KR100997325B1 - 중금속 함유 폐수의 처리방법 - Google Patents

중금속 함유 폐수의 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중금속 함유 폐수의 처리방법에 관한 것이다. 본 발명은 중금속이 함유된 폐수를 반응조로 유입하고, 상기 반응조 내로 입도 1mm 이하의 환원슬래그를 투입하고 교반하여 중금속을 흡착과 치환을 통해 침전시키는 제 1단계와, 상기 제 1단계를 거친 폐수를 침전조로 배출하여 슬래그를 포함한 슬러지는 침전시키고 상등수만 여과기를 통해 배출시키는 제 2단계를 포함한다. 본 발명에 의하면 중금속이 함유된 폐수의 처리시 전기로의 환원슬래그를 이용하므로 경제적이면서도 효율적으로 중금속을 제거할 수 있는 이점이 있다.
폐수, 중금속, 환원슬래그

Description

중금속 함유 폐수의 처리방법{Method for treating waste water contained heavy metal}
본 발명은 중금속 함유 폐수의 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기로 제강공정에서 발생하는 부산물인 환원슬래그를 이용하여 폐수 중 함유된 중금속을 제거하는 중금속 함유 폐수의 처리방법에 관한 것이다.
제철공장에서 발생되는 산업폐수에는 다양한 오염물질이 포함되며, 폐수 중에 함유되어 있는 중금속은 산업발전의 영향으로 그 발생량이 증가하고 있다.
중금속은 구리(Cu), 카드뮴(Cd), 납(Pb), 수은(Ag) 등 비중이 4.0 이상의 무거운 금속원소를 말한다. 이러한 중금속은 미량이라도 토양이나 하천 및 지하수로 유입되면 수중 생태계 및 인간의 건강과 생활환경에 악영향을 미치게 된다. 따라서 폐수 중에 함유된 중금속을 효율적으로 제거하기 위한 다양한 방법의 연구가 진행되고 있다.
폐수 중에 함유된 중금속의 제거방법에는 철염, 알루미늄 등의 화학약품을 첨가하는 방법과, 소석회 등을 이용하는 방법이 주로 활용된다.
소석회를 이용하는 방법은 폐수에 함유된 중금속을 수산화물 형태로 바꾸어 침전 분리시키는 방법이다. 하지만 이 방법은 비용면에서 저렴한 장점이 있지만 석회슬러지와 같은 폐기물이 다량 발생함으로 인하여 2차적인 환경오염을 유발하는 문제점이 있다.
그리고, 철염, 알루미늄 등의 화학약품을 첨가하는 방법은 중금속 제거 효과는 우수하나 고가의 약품비용을 요구하므로 폐수처리의 운전비용을 상승시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 중금속이 함유된 폐수를 처리함에 있어 화학약품과 소석회를 대체하면서도 저비용으로 폐수의 중금속 처리효율을 높일 수 있도록 한 중금속 함유 폐수의 처리방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 중금속이 함유된 폐수를 반응조로 유입하고, 상기 반응조 내로 입도 1mm 이하의 환원슬래그를 투입하고 교반하여 중금속을 흡착과 치환을 통해 침전시키는 제 1단계와, 상기 제 1단계를 거친 폐수를 침전조로 배출하여 슬래그를 포함한 슬러지는 침전시키고 상등수만 여과기를 통해 배출시키는 제 2단계를 포함한다.
상기 환원슬래그는 구리(Cu)와 카드뮴(Cd)의 중금속이 함유된 폐수 1L 당 5~25g을 투입한다.
본 발명은 중금속이 함유된 폐수를 처리함에 있어 전기로 제강공정에서 발생되는 부산물인 환원슬래그를 재활용한다. 따라서 종래의 화학약품과 소석회를 사용하여 중금속 함유 폐수를 처리하는 방법보다 원가절감 측면에서 경제적인 효과가 있다.
또한, 환원슬래그는 적정량을 투입할 경우 현재 많이 배출되어 문제가 되는 중금속인 구리와 카드뮴의 제거율이 100%에 근접한다. 따라서 종래의 소석회를 사용하는 방법보다 폐수 중의 중금속을 안정적으로 처리할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명에 의한 중금속 함유 폐수의 처리방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 중금속 함유 폐수의 처리방법을 실현하기 위한 공정의 개략적인 구성도이다.
본 발명은 중금속이 함유된 폐수를 반응조로 유입하고 반응조 내로 환원슬래그를 투입하여 폐수 중의 중금속을 흡착 및 치환하여 제거하는 제 1단계와, 제 1단계에서의 폐수를 침전조로 배출하여 상등수만 배출시키는 제 2단계를 포함한다.
더 상세히 설명하면, 본 발명은 중금속 함유 폐수를 처리함에 있어 전기로 제강공정에서 발생되는 부산물인 환원슬래그를 재활용하는데 그 특징이 있다.
전기로 제강공정에서는 제강톤당 13~17%의 양으로 부산물인 슬래그가 발생된다. 슬래그는 산화슬래그와 환원슬래그로 구분된다. 그 중 환원슬래그는 제강공정에서 산소(O2)와 황(S)을 제거하기 위해 투입되는 생석회와 용강과의 반응에 의해 발생되며, 슬래그 총량의 약 10%를 차지한다.
전기로 환원슬래그의 성분비는 아래의 표 1과 같다.
성분 Fe SiO2 Al2O5 MgO CaO Free CaO F Ni Zn Pb Cu
함량(%) 22.09 3.91 19.41 11.52 38.03 1.62 0.52 N.D N.D N.D N.D
이와 같은 성분의 환원슬래그는 Free CaO를 포함한 산화칼슘(CaO)의 함량이 39.65%로 높아 소석회를 대체하기에 적합하다. 상술한 점에 착안하여 폐수 내 고농도로 함유되어 있는 중금속을 환원슬래그를 이용하여 제거하는 것이다.
환원슬래그를 이용한 중금속의 제거는 흡착과 치환에 의해 이루어진다.
흡착은 환원슬래그의 기공이나 입자표면에 중금속이 흡착되는 것이다. 환원슬래그는 입도 1mm이하로 미세 분말화하여 투입할수록 폐수와 접촉되는 반응표면적이 넓어져 흡착처리 효율이 높아진다. 이에 따라 환원슬래그는 볼(ball), 분쇄기(mill), 체(sieve)가름 등을 이용하여 1mm이하의 입도를 가지도록 제조하여 사용한다.
치환은 화학적 침전법에 의한 방법이다. 환원슬래그 성분 중 CaO는 폐수와 작용하면 Ca(OH)2로 되고, 여기서, 이온화된 CaOH-는 폐수 중의 중금속인 Cu와 Cd를 Cu(OH)2와 Cd(OH)2로 형성시켜 침전시키게 된다.
이외에도, 환원슬래그 성분 중 SiO2는 각종의 유기폐수(불순물질)를 흡착, 흡수시켜 많은 유기물질을 제거시키며, MgO는 폐수와 작용하여 슬러지의 침강성을 촉진시키게 된다.
환원슬래그는 구리(Cu) 10ppm과 카드뮴(Cd) 5ppm의 중금속이 함유된 폐수 1L 당 5 ~ 25g 범위로 투입되는 것이 바람직하다. 환원슬래그는 투입량이 폐수 1L 당 5g미만으로 투입되면 중금속 제거율이 미비하고, 25g을 초과한 투입은 그 효과가 포화될 뿐 아니라 침전조에서 슬러지양을 늘려 슬러지 재처리를 위한 추가비용의 문제를 발생시킨다. 따라서 폐수 1L 당 25g 이상의 투입은 무의미하다.
이하, 각 단계 공정에 대해 상세히 설명하기로 한다.
1. 제 1 단계(환원슬래그 투입)
중금속이 함유된 폐수를 반응조(10)로 유입하고, 이 반응조(10)에 입도 1mm이하의 환원슬래그를 투입하고 교반을 실시한다. 환원슬래그는 구리(Cu) 10ppm과 카드뮴(Cd) 5ppm의 중금속이 함유된 폐수 1L 당 5 ~ 25g 범위로 투입하고, 교반은 충분한 반응을 위해 2시간 이상으로 한다. 단, 3시간을 초과하면 그 효과가 포화되므로 원가 및 에너지 절감차원에서 3시간 이내로 유지한다. 그리고 반응은 실온(25℃)에서 수행한다.
2. 제 2 단계(침전 및 배출)
반응조(10)의 폐수를 침전조(20)로 배출하여 슬래그를 포함한 슬러지와 상등수를 분리하고 상등수의 맑은 용액은 여과기를 통과하여 배출시킨다. 침전조(20)는 최종적으로 잔류하는 오염물질(예컨데, 비중이 가벼운 중금속인 MnO2 등)을 배출기준 이내로 관리하기 위해 설치된다. 여과기로는 활성탄 여과기 또는 모래를 이용한 여과기 등이 사용된다.
여기서, 상등수는 침전조에서 슬러지를 가라앉힌 윗부분의 가장 맑은 물을 의미한다. 그리고, 침전조는 다수개가 구비되어, 반응조에서 중화처리한 폐수를 여러단계의 침전조를 통과시키면서 중화처리할 수도 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕고자 중금속 함유 폐수의 처리방법을 실시예를 통해 설명하기로 한다.
[실시예 1]
표 1의 성분을 갖는 환원슬래그를 분쇄하고 체가름하여 입도 1mm이하로 제조하였다. 이와 같이 제조된 환원슬래그의 중금속 제거능력을 확인하기 위해 구리(10ppm)와 카드뮴(5ppm)을 포함한 중금속 함유 폐수를 제조하여 환원슬래그의 투입량을 변화시키면서 중금속 제거능력을 확인하였다.
즉, 중금속 함유 폐수 1L에 환원슬래그를 무게비로 0.25%, 0.5%, 1%, 2.5% 투입하여 급속 교반시킨 후 방치하여 환원슬래그를 침전시키고 상등수를 채취하여 분석하였다.
표 2는 환원슬래그 투입량에 따른 구리와 카드뮴의 제거율 변화를 실험한 결과이다.
구분
 환원슬래그 투입농도(중량비)
0 0.25% 0.5% 1% 2.5%
Cu
 농도(ppm) 10 7.7668 0.004 0.0012 0.0101
제거율(%) 0 22.3 99.96 99.99 99.9
Cd
 농도(ppm) 5 5 0 0 0
제거율(%) 0 0 100 100 100
표 2의 구리와 카드뮴의 제거효율을 살펴보면, 환원슬래그를 5%이상으로 투입하였을 경우 폐수에 함유된 구리와 카드뮴의 제거율이 100%에 근접함이 확인된다. 이는 폐수 1L를 기준으로 할때 5g에 해당되는 투입량이다.
여기서, 구리와 카드뮴을 실험데이터로서 제시한 것은 구리와 카드뮴이 일반적으로 많이 배출되고 문제가 되는 중금속이기 때문이다.
상술한 실험결과에 의해, 폐수 1L 당 입도 1mm이하의 환원슬래그를 5~25g 범위로 투입하고, 침전조를 통해 상등수만 배출하는 방법이 폐수에 함유된 중금속을 효율적으로 제거할 수 있는 방법임을 알 수 있다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 중금속 함유 폐수의 처리방법을 실현하기 위한 공정의 개략적인 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10:반응조 20:침전조

Claims (2)

  1. 중금속이 함유된 폐수를 반응조로 유입하고, 상기 반응조 내로 입도 1mm 이하의 환원슬래그를 투입하고 교반하여 중금속을 흡착과 치환을 통해 침전시키는 제 1단계와,
    상기 제 1단계를 거친 폐수를 침전조로 배출하여 슬래그를 포함한 슬러지는 침전시키고 상등수만 여과기를 통해 배출시키는 제 2단계를 포함하고,
    상기 환원슬래그는 구리(Cu)와 카드뮴(Cd)의 중금속이 함유된 폐수 1L 당 5~25g을 투입하는 것을 특징으로 하는 중금속 함유 폐수의 처리방법.
  2. 삭제
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CN108558083B (zh) * 2018-05-07 2019-04-23 陕西中环信环保科技有限公司 一种重金属废水集成化处理装置
CN108773929A (zh) * 2018-06-13 2018-11-09 岳西县创奇电器有限责任公司 一种电镀废水预处理方法
CN111252875A (zh) * 2020-02-20 2020-06-09 广西埃索凯生物科技有限公司 一种含重金属废水的处理工艺
CN114524553A (zh) * 2022-03-16 2022-05-24 赣州八0一钨业有限公司 一种碱煮钨渣处理重金属废水的工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100804245B1 (ko) * 2006-09-08 2008-02-18 재단법인 포항산업과학연구원 제강슬래그를 이용한 침출수 중 중금속이온 및 색도 제거방법

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