KR100345728B1 - 암모니아 탈기법을 이용한 코크스 폐수중 질소화합물 제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 암모니아 탈기법을 이용한 코크스 폐수중 질소 화합물 제거 방법에 관한 것으로,

고농도의 질소 화합물을 함유한 코크스 폐수를 활성 슬러지 공정으로 처리하는데 있어서, 그 전처리 단계로써

NaOH pH 조정조에서 상기 코크스 폐수를 교반시켜 암모니아성 질소를 암모니아 가스로 전환시키는 단계;

상기 조정조에서 생성된 암모니아 가스를 암모니아 탈기조에서 제거하는 단계;

상기 탈기처리된 폐수는 H₂SO₄pH 조정조에서 교반시켜 pH 7-8로 낮추어 배출하는 단계;를 거치는 고농도 질소 화합물 제거 방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 고농도 질소 화합물 함유 코크스 폐수를 처리하는 생물학적 활성 슬러지 처리 공정에 유입하기 전에 전처리 공정으로써 암모니아 탈기장치를 도입하여 고농도 질소 화합물을 효율적으로 제거할 수 있다.

Description

암모니아 탈기법을 이용한 코크스 폐수중 질소 화합물 제거 방법

본 발명은 암모니아 탈기법을 이용한 코크스 폐수중 질소 화합물 제거 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제철소 코크스 공장에서 발생되는 고농도 질소 화합물을 함유한 안수중 암모니아 탈기 장치를 이용하여 질소 화합물을 제거하는 방법에 관한 것이다.

현재까지는 국내에서 질소 화합물을 제거하는데 적용되는 범용 수처리 기술은 생물학적 처리인 질산화-탈질 공법이 대부분이다. 이 공법은 주로 하수에 적용되고 있으며, 특정 폐수에 대해서는 폐수에 함유되어 있는 질소 화합물의 종류 및 기타 오염물의 함유도에 따라 일률적인 적용이 불가능한 실정이다.

또한 제철소에서 배출되는 고농도 질소 화합물이 함유된 코크스 폐수의 경우에도 도 1에서와 마찬가지로 일반적인 생물학적 처리 공법을 적용하고 있어 폐수에 함유된 고농도 질소화합물을 효과적으로 제거하기가 곤란하다.

즉, 도 1을 참조하여 살펴보면, 코크스 페수에서 발생하는 폐수는 1차적으로 조정조로 유입되는데 이는 수량과 수질을 균등화하려는 목적을 갖는다.

상기 조정조에서 주어진 체류시간만큼 잔류한 고농도 질소 화합물 함유 폐수는 그 다음 단계로 폭기조로 유입되는데 여기서는 활성 미생물을 이용하여 폐수내에 함유된 미생물에 의해 분해가능한 유기물을 제거한다.

상기 폭기조에서 미생물에 의해 유기물이 제거된 폐수는 다음 단계로 침전지로 유입하여 처리수 방류 목적으로 슬러지와 물 성분의 고액 분리가 일어나게 되며, 침전지에서 분리된 슬러지의 일부는 폐슬러지로서 슬러지 처리 시설로 이송되며, 일부는 폭기조 미생물을 보충하기 위하여 폭기조로 반송되는 공정으로 이루어져 있다.

이와 같이 이루어진 공정에서는 폭기조의 미생물에 의해 제거되는 오염물이 미생물에 의해 분해가능한 유기물 성분이며, 질소 화합물도 공정 변경에 따라 질산화-탈질 반응을 이용하여 제거할 수 있으나, 코크스 폐수와 같이 고농도 질소 화합물이 함유되어 있는 경우에는 그 적용이 매우 불안정하다.

이에 본 발명의 목적은 생물학적 처리 공정인 활성 슬러지 공정에 코크스 폐수를 유입하기 전에 암모니아 탈기 장치를 도입하여 코크스 폐수내의 질소 화합물을 1차적으로 제거하는 고농도 질소화합물 제거 방법을 제공하려는데 있다.

도 1은 종래의 폐수 처리 공법의 개략도, 및

도 2는 본 발명에 의한 폐수 처리 공정의 개략도이다.

본 발명에 의하면,

고농도의 질소 화합물을 함유한 코크스 폐수를 활성 슬러지 공정으로 처리하는데 있어서, 그 전처리 단계로써

NaOH pH 조정조에서 상기 코크스 폐수를 교반시켜 암모니아성 질소를 암모니아 가스로 전환시키는 단계;

상기 조정조에서 생성된 암모니아 가스를 암모니아 탈기조에서 제거하는 단계;

상기 탈기처리된 폐수는 H₂SO₄pH 조정조에서 교반시켜 pH 7-8로 낮추어 배출하는 단계;를 거치는 고농도 질소 화합물 제거 방법이 제공된다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 코크스 폐수를 암모니아 탈기 장치를 도입하여 질소 화합물을 1차 제거한 다음 생물학적 처리 공정인 활성 슬러지 공정에 유입함으로써 고농도 질소 화합물을 효율적으로 제거한다.

본 발명에서 처리하고자 하는 고농도 질소 화합물을 함유한 코크스 폐수는 pH가 7전후로, 이중 질소 농도는 공정 구성 및 운전 상황에 따라 상이하나 일반적으로 400-1000mg/l로 매우 높으며 대부분 NH₄ ⁺이온형으로 이루어져 있다.

상기 폐수내의 NH₄ ⁺성 질소는 수중에서 NH₄ ⁺→ NH₃+ H⁺와 같이 반응하여 평형을 유지하는데, pH가 높아지면 오른쪽으로 반응이 진행하고, 수온 상승에 의해서도 NH₃생성비가 증가한다.

따라서 본 발명에서는 고농도 질소 화합물을 함유한 코크스 폐수를 먼저 NaOH pH 조정조에서 pH를 10.5-11까지 상승시키면서 교반시켜 암모니아성 질소를 암모니아로 전환시킨다.

질소 화합물이 NH₃가스 상태로 함유되어 있는 코크스 폐수를 암모니아 탈기조에서 송풍기(blower)로 공기 폭기하여 폐수내의 질소 화합물을 저감시킨다.

상기 암모니아 탈기조에서 제거된 암모니아는 기존의 설비 라인에 적용하기 위하여 일단 제습 장치(Demister)를 거친 다음 암모니아 분해로에서 소각 처리한다.

이와 같이 탈기처리된 폐수를 그대로 후속 공정인 생물학적 활성 슬러지 공정으로 유입하는 경우에는 강알칼리성 폐수가 미생물에 악영향을 미치므로 이를 방지하기 위하여 H₂SO₄pH 조정조에서 미생물에 영향이 없는 pH로 낮춘다.

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.

실시예

코크스 폐수중의 암모니아성 질소 농도가 약 500mg/l인 유입수를 NaOH가 충분히 첨가된 NaOH 조정조에 투입하고 교반한 다음 암모니아 탈기를 거쳐 H₂SO₄조정조에서 교반시키면서 중화시켜 암모니아성 질소를 제거하였다.

상기 총 체류 시간에 따른 처리수의 암모니아성 질소 농도를 측정하고 이를 하기표 1에 나타내었다.

체류 시간에 따른 코크스 폐수중 암모니아성 질소의 제거 효율

체류 시간(hr)	처리수 암모니아성 질소 농도(mg/l)	제거율(%)
1	430	14
3	360	28
6.5	290	42

또한 상기 공정중 암모니아 탈기조에서 폭기하기 위해 첨가하는 공기량에 따른 코크스 폐수중의 암모니아성 질소의 제거 효율을 측정하고 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.

공기량에 따른 코크스 폐수중의 암모니아성 질소의 제거 효율

공기량(m3Air/min)	처리수 암모니아성 질소 농도(mg/l)	제거율(%)
1,000	460	7.7
2,000	411	17.8
3,000	285	43.0

상기표 1과 2에 의하면, 생물학적 처리 공정인 활성 슬러지 공정에서 고농도 질소 화합물 함유 코크스 폐수를 처리하기 전에 전처리 단계로 암모니아 탈기를 거침으로써 효과적으로 고농도 질소 화합물을 제거함을 알 수 있다.

본 발명에 의하면, 고농도 질소 화합물 함유 코크스 폐수를 처리하는 생물학적 활성 슬러지 처리 공정에 유입하기 전에 전처리 공정으로써 암모니아 탈기장치를 도입하여 고농도 질소 화합물을 효율적으로 제거할 수 있다.

Claims (1)

1. 고농도의 질소 화합물을 함유한 코크스 폐수를 활성 슬러지 공정으로 처리하는데 있어서, 그 전처리 단계로써

   NaOH pH 조정조에서 상기 코크스 폐수를 교반시켜 암모니아성 질소를 암모니아 가스로 전환시키는 단계;

   상기 조정조에서 생성된 암모니아 가스를 암모니아 탈기조에서 제거하는 단계;

   상기 탈기처리된 폐수는 H₂SO₄pH 조정조에서 교반시켜 pH 7-8로 낮추어 배출하는 단계;를 거치는 암모니아 탈기법을 이용한 코크스 폐수중 고농도 질소 화합물 제거 방법

Images