KR0163615B1 - 목질 수지를 함유하는 폐수 또는 가공 처리수의 정제 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응결제로서 응집 온도가 35 내지 80℃인 수용성 및 비이온성의 셀룰로오즈 에테르 및 고분자량의 폴리에틸렌 산화물을 첨가하여, 펄프산업으로 부터의 목재-수지-함유 가공 처리수 또는 폐수를 정제하는 방법에 관한 것으로서, 상기 고분자량의 폴리에틸렌 산화물 및 비이온성 셀룰로오즈 에테르의 첨가량은 각각 물 1ℓ당 2 내지 20mg 및 5 내지 30mg인 것이 바람직하다.

Description

목질 수지를 함유하는 폐수 또는 가공 처리수의 정제 방법

본 발명은 응집제로서 고분자량의 폴리에틸렌 산화물, 및 수용성이며 비이온성인 셀룰로오즈 에테르를 첨가하여, 목(木)질 수지를 함유하는 폐수 또는 가공처리수를 정제하는 방법에 관한 것이다.

펄프 제조시, 펄프를 세척하는 단계는 수지, 헤미셀룰로오즈, 리그닌 및 미세한 입자와 같은 다수의 비바람직한 물질 및 생성물을 함유하는 폐수 및 가공 처리수를 산출한다. 이러한 가공 처리수 및 폐수는, 그 중에서도 특히 물에 대한 수용성이 강한 물질에 방사하는 경우, 산소 소모율이 높으며, 또한 펄프를 탈색시킨다. 따라서, 이들 물질 및 생성물의 함량을 가능한 한 최대로 감소시켜야만 하는 필요성이 강하게 요구되고 있다.

통상적으로, 캐나다 특허 제 1,004,782호에는 고분자량 폴리에틸렌 산화물 및 페놀포름알데히드 수지를 상기 펄프 산업으로부터의 폐수에 첨가하여, 상기 응집에 의한 비바람직한 생성물을 제거하는 방법이 개시되어 있다. 스웨덴 특허 공보 제 454,507호에도 이와 유사한 방법이 개시되어 있는데, 상기 특허에 의하면, 고분자량 폴리에틸렌 산화물 및 페놀포름알데히드 수지외에도, 또한 양이온성 전분 또는 셀룰로오즈 유도체가 첨가된다.

그러나, 고분자량 폴리에틸렌 산화물을 소량 사용하여, 목질-수지-함유 가공처리수 또는 폐수를 효과적으로 정제하는 것은 어려운 것으로 공지되어 있다. 그러나, 상기 고분자량 폴리에틸렌 산화물의 양은 감소시키는 것이 바람직한데, 그 이유는 이 산화물이 제조하기 어렵고, 따라서 비용이 매우 많이 들며, 또한 소량 사용하는 경우가 상기 수지가 풍부한 가공 처리수 또는 폐수의 정제 정도를 향상시키기 때문이다.

오늘날, 펄프 산업으로부터의 목질-수지-함유 가공 처리수 또는 폐수를 상당히 효과적으로 정제하는 방법은 응집제로서, 수용성이며 비이온성인, 바람직하게는 응집 온도가 35 내지 80℃인 셀룰로오즈 에테르, 및 고분자량의 폴리에틸렌 산화물을 첨가함으로써 수행할 수 있다. 가공 처리수 또는 폐수중의 목질 수지의 함량은 다양할 수 있다. 물 1ℓ당 0.1g의 낮은 함량에서도, 유의의 효과가 수득되는데, 상기 함량은 통상적으로 스웨덴 특허 출원 일련 번호 제 8403587-2호에 개시된 방법에 따라서 측정하는 경우, 물 1ℓ당 0.4g 이상에 해당한다. 통상적으로, 상기 함량은 물 1ℓ당 50g을 초과해서는 안된다. 기계적 펄프 제조시 산출되는 가공 처리수 또는 폐수에 대해서, 수지의 함량은 물 1ℓ당 0.7 내지 2g인 것이 바람직한 반면, 화학적 펄프(예; 설파이트 펄프) 제조시 산출되는 가공 처리수 또는 폐수의 수지 함량은 물 1ℓ당 10 내지 20g인 것이 바람직하다. 첨가되는 고급 중합체 폴리에틸렌 산화물 및 비이온성 셀룰로오즈 에테르의 양은 비바람직한 물질 및 생성물의 양 및 종류에 따라서 적합하게 조정되어야만 한다. 통상적으로, 고분자량 폴리에틸렌 산화물의 양은 물 1ℓ당 1mg 이상, 바람직하게는 물 1ℓ당 2 내지 20mg이며, 비이온성 셀룰로오즈 에테르의 양은 통상적으로 물 1ℓ당 3mg 이상, 바람직하게는 물 1ℓ당 5 내지 30mg이다. 고분자량 폴리에테르 산화물과 비이온성 셀룰로오즈 에테르간의 중량비는 통상적으로 2 : 1 내지 1 : 5이며, 바람직하게는 1 : 1 내지 1 : 4이다.

본 발명에 의한 방법은 특히 가공 처리수 또는 폐수가 상당량, 즉 10g/ℓ 이상의 목질 수지를 함유하는 경우에 우수한 정제 효과를 나타낸다. 물중의 미세 입자 형태의 고체는 상기 방법을 방해하지 않는다. 처리하고자 하는 가공 처리수 또는 폐수의 pH는 화학적 펄프(예; 설파이트 펄프 또는 설페이트 펄프)에 대해서는 1 내지 9, 바람직하게는 5 내지 6범위이며, 기계적 펄프(예; CTMP 및 TMP)에 대해서는 7 내지 9범위이다. 정제의 결과는, 정제공정시의 가공 처리수 또는 폐수의 온도가 실온 이상, 바람직하게는 35 내지 70℃인 경우에 증진된다.

본 발명에 의한 방법에 사용하기 적합한 고분자량 폴리에틸렌 산화물의 분자량은 500,000 이상, 및 가장 바람직하게는 2,000,000 이상이어야 한다. 상한치는 중요하지 않으며, 따라서 양호한 결과는 분자량이 약 6,000,000인 폴리에틸렌 산화물을 사용하는 경우에 수득된다. 기본적으로, 분자량이 커질수록, 제조시 쇄의 단축으로 인해 양호한 결과를 수득하기 어려운 것으로 판명되었다. 본 발명에 의한 폴리에틸렌 산화물은 주로 옥시에틸렌기로 구성되지만, 옥시프로필렌과 같은 기타 기들도 소량 함유할 수 있다. 옥시에틸렌기 이외의 기타 기들의 양은 폴리에틸렌 산화물이 수용성이 되도록 하기에 충분할 정도이어야만 한다.

20℃에서 물 1ℓ당 1g 이상의 양에 가용성인, 수용성이며 비이온성인 셀룰로오즈 에테르의 혼탁점은 1% 수용액중에서 35 내지 80℃인 것이 바람직하다. 상기 셀룰로오즈 에테르는 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸기와 같은 알킬기; 및 히드록시에틸, 히드록시프로필 및 히드록시부틸기와 같은 히드록시알킬기를 함유할 수 있다. 특히 바람직한 셀룰로오즈 에테르는 에틸히드록시에틸 셀룰로오즈, 프로필히드록시에틸 셀룰로오즈, 메틸히드록시에틸 셀룰로오즈 및 메틸에틸히드록시에틸 셀룰로오즈와 같은 알킬히드록시알킬 셀룰로오즈이다. 기타 적합한 셀룰로오즈 에테르로는 히드록시에틸히드록시프로필, 히드록시에틸히드록시부틸 및 히드록시프로필히드록시부틸과 같은 히드록시알킬기를 1종 이상 갖는 메틸 셀룰로오즈 및 셀룰로오즈 에테르, 및 메틸 및 에틸기를 함유하는 이들의 동등체가 있다.

본 발명의 적용에 있어서는, 고급 중합체 폴리에틸렌 산화물 및 비이온성 셀룰로오즈 에테르를 물에 적절히 용해시킨 후, 용해된 형태로 가공 처리수 또는 폐수에 첨가한다. 상기 첨가는 연속적으로 또는 배치 방식으로 수행할 수 있다. 비이온성 셀룰로오즈 에테르를 먼저 첨가한 후, 이어서 고분자량 폴리에틸렌 산화물을 첨가하는 것이 바람직한 반면, 양호한 결과는 이들을 동시에 첨가하는 경우에 수득된다. 상기 첨가물간의 첨가 시간차는 기계장치의 구성에 따라 달라지지만, 통상적으로 4 내지 20초이다. 이와 같이 요구되는 경우, 셀룰로오즈 에테르 및 고분자량 폴리에틸렌 산화물은 하나 이상의 부분에 첨가될 수 있다. 또한, 상기 2개의 응집 화약 약품은 적절히 혼합해 주어야만 한다.

응집 수지-함유 생성물의 분리는 소량의 공기 기포가 상기 응집된 물질을 표면으로 밀어 올리는 공기를 이용한 부유 선별, 즉 거품 부유 선별 또는 미량 부유 선별 방법으로 수행하는 것이 바람직하다. 이어서, 통상적인 방법으로 상기 생성된 거품을 제거한다. 또한, 침전 또는 여과로 가공 처리수 또는 폐수로 부터의 응집괴를 제거할 수도 있다.

다음에, 하기 실시예에 의거하여 본 발명을 일층 상세히 설명하고자 한다.

설파이트 펄프로부터 산출되며, ℓ당 15g의 목질 수지를 함유하는 가공처리수(pH 5.0, 온도 70℃)에, 하기 표에 제시한 응집제인 셀룰로오즈 에테르 및/또는 고분자량 폴리에틸렌 산화물을 강하게 교반하면서 첨가하였다. 응집제로서 셀룰로오즈 에테르 및 고분자량 폴리에틸렌 산화물을 사용하는 경우에는, 먼저 셀룰로오즈 에테르를 첨가하고, 이어서 약 10초 후에 폴리에틸렌 산화물을 첨가하였다. 셀룰로오즈 에테르 및/또는 폴리에틸렌 산화물을 첨가한 후, 서서히 교반하였으며, 이어서 상기 혼합물을 5분간 방치시켜 응집된 물질이 침전되도록 하였다. 상기 상청액으로부터 샘플을 회수한 후, 혼탁도 측정기를 사용하여 혼탁도를 분석하였다. 낮은 혼탁도는 콜로이드성 및 입자성 물질의 감소가 양호함을 의미한다. 하기의 결과를 수득하였다.

상기 결과는 본 발명에 의한 응집제를 사용하는 경우, 첨가된 저 함량의 고분자량 폴리에틸렌 산화물에 대한 콜로이드성 및 입자성 물질의 양을 상당히 감소시킬 수 있다는 것을 보여준다.

[실시예 2]

실시예 1의 과정을 반복하되, 물은 온도가 35℃이고 pH가 7.2이며 표백된 CTMP 펄프 제조시 산출되는 폐수였다. 와트만(Whatman) 여과지 GF/A를 사용하여 폐수를 여과한 후, 현탁된 물질 TSS-GF/A의 양을 측정한 결과, 그 값은 870mg/ℓ였다. 목질 수지의 양은 물 1ℓ당 0.9g이었다. 침전후, 상청액으로부터 샘플을 회수한 다음, 상기 TSS-GF/A에 의한 현탁된 물질을 분석하였다. 하기의 결과를 수득하였다.

상기 결과는 본 발명에 의한 응집제의 조합체가 매우 양호한 정제 효과를 제공한다는 것을 보여준다.

[실시예 3]

실시예 1의 과정을 반복하되, 목질 수지 함량이 17g/ℓ이며, 설파이트 펄프 제조시에 산출되는 가공 처리수를 정제하였다. 상기 가공 처리수의 pH는 5.6이었고, 온도는 60℃였으며, 혼탁도는 1000 NTU이었다. 하기의 결과를 수득하였다.

상기 결과는 셀룰로오즈 에테르 및 고분자량 폴리에틸렌 산화물 양자를 사용하는 경우, 비교적 소량의 고분자량 폴리에틸렌 산화물로 우수한 정제효과를 산출할 수 있다는 것을 보여준다.

[실시예 4]

pH가 11.2이고, 수지 함량이 490mg/ℓ이며, 자작나무 펄프 제조시 산출되는 가공 처리수에 pH가 7.8이 되도록 하는 양의 황산을 첨가하였다. 이어서, 실시예 1의 과정에 따라서 70℃에서 정제 공정을 수행하였으며, 응집제로서 실시예 3에 의한 에틸히드록시에틸 셀룰로오즈 C 및 실시예 3에 의한 폴리에틸렌 산화물을 첨가하였다. 정제후, 스웨덴 특허 출원 일련 번호 제 8403587-2호에 개시된 방법에 따라서 혼탁도 및 수지의 함량을 측정하였다. 하기의 결과를 수득하였다.

상기 결과는 본 발명에 의한 응집제의 조합체가 매우 선명한 상승 효과를 나타낸다는 것을 보여준다.

Claims (9)

1. 응집제로서 고분자량 폴리에틸렌 산화물을 첨가하여, 목질 수지를 함유하는 폐수 또는 가공 처리수를 정제하는 방법에 있어서, 상기 폴리에틸렌 산화물외에, 수용성이며 비이온성인 셀룰로오즈 에테르를 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는 정제 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오즈 에테르의 혼탁점이 35 내지 80℃인 것을 특징으로 하는 정제 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 셀룰로오즈 에테르가 알킬히드록시알킬 셀룰로오즈인 것을 특징으로 하는 정제 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 셀룰로오즈 에테르가 알킬 셀룰로오즈인 것을 특징으로 하는 정제 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 가공 처리수 또는 폐수중의 목질 수지의 함량이 물 1ℓ당 0.4g 이상인 것을 특징으로 하는 정제 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 목질 수지의 함량이 물 1ℓ당 10 내지 20g인 것을 특징으로 하는 정제 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 고분자량 폴리에틸렌 산화물은 2 내지 20mg/ℓ의 양으로 첨가하며, 비이온성 셀룰로오즈 에테르는 5 내지 30mg/ℓ의 양으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 정제 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 가공 처리수 및 폐수의 온도가 실온 이상인 것을 특징으로 하는 정제 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 가공 처리수 및 폐수의 온도가 35 내지 60℃인 것을 특징으로 하는 정제 방법.