KR101235889B1 - 수처리 방법 - Google Patents

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Abstract

수처리 방법이 개시된다. 본 발명의 일측면에 따른 수처리 방법은, 전로공정에서 회수된 전로슬러지를 파쇄하는 단계, 유입수에 전로슬러지 및 과산화수소를 투입하여, 유입수를 펜톤산화 처리하는 단계, 전로슬러지를 침전시켜 회수하는 단계를 포함한다.

Description

수처리 방법{Method for Water Treatment}
본 발명은 수처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세히 전로슬러지를 이용한 수처리 방법에 관한 것이다.
철강산업에서는 유가자원인 철을 포함하는 다양한 부산물이 생성된다. 특히, 전로공정에서는 철광석, 소결광석, 더스트 단광 등의 투입으로 철을 함유한 더스트와 슬러지가 대량으로 발생되고 있다.
이러한 전로공정의 부산물들은 초창기에는 그대로 폐기처리 되었으나, 점결제(Bonding Material)를 이용하여 일정형태로 고형화 한 후 전로에 냉각재로 재활용하는 기술이 개발되어 재활용되고 있다. 그러나, 유가자원으로서 전로슬러지를 사용하는 방법은 크게 개발되지 않은 실정이다.
본 발명의 실시예는 전로공정에서 부산물로 생성된 전로슬러지의 자원활용도를 높일 수 있는 수처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따른 수처리 방법은, 전로공정에서 회수된 전로슬러지를 파쇄하는 단계, 유입수에 상기 전로슬러지 및 과산화수소를 투입하여, 상기 유입수를 펜톤산화 처리하는 단계, 상기 전로슬러지를 침전시켜 회수하는 단계를 포함한다.
수처리 방법은, 상기 펜톤산화 처리단계 이전에, 상기 유입수에 산을 투입하여 pH농도를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전로슬러지 파쇄단계는, 상기 전로슬러지를 건조하는 단계, 상기 건조된 전로슬러지를 1 내지 5mm로 파쇄하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 펜톤산화 처리단계는, 화학적산소요구량(COD)을 기준으로 측정되는 산소량 요구량 1g당, 전로슬러지 0.5g 내지 1.0g 및 과산화수소 0.01ml 내지 0.05ml를 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전로슬러지 회수단계는, 침전조에서 상기 전로슬러지를 침전시키는 단계, 상기 침전된 전로슬러지를 탈수 및 건조시키는 단계, 상기 건조된 전로슬러지를 파쇄하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전로슬러지에서 특징적으로 높은 함량을 가지는 금속상태의 철을 수처리를 위한 펜톤산화법에 이용함으로써, 유가자원으로서 전로슬러지의 활용도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 방법을 설명하는 순서도.
도 2는 전로슬러지의 성분 구성을 나타낸 도면.
이하에서 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 방법을 설명하는 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 방법은 전로슬러지 파쇄단계, 펜톤산화 처리단계 및 전로슬러지 회수단계를 포함하여, 난분해성물질을 제거하는 펜톤산화 처리에 필요한 2가철(
Figure 112011014083664-pat00001
)을 전로슬러지를 통하여 공급할 수 있다.
전로슬러지 파쇄단계에서는, 후술할 펜톤산화 처리단계에서 금속상태의 철에 대한 화학반응이 잘 이루어지도록 전로슬러지를 파쇄한다.
전로공정에서 발생하는 부산물인 전로슬러지는 폐수에 혼입된 형태로 배출되므로, 본 실시예에서는 필터프레스 등의 여과장치를 이용하여 전로슬러지를 걸러내고, 탈수한 후 건조하여 케이크 상태의 전로슬러지를 얻는다.
그리고, 전로슬러지에 포함된 금속상태의 철이 펜톤산화 처리 시에 노출되도록 건조된 케이크 상태의 전로슬러지를 파쇄한다.
구체적으로, 본 실시예에서는 건조된 전로슬러지를 1mm 내지 5mm로 파쇄하여, 펜톤산화 처리에서 철에 대한 반응을 용이하게 할 수 있다. 또한, 1mm 내지 5mm 크기의 전로슬러지는 침전성도 확보되어서 후술할 전로슬러지 회수단계에서 전로슬러지의 회수를 용이하게 할 수 있다.
펜톤산화 처리단계에서는, 수처리할 유입수에 전로슬러지 및 과산화수소를 투입하여 유입수를 펜톤산화 처리한다.
펜톤산화를 이용한 수처리는 과산화수소(
Figure 112011014083664-pat00002
)와 철염을 이용하여 수산화라디칼(OH: hydroxyl Radical)을 발생시켜 유기화합물을 분해하는 것으로서, 2가철(
Figure 112011014083664-pat00003
)과 수산화라디칼에 의한 산화공정, 처리수 중화공정 및 철염을 제거하기 위한 응집공정의 3단계를 거치게 된다.
즉, 처리대상 유입수에 과산화수소(
Figure 112011014083664-pat00004
)와 철염을 주입하게 되면, 2가철(
Figure 112011014083664-pat00005
)이 과산화수소로부터 수산화라디칼을 발생시키면서 자신은 3가철(
Figure 112011014083664-pat00006
)로 산화되며, 이때 발생된 수산화라디칼이 유기물을 분해하게 된다.
주요한 반응식은 다음과 같다.
Figure 112011014083664-pat00007

본 실시예에서는 펜톤산화 처리에 필요한 2가철을 전로슬러지에 포함된 금속상태의 철부터 얻음으로써, 부산물인 전로슬러지를 유가자원으로 이용할 수 있게 한다.
도 2는 전로슬러지의 성분 구성을 나타낸 도면이다.
도 2에 나타난 바와 같이, 전로슬러지는 제철공정의 다른 부산물에 비하여 월등히 많은 금속상태의 철을 함유하고 있다(대략, 20%이상). 금속상태의 철은 용해되면 주로 2가철 상태로 존재하게 되므로, 본 실시예에서는 펜톤산화 처리에 필요한 2가철을 전로슬러지에 다량 포함된 금속상태의 철로부터 얻는다.
구체적으로, 본 실시예에서는 화학적산소요구량(COD) 기준으로 측정되는 산소량 요구량 1g에 대하여, 전로슬러지 0.5g 내지 1.0g 및 과산화수소 0.01ml 내지 0.05ml를 투입한다. 즉, 유입수의 수량(ℓ)에 화학적산소요구량 수치(ppm, mg/ℓ)를 곱하여 수처리에 필요한 산소량을 질량으로 산출한 후에, 질량(1g) 대비 상기 값 범위의 전로슬러지 및 과산화수소를 투입한다.
이 때, 펜톤산화를 촉진하기 위하여, 펜톤산화 처리 이전에 수처리할 유입수에 산을 투입하여 pH를 조절할 수 있다.
본 실시예에서는 유입수가 저장된 수조에 황산을 투입하여 유입수의 pH농도를 펜톤산화가 잘 이루어지는 pH3 내지 pH4로 조절한다.
전로슬러지 회수단계에서는, 유가자원인 철을 재활용하기 위하여 펜톤산화 처리 후에 처리수에서 전로슬러지를 침전시켜 회수한다.
본 실시예에서는 처리수를 침전조에 유입 시킨 후에, 전로슬러지를 침전시켜 분리한다. 이 때, 전로슬러지는 상술한 바와 같이 1mm 내지 5mm로 파쇄되어 있어서 침전성이 확보된다.
다음으로, 침전된 전로슬러지를 탈수기 등으로 탈수한 후에 건조하여 처리수에서 철을 함유한 전로슬러지를 분리한다. 분리된 전로슬러지는 다시 파쇄되어 펜톤산화 처리에 이용됨으로써 재활용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 수처리 방법은 전로슬러지에서 특징적으로 높은 함량을 가지는 금속상태의 철을 펜톤산화법에 이용함으로써, 유가자원으로서 전로슬러지의 활용도를 높일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

Claims (5)

  1. 전로공정에서 회수된 전로슬러지를 파쇄하는 단계;
    유입수에 상기 전로슬러지 및 과산화수소를 투입하여, 상기 유입수를 펜톤산화 처리하는 단계; 및
    상기 전로슬러지를 침전시켜 회수하는 단계를 포함하고,
    상기 전로슬러지 회수단계는,
    침전조에서 상기 전로슬러지를 침전시키는 단계;
    상기 침전된 전로슬러지를 탈수 및 건조시키는 단계; 및
    상기 건조된 전로슬러지를 파쇄하는 단계를 더 포함하는 수처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펜톤산화 처리단계 이전에,
    상기 유입수에 산을 투입하여 pH농도를 조절하는 단계를 더 포함하는 수처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전로슬러지 파쇄단계는,
    상기 전로슬러지를 건조하는 단계; 및
    상기 건조된 전로슬러지를 1mm 내지 5mm로 파쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 펜톤산화 처리단계는,
    화학적산소요구량(COD)을 기준으로 측정되는 산소량 요구량 1g당, 전로슬러지 0.5g 내지 1.0g 및 과산화수소 0.01ml 내지 0.05ml를 투입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 방법.
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