KR101851387B1 - 칼슘 스케일의 방지 방법 - Google Patents

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다이헤이요 세멘토 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 약제 비용을 저감하고, 운전 비용을 낮게 억제할 수 있는 칼슘 스케일의 방지 방법을 제공한다.
[해결 수단] 칼슘 스케일의 발생을 유인하는 배수를, 양쪽성 이온 교환 수지(4)를 사용하여, 칼슘 이온 농도가 낮고, 유해 물질의 농도가 높은 제 1 용액(L4)과, 칼슘 이온 농도가 높고 유해 물질의 농도가 낮은 제 2 용액(L3)으로 분리하고, 제 1 및 제 2 용액을 별도로 처리한다. 양쪽성 이온 교환 수지로부터 배출되는 제 1 용액과, 제 2 용액과의 전환 타이밍을, 양쪽성 이온 교환 수지로부터 배출되는 용액의 COD 농도, 칼슘 이온 농도, 염소 이온 농도 및 전기전도도로부터 선택되는 1 이상에 기초하여 제어할 수 있다. 칼슘 스케일의 발생을 유인하는 배수를, 최종 처분장의 침출수(W1), 소각재를 수세하여 얻어진 여과액, 염소 바이패스 더스트를 수세하여 얻어진 여과액으로 할 수 있다.

Description

칼슘 스케일의 방지 방법{METHOD FOR PREVENTING CALCIUM SCALE}
본 발명은 칼슘 스케일의 방지 방법에 관한 것으로, 특히, 최종 처분장이나 시멘트 제조 공정 등에서 칼슘에 기인하는 스케일의 발생을 방지하는 방법에 관한 것이다.
쓰레기 처분장 등의 최종 처분장은 리사이클이 곤란한 폐기물 등을 처분하기 위한 시설이지만, 고갈화의 우려를 감안하여, 지금까지 최종 처분장에서 처리되고 있던 폐기물 등의 유효 이용이 추진되고 있다.
도시 쓰레기 등을 소각했을 때에 발생하는 소각재는 최종 처분장의 고갈의 우려를 감안하여, 최근, 시멘트 원료로서 리사이클 되고 있다. 도시 쓰레기 소각재 중, 기체와 함께 운반되어, 집진 장치에서 회수되는 비산재는 10∼20%의 염소 성분을 포함하기 때문에, 수세 탈염 설비를 사용하여, 비산재에 포함되는 수용성 염소 화합물을 수세 제거한 후, 시멘트 원료로서 이용하고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
한편, 시멘트 제조설비에는 프리 히터의 폐색 등의 문제를 일으키는 원인이 되는 염소를 제거하는 염소 바이패스 설비가 사용되고 있다. 최근, 상기 소각재를 포함하는 폐기물의 시멘트 원료화 또는 연료화에 의한 리사이클이 추진되어, 폐기물의 처리량이 증가함에 따라, 시멘트 킬른에 유입되는 염소 등의 휘발 성분의 양도 증가하여, 염소 바이패스 더스트의 발생량도 증가하고 있다. 그 때문에 염소 바이패스 더스트를 모두 시멘트 분쇄 공정에서 이용할 수 없어, 염소 바이패스 더스트에 대해서도 수세 처리되고 있었다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
일본 특개 평11-100243호 공보 일본 특개 2001-129513호 공보
그러나, 최종 처분장에서는, 그 침출수에 포함되는 칼슘 이온(Ca2 +)과, SO4 2 -로부터 황산칼슘(CaSO4)이 발생하고, 여과 장치나 후단의 배수처리 공정에서 스케일로서 장치에 부착되어, 안정운전이 저해된다고 하는 문제가 있었다. 또한 시멘트 제조공정에서의 소각재나 염소 바이패스 더스트의 수세 여과액에 대해서도, 상기 최종 처분장의 침출수와 동일한 문제가 있었다.
그 때문에, 예를 들면, 도 12에 도시하는 바와 같이, 최종 처분장(50)에서는, 침사·조정지(51)에 저류된 침출수(W)로부터 스케일 발생의 원인이 되는 칼슘이나, 유해한 중금속을 제거하기 위하여 약액반응조(52)에서 약제를 첨가하고, 여과 장치(53)에서 이것들을 침전 제거하고, 그 후, COD 처리 및 현탁물질(SS)의 제거를 거쳐, 소독 후에 방류한다.
그러나, 상기 칼슘의 제거에는 다량의 탄산나트륨이나 탄산칼륨을 첨가할 필요가 있고, 이것에 의해 약제 비용이 높아져, 운전 비용이 앙등한다고 하는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명은 상기 종래의 기술에 있어서의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 최종 처분장 등에서의 스케일의 부착에 의한 운전에 대한 악영향을 최소한으로 그치게 하고, 약제 비용을 포함하는 운전 비용을 낮게 억제하는 것이 가능한 칼슘 스케일의 방지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 칼슘 스케일의 방지 방법으로서, 칼슘 스케일의 발생을 유인하는 배수를, 양쪽성 이온 교환 수지를 사용하여, 칼슘 이온 농도가 낮고, 유해 물질의 농도가 높은 제 1 용액과, 칼슘 이온 농도가 높고 유해 물질의 농도가 낮은 제 2 용액으로 분리하고, 이 제 1 및 제 2 용액을 별도로 처리하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 유해 물질이란 납, 셀레늄, 카드뮴, 아연, 구리 등의 중금속, COD, BOD에 관련되는 피산화물질, 암모니아성 질소 등의 질소, 인산 등의 인과 같은 전리도가 낮고 양쪽성 이온 교환 수지를 통과하는 속도가 칼슘 이온보다 빠른 물질을 말한다.
그리고, 본 발명에 의하면, 양쪽성 이온 교환 수지를 이용하여, 칼슘 이온 농도가 낮은 용액과, 칼슘 이온 농도가 높은 용액으로 분리하여 각각의 용액을 별도로 처리하기 때문에, 종래와 같이 칼슘 이온을 제거하기 위하여 탄산나트륨 등을 첨가하지 않더라도 CaSO4 등에 의한 스케일의 발생을 최소한으로 억제할 수 있어, 운전 비용을 대폭 저감할 수 있다.
또한 칼슘 이온 농도가 높은 제 2 용액은 유해 물질의 농도가 낮기 때문에, 그대로 방류 등 할 수 있다.
또한, 일반적인 이온 교환 수지, 예를 들면, 강산성 양이온 교환 수지를 사용하면, 강산 등을 사용하여 수지를 재생하는 것이 필요하게 되는 것에 반해, 양쪽성 이온 교환 수지는 물만으로 수지를 재생시킬 수 있으므로, 번잡한 재생 처리가 불필요하게 된다.
상기 칼슘 스케일의 방지 방법에 있어서, 상기 칼슘 스케일의 발생을 유인하는 배수는 탄산 이온, 황산 이온, 아황산 이온, 인산 이온 및 규산 이온으로부터 선택되는 1 이상을 포함할 수 있고, 이들 이온과 칼슘 이온에 의해 발생한 칼슘 스케일의 원인 물질을 제거할 수 있다.
상기 칼슘 스케일의 방지 방법에 있어서, 상기 양쪽성 이온 교환 수지로부터 배출되는 상기 제 1 용액과, 상기 제 2 용액의 전환 타이밍을, 이 양쪽성 이온 교환 수지로부터 배출되는 용액의 COD 농도, 칼슘 이온 농도, 염소 이온 농도 및 전기전도도로부터 선택되는 하나 이상에 기초하여 제어할 수 있다. 이것에 의해, 칼슘 스케일의 발생을 정확하게 방지할 수 있음과 아울러, 칼슘 이온 농도가 낮은 제 1 용액으로 회수되는 유해 물질의 양을 제어할 수 있다.
상기 칼슘 스케일의 방지 방법에 있어서, 상기 양쪽성 이온 교환 수지로부터 배출되는 상기 제 1 용액과, 상기 제 2 용액의 전환을, 이 양쪽성 이온 교환 수지로부터 배출되는 용액의 COD 농도가 50mg/l 이하의 임의의 값 이하로 되었을 때에 행할 수 있다.
또한 상기 양쪽성 이온 교환 수지로부터 배출되는 상기 제 1 용액과, 상기 제 2 용액의 전환을, 이 양쪽성 이온 교환 수지로부터 배출되는 용액의 칼슘 이온 농도가 이 양쪽성 이온 교환 수지에 공급되는 용액의 칼슘 이온 농도의 1/300 이상으로 되었을 때에 행할 수 있다.
또한, 상기 양쪽성 이온 교환 수지로부터 배출되는 상기 제 1 용액과, 상기 제 2 용액의 전환을, 이 양쪽성 이온 교환 수지로부터 배출되는 용액의 염소 이온 농도가 이 양쪽성 이온 교환 수지에 공급되는 용액의 염소 이온 농도의 2/3 이하로 되었을 때에 행할 수 있다.
상기 칼슘 스케일의 방지 방법에 있어서, 상기 양쪽성 이온 교환 수지로의 상기 배수의 공급량과, 이 양쪽성 이온 교환 수지로의 재생수의 공급량의 비를 1:1 내지 1:5로 할 수 있다. 이 비를 변화시킴으로써 배수 처리 설비의 규모나, 양쪽성 이온 교환 수지의 분리 성능을 변화시킬 수 있다.
상기 칼슘 스케일의 방지 방법에 있어서, 상기 제 2 용액에 포함되는 유해 물질을 제거할 수 있고, 유해 물질을 제거한 후, 방류 등을 할 수 있다.
상기 칼슘 스케일의 방지 방법에 있어서, 상기 유해 물질은 중금속, NO3 -, 피산화물질이어도 되고, NO3 -가 제 2 용액에 포함되는 경우에는, 티오황산나트륨을 첨가하여 질소 가스로 변화시켜서 제거할 수 있다.
상기 제 1 용액과, 상기 제 2 용액을 합류시켜 방류해도 되고, 이것에 의해, 제 1 용액과, 제 2 용액의 방류를 하나의 설비에 조달할 수 있다. 또한 상기 제 1 용액과, 상기 제 2 용액을 희석수와 함께 합류시킨 후, 모래 여과기를 통과시킴으로써 합류에 의해 발생할 가능성이 있는 스케일의 생성을 억제할 수도 있다.
상기 칼슘 스케일의 방지 방법에 있어서, 상기 칼슘 스케일의 발생을 유인하는 배수를, 최종 처분장의 침출수, 소각재를 수세하여 얻어진 여과액, 염소 바이패스 더스트를 수세하여 얻어진 여과액, 해수로부터 염을 회수하는 염 회수 설비의 배수, 쓰레기 소각장의 배수, 배연탈황 설비의 배수로 함으로써, 이들 배수 처리에 있어서의 칼슘 스케일에 관한 문제를 해소할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 최종 처분장 등에서의 스케일의 부착에 의한 운전에 대한 악영향을 최소한으로 그치게 하여, 약제 비용을 포함하는 운전 비용을 낮게 억제하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 칼슘 스케일의 방지 방법을 사용한 최종 처분장의 침출수 처리 시스템의 1 예를 나타내는 플로우차트이다.
도 2는 도 1에 나타내는 처리 시스템에 사용되는 이온 교환 수지의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 처리 시스템의 제 1 실시예에 있어서의 이온 교환 수지의 운전예를 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1에 나타내는 처리 시스템의 제 1 실시예를 나타내는 플로우차트이다.
도 5는 도 1에 나타내는 처리 시스템의 제 2 실시예에서의 이온 교환 수지의 운전예를 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 1에 나타내는 처리 시스템의 제 2 실시예를 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 도 1에 나타내는 처리 시스템의 제 3 실시예를 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 도 1에 나타내는 처리 시스템의 제 4 실시예를 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 도 1에 나타내는 처리 시스템의 제 5 실시예를 나타내는 플로우차트이다.
도 10은 도 1에 나타내는 처리 시스템의 제 6 실시예를 나타내는 플로우차트이다.
도 11은 도 1에 나타내는 처리 시스템의 제 7 실시예를 나타내는 플로우차트이다.
도 12는 종래의 최종 처분장의 처리 시스템의 1 예를 나타내는 플로우차트이다.
다음에 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 본 발명을 최종 처분장에서의 칼슘 스케일의 방지에 사용한 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 칼슘 스케일의 방지 방법을 적용한 최종 처분장의 침출수 처리 시스템(이하, 「처리 시스템」으로 약칭함)을 나타내고, 이 처리 시스템(1)은 최종 처분장(2)으로부터의 침출수(W1)를 저류하는 조정조(3)와, 조정조(3)로부터의 침출수(W2)를 칼슘 이온 농도가 높은 용액(이하 「칼슘 함유수」라고 함)(L3)과, 칼슘 이온 농도가 낮고 SO4 2 - 농도가 높은 용액(이하 「SO4 함유수」라고 함)(L4)으로 분리하는 양쪽성 이온 교환 수지(4)와, 양쪽성 이온 교환 수지(4)에 공급하는 재생수(L5)를 저류하는 재생수 탱크(5)와, 양쪽성 이온 교환 수지(4)로부터 배출된 칼슘 함유수(L3) 및 SO4 함유수(L4)를 각각 저류하는 칼슘 함유 물탱크(6), SO4 함유 물탱크(7)와, 중금속 제거 장치(8)와, COD 처리 장치(9)를 구비한다.
조정조(3)는 최종 처분장(2)의 쓰레기층을 침투한 빗물 등의 침출수(W1)를 모아, 침출수(W1)의 수질, 수량의 변화를 억제하여 균일화를 도모하기 위하여 구비되며, 그 전단에는 토사를 침강 분리하는 침사조 등이 구비된다.
양쪽성 이온 교환 수지(4)는 조정조(3)로부터 배출된 침출수(W2)에 포함되는 칼슘을 제거하기 위하여 구비된다. 양쪽성 이온 교환 수지는 모체를 가교 폴리스티렌 등으로 하고, 동일 작용기 쇄 중에 4차 암모늄기와 카르복실산기 등을 갖게 하여, 양이온 음이온의 양쪽과 이온 교환을 시키는 기능을 갖게 한 수지이다. 예를 들면, 미츠비시카가쿠 가부시키가이샤제의 양쪽성 이온 교환 수지, 다이아 이온(등록상표), AMP03를 사용할 수 있다. 이 양쪽성 이온 교환 수지(4)는 수용액 중의 전해질과 비전해질의 분리를 행할 수 있음과 아울러, 전해질의 상호 분리를 행할 수도 있다.
중금속 제거 장치(8)는 SO4 함유수(L4)에 포함되는 납 등의 중금속을 제거하기 위하여 구비되고, 약액반응조, 필터 프레스 등 일반적으로 사용되는 장치를 이용할 수 있다.
COD 처리 장치(9)는 중금속 제거 장치(8)에서 중금속이 제거된 SO4 함유수(L4)의 COD를 저하시키기 위하여 구비되고, 일반적인 정화조 등을 이용할 수 있다.
다음에 상기 구성을 갖는 처리 시스템(1)의 동작에 대하여, 도 1을 참조하면서 설명한다.
최종 처분장(2)의 침출수(W1)를 조정조(3)에 모아 수질, 수량의 변화를 억제한 후, 양쪽성 이온 교환 수지(4)에 공급하여, 침출수(W2)를 칼슘 함유수(L3)와 SO4 함유수(L4)로 분리한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 양쪽성 이온 교환 수지(4)는 배치 처리를 연속적으로 행하는 것으로, 미리 물을 충전하고(도 2 (a)), 그 후, 조정조(3)로부터 양쪽성 이온 교환 수지(4)에 침출수(W2)를 도입하고, 다음에 양쪽성 이온 교환 수지(4)의 재생을 행하기 위한 재생수(L5)를 도입한다(도 2(b)). 그러면, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 우선 SO4 함유수(L4)가 배출되고, 그 후, 칼슘 함유수(L3)가 시간 경과와 함께 이 순서로 배출된다.
여기에서, 이 SO4 함유수(L4), 칼슘 함유수(L3)의 전환 타이밍을, 양쪽성 이온 교환 수지(4)로부터 배출되는 처리액의 COD 농도, 칼슘 이온 농도, 염소 이온 농도 및 전기전도도로부터 선택되는 하나 이상에 기초하여 제어할 수 있다. 양쪽성 이온 교환 수지(4)로부터 배출된 SO4 함유수(L4) 및 칼슘 함유수(L3)는 각각 SO4 함유 물탱크(7) 및 칼슘 함유 물탱크(6)에 일단 저류된다.
다음에 칼슘 함유 물탱크(6)에 저류된 칼슘 함유수(L3)를 방류한다. 한편, SO4 함유 물탱크(7)에 저류된 SO4 함유수(L4)는 중금속 제거 장치(8)를 사용하여 중금속을 제거하고, 또한 COD 처리 장치(9)에서 COD를 저감하고, 필요에 따라 질소나 인 등의 유기물질을 제거한 후, 방류한다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 침출수(W2)를 양쪽성 이온 교환 수지(4)를 통하여 칼슘 함유수(L3)와, SO4 함유수(L4)로 분리한 후, 각각을 별도로 처리하기 때문에, 종래와 같이 칼슘을 제거하기 위한 탄산나트륨 등을 첨가하지 않고 CaSO4에 의한 스케일의 발생을 최소한으로 억제할 수 있어, 운전 비용을 대폭 저감할 수 있다.
다음에 상기 처리 시스템(1)에 사용한 칼슘 스케일의 방지 방법의 제 1 실시예에 대하여 설명한다.
양쪽성 이온 교환 수지(4)로서 상기의 미츠비시카가쿠 가부시키가이샤제의 양쪽성 이온 교환 수지, 다이아 이온 AMP03를 사용하고, 원수로서 표 1에 나타내는 화학성분을 갖는 최종 처분장(2)의 침출수(W2)를 양쪽성 이온 교환 수지(4)에 통과시키고, 재생수(L5)로서 침출수(W2)의 3배의 양의 신수를 통과시켰다. 통수량과, 양쪽성 이온 교환 수지(4)를 통과한 처리액에 포함되는 각 성분의 농도의 관계 및 그때의 처리 시스템(1)에서의 물 밸런스를 각각 표 2, 도 3 및 도 4에 나타낸다. 도 4에서, 타원 속의 숫자가 각 물의 중량비를 나타낸다. 또한, 표 1, 표 2 및 도 3의 Ca2 +와 Cl- 농도는 화학분석에 의해 측정한 값이다. COD는 자외선 흡광법으로 측정한 값을 표시하고 있다.
Figure 112014003285771-pct00001
Figure 112014003285771-pct00002
도 3에 나타낸 그래프에서, 통수량/원수량 0.10∼1.81까지가 SO4 함유수(L4), 통수량/원수량 1.81 이후가 칼슘 함유수(L3)가 된다. 동 표 및 그래프로부터 명확한 바와 같이, SO4 함유수(L4)에는 SO4 2 -와 더불어, Cl-를 회수할 수 있음과 아울러, COD농도에 대해서도 SO4 함유수(L4)쪽에 높게 분포되기 때문에, 칼슘 함유수(L3)에 대해서는, 이것들의 제거 설비 및 처리 설비가 불필요하게 되어, 설비 비용 및 운전 비용을 낮게 억제할 수 있다.
표 2 및 도 3에 명시되는 바와 같이, COD 농도가 높은 용액과 칼슘 이온(Ca2 +)의 양쪽성 이온 교환 수지 내의 통과 속도가 느린 현상을 이용하여, 칼슘 함유수(L3)와, SO4 함유수(L4)의 전환 타이밍을 양쪽성 이온 교환 수지(4)로부터 배출되는 용액의 COD 농도가 5.5mg/l가 되었을 때로 함으로써 칼슘 스케일을 정확하게 방지할 수 있다. 한편, COD 농도는 자외선흡광법으로 측정한 값을 사용하여 제어할 수 있다.
또한 이때의 물 밸런스는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 중량 1의 침출수(W2)와 중량 3의 재생수(L5)를 양쪽성 이온 교환 수지(4)에 공급하면, 중량 2.2의 칼슘 함유수(L3)와 중량 1.8의 SO4 함유수(L4)가 발생하고, 각각 별도로 처리하여 방류한다.
다음에 상기 처리 시스템(1)에 사용한 칼슘 스케일의 방지 방법의 제 2 실시예에 대하여 설명한다. 양쪽성 이온 교환 수지(4)로서 상기의 미츠비시카가쿠 가부시키가이샤제의 양쪽성 이온 교환 수지, 다이아 이온 AMP03를 사용하고, 원수로서 표3에 나타내는 화학성분을 갖는 최종 처분장(2)의 침출수(W2)를 양쪽성 이온 교환 수지(4)에 통과시키고, 재생수(L5)로서 침출수(W2)의 2배의 양의 신수를 통과시켰다. 통수량과, 양쪽성 이온 교환 수지(4)를 통과한 처리액에 포함되는 각 성분의 농도의 관계 및 그때의 처리 시스템(1)에서의 물 밸런스를 각각 표 4, 도 5 및 도 6에 나타낸다. 도 6에서, 타원 속의 숫자가 각 물의 중량비를 나타낸다. 한편, 표 3, 표 4 및 도 5에서는, Cl- 농도는 측정한 전기전도도로부터 Cl- 농도로 환산한 값을 나타내고, Ca2 + 농도는 이온 전극에서 측정한 값을 나타내고 있다.
Figure 112014003285771-pct00003
Figure 112014003285771-pct00004
도 5에 나타낸 그래프에서, 통수량/원수량 0.14∼1.43까지가 SO4 함유수(L4), 통수량/원수량 1.43 이후가 칼슘 함유수(L3)가 된다. 동 표 및 그래프로부터 명확한 바와 같이, SO4 함유수(L4)에는 SO4 2 -와 더불어, Cl- 및 Na+를 회수할 수 있음과 아울러, Pb2 +에 대해서도 SO4 함유수(L4)쪽으로 분리할 수 있기 때문에, 칼슘 함유수(L3)에 대해서는, 이것들의 제거 설비가 불필요하게 되어, 설비 비용 및 운전 비용을 낮게 억제할 수 있다.
표 4 및 도 5에 명시되는 바와 같이, 염화칼슘(Ca2 +와 Cl-)의 양쪽성 이온 교환 수지 내의 통과 속도가 느린 현상을 이용하여, 칼슘 함유수(L3)와, SO4 함유수(L4)의 전환 타이밍을 양쪽성 이온 교환 수지(4)로부터 배출되는 용액의 칼슘 이온 농도에 기초하여 제어할 수 있어, 칼슘 함유수(L3)에 납 등의 유해 물질이 혼입되는 것을 회피할 수 있다. 이때, 양쪽성 이온 교환 수지(4)로부터 배출되는 용액이 양쪽성 이온 교환 수지(4)에 도입되는 침출수(W2)의 칼슘 이온 농도 3000mg/l의 1/20 이상, 즉 150mg/l 이상, 바람직하게는 1/100 이상인 30mg/l 이상, 더욱 바람직하게는 1/300 이상인 10mg/l 이상으로 되었을 때로 함으로써 칼슘 스케일을 정확하게 방지할 수 있다. 또한, 칼슘 이온 농도는 이온 전극에서 측정한 값을 사용하여 제어할 수 있다.
또는, 양쪽성 이온 교환 수지(4)로부터 배출되는 용액이 양쪽성 이온 교환 수지(4)에 도입되는 침출수(W2)의 염소 이온 농도 13400mg/l의 1/4 이하, 즉 3350mg/l 이하가 되었을 때, 바람직하게는 1/2 이하, 즉 6700mg/l 이하, 더욱 바람직하게는 2/3 이하, 즉 8930mg/l 이하로 함으로써, 마찬가지로 칼슘 스케일을 정확하게 방지할 수 있다. 또한, 염소 이온 농도와 전기전도도와는 비례관계에 있으므로, 염소 이온 농도 대신에 전기전도도에서도 제어할 수 있다.
또한 이때의 물 밸런스는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 중량 0.67의 침출수(W2)와 중량 1.33의 재생수(L5)를 양쪽성 이온 교환 수지(4)에 공급하면, 중량 1의 칼슘 함유수(L3)와 중량 1의 SO4 함유수(L4)가 발생하고, 각각 별도로 처리하여 방류한다.
도 7은 상기 처리 시스템(1)에 사용한 칼슘 스케일의 방지 방법의 제 3 실시예에 있어서의 물 밸런스를 나타내며, 본 실시예는 처리 시스템(1)의 배수 처리 설비를 소규모로 하기 위하여, 재생수(L5)의 사용량을 억제한 경우를 나타내고 있다. 도 7에서, 타원 속의 숫자가 각 물의 중량비를 나타낸다. 본 실시예에서는, 최종 처분장(2)의 침출수(W2)와 동량의 재생수(L5)를 통과시키고, 중량 1의 칼슘 함유수(L3)와 중량 1의 SO4 함유수(L4)를 각각 별도로 처리하여 방류한다.
도 8은 상기 처리 시스템(1)에 사용한 칼슘 스케일의 방지 방법의 제 4 실시예를 나타내고, 본 실시예에서는, 도 6에 나타낸 구성과 더불어, 칼슘 함유 물탱크(6)의 하류측에, 칼슘 함유 물탱크(6)로부터 배출된 칼슘 함유수(L3)에 약간 포함되는 유해 물질을 처리하기 위한 유해 물질 처리 장치(10)를 설치하고, 유해 물질을 제거한 후, 방류하고 있다. 또한, 여기에서, 처리되는 유해 물질은 카드뮴 및 그 화합물, 시안화합물, 유기 인 화합물, 납 및 그 화합물, 6가 크롬 화합물, 비소 및 그 화합물, 수은 및 알킬수은, 그 밖에 수은 화합물, 알킬수은 화합물, 폴리염화비페닐, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 디클로로메탄, 사염화탄소, 1,2-디클로로에탄, 1,1-디클로로에틸렌, 시스-1,2-디클로로에틸렌, 1,1,1-트리클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 1,3-디클로로펜, 티우람, 시마진, 티오벤카르브, 벤젠, 셀레늄 및 그 화합물, 붕소 및 그 화합물, 불소 및 그 화합물, 암모니아, 암모늄 화합물, 아아세트산 화합물 및 질산 화합물 등의 건강 관련의 유해 물질 외에, COD에 관련되는 피산화 물질, 부유성 물질 등, 페놀류, 구리, 아연, 인 등의 생활환경 관련의 유해 물질, 다이옥신류 등을 말한다.
도 9는 상기 처리 시스템(1)에 사용한 칼슘 스케일의 방지 방법의 제 5 실시예를 나타내고, 본 실시예에서는, 도 6에 나타낸 구성에서, 칼슘 함유 물탱크(6)로부터 배출된 칼슘 함유수(L3)와, SO4 함유 물탱크(7)로부터 배출된 SO4 함유수(L4)를 합류시킨 후, 방류했다. 이것에 의해, 칼슘 함유수(L3)와 SO4 함유수(L4)의 방류를 하나의 설비에서 처리할 수 있다.
도 10은 상기 처리 시스템(1)에 사용한 칼슘 스케일의 방지 방법의 제 6 실시예를 나타내고, 본 실시예에서는, 도 9에 나타낸 구성과 더불어, 칼슘 함유 물탱크(6)로부터 배출된 칼슘 함유수(L3)와, SO4 함유 물탱크(7)로부터 배출된 SO4 함유수(L4)를 합류시켜 모래여과기(11)를 통과시킨 후, 방류했다. 이것에 의해, 칼슘 함유수(L3)와 SO4 함유수(L4)의 합류에 의해 발생할 가능성이 있는 CaSO4의 현탁 물질을 제거할 수 있다.
도 11은 상기 처리 시스템(1)에 사용한 칼슘 스케일의 방지 방법의 제 7 실시예를 나타내고, 본 실시예에서는, 도 6에 나타낸 구성에서, 칼슘 함유 물탱크(6)로부터 배출된 칼슘 함유수(L3)를 최종 처분장(2)으로 되돌려, 최종 처분장(2)의 안정화 촉진에 이용하고 있다. 최종 처분장(2)의 안정화는 환경 속에서 그것 이상 변화되지 않고, 영향을 주지 않게 된 상태로 하는 것이며, 보다 구체적으로는, 매립된 폐기물 중, 분해성 폐기물은 미생물의 작용으로 분해되어 감용(減溶)·안정화되고, 그 밖의 폐기물은 물리·화학적으로 압축·분해·열화되어 안정화되는 것을 말한다.
또한 상기 본 발명에 따른 칼슘 스케일의 방지 방법을 최종 처분장의 침출수 처리 시스템에 적용한 경우를 예시했지만, 이 침출수 처리 시스템 이외에도, 소각재나 시멘트 제조 공정에서 얻어지는 염소 바이패스 더스트를 수세하여 얻어진 여과액, 해수로부터 염을 회수하는 염 회수 설비의 배수, 쓰레기 소각장의 배수, 배연탈활 설비의 배수, 보일러 배수(관수, 연수기 재생 배수), 이온 교환 수지 재생 배수, 철강 집진 배수, 콘크리트 제품(성형) 세정 배수, 비료(석회질소) 제조 배수, 무기공업 제조(Ca 카바이트 사용) 배수, 쓰레기 침출수, 불소 배수 처리수(CaF 생성 처리) 등, 칼슘 이온과, 탄산 이온, 황산 이온, 아황산 이온, 인산 이온 및 규산 이온으로부터 선택되는 1 이상을 포함하는 용액이며, 칼슘 이온에 기인하는 스케일이 발생할 우려가 있는 용액이면 본 발명을 적용할 수 있다.
1 최종 처분장의 침출수 처리 시스템
2 최종 처분장
3 조정조
4 양쪽성 이온 교환 수지
5 재생수 탱크
6 칼슘 함유 물탱크
7 SO4 함유 물탱크
8 중금속 제거 장치
9 COD 처리 장치
10 유해 물질 처리 장치
11 모래 여과기

Claims (19)

  1. 칼슘 스케일의 발생을 유인하는 배수를, 양쪽성 이온 교환 수지를 사용하여, 칼슘 이온 농도가 낮고, 유해 물질의 농도가 높은 제 1 용액과, 칼슘 이온 농도가 높고 유해 물질의 농도가 낮은 제 2 용액으로 분리하고, 이 제 1 및 제 2 용액을 별도로 처리하며, 상기 양쪽성 이온 교환 수지로부터 배출되는 상기 제 1 용액과 상기 제 2 용액의 전환을 이 양쪽성 이온 교환 수지로부터 배출되는 용액의 COD 농도가 50mg/l 이하의 임의의 값 이하로 되었을 때에 행하는 것을 특징으로 하는 칼슘 스케일의 방지 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 칼슘 스케일의 발생을 유인하는 배수는 탄산 이온, 황산 이온, 아황산 이온, 인산 이온 및 규산 이온으로부터 선택되는 1 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 칼슘 스케일의 방지 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 양쪽성 이온 교환 수지로의 상기 배수의 공급량과, 이 양쪽성 이온 교환 수지로의 재생수의 공급량과의 비를 1:1 내지 1:5로 하는 것을 특징으로 하는 칼슘 스케일의 방지 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 용액에 포함되는 유해 물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 칼슘 스케일의 방지 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 유해 물질은 중금속인 것을 특징으로 하는 칼슘 스케일의 방지 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 유해 물질은 NO3 -이며, 상기 제 2 용액에 포함되는 NO3 -를 티오황산나트륨을 첨가하여 제거하는 것을 특징으로 하는 칼슘 스케일의 방지 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 유해 물질은 피산화물질인 것을 특징으로 하는 칼슘 스케일의 방지 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 용액과, 상기 제 2 용액을 합류시켜 방류하는 것을 특징으로 하는 칼슘 스케일의 방지 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 용액과, 상기 제 2 용액을 희석수와 함께 합류시킨 후, 모래 여과기를 통과시킴으로써 스케일의 생성을 억제하는 것을 특징으로 하는 칼슘 스케일의 방지 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 칼슘 스케일의 발생을 유인하는 배수는 최종 처분장의 침출수인 것을 특징으로 하는 칼슘 스케일의 방지 방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 칼슘 스케일의 발생을 유인하는 배수는 소각재를 수세하여 얻어진 여과액인 것을 특징으로 하는 칼슘 스케일의 방지 방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 칼슘 스케일의 발생을 유인하는 배수는 염소 바이패스 더스트를 수세하여 얻어진 여과액인 것을 특징으로 하는 칼슘 스케일의 방지 방법.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 칼슘 스케일의 발생을 유인하는 배수는 해수로부터 염을 회수하는 염 회수 설비의 배수인 것을 특징으로 하는 칼슘 스케일의 방지 방법.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 칼슘 스케일의 발생을 유인하는 배수는 쓰레기 소각장의 배수인 것을 특징으로 하는 칼슘 스케일의 방지 방법.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 칼슘 스케일의 발생을 유인하는 배수는 배연탈황 설비의 배수인 것을 특징으로 하는 칼슘 스케일의 방지 방법.
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