이상의 양질의 재이용수를 배출하고, 반투과막에 의하여 제거되어 농축된 용존 유기물 및 염을 포함하는 농축수는 저수조(10)로 재순환시킨다.
응집반응조(70)는 상기 제1정밀여과기(30)로부터 배출되는 고형물과 상기 전기투석기(50)로부터 배출되는 불소이온, 기타 용존염 및 잔류유기물을 포함하는 농축수를 고형화 및 조대화시킨다.
제2정밀여과기(80)는 상기 응집반응조(70)로부터 배출되는 응집된 고형물을 탈수하고 여액을 방류한다.
본 발명에 의한 산폐수 재이용 방법 및 그 장치에 의하여 배출되는 재이용수는 공업 용수보다 탁도, 용존염의 농도가 낮은 양질의 재이용수로 순순 장치에 이용시 재생기간을 연장시킬 수 있으며, 냉각탑에 적용시 농축비를 높여서 냉각수의 배출량을 절감시킬 수 있다. 또한, 상기 재이용수는 탁도가 1NTU이하로 여과없이 공업 용수로서 사용할 수 있으므로 여과 장치에 따른 초기 투자비 및 운전비의 투자없이 용수를 공급할 수 있는 장점이 있다.
Claims (5)
- 산폐수의 재이용 방법에 있어서,염기성 용액을 사용하여 산폐수의 pH를 조정하는 단계;정밀여과기를 사용하여 상기 단계에서 pH가 조정된 산폐수에 포함된 고형물을 제거하는 단계;활성탄에 의한 흡착에 의하여 상기 단계에서 고형물이 제거된 처리수의 용존유기물을 흡착하는 단계;전기투석으로 상기 흡착단계를 거친 처리수로부터 불소이온, 기타 용존염을 제거하는 단계; 및역삼투막을 이용하여 상기 단계에서 전기투석에 의하여 제거되지 않은 용존염과 유기물을 제거하여 용존염 등이 포함된 농축수는 재처리를 위하여 순환시키고, 공업용수로서 재이용이 가능한 배출수를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산폐수의 재이용 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 pH를 조정하는 단계는 산폐수의 pH를 5.5 내지 7.5로 조정하는 것을 특징으로 하는 산폐수의 재이용 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 pH를 조정하는 단계에서 사용되는 알칼리 용액은 NaOH 수용액인 것을 특징으로 하는 산폐수의 재이용 방법.
- 산폐수 재이용 장치에 있어서,염기성 용액을 사용하여 산폐수의 pH를 조정하는 pH조정기;pH가 조정된 산폐수에 포함된 고형물을 제거하는 제1정밀여과기;상기 제1정밀여과기에 의하여 고형물이 제거된 처리수의 용존유기물을 흡착하는 활성탄흡착기;상기 활성탄흡착기를 거친 처리수로부터 불소이온, 기타 용존염을 제거하는 전기투석기; 및상기 전기투석기에 의하여 제거되지 않은 용존염과 유기물을 제거하여 용존염 등이 포함된 농축수는 재처리를 위하여 순환시키고, 공업용수로서 재이용이 가능한 배출수를 배출하는 역삼투기를 포함하는 것을 특징으로 하는 산폐수 재이용 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 산폐수의 재이용 장치는,상기 제1정밀여과기로부터 배출되는 고형물과 상기 전기투석기로부터 배출되는 불소이온, 기타 용존염을 포함하는 농축수를 고형화 및 조대화시키는 응집반응조; 및상기 응집반응조로부터 배출되는 응집된 고형물을 탈수하고 여액을 방류하는 제2정밀여과기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산폐수 재이용 장치.
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Legal Events
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| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 19990323 Patent event code: PE09021S01D |
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| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 19990720 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 19990323 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |