KR101612219B1 - Device and Method for Treating Washing Water using combined coagulation-ceramic ultrafiltration membrane system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method and an apparatus for treating washing water using a coagulation-ceramic ultrafiltration membrane. The water treated by the method and the apparatus can be reused as washing water. According to the present invention, the method for treating washing water is characterized by sequentially carrying out the following processes: a coagulation-combined ceramic ultrafiltration membrane process including a coagulation process and a ceramic filtration membrane process; an ion exchange process; and a reverse osmosis (RO) pressure type filtration process. The production of high quality and ultrapure production water is possible by the method for treating waste water, and the method can reduce membrane fouling in the rear stage processes ( an ion exchange system, RO process), which further leads to reduction in operation costs.

Description

응집 - 세라믹 한외여과막을 이용한 수세수 처리 장치 및 방법 {Device and Method for Treating Washing Water using combined coagulation-ceramic ultrafiltration membrane system}BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus and a method for treating wastewater using a coagulating-ceramic ultrafiltration membrane,

본 발명은 응집 - 세라믹 한외여과막을 이용한 수세수 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 장치 및 방법을 통해 처리된 물은 수세수로 재이용 가능하다.
The present invention relates to an apparatus and a method for treating wastewater using a coagulated-ceramic ultrafiltration membrane, and the treated water can be reused as wash water.

산업의 급속한 발달과 함께 산업형태도 다양해지고 있으며, 그에 따른 산업폐수의 종류와 방류량도 함께 증가하고 있는 추세이다. 따라서, 한정적인 수자원 자원의 보전 및 확보를 위하여 하폐수처리 및 재이용분야에 대한 기술 개발이 요구되고 있다. 최근, 여과막 제조기술의 발전과 함께 정수 및 산업폐수 분야에 여과막을 이용한 폐수 재이용 기술이 적용 확대되고 있다.
With the rapid development of industry, industrial forms are diversifying, and the type and discharge amount of industrial wastewater are also increasing. Therefore, in order to preserve and secure limited water resource, it is required to develop the technology for the wastewater treatment and reuse field. Recently, with the development of filtration membrane manufacturing technology, wastewater reuse technology using filtration membranes in water and industrial wastewater fields has been expanded.

도금 폐수의 경우 다른 산업폐수와는 다르게 다량의 금속물질을 포함하고 있으며, 또한 도금공정별 도금폐수의 성상과 양이 다른 것이 특징이다. 그 중 도금 탈지공정에서 발생하는 도금 수세수의 경우, 도금 폐수 발생량의 상당 부분을 차지하고 있으며, 금속표면에 부착되어 있는 산화물, 수산화물 및 유지를 제거하기 위해 다량의 계면활성제를 포함하고 있다. The plating wastewater contains a large amount of metallic material, unlike other industrial wastewater, and is characterized in that the characteristics and amount of the plating wastewater by the plating process are different. Among them, the plating water generated in the plating degreasing process accounts for a large amount of the amount of the plating wastewater generated and contains a large amount of surfactant in order to remove oxides, hydroxides and oils adhering to the metal surface.

현재, 도금 수세수를 재이용하기 위해 이온교환 시스템과 역삼투압식 여과 공정(RO 공정)이 이용되고 있다. 이온교환막의 내구성 및 성능은 유입 수질에 직접적인 영향을 받기 때문에 적절한 전처리가 중요하다. 현재 수세수 전처리로써 사용되고 있는 활성탄의 경우, 입자 표면이 음전하를 띄고 있어 음이온성 계면활성제 처리에 효과적이지 않다. 또한, RO 전단 공정인 활성탄 공정 및 이온교환 시스템에서 제거 되지 못한 유기물질 및 콜로이드성 물질이 RO 막 모듈 내로 유입되면 막오염 현상을 일으켜 여과막 성능을 저하시키는 요인이 된다.Currently, ion exchange systems and reverse osmosis filtration processes (RO processes) are being used to reuse plating water. Appropriate pretreatment is important because the durability and performance of ion exchange membranes are directly affected by the incoming water quality. In the case of activated carbon used as pretreatment water, the particle surface is negatively charged and is not effective in the treatment of anionic surfactants. In addition, when organic materials and colloidal materials that can not be removed from the activated carbon process and the ion exchange system, which are RO shearing processes, are introduced into the RO membrane module, membrane contamination is caused and the filter membrane performance is deteriorated.

이처럼 적절한 전처리를 거치지 않고 도금 수세수가 이온교환 시스템과 RO 공정에 유입될 경우, 공정 내 막 오염을 유발하며 재이용수 생산수량을 감소에 따른 운영비용을 증대시키는 요인이 된다.
If the plating water is introduced into the ion exchange system and the RO process without proper pretreatment, it causes film contamination in the process and increases the operating cost due to the decrease in the production quantity of reused water.

본 발명은 응집 결합형 세라믹 한외여과막 공정을 수세수 전처리 공정에 적용시켜 수세수에 포함된 유기물질을 제거함으로써, 후단 공정인 이온교환 시스템, RO공정에서의 막 오염을 최소화시키는데 목적이 있다.
The present invention aims at minimizing membrane contamination in the ion exchange system, RO process, which is a downstream process, by removing the organic substances contained in the wash water by applying the cohesion-bonding type ceramic ultrafiltration membrane process to the wash water pretreatment process.

본 발명의 제1양태는 응집공정 및 세라믹 여과막 공정으로 구성된 응집 결합형 세라믹 한외여과막 공정; 이온교환막 공정; 및 역삼투압식 여과막 공정을 순차적으로 수행하는, 도금 수세수 처리 방법을 제공한다.A first aspect of the present invention is a coagulation-bonding type ceramic ultrafiltration membrane process comprising an aggregation process and a ceramic filtration process; Ion exchange membrane process; And a reverse osmosis filtration membrane process are sequentially carried out.

본 발명의 제2양태는 알카리성 도금 수세수를 중화시키는 중화조; 중화된 도금 수세수를 응집제와 급속혼화시키는 혼화조; 혼화조에서 배출된 도금 수세수의 최적 응집 pH를 맞추기 위해 사용되는 pH 조절용액을 급속혼화시키는 pH 조절조; 별도의 완화혼합을 위한 응집조 및 침전조 경유 없이, pH 조절조에서 배출된 도금 수세수를 물과 플럭으로 분리시키는 세라믹 한여외과막; 이온교환막; 및 역삼투압식 여과막을, 공정순서 대로 구비하는 것이 특징인 도금 수세수 처리 장치를 제공한다.A second aspect of the present invention is a method for neutralizing alkaline plating water, comprising the steps of: A mixing tank for rapidly mixing the neutralized plating water with the flocculant; A pH adjusting tank which rapidly mixes the pH adjusting solution used to adjust the optimal flocculation pH of the plating water discharged from the mixing tank; A ceramic single surgical membrane separating the plating water discharged from the pH adjusting tank into water and fl ow without a coagulating bath and a settling tank for separate relaxation mixing; Ion exchange membranes; And a reverse osmosis filtration membrane are provided in the order of process.

본 발명의 제3양태는 유기물질이 함유된 폐수에 대해 하기 공정을 순차적으로 수행하는 것이 특징인 폐수 처리 방법을 제공한다:A third aspect of the present invention provides a wastewater treatment method characterized in that the wastewater containing an organic substance is subjected to the following steps in sequence:

선택적으로 중화조에서 알칼리성 폐수를 중화시키는 단계; 혼화조에서 응집제를 투입하고 중성 폐수와 혼화시키는 단계; 및 pH 조절조에서 응집제 처리된 폐수에 최적 응집 pH를 맞추도록 pH 조절용액을 투입 및 혼화시키는 단계를 포함하는 응집공정;Optionally neutralizing the alkaline wastewater in the neutralization tank; Admixing the coagulant in a mixing tank and mixing with neutral wastewater; And agglomerating the wet wastewater treated in the pH adjusting tank with a pH adjusting solution so as to adjust the optimum aggregating pH;

pH 조절조 보다 낮은 혼화속도가 필요한 응집조 및 침전조를 별도로 거치지 않고 상기 응집공정을 통해 배출된 폐수를 처리하는 세라믹 여과막 공정;a ceramic filtration membrane process for treating wastewater discharged through the coagulation process without separately passing through a flocculation tank and a sedimentation tank requiring a lower mixing rate than a pH adjustment tank;

이온교환막 공정; 및 Ion exchange membrane process; And

역삼투압식 여과막 공정.
Reverse Osmosis Filtration Membrane Process.

이하 본 발명을 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

이온교환막을 이용한 전기적 탈염기술은 막모듈 내에 양이온교환막과 음이온교환막을 교대로 장착시키고 모듈의 양단 전극에 전압을 적용함으로써 물속에 용존되어 있는 양이온과 음이온들을 전기의 힘을 이용하여 선택적으로 투과시키는 원리를 기반으로 하는 청정공정 기술이다. 이온교환막 공정은 산업폐수의 중금속의 제거, 해수의 담수화, 반도체 산업의 초순수의 제조, 등 다양한 산업분야에서 응용되어 왔다.The electrical desalination technique using an ion exchange membrane is a method in which a cation exchange membrane and anion exchange membrane are alternately installed in a membrane module and a voltage is applied to both electrodes of the module to selectively transmit the positive ions and anions dissolved in the water using electric force Based process technology. Ion exchange membrane processes have been applied in various industrial fields such as the removal of heavy metals in industrial wastewater, the desalination of seawater, and the production of ultrapure water in the semiconductor industry.

이온교환막을 이용한 전기투석은 전극과 전해질 용액을 통해 공급되는 직류전원에 의해 형성되는 전기장을 이용하여 물 속에 용해되어 있는 이온성 물질을 분리하는 공정이다. 여기에 사용되는 이온교환막은 전해질 용액에서 막 내부의 고정이온의 이온결합에 의한 대응이온의 선택 투과성을 나타낸다. 일반적으로 이온교환막은 높은 투과선택성, 낮은 전기저항, 우수한 기계적 강도, 높은 화학적 안정성 등이 요구된다. 이온교환막은 고분자 소재와 무기소재가 주로 사용되고 있는데, 막의 작용기에 따라 양이온교환막과 음이온교환막으로 구분된다. 양이온교환막은 양이온을 선택적으로 투과시키며, SO3, COO, PO3 2, PO3H, C6H4O 등 음전하 작용기를 지니고 있다. 한편, 음이온교환막은 NH3 +, NRH2 +, NR2H+, NR3 +, PR3 +, SR2 + 등의 양전하 작용기를 지니고 있어 음이온을 선택적으로 투과시키게 된다. 이온교환막을 이용한 전기투석은 수용액상에서 이온성 물질을 분리 정제하는 기작으로 다양하게 활용되고 있다.
Electrodialysis using an ion exchange membrane is a process for separating ionic substances dissolved in water by using an electric field formed by a direct current power supplied through an electrode and an electrolyte solution. The ion exchange membrane used here indicates the selective permeability of the corresponding ions by the ionic bonding of the fixed ions in the membrane in the electrolyte solution. In general, ion exchange membranes are required to have high permeability selectivity, low electrical resistance, excellent mechanical strength, and high chemical stability. Ion exchange membranes are mainly composed of polymeric materials and inorganic materials. They are classified into cation exchange membranes and anion exchange membranes depending on the membrane functional groups. The cation exchange membrane selectively permeates cations and has negative charge functional groups such as SO 3 , COO, PO 3 2 , PO 3 H and C 6 H 4 O. On the other hand, the anion exchange membrane has positive charge functional groups such as NH 3 + , NRH 2 + , NR 2 H + , NR 3 + , PR 3 + , and SR 2 + . Electrodialysis using an ion exchange membrane has been widely used as a mechanism for separating and purifying an ionic substance in an aqueous solution.

역삼투막은 0.001~0.0001의 기공으로 물 속에 용존된 유기물, 무기물, 입자상 물질 및 탁도 성분, 세균, 박테리아를 비롯한 각종 오염물질에 대하여 멤브레인 표면의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 공급수가 유입되면서 압력에 의한 역삼투 현상을 일으키게 되는 얇은 막으로 오염물질을 98%이상 제거하는 기능을 가지고 있다. 역삼투막은 지지층과 분리기능을 가지는 활성 층으로 구성되어 있으며 역삼투 현상을 이용하여 용매와 용질을 분리하는 막이다.The reverse osmosis membrane has a pore size of 0.001 ~ 0.0001, and the feed water from one end of the membrane surface to the other end of the membrane surface for various organic substances, inorganic substances, particulate matter, turbidity components, bacteria, bacteria, It has a function to remove more than 98% of pollutants with a thin film that causes the phenomenon. The reverse osmosis membrane is composed of a supporting layer and an active layer having a separating function, and separates the solvent and the solute using reverse osmosis.

한편, 역삼투막 기술(reverse osmosis technology, ROT)은 도금 수세수로부터 도금 약품을 회수할 수 있다. 반투막을 활용하여 물 분자를 이동시키는데, 물 분자는 통과시키는 대신 금속염과 첨가제 등은 통과하지 못한다. 역삼투 기술은 묽은 용액에 가장 적합한 기술이다. 또한, 역삼투의 용량과 설계조건은 화학약품의 종류와 drag-out 용액의 유속 등에 의존한다. polyamide membrane은 염화아연과 왓트 니켈 등에 적합하며 polyester/amide membrane은 크롬산과 산성 구리용액 등에 적합하다. 따라서 최적의 조건하에서 역삼투 기술은 95%의 회수율을 보인다. 역삼투막 기술의 장점으로는 다른 회수기술 보다도 에너지가 매우 적게 소모된다는 것이다. 온도에 민감한 용액으로부터 도금 약품의 회수가 가능하다. 단점으로는 membrane이 부유물이나 용존 고형물로 인해 야기되는 막오염 fouling에 매우 민감하다는 것이다. 그리고 도금약품과 함께 불순물이 농축되기 때문에 도금 품질을 저하시킬 수 있다.
On the other hand, reverse osmosis technology (ROT) can recover plating chemicals from plating water. The semipermeable membrane is used to transport water molecules, but water molecules can not pass through metal salts and additives. Reverse osmosis technology is the best technique for dilute solutions. In addition, the capacity and design conditions for reverse osmosis depend on the type of chemical and the flow rate of the drag-out solution. Polyamide membrane is suitable for zinc chloride and wattage nickel, and polyester / amide membrane is suitable for chromic acid and acidic copper solution. Therefore, reverse osmosis technology shows a recovery rate of 95% under optimal conditions. One advantage of reverse osmosis technology is that it consumes less energy than other recovery technologies. It is possible to recover the plating agent from the temperature-sensitive solution. Disadvantages are that the membrane is highly susceptible to membrane fouling caused by suspended solids or dissolved solids. In addition, since the impurities are concentrated together with the plating agent, the plating quality may be deteriorated.

본 발명에 따른 도금 수세수와 같은 폐수 처리 방법은, 이온교환막 공정; 및 역삼투압식 여과막 공정 이전 전처리 공정으로, 응집공정 및 세라믹 여과막 공정으로 구성된 응집 결합형 세라믹 한외여과막 공정을 수행하는 것이 특징이다.The wastewater treatment method, such as plating wastewater according to the present invention, includes an ion exchange membrane process; And a pretreatment process before the reverse osmosis filtration membrane process is characterized in that the coagulation-bonding type ceramic ultrafiltration membrane process is composed of an agglomeration process and a ceramic filtration process.

상기 응집 결합형 세라믹 한외여과막 공정은 The coagulation-bonding type ceramic ultrafiltration membrane process

선택적으로 중화조에서 알칼리성 폐수를 중화시키는 단계; 혼화조에서 응집제를 투입하고 중성 폐수와 혼화시키는 단계; 및 pH 조절조에서 응집제 처리된 폐수에 최적 응집 pH를 맞추도록 pH 조절용액을 투입 및 혼화시키는 단계를 포함하는 응집 공정; 및Optionally neutralizing the alkaline wastewater in the neutralization tank; Admixing the coagulant in a mixing tank and mixing with neutral wastewater; And agglomerating the wet wastewater treated in the pH adjusting tank with a pH adjusting solution so as to adjust the optimum aggregating pH; And

pH 조절조 보다 낮은 혼화속도가 필요한 응집조 및 침전조를 별도로 거치지 않고 상기 응집공정을 통해 배출된 폐수를 처리하는 세라믹 여과막 공정으로 구성될 수 있다(도 1).
and a ceramic filtration membrane process for treating wastewater discharged through the coagulation process without separately passing through a flocculation tank and a sedimentation tank requiring a lower mixing rate than the pH control tank (FIG. 1).

또한, 본 발명에 따른 도금 수세수 처리 방법은 Further, the plating water washing water treatment method according to the present invention

알카리성 도금 수세수를 중화시키는 중화조; A neutralization tank for neutralizing the alkaline plating water;

중화된 도금 수세수를 응집제와 급속혼화시키는 혼화조;A mixing tank for rapidly mixing the neutralized plating water with the flocculant;

혼화조에서 배출된 도금 수세수의 최적 응집 pH를 맞추기 위해 pH 조절용액과 급속혼화시키는 pH 조절조;A pH adjusting tank which rapidly mixes with the pH adjusting solution to adjust the optimum flocculation pH of the plating water discharged from the mixing tank;

별도의 완화혼합을 위한 응집조 및 침전조 경유 없이, pH 조절조에서 배출된 도금 수세수를 물과 플럭으로 분리시키는 세라믹 한여외과막;A ceramic single surgical membrane separating the plating water discharged from the pH adjusting tank into water and fl ow without a coagulating bath and a settling tank for separate relaxation mixing;

이온교환막; 및 Ion exchange membranes; And

역삼투압식 여과막을, 공정순서 대로 구비하는 것이 특징인 도금 수세수 처리 장치에서 수행될 수 있다.
And a reverse osmotic filtration membrane are provided in the order of process.

본 발명에 따른 응집 결합형 세라믹 한외여과막 공정은 응집공정과 세라믹 여과막 공정으로 구분된다. The coagulation-bonding type ceramic ultrafiltration membrane process according to the present invention is classified into an aggregation process and a ceramic filtration process.

바람직하게는, 본 발명에 따른 도금 수세수 처리 방법에서 응집공정은 중화조에서 알칼리성 도금 수세수를 중화시키는 단계; 혼화조에서 응집제를 투입하고 중화된 도금 수세수와 혼화시키는 단계; 및 pH 조절조에서 응집제 처리된 도금 수세수에 최적 응집 pH를 맞추도록 pH 조절용액을 투입 및 혼화시키는 단계를 포함한다. Preferably, in the plating water wastewater treatment method according to the present invention, the flocculation process includes neutralizing the alkaline plating wastewater in the neutralization tank; Admixing the coagulant in the mixing tank and mixing with the neutralized plating wastewater; And a step of injecting and mixing the pH adjusting solution so as to adjust the optimum flocculation pH to the flocculant treated water in the pH adjusting tank.

최적 응집 조건(pH, 응집제 사용량)은 도 7에 도시되어 있는 방법을 통해 산출될 수 있다.
The optimum flocculation conditions (pH, amount of flocculant used) can be calculated through the method shown in Fig.

고알칼리도를 띄는 수세수에는 수산화이온이 많이 존재하기 때문에 음의 전하를 띄는 오염물질이 양전하를 띄는 응집제와 결합하는 것을 방해한다. 이와 같이 응집과정에서의 알칼리도에 의한 응집효율 저하를 막기 위하여 중화조를 혼화조 전단에 두어 고알칼리도의 수세수를 중화시키게 된다.Water with high alkalinity has a large number of hydroxide ions, which interfere with the binding of negatively charged contaminants to positively charged coagulants. In order to prevent deterioration of coagulation efficiency due to alkalinity in the flocculation process, a neutralization tank is placed in the mixing tank to neutralize the highly alkaline water.

알칼리성 도금 수세수는 염산, 황산, 이산화탄소 가스와 같은 산을 이용하여 중화될 수 있다.
The alkaline plating water can be neutralized using acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and carbon dioxide gas.

중화된 폐수는 혼화조에서 플럭 형성을 위한 응집제를 투여하면서 급속 혼화시킨다. 응집이 원활히 일어나기 위해서 외부에너지가 필요하며, 속도경사(G, sec-1)로써 표현된다. 또한, 혼화조에서 원활히 플록의 성장하기 위해서는 충분한 충돌 시간(t, sec)이 주어져야 한다. 일반적인 응집의 Gt (무차원) 값은 10,000~100,000 으로 알려져 있다. 혼화 강도가 너무 클 경우, 플록이 깨어질 수 있으므로 적절한 범위의 속도경사 및 시간을 결정하는 것이 중요하다. The neutralized wastewater is rapidly admixed with a flocculant for the formation of flocs in a mixing tank. External energy is required for the coagulation to occur smoothly and is expressed as a velocity gradient (G, sec-1). In addition, sufficient flocking time (t, sec) must be given for smooth flock growth in the mixing tank. The Gt (dimensionless) value of typical aggregation is known as 10,000 to 100,000. If the blend strength is too great, it is important to determine the appropriate range of speed slope and time since flocs may break.

응집제의 비제한적인 예로는 폴리염화알루미늄 (polyaluminium chloride, PACl), 폴리염화 알루미늄 규산 (polyaluminium chloride silicate), 폴리염화 알루미늄 칼슘 (polyaluminium chloride clacium), Ferric chloride, ferrous chloride, ferric sulfate, ferrous sulfate, Alum 등이 있다.
Non-limiting examples of coagulants include polyaluminium chloride (PACl), polyaluminium chloride silicate, polyaluminium chloride chloride, ferric chloride, ferrous chloride, ferric sulfate, ferrous sulfate, Alum .

pH 조절조에서는 pH 조절제를 투입하여 급속혼화시켜 최적 응집 pH를 맞추면 수세수에 포함된 오염물질은 응집제와 결합하여 플럭을 형성하게 된다. pH 조절조에서의 급속혼화 강도는 혼화조와 동일하게 진행해도 무방하다. 최적 응집 pH는 원수, 응집제에 따라 달라 질 수 있다. 도금 수세수에는 작은 분자량을 가지는 다량의 계면활성제가 포함되어 있는 것이 특징이며, 이러한 물질의 경우 일반적인 응집공정으로는 제거되기 힘들다. 약간의 산성 조건 (pH <6) 에서 응집제는 monomer 또는 medium polymer 형태로 존재하게 되며 이러한 형태는 수중의 작은 오염물질과 complexation을 형성시켜 응집효과를 높여준다. 그에 반해, 응집시 수중 pH가 높을 경우, 응집제는 sol 또는 gel 상태로 존재하게 되며 작은 오염물질을 제거하는데 용이하지 못한다.
In the pH control tank, when a pH adjusting agent is added to rapidly mix to adjust the optimal flocculation pH, the contaminants contained in the washing water are combined with the flocculant to form a floc. The rapid mixing strength in the pH adjusting tank may be the same as the mixing tank. Optimum flocculation pH may vary depending on raw water and flocculant. The plating water is characterized by containing a large amount of a surfactant having a small molecular weight, and such a material is hardly removed by a general coagulation process. In some acidic conditions (pH <6), the coagulant is present in either monomeric or medium polymer form, which forms a complexation with small contaminants in the water and enhances the flocculation effect. On the other hand, when pH in water is high during flocculation, the flocculant is present in the sol or gel state and is not easy to remove small contaminants.

pH 조절제의 비제한적인 예로는 염산, 황산, 이산화탄소 가스, 수산화나트륨, 소석회, 소다회, 탄산칼슘 등이 있다.
Non-limiting examples of pH adjusting agents include hydrochloric acid, sulfuric acid, carbon dioxide gas, sodium hydroxide, slaked lime, soda ash, and calcium carbonate.

또한, 본 발명에 따른 응집공정을 통해, 알칼리성 도금 수세수를 중화, 응집제와 혼화 및 이어서 최적 응집 pH를 맞춘 도금 수세수는, 별도의 응집조 및 침전조를 거치지 않고, 세라믹 여과막 공정에 적용시킬 수 있다.In addition, through the coagulation process according to the present invention, the plating water for neutralizing alkaline plating water, admixing it with the flocculant, and then adjusting the optimum flocculation pH can be applied to the ceramic filtration process without passing through another flocculation tank and a settling tank have.

본 발명에 따라 응집공정을 통해 나온 배출수에 대해 고분자 막(polymer membrane) 을 이용한 막여과공정 (membrane filtration process) 을 수행하면, 낮은 플럭스, 막오염 (membrane fouling) 에 따른 막 세척의 빈번함, 막 교체 빈도의 상승, 막간 압력 상승에 따른 막 내구성의 위험 등이 상존하는 문제점이 발생한다. According to the present invention, membrane filtration process using a polymer membrane for the effluent discharged from the coagulation process results in low flux, frequent membrane washing due to membrane fouling, There arises a problem that the replacement frequency is increased and the film durability is increased due to the increase of inter-membrane pressure.

한편, 본 발명에서 사용되는 세라믹 여과막(도 6)은 무기소재 (inorganic material)를 소결하여 막으로 만든 것이다. 산화타이타늄, 산화알루미늄(알루미나)이나 산화지르코늄(질코니아)의 세라믹 막이 실용화되고 있다. Meanwhile, the ceramic filter membrane (FIG. 6) used in the present invention is made of a sintered inorganic material. A ceramic film of titanium oxide, aluminum oxide (alumina) or zirconium oxide (zirconia) is put into practical use.

원수가 세라믹 막 일측에서 유입되어 다수의 원수 채널을 통과하면서 정수는 여과되고, 원수 중에 여과되지 못한 물질은 세라믹 막에 남게 된다.The raw water flows from one side of the ceramic membrane, passes through a plurality of raw water channels, and the purified water is filtered, and the unfiltered material in the raw water is left in the ceramic membrane.

세라믹 막은 미세한 세라믹 입자를 소결하여 만들었기 때문에 입자의 크기로 세공의 크기가 결정되며, 작은 세공 (pore size) 을 가진 UF막에서, 큰 세공을 가진 MF막까지 시판되고 있다. 또한, 고플럭스, 고회수율, 저에너지 운전이 가능하고, 내열성, 내화학성, 내부식성, 미생물 등에 대한 내오염성 등에 강해 유지관리가 용이하기 때문에 인력비, 화학약품비, 막교체비 등 운영비를 절감할 수 있다.Since ceramic membranes are made by sintering fine ceramic particles, the size of the pores is determined by the size of the particles, from UF membranes with small pores to MF membranes with large pores. In addition, it is possible to operate high flux, high recovery rate and low energy, and it is easy to maintain because it is resistant to heat resistance, chemical resistance, corrosion resistance, resistance against microorganisms, etc. Therefore, it can reduce operating expenses such as manpower cost, .

세라믹 막의 내열성, 내화학성 및 내구성으로 본 발명은 도금 수세수 뿐만 아니라 다양한 분야의 산업폐수에도 적용 가능하다. 또한 세라믹 막은 미량오염물질 제거를 위해 사용되고 있는 고도산화처리와 결합하기에도 용이하다.Due to the heat resistance, chemical resistance and durability of the ceramic film, the present invention can be applied not only to the plating water washing water but also to industrial wastewater in various fields. The ceramic membrane is also easy to combine with the advanced oxidation treatment used to remove trace contaminants.

한편, 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 응집공정과 세라믹 여과막 공정 사이 응집조 및 침전조의 유무에 따른 COD, TOC 제거효율의 차이는 미미하다. 따라서, 본 발명에 따른 처리방법은 응집조와 침전조를 포함하지 않기 때문에 부지면적을 감소시킬 수 있으며 동시에 높은 flux를 유지하고 응집-침전-여과 공정을 거친 처리수와 비슷한 COD, TOC 제거효율을 보일 수 있다.On the other hand, as shown in Table 2, there is little difference in COD and TOC removal efficiencies depending on the presence or absence of the flocculation tank and the sedimentation tank between the flocculation process and the ceramic filtration process according to the present invention. Therefore, since the treatment method according to the present invention does not include a flocculation tank and a sedimentation tank, it is possible to reduce the site area and at the same time to exhibit COD and TOC removal efficiencies similar to those of the treated water which maintains high flux and has undergone flocculation- have.

더욱이, 급속 혼화가 이루어진 응집 공정에서 나온 배출수는 오염물질과 응집제로 이루어진 플록이 세라믹 한외여과막 표면에 쌓이지만, 응집조와 침전조를 거쳐 나온 배출수는 침전조에서 고액분리가 되지 못한 미세 오염물질이 세라믹 한외 여과막 막공 안에서 쌓이거나 흡착되어 flux가 급격히 감소하게 된다.
Furthermore, the effluent from the flocculation process with rapid mixing is flocculated on the surface of the ultrafiltration membrane of the ceramic and coagulant. However, the effluent discharged from the flocculation tank and the sedimentation tank is not separated from the ceramic ultrafiltration membrane It accumulates or adsorbs in the pore, which causes the flux to drop sharply.

본 발명에 따른 응집 결합형 세라믹 한외여과막 공정은 응집공정에서 형성된 플럭을 세라믹 여과막 공정에서 분리할 수 있다. In the coagulation-bonding type ceramic ultrafiltration membrane process according to the present invention, the flocs formed in the coagulation process can be separated in the ceramic filtration process.

처리대상인 도금 수세수는 도금시 금속표면에 부착되어 있는 산화물, 수산화물 및 유지를 제거하기 위해 다량의 계면활성제를 포함할 수 있다. 단량체 형태의 계면활성제는 크기가 너무 작아 여과막을 통과해버려 제거할 수 없다. 그러나, 본 발명에 따른 응집 결합형 세라믹 한외여과막 공정 이후 도금 수세수와 같은 폐수는 유기물질 및 콜로이드성 물질이 80% 이상 제거 될 수 있다. 실시예에서는 COD와 TOC를 측정하여 유기물질의 한 종류인 음이온계면활성제를 간접적으로 측정하였다.The plating water to be treated may contain a large amount of surfactant to remove oxides, hydroxides, and oils adhering to the metal surface during plating. The surfactant in monomer form is too small to pass through the filter membrane and can not be removed. However, after the process of the cohesion-bonding type ceramic ultrafiltration membrane according to the present invention, wastewater such as plating water can be removed more than 80% of organic and colloidal materials. In the examples, COD and TOC were measured to indirectly measure an anionic surfactant, which is one kind of organic material.

따라서, 본 발명에 따른 응집 결합형 세라믹 한외여과막 공정은 음이온 계면활성제를 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라 후단 공정(이온교환 시스템, RO 공정)에서 발생할 수 있는 막오염을 최소화 하여 비용절감과 후속 공정의 성능 향상시킬 수 있다.
Accordingly, the coagulation-bonding type ceramic ultrafiltration membrane process according to the present invention not only effectively removes the anionic surfactant but also minimizes the membrane contamination that may occur in the post-stage process (ion exchange system, RO process) Performance can be improved.

한편, 본 발명에 따른 응집 결합형 세라믹 한외여과막 공정 이전에 마이크로필터로 도금 수세수와 같은 폐수에 포함된 부유물질을 제거하는 공정을 더 포함할 수 있다.
The microfilter may further include a step of removing suspended solids contained in wastewater, such as plating water, before the coagulation-bonding type ceramic ultrafiltration membrane process according to the present invention.

하기에서는 도 1을 참조하여, 본 발명의 일구체예에 따라 도금 수세수를 처리하는 방법을 설명한다.Hereinafter, with reference to Fig. 1, a method of treating plating wastewater according to one embodiment of the present invention will be described.

우선, 도금 수세수(1)는 배관을 따라 마이크로필터(2)로 유입되어 여과되며, 수세수에 포함된 부유물질은 1차적으로 제거된다. First, the plating water wash water (1) flows into the microfilter (2) along the pipe and is filtered, and the suspended substances contained in the wash water are primarily removed.

응집 공정에서는 고알칼리도(pH 11~12)인 수세수를 중화시키기 위한 중화조(3)와 플럭 형성을 위한 혼화조(응집제 투여), pH 조절조 순으로 이루어져 있다. 후단에는 응집공정에서 형성된 플럭을 분리할 수 있는 세라믹 여과막 공정으로 구성되어 있다.In the coagulation process, a neutralization tank 3 for neutralizing water with high alkalinity (pH 11 to 12), a mixing tank (coagulant administration) for forming a floc, and a pH adjusting tank are arranged in this order. And a ceramic filtration membrane process that separates the flocs formed in the coagulation process.

부유물질이 제거된 수세수는 중화조(3)로 유입되어 황산(4)에 의해 도금 수세수의 pH는 7로 중화된다. 중화된 수세수는 혼화조(5)로 유입된다. 혼화조에서 응집제(염화 제2철)(6)가 혼화조로 투여되고 급속혼화가 이루어진다. 응집제와 급속혼화가 이루어진 수세수는 최적 응집 pH를 맞추기 위해 pH 조절조(7)로 유입된다. pH 조절조에서 수세수는 pH 조절용액(황산, 수산화나트륨)(8)에 의해 최적 pH로 맞추어 진다.  The effluent water from which the suspended solids are removed flows into the neutralization tank (3), and the pH of the plating water is neutralized to 7 by the sulfuric acid (4). The neutralized water wash water flows into the mixing tank 5. In the mixing tank, the flocculant (ferric chloride) (6) is added to the mixing tank and the rapid mixing is carried out. The flocculant and the rapid water-miscible water are introduced into the pH adjustment tank 7 to adjust the optimum flocculation pH. In the pH control tank, water is adjusted to the optimum pH by the pH adjusting solution (sulfuric acid, sodium hydroxide) (8).

응집조(완속혼화)와 침전조를 거치지 않고 급속혼화만을 통해 형성된 플럭은 세라믹 여과막을 통해 처리수와 플럭으로 분리된다. The flocs formed only through the rapid mixing without passing through the flocculation tank (full mixing) and the settling tank are separated into the treated water and the fl ow through the ceramic filtration membrane.

혼화조(5)와 pH 조절조(7)를 거쳐 생성된 미세플록(9)은 응집조(완속혼화)와 침전조를 거치지 않고 세라믹 한외 여과막(10)에서 여과되어 플럭이 분리된 처리수(11)가 생성된다. 생성된 처리수(11)는 후단 공정인 이온교환시스템(12)과 RO공정(13)으로 유입된다.
The micro flocs 9 generated through the mixing tank 5 and the pH adjustment tank 7 are filtered through the ceramic ultrafiltration membrane 10 without passing through the flocculation tank ) Is generated. The generated treated water 11 flows into the ion exchange system 12 and RO process 13, which are the post-stage processes.

본 발명의 폐수 처리방법을 통해 초순수 수준의 고품질 생산수를 생산할 수 있으며 후단공정(이온교환 시스템, RO 공정)에서의 막 오염을 감소시켜 운영비용을 저감시킬 수 있다. By the wastewater treatment method of the present invention, it is possible to produce high-quality production water at the level of ultra-pure water and to reduce the membrane contamination in the downstream process (ion exchange system, RO process), thereby reducing operating costs.

또한, 본 발명에 따른 도금 수세수 처리장치를 이용하여 저비용으로 철저한 수질관리를 통하여 도금품질을 높이고 도금 수세수의 처리효율성도 높일 수 있다.In addition, by using the apparatus for treating wastewater according to the present invention, it is possible to improve the plating quality and the treatment efficiency of the plating wastewater through a thorough water quality management at low cost.

또한 수세수량 증대에 따른 제품 품질 향상과 폐수 발생량 감소 및 용수 재이용을 통한 기업 이미지 상승이라는 효과를 거둘 수 있다.
In addition, the improvement of product quality due to the increase of washing water volume, the decrease of the amount of wastewater generation, and the reuse of water can increase the corporate image.

도 1은 본 발명의 일구체예에 의한 도금 수세수 처리장치의 구성도이다.
도 2는 비교예로서 응집조와 침전조를 구비한 도금 수세수 처리장치의 구성도이다.
도 3은 중화조 유무에 따른 COD, TOC 제거효율의 차이를 나타낸 그래프이다(NT : 중화조).
도 4는 응집제 종류에 따른 COD, TOC 제거효율의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 5는 운전조건에 따른 flux, 플럭스 회복율 차이를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일구체예에서 사용될 수 있는 세라믹 여과막의 모식도이다.
도 7은 최적 응집 조건을 찾는 방법의 일례를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 응집 - 세라믹 한외여과막 시스템의 성능 시험을 하기 위한 모식도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a plating water and wastewater treatment apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG.
2 is a configuration diagram of a plating water and wastewater treatment apparatus provided with a flocculation tank and a settling tank as a comparative example.
3 is a graph showing the difference in COD and TOC removal efficiencies depending on the presence or absence of neutralization (NT: neutralization tank).
FIG. 4 is a graph showing the difference in COD and TOC removal efficiency according to the type of coagulant.
5 is a graph showing flux and flux recovery rate differences according to operating conditions.
6 is a schematic diagram of a ceramic filter membrane that can be used in one embodiment of the present invention.
Fig. 7 shows an example of a method of finding the optimum flocculation condition.
8 is a schematic diagram for performing a performance test of the coagulated-ceramic ultrafiltration membrane system according to the present invention.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are for further illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예 1 _ 중화조 여부에 따른 COD, TOC 제거효율 비교 Example 1 _ Comparing COD and TOC removal efficiency according to neutralization condition

인천에 위치한 전해도금 공장에서 폐수로 나온 수세수를 수집하였고, 4℃에서 보관한 후, 도 1에 도시된 공정에 따라 수세수를 처리하였다. Water from the waste water was collected at an electrolytic plating plant located in Incheon, and stored at 4 캜, and treated with water according to the process shown in Fig.

1㎛ 카트리지 필터로 수세수에 포함된 부유물질을 제거하였다. The suspended material contained in the wash water was removed with a 1 [mu] m cartridge filter.

부유물질이 제거된 처리하고자 하는 수세수(feed water)의 pH는 11.98, Alkalinity는 3183 mg /L(as CaCO3), COD(Chemical Oxygen Demand)는 422mg/L, 및 TOC(Total organic carbon)는 245.05mg/L이었다.The pH of the feed water to be treated with suspended solids is 11.98, the alkalinity is 3183 mg / L (as CaCO 3 ), the COD (Chemical Oxygen Demand) is 422 mg / L and the total organic carbon (TOC) 245.05 mg / L.

부유물질이 제거된 수세수를 중화조로 유입시키고, 중화조에서는 pH 조절제인 황산으로 수세수의 높은 pH (11~12)를 중화 (pH 7) 시켰다.  In the neutralization tank, the high pH (11 ~ 12) of the wash water was neutralized (pH 7) by sulfuric acid which is a pH regulating agent.

이 후, 혼화조에서 중화된 수세수에 응집제 FeCl3를 첨가하는 2분 동안 250rpm으로 급속혼화시켰다. FeCl3는 무기 응집제로써 수중의 pH를 낮출 수 있으며 그에 따라 수중의 pH는 약산성이 된다. 수중의 pH가 약산성일 경우 무기 응집제는 monomer 또는 medium polyer로써 존재하게 되며, 이는 수중의 작은 오염물질과 결합해 플럭을 형성하게 된다.Thereafter, the mixture was rapidly mixed at 250 rpm for 2 minutes in which the flocculent FeCl 3 was added to the neutralized water in the mixing tank. FeCl 3 is an inorganic coagulant that can lower the pH of water and hence the pH in the water becomes weakly acidic. When the pH in the water is weakly acidic, the inorganic coagulant is present as a monomer or medium polyer, which combines with small contaminants in the water to form a flock.

형성된 플럭이 잘 유지될 수 있도록 최적 pH 환경을 만들어 주기 위해, pH 조절조에서 급속 혼화하면서 미리 결정된 pH 조절 용액을 30초 동안첨가하였다.To make the optimum pH environment so that the formed flakes were well maintained, a predetermined pH control solution was added for 30 seconds while rapidly mixing in a pH adjustment bath.

이어서, 여과를 위해, 세라믹 평막을 구비한 TAMI 세라믹 한외여과막(INSIDE DISRAMTM,TAMI INDUSTRIES, 프랑스)를 표 1에 제시한 바와 같은 운전 조건으로, 도 8에 도시된 바와 같은 실험 셋업에서 1 싸이클 동안 30분간 운전시켰다. 도 8에서, 질소 가스는 압력을 일정하게 유지하기 위해 사용하였으며, 세라믹 여과막의 배출수(permeate)를 수집하여 플럭스(flux)를 계산하였다. Next, for the filtration, a TAMI ceramic ultrafiltration membrane (INSIDE DISRAM TM , TAMI INDUSTRIES, France) having a ceramic flat membrane was subjected to the same operation conditions as shown in Table 1 for one cycle in the experimental setup as shown in FIG. 8 I was driving for 30 minutes. In FIG. 8, nitrogen gas was used to keep the pressure constant, and the permeate of the ceramic filtration membrane was collected to calculate the flux.

응집 결합형 한외여과막 시스템 평가를 위해 운전 후 막 표면에 쌓인 겔층(cake layer)을 제거 및 backwashing을 통하여 플럭스 회복율을 살펴 보았다. In order to evaluate the cohesion bonding type ultrafiltration membrane system, the recovery rate of the flux was examined by removing the gel layer accumulated on the membrane surface after operation and backwashing.

SupportSupport TiO2 TiO 2 MembraneMembrane ZrO2TiO2 ZrO 2 TiO 2 Molecular weight cut offMolecular weight cut off 50,000 and 150,000 Da
(50 kDa, 150 kDa)
50,000 and 150,000 Da
(50 kDa, 150 kDa)
ThicknessThickness 2.2 mm2.2 mm Effective areaEffective area 0.00131 m2 0.00131 m 2 Operation pressureOperation pressure 1 bar1 bar Operation temperatureOperation temperature < 130℃<130 ° C Operation modeOperation mode Dead-end filtrationDead-end filtration pH rangepH range 2 - 142 - 14

도 3에서 확인할 수 있듯이, 같은 양의 응집제를 사용하더라도 중화조 유무에 따라 COD, TOC 제거효율은 다르다는 것을 확인할 수 있다. 중화조를 포함한 공정에서는 더 적은 양의 응집제를 사용하더라도 더 높은 효율의 응집효율을 나타냈다. 즉, 응집제를 고알칼리도의 폐수를 응집 처리하기 위해서는 중화조를 두어 폐수의 pH를 1차적으로 낮추어 응집효율을 높이는 것이 효율적이다.
As can be seen from FIG. 3, it can be seen that the efficiency of removing COD and TOC varies depending on the presence or absence of neutralization tank even when the same amount of coagulant is used. In the process including the neutralization tank, the efficiency of flocculation was higher than that of the flocculant even if a smaller amount of flocculant was used. In other words, in order to coagulate the coagulant with highly alkaline wastewater, it is effective to increase the coagulation efficiency by firstly lowering the pH of the wastewater by placing a neutralization tank.

실시예 2 _ 응집제 종류에 따른 제거효율의 차이 Example 2 _ Difference in Removal Efficiency According to Coagulant Type

중화조를 사용하고, 응집제 종류를 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수세수를 처리하였다.A water bath was treated in the same manner as in Example 1 except that a neutralization tank was used and the type of coagulant was changed.

도 4에 나타난 바와 같이, 중화조를 혼화조 전단에 두었을 경우 응집제 종류에 따라 COD와 TOC의 제거효율의 차이를 확인하였다. As shown in FIG. 4, when the neutralization tank was placed in the mixing tank, the difference in removal efficiencies of COD and TOC was confirmed according to the type of coagulant.

응집효율의 차이가 나타나는 이유는 PACl의 경우 PACl에 포함된 Al 이온이 가수분해되어 수산화물 형태로 대부분 존재하기 때문이다. 미리 가수분해되어 대부분 수산화물 형태로 존재하는 응집제는 bridging 또는 flocculation 기작을 통하여 수중의 오염을 제거한다. 하지만, 도금 수세수에 포함된 오염물(Surfactant)의 경우 오염물질의 크기가 작아 앞의 기작으로는 제거되기가 힘들다. 하지만, FeCl3의 경우 수중의 pH가 낮을 경우, 응집제가 monomeric species 또는 medium polymer species 형태로 존재하게 되며 이는 크기가 작은 오염물질 제거에 효과적이기 때문에 PACl보다 COD, TOC 제거효율이 높다. 이때의 제거기작은 complexation, adsorption, charge neutralization 그리고 co-precipitation인 것으로 유추된다.
The reason for the difference in the coagulation efficiency is that PACl hydrolyzes the Al ions contained in the PACl and is mostly present in hydroxide form. Coagulants, which are hydrolyzed predominantly in the form of hydroxides, remove contamination in the water through bridging or flocculation mechanisms. However, in the case of the surfactant contained in the plating water, the size of the pollutant is small and it is difficult to remove it by the above mechanism. However, in the case of FeCl 3 , when the pH in water is low, the coagulant is present in the form of monomeric species or medium polymer species. This is effective for removal of small-sized contaminants, so that COD and TOC removal efficiency is higher than PACl. At this time, the eliminator is deduced to be small complexation, adsorption, charge neutralization and co-precipitation.

실시예 3 _ 운전 공정 변화에 따른 플러스, 제거효율, 플럭스 회복율(표면세정) 차이 Example 3 _ Difference in Plus, Removal Efficiency, and Flux Recovery (Surface Cleaning) according to Operation Process Variation

도 5는 응집제로 FeCl3를 사용하고 막간압력(TMP) 1bar로 30분간 세라믹 한외여과막을 운전한 결과이다. 운전 공정 종류로는 도 1 공정과 도 2 공정으로 나뉜다. FIG. 5 shows the result of operating a ceramic ultrafiltration membrane for 30 minutes at a pressure of 1 bar (TMP) using FeCl 3 as a coagulant. The types of operation processes are divided into a process of FIG. 1 and a process of FIG. 2.

도 1과 도 2 공정의 차이점은 pH 조절조 후단에 응집조와 침전조 유무이다. The difference between the processes of FIG. 1 and FIG. 2 is the presence of the flocculation tank and the sedimentation tank at the downstream of the pH adjustment tank.

도 2에서 응집조(9)와 침전조(11)의 역할은 각각 다음과 같다. 응집조(9)에서는 혼화조와 pH조절조에서 생성된 미세플록을 거대플록(10)으로 만들어주고 침전조(11)에서는 이를 침전시켜 고액분리 시키고 상등액(12)은 세라믹 한외 여과막으로 보내어진다.
2, the role of the coagulation tank 9 and the settling tank 11 are as follows. In the coagulation tank (9), the micro flocs (10) produced in the mixing tank and the pH adjusting tank are made into giant flocs (10). In the settling tank (11), they are precipitated and solid-liquid separated and the supernatant liquid (12) is sent to the ceramic ultrafiltration membrane.

도 5에서 확인할 수 있듯이, Rapid mixing(도 1 공정)만을 거치고 세라믹 한외 여과막에 수세수가 유입되었을 경우 Supernatant(도 2 공정)에 비해 더 높은 flux를 보였고, 또한 운전 후 물리세정(표면세정 + backwashing) 통한 플럭스 회복율이 높은 것을 확인하였다.As can be seen from FIG. 5, when the water flowed into the ceramic ultrafiltration membrane through only the rapid mixing process (FIG. 1), the flux was higher than that of the supernatant (the process of FIG. 2), and the physical cleaning (surface cleaning + backwashing) It was confirmed that the flux recovery rate was high.

Rapid mixing 공정에서는 오염물질과 응집제로 이루어진 플록이 세라믹 한외여과막 표면에 쌓이지만, Supernatant 공정에서는 침전조(11)에서 고액분리가 되지 못한 미세 오염물질이 세라믹 한외 여과막 막공 안에서 쌓이거나 흡착되어 flux가 급격히 감소하게 된다. 그리고 운전 후의 물리세척으로는 막공안의 오염물질이 쉽게 제거되지 못하기 때문에 플럭스 회복율이 낮다.  In the rapid mixing process, flocs composed of contaminants and coagulants are accumulated on the surface of the ultrafiltration membrane of the ceramic. However, in the supernatant process, the microporous substances which have not been separated by solid-liquid separation in the sedimentation tank 11 are piled up or adsorbed in the ceramic ultrafiltration membrane, . In addition, since the pollutants in the pores can not be easily removed by physical cleaning after the operation, the flux recovery rate is low.

하기 표 2은 운전조건에 따른 제거효율의 차이를 나타낸 것이다.Table 2 shows the difference in removal efficiency according to the operating conditions.

Membrane typeMembrane type Operation typeOperation type COD removal efficiency(%)COD removal efficiency (%) TOC removal efficiency(%)TOC removal efficiency (%) UF 50kDa
UF 50kDa
Rapid mixingRapid mixing 81.381.3 84.684.6
SupernatantSupernatant 83.583.5 85.785.7 UF 150kDa
UF 150kDa
Rapid mixingRapid mixing 82.082.0 84.784.7
SupernatantSupernatant 83.583.5 85.885.8

표 2는 운전조건과 멤브레인의 막공별 COD, TOC 제거효율의 차이를 나타낸다. 운전조건과 막공크기에 따른 제거효율의 차이는 미미하였다.Table 2 shows the difference between the operating conditions and the COD and TOC removal efficiency of the membrane per membrane. The difference of the removal efficiency according to the operating conditions and the pore size was small.

즉, 실제 플랜트 운전에서는 Rapid mixing만을 거치고 세라믹 한외여과막으로 수세수를 여과하였을 경우, 응집조와 침전조를 포함하지 않기 때문에 부지면적을 감소시킬 수 있으며 동시에 높은 flux를 유지하고 Supernatant 공정과 비슷한 COD, TOC 제거효율을 보일 수 있다.
In actual plant operation, when water is filtered through a ceramic ultrafiltration membrane after rapid mixing only, the area can be reduced because it does not include flocculation tank and sedimentation tank. At the same time, high flux can be maintained and removal of COD and TOC similar to the supernatant process Efficiency can be shown.

<고 찰> 결과 활용 예<Review>

응집 세라믹 한외 여과막 공정은 도금 공정의 대부분을 차지하는 수세수를 재이용할 경우 적용될 수 있으며, 이 공정을 적용함으로써 후단 공정인 이온교환막과 역삼투 공정의 막 오염 현상을 줄여 공정 효율을 높일 수 있다.
The coagulated ceramic ultrafiltration process can be applied to the reuse of the wastewater, which accounts for most of the plating process. By applying this process, the process efficiency can be improved by reducing the membrane contamination of the ion exchange membrane and the reverse osmosis process.

Claims (13)

중화조에서 알칼리성 도금 수세수를 중화시키는 단계, 혼화조에서 응집제를 투입하고 중화된 도금 수세수와 혼화시키는 단계, 및 pH 조절조에서 응집제 처리된 도금 수세수에 응집 pH를 맞추도록 pH 조절용액을 투입 및 혼화시키는 단계를 포함하는 응집공정 및 세라믹 여과막 공정으로 구성된 응집 결합형 세라믹 한외여과막 공정;
이온교환 공정; 및
역삼투압식 여과 공정을 순차적으로 수행하며,
상기 응집공정 후 별도의 응집조 및 침전조를 거치지 않고 세라믹 여과막 공정을 수행하는 것이 특징인, 도금 수세수 처리 방법.
A step of neutralizing the alkaline plating water in the neutralization tank, a step of adding the coagulant in the mixing tank and mixing with the neutralized plating water, and a step of adjusting the pH of the plating solution to adjust the coagulation pH to the coagulant- A coagulation-bonding type ceramic ultrafiltration membrane process comprising a flocculation process and a ceramic filtration process including a step of charging and mixing;
Ion exchange process; And
The reverse osmosis filtration process is sequentially performed,
Wherein the ceramic filtration membrane process is carried out after the coagulation process without passing through another flocculation tank and a settling tank.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 역삼투압식 여과 공정을 통해 처리된 도금 수세수는 도금 수세수로 재이용하는 것이 특징인, 도금 수세수 처리 방법.The method according to claim 1, wherein the plating wastewater treated through the reverse osmosis filtration process is reused as plating wastewater. 제1항에 있어서, 응집 결합형 세라믹 한외여과막 공정 이전에 마이크로필터로 도금 수세수에 포함된 부유물질을 제거하는 공정을 더 포함하는, 도금 수세수 처리 방법.The method according to claim 1, wherein the coagulation-bonding type ceramic ultrafiltration membrane process Further comprising the step of removing the suspended material contained in the plating water with the microfilter. 제1항에 있어서, 응집 결합형 세라믹 한외여과막 공정은 응집공정에서 형성된 플럭(flocks)을 세라믹 여과막 공정에서 분리하는 것이 특징인, 도금 수세수 처리 방법.The method of claim 1, wherein the flocculation-type ceramic ultrafiltration membrane process separates flocks formed in the coagulation process in a ceramic filtration process. 제1항에 있어서, 응집 결합형 세라믹 한외여과막 공정 이후 도금 수세수는 유기물질 및 콜로이드성 물질이 80%이상 제거되는 것이 특징인, 도금 수세수 처리 방법.The method according to claim 1, wherein after plating the cohesive bond type ceramic ultrafiltration membrane, more than 80% of organic and colloidal materials are removed. 제1항에 있어서, 처리대상인 도금 수세수는 계면활성제를 포함하고 있는 것이 특징인 도금 수세수 처리 방법.The plating-treated water treatment method according to claim 1, wherein the plating water wash water to be treated includes a surfactant. 제1항에 있어서, 응집 결합형 세라믹 한외여과막 공정은 응집공정과 세라믹 여과막 공정 사이 별도의 응집조 및 침전조 경유가 없는 것이 특징인 도금 수세수 처리 방법.The method according to claim 1, wherein the flocculation-type ceramic ultrafiltration membrane process has no separate flocculation tank and dirt tank diesel oil between the flocculation process and the ceramic filtration membrane process. 알카리성 도금 수세수를 중화시키는 중화조;
중화된 도금 수세수를 응집제와 급속혼화시키는 혼화조;
혼화조에서 배출된 도금 수세수의 응집 pH를 맞추기 위해 pH 조절용액과 급속혼화시키는 pH 조절조;
별도의 완화혼합을 위한 응집조 및 침전조 경유 없이, pH 조절조에서 배출된 도금 수세수를 물과 플럭으로 분리시키는 세라믹 한여외과막;
이온교환막; 및
역삼투압식 여과장치를, 공정순서 대로 구비하는 것이 특징인 도금 수세수 처리 장치.
A neutralization tank for neutralizing the alkaline plating water;
A mixing tank for rapidly mixing the neutralized plating water with the flocculant;
A pH adjusting tank which rapidly mixes with the pH adjusting solution to adjust the flocculation pH of the plating water discharged from the mixing tank;
A ceramic single surgical membrane separating the plating water discharged from the pH adjusting tank into water and fl ow without a coagulating bath and a settling tank for separate relaxation mixing;
Ion exchange membranes; And
Characterized in that the reverse osmosis filtration device is provided in the order of process.
제10항에 있어서, 중화조 이전 공정에 도금 수세수에 포함된 부유물질을 제거하는 마이크로필터가 설치되어 있는 것이 특징인 도금 수세수 처리 장치.The plating water treatment apparatus according to claim 10, wherein a microfilter for removing suspended substances contained in the plating water is disposed in the neutralization tank transfer step. 유기물질이 함유된 폐수에 대해 하기 공정을 순차적으로 수행하는 것이 특징인 폐수 처리 방법:
중화조에서 알칼리성 폐수를 중화시키는 단계; 혼화조에서 응집제를 투입하고 중성 폐수와 혼화시키는 단계; 및 pH 조절조에서 응집제 처리된 폐수에 응집 pH를 맞추도록 pH 조절용액을 투입 및 혼화시키는 단계를 포함하는 응집공정;
pH 조절조 보다 낮은 혼화속도가 필요한 응집조 및 침전조를 별도로 거치지 않고 상기 응집공정을 통해 배출된 폐수를 처리하는 세라믹 여과막 공정;
이온교환막 공정; 및
역삼투압식 여과막 공정.
A wastewater treatment method characterized in that the following steps are sequentially carried out for wastewater containing an organic substance:
Neutralizing the alkaline wastewater in the neutralization tank; Admixing the coagulant in a mixing tank and mixing with neutral wastewater; And an agglomeration process comprising the step of injecting and mixing a pH adjusting solution to adjust the flocculation pH to the flocculated wastewater in the pH adjusting tank;
a ceramic filtration membrane process for treating wastewater discharged through the coagulation process without separately passing through a flocculation tank and a sedimentation tank requiring a lower mixing rate than a pH adjustment tank;
Ion exchange membrane process; And
Reverse Osmosis Filtration Membrane Process.
제12항에 있어서, 응집 공정 이전에 마이크로필터로 폐수에 포함된 부유물질을 제거하는 공정을 더 포함하는, 폐수 처리 방법.
13. The method of claim 12, further comprising the step of removing suspended solids contained in the wastewater with a microfilter prior to the coagulation process.
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