KR100756838B1 - 폐수 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 반도체산업등 산업활동에서 발생하는 불산계 폐수처리공정에서 발생되는 폐수처리오니의 발생량을 현저하게 감소시킴으로서 폐수처리오니의 최종처리를 위한 처리비용을 절감할 수 있으며, 폐기물 발생으로 인한 2차 환경오염 물질의 발생을 억제할 수 있다. 폐수처리공정중에 사용되는 약품을 재활용함으로써 폐수처리 비용을 대폭 절감할 수 있는 폐수처리방법을 제공하는 데 있다.
이에 본 발명의 폐수처리방법은 수집된 불산 원폐수와 재활용된 Al(OH)3을 반응시켜 Al(OH)3F로 침전시키고, 침전후 폴리머를 투입하여 플록을 형성시키며, 플록의 형성후 처리수와 슬러리로 분리시킨 다음, 슬러리를 농축시킨 후 Ca(OH)2, NaHCO3, 및 NaOH를 차례로 투입하여 Al(OH)3와 CaF2를 안정화시키며, Al(OH) 3와 CaF2에 폴리머를 투입하여 분리하고 분리된 Al(OH)3는 불산 원폐수의 불소제거에 활용하며, CaF2는 탈수 후 폐기물로 처리시키는 것이 특징이다.
따라서 폐수 처리 오니에 포함된 Al성분을 재활용하여 불산 성분 제거에 활용함으로써 불소가 함유된 불산의 처리 효율이 증가할 뿐만 아니라, 폐기물이 1/10이상 절감되어 불산의 안정적인 처리효율이 가능하다.
폐수 처리, 불산, 불소, 폐기물 재활용, 칼슘염법, 알류미늄염법

Description

폐수 처리 방법{WASTE-WATER TREATMENT METHOD}
도 1은 본 발명에 따른 폐수 처리 방법을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
본 발명은 폐수 처리 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 반도체 제조 공정에서 폭넓게 사용되는 불소가 함유된 폐수를 처리하는 폐수 처리 방법에 관한 것이다.
최근들어 산업이 발전하면서 반도체 제조공장, 제철공장, CFC·불산 등의 불소계 화합물 제조공장, 브라운관 제조공장, 인산 또는 비료 등을 제조하는 공장 등에서 불소를 다량 함유한 폐수가 많이 발생되고 있다.
이러한 불소폐수는 환경을 오염시키므로 환경오염 물질의 발생을 억제하는 처리를 거치게 된다.
불소폐수의 처리방법으로 잘 알려진 처리방법 중에서 칼슘염법은 Ca(OH)2 또는 CaCl2를 사용하는 방법으로서, 유입된 불소폐수를 제 1반응조에서 Ca(OH)2를 투입하여 처리하고, 제 2반응조에서 FeCl2 및 H2SO4를 투입하여 처리하며, 제 3반응조 에서 폴리머를 투입하여 처리한 후 침전조에서 폐수오니(CaF2)를 침전시켜 처리하고 나머지 폐수를 방류하게 된다.
이러한 칼슘염법의 단점은 첫째 불소 제거 효율이 매우 낮고, 둘째 제 1반응조에서 요구되는 pH는 10~11로서 Ca(OH)2 투입량이 매우 많아 약품 취급시설이 매우 커져서 투자설비가 높아지며, 셋째 폐수처리 오니 발생량이 매우 많아 처리 및 관리가 힘들고 최종 처리비용도 많이 든다.
또 다른 방법으로 알루미늄염법은 유입된 불소폐수를 제 1반응조에서 Al2(SO4)3를 투입하여 처리하고, 제 2반응조에서 NaOH를 투입하여 처리하며, 제 3반응조에서 폴리머를 투입하여 처리한 후 침전조에서 Al(OH)3F 형태로 최종처리됨으로써, 비교적 높은 처리효율을 나타내나 고가의 약품을 사용하므로 처리비용에 많은 부담이 발생한다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 최종적으로 발생되는 폐수처리오니의 발생량을 현저하게 줄일 수 있고 2차 환경오염 물질의 발생을 억제하고 폐기물처리비용을 절감할 수 있으며, 처리공정중에 사용되는 약품을 폐수처리오니로부터 회수하여 재활용함으로써 폐수처리 비용을 대폭 절감할 수 있는 폐수처리방법을 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐수처리방법은 수집된 불산 원폐수와 재활용된 Al(OH)3을 반응시켜 Al(OH)3·F로 침전시키고, 침전후 폴리머를 투입하여 플록을 형성시키며, 플록의 형성후 처리수와 슬러리로 분리시킨 다음, 슬러리를 농축시킨 후 Ca(OH)2, NaHCO3, 및 NaOH를 차례로 투입하여 Al(OH)3와 CaF2를 형성시키며, 상기 Al(OH)3와 CaF2에 폴리머를 투입하여 상기 Al(OH)3와 상기 폴리머에 의하여 플록이 된 상기 CaF2를 분리하고 분리된 Al(OH)3는 불산 원폐수의 불소제거에 활용하며, CaF2는 탈수 후 폐기물로 처리시키는 것이 특징이다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 폐수 처리 방법을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 폐수 처리 방법은 불소가 분리된 폐수처리오니를 농축한 후, 재처리하여 얻어진 Al(OH)3를 재활용하는 과정이다.
먼저, 분리시키는 단계(10)에서는 폐수집수조(11)에서 수집된 불산 원폐수와 재활용된 Al(OH)3을 반응조(12)에서 반응시켜 Al(OH)3·F로 침전시킨다. 이 과정의 초기에는 H2SO4와 Al2(SO4)3를 소량 투입한다. 이때 얻어진 Al(OH)3·F는 pH 7 정도이다.
그리고 침전후 응집조(13)에서 응집 및 침전 효율을 향상시키기 위해서 폴리머를 투입하여 플록(floc)을 형성시킨다.
플록의 형성후 제 1침전조(14)에서 폴리머에 의해 형성된 거대 플록을 중력을 이용한 자연침강으로 고액 분리하며, 이때 분리된 상등수(처리수)는 불소농도로 서 5ppm 내외로서 최종 방류된다.
분리된 슬러리는 이송펌프를 통하여 농축조로 이송하여 Al(OH)3로 재활용 바응 준비를 한다.
다음으로 안정화시키는 단계(20)에서는, 농축조(21)로 이송된 슬러리는 농축된 후 제 1약품 반응조(22)로 유입되고, 여기에 Ca(OH)2을 투입시켜 CaF2를 얻어낸다. 즉, 다음과 같은 반응식으로 정의된다.
Al(OH)3·F + Ca(OH)2 -> CaF2 + Al+ + OH- (PH8)
이어서 제 2약품 반응조(23) 및 제 3약품 반응조(24) 각각에 NaHCO3와 NaOH를 투입하여 Al(OH)3와 CaF2를 안정화시킨다.
마지막으로 처리하는 단계(30)에서는 안정화된 Al(OH)3와 CaF2를 분리하기 위하여 응집조(31)에서 폴리머를 투입하고, 폴리머에 의해 형성된 플록인 CaF2는 제 2침전조(32)에서 자연 침강하여 완전히 Al(OH)3와 분리하게 되며, 이때 분리된 Al(OH)3는 다시 원페수 중에 포함된 불소제거에 활용되며, 최종적으로 제거된 폐수처리오니(CaF2)는 탈수후 폐기물로 최종 처리된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면 폐수 처리 오니에 포함된 Al성분을 재활용하여 불산 성분 제거에 활용함으로써 불소가 함유된 불산의 처리 효율이 증가할 뿐만 아니라, 불산의 안정적인 처리효율이 가능하다.
그리고 폐기물의 발생량이 감소하게 됨과 동시에 폐기물 처리 비용이 절감된다.
또한 Al(OH)3를 재사용함으로써 약품비가 절감되는 효과가 있다.
아울러 폐기물 발생량 및 약품 사용량이 절감되어 환경오염을 예방하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 수집된 불산 원폐수와 재활용된 Al(OH)3을 반응시켜 Al(OH)3·F로 침전시키고, 침전후 폴리머를 투입하여 플록을 형성시키며, 플록의 형성후 처리수와 슬러리로 분리시키는 단계;
    상기 슬러리를 농축시킨 후 Ca(OH)2, NaHCO3, 및 NaOH를 차례로 투입하여 Al(OH)3와 CaF2를 형성시키는 단계;
    상기 Al(OH)3와 CaF2에 폴리머를 투입하여 상기 폴리머에 의하여 상기 CaF2가 플록이 되는 단계: 및
    상기 Al(OH)3와 상기 플록이 된 상기 CaF2를 분리하고, 분리된 Al(OH)3는 상기 처리수와 슬러리로 분리시키는 단계로 재활용되어 불산 원폐수의 불소제거에 활용하며, CaF2는 탈수 후 폐기물로 처리되는 단계를 포함하는 폐수 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ca(OH)2, NaHCO3, 및 NaOH를 차례로 투입하는 작업은 각각의 약품에 해당하는 약품 반응조에서 이루어지는 폐수 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 플록의 형성후 처리수와 슬러리로 분리시키는 단계에서, 상기 플록을 처리수와 슬러리로의 분리는 중력을 이용한 자연 침강으로 이루어지는 폐수 처리 방법.
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