KR101581681B1 - Method and apparatus for high-rate coagulative precipitation using polymer beads containing magnetic material - Google Patents

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배동진
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Abstract

본 발명에 의한 고속응집장치는 자성물질 함유 고분자 비드를 계속 재활용함으로써 폐기물 발생량을 줄이고, 결과적으로 적은 부지에서 컴팩트한 응집, 침전 공정의 구현이 가능하며, 동시에 응집제 및 고분자 응집보조제의 사용량을 줄이고 이에 따라 폐기되는 고형 슬러지의 양을 줄일 수 있는 장점을 갖는다.
본 발명의 장치는 1) 처리하고자 하는 폐수와 자성 물질을 함유한 고분자 비드와 무기성 응집제를 혼합하는 급속 혼화조; 2) 상기 급속 혼화조에서 넘어온 액에서 오염물의 응집이 잘 이루어지도록 하여 자성 응집물 플록이 형성되도록 낮은 속도로 교반하는 완속교반조; 3) 상기 완속교반조에서 형성된 자성 응집물 플록을 자기장에 의해 액체로부터 분리하기 위한 자기분리장치; 및 4) 상기 단계 3)에서 분리된 자성 응집물 플록을 캐비테이션에 의해 자성 고분자 비드와 오염물 슬러지로 해체 분리하여 회수하는 자성비드 분리회수장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The high-speed coagulation apparatus according to the present invention can reduce the amount of waste generated by continuously recycling the magnetic beads containing magnetic material, resulting in compact coagulation and sedimentation processes at a small site, and at the same time reducing the amount of coagulant and polymer coagulant The amount of solid sludge to be discarded can be reduced.
The apparatus of the present invention comprises: 1) a rapid mixing tank for mixing the polymer beads containing the wastewater and the magnetic material to be treated with an inorganic coagulant; 2) a slow stirring tank in which the contaminants are agglomerated well in the liquid from the rapid mixing tank and are stirred at low speed so as to form a magnetic agglomerate floc; 3) a magnetic separator for separating the magnetic agglomerate flocs formed in the slow stirring tank from the liquid by a magnetic field; And 4) a magnetic bead separating and recovering device for separating and recovering the magnetic agglomerated flocs separated in the step 3) by disassembling the magnetic polymer beads and the pollutant sludge by cavitation.

Description

자성물질을 함유한 고분자 비드를 이용한 고속 응집 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR HIGH-RATE COAGULATIVE PRECIPITATION USING POLYMER BEADS CONTAINING MAGNETIC MATERIAL}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a high speed coagulation method and apparatus using a polymer bead containing a magnetic material,
본 발명은 축산폐수, 제지폐수, 피혁폐수와 같이 부유성 고형물질(SS) 함량이 높은 오폐수를 고속 응집하여 효율적으로 처리할 수 있는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for effectively treating wastewater having a high SS (SS) content such as livestock wastewater, paper wastewater, and leather wastewater at high speed.
일반적으로 많은 수처리 공정에서 적용되어 온 응집 공정은 무기성 응집제와 고분자 응집보조제를 이용한 것이다. 이러한 공정에서는 고형 응집물을 가라앉히기 위해 중력(gravity)을 이용하기 때문에 처리 속도에 고유한 제한이 존재하여 전체적으로 큰 부피의 침전조(sedimentation tank/basin)를 필요로 하므로 부지를 많이 차지하는 특징이 있다. 또한 가라앉은 고형 응집물이 다량 발생하기 때문에 이를 탈수하여 최종 폐기하는데 많은 설비와 비용이 소요되는 단점이 있어 왔다.
In general, the coagulation process that has been applied in many water treatment processes uses inorganic flocculants and polymer flocculants. In this process, gravity is used to submerge the solid agglomerates, so there is a inherent limitation on the processing speed, which requires a large sedimentation tank / basin as a whole, so that it occupies a lot of site. In addition, there is a disadvantage in that a large amount of settled solid agglomerates is generated, and therefore, a lot of facilities and costs are required for dewatering and finally disposing the agglomerates.
이에 본 발명은 기존 응집 공정 및 침전 방식의 단점을 해결하여 고속 응집이 가능하면서 소요부지 면적을 최소화하고, 또한 응집제 및 응집보조제의 소비량을 줄여 최종 폐기되는 고형물질 양을 줄일 수 있는 새로운 공정 및 장치를 제공하고자 한다.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a new process and apparatus capable of reducing the amount of solid materials to be finally discarded by minimizing the required site area and reducing the consumption amount of the coagulant and the coagulant aid by solving the drawbacks of the conventional coagulation process and the precipitation method, ≪ / RTI >
본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, In order to achieve the above object,
1) 처리하고자 하는 폐수와 자성 물질을 함유한 고분자 비드와 무기성 응집제를 혼합하는 급속 혼화조; 1) a rapid mixing tank for mixing the polymer beads containing the wastewater and the magnetic material to be treated with an inorganic coagulant;
2) 상기 급속 혼화조에서 넘어온 액에서 오염물의 응집이 잘 이루어지도록 하여 자성 물질 함유 고분자 비드를 포함하는 응집물 플록(이하, 자성 응집물 플록)이 형성되도록 낮은 속도로 교반하는 완속교반조; 2) a slow stirring tank in which the coagulation of the contaminants is well performed in the liquid introduced from the rapid mixing tank, so that the coagulated flocs containing the magnetic substance-containing polymer beads (hereinafter, magnetic coagulum flocs) are formed;
3) 상기 완속교반조에서 형성된 자성 응집물 플록을 자기장에 의해 액체로부터 분리하기 위한 자기분리장치; 및3) a magnetic separator for separating the magnetic agglomerate flocs formed in the slow stirring tank from the liquid by a magnetic field; And
4) 상기 단계 3)에서 분리된 자성 응집물 플록을 캐비테이션에 의해 자성 고분자 비드와 오염물 슬러지로 해체 분리하여 회수하는 자성비드 분리회수장치 4) a magnetic bead separating and recovering device for recovering and separating the magnetic agglomerate flocs separated in the step 3) by disintegration into magnetic polymer beads and contaminant sludge by cavitation
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성물질을 함유한 고분자 비드를 이용한 고속 응집 장치를 제공한다. The present invention provides a high-speed coagulation apparatus using a polymer bead containing a magnetic material.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 무기성 응집제는 3가 철이나 알루미늄을 함유하는 것이 바람직하다. According to a preferred embodiment of the present invention, the inorganic coagulant preferably contains trivalent iron or aluminum.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 단계 4)에서 분리 회수된 자성 비드는 급속 혼화조로 리사이클 하기 위한 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다. According to a preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the magnetic beads separated and recovered in the step 4) further include a means for recycling to the rapid mixing tank.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 단계 3)에서 인가되는 자기장은 영구자석 또는 전자석에 의한 것이 바람직하다. According to a preferred embodiment of the present invention, the magnetic field applied in step 3) is preferably a permanent magnet or an electromagnet.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 자성물질을 함유하는 고분자 비드는 입경이 1 내지 300 미크론 이고, 철 함량이 1 내지 50 중량%인 것이 바람직하다. According to a preferred embodiment of the present invention, the polymer beads containing the magnetic material preferably have a particle diameter of 1 to 300 microns and an iron content of 1 to 50% by weight.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 단계 4)의 캐비테이션은 벤츄리 타입 이젝터에 의해 이루어지는 것이 바람직하다. According to a preferred embodiment of the present invention, the cavitation in step 4) is preferably performed by a venturi type ejector.
본 발명은 또한 상기 장치를 이용하여, The invention also relates to the use of the apparatus,
처리하고자 하는 폐수와 자성 물질을 함유한 고분자 비드와 무기성 응집제를 급속 혼화조에 투입하여 혼합하는 단계; Adding polymeric beads and an inorganic coagulant containing waste water and a magnetic material to be treated to a rapid mixing tank and mixing them;
상기 급속 혼화조에서 넘어온 액을 완속교반조에서 오염물의 응집이 잘 이루어지도록 하여 자성 응집물 플록이 형성되도록 낮은 속도로 교반하는 단계; Stirring the solution passed through the rapid mixing tank at a low speed so that the coagulation of the contaminants is well performed in the slow stirring tank to form a magnetic flocculant floc;
상기 완속교반조에서 형성된 자성 응집물 플록을 자기분리장치에서 자기장에 의해 액체로부터 분리하는 단계; Separating the magnetic agglomerate flocs formed in the slow stirring tank from the liquid by a magnetic field in a magnetic separator;
상기 단계에서 분리된 자성 응집물 플록을 자성비드 분리회수장치에서 캐비테이션에 의해 자성 고분자 비드와 오염물 슬러지로 해체 분리하여 회수하는 단계; 및 Separating the magnetic flocculant flocs separated in the step from the magnetic bead separating and recovering device by disassembling them into magnetic polymer beads and contaminant sludge by cavitation and recovering them; And
회수된 자성비드를 상기 급속 혼화조로 리사이클 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성물질을 함유한 고분자 비드를 이용한 고속 응집 방법을 제공한다.
And recycling the recovered magnetic beads to the rapid mixing tank. The present invention also provides a method of high-speed agglomeration using a polymer bead containing a magnetic material.
본 발명에 따라 자성물질을 함유하는 고분자 비드를 사용하는 오폐수 처리방법은 자성물질 함유 고분자 비드를 계속 재활용함으로써 폐기물 발생량을 줄일 수 있도록 하였다. 결과적으로 적은 부지에서 컴팩트한 응집, 침전 공정의 구현이 가능하며, 동시에 응집제 및 고분자 응집보조제의 사용량을 줄이고 이에 따라 폐기되는 고형 슬러지의 양을 줄일 수 있는 장점을 갖는다.
The method of treating wastewater using polymeric beads containing magnetic material according to the present invention can reduce the amount of waste generated by continuously recycling polymeric beads containing magnetic material. As a result, it is possible to realize a compact flocculation and sedimentation process at a small site, and at the same time, the use amount of the flocculant and the polymer flocculant aid can be reduced, thereby reducing the amount of solid sludge to be discarded.
도 1은 자성 고분자 비드의 (a) 무기 응집제에 의한 오염물의 응집과 (b) 이 응집물이 자성 고분자 비드에 달라붙어 플록을 형성한 모습을 도시한다.
도 2 및 도 3은 캐비테이션 현상의 개념도이다.
도 4는 제지폐수의 원액 사진(a)과 자성 고분자 비드로 처리하여 오염물을 침강시킨 사진(b)이다.
도 5는 실험에 사용된 자성 비드의 사진이다.
도 6은 자성 플록을 조절할 수 있는 전자석을 구비한 자성 분리장치의 개략도이다.
도 7은 응집이 진행되어 플록들이 완전히 침강된 것을 보여주는 사진이다.
도 8은 처리전 축산폐수 사진이다.
도 9는 축산폐수 처리 후 플록들이 자석에 잘 끌려오는지를 확인한 사진이다.
도 10은 플록과 처리 수를 분리하는 실험에 사용된 장치의 사진이다.
도 11은 수로에 플록이 통과할 때 전자석에 전류가 인가되면서 분리가 발생하는 모습을 보여주는 사진이다.
도 12는 본 발명에 따른 장치의 개략도이다.
Fig. 1 shows a state where (a) the coagulation of contaminants by the inorganic coagulant and (b) the coagulum attaches to the magnetic polymer beads to form the flocs of the magnetic polymer beads.
2 and 3 are conceptual diagrams of the cavitation phenomenon.
Fig. 4 is a photograph (a) of the raw wastewater of the paper wastewater and a photograph (b) in which the contaminants are precipitated by treatment with magnetic polymer beads.
5 is a photograph of the magnetic beads used in the experiment.
6 is a schematic view of a magnetic separator equipped with an electromagnet capable of controlling magnetic flocs.
FIG. 7 is a photograph showing that flocculation proceeds and the flocs are completely settled. FIG.
8 is a photograph of the livestock wastewater before treatment.
Fig. 9 is a photograph showing whether the flocs are well attracted to the magnet after the livestock wastewater treatment.
Figure 10 is a photograph of a device used in an experiment to separate flocs and treated water.
11 is a photograph showing a state in which a current is applied to the electromagnet when the flocs pass through the channel, and separation occurs.
12 is a schematic view of an apparatus according to the present invention.
본 발명에서는 자성물질을 함유한 고분자 비드를 응집제와 함께 투입하여 응집물의 크기를 크게 하고 동시에 침전조에서 이들 고형 응집물에 자기장을 인가하여 자석이 끄는 방향으로 신속히 고형 응집물을 잡아당김으로써 고형물을 액상으로부터 손쉽게 분리해 내는 기술을 제시한다. In the present invention, a polymer bead containing a magnetic substance is added together with an aggregating agent to enlarge the size of the aggregate, and at the same time, a magnetic field is applied to the solid agglomerates in the sedimentation tank to rapidly pull the solid agglomerates in the direction of attracting the magnet, Provide separation technology.
본 발명에 따른 장치는, 자성 고분자 비드와 무기성 응집제(3가 철이나, 알루미늄 함유)를 투여하고 이들이 대상 처리수와 잘 섞이도록 하는 급속 혼화조; 이 혼화조에서 넘어온 액에서 응집이 잘 이루어지도록 낮은 속도로 교반하는 완속교반조; 이 완속교반조에서 형성된 응집물 플록(floc)이 액체로부터 빠르게 분리되도록 자기장이 인가되는 침전조; 및 분리된 자성 고분자 비드를 캐비테이션 처리하여 고분자 비드를 둘러싸고 있는 응집물로부터 자성 고분자 비드를 분리 수거하는 캐비테이션부를 포함한다. 캐비테이션부에서 배출되는 고분자 비드는 수거되어 재활용된다. 자기장은 영구자석 또는 통상적인 전자기석에 의해 발생된 것일 수 있다. The apparatus according to the present invention comprises a rapid mixing tank in which a magnetic polymer bead and an inorganic coagulant (containing trivalent iron or aluminum) are mixed and mixed with the target treated water; A slow stirring tank stirring at a low speed so that agglomeration is performed well in the solution passed from the mixing tank; A sedimentation tank in which a magnetic field is applied so that the floc formed in the continuous stirred tank is rapidly separated from the liquid; And a cavitation portion for cavitating the separated magnetic polymer beads to separately collect the magnetic polymer beads from the agglomerates surrounding the polymer beads. The polymer beads discharged from the cavitation section are collected and recycled. The magnetic field may be generated by a permanent magnet or a conventional electromagnet.
본 발명에 따른 공정에 따르면, 먼저 자성 고분자 비드와 무기성 응집제(3가 철이나, 알루미늄 함유)를 처리하고자 하는 폐수에 투여하고 교반하여 응집물이 비드에 잘 부착되도록 한다. 비드에 부착된 응집물 플록들은 외부 자기장을 인가함으로써 액체로부터 신속하게 분리된다. 자성 비드에 부착된 오염물(응집물)은 캐비테이션을 거침으로써 쉽게 분리되고, 오염물이 제거된 자성 비드는 수거되어 다시 폐수처리에 재활용된다. According to the process according to the present invention, the magnetic polymer beads and the inorganic flocculant (containing trivalent iron or aluminum) are first added to the wastewater to be treated and agitated so that the flocculent adheres well to the beads. The agglomerate flocs attached to the beads are quickly separated from the liquid by applying an external magnetic field. The contaminants (aggregates) attached to the magnetic beads are easily separated by cavitation, and the magnetic beads from which the contaminants have been removed are collected and recycled back to the wastewater treatment.
본 발명에 사용되는 자성 고분자 비드는 유화중합, 분산중합, 현탁중합 등의 방법에 의해 제조될 수 있다. 어느 방법을 사용하든지 생산된 미세구체 내부에 자석의 성분이 일정한 오차범위 이내에 포함되는 양을 가지는 입자를 제조하는 것이 중요하다. 자성 고분자 비드는 자석 성분이 구체를 이루고 그 표면에 고분자가 코팅된 형태이거나 고분자 구체 내에 자석성분의 미립자가 분산된 형태일 수도 있다. The magnetic polymer beads used in the present invention can be produced by methods such as emulsion polymerization, dispersion polymerization, and suspension polymerization. Whichever method is used, it is important to produce particles in the produced microsphere having an amount such that the magnet component is contained within a certain error range. The magnetic polymer beads may be in the form of a spherical magnet component coated with a polymer on its surface, or in the form of fine particles of a magnet component dispersed in a polymer spherical body.
바람직하게는, 상기 자성 고분자 비드는 표면 처리가 되어 있으면 응집 시 응집물이 효율적으로 부착될 수 있다. 표면처리에 의해 입자의 표면에 -OH기 혹은 -NH₃등의 기능기를 도입한다. 이를 위하여 비드입자를 오존으로 처리하거나 반응기에서 화학처리를 수행할 수 있다. 그러나 대부분의 오폐수에 부유하고 있는 콜로이드들은 그 표면이 음으로 하전된 것으로 알려져 있다. 폐수의 PH의 값에 따라서 다르기는 하겠으나 -OH기 -NH₃등은 산성에서 +상태의 표면을 가질 것으로 예상된다. 이 경우에 부유하는 오폐수와 전기적인 중화가 일어나 콜로이드들과 결합이 일어날 가능성이 존재한다. 반대로 비드의 표면이 음으로 하전 되어 있는 경우에는 오폐수에 자성비드를 혼합하였을 경우에 자성비드가 안정적으로 분산될 것으로 예상할 수 있고, 향후 이들의 표면은 투입될 응집제인 철염의 이온상태인 Fe+3과 전기적인 결합력에 의하여 결합이 진행될 것으로 사료된다. 물론 이때의 PH의 값은 산성을 띄고 있어야 하며, 통상 오폐수에 응집제인 철염을 투입하였을 경우에 PH의 값이 3정도의 값을 유지하여 철염이 철 이온과 염소이온으로 분리된다. 이 후 PH의 값을 중성에 가깝도록 조절하여 주면 응집이 발생하게 되는데 이때 음으로 하전 된 비드와 철 이온은 응집의 핵으로 작용할 가능성이 있다. Preferably, when the magnetic polymer beads are subjected to a surface treatment, aggregates can be efficiently adhered to the magnetic polymer beads during flocculation. A functional group such as -OH group or -NH 3 is introduced to the surface of the particle by surface treatment. For this purpose, the bead particles can be treated with ozone or chemical treatment in the reactor. However, colloids floating in most wastewater are known to have negatively charged surfaces. It is expected that the -OH group -NH3 and the like will have an acidic to positive surface, although it will depend on the PH value of the wastewater. In this case, there is the possibility of electrical neutralization with floating wastewater and bonding with colloids. Conversely, with the surface of the beads is negatively charged, the can is magnetic beads a case in mixing the magnetic beads in the waste water are expected to be stably dispersed, the ionic conditions of their surface next the coagulant to be injected iron Fe + 3 , the binding will proceed by the electrical bonding force. Of course, the pH value at this time should be acidic, and when the iron salt as the coagulant is added to the wastewater, the pH value is maintained at about 3, and the iron salt is separated into the iron ion and the chloride ion. After that, pH value is adjusted to be close to neutrality so that coagulation occurs. At this time, the negatively charged beads and iron ions may act as nuclei of agglomeration.
도 1은 자성 고분자 비드의 (a) 무기 응집제에 의한 오염물의 응집과 (b) 이 응집물이 자성 고분자 비드에 달라붙어 플록을 형성한 모습을 도시한다. Fig. 1 shows a state where (a) the coagulation of contaminants by the inorganic coagulant and (b) the coagulum attaches to the magnetic polymer beads to form the flocs of the magnetic polymer beads.
오염물은 음 전하를 띠고 브라운 운동을 하기 때문에 콜로이드 상태이어서 응집을 잘 하지 않으므로, 무기 응집제를 첨가하여 콜로이드상을 불안정화하게 하여 응집이 되도록 한다. 무기 응집제로는 알룸, 염화철 등을 예로 들 수 있으나 이들로 한정되는 것은 아니다. Since the contaminants are negatively charged and brownish, they are not colloidal because they are in a colloidal state. Therefore, an inorganic coagulant is added to destabilize the colloidal phase to cause aggregation. Examples of the inorganic flocculant include alum and iron chloride, but are not limited thereto.
염화철을 예로 들면, 폐수에 첨가되었을 때 다음과 같은 반응을 한다. For example, when iron chloride is added to wastewater, the following reaction occurs.
Fe(H2O)6 3+ + OH- ⇒ Fe(OH)(H2O)5 2+ Fe (H 2 O) 6 3+ + OH -> Fe (OH) (H 2 O) 5 2+
Fe(H2O)6 3+ + 2OH- ⇒ Fe(OH)2(H2O)4 + Fe (H 2 O) 6 3+ + 2OH - Fe (OH) 2 (H 2 O) 4 +
즉 양전하를 갖기 때문에 음전하의 오염물질과 결합하여 콜로이드를 불안정하게 하여 작은 응집물을 형성한다. 응집물은 반데르발스 힘에 의해 서로 연결 및 엉키어 점점 무거워진다. 이들을 처리 대상수로부터 분리하기 위하여 자성 고분자 비드를 이용한 침전을 이용한다. In other words, since it has a positive charge, it binds with a negative charge and destabilizes the colloid to form a small aggregate. The agglomerates are tied together and entangled by van der Waals forces and become increasingly heavy. In order to separate them from the target water, precipitation using magnetic polymer beads is used.
본 발명의 장점은 낮은 운전 비용, 신속한 처리시간, 약품 사용량 최소화 및 처리플랜트 부지면적의 최소화 등이다. 자성 고분자 비드는 환경적으로도 무해하고 독성이 없기 때문에 처리수에 일부 유출되어도 무방하다. Advantages of the present invention include low operating costs, rapid processing time, minimization of drug usage and minimization of plant floor area. Since the magnetic polymer beads are environmentally harmless and have no toxicity, they may be partially discharged to the treated water.
한편, 수력학적 캐비테이션(hydrodynamic cavitation, HC)은 초음파와 달리 음파를 사용하지 않으며 압력변화에 의한 캐비테이션의 형성과 충격파 등에 의한 것이다. 일반적으로 흐름을 갖는 배관에서 액체의 증기압보다 작은 압력이 생성되는 경우 액체내에 기체가 발생되어 공동이 형성되게 된다. HC는 초음파에 의한 공동현상과 원리에서 차이가 있지만 그 효과에서는 유사한 특징을 보인다. HC는 액체의 난류 흐름을 통해 생성되는 것으로, 흔히 액체의 흐름시 큰 압력차가 생길 때 발생한다. 예를 들어, 일정 단면적을 갖는 파이프 내에 고압으로 유체를 빠른 속도로 이동시키면서 작은 단면적을 갖는 오리피스(orifice)를 통과하도록 장치를 만들면, 오리피스의 토출부에서 큰 압력차가 존재하여 토출부 직후에서 공동현상이 발생한다. 도 2는 이러한 캐비테이션 현상의 개념도를 나타낸다.On the other hand, hydrodynamic cavitation (HC) does not use sound waves unlike ultrasonic waves, and is caused by cavitation formation due to pressure change and shock waves. Generally, when a pressure smaller than the liquid vapor pressure is generated in a pipe having a flow, gas is generated in the liquid to form a cavity. Although HC differs from ultrasound cavitation and principle in its effect, it shows similar characteristics. HC is produced through the turbulent flow of liquid, often occurring when there is a large pressure difference in the flow of liquid. For example, if a device is made to pass through an orifice having a small cross-sectional area while moving the fluid at a high pressure in a pipe having a certain cross-sectional area at a high speed, a large pressure difference exists in the discharge portion of the orifice, Lt; / RTI > Fig. 2 shows a conceptual view of such a cavitation phenomenon.
일반 원심펌프에 의해 발생시킬 수 있는 2-4bar의 압력을 이용하여 캐비테이션 현상을 얻는 간단한 방법은 벤츄리 모양의 이젝터를 이용하는 것이다. 도 3에서 P의 차이를 갖고 P2가 P1보다 작게 된다. 이렇게 벤츄리의 작은 단면적 부분을 유체가 지나 그 후단에서 압력이 회복되기 직전에 비교적 작은 효과지만 캐비테이션 현상이 발생되게 된다. A simple way to obtain a cavitation phenomenon using a pressure of 2-4 bar, which can be generated by a general centrifugal pump, is to use a venturi shaped ejector. In Fig. 3, P2 has a difference of P and P2 is smaller than P1. As a result, the cavitation phenomenon occurs in the small cross-sectional area of the venturi just before the pressure is restored at the rear end of the fluid.
본 발명에서는 이러한 배경에서 벤츄리 타입 이젝터를 이용하여 일반 펌프에 의한 유체 흐름을 제공하면서 자성비드와 응집물의 분리를 유도한다. 일정량의 응집물을 벤츄리 이젝터를 통과시켜 해체시켜 영구자석으로 회수함으로써 99중량%의 회수가 가능하였다.In the present invention, a venturi type ejector is used in this background to induce the separation of magnetic beads and agglomerates while providing fluid flow by a general pump. A certain amount of agglomerate was passed through the venturi ejector to be disassembled and recovered as permanent magnets, whereby 99% by weight of the agglomerate could be recovered.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명한다.
Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described as an example.
실시예Example 1. 제지폐수 테스트 1. Paper wastewater test
자성 고분자 비드는 도 1(b)에 도시된 것처럼 입경 50-100 미크론이고, 철 비드에 고분자 외층이 형성된 것을 사용하였다. The magnetic polymer beads were 50-100 microns in particle diameter as shown in FIG. 1 (b), and the polymer beads having the polymer outer layer formed thereon were used.
제지폐수를 이용하여 철염을 사용하여 응집 시험을 진행하였다. 시험 순서는 우선 1L의 제지폐수를 비이커에 투입하고 한쪽은 일정량(1g/L)의 철염을 투입하였으며, 다른 한편에는 자성 고분자 비드를 함께 투입하여 교반하면서 응집을 진행하였다. 일반적으로 고분자 비드는 비중이 1에 근접하는데 물보다 약간 무겁다. 그러나 자성 비드의 경우 내부에 금속 혹은 세라믹이 첨가되어 있어서 비중이 1 보다 크게 나타난다. 응집이 성공적으로 진행되어 그 플록들을 가지고 침강 시험을 진행하였다. 실험결과는 다음과 같다.
Coagulation tests were carried out using iron salts using paper wastewater. In the test procedure, 1 L of paper wastewater was put into a beaker, one side was charged with a certain amount of iron salt (1 g / L), and the other side was charged with magnetic polymer beads and agitated while agitating. In general, polymer beads are somewhat heavier than water, with specific gravity close to 1. However, in the case of magnetic beads, the specific gravity is larger than 1 because metal or ceramics are added inside. Agglomeration successfully proceeded and sedimentation tests were carried out with the flocs. The experimental results are as follows.
첨가제additive FeCl3 FeCl 3 자성비드와 FeCl3 Magnetic beads and FeCl 3
SSSS 31.231.2 32.732.7
CODcrCODcr 96.296.2 98.998.9
침강시간Settling time 6060 1010
부유성 고형물(SS)은 표준방법(APHA, 1998)을, 화학적산소요구량(CODcr)은 HUMAS HS-2300 Plus Water analyzer를 사용하여 측정하였다. The suspended solids (SS) were measured by the standard method (APHA, 1998) and the chemical oxygen demand (CODcr) by HUMAS HS-2300 Plus Water analyzer.
도 4는 제지폐수의 원액 사진(a)과 자성 고분자 비드로 처리하여 오염물을 침강시킨 사진(b)이다. 제지폐수 원액(a)은 부유물이 존재하고 콜로이드 상태를 유지하고 있기 때문에 하얀색을 나타내고 있다. 도 4(b)에 나타난 바와 같이, 응집된 불순물은 바닥으로 가라앉는데 교반 후에 비이커 바닥에 네오디뮴 자석을 대자 자성 비드들이 급속히 바닥으로 끌려왔다. Fig. 4 is a photograph (a) of the raw wastewater of the paper wastewater and a photograph (b) in which the contaminants are precipitated by treatment with magnetic polymer beads. The stock solution of the paper waste water (a) has white color due to the existence of suspended solids and colloid state. As shown in Fig. 4 (b), the agglomerated impurities sink to the bottom, and after agitation, neodymium magnets and large magnetic beads are rapidly drawn to the bottom of the beaker bottom.
도 5는 실험에 사용된 자성 비드의 사진이다. 도 5(a)는 입경 50-150 미크론의 자성 비드 사진이다. 도 5(b)는 비이커 바닥에서 수거한 자성 비드 주변에 응집된 오염물이 부착되어 있는 모습을 보여준다. 자성 비드와 무기응집제가 성공적으로 응집물 플록을 형성하고, 자석에 쉽게 끌려온다는 것을 알 수 있다.
5 is a photograph of the magnetic beads used in the experiment. 5 (a) is a photograph of a magnetic bead having a particle size of 50-150 microns. FIG. 5 (b) shows a state in which the agglomerated contaminants adhere around the magnetic beads collected from the bottom of the beaker. It can be seen that magnetic beads and inorganic flocculants successfully form flocculent flocs and are easily attracted to magnets.
실시예Example 2. 자성 분리 시스템 2. Magnetic separation system
오염물질의 응집물은 중력에 의한 침강법에 의해 분리된다. 기존의 침전조는 캐널와 불균일 자기장을 생성하는 전자기 생성장치로 이루어진 자기 분리장치로 대체될 수 있다. Agglomerates of contaminants are separated by sedimentation by gravity. The existing settling tank can be replaced by a cannula and a magnetic separator consisting of an electromagnetic generating device that generates a non-uniform magnetic field.
도 6은 자성 플록을 조절할 수 있는 전자석을 구비한 자성 분리장치의 개략도이다. 채널은 한 개의 입구와 두 개의 출구를 갖는다. 자성 플록을 함유한 폐수는 채널 입구로 유입되고, 채널에서 자기장의 힘이 다른 힘보다 충분히 크면 자성 플록은 자기장 방향으로 이동할 것이고, 그 결과 자성 플록은 아래쪽 출구로 배출되고, 오염물이 제거된 처리수는 위쪽 출구로 배출된다. 6 is a schematic view of a magnetic separator equipped with an electromagnet capable of controlling magnetic flocs. A channel has one inlet and two outlets. The wastewater containing the magnetic flocs flows into the channel inlet and if the force of the magnetic field in the channel is sufficiently greater than the other forces the magnetic flocs will move in the direction of the magnetic field so that the magnetic flocs are discharged to the lower outlet, Is discharged to the upper outlet.
입경 100 미크론의 자성 비드를 사용하고 중량밀도가 철 밀도의 30%라고 가정하였을 때, 시간당 1 m3 의 폐수를 처리하기 위해 튜브 직경은 500mm 이고 유량은 0.15m/s로 계산된다.
Assuming magnetic beads of 100 micron particle size and weight density of 30% of iron density, the tube diameter is 500 mm and the flow rate is calculated to be 0.15 m / s to treat 1 m 3 of wastewater per hour.
실시예Example 3. 자성  3. Magnetic 비드의Bead 철 함량 Iron content
제지폐수를 사용하여 앞의 시험방법과 동일하게 자 테스터(jar tester)에서 응집 시험을 진행하였다 (FeCl3 = 700mg/L, pH = 8). 도 7 은 응집이 진행되어 플록들이 완전히 침강된 것을 보여주고 있다. 그림의 (a) 에서는 두 종류의 자성비드를 사용하여 응집을 진행하였을 경우 외관상으로는 차이점을 구별하기 힘들다. 응집이 끝난 후 상등액을 채취하여 SS 값을 측정하여 보았다. 측정된 SS의 값이 1,150과 1100으로 차이가 거의 나타나지 않았다. Coagulation test (FeCl 3 = 700 mg / L, pH = 8) was carried out in a jar tester in the same manner as in the previous test method using paper wastewater. FIG. 7 shows that flocculation proceeds and the flocs are completely settled. In Fig. (A), it is difficult to discriminate the difference between the two types of magnetic beads. After the flocculation, the supernatant was collected and the SS value was measured. The measured SS values were not significantly different between 1,150 and 1100.
그러나 그림 (b) 와 (c)에서 보이는 것과 같이 각각의 응집된 플록들을 외부의 영구자석을 이용하여 플록을 당겨보는 시험을 진행하였다, 외견상으로는 플록이 잘 끌려오는 것처럼 보인다. 그러나 그림 (b)와 (c)는 시험과정에서 커다란 차이점을 보였다. 자성비드의 크기가 작은 수 의 크기를 가지는 경우에서는 플록과 자성비드의 부착력이 양호하여 외부의 영구자석에 의하여 함께 끌려오게 된다. 그러나 자성비드의 크기가 큰 경우에는 플록에서 자성비드가 분리되며, 자성비드만 외부의 영구자석 쪽으로 끌려오게 된다. 두 자성비드에 함유된 Fe의 함량이 동일하고 응집시험도 동일하게 진행되었다. 다만 이들의 차이점은 입자의 크기인데 입자크기는 대략 10배 정도 차이가 나고 이로 인하여 표면적은 100 정도의 차이가 나는 것을 알 수 있다. 따라서 자성비드와 플록 사이의 표면적이 클수록 같은 크기의 플록이라 하여도 접착력에서는 차이가 남을 확인하였다.However, as shown in Figs. (B) and (c), each of the cohesive flocs was tested by pulling the flock using an external permanent magnet, apparently showing the floc being attracted. However, Figures (b) and (c) show significant differences in the test process. In the case where the size of the magnetic beads is small, the adhesion between the flocs and the magnetic beads is good, and they are attracted together by the external permanent magnet. However, when the size of the magnetic beads is large, the magnetic beads are separated from the flocs, and only the magnetic beads are attracted toward the outer permanent magnet. The content of Fe contained in the two magnetic beads was the same and the flocculation test proceeded in the same manner. However, the difference between them is the size of the particles. The particle size is about 10 times larger than that of the particles, and thus the surface area is about 100 different. Therefore, it was confirmed that the larger the surface area between the magnetic beads and the flocs,
다음은 자성비드의 크기는 10 이하로 고정시키고 Fe의 함량을 변화시키면서 자성비드를 제조하였다. 이들 제조된 비드를 활용하여 위와 동일한 조건으로 응집 시험을 진행하였다. 제지폐수에서 자성비드의 Fe 함량에 따른 처리효율 결과를 표 2에 나타내었다. Next, the size of the magnetic beads was fixed to 10 or less, and the magnetic beads were prepared while varying the Fe content. Coagulation tests were carried out under the same conditions as above using these manufactured beads. Table 2 shows the treatment efficiency results according to the Fe content of the magnetic beads in the paper wastewater.
원 수    enemy Fe 10 %  Fe 10% Fe 20 %  Fe 20% Fe 30 %  Fe 30%
SS 값   SS value 1,880    1,880 420     420 940     940 1,150    1,150
(FeCl3 = 700mg/L, pH = 8, 급속교반 5분, 완속교반 20분, 침전 60분)(FeCl 3 = 700 mg / L, pH = 8, rapid stirring for 5 minutes, slow stirring for 20 minutes, precipitation for 60 minutes)
위 결과로 보면 Fe 의 함량이 증가되면 SS의 값이 같이 증가하는 경향을 보이고 있다. 본 발명의 실시예에서 사용되고 있는 자성비드는 고분자와 자성물질인 Fe가 서로 혼합되어 있는 상태이다. 이는 자성비드의 표면에서도 동일하게 적용할 수 있고, Fe의 함량이 커질수록 자성비드의 표면에 고분자의 비율이 작아질 수 있다. 이는 비드 표면에 부착될 수 있는 응집의 조건이 나빠지는 것을 의미한다. 자성비드를 제작하면서 비드의 표면에 -OH 가 표면에 많이 존재하도록 표면을 처리하였다. 이러한 수산화기가 제지폐수의 콜로이드들과 결합을 한 것으로 보인다. 따라서 -OH기가 함유된 표면적이 큰 비드가 SS의 값을 낮추는데 기여한 것으로 해석할 수 있다. 따라서 자성비드의 Fe 함량을 줄이는 것이 유리하기는 하지만 반대로 외부의 전자석 또는 영구자석을 이용하여 자석분리기를 제작하는 경우에는 플록의 자화력과 관련이 있고, 또한 이는 자석분리기의 효율과 밀접하기 때문에 Fe 의 함유량에 대한 적절한 값은 분리장치를 운전하면서 함께 고려하여야 할 사항이다.
From the above results, the value of SS tends to increase as the Fe content increases. The magnetic beads used in the embodiment of the present invention are a state in which the polymer and Fe as a magnetic material are mixed with each other. The same applies to the surface of the magnetic beads, and the larger the content of Fe, the smaller the ratio of the polymer to the surface of the magnetic beads. This means that the condition of agglomeration which can be adhered to the bead surface is bad. The surface of the bead was treated such that a large amount of -OH was present on the surface while the magnetic bead was produced. These hydroxyl groups appear to bind to the colloids of paper mill waste water. Therefore, it can be interpreted that beads with a large surface area containing -OH groups contribute to lowering the SS value. Therefore, although it is advantageous to reduce the Fe content of the magnetic beads, when the magnet separator is manufactured using an external electromagnet or permanent magnet, it is related to the magnetizing force of the floc. Appropriate values for the contents of the separator should be considered when operating the separator.
실시예Example 4. 축산폐수 테스트  4. Livestock wastewater test
도 8은 축산폐수로 폐수 원수의 SS 농도가 매우 높아 4 배로 희석하여 사용하였다. 이들 축산폐수를 사용하여 응집 시험을 진행하였다(FeCl3 = 700mg/L, pH = 8). 결과는 표 3에 나타내었다. 표면처리를 별도로 하지 않은 비드를 사용하였고 이에 따라 3가 염화철과 비드 표면의 상호작용은 크지 않은 것으로 보인다. 응집보조제의 첨가효과를 알아보기 위하여 천연응집제를 소량 첨가(1% 2mL)하였으며, 그 결과 자성비드의 첨가 및 영구자석 인가의 효과가 있는 것으로 나타났다. 8 shows the SS concentration of raw wastewater as livestock wastewater, which was diluted four times. Coagulation tests were carried out using these livestock wastewater (FeCl 3 = 700 mg / L, pH = 8). The results are shown in Table 3. The bead without surface treatment was used, so that the interaction between the trivalent iron chloride and the bead surface is not large. To evaluate the effect of coagulant addition, a small amount of natural coagulant was added (1% 2 mL). As a result, addition of magnetic beads and permanent magnetization were effective.
구분division 1차 응집시험후 SS
(mg/L)
After the primary agglomeration test, SS
(mg / L)
천연응집제 투여후 SS
(mg/L)
After the administration of the natural coagulant, SS
(mg / L)
1. FeCl3 1. FeCl 3 570570 118118
2. FeCl3, Fe 자성비드2. FeCl 3 , Fe magnetic beads 600600 9898
3. FeCl3, Fe 자성비드(하부에 영구자석)3. FeCl 3 , Fe magnetic bead (permanent magnet at the bottom) 590590 8282
또한 응집이 끝난 후에 외부의 자석에 형성된 플록들이 잘 끌려오는지를 확인하기 위하여 자성비드가 들어간 2번과 3번 비이커에 영구자석으로 시험을 진행하였고, 이를 도 9에 나타내었다. 영구자석에 의하여 플록이 잘 끌려오는 것을 확인하였다. 축산폐수에서도 플록들이 적절하게 결합되어 있는 것으로 확인 할 수 있다. 여기에 사용된 자성비드는 자성의 세기를 높이기 위하여 Fe가 30% 함유된 자성비드를 사용하였고, 크기는 10 이하의 크기를 가지는 비드를 사용하였다. 축산 폐수의 경우도 플록이 정상적으로 생성되었으며, SS 값도 원수에 비하여 낮아지는 것을 알 수 있다.
Also, in order to confirm whether the flocs formed on the outer magnet were attracted well after the agglomeration, the permanent magnets were tested in the beads of No. 2 and No. 3 containing the magnetic beads, which is shown in FIG. It was confirmed that the flocs were attracted well by the permanent magnet. It can be confirmed that the flocs are properly bonded even in the livestock wastewater. The magnetic beads used here are magnetic beads containing 30% Fe and used beads having a size of 10 or less to increase the magnetic strength. Floc was also generated normally in the case of livestock wastewater, and the SS value was also lower than that of the raw water.
실시예Example 5. 분리장치 실험 5. Separation device experiment
자성비드와 함께 응집된 플록을 유로를 통과 시키면서 하부면에 전자석을 활용하여 플록과 처리 수를 분리하는 장치를 제작하였다(도 10 참조). 도 10의 장치를 사용하여 장치의 분리 특성을 평가하였다. 플록을 테스트하기 전에 자성비드가 유로를 통과하면서 전자석에 반응하는 정도를 테스트하였다. 제작된 자성비드 중에서 페라이트 첨가 비드와 Fe가 들어간 자성비드를 사용하여 전자석과의 부착력 시험을 전개하였다. 페라이트로 제작된 자성비드의 경우에 유로의 유속이 빠르게 되면 전자석에 전류를 인가하여도 하부면으로 자성비드가 부착하지 못하였다. 이때 유로를 흐르는 유속은 16 cm/sec로 설정하였다. Fe가 충진 된 비드를 사용하여 앞의 시험을 진행한 결과 전자석에 전류를 인가한 상태에서 자성비드가 하부면에 부착되는 것을 확인하였다. 처리용량에 따라 침강조의 크기를 조절할 수 있다. And a device for separating the flocs and the treated water using the electromagnets on the lower surface while passing the flocculated flocs together with the magnetic beads (see Fig. 10). The apparatus of Fig. 10 was used to evaluate the separation characteristics of the apparatus. Before testing the flock, the degree to which the magnetic beads reacted to the electromagnets while passing through the flow path was tested. Among the prepared magnetic beads, a magnetic bead containing ferrite - added beads and Fe - containing magnetic beads was used to develop an adhesion test between the beads and the electromagnets. In the case of the magnetic beads made of ferrite, if the flow rate of the flow path becomes faster, the magnetic beads can not adhere to the lower surface even if a current is applied to the electromagnet. At this time, the flow rate through the flow path was set at 16 cm / sec. As a result of the above test using Fe-filled beads, it was confirmed that the magnetic beads adhered to the lower surface while applying current to the electromagnet. The magnitude of the pinhole enhancement can be adjusted according to the processing capacity.
도 11은 수로에 플록이 통과할 때 전자석에 전류가 인가되면서 분리가 발생하는 모습을 보여주고 있다(이때 사용된 플록은 축산폐수 응집물임). 시험에 사용된 플록과 장치에 부착된 전자석을 사용하여 원형수로에서 분리를 실시한 결과 위의 그림과 같은 모습으로 처리수와 분리가 일어나는 것을 확인하였다. FIG. 11 shows a state in which a current is applied to the electromagnet when the flocs pass through the channel, and the flocs used in this case are livestock wastewater agglomerates. The floc used in the test and the electromagnet attached to the apparatus were used to separate from the circular channel. As a result, the separation from the treated water was confirmed as shown in the figure above.
실시예Example 6. 회수 장치 실험 6. Recovery experiment
응집슬러지로부터 자성 비드를 회수하는 공정은 경제성 있고 친환경적인 응집공정을 개발하는데서 중요한 요소기술이다. 본 발명은 비드 회수 공정을 세정제를 사용하지 않고 물리적으로 처리하여 분리효율을 높이기 위하여 캐비테이션을 이용하는 방안을 선택하였다. The process of recovering magnetic beads from agglomerated sludge is an important element in developing economical and environmentally friendly agglomeration processes. In the present invention, a method of physically treating the bead recovery process without using a cleaning agent and using cavitation was selected to improve separation efficiency.
본 발명에서는 벤츄리 타입 이젝터를 이용하여 일반 펌프에 의한 유체 흐름을 제공하면서 자성비드와 응집물의 분리를 유도한다. 일정량의 응집물을 벤츄리 이젝터를 통과시켜 해체시켜 영구자석으로 회수함으로써 99중량%의 회수가 가능하였다.    In the present invention, a venturi type ejector is used to induce the separation of magnetic beads and agglomerates while providing fluid flow by a general pump. A certain amount of agglomerate was passed through the venturi ejector to be disassembled and recovered as permanent magnets, whereby 99% by weight of the agglomerate could be recovered.
도 12는 본 발명에 따른 장치의 개략도이다. 처리하고자 하는 원수는 급속혼화조에 유입되고, 여기에 자성 물질을 함유한 고분자 비드, 무기성 응집제를 투여하여 이들이 대상 처리수와 잘 섞이도록 한 후 완속 교반조로 유입시켜 오염물질의 응집물이 플록을 형성하도록 한 후 자기분리장치에서 응집물 플록이 액체로부터 빠르게 분리되도록 한 후 처리수와 오염물질(슬러지)이 부착된 자성비드를 캐비테이션장치에서 해체 분리시켜 자성 비드를 회수 재활용하는 구성으로 되어 있다. 12 is a schematic view of an apparatus according to the present invention. The raw water to be treated is introduced into the rapid mixing tank, and the polymer beads containing the magnetic material and the inorganic coagulant are added thereto, and they are mixed with the treated water and then introduced into the slow stirring tank to form flocs After the flocculant flocs are quickly separated from the liquid in the magnetic separator, the magnetic beads having the treated water and the pollutant (sludge) attached thereto are disassembled and disassembled in the cavitation apparatus to recover and recycle the magnetic beads.
본 발명에 의한 방법 및 장치는 자성물질 함유 고분자 비드를 계속 재활용함으로써 폐기물 발생량을 줄일 수 있도록 하였다. 결과적으로 적은 부지에서 컴팩트한 응집, 침전 공정의 구현이 가능하며, 동시에 응집제 및 고분자 응집보조제의 사용량을 줄이고 이에 따라 폐기되는 고형 슬러지의 양을 줄일 수 있는 장점을 갖는다.The method and apparatus according to the present invention can reduce the amount of waste generated by continuously recycling the magnetic beads-containing polymer beads. As a result, it is possible to realize a compact flocculation and sedimentation process at a small site, and at the same time, the use amount of the flocculant and the polymer flocculant aid can be reduced, thereby reducing the amount of solid sludge to be discarded.

Claims (8)

1) 처리하고자 하는 폐수와 자성 물질을 함유한 고분자 비드와 무기성 응집제를 혼합하는 급속 혼화조;
2) 상기 급속 혼화조에서 넘어온 액에서 오염물의 응집이 잘 이루어지도록 하여 자성 물질 함유 고분자 비드를 포함하는 응집물 플록(이하, 자성 응집물 플록)이 형성되도록 낮은 속도로 교반하는 완속교반조;
3) 상기 완속교반조에서 형성된 자성 응집물 플록을 자기장에 의해 액체로부터 분리하기 위한 자기분리장치; 및
4) 상기 단계 3)에서 분리된 자성 응집물 플록을 캐비테이션(cavitation)에 의해 자성 고분자 비드와 오염물 슬러지로 해체 분리하여 회수하는 자성 고분자 비드 분리회수장치를 포함하며,
상기 자성물질을 함유한 고분자 비드는, 유화중합, 분산중합 또는 현탁중합 방법에 의해 제조되어, 자석 성분이 구체를 이루고 그 표면에 고분자가 코팅된 형태이거나 고분자 구체 내에 자석성분의 미립자가 분산된 형태를 가지며,
상기 고분자 비드의 표면이 -NH3기 또는 -OH기를 포함하도록 전처리된 것인 고속 응집 장치.
1) a rapid mixing tank for mixing the polymer beads containing the wastewater and the magnetic material to be treated with an inorganic coagulant;
2) a slow stirring tank in which the coagulation of contaminants is performed well in the liquid from the rapid mixing tank to stir the coagulated flocs containing magnetic substance-containing polymer beads (hereinafter referred to as magnetic cohesive flocs) at low speed;
3) a magnetic separator for separating the magnetic agglomerate flocs formed in the slow stirring tank from the liquid by a magnetic field; And
4) a magnetic polymer bead separating and recovering device for separating and recovering the magnetic aggregate flocs separated in the step 3) by disassembling the magnetic polymer beads and the pollutant sludge by cavitation,
The polymer beads containing the magnetic material may be prepared by emulsion polymerization, dispersion polymerization or suspension polymerization, and may have a shape in which a magnet component is spherical and a polymer is coated on the surface thereof, or a shape in which fine particles of a magnet component are dispersed Lt; / RTI >
Wherein the surface of the polymer bead is pretreated so as to include -NH 3 group or -OH group.
제1항에 있어서, 상기 무기성 응집제는 3가 철이나 알루미늄을 함유하는 것을 특징으로 하는 장치. The apparatus of claim 1, wherein the inorganic flocculant comprises ternary iron or aluminum.
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제1항에 있어서, 상기 단계 4)에서 분리 회수된 자성 비드는 급속 혼화조로 리사이클 하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. The apparatus of claim 1, further comprising means for recycling the magnetic beads separated and recovered in step 4) to a rapid mixing tank.
제1항에 있어서, 상기 단계 3)에서 인가되는 자기장은 영구자석 또는 전자석에 의한 것임을 특징으로 하는 장치. The apparatus of claim 1, wherein the magnetic field applied in step 3) is by permanent magnets or electromagnets.
제1항에 있어서, 상기 자성물질을 함유하는 고분자 비드는 입경이 1 내지 300 미크론 이고, 철 함량이 1 내지 50 중량%인 것을 특징으로 하는 장치. The apparatus of claim 1, wherein the magnetic bead-containing polymeric bead has a particle size of 1 to 300 microns and an iron content of 1 to 50 weight%.
제1항에 있어서, 상기 단계 4)의 캐비테이션은 벤츄리 타입 이젝터에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치. The apparatus of claim 1, wherein the cavitation of step 4) is by a venturi type ejector.
처리하고자 하는 폐수와 자성 물질을 함유한 고분자 비드와 무기성 응집제를 급속 혼화조에 투입하여 혼합하는 단계;
상기 급속 혼화조에서 넘어온 액을 완속교반조에서 오염물의 응집이 잘 이루어지도록 하여 자성 응집물 플록이 형성되도록 낮은 속도로 교반하는 단계;
상기 완속교반조에서 형성된 자성 응집물 플록을 자기분리장치에서 자기장에 의해 액체로부터 분리하는 단계;
상기 단계에서 분리된 자성 응집물 플록을 자성비드 분리회수장치에서 캐비테이션에 의해 자성 고분자 비드와 오염물 슬러지로 해체 분리하여 회수하는 단계; 및
회수된 자성비드를 상기 급속 혼화조로 이송하여 재사용(recycle)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성물질을 함유한 고분자 비드를 이용하며,
상기 자성물질을 함유한 고분자 비드는, 유화중합, 분산중합 또는 현탁중합방법에 의해 제조되어, 자석 성분이 구체를 이루고 그 표면에 고분자가 코팅된 형태이거나 고분자 구체 내에 자석성분의 미립자가 분산된 형태를 가지며,
상기 고분자 비드의 표면이 -NH3기 또는 -OH기를 포함하도록 전처리된 것인 고속 응집 방법.
Adding polymeric beads and an inorganic coagulant containing waste water and a magnetic material to be treated to a rapid mixing tank and mixing them;
Stirring the solution passed through the rapid mixing tank at a low speed so that the coagulation of the contaminants is well performed in the slow stirring tank to form a magnetic flocculant floc;
Separating the magnetic agglomerate flocs formed in the slow stirring tank from the liquid by a magnetic field in a magnetic separator;
Separating the magnetic flocculant flocs separated in the step from the magnetic bead separating and recovering device by disassembling them into magnetic polymer beads and contaminant sludge by cavitation and recovering them; And
And transferring the recovered magnetic beads to the rapid mixing tank to recycle the magnetic beads, wherein the magnetic beads contain a magnetic material,
The polymer beads containing the magnetic material may be prepared by emulsion polymerization, dispersion polymerization or suspension polymerization, and may have a shape in which a magnet component is spherical and a polymer is coated on the surface thereof, or a shape in which fine particles of a magnet component are dispersed Lt; / RTI >
Wherein the surface of the polymer bead is pretreated so as to include -NH 3 group or -OH group.
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