KR0146418B1 - 제염 공정 폐기물을 이용한 산업 폐수 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업폐기물로 분류되어 톤 당 고가의 처리비용이 소요되는 제염공정 폐기물인 폐석고를 이용하여 산업 폐수 처리 방법에 관한 것으로써, 제염공정 폐기물인 기계염, 천일염 등의 제염공정에서 발생한 석고나 이를 탈 소금하거나 건조시킨 석고를 간수와 혼합하여 슬러리화한 석고와 이를 건조시킨 석고를 가성소다, 생석회, 소석회, 시멘트, 슬래그 등 알칼리제를 단독이나 병행 사용하여 pH=10이상으로 유지한 산업 폐수에(원 폐수의 pH가 H 이상일 경우는 가성소다, 생석회, 소석회, 시멘트, 슬래그 등 알칼리제를 사용하지 않을 수 있음)주입하여(폐수 성상에 따라 응집효과를 높이기 위하여 폐수에 소다회, 탄산암모늄 등 카보네이트 화합물을 적당량 넣을 수 있음)이 용액을 수 분 동안 교반한 후 응집 침전 시키거나 침전 용액을 여과시켜 색도, 총 인, 총 질소, 탁도, 부유 고형물, 유기물 등을 저감하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

제염 공정 폐기물을 이용한 산업 폐수 처리 방법

본 발명의 목적은 산업폐기물로 분류되어 톤 당 고가의 처리비용이 소요되는 제염공정 폐기물인 폐석고를 이용하여 산업 폐수 처리를 위한 것이다.

산업폐수란 구체적으로 방적 폐수, 염색 폐수, 염료 폐수, 피혁 폐수, 인쇄 폐수, 제지 폐수, 식품 폐수, 펄프 폐수, 화학 폐수, 정유 폐수, 하수종말 처리장 폐수 등을 말한다.

산업폐수를 처리하는데 있어 화학적 응집 처리 공정은 폐수 중의 부유고형물질, 유기 물질, 색도, 인 화합물, 질소 화합물 등을 제거하기 위해서 반드시 거쳐야 하는 중요한 공정이다.

기존의 화학 응집처리 공정은 주로 철염이나 황산 반토를 주로 사용하여 왔지만 색도 제거나 유기물질, 부유 고형물, 인 화합물, 질소 화합물 제거에 있어 다소 미흡하였고 처리제 비용은 폐수처리 업체의 큰 부담이 되어 왔다.

또한, 소금 제조공정에서 발생한 폐석고는 산업폐기물로 분류되어 처리비용이 톤당, 62,000원 가량 소요되어 제조원가 상승의 큰 부담이 되고 있다.

그리고 이미 알려진 일본공개특허 소 52-89243호는 인화합물 함유 폐수중 인화합물 제거를 목적으로 하고 있으나 본 발명은 인화합물 함유에 관계없이 폐수중 색도, 부유물질, COD등을 제거함을 목적으로 한다.

또한, 발명의 구성에 있어서도 선행기술은 폐수에 석고를 첨가하여 pH에 관계없이 인을 제거하나 본 발명은 폐수에 제염공정 폐기물인 폐석고를 주입하고 알칼리제로 pH를 10이상으로 유지하여 색도, 부유물질, 탁도, COD등을 제거하도록 구성되어 있다.

작용원리를 살펴볼 때 선행기술에서는 석고의 칼슘이온과 인 이온이 반응하여 인산칼슘이 생성되어 인을 제거하나 본 발명은 폐석고에 함유된 마그네슘이 pH 10이상에서 수산화마그네슘으로 변하고 석고가 폐수속의 탄산이온, 규산이온등과 반응하여 용해도가 작은 탄산칼슘, 규산칼슘등 칼슘화합물을 생성하여 이들 수산화 마그네슘과 칼슘화합물이 전기적으로 안정을 이룬 거대 망구조의 응집채 형성하여 색도, 부유물질, COD등을 처리한다. 또한, 탄산칼슘 생성을 유도하기 위하여 의도적으로 소다회, 탄산암모늄 등 카보네이트화합물을 주입하기도 한다.

따라서 본 발명은 선행기술과는 작용원리면에서도 다르며 효과면에서도 선행기술이 인만 제거 가능한데 비하여 본 발명은 색도, 부유물질, COD, 인 화합물 등도 제거 가능하다.

도1에 선행기술과 본 발명의 방법으로 염색폐수를 처리한 사진을 나타내었는데 보는 바와같이 선행기술은 색도 등이 처리가 안되었으나 본 발명으로는 양호하게 처리가 되었다.

선행기술과 본 발명과의 차이점은 별표1에 나타내었다.

본 발명이 이루고자하는 기술적과제는 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 천일염 기계염등 소금 제조공정의 폐기물인 폐석고(조성 예;칼슘 화합물61%, 마그네슘 화합물 15%, 염화칼륨 7%, 염화나트륨 14%등)를 이용하여 염색폐수에서 문제가 되고 있는 색도 제거는 물론 부영양화의 원인이 되는 총 인, 총 질소를 제거하고, 폐수중의 부유 고형물과 유기물질도 경제적으로 제거하는 것이다.

도1은 종래기술과 본 발명과의 방법으로 폐수처리한 결과사진(첨부)

본 발명은 제염공정 폐석고 주입시 함유된 다가의 양이온 즉 칼슘이온, 마그네슘 이온등이 폐수 중 표면이 음이온으로 대전된 콜로이드 표면의 제타 전위를 저하시켜 응집 침전이 일어나 색소 화합물 및 유기물질, 인 화합물, 질소 화합물이 제거되는 현상과 칼슘과 마그네슘이 수산화물로 바뀌어 침전될 때 색소 화합물 및 유기물질인 화합물, 질소 화합물을 흡착 제거하는 현상을 이용한 방법이다. 또한, 화학 반응에 의해서도 인 화합물, 질소 화합물 등이 제거된다고 사료된다.

본 방법은 이 원리를 적절하게 조화시키고 침강성과 탈수성을 우수하게 하며경제적으로 산업폐수를 처리할 수 있는 시멘트(조성예;SiO2 22.2%, CaO 65.4%등)혹은 생석회, 소석회, 가성소다 등의 알칼리제를 단독 혹은 병행사용에도 특징이 있다.

따라서, 본 발명은 산업 폐수를 처리하는 방법에 있어서, 제염공정 폐기물인 기계염, 천일염등의 제염공정에서 발생한 석고나 이를 탈 소금하거나 건조시킨 석고를 간수와 혼합하여 슬러리화한 석고와 이를 건조시킨 가성소다, 생석회, 소석회, 시멘트, 슬래그 등 알카리제를 단독이나 병행 사용하여 pH=10이상으로 유지한 산업 폐수에(원 폐수의 pH가 11이상일 경우는 가성소다, 생석회, 소석회, 시멘트, 슬래그등 알칼리제를 사용하지 않을 수 있음) 주입하여(폐수성상에 따라 응집효과를 높이기 위하여 폐수에 소다회, 탄산암모늄등 카보네이트 화합물을 적당량 넣을 수 있음)이 용액을 수 분 동안 교반한 후 응집 침전시키거나 침전 용액을 여과시켜 색도, 총 인, 총 질소, 탁도, 부유 고형물, 유기물 등을 저감하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 관한 실제 폐액의 처리효율을 측정하기 위해 실 산업 현장에서 채취된 폐수를 사용하였으며 시료 분석은 색도 측정의 경우 표준방법(Standard Methods)204B에 따라 측정하여 최대 흡광도를 나타내는 특정 흡수 피크의 파장에서 흡광도(Absorbance)를 측정하였고, 화학적 산소요구량(Chemical Oxyge Demand ; COD)측정은 표준 방법 508 C에 따라 분광 광도계(HACH 사, DR-2000)를 사용 분석하였으며, 총 인 분석은 표준 방법 424F의 아스코르빈산법에 따라 분석하였고 총 질소 분석은 표준 방법 420B의 세미마이크로 킬달법(Semi-Micro-Kjeldahl Method)에 따라 분석하였다.

본 발명에 적용되는 폐석고란 소금제조 공정에서 발생하는 폐기물로서 다음의 것을 말한다.

1.천일염, 기계염의 제염공정에서 발생한 석고나 이를 탈소금하거나 건조시킨 석고

2.상기 1항의 석고를 간수와 혼합하여 슬러리화한 석고와 이를 건조시킨 석고

이하 본 발명의 처리 방법을 그 공정순서에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예]

1. 실험 대상 산업 폐수를 생석회, 소석회, 가성소다, 시멘트, 슬래그 등 알카리제를 단독 혹은 병행하여 사용 pH=10이상으로 유지한다.

원폐수의 pH가 11이상일 경우는 생석회, 소석회, 가성소다, 시멘트, 슬래그 등 알칼리제를 사용하지 않을 수 있다.

2. 상기 1항의 용액에 폐석고를 폐수의 특성에 따라 리터당 3-10그램 정도 넣는다. 폐수 성상에 따라 응집효과를 높이기 위하여 폐수에 소다회, 탄산암모늄등 카보네이트 화합물을 적당량 넣는다.

3. 그후 상기2항의 용액을 수분동안 교반한 후 교반을 중지하면 응집이 일어나 침전된다.

4. 일반적으로 침전 및 탈수 속도는 빠르나 침전 및 탈수 속도를 증가시키기위하여 고분자 물질을 사용할 수도 있다.

본 발명에 의한 산업 폐수 처리의 구체적인 실시 예는 다음과 같다.

[실시예1]

방적공장 폐수처리 예로서, 실험대상 방적공장 원폐수는 암갈색을 나타내었고 색도는 원수와 처리수 모두 흡광도가 최대인 383nm에서 측정한 흡광도로 나타내었으며 흡광도는 4.5, 화학적 산소 요구량(COD)은 1,000ppm이다.

pH12.8인 원폐수 1리터에 폐석고 5 그램을 주입하고 가성소다로 pH12까지 맞추어 5분간 교반 후 30분 동안 침전시켜 상등액을 채취 분석하였다. 상등액의 흡광도는 0.16이였고 화학적 산소 요구량은 390ppm으로 양호하게 처리되었다.

[실시예2]

염색공단 공동 폐수처리장의 폐수처리 예로서, 실험대상 방적공장 원폐수는 암록색을 나타내었고 색도는 원수와 처리수 모두의 흡광도가 최대인 330nm에서 측정한 흡광도로 나타내었으며 흡확도는 2.7, 화학적 산소 요구량은 2,320ppm이다. pH11.7인 원폐수 1리터에 폐석고 5그램을 주입하고 가성소다로 pH12까지 맞추어 5분간 교반후 30분동안 침전시켜 상등액을 채취 분석하였다.

상등액의 흡광도는 0.15이었고, 화학적 산소 요구량은 1,790ppm으로 양호하게 처리 되었다.

[실시예3]

피혁공장 1의 폐수처리 예로서, 실험대상 피혁 공장 원폐수는 술피드(Sulfide)농도 30ppm이고 화학적 산소 요구량은 2,020ppm이었다. pH 8.9인 원폐수 1리터에 폐석고 5그램을 주입하고 소다회를 적정량 주입한 후 가성소다로 pH 12 까지 맞추어 5분간 교반후 30분 동안 침전시켜 상등액을 채취 분석하였다. 상등액의 화학적 산소요구량은 730ppm으로 양호하게 처리되었다.

[실시예4]

제지공장 폐수처리 예로서, 본 발명의 실험에서는 화학적 산소 요구량 600ppm이고 pH6.9인 원폐수 1리터에 폐석고 5그램을 주입하고 소다회를 적정량 주입한 후 소석회로 pH12.0까지 맞추어 10분간 교반후 30분 동안 침전시켜 상등액을 채취 분석하였다. 상등액의 화학적 산소요구량은 295ppm으로 양호하게 처리되었다.

[실시예5]

인쇄공장 폐수처리 예로서, 본 발명의 실험에서는 화학적 산소 요구량 2,490ppm이고 pH12인 원폐수 1리터에 폐석고 5그램을 주입하고 소다회를 적정량 주입한 후 가성소다로 pH 12.5까지 맞 추어 5분간 교반후 30분 동안 침전시켜 상등액을 채취 분석하였다. 상등액의 화학적 산소요구량은 350ppm으로 양호하게 처리되었다.

[실시예6]

하수종말처리장 폐수 처리 예로서, 본 발명의 실험에서는 총 인 20ppm, 총 질소 78ppm, 화학적 산소요구량 6900ppm, pH 7.3인 폐수 1리터에 폐석고 5그램을 주입하고 가성소다로 pH11 까지 맞추어 10분간 교반후 30분 동안 침전시켜 상등액을 채취 분석하였다. 상등액의 총인 2.8ppm, 총 질소 35ppm,화학적 산소 요구량 340ppm으로 양호하게 처리되었다.

이와같은 본 발명에 의한 산업 폐수 처리는 색도가 문제가 되고 있는 방적 폐수, 염색 폐수, 염료 폐수, 인쇄 폐수, 제지 폐수등 뿐만 아니라 피혁 폐수, 식품 폐수, 펄프 폐수, 화학 폐수, 정유 폐수, 광산 폐수, 하수종말 처리장 폐수증 까지도 처리할 수 있고, 사기에서 열거한 폐수 중의 총 인, 총 질소 화합물도 효과적으로 처리할 수 있다.

또한, 본 발명은 산업폐기물로 분류되어 고가의 처리비용이 소요되는 제염공정 폐기물인 폐석고를 이용하여 산업 폐수를 처리할 수 있어 폐자원 재활용을 통한 자원절약 및 처리비용 절감, 폐기물의 상품화 측면 뿐만 아니라 다양한 산업 폐수 처리에 경제적, 기술적 측면에 있어서도 실효성 있게 응용될 수 있으며 환경 오염 문제에 있어서도 그 활용의 효과가 기대되는 것이다.

Claims (1)

1. 제염공정 폐기물인 기계염, 천일염 등의 제염공정에서 발생한 석고를 이용하여 산업 폐수를 처리하는 방법에 있어서, 제염공정에서 발생한 석고나 이를 간수와 혼합하여 슬러리화한 석고, 슬러리석고를 건조시킨 석고를 가성소다, 생석회, 소석회, 시멘트, 슬래그등 알카리제를 단독이나 병행 사용하여 pH=10이상으로 유지한 산업 폐수 1리터당 3그램에서 10그램 주입하여 이 용액을 수분 동안 교반한 후 응집 침전 시키거나 침전 용액을 여과시키고, 또 원폐수의 pH가 11이상일 경우는 가성소다, 생석회, 소석회, 시멘트, 슬래그 등 알칼리제를 사용하지 않을 수 있으며, 폐수 성상에 따라 응집효과를 높이기 위하여 폐수에 소다회, 탄산암모늄 등 카보네이트 화합물을 첨가하는 방법으로서 색도, 총 인, 총 질소, 탁도, 부유 고형물, 유기물 등을 저감하는 것을 특징으로 하는 제염공정 폐기물을 이용한 산업폐수 처리 방법.