KR100798717B1 - 정수 처리에 있어서의 활성탄 첨가 방법 및 정수 처리 방법 - Google Patents

Abstract

원수(피처리수; a)를 저장하는 원수 탱크(11)로부터 원수 펌프(P1)에 의해 여과용 원수(c)를 막 모듈에 공급하는 경우, 활성탄 탱크(21)로부터 송출된 활성탄 원료를 혼합 용수(d)와 함께 습식 분쇄 장치(22)로 분쇄하고, 평균 입도 0.1 ㎛∼10 ㎛의 활성탄 미립자를 함유하는 수성 현탁액으로서, 원수 탱크(11)에 첨가, 혼합하여 여과용 원수(활성탄 첨가 피처리수; c)로 한다. 이 여과용 원수(활성탄 첨가 피처리수; c)를 후 공정의 막 모듈에 의해 여과 처리함으로써, 정수(b)를 얻는다.

Description

정수 처리에 있어서의 활성탄 첨가 방법 및 정수 처리 방법{METHOD OF ADDING ACTIVATED CARBON IN WATER PURIFICATION AND METHOD OF WATER PURIFICATION}

본 발명은 활성탄의 흡착 작용에 의해 처리 수질을 향상시키도록 한 정수 처리에 있어서의 활성탄 첨가 방법 및 정수 처리 방법에 관한 것이다.

예컨대, 도 2에 도시한 바와 같은 활성탄을 이용한 정수 처리 장치가 하천수를 정화하여 고수질의 정수를 얻는 장치로서 알려져 있다. 여기에 개시된 기술에 있어서, 원수(a)를 저장하는 원수 탱크(11)로부터 원수 펌프(P1)와, 순환 펌프(P2)에 의해 유로(12, 13)를 거쳐 공급되는 피처리수는 막 모듈(14)에 의해 부유 물질(SS: Suspended Solids)이 제거되고, 정화수(b)로서 추출된다. 예로서 도시한 장치의 경우, 피처리수가 유로(15)에 의해 반송되어 순환하도록 장치가 구성되어 있다.

또한 이 도면에 도시한 예에서는, 분말 활성탄 주입 수단(16)으로부터, 종래 이용되어 왔던 입도 18 ㎛ 정도의 분말 활성탄 대신에 입도 0.01 ㎛∼10 ㎛의 초미립상 분말 활성탄을 첨가함으로써, 원수(a)중의 비정상적인 맛과 악취를 유발하는 물질, 색소 및 트리할로메탄 전구체 등의 유기 물질을 효율적으로 제거한다.

그러나, 이러한 알려진 방법에서는 미리 어떠한 방법으로 입도 0.01 ㎛∼1O ㎛로 분쇄하여 얻은 초미립상 분말 활성탄을 이용해 왔지만, 이러한 초미립상 분말 활성탄은 그 자체가 응집하기 쉬워 용이하게 2차 응집체를 형성하기 때문에, 초미립상 분말을 선택한 효과를 충분히 얻을 수 없는 문제가 있었다. 또한, 초미립상 분말은 취급시에 있어서 분진 발생의 원인이 되는 문제도 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 활성탄의 흡착 작용에 의해 처리 수질을 향상시키도록 한 정수 처리에 있어서, 활성탄 미립자의 2차 응집을 억제하여 그 흡착 성능을 충분히 활용할 수 있는 동시에, 활성탄 미립자가 분진의 원인이 되는 것을 방지할 수 있는 정수 처리에 있어서의 활성탄 첨가 방법 및 정수 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서 이루어진 것으로, 본 발명에 따르면, 피처리수에 활성탄을 첨가하여 피처리수를 정화하는 정수 처리에 있어서의 활성탄 첨가 방법으로서, 상기 활성탄 입자를 습식 분쇄하여 얻어진 평균 입도 0.1 ㎛∼10 ㎛의 활성탄 미립자를 함유하는 수성 현탁액을 상기 피처리수에 첨가하는 것을 특징으로 하는 정수 처리에 있어서의 활성탄 첨가 방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 활성탄을 이용하여 피처리수를 정화하는 정수 처리 방법으로서, 상기 활성탄 입자를 습식 분쇄하여 얻어진 평균 입도 O.1 ㎛∼10 ㎛의 활성탄 미립자를 함유하는 수성 현탁액을 상기 피처리수에 첨가하고, 얻어진 활성탄 첨가 피처리수를 더 막 분리 처리하는 것을 특징으로 하는 정수 처리 방법이 제공된다.

본 발명에 있어서, 상기 활성탄 미립자를 함유하는 수성 현탁액의 활성탄 농도는 0.1 질량%∼10 질량%인 것이 바람직하다.

또한, 상기 피처리수의 유로 또는 피처리수를 저장하는 탱크에 분쇄기를 부설하고, 이 분쇄기로 활성탄 입자를 습식 분쇄하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 정수 처리에 있어서의 활성탄 첨가 방법 및 정수 처리 방법은 전술한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 활성탄 미립자의 2차 응집을 억제하여, 그 흡착 성능을 충분히 활용할 수 있고, 활성탄 미립자가 분진의 원인이 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 저렴한 활성탄 원료를 이용하는 것이 가능하여 비용 절감을 도모할 수 있다. 또한, 작업 환경의 개선을 도모할 수 있다. 따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 해소한 정수 처리에 있어서의 활성탄 첨가 방법 및 정수 처리 방법으로서, 그 공업적 가치가 매우 크다.

도 1은 본 발명의 활성탄 첨가 방법을 설명하기 위한 정수 처리 장치의 주요부 흐름도.

도 2는 종래의 활성탄을 이용한 정수 처리 장치의 흐름도.

이하, 본 발명의 정수 처리에 있어서의 활성탄 첨가 방법 및 정수 처리 방법을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명하겠다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 하천수 등의 원수(피처리수; a)를 저장하는 원수 탱크(11)로부터 원수 펌프(P1)에 의해 여과용 원수(c)를 막 모듈(도시하지 않음)에 공급하는 경우, 활성탄 탱크(21)로부터 송출된 활성탄 원료는 혼합 용수(d)에 투입된 후에 습식 분쇄 장치(22)에 의해 분쇄되고, 평균 입도 0.1 ㎛∼10 ㎛의 활성탄 미립자를 함유하는 수성 현탁액으로서, 원수 탱크(11)에 첨가, 혼합되어 여과용 원수(활성탄 첨가 피처리수; c)가 된다. 본 발명의 특징은 이와 같이 분쇄된 활성탄 미립자가 건조 상태를 거치지 않고 수분과 공존한 상태로 이용된다는 것이다.

여기서, 본 발명에 이용되는 활성탄 미립자의 평균 입도란 체적 평균 직경을 의미하며, 레이저 회절 산란법을 이용하여 측정함으로써 얻어지는 것이다.

이러한 활성탄 미립자가 첨가된 여과용 원수(활성탄 첨가 피처리수; c)는 도 2에 도시된 경우에 같이, 후속 공정의 막 모듈에 의해 여과 처리되어 정수(b)를 얻을 수 있는 것이다. 이 경우, 습식 분쇄 장치(22)에 의해 얻어진 활성탄 미립자를 함유하는 수성 현탁액은 원수 탱크(11)에 첨가되어 있지만, 원수(피처리수; a)의 공급 유로에 직접 주입하여, 여과용 원수(활성탄 첨가 피처리수; c)를 제조할 수도 있다.

본 발명에 이용되는 활성탄 미립자의 평균 입도는 전술한 바와 같이, 0.1 ㎛∼10 ㎛의 범위 내에 있고, 0.5 ㎛∼10 ㎛의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 평균 입도가 0.1 ㎛ 미만인 경우, 예컨대 MF(Microfiltration: 정밀 여과) 막처리와 조합하여 이용하는 경우에는, MF 막처리에 의한 활성탄 미립자의 분리가 곤란해지고, 또한 평균 입도가 10 ㎛를 넘는 경우에는 평균 입도가 10 ㎛를 넘는 일반 시판품을 이용할 수 있기 때문에 본 발명의 이점을 충분히 살릴 수 없다. 또한, 평균 입도가 0.5 ㎛ 이상인 경우에는 MF 막표면에서 완전히 포착하는 것이 가능하여, 활 성탄 입자가 막 내부로 칩입하지 않고, 따라서 효율적인 막 여과를 실시할 수 있다.

본 발명에 따르면, 활성탄 원료는 습식 분쇄되고, 얻어진 활성탄 미립자는 수성 현탁액 속에 분산되며, 2차 응집을 일으키지 않는 상태에서 첨가되기 때문에, 원수 속의 유기물 등의 흡착 효과를 충분히 발휘할 수 있다. 그리고, 평균 입도 10 ㎛ 이상의 일반 시판품을 활성탄 원료로 이용할 수 있고, 이것은 조달이 용이하고 원료비가 저렴하다는 이점이 있다. 또한 본 발명에 있어서, 활성탄 미립자는 수성 현탁액으로서 취급되기 때문에 분진의 원인이 되지 않고, 이용되는 활성탄 원료도 입도가 크기 때문에 분진의 원인이 되지 않아 취급이 용이해진다고 하는 이점도 있다.

본 발명에서 이용되는 활성탄 미립자의 바람직한 입도는 전술한 바와 같지만, 정화 목적이나 후속 단계의 막 모듈에 있는 여과막의 여과 사이즈에 따라 습식 분쇄 장치(22)의 운전 조건을 조정하여 얻어지는 입도를 가장 알맞는 값으로 적절하게 조정하는(예컨대, 흡착성이 우선되는 경우에는 입도를 작게, 생물 담지성이 요구되는 경우에는 입도를 크게 하는 등, 사용 대상이나 목적에 따라 조정하는) 것이 가능하다고 하는 이점도 있다.

또한, 본 발명에 이용되는 막 분리 처리(막 모듈)로는, 예컨대 모노리스형 세라믹막을 적합한 예로서 들 수 있다.

또한, 본 발명에 이용되는 습식 분쇄 장치로는 혼합 용수(d) 속에 활성탄을 투입하여 분산시킨 후, 분쇄하는 것이 가능한 기종이라면 특별히 한정되지 않지만, 볼이나 로드를 분쇄 미디어로 한 회전 볼 밀, 진동 볼 밀, 아트라이터 밀 등의 미분쇄 장치를 바람직한 예로서 들 수 있다.

또한, 본 발명에 이용되는 활성탄 미립자를 함유하는 수성 현탁액의 활성탄 농도는 0.1 질량%∼10 질량%의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 상기 활성탄의 농도가 0.1% 미만인 경우는 여과용 원수(c)가 희석되고, 후속 단계의 막 모듈에서의 처리 효율이 저하하는 경우가 있다. 또한, 상기 활성탄의 농도가 10%를 넘는 경우에는 활성탄 미립자가 쉽게 2차 응집될 수 있다.

이하, 표 1에 본 발명의 실시예와 비교예를 나타낸다. 표 1에서는, 본 발명에 의해 얻어진 활성탄 미립자를 실시예로 하였다. 소정 농도의 유기 불순물을 함유하는 시험액에 대해 함유 유기 불순물을 제거할 수 있었을 때의 첨가량을 100으로 하여 각각 비교예 1, 비교예 2의 활성탄을 이용했을 때에 동일 효과를 얻을 수 있었던 활성탄 첨가량을 비교값으로 나타내었다.

이 결과에 따르면, 본 발명은 비교예 1, 비교예 2에 비하여 67%, 33%의 활성탄 첨가량으로 동등한 효과를 얻을 수 있고, 미세화의 효과를 충분히 발휘할 수 있다는 것이 확인되었다.

[표 1]

	첨가량	활성탄의 종류
실시예	100	활성탄 습식 분쇄: 입도(평균) 1.0 ㎛
비교예 1	150	입도 1.0 ㎛ 습식 분쇄 후, 건조 24시간 경과한 분말
비교예 2	300	입도 15 ㎛의 시판품

본 발명은 하천수, 각종 공업 용수 등의 피처리수를 효율적으로 정화하여 고 수질의 정수를 얻을 필요가 있는 각종 산업 분야에서 바람직하게 이용된다.

Claims (8)

1. 피처리수에 활성탄을 첨가하여 피처리수를 정화하는 정수 처리에 있어서의 활성탄 첨가 방법에 있어서,

   상기 활성탄 입자를 습식 분쇄하여 얻어진 평균 입도 0.1 ㎛∼10 ㎛의 활성탄 미립자를 함유하는 수성 현탁액을 상기 활성탄 미립자의 응집이 시작되기 전에 상기 피처리수에 직접 첨가하는 것을 특징으로 하는 정수 처리에 있어서의 활성탄 첨가 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 활성탄 미립자를 함유하는 수성 현탁액의 활성탄 농도는 0.1 질량%∼10 질량%인 것인 정수 처리에 있어서의 활성탄 첨가 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 피처리수의 유로 또는 피처리수를 저장하는 탱크에 분쇄기를 부설(附設)하고, 이 분쇄기로 활성탄 입자를 습식 분쇄하는 것인 정수 처리에 있어서의 활성탄 첨가 방법.
4. 활성탄을 이용하여 피처리수를 정화하는 정수 처리 방법에 있어서,

   상기 활성탄 입자를 습식 분쇄하여 얻어진 평균 입도 0.1 ㎛∼10 ㎛의 활성탄 미립자를 함유하는 수성 현탁액을 상기 활성탄 미립자의 응집이 시작되기 전에 상기 피처리수에 직접 첨가하고, 얻어진 활성탄 첨가 피처리수를 더 막 분리 처리하는 것을 특징으로 하는 정수 처리 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 활성탄 미립자를 함유하는 수성 현탁액의 활성탄 농도는 0.1 질량%∼10 질량%인 것인 정수 처리 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 피처리수의 유로 또는 피처리수를 저장하는 탱크에 분쇄기를 부설하고, 이 분쇄기로 활성탄 입자를 습식 분쇄하는 것인 정수 처리 방법.
7. 제2항에 있어서, 상기 피처리수의 유로 또는 피처리수를 저장하는 탱크에 분쇄기를 부설하고, 이 분쇄기로 활성탄 입자를 습식 분쇄하는 것인 정수 처리에 있어서의 활성탄 첨가 방법.
8. 제5항에 있어서, 상기 피처리수의 유로 또는 피처리수를 저장하는 탱크에 분쇄기를 부설하고, 이 분쇄기로 활성탄 입자를 습식 분쇄하는 것인 정수 처리 방법.

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