KR100970689B1 - 전자석분말을 이용한 하.폐수처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하.폐수 중에 포함되어 있는 부유고형물질(SS:Suspended Solid)을 전자석분말을 이용하여 응집, 침전시켜 제거토록 하는 수처리방법에 관한 것으로, 전자석분말의 회수량을 증가시켜 처리비용은 물론 유지, 관리 비용에 우수한 경제성을 확보할 수 있도록 한 것이고, 또한 침전시간의 단축으로 처리용량을 증가시킬 수 있도록 한 것이다.
종래에 전자석분말을 이용함으로써 처리 및 유지,관리 비용을 절감시킨 방법이 제안된 바 있으나, 이때 회수되어지는 전자석분말은 슬러지를 전자석분말 회수기의 자석롤러에 부착시켜 슬러지로부터 분리되도록 하는 것이나 슬러지로부터의 분리가 용이치 않아 전자석분말의 회수율이 높지 않기 때문에 큰 경제적 효과를 얻을 수 없었던 것이다.
따라서 본 발명에서는 슬러지를 전자석분말 회수기로 유입시키기 전에 슬러지를 믹서로 교반시켜 슬러지 교반에 의한 응집력 약화 및 원심력과 비중 차에 의한 분리가 어느 정도 이루어지도록 한 후 회수기에 의한 전자석분말의 분리가 이루어지도록 함으로써 전자석분말의 보다 효율적인 회수가 이루어지도록 한 것이고, 또한 반응조 내에서 응집제와 전자석분말의 투입 순서를 변경시켜 침전시간을 단축시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

전자석분말을 이용한 하.폐수처리방법 {waste water treatment process using the electromagnet powder}

본 발명은 하.폐수 중에 포함되어 있는 부유고형물질(SS:Suspended Solid)을 전자석분말을 이용하여 응집, 침전시켜 제거토록 하는 수처리방법에 관한 것으로, 시스템 내에서의 회수되어 재사용되어지는 전자석분말의 회수량을 증가시켜 처리비용은 물론 유지,관리 비용에 있어서 우수한 경제성을 확보할 수 있도록 한 것이다.

또한 침전시간의 단축으로 처리용량을 높일 수 있도록 한 것이다.

종래에 하.폐수 중에 포함되어 있는 부유고형물질의 일반적인 제거는, 응집제를 반응조 내부로 주입시켜 반응되도록 한 후 반응물을 응집,침전조에서 응집시켜 슬러지 상태로 침전시켜 상등수와 분리되도록 한 후 처리하였던 것이다.

그러나 이러한 응집제만을 이용한 종래의 하.폐수 처리방법은, 발생되는 슬러지의 대부분이 응집제의 수화물이 차지하게 되어 슬러지 발생량이 많은 문제점이 있는 것으로, 특히 이때 발생되는 슬러지는 폐기물로 지정되어져 폐기물 관리법에 의하여 처리토록 되어 있기 때문에 결국 이러한 슬러지의 발생량 증가는 폐기물처리비용과 직결되어져 수처리비용에 많은 경제적 부담을 주게 되는 것이다.

또한 응집제의 소모량이 많고 응집제 주입 후 수산화물 생성을 위한 중화제의 소모량이 많아 수처리 시스템의 운전비용에도 상당한 부담이 되어 결국은 수처리를 위한 유지, 관리 비용에도 부담을 주게 되는 것이다.

따라서 최근에는 전자석분말을 반응조로 투입시켜 전자석분말을 응집의 핵으로 작용토록 함으로써 응집제 및 중화제의 사용을 절감토록 하면서도 슬러지의 발생량을 크게 줄일 수 있도록 함은 물론, 시스템 내에서 사용된 자화 전자석분말을 회수하여 재사용할 수 있도록 함으로써 수처리비용은 물론 유지,관리 비용을 크게 절감시킨 방법이 공개특허 제2003-3206호로 제안되어 있다.

그러나 상기한 공개특허의 경우, 응집.침전조에서 발생되는 슬러지를 전자석분말 회수기로 바로 유입시켜 전자석분말 회수기에 형성되어져 있는 자석롤러에 의하여 전자석분말이 부착되어져 분리되도록 하는 것이나, 이때 전자석분말 회수기로 유입되어지는 슬러지는 전자석분말을 핵으로 하여 부유물질들과 단단히 응집되어 있는 상태로서 전자석분말이 전자석분말 회수기의 자석롤러에 부착되기가 쉽지 않기 때문에 전자석분말의 회수율이 크지 않다는 것이다.

따라서 시스템 내에서 회수되는 전자석분말의 양이 많지 않아 반응조 내부로 새로운 전자석분말을 보충시켜야 하는 양이 많이 소요되게 될 뿐 아니라 회수되지 않은 전자석분말이 그대로 폐슬러지에 포함되어져 오히려 2차 처리대상인 폐슬러지의 무게가 응집제를 이용한 처리방법에 비하여 증가되어 전자석분말의 비용을 고려해 볼 때 종래에 응집제를 이용한 처리방법과 비교해 볼 때 처리비용 및 유지, 관리 비용에서 큰 효과를 얻을 수 없다는 것이다.

따라서 본 발명에서는 회수기를 통한 전자석분말의 분리가 더욱 효율적으로 이루어지도록 하여 시스템 내에서의 전자석분말의 회수량을 종래보다 증가시킬 수 있도록 함으로써 전자석분말을 이용한 수처리비용 및 유지,관리 비용을 보다 절감시킬 수 있고, 또한 응집 반응성을 높일 수 있도록 하여 침전시간을 종래보다 단축되도록 함으로써 처리용량을 높일 수 있는 하.폐수의 수처리방법 및 시스템을 제공하고자 함이다.

이를 위하여, 본 발명은 전자석분말 회수 전단계에 슬러지 교반단계를 추가시켜 슬러지 교반을 통한 전자석분말과 부유물질의 응집력을 약화시키도록 하는 한편 교반 시 발생되어지는 원심력과 비중 차에 의한 전자석분말과 부유물질 간의 분리가 어느 정도 이루어지도록 한 후 회수기에 의한 자성력을 이용하여 전자석분말의 분리가 이루어지도록 함으로써 전자석분말의 보다 효율적인 회수가 이루어지도록 한 것이다.

또한 반응조 내에서 응집제와 전자석분말의 투입 순서를 변경시켜 응집 반응성을 높일 수 있도록 한 것이다.

따라서 상기한 바와 같은 방법 및 시스템으로 처리되어지는 하.폐수는, 시스템 내에 사용 후 재사용되어지는 전자석분말의 회수율을 증가시킬 수 있기 때문에 이에 따른 폐슬러지량의 감소로 폐슬러지 처리비용을 절감시킬 수 있고, 또한 응집제 및 전자석분말의 사용량을 줄일 수 있어 이에 따른 유지,관리 비용을 절감시킬 수 있어 우수한 경제성을 확보할 수 있고, 또한 침전시간의 단축으로 처리용량을 증가시킬 수 있어 많은 양의 하.폐수를 처리할 수 있는 특장점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 개략적인 처리 흐름도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 처리 시스템의 구성도.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 하.폐수처리방법은, 하.폐수가 유입되어지는 반응조(10) 내부로 전자석분말(metal salt)과 응집제(metal salt)를 투입시켜 반응시키는 응집반응단계와, 상기 응집반응단계를 통하여 응집 반응이 이루어지는 반응처리수를 응집.침전조(20)로 유입시켜 반응물의 응집.침전이 이루어지는 응집.침전단계와, 상기 응집.침전단계를 통하여 발생되는 슬러지를 전자석회수기(30)로 유입시켜 전자석회수기(30)에 형성되어 있는 자석롤러(31)에 슬러지에 포함되어 있는 전자석분말을 부착시켜 폐슬러지와 분리되도록 하는 전자석분말 회수단계와, 상기 전자석분말 회수단계를 통하여 회수된 전자석분말을 상기 반응조(10)로 투입시키는 전자석분말 재사용단계와, 폐슬러지 처리단계로 이루어지는 것으로서, 상기 전자석분말 회수단계의 전 단계에 상기 응집.침전단계를 통하여 발생되는 슬러지를 슬러지교반기(40)로 유입시켜 슬러지의 교반을 통하여 전자석분말과 부유고형물질의 응집력을 약화시킬 수 있도록 한 슬러지 교반단계를 추가시킨 것이 특징이다.

이때 상기 슬러지교반기(40)는 교반기 자체의 고속 회전을 통한 교반이 이루어지도록 하여도 가능하나, 내부에 믹서(41)를 장착시켜 믹서(41)에 의한 슬러지의 교반이 이루어지도록 하는 것이 더욱 우수한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

이때 상기 슬러지의 교반은 교반 속도가 빠를수록 응집력을 더욱 약화시킬 수 있어 더욱 우수한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

따라서 이러한 슬러지 교반단계의 추가로, 슬러지는 슬러지교반기(40)에 의하여 교반되어져 전자석분말과 부유고형물질의 응집력이 약화되는 한편 슬러지교반기(40) 과정에서 원심력에 의한 분리와 더불어 전자석분말과 부유고형물질 간의 비중 차로 전자석분말과 부유고형물질 간의 분리가 어느 정도 이루어진 상태에서 전전자석회수기(30)에 의한 자성력에 의하여 전자석분말의 분리가 이루어지게 됨으로써 전자석분말이 보다 효과적으로 분리되어져 회수량을 증가시킬 수 있게 되는 것이다.

이때 상기 반응조(10)는 3단계의 반응수조로 형성시켜 1차반응수조(11)로는 응집제(metal salt)와 중화제(pH control)가 투입되도록 하고, 2차반응수조(12)로는 상기 전자석회수기(30)로부터 분리되어 회수되어진 전자석분말과 보충전자석분말(magnetic ballast)이 투입되도록 하고, 3차반응수조(13)로는 응집보조제(polymer)가 투입되도록 하는 것이다.

따라서 반응조(10)의 1차반응수조(11)에서 하.폐수 중에 포함되어 있는 부유물질이 응집제와 반응하여 플록이 형성되도록 한 후, 2차반응수조(12)에서 투입된 전자석분말을 핵으로 하여 응집제와 반응되어진 수개의 플록들이 응집되어져 더 큰 플록이 형성되도록 한 후, 3차반응수조(13)에서 투입된 응집보조제에 의하여 더 큰 플록이 형성되도록 함으로써 종래에 응집제와 전자석분말을 동시에 투입시켜 응집에와 전자석분말에 의한 동시 플록이 이루어지도록 하여 반응시키는 경우보다 침전시간을 단축시킬 수 있게 되는 것이다.

또한 상기 응집.침전조(20)에서 슬러지와 분리되어진 상등수는 스크린바가 형성된 전자석분리기(50)를 통과하도록 하여 상등수에 포함되어 있는 미량의 전자석분말까지 분리시켜 회수되도록 함으로써 더욱 우수한 경제성을 확보할 수 있도록 하는 것이다.

이때 상기 전자석분리기(50)를 통하여 분리되어진 전자석분말은 상기 슬러지교반기(40)로 투입시켜 재사용을 위한 회수단계를 거칠 수 있도록 하는 것이다.

또한 상기 응집.침전조(20)에서 발생되는 슬러지의 일부는 반응조(10)로 반송시켜 반응조(10)로의 유입수에 의한 BOD 변화에 대한 안정화 및 MLSS의 안정화로 인제거 효율을 높일 수 있도록 하고, 전자석 회수기(30)로부터 분리되어진 폐슬러지는 폐슬러지저장탱크(60)에서 저장 후 폐기물관리법에 의하여 처리되어지는 것이다.

이하에서는, 실시예를 통하여, 전자석분말을 이용하여 하.폐수의 부유고형물질을 응집.침전시켜 처리토록 함에 있어서, 슬러지 교반단계가 포함된 본 발명의 방법과 슬러지 교반단계가 포함되어 있지 않은 종래의 방법으로 처리할 경우 전자석분말의 회수량과 응집.침전조에서 유출되는 상등수의 농도가 동일해질 때까지 소요되는 침전시간을 비교하기로 하겠다.

<실시예1>

반응조로 투입시킨 폐수용량 : 1 ㎥

반응조로 투입시킨 초기 전자석분말 용량 : 30 g

반응조로 투입시킨 초기 응집제 투입 용량: 200 g

응집.침전조에서 발생된 슬러지량 : 0.001 ㎥

따라서 상기한 바와 같이, 본 발명의 처리방법으로 처리되어지는 하.폐수는, 종래의 방법으로 처리할 때와 비교해서 전자석분말의 회수량을 증가시킬 수 있기 때문에 이에 따른 폐 슬러지량의 감소로 슬러지 처리비용을 절감시킬 수 있고, 또한 응집제 및 전자석분말의 사용량을 줄일 수 있어 이에 따른 유지,관리 비용을 절감시킬 수 있고, 또한 침전시간의 단축으로 처리용량을 높일 수 있어 우수한 경제성을 얻을 수 있는 것이다.

10: 반응조 20: 응집.침전조
30: 전자석회수기 40: 슬러지교반기
50: 전자석분리기

Claims (5)

1. 반응조(10) 내부로 전자석분말과 응집제를 투입시키는 응집반응단계와, 상기 응집반응단계를 통하여 이루어지는 반응처리수를 응집.침전조(20)로 유입시켜 반응물의 응집.침전이 이루어지는 응집.침전단계와, 상기 응집.침전단계를 통하여 발생되는 슬러지를 전자석회수기(30)로 유입시켜 전자석분말을 폐슬러지와 분리시켜 회수토록 하는 전자석분말 회수단계와, 상기 전자석분말 회수단계를 통하여 회수된 전자석분말을 상기 반응조(10)로 재투입시키는 전자석분말 재사용단계와, 폐슬러지 처리단계로 이루어지는 것으로서, 상기 전자석분말 회수단계의 전 단계에 상기 응집.침전단계를 통하여 발생되는 슬러지를 슬러지교반기(40)로 유입시켜 슬러지의 교반을 통하여 전자석분말과 부유고형물질의 응집력을 약화시킬 수 있도록 한 슬러지 교반단계가 추가되고,
   상기 반응조(10)는 3단계의 반응수조로 이루어져 1차반응수조(11)로는 응집제와 중화제(pH control)가 투입되고, 2차반응수조(12)로는 자석회수기(30)로부터 회수되어진 전자석분말과 보충전자석분말이 투입되고, 3차반응수조(13)로는 응집보조제가 투입되도록 하고,
   상기 응집.침전조(20)의 상등수에 포함된 전자석분말은 스크린바가 형성된 전자석분리기(50)를 통하여 회수된 후 상기 슬러지교반기(40)로 투입되도록 하는 것을 특징으로 하는 전자석분말을 이용한 하.폐수처리방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 슬러지교반기(40)는 내부에 믹서(41)가 장착되어 믹서의 회전을 통한 교반이 이루어지도록 한 것이 특징인 전자석분말을 이용한 하.폐수처리방법.
5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 상기 응집.침전조(20)에서 발생되는 슬러지의 일부는 반응조(10)로 반송시키도록 한 전자석분말을 이용한 하.폐수처리방법.

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