KR0162157B1 - 역삼투막 시스템을 이용한 화학 폐수의 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학 폐수, 예를 들어 에폭시 수지 폐수, 농약 폐수 및 염료 폐수에 함유되어 있는 독성 및 난분해성 물질을 안정적으로 처리하고 처리된 폐수를 재활용 하기 위한 역삼투막 시스템을 이용하여 폐수를 처리하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에서의 개선점은 일반적인 화학 폐수 처리의 전처리 단계에서 폐수를 활성탄과 이온 교환 수지에 의해 연수화 시키고 고분자 응집제를 투입한 후 역세수로 주기적으로 세척을 하면서 모래 여과를 실시하고 최종적으로 폐수에 용존된 SS와 중금속 이온 성분을 제거하기 위해 역삼투막 블럭에 통과시켜서 농축수와 재활용수로 분리하는 단계를 추가로 실시하게 된다.

본 발명의 방법에 의해 처리된 폐수의 수질 목표는 COD 10 ppm 이하, TDS 100 ppm 미만으로서 이 수질 목표를 기준으로 하여 역삼투막 시스템을 구성할 경우 원수의 약 75% 정도를 회수할 수 있다.

Description

역삼투막 시스템을 이용한 화학 폐수의 처리 방법

제1도는 역삼투막 시스템을 이용하여 폐수를 처리하는 본 발명에 따른 공정의 블럭 다이어 그램이다.

본 발명은 역삼투막 시스템을 이용한 화학 폐수의 처리 방법에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 화학 폐수, 예를 들면 에폭시 수지 폐수, 농약 폐수 및 염료 폐수에 함유되어 있는 독성 및 난분해성 물질을 안정적으로 처리하고 처리된 폐수를 재활용 하기 위한 역삼투막 시스템을 이용하여 폐수를 처리하는 방법에 관한 것이다.

역삼투막 시스템은 주로 순수 처리나 해수 담수화, 식품, 제약 등에서 많이 사용되는 방법이지만 이를 폐수에 적용하는 것은 여러 가지 어려움이 있다. 그 이유는 폐수 중의 물질 중에서 역삼투막이나 다른 멤브레인(Membrane)등을 훼손시키거나 막의 효율을 떨어뜨리는 것들이 존재하기 때문이다.

그렇지만, 근래에 폐수 재활용이나 폐수의 무방류 시스템을 구축하려는 움직임이 늘고 있고, 또한 역삼투막을 응용하고 있는 실정에 있다. 용수 부족이 그 첫째 이유가 되겠고, 기업 이미지를 높이기 위한 것도 사실이다.

이에 본 발명은 화학 폐수를 처리하기 위하여 역삼투막 시스템의 사용과 막의 수명을 연장시키기 위한 전처리 공정으로 이루어진 폐수의 처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 역삼투막 시스템을 이용한 화학 폐수의 처리 방법은 화학적 또는 생물학적으로 철된 폐수를 고분자 응집제를 투입하고 가압 여과를 실시하는 단계; 상기와 동일한 고분자 응집제를 투입하고 모래 여과를 실시하는 단계; 및 5㎛ 이상의 미세 입자를 제거하기 위해 마이크로 여과 멤브레인을 통과시키는 단계 전후로 스케일 방지제인 SHMP와 살균 및 고분자 멤브레인을 보호하기 위한 NaOCl 및 SBS를 투입하는 단계로 이루어지되 상기 가압 여과를 실시한 후에 상기 처리 폐수를 활성탄과 이온 교환 수지에 의해 연수화 시키고 고분자 응집제를 투입한 후 역세수로 주기적으로 세척을 하면서 모래 여과를 실시하고 최종적으로 폐수에 용존된 SS와 중금속 이온 성분을 제거하기 위해 역삼투막 블럭을 통과시켜서 농축수와 재활용수로 분리하는 단계를 추가로 하여서 이루어지게 된다.

본 발명의 방법에 따르면, 상기 연수화 단계에서 활성탄의 재생 및 압력차를 감소시키기 위하여 주기적으로 역세수로 세척을 실시하게 된다.

또한, 본 발명에서는 상기 역세수와 역삼투막 블럭에서 농축된 브레인 활성탄으로 2차 처리를 하게 된다.

이와 같은 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 화학 폐수, 예를 들어 에폭시 수지 폐수, 농약 폐수 및 염료 폐수 등 처리 곤란한 폐수가 배출되는 공장 폐수를 함유되어 있는 독성 및 난분해성 물질을 안정적으로 처리하고 처리된 폐수를 재활용하기 위하여 역삼투막 시스템을 사용하고, 그 전처리 과정을 개선시킨 폐수 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 폐수의 처리 과정은 첨부 도면 제1도에 나타낸 바와 같이 먼저 폐수를 기존의 처리 공정에 의해 화학적 또는 생물학적으로 처리하고, 저류조(Lagoon)에서 처리된 폐수를 집수하여 COD 및 SS를 미량으로 감소시킨다.

그리고, SS를 제거하기 위해서 고분자 응집제로 이루어진 약품을 투입하고, 가압 여과를 실시한 후 역세수를 의해 여과 필터에 침착된 응집물을 주기적으로 세척한다.

본 발명의 방법에 따르면 상기 공정에서와 같이 SS가 제거된 폐수의 경로를 감소시키기 위해 활성탄으로 충전된 탑으로 폐수를 유입시켜 연수화를 실시하고 이때, 활성탄의 재생 및 압력차를 감소시키기 위해 주기적으로 역세수로 세척을 실시한다. 추가로 잔여 SS를 제거하기 위해 앞에서 실시한 바와 같이 고분자 응집제로 이루어진 약품을 투입하고 잔여 SS를 모래 필터의 재생 및 압력차 감소를 위해 역세수로 주기적으로 세척(폴리싱 여과)을 실시한다.

폴리싱 여과를 마친 페수를 일정 용량 만큼 탱크에 집수한 후, 여기에 재활용수 생산 라인 공정인 멤브레인 모듈 블럭 장치를 보호가 위해서 스케일 방지제인 SHMP와 살균 및 고분자 멤브레인 보호에 효과가 있는 NaOCl 및 SBS를 일정량 투입한다. 이어서 5㎛ 이상의 미세 입자를 제거하기 위하여 마이크로 여과 멤브레인에 통과시킨 후 다시 상기한 바와 같이 SHMP, NaOCl 및 SBS를 투입하고 역삼투막 블럭에 폐수를 통과시킨다.

본 발명에 따른 역삼투막 시스템은 역삼투 멤브레인이 어레이(Array) 형태로 연결된 블럭으로서 여기에 폐수가 유입되면 용존된 SS와 중금속 등의 이온 크기의 성분 등이 제거되게 되고, 역삼투막 블럭에서 처리된 처리수를 집수하고 처리된 폐수는 재활용 되게 된다. 제1도에서 2차 처리 장치는 상기 과정에서 발생되는 역세수와 역삼투막 블럭에서 농축된 브레인(Brine) 농축수를 활성탄으로 처리하는 것으로 고농도 성분을 감소시켜 방류하거나 증발기 또는 소각로 등으로 처리하여 제거를 하게 된다.

본 발명의 방법에 의해 처리된 폐수의 수질 목표는 COD 10 ppm 이하, TDS 100 ppm 미만으로서 이 수질 목표를 기준으로 하여 역삼투막 시스템을 구성할 경우 원수의 약 75% 정도를 회수할 수 있으며, 화학 폐수가 에폭시 수지 폐수인 경우에는 나권형 모듈(Spiral Wound Module; 해수 담수용 모듈)을 적용하는 것이 바람직하며, 폐수가 농약 및 염료 폐수인 경우에는 블래키쉬 와운드 모듈(Brackish Wound Module)의 적용하는 것이 운전비 등의 절감 효과를 기대할 수 있다.

한편, 역삼투막 시스템에서 발생하는 농축 폐수는 재처리를 해 주어야 하는데 이를 위해서는 첫째, 에폭시, 농약 폐수만을 역삼투막 시스템을 재활용할 경우에는 농축수를 염료 폐수 처리수와 혼합 방류 또는 활성탄 처리 등의 방법이 적당하고, 둘째, 에폭시, 농약, 염료, 폐수 전체를 역삼투막 시스템으로 재활용할 경우에는 농축수를 역삼투막으로 재처리하여 60%를 회수하여 전단의 역삼투막 시스템으로 반송하고, 재농축수는 활성탄 또는 증발 농축법으로 처리하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같으며, 다음의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

[실시예]

다음 표 1에 나타낸 바와 같은 조성을 갖는 화학 폐수를 제1도에 나타낸 바와 같은 본 발명에 따른 처리 방법과 다음 표 2에 나타낸 각 공정별 조건에 따라 재활용수 수질 목표를 200㎲/㎝ 이하(TDS 100 이하), 화학적 산소 요구량 10 ppm이하, 현탁 부유 물질 10 ppm 이하, 회수율 75% 이상으로 폐수를 처리한 결과를 다음 표 4 내지 표 6에 표시하였다.

본 실시예에서 사용하는 폐수는 기존의 화학적 또는 생물학적 처리 공정으로 처리된 폐수이며, 재활용에 적용된 역삼투압 멤브레인 파일로트는 캐비넷 형태 내부에 시스템을 장착한 것으로 연속식 테스트를 위한 현장 테스트용이다. 그리고 파일로트에 대한 제원은 다음 표3과 같으며, 본 실시예에서 사용하는 멤브레인 모듈은 필름텍(FILMTEC)사의 나권형 타입 모듈이다.

이상과 같은 본 발명을 구체적인 실시예와 관련하여 설명하였으나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 당해 분야에 통상적인 지식을 가진 자에 의해 변경, 변형 및 수정은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해하여야 한다.

Claims (4)

1. 화학적 또는 생물학적으로 처리된 폐수를 고분자 응집제를 투입하고 가압 여과를 실시하는 단계; 상기와 동일한 고분자 응집제를 투입하고 모래 여과를 실시하는 단계; 및 5㎛ 이상의 미세 입자를 제거하기 위해 마이크로 여과 멤브레인을 통과시키는 단계 전후로 스케일 방지제인 SHMP와 살균 및 고분자 멤브레인을 보호하기 위한 NaOCl 및 SBS를 투입하는 단계로 이루어지는 화학 폐수의 처리 방법에 있어서, 상기 가압 여과를 실시한 후에 상기 처리를 활성탄과 이온 교환 수지에 의해 연수화 시키고 고분자 응집제를 투입한 후 역세수로 주기적으로 세척을 하면서 모래 여과를 실시하고 최종적으로 폐수에 용전된 SS와 중금속 이온 성분을 제거하기 위해 역삼투막 블럭에 통과시켜서 농축수와 재활용수로 분리하는 단계를 추가로 하여서 이루어지는 것을 특징으로 역삼투막 시스템을 이용한 화학 폐수의 처리 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 연수화 단계에서 활성탄의 재생 및 압력차를 감소시키기 위하여 주기적으로 역세수로 세척을 실시하는 것을 특징으로 하는 역삼투막 시스템을 이용한 화학 폐수의 처리 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 역삼투막 블럭은 역삼투막이 어레이 형태로 연결되어 있는 블럭인 것을 사용하여서 됨을 특징으로 하는 역삼투막 시스템을 이용한 화학 폐수의 처리 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 역세수와 역삼투막 블럭에서 농축된 브레인을 활성탄으로 2차 처리하여서 됨을 특징으로 하는 역삼투막 시스템을 이용한 화학 폐수의 처리 방법.