KR100389811B1 - 배수 처리방법 - Google Patents

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니폰 쇼쿠바이 컴파니 리미티드
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Abstract

본 발명은 암모니아 성분 및/또는 경비(輕沸) 유기 질소 화합물 성분과 칼슘 등의 난용성 물질을 형성할 수 있는 금속 성분을 포함하는 배수를, 스케일의 형성을 효과적으로 방지하면서 효율적으로 정화하는 방법을 제공한다.
암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분을 방산 처리하고 해당 방산된 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분을 분해 처리하는 2 공정을 거쳐 배수를 정화 처리하며, 또한 산기 농도 1 내지 20 meq/g, 분자량 600 내지 100,000, 분자량 분포 MW/MN=1.2 내지 7인 폴리머형 스케일 방지제의 존재하에서 방산 처리함과 동시에, 이 스케일 방지제의 첨가시기를 적절하게 행한다.

Description

배수 처리방법{Method for treating waste water}
본 발명은 화학 플랜트, 전자부품 제조 설비, 식품 가공 설비, 금속 가공 설비, 금속 도금 설비, 인쇄 제판 설비, 발전 설비, 사진 처리 설비 등의 각종 산업 플랜트에서 배출되는 암모니아 성분 또는 유기 질소 화합물 성분을 함유하는 배수를 정화 처리하기 위한 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 암모니아 및 유기 질소 화합물을 함유하는 배수를 정화 처리하는 경우, 암모니아 성분 및 경비(輕沸) 유기 질소 화합물 성분을 방산 처리하고, 방산된 암모니아 성분 및 경비 유기 질소 화합물 성분을 배기 가스 처리 장치를 이용하여 분해 정화시키는 배수 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명은 구체적으로, 암모니아 성분 및 경비 유기 질소 화합물을 방산 처리할 때에, 배수를 가열 처리하는 열교환기내, 배관내, 및 암모니아 성분 및 경비 유기 질소 화합물을 방산하는 방산탑내 등에 스케일 성분이부착되는 것을 방지하고, 장기에 걸쳐 안정하며, 또한 효율적으로 운전 처리하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 디메틸포름아미드 함유 배수와 같은 분해되어 암모니아나 경비 유기 질소 화합물을 생성할 수 있는 유기 질소 화합물를 분해하고, 암모니아나 경비 유기 질소 화합물을 방산 처리하는 경우에도 마찬가지로 방산하는 방산탑내 등에 스케일 성분이 부착되는 것을 방지하고, 장기에 걸쳐 안정하며, 또한 효율적으로 운전 처리하는데 이용된다.
암모니아 함유 배수로부터 암모니아를 방산시키는 방법으로서, 암모니아 스트립핑법이 공지되어 있다. 또한 암모니아 스트립핑법으로 방산된 암모니아 가스는 고체촉매를 이용한 배기 가스 처리 장치를 이용하여 질소 가스로 분해됨으로써정화된다.
암모니아 스트립핑법에는 두가지 방법이 있으며, 구체적으로는 공기 스트립핑법 및 증기 스트립핑법이 알려져 있다. 공기 스트립핑법은 암모니아를 함유하는 배수에 공기를 불어넣어 암모니아를 방산시키는 방법이다. 이 공기 스트립핑법에 있어서는 배수의 pH를 높이고, 배수의 온도를 높이고, 불어넣은 공기량을 많게 하는 것(즉, 기액비를 크게하는 것)이 암모니아의 제거율을 높이는데 있어서 매우 효과적이다. 또한, 증기 스트립핑법은 암모니아 함유 배수에 수증기를 불어넣어 암모니아 가스를 방산시키는 방법으로서 공기 스트립핑과 같이 기액비를 크게 하지 않더라도 효율적으로 암모니아를 제거할 수 있다.
분해되어 암모니아나 경비 유기 질소 화합물을 생성할 수 있는 유기 질소 화합물을 분해하여 방산 처리하는 방법으로서, 디메틸포름아미드 함유 배수에 알칼리를 첨가하고 공기를 투입하여 디메틸아민으로 분해하고 기체상으로 이행시켜 처리하는 방법이 알려져 있다.
그러나, 배수중에 칼슘이나 마그네슘 등의 스케일 성분을 함유하는 경우, 이들의 스케일 성분이 열교환기나 가열기 등에 부착되어 압력 손실의 상승 또는 폐색의 문제가 발생하여 배수의 정화성이 저하될 뿐만 아니라 처리 불능 상태로 되는 경우도 있었다. 이러한 경향은 배수가 탄산이온을 많이 함유하는 경우에 특히 뚜렷하게 나타난다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결할 수 있는 방법을 제공함에 있다. 즉, 경비 유기 질소 화합물 성분을 함유하는 배수나 암모니아 성분을 함유하는 배수를 방산 처리하여 배수의 정화성을 높이는 것이다. 또한 이 경우에, 배수를 가열 처리하는 열교환기내, 배관내, 및 암모니아 성분이나 경비 유기 질소 화합물 성분을 방산 처리하는 방산탑내 등에 스케일 성분이 부착되는 것을 방지하며, 장기에 걸쳐서 안정된 처리가 가능한 신규한 배수 처리 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 분해되어 암모니아 및/또는 경비 유기 질소 화합물을 생성할 수 있는 유기 질소 화합물을 분해시키고, 공기 또는 증기 등의 가스를 이용하여 방산 처리하는 때에도 마찬가지로 장기에 걸쳐 안정된 처리가 가능한 신규한 배수 처리 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 설비비 및 배수 처리 가동 비용이 저렴한 신규한 배수 처리 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 가스중에 방산된 암모니아 성분이나 경비 유기 질소 화합물 성분을 고효율로 분해 정화시킴으로써 환경에 배출되는 유해물질을 감소시키고자 한다. 이 경우, 가스중에 방산된 암모니아 성분이나 경비 유기 질소 화합물 성분 이외의 유해 물질도 고효율로 용이하게 정화 처리할 수 있다.
제 1 공정(암모니아 및 경비 유기 질소 화합물의 방산탑) 과 제 2 공정(촉매반응기)으로 이루어지는 프로세스에 있어서, 방산탑에 스케일이 부착되면 방산탑의 폐색이 일어나 압력 손실이 상승하고, 방산탑으로부터의 비말(飛沫)이 증가할 가능성이 있으며, 고형분이 촉매에 축적되면 피독 등의 촉매반응기에 대한 영향이 염려된다. 예컨대, 제 2 공정에서 처리성능이 저하되거나, 가스라인 또는 기기의 압력 손실이 상승하는 경향이 있다. 방산탑의 막힘이 증대하면 플러딩(flooding)을 일으켜 문제가 될 가능성도 있다. 상기 문제를 방지하기 위해서는, 방산탑을 세정하거나, 방산탑의 방산 가스의 감소를 감수하거나, 처리량을 감소시키는 수 밖에 없었다. 본 발명은 이러한 문제를 해결하고자 하기 위한 것이다.
도 1 은 본 발명의 방법을 실시하기 위한 장치 구성예를 나타내는 개략 설명도이다.
부호의 설명
1 : 배수 탱크
2 : 배수 공급 펌프
3 : 알칼리 탱크
4 : 알칼리 공급 펌프
5 : 스케일 방지제 탱크
6 : 스케일 방지제 공급 펌프
7 : 가열기
8 : 방산탑
9 : 공기 공급 라인
10 : 가열기
11 : 증기 공급 라인
12 : 냉각기
13 : 처리액 배출 펌프
14 : 처리액 배출 라인
15 : 가스 배출 라인
16 : 공기 공급 라인
17 : 가열기
18 : 배기 가스 처리 장치
본 발명자는 상기의 과제를 해결하기 위하여 예의 연구한 결과, 암모니아 성분 함유 배수나 경비 유기 질소 화합물 성분 함유 배수 등을 처리하여 배수의 정화성을 높이는 방법에 있어서, 가스중에 암모니아 성분이나 경비 유기 질소 화합물 성분을 안정적으로 방산시켜 해당 가스를 배기 가스 처리 장치를 이용하여 분해 정화시킴으로써 배수를 정화할 수 있는 신규한 배수 처리 방법을 발견하고 본 발명을완성하기에 이르렀다. 본 발명은 배수에 특정한 스케일 방지제를 첨가하고, 암모니아 성분이나 경비 유기 질소 화합물 성분을 방산 처리할 때에 스케일 성분이 기기에 부착되지 않도록 함으로써 배수를 안정적으로 처리한다. 또한 배기 가스중에 방산된 암모니아 성분이나 경비 유기 질소 화합물 성분 및 그 밖의 유해물질은 배기 가스 처리 장치를 이용하여 처리함으로써 배수의 정화성을 높였다.
즉, 본 발명의 방법은 분해하여 암모니아 및/또는 경비 유기 질소 화합물을 생성할 수 있는 유기 질소 화합물 성분 50 내지 200,000 ㎎/ℓ 및/또는 암모니아 성분 500 내지 200,000 ㎎/ℓ 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분 50 내지 200,000 ㎎/ℓ를 함유하는 것 이외에, 난용성 물질을 형성할 수 있는 금속 성분 0.02 내지 300 ㎎/ℓ를 함유하는 배수를 정화 처리함에 있어서, 산기의 농도가 1 내지 20 meq/g이고, 또한 분자량이 600 내지 100,000이며, 분자량 분포가 MW/MN=1.2 내지 7인 폴리머형의 스케일 방지제를 배수 1ℓ당 0.5 내지 500 ㎎의 비율로 배수에 첨가하고, 배수의 pH 10 내지 l4의 조건하에서 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분을 방산 처리하는 제 1 공정, 및 방산 처리된 가스중의 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분을 고체 촉매를 이용하여 분해 정화하는 제 2 공정으로 이루어지며, 또한 상기 제 1 공정에서는 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분을 방산 처리하기 전에 해당 배수의 pH를 조정함과 동시에, 해당 폴리머형의 스케일 방지제를 해당 배수의 pH 조정시 및/또는 pH 조정전에 첨가하는 점에 요지를 갖는 배수 처리 방법이다.
본 발명의 방법은 암모니아 함유 배수 및/또는 경비 유기 질소 화합물 함유배수를 가열하여 증발시키거나, 공기나 증기 등의 가스를 이용하여 배수중의 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분을 방산시켜 가스로 한 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분을 분해하는 것으로 배수를 정화 처리함에 있어서, 미리 배수중에 스케일 방지제를 첨가하여 안정적으로 장기에 걸쳐 처리 운전을 계속할 수 있는 신규한 배수 처리 방법이다.
배수중의 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분을 증발 방산 처리하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 재킷식 가열기, 다관식 열교환기를 이용한 리보일러 등을 들 수 있다. 가열의 열원은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 수증기, 열 매체 오일, 열수 등을 들 수 있다. 또한 열원으로서 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 성분을 고체 촉매를 이용하여 분해 정화시킨 후의 처리 가스를 이용하여도 좋다.
또한, 배수중의 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 성분을 함유하는 배수에 가스를 불어넣으면서 실행하면 가열기를 필요로 하지 않아 경제적이다. 이용하는 가스로서는 공기 또는 증기가 경제적이지만, 공기, 증기, 질소, 산소, 아르곤 등의 가스나 이들의 혼합 가스를 이용할 수도 있다. 그 중에는, 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 성분을 고체 촉매를 이용하여 분해 정화한 후의 처리 가스나 다른 설비로부터 방출된 가스도 포함된다.
암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 성분을 함유하는 배수중의 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 성분을 방산시켜 배수를 정화 처리하는 경우에는, 해당 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 성분을 함유하는 배수를 가열할 필요가 있다. 이 가열은 통상 열교환기 또는 가열기를 이용하여 30 내지 100 ℃로 가열하는 것이지만, 가열 온도가 높을수록 배수의 정화성을 높일 수 있다. 그러나, 가열 온도가 너무 높아지면 스케일 성분의 부착이 현저해지는 문제가 있다. 이 때문에 가열 온도는 바람직하게는 40 내지 95 ℃로 하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 50 내지 90 ℃로 하는 것이 좋다. 방산하여 정화 처리한 액과 열교환기를 이용하여 가열하는 것이 배열(排熱)을 유효하게 이용할 수 있으므로 바람직하다. 이 경우, 가열 온도가 40 ℃ 미만이면 열회수상 바람직하지 않다.
본 발명의 방법에서 대상으로 하는 배수중에 함유되는 난용성 물질을 형성할 수 있는 금속 성분으로서는 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 동, 망간, 철, 크롬, 아연, 티타늄, 바나듐, 니켈 등을 들 수 있다. 이들 금속 성분의 배수중에 있어서의 형태는 특별한 제한은 없으며, 화합물 또는 이온중의 어느 것이라도 좋다. 상기 금속 성분의 농도(원소환산)는 0.02 내지 300 ㎎/ℓ이다. 더욱 구체적으로는, 칼슘의 농도(원소환산)는 0.1 내지 300 ㎎/ℓ, 바람직하게는 0.2 내지 150, 보다 바람직하게는 0.3 내지 50 ㎎/ℓ이고, 마그네슘, 알루미늄, 동, 망간, 철, 크롬, 아연, 티타늄, 바나듐 및 니켈의 농도(원소환산)는 각각 0.02 내지 50 ㎎/ℓ, 바람직하게는 0.03 내지 30 ㎎/ℓ, 보다 바람직하게는 0.05 내지 20 ㎎/ℓ이다.
난용성 물질을 형성할 수 있는 금속 성분이 많은 경우에는, 첨가하는 스케일 방지제의 양이 지나치게 많아지므로 본 발명에 따른 배수 처리 방법으로 처리하기 전에 미리 금속 성분을 제거하는 것이 효과적이다. 반대로 금속 성분이 적은 경우에는, 특히 본 발명에 따른 배수 처리 방법을 특별히 이용하지 않더라도 장기간에걸쳐서 안정적인 처리를 계속할 수 있다.
본 발명의 방법에서 대상으로 하는 배수에는 상기 금속 성분 이외에 탄산이온, 인산이온 성분 및 규산이온중 적어도 1종을 포함하고 있어도 좋다. 해당 배수중에 함유된 탄산이온 성분은, 원래의 배수중에 함유되어 있는 경우 및 본 발명에 있어서 배수를 공기 등의 가스와 혼합시킨 결과, 가스중의 탄산가스가 용해되어 함유되는 경우가 있다. 이들 탄산이온 성분, 인산이온 성분 및 규산이온 성분중 적어도 1종의 양은 2 내지 100,000 ㎎/ℓ, 바람직하게는 5 내지 50,000 ㎎/ℓ, 보다 바람직하게는 10 내지 10,000 ㎎/ℓ이다.
탄산이온 성분이 많은 경우, 본 발명에 따른 배수 처리 방법으로 처리하기 전에 미리 스케일 성분을 제거하는 것이 효과적이다. 본 발명은 탄산이온을 함유하는 배수에 특별히 효과적이지만, 탄산이온 성분이 적은 경우라도, 본 발명에 따른 배수 처리 방법을 이용하면 장기에 걸쳐 한층 더 안정적인 처리를 계속할 수 있다.
탄산이온은 칼슘, 마그네슘 등과 반응하여 난용성 탄산염을 형성하고, 인산이온은 칼슘 등과 반응하여 난용성 인산염을 형성하며, 또한 규산이온은 마그네슘, 알루미늄, 칼슘 등과 반응하여 난용성 규산염을 형성한다. 또한, pH가 높고 수산화물 이온농도가 높은 경우에는, 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 동, 망간, 철, 크롬, 아연, 니켈, 티타늄 등의 난용성 수산화물 및/또는 난용성 산화물을 형성한다.
본 발명의 방법에 있어서 대상으로 하는 배수중에 함유되는 암모니아 성분이란 암모니아 및/또는 암모니아 이온을 의미한다. 이들 암모니아 성분의 양은 500내지 200,000 ㎎/ℓ, 바람직하게는 1,000 내지 100,000 ㎎/ℓ, 보다 바람직하게는 2,000 내지 50,000 ㎎/ℓ이다. 암모니아 성분이 많은 경우, 배기 가스 처리 장치로 암모니아를 처리할 때에 발열량이 지나치게 커져 암모니아의 처리성능이 저하된다. 또한, 이 경우에는 큰 발열량에 의한 배기 가스 처리 장치에 있어서의 온도 상승을 억제하기 위해 희석용 가스가 대량 필요하게 되어 장치 사이즈가 지나치게 커지게 된다. 반대로 암모니아 성분이 적은 경우, 특히 본 발명에 따른 배수 처리 방법을 특별히 이용하지 않더라도 생물 처리 등으로 배수의 정화를 쉽게 할 수 있다.
본 발명의 방법에 있어서는, 배수중에 경비 유기 질소 화합물 성분이 포함되더라도 방산시켜 후술하는 고체 촉매로 분해시킬 수 있다. 경비 유기 질소 화합물의 예로서는 피리딘 등의 환상 유기 질소 화합물, 트리메틸아민, 모노메틸아민, 디메틸아민 등의 아민 등을 들 수 있다. 이들 경비 유기 질소 화합물 성분의 양은 50 내지 200,000 ㎎/ℓ, 바람직하게는 100 내지 100,000 ㎎/ℓ, 보다 바람직하게는 500 내지 50,000 ㎎/ℓ이다. 경비 유기 질소 화합물 성분이 많은 경우, 배기 가스 처리 장치로 경비 유기 질소 화합물 성분을 처리할 때에 발열량이 지나치게 커져서 경비 유기 질소 화합물 성분의 처리 성능이 저하하게 된다. 또한, 이 경우에는 큰 발열량에 의한 배기 가스 처리 장치에 있어서의 온도 상승을 억제하기 위해 희석용 가스가 대량 필요하게 되어 장치 사이즈가 지나치게 커지게 된다.
본 발명에 있어서는, 배수중에 경비 유기 화합물 성분이 포함되더라도 방산시켜 후술하는 고체 촉매로 분해시킬 수 있다. 경비 유기 화합물로서는 메탄올, 에탄올, 프로판올 등의 알코올; 아세트알데히드, 포름알데히드 등의 알데히드; 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 용제 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 분해되어 암모니아 및/또는 경비 유기화합물을 생성할 수 있는 유기 질소 화합물 성분이란, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 아미드결합을 갖는 화합물이 알칼리 가수분해 등으로 분해되어 디메틸아민, 모노메틸아민, 트리메틸아민 등의 아민(경비 유기 질소 화합물)이나 암모니아를 생성하는 화합물을 들 수 있다. 구체적으로는, 모노메틸포름아미드를 함유하는 배수에 알칼리를 첨가함으로써, 모노메틸아민으로 분해되는 것, 디메틸포름아미드를 함유하는 배수에 알칼리를 첨가함으로써 디메틸아민으로 분해되는 것 등을 들 수 있다. 또한 히드라진이나 요소 등으로 분해되는 것으로 암모니아 및/또는 암모니아 이온을 생성하는 화합물도 본 발명에서 대상으로 하는 유기 질소 화합물 성분에 포함되는 것이다.
본 발명에 있어서, 분해되어 암모니아 및/또는 경비 유기 질소 화합물을 생성할 수 있는 유기 질소 화합물 성분, 암모니아 성분 및 경비 유기 질소 화합물 성분을 복합하여 함유하는 배수를 처리하는 경우, 해당 성분의 총 합량은 50 내지 200,000 ㎎/ℓ 정도가 좋고, 바람직하게는 100 내지 100,000 ㎎/ℓ, 보다 바람직하게는 500 내지 50,000 ㎎/ℓ 정도이다. 이들의 성분이 많은 경우에는, 배기 가스 처리 장치로 해당 성분을 처리할 때에 발열량이 지나치게 커져 해당 성분의 처리성능이 저하하게 된다. 또한, 이 경우에는 큰 발열량에 의한 배기 가스 처리 장치에 있어서의 온도 상승을 억제하기 위해 희석용 가스가 대량 필요하게 되어 장치 사이즈가 지나치게 커지게 된다.
본 발명에 의해 정화 처리되는 배수의 구체예로서는,
① 500 ㎎/ℓ 이상의 암모니아 성분과 0.02 ㎎/ℓ 이상의 난용성 물질을 형성할 수 있는 금속 성분을 포함하는 배수,
② 500 ㎎/ℓ 이상의 암모니아 성분과, 0.02 ㎎/ℓ 이상의 난용성 물질을 형성할 수 있는 금속 성분과 2 ㎎/ℓ 이상의 탄산이온 성분, 인산이온 성분 및 규산이온 성분으로 구성된 군중에서 선택된 적어도 1종의 이온성분을 포함하는 배수,
③ 50 ㎎/ℓ 이상의 분해되어 암모니아 및/또는 경비 유기 질소 화합물을 생성할 수 있는 유기 질소화합물 성분과, 0.02 ㎎/ℓ 이상의 난용성 물질을 형성할 수 있는 금속 성분과 2 ㎎/ℓ 이상의 탄산이온 성분, 인산이온 성분 및 규산이온 성분으로 구성된 군중에서 선택된 적어도 1종의 이온성분을 포함하는 배수 및
④ 50 ㎎/ℓ 이상의 경비 유기 질소 화합물 성분과, 500 ㎎/ℓ 이상의 암모니아 성분과, O.O2 ㎎/ℓ 이상의 난용성 물질을 형성할 수 있는 금속성분을 포함하는 배수 등을 들 수 있다.
상기 난용성 물질을 형성할 수 있는 금속 성분이란 배수에 난용성인 고형상 물질(스케일)을 형성하는 것을 의미하고, 그 대표적인 예로서는 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 동, 망간, 철, 크롬, 아연, 티타늄, 바나듐 및 니켈 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이들로만 한정되지는 않는다. 본 발명의 방법은 이들 금속 성분을 1종 또는 2종 이상 함유하는 배수를 정화 처리하는 것이다.
암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분 및 난용성 물질을 형성할 수 있는 금속 성분 이외에, 탄산이온, 인산이온 및 규산이온을 포함하는 배수를 정화 처리하는 것은 탄산이온, 인산이온 및 규산이온을 포함하지 않은 배수의 정화 처리와 비교하여 스케일이 형성되기 쉽지만, 본 발명의 방법에 의해 이러한 스케일이 형성되기 쉬운 배수도 효율적으로 정화 처리할 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법은 상기 ② 및 ③과 같은 배수의 정화 처리에도 적합하게 이용할 수 있다.
또한, 용해성 실리카에 대해서는 그 농도가 0.02 내지 300 ㎎/ℓ 정도인 경우 방산탑에 공급하는 액의 pH를 10.5 이상으로 하면 스케일이 거의 생성되지 않는다.
본 발명에 따른 배수 처리 방법에 있어서, 배수를 30 내지 100 ℃로 가열할 때 열교환기 또는 가열기를 사용한다. 그리고 이 가열 공정에서 특히 스케일이 부착되기 쉽다. 이 경우 열교환기 또는 가열기의 총괄 전열 계수를 10 내지 3,000 ㎉/㎡h℃, 바람직하게는 50 내지 2,000 ㎉/㎡h℃, 더욱 바람직하게는 100 내지 1,500 ㎉/㎡h℃로 하는 것이 좋다. 총괄 전열 계수가 10 ㎉/㎡h℃ 미만인 경우는 장치 사이즈가 커져 바람직하지 않다. 또한 3,000 ㎉/㎡h℃를 넘는 경우는, 압력 손실이 증대하고, 스케일이 부착되었을 때에 압력 손실의 증대가 현저해지며, 운전이 곤란해 질 수 있다.
본 발명의 방법에서는, 산기의 농도가 1 내지 20 meq/g이고, 또한 분자량이 600 내지 100,000이며, 분자량 분포가 MW/MN=1.2 내지 7인 폴리머형의 스케일 방지제의 존재하에서 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분을 방산 처리하지만, 본 발명에서 이용하는 상기 스케일 방지제의 규정 이유는 하기와 같다.
스케일 방지제의 첨가량은 배수 1ℓ당 0.5 내지 500 ㎎(0.5 내지 500 ㎎/ℓ)이 필요하지만, 보다 효과적으로는 1 내지 200 ㎎/ℓ, 더욱 효과적으로는 2 내지 100 ㎎/ℓ이 좋다. 이 첨가량이 적은 경우에는, 스케일 성분이 부착하기 쉬워져 본 발명의 효과가 발휘되지 않게 된다. 한편, 스케일 방지제의 첨가량이 많은 경우에는, 운전비용이 높아지고, 또한 본 발명으로 처리한 후 액중에 스케일 방지제가 많이 잔존하기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명에서 이용하는 폴리머형 스케일 방지제는 저첨가량으로 운전비용을 억제할 수 있다. 이러한 폴리머형 스케일 방지제로서는 폴리말레인산 및 그 염, 폴리아크릴산 및 그 염, 폴리메타크릴산 및 그 염, 아크릴산과 말레인산의 공중합체 및 그 염, 메타크릴산과 말레인산의 공중합체 및 그 염, 아크릴산과 푸마르산의 공중합체 및 그 염, 메타크릴산과 푸마르산의 공중합체 및 그 염, (메트)아크릴산과 2-히드록시에틸아크릴레이트의 공중합체 및 그 염, (메트)아크릴산과 2-히드록시에틸메타크릴레이트의 공중합체 및 그 염, (메트)아크릴산과 3-알릴옥시-2-히드록시프로판설폰산나트륨의 공중합체 및 그 염 등을 들 수 있다.
그 중에서도, (폴리)아크릴산소다, (메트)아크릴산과 설폰산기 함유 단량체와의 공중합체, (메트)아크릴산과 수산기 함유 단량체와의 공중합체 등이 바람직하다. 철이나 알루미늄을 포함하는 배수의 경우에는 (메트)아크릴산과 설폰산기 함유 단량체와의 공중합체도 폴리아크릴산소다의 호모폴리머와 마찬가지로 효과적이다. 또한, 칼슘, 마그네슘, 철, 동, 알루미늄 등을 포함하는 배수의 경우에는 폴리아크릴산소다의 호모폴리머가 효과적이다.
폴리머형 스케일 방지제의 분자량은 600 내지 100,000으로 할 필요가 있으며, 바람직하게는 5,000 내지 80,000이고, 더욱 바람직하게는 10,000 내지 50,000이다. 분자량이 600 미만 또는 100,000을 넘는 경우에는 해당 스케일 방지제의 첨가량이 많이 필요해지기 때문에 바람직하지 않다.
또한 폴리머형 스케일 방지제의 분자량 분포 MW/MN비는 1.2 내지 7, 바람직하게는 2 내지 4이다. 이 MW/MN비가 7을 넘는 경우에는 해당 스케일 방지제의 첨가량이 많이 필요해지기 때문에 바람직하지 못하다. 1.2 미만에서는 폴리머의 제조 공정이 복잡해져 폴리머가 비싸지기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명에서 이용하는 스케일 방지제의 산기의 예로는 설폰산기, 카르복실산기, 인산기 등의 음이온성기를 들 수 있다. 본 발명에 있어서 스케일 방지제의 산기 농도란 폴리머 1g 에 포함되는 음이온성기의 meq(밀리등량=밀리몰)를 나타내고, 본 발명의 스케일 방지제의 산기 농도는 1 내지 20 meq/g이며, 바람직하게는 5 내지 18 meq/g, 더욱 바람직하게는 10 내지 16 meq/g이다. 산기 농도가 1 meq/g 미만인 경우에는 해당 스케일 방지제의 첨가량이 많이 필요해지므로 바람직하지 않다. 20 meq/g을 넘는 경우에는 폴리머가 비싸지기 때문에 바람직하지 않다.
암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분의 방산 처리는 방산탑에 보내는 배수의 pH가 10 내지 14, 바람직하게는 10.5 내지 12.5, 더욱 바람직하게는 11 내지 12에서 실행하는 것이 좋다. 배수의 pH가 10 미만인 경우에는, 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분의 방산 성능이 저하되어 바람직하지 않다. 또한 배수의 pH가 14를 넘으면 스케일 성분이 수산화물로서 기기에 부착되기쉬워지기 때문에 바람직하지 않다. 특히, pH 10.5 내지 12.5의 조건하에서 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분을 방산 처리함으로써, 스케일의 형성을 효과적으로 방지하면서 효율적으로 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물을 방산시킬 수 있다.
이렇게 하여 본 발명의 바람직한 태양에 있어서는, 상기 ① 내지 ④, 특히 ② 또는 ③의 배수에 대해 pH 10.5 내지 12.5의 조건하에서 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분을 방산 처리한다.
또한 배수중에 철이 포함되는 경우에는, 배수의 pH 10 내지 12의 범위에서 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분을 효율적으로 방산 처리할 수 있다. 따라서, 철 0.02 내지 20 ㎎/ℓ를 포함하는 배수를 방산 처리함에 있어서는, pH 10 내지 12, 특히 10.5 내지 12의 범위에서 실행하는 것이 바람직하다.
암모니아 및/또는 경비 유기 질소 화합물 함유 배수의 pH는 통상 11 미만인 것이 많으므로 상기 pH 범위로 조정하기 위해서는 알칼리를 첨가하는 것이 효과적이다. 배수의 pH는 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 가성알칼리나 소(消)석탄, 수산화마그네슘 등의 알칼리를 첨가하여 조절할 수 있다. 그러나, 소석탄이나 수산화마그네슘 등의 Ca, Mg를 함유하는 화합물을 사용한 경우에는, 스케일 방지제의 첨가량이 많이 필요해지기 때문에 바람직하지 않다. 이 때문에, 가성알칼리가 바람직하고, 수산화나트륨이 비용적으로 바람직하다.
pH를 조정하기 위해 알칼리를 첨가하는 경우, 이를 배수의 원수(原水) 탱크에 첨가하여도 좋고, 배수를 방산 처리하기 위해 공급하는 라인에 공급 펌프로 공급하여도 좋다. 암모니아 및/또는 경비 유기 질소 화합물의 방산 처리 공정전에 pH 조정조를 설치하고, 여기에 알칼리를 첨가하여 배수의 pH를 10 내지 14로 조정하여도 좋다. 알칼리는 용액으로 투입하는 것이 취급 및 pH 조정이 용이하기 때문에 바람직하나, 물론 고체로 투입하여도 좋다.
스케일 방지제의 첨가 방법 및 첨가 위치는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 스케일 방지제는 수용액으로서 첨가하는 것이 효과적이다. 또한 스케일 방지제의 첨가 위치는 배수의 원수 탱크에 공급하여도 좋고, pH 조정용의 알칼리 그 자체에 첨가하여도 좋으며, 배수를 방산 처리하기 위해 공급하는 라인에 공급 펌프로 직접 공급하여도 좋다. 다만, 배수의 pH 조절을 실행하기 위해서 알칼리를 배수에 첨가할 때, 스케일 방지제의 첨가 위치는 알칼리의 첨가전(pH 조절전)으로 하는 것이 효과적이다. 즉, 알칼리 첨가전에 스케일 방지제를 첨가함으로써 스케일 방지제의 첨가량을 감소시킬 수 있는 것이다. 또한 pH 조정용의 알칼리 그 자체에 첨가하여도 스케일 방지제의 첨가량을 감소시킬 수 있다. 또한 스케일 방지제의 첨가는, 복수 개소로 분할하여 실행하여도 좋다. 상기와 같이 본 발명에 있어서는, 폴리머형의 스케일 방지제를 배수의 pH 조정시 및/또는 pH 조정전에 첨가하는 것이지만, 이러한 태양은 철이나 마그네슘을 포함하는 배수의 방산 처리에 특히 효과적이다.
본 발명에 의하면, 암모니아 함유 배수나 유기 질소성분 함유 배수를 공기 또는 증기 등의 가스를 이용해서 방산 처리하여 배수의 정화성을 높일 수 있다. 또한 이 경우에, 배수를 가열 처리하는 열교환기내, 배관내, 암모니아 성분이나 경비 유기 질소 성분을 방산 처리하는 방산탑내 등에 스케일 성분이 부착되는 것을방지하며, 장기에 걸쳐 안정된 처리를 실행할 수가 있다. 다만, 장기 안정 운전 후에도 소량의 스케일의 부착이 관찰되는 경우가 있다. 이러한 경우는, 정기 정비시에 스케일를 세정 제거하는 것이 장기적으로 안정 운전함에 있어 더욱 바람직하다.
이 때의 세정은, 수세, 증기 투입에 의한 세정, 고알칼리의 용액에 의한 세정, 산에 의한 세정, 유기 용매에 의한 세정 등의 방법이 있으나, 바람직하게는 산으로 세정하는 것이 좋다. 또한 산을 이용하여 세정하는 경우에 가열하면 세정효과가 높아진다. 세정액은 1 패스로 사용하여도 좋지만, 바람직하게는 순환시켜 사용하는 것이 좋다. 세정의 유량은 많이 흘리는 것이 바람직하다.
세정에 사용하는 산의 예로는 염산, 황산, 질산등의 강산, 구연산, 옥살산, 개미산, 초산, 글리콜산 등의 유기산 등을 들 수 있으며, 장치의 재질 등을 고려하여 선택하면 좋다. 그 중에서도 염산 수용액 또는 황산 수용액(이하「세정액」으로도 기재한다)이 바람직하다. 산의 농도에 대해서는, 황산 또는 염산의 농도는 0.3 g/ℓ 이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3 g/ℓ, 가장 바람직하게는 10 g/ℓ이다. 0.3 g/ℓ 이하의 경우는 세정의 효과가 작고, 3 g/ℓ 이하의 경우에는 세정 효과가 작고 세정 시간도 길다. 또한 10 g/ℓ 이하의 경우에는 산화철이나 산화망간 등의 일부 스케일분에 대해서는 세정 시간이 걸린다. 이 경우, 단시간에 세정을 완결시키기 위해서는 비교적 고온의 세정 조건이 필요하다.
세정의 조건, 장치 재질, 스케일의 종류 등에 따라 황산 수용액과 질산 수용액을 소정량 혼합하여 사용할 수도 있다. 질산을 혼합함으로써 스테인레스강에 대한 부식성이 완화된다. 또한, 염산 수용액의 염화수소 농도, 황산 수용액의 황산 농도가 짙은 경우에는, 철, 또는 동을 포함하는 화합물을 함유하는 것이 장치의 내식성을 향상시키는데 효과적이다. 또한, 유기산을 이용하여 가열하는 방법도 있으나, COD 성분(COD치에 직접 영향을 주는 성분)을 처리해야 하는 문제가 있다.
본 발명에 있어서 세정되는 장치의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 SUS, 티타늄, 하스텔로이(등록상표), 인코넬(등록상표), 염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 테프론(등록상표), FRP 등이다.
본 발명의 방법에 있어서, 방산 처리한 후의 암모니아 성분 및/또는 경비 유기 질소 화합물 성분을 포함하는 가스(이하, 단순히 「배기가스」로 부르는 경우가 있음)는 배기 가스 처리 장치를 이용하여 정화 처리시킬 수 있다. 또한, 배수 탱크나 다른 프로세스에서 발생하는 가스, 예를 들어 메탄올, 에탄올 등의 알코올; 일산화탄소; 수소; 아세트알데히드, 포름알데히드 등의 알데히드를 이 배기 가스 처리 장치를 이용하여 처리 할 수도 있다.
배기 가스 처리 장치로는 여러 가지 배기 가스 처리 장치를 이용할 수 있다. 또한, 이 배기 가스 처리 장치에는 촉매를 사용하는 것이 효과적이다. 이 촉매는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 알루미늄, 티타늄, 실리콘 및 지르코늄으로 구성된 군중에서 선택된 적어도 1종의 원소의 산화물과, 바나듐, 텅스텐, 세륨 및 철로 구성된 군중에서 선택된 적어도 1종의 산화물, 및/또는 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 이리듐, 망간 및 동으로 구성된 군중에서 선택된 적어도 1종의 원소의 금속 및/또는 산화물을 함유하는 촉매가 적합하게 이용된다.
또한 배기 가스는, 배기 가스를 처리하기 전 여러 가지 타입의 열교환기로 가열할 수 있으며, 그 처리 온도는 200 내지 500 ℃의 범위인 것이 효과적이고, 보다 효과적으로는 250 내지 450 ℃이다. 또한 가스의 공간 속도는 특별히 한정되는 것은 아니며, 적절히 선택하는 것이 좋으나 500 h-1이상 100,000 h-1이하인 것이 효과적이고, 1,000 h-1이상 50,000 h-1이하인 것이 보다 효과적이다. 또한 해당 배기 가스 처리로는 산소함유 가스(바람직하게는 공기)를 적절히 공급할 수 있으며, 이 공급 방법도 특별히 한정되는 것은 아니다.
제 2 공정의 반응기가 1개인 경우, 이 반응기에는 알루미늄, 티타늄, 실리콘 및 지르코늄으로 구성된 군중에서 선택된 적어도 1종의 원소의 산화물과, 바나듐, 텅스텐, 세륨 및 철로 구성된 군중에서 선택된 적어도 1종의 산화물, 및/또는 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 이리듐, 망간 및 동으로 구성된 군중에서 선택된 적어도 1종의 원소의 금속 및/또는 산화물을 함유하는 촉매가 사용되지만, 이 촉매와 다른 촉매를 적층하거나, 복합시켜도 좋다. 반응기가 복수인 경우, 마지막 반응기(즉, 출구측에 가장 가까운 반응기)에 상기 촉매를 충전하는 것이 좋고, 그 밖의 반응기에 충전하는 촉매의 종류에는 특별한 제한은 없다. 또한, 반응기 대신에 연소로를 이용하여도 좋다. 마지막 반응기에 상기 촉매를 이용하면 NOx 생성이 적고, 또한 암모니아를 고효율로 질소 가스와 물로 분해 정화시킬 수 있다.
배기 가스를 반응기로 유도하여 상기 촉매로 처리함에 있어서, 이 반응기 입구(출구측에 가장 가까운 반응기)의 산소량은, 입구 암모니아량에 대해서의 이론산소량 이상으로 할 필요가 있지만, 이 이론산소량은 반응기 입구의 암모니아량 대한 다음 반응식에서 필요한 산소량을 의미한다.
2NH3+ (3/2)O2→ N2+ 3H2O
또한, 암모니아 이외의 경비 유기 질소 화합물이나 유기물 등을 포함하는 경우에는, 그 물질의 연소에 필요한 산소도 첨가한다. 이 경우 질소분은 분자상 질소(N2)로 분해하는 것으로서 이론산소량을 고려한 것이다.
본 발명에 있어서, 방산 처리한 후의 처리액은 pH 조절이나 COD 성분의 처리 등 어떠한 후처리를 실시하거나, 그대로 방류하여도 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 처리 대상으로 하는 배수는 화학 플랜트, 전자부품 제조설비, 식품가공 설비, 금속가공 설비, 금속도금 설비, 인쇄제판 설비, 발전 설비, 사진처리 설비 등의 각종 산업 플랜트에서 배출되는 배수나 분뇨, 하수 등의 생활 배수 등 여러 가지 배수를 들 수 있지만, 본 발명의 처리 대상이 될 수 있는 배수는 이들에만 한정되는 것이 아니다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 들어 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
실시예 1
도 1은 본 발명을 실시하기 위한 장치 구성예를 나타내는 개략 설명도로서, 도 1에서 1은 배수 탱크, 2는 배수 공급 펌프, 3은 알칼리 탱크, 4는 알칼리 공급 펌프, 5는 스케일 방지제 탱크, 6은 스케일 방지제 공급 펌프, 7, 10 및 17은 가열기, 8은 방산탑, 9는 공기공급 라인, 12는 냉각기, 13은 처리액 배출 펌프, 14는 처리액 배출 라인, 15는 가스 배출 라인, 16은 공기공급 라인, 18은 배기 가스 처리 장치를 각각 나타낸다.
상기 도 1에 도시된 장치를 사용하여 하기의 조건하에서 1,000 시간 연속하여 처리한다. 이 때 처리에 제공한 배수는 발전 설비에서 배출되는 배수이며, 암모니아를 5,000 ㎎/ℓ 함유하는 동시에, 칼슘을 25 ㎎/ℓ 및 마그네슘을 5 ㎎/ℓ 함유하고, 탄산이온을 40 ㎎/ℓ 포함하는 pH 9.5의 배수이다.
우선 배수공급 탱크 1로부터 보내진 배수를 배수 공급 펌프 2를 이용하여 1ℓ/h의 유량으로 공급하고, 총괄 전열 계수가 300 ㎉/㎡h℃인 가열기 7로 80 ℃로 승온시킨 후, 방산탑 8의 상부에 공급하였다. 이 배수에 25 중량%의 수산화나트륨 수용액을 알칼리 공급 펌프 4를 이용하여 알칼리 탱크 3으로부터 가열기 7에서 승온시키기 전 혼합시켜 배수의 pH를 12로 하였다. 또한 이 배수에 10 중량%의 스케일 방지제 수용액을 스케일 방지제 공급 펌프 6을 이용하여 스케일 방지제 탱크 5로부터 가열기 7에서 승온시키기 전, 및 pH를 조정하기 전에 혼합하였다.
이 때, 스케일 방지제 첨가후 배수중의 스케일 방지제 농도는 25 ㎎/ℓ이었다. 첨가한 스케일 방지제는 아크릴산소다와 3-알릴옥시-2-히드록시프로판설폰산나트륨의 공중합체(공중합 몰비:85/15)로 이루어진 스케일 방지제이며, 분자량이20,000이고, 분자량 분포 MW/MN=2.5이며, 산기의 농도가 8.9 meq/g 이었다.
방산탑 8에서는 공기 공급 라인 9로부터 보내진 공기를 가열기 10에서 200 ℃로 가열하고, 방산탑 8의 저부로부터 2 N㎥/h로 공급하였다. 또한, 방산탑 8의 내부에는 암모니아를 효율적으로 방산 처리하기 위하여, 마크마혼 타입의 충전재를 1ℓ 충전하였다. 방산탑 8의 밑바닥에서는 액면 컨트롤러(LIC)에 의해 액면을 검출하고, 일정한 액면을 유지하도록 처리액 배출 펌프 13을 가동시키며, 냉각기 12에서 40 ℃ 이하로 냉각한 처리액을 액배출 라인 14를 통해 배출하였다. 또한 방산탑 8에서 방산 처리된 암모니아 함유의 가스는 방산탑 8 상부의 가스 배출 라인 15로부터 배출되었다.
이 암모니아 함유 가스는 가스 배출 라인 15에 있어서 공기 공급 라인 16을 통해 공기가 혼합된 후 가열기 17에서 가열된다. 이 혼합 가스는 배기 가스 처리 장치 18에 보내지고, 장치의 입구 온도 380 ℃, SV = 10,000 h-1로 암모니아의 분해 처리를 실행하였다. 배기 가스 처리 장치내 18에 하기 촉매를 충전시켰다.
〈촉매〉
티타니아 및 실리카로 이루어진 복합 산화물을 이하에 나타내는 방법으로 제조하였다.
10 중량% 암모니아수 700 ℓ에 20 중량% 실리카졸 35.5 ㎏을 가하여 교반 혼합한 후, 황산티타닐의 황산 수용액(125g·TiO2/ℓ, 550g H2SO4/ℓ) 300ℓ를 교반하면서 서서히 적하하였다. 얻어진 겔을 숙성시켜 여과 수세한 후, 150 ℃에서 10시간동안 건조시키고 이어서 500 ℃에서 6 시간동안 소성시켰다. 얻어진 분체 조성은 TiO2:SiO2=4:1(몰비)이고, BET비 표면적은 200 ㎡/g이었다.
이 분체 20 ㎏에 메타바나딘산암모늄 2.00 ㎏ 및 파라텅스텐산암모늄 0.77 ㎏을 포함하는 15% 모노에탄올아민 수용액 12 ㎏을 가하고, 성형조제로서 전분을 가하여 반죽기로 반죽한 후, 압출성형기에 의해 바깥 길이 100 ㎜ 각(角), 간격 2.8 ㎜, 두께 0.5 ㎜, 길이 450 ㎜의 벌집 형상으로 성형하였다. 이것을 80 ℃에서 건조시킨 후, 450 ℃에서 5 시간동안 공기 분위기하에서 소성시켰다. 이 벌집 성형체의 조성은 Ti-Si 복합 산화물:V2O5:WO3=90:7:3(중량비)이었다. 이 성형체를 질산팔라듐 수용액에 함침시켜 150 ℃에서 3 시간동안 건조시킨 후에 450 ℃에서 3 시간동안 공기 분위기하에서 소성시켰다. 얻어진 촉매의 조성은 Ti-Si 복합 산화물:V2O5:WO3:Pd =89.1:6.9:3:1(중량비)이고, BET비 표면적은 120 ㎡/g, 세공 용적은 0.45 ㏄/g이었다.
배기 가스 처리 장치 18에서 처리한 가스는 100 시간마다 샘플링하고 양이온 크로마토 분석장치로 암모니아를 분석하였다. 또한 처리액 배출 라인 14로부터 배출된 처리액도 100 시간마다 샘플링하여 양이온 크로마토 분석장치로 분석하였다. 그 결과 가스 및 처리액 모두에서 암모니아는 검출되지 않았다(가스 1 ppm 미만, 처리액 1 ㎎/ℓ 미만). 1,000시간 후에 장치를 정지시키고, 가열기 5 및 방산탑 6을 점검하였지만 특별한 스케일의 부착은 관찰되지 않았다.
비교예 1
도 1에 도시된 장치를 사용하여 스케일 방지제를 첨가하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 같은 조건으로 처리하였다. 그 결과, 약 50 시간후에 가열기 7에 칼슘과 마그네슘으로 이루어진 스케일이 부착되고 압력손실이 상승하여 처리가 곤란하게 되었다. 또한, 방산탑 8을 점검하였더니 스케일의 부착이 관찰되었다.
실시예 2
도 1에 도시된 장치를 사용하여 도 1중의 공기 공급 라인 9에 공기 대신 증기를 투입하고 하기의 조건하에서 250 시간 연속하여 처리를 행하였다. 이 때 처리에 제공한 배수는 모델 배수로, 암모니아를 1,000 ㎎/ℓ 함유하는 동시에, 칼슘을 15 ㎎/ℓ 및 마그네슘을 5 ㎎/ℓ, 철을 2 ㎎/ℓ 함유하며, 탄산이온을 100 ㎎/ℓ 포함하는 pH 4의 배수이었다.
우선 배수 공급 탱크에서 보내진 배수를 배수공급 펌프 2를 이용하여 5 ℓ/h의 유량으로 공급하고 총괄 전열 계수가 300 ㎉/㎡h℃인 가열기 7에서 85 ℃로 승온시킨 후, 방산탑 8의 상부에 공급하였다. 이 배수에 25 중량%의 수산화나트륨 수용액을 알칼리 공급 펌프 4를 이용하여 알칼리 탱크 3으로부터 가열기 7에서 승온시키기 전 혼합하고, 배수의 pH를 11.8로 조정하였다. 또한 이 배수에 10 중량%의 스케일 방지제 수용액을 스케일 방지제 공급 펌프 6을 이용하여 스케일 방지제 탱크 5로부터 가열기 7에서 승온시키기 전, 및 pH 조정 전에 혼합하였다.
이 때 스케일 방지제 첨가후 배수중의 스케일 방지제 농도는 100 ㎎/ℓ이었다. 또한 첨가한 스케일 방지제는 아크릴산소다의 호모폴리머로 이루어진 스케일 방지제로서 분자량이 5,000이고, 분자량 분포 MW/MN=3이며, 산기의 농도가 10.4 meq/g이었다.
방산탑 8에서는 공기공급 라인 9에 공기 대신 증기를 보내고 가열기 10에서 약 100 ℃로 유지시켜 방산탑 8의 저부로부터 2.5 ㎏/h로 공급하였다. 또한, 방산탑 8의 내부에는 암모니아를 효율적으로 방산 처리하기 위해 마크마혼 타입의 충전재를 1ℓ 충전하였다. 방산탑 8의 밑바닥에서는 액면 컨트롤러(LIC)에 의해 액면을 검출하고 일정한 액면을 유지하도록 처리액 배출 펌프 13을 가동하여 냉각기 12에서 40 ℃ 이하로 냉각한 처리액을 액 배출 라인 14를 통해 배출하였다. 또한 방산탑 8에서 방산 처리된 암모니아 함유 가스는 방산탑 8 상부의 가스 배출 라인 15로부터 배출된다.
이 암모니아 함유 가스는 가스 배출 라인 15에 있어서 공기 공급 라인 16을 통해 공기와 혼합된 후, 가열기 17에서 가열된다. 이 혼합 가스는 배기 가스 처리 장치 18에 보내지고, 장치의 입구 온도 350 ℃, SV = 5,000 h-1로 암모니아의 분해 처리를 행하였다. 배기 가스 처리 장치내에는 실시예 1에서 이용한 것과 동일한 촉매가 충전되었다.
배기 가스 처리 장치로 처리한 가스는 24 시간마다 샘플링하여 양이온 크로마토 분석기로 분석하였다. 또한 처리액 배출 라인 14로부터 배출된 처리액도 24시간마다 샘플링하여 양이온 크로마토 분석 장치로 분석하였다. 그 결과, 가스 및 처리액 모두에서 암모니아는 검출되지 않았다(가스 1 ppm 미만, 처리액 1 ㎎/ℓ 미만). 250 시간후 장치를 정지시켜 가열기 5 및 방산탑 6을 점검하였지만 스케일의 부착은 관찰되지 않았다.
비교예 2
도 1에 도시된 장치를 사용하여 도 1중의 공기 공급 라인 9에 공기 대신 증기를 투입함과 함께, 스케일 방지제의 첨가 위치를 가열기 7에서 승온시키기 전, 및 pH 조정 후 배수와 혼합하는 것 이외에는 실시예 2와 같은 조건으로 처리하였다.
배기 가스 처리 장치로 처리한 가스는 24 시간마다 샘플링하고, 양이온 크로마토 분석기로 분석하였다. 또한 처리액 배출 라인 14로부터 배출된 처리액도 24시간마다 샘플링하여 양이온 크로마토 분석 장치로 분석하였다. 그 결과, 가스 및 처리액 모두에서 암모니아는 검출되지 않았다(가스 1 ppm 미만, 처리액 1 ㎎/ℓ 미만). 250 시간후 장치를 정지시키고 가열기 5 및 방산탑 6을 점검하였지만 스케일의 부착은 관찰되었다.
실시예 3
도 1에 도시된 장치를 사용하여 도 1중의 공기 공급 라인 9에 공기 대신 증기를 투입하고 하기의 조건하에서 250 시간 연속하여 처리를 행하였다. 이 때 처리에 제공한 배수는 모델 배수로, 암모니아 500 ㎎/ℓ, 디메틸포름아미드 5,000 ㎎/ℓ 를 함유하는 동시에, 칼슘 15 ㎎/ℓ, 마그네슘 1 ㎎/ℓ 및 탄산이온 100 ㎎/ℓ를 포함하는 pH 7의 배수이며, 이 배수에 미리 10 중량%의 스케일 방지제 수용액의 스케일 방지제를 혼합하였다. 스케일 방지제 첨가후 배수중의 스케일 방지제 농도는 100 ㎎/ℓ이었다. 첨가한 스케일 방지제는 아크릴산소다의 호모폴리머로 이루어진 스케일 방지제로, 분자량이 5,000이고 분자량 분포가 MW/MN=3이며, 산기의 농도가 10.4 meq/g이었다.
이 액을 배수 공급 탱크에 투입하고 배수공급 탱크에 25 중량%의 수산화나트륨 수용액을 더 첨가하여 배수의 pH를 13으로 조정하였다. 배수공급 탱크 1로부터 보내진 배수를 배수 공급 펌프 2를 이용하여 5ℓ/h의 유량으로 공급하고 총괄 전열 계수가 300 ㎉/㎡h℃인 가열기 7에서 80 ℃로 승온시킨 후, 방산탑 8의 상부에 공급하였다. 이 때 알칼리 공급 펌프 4, 스케일 방지제 공급 펌프 6은 이용하지 않았다.
방산탑 8에서는 공기 공급 라인 9에 공기 대신 증기를 보내어 가열기 10에서 약 100 ℃로 유지시켜 방산탑 8의 저부로부터 2.5 ㎏/h로 공급하였다. 또한, 방산탑 8의 내부에는 암모니아를 효율적으로 방산 처리하기 위해서 마크마혼 타입의 충전재를 1ℓ 충전하였다. 방산탑 8의 밑바닥에서는, 액면 컨트롤러(LIC)에 의해 액면을 검출하고 일정한 액면을 유지하도록 처리액 배출 펌프 13을 가동시키고 냉각기 12에서 40 ℃ 이하로 냉각한 처리액을 액 배출 라인 14를 통해 배출하였다. 또한 방산탑 8에서 방산 처리된 암모니아 및 디메틸아민 함유 가스는 방산탑 8 상부의 가스 배출 라인 15로부터 배출되었다.
이 암모니아 및 디메틸아민 함유 가스는 가스 배출 라인 15에 있어서 공기공급 라인 16을 통해 공기와 혼합되며 그 후 가열기 17에서 가열되었다. 이 혼합 가스는 배기 가스 처리 장치 18에 보내지고 장치의 입구 온도 350 ℃, SV = 5,000 h-1로 암모니아 및 디메틸아민의 분해처리를 행하였다. 배기 가스 처리 장치내에는 실시예 1에서 이용한 것과 동일한 촉매가 충전되었다.
배기 가스 처리 장치로 처리한 가스는 24시간마다 샘플링하고 양이온 크로마토 분석기로 분석하였다. 또한 처리액 배출 라인 14로부터 배출된 처리액도 24시 간마다 샘플링하여 양이온 크로마토 분석장치로 분석하였다. 그 결과, 가스 및 처리액 모두에서 암모니아는 검출되지 않았다(가스 1 ppm 미만, 처리액 1 ㎎/ℓ 미만). 가스중의 디메틸아민은 검출되지 않았다(가스 1 ppm 미만). 처리액중의 모든 질소는 20 ㎎/ℓ(질소환산)이었다. 처리액중에는 디메틸아민이 검출되었으나, 디메틸포름아미드는 검출되지 않았다. 250 시간후, 장치를 정지시켜 가열기 5 및 방산탑 6을 점검하였지만 스케일의 부착은 관찰되지 않았다.
실시예 A
하기의 조건하에서 스케일 방지제 효과의 확인시험을 행하였다. 이 때 시험에 제공한 배수는 모델 배수로, 암모니아를 2,000 ㎎/ℓ 함유하는 동시에, 칼슘 25 ㎎/ℓ 및 마그네슘을 5 ㎎/ℓ 함유하며, 탄산이온을 200 ㎎/ℓ 포함하는 pH 7의 배수이었다.
시험에서는 배수를 용기에 넣고, 배수중의 스케일 방지제 농도가 7 ㎎/ℓ가 되도록 미리 30 중량%의 스케일 방지제 수용액을 첨가하여 혼합 교반하였다. 첨가한 스케일 방지제는 아크릴산소다와 3-알릴옥시-2-히드록시프로판설폰산나트륨의 공중합체(공중합 몰비:85/15)로 이루어진 스케일 방지제로서 분자량이 5,000이고, 분자량 분포 MW/MN=2.5이며, 산기의 농도가 8.9 meq/g이었다. 또한, 25 중량%의 수산화나트륨 수용액을 배수와 혼합하고 배수의 pH를 11.5로 조정하였다. 그리고 용기를 확실히 밀폐하여 배수가 100 ℃ 이상이 되도록 증기 가열에 의해 105 ℃의 항온 가열기중에서 배수가 들어있는 밀폐 용기를 3 시간동안 정치 가열하였다.
가열전 용기내 배수를 관찰하였지만 스케일은 보이지 않았다. 가열 후 용기내 배수를 관찰하였지만, 스케일은 보이지 않았다. 용기내 배수를 0.2μ의 멤브레인 필터로 여과한 후, 여액을 ICP로 분석하였다. 그 결과 칼슘이 25 ㎎/ℓ, 마그네슘이 5 ㎎/ℓ로, 원래 배수중의 함유량과 변화가 없었고, 분석 결과에서도 고형분의 석출에 의한 스케일의 생성은 확인되지 않았다.
실시예 B
실시예 A와 같은 조작으로 스케일 방지제의 첨가 순서를 바꾸는 것 이외에는 실시예 A와 같은 조건으로 스케일 방지제 효과의 확인시험을 행하였다.
이 시험에서는, 배수를 용기에 넣고 우선 25 중량%의 수산화나트륨 수용액을 배수와 혼합하여 배수의 pH를 11.5로 조정하였다. 그 후, 배수중의 스케일 방지제 농도가 7 ㎎/ℓ가 되도록 30 중량%의 스케일 방지제 수용액을 첨가하여 혼합 교반하였다. 또한, 용기를 확실히 밀폐하고 배수가 100 ℃ 이상이 되도록 증기 가열에 의해 105 ℃의 항온 가열기중에서 배수가 들어있는 밀폐용기를 3 시간동안 정치가열하였다.
가열전 용기내 배수를 관찰하였으나 스케일은 보이지 않았다. 가열 후 용기내의 배수를 관찰하였더니 스케일이 얼마쯤 보였다. 용기내 배수를 0.2μ의 멤브레인 필터로 여과한 후, 여액을 ICP로 분석하였다. 그 결과 칼슘이 15 ㎎/ℓ, 마그네슘이 1 ㎎/ℓ로, 원래의 배수중의 함유량과 변화가 있었으며, 분석 결과로부터 고형분의 석출에 의한 스케일의 생성이 얼마쯤 확인되었다.
비교예 A
실시예 A와 같은 조작으로 스케일 방지제를 첨가하지 않은 것 이외에는 실시예 A와 같은 조건으로 배수의 pH 11.5로 확인 시험을 행하였다.
우선 용기를 확실히 밀폐하고 배수가 100 ℃ 이상이 되도록 증기 가열에 의해 105 ℃의 항온 가열기중에서 배수가 들어있는 밀폐용기를 3 시간동안 정치 가열하였다. 가열전 용기내 배수를 관찰하였지만 스케일은 보이지 않았다. 가열 후 용기내의 배수를 관찰한 바, 스케일이 확인되었다. 용기내 배수를 0.2μ의 멤브레인 필터로 여과한 후, 여액을 ICP로 분석하였다. 그 결과 칼슘이 5 ㎎/ℓ, 마그네슘이 ND로 0.01 ㎎/ℓ 이상이었다. 원래의 배수중의 함유량과 변화가 있었으며, 분석 결과로부터 고형분의 석출에 의한 스케일의 생성이 상당히 확인되었다.
실시예 C1
실시예 A와 같이 하기의 조건하에서 스케일 방지제의 효과의 확인 시험을 하였다. 이 때 시험에 제공한 배수는 모델 배수로, 암모니아를 2,000 ㎎/ℓ함유하는 동시에, 칼슘을 1 ㎎/ℓ, 마그네슘을 1 ㎎/ℓ, 철을 7 ㎎/ℓ, 동을 2 ㎎/ℓ 함유하고 탄산이온을 50 ㎎/ℓ 포함하는 pH 3의 배수이었다.
이 시험에서는, 배수를 용기에 넣고 배수중의 스케일 방지제 농도가 20 ㎎/ℓ가 되도록 미리 30 중량%의 스케일 방지제 수용액을 첨가하여 혼합 교반하였다. 첨가한 스케일 방지제는 아크릴산소다의 호모폴리머로 이루어진 스케일 방지제로서 분자량이 5,000이고, 분자량 분포 MW/MN=3이며, 산기의 농도가 10.6 meq/g이었다. 또한 25 중량%의 수산화나트륨 수용액을 배수와 혼합하고 배수의 pH를 11로 조정하였다. 그리고 용기를 확실히 밀폐하여 배수가 100 ℃ 이상이 되도록 증기 가열에 의해 105 ℃의 항온 가열기중에서 배수가 들어있는 밀폐 용기를 3 시간동안 가열하였다.
가열전 용기내 배수를 관찰하였으나 스케일은 보이지 않았다. 가열 후 용기내의 배수를 관찰하였지만 스케일은 보이지 않았다. 용기내 배수를 0.2μ의 멤브레인 필터로 여과한 후, 여액을 ICP로 분석하였다. 그 결과 칼슘이 1 ㎎/ℓ, 마그네슘이 1 ㎎/ℓ, 철이 7 ㎎/ℓ, 동이 2 ㎎/ℓ로, 원래의 배수중의 함유량과 변화가 없었으며, 분석 결과로부터 고형분의 석출에 의한 스케일의 생성은 확인되지 않았다.
실시예 C2
스케일 방지제의 첨가량과 pH 조정 이외에는 실시예 C1과 같은 조건으로 스케일 방지제 효과의 확인 시험을 행하였다.
이 시험에서는 실시예 C1에서 이용한 것과 같은 배수를 용기에 넣고, 배수중의 스케일 방지제 농도가 50 ㎎/ℓ가 되도록 미리 10 중량%의 실시예 C1과 같은 스케일 방지제 수용액을 첨가하여 혼합 교반하였다. 그리고 25 중량%의 수산화나트륨 수용액을 배수와 혼합하고 배수의 pH를 12로 조정하였다. 이하 실시예 C1과 같은 조작을 행하였다.
가열전의 용기내 배수를 관찰하였지만 스케일은 보이지 않았다. 가열 후 용기내 배수를 관찰하였더니 스케일이 조금 보였다. 용기내의 가열 후 배수를 0.2μ의 멤브레인 필터로 여과한 후, 여액을 ICP로 분석하였다. 그 결과 칼슘이 1 ㎎/ℓ, 마그네슘이 0.5 ㎎/ℓ, 철이 2 ㎎/ℓ, 동이 1 ㎎/ℓ로, 원래의 배수중의 함유량과 변화가 있었으며 분석 결과로부터도 고형분의 석출에 의한 스케일의 생성이 확인되었다.
실시예 C3
스케일 방지제의 첨가량 이외에는 실시예 C2와 같은 조건으로 스케일 방지제 효과의 확인 시험을 행하였다.
이 시험에서는 실시예 C1에서 이용한 것과 같은 배수를 용기에 넣고, 배수중의 스케일 방지제 농도가 100 ㎎/ℓ가 되도록 미리 10 중량%의 실시예 C1과 같은 스케일 방지제 수용액을 첨가하여 혼합 교반하였다. 이하 실시예 C2와 같은 조작을 행하였다.
가열전 용기내 배수를 관찰하였지만 스케일은 보이지 않았다. 가열 후 용기내 배수도 마찬가지로 스케일이 보이지 않았다. 용기내의 가열 후 배수를 0.2 μ의 멤브레인 필터로 여과한 후, 여액을 ICP에서 분석하였다. 그 결과 칼슘이 1 ㎎/ℓ, 마그네슘이 1 ㎎/ℓ, 철이 7 ㎎/ℓ, 동이 2 ㎎/ℓ로, 원래의 배수중의 함유량과 변화가 없었으며, 분석결과로부터도 고형분의 석출에 의한 스케일의 생성이 확인되지 않았다.
실시예 C4
스케일 방지제의 첨가량과 pH 조정 이외에는 실시예 C1과 같은 조건으로 스케일 방지제 효과의 확인 시험을 행하였다.
이 시험에서는 실시예 C1에서 이용한 것과 같은 배수를 용기에 넣고, 배수중의 스케일 방지제 농도가 500 ㎎/ℓ가 되도록 미리 30 중량%의 실시예 C1과 같은 스케일 방지제 수용액을 배수와 혼합하고 배수의 pH를 12.5로 조정하였다. 이하 실시예 C1과 같은 조작을 행하였다.
가열전 용기내 배수를 관찰하였지만 스케일은 보이지 않았다. 가열 후 용기내 배수도 마찬가지로 스케일이 보이지 않았다. 용기내의 가열 후 배수를 0.2 μ의 멤브레인 필터로 여과한 후, 여액을 ICP에서 분석하였다. 그 결과 칼슘이 1 ㎎/ℓ, 마그네슘이 1 ㎎/ℓ, 철이 7 ㎎/ℓ, 동이 2 ㎎/ℓ로, 원래의 배수중의 함유량과 변화가 없었으며, 분석결과로부터도 고형분의 석출에 의한 스케일의 생성이 확인되지 않았다.
실시예 C5
스케일 방지제의 첨가량과 배수에 포함된 철분 농도 이외에는 실시예 C4와 같은 조건으로 스케일 방지제 효과의 확인 시험을 행하였다.
시험에 제공한 배수는 모델 배수로, 실시예 C4의 배수조성과 비교하여 철분 농도만을 바꾸도록 조정하여 철분이 2 ㎎/ℓ 함유되도록 하였다.
이 시험에서는, 배수를 용기에 넣고 배수중의 스케일 방지제 농도가 50 ㎎/ℓ가 되도록 미리 10 중량%의 실시예 C1과 같은 스케일 방지제 수용액을 첨가하여 혼합 교반하였다. 이하 실시예 C4와 같은 조작을 행하였다.
가열전·후 모두 용기내 배수에 스케일이 보이지 않았다. 용기내의 가열 후 배수를 0.2μ의 멤브레인 필터로 여과한 후, 여액을 ICP로 분석하였다. 그 결과 칼슘이 1 ㎎/ℓ, 마그네슘이 1 ㎎/ℓ, 철이 2 ㎎/ℓ, 동이 2 ㎎/ℓ로, 원래의 배수중 함유량과 변화가 없었으며, 분석 결과로부터도 고형분의 석출에 의한 스케일의 생성은 확인되지 않았다.
비교예 B
스케일 방지제를 첨가하지 않은 것 이외에는 실시예 C1과 같은 조건으로 확인 시험을 행하였다.
이 시험에서는 실시예 C1에서 이용한 것과 같은 배수를 용기에 넣고 25 중량%의 수산화나트륨 수용액을 배수와 혼합하여 배수의 pH를 11로 조정하였다. 이하 실시예 C1과 같은 조작을 행하였다.
가열전·후 모두 용기내 배수에 스케일이 보였다. 용기내의 가열 후 배수를 0.2μ의 멤브레인 필터로 여과한 후, 여액을 ICP로 분석하였다. 그 결과 칼슘이 1 ㎎/ℓ, 마그네슘이 1 ㎎/ℓ, 철이 검출 한계 이하(0.01 ㎎/ℓ 이하), 동이 1 ㎎/ℓ로 원래의 배수중 함유량과 변화가 있었으며, 분석 결과로부터도 고형분의 석출에 의한 스케일의 생성이 많이 확인되었다.
비교예 C
스케일 방지제를 바꾼 것 이외에는 실시예 C1과 같은 조건으로 스케일 방지제 효과의 확인 시험을 행하였다.
이 시험에서는 배수를 용기에 넣고 배수중의 스케일 방지제 농도가 20 ㎎/ℓ가 되도록 미리 30 중량%의 스케일 방지제 수용액을 첨가하고 혼합 교반하였다. 첨가한 스케일 방지제는 아크릴산소다와 아크릴산히드록시에틸의 공중합체(공중합 몰비:6/94)로 이루어진 스케일 방지제로 분자량 130,000이고, 분자량 분포 MW/MN=9이며, 산기의 농도가 0.52 meq/g이었다. 이하 실시예 C1과 같이 조작하였다.
가열전·후 모두 용기내 배수에 스케일이 보였다. 용기내의 가열 후 배수를 0.2μ의 멤브레인 필터로 여과한 후, 여액을 ICP로 분석하였다. 그 결과 칼슘이 1 ㎎/ℓ, 마그네슘이 1 ㎎/ℓ, 철이 2 ㎎/ℓ, 동이 1 ㎎/ℓ로 원래의 배수중 함유량과 변화가 있었으며, 분석 결과로부터 고형분의 석출에 의한 스케일의 생성이 확인되었다.
실시예 D
스케일 방지제를 바꾼 것 이외에는 실시예 C1과 같은 조건으로 스케일 방지제 효과의 확인 시험을 행하였다.
이 시험에서는 배수를 용기에 넣고 배수중의 스케일 방지제 농도가 20 ㎎/ℓ가 되도록 미리 30 중량%의 스케일 방지제 수용액을 첨가하고 혼합 교반하였다. 첨가한 스케일 방지제는 말레인산의 호모폴리머로 이루어진 스케일 방지제로, 분자량이 600이고, 분자량 분포 MW/MN=1.3이며, 산기의 농도가 17.2 meq/g이었다. 이하 실시예 C1과 같이 조작하였다.
가열전·후 모두 용기내 배수에 스케일이 보이지 않았다. 용기내의 가열 후 배수를 0.2μ의 멤브레인 필터로 여과한 후, 여액을 ICP로 분석하였다. 그 결과 칼슘이 1 ㎎/ℓ, 마그네슘이 1 ㎎/ℓ, 철이 7 ㎎/ℓ, 동이 1 ㎎/ℓ로 원래의 배수중 함유량과 거의 변화가 없었으며, 분석 결과로부터 고형분의 석출에 의한 스케일의 생성이 확인되지 않았다.
실시예 E
하기의 조건하에서 스케일 방지제 효과의 확인 시험을 행하였다. 이 때 시험에 제공한 배수는 모델배수로, 암모니아를 2,000 ㎎/ℓ 함유하는 동시에, 칼슘을 3 ㎎/ℓ 및 마그네슘을 1 ㎎/ℓ 함유하고, 탄산이온 50 ㎎/ℓ을 포함하는 pH 7의 배수이었다.
이 시험에서는, 배수를 용기에 넣고 배수중의 스케일 방지제 농도가 0.5 ㎎/ℓ가 되도록 미리 30 중량%의 스케일 방지제 수용액을 첨가하고 혼합 교반하였다. 첨가한 스케일 방지제는 아크릴산소다의 호모폴리머로 이루어진 스케일 방지제로서 분자량이 5,000이고, 분자량 분포 MW/MN=3이며, 산기의 농도가 10.6 meq/g이었다. 또한 25 중량%의 수산화나트륨 수용액을 배수와 혼합하고 배수의 pH를 11로 조정하였다. 그리고 용기를 확실히 밀폐하고, 배수가 100 ℃ 이상이 되도록 증기 가열에 의해 105 ℃의 항온 가열기중에서 배수가 들어있는 밀폐 용기를 3 시간동안 정치 가열하였다.
가열전의 용기내 배수를 관찰하였으나 스케일은 보이지 않았다. 가열 후 용기내의 배수를 관찰하였지만 스케일은 보이지 않았다. 용기내의 배수를 0.2μ의 멤브레인 필터로 여과한 후, 여액을 ICP로 분석하였다. 그 결과 칼슘이 3 ㎎/ℓ, 마그네슘이 1 ㎎/ℓ로, 원래의 배수중의 함유량과 거의 변화가 없었고, 분석 결과로부터 고형분의 석출에 의한 스케일의 생성은 확인되지 않았다.
본 발명에 따른 방법은 배수중의 암모니아 성분이나 경비 유기 질소 화합물 성분을 방산 처리하는 것으로, 암모니아 성분이나 경비 유기 질소 화합물 성분을 배기 가스중에 방산시킬 수 있다. 이에 따라 처리액중에 남아 있는 암모니아 성분이나 유기 질소 화합물 성분의 양을 감소시킬 수 있으며, 배수의 정화성을 향상시킬 수 있다. 또한 배출되는 배기 가스는 배기 가스 처리 장치를 이용하여 정화 처리가 가능하며 결과적으로 환경보호상 대단히 바람직하다.
또한 본 발명은, 배수가 스케일 성분을 함유하여도 장기에 걸쳐 안정적인 운전이 가능하다. 즉, 스케일 성분의 부착 문제가 해결되며 칼슘이나 마그네슘 등의 난용성염을 형성할 수 있는 금속 성분을 함유하는 배수에 있어서도 효율적인 처리가 가능하다.
더욱이 본 발명에서는 방사탑에서의 스케일 부착없어 안정적인 운전이 가능하므로, 안정적으로 처리할 수 있다. 또한, 방산탑으로부터의 비말(飛沫)이 증대되는 일이 없으므로 촉매의 피독 등과 같은 문제가 해결된다.

Claims (7)

  1. 분해되어 암모니아 또는 경비(輕沸) 유기 질소 화합물의 적어도 1종을 생성할 수 있는 유기 질소 화합물 성분 50 내지 200,000 ㎎/ℓ, 암모니아 성분 500 내지 200,000 ㎎/ℓ 또는 경비 유기 질소 화합물 성분 50 내지 200,000 ㎎/ℓ의 적어도 1종을 함유함과 동시에, 난용성 물질을 형성할 수 있는 금속 성분 0.02 내지 300 ㎎/ℓ를 함유하는 배수를 정화 처리함에 있어서,
    산기의 농도가 1 내지 20 meq/g이고, 분자량이 600 내지 100,000이며, 분자량 분포가 MW/MN=1.2 내지 7인 폴리머형의 스케일 방지제를 배수 1ℓ당 0.5 내지 500 ㎎의 비율로 배수에 첨가하고, 배수의 pH 10 내지 14의 조건하에서 암모니아 성분 또는 경비 유기 질소 화합물 성분의 적어도 1종을 방산 처리하는 제 1 공정, 및 방산 처리한 가스중의 암모니아 성분 또는 경비 유기 질소 화합물 성분의 적어도 1종을 고체 촉매를 이용하여 분해 정화하는 제 2 공정으로 이루어지며, 상기 제 1 공정에서는 암모니아 성분 또는 경비 유기 질소 화합물 성분의 적어도 1종을 방산 처리하기 전에 해당 배수의 pH를 조정함과 동시에, 해당 폴리머형의 스케일 방지제를 해당 배수의 pH 조정시 또는 pH 조정전의 적어도 어느 하나에 첨가하는 것을 특징으로 하는 배수 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 난용성 물질을 형성할 수 있는 금속 성분이 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 동, 망간, 철, 크롬, 아연, 티타늄, 바나듐 및 니켈로 구성된 군중에서 선택된 1종 이상의 금속인 배수 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 배수중의 칼슘의 함유량이 0.1 내지 200 ㎎/ℓ임과 동시에, 마그네슘, 알루미늄, 동, 망간, 철, 크롬, 아연, 티타늄, 바나듐 및 니켈의 함유량이 각각 0.02 내지 50 ㎎/ℓ인 배수 처리 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 한 항에 있어서, 배수가 추가로 탄산이온 성분 2 내지 100,000 ㎎/ℓ 또는 인산 성분 2 내지 100,000 ㎎/ℓ의 적어도 1종을 포함하는 배수 처리 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 한 항에 있어서, 제 1 공정이 총괄 전열 계수 10 내지 3,000 ㎉/㎡h℃의 열교환기 또는 가열기를 이용하여 30 내지 100 ℃로 가열된 후, 공기 또는 수증기의 적어도 1종을 이용하여 배수중의 암모니아 성분 또는 경비 유기 질소 화합물 성분의 적어도 1종을 방산하는 배수 처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 난용성 물질을 형성할 수 있는 금속 성분으로서 철을 적어도 0.02 내지 20 ㎎/ℓ을 함유하는 배수에 있어서 제 1 공정이 배수의 pH 12 이하의 조건하에서 암모니아 성분 또는 경비 유기 질소 화합물 성분의 적어도 1종을 방산 처리하는 배수 처리 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 한 항에 있어서, 제 2 공정이 하나의 반응기로 이루어진 경우의 촉매 또는 복수의 반응기로 이루어진 경우 출구측에 가장 가까운 반응기에서 사용하는 촉매가
    알루미늄, 티타늄, 실리콘 및 지르코늄으로 구성된 군중에서 선택된 적어도 1종의 원소의 산화물과, 바나듐, 텅스텐, 세륨 및 철로 구성된 군중에서 선택된 적어도 1종의 원소의 산화물, 및 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 이리듐, 망간 및 동으로 구성된 군중에서 선택된 적어도 1종의 원소의 금속 또는 그의 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 함유하며,
    또한 200 내지 500 ℃의 조건하에서 상기 출구측에 가장 가까운 반응기 입구의 산소량이 입구 암모니아에 대한 이론 산소량 이상으로 가스를 처리하는 것을 특징으로 하는 배수 처리 방법.
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