KR100459861B1 - 금속함유폐수의 처리방법 및 금속함유폐수의 처리장치 - Google Patents

금속함유폐수의 처리방법 및 금속함유폐수의 처리장치 Download PDF

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Abstract

본 금속함유 폐수의 처리방법은, 반응부(2), 액중막(5)을 갖는 액중막부(3), 및 침전부(4)가 위에서 아래로 순차로 배치되는 액중막 분리조(1)에, 금속함유 폐수를 위로부터 도입하고, 또한, 반응부(2)에, pH 조정제를 첨가하여 반응시키고, 이어서, 액중막부(3)의 액중막(5)에 의해 물과 금속을 분리하며, 계속해서, 침전부(4)에서 금속을 침전 및 농축한다. 이와 같이, 이 처리방법에 의하면, 반응부(2)에 pH 조정제를 첨가하기 때문에, 수산화물을 형성시켜, 액중막(5)에 의해 고액 분리할 수 있다. 또한, 침전부(4)에서, 에너지를 사용하지 않고 중력의 작용으로, 금속을 침전, 농축할 수 있다.

Description

금속함유폐수의 처리방법 및 금속함유폐수의 처리장치{METAL CONTAINING WASTE WATER TREATMENT METHOD AND METAL CONTAINING WASTE WATER TREATMENT EQUIPMENT}
본 발명은 가치 있는 금속으로서의 갈륨과 유해 금속으로서의 비소를 포함하는 폐수로부터 갈륨과 비소를 회수하여, 그 물질들을 리사이클링하는 금속함유폐수의 처리방법 및 처리장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 잔류하는 처리수에 적당한 전처리를 실시하여, 초순수 제조장치의 원수로서 리사이클링하는 화합물반도체 공장에서의 (갈륨 비소) 폐수 등의 완전 클로우즈 처리 시스템을 구축할 수 있는 금속함유폐수의 처리방법 및 처리장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 가치 있는 금속으로서의 갈륨과 유해 금속으로서의 비소를 포함하는 화합물반도체 공장에서의 폐수로부터 (1) 갈륨 및 (2) 비소와 인의 혼합물을 각각 별개로 회수하여, 별도의 장소에서 그 물질들을 리사이클링하고 잔류하는 물은 최적의 전처리를 실시하여 그 결과의 물을 초순수 제조장치의 원수로서 리사이클링하는 화합물반도체 공장에서의 (갈륨 비소, 갈륨 인 등의) 폐수의 완전 클로우즈 처리 시스템을 제공하는 금속함유폐수의 처리방법에 관한 것이다.
종래, 갈륨 비소 함유 폐수는 응집제로서의 염화 제2철, 중화제 및 고분자 응집제를 첨가하여 처리하는, 소위 중화 응집 침전법이 가장 일반적인 방식이었다. 이 중화 응집 침전법에 따르면, 침전물은 산업 폐기물로서 법적 규제 하에, 처리되어 처분되고 있었다.
한편, 갈륨 비소 함유 폐수를 증발 및 농축시켜 농축물을 회수하여, 증발된 물은 냉각하여 물로 되돌려서, 적절한 전처리를 행하여 초순수 제조장치의 원수로서 리사이클링하는 방법도 있다.
또한, 다른 종래 기술로서, 일본국 특허 공개 공보 제 2000-117270호 에 기재된 것이 있다. 이 종래 기술은, 금속함유폐수의 pH를 수산화 나트륨등의 알칼리제에 의해 조정하여, 금속수산화물을 형성한 후, 상기 폐수를 1mm∼1Omm의 구멍 직경을 갖는 막분리장치에 통과시킴에 의해, 물과 금속수산화물을 효율적으로 분리하여 가치 있는 금속을 회수하여 리사이클링하고 있다. 또한, 전공정으로서, 금속함유폐수의 pH를 3∼4로 조정하여, 크롬과 철의 수산화물을 분리 회수하여, 금속을 선택적으로 분리 및 회수하고 있다.
상기 일본국 특허 공개 공보 제 2000-117270호에 기재된 종래 기술의 처리장치는, 도58에 구체적으로 도시된 바와 같이, pH 조정조(941), 세라믹 막 등을 충전한 MF 막분리장치(942), 펌프(943), pH 재조정조(944), RO 막 분리장치(945), 재용해조(946)로 구성되어 있다.
다음, 중금속을 함유하는 폐수를 pH 조정조(941)에서의 체류시간이 30분이 되도록 공급한다. 계속해서, MF 막 분리장치(942)에 접속된 펌프(943)를 가동시킨다.
처리수의 펌프(943)는 pH 조정조(941)에 설치한 액레벨 스위치와 연동되어 pH 조정조(941)의 수위에 의해 제어된다. pH 조정조(941)내에서 생성된 금속수산화물은 MF 막 분리장치(942)내에 설치된 막에 의해 농축된다.
한편, 농축된 수산화금속은 재용해조(946)에서 용해되어 고농도의 니켈 및 아연 용액으로 되어, 공장의 도금 조(bath) 등에서 리사이클링된다.
또한, 상기 일본국 특허 공개 공보 제 2000-117270호에 기재된 다른 종래 기술을, 도59를 참조하여 설명한다. 이 종래 기술의 처리장치는 철산화 세균 반응조(1048), MF 막 분리장치(1049), pH 조정조(1041), MF 막 분리장치(1042), pH 재조정조(1044), RO 막 분리장치(1045) 등으로 구성되어 있다.
다음, 철산화 세균 반응조(1048)에서의 폐수의 pH는 황산 및 가성 소다에 의해 pH 3으로 제어되고, 영양제로서 질소 및 인이 첨가되어 있다. 이 철산화 세균 반응조(1048)의 내부에는, 철산화 세균 회수용 MF 막 분리장치(1049)가 설치되어 있다. 이 MF 막 분리장치(1049)는, 실리카-알루미나 계 세라믹으로 제조되고 구멍 직경이 10μm인 MF 막을 채용하고 있다. 이 MF 막은 공기에 의해 막 내부에서 막 표면을 연속적으로 세정하게 되어 있다.
이 MF 막에 의해 생성된 수산화철, 수산화 크롬 및 철산화 세균의 농축액중 일부가 철산화 세균 반응조(1048)로 반송되고, 다른 일부는 취출, 건조, 조립(造粒)된 후 리사이클링된다. 이 철산화 세균 반응조(1048)내에는, 수산화철, 수산화 크롬 및 철산화 세균이 축적되어 MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids)농도로서, 100∼200 mg/l(밀리그램/리터) 농도 내로 제어된다. 또한, pH 조정조(1041)에서 가성 소다용액에 의해 철산화 세균처리수의 pH를 9로 조정하고 있다. 다음, 각반한 후, 니켈 및 아연의 수산화물을 생성한다.
이어서, 상기 물은 pH 조정조(1041)로부터, 펌프(1043)에 의해 pH 조정조(1041)의 외부에 설치한 MF 막 분리장치(1042)로 통과하게 된다.
또 다른 종래 기술(제3 종래예)이 일본국 특허 공개 공보 제1997-285786호에 기재되어 있다. 이 제3 종래예에 따르면, 도60에 나타낸 바와 같이, 비소를 포함하는 원수에 미리, 비소를 침전시키는 약품 또는 비소를 흡착하는 흡착재를 첨가하여 얻어진 혼합수(1175)를 막 여과조(1174)에 유입시킨다.
또한, 원수를 막 여과조(1174)에 유입시켜 상기 약품 또는 흡착재를 첨가하여 혼합수로 되게 하여, 원수 중의 비소를 침전시킨다. 또는 이와 다르게, 흡착재에 흡착시킴과 동시에, 막 여과조(1174)내의 혼합수(1176)를 막 여과조(1174)내에 설치한 막 여과장치(1173)(액중막)에 의해 고-액 분리한다. 이 경우에, 막 여과조(1174)로의 유입 수량에 대한 막 여과수(1177)의 취출량을 99% 이상으로 하여, 첨가한 약품을 막 여과조(1174)내에 고농도로 유지함으로써 비소의 침전을 촉진하고 있다. 도60에서, 원수 도입관(1171), 응집제주입관(1172), 처리조(1175) 및 저수조(1188)가 도시된다.
상기 제3 종래 기술은, 3가의 비소를, 산화제를 첨가하는 방법, 오존 처리를 행하는 방법 중 어느 하나의 방법으로 5가의 비소로 산화한 후, 약품 또는 흡착재를 첨가한 혼합수를 액중막이 설치되어 있는 막 여과조(1174)에 도입하여, 비소의 침전 또는 흡착을 촉진하여 비소를 분리하는 것이다.
또 다른 종래 기술(제4 종래예)이 일본국 특허 공보 제 1991-61514호에 기재되어 있다. 이 제4 종래 기술은 갈륨 및 비소를 포함하는 폐수로부터 비소를 제거하여 갈륨을 회수하는 폐수 처리방법이다.
구체적으로는, 갈륨 및 비소를 포함하는 폐수에 가용성 제2 철염을 첨가하고, 알칼리제에 의해서 pH를 조정하여 갈륨 및 비소를 수산화 제2 철의 침전과 공동으로 침전(共沈)시키고 있다.
다음, 침전물을 물에 현탁시키고, 알칼리제인 수산화 나트륨을 첨가하여 pH를 알칼리측으로 조정함으로써 갈륨을 침전물로부터 용출하여, 침전물과 분리시킨 후, 물을 증발 및 건조에 의한 경화를 행하여 갈륨을 회수하고 있다.
상기 종래 기술로서 일본국 특허 공개 공보 제 2000-117270호에는, "금속함유폐수의 pH를 조정하여 금속수산화물을 형성한 후, 1mm∼10mm의 구멍 직경을 갖는 막 분리장치를 통과시킴으로써, 물과 금속수산화물을 분리하는 것을 특징으로 하는 금속함유폐수의 처리 및 가치 있는 금속의 회수방법"이 기재되어 있다.
이에 대하여, 반도체공장의 갈륨 비소 프로세스에 따르면, 공장내 생산장치 또는 이면연마장치에는, 1μm 이하의 구멍 직경(예컨대, 0.4μm의 구멍 직경)의 필터를 이용하여 장치내의 액체의 순환을 실시하고 있다. 따라서, 0.4μm 이상의 입자가 폐수에서 배출된다. 0.4μm 이상의 입자를 포착하기 위해서는, 상기 물을 0.4μm의 구멍 직경을 갖는 막 분리장치에 통과시켜야 한다.
한편, MF 막의 구멍 직경은, 1μm∼10μm 정도가 일반적이고 구멍 직경이 작게 되면 펌프 동력이 증가되는 사실을 고려하고, 또한 에너지 절감도 고려하여, 채용하는 MF 막의 구멍 직경을 신중히 검토해야 한다.
또한, UF(울트라 필터: 한외 여과막)는 0.002μm∼0.4μm 정도의 구멍 직경의 UF가 시판되고 있기 때문에, 목적에 맞는 기종을 선정하여, 에너지 절약 시스템을 구축함이 적절하다.
또한, 일본국 특허 공개 공보 제 2000-117270호에 기재된 종래 기술에서는, 고농도(10% 이상)로 금속을 회수할 수 없고 폐수에서 역 삼투막에 의해 회수한 금속이온을 리사이클링하지 않고 방류하고 있다. 일본국 특허 공개 공보 제 2000-117270호의 MF 막 분리장치에서는, 펌프에 의해 소비하는 전기 에너지가 크다.
또한, 상기 종래 기술(일본국 특허 공개 공보 제 2000-117270호)에는, "금속함유폐수의 pH를 조정함에 의해 금속수산화물을 형성함과 동시에, 고분자 응집제또는 액체 킬레이트제를 병용하여 투입하여 금속수산화물의 프록(frock)을 형성한 후, 그 액체를 50μm∼200μm의 구멍 직경을 갖는 막 분리장치로 통과시킴에 의해, 물과 금속수산화물의 프록을 분리함을 특징으로 하는 금속함유폐수의 처리 및 가치 있는 금속의 회수방법"이 기재되어 있다.
상기 기재에서는, 가치 있는 금속 또는 갈륨을 회수하기 위해, 수산화물로 되어있는 것은 용인된다고 해도, 응집제 등의 불순물이 포함되지 않을 것이 요구된다. 구체적으로는, 수산화 갈륨만이 포함되기를 바라지만, 상기 종래 기술에 따르면 고분자 응집제 또는 액체 킬레이트제를 병용하여 투입하여, 금속수산화물의 프록을 형성하고 있다.
또한, 상기 종래 기술(일본국 특허 공개 공보 제2000-117270호)에는, "3가 크롬, 2가 철의 이온을 함유하는 금속함유폐수로부터, 제1 단계에서 pH를 3∼4로 조정하여 2가 철을 3가 철로 산화함에 의해, 크롬과 철의 수산화물을 형성한 후, 그 액체를 1μm∼1Oμm의 구멍 직경을 갖는 막 분리장치를 통과시킴에 의해, 물을 철 및 크롬의 수산화물로 분리한 다음에 상기 처리된 물로부터 제2 단계에서 청구항 1 또는 2에 기재된 방법에 의해, 잔류 금속을 분리하여 회수하는 것을 특징으로 하는 금속함유폐수의 처리 및 가치 있는 금속의 회수방법"이 기재되어 있다.
이 종래 기술을 응용하여 갈륨 비소 폐수를 처리한 경우, 비소가 3가로부터 5가로 산화되어 침전하기 쉽게 되고, 침전물로서의 수산화 갈륨 및 비소의 혼합물로 되어, 갈륨을 제련하여 회수할 때 문제를 일으키게 된다.
최대로, 수산화 갈륨과 5가의 비소를 구별하여 따로따로 회수하는 점에서 비용적인 메리트가 있다.
또한, 상기 종래 기술(일본국 특허 공개 공보 제 2000-117270호)에는, "2가 철을 3가 철로 산화할 때 철산화 세균을 이용함을 특징으로 하는 청구항 3에 기재된 금속함유폐수의 처리 및 가치 있는 금속의 회수방법"이 기재되어 있다. 이에 대하여, 갈륨 비소 폐수를 처리하는 경우, 철산화 세균이 도움이 되지 않는 문제가 있다.
또한, 상기 종래 기술(일본국 특허 공개 공보 제 2000-117270호)에는, "니켈, 아연, 3가 크롬 및 2가 철의 이온을 함유하는 금속함유폐수로부터, 청구항 3 또는 4에 기재된 방법에 의해 금속을 분리 회수할 때, 상기 제 2 단계에서 pH를 8∼10으로 조정하여 니켈 및 아연의 수산화물을 형성시켜, 물을 니켈 및 아연의 수산화물로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 금속함유폐수의 처리 및 가치 있는 금속의 회수방법"이 기재되어 있다.
그러나, 갈륨 비소 폐수의 경우, 제2 단계에서 비소를 산화한 후, 즉 비소를 안정적인 불용성 염으로 한 후, 응집제를 첨가하여 침전물을 형성할 필요가 있음에 대하여, 상기 종래 기술에서는 산화 공정이 없는 문제가 있다.
또한, 상기 종래 기술(일본국 특허 공개 공보 제 2000-117270호)에는, "막 분리장치로서 세라믹을 소재로 한 막을 사용함을 특징으로 하는 청구항 1∼5 중 어느 하나에 기재된 금속함유폐수의 처리 및 가치 있는 금속의 회수방법"이 기재되어 있다. 그러나, 세라믹을 소재로 한 막 분리장치는, 일반적으로 가격이 비싸다.
또한, 상기 종래 기술(일본국 특허 공개 공보 제 2000-117270호)에는, "분리회수한 금속수산화물의 농축물의 금속을, 황산에 의해 pH 0.5∼3으로 조정하여 재용해시켜, 금속의 농축액을 회수하여 리사이클링함을 특징으로 하는 청구항 1∼6 중 어느 하나에 기재된 금속함유폐수의 처리 및 가치 있는 금속의 회수방법"이 기재되어 있다.
그러나, 갈륨 비소 폐수로부터 갈륨을 제련하는 경우, 갈륨의 농도가 가능한 한 높은 갈륨 슬러리가 요구되고 있기 때문에, 종래 기술의 막분리후에 농축 및 침전 프로세스가 필요하게 되는 다른 문제가 있다.
또한, 상기 종래 기술(일본국 특허 공개 공보 제 2000-117270호)에는, "금속수산화물을 분리 회수한 후의 처리수를 역 삼투막에 통과시켜 상기 처리수를 리사이클링함을 특징으로 하는 청구항 1∼7 중 어느 하나에 기재된 금속함유폐수의 처리 및 가치 있는 금속의 회수방법"이 기재되어 있다.
그러나, 갈륨 비소 폐수를 역 삼투막에 통과시키기 전에 전처리 시스템이 필요한 것에 대하여, 종래 기술에서는 전처리 공정이 없다.
또한, 상기 종래 기술(일본국 특허 공개 공보 제 2000-117270호)에서는, MF 막 분리장치에 관계된 펌프(펌프(1043) 및 펌프(1050))의 동력이 커지게 되어, 에너지 절약이 요구되는 현재에서는 문제로 된다.
또한, 제3 종래 기술(일본국 특허 공개 공보 제 1997-285786호)에서는, 청구항 1에서 "비소를 포함하는 원수에 미리 비소를 침전시키는 약품 또는 비소를 흡착하는 흡착재를 첨가하여 얻어진 혼합수를 막 여과조에 유입시키거나, 또는 원수를 막 여과조에 유입시켜 상기 첨가된 약품 또는 흡착재와의 혼합수를 형성하여, 원수중의 비소를 침전시키거나 또는 흡착재에 흡착시킴과 동시에, 막 여과조 내의 혼합수를 조내에 설치한 침적형 막 여과장치에 의해 고-액 분리하여, 침적형 막 여과장치의 막 표면을 통과한막 여과수를 조 외부로 취출하는 경우, 상기 막 여과조로의 유입수량에 대한 막 여과수의 취출량을 99% 이상으로 하여, 막 여과조 내에 약품 또는 흡착재를 고농도로 유지함으로써, 비소의 침전 또는 흡착을 촉진함을 특징으로 하는 침적형 막 여과장치에 의한 수처리 설비의 운전방법"을 개시하고 있다.
이 청구항 1에서, 비소는 처리할 수 있지만, 갈륨 비소 폐수의 경우와 같이, 2개의 금속을 분리하는 공정이 없다. 또한, 청구항 2에서 "원수에 산화제를 첨가하거나 또는 원수를 오존 처리함으로써 원수 중의 비소를 5가의 비소이온으로 산화함을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 침적형 막 여과장치에 의한 수처리설비의 운전방법"을 청구하고 있다. 이 청구항 2에서는, 원수 중의 비소를 5가의 비소이온으로 산화하도록 약품을 사용하기 때문에, 약품 비용을 필요로 하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 화합물반도체공장에서 발생하는 금속함유폐수를 효율적으로, 또한 안정적으로 처리할 수 있음과 동시에, 에너지를 절약하고 더구나 폐수로부터 가치 있는 금속을 유가물로서 회수하여 리사이클링할 수 있고, 폐수의 완전 클로우즈 처리 시스템을 확립할 수 있는 금속함유폐수의 처리방법 및 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 첨가된 수산화 나트륨의 나트륨이온을 리사이클링할 수 있음과 동시에 폐수를 처리하여 초순수 제조장치의 원수로서 리사이클링할 수 있는 완전 클로우즈 처리 시스템을 확립할 수 있는 금속함유폐수의 처리방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 : 반응부, 액중막을 갖는 액중막부, 및 침전부가 위에서 아래로 순차로 배치된 액중막 분리조에, 금속함유 폐수를 위로부터 도입하는 공정;
상기 반응부에 pH 조정제를 첨가하여 금속함유 폐수와 반응시키는 공정;
상기 액중막부의 액중막에 의해 금속함유 폐수를 물과 금속으로 분리하는 공정; 및
상기 침전부에서 상기 분리된 금속을 침전, 농축하는 공정을 구비하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 처리 방법에 따르면, 반응부에 pH 조정제를 첨가하고 있다. 따라서, 수산화물을 형성시켜 액중막에 의해 고-액 분리할 수 있다. 또한, 에너지를 사용하지 않고 중력의 작용으로 침전부에 금속을 침전 및 농축할 수 있다.
또한, 위로부터 금속함유 폐수가 도입되고, 반응부와, 액중막을 갖는 액중막부, 및 침전부가 위로부터 아래로 순차로 배치된 액중막 분리조를 구비하고,
상기 반응부에 pH 조정제를 첨가하여 상기 금속함유 폐수와 반응시키고,
상기 액중막부에서 상기 금속함유 폐수를 물과 금속으로 분리하고,
상기 침전부에서 상기 분리된 금속을 침전, 농축하는 금속함유 폐수의 처리장치가 제공된다.
본 발명의 처리장치에서는, 액중막 분리조에 금속함유폐수를 위로부터 도입하여, 상기 반응부에 pH 조정제를 첨가하여 반응시켜서, 액중막부에서 물과 금속을 서로 분리하여, 침전부에서 금속을 침전, 농축한다. 이 프로세스를 통해, 수산화물이 형성되어 액중막에 의해 고-액 분리될 수 있다. 또한, 침전부에서 에너지를 사용하지 않고 중력의 작용으로 금속을 침전, 농축할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 액중막이 한외(限外) 여과막이고,
상기 반응부에 pH계와 충전재가 설치되고, 반응부에서의 pH를 4∼5로 조정하고, 또한 상기 액중막부가 갖는 액중막의 하부에 공기 확산 관이 설치되어 있다.
이 실시예에서는, 상기 액중막이 한외 여과막이고, 또한 반응부에 pH계와 충전재가 설치되어 있고, 반응부에서의 pH를 4∼5로 조정하고 있다. 따라서, 수산화 갈륨을 효율적으로 생성시킨 후, 한외 여과막 또는 액중막에 의해 고정밀도로 고-액 분리할 수 있다.
이 실시예에서는, 액중막 하부에 설치된 공기 확산 관으로부터 공기를 토출하며, 반응부에 각반용 충전재가 존재하고 있다. 따라서, 반응부에서 폐수의 각반이 촉진되어, 폐수와 pH 조정제의 반응이 확실하게 되어, 수산화 갈륨이 효율적으로 생성된다. 또한, 반응부에서의 pH가 4∼5로 조정되어 있기 때문에, 폐수 중의 갈륨이 선택적으로 수산화 갈륨으로서 생성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 충전재는 각반 구조를 갖는 라인 믹서 등의 반응촉진부재이다.
이 실시예에서는, 상기 충전재가 라인 믹서 등의 반응촉진부재이다. 따라서, 공기 확산 관으로부터 토출하는 공기 및 반응부의 충전재에 의하여 폐수의 각반이 더욱 촉진되어, 수분간의 체류시간에도, 폐수와 pH 조정제의 반응이 더욱 확실하게 된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 액중막부에서 분리된 물을, 전처리장치에 도입하여 전처리하고, 초순수 제조장치의 원수로서 리사이클링 한다. 이 실시예에서는, 액중막부에서 분리된 물을 전처리 장치에 도입하여 전처리하고, 초순수 제조장치의 원수로서 리사이클링 하기 때문에, 물을 효과적으로 이용할 수 있으며 클로우즈 처리 시스템을 완성한다.
또한, 위로부터 금속함유 폐수가 도입되고, 제1반응부와, 제1 액중막을 갖는 제1 액중막부, 및 제1 침전부가 위에서 아래로 순차로 배치된 제1 액중막 분리조;
상기 제1 액중막 분리조의 제1 액중막부에서의 처리수가 위로부터 도입되고, 제2 반응부와, 제2 액중막을 갖는 제2 액중막부와, 제2 침전부가 위로부터 아래로 순차로 배치된 제2 액중막 분리조를 구비하고,
상기 제1 액중막 분리조에서는,
상기 제1 반응부에 pH 조정제를 첨가하여 상기 금속함유 폐수와 반응시키고, 이어서 상기 제1 액중막부의 제1 액중막에서 상기 금속함유 폐수로부터 물과 금속을 분리하고, 계속해서, 최하부의 제1 침전부에서 금속을 침전, 농축하고,
상기 제2 액중막 분리조에서는,
상기 제2 반응부에 응집제와 pH 조정제를 첨가하여 반응시키고, 계속해서, 상기 제2 액중막부의 제2 액중막에서 물과 금속을 분리하고, 이어서 최하부의 제2 침전부에서 금속을 침전, 농축하는 금속함유 폐수의 처리장치가 제공된다.
본 발명의 폐수처리장치에는 제1 액중막 분리조와 제2 액붕막 분리조가 제공된다. 따라서, 2개의 그룹의 침전물을 분리, 농축 및 침전할 수 있다.
상기 제1 액중막 분리조에서, pH 조정제에 의해 형성되는 수산화물을 농축,침전 및 분리할 수 있다. 또한, 제2 액중막 분리조에서, 제1 액중막 분리조의 막에 의해 분리된 처리수(분리수)에 응집제와 pH 조정제를 첨가함으로써, 프록 등의 보다 큰 침전물이 형성되어, 수산화물을 농축, 침전 및 분리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2 액중막부에서 분리된 물을, 전처리장치에 도입하여 전처리하고, 초순수 제조장치의 원수로서 리사이클링 한다.
이 실시예에서는, 제2 액중막부에서 분리된 물을 전처리장치에 도입하여 전처리하여, 초순수 제조장치의 원수로서 리사이클링 한다. 따라서, 2단의 막에 의해 처리된 물을 전처리하게 된다. 따라서, 전처리 장치의 부하가 감소되고, 초순수 제조장치의 원수로서 용이하게 리사이클링할 수 있다.
또한, 금속함유 폐수가 위로부터 도입되고, 제1 반응부와, 제1 액중막을 갖는 제1 액중막부, 및 제1 침전부가 위로부터 아래로 순차로 배치되고, 상기 제1 반응부에 pH 조정제를 첨가하여 상기 금속함유 폐수와 반응시키고, 계속해서 상기 제1 액중막부의 제1 액중막에서 상기 금속함유 폐수로부터 물과 금속을 분리하고, 계속해서 최하부의 상기 제1 침전부에서 금속을 침전, 농축하는 제1 액중막 분리조;
상기 제1 액중막 분리조의 제1 액중막으로부터의 처리수가 위에서 도입되고, 제2 반응부와, 제2 액중막을 갖는 제2 액중막부, 및 제2 침전부가 위로부터 아래로순차로 배치되고, 상기 제2 반응부에 응집제와 pH 조정제를 첨가하여 반응시키고, 계속해서 상기 제2 액중막부의 제2 액중막에서 상기 처리수로부터 물과 금속을 분리하고, 계속해서 최하부의 상기 제2 침전부에서 금속을 침전, 농축하는 제2 액중막 분리조; 및
제3 액중막을 갖는 제3 액중막 분리조를 구비하는 금속함유 폐수의 처리장치가 제공된다.
이 실시예에서는, 제1 액중막으로부터의 처리수와 제3 액중막 분리조로부터의 침전수를 제2 액중막 분리조로 위로부터 도입한다. 따라서, 상기 제2 액중막 분리조에서, 혼합된 폐수는 제3 액중막 분리조로부터의 침전수의 영향을 받으면서 처리된다. 또한, 제2 반응부에서는, 응집제와 pH 조정제가 첨가된다. 따라서, 상기 제2 반응부에서는, 프록 등의 보다 큰 침전물이 형성되어 농축, 침전 및 분리될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속함유 폐수는 화합물반도체를 포함하는 폐수이고, 상기 pH 조정제는 가성 소다이다.
이 실시예에서는, 금속함유폐수가 화합물반도체 공장에서의 폐수이고, pH 조정제가 가성 소다이다. 따라서, 화합물반도체 공장에 관련된 금속을, 가성 소다에 의해 수산화물을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 화합물반도체를 포함하는 폐수가, 갈륨비소를 포함하는 폐수이다.
이 실시예에서는, 화합물반도체 공장에서의 폐수가 갈륨 비소를 포함하는 폐수이다. 따라서, 갈륨을 수산화 갈륨으로서 회수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 한외 여과막의 구멍 직경이, O.1μm∼1.Oμm 이다.
이 실시예에서는, 상기 한외 여과막의 구멍 직경이 O.1μm∼1.Oμm 이다. 따라서, 미세한 고형물을 안정적으로 분리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 전처리장치는, 활성탄 흡착장치, 이온교환장치, 역삼투막장치 중 어느 하나, 또는 이들의 조합이다.
이 실시예에서는, 전처리장치가, 활성탄 흡착장치, 이온교환장치, 역삼투막 장치 중 어느 하나 또는 그들의 조합이다. 따라서, 전처리장치로의 처리수에, 어느 정도의 유기물, 이온 및 미립자 등이 존재하고 있더라도, 그 물질들이 안정적으로 제거되어 초순수 제조장치의 원수로서 전처리될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속함유 폐수가 갈륨비소를 포함하는 폐수이고, 상기 침전부에서 침전, 농축하는 금속이 수산화갈륨이다.
이 실시예에서는, 금속함유폐수가 갈륨 비소를 포함하는 폐수이고, 침전농축금속이 수산화 갈륨이다. 따라서, 가치 있는 물질로서 수산화 갈륨을 갈륨 메이커에게 인도하여, 갈륨을 리사이클링 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 응집제가 염화 제2 철이고, 상기 pH 조정제가 가성 소다이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 응집제가 염화 제2 철이고, 상기 pH 조정제가 가성 소다이다.
상기 실시예에 따르면, 응집제가 염화 제2 철이고, pH 조정제가 가성 소다이다. 따라서, 비소를 비산철로서 불용성 염으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 금속함유 폐수가 갈륨비소를 포함하는 폐수이고,
제1 액중막 분리조에 있어서의 침전, 농축 금속이 수산화 갈륨이고,
제2 액중막 분리조에 있어서의 침전, 농축 금속이 비산철이다.
이 실시예에서는, 금속함유폐수가 갈륨 비소를 포함하는 폐수이고, 제1 액중막 분리조에서의 침전농축금속이 수산화 갈륨이며, 제2 액중막 분리조에서의 침전농축금속이 비산철이다. 따라서, 두 종류의 금속을 분리하여 회수할 수 있어서, 메이커에 의한 정련이 용이하게 된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제3 액중막 분리조에, 갈륨비소 프로세스를 통해 배출되는 현상액 폐수와 비소를 포함하는 폐수가 도입된다.
이 실시예에서는, 제3 액중막 분리조에, 갈륨 비소 프로세스로부터 폐수되는 현상액 폐수와 비소를 포함하는 폐수가 도입된다. 따라서, 제3 액중막 분리조에, 현상액 폐수 중의 질소를 영양원으로 하여 비소산화세균을 배양, 번식시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2 액중막 분리조의 최하부의 제2 침전부에 침전, 농축된 슬러리를, 상기 제3 액중막 분리조에 반송한다.
이 실시예에서는, 제2 액중막 분리조의 최하부의 침전부에 침전, 농축된 슬러리를 제3 액중막 분리조에 반송한다. 따라서, 필요량의 비소산화세균을 제3 액중막 분리조에 반송하여 확보할 수 있음과 동시에, 다시 제2 액중막 분리조에서 3가비소로부터 5가 비소로의 산화에 도움이 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제3 액중막 분리조에, 현상 폐수와 비소함유폐수를 도입하여 비소 산화 세균을 배양하고, 상기 배양된 비소산화세균을 상기 제2 액중막 분리조에 도입한다.
이 실시예에서는, 제3 액중막 분리조에 현상 폐수와 비소함유폐수를 도입하여 비소산화세균을 배양하고, 상기 배양한 비소산화세균을 제2 액중막 분리조에 도입한다. 따라서, 현상폐수중의 질소성분이 비소산화세균의 배양번식에 도움이 될 수 있다. 또한, 배양한 비소산화세균을 이용함에 의해, 제2 액중막 분리조에서 3가 비소로부터 5가 비소로의 산화를 효율적으로 저비용으로 실시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2 액중막 분리조의 최하부의 제2 침전부에 침전, 농축된 슬러리가 비소산화세균을 함유하고 있다.
이 실시예에서는, 제2 액중막 분리조의 최하부의 침전부에 침전, 농축된 슬러리에 비소산화세균이 함유되어 있다. 따라서, 슬러리를 시스템내에서 필요량만 순환시킴에 의해 최적 시스템을 구축할 수 있다.
또한, 비소함유폐수중 3가의 비소를, 비소산화세균에 의해 5가의 비소로 미생물 산화하여 폐수처리하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다. 본 발명의 상기 처리 방법에 따르면, 비소함유폐수 중의 3가의 비소를 비소산화세균에 의해 5가의 비소로 미생물 산화하여 폐수 처리한다. 이로써, 산화제로서 약품을 사용할 필요가 없고, 운전자금을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 비소함유폐수 중 3가의 비소를, 비소산화 세균에의해 5가의 비소로 하고, 또한, 응집제와 pH 조정제를 첨가하여 폐수 처리한다.
이 실시예에서는, 비소함유폐수 중의 3가의 비소를 비소산화세균에 의해 5가의 비소로 하고, 또한 응집제를 첨가하여 폐수 처리한다. 따라서, 불용성 염으로서 비소를 포획하여 응집제와 pH 조정제에 의해 큰 프록으로 형성할 수 있다.
또한, 금속함유 폐수로부터 금속을 회수하는 금속함유 폐수의 처리방법에 있어서,
금속함유 폐수에 pH 조정제를 첨가하여, 제1 액중막 분리장치에 통수함으로써, 상기 폐수로부터 제1 금속수산화물을 분리하는 공정;
다음, 상기 폐수를, 역삼투막 분리장치로 통수함으로써, 상기 폐수로부터, 상기 폐수에 용해하고 있는 별도의 금속을 함유하는 농축액을 분리하는 공정;
상기 별도의 금속을 함유하는 농축액을, 상기 제1 액중막 분리장치에 반송하여, 상기 pH 조정제와 함께 폐수에 첨가하는 공정을 구비하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리 방법에 따르면, 금속함유폐수에 pH 조정제를 첨가하여 반응시켜 금속수산화물을 형성한 후에, 제1 액중막 분리장치에 통과시키면, 금속수산화물을 제1 액중막 분리장치에서 농축할 수 있다.
또한, 상기 제1 액중막 분리장치를 통과한 별도의 금속은, 역삼투막 분리장치를 통과하게 된다. 이때 사용되는 역삼투막 분리장치 때문에, 상기 금속은 농축액측으로 이동한다. 상기 별도의 금속을 포함하는 농축액을, 다시 새로운 pH 조정제로서 폐수로 반송하여 첨가함으로써, 새로운 pH 조정제의 사용량을 감소시킬 수있다. 즉, 운전 자금을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 액중막 분리장치의 후단에서, 상기 금속함유 폐수에 pH 조정제와 응집제를 첨가하여 제2 액중막 분리장치에 통수하고,
계속해서, pH 조정제를 첨가하여, 역삼투막 분리장치에 통수하고, 또한, 상기 역삼투막 분리장치의 후단에 배치한 초순수 제조장치에 통과시키고,
상기 역삼투막 분리장치로부터의 농축액을, 상기 제1 액중막 분리장치에 반송하여, 상기 pH 조정제와 함께 폐수에 첨가한다.
이 실시예에 따르면, 폐수에 pH 조정제를 첨가하여 물과 제1 금속수산화물을 생성한다. 상기 물과 제1 금속수산화물을 제1 액중막 분리장치에 의해 물과 제1 금속수산화물의 농축물로 분리한다.
계속해서, 제1 액중막 분리장치의 후단에서, 폐수에 pH 조정제(예컨대, 수산화 나트륨) 및 응집제(예컨대, 염화 제2 철)를 첨가한다. 계속해서, 제2 액중막 분리장치에 의해 제2 금속(비소)이 용해되어 있는 폐수를, 물과 제2 금속 농축물로 분리할 수 있다.
또한, 상기 제2 액중막 분리장치의 후단에서 역삼투막 분리장치에 의해 농축된 금속(나트륨이온)은 최초의 제1 액중막 분리장치의 전단에 반송되어 첨가되고, pH 조정제로서 리사이클링 할 수 있다.
이 실시예에 따르면, 제1 및 제2 액중막 분리장치에 의해 제1 및 제2 두 종류의 금속을 분리하여 회수할 수 있음과 동시에, 최초에 첨가한 pH 조정제에 포함된 금속(나트륨)을 pH 조정제로서 리사이클링 할 수 있고, 이로써 운전자금을 절감할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 역삼투막 분리장치의 후단에 배치한 전기 탈 이온장치로부터 얻은 물을 초순수 제조장치에 도입하여 재이용하고,
상기 역삼투막 분리장치 및 상기 전기 탈이온장치로부터의 농축수를 상기 제1 액중막 분리장치에 반송하여, 상기 pH 조정제와 함께 상기 폐수에 첨가하고, 상기 제1 액중막 분리장치에 통수시킨다.
이 실시예에 따르면, 역삼투막 분리장치의 뒤에, 전기 탈이온장치를 배치함에 의해 이온을 전기적으로 제거하여 후단의 초순수 제조장치의 부하를 감소시켜서, 초순수 제조장치의 수질을 향상시킬 수 있다.
상기 전기 탈이온장치는, 이온교환 수지의 경우와 같이 산 또는 알칼리에 의해 재생할 필요가 없으며, 물론 재생 폐액은 발생하지 않는다. 따라서, 폐수처리설비를 설치하지 않을 수 있다. 즉, 전기 탈이온장치를 사용하고 있기 때문에, 약품으로서의 화학물질을 사용하지 않고, 또한 폐액을 발생시키지 않고 시스템을 완성할 수 있어서, 환경 친화적인 시스템을 제공하는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 액중막 분리장치의 후단 및 상기 제2 액중막 분리장치의 전단에서, pH 조정제, 응집제 및 금속산화 세균을 첨가한다.
이 실시예에 따르면, 제1 액중막 분리장치의 후단에 pH 조정제, 응집제 및 금속산화세균을 첨가하고 있다. 따라서, 이 금속산화세균에 의해 폐수중의 금속을 산화하여 금속을 안정화할 수 있다.
이 실시예에 따르면, 약품으로서의 산화제에 의해 금속을 산화하는 것이 아니라 금속산화세균을 이용하는 것이다. 따라서, 약품 비용을 절약할 수 있고, 운전자금을 절감할 수 있다.
또한, 반응부, 액중막을 갖는 액중막부, 침전부가 위에서 아래로 순차로 배치되어 있는 제1 액중막 분리조에, 금속을 포함하는 화합물반도체 폐수를 위로부터 도입하고, 또한, 상기 반응부에 pH 조정제를 첨가하여 반응시키고,
계속해서, 상기 액중막부의 액중막에 의해 상기 폐수로부터 금속을 분리하고, 이어서, 상기 침전부에서 상기 금속을 침전, 농축하고,
상기 액중막에 의해 얻어진 처리수를, 순차, 비소 및 인 제거장치, 활성탄 흡착장치, 역삼투막장치, 전기 탈이온장치에서 처리한 후, 초순수 제조장치에 도입하고,
상기 역삼투막장치 및 상기 전기 탈이온장치로부터의 농축수를 상기반응부에 반송하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 금속으로서의 갈륨을 회수할 수 있고, 또한 분리수 중의 비소 및 인을 비소 및 인 제거장치에 의해 제거하고 더욱 전처리하여, 초순수 제조장치에 물을 리사이클링하고 있다. 따라서, 갈륨, 비소 및 인을 포함하는 폐수의 완전 클로우즈 처리 시스템을 완성할 수 있다.
또한, 역삼투막 장치 및 전기 탈이온장치로부터의 농축물을, 제1 액중막 분리조의 반응부에 반송함으로써, 상기 농축수 중의 금속(나트륨이온)을 반송하여 리사이클링할 수 있다. 이로써 pH 조정제로서의 수산화 나트륨의 사용량을 감소시킬 수 있고, 운전자금을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 액중막 분리조에서 농축한 농축수를, 상기 제1 액중막 분리조의 밑에 배치되어 있는 제2 액중막 분리조에 도입하여, 농축을 더 행한다.
이 실시예에 따르면, 상기 제1 액중막 분리조의 하부에 제2 액중막 분리조가 배치된다. 따라서, 증발장치 등에서와 같이 막대한 량의 에너지를 소모하지 않고 2단계의 물리적인 수단에 의해 폐수 중의 금속을 농축할 수 있어서, 농축액의 농도를 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 액중막 분리조의 액중막 및 상기 제2 액중막 분리조의 액중막으로부터의 처리수를, 제3 액중막 분리조의 반응부에 pH 조정제 및 응집제와 함께 도입하고,
상기 제3 액중막 분리조에서의 침전물을, 제4 액중막 분리조에서 더욱 농축하고,
한편, 상기 제3 액중막 분리조, 및 제4 액중막 분리조의 액중막에 의해 분리한 처리수를, 순차, 활성탄 흡착장치, 역삼투막장치, 전기 탈이온장치에서 처리한 후, 초순수 제조장치에 도입하고,
상기 역삼투막장치 및 전기 탈이온장치로부터의 농축수를, 상기 제1 액중막 분리조의 반응부에 반송한다.
이 실시예에 따르면, 갈륨과 비소를 분리한 후, 갈륨과 비소를 2단의 액중막 분리조(제2 액중막 분리조와 제4 액중막 분리조)에 의해 증발장치에서와 같이 막대한 에너지를 소모하지 않고 각각 농축할 수 있다. 따라서, 이 실시예에 따르면, 갈륨과 비소를, 최대한으로 에너지를 절감하면서 농축할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속을 포함하는 화합물반도체 폐수의 일부와 현상 폐수를 제5 액중막 분리조에 도입하여 비소산화 세균을 배양농축하고, 이 비소산화세균을 상기 제3 액중막 분리조에 도입한다.
이 실시예에 따르면, 제5 액중막 분리조에서 배양, 농축한 비소산화세균을 제3 액중막 분리조에 도입한다. 따라서, 상기 제3 액중막 분리조에서, 3가의 비소를 비소산화세균에 의해 안정적인 5가의 비소로서 농축, 분리할 수 있다. 또한, 약품으로서의 산화제를 사용하지 않기 때문에, 운전자금을 절감할 수 있다.
또한, 비소산화세균은 제5 액중막 분리조에서 화합물반도체 제조프로세스에서 발생하는 현상폐수 중의 유기물을 영양으로 번식하며 상기 폐수에 포함된 비소를 베이스로 하여 번식한다. 이 때문에, 비소산화세균을 배양함에 있어서도 비용이 소요되는 상기 영양제를 사용할 필요가 없어서, 운전자금을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제3 액중막 분리조에 침전된 농축액의 일부를, 상기 제5 액중막 분리조에 반송한다.
이 실시예에 따르면, 제3 액중막 분리조에서 침전된 농축액의 일부를 제5 액중막 분리조로 반송한다. 따라서, 상기 농축액 중의 비소산화세균을 리사이클링 할 수 있고, 제5 액중막 분리조로의 비소산화세균의 배양속도를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제5 액중막 분리조에서 배양한 비소산화 세균을, 상기 제1 액중막 분리조 및 상기 제3 액중막 분리조에 도입한다.
이 실시예에 따르면, 비소산화세균을 제1 액중막 분리조 및 제3 액중막 분리조에 도입하여, 비소산화세균이 가지는 유기물 분해능력을 이용함으로써 3가의 비소를 안정적인 5가의 비소로 할 수 있을 뿐만 아니라, 폐수 중의 유기물도 분해할 수 있다. 따라서, 초순수 제조장치에 대한 원수 수질 상의 부하를 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속산화세균이 비소산화세균이다.
이 실시예에 따르면, 약품으로서의 산화제를 사용하지 않고 금속을 산화할 수 있어서, 운전자금을 절감할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 침전부에서 금속을 침전시켜 농축한 후, 다시, 증발장치에 의해 농축한다.
이 실시예에 따르면, 침전부에서 금속을 침전, 농축한 후, 증발장치에 의해 더욱 농축하기 때문에, 상기 금속을 단시간에 농축할 수 있다. 또한, 증발장치를 사용하기 때문에, 농축농도를 용이하게 원하는 농도까지 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 액중막 분리조에서 침전시켜 농축한 액을 증발장치에 도입하여 농축하고,
한편, 상기 제3 액중막 분리조에서 침전시켜 농축한 액을 증발장치에 도입하여 농축한다.
이 실시예에 따르면, 제1 액중막 분리조와 제3 액중막 분리조에서 다른 금속들이 원하는 농도까지 단시간에 농축될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 화합물반도체 폐수가, 과산화수소함유 갈륨비소를 포함하는 화합물반도체 폐수이다.
이 실시예에 따르면, 폐수 중의 과산화 수소를 염기성의 미생물에 의해 분해처리하여 초순수 제조장치의 원수로서 용이하게 리사이클링 하게 된다.
또한, 화합물반도체 폐수에 포함되는 금속과 물을 처리하여, 이 금속과 물을 각각 별개로 회수하고, 완전 클로우즈 시스템(closed system)을 확립하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 화합물반도체 공장에서의 폐수에 포함되는 금속과 물을 처리하여 별개로 회수함에 의해 완전 클로우즈 시스템이 확립된다. 이로써 환경에 주는 영향을 최소한으로 하는 효과가 있다.
또한, 화합물반도체 폐수에 포함되는 금속과 물을 처리하고, 이 금속과 물을 각각 별개로 회수하고, 상기 금속은 유가물로서 회수하는 한편, 상기 물은 초순수 제조장치의 원수로서 회수하여, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 화합물반도체 공장에서의 폐수에 포함된 금속과 물을 처리하여 각각 별개로 회수하며, 금속은 가치 있는 물질로서 회수하고 물은 초순수 제조장치의 원수로서 회수함에 의해 완전 클로우즈 시스템을 확립하고 있다. 따라서, 환경에 주는 영향을 최소한으로 할 수 있음과 동시에, 금속은 가치 있는 물질로서 회수하여, 경제성을 높일 수 있다.
또한, 갈륨비소폐수 중의 갈륨과 비소 및 물을 처리하여, 이 갈륨과 비소 및 물을 각각 별개로 회수하고, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 처리방법에 따르면, 상기 폐수에 포함된 갈륨, 비소 및 물을 처리하여 각각 별개로 회수함에 의해 완전 클로우즈 시스템을 확립하고 있다. 따라서, 환경에 주는 영향을 최소한으로 할 수 있다.
또한, 갈륨비소폐수중의 갈륨과 비소 및 물을 처리하고, 이 갈륨과 비소 및 물을 각각 별개로 회수하고, 상기 갈륨과 비소는 유가물로서 회수하는 한편, 상기 물은 초순수 제조장치의 원수로서 회수하여, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 상기 폐수에 포함된 갈륨, 비소 및 물을 처리하여 각각 별개로 회수하며, 금속은 가치 있는 물질로서 회수하고 물은 초순수 제조장치의 원수로서 회수함에 의해 완전 클로우즈 시스템을 확립하고 있다. 따라서, 환경에 주는 영향을 최소한으로 할 수 있음과 동시에, 금속은 가치 있는 물질로서 회수하여, 경제성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 비소의 처리에 미생물을 사용한다. 이 실시예에 따르면, 미생물의 힘에 의해 비소를 처리할 수 있고, 약품에 의한 처리와 비교하면 운전자금을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 미생물은 금속산화세균이다. 이 실시예에 따르면, 금속을 낮은 비용으로 산화시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속산화세균이 비소산화세균이다. 이 실시예에 따르면, 3가의 비소를 저비용으로 5가의 비소로 산화시킬 수 있다.
또한, 금속함유 폐수로부터 금속을 회수하는 금속함유 폐수의 처리방법에 있어서,
폐수에 미리, pH 조정제를 첨가하여 반응시킨 후,
상하 복수단으로 설치된 액중막과, 상기 액중막의 하방에 배치되어, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와, 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 다단형 액중막 분리장치에 통수함으로써, 상기 폐수로부터 금속수산화물을 분리하고,
다음, 상기 폐수로부터 금속수산화물을 분리하여 얻은 처리수를, 역삼투막 분리장치에 통수함으로써, 상기 처리수로부터, 상기 처리수에 용해되어 있는 별도의 금속을 함유하는 농축액을 분리하고,
상기 별도의 금속을 함유하는 농축액을, 상기 다단형 액중막 분리장치의 전단까지 반송하여, 상기 pH 조정제와 함께, 상기 폐수에 첨가하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 폐수에 pH 조정제를 첨가하여 반응시켜 금속수산화물을 형성한 후에, 상하 복수단에 액중막이 설치된 액중막 분리장치에 통과시킨다. 이 프로세스를 통해, 다량의 금속수산화물을 상기 액중막 분리장치에 의해 효율적으로 농축할 수 있다. 즉, 처리능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 상하 복수단에 액중막이 설치된 액중막 분리장치를 통과한, pH 조정제에 기인하는 다른 금속(예컨대, 나트륨이온)은, 역삼투막 분리장치를 통과하게 된다. 이때 사용되는 역삼투막 분리장치로 인해, 상기 금속이 농축액 측으로 이동한다. 상기 금속을 포함하는 농축액을 다시 pH 조정제와 함께 폐수에 반송 첨가하여 리사이클링 함으로써, 새로운 pH 조정제의 사용량을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 다단형 액중막 분리장치를 제1 다단형 액중막 분리장치로 하고, 이 제1 다단형액중막 분리장치의 후단에서, pH 조정제와 응집제를 첨가하고,
다음, 상하 복수단으로 설치된 액중막과, 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 제2 다단형 액중막 분리장치에 통수하고,
계속해서, pH 조정제를 첨가하여, 역삼투막 분리장치에 통수하고,
상기 역삼투막 분리장치의 후단에 배치한 초순수 제조장치에, 상기 역삼투막 분리장치로부터의 처리수를 도입하고,
상기 역삼투막 분리장치로부터의 농축액을, 상기 제1 다단형 액중막 분리장치의 전단에 반송하여, 상기 pH 조정제와 함께 상기 폐수에 첨가한다.
이 실시예에 따르면, 폐수에 pH 조정제를 첨가하고, 다량의 물과 다량의 금속수산화물을, 상하 복수단에 액중막이 설치된 액중막 분리장치에 의해 물과 농축물로 효율적으로 분리한다. 계속해서, pH 조정제(수산화 나트륨) 및 응집제(염화 제2 철)를 첨가하여, 물에 용해되어 있는 금속(비소)이 다량의 물로부터 다량의 농축물로서 분리될 수 있다. 즉, 처리능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 역삼투막 분리장치에 의해 농축된 금속(나트륨이온)은, 상하 복수단에 액중막이 설치된 제1 액중막 분리장치의 전단에 반송 첨가되어 리사이클링할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 역삼투막 분리장치에서 얻은 처리수를 전기탈이온장치에 통수하고, 이 전기 탈이온장치로부터 얻은 처리수를 초순수 제조장치에 도입하여 재이용하고,
한편, 상기 역삼투막 분리장치 및 전기 탈이온장치로부터의 농축수를 상기 제1 다단형 액중막 분리장치의 전단에 반송하여, 상기 pH 조정제와 함께 상기 폐수에 첨가한다.
이 실시예에 따르면, 역삼투막 분리장치의 후단에 전기 탈이온장치를 배치하여, 이온을 전기적으로 제거함으로써 후단의 초순수 제조장치의 부하를 적게 함에 의해 초순수 제조장치의 수질을 향상시킬 수 있다. 이 전기 탈이온장치는 이온 교환 수지의 경우와 같이 산 또는 알칼리에 의해 재생될 필요도 없고, 물론 재생 폐액도 발생하지 않는다. 따라서, 폐수처리설비를 제거할 수 있다.
또한, 전기 탈이온장치로부터의 농축물(나트륨이온을 포함하는 농축물)을 상하 복수단에 액중막이 설치된 제1 액중막 분리장치에 반송하여 통과시키긴다. 따라서, 금속(나트륨)이온을 리사이클링 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 다단형 액중막 분리장치의 후단에서, pH 조정제, 응집제 및 금속산화 세균을 첨가한다.
이 실시예에 따르면, 상하 복수단에 액중막이 설치된 제1 액중막 분리장치의 후단에 pH 조정제, 응집제 및 금속산화세균을 첨가한다. 따라서, 상하 복수단에 설치된 액중막의 처리능력의 향상과 동시에, 금속산화세균에 의해 폐수 중의 금속을 산화하여 금속을 안정화시킬 수 있다.
특히, 약품으로서의 산화제에 의해 금속을 산화하지 않고, 금속산화세균을이용하여 산화하기 때문에, 약품 비용을 절약할 수 있고, 운전자금을 절감할 수 있다.
또한, pH 조정조에서, 화합물반도체 폐수에 pH 조정제를 첨가하여 반응시키는 공정;
상기 pH 조정조로부터의 폐수를, pH계가 설치된 상부와, 상하 복수단으로 설치된 액중막과 이 액중막을 진동시키는 진동판을 포함하는 액중막부와, 반응물을 충전재에 부착시키는 부착 침전부가 위로부터 아래로 순차로 배치되어 구성되는 다단 액중막 분리조에, 아래로부터 위로 상향류로 도입하는 공정;
우선, 상기 부착 침전부에서 상기 폐수중의 금속을 물리적으로 부착, 여과하여, 상기 폐수로부터 금속을 1차 분리하고, 이어서, 상기 액중막부의 액중막에 의해 상기 폐수로부터 금속을 2차 분리하는 공정;
상기 액중막에 의해 얻어진 처리수를, 순차, 비소 및 인 제거장치, 활성탄 흡착장치, 역삼투막장치, 전기 탈이온장치에서 처리한 후, 초순수 제조장치에 도입하는 공정; 및
상기 역삼투막장치 및 전기 탈이온장치로부터의 농축수를, 상기 pH 조정조에 반송하는 공정을 구비하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 상기 pH 조정조로부터의 폐수를, pH 계가 설치된 상부, 진동판 및 상하 복수단에 액중막이 설치된 액중막부, 및 부착 침전부로 구성되는 다단 액중막 분리조에 하부로부터 도입하고 있다. 이 프로세스를 통해, 먼저 pH 계에 의해 수조내의 pH를 조정할 수 있다. 또한, 액중막부의 상하복수단에 설치된 액중막에 진동을 가함에 의해, 상기 액중막으로의 부착물을 박리시키고, 액중막부의 처리능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 pH 조정조로부터의 폐수가 최초로 부착 침전부로 도입되며, 따라서 폐수 중의 고형물을 부착 침전부의 충전재에 부착시켜 제거할 수 있다. 상기 폐수 중의 고형물이란, 폐수에 처음부터 포함되어 있는 고형물 및 pH 조정제를 첨가함으로써 형성되는 수산화물 등의 고형물을 의미한다.
상기 충전재에 부착한 고형물은 수산화물을 포함함으로써, 시간 경과에 따라 동시에 점차로 커진다. 그 결과, 상기 고형물은 용이하게 침전되어 조 외부로 반출할 수 있다.
또한, 역삼투막장치 및 전기 탈이온장치로부터의 농축물을 pH 조정조에 반송함으로써, 상기 농축수 중의 금속(일례로서 나트륨)이온을, 반송하여 리사이클링 할 수 있다.
화합물반도체란 복수의 원소를 조합하여 구성된 반도체의 역할을 하는 물질의 총칭으로, 갈륨 비소, 갈륨 인, 인듐 인, 질화 갈륨 및 황화 아연 등이 있다. 화합물반도체는 실리콘을 능가하는 고주파 고속 특성 및 발광특성을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 다단 액중막 분리조를 제1 액중막 분리조로 하고, 이 제1 액중막 분리조의 하방에 배치한 제2 액중막 분리조에, 상기 제1 액중막 분리조로부터의 처리수 및 농축수를 도입하여 처리한다.
이 실시예에 따르면, 상기 제1 액중막 분리조의 아래쪽으로 배치되어 있는 제2 액중막 분리조에서 상기 폐수를 2단계로 농축할 수 있어서, 농축액의 농도를높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 pH 조정조를 제1 pH 조정조로 하고,
상기 제1 액중막 분리조의 액중막 및 제2 액중막 분리조의 액중막으로부터의 처리수를, 제2 pH 조정조에 pH 조정제 및 응집제와 함께 도입하여 반응시키고,
계속해서, 상기 제2 pH 조정조로부터의 처리수를, pH계가 설치된 상부와, 상하 복수단으로 설치된 액중막과 이 액중막을 진동시키는 진동판을 포함하는 액중막부와, 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부가 위로부터 아래로 순차로 배치되어 구성되는 제3 액중막 분리조를 이루는 다단 액중막 분리조에, 아래로부터 위로 상향류로 도입하여 상기 처리수로부터 금속을 분리하고, 또한, 이 금속을, 상기 제3 액중막 분리조의 하방에 설치한 제4 액중막 분리조에서 더욱 농축하는 한편,
상기 제3 액중막 분리조 및 제4 액중막 분리조의 액중막에 의해 분리한 처리수를, 순차, 활성탄 흡착장치, 역삼투막장치 및 전기 탈이온장치에서 처리한 후, 초순수 제조장치에 도입하고,
상기 역삼투막장치 및 전기 탈이온장치로부터의 농축수를, 상기 제1 pH 조정조에 반송한다.
이 실시예에 따르면, 폐수의 처리능력을 향상시킬 수 있다. 그와 동시에, 상기 제1 및 제3 액중막 분리조에서 2종의 금속(일례로서, 갈륨과 비소)을 분리한 후, 상기 2종의 금속(일례로서, 갈륨과 비소)도 2단의 액중막 분리조(제2 액중막 분리조와 제4 액중막 분리조)에 의해 각각 농축할 수 있다. 이 발명에 따르면, 에너지를 가능한 한 절약하면서 상기 2종의 금속을 농축할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제3 액중막 분리조에, 현상 폐수와 금속을 포함하는 화합물반도체 폐수의 일부가 도입되는 제5 액중막 분리조에서 배양농축된 비소산화세균을 도입한다.
이 실시예에 따르면, 배양 농축한 비소산화세균을 제3 액중막 분리조에 도입한다. 따라서, 상기 제3 액중막 분리조에서 비소산화세균에 의해 3가의 비소를 안정적인 5가의 비소로서 농축 분리할 수 있다. 또한, 약품으로서의 산화제를 사용하지 않기 때문에, 운전자금을 절감할 수 있다.
또한, 상기 비소산화세균은 제5 액중막 분리조에서 화합물 반도체 제조 프로세스로부터 발생하는 현상폐수 중의 유기물을 영양으로 번식하며 상기 폐수에 포함된 비소를 베이시스로 하여 번식시키고 있다. 따라서, 세균 배양을 위한 영양제의 비용을 지출하지 않게 되어 운전자금을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제3 액중막 분리조에 침전된 농축액의 일부를, 상기 제5 액중막 분리조에 반송한다.
이 실시예에 따르면, 제3 액중막 분리조에 침전된 농축액의 일부를 제5 액중막 분리조에 반송하고 있다. 따라서, 농축액 중의 비소산화세균을 리사이클링 할 수 있고, 제5 액중막 분리조에서의 비소산화세균의 배양속도를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제5 액중막 분리조에서 배양된 비소산화세균을, 상기 제1 액중막 분리조 및 제3 액중막 분리조에 도입한다.
이 실시예에 따르면, 비소산화세균이 제1 액중막 분리조 및 제3 액중막 분리조에 도입된다. 상기 비소산화세균이 가지는 유기물 분해능력을 이용하여, 3가의 비소를 안정적인 5가의 비소로 하는 것뿐만 아니라, 폐수 중의 유기물도 분해함에 의해 초순수 제조장치에 대한 원수 수질상의 유기물부하를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 금속산화세균이 비소산화세균이다. 이 실시예에 따르면, 약품으로서의 산화제를 사용하지 않고 금속을 산화하여, 운전자금을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 부착 침전부에서 금속을 침전, 농축한 후, 다시, 증발장치에 도입하여 농축한다.
이 실시예에 따르면, 부착 침전부에 금속을 침전 농축한 후, 증발장치에 도입하여 더욱 농축한다. 따라서, 단시간에 농축할 수 있다. 또한, 증발장치를 사용하기 때문에, 농축농도를 원하는 농도까지 용이하게 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 액중막 분리조에서 침전, 농축된 액을, 증발장치에 도입하여 농축하고,
상기 제3 액중막 분리조에서 침전, 농축된 액을 증발장치에 도입하여 농축한다.
이 실시예에 따르면, 상기 제1 액중막 분리조와 제3 액중막 분리조로부터의 농축액을 각각의 증발장치에 도입하여, 다른 금속들을 원하는 농도까지 단시간에 농축할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 유입수가, 과산화수소함유 갈륨비소를 함유하는 화합물반도체 폐수이다.
이 실시예에 따르면, 폐수 중의 과산화 수소를, 비소산화세균을 고농도로 배양함에 있어서 부수적으로 발생하는 염기성 미생물이 가지는 환원성에 의해, 산화제로 작용하는 과산화 수소를 분해하여 처리하고 있다. 이 프로세스를 통해, 초순수 제조장치의 원수로서 용이하게 리사이클링 될 수 있는 처리수가 얻어진다. 또한, 폐수 중의 과산화 수소를 염기성 미생물로 분해하여 처리하기 때문에, 약제를 사용하는 방법에 비교하여 운전자금을 절감할 수 있다.
또한, 화합물반도체 폐수에 포함되는 금속과 물을 물리처리와 생물처리 및 화학 처리하여, 갈륨과 그 이외의 금속으로 분리하여 회수하고, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 화합물반도체 공장에서의 폐수에 포함된 금속과 물을 물리처리, 생물처리 및 화학 처리하여, 즉 3개의 처리 프로세스(물리 처리, 생물 처리 및 화학 처리) 모두를 행하고 있다. 따라서, 처리수의 수질을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 폐수에 포함된 금속을 갈륨과 다른 금속으로 분리하여 회수한다. 따라서, 정련 메이커가 용이하게 갈륨을 리사이클링 할 수 있고, 다른 금속도 용이하게 리사이클링 할 수 있게 된다.
또한, 갈륨과 다른 금속을 분리하여 회수함에 의해 완전 클로우즈 처리 시스템을 확립한다. 따라서, 환경에 주는 영향을 최소한으로 할 수 있다.
또한, 화합물반도체 폐수에 포함되는 금속과 물을 물리처리와 생물처리 및 화학처리하여, 갈륨과 그 이외의 금속으로 분리하여 회수하고, 금속은, 유가물로서, 또한, 물은 초순수 제조장치의 원수로서 회수하고, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 상기 폐수에 포함된 금속과 물을, 물리처리, 생물처리 및 화학 처리하여, 그 물질들을 별개로 회수하고, 금속은 가치 있는 물질로서 회수하며, 물은 초순수 제조장치의 원수로서 회수함에 의해 완전 클로우즈 처리 시스템을 확립하고 있다. 상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 상기 폐수에 대하여 3가지의 처리를 하고 있다. 따라서, 처리가 안정적임과 동시에, 환경에 주는 영향을 최소한으로 할 수 있다. 또한, 금속을 가치 있는 물질로서 회수하고 있기 때문에, 경제성을 높일 수 있다. 또한, 금속을 가치 있는 물질로서 회수하면, 폐기물 처리법의 적용이 없고, 시스템 제어를 포함한 많은 장점이 있다.
또한, 갈륨비소와 갈륨인을 함유하는 폐수중의 갈륨, 비소, 인 및 물을, 물리처리와 생물처리 및 화학처리하고,
각각, 갈륨과, 비소와 인의 혼합물로서 별개로 회수하고, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 갈륨 비소, 갈륨 인 폐수에 포함된 갈륨, 비소, 인 및 물을, 물리처리, 생물처리 및 화학 처리하고 있기 때문에, 처리가 안정적이다. 또한, (1) 갈륨, (2) 비소와 인의 혼합물이, 별개로 회수되기 때문에, 정련 메이커에 의해 용이하게 리사이클링 될 수 있다. 또한, 완전 클로우즈 처리 시스템을 확립하고 있기 때문에, 환경에 주는 영향을 최소한으로 할 수 있다.
또한, 갈륨비소, 갈륨인을 함유하는 폐수중의 갈륨, 비소, 인 및 물을, 물리처리와 생물처리 및 화학처리하고,
각각, 갈륨과, 비소와 인의 혼합물로서 별개로 회수하고, 갈륨과, 비소와 인의 혼합물은 유가물로서 회수하고, 상기 물은, 초순수 제조장치의 원수로서 회수하여, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 갈륨 비소, 갈륨 인 폐수 중에 포함된 갈륨, 비소, 인 및 물에 대하여, 상기 3가지의 처리를 하고 있기 때문에, 상기 폐수를 안정적으로 처리할 수 있다. 또한, 이 실시예에서는, 갈륨, 비소와 인 혼합물을, 별개로 회수하고 있기 때문에, 정련 메이커에 의해 용이하게 리사이클링 될 수 있다. 또한, 금속은 가치 있는 물질로서 회수하고 있기 때문에, 경제성을 높일 수 있음과 동시에, 상기 금속이 폐기물이 아니기 때문에, 폐기물 처리법의 적용을 받지 않고, 종합적으로 법적 규제가 적어지는 장점이 있다. 또한, 물은 초순수 제조장치의 원수로서 회수함에 의해 완전 클로우즈 처리 시스템을 확립하고 있다. 따라서, 환경에 주는 영향을 최소한으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 비소의 처리에 미생물을 사용한다.
이 실시예에 따르면, 상기 비소를 미생물의 힘에 의해 처리할 수 있어서, 약품에 의한 방법과 비교하여 운전자금을 절감할 수 있다. 미생물처리는 일반적으로 운전비용이 낮은 특징을 가진다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 미생물은 금속산화세균이다. 이 실시예에 따르면, 폐수중의 금속을 낮은 비용으로 산화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속산화세균이 비소산화세균이다. 이 실시예에 따르면, 3가의 비소를 저비용으로 5가의 비소로 산화할 수 있다.
또한, 부착 침전부를 갖는 하부와, 액중막이 복수단으로 설치된 중간부로서의 액중막부와, pH계가 설치된 상부로 구성되는 다단 액중막 분리조에, 상기 하부로부터 폐수를 도입하여 처리하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 폐수에 함유된 금속을 하부에 배치된 부착 여과부에서 부착에 의해 1차 처리하고, 계속해서 복수 단에 수직방향으로 액중막이 설치된 중간부로서 작용하는 액중막부에 도입한다. 이 중간부에서는, 액중막이 복수 단에 수직방향으로 설치되어 있다. 따라서, 물과 금속의 분리에 관한 처리능력이 향상된다. 계속해서, 상부로의 pH 를 조정하여 물과 금속을 서로 분리할 수 있다.
또한, 부착 침전부를 갖는 하부와, 복수단으로 설치된 액중막과 이 액중막을 진동시키는 진동장치를 갖는 중간부로서의 액중막부와, pH계가 설치된 상부로 구성되는 다단 액중막 분리조에, 상기 하부로부터 폐수를 도입하여 처리하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 상기 다단 액중막 분리조의 중간부에서 액중막부의 복수 단에 설치된 액중막을 진동장치에 의해 진동시킴으로써, 액중막 상으로의 부착물질을 박리시켜, 처리능력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 다단 액중막 분리조는 진동장치를 구비하고,
상기 진동장치는, 주파수발신기, 진동판 및 신호선으로 구성된다.
이 실시예에 따르면, 상기 진동장치가 주파수발신기, 진동판 및 신호선으로구성되어 있다. 따라서, 액중막의 처리능력을 주파수발신기에 의해 조정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 액중막을 상하 복수단으로 구성하여, 하나의 공기 확산 관으로부터 토출되는 공기에 의해 상기 액중막을 세정한다.
이 실시예에 따르면, 1개의 공기 확산 관으로부터 토출되는 공기에 의해 상기 상하 복수단에 배치된 액중막 모두를 세정한다. 따라서, 공기를 절약할 수 있고, 에너지를 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 다단액중막 분리조는, 상하 복수단으로 구성된 액중막을, 수평이동하여 취출하기 위한 취출구를 갖고 있다.
이 실시예에 따르면, 상하 복수단으로 배치된 액중막을 수평 이동시킴에 의해 상기 취출구로부터 용이하게 끌어 낼 수 있다. 종래의 시스템에서는, 액중막을 조의 상부로부터 끌어내는 방식이기 때문에, 액중막을 복수 단으로 수직방향으로 배치할 수 없었다. 이에 대하여, 이 실시예에 따르면, 액중막을 상하 복수단으로 설치함으로써 액중막의 면적을 증가시켜, 증가한 면적만큼 처리능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 금속함유 폐수로부터 금속을 회수하는 금속함유 폐수의 처리방법에 있어서,
폐수에 미리, 제1 pH 조정조에서 pH 조정제를 첨가하여 반응시킨 후, 생성된 금속수산화물를 포말 분리조에 도입하고, 이 포말 분리조에서 폐수중에 발생시킨 기포를 상기 금속수산화물에 부착시켜, 금속수산화물 표면을 만들어 , 상기 금속수산화물을 포말 분리하는 공정;
상기 금속수산화물을 분리한 후의 처리수를, 상하 복수단으로 설치된 액중막과, 상기 액중막의 하방에 배치되어, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와, 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 다단형 액중막 분리장치에 통수함으로써, 상기 처리수로부터, 금속수산화물을 더욱 분리하는 공정;
상기 처리수를 역삼투막 분리장치에 통수함으로써, 상기 처리수로부터, 상기 처리수에 용해되어 있는 별도의 금속을 함유하는 농축액을 분리하고, 이 별도의 금속을 함유하는 농축액을 상기 제1 pH 조정조에 반송하는 공정;
상기 포말 분리조와 다단형 액중막 분리장치에서 분리한 금속수산화물을 증발장치에 도입하여 농축하는 공정; 및
상기 증발장치로부터 증발된 수증기를 냉각하여 물로 되돌리고, 상기 역삼투막 분리장치의 전단의 제2 pH 조정조에 도입하는 공정을 구비하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 금속함유폐수를 제1 pH 조정조, 포말분리조, 다단형 액중막분리장치 및 역삼투막분리장치에서 처리하여 처리수를 얻을 수 있다. 포말분리조에서 부상, 분리된 부상물로서의 금속수산화물과 다단형 액중막분리장치에 의해 침전, 농축한 농축물을 직접 증발장치에 도입함에 의해 단시간에 금속함유 슬러리를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 다단형 액중막 분리장치를 제1 다단형 액중막 분리장치로 하고,
상기 제1 다단형 액중막 분리장치의 후단에, pH 조정제와 응집제를 첨가하는 반응조를 설치하여, 상기 제1 다단형 액중막 분리장치로부터의 처리수를 반응시키고,
상기 반응조로부터의 처리수를, 다시, 상하 복수단으로 설치된 액중막과, 상기 액중막의 하방에 배치되어, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와, 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 제2 다단형 액중막 분리장치에 통수하고,
이어서, pH 조정제가 첨가된 제2 pH 조정조와 역삼투막 분리장치에 통수하고,
상기 역삼투막 분리장치로부터의 처리수를, 상기 역삼투막 분리장치의 후단에 배치한 초순수 제조장치에 다시 도입하고,
상기 역삼투막 분리장치로부터의 농축액을 상기 제1 pH 조정조에 반송하고,
상기 포말 분리조, 제1 다단형 액중막 분리장치 및 제2 다단형 액중막 분리장치에서 분리한 금속수산화물을 증발장치에 도입하여 농축하고,
상기 증발장치로부터 증발된 수증기를 냉각하여 물로 되돌리고, 초순수 제조장치의 원수로서 이용한다.
이 실시예에 따르면, 금속함유폐수를 제1 pH조정조, 포말분리조, 다단형 액중막분리장치, 반응조, 제2 다단형 액중막분리장치, 제2 pH조정조 및 역삼투막분리장치에서 처리한다. 그 처리수를 초순수 제조장치에 도입하여 초순수를 제조하고,그 초순수를 각 생산장치에 공급하여 리사이클링 할 수 있다.
또한, 포말분리조에서 부상, 분리한 부상물로서의 금속수산화물 및 다단형 액중막분리조에서 침전, 농축한 농축물을 증발장치에 도입하여 제1 금속함유 슬러리를 얻을 수 있다. 또한, 제2 다단형 액중막분리장치에서 침전, 농축한 농축물을 증발장치에 도입하여 제2 금속함유 슬러리를 얻을 수 있다. 이 프로세스를 통해, 단시간에 두 종류의 고농도 금속함유 슬러리를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 역삼투막 분리장치로부터의 처리수를, 상기 역삼투막 분리장치의 후단에 배치한 전기 탈이온장치에 통수하고,
상기 전기 탈이온장치로부터의 처리수를, 초순수 제조장치에 도입하여 재이용하고,
한편, 상기 역삼투막 분리장치 및 전기 탈이온장치로부터의 농축수를 제1 pH 조정조에 반송하여 상기 pH 조정제와 함께 도입한다.
이 실시예에 따르면, 금속함유폐수를 제1 pH조정조, 포말분리조, 제1 다단형 액중막분리장치, 반응조, 제2 다단형 액중막분리장치, 제2 pH조정조, 역삼투막분리장치, 및 전기 탈이온장치에서 처리한다. 그 처리수를 초순수 제조장치에 도입하여 초순수를 제조하고, 그 초순수를 각 생산장치에 공급하여 리사이클링 할 수 있다.
또한, 포말분리조에서 부상, 분리한 부상물로서의 금속수산화물 및 다단형 액중막분리조에서 침전, 농축한 농축물을 증발장치에 도입하여 제1 금속함유 슬러리를 얻을 수 있다. 또한, 제2 다단형 액중막분리장치에서 침전, 농축한 농축물을 증발장치에 도입하여 제2 금속함유 슬러리를 얻을 수 있다. 이 프로세스를 통해,단시간에 두 종류의 고농도 금속함유 슬러리를 얻을 수 있다. 이 실시예에 따르면, 전기 탈이온장치의 존재에 의해, 초순수 제조장치에 부하를 가하지 않고 초순수를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 다단형 액중막 분리장치의 후단에 배치한 반응조에, pH 조정제, 응집제 및 금속산화 세균을 첨가한다.
이 실시예에 따르면, 상기 제1 다단형 액중막분리장치의 후단에 배치된 반응조에 pH조정제, 응집제 및 금속산화세균을 첨가한다. 따라서, 이 실시예에 따르면, 약품으로서의 산화제를 사용하지 않고 금속산화세균에 의해금속을 산화하기 때문에, 운전자금을 절감할 수 있다.
또한, 갈륨비소, 갈륨인 등을 함유한 화합물반도체 폐수를, pH 조정조에 도입하여, pH 조정제를 첨가하고 반응시키는 공정;
그 후 상기 pH 조정조로부터의 폐수를 포말 분리조에 도입하고, 이 포말 분리조에서 폐수중에 발생시킨 기포를 상기 반응을 통해 얻어진 금속수산화물에 부착시켜, 금속수산화물 표면을 만들어, 상기 금속수산화물을 포말 분리하는 공정;
상기 금속수산화물을 분리한 후 얻어진 처리수를, pH계가 설치된 상부, 상하 복수단으로 설치된 액중막과 이 액중막을 진동시키는 진동판을 포함하는 액중막부, 및 상기 반응을 통해 얻어진 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부가 위에서 아래로 순차로 설치되어 있는 다단형 액중막 분리조에, 아래로부터 위로 상향류로 도입하는 공정;
상기 부착 침전부에서 상기 처리수중의 금속을 물리적으로 부착,여과하여,상기 처리수로부터 금속을 1차 분리하는 공정;
상기 액중막부의 액중막에서, 상기 처리수로부터 금속수산화물을 2차분리하고, 상기 액중막에 의해 얻어진 처리수를, 순차, 비소 및 인 제거장치, 활성탄 흡착장치, 역삼투막장치, 전기 탈이온장치에서 처리한 후, 자외선살균기, 카트리지 폴리셔, 울트라필터장치에 도입하여 초순수를 제조하여 각 생산장치에 공급하고, 이 각 생산장치로부터의 폐수를 상기 pH 조정조에 도입하는 공정;
상기 활성탄 흡착장치, 역삼투막장치, 전기 탈이온장치 및 울트라필터장치로부터의 농축수를 상기 pH 조정조에 반송도입하는 공정; 및
상기 포말 분리조와 다단형 액중막 분리조에서 농축한 금속수산화물을, 증발장치에 도입하여 금속수산화물을 농축하고, 이 증발장치로부터 얻어진 수증기를 냉각하여 물로 되돌리고, 이 물을 상기 다단형 액중막 분리조에서 분리한 물과 합류시켜, 상기 비소 및 인 제거장치에 도입하는 공정을 구비하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, pH조정조, 포말분리조를 통과한 금속산화물을 포말, 분리한 후의 처리수를 다단형 액중막분리조로 상향류로 상방으로 도입한다. 따라서, 수산화 갈륨을 효율적으로 농축, 침전시킬 수 있다. 또한, 액중막이 상하 복수단에 설치되어 있기 때문에, 처리능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 초순수 제조장치가 자외선살균기, 카트릿지 폴리셔(polisher) 및 울트라필터장치로 구성된다. 따라서, 초순수 제조장치를 콤팩트하게 구성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 다단형 액중막 분리조를 제1 다단형 액중막분리조로 하고,
상기 제1 다단형 액중막 분리조로부터의 금속수산화물를, 이 제1 다단형 액중막 분리조의 하방에 배치한 제2 액중막 분리조로 도입하고,
상기 제2 액중막 분리조로부터의 금속수산화물을 증발장치에 도입하여, 금속수산화물을 농축하는 한편, 상기 증발장치로부터 얻어진 수증기를 냉각하여 물로 되돌리고, 비소 및 인 제거장치에 도입하여 처리한다.
이 실시예에 따르면, 다단형 액중막분리조의 아래쪽으로 제2 액중막분리조가 배치되어 있기 때문에, 2단계에서 고농도로 농축할 수 있다. 따라서, 증발장치의 부하를 감소시킬 수 있고, 증발장치에 의해 소비되는 에너지를 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 다단형 액중막 분리조의 액중막 및 제2 액중막 분리조의 액중막으로부터의 물을, pH 조정제 및 응집제와 함께, 반응조에 도입하여 반응시키고,
계속해서, pH계가 설치된 상부, 상하 복수단으로 설치된 액중막과 이 액중막을 진동시키는 진동판을 포함하는 액중막부, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부가 위에서 아래로 순차로 설치되어 있는 제3 다단형 액중막 분리조에 아래로부터 위로 상향류로 도입하여 물과 금속수산화물을 분리하고,
상기 금속수산화물를, 상기 제3 다단형 액중막 분리조의 하방에 배치한 제4 액중막 분리조에서 더욱 농축하고,
상기 제3 다단형 액중막 분리조 및 제4 액중막 분리조의 액중막에서 분리한처리수를, 순차, 활성탄 흡착장치, 역삼투막장치, 전기 탈이온장치에서 처리한 후, 자외선살균기, 카트리지 폴리셔, 울트라필터장치에 도입하고, 상기 역삼투막장치, 전기 탈이온장치 및 울트라필터장치로부터의 농축수를, 상기 pH 조정조에 반송하고,
상기 제2 액중막 분리조로부터의 금속수산화물을, 상기 증발장치에 도입하여 금속수산화물을 농축하고, 상기 증발장치로부터 얻어진 수증기를 냉각하여 물로 되돌리고, 상기 제2 액중막 분리조에서 분리한 물과 합류시켜, 상기 반응조에 도입하고,
상기 제4액중막 분리조로부터의 금속수산화물을 증발장치에 도입하여 금속수산화물을 농축하고, 이 증발장치로부터 얻어진 수증기를 냉각하여 물로 되돌리고, 상기 제4 액중막 분리조에서 분리한 물과 합류시켜, 상기 활성탄 흡착장치에 도입하여 처리한다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 제1 및 제3 다단형 액중막분리조에 의해 금속함유폐수에 함유된 금속을 갈륨과 다른 금속(비소, 인 등)으로 분리한다. 또한, 제1 다단형 액중막분리조의 아래쪽으로는 제2 액중막분리조가 배치되고, 제3 다단형 액중막분리조의 아래쪽으로는 제4 액중막분리조가 배치되어 있다. 따라서, 제1 및 제3 다단형 액중막분리조 각각에서, 액중막분리조가 2단으로 배치되어 있고, 수산화 갈륨과 비소 인 함유 슬러리를 고농도로 얻을 수 있으며, 증발장치에 의해 더욱 농축할 수 있다. 또한, 각각 2단의 액중막분리조에서 농축이 실행된다. 따라서, 그 후단의 증발장치의 부하를 감소시킬 수 있고, 증발장치에 의해 소비되는 에너지를 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제5 액중막 분리조에, 현상 폐수와 금속을 포함하는 화합물반도체 폐수의 일부가 도입되고, 이 제5 액중막 분리조에서 배양농축한 비소산화세균을, 상기 반응조를 통해, 상기 제3 다단형 액중막 분리조에 도입한다.
이 실시예에 따르면, 제5 액중막분리조에서 배양, 농축한 비소산화세균을, 상기 제3 다단형 액중막분리조로 도입한다. 따라서, 산화제로서의 약품을 사용하는 경우와 비교하면, 운전자금을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제3 다단형 액중막분리조에서 침전한 농축액의 일부를 상기 제5 액중막분리조에 반송한다.
이 실시예에 따르면, 제3 다단형 액중막분리조에서 농축, 침전한 농축물에 포함된 비소산화세균을 제5 액중막분리조에 반송한다. 따라서, 비소산화세균을 리사이클링 할 수 있다. 즉, 비소산화세균을 효율적으로 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제5 액중막 분리조에서 배양된 비소산화 세균를, 상기 제1 다단형 액중막 분리조 및 제3 다단형 액중막 분리조에 도입한다.
이 실시예에 따르면, 제5 액중막분리조에서 배양한 비소산화세균을 제1 액중막분리조 및 제3 다단형 액중막분리조에 도입한다. 따라서, 전체 시스템을 통해 비소산화세균이 널리 퍼지고, 미생물의 처리 향상을 기대할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속산화세균이 비소산화세균이다. 이 실시예에 따르면, 상기 금속산화세균이 비소산화세균이다. 따라서, 비소를 선택적으로 산화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 각 생산장치로부터의 갈륨비소, 갈륨인 등을 함유한 화합물반도체 폐수는 물론, 상기 각 생산장치로부터의 현상 폐수도, 상기 pH 조정조에 도입하여 처리한다.
이 실시예에 따르면, 각 생산장치로부터의 현상폐수를 상기 pH조정조에 도입하여 처리함으로써, 폐수처리시스템이 단순하게 되고, 초기 비용을 절감할 수 있다. 또한, 현상폐수는 주로 유기물로 구성되어 있으므로, 다단형 액중막분리조에서 미생물을 다량으로 번식시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 다단형 액중막 분리조에서 침전, 농축된 농축액과 상기 포말 분리조에서 부상 분리시킨 부상물을, 증발장치에 도입하여 농축하고,
상기 제1 다단형 액중막 분리조의 액중막 및 상기 증발장치로부터의 처리수를, pH 조정제 및 응집제와 함께, 반응조에 도입하여 반응시키고,
계속해서, pH계가 설치된 상부, 상하 복수단으로 설치된 액중막과 이 액중막을 진동시키는 진동판을 포함하는 액중막부, 상기 반응을 통해 얻어진 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부가 위에서 아래로 순차로 설치되어 있는 제3 다단형 액중막 분리조에, 아래로부터 위로 상향류로 도입하여 물과 금속수산화물을 분리하고,
상기 제3 다단형 액중막 분리조에서 침전, 농축된 액을, 증발장치에 도입하여 농축한다.
이 실시예에 따르면, 제1 다단형 액중막분리조로부터의 농축액이 직접 증발장치로 도입된다. 또한, 제3 다단형 액중막분리조로부터의 농축액이 직접 증발장치로 도입된다. 따라서, 단시간에 농축할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 pH 조정조로의 유입수가, 과산화수소를 함유하고, 갈륨비소, 갈륨인 등을 함유한 화합물반도체 폐수이다.
이 실시예에 따르면, 과산화 수소를 미생물에 의해 분해할 수 있다. 약품으로서의 산화제를 사용하지 않기 때문에, 운전자금을 절감할 수 있다.
또한, 갈륨비소 등을 함유한 화합물반도체 폐수에 포함되는 금속과 물을, pH 조정조에서 pH 조정제를 첨가하여 반응시키고, 이 반응을 통해 생성된 금속수산화물에, 포말 분리조에서 폐수중에 발생시킨 기포를 부착시켜 폐수중에서 금속수산화물 표면을 만들어, 상기 금속수산화물을 포말 분리하는 공정; 및
상기 포말 분리조를 통한 처리수를, 상하 복수단으로 설치된 액중막과, 상기 액중막의 하방에 배치되어, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와, 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 다단형 액중막 분리장치에, 하방으로부터 통수함으로써, 상기 처리수로부터, 다시, 금속수산화물을 분리하는 공정을 구비하고,
이에 의해, 상기 폐수를, 물리처리, 생물처리, 화학처리한 후,
증발응축기에서 처리하여, 갈륨과 그 이외의 금속 및 물로 분리하여 각각 별개로 회수하고, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 갈륨 비소 등을 함유한 화합물반도체 공장에서의 폐수를 pH조정조, 포말분리조, 다단형 액중막분리장치에서 물리처리, 생물처리, 화학 처리한 후, 증발응축기에서 처리하여, 상기 폐수를 (1) 갈륨, (2) 다른 금속 및 (3)물로 분리하여 별개로 회수할 수 있다. 따라서, 자원을 효율적으로 리사이클링 할 수 있다. 또한, 완전 클로우즈 처리 시스템을 확립하고 있기 때문에, 환경으로의 영향을 최소한으로 하고 있다.
또한, 갈륨비소 등을 함유한 화합물반도체 폐수에 포함되는 금속과 물을, pH 조정조에서 pH 조정제를 첨가하고 반응시켜, 이 반응을 통해 생성된 금속수산화물에, 포말 분리조에서 폐수중에 발생시킨 기포를 부착시켜 폐수중에서 금속수산화물 표면을 만들어, 상기 금속수산화물을 포말 분리하는 공정; 및
상기 포말 분리조를 통한 처리수를, 상하 복수단으로 설치된 액중막과, 상기 액중막의 하방에 배치되고, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와, 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 다단형 액중막 분리장치에, 하방으로부터 통수함으로써, 상기 처리수로부터, 더욱, 금속수산화물을 분리하는 공정을 구비하고,
이에 의해, 상기 폐수를, 물리처리, 생물처리, 화학처리한 후,
증발응축기에서 처리하여, 갈륨과 그 이외의 금속 및 물로 분리하여 각각 별개로 회수하고, 금속은 모두 유가물로서, 또한 물은 초순수 제조장치의 원수로서 회수하여, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 갈륨 비소 등을 함유한 폐수에 포함된금속과 물을 pH조정조, 포말분리조, 다단형 액중막분리장치에서 물리처리, 생물처리, 화학 처리한 후, 증발응축기에서 처리하여, 상기 폐수를 (1) 갈륨, (2) 다른 금속 및 (3) 물로 분리하여 별개로 회수한다. 상기 금속은 모두 가치 있는 물질이고, 물은 초순수 제조장치의 원수로서 회수하고 있다. 따라서, 상기 시스템의 경제성을 높일 수 있다. 또한, 완전 클로우즈 처리 시스템을 확립하고 있기 때문에, 환경으로의 영향을 최소한으로 하고 있다.
또한, 갈륨비소, 갈륨인 폐수중의 갈륨, 비소, 인 및 물을, pH 조정조에서 pH 조정제를 첨가하여 반응시키고, 이 반응을 통해 생성된 금속수산화물에, 포말 분리조에서 폐수중에 발생시킨 기포를 부착시켜 폐수중에서 금속수산화물 표면을 만들어, 상기 금속수산화물을 포말 분리하는 공정; 및
상기 포말 분리조를 통한 처리수를, 상하 복수단으로 설치된 액중막과, 상기 액중막의 하방에 배치되고, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와, 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 다단형 액중막 분리장치에, 하방으로부터 통수함으로써, 상기 처리수로부터, 더욱, 금속수산화물을 분리하는 공정을 구비하고,
이에 의해, 상기 폐수를, 물리처리, 생물처리, 화학처리한 후,
증발응축기에서 처리하고, 갈륨, 비소와 인의 혼합물, 및 물로서 각각 별개로 회수하여, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 상기 폐수를, 물리처리, 생물처리, 화학처리한 후, 증발응축기에서 처리하여, (1) 갈륨, (2) 비소와 인 혼합물 및 (3) 물로 별개로 회수하고 있다. 따라서, 귀중한 자원을 리사이클링 할 수 있다. 또한, 완전 클로우즈 처리 시스템을 확립하고 있기 때문에, 환경으로의 영향을 최소한으로 하고 있다.
또한, 갈륨비소, 갈륨인 폐수중의 갈륨, 비소, 인 및 물을, pH 조정조에서 pH 조정제를 첨가하여 반응시키고, 이 반응을 통해 생성된 금속수산화물에, 포말 분리조로 폐수중에 발생시킨 기포를 부착시켜 폐수중에서 금속수산화물 표면을 만들어, 상기 금속수산화물을 포말 분리하는 공정; 및
상기 포말 분리조를 통한 처리물을, 상하 복수단으로 설치된 액중막과, 상기 액중막의 하방에 배치되고, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와, 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 다단형 액중막 분리장치에, 하방으로부터 통수함으로써, 상기 처리수로부터, 더욱, 금속수산화물을 분리하는 공정을 구비하고,
이에 의해, 상기 폐수를, 물리처리, 생물처리, 화학처리한 후,
증발응축기에서 처리하여, 갈륨과, 비소와 인의 혼합물, 및 물로서 각각 별개로 회수하고, 갈륨과, 비소와 인의 혼합물은 유가물로서 회수하고, 또한 물은 초순수 제조장치의 원수로서 회수하여, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, (1) 갈륨, (2) 비소와 인 혼합물 및 (3) 물로 별개의 가치 있는 물질로서 회수하고 있다. 따라서, 귀중한 자원을 경제적으로 리사이클링 할 수 있다. 또한, 완전 클로우즈 처리 시스템을 확립하고 있기 때문에, 환경으로의 영향을 최소한으로 하고 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 비소의 처리에 미생물을 사용한다.
이 실시예에 따르면, 비소의 처리에 약품이 아니라 미생물을 사용하기 때문에, 운전자금을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 미생물이 금속산화세균이다.
이 실시예에 따르면, 미생물이 금속산화세균이기 때문에, 금속을 선택적으로 미생물 산화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속산화세균이 비소산화세균이다. 이 실시예에 따르면, 상기 금속산화세균이 비소산화세균이기 때문에, 금속으로서의 비소를 선택적으로 미생물 산화할 수 있다.
또한, 폐수에 함유되는 금속을 부착시켜 침전시키는 부착 침전부를 갖는 하부와, 복수단으로 액중막이 설치된 액중막부로 이루어지는 중간부와, pH계가 설치된 상부로 구성되는 다단형 액중막 분리조에, 하부로부터 상기 폐수를 도입하여 처리하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 하부의 부착 침전부에서 비교적 큰 입자를 처리할 수 있고, 계속해서 복수 단에 액중막이 설치된 액중막부에서 물과 농축물을 분리할 수 있다. 상기 처리는 pH 계가 설치된 상부에서 액의 pH를 측정함에 의해 최적 pH로 조정될 수 있다.
또한, 금속함유 폐수를, 첫째로, 포말 분리조에 도입하고, 상기 금속함유 폐수가 함유하는 금속에 기포를 부착시켜 포말 분리하는 공정; 및
상기 포말 분리조로부터의 처리수를, 상기 금속함유 폐수에 함유되는 금속을 부착시켜 침전시키는 부착 침전부를 갖는 하부와, 복수단으로 설치된 액중막과 이 액중막을 진동시키는 진동장치를 포함하는 액중막부로 이루어지는 중간부와, pH계가 설치된 상부로 구성된 다단형 액중막 분리조에, 하부로부터 도입하여 막분리 처리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 금속함유폐수를 최초로, 포말분리조에서 포말 분리하고 있다. 따라서, 전처리가 이미 되어 있고, 이로써 후단의 처리 프로세스에 공급되는 수질 상의 부하를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 진동장치는, 주파수발신기, 진동판, 및 상기 주파수발신기로부터의 신호를 상기 진동판에 전달하는 신호선으로 구성된다.
이 실시예에 따르면, 상기 진동장치가 주파수발신기, 진동판 및 신호선으로 구성되어 있다. 따라서, 액중막의 처리능력은 주파수발신기에 의해 진동판을 강약으로 진동시켜 자유롭게 제어될 수 있다.
또한, 금속함유 폐수를, 첫째, pH 조정제를 첨가하고 수산화물을 생성시키고, 둘째, 상기 수산화물에, 포말 분리조에서 기포를 부착시켜 포말 분리하고, 셋째, 상기 포말 분리조로부터 얻은 물을, 상하 복수단으로 배치되고 하나의 공기 확산 관으로부터 토출되는 공기에 의해 세정되는 액중막을 갖는 다단형 액중막 분리장치에 도입하여 처리하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법이 제공된다.
본 발명의 상기 처리방법에 따르면, 수산화물을 포말분리조에서 포말 분리하고 있다. 따라서, 전처리가 안정적으로 실시될 수 있고, 액중막의 부하를 감소시킬 수 있다. 또한, 하부의 1개의 공기 확산 관에서 토출되는 공기에 의해 상기 복수 단의 액중막을 세정한다. 따라서, 적은 공기량으로 상기 다단 액중막 모두를 효율적으로 세정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 다단형 액중막 분리장치는, 상하 복수단으로 배치된 액중막을 수평 이동하여 취출하기 위한 취출구를 갖고 있다.
이 실시예에 따르면, 상하 복수 단으로 배치된 액중막을 취출구로부터 수평으로 이동시켜 용이하게 꺼낼 수 있고, 이로써 액중막의 교환 작업l이 용이하게 된다.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 완전하게 이해하도록 상세하게 설명하며, 첨부 도면들은 예시를 위해서만 주어진 것으로서 그것들로 본 발명이 제한되지 않는다.
도1은 본 발명의 금속함유폐수 처리장치의 제1 실시예를 나타낸 개략도,
도2는 본 발명의 금속함유폐수 처리장치의 제2 실시예를 나타낸 개략도,
도3은 본 발명의 금속함유폐수 처리장치의 제3 실시예를 나타낸 개략도,
도4는 본 발명의 제4 실시예를 나타낸 개략도,
도5는 본 발명의 제5 실시예를 나타낸 개략도,
도6은 본 발명의 제6 실시예를 나타낸 개략도,
도7은 본 발명의 제7 실시예를 나타낸 개략도,
도8은 본 발명의 제8 실시예를 나타낸 개략도,
도9는 본 발명의 제9 실시예를 나타낸 개략도,
도10은 본 발명의 제10 실시예를 나타낸 개략도,
도11은 본 발명의 제11 실시예를 나타낸 개략도,
도12는 본 발명의 제12 실시예를 나타낸 개략도,
도13a는 상기 제12 실시예에서 폐수 중의 갈륨과 비소의 농도가 통상 농도인 경우의 타이밍챠트이고, 도13b는 상기 제12 실시예에서 폐수 중의 갈륨과 비소의농도가 저농도인 경우의 타이밍챠트,
도14는 본 발명의 금속함유폐수의 처리방법의 제13 실시예를 설명하는 도면,
도15는 본 발명의 금속함유폐수의 처리방법의 제14 실시예를 설명하는 도면,
도16은 본 발명의 금속함유폐수의 처리방법의 제15 실시예를 설명하는 도면,
도17은 본 발명의 제16 실시예를 설명하는 도면,
도18은 본 발명의 제17 실시예를 설명하는 도면,
도19는 본 발명의 제18 실시예를 설명하는 도면,
도20은 본 발명의 제19 실시예를 설명하는 도면,
도21은 본 발명의 제20 실시예를 설명하는 도면,
도22는 본 발명의 제21 실시예를 설명하는 도면,
도23은 본 발명의 제22 실시예를 설명하는 도면,
도24는 본 발명의 제23 실시예를 설명하는 도면,
도25는 본 발명의 제24 실시예를 설명하는 도면,
도26은 본 발명의 제25 실시예를 설명하는 도면,
도27a는 상기 제19 실시예에서 폐수 중의 갈륨과 비소의 농도가 통상 농도인 경우의 타이밍챠트이고, 도27b는 상기 제19 실시예에서 폐수 중의 갈륨과 비소의 농도가 저농도인 경우의 타이밍챠트,
도28a는 상기 제18 실시예에서 폐수 중의 갈륨과 비소의 농도가 통상 농도인 경우의 타이밍챠트이고, 도28b는 상기 제18 실시예에서 폐수 중의 갈륨과 비소의 농도가 저농도인 경우의 타이밍챠트,
도29는 본 발명의 제26 실시예를 나타낸 개략도,
도30은 본 발명의 제27 실시예를 나타낸 개략도,
도31은 본 발명의 제28 실시예를 나타낸 개략도,
도32는 본 발명의 제29 실시예를 나타낸 개략도,
도33은 본 발명의 제30 실시예를 나타낸 개략도,
도34는 본 발명의 제31 실시예를 나타낸 개략도,
도35는 본 발명의 제32 실시예를 나타낸 개략도,
도36은 본 발명의 제33 실시예를 나타낸 개략도,
도37은 본 발명의 제34 실시예를 나타낸 개략도,
도38은 본 발명의 제35 실시예를 나타낸 개략도,
도39는 본 발명의 제36 실시예를 나타낸 개략도,
도40은 본 발명의 제37 실시예를 나타낸 개략도,
도41은 본 발명의 제38 실시예를 나타낸 개략도,
도42a는 본 발명의 제30 실시예에서 폐수 중의 갈륨과 비소의 농도가 통상 농도인 경우의 타이밍챠트이고, 도42b는 폐수 중의 갈륨과 비소의 농도가 저농도인 경우의 타이밍챠트,
도43은 본 발명의 제39 실시예를 나타낸 개략도,
도44는 본 발명의 제40 실시예를 나타낸 개략도,
도45는 본 발명의 제41 실시예를 나타낸 개략도,
도46은 본 발명의 제42 실시예를 나타낸 개략도,
도47은 본 발명의 제43 실시예를 나타낸 개략도,
도48은 본 발명의 제44 실시예를 나타낸 개략도,
도49는 본 발명의 제45 실시예를 나타낸 개략도,
도50은 본 발명의 제46 실시예를 나타낸 개략도,
도51은 본 발명의 제47 실시예를 나타낸 개략도,
도52는 본 발명의 제48 실시예를 나타낸 개략도,
도53은 본 발명의 제49 실시예를 나타낸 개략도,
도54는 본 발명의 제50 실시예를 나타낸 개략도,
도55는 본 발명의 제51 실시예를 나타낸 개략도,
도56a 및 56b는 본 발명의 제44 실시예의 타이밍챠트,
도57은 본 발명의 포말분리조의 개략도,
도58은 제1 종래 기술을 나타낸 개략도,
도59는 제2 종래 기술을 나타낸 개략도, 및
도60은 제3 종래 기술을 나타낸 개략도이다.
이하, 본 발명을 도면에 나타낸 실시예에 따라 상술한다.
(제1 실시예)
도1에, 본 발명의 금속함유폐수 처리장치의 제1 실시예의 구성을 도시한다. 이 제1 실시예의 폐수처리장치는, 폐수내의 금속을 회수하는 것이다.
이 제1 실시예는, 화합물 반도체 공장으로부터의 폐수를 처리하는 장치이다.보다 구체적으로, 상기 장치는 갈륨 및/또는 비소를 함유하는 폐수를 처리하는 폐수처리장치이며, 폐수내의 갈륨(수산화 갈륨)을 회수할 수 있다.
화합물 반도체 공장에서의 갈륨비소폐수(갈륨 및 비소 모두 또는 어느 하나를 함유하고 있는 폐수)로서는, (1) 다이싱폐수, (2) 농후에칭폐수 및 (3) 수세수가 있다.
상기 (1), (2) 및 (3)의 혼합폐수, 즉 산성의 갈륨비소폐수는, 액중막 분리조(1)의 상부에 위치한 반응부(2)로 도입되고, 가성 소다 등의 pH 조정제가 첨가된다.
도1에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 처리장치는 액중막 분리조(1)로 구성된다. 이 액중막 분리조(1)는, 위에서 아래로 반응부(2), 액중막부(3) 및 침전부(4)가 순차 배치되어, 전체로서 1개의 조를 구성하고 있다.
이 액중막 분리조(1)에서, 반응부(2)는 pH계(51)가 설치되어 있는 상부에 위치하고 있다. 액중막부(3)는, 중간에 위치하며, 액중막(5)이 제공되어 있다. 공기 확산 관(8)은 이 액중막(5)의 하방에 배치되고, 조 외부에 제공되는 블로워(blower)(9)에 접속되어 있다. 침전부(4)는 하부에 위치하고 있다.
이 액중막 분리조(1)의 반응부(2)에 도입되는 산성폐수는, 반응부(2)에서, 가성 소다 등의 pH 조정제가 첨가되어, 액중막부(3)의 액중막(5)의 하부에 제공된 공기 확산 관(8)으로부터 토출되는 기포에 의해 효율적으로 교반 혼합된다.
이 반응부(2)의 운전 조건은, pH계인 제1 pH계(51)에 의해 제어된다. 이 제어는, 제1 pH계(51)에 의해 계측되는 pH가 pH4 내지 pH5의 범위내로 실행되는 것이바람직하지만, 절대적이지 않다.
이 반응부(2)에서, 기포(32)에 의해 폐수가 효율적으로 교반 혼합됨에 따라, 폐수내에 용해되어 있는 갈륨이온이 수산화 갈륨으로 되어, 침전되기 쉬워진다. 고형물로서의 갈륨입자는, 그대로 침전되지만, 침강 속도는 느리다.
액중막(5)의 하부에 설치되어 있는 공기 확산 관(8)으로부터 토출되는 기포는, 액중막(5)의 막표면을 상시 세정하고 있다. 따라서, 상기 막이 미세한 고형물에 의해 폐색되지 않는다. 이 액중막(5)에는, 한외여과막(限外濾過膜)이 해당되며, 구체적으로는, 주식회사 쿠보타, 주식회사 유아사 코퍼레이션, 미쓰비시 레이온 주식회사 등에 의해 제조되는 액중막을 선택하면 좋다.
참조부호 9에 의해 나타낸 블로워는, 공기 확산 관(8)에 공기를 공급하고 있다. 이 블로워(9)로서는, 일반적인 루츠(Roots) 블로워를 선택하면 좋다.
액중막(5)으로부터 반응부(2)를 관통하여 상방으로 연장되어 있는 배관(7)에는, 처리수펌프(6)가 접속되어 있다. 이 처리수펌프(6)를 운전함으로써, 액중막(5)에 의해 물과 농축물이 서로 분리된다. 상기 물은 배관(7)을 통해 처리수펌프(6)에 의해 다음 공정으로 송출되거나, 또는 처리수로 된다. 상기 물이 처리수로 되는 경우는, 이 처리수의 수질이 목적 수질 이하인 경우이다.
처리수를 다음 공정으로 송수하는 경우는, 비소 등의 농도가 목적 농도에 달하고 있지 않은 경우이다. 참조부호 10은 밸브(10)를 나타내며, 이는 침전부(4)에 침전된 수산화 갈륨 등의 슬러리가 인출될 때에 열리게 된다.
침전부(4)는, 원추 형상이기 때문에, 침전물이 자연스럽게 침전부(4)의 중심부의 깊은 부분에 모여, 농축된다.
또한, 액중막 분리조(1)의 반응부(2)는, 상부에서 좁게 되어 있다. 따라서, 기포가 상승하여 반응부(2)에서 갈륨비소폐수와 접촉할 때, 공기 확산 관(8)으로부터 토출되는 기포(32)의 밀도가 높아져, 교반 효율이 향상된다. 또한, 침전부(4)의 최하부가 원추 형상이기 때문에, 수산화 갈륨 등의 고형물을 자연 침강시킬 수 있다.
이 제1 실시예에 의하면, 반응부(2), 액중막(5)을 갖는 액중막부(3), 및 침전부(4)가 위에서 아래로 순차 배열되어 있는 액중막 분리조(1)에, 금속함유폐수를 위로부터 도입하고, 상기 반응부(2)에 pH 조정제를 첨가하여 반응을 일으킨다. 계속해서, 상기 액중막부(3)의 액중막(5)에 의해 물과 금속을 서로 분리시키고, 계속해서 상기 침전부(4)에 금속을 침전 농축시킨다. 이와 같이, 이 제1 실시예에서는, 반응부(2)에 pH 조정제를 첨가하고 있다. 따라서, 수산화물을 형성시켜, 액중막(5)에 의해 고액 분리할 수 있다. 또한, 에너지를 사용하지 않고 중력의 작용에 의해, 금속을 침전부(4)에 침전 농축시킬 수 있다.
(제2 실시예)
다음, 도2에, 본 발명의 금속함유폐수 처리장치의 제2 실시예의 구성을 도시한다.
이 제2 실시예는, 반응부(2)에 충전재(11)가 설치되어 있는 점만, 전술한 제1 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제2 실시예에서는, 전술한 제1 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제2 실시예에서는, 반응부(2)에 충전재(11)가 설치되어 있다. 이 충전재(11)가 존재하는 것에 의해, 기포(32)가 공기중에 일직선으로 나아가지 않고, 충전재(11)와 부딪치게 된다. 이것에 의해, 반응부(2)에서, 난류를 일으켜, 폐수와 pH 조정제가 교반 혼합된다. 따라서, 공기 확산 관(8)으로부터 토출되는 공기 및 반응부(2)의 충전재(11)에 의하여, 폐수의 교반이 더욱 촉진되어, 몇분간의 체류시간조차도, 폐수와 pH 조정제의 반응이 보다 확실해진다.
상기 충전재(11)는, 반응부(2)에서 난류를 일으키는 구조이면, 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 상기 충전재가 약품과 접촉하기 때문에, 내약품성의 재료를 선택할 필요가 있다. 구체적으로는, 플라스틱제의 텔레렛트(Tellerette) 라인 믹서를 선택할 수 있다.
(제3 실시예)
다음, 도3에, 본 발명의 금속함유폐수 처리장치의 제3 실시예의 구성을 도시한다.
이 제3 실시예는, 제1 실시예와 비교하여, 제1 실시예의 처리수펌프(6)에 의해, 처리수를 전(前)처리장치(30)로 송수한 다음, 초순수 제조장치(31)로 송수하고 있는 점만, 전술의 제1 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제3 실시예에서는, 전술한 제1 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제3 실시예에서는, 처리수펌프(6)에 의해, 처리수를 전처리장치(30)로 송수한 다음, 초순수 제조장치(31)로 송수하고 있다. 그리고, 처리수를 처리수펌프(6)에 의해 전처리장치로 도입하여 전처리한 후, 처리수를 일반적인 초순수 제조장치에 도입하여, 리사이클하였다.
따라서, 이 제3 실시예는, 특히 폐수를 리사이클할 필요가 있는 공장에 적합한 시스템이다.
구체적으로, 이 전처리장치(30)는, 기본적으로 처리수의 수질에 따라 결정될 필요가 있다. 일반적으로는, 처리수내의 유기물을 처리하기 위한 활성탄 흡착장치, 처리수내의 이온을 처리하기 위한 이온교환장치, 및 이온과 미립자를 처리하기 위한 역삼투막장치를 제공하게 된다.
이 제3 실시예에 의하면, 액중막부(3)에서 분리된 물은 전처리장치(30)에 도입되어 전처리되고, 초순수 제조장치(31)의 원수(原水)로서 리사이클된다. 따라서, 물을 유효하게 이용할 수 있어, 폐쇄 시스템이 완성된다.
(제4 실시예)
다음, 도4에, 본 발명의 금속함유폐수 처리장치의 제4 실시예의 구성을 도시한다.
이 제4 실시예는, 처리수펌프(6)에 의해, 처리수를 전처리장치(30)로, 계속해서 초순수 제조장치(31)로 송수하고 있는 점만, 전술한 제2 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제4 실시예에서는, 전술한 제2 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제4 실시예에서는, 처리수펌프(6)에 의해, 처리수를 전처리장치(30)로 송수한 다음, 초순수 제조장치(31)로 송수하고 있다. 따라서, 처리수를 처리수펌프(6)에 의해 전처리장치(30)에 도입하여 전처리한 후, 처리수를 일반적인초순수 제조장치(31)에 도입하여, 리사이클할 수 있다.
따라서, 이 제4 실시예는, 특히 폐수를 리사이클할 필요가 있는 공장에 적합한 시스템이다.
구체적으로, 이 전처리장치(30)는 처리수의 수질에 따라 기본적으로 결정될 필요가 있다. 일반적으로는, 처리수내의 유기물을 처리하기 위한 활성탄 흡착장치, 처리수내의 이온을 처리하기 위한 이온교환장치, 및 이온과 미립자를 처리하기 위한 역삼투막장치를 제공하게 된다.
(제5 실시예)
다음, 도5에, 본 발명의 금속함유폐수 처리장치의 제5 실시예의 구성을 도시한다.
이 제5 실시예에는, 전술한 도1에 도시된 제1 실시예의 액중막 분리조(1)에 인접하여, 상기 액중막 분리조(1)와 동일한 구조를 갖는 액중막 분리조(12)를 제공하고 있다. 요컨대, 이 제5 실시예에서는, 2조의 동일한 액중막 분리조를 직렬로 배치하고 있다. 따라서, 이 제5 실시예에서는, 전술한 제1 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제5 실시예에서는, 액중막 분리조(1)의 후단에, 제2 액중막 분리조(12)를 설치하고 있다.
액중막 분리조(1)의 액중막(5)에 의해 분리된 처리수를, 제2 액중막 분리조(12)에 도입하여, 응집제, 또는 염화 제2철을 첨가하였다. 액중막 분리조(1)의 액중막(5)에 의해 분리되어 처리수내에 용해되어 있는 비소는 응집제인 염화제2철에 의해 플록(flock)으로 된다.
제2 액중막 분리조(12)는, 제2 반응부(13), 제2 액중막(16)을 갖는 제2 액중막부(14) 및 제2 침전부(15)가 위에서 아래로 순차 배열되어 구성되어 있다. 이 제2 액중막 분리조(12)의 각 부(13,14,15)의 내용 사양(제2 pH계(52), 액중막(16), 공기 확산 관(19) 등)은, 액중막 분리조(1)와 유사하다. 단지, 액중막 분리조(1)에는 pH 조정제가 첨가되는 것에 대하여, 제2 액중막 분리조(12)에는 응집제로서의 염화 제2철이 첨가된다.
제2 액중막 분리조(12)에서, 처리수내에 용해되어 있는 비소는, 응집제인 염화 제2철에 의해 플록으로 되고, 제2 액중막(16)에 의해, 고형물과 처리수로 분리된다. 비소를 함유하는 플록은, 제2 액중막부(14)의 제2 액중막(16)에 의해 농축되고, 점차 제2 침전부(15)에 자연 침강되어 침전 농축된다.
이 제5 실시예에서는, 농축된 수산화 갈륨을 액중막 분리조(1)의 침전부(4)의 최하부로부터 뽑아낼 수 있다. 또한, 제2 액중막 분리조(12)의 제2 침전부(15)의 최하부로부터, 상기 비소를 포함하는 플록을 베이스로 하여 비소 함유 슬러리를 뽑아낼 수 있다.
따라서, 이 제5 실시예에 의하면, 제1 액중막 분리조(1) 및 제2 액중막 분리조(12)를 구비하고 있기 때문에, 2개 종류의 그룹의 침전물을 분리, 농축 및 침전시킬 수 있다. 상기 제1 액중막 분리조(1)에서는, pH 조정제에 의해 형성되는 수산화물(수산화 갈륨)을 농축, 침전 및 분리시킬 수 있다. 제2 액중막 분리조(12)에서는, 제1 액중막 분리조(1)에서 막분리된 처리수(분리수)에, 응집제 및 pH 조정제를첨가함으로써, 플록 등의 보다 큰 침전물이 형성되어, 수산화물(비소 함유 슬러리)을 농축, 침전 및 분리시킬 수 있다.
(제6 실시예)
다음, 도6에, 본 발명의 금속함유폐수 처리장치의 제6 실시예의 구성을 도시한다.
이 제6 실시예는, 전술한 제5 실시예의 제1 반응부(2)에 충전재(11)가 설치되어 있고, 제2 반응부(13)에 충전재(21)가 설치되어 있는 점만, 제5 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제6 실시예에서는, 전술한 제5 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제6 실시예에서는, 제1 반응부(2)에 충전재(11)가 설치되어 있고, 제2 반응부(13)에 충전재(21)가 설치되어 있다.
상기 제1 및 제2 반응부(2,13)에, 충전재(11) 및 충전재(21)가 설치되어 있다. 따라서, 기포(32)가 공기중에 일직선으로 나아가지 않고, 충전재(11) 및 충전재(21)와 부딪치게 된다. 이 구조에 의해, 반응부(2,13)에서, 폐수의 난류를 일으켜, 폐수, pH 조정제 및 응집제가 원활하게 교반 혼합된다.
상기 충전재(11,21)는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 충전재가 약품과 접촉하기 때문에, 내약품성의 재료를 선택할 필요가 있다. 구체적으로, 상기 충전재(11,21)로서는, 플라스틱제의 텔레렛트 라인 믹서를 선택하였다.
(제7 실시예)
다음, 도7에, 본 발명의 금속함유폐수의 처리 및 금속의 회수방법의 제7 실시예의 구성을 도시한다.
이 제7 실시예는, 제5 실시예의 제2 처리수펌프(17)에 의해 처리수를 전처리장치(30)로 송수한 다음, 초순수 제조장치(31)로 송수하고 있는 점만, 제5 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제7 실시예에서는, 전술한 제5 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제7 실시예에서는, 제5 실시예의 제2 처리수펌프(17)에 의해 처리수를 전처리장치(30)로 송수한 다음, 초순수 제조장치(31)로 송수하고 있다. 그리고, 처리수를 제2 처리수펌프(17)에 의해 전처리장치(30)에 도입하여 전처리한 후, 상기 처리수를 일반적인 초순수 제조장치(31)에 도입하여 리사이클하였다. 따라서, 이 제7 실시예는, 특히 폐수를 리사이클할 필요가 있는 공장에 적합한 시스템이다.
구체적으로, 전술한 전처리장치(30)는 처리수의 수질에 따라 기본적으로 결정될 필요가 있다. 일반적으로는, 처리수내의 유기물을 처리하기 위한 활성탄 흡착장치, 처리수내의 이온을 처리하기 위한 이온교환장치, 및 이온과 미립자를 처리하기 위한 역삼투막장치 등을 제공하게 된다.
따라서, 이 제7 실시예에 의하면, 상기 제2 액중막부(14)에서 분리된 물은 전처리장치(30)에 도입되어 전처리되고, 초순수 제조장치(31)에 대한 원수로서 리사이클된다. 따라서, 2단의 액중막(제1 및 제2 액중막부(3,14))에 의해 처리된 물이 전처리된다. 따라서, 전처리장치(30)상의 부하가 감소 되어, 초순수 제조장치(31)에 대한 원수로서 용이하게 리사이클되는 수질이 실현될 수 있다.
(제8 실시예)
다음, 도8에, 본 발명의 금속함유폐수 처리장치의 제8 실시예의 구성을 도시한다.
이 제8 실시예는, 전술한 제7 실시예의 반응부(2)에 충전재(11)가 설치되어 있고, 제2 반응부(13)에 충전재(21)가 설치되어 있는 점만, 제7 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제8 실시예에서는, 전술한 제7 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제8 실시예에서는, 제1 반응부(2)에 충전재(11)가 설치되어 있고, 제2 반응부(13)에 충전재(21)가 설치되어 있다. 이 충전재(11) 및 충전재(21)의 존재에 의해, 기포(32)가 공기중에 일직선으로 나아가지 않고, 충전재(11) 및 충전재(21)와 부딪치게 된다. 이 구조에 의해, 제1 및 제2 반응부(2,13)에 난류를 일으켜, 폐수, pH 조정제 및 응집제가 원활하게 교반 혼합된다.
상기 충전재(11,21)는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 상기 충전재가 약품과 접촉하기 때문에, 내약품성의 재료를 선택할 필요가 있다. 구체적으로, 상기 충전재(11,21)로서는, 플라스틱제의 텔레렛트 라인 믹서를 선택하였다.
(제9 실시예)
다음, 도9에, 본 발명의 금속함유폐수 처리장치의 제9 실시예의 구성을 도시한다.
이 제9 실시예는, 전술한 제7 실시예와 비교하여, 제3 액중막 분리조(22)를 구비하고 있고, 폐수로서 현상폐수(現像排水)가 부가되어 있는 점이 상이하다. 갈륨 비소 프로세스에서도 현상공정을 포함하여, 현상폐수가 배출된다.
이 제9 실시예에서는, 밸브(20)를 여는 것에 의해, 상기 현상폐수가, 비소를 포함하는 다이싱 폐수, 연마폐수 및 농후에칭폐수 등의 일부와 함께, 제3 액중막 분리조(22)에 도입된다. 이 공정을 통해, 제3 액중막 분리조(22)에서, 비소산화세균을 배양 번식시킨다.
이 비소산화세균은, 현상폐수내의 질소 및 농후에칭폐수내의 인을 영양으로서 사용하여, 시간의 경과와 함께 번식해간다. 일반적으로, 질소 및 인이 적당량 있으면, 이 비소산화세균이 번식하는 것으로 알려져 있다.
이 제3 액중막 분리조(22)는 상부에 위치한 제3 액중막부(28)와 제3침전부(29)로 구성되어 있다. 상부에 위치한 제3 액중막부(28)에는, 제3 액중막(23)이 설치되어 있다.
이 제3 액중막(23)의 하부에는, 배관에 의해 블로워(9)에 이어져 있는 공기 확산 관(26)이 설치되어 있다. 이 공기 확산 관(26)은, 제3 액중막(23)의 막표면을 기포(32)에 의해 상시 세정하고 있다.
이 제3 액중막 분리조(22)에서 배양되고 번식된 비소산화세균은 침전되어, 제3 침전부펌프(27)에 의해, 제3 침전부(29)의 하부로부터, 배관(30)을 통해, 제2 액중막 분리조(12)에 도입된다.
한편, 제3 액중막(23)에 의해 분리된 처리수(물)는, 제3 처리수펌프(24)에 의해, 배관(33)을 통해, 전처리장치(30)에 도입된다. 이 제3 액중막(23)으로부터의 처리수는, 제2 액중막 분리조(12)의 제2 액중막(16)으로부터의 처리수와 함께, 전처리장치(30)에 도입된다. 그리고, 이 전처리장치(30)를 통과한 처리수는, 초순수제조장치(31)에 대한 원수로서 리사이클된다.
상기 제3 액중막 분리조(22)로부터 제2 액중막 분리조(12)에 도입된 비소산화세균은, 약품으로서의 산화제보다 더욱 안정적으로, 폐수내의 유해한 3가의 비소(아비소산)를 안정되고 무해한 5가의 비소(비소산)로 산화시킨다.
또한, 제2 액중막 분리조(12)에는, 응집제로서 염화 제2철이 첨가되어 있다. 따라서, 제2 액중막 분리조(12)의 제2 반응부(13)에서, 5가의 비소산은 철과 난용성염을 생성하여, 더욱 화학적으로 안정된 플록으로 된다. 염화 제2철에 의한 철염은, 비중이 커지는 경향이 있어, 제2 액중막(16)에 의해서도 농축된다. 그 후, 철염은 침전하여 고농도의 비소 함유 슬러리로 되고, 밸브(20)를 여는 것에 의해, 제2 침전부(15)로부터 인출된다.
이와 같이, 이 제9 실시예에 의하면, 제3 액중막 분리조(22)에, 갈륨비소 프로세스를 통해 배출되는 현상폐수 및 비소를 포함하는 폐수가 도입된다. 따라서, 제3 액중막 분리조(22)에, 현상폐수내의 질소를 영양원으로 사용하여 비소산화세균을 배양 번식시킬 수 있다.
또한, 이 제9 실시예에 의하면, 제2 액중막 분리조(12)의 최하부에 위치한 침전부(15)에 침전 농축된 슬러리를 제3 액중막 분리조(22)에 반송한다. 따라서, 필요량의 비소산화세균을 제3 액중막 분리조(22)에 반송하여 확보할 수 있음과 동시에, 다시 제2 액중막 분리조(12)에서 3가의 비소로부터 5가의 비소로의 산화에 이용될 수 있다.
(제10 실시예)
다음, 도10에, 본 발명의 금속함유폐수 처리장치의 제10 실시예의 구성을 도시한다.
이 제10 실시예는, 전술한 제9 실시예와 비교하여, 반응부(2)에 충전재(11)가 설치되어 있고, 제2 반응부(13)에 충전재(21)가 설치되어 있는 점만, 제9 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제10 실시예에서는, 전술한 제9 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제10 실시예에서는, 반응부(2)에 충전재(11)가 설치되어 있고, 제2 반응부(13)에 충전재(21)가 설치되어 있다. 상기 충전재(11) 및 충전재(21)의 존재에 의해, 기포(32)가 공기중에 일직선으로 나아가지 않고, 충전재(11) 및 충전재(21)와 부딪침으로써, 폐수에 난류를 일으킨다. 이 동작에 의해, 폐수, pH 조정제 및 응집제가 원활하게 교반 혼합된다.
상기 충전재(11,21)는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 상기 충전재가 약품과 접촉하기 때문에, 내약품성의 재료를 선택할 필요가 있다. 구체적으로는, 충전재(11,21)로서, 플라스틱제의 텔레렛트 라인 믹서를 선택하였다.
(제11 실시예)
다음, 도11에, 본 발명의 금속함유폐수 처리장치의 제11 실시예의 구성을 도시한다.
이 제11 실시예는, 제2 액중막 분리조(12)의 제2 침전부(15)의 최하부에 농축된 비소산화세균을 포함하는 비소 함유 슬러리의 일부를, 배관(34)을 통해, 제3 액중막 분리조(22)로 반송한다는 점만, 전술한 제9 실시예와 상이하다. 따라서, 이제11 실시예에서는, 전술한 제9 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제11 실시예에서는, 제2 액중막 분리조(12)의 제2 침전부(15)의 최하부에 농축된 비소산화세균을 포함하는 비소 함유 슬러리의 일부를, 밸브(20) 및 배관(34)을 경유하여, 제3 액중막 분리조(22)에 반송하고 있다.
유효한 비소산화세균은, 제2 액중막 분리조(12)의 제2 침전부(15)로부터, 제3 액중막 분리조(22)에 반송 및 도입되어, 다시 영양원으로서의 질소 및 인을 가하여 배양 번식된다. 그 후, 상기 세균을 다시 제2 액중막 분리조(12)에 도입하여, 3가의 비소로부터 5가의 비소로의 산화에 이용되게 한다.
이 제11 실시예에서는, 제2 처리수펌프(17)에 의해, 처리수를 제2 액중막(16)으로부터, 배관(18)을 경유하여, 전처리장치(30)로 송수한 다음, 초순수 제조장치(31)로 송수하고 있다. 이 제11 실시예에서는, 처리수를 제2 처리수펌프(17)에 의해 전처리장치(30)로 도입하여 전처리한 후, 일반적인 초순수 제조장치(31)에 도입하여 리사이클하였다. 따라서, 이 제11 실시예는, 특히 폐수를 리사이클할 필요가 있는 공장에 적합한 시스템이다.
구체적으로, 전처리장치(30)는 처리수의 수질에 따라 기본적으로 결정될 필요가 있다. 일반적으로는, 처리수내의 유기물을 처리하기 위한 활성탄 흡착장치, 처리수내의 이온을 처리하기 위한 이온교환장치, 및 이온과 미립자를 처리하기 위한 역삼투막장치를 제공하게 된다.
(제12 실시예)
다음, 도12에, 본 발명의 금속함유폐수 처리장치의 제12 실시예의 구성을 도시한다.
이 제12 실시예는, 반응부(2)에 충전재(11)가 설치되어 있고, 제2 반응부(13)에 충전재(21)가 설치되어 있는 점만, 전술한 제11 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제12 실시예에서는, 전술한 제11 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제12 실시예에서는, 반응부(2)에 충전재(11)가 설치되어 있고, 제2 반응부(13)에 충전재(21)가 설치되어 있다. 상기 충전재(11) 및 충전재(21)의 존재에 의해, 기포(32)가 공기중에 일직선으로 나아가지 않고, 충전재(11) 및 충전재(21)와 부딪치게 된다. 이는 난류를 일으켜, 폐수, pH 조정제 및 응집제가 원활하게 교반 혼합된다.
도13a 및 도13b에, 이 제12 실시예의 제1 액중막 분리조(1), 제2 액중막 분리조(12) 및 제3 액중막 분리조(22)에서의 체류시간의 타이밍 챠트를 도시한다. 도13a는, 폐수내의 갈륨과 비소의 농도가 통상의 농도인 경우의 타이밍챠트이다. 도13b는, 폐수내의 갈륨과 비소의 농도가 저농도인 경우의 타이밍챠트이다.
상기 충전재(11,21)는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 상기 충전재가 약품과 접촉하기 때문에, 내약품성의 재료를 선택할 필요가 있다. 구체적으로는, 플라스틱제의 텔레렛트 라인 믹서를 선택하였다.
(제1 실험예)
다음, 구체적인 실험예로서, 도1에 도시된 제1 실시예와 동일한 구조의 실험장치를 사용한 실험예를 설명한다.
이 제1 실험예에서는, 액중막 분리조(1)의 용량(capacity)을 160리터로 설정하였다. 그리고, 주식회사 쿠보타의 A4 사이즈의 액중막을 10장 사용하여 실험하였다.
이 때, 유입 갈륨농도는, 약 100ppm 내지 2000ppm의 범위내에서 상당히 변동된다. 그러나, 액중막 분리조(1)에서 처리함으로써, 50000ppm의 농도의 갈륨을 슬러리의 형태로 얻을 수 있었다.
(제2 실험예)
다음, 구체적인 실험예로서, 도12에 도시된 제12 실시예와 동일한 구조의 실험장치를 사용한 실험예를 설명한다.
이 제2 실험예에서는, 제1 액중막 분리조(1) 및 제2 액중막 분리조(12)의 용량을 각각 160리터로 설정하였다. 그리고, 각각의 액중막 분리조에 주식회사 쿠보타의 A4 사이즈의 액중막을 10장씩 합계 20장 사용하여 실험하였다.
이 때, 유입 갈륨농도는, 약 1O0ppm 내지 약 2000ppm의 범위내에서 상당히 변동된다. 그러나, 액중막 분리조(1)에서 처리함으로써, 약 500O0ppm의 농도의 갈륨을 포함하는 슬러리를, 제1 액중막 분리조(1)의 밸브(1O)로부터 얻을 수 있었다. 또한, 제2 액중막 분리조(12)의 밸브(20)로부터, 약 10000ppm의 농도의 비소를 포함하는 슬러리를 얻을 수 있었다.
(제13 실시예)
다음, 도14에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제13 실시예를 실행하는폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제13 실시예는, 화합물 반도체 공장으로부터의 금속함유폐수를 처리하는 방법이며, 보다 구체적으로는, 갈륨폐수의 처리방법이다. 또한, 이 실시예는, 갈륨(수산화 갈륨)과 pH 조정제로서의 나트륨이온을 회수할 수 있는 폐수처리방법이다.
화합물 반도체 공장에서의 갈륨폐수로서는, (1) 다이싱폐수, (2) 농후에칭폐수 및 (3) 수세수가 있다.
상기 물질 (1), (2) 및 (3)의 혼합폐수, 즉 산성의 갈륨비소폐수의 금속함유폐수는, 제1 반응부(101)에 도입된다. pH 조정제로서의 수산화나트륨이 첨가되어 반응을 일으켜, 수산화 갈륨의 수산화물을 형성한다. 이 수산화 갈륨은, 다음 액중막 분리장치(102)에 농축되어, 금속수산화물로서 배출된다.
한편, 액중막 분리장치(102)에서 분리된 처리수는, 제2 반응부(103)에 도입된다. 이 제2 반응부(103)에서는, pH 조정제로서의 수산화나트륨이 첨가되어, pH 조정된다. 그 후, 상기 처리수는 제2 반응부(103)로부터 역삼투막 분리장치(104)에 도입되어 처리된다. 이 역삼투막 분리장치(104)에서는, 상기 처리수에 함유된 금속이온인 나트륨이온이 농축되어, 제1 반응부(101)에 반송되고, 산성의 금속함유폐수로서의 갈륨폐수의 pH 조정에 재이용된다.
따라서, 이 제13 실시예에 의하면, 금속함유폐수내의 갈륨을, pH 조정제로서의 수산화나트륨에 의해, 수산화 갈륨으로 만든 후, 액중막 분리장치(102)에서, 이 수산화 갈륨을 농축하여 회수할 수 있다. 또한, pH 조정제로서 수산화나트륨이 첨가된 것에 의해, 상기 폐수에 함유된 나트륨이온을, 상기 역삼투막 분리장치(104)에 농축시키고, 제1 반응부(101)에 반송시킴으로써, pH 조정제로서 재이용할 수 있다. 이 공정을 통해, pH 조정제의 사용량을 감소시켜 러닝 코스트를 절감시킬 수 있다.
(제14 실시예)
다음, 도15에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제14 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제14 실시예를 실행하는 폐수처리시스템은, 다음의 (1) 및 (2)의 점만, 제13 실시예의 폐수처리시스템과 상이하다.
(1) 액중막 분리장치(102)의 뒤에, pH 조정제 및 응집제가 첨가되는 제3 반응부(106) 및 제2 액중막 분리장치(105)가 배치되어 있다.
(2) 역삼투막 분리장치(104)의 뒤에 초순수 제조장치(107)가 배치되어 있다.
따라서, 이 제14 실시예에서는, 전술한 도14의 시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
화합물 반도체 공장에서는, 갈륨비소를 대표로 하는 화합물 반도체가 사용되어, 갈륨비소폐수가 배출된다. 갈륨비소폐수를 확실히 처리하여 얻은 물을 초순수 제조장치(107)에 대한 원수로서 재이용하기 위한 방법이, 도15의 제14 실시예이다.
이 제14 실시예에서는, 우선, 갈륨비소폐수, 또는 금속함유폐수내의 갈륨을 수산화 갈륨으로서, 제1 액중막 분리장치(102)에서 분리한다. 다음, 제1 액중막 분리장치(102)에서 얻은 비소를 포함하는 처리수는, 제3 반응부(106)에 도입된다. 이제3 반응부(106)에서는, pH 조정제로서의 수산화나트륨 및 응집제로서의 염화 제2철이 첨가되어, 반응을 일으킨다. 그 후, 상기 제3 반응부(106)로부터의 처리수는 제2 액중막 분리장치(105)에 도입되고, 이 제2 액중막 분리장치(105)에서 상기 처리수는 비소와 물로 분리된다.
상기 비소는, 제2 액중막 분리장치(105)에서 농축액으로 분리되어, 비소 함유 슬러리로 된다.
한편, 상기 제2 액중막 분리장치(105)에서 비소가 분리되고, 상기 얻어진 처리수는 제2 반응부(103)에 도입된다. 이 제2 반응부(103)에서, pH 조정제로서의 수산화나트륨이 첨가된다. 이 공정을 통해, 상기 처리수는 pH 조정된 후, 역삼투막 분리장치(104)에 도입된다. 이 역삼투막 분리장치(104)에 도입되어 얻어진 물은, 초순수 제조장치(107)에 도입되어 재이용된다.
이와 같이, 이 제14 실시예에 의하면, 제1 액중막 분리장치(102)에서, 폐수내의 갈륨을 수산화 갈륨으로서 분리하여 회수할 수 있고, 제2 액중막 분리장치(105)에서, 폐수내의 비소를 비소 함유 슬러리로서 분리하여 회수할 수 있다. 또한, 상기 역삼투막 분리장치(104)를 통과시킨 처리수는, 초순수 제조장치(107)에 대한 원수로서 사용될 수 있고, 이 역삼투막 분리장치(104)에 농축된 금속(나트륨 이온)은, 상기 제1 반응부(101)에 반송되어, pH 조정제로서 재이용된다.
(제15 실시예)
다음, 도16에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제15 실시예를 실행하는폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제15 실시예는, 도15의 역삼투막 분리장치(104)의 뒤에 전기 탈(脫)이온장치(108)가 배치되어 있는 폐수처리시스템을 사용하여 폐수처리를 실행한다는 점만, 전술한 제14 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제15 실시예에서는, 제14 실시예에 채용된 폐수처리시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제15 실시예에서는, 전기 탈이온장치(108)가 역삼투막 분리장치(104)의 뒤에 배치되어 있고, 역삼투막 분리장치(104)로부터 도입된 처리수내에 용해되어 있는 이온을, 이온 교환막과 이온 교환 수지에 의해, 전기적으로 제거하고 있다.
이에 의하여, 이 제15 실시예에 의하면, 초순수 제조장치(107)상의 이온적인 부하가 감소된다. 따라서, 초순수 제조장치(107)의 수질이 향상됨과 동시에, 초순수 제조장치(107)의 러닝 코스트가 절감된다. 한편, 역삼투막 분리장치(104) 및 전기 탈이온장치(108)의 농축수는, 나트륨이온을 포함하고 있다. 따라서, 상기 나트륨이온은 제1 반응부(101)에 반송되어 재이용된다. 이 공정을 통해, 신규의 pH 조정제로서의 수산화나트륨의 사용량을 감소시킬 수 있다.
(제16 실시예)
다음, 도17에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제16 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제16 실시예는, 도16의 제3 반응부(106)에, 금속산화세균배양조(109)로부터 금속산화세균을 투입하고 있는 점만, 전술한 제15 실시예와 상이하다. 따라서,이 제16 실시예에서는, 전술한 제15 실시예에서 채용된 폐수처리시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제16 실시예에서는, 제3 반응부(106)에, 금속산화세균배양조(109)로부터 금속산화세균을 투입하고 있다.
이 공정을 통해, 금속함유폐수가 갈륨비소폐수인 경우, 제3 반응부(106)에서 3가의 비소가 5가의 비소로 변화되어, 무독화 및 안정화된다. 구체적으로는, 상기 금속산화세균으로서 비소산화세균을 제3 반응부(106)에 투입하였다.
또한, 산화공정에는는 산화제를 사용하는 방법도 있지만, 금속산화세균을 사용함으로써 러닝 코스트를 절감시킬 수 있다.
(제17 실시예)
다음, 도18에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제17 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다. 이 폐수처리시스템은, 전체로서, 유닛최상부(60) 및 유닛상부(61)로 구성되어 있다. 이 유닛최상부(60)는, 전처리장치(67) 및 초순수 제조장치(66)로 구성되어 있다. 유닛상부(61)는, 주로 액중막 분리조(1)로 이루어진다.
이 제17 실시예에서는, 갈륨비소, 갈륨인 등을 함유하는 화합물 반도체 공장으로부터의 폐수를, 액중막 분리조(1)의 상부에 배치되어 있는 반응부(2)에 도입하고, 이 반응부(2)에 가성 소다 등의 pH 조정제를 첨가한다.
이 액중막 분리조(1)는, 반응부(2), 액중막부(3) 및 침전부(4)로 구성되어 있다. 반응부(2)는 상부에 위치하며, pH계(12)가 설치되어 있다. 또한,액중막부(3)는 중간에 배치되고, 침전부(4)는 하부에 배치되어 있다.
갈륨비소 등을 함유하는 산성의 화합물 반도체 폐수는, 상기 액중막 분리조(1)의 반응부(2)에 도입된다. 가성 소다 등의 pH 조정제가 첨가되어, 상기 폐수는 액중막부(3)의 액중막(5)의 하부에 설치되어 있는 공기 확산 관(8)으로부터 토출되는 기포(11)에 의해 효율적으로 교반 혼합된다.
상기 반응부(2)에서의 운전 조건은, pH계(12)에 의해 제어된다. 반응부(2)내의 처리수가 pH4 내지 pH5의 범위내에서 제어되는 것이 바람직하지만, 절대적이지 않다.
이 반응부(2)에서 효율적으로 교반 혼합되는 것에 의해, 폐수내에 용해되어 있는 갈륨이온이 수산화 갈륨으로 되어, 침전되기 쉬워진다. 고형물로서의 갈륨입자는 그대로 침전하지만, 침강 속도는 느리다.
액중막(5)의 하부에 설치되어 있는 공기 확산 관(8)으로부터 토출되는 기포는, 액중막(5)의 막표면을 상시 세정하고 있다. 그 때문에, 상기 막은 미세한 고형물에 의해 폐색(閉塞)되지 않는다. 이 액중막(5)에는, 한외여과막이 해당되며, 구체적으로는 주식회사 쿠보타, 주식회사 유아사 코퍼레이션, 미츠비시 레이온 주식회사 등에 의해 제조되는 액중막을 선택하면 좋다.
참조부호 9에 의해 나타낸 블로워는 공기 확산 관(8)에 공기를 공급하고 있다. 일반적인 루츠 블로워를 선택하면 좋다. 또한, 참조부호 60은 폐수처리유닛의 최상부, 참조부호 61은 유닛상부를 도시한다.
처리수펌프(6)를 운전함으로써, 액중막(5)에 의해 처리수와 농축물이 서로분리된다. 이 처리수가, 배관(7)을 통하여 처리수펌프(6)에 의해, 다음 공정을 구성하는 비소 및 인제거장치(78)에 도입되어, 비소 및 인이 제거된다. 비소 및 인이 제거된 처리수는 순차 활성탄 흡착장치(63), 역삼투막장치(64) 및 전기 탈이온장치(65)를 통해 초순수 제조장치(66)에 도입되어 재이용된다.
한편, 활성탄 흡착장치(63)로부터의 역세수(逆洗水)는, 부유물질을 포함하고 있다. 그 때문에, 상기 물은 배관(68)을 통해 반응부(2)로 도입되어, 처리수로서 재이용된다.
역삼투막장치(64) 및 전기 탈이온장치(65)로부터 얻어지는 농축수는, 배관(69.70)을 경유하여, 반응부(2)에 도입된다. 이 농축수는, 반응부(2)에 첨가되어 있는 pH 조정제로서의 수산화나트륨에 기인하여 나트륨이온을 포함하고 있다. 따라서, 물과 나트륨이온이 반응부(2)에 도입되어 재이용된다.
이 실시예는, 상기 액중막 분리조(1)의 3차원 구조를 활용하여, (1) 상부에 위치한 반응부(2)에 반응을 일으키고, (2) 중간부에 위치한 액중막부(3)에 액중막 농축을 하고, (3) 하부에 위치한 침전부(4)의 수산화물이 가지는 비중에 의해 침전 농축하고 있다.
(제18 실시예)
다음, 도19에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제18 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제18 실시예는, 도19의 액중막 분리조(1)의 하방에 제2 액중막 분리조(12)가 배치되어 있는 점, 및 액중막 분리조(1)의 반응부(2)에 충전재(11)가충전되어 있는 점만, 전술한 제17 실시예를 실행하는 시스템과 상이하다. 따라서, 이 제18 실시예에서는, 전술한 제17 실시예를 실행하는 시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제18 실시예에서는, 제2 액중막 분리조(12)가 제1 액중막 분리조(1)의 하방에 배치된 폐수처리시스템을 채용한다. 이 제2 액중막 분리조(12)는, 위에서 아래로 반응부(13), 제2 액중막부(14), 침전부(15)가 순차 배치되어 구성되어 있다. 참조부호 62는, 제2 액중막 분리조(12) 및 폐수처리유닛의 하부를 나타낸다.
이 제18 실시예에서는, 액중막 분리조(1)에 농축되어 침전된 농축액으로서의 수산화 갈륨을, 제2 액중막 분리조(12)에 더욱 물리적으로 농축시킬 수가 있다. 제2 액중막 분리조(12)는, pH계(51)가 설치된 반응부(13)를 구비하고 있다. 이 반응부(13)의 역할은, 수산화 갈륨을 폭기(曝氣)에 의해 교반하여 제2 액중막(16)에서의 농축 분리를 효과적으로 실시하는 것이다.
또한, 액중막 분리조(1)의 반응부(2)에 충전재(11)가 충전되어 있는 것에 의해, pH계(12)가 설치된 반응부(2)내에서 난류를 일으켜, 그 결과 반응부(2)에서의 pH 조정제와 상기 폐수의 반응 효율을 높일 수 있다.
상기 충전재(11)는 반응부(2)에서의 반응 효율을 향상시키는 충전재이면 특별히 한정되지 않지만, 내약품성의 재료룰 선택하면 좋다. 구체적으로는, 텔레렛트 등을 이용할 수 있다.
또, 반응부(13)에 설치된 pH계(51)의 목적은, 단지 반응부(13)내의 pH를 감시하기 위한 것이다.
(제19 실시예)
다음, 도20에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제19 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제19 실시예는, 다음의 (1) 및 (2)의 점에서, 전술한 제18 실시예에 채용된 폐수처리시스템과 상이한 폐수처리시스템에 의해 실행된다.
(1) 도19에 도시된 액중막 분리조(1) 및 제2 액중막 분리조(12)와는 별도로, 액중막(5) 및 제2 액중막(16)으로부터의 분리수가, 반응부(34)에 충전재(11)가 충전된 제3 액중막 분리조(33)에 도입된다.
(2) 상기 제3 액중막 분리조(33)로부터의 농축액을 더욱 농축하기 위한 제4 액중막 분리조(40)를 구비하고 있다.
따라서, 이 제19 실시예의 폐수처리방법에 의하면, 전술한 제18 실시예에 채용된 시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제19 실시예에서는, 도19의 제18 실시예의 액중막(5) 및 액중막(16)으로부터의 분리수를, 제3 액중막 분리조(33)의 반응부(34)에 도입한다. 이 반응부(34)에는, 충전재(11)가 충전되어 있다. 이 제3 액중막 분리조(33)의 반응부(34)에서는, 처리수내에 용해되어 있는 비소 및 인을, pH 조정제 및 염화 제2철 등의 응집제에 의해 반응시켜, 플록 상태로 한 후, 제3액중막(37)에 의해, 물과 농축액으로 분리하고 있다.
이 제3 액중막(37)에 의해 분리된 물은, 펌프(50)에 의해, 활성탄흡착장치(63)에 도입되고, 전처리장치(67)에 의해 처리되어, 제18 실시예와 마찬가지로, 초순수 제조장치(66)에 대한 원수로서 리사이클된다.
한편, 제3 액중막(37)에 의해 분리된 농축액은, 제3 액중막 분리조(33)의 제3 침전부(36)에 침전 및 농축된다. 이 침전 및 농축된 농축액은, 중력에 의해 제4 액중막 분리조(40)에 도입되고, 제4 액중막(44)과 제4침전부(43)에 의해 더욱 농축되어 고농도 비소 및 인 함유 슬러리로 된다.
그리고, 제4 액중막(44)에 의해 분리된 물은, 펌프(50)에 의해, 활성탄 흡착장치(63)에 도입되고, 제18 실시예와 마찬가지로, 초순수 제조장치(66)에 대한 원수로서 리사이클된다.
(제20 실시예)
다음, 도21에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제20 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제20 실시예는, 도21에 도시된 제5 액중막 분리조(52)가 추가로 제공되어 있는 폐수처리시스템을 채용하는 점만, 전술한 제19 실시예와 상이하다.
따라서, 이 제20 실시예에서는, 제19 실시예의 폐수처리시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제20 실시예는, 제5 액중막 분리조(52)를 구비하고 있고, 이 제5 액중막 분리조(52)에는, 제5 액중막(53)이 설치되어 있다. 또한, 참조부호 58은 제5 침전부를 나타내고, 참조부호 57은 제5 액중막부를 나타내고 있다.
이 제5 액중막 분리조(52)에는, 갈륨비소 등을 함유한 폐수의 일부와 현상폐수가 도입되어 있다. 이 제5 액중막 분리조(52)는, 공기 확산 관(55)으로부터 토출되는 공기에 의해 폭기되어 있기 때문에, 현상폐수의 유기물을 영양원으로서 사용하여 미생물이 시간의 경과와 함께 번식해간다. 그리고, 갈륨비소 등을 함유한 폐수의 일부가 도입되는 것에 의해, 폐수내의 비소를 베이스로 하여 비소산화세균이 발생하게 된다.
이 제20 실시예에 채용되어 있는 폐수처리장치를 단시간내에 일으키는 경우에는, 미리 별도의 장소에 비소산화세균을 배양 번식시켜 놓은 후, 이 비소산화세균을, 제5 액중막 분리조(52)에 투입하여, 비소산화세균을 조기에 번식시키는 것도 가능해진다.
그리고, 이 제5 액중막 분리조(52)에서 번식된 비소산화세균을, 제3 액중막 분리조(33)에 도입하고, 액중막 분리조(1)의 액중막(5)으로부터의 분리수와 혼합하여, 3가의 비소를 비소산화세균에 의해 5가의 비소로 산화시켜 안정화시킨다.
이 제3 액중막 분리조에서, 비소를 안정된 5가의 비소로서, 농축 분리시킬 수 있다. 또한, 약품으로서의 산화제를 사용하지 않기 때문에, 러닝 코스트를 절감시킬 수 있다.
(제21 실시예)
다음, 도22에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제21 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제21 실시예는, 도21의 제3 침전부(36)의 침전 농축액의 일부를 제5 액중막 분리조(52)에 반송하고 있는 점만, 제20 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제21실시예에서는, 도21의 폐수처리시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제21 실시예에서는, 제3 침전부(36)의 침전 농축액의 일부를, 제5액중막 분리조(52)에 반송한다. 이 공정을 통해, 비소산화세균을 리사이클하여, 비소산화세균을 유효하게 이용하고 있다. 결과적으로는, 제21 실시예의 시스템내에서, 비소산화세균을 일정농도로 유지할 수 있다. 또한, 제5 액중막 분리조(52)내에서의 비소산화세균의 배양속도를 빠르게 할 수 있다.
도28a에, 이 제21 실시예에서, 폐수내의 갈륨 및 비소의 농도가 통상의 농도인 경우의 타이밍챠트를 도시한다. 도28b에, 이 제21 실시예에서, 폐수내의 갈륨 및 비소의 농도가 저농도인 경우의 타이밍챠트를 도시한다. 도28a 및 도28b를 참조하면 알 수 있듯이, 저농도의 경우에는, 통상의 농도의 경우와 비교하여, 액중막 분리조 및 제2 액중막 분리조에서의 체류시간이 2분의 1로 단축되어 있다.
(제22 실시예)
다음, 도23에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제22 실시예에 채용되는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제22 실시예는, 도22에 도시된 제5 액중막 분리조(52)의 제5 침전부(58)에 침전 농축된 액을, 배관(80)을 경유하여, 액중막 분리조(1)에 반송하고 있는 점만, 전술한 제21 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제22 실시예에서는, 전술한 제21 실시예의 폐수처리시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제22 실시예에서는, 제5 액중막 분리조(52)의 제5 침전부(58)에 침전 농축된 액을, 배관(80)을 경유하여, 액중막 분리조(1)에 반송하고, 액 내의 비소산화세균에 의해 폐수내의 유기물을 처리하고 있다. 이 비소산화세균은, 비소를 산화시키는 것은 물론이고, 미생물이기 때문에, 폐수내의 유기물도 분해 처리할 수 있다.
도27a에, 이 제22 실시예에서, 폐수내의 갈륨과 비소의 농도가 통상의 농도인 경우의 타이밍챠트를 도시한다. 도27b에, 이 제22 실시예에서, 폐수내의 갈륨과 비소의 농도가 저농도인 경우의 타이밍챠트를 도시한다. 도27a와 도27b를 비교하면 알 수 있듯이, 저농도의 경우에는, 통상의 농도의 경우와 비교하여, 제3 및 제4 액중막 분리조에서의 체류시간이 1시간만큼 짧아지고 있다.
(제23 실시예)
다음, 도24에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제23 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제23 실시예는, 도18의 액중막 분리조(1)의 하부에 증발장치(79)를 배치하고 있는 점만, 도18에 도시된 제17 실시예의 폐수처리시스템과 상이하다. 따라서, 이 제23 실시예에서는, 전술한 제17 실시예의 시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제23 실시예에서는, 제17 실시예의 액중막 분리조(1)로부터 얻어지는 침전 농축액, 즉 수산화 갈륨을, 증발장치(79)에 의해 단시간내에 희망의 농도까지 농축할 수 있다.
(제24 실시예)
다음, 도25에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제24 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제24 실시예는, 도21(제20 실시예)에서, 제2 액중막 분리조(12)와 제4 액중막 분리조(40)의 대체설비로서, 증발장치(79,79)를 제공하고 있는 폐수처리시스템을 채용하고 있는 점만, 제20 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제24 실시예에서는, 전술한 제20 실시예의 시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제24 실시예에서는, 액중막 분리조(1)로부터 얻어지는 침전 농축액, 즉 수산화 갈륨을, 증발장치(79)에 의해 단시간내에 희망의 농도까지 농축할 수 있다. 또한, 제3 액중막 분리조(33)로부터 얻어지는 침전 농축액인 비소 및 인 함유 슬러리를 증발장치(79)에 의해, 단시간내에 희망의 농도까지 농축할 수 있다.
(제25 실시예)
다음, 도26에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제25 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제25 실시예는, 유입수가, 과산화수소(과수(過水)) 함유 갈륨비소, 갈륨인 등의 폐수인 점만, 전술한 제22 실시예와 상이하다. 도23에 도시된 바와 같이, 상기 유입수는, 과산화수소(과수)를 함유하는 갈륨비소, 갈륨인 등의 폐수이다. 따라서, 이 제25 실시예에서는, 전술한 제22 실시예의 시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
유입수가, 과산화수소(과수) 함유 갈륨비소, 갈륨인 등의 폐수이기 때문에,폐수내에 과산화수소(과수)가 포함되어 있다.
또한, 이 제25 실시예에서는, 액중막 분리조(1)와 제2 액중막 분리조(24)에, 비소산화세균이 도입되어 있다. 그 때문에, 시간의 경과와 함께 미생물 농도가 상승하여, 일부 혐기성 미생물도 번식해간다. 그리고, 혐기성 미생물이 가지는 환원성에 의해, 산화제로서의 과산화수소(과수)가 분해된다.
폐수내의 과산화수소가 분해되면, 초순수 제조장치에 대한 원수로서 폐수를 리사이클하기 쉽게 된다. 초순수 제조장치에 대한 원수로서 쉽게 리사이클되는 수질이란, 과산화수소 이외의 이온, 유기물, 미립자 등의 모든 수질 항목이 처리되어 있는 것을 의미한다.
(제3 실험예)
다음, 구체적인 실험예로서, 도18에 도시된 제17 실시예와 동일한 구조의 실험장치를 사용하는 실험예를 설명한다.
이 제3 실험예에서는, 액중막 분리조(1)의 용량을 160리터로 설정했다. 그리고, 주식회사 쿠보타의 A4 사이즈의 액중막을 10장 사용하여 실험하였다.
이 때, 화합물 반도체 공장으로부터의 유입폐수내의 갈륨농도는, 약 100ppm 내지 2000ppm의 범위내에서 상당히 변동된다. 그러나, 액중막 분리조(1)에서의 처리에 의해, 50000ppm의 농도의 갈륨을 슬러리의 형태로 얻을 수 있었다.
그리고, 액중막(5)으로부터 얻어진 분리수를, 비소 및 인 제거장치, 및 일련의 전처리장치에 도입하여 처리하고, 초순수 제조장치에 대한 원수로서 재이용하였다.
(제4 실험예)
다음, 구체적인 실험예로서, 도19에 도시된 제18 실시예와 동일한 구조의 실험장치를 사용하는 실험예를 설명한다.
이 제4 실험예에서는, 액중막 분리조(1)와 제2 액중막 분리조(12)의 용량을 각각 160리터로 설정하였다. 그리고, 각각의 액중막 분리조에 주식회사 쿠보타의 A4 사이즈의 액중막을 10장씩 합계 20장 사용하여 실험하였다.
이 때, 유입 갈륨농도는, 약 1O0ppm 내지 약 2000ppm의 범위내에서 상당히 변동된다. 그러나, 액중막 분리조(1)와 제2 액중막 분리조(12)에서의 처리에 의해, 약 80000ppm의 농도의 갈륨을 포함하는 슬러리를 얻을 수 있었다.
(제26 실시예)
도29에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제26 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제26 실시예는, 화합물 반도체 공장으로부터의 금속함유폐수를 처리하는 방법이다. 보다 구체적으로, 이 실시예는 갈륨폐수 처리방법이고, 또한 갈륨(수산화 갈륨)과 pH 조정제로서의 나트륨이온의 회수방법이기도 하다.
화합물 반도체 공장에서의 갈륨폐수로서는, (1) 다이싱폐수, (2) 농후에칭폐수 및 (3) 수세수가 있다.
상기 물질 (1), (2) 및 (3)의 혼합폐수, 즉 산성의 갈륨폐수로서의 금속함유폐수는, 제1 pH 조정조(401)에 도입된다. pH 조정제로서의 수산화나트륨이 첨가되어 반응을 일으켜, 수산화 갈륨의 수산화물을 형성한다. 이 수산화 갈륨은, 부착침전부와 진동판을 갖는 다단형 액중막 분리장치(402)에 농축되어, 금속수산화물(수산화 갈륨)로서 배출된다.
이 다단형 액중막 분리장치(402)는, 후의 제30 실시예에서 설명되는 도33에 도시된 다단형 액중막 분리조(81)와 동일한 구조이다. 후의 제30 실시예서 설명되는 이 다단형 액중막 분리조(81)의 구조는, 상하 복수 단에 설치된 액중막, 상기 액중막의 하방에 배치되고, 상기 반응을 통해 얻어지는 수산화 갈륨의 수산화물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부, 및 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는다.
이 다단형 액중막 분리장치(402)에 의하면, 후의 제30 실시예(도33)에서 설명되는 바와 같이, 다량의 수산화 갈륨의 수산화물을, 효율적으로 농축하여, 처리능력을 향상시킬 수 있다.
상기 다단형 액중막 분리장치(402)에 의해 분리된 처리수는, 제2 pH 조정조(403)에 도입된다. 이 제2 pH 조정조(403)에서, pH 조정제로서의 수산화나트륨이 첨가되어 pH 조정된다. 다음, 이 제2 pH 조정조(403)에서 pH 조정된 처리수는, 역삼투막 분리장치(404)에 도입되어, 처리된다.
이 역삼투막 분리장치(404)에서, 농축된 나트륨이온은, 제1 pH 조정조(401)에 반송되어, 산성의 금속함유폐수로서의 갈륨폐수의 pH 조정에 재이용된다. 이 공정을 통해, pH 조정제에 기인하는 나트륨이온을 리사이클할 수 있어, pH 조정제의 사용량을 감소시킬 수 있다.
(제27 실시예)
다음, 도30에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제27 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제27 실시예는, 다음 (1) 및 (2)의 점만, 전술한 제26 실시예와 상이하다.
(1) 도29의 다단형 액중막 분리장치(402)의 뒤에, pH 조정제와 응집제가 첨가되는 반응조(406), 및 부착 침전부와 진동판을 갖는 제2 다단형 액중막 분리장치(405)가 배치되어 있다. 이 제2 다단형 액중막 분리장치(405)는, 후의 제32 실시예에서 설명되는 도35에 도시된 다단형 액중막 분리조(80)와 동일한 구조를 갖는다. 후의 제32 실시예에서 상술되는 상기 다단형 액중막 분리조(80)의 구조는, 상하 복수 단에 설치된 액중막, 상기 액중막의 하방에 배치되고, 상기 반응을 통해 얻어지는 수산화 갈륨의 수산화물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부, 및 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는다.
(2) 역삼투막 분리장치(404)의 뒤에, 초순수 제조장치(407)가 배치되어 있다.
따라서, 전술한 제26 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
화합물 반도체 공장에서는, 갈륨비소를 대표로 하는 화합물 반도체가 사용되어, 갈륨비소폐수가 배출된다. 이 도30의 제27 실시예는, 갈륨비소폐수를 확실히 처리하여 얻은 물을 초순수 제조장치(407)에 대한 원수로서 재이용하는 것이다.
이 제27 실시예에서는, 우선 갈륨비소폐수, 또는 금속함유폐수내의 갈륨을수산화 갈륨으로서 제1 다단형 액중막 분리장치(402)에 의해 분리한다. 다음, 상기 부착 침전부와 진동판을 갖는 다단형 액중막 분리장치(402)에 의해 얻어지는 비소를 포함하는 처리수는, 반응조(406)에 도입된다. 이 반응조(406)에서, pH 조정제로서의 수산화나트륨과 응집제로서의 염화 제2철이 첨가되어 반응을 일으킨다.
다음, 상기 반응조(406)로부터의 처리수는, 부착 침전부와 진동판을 갖는 제2 다단형 액중막 분리장치(405)에 의해, 비소와 물로 분리된다. 이 비소는, 상기 제2 다단형 액중막 분리장치(405)에서, 농축액으로 분리되어, 금속 함유 슬러리로서의 비소 함유 슬러리로 된다.
또한, 제2 다단형 액중막 분리장치(405)에서, 비소를 분리하여 얻은 물은, 제2 pH 조정조(403)에 도입된다. 이 제2 pH 조정조(403)에서, pH 조정제로서의 수산화나트륨이 첨가되어, pH 조정되고, 역삼투막 분리장치(404)에 도입된다. 그리고, 이 역삼투막 분리장치(404)에 도입되어 얻어진 물은, 초순수 제조장치(107)에서 재이용된다.
상기 역삼투막 분리장치(404)에 의해 얻어진 농축액에 포함된 나트륨이온은, 제1 pH 조정조(401)에 반송되어 pH 조정제로서 재이용된다. 즉, 나트륨이온을 pH 조정제로서 리사이클할 수 있다.
(제28 실시예)
다음, 도31에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제28 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제28 실시예는, 도30의 역삼투막 분리장치(404)의 뒤에, 전기탈이온장치(408)가 배치되어 있는 점만, 전술한 제27 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제28 실시예에서는, 전술한 제27 실시예에 채용되는 처리시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제28 실시예에서는, 전기 탈이온장치(408)가 역삼투막 분리장치(404)의 뒤에 배치되고, 이온교환막과 이온교환 수지에 의해, 물 속에 용해되어 있는 이온을 전기적으로 제거하고 있다.
이에 의하여, 초순수 제조장치(407)상의 이온적인 부하를 감소시킨다. 이 때문에, 초순수 제조장치(407)의 수질이 향상됨과 동시에, 초순수 제조장치(407)의 러닝 코스트가 절감된다. 한편, 역삼투막 분리장치(404)와 전기 탈이온장치(408)의 농축물은, 나트륨이온을 포함하고 있다. 이 때문에, 상기 농축물을 제1 반응부(401)에 반송하여, 나트륨이온을 재이용하고, 신규의 pH 조정제로서의 수산화나트륨의 사용량을 감소시킨다.
(제29 실시예)
다음, 도32에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제29 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제29 실시예는, 도31의 제3 반응부(406)에, 금속산화세균배양조(409)로부터 금속산화세균을 투입하고 있는 점, 및 전기 탈이온장치(408)로부터의 처리수를 초순수 제조장치(410)에 도입하는 점이, 전술한 제28 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제29 실시예에서는, 전술한 제28 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제29 실시예에서는, 금속산화세균배양조(409)로부터, 제3 반응부(406)에 금속산화세균으로서 비소산화세균을 투입하고 있다. 이것이 산화공정을 이룬다. 금속함유폐수가 갈륨비소폐수인 경우, 제3 반응조(406)에 의해, 3가의 비소를 5가의 비소로 변화시켜, 비소를 무독화 및 안정화시킬 수 있다.
산화공정에서 산화제를 사용하는 방법도 있지만, 금속산화세균을 제3 반응조(406)에 투입함으로써, 러닝 코스트를 절감시킬 수 있다.
(제30 실시예)
다음, 도33에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제30 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제30 실시예에서는, 화합물 반도체 공장으로부터의 갈륨비소, 갈륨인 등의 폐수를 pH 조정조(90)에 도입하여, 가성 소다 등의 pH 조정제를 첨가한다. 이 pH 조정조(90)에는, 교반기(88)가 설치되어 있어, 기계적인 교반에 의해, 수산화 갈륨을 형성한다. 형성된 수산화 갈륨은, 쉽게 침전되고, 수산화물이기 때문에 플록으로 되어 충전재에 쉽게 부착된다.
이 pH 조정조(90)에서의 수산화 갈륨을 포함하는 폐수는, pH 조정조 펌프(87)에 의해, 유입관(91)으로부터, 다단 액중막 분리조(81)의 하부에 위치한 부착 침전부(84)에 도입된다. 부착 침전부(84)에는, 충전재(72)가 상부에 배치되어 있고, 상기 충전재 아래에, 충전재(72)에 부착된 금속수산화물로서의 수산화 갈륨을 정기적으로 공기 세정하기 위한 공기 확산 관(98)이 설치되어 있다. 이 공기 확산 관(98)은, 공기 배관에 의해, 블로워(77)에 접속되어 있다. 이 블로워(77)로서는, 일반적인 루츠 블로워를 선택하면 좋다.
이 부착 침전부(84)의 하부는, 수산화 갈륨을 침전시키기 위한 침전부(92)로 구성되어 있다. 이 침전부(92)에 침전된 수산화 갈륨은, 밸브(93)로부터 취출될 수 있다.
이 제30 실시예에서는, 부착 침전부(84)에서 1차 처리된 폐수가, 다음에 액중막부(83)로 이동하여, 액중막(85)에 의해, 물과 농축액으로 분리된다. 액중막(85)에 관해서는, 처리능력을 향상시키기 위해, 도33에 도시된 바와 같이, 액중막이 상하 3단에 배치된 다단 액중막부(83)를 채용하였다.
공기 확산 관(98)으로부터 토출되는 공기에 의해, 세정되고 있는 이 액중막(85)은 시간의 경과와 함께 능력이 저하되어 간다. 상기 경우에는, 유닛 수납되어 있는 액중막(85)을, 수평으로 평행 이동시키고, 액중막취출개구부(96)로부터 취출되는 새로운 액중막(85)과 교환할 수 있다.
상기 액중막(85)을 다단으로 배치하는 이유는, 다단 액중막 분리조(81)가 공장내에 설치될 필요가 있는 경우, 면적당 처리능력을 향상시킴으로써, 공장 건옥내의 조의 필요면적을 최소한으로 하기 위해서이다.
또한, 액중막부(83)에는 진동판(94)이 상하 3단으로 배치되고, 상기 진동판(94)을 가변형 주파수 발신기(99)로부터 신호선(100)을 경유하여 입력되는 신호에 의해 진동시킨다. 이 진동은 폐수를 매개로 하여 액중막(85)을 진동시킴으로써, 액중막(85)의 처리능력을 향상시킬 수 있다.
상기 가변형 주파수 발신기(99)는, 신호선(100)에 의해 결선되어 있는 상기진동판(94)의 구동부(도시되지 않음)에 소정 주파수의 신호를 입력함으로써, 상기 진동판(94)을 진동시킨다. 상기 가변형 주파수 발신기(99)는, 상기 출력신호를 가변시킴으로써, 진동판(101)의 진동폭을 조절할 수 있어, 액중막(85)의 처리능력을 변화시킬 수 있다.
또한, 액중막부(83)에 설치되어 있는 공기 확산 관(98)으로부터 토출되는 공기, 즉 기포에 의해, 상하 3단으로 제공된 액중막(5) 전부를, 효율적으로 세정할 수 있다.
상기 액중막(85)의 하부에 설치되어 있는 공기 확산 관(98)으로부터 토출되는 기포는, 액중막(85)의 막표면을 상시 세정하고 있다. 그 때문에, 상기 막은 미세한 고형물에 의해, 폐색되지 않는다. 액중막(85)으로서는, 주식회사 쿠보타, 주식회사 유아사 코퍼레이션, 쿠리타 공업주식회사, 미츠비시 레이온 주식회사 등에 의해 제조되는 액중막을 선택하면 좋다.
그리고, 상부(82)에 설치되어 있는 pH계(97)에 의해, 다단 액중막 분리조(81)내의 pH를 측정하여, 상기 pH 조정조(90)에 첨가되는 pH 조정제의 양을 조정하면 좋다. 이 pH 조정조(90)의 운전 조건은, pH계(89)에 의해 제어되며(제어선은 도시되지 않음), 조 내부의 pH4 내지 pH5의 범위내에서 조건을 제어하는 것이 바람직하다. 그러나, 이것은 절대적이지 않다.
상기 액중막부(83)에 설치되어 있는 액중막(85)은, 배관 및 튜브에 의해 처리수펌프(86)와 연결되어 있고, 이 처리수펌프(86)로부터, 막분리된 물을 얻을 수 있다. 이 처리수펌프(86)를 운전함으로써, 액중막(85)에 의해 물과 농축물이 서로 분리된다. 물은 배관 및 튜브를 통해 처리수펌프(86)에 의해, 다음 공정의 비소 및인 제거장치(78)에 도입되어, 비소와 인이 제거된다.
이 비소 및 인 제거장치(78)에서, 처리수로부터 비소와 인이 제거되어 얻어진 물은, 전처리장치(67)를 구성하는 활성탄 흡착장치(63), 역삼투막장치(64) 및 전기 탈이온장치(65)를 순차로 통해, 초순수 제조장치(66)에 도입되어 재이용된다.
한편, 활성탄 흡착장치(63)로부터의 역세수는, 부유 물질을 포함하고 있다. 물을 리사이클하기 위해서, 상기 역세수는 배관(68)에 의해, pH 조정조(90)에 반송, 도입되어, 재이용된다.
역삼투막장치(64)와 전기 탈이온장치(65)로부터의 농축물은, pH 조정제로서의 수산화나트륨이 pH 조정조(90)에 첨가되는 것에 의해, 나트륨이온을 포함하고 있다. 따라서, 상기 농축물이 배관(69,70)으로부터 pH 조정조(90)에 도입되어, 물과 나트륨이온이 재이용된다.
도42a에, 이 제30 실시예에서, 폐수내의 갈륨 및 비소의 농도가 통상의 농도인 경우, 액중막 분리조(81) 및 제2 액중막 분리조(124)에서의 체류시간을 나타내는 타이밍챠트를 도시한다. 도42b에, 이 제30 실시예에서, 폐수내의 갈륨 및 비소의 농도가 저농도인 경우, 액중막 분리조(81) 및 제2 액중막 분리조(124)에서의 체류시간을 나타내는 타이밍챠트를 도시한다. 도42a와 도42b를 비교 참조하면 알 수 있듯이, 저농도의 경우에는, 액중막 분리조(81,124)에서의 체류시간이 2분의 1로 단축되었다.
(제31 실시예)
다음, 도34에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제31 실시예를 실행하는폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제31 실시예는, 도33의 다단 액중막 분리조(81)의 하방에, 제2 액중막 분리조(124)를 배치한 시스템을 갖는 점만, 전술한 제30 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제31 실시예에서는, 전술한 제30 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제31 실시예에서는, 다단 액중막 분리조(81)의 하방에, 제2 액중막 분리조(124)를 배치한 시스템을 채용하고 있다. 이 제2 액중막 분리조(124)는, 제2 상부(125), 제2 액중막부(126) 및 제2 침전부(127)가 위에서 아래로 순차 설치되어 구성되어 있다.
이 제2 액중막 분리조(124)는, 다단 액중막 분리조(81)에 농축 침전된 농축액으로서의 수산화 갈륨을 더욱 물리적으로 농축시킬 수 있다.
이 제2 액중막 분리조(124)는, pH계(121)가 설치된 제2 상부(125)를 가지며, 이 제2 상부(125)는, 제2 액중막 분리조(124)내의 pH를 조정하는 역할을 맡고 있다. 제2 액중막 분리조(124)내의 제2 액중막부(126)에는, 제2 액중막(128)이 설치되어 있어, 수산화 갈륨을 폭기에 의해 교반하여, 물과 농축액의 농축 분리를 효과적으로 실시하고 있다. 이 폭기는, 블로워(131)에 의해 발생되는 공기를, 공기 확산 관(129)으로부터 토출시킴으로써 행해진다.
또한, 제2 침전부(127)는, 단지 수산화 갈륨을 침전 농축시키기 위한 침전부이다. 이 제2 침전부(127)에 침전된 수산화 갈륨은, 밸브(130)로부터 취출될 수 있다.
제2 액중막 분리조(124)내에서 분리된 물은, 처리수펌프(86)에 의해, 액중막부(3)에서 분리된 물과 합류되고, 상기 비소 및 인 제거장치(78)에 도입되어 처리된다.
(제32 실시예)
다음, 도35에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제32 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제32 실시예에서는, 전술한 제31 실시예의 다단 액중막 분리조(81) 및 제2 액중막 분리조(124)와는 별도로, 액중막(85)과 제2 액중막 분리조(124)(상세한 것은 도시되지 않음)로부터의 분리수를, pH 조정제와 응집제가 첨가된 제2 pH 조정조(90)에 도입한 후, 제3 액중막 분리조(80)와 제4 액중막 분리조(140)에 도입한다. 이 제32 실시예는, 이 점만, 전술한 제31 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제32 실시예에서는, 전술한 제31 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제32 실시예에 의하면, 제2 pH 조정조(90)에서, 교반기(88), pH계(89) 및 pH 조정조 펌프(87)가 설치된다. 비소 및 인을 포함하는 상기 분리수의 pH를 조정하면서, 응집제로서의 염화 제2철을 첨가하여 수산화철의 플록을 형성시킨다.
그리고, 비소 및 인은 수산화철의 플록과 함께, pH 조정조 펌프(87)에 의해, 제3 다단 액중막 분리조(80)의 제3 부착 침전부(136)에 도입된다. 그래서, 비소 및 인은, 수산화철의 플록이 침전될 때, 함께 침전(공침(共沈))되어, 침전물로서 제4 액중막 분리조(140)에 도입된다.
한편, 침전되지 않은 비소 및 인을 포함하는 수산화철의 플록은, 제1 다단 액중막 분리조(81)에서의 수산화 갈륨과 마찬가지로, 제3 다단 액중막 분리조(80)에서 처리된다.
즉, 이 제32 실시예에 의하면, pH 조정조(90)에서, 비소 및 인을 pH 조정제와 염화 제2철 등의 응집제에 의해 반응시켜, 플록 상태로 되게 하고, 제3 다단 액중막 분리조(80)에 도입하여, 액중막(85)에 의해, 물과 농축액으로 분리하고 있다. 제3 다단 액중막 분리조(80)의 액중막(85)에 의해 분리된 물은, 처리수펌프(86)에 의해, 활성탄 흡착장치(63)에 도입되어, 제31 실시예와 마찬가지로, 초순수 제조장치(16)에 대한 원수로서 리사이클된다.
한편, 침전물로서 제4 액중막 분리조(140)에 도입되고, 비소 및 인을 포함하는 수산화철의 플록은, 더욱 농축되어 고농도 비소 및 인 함유 슬러리로 된다. 이 제4 액중막 분리조(140)의 구조는, 상세히 도시되지 않지만, 상기 제2 액중막 분리조(124)와 동일하다.
그리고, 이 제4 액중막 분리조(140)에서 분리된 물은, 활성탄 흡착장치(63)에 도입되고, 제31 실시예와 마찬가지로, 초순수 제조장치(16)에 대한 원수로서 리사이클된다.
이 제32 실시예에 의하면, 상기 제1 내지 제4 액중막 분리조(81,124,80,140)에 의해, 폐수 처리능력을 향상시킬 수 있다. 동시에, 상기 제1 및 제3 액중막 분리조(81,80)에 의해, 2종의 금속(갈륨과 비소)을 분리한다. 그 후, 상기 2종의 금속(갈륨과 비소)도, 2단의 액중막 분리조(제2 액중막 분리조(124)와 제4 액중막 분리조(140))에 각각 농축될 수 있다. 이와 같이, 이 실시예에 의하면, 에너지를 가능한 한 세이브하면서, 상기 2종의 금속을 농축시킬 수 있다.
(제33 실시예)
다음, 도36에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제33 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제33 실시예는, 도35의 구성에 추가로 제5 액중막 분리조(152)가 설치되어 있는 점만, 전술한 제32 실시예의 시스템 구성과 상이하다. 따라서, 이 제33 실시예에서는, 전술한 제32 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제33 실시예에서는, 제32 실시예에서의 폐수처리시스템에, 제5 액중막(153)이 설치된 제5 액중막 분리조(152)가 부가되어 있다.
이 제5 액중막 분리조(152)에는, 현상폐수와 갈륨비소 등의 화합물 반도체 공장으로부터의 폐수의 일부가 도입되어 있다. 또한, 제5 액중막 분리조(152)는, 공기 확산 관(155)으로부터 토출되는 공기에 의해 폭기되어 있다. 그 때문에, 현상폐수의 유기물을 영양원으로서 사용하여, 미생물이 시간의 경과와 함께 번식해간다.
그리고, 이 제5 액중막 분리조(152)에는, 갈륨비소 등의 화합물 반도체 공장으로부터의 폐수의 일부가 도입된다. 그 때문에, 폐수내의 비소를 베이스로 하여 비소산화세균이 발생하게 된다.
이 제33 실시예에서 사용되고 있는 폐수처리장치를 단시간내에 일으키는 경우에는, 별도의 장소에서 비소산화세균을 미리 배양 번식시켜 놓은 후, 이것을 제5액중막 분리조(152)에 투입하여, 조기에 세균을 번식시키는 것도 가능하다.
그리고, 제5 액중막 분리조(152)에서 번식된 비소산화세균을, pH 조정조(90)를 통해, 제3 다단 액중막 분리조(80)에 도입하여, 다단 액중막 분리조(81)의 액중막(85)으로부터의 분리수와 혼합시킴으로써, 3가의 비소를 비소산화세균에 의해 5가의 비소로 산화시켜 안정화시킬 수 있다. 5가의 비소로 산화되어 안정화된 비소는, 그 후, 전술한 제32 실시예와 마찬가지로 처리된다.
이 제33 실시예에 의하면, 배양 농축된 비소산화세균을 제3 액중막 분리조(80)에 도입한다. 그 때문에, 이 제3 액중막 분리조(80)에서, 비소산화세균에 의해, 3가의 비소를 안정된 5가의 비소로서, 농축 분리할 수 있다. 또한, 약품으로서의 산화제를 사용하지 않기 때문에, 러닝 코스트를 절감시킬 수 있다.
또한, 상기 비소산화세균은, 제5 액중막 분리조(152)에서, 예컨대 화합물 반도체 제조 프로세스로부터 배출되는 현상폐수내의 유기물을 사용하여 번식하고, 또한 폐수에 포함된 비소를 베이스로 하여 번식gorks다. 따라서, 배양에 대해 비용이 드는 영양제를 사용하지 않고, 러닝 코스트를 절감시킬 수 있다.
(제34 실시예)
다음, 도37에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제34 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제34 실시예는, 도36의 제3 침전부(136)의 침전 농축액의 일부를 제5 액중막 분리조(152)에 반송하고 있는 시스템을 채용하고 있는 점만, 전술한 제33 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제34 실시예에서는, 전술한 제33 실시예와 동일한 구성 부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제34 실시예에서는, 제3 침전부(136)에서의 침전 농축액의 일부를, 제5 액중막 분리조(152)에 반송하여, 비소산화세균을 리사이클한다. 이 공정을 통해, 비소산화세균을 유효하게 이용하고 있다. 결과적으로는, 이 제34 실시예의 시스템내에서, 비소산화세균을 일정 농도로 유지할 수 있다.
(제35 실시예)
다음, 도38에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제35 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제35 실시예는, 도37에서의 제5 액중막 분리조(152)의 제5 침전부(161)에 침전 농축된 액을, 제1 다단 액중막 분리조(81)에 반송하고 있는 점만, 전술한 제34 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제35 실시예에서는, 전술한 제34 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제35 실시예에서는, 제5 액중막 분리조(152)의 제5 침전부(161)에 침전 농축된 액을, 제1 pH 조정조(90)를 경유하여, 제1 다단 액중막 분리조(81)에 반송하고, 액 내의 비소산화세균을 사용하여, 화합물 반도체 공장으로부터의 폐수내의 유기물을 처리하고 있다. 비소산화세균은, 비소를 산화시키는 것은 물론이고, 미생물이기 때문에, 폐수내의 유기물도 분해 처리한다.
이 제35 실시예에 의하면, 비소산화세균을 제1 액중막 분리조(81) 및 제3 액중막 분리조(80)에 도입한다. 비소산화세균이 가지는 유기물 분해능력을 이용하여, 3가의 비소를 안정된 5가의 비소로 변화시킬 뿐만 아니라, 폐수내의 유기물도 분해하여, 초순수 제조장치의 수질상의 유기물 부하를 더욱 감소시킬 수 있다.
(제36 실시예)
다음, 도39에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제36 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제36 실시예는, 도33에서의 다단 액중막 분리조(81)의 하방에 증발장치(179)를 배치한 시스템을 채용하고 있는 점만, 전술한 제30 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제36 실시예에서는, 전술한 제30 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제36 실시예에서는, 제30 실시예의 액중막 분리조(81)로부터 얻어지는 침전 농축액, 즉 수산화 갈륨을 증발장치(179)에 의해, 단시간내에 희망의 농도까지 농축시킬 수 있다.
(제37 실시예)
다음, 도40에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제37 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제37 실시예는, 도36(제33 실시예)의 제2 액중막 분리조(124) 및 제4 액중막 분리조(140)의 대체설비로서 증발장치(79)를 배치하고 있는 폐수처리시스템을 채용하는 점만, 전술한 제33 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제37 실시예에서는, 전술한 제33 실시예에서의 시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제37 실시예에서는, 제1 액중막 분리조(81)와 제3 액중막 분리조(80)로부터 얻어지는 침전 농축액, 즉 수산화 갈륨, 비소 및 인을 함유하는 슬러리를, 증발장치(79,79)에 의해, 단시간내에 희망의 농도까지 농축시킬 수 있다.
(제38 실시예)
다음, 도41에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제38 실시예의 구성을 도시한다.
도38을 참조하여 설명한 제35 실시예에서는, 유입수가 갈륨비소, 갈륨인 등을 포함하는 화합물 반도체 공장으로부터의 폐수이다. 이에 대하여, 상기 제38 실시예는, 유입수가 과산화수소(과수) 함유 갈륨비소, 갈륨인 등을 포함하는 화합물 반도체 공장으로부터의 폐수인 점만, 제35 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제38 실시예에서는, 전술한 제35 실시예에서의 시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
이 제38 실시예에서는, 유입수가 과산화수소(과수) 함유 갈륨비소, 갈륨인 등을 포함하는 화합물 반도체 공장으로부터의 폐수이다. 따라서, 폐수내에 과산화수소(과수)가 포함되어 있다.
이 제38 실시예에서는, 제1 액중막 분리조(81)와 제2 액중막 분리조(124)에, 비소산화세균이 도입되어 있다. 따라서, 시간의 경과와 함께 미생물 농도가 상승하고, 혐기성 미생물도 부분적으로 번식해간다. 그리고, 이 혐기성 미생물이 가지는 환원성에 의해, 산화제로서의 과산화수소(과수)가 분해된다.
이와 같이, 폐수내의 과산화수소가 분해되면, 초순수 제조장치(66)에 대한 원수로서 폐수를 리사이클하기 쉬워진다. 상기 폐수가 초순수 제조장치(16)에 대한원수로서 쉽게 리사이클되는 수질이란, 과산화수소 이외의 이온, 유기물, 미립자 등의 모든 수질항목이 처리된 것을 의미한다.
(제5 실험예)
다음, 구체적인 실험예로서, 도33에 도시된 제30 실시예와 동일한 구조의 실험장치를 사용한 실험예를 설명한다.
이 제5 실험예에서는, 다단 액중막 분리조(81)의 용량을 160리터로 설정하였다. 그리고, 주식회사 쿠보타의 A4 사이즈의 액중막을 10장 사용하여 실험하였다.
이 때, 화합물 반도체 공장으로부터의 유입 폐수내의 갈륨농도는, 약 100ppm 내지 2000ppm의 범위내에서 상당히 변동된다. 그러나, 다단 액중막 분리조(81)에서 처리함으로써, 50000ppm의 농도의 갈륨을 슬러리의 형태로 얻을 수 있었다.
그리고, 액중막(85)으로부터 얻어진 분리수를 비소 및 인 제거장치(78), 및 일련의 전처리장치(67)에 도입하여 처리하고, 초순수 제조장치에 대한 원수로서 재이용하였다.
(제6 실험예)
다음, 구체적인 실험예로서, 도34에 도시된 제31 실시예와 동일한 구조의 실험장치를 사용한 실험예를 설명한다.
이 제6 실험예에서는, 다단 액중막 분리조(81)와 제2 액중막 분리조(124)의 용량을 각각 160리터로 설정하였다.
그리고, 각각의 액중막 분리조에 주식회사 쿠보타의 A4 사이즈의 액중막을 10장씩 합계 20장 사용하여 실험하였다.
이 때, 유입 갈륨농도는, 약 1O0ppm 내지 약 2000ppm의 범위내에서 상당히 변동된다. 그러나, 제1 액중막 분리조(81)와 제2 액중막 분리조(124)에서 처리함으로써, 약 80000ppm의 농도의 갈륨을 포함하는 슬러리를 얻을 수 있었다.
(제39 실시예)
도43에, 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제39 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제39 실시예는, 화합물 반도체 공장으로부터의 금속함유폐수(보다 구체적으로는, 갈륨폐수)의 처리방법이며, 갈륨(수산화 갈륨)과 pH 조정제로서의 나트륨이온을 회수하는 것이 가능한 폐수처리방법이다.
화합물 반도체 공장으로부터의 갈륨폐수로서는, (1) 다이싱폐수, (2) 농후에칭폐수 및 (3) 수세수가 있다.
상기 물질 (1), (2) 및 (3)의 혼합폐수, 즉 산성의 갈륨폐수로서의 금속함유폐수는, 제1 pH 조정조(501)에 도입된다. pH 조정제로서의 수산화나트륨이 첨가되어 반응을 일으켜, 수산화 갈륨의 수산화물 갈륨 플록을 형성한다.
그리고, 수산화 갈륨 플록을 함유한 폐수는, 제1 pH 조정조(501)로부터 포말 분리조(541)에 도입되고, 수산화 갈륨 플록에 잔 기포가 부착되어 부상(浮上)한다. 이 잔 기포는, 포말 분리조(541)의 내부에 설치된 포말분리기(542)로부터 발생된다.
그리고, 이 포말 분리조(541)에서 부상한 수산화 갈륨 플록은, 증발장치(579)에 도입되어, 농축된다.
도57에, 이 포말 분리조(541)의 상세한 구조를 도시한다. 도57에서, 참조부호 841이 포말 분리조(541)를 나타낸다. 이 포말 분리조(841(541))에는, 포말분리기(842)가 설치되어 있다. 포말분리기(842)는, 상부에 공기를 취입하기 위한 흡기구(847)가 있다. 취입된 공기는, 중공 샤프트(hollow shaft)(845)를 통과하여, 최하부에 위치한 임펠러(impeller)(846)로부터, 잔 공기 즉, 미세한 기포(811)로서 토출된다. 이 포말 분리조(841)에는, 수산화 갈륨 플록을 함유한 폐수가 폐수입구관(844)으로부터 유입되고, 수산화 갈륨 플록에는 미세한 기포(811)가 부착되어 부상한다.
기포(811)가 부착되어 부상한 수산화 갈륨 플록은, 포말 분리조(841)의 상부에 위치한 포말출구관(848)으로부터 유출된다. 포말 분리조(841)의 하부에는, 처리수 출구관(849)이 위치하고 있어, 수산화 갈륨 플록이 분리, 제거된 처리수가 유출된다. 이 수산화 갈륨 플록이 직접 처리수 출구관(849)으로부터 유출되지 않도록, 방해판(850)이 처리수 출구관(849)의 가까운 위치에 설치되어 있다.
한편, 포말 분리조(541)에서, 수산화 갈륨 플록이 분리된 처리수는, 다소 미세한 수산화 갈륨 플록을 포함하고 있다. 그리고, 다소 미세한 수산화 갈륨 플록을 포함하는 물은, 처리수 출구관(849)으로부터, 부착 침전부와 진동판을 갖는 도43의 다단형 액중막 분리장치(502)에 도입되어, 물과 농축액으로 분리된다. 농축된 농축액은 상기 증발장치(579)에 도입되어 더욱 농축되고, 고농도 금속 함유 슬러리로 된다.
또한, 증발장치(579)로부터 발생된 수증기는, 냉각장치(580)에 도입되어 냉각되어, 물로 형성되고, 제2 pH 조정조(503)에 도입되어 pH 조정된다.
한편, 다단형 액중막 분리장치(502)에서 분리된 물은, pH 조정제로서의 수산화나트륨이 제2 pH 조정조(503)에 첨가되어 pH 조정된 후, 역삼투막 분리장치(504)에 도입되어 처리된다. 처리된 물은 처리수로 되어, 방류된다.
또한, 역삼투막 분리장치(504)에 의해 농축된 나트륨이온은, 제1 pH 조정조(501)에 반송, 도입되어, 산성의 금속함유폐수의 갈륨폐수의 pH 조정에 재이용된다.
이 제38 실시예에 의하면, 금속(갈륨)함유폐수를, 제1 pH 조정조(501), 포말 분리조(541), 다단형 액중막 분리장치(502) 및 역삼투막 분리장치(504)에서 처리하여, 처리수를 얻을 수 있다. 포말 분리조(541)에서 부상 분리된 부상물로서의 금속수산화물(수산화 갈륨 플록)과 다단형 액중막 분리장치(502)에서 침전 농축된 농축물(수산화 갈륨)을 직접 증발장치(579)에 도입하여, 단시간내에 금속 함유 슬러리를 얻을 수 있다.
또, 상기 다단형 액중막 분리장치(502)는, 후술하는 제43 실시예(도47)에 상술되는 다단형 액중막 분리장치(601)와 동일한 구조로 되어 있다.
(제40 실시예)
다음, 도44에 본 발명의 금속함유폐수 처리방법의 제40 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 도시한다.
이 제40 실시예는, 도43(제39 실시예)의 다단형 액중막 분리장치(502)의 뒤에, (1) pH 조정제와 응집제가 첨가되는 반응조(506)와, 부착 침전부 및 진동판을갖는 제2 다단형 액중막 분리장치(505)가 배치되어 있는 점, 및 (2) 역삼투막 분리장치(504)의 뒤에 초순수 제조장치(507)가 배치되어 있는 점이, 전술한 제39 실시예와 상이하다.
또한, 이 제40 실시예는, 제2 다단형 액중막 분리장치(505)의 농축물을 증발장치(579)에 도입하여 농축하는 점, 및 증발장치(579)로부터 발생된 수증기를 냉각장치(580)에 도입하여, 얻은 물을 제2 pH 조정조(503)에 도입하고 있는 점이, 전술한 제39 실시예와 상이하다. 따라서, 이 제40 실시예에서는, 전술한 제39 실시예에서 채용되는 시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다.
화합물 반도체 공장에서는, 갈륨비소를 대표로 하는 화합물 반도체가 사용되어, 갈륨비소폐수가 배출된다. 이 도44를 참조하여 설명하는 제40 실시예는, 갈륨비소폐수를 확실히 처리하여 얻은 물을 초순수 제조장치(507)에 대한 원수로서 재이용하는 금속함유폐수 처리방법이다.
우선, 제1 pH 조정조(501)에 pH 조정제로서의 수산화나트륨을 첨가함으로써, 갈륨비소폐수, 또는 금속함유폐수내의 갈륨을 수산화 갈륨 플록으로서 포말 분리조(541) 및 다단형 액중막 분리장치(502)에서 분리한다. 다음, 부착 침전부와 진동판을 갖는 다단형 액중막 분리장치(502)에서 얻은 비소를 포함하는 처리수는, pH 조정제로서의 수산화나트륨과 응집제로서의 염화 제2철을 반응조(506)에 첨가하여 반응시킨다. 그리고, 상기 결과의 액을 부착 침전부와 진동판을 갖는 제2 다단형 액중막 분리장치(505)에 의해 비소 농축물과 물로 분리시킨다.
이 제2 다단형 액중막 분리장치(505)는, 후술의 제45 실시예(도49)의 다단 액중막 분리장치(669)와 동일한 구조이므로, 제45 실시예에서 상술하는 것으로 한다.
처리수내의 비소는, 제2 다단형 액중막 분리장치(505)에서 농축액으로 분리되어, 금속 함유 슬러리로서의 비소 함유 슬러리로 된다. 한편, 비소를 분리하여 얻은 처리수는, 제2 pH 조정조(503)에서, pH 조정제로서의 수산화나트륨이 첨가되어, pH 조정되고, 또한 역삼투막 분리장치(504)에 도입된다. 이 역삼투막 분리장치(504)에 도입되어 얻어진 처리수는, 초순수 제조장치(507)에 도입된다.
그리고, 이 초순수 제조장치(507)에 의해 제조된 초순수는, 각 생산장치(581)에서 사용된다.
각 생산장치(581)로부터의 금속함유폐수는, 제1 pH 조정조(501)에 다시 도입되고, 폐수를 전혀 발생시키지 않아, 완전 폐쇄 시스템을 완성하고 있다.
역삼투막 분리장치(504)에 의해 얻어진 농축액에 포함되는 나트륨이온은, 제1 pH 조정조(501)에 반송되어 pH 조정제로서 재이용되므로, 신규의 pH 조정제의 사용량을 감소시킨다.
이와 같이, 이 제40 실시예에 의하면, 금속함유폐수를, 제1 pH 조정조(501), 포말 분리조(541), 다단형 액중막 분리장치(502), 반응조(506), 제2 다단형 액중막 분리장치(505), 제2 pH 조정조(503) 및 역삼투막 분리장치(504)에서 처리한다. 상기 처리수를 초순수 제조장치(507)에 도입하여 초순수를 제조하고, 상기 초순수를 각 생산장치(581)에 공급하여 재이용할 수 있다.
또한, 포말 분리조(541)에서 부상, 분리된 부상물로서의 금속수산화물, 및 다단형 액중막 분리조(502)에서 침전, 농축된 농축물을 증발장치(579)에 도입하여, 제1 금속 함유 슬러리(수산화 갈륨)를 얻을 수 있다. 또한, 제2 다단형 액중막 분리장치(505)에서 침전, 농축된 농축물을 증발장치(579)에 도입하여, 제2 금속 함유 슬러리(비소 및 인 함유 슬러리)를 얻을 수 있다. 이 공정을 통해, 단시간내에 두 가지의 고농도 금속 함유 슬러리를 얻을 수 있다.
(제41 실시예)
다음, 도45는 이 발명의 금속함유폐수의 처리방법의 제41 실시예에서의 폐수처리시스템의 구성을 나타낸다.
이 제41 실시예는, 상기 도4(제40 실시예)와 비교하여, 제40 실시예의 역삼투막 분리장치(504)의 뒤에, 전기 탈이온장치(508)가 배치되어 있는 점과 전기 탈이온장치(508)로부터의 농축물을, 다른 농축물과 합류시켜, 제1 pH 조정조(501)에 도입하고 있는 점만이, 제40 실시예와 다르다.
따라서, 이 제41 실시예에서는, 상기 제40 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 부호를 부기하고 상세한 설명을 생략한다.
전기 탈이온장치(508)는, 역삼투막 분리장치(504)의 뒤에 배치되고, 물속에 용해되어 있는 이온을, 이온교환막과 이온교환 수지를 이용하여 전기적으로 제거하고 있다.
따라서, 초순수 제조장치(507)에 대한 이온적인 부하를 감소시키기 때문에, 초순수 제조장치(507)의 수질이 향상되고, 초순수 제조장치(507)의 운영비용이 감소된다. 한편, 역삼투막 분리장치(504)와 전기 탈이온장치(508)의 농축물은, 나트륨이온을 포함하고 있기 때문에, 제1 반응부(501)에 반송하여 나트륨이온을 재이용함으로써, 신규의 pH 조정제로서의 수산화나트륨의 사용량을 감소시킨다.
상기한 바와 같이, 이 제41 실시예에서는, 금속함유폐수를, 제1 pH 조정조(501), 포말분리조(541), 제1 다단형 액중막 분리장치(502), 반응조(506), 제2 다단형 액중막 분리장치(505), 제2 pH 조정조(503), 역삼투막 분리장치(504), 및 전기 탈이온장치(508)에서 처리한다. 상기 처리수를 초순수 제조장치(507)에 도입하여 초순수를 제조하고, 그 초순수를 각 생산장치(581)에 공급한다.
또한, 포말분리조(541)에서 부상분리한 부상물로서의 금속수산화물과 다단형 액중막 분리조(502)에서 침전농축한 농축물을 증발장치(579)에 도입하여, 제1 금속함유 슬러리(수산화 갈륨)를 얻을 수 있다. 또한, 제2 다단형액중막 분리장치(505)에서 침전, 농축한 농축물을 증발장치(579)에 도입하여, 제2 금속함유 슬러리(비소 및 인 함유 슬러리)를 얻을 수 있다. 상기 공정으로 통해, 단시간에, 두 가지의 고농도 금속함유 슬러리를 얻을 수 있다. 이 제41 실시예에 의하면, 전기 탈이온장치(508)의 존재에 의해, 초순수 제조장치(507)에 부하를 걸지 않고, 초순수를 제조할 수 있다.
(제42 실시예)
다음, 도46은, 이 발명의 금속함유폐수의 처리 및 금속의 회수방법의 제42 실시예의 구성을 나타낸다.
이 제42 실시예는, 상기 도45(제41 실시예)에 있어서, 제41 실시예의반응조(506)에 금속산화 세균배양조(509)로부터 금속산화세균을 투입하고 있는 점만이, 제41 실시예와 다르다. 따라서, 이 제42 실시예에서는, 상기 제41 실시예에서의 시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 부호를 부기하고 상세한 설명을 생략한다.
이 제42 실시예에서는, 제3 반응부(506)에, 금속산화 세균배양조(509)로부터 금속산화세균을 투입하고 있다. 상기 공정을 통해, 구체적으로는, 금속함유폐수가 갈륨비소폐수인 경우, 반응조(506)에 있어서, 3가의 비소를 5가의 비소로 바꾸어, 무독화 또한 안정화하는 산화공정이 행해진다.
또, 산화공정에서 차아염소나트륨 등의 산화제를 사용하는 방법도 있지만, 운영비용의 관계로부터, 금속산화세균을 사용하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 금속산화세균으로서 비소산화세균을, 금속산화 세균배양조(509)로부터 투입하고 있다.
(제43 실시예)
다음, 도47은, 이 발명의 금속함유폐수의 처리방법의 제43 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 나타낸다.
이 제43 실시예에서는, 각 생산장치(681)로부터 발생하는 갈륨비소, 갈륨인 등을 함유하는 화합물반도체 폐수를, pH 조정조(649)에 도입하여, 가성 소다 등의 pH 조정제를 첨가한다. pH 조정조(649)에는, 교번기(633)가 설치되어 있고, 기계적인 교번에 의해, 수산화 갈륨 플록(flock)을 형성한다.
상기 형성된 수산화 갈륨 플록은, 침전하기 쉽게 되고, 수산화물이기 때문에플록 형태로 되어 기포가 부착하기 쉽고, 또한, 후술의 충전재(622)에도 부착하기 쉽게 된다.
수산화 갈륨 플록을 함유한 폐수는, 포말분리조(641)에 도입되고, 수산화 갈륨 플록에 잔 기포가 부착하여 부상한다. 잔 기포은, 포말분리조(641)의 내부에 설치된 포말분리기(642)에서 발생한다.
그 후, 부상한 수산화 갈륨 플록은, 포말분리조(641)의 상부로부터 유출하여 증발장치(679)에 도입되고, 증발장치에서 수분이 증발하여, 농축된다. 이 포말분리조(641)에서 수산화 갈륨 플록이 분리된 폐수는, 포말분리조 펌프(643)에 의해, 제1 다단형 액중막 분리조(601)의 하부에 위치하는 부착침전부(604)에 유입관(623)으로부터 도입된다.
이 부착침전부(604)에는, 충전재(622)가 상부에 배치되고, 그 밑에 충전재(622)에 부착한 금속수산화물로서의 수산화 갈륨을 정기적으로 공기세정하기 위해 공기 확산 관(air diffusion pipe)(608)이 설치되어 있다. 상기 충전재(622)로서, TBR 주식회사의 상품명이 MOOR CORD인 100 mm의 방사상 루프형 코드(radially looped cord)를 빈틈이 크지 않도록 전체에 설치하였다. 이 충전재(622)에 부착한 미세한 수산화 갈륨 플록은, 시간의 경과와 동시에, 큰 수산화 갈륨으로 되어, 부착침전부(604)의 하부에 침전하기 쉽게 된다.
공기 확산 관(608)은, 공기배관에 의해 블로워(blower)(609)와 접속되어 있다. 블로워(609)로서는, 일반적인 Roots 블로워를 선정하면 좋다.
또한, 부착침전부(604)의 하부는, 수산화 갈륨을 침전시키기 위한침전부(644)로 구성되어 있다.
상기 부착침전부(604)에서, 1차처리된 폐수는, 다음에, 액중막부(603)로 이동하여, 액중막(605)에 의해, 물과 농축액으로 분리된다. 이 액중막(605)은, 처리능력을 향상시키기 위해, 이 제43 실시예에서는, 상하 3단으로 구성된다.
그 후, 이 액중막(605)은, 공기 확산 관(608)으로부터 토출하는 공기에 의해 공기세정되고 있지만, 시간의 경과와 동시에, 능력이 감소하게 된다.
상기한 경우에는, 유닛(도시 안함)에 수납되어 있는 액중막(605)을, 액중막 취출 치구(submerged membrane unloading jig)(607)를 사용하여, 액중막 취출 개구부(608)로부터, 수평으로 평행이동하여 취출하고, 새로운 액중막(605)과 교환한다. 이 액중막(605)을 상하 다단으로 배치하는 이유는, 다단 액중막 분리조(601)를 공장건옥내에 설치해야 하는 경우, 면적당 처리능력을 향상시켜, 공장건옥내의 필요면적을 최소한으로 하기 위해서이다.
또한, 액중막부(603)에는, 액중막(605)을 진동시켜, 액중막(605)의 처리능력을 향상시키는 진동판(624)이 상하3단으로 배치되어 있다. 이 진동판(624)은, 진동폭을 조정하여 처리능력을 변경하기 위한 가변형 주파수발진기(626)에 신호선(625)으로 결선되어 있다. 즉, 가변형 주파수발진기(626)에 의해, 진동판(624)의 진동폭을 자유롭게 조정하여, 액중막(605)의 처리능력을 변경할 수 있다. 또, 상기 진동판(624)의 진동은, 처리수를 통해, 상기 액중막(605)에 전달된다.
또한, 액중막부(603)에 설치되어 있는 공기 확산 관(608)으로부터 토출되는 공기, 즉 기포에 의해, 상하 3단으로 배치된 액중막(605)을 모두 효율적으로 세정할 수 있다. 또한, 액중막(605)의 하부에 설치되어 있는 공기 확산 관(608)으로부터 토출되는 기포는, 액중막(605)의 막표면을 항상 세정하고 있기 때문에, 미세한 고형물에 의해 폐색하지 않는다.
이 액중막(605)으로서는, 주식회사 쿠보타(Kubota Corp.), 주식회사 유아사 코포레이션(Yuasa Corp.), 쿠리타 공업주식회사(Kurita Water Industries Ltd.), 미츠비시 레이온 주식회사(Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) 등의 액중막을 선정하면 좋다.
그 후, 상부(602)에 설치하여 놓은 pH계(621)에 의해, 다단형 액중막 분리조(601)내의 pH를 측정하고, 상기 pH 조정조(649)에 첨가되어 있는 pH 조정제의 양을 조정하는 것이 좋다. 작동조건은, pH계(621)에 의해 제어(제어선은 도시 안함)되고, pH4∼pH5의 범위에서 관리하는 것이 바람직하지만 절대적이지 않다.
액중막부(603)에 설치하여 놓은 액중막(605)은, 배관 및 튜브에 의해 처리수펌프(606)와 연결되어 있고, 막분리된 폐수를 얻을 수 있다. 이 처리수펌프(606)를 운전함으로써, 액중막(605)에서 물과 농축물이 분리된다. 물은 배관 및 튜브를 통해 처리수펌프(606)에 의해 다음공정의 비소 인제거장치(678)에 도입되어, 비소와 인이 제거된다.
비소와 인이 제거된 후의 처리수는, 활성탄 흡착장치(613), 역삼투막장치(614), 전기 탈이온장치(615)를 지나서, 초순수 제조장치를 구성하는 자외선살균기(682), 카트리지 폴리셔(683), 및 울트라 필터장치(684)에 도입되어 초순수가 제조된다.
한편, 활성탄 흡착장치(613)로부터의 역세수와 울트라 필터장치(684)로부터의 농축물은, 부유물질이나 미립자를 포함하고 있지만, 물을 리사이클하기 위해 pH 조정조(649)에 반송도입되어 물이 재이용된다.
또한, 역삼투막장치(614)와 전기 탈이온장치(615)로부터의 농축물은, 배관(619,620)으로부터, pH 조정조(649)에 도입된다. pH 조정제로서의 수산화나트륨이 pH 조정조(649)에 첨가되어 있는 것에 의해, 상기 농축물에는 나트륨이온이 포함되고 있기 때문에, 물과 나트륨이온이 재이용된다.
울트라 필터장치(684)로부터의 농축물은, 단지 미립자를 포함하고 있는 물이기 때문에, pH 조정조(649)로 되돌리는 대신, 밸브(610)로부터, 자외선살균기(682)의 전단으로 되돌리는 경우도 있다.
또한, 상기 초순수 제조장치를 구성하는 자외선살균기(682), 카트리지 폴리셔(683), 및 울트라 필터장치(684)에 도입되어 제조된 초순수는, 각 생산장치(681)에 송수되어, 목적에 따라 사용된다. 따라서, 각 생산장치(681)로부터 갈륨비소, 갈륨인 등을 함유하는 화합물반도체 폐수가 발생한다. 그 후, 이 갈륨비소, 갈륨인 등을 함유하는 화합물반도체 폐수는, 다시 pH 조정조(649)에 도입되어 완전 폐쇄 시스템이 완성된다.
(제44 실시예)
다음, 도48은, 이 발명의 금속함유폐수의 처리방법의 제44 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 나타낸다.
이 제44 실시예는, 도47(제43 실시예)의 다단형 액중막 분리조(601)의 하부에 제2 액중막 분리조(634)를 배치하고 있는 점만이, 상기 제43 실시예와 다르다. 따라서, 이 제44 실시예에서는, 상기 제43 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 부호를 부기하고 상세한 설명을 생략한다.
이 제44 실시예에서는, 다단형 액중막 분리조(601)의 아해(하단)에, 위에서부터 제2 상부(635), 제2 액중막부(636), 및 침전부(637)로 구성되는 제2 액중막 분리조(634)를 배치하고 있다.
따라서, 이 제44 실시예에 의하면, 다단형 액중막 분리조(601)에서, 농축침전한 농축액으로서의 수산화 갈륨을, 제2 액중막 분리조(634)에서 물리적으로 더 농축할 수 있다. 이 제2 액중막 분리조(634)에는, pH계(621)가 설치된 제2 상부(635)가 구성되어 있다. 이 제2 상부(635)는, 제2 액중막 분리조(634)내의 pH를 조정하는 역할을 한다.
이 제2 액중막 분리조(634)내의 제2 액중막부(636)에는, 제2 액중막(628)이 설치되어, 수산화 갈륨을 폭기에 의해 교번하여 물과 농축액과의 농축분리를 효과적으로 실시하고 있다. 이 폭기는 블로워(631)로부터 발생하는 공기가 공기 확산 관(629)로부터 토출되는 것에 의해 행해진다. 또한, 이 제2 액중막 분리조(634)의 제2 침전부(637)는, 단지 수산화 갈륨을 침전농축하기 위한 침전부이다.
이 제2 액중막 분리조(634) 내에서 분리된 물은, 처리수펌프(606)에 의해, 다단형 액중막 분리조(601)의 액중막부(603)에서 분리된 물과 합류되고, 비소 인 제거장치(678)에 도입되어 처리된다.
또한, 이 제2 액중막 분리조(634)내의 제2 액중막부(636)에서 농축된 수산화갈륨은, 증발장치(679)에 도입되어 증발농축된다. 이 증발농축된 농축물은, 고농도 수산화 갈륨으로 되어, 제조업자에게 취해진다. 한편, 상기 증발장치(679)에서 증발된 수증기는, 냉각장치(680)에 의해 냉각되어 물이 되고, 비소 인 제거장치(678)에 도입되어, 처리된다.
상기한 바와 같이, 이 제44 실시예에 의하면, 다단형 액중막 분리조(601)의 아래쪽에는 제2 액중막 분리조(634)가 배치되어 있다. 따라서, 수산화 갈륨을 2 단계에서 고농도로 농축할 수 있다. 따라서, 증발장치(679)의 부하를 감소시킬 수 있고, 증발장치(379)에 의해 사용되는 에너지를 감소시킬 수 있다.
도56a는, 이 제44 실시예에 있어서, 폐수중의 갈륨과 비소의 농도가, 통상농도의 경우에서의 액중막 분리조(601)에서의 체류시간 및 제2 액중막 분리조(634)에서의 체류시간을 나타내는 타이밍챠트를 나타낸다. 또한, 도56b는, 이 제44 실시예에 있어서, 폐수중의 갈륨과 비소의 농도가, 저농도인 경우에서의 액중막 분리조(601)에서의 체류시간 및 제2 액중막 분리조(634)에서의 체류시간을 나타내는 타이밍챠트를 나타낸다. 도56a와 도56b를 비교참조하면 알 수 있는 바와 같이, 저농도의 경우에는, 각 액중막 분리조에 있어서의 체류시간을 2분의 1로 하였다.
(제45 실시예)
다음, 도49는 이 발명의 금속함유폐수의 처리방법의 제45 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 나타낸다.
이 제45 실시예는, 다단형 액중막 분리조(601)와 제2 액중막 분리조(666)(634)와는 별도로, 액중막(605)과 제2 액중막 분리조(666)(634)로부터의 분리수를, pH 조정제와 응집제가 첨가되는 반응조(670)에 도입한 후, 제3 액중막 분리조(669)와 제4 액중막 분리조(690)에 도입하여 처리하고 있다. 이 제45 실시예는, 이 점이, 상기 제44 실시예와 다르다. 따라서, 이 제45 실시예에서는, 전술의 제66실시예와 동일한 구성부분에 관해서는 상세한 설명을 생략한다.
이 제45 실시예에서는, 반응조(670)에, 교번기(633), pH계(621) 및 반응조 펌프(687)가 설치되어 있다. 비소 및 인을 포함하는 상기 제2 액중막 분리조(666)로부터의 분리수를 pH조정하면서, 응집제로서의 염화제2철을 첨가하여 수산화철의 플록을 형성시킨다. 그 후, 비소 및 인은, 수산화철의 플록과 같이, 반응조 펌프(687)에 의해, 제3 다단형 액중막 분리조(669)의 제3 부착침전부(667)에 도입된다.
그 후, 비소 및 인은, 수산화철의 플록이 침전할 때, 함께 침전(공침)하고, 침전물로서 제4 액중막 분리조(690)에 도입된다.
한편, 침전하지 않고 비소 및 인을 포함하는 수산화철의 플록은, 다단형 액중막 분리조(601)에 있어서의 수산화 갈륨과 유사하게, 제3 다단형 액중막 분리조(669)에서 처리된다.
즉, 반응조(670)에서, 비소 및 인을 pH 조정제와 염화제2철 등의 응집제에 의해 반응시키고, 제3 다단형 액중막 분리조(669)에 도입하여, 액중막(605)에 의해, 물과 농축액으로 분리하고 있다.
이 제3 다단형 액중막 분리조(669)의 액중막(605)에 의해 분리된 물은, 처리수펌프(606)에 의해, 활성탄 흡착장치(613)에 도입되어, 제44 실시예와 같이, 자외선살균기(682), 카트리지 폴리셔(683), 및 울트라 필터장치(684)로 구성되는 초순수 제조장치에 대한 원수로서 리사이클된다.
한편, 침전물로서 제4 액중막 분리조(690)(상세하게 도시하지 않음)에 도입된 비소 및 인을 포함하는 수산화철의 플록은, 더욱 농축되어 고농도비소 및 인을 함유한 슬러리로 된다.
그 후, 제4 액중막 분리조(690)에서 분리된 물은, 활성탄 흡착장치(613)에 도입되어, 제44 실시예와 같이, 초순수 제조장치에 대한 원수로서 리사이클된다. 이 제4 액중막 분리조(690)에서 농축된 비소 인 농축물은, 증발장치(679)에 도입되어 증발농축된다. 이 증발농축된 농축물은, 고농도 비소 및 인을 함유한 슬러리로 되어, 제조업자에에 돌아간다.
또한, 상기 증발장치(679)에서 증발한 수증기는, 냉각장치(680)에서 냉각되어 물로 되고, 그 물은, 활성탄 흡착장치(613)에 도입되어, 제44 실시예와 같이, 상기 초순수 제조장치에 대한 원수로서 리사이클된다.
상기한 바와 같이, 이 제45 실시예에 의하면, 제1 및 제3 다단형 액중막 분리조(601,669)에 의해, 금속함유폐수에 함유되는 금속을, 갈륨과 그 이외의 금속(비소, 인 등)으로 분리한다. 또한, 제1 다단형 액중막 분리조(601)의 아래쪽에는 제2 액중막 분리조(666)가 배치되고, 제3 다단형 액중막 분리조(669)의 아래쪽에는, 제4 액중막 분리조(690)가 배치되어 있다. 따라서, 제1, 제3 다단형 액중막 분리조(601,669)에 있어서, 각각 2단에 액중막 분리조(666,690)가 배치되어 있다. 수산화 갈륨과 비소 인 함유 슬러리를, 고농도로 얻을 수 있고, 증발장치(679)에서농축할 수 있다. 또한, 각 2단의 액중막을 갖는 액중막 분리조(601,666,669,690)에서 농축하고 있기 때문에, 그 다음 단의 증발장치(679,679)의 부하를 감소시킬 수 있고, 증발장치에서 사용되는 에너지를 감소시킬 수 있다.
(제46 실시예)
다음, 도50은, 이 발명의 금속함유폐수의 처리방법의 제46 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 나타낸다.
이 제46 실시예는, 도49의 제45 실시예에, 제5 액중막 분리조(652)가 추가 설치되어 있는 점만이, 제45 실시예와 다르다. 따라서, 이 제46 실시예에서는, 상기 제45 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 부호를 부기하고 상세한 설명을 생략한다.
이 제46 실시예에서는, 제5 액중막(653)이 설치된 제5 액중막 분리조(652)가 최후단에 설치된 폐수처리시스템을 사용하고 있다.
이 제5 액중막 분리조(652)에는, 현상폐수와 갈륨비소 등의 화합물반도체 폐수의 일부가 도입되어 있다. 또한, 이 제5 액중막 분리조(652)는, 공기 확산 관(655)으로부터 토출되는 공기에 의해 폭기되기 때문에, 현상폐수의 유기물을 영양원으로서 사용하여 미생물이 시간의 경과와 함께 번식하게 된다. 그 후, 이 제5 액중막 분리조(652)에는, 갈륨비소 등의 화합물반도체 폐수의 일부가 도입되기 때문에, 폐수중의 비소에 기초하여 비소산화세균이 발생하게 된다.
이 제46 실시예에서의 폐수처리시스템을 단시간에 시작하는 경우에는, 별도의 장소에서 비소산화세균을 배양번식시켜 놓고, 이 배양번식한 비소산화세균을,상기 제5 액중막 분리조(652)에 투입하여 초기에 번식시키는 것도 가능하다.
그 후, 이 제5 액중막 분리조(652)에서 번식시킨 비소산화세균을, 반응조(670)를 통해, 제3 다단형 액중막 분리조(669)에 도입하여, 다단형 액중막 분리조(601)의 액중막(605)으로부터의 분리수와 혼합함으로써, 3가의 비소를 비소산화세균에 의해, 생물학적으로 5가의 비소로 산화시켜 안정화시킬 수 있다. 이와 같이, 5가로 산화되어 안정화된 비소는, 상기 제45 실시예와 유사하게 처리된다.
상기한 바와 같이, 이 제46 실시예에 의하면, 현상폐수와 금속을 포함하는 화합물반도체 폐수의 일부가 도입되는 제5 액중막 분리조(652)에서 배양농축한 비소산화세균을, 반응조(670)를 통해, 제3 다단형 액중막 분리조(669)에 도입하고 있다. 따라서, 이 제46 실시예에 의하면, 제5 액중막 분리조(652)에서 배양농축한 비소산화세균을 제3 다단형 액중막 분리조(669)에 도입하고 있기 때문에, 산화제로서의 약품을 사용하는 경우와 비교하여, 운영비용을 감소시킬 수 있다.
(제47 실시예)
다음, 도51은, 이 발명의 금속함유폐수의 처리방법의 제47 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 나타낸다.
이 제47 실시예는, 제46 실시예의 제3 부착침전부(667)의 침전농축액의 일부를 제5 액중막 분리조(652)에 반송하고 있는 점만이, 상기 제46 실시예와 다르다. 따라서, 이 제47 실시예에서는, 상기 제46 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 부호를 부기하고 상세한 설명을 생략한다.
이 제47 실시예에서는, 제3 다단 액중막 분리조(669)의 제3 부착침전부(667)에서의 침전농축액의 일부를, 배관(701) 및 밸브(702)를 통해, 제5 액중막 분리조(652)에 반송하고, 비소산화세균을 리사이클하여 비소산화세균을 유효하게 이용하고 있다. 결과적으로는, 이 제47 실시예의 시스템 내에서, 비소산화세균을 일정농도로 유지할 수 있다.
(제48 실시예)
다음, 도52는, 이 발명의 금속함유폐수의 처리방법의 제48 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 나타낸다.
이 제48 실시예는, 상기 도51(제47 실시예)에 있어서, 제5 액중막 분리조(652)의 제5 침전부(658)에서 침전농축한 액체를, 펌프(656), 밸브(710), 및 배관(703)을 경유하여, 다단형 액중막 분리조(601)에 반송하고 있는 점이, 제47 실시예와 다르다. 따라서, 이 제48 실시예에서는, 상기 제47 실시예에서의 시스템과 동일한 구성부분에는 동일한 부호를 부기하고 상세한 설명을 생략한다.
이 제48 실시예에서는, 제5 액중막 분리조(652)의 제5침전부(658)에서 침전농축한 농축액을, 다단형 액중막 분리조(601)에 반송함으로써, 액체중의 비소산화세균을 사용하여 화합물반도체 폐수중의 유기물을 처리하고 있다. 비소산화세균은, 비소의 산화는 물론, 미생물이기 때문에, 폐수중의 유기물도 분해처리한다.
이 제48 실시예에 의하면, 제5 액중막 분리조(652)에서 배양한 비소산화세균을, 제1 다단형 액중막 분리조(601) 및 제3 다단형 액중막 분리조(669)에 도입하고 있기 때문에, 시스템 전체에 비소산화세균이 널리 퍼지게 되어, 미생물에 의한 처리능력을 향상시킬 수 있다.
(제49 실시예)
다음, 도53는, 이 발명의 금속함유폐수의 처리방법의 제49 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 나타낸다.
이 제49 실시예는, 도47(제43 실시예)에 있어서, 각 생산장치(681)로부터의 현상폐수를 pH 조정조(649)에 도입하고 있는 점만이, 상기한 제43 실시예와 다르다. 따라서, 이 제49 실시예에서는, 상기한 제43 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 부호를 부기하고 상세한 설명을 생략한다.
이 제49 실시예에서는, 현상폐수를 pH 조정조(649)에 도입하고 있다.
화합물반도체 공장에서는, 소량의 현상폐수가 발생한다. 이 제49 실시예에서는, 이 현상폐수를, 우선, pH 조정조(649)에 도입하여 pH조정하고, 다음, 포말분리조(641)를 통해, 다단형 액중막 분리조(601)에서 도입하여, 유기물인 현상폐수를, 다단형 액중막 분리조(601)에 번식한 미생물에 의해 처리하고 있다. 이 다단형 액중막 분리조(601)에서는, 유기물의 처리와 동시에 수산화 갈륨의 액중막(605)에 의한 농축도 할 수 있다.
이 제49 실시예에 의하면, 각 생산장치(681)로부터의 갈륨비소, 갈륨인 등을 함유한 화합물반도체폐수뿐만 아니라, 각 생산장치(681)로부터의 현상폐수도, 상기 pH 조정조(649)에 도입하여 처리하고 있기 때문에, 시스템이 단순해지고, 초기 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 현상폐수는 유기물주체의 폐수이므로, 다단형 액중막 분리조(601) 내에서, 미생물을 다량으로 번식시킬 수 있어, 처리에 도움이 될 수 있다.
(제50 실시예)
다음, 도54는, 이 발명의 금속함유폐수의 처리방법의 제50 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 나타낸다.
이 제50 실시예는, 도52의 제48 실시예에 있어서, 첫째, 제2 액중막 분리조(666)와 제4 액중막 분리조(690)를 삭제하여, 직접, 다단형 액중막 분리조(601)로부터의 농축침전물을 증발장치(679)에 도입하고 있다. 둘째, 이 제50 실시예에서는, 제3 다단형 액중막 분리조(669)로부터의 농축침전물을 증발장치(679)에 직접 도입하고 있다. 이 제50 실시예에서는, 상기한 점들만이, 전술한 제48 실시예와 다르다. 따라서, 이 제50 실시예에서는, 전술한 제48 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 부호를 부기하고 상세한 설명을 생략한다.
이 제50 실시예에서는, 제48 실시예의 다단형 액중막 분리조(601)와 제3다단형 액중막 분리조(669)로부터 얻어지는 농축침전물, 즉 수산화 갈륨 및 비소 인 함유 슬러리를, 증발장치(679,679)에 의해, 단시간에 희망의 농도까지 농축할 수 있다.
(제51 실시예)
다음, 도55는, 이 발명의 금속함유폐수의 처리방법의 제51 실시예를 실행하는 폐수처리시스템의 구성을 나타낸다.
이 제51 실시예는, 유입수가 갈륨비소, 갈륨인 등을 함유한 화합물반도체폐수인 도51의 제47 실시예와 대조적으로, 유입수가 과산화수소(과수) 함유 갈륨비소, 갈륨인 등을 함유하는 화합물반도체폐수인 점만이, 전술한 제47 실시예와 다르다. 따라서, 이 제51 실시예에서는, 전술한 제47 실시예와 동일한 구성부분에는 동일한 부호를 부기하고 상세한 설명을 생략한다.
이 제51 실시예에서는, 유입수가 과산화수소(과수) 함유 갈륨비소, 갈륨인 등을 함유한 화합물반도체폐수이기 때문에, 폐수중에 과산화수소(과수)가 포함되어 있다.
그리고, 제1 다단형 액중막 분리조(601)와 제2 액중막 분리조(666)에, 비소산화세균이 도입되어 있기 때문에, 시간의 경과와 동시에 미생물농도가 상승하여, 일부, 혐기성 미생물도 번식하게 된다. 그 후, 혐기성 미생물이 갖는 환원성에 의해, 폐수중에 포함되는 산화제로서의 과산화수소(과수)가 분해된다.
이와 같이, 폐수중의 과산화수소가 분해되면, 초순수 제조장치용의 원수로서 리사이클되기 쉽게 된다. 폐수가 초순수 제조장치용의 원수로서 리사이클되기 쉽게 되는 수질항목은, 과산화 수소 이외의 이온, 유기물, 미립자 등의 모든 수질항목을 의미한다.
상기한 바와 같이, 이 제51 실시예에 의하면, pH 조정조(649)에의 유입수가, 과산화수소, 갈륨비소, 갈륨인 등을 함유한 화합물반도체 폐수이기 때문에, 과산화 수소를 미생물로 분해할 수 있고, 또한, 약품으로서의 산화제를 사용하지 않기 때문에, 운영비용을 감소시킬 수 있다.
(제7 실험예)
다음, 구체적인 실험예로서, 도47에 나타낸 제43 실시예와 동일한 구조의 실험장치를 사용한 실험예를 설명한다.
이 제7 실험예에서는, 다단형 액중막 분리조(601)의 용량을 160 리터로 하였다. 그리고, 주식회사 쿠보타의 A4 사이즈의 액중막을 사용하여 실험하였다.
이 때, 유입 화합물반도체 폐수중의 갈륨농도는, 약 100 ppm에서 2000 ppm의 범위 내에서 크게 변동하지만, 다단형 액중막 분리조(601)와 증발장치(679)에서 농축처리함으로써, 200,000 ppm의 농도의 갈륨을 슬러리의 형태로 얻을 수 있었다.
그 후, 액중막(605)으로부터 얻은 분리수를 비소, 인 제거장치(678)및 일련의 활성탄 흡착장치(613) 등의 전처리장치에 도입하여 처리하고, 자외선 살균기(682), 카트리지 폴리셔(683), 및 울트라 필터장치(684) 등으로 이루어지는 초순수 제조장치에 도입하여 초순수를 제조하여, 각 생산장치(681)에 공급하여 재이용하였다.
(제8 실험예)
다음, 구체적인 실험예로서, 도48에 나타낸 제44 실시예와 동일한 구조의 실험장치를 사용한 실험예를 설명한다.
이 제8 실험예에서는, 다단형 액중막 분리조(601)와 제2 액중막 분리조(634)의 용량을 각각 160 리터로 하였다. 그리고, 각각의 액중막 분리조에 주식회사 쿠보타의 A4 사이즈의 액중막을 10장씩 합계 20장 사용하여 실험하였다.
이 때, 유입 갈륨농도는, 약 100 ppm에서 약 2000 ppm의 범위 내에서 크게 변동하지만, 제2 액중막 분리조(634) 및 증발장치(679)에서 농축함으로써, 약 200,000 ppm의 농도의 갈륨을 포함하는 슬러리를 얻을 수 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같이 기재되어 있지만, 다양하게 변경될 수 있다. 이러한 변경은 본 발명의 정신과 범위에서 벗어나는 것으로 간주되지 않고, 당업자들에게 명백한 바와 같이 그러한 모든 변경은 이하의 특허청구범위내에 포괄되는 것이다.
본 발명은 잔류하는 처리수에 적당한 전처리를 실시하여, 초순수 제조장치의 원수로서 리사이클링하는 화합물반도체 공장에서의 (갈륨 비소) 폐수 등의 완전 클로우즈 처리 시스템을 구축할 수 있는 금속함유폐수의 처리방법 및 처리장치에 관한 것으로서, 가치 있는 금속으로서의 갈륨과 유해 금속으로서의 비소를 포함하는 화합물반도체 공장에서의 폐수로부터 (1) 갈륨 및 (2) 비소와 인의 혼합물을 각각 별개로 회수하여, 별도의 장소에서 그 물질들을 리사이클링하고 잔류하는 물은 최적의 전처리를 실시하여 그 결과의 물을 초순수 제조장치의 원수로서 리사이클링하는 화합물반도체 공장에서의 (갈륨 비소, 갈륨 인 등의) 폐수의 완전 클로우즈 처리 시스템을 제공한다.

Claims (95)

  1. 반응부, 액중막을 갖는 액중막부, 및 침전부가 위에서 아래로 순차로 배치된 액중막 분리조에, 금속함유 폐수를 위로부터 도입하는 공정;
    상기 반응부에 pH 조정제를 첨가하여 금속함유 폐수와 반응시키는 공정;
    상기 액중막부의 액중막에 의해 금속함유 폐수를 물과 금속으로 분리하는 공정; 및
    상기 침전부에서 상기 분리된 금속을 침전, 농축하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법. ·.
  2. 위로부터 금속함유 폐수가 도입되고, 반응부와, 액중막을 갖는 액중막부, 및 침전부가 위로부터 아래로 순차로 배치된 액중막 분리조를 구비하고,
    상기 반응부에 pH 조정제를 첨가하여 상기 금속함유 폐수와 반응시키고,
    상기 액중막부에서 상기 금속함유 폐수를 물과 금속으로 분리하고,
    상기 침전부에서 상기 분리된 금속을 침전, 농축하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 액중막이 한외(限外) 여과막이고,
    상기 반응부에 pH계와 충전재가 설치되고, 반응부에서의 pH를 4∼5로 조정하고, 또한, 상기 액중막부가 갖는 액중막의 하부에 공기 확산 관이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 충전재가, 교반 구조를 갖는 라인 믹서 등의 반응촉진 부재인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 액중막부에서 분리된 물을, 전처리장치에 도입하여 전처리하고, 초순수 제조장치의 원수로서 리사이클링 하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  6. 위로부터 금속함유 폐수가 도입되고, 제1반응부와, 제1 액중막을 갖는 제1 액중막부, 및 제1 침전부가 위에서 아래로 순차로 배치된 제1 액중막 분리조;
    상기 제1 액중막 분리조의 제1 액중막부에서의 처리수가 위로부터 도입되고, 제2 반응부와, 제2 액중막을 갖는 제2 액중막부와, 제2 침전부가 위로부터 아래로 순차로 배치된 제2 액중막 분리조를 구비하고,
    상기 제1 액중막 분리조에서는,
    상기 제1반응부에 pH 조정제를 첨가하여 상기 금속함유 폐수와 반응시키고, 이어서, 상기 제1 액중막부의 제1 액중막에서 상기 금속함유 폐수로부터 물과 금속을 분리하고, 계속해서, 최하부의 제1 침전부에서 금속을 침전, 농축하고,
    상기 제2 액중막 분리조에서는,
    상기 제2 반응부에 응집제와 pH 조정제를 첨가하여 반응시키고, 계속해서,상기 제2 액중막부의 제2 액중막에서 물과 금속을 분리하고, 이어서, 최하부의 제2 침전부에서 금속을 침전, 농축하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 액중막부에서 분리된 물을, 전처리장치에 도입하여 전처리하고, 초순수 제조장치의 원수로서 리사이클링 하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리장치.
  8. 금속함유 폐수가 위로부터 도입되고, 제1반응부와, 제1 액중막을 갖는 제1 액중막부, 및 제1 침전부가 위로부터 아래로 순차로 배치되고, 상기 제1반응부에 pH 조정제를 첨가하여 상기 금속함유 폐수와 반응시키고, 계속해서 상기 제1 액중막부의 제1 액중막에서 상기 금속함유 폐수로부터 물과 금속을 분리하고, 계속해서 최하부의 상기 제1 침전부에서 금속을 침전, 농축하는 제1 액중막 분리조;
    상기 제1 액중막 분리조의 제1 액중막으로부터의 처리수가 위에서 도입되고, 제2 반응부와, 제2 액중막을 갖는 제2 액중막부, 및 제2 침전부가 위로부터 아래로 순차로 배치되고, 상기 제2 반응부에 응집제와 pH 조정제를 첨가하여 반응시키고, 계속해서 상기 제2 액중막부의 제2 액중막에서 상기 처리수로부터 물과 금속을 분리하고, 계속해서 최하부의 상기 제2 침전부에서 금속을 침전, 농축하는 제2 액중막 분리조; 및
    제3 액중막을 갖는 제3 액중막 분리조를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 금속함유 폐수는 화합물반도체를 포함하는 폐수이고, 상기 pH 조정제는 가성 소다인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 화합물반도체를 포함하는 폐수가, 갈륨비소를 포함하는 폐수인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  11. 제3항에 있어서, 상기 한외 여과막의 구멍 직경이, O.1μm∼1.Oμm 인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리장치.
  12. 제5항에 있어서, 상기 전처리장치는, 활성탄 흡착장치, 이온교환장치, 역삼투막장치 중 어느 하나, 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 금속함유 폐수가 갈륨비소를 포함하는 폐수이고, 상기 침전부에서 침전, 농축하는 금속이 수산화갈륨인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  14. 제6항에 있어서, 상기 응집제가 염화 제2철이고, 상기 pH 조정제가 가성 소다인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 응집제가 염화 제2철이고, 상기 pH 조정제가 가성 소다인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  16. 제6항에 있어서, 금속함유 폐수가 갈륨비소를 포함하는 폐수이고,
    제1 액중막 분리조에 있어서의 침전, 농축 금속이 수산화 갈륨이고,
    제2 액중막 분리조에 있어서의 침전, 농축 금속이 비산철인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리장치.
  17. 제8항에 있어서, 상기 제3 액중막 분리조에, 갈륨비소 프로세스를 통해 배출되는 현상액 폐수와 비소를 포함하는 폐수가 도입되는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리장치.
  18. 제8항에 있어서, 상기 제2 액중막 분리조의 최하부의 제2 침전부에 침전, 농축된 슬러리를, 상기 제3 액중막 분리조에 반송하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리장치.
  19. 제8항에 있어서, 상기 제3 액중막 분리조에, 현상 폐수와 비소함유폐수를 도입하여 비소 산화 세균을 배양하고, 상기 배양된 비소 산화 세균을 상기 제2 액중막 분리조에 도입하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리장치.
  20. 제17항에 있어서, 상기 제2 액중막 분리조의 최하부의 제2 침전부에 침전, 농축된 슬러리가 비소산화 세균을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는금속함유 폐수의 처리장치.
  21. 비소함유폐수중 3가의 비소를, 비소산화 세균에 의해 5가의 비소로 미생물 산화하여 폐수처리하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  22. 제21항에 있어서, 비소함유폐수 중 3가의 비소를, 비소산화 세균에 의해 5가의 비소로 하고, 또한, 응집제와 pH 조정제를 첨가하여 폐수처리하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  23. 금속함유 폐수로부터 금속을 회수하는 금속함유 폐수의 처리방법에 있어서,
    금속함유 폐수에 pH 조정제를 첨가하여, 제1 액중막 분리장치에 통수함으로써, 상기 폐수로부터 제1 금속수산화물을 분리하는 공정;
    다음, 상기 폐수를, 역삼투막 분리장치로 통수함으로써, 상기 폐수로부터, 상기 폐수에 용해하고 있는 별도의 금속을 함유하는 농축액을 분리하는 공정;
    상기 별도의 금속을 함유하는 농축액을, 상기 제1 액중막 분리장치에 반송하여, 상기 pH 조정제와 함께 폐수에 첨가하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제1 액중막 분리장치의 후단에서, 상기 금속함유 폐수에 pH 조정제와 응집제를 첨가하여 제2 액중막 분리장치에 통수하고,
    계속해서, pH 조정제를 첨가하여, 역삼투막 분리장치에 통수하고, 또한, 상기 역삼투막 분리장치의 후단에 배치한 초순수 제조장치에 통과시키고,
    상기 역삼투막 분리장치로부터의 농축액을, 상기 제1 액중막 분리장치에 반송하여, 상기 pH 조정제와 함께 폐수에 첨가하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 역삼투막 분리장치의 후단에 배치한 전기 탈 이온장치로부터 얻은 물을 초순수 제조장치에 도입하여 재이용하고,
    상기 역삼투막 분리장치 및 상기 전기 탈이온장치로부터의 농축수를 상기 제1 액중막 분리장치에 반송하여, 상기 pH 조정제와 함께 상기 폐수에 첨가하고, 상기 제1 액중막 분리장치에 통수하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제1 액중막 분리장치의 후단 및 상기 제2 액중막 분리장치의 전단에서, pH 조정제, 응집제 및 금속산화 세균을 첨가하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  27. 반응부, 액중막을 갖는 액중막부, 침전부가 위에서 아래로 순차로 배치되어 있는 제1 액중막 분리조에, 금속을 포함하는 화합물반도체 폐수를 위로부터 도입하고, 또한, 상기 반응부에 pH 조정제를 첨가하여 반응시키고,
    계속해서, 상기 액중막부의 액중막에 의해 상기 폐수로부터 금속을 분리하고, 이어서, 상기 침전부에서 상기 금속을 침전, 농축하고,
    상기 액중막에 의해 얻어진 처리수를, 순차, 비소 인 제거장치, 활성탄 흡착장치, 역삼투막장치, 전기 탈이온장치에서 처리한 후, 초순수 제조장치에 도입하고,
    상기 역삼투막장치 및 상기 전기 탈이온장치로부터의 농축수를 상기반응부에 반송하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 제1 액중막 분리조에서 농축한 농축수를, 상기 제1 액중막 분리조의 밑에 배치되어 있는 제2 액중막 분리조에 도입하여, 농축을 더 행하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제1 액중막 분리조의 액중막 및 상기 제2 액중막 분리조의 액중막으로부터의 처리수를, 제3 액중막 분리조의 반응부에 pH 조정제 및 응집제와 함께 도입하고,
    상기 제3 액중막 분리조에서의 침전물을, 제4 액중막 분리조에서 더욱 농축하고,
    한편, 상기 제3 액중막 분리조, 및 제4 액중막 분리조의 액중막에 의해 분리한 처리수를, 순차, 활성탄 흡착장치, 역삼투막장치, 전기 탈이온장치에서 처리한 후, 초순수 제조장치에 도입하고,
    상기 역삼투막장치 및 전기 탈이온장치로부터의 농축수를, 상기 제1 액중막 분리조의 반응부에 반송하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 금속을 포함하는 화합물반도체 폐수의 일부와 현상 폐수를 제5 액중막 분리조에 도입하여 비소산화 세균을 배양농축하고, 이 비소산화 세균을 상기 제3 액중막 분리조에 도입하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 제3 액중막 분리조에 침전된 농축액의 일부를, 상기 제5 액중막 분리조에 반송하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 제5 액중막 분리조에서 배양한 비소산화 세균을, 상기 제1 액중막 분리조 및 상기 제3 액중막 분리조에 도입하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  33. 제26항에 있어서, 상기 금속산화 세균이 비소산화 세균인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  34. 제27항에 있어서, 상기 침전부에서 금속을 침전시켜 농축한 후, 다시, 증발장치에 의해 농축하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  35. 제30항에 있어서, 상기 제1 액중막 분리조에서 침전시켜 농축한 액을 증발장치에 도입하여 농축하고,
    한편, 상기 제3 액중막 분리조에서 침전시켜 농축한 액을 증발장치에 도입하여 농축하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  36. 제32항에 있어서, 상기 화합물반도체 폐수가, 과산화수소함유 갈륨비소를 포함하는 화합물반도체 폐수인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  37. 화합물반도체 폐수에 포함되는 금속과 물을 처리하여, 이 금속과 물을 각각 별개로 회수하고, 완전 클로우즈 시스템(closed system)을 확립하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  38. 화합물반도체 폐수에 포함되는 금속과 물을 처리하고, 이 금속과 물을 각각 별개로 회수하고, 상기 금속은 유가물로서 회수하는 한편, 상기 물은 초순수 제조장치의 원수로서 회수하여, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  39. 갈륨비소폐수중의 갈륨과 비소 및 물을 처리하여, 이 갈륨과 비소 및 물을 각각 별개로 회수하고, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  40. 갈륨비소폐수중의 갈륨과 비소 및 물을 처리하고, 이 갈륨과 비소 및 물을 각각 별개로 회수하고, 상기 갈륨과 비소는 유가물로서 회수하는 한편, 상기 물은 초순수 제조장치의 원수로서 회수하여, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  41. 제40항에 있어서, 상기 비소의 처리에 미생물을 사용하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법
  42. 제41항에 있어서, 상기 미생물은, 금속산화 세균인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법
  43. 제42항에 있어서, 상기 금속산화 세균이 비소산화 세균인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  44. 금속함유 폐수로부터 금속을 회수하는 금속함유 폐수의 처리방법에 있어서,
    폐수에 미리, pH 조정제를 첨가하여 반응시킨 후,
    상하 복수단으로 설치된 액중막과, 상기 액중막의 하방에 배치되어, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와, 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 다단형 액중막 분리장치에 통수함으로써, 상기 폐수로부터 금속수산화물을 분리하고,
    다음, 상기 폐수로부터 금속수산화물을 분리하여 얻은 처리수를, 역삼투막 분리장치에 통수함으로써, 상기 처리수로부터, 상기 처리수에 용해되어 있는 별도의 금속을 함유하는 농축액을 분리하고,
    상기 별도의 금속을 함유하는 농축액을, 상기 다단형 액중막 분리장치의 전단까지 반송하여, 상기 pH 조정제와 함께, 상기 폐수에 첨가하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  45. 제44항에 있어서, 상기 다단형 액중막 분리장치를 제1 다단형 액중막 분리장치로 하고, 이 제1 다단형액중막 분리장치의 후단에서, pH 조정제와 응집제를 첨가하고,
    다음, 상하 복수단으로 설치된 액중막과, 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 제2 다단형 액중막 분리장치에 통수하고,
    계속해서, pH 조정제를 첨가하여, 역삼투막 분리장치에 통수하고,
    상기 역삼투막 분리장치의 후단에 배치한 초순수 제조장치에, 상기 역삼투막분리장치로부터의 처리수를 도입하고,
    상기 역삼투막 분리장치로부터의 농축액을, 상기 제1 다단형 액중막 분리장치의 전단에 반송하여, 상기 pH 조정제와 함께 상기 폐수에 첨가하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  46. 제45항에 있어서, 상기 역삼투막 분리장치에서 얻은 처리수를 전기 탈 이온장치에 통수하고, 이 전기 탈이온장치로부터 얻은 처리수를 초순수 제조장치에 도입하여 재이용하고,
    한편, 상기 역삼투막 분리장치 및 전기 탈이온장치로부터의 농축수를 상기 제1 다단형 액중막 분리장치의 전단에 반송하여, 상기 pH 조정제와 함께 상기 폐수에 첨가하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  47. 제46항에 있어서, 상기 제1 다단형 액중막 분리장치의 후단에서, pH 조정제, 응집제 및 금속산화 세균을 첨가하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  48. pH 조정조에서, 화합물반도체 폐수에 pH 조정제를 첨가하여 반응시키는 공정;
    상기 pH 조정조로부터의 폐수를, pH계가 설치된 상부와, 상하 복수단으로 설치된 액중막과 이 액중막을 진동시키는 진동판을 포함하는 액중막부와, 반응물을충전재에 부착시키는 부착 침전부가 위로부터 아래로 순차로 배치되어 구성되는 다단 액중막 분리조에, 아래로부터 위로 상향류로 도입하는 공정;
    우선, 상기 부착 침전부에서 상기 폐수중의 금속을 물리적으로 부착, 여과하여, 상기 폐수로부터 금속을 1차 분리하고, 이어서, 상기 액중막부의 액중막에 의해 상기 폐수로부터 금속을 2차 분리하는 공정;
    상기 액중막에 의해 얻어진 처리수를, 순차, 비소 인 제거장치, 활성탄 흡착장치, 역삼투막장치, 전기 탈이온장치에서 처리한 후, 초순수 제조장치에 도입하는 공정; 및
    상기 역삼투막장치 및 전기 탈이온장치로부터의 농축수를, 상기 pH 조정조에 반송하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  49. 제48항에 있어서, 상기 다단 액중막 분리조를 제1 액중막 분리조로 하고, 이 제1 액중막 분리조의 하방에 배치한 제2 액중막 분리조에, 상기 제1 액중막 분리조로부터의 처리수 및 농축수를 도입하여 처리하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  50. 제49항에 있어서, 상기 pH 조정조를 제1 pH 조정조로 하고,
    상기 제1 액중막 분리조의 액중막 및 제2 액중막 분리조의 액중막으로부터의 처리수를, 제2 pH 조정조에 pH 조정제 및 응집제와 함께 도입하여 반응시키고,
    계속해서, 상기 제2 pH 조정조로부터의 처리수를, pH계가 설치된 상부와, 상하 복수단으로 설치된 액중막과 이 액중막을 진동시키는 진동판을 포함하는 액중막부와, 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부가 위로부터 아래로 순차로 배치되어 구성되는 제3 액중막 분리조를 이루는 다단 액중막 분리조에, 아래로부터 위로 상향류로 도입하여 상기 처리수로부터 금속을 분리하고, 또한, 이 금속을, 상기 제3 액중막 분리조의 하방에 설치한 제4 액중막 분리조에서 더욱 농축하는 한편,
    상기 제3 액중막 분리조 및 제4 액중막 분리조의 액중막에 의해 분리한 처리수를, 순차, 활성탄 흡착장치, 역삼투막장치 및 전기 탈이온장치에서 처리한 후, 초순수 제조장치에 도입하고,
    상기 역삼투막장치 및 전기 탈이온장치로부터의 농축수를, 상기 제1 pH 조정조에 반송하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  51. 제50항에 있어서, 상기 제3 액중막 분리조에, 현상 폐수와 금속을 포함하는 화합물반도체 폐수의 일부가 도입되는 제5 액중막 분리조에서 배양농축된 비소산화 세균을 도입하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  52. 제51항에 있어서, 상기 제3 액중막 분리조에 침전된 농축액의 일부를, 상기 제5 액중막 분리조에 반송하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  53. 제52항에 있어서, 상기 제5 액중막 분리조에서 배양된 비소산화 세균을, 상기 제1 액중막 분리조 및 제3 액중막 분리조에 도입하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  54. 제47항에 있어서, 상기 금속산화 세균이 비소산화 세균인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  55. 제48항에 있어서, 상기 부착 침전부에서 금속을 침전, 농축한 후, 다시, 증발장치에 도입하여 농축하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  56. 제51항에 있어서, 상기 제1 액중막 분리조에서 침전, 농축된 액을, 증발장치에 도입하여 농축하고,
    상기 제3 액중막 분리조에서 침전, 농축된 액을 증발장치에 도입하여 농축하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  57. 제53항에 있어서, 유입수가, 과산화수소함유 갈륨비소를 함유하는 화합물반도체 폐수인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  58. 화합물반도체 폐수에 포함되는 금속과 물을 물리처리와 생물처리 및 화학처리하여, 갈륨과 그 이외의 금속으로 분리하여 회수하고, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  59. 화합물반도체 폐수에 포함되는 금속과 물을 물리처리와 생물처리 및 화학처리하여, 갈륨과 그 이외의 금속으로 분리하여 회수하고, 금속은, 유가물로서, 또한, 물은 초순수 제조장치의 원수로서 회수하고, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  60. 갈륨비소와 갈륨인을 함유하는 폐수중의 갈륨, 비소, 인 및 물을, 물리처리와 생물처리 및 화학처리하고,
    각각, 갈륨과, 비소와 인의 혼합물로서 별개로 회수하고, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  61. 갈륨비소, 갈륨인을 함유하는 폐수중의 갈륨, 비소, 인 및 물을, 물리처리와 생물처리 및 화학처리하고,
    각각, 갈륨과, 비소와 인의 혼합물로서 별개로 회수하고, 갈륨과, 비소와 인의 혼합물은 유가물로서 회수하고, 상기 물은, 초순수 제조장치의 원수로서 회수하여, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  62. 제61항에 있어서, 상기 비소의 처리에 미생물을 사용하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  63. 제62항에 있어서, 상기 미생물이 금속산화 세균인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  64. 제63항에 있어서, 상기 금속산화 세균이 비소산화 세균인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  65. 부착 침전부를 갖는 하부와, 액중막이 복수단으로 설치된 중간부로서의 액중막부와, pH계가 설치된 상부로 구성되는 다단 액중막 분리조에, 상기 하부로부터 폐수를 도입하여 처리하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  66. 부착 침전부를 갖는 하부와, 복수단으로 설치된 액중막과 이 액중막을 진동시키는 진동장치를 갖는 중간부로서의 액중막부와, pH계가 설치된 상부로 구성되는 다단 액중막 분리조에, 상기 하부로부터 폐수를 도입하여 처리하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  67. 제66항에 있어서, 상기 다단 액중막 분리조는 진동장치를 구비하고,
    상기 진동장치는, 주파수발신기, 진동판 및 신호선으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  68. 제66항에 있어서, 상기 액중막을 상하 복수단으로 구성하여, 하나의 공기 확산 관으로부터 토출되는 공기에 의해 상기 액중막을 세정하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  69. 제68항에 있어서, 상기 다단액중막 분리조는, 상하 복수단으로 구성된 액중막을, 수평이동하여 취출하기 위한 취출구를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  70. 금속함유 폐수로부터 금속을 회수하는 금속함유 폐수의 처리방법에 있어서,
    폐수에 미리, 제1 pH 조정조에서 pH 조정제를 첨가하여 반응시킨 후, 생성된 금속수산화물를 포말 분리조에 도입하고, 이 포말 분리조에서 폐수중에 발생시킨 기포를 상기 금속수산화물에 부착시켜, 금속수산화물 표면을 만들어 , 상기 금속수산화물을 포말 분리하는 공정;
    상기 금속수산화물을 분리한 후의 처리수를, 상하 복수단으로 설치된 액중막과, 상기 액중막의 하방에 배치되어, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와, 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 다단형 액중막 분리장치에 통수함으로써, 상기 처리수로부터, 금속수산화물을 더욱 분리하는 공정;
    상기 처리수를 역삼투막 분리장치에 통수함으로써, 상기 처리수로부터, 상기 처리수에 용해되어 있는 별도의 금속을 함유하는 농축액을 분리하고, 이 별도의 금속을 함유하는 농축액을 상기 제1 pH 조정조에 반송하는 공정;
    상기 포말 분리조와 다단형 액중막 분리장치에서 분리한 금속수산화물을 증발장치에 도입하여 농축하는 공정; 및
    상기 증발장치로부터 증발된 수증기를 냉각하여 물로 되돌리고, 상기 역삼투막 분리장치의 전단의 제2 pH 조정조에 도입하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  71. 제70항에 있어서, 상기 다단형 액중막 분리장치를 제1 다단형 액중막 분리장치로 하고,
    상기 제1 다단형 액중막 분리장치의 후단에, pH 조정제와 응집제를 첨가하는 반응조를 설치하여, 상기 제1 다단형 액중막 분리장치로부터의 처리수를 반응시키고,
    상기 반응조로부터의 처리수를, 다시, 상하 복수단으로 설치된 액중막과, 상기 액중막의 하방에 배치되어, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와, 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 제2 다단형 액중막 분리장치에 통수하고,
    이어서, pH 조정제가 첨가된 제2 pH 조정조와 역삼투막 분리장치에 통수하고,
    상기 역삼투막 분리장치로부터의 처리수를, 상기 역삼투막 분리장치의 후단에 배치한 초순수 제조장치에 다시 도입하고,
    상기 역삼투막 분리장치로부터의 농축액을 상기 제1 pH 조정조에 반송하고,
    상기 포말 분리조, 제1 다단형 액중막 분리장치 및 제2 다단형 액중막 분리장치에서 분리한 금속수산화물을 증발장치에 도입하여 농축하고,
    상기 증발장치로부터 증발된 수증기를 냉각하여 물로 되돌리고, 초순수 제조장치의 원수로서 이용하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  72. 제71항에 있어서, 상기 역삼투막 분리장치로부터의 처리수를, 상기 역삼투막 분리장치의 후단에 배치한 전기 탈이온장치에 통수하고,
    상기 전기 탈이온장치로부터의 처리수를, 초순수 제조장치에 도입하여 재이용하고,
    한편, 상기 역삼투막 분리장치 및 전기 탈이온장치로부터의 농축수를 제1 pH 조정조에 반송하여 상기 pH 조정제와 함께 도입하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  73. 제72항에 있어서, 상기 제1 다단형 액중막 분리장치의 후단에 배치한 반응조에, pH 조정제, 응집제 및 금속산화 세균을 첨가하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  74. 갈륨비소, 갈륨인 등을 함유한 화합물반도체 폐수를, pH 조정조에 도입하여, pH 조정제를 첨가하고 반응시키는 공정;
    그 후 상기 pH 조정조로부터의 폐수를 포말 분리조에 도입하고, 이 포말 분리조에서 폐수중에 발생시킨 기포를 상기 반응을 통해 얻어진 금속수산화물에 부착시켜, 금속수산화물 표면을 만들어, 상기 금속수산화물을 포말 분리하는 공정;
    상기 금속수산화물을 분리한 후 얻어진 처리수를, pH계가 설치된 상부, 상하 복수단으로 설치된 액중막과 이 액중막을 진동시키는 진동판을 포함하는 액중막부, 및 상기 반응을 통해 얻어진 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부가 위에서 아래로 순차로 설치되어 있는 다단형 액중막 분리조에, 아래로부터 위로 상향류로 도입하는 공정;
    상기 부착 침전부에서 상기 처리수중의 금속을 물리적으로 부착,여과하여, 상기 처리수로부터 금속을 1차 분리하는 공정;
    상기 액중막부의 액중막에서, 상기 처리수로부터 금속수산화물을 2차분리하고, 상기 액중막에 의해 얻어진 처리수를, 순차, 비소 인 제거장치, 활성탄 흡착장치, 역삼투막장치, 전기 탈이온장치에서 처리한 후, 자외선살균기, 카트리지 폴리셔, 울트라필터장치에 도입하여 초순수를 제조하여 각 생산장치에 공급하고, 이 각 생산장치로부터의 폐수를 상기 pH 조정조에 도입하는 공정;
    상기 활성탄 흡착장치, 역삼투막장치, 전기 탈이온장치 및 울트라필터장치로부터의 농축수를 상기 pH 조정조에 반송도입하는 공정; 및
    상기 포말 분리조와 다단형 액중막 분리조에서 농축한 금속수산화물을, 증발장치에 도입하여 금속수산화물을 농축하고, 이 증발장치로부터 얻어진 수증기를 냉각하여 물로 되돌리고, 이 물을 상기 다단형 액중막 분리조에서 분리한 물과 합류시켜, 상기 비소 인 제거장치에 도입하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  75. 제74항에 있어서, 상기 다단형 액중막 분리조를 제1 다단형 액중막 분리조로 하고,
    상기 제1 다단형 액중막 분리조로부터의 금속수산화물를, 이 제1 다단형 액중막 분리조의 하방에 배치한 제2 액중막 분리조로 도입하고,
    상기 제2 액중막 분리조로부터의 금속수산화물을 증발장치에 도입하여, 금속수산화물을 농축하는 한편, 상기 증발장치로부터 얻어진 수증기를 냉각하여 물로 되돌리고, 비소 인 제거장치에 도입하여 처리하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  76. 제75항에 있어서, 상기 제1 다단형 액중막 분리조의 액중막 및 제2 액중막 분리조의 액중막으로부터의 물을, pH 조정제 및 응집제와 함께, 반응조에 도입하여 반응시키고,
    계속해서, pH계가 설치된 상부, 상하 복수단으로 설치된 액중막과 이 액중막을 진동시키는 진동판을 포함하는 액중막부, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부가 위에서 아래로 순차로 설치되어 있는 제3 다단형 액중막 분리조에 아래로부터 위로 상향류로 도입하여 물과 금속수산화물을 분리하고,
    상기 금속수산화물를, 상기 제3 다단형 액중막 분리조의 하방에 배치한 제4 액중막 분리조에서 더욱 농축하고,
    상기 제3 다단형 액중막 분리조 및 제4 액중막 분리조의 액중막에서 분리한 처리수를, 순차, 활성탄 흡착장치, 역삼투막장치, 전기 탈이온장치에서 처리한 후, 자외선살균기, 카트리지 폴리셔, 울트라필터장치에 도입하고, 상기 역삼투막장치, 전기 탈이온장치 및 울트라필터장치로부터의 농축수를, 상기 pH 조정조에 반송하고,
    상기 제2 액중막 분리조로부터의 금속수산화물을, 상기 증발장치에 도입하여 금속수산화물을 농축하고, 상기 증발장치로부터 얻어진 수증기를 냉각하여 물로 되돌리고, 상기 제2 액중막 분리조에서 분리한 물과 합류시켜, 상기 반응조에 도입하고,
    상기 제4 액중막 분리조로부터의 금속수산화물을 증발장치에 도입하여 금속수산화물을 농축하고, 이 증발장치로부터 얻어진 수증기를 냉각하여 물로 되돌리고, 상기 제4 액중막 분리조에서 분리한 물과 합류시켜, 상기 활성탄 흡착장치에 도입하여 처리하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  77. 제76항에 있어서, 제5 액중막 분리조에, 현상 폐수와 금속을 포함하는 화합물반도체 폐수의 일부가 도입되고, 이 제5 액중막 분리조에서 배양농축한 비소산화 세균을, 상기 반응조를 통해, 상기 제3 다단형 액중막 분리조에 도입하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  78. 제77항에 있어서, 상기 제3 다단형 액중막 분리조에 침전된 농축액의 일부를, 상기 제5 액중막 분리조에 반송하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  79. 제78항에 있어서, 상기 제5 액중막 분리조에서 배양된 비소산화 세균를, 상기 제1 다단형 액중막 분리조 및 제3 다단형 액중막 분리조에 도입하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  80. 제73항에 있어서, 상기 금속산화 세균이 비소산화 세균인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  81. 제74항에 있어서, 상기 각 생산장치로부터의 갈륨비소, 갈륨인 등을 함유한 화합물반도체 폐수는 물론, 상기 각 생산장치로부터의 현상 폐수도, 상기 pH 조정조에 도입하여 처리하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  82. 제74항에 있어서, 상기 제1 다단형 액중막 분리조에서 침전, 농축된 농축액과 상기 포말 분리조에서 부상 분리시킨 부상물을, 증발장치에 도입하여 농축하고,
    상기 제1 다단형 액중막 분리조의 액중막 및 상기 증발장치로부터의 처리수를, pH 조정제 및 응집제와 함께, 반응조에 도입하여 반응시키고,
    계속해서, pH계가 설치된 상부, 상하 복수단으로 설치된 액중막과 이 액중막을 진동시키는 진동판을 포함하는 액중막부, 상기 반응을 통해 얻어진 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부가 위에서 아래로 순차로 설치되어 있는 제3 다단형 액중막 분리조에, 아래로부터 위로 상향류로 도입하여 물과 금속수산화물을 분리하고,
    상기 제3 다단형 액중막 분리조에서 침전, 농축된 액을, 증발장치에 도입하여 농축하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  83. 제79항에 있어서, 상기 pH 조정조에의 유입수가, 과산화수소를 함유하고, 갈륨비소, 갈륨인 등을 함유한 화합물반도체 폐수인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  84. 갈륨비소 등을 함유한 화합물반도체 폐수에 포함되는 금속과 물을, pH 조정조에서 pH 조정제를 첨가하여 반응시키고, 이 반응을 통해 생성된 금속수산화물에, 포말 분리조에서 폐수중에 발생시킨 기포를 부착시켜 폐수중에서 금속수산화물 표면을 만들어, 상기 금속수산화물을 포말 분리하는 공정; 및
    상기 포말 분리조를 통한 처리수를, 상하 복수단으로 설치된 액중막과, 상기 액중막의 하방에 배치되어, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와, 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 다단형 액중막 분리장치에, 하방으로부터 통수함으로써, 상기 처리수로부터, 다시, 금속수산화물을 분리하는 공정을 구비하고,
    이에 의해, 상기 폐수를, 물리처리, 생물처리, 화학처리한 후,
    증발응축기에서 처리하여, 갈륨과 그 이외의 금속 및 물로 분리하여 각각 별개로 회수하고, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  85. 갈륨비소 등을 함유한 화합물반도체 폐수에 포함되는 금속과 물을, pH 조정조에서 pH 조정제를 첨가하여 반응시켜, 이 반응을 통해 생성된 금속수산화물에, 포말 분리조에서 폐수중에 발생시킨 기포를 부착시켜 폐수중에서 금속수산화물 표면을 만들어, 상기 금속수산화물을 포말 분리하는 공정; 및
    상기 포말 분리조를 통한 처리수를, 상하 복수단으로 설치된 액중막과, 상기 액중막의 하방에 배치되고, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와, 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 다단형 액중막 분리장치에, 하방으로부터 통수함으로써, 상기 처리수로부터, 더욱, 금속수산화물을 분리하는 공정을 구비하고,
    이에 의해, 상기 폐수를, 물리처리, 생물처리, 화학처리한 후,
    증발응축기에서 처리하여, 갈륨과 그 이외의 금속 및 물로 분리하여 각각 별개로 회수하고, 금속은 모두 유가물로서, 또한 물은 초순수 제조장치의 원수로서 회수하여, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  86. 갈륨비소, 갈륨인 폐수중의 갈륨, 비소, 인 및 물을, pH 조정조에서 pH 조정제를 첨가하여 반응시키고, 이 반응을 통해 생성된 금속수산화물에, 포말 분리조에서 폐수중에 발생시킨 기포를 부착시켜 폐수중에서 금속수산화물 표면을 만들어, 상기 금속수산화물을 포말 분리하는 공정; 및
    상기 포말 분리조를 통한 처리수를, 상하 복수단으로 설치된 액중막과, 상기 액중막의 하방에 배치되고, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와, 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 다단형 액중막 분리장치에, 하방으로부터 통수함으로써, 상기 처리수로부터, 더욱, 금속수산화물을 분리하는 공정을 구비하고,
    이에 의해, 상기 폐수를, 물리처리, 생물처리, 화학처리한 후,
    증발응축기에서 처리하고, 갈륨, 비소와 인의 혼합물, 및 물로서 각각 별개로 회수하여, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  87. 갈륨비소, 갈륨인 폐수중의 갈륨, 비소, 인 및 물을, pH 조정조에서 pH 조정제를 첨가하여 반응시키고, 이 반응을 통해 생성된 금속수산화물에, 포말 분리조로 폐수중에 발생시킨 기포를 부착시켜 폐수중에서 금속수산화물 표면을 만들어, 상기 금속수산화물을 포말 분리하는 공정; 및
    상기 포말 분리조를 통한 처리물을, 상하 복수단으로 설치된 액중막과, 상기액중막의 하방에 배치되고, 상기 반응에 의한 반응물을 충전재에 부착시켜 침전시키는 부착 침전부와, 상기 액중막을 진동시키는 진동판을 갖는 다단형 액중막 분리장치에, 하방으로부터 통수함으로써, 상기 처리수로부터, 더욱, 금속수산화물을 분리하는 공정을 구비하고,
    이에 의해, 상기 폐수를, 물리처리, 생물처리, 화학처리한 후,
    증발응축기에서 처리하여, 갈륨과, 비소와 인의 혼합물, 및 물로서 각각 별개로 회수하고, 갈륨과, 비소와 인의 혼합물은 유가물로서 회수하고, 또한 물은 초순수 제조장치의 원수로서 회수하여, 완전 클로우즈 시스템을 확립하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  88. 제87항에 있어서, 비소의 처리에 미생물을 사용하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  89. 제88항에 있어서, 상기 미생물이 금속산화 세균인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  90. 제89항에 있어서, 상기 금속산화 세균이 비소산화 세균 인 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  91. 폐수에 함유되는 금속을 부착시켜 침전시키는 부착 침전부를 갖는 하부와,복수단으로 액중막이 설치된 액중막부로 이루어지는 중간부와, pH계가 설치된 상부로 구성되는 다단형 액중막 분리조에, 하부로부터 상기 폐수를 도입하여 처리하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  92. 금속함유 폐수를, 첫째로, 포말 분리조에 도입하고, 상기 금속함유 폐수가 함유하는 금속에 기포를 부착시켜 포말 분리하는 공정; 및
    상기 포말 분리조로부터의 처리수를, 상기 금속함유 폐수에 함유되는 금속을 부착시켜 침전시키는 부착 침전부를 갖는 하부와, 복수단으로 설치된 액중막과 이 액중막을 진동시키는 진동장치를 포함하는 액중막부로 이루어지는 중간부와, pH계가 설치된 상부로 구성된 다단형 액중막 분리조에, 하부로부터 도입하여 막분리 처리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  93. 제92항에 있어서, 상기 진동장치는, 주파수발신기, 진동판, 및 상기주파수 발신기로부터의 신호를 상기 진동판에 전달하는 신호선으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  94. 금속함유 폐수를, 첫째, pH 조정제를 첨가하고 수산화물을 생성시키고, 둘째, 상기 수산화물에, 포말 분리조에서 기포를 부착시켜 포말 분리하고, 셋째, 상기 포말 분리조로부터 얻은 물을, 상하 복수단으로 배치되고 하나의 공기 확산 관으로부터 토출되는 공기에 의해 세정되는 액중막을 갖는 다단형 액중막 분리장치에 도입하여 처리하는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
  95. 제94항에 있어서, 상기 다단형 액중막 분리장치는, 상하 복수단으로 배치된 액중막을 수평 이동하여 취출하기 위한 취출구를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 금속함유 폐수의 처리방법.
KR10-2002-0023075A 2001-04-27 2002-04-26 금속함유폐수의 처리방법 및 금속함유폐수의 처리장치 KR100459861B1 (ko)

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