KR100231331B1 - A treating method for waste water using electrolysis and waste water treating system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 COD, BOD, SS, n-헥산, 색도 및 전질소가 포함된 악성 폐수를 처리하는 방법으로서, 폐수에 무기응집제(예, PAC, FeCl3등)를 응집조제의 존재 또는 비존재하에 주입하여 교반응집시키고, 일정 pH를 유지하도록 중화시키며, 1차 전해조에서 적정한 전류를 이용 오염물질을 전기분해시킨후, 폴리아크릴아미드계 고분자응집제를 주입하여 사이즈가 큰 플록(Floc)을 형성하고, 잔류한 오염원을 활성탄과 지올라이트를 투입하여 2차 전해조에서 완전히 전해시키고, 동시에 부상분리시킨 플록은 필터 백(Filter Bag)에 유입하여 고액분리(固液分離)시키고, 처리수는 방류시키는 것으로 이루어진 폐수의 처리방법 및 이 방법에 사용된 시스템에 관한 것이다.The present invention is a method for treating malignant wastewater containing COD, BOD, SS, n-hexane, color and total nitrogen, in which an inorganic coagulant (eg, PAC, FeCl 3, etc.) Inject and cross-link, neutralize to maintain a constant pH, electrolyze contaminants using a suitable current in the primary electrolyzer, and inject a polyacrylamide-based polymer coagulant to form a large floc. The remaining pollutants are completely electrolyzed in the secondary electrolyzer by adding activated carbon and zeolite, and the floc separated at the same time flows into the filter bag to separate the solids and discharge the treated water. A method of treating wastewater and a system used in the method.
본 발명의 폐수에서는 무기응집제의 존재하에 오염물질을 전기분해시켜 주므로서 COD, BOD, SS, n-헥산, 색도 및 전질소가 포함된 악성 폐수를 효과적으로 처리할 수 있다. 즉, pH 조정, 응집추출 등 화학적 처리방법과 전기분해 등 전기화학적 방법과 흡착·여과 등 물리적 방법을 병행함으로서 COD, BOD, SS, n-헥산, 전질소, 색도 등 각종 오염물질을 크게 감소시켜 줄 수 있다.The wastewater of the present invention can effectively treat malignant wastewater containing COD, BOD, SS, n-hexane, color and total nitrogen by electrolyzing contaminants in the presence of an inorganic coagulant. In other words, by combining chemical treatment methods such as pH adjustment and coagulation extraction, electrochemical methods such as electrolysis, and physical methods such as adsorption and filtration, various pollutants such as COD, BOD, SS, n-hexane, total nitrogen, and color can be greatly reduced. Can give
Description
본 발명은 전기분해를 이용하는 폐수 처리방법 및 이 방법에 이용되는 폐수 처리 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로 말하자면, 본 발명은 COD, BOD, SS, n-헥산, 색도 및 전질소가 포함된 악성 폐수를 처리하는 방법으로서, 폐수에 무기 응집제를 응집조제의 존재 또는 비존재하 주입하여 교반응집시키고, 일정 pH를 유지하도록 중화시키며, 무기 응집제 존재하에서 1차 전해조에서 오염물질을 전기 분해시킨 후 폴리아크릴아미드계 고분자응집제를 주입하여 크기가 큰 플록(flock)을 형성하고, 잔류한 오염원은 활성탄과 지올라이트를 투입하여 2차 전해조에서 완전히 전해시키고, 동시에 부상분리시킨 플록은 필터 백(Filter Bag)에 유입하여 고액분리(固掖分離)시키고, 처리수는 방류시키는 것으로 이루어진 폐수의 처리방법 및 이 방법에 사용된 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater treatment method using electrolysis and a wastewater treatment system used in the method. More specifically, the present invention is a method for treating malignant wastewater containing COD, BOD, SS, n-hexane, color, and total nitrogen, in which an inorganic flocculant is injected into the wastewater, with or without coagulant aid, And neutralize to maintain a constant pH, electrolyze contaminants in the primary electrolyzer in the presence of an inorganic flocculant, and inject a polyacrylamide-based coagulant to form a large floc. And the flock which is completely electrolyzed in the secondary electrolyzer by adding zeolite and flotation is flowed into the filter bag and separated into solid and liquid, and the treated water is discharged. It relates to the system used in this method.
종래 공장 폐수중의 오염물질을 전기 분해시켜 정화하는 방법으로는 중금속 성분은 처리가 가능하나 COD, BOD, n-헥산 및 전질소 성분은 충분히 처리되지 않아 전해 산화처리 및 응집제 처리를 하고도 다시 자외선 조사와 오존처리 등을 하고 있다.Conventional methods for the electrolysis of contaminants in factory wastewater can treat heavy metal components, but COD, BOD, n-hexane and all nitrogen components are not sufficiently treated. Irradiation and ozone treatment are performed.
종래 COD, BOD, SS, n-헥산, 색도 및 전질소가 모두 함유되어 있는 악성 폐수는 응집제 처리후 전해산화시켜 준다던지 또는 전해산후 응집제로 처리하는 방법과 같은 단순한 전해 산화방법으로는 정화시켜 줄 수 없었다.The malignant wastewater containing all COD, BOD, SS, n-hexane, color and total nitrogen can be purified by simple electrolytic oxidation method such as electrolytic oxidation after coagulant treatment or treatment with coagulant after electrolytic acid treatment. Could not.
본 발명자들은 상기와 같은 악성 폐수를 비교적 용이하게 정화시켜 줄 수 있는 방안을 모색하던 중 무기응집제 존재하에서 전해 산화시켜주면 그 정화효율이 크게 향상되는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.The inventors of the present invention have confirmed that the electrolytic oxidation in the presence of an inorganic coagulant significantly improves the purification efficiency while seeking a method for purifying the malignant wastewater relatively easily.
폐수중의 오염물질을 전해 산화 방법으로 정화시켜 줄 수 있는 이유는 폐수 중의 오염물질에 직류 전압을 통전하고 분해 전압에 도달하게 되면 폐수 중에 함유된 금속이온 무기물, 유기물의 산화 환원반응이 일어나서 서로 다른 하전을 갖는 입자끼리 쉽게 응집되기 때문이다.The reason why the pollutants in the wastewater can be purified by electrolytic oxidation is that when the DC voltage is applied to the pollutants in the wastewater and the decomposition voltage is reached, the redox reactions of the metal ions, minerals and organics contained in the wastewater occur. This is because particles having charged easily aggregate together.
그런데 일반적인 무기 응집제는 수용액 중에서 서로 다른 하전을 갖는 입자간의 응집을 촉진시켜 주는 역할을 하므로 무기응집제 존재하에서 전해 반응을 시켜주게 되면 무기응집제와의 상승작용으로 전해 산화에 의한 응집효율이 높아질 수밖에 없으며 이러한 원리를 이용하여 본 발명을 완성한 것이다.However, the general inorganic coagulant plays a role of promoting the coagulation between particles having different charges in the aqueous solution. When the electrolytic reaction is carried out in the presence of the inorganic coagulant, the coagulation efficiency due to the electrolytic oxidation is inevitably increased. This invention is completed using the principle.
따라서, 본 발명의 목적은 폐수에 무기응집제를 응집조제의 존재 또는 비존재하에 주입하여, 일정 pH를 유지하도록 중화시키고 무기응집제 존재하에서, 1차 전해조에서 일정 전류를 이용 전기분해시킨후 폴리아크릴아미드계 고분자응집제를 주입하여 크기가 큰 플록을 형성하고, 잔류한 오염원은 활성탄과 지올라이트를 투입하여 2차 전해조에서 완전히 전해시키고, 동시에 부상분리시킨 플록은 필터 백에 유입하여 고액분리시키고, 처리수는 방류시키는 것으로 이루오진 폐수의 처리방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to inject an inorganic coagulant into the waste water in the presence or absence of a coagulant, neutralize it to maintain a constant pH, and in the presence of the inorganic coagulant, electrolysis using a constant current in a primary electrolytic cell, followed by polyacrylamide Injecting a polymer coagulant to form a large floe, the remaining pollutant is introduced into the secondary electrolyzer by adding activated carbon and zeolite, and the floc separated from the flotation flows into the filter bag and is separated into solid solution. Is to provide a method for treating wastewater consisting of effluent.
본 발명의 다른 목적은 폐수조로부터 원수 펌프에 의해 폐수가 유입되는 폐수 유입구와 폐수 혼합액이 정량으로 배출되는 폐수 혼합액 배출구가 있는 계량조, 이 계량조로부터 배출된 폐수 혼합액을 일정 pH로 조정하는 중화조, 폐수 혼합액을 전기분해하는 전극이 부설되어 있는 1차 전해조, 유입된 폐수에 폴리아크릴아미드계 고분자 응집제를 주입하여 플록화하는 고분자 응집조, 및 유입된 폐수에 활성탄과 지올라이트를 투입하여 완전하게 전기분해되고, 동시에 플록이 부상분리될 수 있는 구조를 가진 전극이 부설되어 있는 2차 전해조가 서로 연결되어 있고, 고분자 응집조와 2차 전해조 사이에는 이송관이 설치되어 있어서 이 이송관에 의해 고분자 응집조에서 플록화된 폐수가 2차 전해조로 이송되며, 2차 전해조의 상단에는 부상분리되는 부상물질을 체인 콘베이어(Chain Convayer)에 장치한 고무판에 의해 스컴(Scum)조로 이송하는 플록 이송장치가 설치되어 있으며, 스컴조 하단 배출구에는 부상물질을 고액분리하는 필터 백이 설치되어 있는 전리이온화 장치와 여과 장치를 구비한 폐수처리 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is a metering tank having a wastewater inlet through which the wastewater is introduced by the raw water pump from the wastewater tank and a wastewater mixture solution outlet through which the wastewater mixture is discharged quantitatively, and neutralizing the wastewater mixture solution discharged from the metering tank to a constant pH. Primary electrolyzer with electrolytic bath to electrolyze the tank and wastewater mixture, polymer flocculation tank which injects polyacrylamide-based polymer flocculant into the inflowed wastewater, and injects activated carbon and zeolite into the influent wastewater. Secondary electrolysers, which are electrolyzed and at the same time with electrodes having a structure in which flocs can be separated and floated, are connected to each other, and a transport tube is provided between the polymer agglomeration tank and the secondary electrolyzer so that the polymer The flocculated wastewater from the coagulation tank is transferred to the secondary electrolyzer, and the floating matter is separated from the top of the secondary electrolyzer. A floc conveying device is installed to transfer the scum to a scum tank by means of a rubber plate installed on a chain conveyor, and an ionization unit and a filtration unit equipped with a filter bag for separating liquids from flotation at the lower outlet of the scum tub. It is to provide a wastewater treatment system having a device.
제1도는 본 발명의 폐수 처리방법의 일예를 도시한 공정도.1 is a process chart showing an example of the wastewater treatment method of the present invention.
제2도는 본 발명의 폐수 처리방법에 이용되는 폐수 처리 시스템의 개략도.2 is a schematic diagram of a wastewater treatment system used in the wastewater treatment method of the present invention.
제3도는 본 발명의 폐수 처리 시스템에서 1차 전해조와 2차 전해조의 전극 결선도를 도시한 도면(가: 1차 전해조의 전극 결선도, 나: 2차 전해조의 전극 결선도).3 is a diagram showing the electrode connection diagram of the primary electrolyzer and the secondary electrolyzer in the wastewater treatment system of the present invention (A: electrode connection diagram of the primary electrolyzer, b: electrode connection diagram of the secondary electrolyzer).
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 유입구 1' : 배출구1: Inlet 1 ': Outlet
2 : 계량조 3 : 중화조2: weighing tank 3: neutralization tank
4 : 1차 전해조 5 : 고분자 응집조4: primary electrolytic cell 5: polymer coagulation tank
6 : 2차 전해조 7 : 이송관6: secondary electrolyzer 7: transfer pipe
8 : 배출 유량조절조 9 : 배출 탱크8: discharge flow control tank 9: discharge tank
10 : 재사용 탱크 또는 방류구 11 : 스컴조10 reusable tank or
12 : 필터 백 13 : 처리수 탱크12
본 발명의 폐수 처리방법은 폐수에 무기응집제를 응집조제의 존재 또는 비존재하에 주입하여, 일정 pH를 유지하도록 중화시키고 무기응집제 존재하에서, 1차 전해조에서 일정 전류를 이용 전기분해시킨후, 폴리아크릴아미드계 고분자응집제를 주입하여 크기가 큰 플록을 형성하고, 잔류한 오염원은 활성탄과 지올라이트를 투입하여 2차 전해조에서 완전히 전해시키고, 동시에 부상분리시킨 플록은 필터 백에 유입하여 고액분리시키고, 처리수는 방류시키는 것으로 이루어진다.In the wastewater treatment method of the present invention, an inorganic coagulant is injected into the waste water in the presence or absence of a coagulant, neutralized to maintain a constant pH, and in the presence of the inorganic coagulant, electrolyzed using a constant current in a primary electrolytic cell, and then Injecting an amide polymer coagulant to form a large floc, the remaining pollutant is completely electrolyzed in secondary cell by adding activated carbon and zeolite, and floc separated flotation flows into filter bag for solid-liquid separation and treatment The water consists of the discharge.
본 발명의 폐수 처리방법을 제1도과 관련하여 단계적으로 설명하면 다음과 같다:The wastewater treatment method of the present invention will be described step by step with reference to FIG.
1) 폐수를 분당 17ℓ 정도의 유속으로 계량조로 이송한 후, 무기응집제를 51cc/Min 비율로 응집조제의 존재 또는 비존재하에 정량 주입하여 폐수 혼합액을 만든다. 무기응집제에는 황산알루미늄(aluminum sulfate, Al2(SO4)3·18H2O), 황산제일철(ferrous sulfate, FeSO4·7H2O), 황산제이철(ferric sulfate, Fe2(SO4)3), 염화제이철(ferric chloride, FeCl3·6H2O), 칼륨 명반(aluminum potassium sulfate, Al2(SO4)3K2SO4·24H2O), 폴리염화알루미늄(polyaluminum chloride, Al(OH)nCl6-n:이하 PAC라 한다), 알루민산나트륨(Sodium aluminate, NaAlO2), 암모늄 명반(aluminum ammonium sulfate, Al2(SO4)3(NH4)2SO2·24H2O), 염화 코퍼러스(chlorinated copperas, FeCl+Fe(SO)), 폐룩(FeCl2+FeSO4·7H2O) 등을 들 수 있다. 이들 무기응집제를 사용함으로서 폐수 중의 이물질을 응집하여 플록을 형성시키고 전기분해시 쉽게 대전될 수 있게 한다.1) The wastewater is transferred to the weighing tank at a flow rate of 17 liters per minute, and the inorganic coagulant is metered in the presence or absence of the flocculating aid at a ratio of 51 cc / Min to form a wastewater mixture. Inorganic coagulants include aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 18 H 2 O), ferrous sulfate (FeSO 4 · 7H 2 O), ferric sulfate (Fe 2 (SO 4 ) 3 ) Ferric chloride, FeCl 3 · 6H 2 O, aluminum potassium sulfate, Al 2 (SO 4 ) 3 K 2 SO 4 · 24H 2 O), polyaluminum chloride, Al (OH) n Cl 6-n (hereinafter referred to as PAC), sodium aluminate (NaAlO 2 ), aluminum ammonium sulfate, Al 2 (SO 4) 3 (NH 4 ) 2 SO 2 · 24H 2 O, Chlorinated copperas (FeCl + Fe (SO)), waste look (FeCl 2 + FeSO 4 · 7H 2 O), and the like. The use of these inorganic coagulants allows the contaminants in the wastewater to aggregate to form flocs and to be easily charged during electrolysis.
한편, 본 발명의 무기응집제에는 응집조제를 첨가하여 응집 효과를 개선시킬수 있으며, 이러한 응집조제로서는 점토(bintonite, Al2O3·Fe2O3·3MgO ·4SiO2·7H2O), 수산화칼슘(calcium hydroxide, Ca(OH)2), 산화칼슘(calcium oxide, CaO), 활성규산(xSiO2)를 포함한다.Meanwhile, the coagulant aid may be added to the inorganic coagulant of the present invention to improve the coagulation effect.The coagulant aid may include clay (bintonite, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , 3MgO, 4SiO 2 , 7H 2 O), calcium hydroxide ( calcium hydroxide, Ca (OH) 2 ), calcium oxide (calcium oxide, CaO), activated silica (xSiO 2 ).
2) 폐수 혼합액을 중화조로 이송시켜 잘교반하면서 정해진 pH가 되도록 NaOH 또는 H2SO4를 주입한다. 이 단계까지의 공정은 자동으로 조정되게 할 수 있다.2) Transfer the wastewater mixture to the neutralization tank and inject NaOH or H 2 SO 4 to a fixed pH while stirring well. The process up to this stage can be adjusted automatically.
3) pH가 조정된 폐수 혼합액을 중앙 측면에 전극이 삽입된 제 1차 전해조에 넣고 직류전압(6∼12 V)을 통전하고 전압을 20 V까지 서서히 올리면서 교반한다.3) Put the pH-adjusted wastewater mixture into the first electrolytic cell with the electrode inserted in the center side and energize the DC voltage (6-12V) and stir while gradually increasing the voltage to 20V.
4) 전단계의 폐수 혼합액에 분자량 1200 정도의 폴리아크릴아미드계 고분자 응집제를 120cc/Min의 비율로 주입하고 교반하면서 폐수를 플록화한다.4) Inject the polyacrylamide polymer coagulant having a molecular weight of about 1200 at a rate of 120 cc / Min into the wastewater mixture of the previous step and floc the wastewater while stirring.
5) 플록화된 폐수 혼합액을 전극이 있는 제2차 전해조에 넣고 제 1차 전해조에서 분해되지 않은 BOD, COD, SS, n-헥산, 전질소 등을 활성탄, 지올라이트를 투입하여 3)단계와 같이 다시 완전하게 전해시키고, 동시에 부상분리되는 플록을 제2차 전해조 상단에 위치한 플록이송장치에 의해 스컴조로 이송시키고, 처리수는 처리수 탱크로 이송한다.5) Insert the flocculant wastewater mixture into the secondary electrolyzer with electrodes and add activated carbon and zeolite to BOD, COD, SS, n-hexane, and all nitrogen which were not decomposed in the primary electrolyzer. As shown in FIG. 2, the floc which is completely discharged again and floated at the same time is transferred to the scum tank by the floc feeder located at the top of the secondary electrolyzer, and the treated water is transferred to the treated water tank.
이 때, 활성탄과 지올라이트는 1차 전기분해후 잔류한 오염원을 흡착하고 전기분해후 미립자의 분해물질을 제거하여 전기분해를 촉진시키는 작용이 있다.At this time, the activated carbon and the zeolite adsorb the pollutant remaining after the first electrolysis and have the action of promoting the electrolysis by removing the decomposer of the fine particles after the electrolysis.
6) 스컴조에 모인 플록과 일부 함수액을 스컴조 하단에 부착된 필터 백에 유입시켜 고액분리시킨다. 분리된 처리액은 처리수 탱크로 이송하고, 필터 백의 고형물은 백 상태로 처리한다.6) The floc collected in the scum tank and some of the water solution flow into the filter bag attached to the bottom of the scum tub to separate the solids. The separated treatment liquid is transferred to the treatment water tank, and the solids of the filter bag are treated in the bag state.
상기 3) 단계와 5) 단계에서는 전해질 수용액에 직류전압을 통전하고 서서히 전압을 올림으로써 잔여전류가 서서히 증가하여 일정한 전압에서 전류가 급상승하며, 동시에 양극, 음극에서 산소 가스와 수소 가스가 각각 발생한다. 이 때 잔여전류는 100 A 정도까지 상승한다.In the above steps 3) and 5), by applying a direct current voltage to the electrolyte aqueous solution and gradually raising the voltage, the residual current gradually increases, and the current rapidly rises at a constant voltage. At the same time, oxygen gas and hydrogen gas are generated at the anode and cathode, respectively. . At this time, the residual current rises to about 100 A.
이 과정에서 인가된 전압이 분해전압이며, 이 전압에 도달하면 상당한 양의 전류가 흘러 전기분해가 일어난다. 전기분해가 시작되면 폐수중에서 다음과 같은 전기 화학반응을 유도한다.The voltage applied in this process is the decomposition voltage, and when this voltage is reached, a significant amount of current flows to cause electrolysis. When electrolysis begins, it induces the following electrochemical reactions in wastewater:
1) 폐수중의 금속이온의 석출 및 유기물, 무기물의 산화, 환원1) Precipitation of metal ions in wastewater and oxidation and reduction of organic and inorganic substances
2) 폐수중에 함유된 이온이 전극면에 전자의 수수(授授)가 일어나 이 때 생성된 산화제, 환원제 및 금속수산화물이 폐수중의 가용물질과 응집, 또는 반응2) Ions contained in the wastewater generate electrons on the electrode surface, and the oxidizing agent, reducing agent and metal hydroxide generated at this time aggregate or react with the soluble materials in the wastewater.
3) 용질(溶質) 또는 콜로이드는 더욱 안정된 콜로이드 또는 화합물이 되고, 불용성의 상태로 석출됨과 동시에 응집이 용이하다.3) The solute or colloid becomes a more stable colloid or compound, precipitates in an insoluble state, and is easily aggregated.
4) 전극에서의 방전이 콜로이드 또는 플록의 제타전위(ζ-Potential, interfacial electrokinetic potential)를 저하시켜 서로 응집한다. 여기서 제타전위는 서로 접해있는 고체와 액체가 상대 운동을 하였을 때 양자의 계면(界面)에 생기는 전위차를 일컫는다.4) Discharges at the electrodes agglomerate by decreasing the zeta potential (ζ-Potential, interfacial electrokinetic potential) of the colloid or floe. Here, the zeta potential refers to the potential difference that occurs at the interface between the solid and the liquid in contact with each other.
5) 전해시에 발생되는 미세한 가스가 플록에 많이 흡착되어 플록의 부상분리가 촉진된다.5) Fine gas generated at the time of electrolysis is adsorbed on the floc and promotes flotation.
6) 발생기의 산소에 의한 일반세균 및 대장균 등의 멸균6) Sterilization of general bacteria and Escherichia coli by oxygen of generator
상기의 전기 화학반응에 의해 각종 오염물질을 제거할 수 있으며, 폐수의 COD, BOD, SS, n-헥산, 전질소, 색도 등을 감소시킬 수 있다.Various contaminants can be removed by the electrochemical reaction, and COD, BOD, SS, n-hexane, total nitrogen, and color of waste water can be reduced.
한편, 전해조에서 전리 이온화 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있다.On the other hand, the ionization ionization reaction in the electrolytic cell can be expressed as follows.
1) 양극(+)과 음극(-)에서의 물의 반응1) Reaction of water at the anode (+) and the cathode (-)
양극(+) 반응Positive reaction
H2O - 2e-→½O2+ 2H+ H 2 O - 2e - → ½O 2 + 2H +
음극(-) 반응Cathode (-) reaction
2H++2e-→ H2 2H + + 2e - → H 2
2) 수중에 염소이온이 함유되었을 때의 물의 반응2) Water reaction when chlorine ion is contained in water
2Cl-- 2e-→ Cl2 2Cl - - 2e - → Cl 2
Cl2+ H2O ↔ HOCl + H++Cl- Cl 2 + H 2 O ↔ HOCl + H + + Cl -
HOCl ↔ H++ OCl- HOCl ↔ H + + OCl -
3) 발생된 염소 가스와 암모니아의 수중 반응3) Underwater reaction of generated chlorine gas and ammonia
NH3+ HOCl → NH2Cl(Monochloramine) + H2ONH 3 + HOCl → NH 2 Cl (Monochloramine) + H 2 O
NH2Cl + HOCl →NHCl2(Dichloramine) + H2ONH 2 Cl + HOCl → NHCl 2 (Dichloramine) + H 2 O
NHCl2+ HOCl → NCl3(Nitrogen Trichloride) + H2ONHCl 2 + HOCl → NCl 3 (Nitrogen Trichloride) + H 2 O
이 반응에 의해 잔류 염소가 형성된다.This reaction forms residual chlorine.
4) 클로라민의 반응4) the reaction of chloramine
NH2Cl + NHCl2+ HOCl → 4HCl + N2 NH 2 Cl + NHCl 2 + HOCl → 4HCl + N 2
4NH2Cl + 3Cl2+ H2O → N2+ N2O + 10HCl4NH 2 Cl + 3Cl 2 + H 2 O → N 2 + N 2 O + 10HCl
2NH2Cl + HOCl → N2+ H2O + 3HCl2NH 2 Cl + HOCl → N 2 + H 2 O + 3HCl
NH2Cl + NHCl2→ N2+ 3HClNH 2 Cl + NHCl 2 → N 2 + 3 HCl
이 반응에서 클로라민이 없어지면서 기체가 생성된다.In this reaction, gas is produced by the disappearance of chloramine.
상기의 전기분해 과정에서 발생되는 H2, O2, N2등은 물에 용해되지 않는 가스 상태로 방출된다.H 2 , O 2 , N 2, etc. generated during the electrolysis process are released in a gas state that does not dissolve in water.
한편, 본 발명의 폐수 처리 시스템은 계량조, 중화조, 제 1차 전해조, 고분자 응집조, 제2차 전해조, 스컴조와 필터 백으로 구성되어 있다.On the other hand, the wastewater treatment system of the present invention is composed of a metering tank, a neutralization tank, a primary electrolytic bath, a polymer agglomeration tank, a secondary electrolytic bath, a scum bath and a filter bag.
이하 본 발명의 폐수 처리 시스템을 제2도와 관련하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the wastewater treatment system of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
계량조(2)에는 폐수조로부터 원수 펌프에 의해 폐수가 유입되는 폐수 유입구(1)와 폐수 혼합액이 정량으로 배출되는 폐수 혼합액 배출구(1')가 있다. 계량조(2)에서는 PAC가 정량 주입되어 폐수 혼합액이 만들어진다. 이 계량조(2) 하단에는 중화조(3)가 위치하고 있어서, 정량 배출되는 폐수 혼합액이 이 중화조(3)로 유입되며, 여기에 NaOH 또는 H2SO4를 주입하고 교반하여 pH를 적절히 조정한다. 중화조(3) 측면에 접하여 제1차 전해조(4)가 설치되어 있으며, 전해조(4)의 중앙 측면에는 전극이 삽입되어 있다. 본 발명에서 사용된 전극은 백금과 티타늄의 합금으로 되어 있으며 규격이w100 XL400 XT1인 8매로 구성되며, 제3도에 도시한 바와 같이 전극이 연결되어 있다. 전해조(4)에서는 중화조(3)로부터 유입된 폐수를 교반하면서 전기분해시켜 전기화학 반응이 일어나게 된다.The
전해조(4)의 측면에 고분자 응집조(5)가 접해 있으며, 전해조(4)에서 유입된 폐수에 고분자 응집제를 넣고 교반하여 폐수를 플록화한다. 고분자 응집조(5)의 측면에 제2차 전해조(6)가 접해 있으며, 고분자 응집조(5)와 제2차 전해조(6) 사이에 이송관(7)이 연결되어 있어서 고분자 응집조(5)의 플록화왼 폐수가 제2차 전해조(6)로 유입된다. 전해조(6) 내부 중앙에 전리이온화장치가 부설되어 있으며, 이 전리이온화장치는 제 1차 전해조(4)의 전극과 같은 전극이 20매로 구성되어 설치되어 있고 제3도에 도시된 바와 같이 전극이 연결되어 있다.The
전리이온화장치 상단에 배출 유량조절조(8)와 배출 탱크(9)가 위치하여 조의 밑부분에서 처리수를 흡입하여 재사용 탱크 또는 방류구(10)로 배출하게 된다. 2차 전해조(6)에서는 활성탄과 지올라이트를 투입하여 폐수를 완전하게 전해시키며, 동시에 부상분리시킨다. 부상한 플록은 전해조 상단에 위치한 체인 컨베이어에 장치한 고무판으로 전해조 측면 상단에 설치된 스컴조(11)로 흘려보낸다.Discharge flow
스컴조(11) 하단 베출구에는 필터 백(12)을 끼워 스컴조(11)의 플록이 유입되며, 이 필터 백(12)에서 고액분리시켜 액은 처리수 탱크(13)로 이송하고 백 속의 고형물은 백상태로 포장하여 처리한다.The flock of the
도면에서 미설명 부호(14)는 유량조절용 오버 플로우(Over flow)를 나타낸다.In the drawings,
이후 본 발명의 폐수 처리방법에 대해 실시예를 들어서 설명한다. 그러나 본 발명이 이 실시예에 국한하는 것으로 의도되지 않는다.Hereinafter, the wastewater treatment method of the present invention will be described with reference to Examples. However, the present invention is not intended to be limited to this embodiment.
[실시예]EXAMPLE
공장폐수(pH 7, COD 120 ppm)를 분당 17ℓ 정도의 유속으로 계량조로 이송한 후, PAC를 51cc/Min 비율로 정량 주입하여 폐수 혼합액을 만든다. 폐수 혼합액을 유속 17ℓ/min로 중화조로 이송시키고, 잘교반하면서 NaOH를 주입하여 pH를 5.5∼7로 조정한다. pH가 조정된 폐수 혼합액을 중앙 측면에 전극이 삽입된 제 1차 전해조에 넣고 직류전압(6-12 V)을 통전하고 전압을 20 V까지 서서히 올리면서 교반한다. 1차 전해조의 폐수 혼합액에 고분자 응집제로서 폴리아크릴아미드(제품명 SS-100)를 120 cc/Min의 비율로 주입하고 교반하면서 폐수를 플록화한다. 플록화된 폐수 혼합액을 전극이 있는 제2차 전해조에 넣고 제 1차 전해조에서 분해되지 않은 BOD, COD, SS, N-H, T-N 등을 활성탄 30ℓ 1백(bag), 지올라이트 30ℓ 1백를 투입하여 직류전압을 통전하고 전압을 20 V까지 서서히 올리면서 교반하여 다시 완전하게 전해시키고, 동시에 부상분리되는 플록을 제2차 전해조 상단에 위치한 플록이송장치에 의해 스컴조로 이송시키고, 처리수는 처리수 탱크로 이송한다. 스컴조에 모인 플록과 일부 함수액을 스컴조 하단에 부착된 필터 백에 유입시켜 고액분리시킨다. 고액분리된 액은 처리수 탱크로 이송하고 필터 백에 찬 고형물은 필터 백 상태로 처리한다. 이런 과정에 사용된 활성탄과 지올라이트는 활성도가 나타나지 않는 시점에서 교체하는데 이 경우 투입후 48시간이 소요된다.After the factory wastewater (
처리수 탱크에서 처리수를 채취하여 BOD, COD, SS, T-N을 측정한 결과 각각 55, 35, 25, 60 ppm임을 확인하였다.The treated water was collected from the treated water tank, and the measured BOD, COD, SS, and T-N were 55, 35, 25, and 60 ppm, respectively.
본 발명이 폐수에서는 무기응집제의 존재하에 오염물질을 전기분해시켜 주므로서 COD, BOD, SS, n-헥산, 색도 및 전질소가 포함된 악성 폐수를 효과적으로 처리할 수 있다. 즉, pH 조정, 응집추출 등 화학적 처리방법과 전기분해등 전기화학적 방법과 흡착·여과등 물리적 방법을 병행함으로서 COD, BOD, SS, n-헥산, 전질소, 색도 등 각종 오염물질을 크게 감소시켜 줄 수 있다.In the present invention, the wastewater can be effectively treated with malignant wastewater containing COD, BOD, SS, n-hexane, color and total nitrogen by electrolyzing contaminants in the presence of an inorganic coagulant. In other words, by combining chemical treatment methods such as pH adjustment and coagulation extraction, electrochemical methods such as electrolysis, and physical methods such as adsorption and filtration, various pollutants such as COD, BOD, SS, n-hexane, total nitrogen, and color can be greatly reduced. Can give
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