KR101206399B1 - 배수의 처리방법 및 처리시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래보다 러닝코스트가 우수한 배수의 처리방법 및 처리시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 배수의 처리방법은 배수의 오염평가지표를 유효염소에 의해 저감시키는 정화공정과, 상기 정화공정에서의 처리수를 산성분위기의 염소가스분리조(7)로 보내어 잔류염소를 염소가스로 변화시켜서 휘발시키는 염소분리공정과, 상기 염소분리공정에서 휘발한 염소가스를 알칼리성 분위기의 기액혼합조(5)로 보내어 액중에 용해시킴으로써 염소가스를 유효염소로서 재생하는 염소회수공정을 갖으며 상기 염소회수공정에서 재생한 유효염소를 정화공정에서 이용하도록 하였다.

Description

배수의 처리방법 및 처리시스템 {Treatment method and treatment system of waste water}
본 발명은 잔류 염소를 재생 이용할 수 있는 배수의 처리방법 및 처리시스템에 관한 것이다.
종래, 배수에 포함되는 다이옥신류, 계면활성제 등으로 대표되는 난분해성 유기물을 처리하는 방법으로서 다음과 같은 제안이 있었다(특허문헌1).
즉, 난분해성 유기물을 포함하는 유해 배수의 처리방법으로서, 응집처리, 오존처리, 촉진산화처리, 활성탄 처리 등이 알려져 있는바, 응집 침전법은 고형분의 난분해성 물질은 효과적으로 제거할 수 있지만, 용해성 난분해성 유기물은 단위 슬러지당 제거 가능한 유기물량이 적고 다량의 슬러지가 발생되는 문제점이 있다. 오존처리, 촉진산화처리는 오존의 발생장치나 자외선 조사를 위한 고액의 비용이 요구되는 문제점이 있으며, 고형분에 대해서는 제거 성능이 떨어진다. 활성탄처리는 흡착한 난분해성 물질을 다시 처리해야 하기 때문에 효율적으로 난분해성 물질의 처리를 수행하는 것이 곤란한 점 등을 감안하여, 본 제안은 배수중의 다이옥신류, 계면활성제 등으로 대표되는 난분해성 유기물을 효율적으로 처리하고자 하는 것으로 난분해성 유기물을 함유하는 배수에서 고형분을 제거하고, 이어서 과산화 니켈을 주성분으로 하는 촉매와 산화제의 존재하에서 접촉시켜서 난분해성 유기물을 무해화한다고 하는 것이다.
그러나 상기 산화제는 산화능력이 남아있더라도 버려졌기 때문에 러닝코스트가 비싸기 먹히는 문제가 있었다.
일본특허공개공보 제2003-80276호
여기서 본 발명은 종래보다 뛰어난 러닝?코스트의 절감을 이루는 배수의 처리방법 및 처리시스템을 제공하고자 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는 다음과 같은 기술적 수단을 강구한다.
(1) 본 배수의 처리방법은 배수의 오염평가지표를 유효 염소에 의해 저감시키는 정화공정과, 상기 정화공정에서의 처리수를 산성 분위기의 염소가스 분리조로 보내서 잔류 염소를 염소가스로 변화시켜 휘발시키는 염소분리공정과, 상기 염소분리공정에서 휘발한 염소가스를 알칼리성 분위기의 기액혼합조(氣液混合槽)로 보내서 액중(液中)에 용해시킴에 따라 염소 가스를 유효염소로서 재생하는 염소회수공정을 갖으며, 상기 염소회수공정에서 재생한 유효염소를 정화공정에서 이용하도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 오염평가지표로서 COD(화학적 산소 요구량)이나 TOC(총유기탄소)를 예시할 수 있다.
본 처리방법에서는 정화공정에서 배수의 오염평가지표를 유효염소(오염성분의 분해능력을 갖는 염소)에 의해 저감시키고, 그 처리수를 산성분위기의 염소가스분리조(예를 들면 염산수용액을 저장하여 둔다)로 보내서 잔류염소(배수처리후에 잔류하는 유효염소)를 염소가스로 변화시켜서 휘발시켜 분리?제거하고, 이 염소분리공정에서 휘발한 염소가스를 알칼리성 분위기의 기액혼합조(예를 들면 수산화나트륨 수용액을 저장하여 둔다)로 보내서 액중에 용해시킴에 따라 염소가스를 유효염소로서 재생하고, 이 염소회수공정에서 재생한 유효염소를 정화공정에서 이용하도록 하였기 때문에 배수 처리후의 잔류염소를 재이용할 수 있다.
상술하면 상기 염소분리공정에서는 잔류염소(HOCl)는 산성분위기(pH가 2이하가 바람직하다)에서는 염소가스(Cl2)로 변화하여 휘발하기 쉬워지는 성질(다량의 수소이온에 의해 HOCl에서 HO가 빠진다)을 이용하여서 처리후의 배수로부터 잔류염소를 분리?제거한다. 즉, 정화공정에서의 처리수를 산성 분위기의 염소가스 분리조로 보내면, 잔류 염소는 염소가스로 변화되어서 휘발하게 된다. 이에 따라 처리후의 배수중 잔류 염소 농도는 현저하게 저감하게 된다.
따라서, 염소가스 분리조에서 일정량을 인출하여서 현재 산성에서 중성이 되도록 중화하기 위해 pH조정하면 방류 등이 가능한 상태가 된다. pH조정을 위해서는 인출한 산성수에 대하여 수산화 나트륨이나 뒤에서 설명될 유격막 전해 기구의 음극측을 통과시켜 이루어진 알칼리수 등을 첨가하면 된다. 중화(中和) 후에는 필요에 따라서 RO막을 통과시키거나 활성탄조를 통과시키면 초순수로서 재생할 수 있어 공장에서의 반도체 웨이퍼의 세정이나 액정의 세정 등에 사용할 수 있다. 즉, 반도체 웨이퍼 등의 세정후의 오염배수를 이 배수의 처리방법에 따라서 다시 정화처리하고 초순수를 생성함으로써 공장 용수의 순환 사용 사이클을 구축할 수 있다.
또한 상기 염소 회수 공정에서는 염소가스는 알칼리성 분위기(pH12이상이 바람직하다)의 용액에 용해되기 쉬운 성질(염소가스와 수산화물 이온이 화합하여서 차아염소산이 생성된다)을 이용하여, 염소분리공정에서 휘발한 염소가스를 기액혼합조의 액중에 이행시키도록 한다. 즉, 염소분리공정에서 휘발한 염소가스를 알칼리성 분위기의 기액혼합조로 보내 액중에 용해시킴으로써 염소가스를 유효염소로서 재생할 수 있다. 또한 기액(氣液) 혼합을 위해 스크러버 기구(염소가스 중에 기액혼합조의 액체 방울을 분무한다)를 이용하거나, 폭기 처리(기액혼합조의 액중에 염소가스를 불어넣는다)를 이용할 수 있다.
그리고, 염소회수공정에서 재생한 기액혼합조의 유효염소를 정화공정에서 배수의 오염평가지표를 저감시키기 위해 이용하도록 한 것이다. 구체적으로는 원래의 배수를 저장하는 배수조와 상기 기액혼합조에서 각각 일정량을 인출하여서 합류시켜 가면 좋다. 이 합류후의 처리수는 오염평가지표가 저감되어 있으며, 이어서 상기와 같이 산성분위기의 염소가스 분리조로 보내어지게 된다.
환언하면, 종래에는 산화능력이 남아있다 하더라도 버려졌던 잔류염소(그대로는 배수로서 방류할 수 없기 때문에 환원제를 첨가하여 부수었다)를 전술한 염소 가스의 용해 특성에 관한 pH의존성을 이용하여 액체(산성)→가스(기체)→액체(알칼리성)이라는 형태 변화의 사이클을 통하여 회수?재생하여 배수의 정화에 재이용하도록 한 것이다.
여기서 배수란 오염성분(주로 유기성분으로 이루어지는 피산화물질)을 함유하는 물을 말하며, 염색공장폐수에서 처리후에 하천으로 방류(폐기)하는 것뿐만 아니라 재이용하는 것(화학공장이나 액정 제조공장 그 밖의 공장폐수에서 일부를 초순수로 재이용)이나, 순환하여서 재이용하는 것(수영장 물 등) 등을 포함한다.
또한 사업소 구내의 중유 탱크나 연결파이프에서 누설된 유분을 함유하는 오염토양, 화학공장 철거지의 유해한 유기성분을 포함한 오염토양, 주유소 부지의 유분에 따른 오염토양의 토양 삼출수(혹은 그 지하수) 등을 예시할 수도 있다.
여기서 중유로 오염된 토양과 같이 물에 대하여 난용해성의 오염성분을 처리하고자 하는 경우에는 양친매성의 유기용매(예를 들면 DMSO, DMAc, IPA)로 친수화하여 추출하고 수중으로 이행시키면 토양배수로서 정화처리를 수행할 수 있다.
그리고 또한 영업용 조리 시설 등의 그리스트랩으로 분리된 유지분(동물계, 식물계, 광물계 등)을 상기 양친매성의 유기용매로 친수화하여 추출하고 수중으로 이행시켜서 정화처리를 수행할 수 있다. 이에 따라 n-핵산 추출물질의 수치를 저감시켜 배수 배출 기준값을 준수하도록 처리할 수 있다.
또한 이 배수처리에 관련된 장치를 대형 트럭이나 선박 등에 적재하여서 이동할 수 있게 하여 각지의 공장으로 나가서 배수가 실제로 청정수가 되는 것을 현장에서 데몬스트레이션 할 수도 있다. 이것은 피트를 필요로 하는 생물처리에서는 전혀 불가능한 것으로 전기 분해를 이용한 본 발명이야말로 가능한 것이다.
또한 이 배수처리장치를 선박 등에 장비하여 원유 등의 누출 사고를 일으킨 탱커의 좌초영역이나 이것이 흘러가 붙은 해안으로 가서 해상에 부유되어 있는 유분을 흡인?회수하고, 유분과 수분이 혼합되어 있는 에멀젼층(유분이 8~9할 이상인 최상층은 다른 처리<연료로서 재이용>를 하는 것이 처리 효율이 좋다)을 상기 양친매성의 유기용매로 보다 친수화하여 배수로서 정화처리를 실행할 수 있다. 원유가 해면을 덮고 있는 해역은 산소 결핍 상태가 되어 수중생물의 생태계에 막대한 악영향을 미치게 되는바, 전술한 바와 같이 처리함으로써 해양 오염된 해역이나 해안선 등을 정화하여 지구환경의 개선에 크게 이바지할 수 있다. 즉, 해양 오염된 영역의 해수도 본 발명의 배수로서 처리할 수 있다.
(2)유격막 전해기구의 양극측을 통과시켜 이루어지는 산성수를 상기 염소가스 분리조로 공급하도록 하여도 좋다.
즉, 유격막 전해기구의 양극측에서는 수소 이온이 발생하여서 산성수가 생성되기 때문에, 이와 같이 구성하면 염소가스 분리조의 수소 이온농도(pH)를 산성으로 유지하기 위해 염산 등의 약제를 첨가하는 것이 아니고, 식염(비교적 저가이며 운반에 부피를 차지하지 않는다)의 전기분해에 의해 대처 가능하여 염산 등의 약제 비용을 저감 내지 생략할 수 있다.
또한, 유격막 전해기구의 양극측에 있어서 염화물의 공존하에서 전기분해하면 pH가 저하하면서 염소가스(Cl2)가 발생하기 때문에 이 전기분해에서 새롭게 발생된 염소가스를 기액혼합조로 이행시켜 용해시킴으로써 잔류염소의 회수만을 하는 경우보다 기액혼합조 내부의 잔염 농도를 향상시킬 수 있다.
이때 염소가스 분리조를 가열하면 염소가스가 보다 휘발하기 쉬워지게 된다.
(3) 유격막 전해기구의 음극측을 통과시켜 이루어진 알칼리수를 상기 기액혼합조로 공급하도록 하여도 좋다.
즉 유격막 전해기구의 음극측에서는 수산화물 이온이 발생해서 알칼리수가 생성되기 때문에, 이와 같이 구성하면 기액혼합조의 수소이온 농도(pH)를 알칼리성으로 유지하기 위해 수산화나트륨등의 약제를 첨가하는 것이 아니라 식염(비교적 저가이며 운반시 부피를 차지하지 않는다)의 전기분해에 의해 대처할 수 있어 수산화나트륨 등의 약제 비용을 저감 내지 생략할 수 있다.
(4) 이 배수의 처리 시스템은 배수의 오염평가지표를 유효염소에 의해 저감시키는 반응조와, 상기 반응조에서의 처리수의 잔류염소를 염소가스로 변화시켜서 휘발시키는 산성 분위기의 염소가스 분리조와, 상기 염소가스 분리조에서 휘발한 염소가스를 액중에 용해시킴으로써 염소가스를 유효염소로서 재생하는 알칼리성 분위기의 기액혼합조를 갖으며, 상기 기액혼합조에서 재생한 유효염소를 반응조에서 이용하도록 한 것을 특징으로 한다.
그리고 이 배수의 처리시스템은 상기(1)항의 배수의 처리방법과 같은 작용을 갖는다.
본 발명은 상술한 바와 같이 이루어져 다음과 같은 효과를 갖는다.
배수 처리후의 잔류염소를 재이용할 수 있기 때문에 종래보다 뛰어난 러닝코스트 절감을 이룰 수 있는 배수의 처리방법 및 처리시스템을 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 배수처리방법 및 배수처리시스템의 실시형태를 설명하는 시스템?흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 설명한다.
[실시형태1]
도면에서와 같이, 공장배수(1)를 배수 원수 조정조(2)로 소정량 저장하여 둠으로써, 조업시 시간대에 따라 변동될 수 있는 배수의 오염도를 일정하게 유지하도록 한다. 상기 배수의 오염도를 수치화하는 오염평가지표로서 COD(화학적산소요구량)나 TOC(총유기탄소)를 예시할 수 있다.
배수 원수 조정조(2)에 저장된 배수는 우선 펌프(P)로 모래여과장치(3)로 보서 여과함으로써 함유된 ss성분이나 불순물 등의 고형의 이물질을 제거한다. 이에 따라 무격막 전해기구(4)로의 이물질의 침입을 방지하여 장기간에 걸친 원활한 처리를 담보한다. 또한 도면 중 P는 펌프를 나타낸다.
상기 모래여과장치(3)에서의 여과후 배수와, 기액혼합조(5)에서 무격막 전해기구(4)를 통과하여 공급되는 고농도의 전해 차아염소산(유효염소)를 반응조(6)에서 일정한 유량으로 합류시킴으로써 배수중의 오염성분을 산화 분해한다. 여기서, 차아염소산(유효염소)을 배수와 합류시키기 직전에 무격막 전해기구(4)에서 전기분해함으로써 유효염소에 의한 산화력뿐만 아니라 전해에 의해 발생하는 활성도가 높은 ?OH라디칼의 강한 산화력을 이용하도록 한다. 이에 따라 배수의 COD나 TOC는 현저하게 저감되게 된다.
유효염소는 오염성분의 분해능력을 갖는 염소로서, (용존)염소가스(Cl2) 형태의 것, 차아염소산(HOCl) 형태의 것, 차아염소산이온(Cl0-) 형태의 것이 있다. 그리고, 유효염소가 어떠한 형태가 되는지는 pH에 의존한다. 즉, 낮은 pH영역이 될 수록 염소가스의 형태가 증가하고, 중성영역이 되면 차아염소산의 형태가 증가하며, 높은 pH영역이 될수록 차아염소산 이온의 형태가 증가한다. 즉, 유효염소의 형태변화는 pH 의존성을 갖는 것으로서, 이것은 액중의 수소이온과 염화물이온의 농도변화에 기인하는 것이다.
유효염소에 의해 오염성분이 분해되게 됨에 따라 배수의 COD나 TOC가 저감되지만, 유효염소가 고농도로 잔류한다. 이 잔류염소는 높은 산화 분해 작용을 가지고 있기 때문에 COD등이 충분히 저감되었다 하더라도 그대로는 하천 등으로 방류하거나(자연환경에 악영향을 미친다), 재이용(예를 들면 공장에서 초순수로 만들어서 재이용)할 수는 없다. 이 때문에 다음 공정인 염소가스 분리조(7)로 보내서 잔류염소를 저감하도록 한다.
염소가스 분리조(7)(처리개시 당초에는 35% 염산수용액을 저장하고 있지만 차례로 처리후의 배수가 공급되어 온다)에서는 반응조(6)에서의 처리 완료된 배수중의 잔류염소를 하기 사용상태에 기재된 매카니즘에 따라 염소가스(8)로서 기화시켜 팬에 의해 기액혼합조(5)로 이송시킨다. 이에 따라 염소가스 분리조(7)의 잔류염소농도는 현저하게 저감되게 된다.
기액혼합조(5)에는 알칼리수(처리개시 당초에는 12% 차아염소산 소다를 저장하고 있는데, 20% 수산화나트륨 수용액을 보급한다)를 저장하여 두고, 이 알칼리수와, 염소가스분리조(7)에서 기화시킨 염소가스를 혼합함으로써 상기 염소가스를 알칼리수에 용해시켜, 고농도의 차아염소산(유효염소)을 생성시킨다. 염소가스 분리조(7)와 기액혼합조(5) 사이의 액체의 유통은 없으며, 염소가스 분리조(7)에서 휘발한 염소가스는 기액혼합조(5)로 팬(F)에 의해 이행시키도록 한다. 또한 이 기액혼합조(5)를 두 개 연속하여 설치하면 염소가스를 보다 고농도로 넣을 수 있다(미도시).
이어서 활성탄 여과조(9)에 있어서, 염소가스 분리조(7)에서의 처리후의 배수중에 잔류하는 아주 소량의 COD성분이나 아주 소량의 잔류염소를 거의 완전하게 제거한다. 그리고 처리완료된 배수 저장조(10)에는 활성탄 여과조(9)에서의 처리후의 오염성분이 제거된 배수가 저장되어 간다. 그리고 상기 처리완료된 배수저장조(10)에서 펌프(P)에 의해 방류 또는 재이용을 위해 송출되며 일부를 유격막 전해기구(11)의 양극측(12)으로 공급하도록 한다.
그리고, 이 실시형태의 배수의 처리방법은 반응조(6)에 있어서 유효염소에 의해 배수의 오염평가지표를 저감시키는 정화공정과, 상기 정화공정에서의 처리수를 산성분위기(pH2이하가 바람직하며 잔류 염소 농도를 한층 더 낮게 할 수 있는 면에서 pH1이하가 보다 바람직하다)의 염소가스 분리조(7)로 보내서 잔류염소를 염소가스로 변화시켜서 휘발시키는 염소분리공정(염소제거공정)과, 상기 염소분리공정에서 휘발한 염소가스를 알칼리성 분위기(pH12이상이 바람직하고, 염소가스의 용해도가 한층 더 높아지는 면에서 pH13이상이 보다 바람직하다)의 기액혼합조(5)로 보내어 액중에 용해시킴으로써 염소가스를 유효염소로서 재생하는 염소회수공정(염소재생공정)을 갖고, 상기 염소회수공정에서 재생한 유효염소를 정화공정에서 이용하도록 한다.
또한 이 실시형태의 배수의 처리 시스템은 배수의 오염 평가지표를 유효염소에 의해 저감시키는 반응조(6)와, 상기 반응조(6)에서의 처리수의 잔류염소를 염소가스로 변화시켜 휘발시키는 산성 분위기의 염소가스분리조(7)와, 상기 염소가스분리조에서 휘발한 염소가스를 액중에 용해시킴에 따라 염소가스를 유효염소로서 재생하는 알칼리성 분위기의 기액혼합조(5)를 갖으며 상기 기액혼합조(5)에서 재생한 유효염소를 반응조(6)에서 이용하도록 한다.
여기서 전술한 바와 같이 pH가 작을수록 유효염소(잔류염소)가 차아염소산의 형태에서 염소가스의 형태로 변화하여 휘발하는 경향이 높아지기 때문에 염소 가스 분리조(7)의 pH는 가능한 한 작게 할 수 있으면 1이하가 되도록 조정하는 것이 바람직하다.
이어서 이 실시형태의 배수의 처리방법 및 처리 시스템의 사용상태를 설명한다.
이 배수의 처리방법 및 처리 시스템에서는 정화공정에 있어서 배수의 오염평가지표를 유효염소에 의해 저감시키고 그 처리수를 산성분위기의 염소가스 분리조(7)로 보내 잔류염소를 염소가스로 변화시켜서 휘발시켜 분리?제거하고, 이 염소분리공정에서 휘발한 염소가스를 알칼리성 분위기의 기액혼합조(5)로 보내 액중에 용해시킴에 따라 염소가스를 유효염소로서 회수?재생하고, 이 염소회수공정에서 회수?재생한 유효염소를 정화공정에서 이용하도록 하였기 때문에, 배수 처리후의 잔류염소를 재이용할 수 있어 종래보다 뛰어난 러닝?코스트 절감을 이룰 수 있는 이점이 있다.
이 메카니즘을 상세하게 설명하면, 염소분리공정에서는 잔류염소(HOCl)는 산성분위기에서는 염소가스(Cl2)로 변화하여 휘발되기 쉬워지는 성질(다량의 수소이온에 의해 HOCl에서 HO가 떨어져나가 염소가스로 변화한다)을 이용하여서 처리후의 배수로부터 잔류염소를 분리?제거한다. 즉, 정화공정에서의 처리수를 산성분위기의 염소가스 분리조(7)로 보내면, 잔류염소는 염소가스로 변화하여서 휘발하게 된다. 이에 따라 COD등이 저감된 처리후의 배수중 잔류염소농도는 현저하게 저감되게 된다. 따라서 염소가스 분리조(7)에서 일정량을 인출하여 현재 산성에서 중성이 되도록 중화하기 위해 pH조정하면 방류 등이 가능한 수준이 된다. pH 조정하기 위해서는 인출한 산성수에 대하여 수산화나트륨이나 후술하는 유격막 전해기구(11)의 음극측을 통과시킨 알칼리수 등을 첨가하면 된다.
또한 중화 후에는 필요에 따라서 활성탄 여과조(9)나 RO막(미도시)을 통과시키면 초순수로서 재생할 수 있고, 공장에서의 반도체 웨이퍼의 세정이나 액정의 세정 등으로 사용할 수 있다. 즉, 반도체 웨이퍼 등의 세정후 오염 배수를 이 배수의 처리방법을 따라서 다시 정화 처리하여 초순수를 생성시킴에 따라 공장 용수의 순환 사용 사이클을 구축할 수 있다.
또한 염소회수공정에서는 염소가스는 알칼리성 분위기의 용액에 용해되기 쉬운 성질(염소가스와 수산화물 이온이 화합하여서 차아염소산이 생성한다)을 이용하여 염소분리공정에서 휘발한 염소가스를 기액혼합조(5)의 액중에 이행시키도록 한다. 즉, 염소분리공정에서 휘발한 염소가스를 알칼리성 분위기의 기액혼합조(5)로 보내 액중에 용해시킴에 따라, 염소가스를 유효염소로서 재생할 수 있다. 또한 기액 혼합을 위해 스크러버기구(염소가스 중에 기액혼합조(5)의 액체 방울을 분무한다)를 이용하거나 폭기처리(기액혼합조(5)의 액체중으로 염소가스를 불어넣는다)를 이용할 수 있다.
그리고, 상기 염소회수공정에서 재생한 기액혼합조(5)의 유효염소를 정화공정에서 배수의 오염평가지표를 저감시키기 위해 이용하도록 한 것이라 할 수 있다. 구체적으로는 원래의 배수를 저장하는 배수조와 상기 기액혼합조(5)에서 각각 일정량을 인출하여서 합류시켜 가도 좋다. 이 합류후의 처리수는 오염평가지표가 저감되어 있으며, 이어서 상기와 같이 산성분위기의 염소분리조(7)로 보내지게 된다.
이상을 정리해보면 종래에는 산화능력이 존재해도 버려지고 있었던 잔류염소(그대로는 배수로서 방류할 수 없어서 환원제를 첨가하여 부수었다)를 전술한 염소가스의 용해특성에 관한 pH 의존성을 이용하여 액체(산성)→가스(기체)→액체(알칼리성)이라는 형태 변화 사이클을 통하여 회수?재생하여 배수 정화에 재이용하도록 한 것이다.
환언하면, 본 처리방법은 중성영역에서는 배수로부터 분리가 불가능한 유효염소는 산성분위기에서는 염소가스의 형태가 되어 휘발되기 쉬워지는 현상을 배수중의 잔류염소의 분리에 이용하고 처리후의 배수를 pH 조정하여서 산성분위기로 유효염소를 염소가스의 형태로 변화시킴에 따라 액상(液相)중에서 기상(氣相)으로 분리하도록 한 것이다.
그리고, 배수의 pH를 각 처리조의 의의에 따라서 변화시킴에 따라 처리후에 잔류하는 유효염소를 (환원제로 그냥 부수지않고) 순환하여서 재이용할 수 있는 이점이 있다.
배수란 오염성분(주로 유기성분으로 이루어지는 피산화물질)을 함유하는 물을 말하며, 염색공장폐수에서 처리후에 하천에 방류(폐기)하는 것뿐만 아니라, 재이용하는 것(화학공장이나 액정공장 그 밖의 공장폐수에서 일부를 초순수로서 재이용)이나, 순환시켜서 재이용하는 것(수영장 물 등) 등을 포함한다.
또한 사업소 구내의 중유 탱크나 연결파이프에서 누설된 유분을 포함하는 오염토양, 화장공장 철거지의 유해한 유기성분을 포함하는 오염토양, 주유소 부지의 유분에 의한 오염토양의 토양 삼출수(혹은 그 지하수)등을 예시할 수도 있다.
여기서, 중유로 오염된 토양과 같이 물에 대하여 난분해성의 오염성분을 처리하고자 하는 경우에는 양친매성의 유기용매(예를 들면, DMSO, DMAc, IPA)로 친수화하여서 추출하여 수중으로 이행시키면 토양 배수로서 정화처리를 수행할 수 있다.
그리고 또한 영업용 조리 시설 등의 그리스트랩으로 분리된 유지분(동물계, 식물계, 광물계 등)을 상기 양친매성의 유기용매로 친수화하여서 추출하고 수중으로 이행시켜서 정화처리를 수행할 수 있다. 이에 따라 n-핵산 추출물질의 수치를 저감시키고 배수 배출 기준값을 준수하도록 처리할 수 있다.
또한 이 배수처리에 관련된 장치를 대형 트럭이나 선박 등에 적재하여서 이동할 수 있게 하여 각지의 공장으로 나가 배수가 실제로 청정수가 되는 것을 현장에서 데몬스트레이션 할 수도 있다. 이것은 피트를 필요로 하는 생물처리에서는 전혀 불가능한 것으로 전기분해를 이용한 본 발명이야말로 가능한 것이다.
또한 이 배수처리장치를 선박 등에 장비하거나, 원유 등의 누출 사고를 일으킨 탱커의 좌초영역이나 이것이 흘러가 붙은 해안 등으로 가서 해상에 부유하는 유분을 흡인?회수하고, 유분과 수분이 혼합되어 있는 에멀젼층(유분이 8~9할 이상인 최상층은 다른 처리<연료로서 재이용>를 하는 쪽이 처리 효율이 좋다)를 상기 양친매성의 유기용매로 보다 친수화하여 배수로서 정화처리를 실행할 수 있다. 원유가 해면을 뒤덮고 있는 해역은 산소 결핍 상태가 되어 수중생물의 생태계에 막대한 악영향을 미치게 되는바, 전술한 바와 같이 처리함으로써 해양오염된 해역이나 해안선 등을 정화하여 지구환경의 개선에 크게 이바지할 수 있다. 즉, 해양 오염된 영역의 해수도 본 발명의 배수로서 처리할 수 있다.
(2) 처리 완료된 배수 저류조(10)에서 일부(나머지는 배출(13)쪽으로 보낸다)를 뽑아내어서 유격막 전해기구(11)의 양극측(12)으로 공급하고, 이 양극측(12)를 통과시켜 이루어지는 산성수를 염소가스 분리조(7)로 공급하도록 한다. 또한 유격막 전해기구(11)의 양극측(12)으로는 처리 완료된 배수가 아니라 3% 식염수를 공급하도록 하여도 좋다.
유격막 전해기구(11)의 양극측(12)에서는 수소이온이 발생하여서 산성수가 생성되기 때문에 이와 같이 하면 염소가스 분리조(7)의 수소 이온 농도(pH) 를 산성으로 유지하기 위해 공급하는 산성수로서 염산 등의 약제가 아니고 처리완료된 배수(식염농도가 수%)를 전기분해(전류값 8A/d㎡으로 하였다)하여서 이루어지는 산성수로 대응할 수 있기 때문에 염산 등의 약제 비용을 저감 내지 생략할 수 있다. 또한 유격막 전해기구(11)의 양극측(12)의 출구의 잔염 농도는 1000ppm이었다.
또한 유격막 전해기구(11)의 양극측(12)에 있어서 염화물 이온(염소이온)의 공존하에서 전기분해함에 따라 pH가 저하하면서 염소가스(Cl2)가 발생하기 때문에 이 전기분해로 새롭게 발생한 유효염소를 기액혼합조(5)로 이행시켜서 용해시킴으로써 잔류 염소의 회수만을 하는 경우보다도 기액혼합조(5)내의 잔염 농도를 향상시킬 수 있다(잔염 농도가 200,000ppm까지 증가하였다).
이때 염소가스 분리조(7)를 가열하면 염소가스가 보다 휘발하기 쉬워진다.
(3)유격막 전해기구(11)의 음극측(14)에 수돗물(15)를 공급하고, 이 음극측(14)를 통과시켜서 이루어지는 알칼리수를 기액혼합조(5)로 공급하도록 하였다. 또한 처리완료된 배수 저류조(10)에서 일부를 뽑아내어서 상기 음극측(14)으로 공급하도록 하여도 좋다.
유격막 전해기구(11)의 음극측(14)에서는 수산화물 이온이 발생하여서 알칼리수가 생성되기 때문에, 이와 같이 하면 기액혼합조(5)의 수소 이온 농도(pH)를 알칼리수로 유지하기 위하여 공급하는 알칼리수로서 수산화나트륨 등의 약제가 아니라 전기분해(전류값 8A/d㎡로 하였다)로 생성하는 알칼리수로 대응할 수 있어서 수산화나트륨 등의 약제 비용을 저감 내지 생략할 수 있다.
[실시형태2]
상기 실시형태(1)과의 상이점에 관해서 설명한다.
이 실시형태에서는 반응조(6)에서 처리된 배수를 유격막 전해기구(미도시)의 양극측(12)으로 통액시키고 나서 염소가스 분리조(7)로 공급하도록 하였다. 즉, 기액혼합조(5)와 기액혼합조(5)로의 산성수와 알칼리수의 공급용의 유격막 전해기구(11) 이외에 유격막 전해기구를 하나 더 증설하여 반응조(6)와 염소가스 분리조(7) 사이에 설치하였다.
상기 유격막 전해기구의 양극측에서는 수소이온이 발생하여서 pH가 산성측으로 이행하기 때문에 다음의 염소가스 분리조(7)에서 염소가스가 보다 휘발하기 쉬운 분위기가 되어 염소가스 분리조(7)내에서 염소가스를 많이 발생시킬 수 있는 이점이 있다.
여기서, 배수에 염산을 첨가하여서 양극측으로 통액시키도록 하면 배수에 첨가한 염산의 염소 이온이 유격막 전기 분해 기구의 양극측 영역에서 전자를 방출하여 염소가스로 변화하기 때문에 염소가스 분리조(7)에서의 염소가스 발생량이 증가하는 이점이 있다.
종래보다 우수한 러닝 코스트 절감을 도모하는 여러 가지의 배수 처리방법 및 배수처리 시스템의 용도에 적용할 수 있다.
5; 기액혼합조
6; 반응조
7; 염소가스 분리조
11; 유격막 전해기구
12; 양극측
14; 음극측

Claims (4)

  1. 배수의 오염 평가 지표를 유효 염소에 의해 저감시키는 정화공정과, 상기 정화공정에서의 처리수를 산성 분위기의 염소가스 분리조(7)로 보내 잔류염소를 염소가스로 변화시켜서 휘발시키는 염소분리공정과, 상기 염소분리공정에서 휘발한 염소가스를 알칼리성 분위기의 기액혼합조(5)로 보내 액중(液中)에 용해시킴으로써 염소가스를 유효염소로서 재생하는 염소회수공정을 갖으며, 상기 염소회수공정에서 재생한 유효염소를 정화공정에서 이용하고,
    유격막 전해기구(11)의 양극측(12)을 통과시켜 이루어지는 산성수를 상기 염소가스 분리조(7)로 공급하도록 하고,
    유격막 전해기구(11)의 음극측(14)을 통과시켜 이루어지는 알칼리수를 상기 기액혼합조(5)로 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 배수의 처리방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 배수의 오염평가지표를 유효염소에 의해 저감시키는 반응조(6)와, 상기 반응조(6)에서의 처리수의 잔류염소를 염소가스로 변화시켜서 휘발시키는 산성분위기의 염소가스 분리조(7)와, 상기 염소가스 분리조에서 휘발한 염소가스를 액중에 용해시킴에 따라 염소가스를 유효염소로서 재생하는 알칼리성 분위기의 기액혼합조(5)를 갖으며, 상기 기액혼합조(5)에서 재생한 유효염소를 반응조(6)에서 이용하도록 하고,
    양극측(12)에서 생성되는 산성수를 상기 염소가스 분리조(7)에 공급하여 상기 산성분위기를 형성하고, 음극측(14)에서 생성되는 알칼리수를 상기 기액혼합조(5)에 공급하여 상기 알칼리성 분위기를 형성하는 유격막전해기구(11)을 포함하는 것을 특징으로 하는 배수의 처리 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109011942A (zh) * 2018-08-23 2018-12-18 富强 一种冬季极寒地区的湿式除尘方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5649110B2 (ja) * 2010-05-10 2015-01-07 株式会社オメガ 被処理水浄化の遠隔管理方法
JP2012239927A (ja) * 2011-05-16 2012-12-10 Omega:Kk 排水処理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002254079A (ja) * 2001-02-28 2002-09-10 Nkk Corp 廃水の処理方法
JP2006255068A (ja) 2005-03-16 2006-09-28 Toray Monofilament Co Ltd 歯ブラシ用毛材および歯ブラシ
JP2008068239A (ja) 2006-09-15 2008-03-27 Minoru Sugano 殺菌方法および殺菌処理装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003250876A (ja) * 2001-12-28 2003-09-09 Omega:Kk 空気清浄方法とその装置
JP2005052735A (ja) * 2003-08-04 2005-03-03 Mitsubishi Electric Corp 排水消毒システムおよび排水消毒方法
JP2006130216A (ja) * 2004-11-09 2006-05-25 Canon Inc 揮発性有機塩素化合物分解処理方法及び装置
JP2007105707A (ja) * 2005-10-17 2007-04-26 Fuji Electric Holdings Co Ltd 水中のリン晶析除去方法および装置
JP5283152B2 (ja) * 2006-10-18 2013-09-04 株式会社オメガ 汚染気体浄化方法及び浄化機構

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002254079A (ja) * 2001-02-28 2002-09-10 Nkk Corp 廃水の処理方法
JP2006255068A (ja) 2005-03-16 2006-09-28 Toray Monofilament Co Ltd 歯ブラシ用毛材および歯ブラシ
JP2008068239A (ja) 2006-09-15 2008-03-27 Minoru Sugano 殺菌方法および殺菌処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109011942A (zh) * 2018-08-23 2018-12-18 富强 一种冬季极寒地区的湿式除尘方法

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