KR100315434B1 - 폐수중의 오염물질 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 쓰레기 매립지 등에서 발생되는 침출수 및 염색 폐수 중의 색도와 오염물질(COD,BOD)을 경제적으로 처리하기 위한 방법을 제공함에 있다.

이러한 본 발명은 원 수조내로 유입되는 폐수 중의 오염물질을 화학적으로 처리함에 있어, 상기 화학적 처리단계는 황산제1철(FeSO_4,XH₂O) 또는 염화 제1철 (FeCl_2,XH₂O) 및 이들의 제1철 혼합물 중 어느 하나의 약품과, 황산 제2철 [Fe₂ (SO₄)₃] 또는 염화제2철(FeCl_3,XH₂O) 또는 이들의 제2철 혼합물중의 어느 하나의 약품과, 이산화 티타늄 또는 티타늄 화합물중의 어느 하나의 약품과, 과산화 수소수와 공기 또는 순 산소를 가하여 반응 시키면서 폐수의 오염 물질을 산화분해시켜 응집하여 고액분리 하는 것에 의해, 고가의 과산화수소수의 사용량을 줄이면서 폐수중의 오염물질을 경제적으로 처리하는 특징이 있다.

Description

폐수중의 오염물질 처리방법{Wastewater Disposal Process}

본 발명은 폐수 중의 오염물질 처리방법에 관 한 것으로, 특히 쓰레기 매립지에서 발생되는 침출수 혹은 염색폐수 중의 색도(Color) 및 오염물질[COD,BOD,SS(부유물 )]을 약품투입[상품명, 하이졸(HISOL)]에 의해 경제적으로 처리할 수 있도록 한 폐수 중의 오염물질 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 쓰레기 매립지에서 발생되는 침출수 및 염색 폐수에 사람은 물론 자연환경을 오염 시키는 유해 물질 즉, 색도 및 부유물질(SS)이 많이 함유되어 있음은 물론 화학적 산소요구량(COD),생물학적 산소요구량(BOD)이 상당히 높은 악성 폐수임은 주지된 사실이다.

종래 이러한 유해 물질들의 처리 방법을 보면 다음과 같은 방법들을 이용하고 있다. 첫째는 국내 등록특허공고 등록번호 제145467호(98.4.30)'염색폐수 처리방법과 그 장치'에 개시된 바와 같은 생물학적 처리 공정을 거친후 화학적 처리공정으로 처리하는 방법과, 둘째는 화학적 처리공정을 거친후 생물학적으로 처리하는 방법과 그리고 때로는 상기 첫번째와 두번째 방법을 복합하여 2번 처리하는 경우가 있다. 이와 같은 여러 가지의 방법들에 있어서 화학적 처리 공정에서는 각종의 화학약품을 이용하여 폐수를 처리하고 있다.

이와같은 화학적 처리 방법에 사용된 화학 약품에 의하면 산(Acid) 혹은 알칼리류 등과 같은 중화제, 염화 제1철 및 황산 제1철과 같은 무기응집제, 과산화수소수(H₂O₂)용액과 유기 고분자 응집제 등을 사용하고 있다.

그러나 이러한 방법(일명 FENTON방법)에서는 전체 사용되는 화학 약품 중에서 고가(高價)인 과산화 수소수의 사용량이 많아서 그 만큼 폐수 처리에 소요되는 비용을 높게 하는 폐단이 있고, 또 고형물(Sludge)의 발생을 과다하게 하여 슬럿지의 처리 비용을 많게하는 비 경제적인 점이 있다. 또 폐수처리의 효율도 대략 40 ~ 60% 정도에 불과 하여 효율성을 떨어지게 하는 문제도 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기 결점들을 해소하고자 예의 연구 결과 개발한 것으로, 폐수중의 오염물질을 처리하기 위한 화학적 단계에서 산화 반응을 실행하는 단계들을 거친 후 과산화 수소수를 투입하여 오염물질을 제거하는 방법을 이용함에 의해, 고가의 과산화수소수 사용량을 줄이는 경제성과, 색도, COD, BOD,부유물질 등의 오염물질 및 슬럿지를 감소 시키는 효율성 및 슬럿지 처리 비용을 줄일수 있는 경제성을 갖게 한 폐수중의 오염물질 처리방법을 제공하는데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 폐수중의 오염물질 처리방법은 청구항1의 발명과 관련된 폐수 중의 오염물질을 물리적 처리단계, 화학적 처리단계 및 고액분리 단계를 통하여 처리하는 방법에 있어서, 상기 화학적 처리단계는, 산(酸)류나 혹은 알칼리류 중의 어느 하나의 중화제를 유입된 폐수량에 맞게 투입하여pH를 조정하는 단계와, 황산제2철[Fe₂(SO₄)₃] 또는 염화제2철(FeCl_3,XH₂O) 또는 이들의 제2철 혼합물중의 어느 하나와, 이산화 티타늄 또는 티타늄 화합물중의 어느 하나를 순차적으로 투입하여 pH 조정된 폐수의 오염 물질과 전기적인 화학반응을 유발하는 제1차 반응과, 상기 제1차 반응을 거친 폐수에 황산제1철(FeSO_4,XH₂O) 또는 염화 제1 철(FeCl_2,XH₂O) 및 이들의 제1철 혼합물 중 어느 하나의 약품을 투입하여 상기 제1차 반응과 같은 전기적인 화학반응을 유발되게 하는 제2차 반응으로 된 반응 단계와, 상기 반응 단계들을 거친 폐수에 과산화 수소수와 공기 또는 순 산소를 가하여 산화 반응을 시킨후 중화제를 가해 pH를 조정하고, 유기 고분자 응집제를 가해 고액 분리하기 위한 최종 침전물을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1,제2차 반응 단계의 혼합물에는 상기 제1철 혼합물과 제2철 혼합물을 혼합하여 된 제1,제2철 혼합물을 포함하는 것을 특징으로한다.

이하, 본 발명에 따른 폐수중의 오염물질 처리방법의 보다 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

미 도시한 원수조로 유입되는 침출수 및 염색공장 등에서 배출되는 염색 폐수에 함유된 오염물질은 대체적으로 물리적 처리단계, 화학적 처리단계 및 고액분리 단계를 통하여 처리하게 되는데, 본원 발명은 상기 화학적 처리 단계를 경제적이면서 효율적으로 할수 있게 한 것이다.

원수조로 유입되는 침출수나 혹은 염색공장 등에서 배출되는 산업용 폐수는 그 수조에 유입되는 폐수량에 맞게 중화제를 투입하여 pH를 중성으로 조절한다. 상기 중화제로는 가성소다 등의 산(酸)류나 혹은 소석회 등의 알칼리류가 사용된다.

중화제 투입에 의한 폐수의 pH조절이 완료되면 황산제2철[Fe₂(SO₄)₃] 또는 염화제2철(FeCl_3,XH₂O) 또는 이들의 제2철 혼합물중의 어느 하나와, 이산화 티타늄 화합물 중의 어느 하나를 순차적으로 투입한다. 상기 황산제2철 또는 염화제2철, 티타늄 화합물은 응집 산화제의 기능을 한다. 즉, 전기적인 양 이온을 띠는 황산제2철 또는 염화제2철, 티타늄 화합물은 pH 조절된 폐수 중에 함유된 전기적인 음 이온을 띠는 난 분해성의 오염물질과 만나게 될시 전기적인 화학 반응을 일으키면서 산화 분해 후 응집되게 하는 작용을 한다.

상기 제1차로 반응된 폐수에는 다시 황산제1철(FeSO_4,XH₂O) 또는 염화 제1철(FeCl_2,XH₂O) 및 이들의 제1철 혼합물 중 어느 하나의 약품을 투입한다. 상기 황산 제1철 또는 염화 제1철 및 이들의 제1철 혼합물 역시 상기 제1반응에서 투입한 약품과 같이 오염물질과 제2차의 전기적인 화학 반응을 한다.

상기 제1,제2차 반응를 거친 폐수에는 과산화 수소수와 공기 또는 순산소를 가하여 산화반응 시키면서 최종적으로 침전물의 형성을 마무리한다. 상기 과산화수소수를 투입하는 것은 폐수중의 난 분해성인 오염물질과의 산화 반응을 마무리 하기 위해서 이다. 또한 공기 또는 순산소의 투입 역시 산화반응을 보다 활발히 진행되도록 하기위함 인데, 이때에는 교반기를 같이 사용하면 산화반응은 더욱 효과적으로 진행된다.

상기 과산화수소수의 투입에 의한 반응후에는 다시 상기에서 사용한 중화제를 가하여 폐수의 적정 pH(pH5 ⁸ ~ 8 ⁶ )를 유지 시킨다음 마지막으로 유기 고분자 응집제를 가해 플록(Floc)을 형성 시킨후 침전 및 가압 부상방식으로 고형물(Sludge)과 상등액을 분리하는 고액(固液)분리를 통하여 수 처리를 완료하게된다.

상기에서 제1,제2차 침전물 형성 단계의 혼합물에는 상기 제1철 혼합물과 제2철 혼합물을 혼합하여 된 것을 사용할수도 있다.

또한 상기에서 황산제1철 및 염화 제1철은 주지된 바와 같이 2가 양 이온을 띠고, 황산 제2철 및 염화 제2철은 3가 양 이온을 띠고 있으므로, 상기 약품들을 투입 할수록 오염물질이 응집되는 전기적인 화학반응이 더욱 빨라지게 되는데, 차후에 상기 과산화수소수를 투입하면 먼저 전기적으로 화학반응된 오염물질과의 활발한 산화 작용으로 산화 분해후 응집되게 하면서 수조의 내부로 침강되게 하는 침전물 형성을 최종 마무리 한다. 따라서 상기 과산화수소수는 사전에 투입한 황산제2철 및 염화 제2철 또는 티타늄 화합물에 의해 어느 정도 산화반응을 완료시킨 상태에서 투입하게 되므로 상기 산화반응을 마무리 하게되는 과산화수소수의 투입량을 감소 시킬수가 있다. 참고로 폐수에 투입되는 상기 약품 총 투입량은 폐수 1리터(l)당 대략 부피 기준으로 0.7 내지 0.9ml이고, 과산화 수소수는 0.0009 내지 0.012 ml 이다. 상기 실시 예에에서는 설명하지 않았으나 산 보조제로 알루미늄용액을 사용하면 폐수 처리를 효과적으로 할수도 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 폐수의 오염물질을 물리적 처리단계, 화학적 처리단계 및 고액분리 단계를 통하여 처리하는 방법에 있어, 상기 화학적 처리 단계에서 먼저 무기 응집제인 황산제1철 및 염화제1철과 아울러 황산 제2철및 염화제2철 등의 철용액을 순차적으로 투입하여 폐수중의 오염물질과 전기적인 화학반응을 실행후, 과산화수소수를 투입하여 산화 반응시켜 침전물을 형성하는 것이므로, 고가인 과산화 수소수의 사용량을 줄일 수 있는 경제적인 효과가 있고, 또 슬러지의 발생량도 적게 하면서 슬럿지를 효율적으로 처리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 폐수 중의 오염물질을 물리적 처리단계, 화학적 처리단계 및 고액분리 단계를 통하여 처리하는 방법에 있어서,

   상기 화학적 처리단계는, 산(酸)류나 혹은 알칼리류 중의 어느 하나의 중화제를 유입된 폐수량에 맞게 투입하여 pH를 조정하는 단계;

   황산제2철[Fe₂(SO₄)₃] 또는 염화제2철(FeCl_3,XH₂O) 또는 이들의 제2철 혼합물중의 어느 하나와, 이산화 티타늄 또는 티타늄 화합물중의 어느 하나를 순차적으로 투입하여 pH 조정된 폐수의 오염 물질과의 전기적인 반응을 유발하는 제1차 반응과, 상기 제1차 반응을 거친 폐수에 황산제1철(FeSO_4,XH₂O) 또는 염화 제1 철 (FeCl_2,XH₂O) 및 이들의 제1철 혼합물 중 어느 하나의 약품을 투입하여 상기 제1차 반응 단계와 같은 전기적인 반응을 유발하는 제2차 반응으로 된 반응단계; 및

   상기 반응 단계를 거친 폐수에 과산화 수소수와 공기 또는 순산소를 가하여 산화 반응 시키면서 중화제를 가해 pH 조정후, 유기 고분자 응집제를 가하여 고액 분리하기 위한 최종 침전물의 형성 단계를 포함하는 폐수중의 오염물질 처리방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1,제2차 반응 단계의 혼합물에는 상기 제1철 혼합물과 제2철 혼합물을 혼합하여 된 제1,제2철 혼합물을 포함하는 것을 특징으로하는 폐수중의 오염물질 처리방법.