KR101814871B1 - A system for treating organic matter in rare earth compounds extracted waste water and a treating method using the same - Google Patents

A system for treating organic matter in rare earth compounds extracted waste water and a treating method using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101814871B1
KR101814871B1 KR1020150123061A KR20150123061A KR101814871B1 KR 101814871 B1 KR101814871 B1 KR 101814871B1 KR 1020150123061 A KR1020150123061 A KR 1020150123061A KR 20150123061 A KR20150123061 A KR 20150123061A KR 101814871 B1 KR101814871 B1 KR 101814871B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ozone
rare earth
organic matter
earth extraction
extraction wastewater
Prior art date
Application number
KR1020150123061A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20170025929A (en
Inventor
김지형
최명찬
최종복
이용현
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Priority to KR1020150123061A priority Critical patent/KR101814871B1/en
Priority to CN201610260171.7A priority patent/CN106477711B/en
Publication of KR20170025929A publication Critical patent/KR20170025929A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101814871B1 publication Critical patent/KR101814871B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • B01F3/04248
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • B01F2003/04886
    • B01F2215/0052
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/78Details relating to ozone treatment devices
    • C02F2201/782Ozone generators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/78Details relating to ozone treatment devices
    • C02F2201/784Diffusers or nozzles for ozonation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/02Specific form of oxidant
    • C02F2305/023Reactive oxygen species, singlet oxygen, OH radical

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

본 발명은 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템 및 이를 이용한 희토류 폐수 중 유기물 처리 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 희토류 추출 폐수 중 유기물의 산화 효율을 증가시켜 처리 효율이 증가될 뿐만 아니라 잔류 오존으로 인한 이차 오염을 해결하여 오존산화처리 공정의 현장 적용성이 더욱 높아지는 효과가 있다. The present invention relates to a system for treating an organic matter in a rare earth extraction wastewater and a method for treating an organic matter in the rare earth wastewater using the same. In accordance with the present invention, not only the efficiency of oxidation of organic matter in the rare earth extraction wastewater is increased, So that it is possible to solve the contamination and improve the field applicability of the ozone oxidation treatment process.

Description

희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템 및 이를 이용한 희토류 폐수 중 유기물 처리 방법{A SYSTEM FOR TREATING ORGANIC MATTER IN RARE EARTH COMPOUNDS EXTRACTED WASTE WATER AND A TREATING METHOD USING THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to an organic matter treatment system in a rare earth extraction wastewater, and a method for treating organic matter in a rare earth wastewater using the same. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템 및 이를 이용한 희토류 폐수 중 유기물 처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a system for treating organic matter in rare earth extracted wastewater and a method for treating organic matter in rare earth wastewater using the same.

희토류(Rare Earth Elements)는 원소기호 57번부터 71번까지의 란타넘(란탄)계 원소 15개와, 21번인 스칸듐(Sc), 그리고 39번인 이트륨(Y) 등 총 17개 원소를 총칭한다. The Rare Earth Elements are collectively referred to as the 17 elements of lanthanum elements (Sc) 57 and 71, scandium (Sc) 21 and yttrium (Y) 39.

이러한 희토류를 추출하는 공정에서는 유기물 등을 포함하는 폐수가 발생하고 이러한 폐수 내에 포함된 유기물의 처리를 위하여 많은 연구가 진행되어 왔으며, 에너지 이용 처리 방법, 화학적 처리 방법으로 오존, 펜톤, 오존/H2O2, 오존/UV, 오존촉매 등 다양한 종류의 고도산화처리 기술들이 개발되어 왔다.In the process of extracting rare earths, wastewater containing organic matter is generated and many researches have been carried out for the treatment of organic matter contained in such wastewater. Ozone, fenton, ozone / H 2 O 2 , ozone / UV, and ozone catalyst have been developed.

고도 산화 처리공정 중 현장에서 적용이 가장 많은 공정은 오존처리공정이다. 이러한 오존처리공정은 산화처리 효율은 높으나, 잔류오존 문제 때문에 현장 관리 및 이차 오염문제가 있었다. Among the advanced oxidation processes, ozone treatment is the most applied process in the field. This ozone treatment process has high oxidation treatment efficiency, but there is a problem of on-site management and secondary contamination due to residual ozone problem.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 오존 농도를 줄이고, 기타 공정과 조합하여 처리현장에 적용하는 연구가 많이 진행되었으나, 여전히 그 처리비용이 너무 비싸고, 현장제어에 어려움이 있는 등 여전히 문제점이 많은 실정이다.In order to solve such a problem, there have been many studies to reduce the ozone concentration and to apply it to the processing site in combination with other processes. However, the processing cost is still too high, and there are still many problems such as difficulty in on-site control.

한편, 대한민국 특허공개공보 제2001-0044325호에서 자외선과 오존을 이용한 고도산화처리에 의한 수처리 장치를 개시하고 있으나, 여전히 상기와 같은 문제점은 해결하지 못하고 있다. Meanwhile, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-0044325 discloses a water treatment apparatus by altitude oxidation treatment using ultraviolet rays and ozone, but the above-mentioned problems are still not solved.

대한민국 특허공개공보 제2001-0044325호Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-0044325

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여,In order to solve the above problems,

본 발명은 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템에 수리동력학적 캐비테이션(hydrodynamic cavitation) 공정을 도입하여 오존의 주입 농도를 줄일 뿐만 아니라, 산화력이 강한 OH 라디칼의 발생량을 증가시키고, 또한 오존의 기포 크기를 미세화하여 오존가스의 용해도를 증가시킴으로써 산화력을 증가시켜 결?珝탔막? 유기물 산화효율을 증가시킬 뿐만 아니라 잔류 오존 문제 및 오존으로 인한 이차 오염 문제를 해결할 수 있는 신규한 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention introduces a hydrodynamic cavitation process to an organic matter treatment system of rare earth extraction wastewater, thereby reducing the injection concentration of ozone, increasing the amount of generated OH radicals having strong oxidation power, and further reducing the bubble size of ozone By increasing the solubility of ozone gas, the oxidizing power is increased, It is an object of the present invention to provide a novel organic matter treatment system in a rare earth extraction wastewater that not only increases the efficiency of organic matter oxidation but also can solve the problem of residual ozone and secondary contamination due to ozone.

또 본 발명은 상기 유기물 처리 시스템을 이용한 신규한 희토류 폐수 중 유기물 처리 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a method for treating organic matter in a novel rare earth wastewater using the organic matter treatment system.

상기 목적을 달성하기 위하여, In order to achieve the above object,

본 발명은 희토류 추출 폐수와 오존이 반응하여 희토류 추출 폐수 내 유기물을 처리하는 오존 반응부;The present invention relates to an ozone reaction unit for treating an organic matter in a rare earth extraction wastewater by reacting rare earth extracted wastewater with ozone;

상기 오존 반응부의 상부에 접속하고, 상기 오존 반응부에 희토류 추출 폐수를 공급하는 공급부;A supply part connected to the upper part of the ozone reaction part and supplying the rare earth extraction wastewater to the ozone reaction part;

상기 오존 반응부의 하부에 접속하고, 상기 오존 반응부에서 유기물이 처리된 희토류 추출 폐수를 배출하는 배출부;A discharge unit connected to a lower portion of the ozone reaction unit and discharging the rare earth extraction wastewater treated with an organic matter in the ozone reaction unit;

상기 오존 반응부에서 반응하는 오존을 발생시키는 오존 발생부;An ozone generating unit generating ozone reacting in the ozone reaction unit;

상기 오존 발생부에서 발생되는 오존을 도입하는 도입부;An inlet for introducing ozone generated in the ozone generator;

상기 오존을 도입하여, 오존 미세 기포 및 OH 라디칼을 발생시키는 벤츄리관 및 격리판; 및 A venturi tube and separator for introducing the ozone to generate ozone microbubbles and OH radicals; And

상기 발생된 오존 미세 기포 및 OH 라디칼을 상기 오존 반응부에 공급하는 도출부를 포함하는 미세 기포 발생부;And an outlet for supplying the generated ozone minute bubbles and OH radicals to the ozone reaction unit.

를 포함하는 것을 특징으로 하는, 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템을 제공한다. And an organic matter treatment system in the rare earth extraction wastewater.

또 본 발명은 상기 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템을 사용하여, 희토류 추출 폐수 중 유기물을 처리하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for treating an organic matter in rare earth extraction wastewater using the organic matter treatment system of the rare earth extraction wastewater.

본 발명에 따르면 희토류 추출 폐수 중 유기물의 산화 효율을 증가시켜 처리 효율이 증가될 뿐만 아니라 잔류 오존으로 인한 이차 오염을 해결하여 오존산화처리 공정의 현장 적용성이 더욱 높아지는 효과가 있다. According to the present invention, the efficiency of oxidation of organic matters in the rare earth-extracted wastewater is increased to increase the treatment efficiency, and secondary contamination due to residual ozone is solved, thereby further enhancing the field applicability of the ozone oxidation treatment process.

도 1은 본 발명의 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템의 미세 기포 발생부를 확대하여 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템의 유기물 처리 효율에 영향을 미칠 수 있는 변수를 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 유기물 처리 시스템 중 미세 기포 발생부를 확대하여 나타낸 그림이다.
도 4는 미세 기포 발생부 내부의 pH 변화에 따른 오존의 소비량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 미세 기포 발생부 내부의 pH 변화에 따른 유기물의 감소량을 나타낸 그래프이다.
도 6은 미세 기포 발생부 내부의 온도 변화에 따른 오존의 소비량을 나타낸 그래프이다.
도 7은 미세 기포 발생부 내부의 온도 변화에 따른 유기물의 감소량을 나타낸 그래프이다.
도 8은 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템을 이용한 희토류 추출 폐수 중 유기물 연속 처리 시, 시간에 따른 희토류 추출 폐수 중의 유기물 농도를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템의 모식도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an enlarged schematic view showing a micro-bubble generating portion of an organic matter treatment system in the rare earth extraction wastewater of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the parameters that may affect the organic matter treatment efficiency of the organic matter treatment system in the rare earth extraction wastewater of the present invention.
3 is an enlarged view of the microbubble generator in the organic substance treatment system of the present invention.
4 is a graph showing the consumption of ozone according to the change in pH inside the microbubble generator.
FIG. 5 is a graph showing the amount of reduction of organic matter according to pH change in the micro-bubble generating unit.
6 is a graph showing the consumption of ozone according to the temperature change inside the microbubble generator.
7 is a graph showing the amount of reduction of organic matter according to the temperature change in the micro-bubble generating unit.
8 is a graph showing the concentration of organic substances in the rare earth extraction wastewater with time in the continuous treatment of organic matter in the rare earth extraction wastewater using the organic matter treatment system in the rare earth extraction wastewater.
9 is a schematic diagram of an organic matter treatment system in the rare earth extraction wastewater of the present invention.

본 발명은, According to the present invention,

희토류 추출 폐수와 오존이 반응하여 희토류 추출 폐수 내 유기물을 처리하는 오존 반응부;An ozone reaction unit for treating organic matter in the rare earth extraction wastewater by reacting rare earth extraction wastewater with ozone;

상기 오존 반응부의 상부에 접속하고, 상기 오존 반응부에 희토류 추출 폐수를 공급하는 공급부;A supply part connected to the upper part of the ozone reaction part and supplying the rare earth extraction wastewater to the ozone reaction part;

상기 오존 반응부의 하부에 접속하고, 상기 오존 반응부에서 유기물이 처리된 희토류 추출 폐수를 배출하는 배출부;A discharge unit connected to a lower portion of the ozone reaction unit and discharging the rare earth extraction wastewater treated with an organic matter in the ozone reaction unit;

상기 오존 반응부에서 반응하는 오존을 발생시키는 오존 발생부;An ozone generating unit generating ozone reacting in the ozone reaction unit;

상기 오존 발생부에서 발생되는 오존을 도입하는 도입부;An inlet for introducing ozone generated in the ozone generator;

상기 오존을 도입하여, 오존 미세 기포 및 OH 라디칼을 발생시키는 벤츄리관 및 격리판; 및 A venturi tube and separator for introducing the ozone to generate ozone microbubbles and OH radicals; And

상기 발생된 오존 미세 기포 및 OH 라디칼을 상기 오존 반응부에 공급하는 도출부를 포함하는 미세 기포 발생부;And an outlet for supplying the generated ozone minute bubbles and OH radicals to the ozone reaction unit.

를 포함하는 것을 특징으로 하는, 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템에 대한 것이다. And an organic matter treatment system in the rare earth extraction wastewater.

이하에서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 명세서 전반에서,Throughout this specification,

“희토류 추출 폐수”는 희토류 정광을 강한 염산 또는 강한 황산을 이용하여 고온에서 희토류 원소를 추출하는 과정에서 발생하는 폐수로, 상기 희토류 추출 폐수는 pH 1 이하의 강한 산성을 나타내며, 추출 과정 중에 사용된 화학 약품으로 유발된 유기물((C8H17)2HPO3, 옥살산 등)을 함유한 폐수를 의미한다.&Quot; Rare earth extraction wastewater " is wastewater generated in the process of extracting rare earth elements at high temperature using strong hydrochloric acid or strong sulfuric acid. The rare earth extraction wastewater exhibits a strong acidity below pH 1, Means a wastewater containing chemical-induced organic matter ((C 8 H 17 ) 2 HPO 3 , oxalic acid, etc.).

본 발명의 일 실시예에 있어서, In one embodiment of the present invention,

상기 희토류 추출 폐수 중 유기물은 하기 표 1에 기재한 바와 같이, 하기 화학식 1로 표시되는 (C8H17)2HPO3 , 하기 화학식 2로 표시되는 옥살산(C2H2O4), 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 및 크실렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. (C 8 H 17 ) 2 HPO 3 represented by the following formula ( 1 ), oxalic acid (C 2 H 2 O 4 ) represented by the following formula ( 2 ), benzene, But is not limited to, at least one selected from the group consisting of toluene, ethylbenzene, and xylene.

(C8H17)2HPO3 (Phosphonic acid(2-ethylhexyl)-mono(2-ethylhexyl) ester)(C 8 H 17 ) 2 HPO 3 (Phosphonic acid (2-ethylhexyl) -mono (2-ethylhexyl) ester) C2H2O4 (옥살산, Oxalic acid)C 2 H 2 O 4 (oxalic acid, oxalic acid) [화학식 1]

Figure 112015084510165-pat00001
[Chemical Formula 1]
Figure 112015084510165-pat00001
[화학식 2]
Figure 112015084510165-pat00002
(2)
Figure 112015084510165-pat00002

상기 희토류 추출 폐수 내 유기물을 처리하기 위하여 본원 발명의 유기물 처리 시스템을 사용한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템을 도 9에 나타내었다. The organic matter treatment system of the present invention is used to treat the organic matter in the rare earth extraction wastewater. FIG. 9 shows a system for treating organic matters in rare earth extraction wastewater according to an embodiment of the present invention.

먼저, 공급부(20)를 통하여 상기 희토류 추출 폐수를 오존 반응부(10)에 공급한다. First, the rare earth extraction wastewater is supplied to the ozone reaction unit 10 through the supply unit 20.

오존 반응부(10)에서는 상기 희토류 추출 폐수 중 유기물을 오존에 의한 산화 반응에 의하여 처리하며, 상기 오존은 상기 오존 반응부(10)에 연결되는 오존 발생부(40)에서 발생되는 것이다. In the ozone reacting unit 10, organic matter in the rare earth extraction wastewater is treated by oxidation reaction by ozone, and the ozone is generated in the ozone generating unit 40 connected to the ozone reaction unit 10.

상기 오존 발생부(40)는 오존을 발생시킬 수 있는 장치를 포함하는 것이라면 그 종류에 제한이 없다. The ozone generating unit 40 is not limited as long as it includes an apparatus capable of generating ozone.

상기 오존 발생부(40)에서 발생되는 오존은 미세 기포 발생부(50)로 공급된다.The ozone generated in the ozone generator 40 is supplied to the minute bubble generator 50.

본 발명의 일 실시예에 있어서, In one embodiment of the present invention,

상기 미세 기포 발생부(50)에서는 오존의 미세 기포가 발생하는데, 상기 오존 미세 기포는 평균 입자 크게 50 nm 이하의 미세 기포 내에 오존을 함유하는 것이며, 평균 입자 크기 50 nm 이하인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.In the microbubble generator 50, fine bubbles of ozone are generated. The ozone microbubbles contain ozone in fine bubbles having an average particle size of 50 nm or less, and preferably have an average particle size of 50 nm or less. Do not.

오존의 미세 기포의 평균 입자 크기가 상기 범위일 경우, OH 라디칼 발생량 및 오존의 용해도가 증가하여 오존의 산화력이 증가되고 결과적으로 본원 발명의 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 장치의 처리 효율이 증가되기 때문이다. When the average particle size of the fine bubbles of the ozone is within the above range, the OH radical generation amount and the solubility of the ozone are increased to increase the oxidizing power of the ozone, and as a result, the treatment efficiency of the organic substance treatment apparatus in the rare earth extraction wastewater of the present invention is increased .

상기 미세 기포 발생부(50)는 상기 오존 발생부(40)에서 발생되는 오존을 도입하는 도입부(51), 오존 미세 기포 및 OH 라디칼을 발생시키는 벤츄리관 및 격리판(52), 발생되는 오존 미세 기포 및 OH 라디칼을 상기 오존 반응부(10)에 공급하는 도출부(53)를 포함할 수 있다. The microbubble generator 50 includes an inlet 51 for introducing ozone generated in the ozone generator 40, a venturi tube and a separator 52 for generating ozone microbubbles and OH radicals, And an outlet 53 for supplying bubbles and OH radicals to the ozone reaction unit 10.

상기 미세 기포 발생부(50)에서 발생된 오존의 미세 기포는 상기 미세 기포 발생부(50) 내부를 순환할 수 있다.The minute bubbles of ozone generated in the minute bubble generator 50 can circulate in the minute bubble generator 50.

상기 오존의 미세 기포의 순환에 의해 OH 라디칼이 발생할 수 있다. 이후 오존의 미세 기포 및 OH 라디칼은 오존 반응부(10)로 이동하여 희토류 추출 폐수 중 유기물을 처리하게 된다. OH radicals can be generated by the circulation of the minute bubbles of the ozone. Thereafter, the minute bubbles and the OH radicals of the ozone move to the ozone reaction unit 10 to treat the organic matter among the rare earth extracted wastewater.

본 발명의 일 실시예에 있어서,In one embodiment of the present invention,

상기 오존 반응부(10)에서는 오존에 의한 직접 산화 및 간접 산화에 의해 희토류 추출 폐수 중 유기물이 처리될 수 있다. In the ozone reacting unit 10, organic matter in the rare earth extraction wastewater can be treated by direct oxidation with ozone and indirect oxidation.

상기 직접 산화는 오존이 물에 용해되어 유기물을 산화시키는 것을 특징으로 하며, 상기 간접 산화는 오존이 자가 분해하여 산화력이 강한 OH 라디칼(ㆍOH)을 생성하여 유기물을 산화시키는 것을 특징으로 한다. The direct oxidation is characterized in that ozone is dissolved in water to oxidize organic matter. The indirect oxidation is characterized in that ozone is self-decomposed to generate an OH radical (.OH) having a strong oxidizing power to oxidize organic matter.

오존에 의한 직접 산화 및 간접 산화의 메커니즘을 하기 반응식 1 및 반응식 2에 각각 나타내었다. Mechanisms of direct oxidation and indirect oxidation by ozone are shown in the following Reaction Schemes 1 and 2, respectively.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure 112015084510165-pat00003
Figure 112015084510165-pat00003

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

Figure 112015084510165-pat00004
Figure 112015084510165-pat00004

본 발명의 일 실시예에 있어서,In one embodiment of the present invention,

상기 벤츄리관의 유입부의 확장 각도는 20 °내지 25 °이고, 유출부의 확장 각도는 4 °내지 8 °인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. The expansion angle of the inflow portion of the venturi tube is 20 to 25 and the expansion angle of the outflow portion is preferably 4 to 8, but is not limited thereto.

그 이유는 벤츄리관의 유입부 및 유출부의 확장 각도가 상기 범위에 있는 경우 벤츄리관 내부에 적절한 압력 차이를 부여하여, OH 라디칼 발생량 및 오존의 용해도가 증가하여 오존의 산화력이 증가되고 결과적으로 본원 발명의 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 장치의 처리 효율이 극대화되기 때문이다. 또한, 오존의 주입량을 감소하여 오존으로 인한 2차 오염을 방지하여, 현장 유지 관리가 편리해지는 장점도 있기 때문이다.The reason is that when the expansion angle of the inlet and outlet of the venturi tube is in the above range, an appropriate pressure difference is given to the inside of the venturi tube, and the OH radical generation amount and the solubility of ozone are increased to increase the oxidizing power of ozone, The treatment efficiency of the organic matter treatment apparatus among the rare earth-extracted wastewater is maximized. In addition, since the amount of ozone injected is reduced to prevent secondary contamination due to ozone, there is an advantage that on-site maintenance becomes convenient.

본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, In another embodiment of the present invention,

상기 격리판의 구멍 크기는 0.5 mm 내지 2 mm인 것이 바람직하고, 상기 격리판의 구멍 개수는 1개 내지 10개인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. The hole size of the separator is preferably 0.5 mm to 2 mm, and the number of holes of the separator is preferably 1 to 10, but is not limited thereto.

격리판의 구멍 크기와 구멍 개수가 상기 범위에 있을 경우 OH 라디칼 발생량 및 오존의 용해도가 증가하여 오존의 산화력이 증가되고 결과적으로 본원 발명의 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 장치의 처리 효율이 극대화되기 때문이다. When the hole size and the number of holes in the separator are within the above range, the OH radical generation amount and the solubility of ozone are increased, thereby increasing the oxidizing power of the ozone and consequently maximizing the treatment efficiency of the organic matter treatment apparatus in the rare earth extraction wastewater of the present invention .

상기 오존 반응부(10)에서 유기물이 처리된 희토류 추출 폐수는 상기 오존 반응부(10)의 하부에 접속하는 배출부(30)에 의해 배출된다.The rare earth extraction wastewater treated with organic matter in the ozone reaction unit 10 is discharged by a discharge unit 30 connected to the lower part of the ozone reaction unit 10.

또한 본 발명은 상기 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템을 사용하여, 희토류 추출 폐수 중 유기물을 처리하는 방법에 대한 것이다. The present invention also relates to a method for treating organic matter in rare earth extraction wastewater using the organic matter treatment system of the rare earth extraction wastewater.

이하 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 하기에 개시되는 본 발명의 실시 형태는 어디까지 예시로써, 본 발명의 범위는 이들의 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 표시되었고, 더욱이 특허 청구범위 기록과 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 함유하고 있다. 또한, 이하의 실시예, 비교예에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the embodiments of the present invention described below are illustrative only and the scope of the present invention is not limited to these embodiments. The scope of the present invention is indicated in the claims, and moreover, includes all changes within the meaning and range of equivalency of the claims. In the following Examples and Comparative Examples, "%" and "part" representing the content are based on weight unless otherwise specified.

실시예Example

실시예Example 1. 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템 1. Organic matter treatment system in rare earth extraction wastewater

도 9는 본 발명에 따른 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도 9에 나타낸 바와 같이 본 발명의 유기물 처리 시스템을 구성하였다. 또한 본원 발명의 유기물 처리 시스템 중 미세 기포 발생부(50)를 도 3에 도시한 바와 같이 구성하였다. 9 is a diagram showing the configuration of an organic matter treatment system in the rare earth extraction wastewater according to the present invention. As shown in Fig. 9, the organic substance treatment system of the present invention was constructed. In addition, the microbubble generator 50 of the organic substance treatment system of the present invention is constructed as shown in FIG.

시험예Test Example 1. 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 반응의 반응속도상수 측정 1. Determination of reaction rate constant of organic matter treatment reaction in rare earth extraction wastewater

수리동력학적 캐비테이션 오존 공정에 사용된 격리판의 구멍 크기를 Φ 1 mm로 하고 구멍의 개수를 5개로 셋팅하여, 미세 기포 발생부의 pH 및 온도에 따른 유기물 처리 반응의 반응속도상수를 측정하였다. The hydrodynamic cavity cavitation ozone process was used to measure the reaction rate constant of the organic material treatment reaction according to the pH and temperature of the micro bubble generator by setting the hole size of the separator to be Φ 1 mm and the number of holes to 5.

상기 반응속도상수는 pH 또는 온도 변화에 따른 오존 소비량 및 유기물 감소량을 측정하고, 이를 단위 시간에 대해 계산하여 측정하였다. The reaction rate constants were measured by measuring the amount of ozone consumption and the amount of organic matter reduction according to pH or temperature change, and calculating the unit time.

그 결과를 도 4 내지 도 7 및 하기 표 2에 나타내었다. The results are shown in Figs. 4 to 7 and Table 2 below.

pHpH 22 33 55 77 99 반응속도상수(10-3 min-1)The reaction rate constant (10 -3 min -1 ) 2.42.4 3.13.1 3.63.6 16.316.3 19.919.9 온도(℃)Temperature (℃) 1515 2525 4040 5555 -- 반응속도상수(10-3 min-1)The reaction rate constant (10 -3 min -1 ) 1.91.9 3.63.6 4.34.3 5.45.4 --

상기 표 2에 나타낸 바와 같이 벤츄리관 내부의 pH 및 온도에 따른 영향을 관찰한 결과 pH 및 온도 증가에 따라 용존 오존 소비량과 유기물산화 반응속도상수 값 모두 증가하였다.As shown in Table 2 above, the effects of pH and temperature inside the venturi tube were observed. As a result, the dissolved ozone consumption and the rate constant of the organic oxidation reaction rate were increased with increasing pH and temperature.

시험예Test Example 2. 희토류 추출 폐수 중 유기물의 처리율 측정 2. Measuring the throughput of organics in rare earth extraction wastewater

도 8과 같이 유기물을 100일간 연속 처리한 결과, 본 발명의 유기물 처리 시스템으로 유입된 유기물 농도는 83 mg/L, 유출된 유기물 농도는 18 mg/L로, 유기물의 처리율은 78.3 %로 그 처리율이 높게 나타났다.As shown in FIG. 8, organic matter was continuously treated for 100 days. As a result, the organic matter concentration in the organic matter treatment system of the present invention was 83 mg / L, the organic matter concentration was 18 mg / L, the organic matter treatment rate was 78.3% Respectively.

10: 오존 반응부
20: 공급부
30: 배출부
40: 오존 발생부
50: 미세 기포 발생부 51: 도입부 52: 벤츄리관 및 격리판 53: 도출부
10: ozone reaction part
20:
30:
40: ozone generator
50: fine bubble generator 51: introducing part 52: venturi tube and separator 53:

Claims (11)

희토류 추출 폐수와 오존이 반응하여 희토류 추출 폐수 내 유기물을 처리하는 오존 반응부;
상기 오존 반응부의 상부에 접속하고, 상기 오존 반응부에 희토류 추출 폐수를 공급하는 공급부;
상기 오존 반응부의 하부에 접속하고, 상기 오존 반응부에서 유기물이 처리된 희토류 추출 폐수를 배출하는 배출부;
상기 오존 반응부에서 반응하는 오존을 발생시키는 오존 발생부;
상기 오존 발생부에서 발생되는 오존을 도입하는 도입부;
상기 오존을 도입하여, 오존 미세 기포 및 OH 라디칼을 발생시키는 벤츄리관 및 격리판; 및
상기 발생된 오존 미세 기포 및 OH 라디칼을 상기 오존 반응부에 공급하는 도출부를 포함하는 미세 기포 발생부;를 포함하며,
상기 벤츄리관은 2개의 벤츄리관이 연속해서 연결된 구조를 가지며, 최초 유입부의 확장 각도는 20 °내지 25 °이고, 최종 유출부의 확장 각도는 4 °내지 8 °이며,
상기 격리판은 상기 벤츄리관들 간의 연결부에 설치되며 0.5 mm 내지 2 mm인 구멍이 1개 내지 10개가 형성되며,
상기 벤츄리관을 통과한 오존 미세 기포는 평균입자크기 50 nm 이하인 것을 특징으로 하는, 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템.
An ozone reaction unit for treating organic matter in the rare earth extraction wastewater by reacting rare earth extraction wastewater with ozone;
A supply part connected to the upper part of the ozone reaction part and supplying the rare earth extraction wastewater to the ozone reaction part;
A discharge unit connected to a lower portion of the ozone reaction unit and discharging the rare earth extraction wastewater treated with an organic matter in the ozone reaction unit;
An ozone generating unit generating ozone reacting in the ozone reaction unit;
An inlet for introducing ozone generated in the ozone generator;
A venturi tube and separator for introducing the ozone to generate ozone microbubbles and OH radicals; And
And an outlet for supplying the generated ozone minute bubbles and OH radicals to the ozone reaction unit,
Wherein the venturi pipe has a structure in which two venturi pipes are connected in series, the expansion angle of the initial inlet is 20 to 25, the expansion angle of the final outlet is 4 to 8,
The separator is installed at a connection portion between the venturi pipes and has 1 to 10 holes having a diameter of 0.5 mm to 2 mm,
Wherein the ozone microbubbles passed through the venturi tube have an average particle size of 50 nm or less.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 오존 반응부에서는 오존에 의한 직접 산화 및 간접 산화에 의해 희토류 추출 폐수 중 유기물이 처리되는 것을 특징으로 하는, 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the organic matter in the rare earth extraction wastewater is treated by direct oxidation and indirect oxidation by ozone in the ozone reaction part.
청구항 6에 있어서,
상기 직접 산화는 오존이 물에 용해되어 유기물을 산화시키는 것을 특징으로 하는, 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템.
The method of claim 6,
Wherein the direct oxidation is characterized in that ozone is dissolved in water to oxidize organic matter.
청구항 6에 있어서,
상기 간접 산화는 오존이 자가 분해하여 OH 라디칼을 생성하여 유기물을 산화시키는 것을 특징으로 하는, 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템.
The method of claim 6,
Wherein the indirect oxidation comprises autoxidation of ozone to generate OH radicals to oxidize organic matter.
청구항 1에 있어서,
상기 희토류 추출 폐수 중 유기물은 Phosphonic acid(2-ethylhexyl)-mono(2-ethylhexyl) ester{(C8H17)2HPO3}, 옥살산(C2H2O4), 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 및 크실렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템.
The method according to claim 1,
The extraction of the rare earth wastewater organics Phosphonic acid (2-ethylhexyl) -mono (2-ethylhexyl) ester {(C 8 H 17) 2 HPO 3}, (C 2 H 2 O 4 ), benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene. Organic matter treatment system in rare earth extraction wastewater.
청구항 1에 있어서,
상기 희토류 추출 폐수는 오존 반응부로 직접 도입되는 것을 특징으로 하는, 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the rare earth extraction wastewater is directly introduced into the ozone reaction section.
청구항 1의 희토류 추출 폐수 중 유기물 처리 시스템을 사용하여, 희토류 추출 폐수 중 유기물을 처리하는 방법.
A method for treating organic matter in rare earth extraction wastewater using the organic matter treatment system of the rare earth extraction wastewater of claim 1.
KR1020150123061A 2015-08-31 2015-08-31 A system for treating organic matter in rare earth compounds extracted waste water and a treating method using the same KR101814871B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150123061A KR101814871B1 (en) 2015-08-31 2015-08-31 A system for treating organic matter in rare earth compounds extracted waste water and a treating method using the same
CN201610260171.7A CN106477711B (en) 2015-08-31 2016-04-25 Rare earth element extract waste water in organic matter processing system and using its rare earth element extract waste water in method for treating organic material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150123061A KR101814871B1 (en) 2015-08-31 2015-08-31 A system for treating organic matter in rare earth compounds extracted waste water and a treating method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170025929A KR20170025929A (en) 2017-03-08
KR101814871B1 true KR101814871B1 (en) 2018-01-30

Family

ID=58238152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150123061A KR101814871B1 (en) 2015-08-31 2015-08-31 A system for treating organic matter in rare earth compounds extracted waste water and a treating method using the same

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101814871B1 (en)
CN (1) CN106477711B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11981980B2 (en) 2019-12-10 2024-05-14 Korea University Research And Business Foundation Sulfur-doped micro zero-valent metal reducing agent and method for preparing the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004267974A (en) * 2003-03-11 2004-09-30 Toyobo Co Ltd Apparatus for continuously oxidizing organic material
KR100551130B1 (en) * 2005-03-22 2006-02-10 유환엔지니어링 주식회사 Ozone formation system using electric discharge of ozonized water all in one mixing apparatus
JP2009273966A (en) * 2008-05-12 2009-11-26 Kyoritsu Gokin Co Ltd Fine air bubble generating nozzle and device provided with the same
KR100938615B1 (en) * 2009-07-28 2010-01-22 김광득 Method and apparatus for treating hard-resoluble wastes

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010044325A (en) 2001-02-07 2001-06-05 박연수 A waste water treatment apparatus by the advanced oxidation processing method
CN102060370B (en) * 2010-12-03 2012-09-26 沈阳工业大学 Method for rapid disinfection of medical wastewater
CN202880987U (en) * 2012-11-23 2013-04-17 南京格洛特环境工程有限公司 Catalytic oxidation tower for treating rare earth wastewater
CN103274543B (en) * 2013-05-23 2015-03-25 江西理工大学 Method for treating ammonia nitrogen wastewater generated in processes of separating and extracting rare earth

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004267974A (en) * 2003-03-11 2004-09-30 Toyobo Co Ltd Apparatus for continuously oxidizing organic material
KR100551130B1 (en) * 2005-03-22 2006-02-10 유환엔지니어링 주식회사 Ozone formation system using electric discharge of ozonized water all in one mixing apparatus
JP2009273966A (en) * 2008-05-12 2009-11-26 Kyoritsu Gokin Co Ltd Fine air bubble generating nozzle and device provided with the same
KR100938615B1 (en) * 2009-07-28 2010-01-22 김광득 Method and apparatus for treating hard-resoluble wastes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11981980B2 (en) 2019-12-10 2024-05-14 Korea University Research And Business Foundation Sulfur-doped micro zero-valent metal reducing agent and method for preparing the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN106477711A (en) 2017-03-08
CN106477711B (en) 2019-10-25
KR20170025929A (en) 2017-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130140232A1 (en) Method and system for ozone vent gas reuse in wastewater treatment
CN109081499B (en) Wastewater treatment system and wastewater treatment method
CN105905976A (en) Low-temperature plasma water treatment technology and method employing microbubble gas-liquid two-phase flow
US20200055754A1 (en) Water treatment apparatus, water treatment system and water treatment method
JP2009056364A (en) Piping type water treatment apparatus
CN104355389B (en) A kind of method and apparatus of removing hardly degraded organic substance in water
Han et al. Electron beam treatment of textile dyeing wastewater: operation of pilot plant and industrial plant construction
KR101814871B1 (en) A system for treating organic matter in rare earth compounds extracted waste water and a treating method using the same
KR101126799B1 (en) Process for membrane bioreactor without sludge discharge
CN103102003B (en) Heterogeneous Fenton reaction continuous device for treating industrial wastewater and treatment technology
WO2020116655A1 (en) Water treatment control device, water treatment system, and water treatment device
JP3731806B2 (en) Organic wastewater treatment method and apparatus
CN110759460A (en) Three-section type UV/O for sewage treatment3/H2O2Advanced oxidation system
CN113348151A (en) Sewage treatment device and sewage treatment method
JP2003126850A (en) Apparatus and method of treating organic substance- containing water
JP2008264785A (en) Ozone treatment apparatus of organic sludge
CN210620314U (en) O3/H2O2/UV advanced oxidation system with adjustable operating pressure
CN104150711A (en) Process for treating refractory organic wastewater with combination of low-temperature plasma and biochemical
JP2019030847A (en) Aeration treatment method for contaminated water and aeration treatment device for contaminated water
DE60010741T2 (en) PROCESS FOR REMOVING NON-BIODEGRADABLE SUBSTANCES
KR101100588B1 (en) An ozone oxidizing system
JP2008173617A (en) Water treatment apparatus and water treating method
JP2008194558A (en) Water treatment system and method
CN110894098A (en) Recirculated cooling water ozone treatment equipment system
JP2005270885A (en) Wastewater treatment apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant