KR100347652B1

KR100347652B1 - 복합무기응집제를 이용한 폐수처리 방법

Info

Publication number: KR100347652B1
Application number: KR1020000042539A
Authority: KR
Inventors: 최진균; 조병락
Original assignee: 최진균
Priority date: 2000-07-24
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2002-08-07
Also published as: KR20000063568A

Abstract

본 발명은 복합무기응집제를 이용한 폐수처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 염화2철(FeCl₃): 38%∼45%과 염화일철(FeCl₂): 10%∼13%의 철염계 무기응집제를 1:0.3 ~ 0.3:1의 비율로 혼합하여 반응조에서 반응시키되, Ca(OH)₂(Lime)을 상기 무기응집제와 함께 반응조에 투입하여 반응시킬 수 있게 함으로써, 다른 약품을 사용하는 것보다 상당하게 감소된 상태에서도 FLOC형성과 침전성을 매우 양호하게 하며, 특히 슬러지의 생성량을 감소시키고 유기 입사성 물질의 제거에 상승효과가 유발되어, COD와 색도의 제거에 효율을 상승시키고자 하며, Fe(OH)₂침전시 Ca(OH)₂와의 작용에 의해 색도제거에 가장 적합한 pH 8.0∼12를 얻을 수 있어 별도의 탈색제를 사용하지 않아도 되는 특징이 있다.

Description

복합무기응집제를 이용한 폐수처리 방법{Method of water waste treatment using complex inorganic agglomerative material}

본 발명은 염색, 섬유폐수처리에 사용되는 무기응집제를 고분자로 복합하여 조성한 복합무기응집제를 이용하여 상기 조성물에 의해 우수한 응집성과 청징성을 갖도록 하여 화학적산소요구량(COD)과 색도의 제거에 효율을 상승시키고자 하는 복합무기응집제를 이용한 폐수처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 염화이철(FeCl₃)과 염화일철(FeCl₂)을 적절히 혼합한 무기응집제를 반응조에서 반응시키되, Ca(OH)₂(Lime)을 상기 무기응집제와 함께 반응조에 투입하여 반응시킬 수 있게 함으로써 COD 및 색도의 제거율을 상승시킬 수 있는 복합무기응집제를 이용한 폐수처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 원사를 교직하여 직물로 만드는 과정이나 교직된 직물을 염색하는 과정에서 화학물질 등을 사용하고 있으며, 직물에 염색이 완료되면 상기 화학물질은 화학적산소요구량(COD), 폐수의정화산소요구량(BOD), 색도를 포함하고 있는 폐수가 발생하게 된다.

이러한 폐수는 동물이나 생물에 상당한 악영향을 주기 때문에 하천이나 강으로 흘려 보내지 못하도록 규제하고 있다. 따라서 섬유를 만드는 공장이나 직물을 염색하는 공장에서는 폐수를 정화시키는 폐수처리시설을 별도로 갖추어서 폐수를 정화시킨 후 방류시키고 있다.

통상적으로 폐수처리시설은 집수조⇒ 중화조⇒ 반응조⇒ 침전조⇒ 폭기조⇒ 침전조 로 이루어지는 전 화학처리공정과 집수조⇒ 중화조⇒ 폭기조⇒ 침전조⇒ 반응조⇒ 침전조로 구성되는 후 화학처리공정으로 구분되며, 이들 방법에서 한 가지를 선택하거나 중복하여 설비를 갖추고 있는 실정이며, 폐수는 이들의 설비를 거치는 과정에서 정화되는 것이다.

예컨대, 염색 후 발생되는 폐수는 집수조에 집결되어 폐수의 농도를 균등하게 처리되고, 집결된 폐수는 중화조로 보내어져 산성은 알카리성으로, 알카리성은 산성으로 중화시켜 수소이온농도지수(pH)를 조정한다.

중화된 폐수는 화학처리공정인 반응조에 압송되어 3단계의 반응조를 거치는 바, 첫번째 단계의 반응조에서는 염화철(FeCl₂), 염화이철(FeCl₃), Alum(AL₂(SO₄)₃), 황산철 등의 무기응집제 가운데 한 가지를 투입하여 반응시키고, 다음의 반응조에서는 NaOH, Ca(OH)₂로 폐수를 중성화시키고, 마지막 반응조에서는 아니온과 같은 고분자 응집제로 유기물질을 응집시킨다. 그러면 유기물질 COD, BOD는 30∼50% 정도 제거된다.

나아가 유기물질이 응집된 폐수는 침전조에 압송되어 그곳에서 풀로크(FLOC)가 침전하게 되고, 폭기조에서는 화학처리공정인 반응조에서 미 처리된 유기물질을 미생물로써 응결 제거하게 하고, 유기물질이 응결된 폐수는 다시 침전조에 보내어져 Floc를 침전시키고 유기물질을 제거하여 정화된 폐수를 방류하게 된다.

이러한 방법에 의해 염색 폐수를 화학처리하여 환경을 오염시키는 유기물질 COD, BOD, 색도 등을 처리하고 있는 실정이다.

위의 폐수처리방법에서 반응조에 사용되는 무기응집제를 FeCl₂과 Ca(OH)₂를 사용한 경우에는

표1에서와 같이 수질변화에 따른 COD가 배출허용기준을 상회하는 회수 증가로 불안전한 상태이다.

한편, 무기응집제를 FeCl₃과 탈색제를 사용한 경우에는

표2에서와 같이 탈색제 사용으로 비용증가와 염색가공물 변화시에는 대처가 불가능하다.

이와 같이 배출허용기준 범위내에서 폐수처리가 곤란하여 응집제를 과다 사용하게 되고, 이로 인하여 약품(응집제)비용이 과다하게 지출될 뿐만 아니라 별도의 탈색제를 사용하여야 함에 따른 등 제반 관리에 어려움이 있다.

또한, 상기의 공정에서 폭기조는 반응조에서 처리되지 않은 유기물질을 미생물을 사용하여 처리하는 공정으로서, 결국 반응조와 같이 유기물질을 제거하는 공정으로 반응조의 처리 효율이 떨어지게 되면 폭기조에서의 처리 범위가 넓어지게 되고, 이로 인하여 폭기조의 처리시설을 증설에 따른 부지의 소요가 과다하여 부지가 크지 않는 소기업에서는 처리능력이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 무기응집제를 염화이철(FeCl₃)과 염화일철(FeCl₂)을 혼합하여 이루어진 복합무기응집제를 폐수처리시 화학처리 공정인 반응조에서 반응시킬 수 있도록 하되, 소석회(Ca(OH)₂)를 상기 복합무기응집제와 함께 반응조에 투입하여 유기물질의 응집성과 청징성을 갖도록 하여 COD, BOD, 색도의 제거에 효율을 상승시키고자 하는데 그 발명의 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 철염계 무기응집제를 포함하여 이루어진 복합무기응집제를 이용하여 폐수를 처리하는 방법에 있어서, 상기 철염계 무기응집제로 사용되는 38%∼45%의 FeCl₃과 10%∼13%의 FeCl₂을 1∼0.3 : 0.3∼1의 비율로 혼합하여 반응조에 투입하되, Ca(OH)₂을 일정량 반응조에서 함께 반응시켜 응집반응을 일으키게 하여 유기물의 색도와 COD를 저감시킬 수 있도록 함은 물론, 별도의 탈색제를 사용하지 않고도 색도를 제거하고자 하는 것이다.

도1은 본 발명의 일실시례의 의해 나타낸 수질분석표

이하, 본 발명의 일실시례에 의해 첨부된 도면에 관련하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

염화2철(FeCl₃): 38%∼45%과 염화일철(FeCl₂): 10%∼13%을 1~0.3 : 0.3∼1의 비율로 혼합하여 복합무기응집제를 조성하여 폐수처리시 화학처리 공정 중의 하나인 반응조에 투입하여 반응시킬 수 있도록 하되, Ca(OH)₂(Lime)를 상기 복합무기응집제와 함께 반응조에 투입하여 반응시킨다.

여기서 나타나는 반응 메카니즘은

FeCl₃+ FeCl₂+ Ca(OH)₂(Lime) = 반응

2FeCl₃+ 3Ca(OH)₂→2Fe(OH)₃+ 3Cacl₂

FeCl₂+ Ca(OH)₂→Fe(OH) + Cacl₂

상기식에 의거 Fe(OH)₃와 Fe(OH)₂가 응집 반응시 공침 FLOC을 형성한 후 고분자응집제의 가교작용에 의해 폐수중의 슬러지 및 입자성물질 제거에 상승효과를 유발하게 된다.

또한, 이러한 물질을 폐수처리방법에 있어서 반응조에 투입하면 COD 및 색도의 제거 효과가 극대화 되고, Fe(OH)₂침전시 Ca(OH)₂(Lime)과의 작용에 의해 수소이온농도지수(pH)는 8.0∼12에서 탈색효과가 매우 높아서, 색도를 제거하기 위해서 별도의 값 비싼 탈색제 및 색도 제거재를 사용할 필요가 없어 강력한 COD 저감 및 색도 제거의 효과를 볼 수 있게 되는 것이다.

상기 복합무기응집제를 원수의 COD가 300~500ppm인 폐수량 500㏄에 투입하였을 때 COD의 제거율을 살펴보면,

상기 표에서와 같이 화학응집처리시 다른 약품 사용보다 30%정도 감소되었고, FLOC형성과 침전성이 매우 양호하며, 슬러지의 생성량이 20∼30% 정도 감소될뿐만 아니라 COD제거율이 65%∼75%로 높고 또한 색도 배출허용기준인 400도를 밑도는 100∼320도로 처리된다.

그렇다면, 상기 복합무기응집제를 폐수처리방법에서 반응조에 사용하여 COD 및 색도가 제거된 수치를 종래와 비교하여 살펴보면 다음과 같다.

[실시례 1]

1)교직 + 스판텍스 + 정련폐수 (COD가 높고 색도가 높은 폐수)

2) 폐수량: 1,000㎥/day

3)처리방법: 후 응집처리

4)폭기조 용량: 500㎥

5)수질 상황 및 폐수처리장 부지 상황에 따라 COD(㎎/ℓ)

원수:400∼1,457, 폭기조 월류수: 300∼1,100, 처리수: 140∼407로 배출허용기준내 처리에 애로, 증설부지가 없음.

[실시례 2]

1)교직 + 스판텍스 + 정련폐수 (COD가 높고 색도가 높은 폐수)

2) 폐수량: 800∼1,000㎥/day

상기 표6에서 나타난 수질데이터를 분석표로 살펴보면 도1과 같이 표현된다.

이상에서와 같이 본 발명은 FeCl₃과 FeCl₂의 고분자를 적절한 비율로 혼합하여 이루어진 복합무기응집제를 폐수처리시 화학처리 공정인 반응조에서 반응시킬 수 있도록 하되, Ca(OH)₂를 상기 복합응집제와 함께 반응조에 투입하여 반응시킴으로써, 유기 입자성 물질의 제거에 상승효과가 유발되어, COD와 색도의 제거에 효율을 상승시키고자 하며, Fe(OH)₂침전시 Ca(OH)₂와의 작용에 의해 색도제거에 가장 적합한 pH 8.0∼12를 얻을 수 있어 별도의 탈색제가 사용되지 않는 특징이 있다.

본 발명은 염화2철(FeCl₃): 38%∼45%과 염화일철(FeCl₂): 10%∼13%를 적절한 비율로 혼합하여 조성되는 복합무기응집제를 반응조에 투입하여 반응시키되, Ca(OH)₂(Lime)을 반응조에 함께 투입하여, 상기 복합무기응집제와 함께 반응될 수 있도록 함으로써 약품사용을 다른 약품 사용보다 상당하게 감소시킨 상태에서도 FLOC형성과 침전성이 매우 양호하게 되며, 특히 슬러지의 생성량이 감소되고 COD제거율이 종래에 비해 상당하게 높아지고, 또한 색도 배출허용기준치보다 이하의 수치에서 처리되는 등의 이점이 있다.

Claims

철염계 무기응집제를 포함하여 이루어진 복합무기응집제를 이용하여 폐수를 처리하는 방법에 있어서,

상기 철염계 복합무기응집제로 38%∼45%의 FeCl₃과 10%∼13%의 FeCl₂을 사용하여 1∼0.3 : 0.3∼1의 비율로 혼합한 후 반응조에 투입하되, 상기 복합무기응집제와 1 : 0.3 ~ 1의 비율로 Ca(OH)₂을 반응조에 함께 투입하여 복합무기응집제와 응집반응을 일으킬 수 있도록 함을 특징으로 하는 복합무기응집제를 이용한 폐수처리방법.
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