KR101898801B1 - PASSIVE TREATMENT SYSTEM OF ACID MINE DRAINAGE INCLUDING HIGH CONCENTRATION Mn - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산성광산배수의 자연정화 처리시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자연정화 처리시스템은, 광산배수를 수용하여 광산배수 내 금속이 산화 및 침전되는 산화침전조, 산화침전조로부터 배출된 광산배수의 pH를 향상시키며 광산배수 내 금속이 산화 및 침전되는 SAPS조, 석회석과 슬래그가 혼합되어 충진되어 있으며 SAPS조로부터 배출된 광산배수를 수용하여 광산배수 내 망간을 산화물 또는 수산화물 형태로 침전시키는 혼합반응조 및 혼합반응조로부터 배출된 광산배수를 수용하여 광산배수의 pH를 배출 기준에 맞게 하향시키는 소택지를 구비하는 것에 특징이 있다.
The present invention relates to a natural purification treatment system for acid mine drainage.
The natural purification treatment system according to the present invention is a natural purification treatment system which is capable of receiving mine drainage and improving the pH of the mine drainage discharged from the oxidation sedimentation tank and oxidizing sedimentation tank where the metal in the mine drainage is oxidized and settled, , Mixed with limestone and slag, mixed with mine drainage discharged from SAPS tank, mixed with manganese in mine drainage form oxide or hydroxide form, and mine drainage discharged from mixed reaction tank, And a wastewater which is downwardly adjusted in accordance with the discharge standard.

Description

고농도 망간을 포함하는 광산배수의 자연정화 처리시스템{PASSIVE TREATMENT SYSTEM OF ACID MINE DRAINAGE INCLUDING HIGH CONCENTRATION Mn} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a system for treating a mine drainage containing high-concentration manganese,

본 발명은 폐광으로부터 배출되는 산성광산배수를 정화처리하기 위한 것으로서, 특히 동력을 사용하지 않고 자연적으로 정화하기 위한 산성광산배수 자연정화 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a purification system for acidic mine drainage discharged from abandoned mines, and more particularly to an acidic mine drainage natural purification system for naturally purifying water without using power.

휴,폐광된 광산으로 인하여 발생하는 환경문제로는 지반 침하, 폐석과 광물찌꺼기의 유실로 인한 하천 매몰, 토양의 중금속 오염, 갱구 유출수와 폐석,광물찌꺼기 침출수에 의하 수질오염 등을 들 수 있다. 특히, 지하 석탄광 폐석 더미로부터 나오는 산성광산배수에 의한 수질오염 문제는 1990년대 중반 이후 상당히 심각하게 대두되기 시작하였다.The environmental problems caused by the abandoned and abandoned mines include soil subsidence, river burial due to loss of waste seepage and mineral debris, heavy metal pollution in the soil, water runoff from drainage and waste seepage, and water pollution from mineral leachate leachate. In particular, the problem of water pollution by acidic mine drainage from underground coal mine tailings piles has started to become very serious since the mid 1990s.

산성광산배수는 대기 중에 노출된 황철석(FeS2), 백철석 (FeS) 등의 황화광물이 산소 및 물과 반응하여 산화되면서 형성되며, pH가 낮아 산성을 띠고 있으며, 황산염을 비롯한 철, 알루미늄, 망간 등 중금속 함량이 높은 것이 특징이다. Acid mine drainage is formed by oxidation of sulfide minerals such as pyrite (FeS 2 ) and white iron (FeS) exposed to the atmosphere by reacting with oxygen and water, and it is acidic due to its low pH, and iron, aluminum, manganese It is characterized by high heavy metal content.

이러한 산성광산배수는 그 자체로서도 오염물이지만, 낮은 pH로 인해 주변의 중금속을 용출 및 이동시킴으로써, 주변 지표수와 지하수를 오염시켜 수중 생태계를 파괴한다. 또한 광산배수 내 금속 이온들이 산화되어 Fe(OH)3등의 금속 수산화물로 침전되어 하천바닥에 적갈색(yellow boy) 또는 백색의 침전물을 발생시켜 미관을 해치게 된다.These acidic mine drainage is a contaminant in itself, but it releases and migrates the surrounding heavy metals due to its low pH, thereby destroying the aquatic ecosystem by polluting the surrounding surface and groundwater. In addition, the metal ions in the mine drainage are oxidized and precipitated as metal hydroxide such as Fe (OH) 3 , resulting in a sediment of yellow color or white on the bottom of the river, thereby deteriorating the beauty.

이러한 산성광산배수의 정화방법은 크게 적극적 처리법(actve treatment)과 소극적 처리법(passive treatment)으로 나뉘어진다. 적극적 처리법은 중화제를 이용한 pH조절, 응집, 여과, 침전 등을 이용하며, 대표적인 적극적 처리법으로는 역삼투압법, 이온교환법, 전기투석법 등이 있다. 그러나 이러한 적극적 처리법은 처리효율은 우수하지만 화학약품, 인력, 동력이 지속적으로 투입되어 유지비용이 비높은 문제가 있으므로, 시설투자비와 유지비가 적극적 처리법에 비하여 매우 적게 소모되는 소극적 처리법 즉, 자연정화법이 많이 이용되고 있다. The purification method of acidic mine drainage is divided into active treatment and passive treatment. Aggressive treatment methods include pH control, coagulation, filtration, and precipitation using a neutralizing agent. Typical active treatments include reverse osmosis, ion exchange, and electrodialysis. However, this aggressive treatment method has a high treatment efficiency, but there is a problem that the maintenance cost is high due to the continuous input of chemicals, manpower, and power. Therefore, the passive treatment method in which the investment cost and the maintenance cost are much less than the active treatment method, It is widely used.

이러한 소극적 처리법으로는 ALDs(anoxic limestone drains), OLD(oxic limestone drains) 등의 석회석을 이용한 중화 처리방식과 호기성 및 혐기성 인공 소택지, 그리고 이들을 발전시킨 형태의 SAPS(successive alkalinity-producing systems) 또는 RAPS 등이 있다. 이러한 소극적 처리법 중 SAPS의 구성이 도 1에 도시되어 있다. These passive treatment methods include neutralization treatment methods using limestone such as anoxic limestone drains (ALDs) and oxydi limestone drains (OLD), aerobic and anaerobic artificial waters, and successive alkalinity-producing systems (SAPS) or RAPS . The configuration of the SAPS in this passive treatment method is shown in Fig.

도 1을 참조하면, SAPS 시스템은 산성광산배수의 배출 경로 상에 커다란 웅덩이 형태의 조(2, 槽)를 형성하고, 조(2)의 하부에 석회석층(L)을 깔고, 석회석층(L)의 상부에 유기물층(O)을 적층시킨다. 유기물층(O)에는 탄소, 수소, 산소로 이루어진 유기물이 충전되어 있다. 유기물로는 버섯퇴비 등이 사용된다. Referring to FIG. 1, the SAPS system comprises a large puddle tank 2 on the discharge path of acid mine drainage, a limestone layer L on the bottom of the tank 2, a limestone layer L The organic layer O is stacked. The organic material layer O is filled with an organic material composed of carbon, hydrogen, and oxygen. Organic materials include mushroom compost.

상기한 구성의 SAPS 시스템에서, 산성광산배수는 갱도(M)로부터 외부로 배출되어(P,W) SAPS시스템의 상부로 유입되어 수직한 방향을 따라 하부로 흐르게 된다. 즉, 산성광산배수는 유기물층(O)을 거쳐 석회석층(L)으로 흘러 들어가며, 석회석층(L)에 연결되어 있는 도관(T)을 따라 배출된다. 이렇게 산성광산배수가 SAPS 시스템을 통과하는 도중에 유기물층(O)에 담지된 미생물의 대사작용과, 석회석층(L)에 의하여 중화된다. In the SAPS system having the above-described structure, the acidic mine drainage is discharged from the tunnel M to the outside (P, W), flows into the upper part of the SAPS system, and flows downward along the vertical direction. That is, the acid mine drainage flows into the limestone layer L through the organic material layer O and is discharged along the conduit T connected to the limestone layer L. The acidic mine drainage is neutralized by the limestone layer (L) and the metabolism of the microorganisms carried on the organic layer (O) during the passage through the SAPS system.

SAPS 시스템에서 알카리도가 향상된 광산배수는 후단에 배치된 침전조 등에서 중금속이 산화 및 침전되어 중금속이 제거된다. 물론 SAPS 조(2) 내에서도 광산배수 내 중금속은 용존 산소와 결합하여 아래의 반응식과 같이 금속(수)산화물을 형성하여 침전된다. In the SAPS system, the mine drainage with improved alkalinity is oxidized and precipitated in the settling tank placed at the rear stage, and heavy metals are removed. Of course, even in the SAPS bath (2), the heavy metals in mine drainage are combined with dissolved oxygen to form metal (water) oxides and precipitate as shown in the following reaction formula.

SAPS 시스템에는 유기물 층에서 산소를 소모하여 혐기환경을 조성하고, 석회석층에서는 알칼리도를 공급한다. 알칼리도가 향상된 광산배수는 후단에 배치된 침전조 등에서 아래의 반응식과 같이 금속(수)산화물(S)을 형성하여 금속이 제거된다In the SAPS system, the anaerobic environment is consumed by consuming oxygen from the organic layer, and the alkalinity is supplied by the limestone layer. In the mine drainage with improved alkalinity, the metal (ox) oxide (S) is formed in the sedimentation tank or the like disposed in the subsequent stage to remove the metal as shown in the following reaction formula

4Fe2+ + O2 + 4H+ → 4Fe3+ + 2H2O4Fe 2+ + O 2 + 4H + - > 4Fe 3+ + 2H 2 O

Fe3++ 3H2O → Fe(OH)3(s) + 3H+ Fe 3+ + 3H 2 O? Fe (OH) 3 (s) + 3H +

산성광산배수는 성상에 따라 다르지만 철, 알루미늄 및 망간이 많이 포함되어 있다. 철과 알루미늄은 SAPS의 pH 조건, 즉 pH 7~8 수준에서 (수)산화물로 침전되지만, 망간은 pH 9 이상에서 (수)산화물로 침전되므로 기존의 SAPS 시스템에서는 광산배수 내 망간의 농도가 높은 경우 처리가 곤란하다는 문제점이 있었다. Acidic mine drainage varies depending on the nature, but it contains a lot of iron, aluminum and manganese. Iron and aluminum are precipitated as oxides in the pH condition of SAPS (pH 7 ~ 8), but as manganese is precipitated as oxides in pH 9 and above, the concentration of manganese in the mine drainage is high There is a problem that the treatment is difficult.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 망간이 고농도로 포함되어 있는 산성광산배수를 자연정화 처리하는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide a system for naturally purifying an acidic mine drainage containing manganese at a high concentration.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.On the other hand, other unspecified purposes of the present invention will be further considered within the scope of the following detailed description and easily deduced from the effects thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고농도 망간을 포함하는 광산배수의 자연정화 처리시스템은 2가지 형태를 가진다. To achieve the above object, there is provided a natural purification system for mine drainage including high-concentration manganese according to the present invention.

본 발명의 제1형태에 따른 자연정화 처리시스템은, 광산배수를 수용하여 광산배수 내 금속이 산화 및 침전되는 산화침전조; 상기 산화침전조로부터 배출된 광산배수의 pH를 향상시키며, 광산배수 내 금속이 산화 및 침전되는 SAPS조; 석회석과 슬래그가 혼합되어 충진되어 있으며, 상기 SAPS조로부터 배출된 광산배수를 수용하여 광산배수 내 망간을 산화물 또는 수산화물 형태로 침전시키는 혼합반응조; 및 상기 혼합반응조로부터 배출된 광산배수를 수용하여 광산배수의 pH를 배출 기준에 맞게 하향시키는 소택지;를 구비하는 것에 특징이 있다. A natural purification treatment system according to a first aspect of the present invention includes: an oxidation sedimentation tank that receives mine drainage and oxidizes and deposits metal in mine drainage; A SAPS tank in which the pH of the mine drainage discharged from the oxidation settling tank is improved and the metal in the mine drainage is oxidized and settled; A mixing tank filled with a mixture of limestone and slag and containing mine drainage discharged from the SAPS tank and precipitating manganese in mine drainage in the form of oxide or hydroxide; And a marsh that receives the mine drainage discharged from the mixing tank and downs the pH of the mine drainage to meet the discharge standard.

본 실시예에서, 상기 혼합반응조는 석회석과 슬래그를 1:1~1:0.7의 부피 비율로 혼합하며, 석회석은 입도 3~5cm, 슬래그는 입도 2~6mm 범위인 것이 바람직하다. 여기서, 상기 슬래그는 서냉전로 제강슬래그를 사용하는 것이 바람직하다. In this embodiment, it is preferable that the mixing tank mixes limestone and slag at a volume ratio of 1: 1 to 1: 0.7, the limestone has a particle size of 3 to 5 cm, and the slag has a particle size of 2 to 6 mm. Here, the slag is preferably a cold-rolled steelmaking slag.

또한 본 실시예에 따르면, 상기 혼합반응조는 유입구가 하부에 형성되고, 유출구가 상부에 형성되어 광산배수는 하부에서 상부로 유동하는 것이 바람직하다. According to this embodiment, it is preferable that the mixing tank is formed with an inlet port at the lower portion and an outlet port formed at the upper portion so that the mine drainage flows from the lower portion to the upper portion.

본 발명의 제2형태에 따른 자연정화 처리시스템은, 광산배수를 수용하여 광산배수 내 금속이 산화 및 침전되는 산화침전조; 상기 산화침전조로부터 배출된 광산배수의 pH를 향상시키며, 망간을 포함하여 광산배수 내 중금속이 산화 및 침전되며, 하층에는 석회석층과, 석회석 및 슬래그가 혼합 충진되며, 상층에는 유기물층이 적층되는 개량 SAPS조; 상기 개량 SAPS조로부터 배출된 광산배수를 수용하여 망간을 포함하여 광산배수 내 중금속을 산화물 또는 수산화물 형태로 침전시키는 침전조; 및 상기 침전조로부터 배출된 광산배수를 수용하여 광산배수의 pH를 배출 기준에 맞게 하향시키는 소택지;를 구비하는 것에 특징이 있다. A natural purification treatment system according to a second aspect of the present invention includes: an oxidation sedimentation tank containing mine drainage and oxidizing and precipitating metal in a mine drainage; A pH of the mine drainage discharged from the oxidation settling tank is improved, a heavy metal in mine drainage including manganese is oxidized and settled, a lower limestone layer is mixed with limestone and slag, and an improved SAPS article; A sedimentation tank containing manganese drainage discharged from the modified SAPS tank and precipitating heavy metals in mine drainage, including manganese, in the form of oxides or hydroxides; And a marsh that receives the mine drainage discharged from the settling tank and downs the pH of the mine drainage to meet the discharge standard.

본 실시예에서, 상기 개량 SAPS조는 석회석과 슬래그를 1:1~1:0.7의 부피 비율로 혼합하며, 석회석은 입도 3~5cm, 슬래그는 입도 2~6mm 범위인 것이 바람직하다. 여기서, 상기 슬래그는 서냉전로 제강슬래그를 사용하는 것이 바람직하다.In the present embodiment, the modified SAPS tank mixes limestone and slag in a volume ratio of 1: 1 to 1: 0.7, preferably, the limestone has a particle size of 3 to 5 cm and the slag has a particle size of 2 to 6 mm. Here, the slag is preferably a cold-rolled steelmaking slag.

특히 본 실시예에서, 상기 개량 SAPS조의 규격은, 광산배수가 적어도 1일 이상 체류 가능한 크기인 것이 바람직하다. Particularly, in the present embodiment, it is preferable that the size of the improved SAPS tank is such that the mine drainage can stay at least one day.

본 발명에 따르면 고농도의 망간을 포함하는 광산배수로부터 망간을 제거하고 광산배수를 중화처리할 수 있다는 이점이 있다. According to the present invention, there is an advantage that manganese can be removed from the mine drainage containing high concentration of manganese and the mine drainage can be neutralized.

본 발명에서는 망간의 경쟁이온인 철과 알루미늄을 산화침전조 및 SAPS조에서 미리 산화 및 침전시키고, 혼합반응조에서 슬래그를 이용하여 pH를 9.0 이상으로 향상시킴으로써 광산배수 내 망간이 혼합반응조에서 산화 및 침전될 수 있다. 특히, 혼합반응조에서는 수산화물 형태로 침전된 망간의 자가촉매작용으로 인하여 pH가 9 이하로 형성되는 경우에도 망간의 산화 및 침전 작용이 유지될 수 있다는 이점이 있다. In the present invention, iron and aluminum, which are competitive ions of manganese, are oxidized and precipitated in the oxidation and precipitation tank and SAPS tank, and manganese in the mine drainage is oxidized and precipitated in the mixing tank by increasing the pH to 9.0 or more using slag . In particular, in the mixed reaction tank, oxidation and precipitation of manganese can be maintained even when the pH is 9 or less due to the autocatalytic action of manganese precipitated in hydroxide form.

또한 본 발명에서는 자연정화시설이 설치되는 부지의 협소화 문제를 개량SAPS조를 설치함으로써 해결할 수 있다는 이점도 있다. In addition, in the present invention, there is an advantage that the problem of narrowing the site where the natural purification facility is installed can be solved by installing the improved SAPS tank.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if the effects are not explicitly mentioned here, the effect described in the following specification, which is expected by the technical features of the present invention, and its potential effects are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 종래의 SAPS 시스템을 설명하기 위한 개략적 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 자연정화 처리시스템의 개략적 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 자연정화 처리시스템의 개략적 도면이다.
도 4 및 도 5는 계열1(실시예1)에서 수평흐름을 적용했을 경우 각 조에서의 정화효율(수질변화-도8, 망간제거-도9)을 나타낸 그래프이다.
도 6 및 도 7은 계열1(실시예1)에서 수직상향흐름을 적용했을 경우 각 조에서의 정화효율((수질변화-도10, 망간제거-도11))을 나타낸 그래프이다.
도 8은 계열2(제2실시예)에서의 단위공정별 수질변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 계열2(제2실시예)에서의 SAPS2에서의 광산배수 체류시간에 따른 망간 제거율을 나타낸 그래프이다.
도 10은 수평흐름이 적용된 계열1에서 혼합반응조의 중금속 제거율을 나타낸 그래프이다.
도 11은 수직흐름이 적용된 계열1에서 혼합반응조의 중금속 제거율을 나타낸 그래프이다 .
도 12는 계열2에서 SAPS2조의 중금속 제거율을 나타낸 그래프이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
1 is a schematic diagram for explaining a conventional SAPS system.
2 is a schematic diagram of a natural purification processing system according to the first embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a natural purification processing system according to a second embodiment of the present invention.
FIGS. 4 and 5 are graphs showing the purification efficiency (water quality-FIG. 8, manganese removal-FIG. 9) in each tank when the horizontal flow is applied in the series 1 (Example 1).
FIGS. 6 and 7 are graphs showing the purification efficiency (water quality change-FIG. 10, manganese removal-FIG. 11) in each group when vertical upward flow is applied in the series 1 (Example 1).
8 is a graph showing changes in water quality per unit process in the second embodiment (second embodiment).
9 is a graph showing manganese removal rates according to mine drainage retention time in SAPS2 in the series 2 (second embodiment).
10 is a graph showing the heavy metal removal rate of the mixed reaction tank in the series 1 to which the horizontal flow is applied.
11 is a graph showing the removal rate of heavy metals in the mixing tank in Series 1 to which vertical flow is applied.
12 is a graph showing the heavy metal removal rate of SAPS2 in the series 2.
* The accompanying drawings illustrate examples of the present invention in order to facilitate understanding of the technical idea of the present invention, and thus the scope of the present invention is not limited thereto.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may obscure the subject matter of the present invention.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 고농도 망간을 포함하는 광산배수의 자연정화 처리시스템(이하 '자연정화 처리시스템'이라 함)에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a natural purification treatment system for mine drainage containing high-concentration manganese (hereinafter referred to as a "natural purification treatment system") according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 자연정화 처리시스템의 개략적 도면이다. 2 is a schematic diagram of a natural purification processing system according to the first embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 제1실시예에 따른 자연정화 처리시스템(100)은 집수조(11,12), 산화침전조(20), SAPS조(30), 혼합반응조(40) 및 소택지(50)를 구비한다. 2, the natural purification system 100 according to the first embodiment includes a collection tank 11, an oxidation precipitation tank 20, an SAPS tank 30, a mixing tank 40, and a marshland 50 Respectively.

집수조(11,12)는 광산의 갱도로부터 배출되는 광산배수를 일시적으로 수용한다. 일반적으로 광산배수가 배출되는 폐광의 갱도는 여러 개인데, 이들을 하나의 집수조로 모을 수도 있으며, 또는 갱도별로 별도의 집수조를 형성할 수도 있다. 각 갱도에서 배출되는 광산배수는 pH 조건들이 서로 다를 수 있으므로, 정화처리에 있어서 유리한 방향으로 집수조의 개수를 설정하면 된다. 본 실시예에서는 2개의 집수조가 각각 설치되고, 이들이 하나로 혼합되어 후술하는 산화침전조(20)로 유입되는 예에 대하여 설명하기로 한다. The water collecting tanks 11 and 12 temporarily accommodate the mine drainage discharged from the tunnel of the mine. Generally, there are several mines of abandoned mines discharging mine drainage, which can be collected in one sinking tank, or separate sinking tanks for each tunnel. Since the mine drainage discharged from each tunnel may have different pH conditions, the number of the water collecting tanks may be set in a favorable direction in the purification treatment. In the present embodiment, two water collecting tanks are provided, and they are mixed together to be introduced into an oxidizing sedimentation tank 20 to be described later.

2개의 집수조(11,12)로 유입된 광산배수는 혼합되어 산화침전조(20)로 유입된다. 산화침전조(20)는 특별한 구성이 없이, 단순히 광산배수를 일시적으로 수용하는 조이다. 광산배수는 산화침전조(20)로 유입되어 일정 시간 체류한 후 배출되는데, 광산배수 내 철, 알루미늄 등의 중금속은 산화침전조(20) 내에서 대기 중의 산소 또는 용존산소에 의하여 산화되어 산화물 또는 수산화물 형태로 침전된다. 즉, 철은 pH 3.5~4.0 범위, 알루미늄은 pH 6.0~6.5 범위에서 산소와 만나 침전되는데, 광산배수의 산도에 따라 산화침전조에서는 별다른 공정이 없이도 철과 알루미늄이 침전되어 제거될 수 있다. 다만, 망간의 경우는 일반적으로 pH 9 이상에서 침전이 이루어지기 때문에, 산화침전조에서 일부 망간이 침전되기는 하지만 대부분이 광산배수 내에 용존된 상태를 유지한다. The mine wastewater flowing into the two water collecting tanks (11, 12) is mixed and flows into the oxidation precipitating tank (20). The oxidation settling tank 20 is a tank that temporarily receives mine drainage without any particular configuration. The mine wastewater flows into the oxidation settling tank 20 and is discharged after staying for a predetermined time. The heavy metals such as iron and aluminum in the mine drainage are oxidized by oxygen or dissolved oxygen in the atmospheric oxygen precipitation tank 20 to form oxides or hydroxides ≪ / RTI > That is, iron precipitates in the range of pH 3.5 ~ 4.0 and aluminum in the range of pH 6.0 ~ 6.5. Depending on the acidity of the mine drainage, iron and aluminum can be precipitated and removed without any process in the oxide precipitation tank. However, since manganese is generally precipitated at a pH of 9 or higher, some manganese precipitates in the oxidizing sedimentation tank, but most of the manganese remains dissolved in the mine drainage.

산화침전조(20)에서 배출된 광산배수는 SAPS조(30)로 유입된다. SAPS조(30)는 기존의 광산배수 처리시설로 널리 사용되고 있는 것으로서, 하층에는 석회석층이 포설되고, 상층에는 유기물층이 적층된다. 유기물층 내부에는 황산염 환원균 등을 포함하여 정화처리를 수행하는 미생물이 담지되어 있다. SAPS조(30)에서 광산배수는 상부로 유입되어 유기물층과 석회석층을 차례로 거친 후 하부로 배출되도록 하향 유동한다. 기존의 SAPS 시스템에서는 광산배수가 산성인 경우 SAPS조를 먼저 배치한 후 침전조를 뒤에 배치하였다. 산성광산배수가 SAPS조의 석회석층을 통과하면서 pH가 상승된 후 침전조에서 철, 알루미늄 등이 산화 및 침전되도록 하였다. 유기물층 내의 미생물이 광산배수 내 용존산소를 제거하여 혐기성 환경을 조성함으로써, 석회석층에서 pH가 상승하더라도 중금속이 침전되지 않는다는 원리에 근거한 것이다. 그러나 실제 SAPS조에서는 철, 알루미늄의 산화/침전이 발생하여 석회석층 위에 슬러지를 형성하여 SAPS조의 흐름성을 저하시키는 원인으로 작용했다. 또한 철산화물, 철수산화물은 석회석에 코팅됨으로써, 석회석으로부터 알칼리의 용출을 저해함으로써 SAPS조의 중화처리능도 저하시키는 문제가 있었다. 그러나 본 발명에서는 산화침전조(20)를 SAPS조(30)의 전단에 배치하여 철, 알루미늄 등의 중금속의 상당량을 미리 침전시킴으로써 기존의 SAPS 시스템에서 문제되었던 유동성 저하 및 중화처리능 저하를 해결하였다. 이에 따라, 본 발명에서는 SAPS조(30)를 통과한 광산배수가 pH 6 이상으로 중화처리가 현실적으로 보장될 수 있다는 이점이 있다. 물론 본 발명에서도 SAPS조 내에서 철, 알루미늄이 일부 침전된다. 망간도 일부 침전되기는 하지만, SAPS조에서는 pH가 9 이상으로 상승되지 않기 때문에 망간은 광산배수 내에 여전히 잔존한다. The mine drainage discharged from the oxidation settling tank 20 flows into the SAPS tank 30. The SAPS tank (30) is widely used as a conventional mine drainage treatment facility, in which a limestone layer is installed and an organic layer is stacked on the upper layer. Inside the organic material layer, a microorganism carrying purification treatment including a sulfate reducing bacteria and the like is carried. In the SAPS tank 30, the mine drainage flows upward, flows through the organic material layer and the limestone layer in order, and then flows downward to be discharged to the bottom. In the existing SAPS system, if the mine drainage is acidic, the SAPS tank is first placed and the settling tank is placed behind. The acidic mine drainage was passed through the limestone layer of the SAPS tank, and the pH was raised to allow oxidation and precipitation of iron, aluminum, etc. in the sedimentation tank. It is based on the principle that the microorganisms in the organic layer remove the dissolved oxygen in the mine drainage to form an anaerobic environment, so that the heavy metal is not precipitated even when pH is increased in the limestone layer. However, in the actual SAPS tank, oxidation / precipitation of iron and aluminum occurred, which formed sludge on the limestone layer, which caused the flowability of the SAPS tank to deteriorate. Further, iron oxide and iron oxide are coated on limestone, thereby inhibiting the elution of alkali from limestone, thereby deteriorating the neutralization ability of the SAPS tank. However, in the present invention, the oxidizing sedimentation tank 20 is disposed at the front end of the SAPS tank 30, and a considerable amount of heavy metals such as iron and aluminum is precipitated in advance to solve the deterioration of fluidity and neutralization ability, which was a problem in the existing SAPS system. Accordingly, in the present invention, the mine drainage that has passed through the SAPS tank 30 has an advantage that the neutralization treatment can be practically ensured at pH 6 or higher. Of course, in the present invention, iron and aluminum are partially precipitated in the SAPS tank. Although manganese is partially precipitated, manganese still remains in the mine drainage because the pH is not elevated above 9 in the SAPS bath.

제1실시예에서 SAPS조(30) 후단에는 혼합반응조(40)가 배치된다. 혼합반응조(40)는 광산배수 내 망간을 본격적으로 산화 및 침전시키기 위한 것이다. 혼합반응조(40)는 슬래그와 석회석이 상호 혼합되어 충진된다. 석회석과 슬래그의 혼합비율은 부피비로 1;1 ~ 1:0.7 범위에서 결정될 수 있으며, 본 실시예에서는 1;1로 배합하였다. 석회석의 입도는 3~5cm 범위, 슬래그의 입도는 2~6mm 범위이다. 따라서 석회석 사이에 슬래그가 개재되는 형태로 혼합된다. 그리고 본 실시예에서 슬래그는 서냉전로 제강슬래그를 사용하는 것이 바람직하다. 다양한 종류의 슬래그를 실험한 결과 서냉전로 제강슬래그가 pH 상승에 있어서 가장 효과적인 것으로 파악되었다. In the first embodiment, a mixing reaction tank 40 is disposed at the rear end of the SAPS tank 30. The mixing tank 40 is for oxidizing and precipitating manganese in mine drainage in earnest. The mixing tank 40 is filled with slag and limestone mixed with each other. The mixing ratio of limestone to slag can be determined in the range of 1: 1 to 1: 0.7 in volume ratio, and is mixed in the ratio of 1: 1 in this embodiment. The particle size of the limestone is in the range of 3 to 5 cm, and the particle size of the slag is in the range of 2 to 6 mm. Thus, the slag is mixed in the form of intercalation of limestone. In this embodiment, it is preferable to use cold-rolled steelmaking slag as the slag. As a result of various kinds of slag tests, it was found that the steelmaking slag was most effective in increasing the pH.

광산배수의 유동 방향은 2가지로 설정할 수 있다. 하나는 혼합반응조(40)의 측부로 유입되어 수평방향으로 유동한 후 배출되는 형태이며, 다른 하나는 혼합반응조(40)의 하부로 유입되어 상방으로 유동한 후 배출되는 형태이다. 실험 결과 수평식 흐름보다는 상향식 흐름으로 유동할 때 망간 제거효율이 보다 안정적인 것으로 나타났다. The flow directions of mine drainage can be set to two kinds. One of them flows into the side of the mixing reaction tank 40, flows in the horizontal direction and is discharged, and the other flows into the lower part of the mixing reaction tank 40, flows upward, and then is discharged. Experimental results show that manganese removal efficiency is more stable when flowing in a bottom flow than in a horizontal flow.

혼합반응조(40)에서는 슬래그의 존재로 인하여 광산배수의 pH가 9.0 이상으로 형성되며, 이에 따라 광산배수 내 망간은 (수)산화물(MgO2, Mg(OH)2) 형태로 침전된다. 광산배수 내 망간의 침전 기작과 관련하여 철, 알루미늄은 경쟁 이온으로 작용한다. 즉, pH가 단계적으로 상승하면서 철과 알루미늄이 먼저 산화된 후에 비로소 망간이 산화될 수 있다. 따라서 광산배수 내 철과 알루미늄이 망간과 공존하는 관계에서는 망간은 산화될 수 없다. 그러나 본 실시예에서는 망간과 경쟁 이온관계에 있는 철과 알루미늄은 앞단의 산화침전조(20) 및 SAPS조(30)에서 대부분 산화/침전되어 광산배수로부터 제거되었는 바, 혼합반응조(40)에서는 망간이 본격적으로 산화 및 침전될 수 있는 우호적 환경이 조성된다. In the mixed reaction tank 40, the pH of the mine drainage is formed to be 9.0 or more due to the presence of slag, and manganese in the mine drainage is precipitated in the form of oxides (MgO 2 , Mg (OH) 2 ). With regard to the precipitation mechanism of manganese in mine drainage, iron and aluminum act as competitive ions. That is, manganese can be oxidized only after the iron and aluminum are first oxidized while the pH is gradually increased. Therefore, manganese can not be oxidized when iron and aluminum in mine drainage coexist with manganese. However, in this embodiment, iron and aluminum having a competitive ion relationship with manganese are mostly oxidized / precipitated in the oxidation precipitation tank 20 and the SAPS tank 30 at the front end and removed from the mine drainage. In the mixing tank 40, A favorable environment that can be oxidized and settled in earnest is created.

한편, 혼합반응조(40)에서는 슬래그를 사용하여 광산배수의 pH를 적어도 9 이상으로 올린다는 특징이 있지만, 또한 주목해야 할 점은 석회석과 슬래그를 혼합했다는 점이다. 반응조에 슬래그만을 충진하는 경우를 고려할 수도 있다. 그러나 이렇게 되면 광산배수의 pH가 9~10을 상회하게 형성됨으로써 광산배수 배출에 적합한 pH 조건(pH 8.5 수준)을 만족하지 못하므로, 반응조 후단에 배치된 소택지에서 pH를 많이 낮추어야 하는 부하가 발생하므로 바람직하지 못하다. 또한 실험결과 석회석과 슬래그를 혼합한 경우 방해물질인 철이 유입될 때에 슬래그만을 충진한 반응조에 비해 망간처리 효율이 높게 유지되었다. On the other hand, in the mixing reaction tank 40, the slag is used to raise the pH of the mine drainage to at least 9 or more, but it should be noted that limestone and slag are mixed. The case of filling only the slag into the reaction tank may be considered. However, since the pH of the mine drainage is more than 9 ~ 10, it does not satisfy the pH condition (pH 8.5 level) suitable for the drainage of the mine drainage. Therefore, a load is required to lower the pH of the marshland disposed at the rear end of the reaction vessel It is not desirable. Experimental results show that manganese treatment efficiency is higher than that of slag - loaded reactor when iron, which is an interfering substance, is mixed with limestone and slag.

석회석과 슬래그를 혼합하여 사용함으로써, 일정 볼륨 이상의 혼합반응조를 형성할 수 있는 바, 광산배수의 체류 시간을 일정 시간 이상 보장하면서, pH를 8.5~9.0 수준에서 형성하며, 유입되는 철에 대한 저항성을 갖는다.By mixing limestone with slag, it is possible to form a mixing tank at a certain volume or more. As a result, the pH is maintained at a level of 8.5 to 9.0 while ensuring the residence time of the mine drainage over a certain period of time. .

망간은 혼합반응조(40) 내에서 수산화물 형태로 침전된다. 또 한가지 주목할 점은 침전된 망간의 자가촉매작용이다. 여기서, 자가촉매작용이란 망간이 산화물 또는 수산화물 형태로 침전되어 있는 경우, 광산배수 내 망간 이온의 산화, 침전율이 상승된다는 것이다. 보다 구체적으로 설명하면, 광산배수 내 망간 이온(Mn2 +)과 망간 (수)산화물 사이의 H2O 리간드 교환에 의해 Mn2 + 이온의 대칭성이 불안정해짐에 따라 망간 이온이 산화물 또는 수산화물로 산화되는 것이 용이해진다. 중요한 점은 망간 수산화물의 표면이 자가촉매작용을 함으로써 원래 망간 이온의 산화에 필요한 pH 요구 조건보다 pH가 낮게 형성되더라도 망간의 산화 및 침전이 용이하게 일어난다는 점이다. 혼합반응조(40)의 설치 초기에는 침전된 망간 (수)산화물이 많지 않으므로 자가촉매작용이 일어나지 않지만, 일정 시간이 경과한 후에는 혼합반은조(40)의 pH가 9.5 이상으로 높지 않더라도 망간 제거작용이 원활해 질 수 있다. 혼합반응조(40)에서는 망간 제거작용을 보장할 수만 있다면, pH가 낮을수록 유리하다. 즉, 후단의 소택지에서 pH를 8.5 수준으로 다시 낮추어야 하기 때문에 혼합반응조의 pH가 너무 높으면 불리하기 때문이다. 본 발명에서는 혼합반응조에서 망간이 수산화물 형태로 침전되어 자가촉매작용을 함으로써, pH 조건을 반드시 9.5 이상으로 유지하지 않아도 된다는 이점이 있다. The manganese is precipitated in hydroxide form in the mixing tank (40). Another point to note is the autocatalytic activity of precipitated manganese. Here, the self-catalytic action means that when manganese is precipitated in an oxide or hydroxide form, the oxidation and precipitation rate of manganese ions in the mine drainage is increased. More specifically, as the symmetry of the Mn 2 + ions becomes unstable due to the exchange of H 2 O ligands between manganese ions (Mn 2 + ) and manganese (water) oxides in the mine drainage, the manganese ions are oxidized to oxides or hydroxides . Importantly, the surface of manganese hydroxide is autocatalytic so that oxidation and precipitation of manganese occur easily even if the pH is lower than the pH requirement for the original manganese ion oxidation. Although the autocatalytic action does not occur since the precipitated manganese (water) oxides are not present at the initial stage of the mixing reaction tank 40, after a certain time has elapsed, The operation can be smooth. If the manganese removal action can be ensured in the mixing tank 40, the lower the pH, the more advantageous it is. This is because the pH of the mixing tank should be lowered to 8.5, which is disadvantageous if the pH of the mixing tank is too high. In the present invention, the manganese is precipitated in the form of hydroxide in the mixed reaction tank and is self-catalyzed, so that the pH condition is not necessarily maintained at 9.5 or more.

한가지 유의할 점은 기존의 SAPS조에서도 망간이 침전되는데, 기존 SAPS조에서는 자가촉매작용이 일어나지 않는다는 것이다. 망간의 자가촉매작용은 망간이 수산화물 형태로 침전되는 경우에만 발현된다. 기존의 SAPS조에서는 pH 조건이 9를 넘지 않기 때문에 망간이 침전되더라도 수산화물 형태가 아니라 탄산염 형태, 즉, MnCO3 형태로 침전되므로 자가촉매작용은 나타나지 않는다. One thing to note is that manganese precipitates in conventional SAPS tanks, but not in conventional SAPS tanks. The autocatalytic action of manganese is only expressed when manganese precipitates in hydroxide form. In the existing SAPS tank, the pH condition does not exceed 9, so even if manganese precipitates, it does not form a hydroxide but precipitates in carbonate form, that is, MnCO 3 form.

혼합반응조(40) 후단에는 소택지(50)가 배치된다. 소택지(50)는 유기물과 미생물이 포함되어 있으며, 광산배수는 소택지 내에서 pH가 하강하여 광산배수의 배출 기준인 pH 8.5 수준으로 형성된다. 소택지는 공지의 구성인 바 자세한 설명은 생략하기로 한다. At the rear end of the mixing reaction tank 40, a wastewater 50 is disposed. The marshland (50) contains organic matter and microorganisms, and the mine drainage is formed at a pH of 8.5, which is the emission standard of the mine drainage, as the pH falls in the marshland. The wastebasket is a well-known structure and a detailed description will be omitted.

상기한 바와 같이, 제1실시예에 따른 자연정화 처리시스템(100)에서는 고농도의 망간과 함께 철, 알루미늄 등의 중금속을 함유한 광산배수를 정화처리함에 있어서, 기존에 처리가 곤란하였던 망간을 거의 완벽하게 처리할 수 있다는 이점이 있다. 현재 광산배수 내 망간이 2mg/L 가 기준으로 제시되고 있으며, 제1실시예에서는 1mg/L 이하로 처리가능하다. 이는 산화침전조를 통해 망간의 경쟁이온인 철과 알루미늄을 먼저 침전시키는 작용, 그리고 혼합반응조에서 슬래그를 이용하여 pH를 8.5 이상으로 형성하여 망간을 침전시키는 작용 및 혼합반응조 내에 침전된 망간 수산화물의 자가촉매작용에 기인한다. 위의 과정에서 광산배수는 자연스럽게 중화처리되어 소택지를 거쳐 방류될 수 있다. As described above, in the natural purification treatment system 100 according to the first embodiment, when mine drainage containing heavy metals such as iron and aluminum together with high concentration manganese is purified, manganese It has the advantage of being able to handle it perfectly. At present, manganese in mine drainage is suggested as 2 mg / L, and in the first embodiment, it can be treated as 1 mg / L or less. The effect of precipitating iron and aluminum, which are competitive ions of manganese, through an oxidizing sedimentation tank, and the action of precipitating manganese with a pH of 8.5 or higher by using slag in a mixed tank, Lt; / RTI > In the above process, the mine drainage can be naturally neutralized and discharged through the marshland.

이하에서는 본 발명의 제2실시예에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 자연정화 처리시스템의 개략적 도면이다. 3 is a schematic diagram of a natural purification processing system according to a second embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 제2실시예에 따른 자연정화 처리시스템(200)은 집수조, 산화침전조 및 소택지의 구성은 제1실시예와 동일하다. 그 작용 및 효과에 있어서도 동일하므로 설명은 생략하기로 한다. Referring to FIG. 3, the natural purification processing system 200 according to the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment in the construction of the water collecting tank, oxidizing settling tank, and litter. The operation and effects are also the same, so that a description thereof will be omitted.

제1실시예와 다른 점은 제2실시예에서는 개량 SAPS조(230)와 침전조(240)를 포함한다는 점이다. 개량 SAPS조(230)는 제1실시예에서 SAPS조(30)와 혼합반응조(40)를 일체화시킨 형태이다. 즉, 개량 SAPS조(230)는 하부에 석회석층 및 석회석과 슬래그가 혼합되어 충진된다. 상층에 유기물층이 적층된다는 점은 동일하다. 제2실시예에서 개량 SAPS조(230)를 형성하는 이유는 광산배수 자연정화처리시설을 설치할 수 있는 부지의 협소함을 해결하기 위함이다. The difference from the first embodiment is that the second embodiment includes the modified SAPS tank 230 and the settling tank 240. The modified SAPS tank 230 is formed by integrating the SAPS tank 30 and the mixing tank 40 in the first embodiment. That is, the modified SAPS tank 230 is filled with a mixture of limestone and limestone and slag in the lower part. The organic material layer is laminated on the upper layer. The reason for forming the modified SAPS tank 230 in the second embodiment is to solve the narrowness of the site where the mine drainage natural purification treatment facility can be installed.

개량 SAPS조(230)에서 석회석과 슬래그의 혼합 비율 및 입도는 제1실시예에서의 혼합반응조와 동일하다. 개량 SAPS조(230)에서는 광산배수의 pH가 제1실시예의 혼합반응조 보다 약간 낮게 형성되며, 철과 알루미늄이 망간과 함께 산화되어야 하므로 망간 제거율이 제1실시예에 비하여 약간 낮게 나타난다. 망간을 포함하여 산화된 중금속은 후단의 침전조(240)에 유입된 후 침전되어 광산배수로부터 제거된다. 그러나 제2실시예에서는 협소한 부지 문제를 해결할 수 있다는 장점이 있다. 또한 망간 제거율이 낮게 나타나는 문제는 광산배수의 체류시간을 길게 함으로써 망간의 산화, 침전 효율을 제1실시예 수준으로 보장할 수 있다. 광산배수의 성상에 따라 다를 수는 있지만, 개량 SAPS조(230)에서 광산배수의 체류시간을 1일 이상으로 보장하는 경우 침전조(240)와 소택지를 거쳐서 최종적으로 배출되는 광산배수 내 망간의 농도를 배출 허용기준 2mg/L 이하로 보장할 수 있다. 개량 SAPS조(230)에서도 앞에서 언급한 혼합반응조와 마찬가지의 작용이 일어나기 때문이다. 즉 pH가 기존의 SAPS조 보다 높게 발현되어 망간이 수산화물 형태로 침전될 수 있고, 철과 알루미늄은 산화침전조에서 대부분 침전되므로 기존의 SAPS조에 비하여 망간의 제거율이 향상된다. 또한 개량 SAPS조(230)에서도 망간 수산화물 형태의 침전물이 자가촉매작용을 하여 pH가 9.5 이상으로 높지 않더라도 망간 이온의 산화가 일어날 수 있다. 기존의 SAPS조에서 망간의 제거가 거의 일어나지 않고, 일부만 탄산염 형태로 침전된 것과 비교할 때 매우 획기적인 효과라고 할 수 있을 것이다. The mixing ratio and particle size of limestone and slag in the modified SAPS tank 230 are the same as those in the mixing tank in the first embodiment. In the modified SAPS tank 230, the pH of the mine drainage is slightly lower than that of the mixing tank of the first embodiment, and the manganese removal rate is slightly lower than that of the first embodiment because iron and aluminum are oxidized together with manganese. The oxidized heavy metals including manganese are introduced into the settling tank 240 at the downstream stage and then precipitated and removed from the mine drainage. However, in the second embodiment, there is an advantage that a narrow site problem can be solved. In addition, the problem that the manganese removal rate is low can be achieved by increasing the residence time of the mine drainage to ensure oxidation and precipitation efficiency of manganese to the first embodiment level. If the residence time of the mine drainage is guaranteed to be more than one day in the modified SAPS tank 230, the concentration of manganese in the mine drainage finally discharged through the settling tank 240 and the marshland may be varied depending on the characteristics of the mine drainage. The emission limit can be guaranteed to be less than 2 mg / L. This is because the modified SAPS tank (230) has the same effect as the above-mentioned mixed tank. That is, the pH is higher than that of the existing SAPS solution, so that manganese can be precipitated in the form of hydroxide, and iron and aluminum are mostly precipitated in the oxidizing sedimentation tank. Also, in the modified SAPS tank 230, the manganese hydroxide-type precipitate may autocatalytically oxidize manganese ions even if the pH is not higher than 9.5. It can be said that the removal of manganese from the existing SAPS tank is hardly effected, and it is a remarkable effect compared with the case where a part of the manganese is precipitated in carbonate form.

이하에서는 본 발명의 효과에 대한 실험과정과 결과에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, experimental procedures and results of the effects of the present invention will be described.

[실험 과정][Experimental Process]

본 실험은 경북 봉화군에 위치한 폐탄광에 본 발명에 따른 시스템을 파일롯 규모로 설치하여 수행하였다. This experiment was carried out by installing the system according to the present invention on a pilot scale in an abandoned coal mine located in Bonghwa, Kyungbuk.

월탄광에서 2개의 갱도, 즉 '신1갱'과 '1갱'에서 배출되는 갱내수를 각각 집수한 후 혼합하여 처리 대상 광산배수로 사용하였다. 1갱이 신1갱보다 유량이 많고 pH가 높기 때문에 통합 처리할 경우 pH 증가로 인해 Fe와 Al의 오염부하를 감소시켜 알칼리 공급조의 원할한 운영이 가능할 것으로 예측되었고, Mn 제거를 위한 추가 공정을 현장 파일럿 장치에 반영하였다.In mine coal mine, two mines were collected and mixed with mine drainage from the 'New 1 Gang' and '1 Gang' respectively. It is predicted that it will be possible to operate the alkali supply tank smoothly by reducing the pollution load of Fe and Al due to the pH increase due to the high pH and the higher pH than the 1 gang 1 gang. And reflected on the pilot device.

현장 파일럿 장치는 2 계열로 구성하여 운영하였는데, 첫 번째 계열은 본 발명의 제1실시예에 따라 집수조-산화침전조-SAPS1-혼합반응조-소택지로 구성하고, 두 번째 계열은 집수조-산화침전조-SAPS2(개량 SAPS조)-침전조-소택지로 구성하였다. The on-site pilot apparatus was constructed and operated in two systems. The first system consists of a catchment tank-oxidizing sedimentation tank -SAPS1-mixed reaction tank-marshland according to the first embodiment of the present invention and the second system comprises a catchment- (Modified SAPS group) - settling tank - litter.

이때 계열 1의 혼합반응조는 석회석과 제강슬래그를 1:1로 혼합하여 반응조를 구성한 것으로 수평흐름구조(Horizontal Flow System, HFS)와 하단에 유공관을 설치하고 광산배수를 하부에서 상부로 유동시키는 수직흐름구조(Vertical Flow System, VFS)를 각가 적용하여 보았다. 또한 계열 2의 SAPS2는 기존 SAPS 구조와 달리 본 발명이 제2실시예의 개량 SAPS조와 같이 석회석 층에 제강슬래그를 1:1로 혼합하여 광산배수와 반응시켰다. In this case, the mixing reactor of Series 1 is composed of 1: 1 mixture of limestone and steel slag. Horizontal Flow System (HFS) and vertical pipe (Vertical Flow System, VFS). Also, in the SAPS2 of the series 2, unlike the existing SAPS structure, the present invention was mixed with the mine drainage by mixing steel slag 1: 1 with the limestone layer like the modified SAPS of the second embodiment.

1갱의 갱내수는 정화시설로부터 약 40m 하부에 위치하고 있어 관정으로부터 펌프를 이용하여 이송토록 하였고, 신1갱 갱내수는 정화시설 산화조로 유입부에서 펌프로 이송시켜 두 갱내수가 산화침전조에서 혼합되도록 하였다. 신1갱 갱내수 유입량은 1갱 갱내수를 포함한 총 갱내수 유량 대비 약 20~40%의 비율로 조절하였다. 현장파일럿 장치의 설계유량은 계열별 2 ㎥/day로 각각의 SAPS에는 폐상퇴비 하단 석회석 또는 혼합매질 층에서 1일의 체류시간이 확보되고, 혼합반응조에서는 혼합매질 층에서 0.5일을 체류하게 된다. 침전조 2와 각 계열의 소택지는 1.1일과 9시간의 체류시간이 확보되도록 설계하였다. The mine water of one gang was located at about 40m below the purification facility, and was transported by using pump from the well. The new one mine water was transferred from the inflow section to the pump in the purification facility oxidation tank so that the two mine water were mixed in the oxidizing sedimentation tank. The flow rate of the new 1 gangs was adjusted to 20 ~ 40% of the total gangue flow including 1 gangs. The design flow of the on - site pilot system is 2 ㎥ / day for each series. For each SAPS, the residence time of 1 day is secured in the lower limestone or mixed medium layer in the waste compost. The settling tank 2 and each series of wetlands were designed to have a residence time of 1.1 days and 9 hours.

현장 파일럿 장치의 공정별 정화효율을 평가하기 위해 동절기를 제외하고 2015년부터 2016년까지 월 1~2회 공정별 모니터링을 실시하였다. 현장에서 유입유량, pH, 온도, 용존산소, 전기전도도, 산화환원전위를 휴대용 측정기(Orion 3star, Thermo)를 이용하여 측정하였고, Fe2+ 및 SS 농도는 각각 phenanthroline method (APHA, 1995) 및 photometric method (Krawczyk and Gonglewski, 1959)에 의거하여 HACH사의 DR-890 Colorimeter로 측정하였다.In order to evaluate the purification efficiency of the on - site pilot equipment, we monitored the process once or twice a month from 2015 to 2016, excluding the winter season. The Fe 2+ and SS concentrations were measured by the phenanthroline method (APHA, 1995) and the photometric method using a portable meter (Orion 3star, Thermo) method (Krawczyk and Gonglewski, 1959) with a DR-890 Colorimeter from HACH.

용존 양이온 분석용 시료는 0.45㎛ 여과지로 여과한 후 50 mL 시료병에 채수하고 질산을 첨가하여 pH 2이하로 보존하였으며, 음이온 분석용 시료는 0.45㎛ 여과지로 여과하여 산처리 없이 분석 전까지 4℃에서 냉장보관 하였다. 양이온은 ICP-OES (Varian 720-ES)로 분석하였고, 음이온은 Metrohm사의 이온크로마토그래피(Metrohm 850)로 분석하였다. The sample for dissolved cation analysis was filtered with a 0.45 μm filter paper, collected into a 50 mL sample bottle, and stored under a pH of 2 by adding nitric acid. The sample for anion analysis was filtered with 0.45 μm filter paper, And refrigerated. The cations were analyzed with ICP-OES (Varian 720-ES) and the anions were analyzed with Metrohm Ion Chromatography (Metrohm 850).

[실험결과][Experiment result]

일월탄광 신1갱과 1갱 갱내수의 통합처리를 위한 2 계열의 현장 파일럿 장치를 설치하고 2015년부터 2016년까지 공정별 모니터링을 토해 수질변화 및 정화효율을 관찰하였다. 모니터링 기간 동안 총 갱내수 유량 대비 신1갱 갱내수 유량비는 약 25~30%로 혼합비는 전반적으로 두 갱내수의 유량비에 근접하였다. Two series of pilot systems were installed for the integrated treatment of coal mine gang 1 and gang mine water 1, and water quality change and purification efficiency were monitored from 2015 to 2016. During the monitoring period, the flow rate of the new 1-gangs was about 25 ~ 30% of the total gypsum flow rate. The mixing ratio was close to the flow rate of the two gypsum streams.

갱내수 혼합을 위한 첫 단 산화침전조는 신1갱의 낮은 pH를 개선하고 오염도를 급격히 저감시켜 잔류된 오염원소가 대부분 Mn만 존재하게 하였다. 일반적으로 광산배수에 존재하는 Al과 Fe은 SAPS 내부의 석회석을 산화물형태로 피복하여 효율을 저감시키는 것으로 알려져 있다. 따라서 현장 파일럿에 반영된 2계열의 SAPS는 장기간 정화효율을 유지할 수 있고, SAPS 후단의 공정에서 집중적으로 Mn 제거할 수 있는 환경을 조성하게 될 것으로 예측되었다.The first stage oxidation settling tank for the mixing of mine water improved the low pH of the new gang and reduced the pollution degree drastically so that only the remaining pollutants were present in the majority of Mn. In general, it is known that Al and Fe present in mine drainage reduce the efficiency by coating limestone inside SAPS in oxide form. Therefore, it is predicted that the two series of SAPS reflected in the on-site pilot can maintain the long-term purification efficiency and create an environment in which Mn can be removed intensively in the process after SAPS.

Mn 제거를 위한 혼합반응조가 적용된 첫 번째 계열 정화공정의 모니터링으로 공정효율을 평가하였다. 앞서 기술하였듯이 혼합반응조는 HFS와 VFS로 구분되고, 연도별로 달리 적용하여 Mn 제거효율을 분석하였다. HFS가 적용된 계열 1의 공정에는 신1갱과 1갱의 갱내수가 침전조에서 혼합반응하여 평균 pH가 5.7에서 약 50 CaCO3 mg/L의 산도와 21 mg/L의 Mn이 잔류하여 계열 1로 유입되었다. The process efficiency was evaluated by monitoring the first series purification process with a mixed reaction tank for Mn removal. As described above, the mixed reaction tank is divided into HFS and VFS, and the Mn removal efficiency is analyzed by different application by year. In the process of series 1 with HFS, a mixture of 1 new gang and 1 gang of municipal water mixed in a settling tank, resulting in an acidity of about 50 CaCO 3 mg / L and an Mn of 21 mg / L at an average pH of 5.7, .

모니터링 결과, SAPS 1에서는 pH가 1.4 이상 상승하면서 잔류된 미량의 Fe(2.3 mg/L)와 Al(0.7 mg/L)가 거의 제거되었고, Mn도 평균 21 mg/L에서 12 mg/L로 감소하는 경향을 보였다. 또한 HFS의 혼합반응조에서는 pH가 평균 8.5까지 상승하면서 SAPS 1에서 잔류한 망간을 0.3 mg/L 이하로 저감시키고, 갱내수 산도를 거의 제거하였다. 후단 공정인 소택지는 pH를 다시 8 이만으로 완충하면서 환경부의 배출수 허용기준이 규정하는 기준치를 모두 만족하였다.As a result of the monitoring, the remaining trace amounts of Fe (2.3 mg / L) and Al (0.7 mg / L) were almost removed and the Mn decreased from 21 mg / L to 12 mg / L Respectively. In addition, in the HFS mixing tank, the pH was increased to 8.5, and the residual manganese in SAPS 1 was reduced to 0.3 mg / L or less and the pH of mine water was almost eliminated. In the latter stage, the marshland buffered the pH to 8, again satisfying the standard values set by the Ministry of Environment.

도 4 및 도 5의 그래프를 참고하면, SAPS 1과 HFS 형태의 제강슬래그, 석회석 혼합반응조에서 체류시간에 따른 Mn 제거양상을 관찰한 결과, SAPS 1의 석회석 층 체류시간이 1일 이상일 경우 Mn 제거율이 50% 이상, 3일 이상일 경우 80% 이상을 나타내어 Fe와 Al이 미량으로 존재할 경우 SAPS에서도 Mn제거 반응이 발생하는 것으로 나타났다. HFS 형태의 혼합반응조는 0.5시간 이상 체류하고, SAPS에서 잔류된 Mn의 함량이 적을수록 Mn제거 효율이 좋았다. 체류시간이 0.3시간일 경우에도 Mn이 1.73 mg/L가 잔류하고, 소택지에서 추가로 제거되어 기준치를 만족하나 정화시설 설계를 위해서는 0.5시간 이상의 체류시간이 필요할 것으로 판단된다.4 and 5, when the retention time of the limestone layer of SAPS 1 was more than 1 day, it was found that the removal rate of Mn from the SAPS 1 and the HFS type slag, Was more than 50% and more than 80% when it was more than 3 days. In the presence of trace amounts of Fe and Al, Mn removal reaction occurred in SAPS. In the HFS type mixed reaction tank, the Mn removal efficiency was better as the amount of residual Mn in SAPS remained less than 0.5 hour. Even when the residence time is 0.3 hour, 1.73 mg / L of Mn remains, and it is further removed from the marshland to meet the standard value, but it is considered that the residence time of 0.5 hours or more is necessary for the design of the purification plant.

도 6 및 도 7의 그래프를 참고하면, VFS 형태의 혼합반응조가 적용된 계열 1의 정화공정에는 전단 침전조에서 평균 pH 6.0, 70 CaCO3 mg/L의 산도와 24 mg/L의 Mn이 잔류하여 유입되었다. 단위공정별 모니터링 결과, SAPS 1에서 pH가 약 1 정도 상승하면서 산도와 Mn이 약 13 CaCO3 mg/L, 17 mg/L 각각 제거되었다. VFS 형태의 혼합반응조는 pH 8.76까지 상승시키면서 SAPS 1에서 잔류된 산도와 Mn을 거의 제거하는 경향을 보였고, 소택지는 상승된 pH를 7.8까지 낮추면서 완충 효과를 나타냈다. HFS 혼합반응조가 적용된 공법과 동일하게 최종 방류수는 배출수 허용기준을 만족하였다.6 and 7, in the purification process of the series 1 with the VFS type mixing tank, an average pH of 6.0, an acidity of 70 CaCO 3 mg / L and an Mn of 24 mg / L remained in the shear sedimentation tank, . As a result of monitoring by unit process, the acidity and Mn were removed about 13 CaCO 3 mg / L and 17 mg / L, respectively, while the pH was increased by about 1 in SAPS 1. VFS - type mixed reactors tended to remove residual acidity and Mn in SAPS 1 while raising the pH to 8.76, and the marsh showed a buffering effect by lowering the elevated pH to 7.8. The final effluent satisfies the effluent water tolerance standard as the same method applied to HFS mixed tank.

SAPS 1과 VFS 혼합반응조의 체류시간에 따른 Mn의 제거양상을 관찰한 결과, SAPS 1에서 체류시간이 1일 이상일 경우 50% 이상의 Mn을 제거하여 유사한 결과를 보였고, VFS 혼합반응조는 0.5시간 이하에서도 잔류된 Mn을 거의 제거하는 경향을 나타냈다. When the retention time of the SAPS 1 was more than 1 day, it was found that the removal of Mn was more than 50%, and the VFS mixing tank was operated for less than 0.5 hour The residual Mn tended to be almost removed.

HFS와 VFS의 제강슬래그, 석회석 혼합반응조는 Mn 제거에 탁월한 성능을 보였으나 구조적 측면에서 HFS보다 VFS가 상대적으로 적은 체류시간에도 안정적으로 Mn을 제거하였다. VFS는 광산배수가 유공관을 통해 하단에서 상단으로 유동하면서 혼합매질과 반응하는 구조로 HFS보다 균일한 유로를 형성시키고, 명목 체류시간을 늘리는 역할을 하는 것으로 판단된다. 또한 VFS의 유로가 상향류를 형성하면서 반응조 내부에 형성된 침전물을 반응조 상부로 유동시켜 혼합매질의 침전물 피복을 저감하고, 장기간 정화효율을 유지할 수 있을 것으로 예상된다. In the HFS and VFS steelmaking slag and limestone mixing reactors, the Mn removal performance was excellent in terms of the structural aspect, but it was stable in the residence time with relatively less VFS than HFS. VFS is a structure in which mine drainage flows from the lower end to the upper end through the pipe and reacts with the mixed medium. It is considered that the VFS forms a more homogeneous flow path than HFS and increases the nominal residence time. Also, it is expected that the flow of the VFS forms an upward flow, and the precipitate formed in the reaction tank flows to the upper part of the reaction tank, thereby reducing the deposit coating of the mixing medium and maintaining the long term purification efficiency.

도 8은 계열2(제2실시예)에서의 단위공정별 수질변화를 나타낸 그래프이며, 도 9는 체류시간에 따른 망간 제거율을 나타낸 그래프이다. 도 8 및 도 9의 그래프를 참고하면, 제강슬래그와 석회석의 혼합매질을 기질물질로 하는 SAPS 2가 포함된 계열2에는 침전조에서 평균 pH 5.8, 68 CaCO3 mg/L의 산도와 24 mg/L의 Mn이 잔류하여 유입되었다. 단위공정별 정화효율을 분석한 결과, SAPS 2에서 평균 pH를 8.4까지 상승시키면서 산도는 14 CaCO3 mg/L, Mn은 7.5 mg/L까지 저감시켰다. 후단의 침전조는 잔류된 Mn이 평균 약 2 mg/L 이상 제거되면서 pH를 낮추고, 소택지의 최종방류수는 평균 pH 7.6, Mn은 약 3.8 mg/L가 잔류되었다.FIG. 8 is a graph showing changes in water quality according to the unit process in the second embodiment (second embodiment), and FIG. 9 is a graph showing manganese removal rates according to the residence time. Referring to the graphs of FIGS. 8 and 9, in Series 2, which contains SAPS 2 having a mixed medium of steel-making slag and limestone as a matrix material, an average pH of 5.8 and an acidity of 68 CaCO 3 mg / L and 24 mg / Of Mn remained and flowed in. As a result of the analysis of purification efficiency by unit process, the average pH was raised to 8.4 in SAPS 2, and the acidity was reduced to 14 CaCO 3 mg / L and Mn to 7.5 mg / L. In the sedimentation tank, the pH was lowered while the residual Mn was removed by an average of about 2 mg / L or more, and the final effluent of the marsh had an average pH of 7.6 and Mn of about 3.8 mg / L remained.

SAPS 2의 기질물질에서 체류시간에 따른 Mn의 제거양상을 관찰한 결과, 체류시간이 1일 이상일 경우 최대 80% 이상의 Mn이 제거되는 것으로 나타났으나 일부 모니터링 구간에서는 체류시간이 1일 이하에서도 Mn 70% 이상 제거되기도 하였다. 계열 1의 혼합반응조와는 달리 체류시간이 1일을 초과하더라도 SAPS 2에서 Mn이 2 mg/L 이상 잔류하는 것은 계열 1의 SAPS 1과 같이 Mn의 산화침전을 저해하는 Fe2+ 제거공정이 없기 때문이다. 일반적으로 Fe2+와 Mn2+가 동시에 용존되어 있을 때 순차적으로 Fe2+가 산화가 발생하여 모두 제거된 후 Mn2+의 산화가 이루어지는 경향이 있는 것으로 알려져 있기 때문에 SAPS 2에 유입되는 Fe2 +의 함량이 체류시간 보다 Mn 제거에 더 큰 영향을 미친 것으로 보인다. 다만, 체류시간을 길게 하는 경우 최종적으로 소택지에서 배추되는 광산배수 내 농도는 기준치를 만족할 것이다. As a result of observing the removal of Mn from the substrate material of SAPS 2 according to the retention time, it was found that up to 80% of Mn was removed when the retention time was more than 1 day. In some monitoring intervals, however, Mn More than 70% of them were removed. Unlike the mixed reaction tank of Series 1, the persistence of more than 2 mg / L of Mn in SAPS 2 even when the retention time exceeds 1 day is due to the fact that there is no Fe 2+ removal process which inhibits the oxidation precipitation of Mn as in SAPS 1 of Series 1 Because. In general, when Fe 2+ and Mn 2+ are dissolved at the same time, it is known that Fe 2+ is oxidized in succession, and then Mn 2+ is oxidized after all of them are removed. Therefore, Fe 2 + Contents seem to have a greater effect on Mn removal than retention time. However, if the residence time is prolonged, the concentration in mine drainage at the end of the summer season will satisfy the standard value.

계열 1과 계열 2의 단위공정에 따른 Fe, Mn, 산도의 제거율을 분석하였으며, 그 결과를 도 10 내지 도 12의 그래프에 나타내었다. 도 10 내지 도 12의 그래프를 참고하면, HFS의 혼합반응조가 적용된 계열 1의 경우(도 10), SAPS 1에서 Fe, Mn, 산도의 제거율은 각각 99%, 69%, 75%이고, HFS 혼합반응조에서 Mn이 약 29%의 제거율을 기록하여 공정 내에서 대부분의 오염원소가 제거되었다. VFS 형태의 혼합반응조가 적용된 계열 1(도 11)에서 SAPS 1의 Fe, Mn, 산도의 제거율은 각각 92%, 71%, 80%로 유사한 결과를 보였고, VFS 혼합반응조에서 Mn을 약 28% 제거함으로서 대부분의 오염원소가 제거되었다. 특히 실험 당시 신1갱의 산도가 급격히 높아지면서 SAPS 1에서 Fe가 일부 잔류하여 VFS 혼합반응조에 유입되었으나 Mn 제거효율이 높게 유지되었다. The removal rates of Fe, Mn, and acidity according to the unit process of series 1 and series 2 were analyzed, and the results are shown in the graphs of FIGS. 10 to 12. 10 to 12, the removal rates of Fe, Mn, and acidity in SAPS 1 were 99%, 69% and 75%, respectively, in the case of Series 1 (FIG. 10) In the reaction tank, the removal rate of Mn was about 29%, and most of the pollutants were removed in the process. The removal efficiencies of Fe, Mn, and acidity of SAPS 1 were 92%, 71%, and 80%, respectively, in Series 1 (FIG. 11) where VFS type mixed reactors were applied. Most of the pollutants were removed. Especially, as the acidity of new gangs increased rapidly during the experiment, Fe was partially remained in SAPS 1 and flowed into the VFS mixing tank, but the Mn removal efficiency remained high.

계열 2의 단위공정(도 12)에서 SAPS 2는 Fe, Mn, 산도의 제거율이 각각 96%, 72%, 79%로 후단 침전조와 소택지를 통과하더라도 약 16%의 Mn이 잔류하였다. 최후 공정인 소택지에서 Mn 제거율이 8.5%로 비교적 낮은 이유는 평균 0.4일의 낮은 체류시간 때문인 것으로 판단된다.In the unit process of Series 2 (FIG. 12), the removal rates of Fe, Mn and acidity of SAPS 2 were 96%, 72%, and 79%, respectively, and about 16% of Mn remained even though they passed through the settling tank and the litter. It is considered that the reason why the Mn removal rate is 8.5% in the last process is low due to the low residence time of 0.4 days on average.

마지막으로 계열 1과 2의 후단에 설치된 소택지는 제강슬래그를 활용한 반응조(계열 1의 혼합반응조, 계열 2의 SAPS 2)에서 상승한 pH를 조절하고, 잔류된 금속을 제거하기 위한 것으로 평균 0.4시간의 비교적 낮은 체류시간에도 pH 완충능이 확인되었다. 소택지에서는 수층과 기질물질 층에서 CO2의 높은 부분압과 미생물 호흡, 유기산의 발생 등으로 높은 알칼리수의 pH를 조절한다고 알려져 있다. 이러한 소택지의 pH 조절능은 택지가 효과적으로 활용될 수 있음을 확인한 결과로 판단된다. Finally, the wastewater at the end of the series 1 and 2 is to remove the remaining metal by adjusting the pH elevated in the reaction tank using the steelmaking slag (Mixer 1 of the series 1, SAPS 2 of the series 2) PH buffering ability was confirmed even at a relatively low residence time. It is known that in aquaculture, high partial pressures of CO 2 , microbial respiration and organic acid generation in the water and substrate layers regulate the pH of alkaline water. The pH control ability of the marshland was judged as a result of confirming that the land use can be effectively used.

참고로, 도면에서 SP는 산화침전조, HFS는 수평흐름이 적용된 SAPS1조, VFS는 수직상향흐름이 적용된 SAPS1조, SAPS2는 개량SAPS조, W1, W2는 소택지이다. In the figure, SP is an oxidation settler, HFS is a SAPS1 set with horizontal flow, VFS is a SAPS1 set with vertically upward flow, SAPS2 is a modified SAPS set, and W1 and W2 are wetlands.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The scope of protection of the present invention is not limited to the description and the expression of the embodiments explicitly described in the foregoing. It is again to be understood that the present invention is not limited by the modifications or substitutions that are obvious to those skilled in the art.

100, 200 ... 자연정화 처리시스템
11,12 ... 집수조, 20 ... 산화침전조
30 ... SAPS조, 40 .... 혼합반응조
50 ... 소택지, 230 .... 개량SAPS조
240 ... 침전조
100, 200 ... Natural purification treatment system
11, 12 ... Sedimentation tank, 20 ... Oxidation settling tank
30 ... SAPS tank, 40 .... mixing tank
50 ... wasteland, 230 .... modified SAPS group
240 ... sedimentation tank

Claims (10)

광산배수를 수용하여 광산배수 내 금속이 산화 및 침전되는 산화침전조;
상기 산화침전조로부터 배출된 광산배수의 pH를 향상시키며, 광산배수 내 금속이 산화 및 침전되는 SAPS(successive alkalinity producing system)조;
석회석과 슬래그가 혼합되어 충진되어 있어 광산배수의 pH를 9 이상으로 형성하며, 상기 SAPS조로부터 배출된 광산배수를 수용하여 광산배수 내 망간을 산화물 또는 수산화물 형태로 침전시킴으로써 침전된 망간 산화물 또는 수산화물이 자가촉매작용을 일으켜 망간의 침전을 촉진시키는 혼합반응조; 및
상기 혼합반응조로부터 배출된 광산배수를 수용하여 광산배수의 pH를 배출 기준에 맞게 하향시키는 소택지;를 구비하는 것을 특징으로 하는 고농도 망간을 포함하는 광산배수의 자연정화 처리시스템.
An oxidizing sedimentation tank that receives mine drainage and oxidizes and deposits metal in mine drainage;
A successive alkalinity producing system (SAPS) which improves the pH of the mine drainage discharged from the oxidation settling tank and oxidizes and deposits the metal in the mine drainage;
The manganese oxide or hydroxide is precipitated by depositing manganese in the mine drainage in the form of oxide or hydroxide by receiving the mine drainage discharged from the SAPS tank, A mixed reaction tank for promoting precipitation of manganese due to self-catalytic action; And
And a marsh that receives the mine drainage discharged from the mixing tank and downs the pH of the mine drainage to meet the discharge standard.
제1항에 있어서,
상기 혼합반응조는 석회석과 슬래그를 1:1~1:0.7의 부피 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 고농도 망간을 포함하는 광산배수의 자연정화 처리시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the mixing tank is made by mixing limestone and slag at a volume ratio of 1: 1 to 1: 0.7.
제1항에 있어서,
상기 슬래그는 서냉전로 제강슬래그인 것을 특징으로 하는 고농도 망간을 포함하는 광산배수의 자연정화 처리시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the slag is a cold-rolled steelmaking slag. ≪ RTI ID = 0.0 > 18. < / RTI >
제1항에 있어서,
상기 혼합반응조에서 석회석은 입도 3~5cm, 슬래그는 2~6mm 범위인 것을 특징으로 하는 고농도 망간을 포함하는 광산배수의 자연정화 처리시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the limestone in the mixing tank has a particle size of 3 to 5 cm and a slag in a range of 2 to 6 mm.
제1항에 있어서,
상기 혼합반응조는 유입구가 하부에 형성되고, 유출구가 상부에 형성되어 광산배수는 하부에서 상부로 유동하는 것을 특징으로 하는 고농도 망간을 포함하는 광산배수의 자연정화 처리시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the mixing tank has an inlet formed at a lower portion thereof and an outlet portion formed at an upper portion thereof so that the mine drainage flows from the lower portion to the upper portion of the mine drainage.
망간이 20mg/L 이상의 농도로 녹아 있는 광산배수를 처리하기 위한 방법으로서,
광산배수를 수용하여 광산배수 내 금속이 산화 및 침전되는 산화침전조;
상기 산화침전조로부터 배출된 광산배수의 pH를 9 이상으로 향상시키도록 하층에는 석회석과 슬래그가 혼합 충진되며,상층에는 유기물층이 적층되어, 망간을 포함하여 광산배수 내 중금속이 산화 및 침전되는 개량 SAPS조;
상기 개량 SAPS조로부터 배출된 광산배수를 수용하여 망간을 포함하여 광산배수 내 중금속을 산화물 또는 수산화물 형태로 침전시키는 침전조; 및
상기 침전조로부터 배출된 광산배수를 수용하여 광산배수의 pH를 배출 기준에 맞게 하향시키는 소택지;를 구비하며,
상기 개량 SAPS조는 석회석과 슬래그를 1:1~1:0.7의 부피 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 고농도 망간을 포함하는 광산배수의 자연정화 처리시스템.
As a method for treating mine drainage where manganese is dissolved at a concentration of 20 mg / L or more,
An oxidizing sedimentation tank that receives mine drainage and oxidizes and deposits metal in mine drainage;
In order to improve the pH of the mine drainage discharged from the oxidizing sedimentation tank to 9 or more, limestone and slag are mixed in the lower layer and an organic material layer is stacked in the upper layer, and a modified SAPS tank in which manganese is contained and the heavy metal in the mine drainage is oxidized and settled ;
A sedimentation tank containing manganese drainage discharged from the modified SAPS tank and precipitating heavy metals in mine drainage, including manganese, in the form of oxides or hydroxides; And
And a marsh receiving the mine drainage discharged from the settling tank and lowering the pH of the mine drainage to meet the discharge standard,
Characterized in that the modified SAPS tank mixes limestone and slag in a volume ratio of 1: 1 to 1: 0.7.
삭제delete 제6항에 있어서,
상기 슬래그는 서냉전로 제강슬래그인 것을 특징으로 하는 고농도 망간을 포함하는 광산배수의 자연정화 처리시스템.
The method according to claim 6,
Wherein the slag is a cold-rolled steelmaking slag. ≪ RTI ID = 0.0 > 18. < / RTI >
제6항에 있어서,
상기 개량 SAPS조에서 석회석은 입도 3~5cm, 슬래그는 2~6mm 범위인 것을 특징으로 하는 고농도 망간을 포함하는 광산배수의 자연정화 처리시스템.
The method according to claim 6,
Wherein the limestone in the modified SAPS tank has a particle size of 3 to 5 cm and a slag in a range of 2 to 6 mm.
제6항에 있어서,
상기 개량 SAPS조의 규격은, 광산배수가 적어도 1일 이상 체류가능한 크기인 것을 특징으로 하는 고농도 망간을 포함하는 광산배수의 자연정화 처리시스템.
The method according to claim 6,
Wherein the modified SAPS set is of a size such that the mine drainage is of a residence size of at least one day.
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