KR100885204B1 - 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양이온계 고분자응집제를 이용하여 고로 집진수 중의 부유물질(SS)을 효과적으로 제거함으로써 비숍 스크러버(Bischoff Scrubber) 설비의 부식 방지 및 집진효율을 증대시킬 수 있는 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법에 관한 것이다.

고로, 비숍 스크러버, 집진수, 양이온계 고분자응집제, 부유물질(SS)

Description

고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법{A TREATMENT METHOD OF B/S SCRUBBING WASTEWATER}

도 1은 종래 방법에 의한 고로 B/S집진수의 수처리 공정도이고,

도 2는 본 발명에 의한 고로 B/S집진수의 수처리 공정도이고,

도 3은 본 발명에 의한 고로 B/S집진수 중의 SS성분 제거효과를 나타낸 그래프이고,

도 4는 종래 방법에 의한 고로 B/S집진수 중의 SS성분 제거효과를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양이온계 고분자응집제를 이용하여 고로공장의 비숍 스크러버(Bischoff Scrubber) 집진수 중의 부유물질(Suspended solid: 이하 'SS'라 함)을 효과적으로 제거할 수 있는 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 고로공장에서 발생된 고로가스(BFG)를 정제하기 위해서는 1차로 건식제진기(Dust Catcher)에서 싸이클론방식으로 먼지를 제거하는 공정을 거친 다 음, 2차로 비숍 스크러버(Bischoff Scrubber: 이하 'B/S'라 함)에서 습식집진법을 이용하여 1차 공정에서 미제거된 다량의 먼지를 집진한다.

이때, 고로가스는 B/S에서 습식세정된 후 고로가스 홀더(BFG Holder)에 포집되고, 집진수는 농축조(Thickener)에서 자연침강 및 응집침전된 후 상등수는 저장조(Pond)로 보내져서 보충수와 합쳐져 재순환된다. 농축조에서 발생된 슬러지는 드럼필터(Drum Filter)를 거쳐서 탈수되어 케이크(cake)로 처리된다.

그런데, 상기 B/S 집진수 중에 포함된 SS성분은 스크러버 노즐의 막힘현상 및 B/S 설비의 부식을 야기하고, 집진효율을 떨어뜨려 SS성분을 제거하여야 한다.

종래, 고로공장에서의 B/S 집진수 중 SS성분을 제거하기 위한 방법으로는 자연침강법이나 응집침전법 등을 주로 사용하여 왔다.

상기 응집침전법은 알루미늄염이나 철염을 사용하여 폐수 중의 SS성분을 응집, 침전시켜 제거하는 방법이다(Journal of KSEE, Vol.18, p43-54, 1996). 도 1은 종래 사용되는 고로집진수의 처리공정을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 1에서 보면, B/S내에서 집진된 폐수는 농축조에서 응집, 침전된 후 상등수는 집진수 저장조로 보내어지고, 저장조 내의 순환수는 다시 펌프에 의해 비숍 스크러버(B/S)내에서 집진을 하는 형태로 운전된다. 이때 B/S장치 및 배관에서의 부식을 방지하기 위하여 일정수질(염소이온농도기준 3000ppm)이상이 되면 일정량을 저장조에서 배출(Blow down)시켜 보충수(담수)로 배출된 수량만큼 보충을 시키면 된다.

그러나, 상기 방법들은 음이온계 고분자응집제를 사용하기 때문에 약품사용량 증가에 따라 폐수처리비용이 상승하게 되고, 슬러지가 많이 발생하게 될 뿐만 아니라 발생하는 슬러지의 처리가 어려운 문제점이 있다. 또한 응집침전에 소요되는 시간이 훨씬 과다하게 소요되고 있어 설비 운전에 어려움을 겪고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 효율적으로 SS성분을 제거하여 비숍 스크러버(Bischoff Scrubber) 설비의 부식 방지 및 먼지의 집진효율을 향상시킬 수 있는 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법에 있어서,

a) 고로 비숍 스크러버 집진수가 유입된 농축조에 양이온계 고분자응집제를 투입하여 부유물질을 응집 침전시켜 상등수를 얻는 단계;

b) 상기 상등수를 저장조로 이송하는 단계;

c) 상기 상등수의 pH 및 염소농도의 자동분석시스템에 의해 저장조내로 NaOH를 자동 투입하는 단계; 및

d) 상기 처리수의 pH 및 염소농도 자동분석시스템에 의해 보충수(담수)를 자동 투입하는 단계를 포함하는 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법을 제공한다.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명자들은 종래 문제점을 해결하기 위해 연구 노력한 결과, 양이온계 고분자응집제를 이용하면 고로 B/S 집진수 중 SS성분을 효과적으로 제거하여 B/S 설 비부식 및 스케일 방지 뿐만 아니라 집진효율을 증가시킬 수 있는 방법을 개발하여 본 발명을 완성하였다.

또한, 본 발명의 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법에서는 pH 자동제어 및 염소이온 농도를 제어하는 자동분석시스템을 이용하여 SS성분이 제거된 처리수의 pH 및 염소이온 농도를 조절할 수 있다.

이하, 본 발명의 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법을 첨부도면 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명은 고로 비숍 스크러버에서 집진된 집진수를 농축조로 유입시키고, 양이온계 고분자응집제를 투입하여 부유물질(SS)을 응집 침전시켜 상등수를 얻는 단계를 실시한다. 본 발명은 상기 양이온계고분자 응집제에 의해 고로집진수 중의 SS 성분을 99% 이상 제거할 수 있다.

이때, 상기 양이온계 고분자응집제는 농도가 0.2 내지 0.3 mg/L인 사용하는 것이 바람직하다. 상기 양이온계 고분자응집제의 농도범위가 0.2 mg/L 미만이면 플록침전형성 및 반응시간이 길어지는 문제가 있고, 농도범위가 0.3 mg/L를 초과하면 플록침전형성은 빨라지나 약품농도 증가로 슬러지발생량이 커지는 문제가 있다.

상기 양이온계 고분자응집제로는 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌이민, 폴리비닐피리딘 등을 사용할 수 있다.

이후, 본 발명은 상기 농축조에서 부유물질이 제거된 상등수를 저장조로 이송하는 단계를 실시한다.

이때, 상등수 중 일부는 자동분석시스템에서 pH 및 염소농도를 측정하여 저 장조내의 pH 조절을 위해 저장조내로 NaOH가 자동투입 된다. 상기 pH는 비숍스크러버 설리부식을 위해 조절하는 것으로 6.5 내지 8.5로 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 염소이온 농도가 기준치인 3000 ppm이상이 되면 보충수(담수)가 자동콘트롤밸브에 의해서 자동투입 된다. 따라서, 본 발명은 보충수에 의해 염소농도를 3000 ppm 이하로 유지하여 배관부식을 방지할 수 있다.

상기 pH 및 염소농도의 자동분석시스템은 농축조와 저장조 사이의 이송관에 연결 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 저장조로 이송된 상등수는 다시 펌프에 의해 B/S 내에서 집진을 하는 형태로 운전된다.

이하 본 발명의 실시예를 기재한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

SS농도가 2023 ppm인 고로 B/S 집진수를 시료로 사용하고 양이온계 고분자응집제를 사용하여 실험실적 자 테스트(jar test)를 실시하였다. 상기 양이온계 고분자응집제 농도는 0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0, 2.0 mg/L 로 변화시키면서 3분동안 급속교반(150rpm)하고, 5분 동안 완속교반(10rpm) 후 30분간 정치한 다음 상등수의 SS농도를 분석하였다. 그 결과를 하기 표 1 및 도 3에 나타내었다.

구분	양이온계 고분자응집제	SS 농도(ppm)	제거율(%)
1	0	58.4	97.2
2	0.1	6.4	99.7
3	0.2	4.6	99.8
4	0.3	4.8	99.8
5	0.5	6.5	99.7
6	0.7	6.8	99.7
7	1.0	7.0	99.7
8	2.0	7.1	99.6

상기 표 1에서 보면, 양이온계 고분자응집제를 사용함으로써, SS성분을 99%이상 제거할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 도 3에서 보는 바와 같이 양이온계 고분자응집제 농도가 0.2 ∼ 0.3 mg/L 일때 상등수의 SS농도가 가장 낮게 나타났으며, 반응시간 3분 후 플록 침전이 형성된 것을 알 수 있었다.

[비교예]

고로 B/S 집진수를 종래의 방법인 음이온계 고분자응집제를 주입하여 실험실적 자 테스트(jar test)를 실시하였다. 상기 음이온계 고분자응집제 농도를 0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0, 2.0 mg/L 로 변화시키면서 3분 동안 급속교반(150rpm)하고, 5분 동안 완속교반(10rpm) 후 30분간 정치한 다음 상등수의 SS농도를 분석하였다. 그 결과를 하기 표 2 및 도 4에 나타내었다.

구분	음이온계 고분자응집제	SS 농도(ppm)	제거율(%)
1	0	58.4	97.2
2	0.1	49.0	97.6
3	0.2	48.6	97.6
4	0.3	48.2	97.6
5	0.5	46.7	97.7
6	0.7	46.2	97.7
7	1.0	48.1	97.6
8	2.0	51.5	97.5

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 음이온계 고분자응집제를 주입할 경우 실시예의 양이온계 고분자응집제에 비해 2배 이상 주입해야 하고 SS성분 제거효율도 낮음을 알 수 있었다.

도 4에서 보면, 음이온계 고분자응집제 농도가 0.5 ∼ 0.7 mg/L 일때 상등수의 SS농도가 가장 낮게 나타났으며, 반응시간은 5분 후 플록 침전이 형성된 것을 알 수 있었다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법은 양이온계 고분자응집제를 이용함으로써 종래 음이온계 고분자응집제에 의한 응집침전법에 비하여 슬러지 발생을 감소시킴과 동시에 고로 B/S 집진수 중 SS성분을 효과적으로 제거할 수 있다. 나아가, 고로 B/S설비 부식 방지 및 집진효율 향상을 기대할 수 있으며 반응시간을 크게 단축할 수 있다.

Claims (4)

1. 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법에 있어서,

   a) 고로 비숍 스크러버 집진수가 유입된 농축조에 양이온계 고분자응집제를 투입하여 부유물질을 응집 침전시켜 상등수를 얻는 단계;

   b) 상기 상등수를 저장조로 이송하는 단계;

   c) 상기 상등수의 pH 및 염소농도의 자동분석시스템에 의해 저장조내로 NaOH를 자동 투입하는 단계; 및

   d) 상기 처리수의 pH 및 염소농도 자동분석시스템에 의해 보충수(담수)를 자동 투입하는 단계를 포함하는 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 양이온계 고분자응집제는 농도가 0.2 내지 0.3 mg/L인 것을 특징으로 하는 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 양이온계 고분자응집제는 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌이민, 및 폴리비닐피리딘으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 pH 및 염소농도의 자동분석시스템은 농축조와 저장조 사이의 이송관에 연결 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고로 비숍 스크러버 집진수의 처리방법.

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