KR101993683B1 - 실리카 함유 폐수의 처리방법 - Google Patents

실리카 함유 폐수의 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1중력침전조에 실리카 함유 폐수를 유입시켜 실리카를 1차 침전제거하는 단계; 상기 제1중력침전조의 후단에 설치된 제2중력침전조에 처리수를 보내, 처리수내 함유된 잔류 실리카를 침전제거하는 단계; 상기 제2중력침전조의 후단에 설치된 막분리 호기조로 처리수를 유입시켜 포기처리하여 처리수의 고액분리 및 질산화를 수행하는 단계; 상기 호기조의 후단에 설치된 탈기조로 처리수를 유입시켜, 처리수내 함유된 용존산소를 저감하는 단계; 상기 탈기조에서 처리수를 반응조에 반송시켜 질산화 및 탈질을 수행하는 단계; 반응조를 거친 처리수를 다시 막분리 호기조로 유입시켜, 처리수내 잔류할 수 있는 유기물을 산화시켜 제거하면서, 질산화 및 인의 제거를 수행하는 단계; 및 막분리 호기조를 거친 처리수를 탈기조로 유입시켜 용존산소를 저감시키고, 처리수의 일부는 다시 반송라인을 거쳐 반응조로 반송하고, 나머지는 방류처리하는 단계;를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 반도체 특히 웨이퍼 공정에서 발생되는 실리카를 효과적으로 처리하는 것은 물론 오수 중에 함유된 유기물질과 영양염류인 질소와 인을 동시에 처리할 수 있다.

Description

실리카 함유 폐수의 처리방법{Treatment Method of The Wastewater Containing Silica}
본 발명은 실리카 함유 폐수의 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 공정, 특히 웨이퍼 공정에서 발생되는 실리카를 함유한 폐수를 효과적으로 처리하는 것은 물론, 이와 함께 각종 오수 중에 함유된 유기물질과 영양염류인 질소와 인을 동시에 처리할 수 있는 실리카 함유 폐수의 처리방법에 관한 것이다.
산업시설에서 발생하는 폐수의 처리를 위해 다양한 공법과 설비들이 연구 및 현장에서 운용되고 있다. 반도체 제조공정에서 발생하는 폐수와 오수의 처리를 위한 종래 기술로는 특허 제0385706호가 참조될 수 있다.
상기 특허 제0385706호는 다량의 폐수로부터 실리카를 제거하기 위한 방법 및 시스템을 개시하고 있다. 동 방법에 의하면, 실리카를 함유하는 폐수 스트림은 에피클로로히드인/디메틸아민 중합체와 같은 응집제로 처리되어, 5미크론 이상의 직경을 갖는 송이모양(cluster)으로 덩어리진 구형 입자가 생성된다. 이때, 처리된 폐수는 동 폐수로부터 실리카 오염물 입자를 물리적으로 분리하는 미량여과 막(microfiltration membrane)에 통과된다. 이에 0.5 미크론 내지 5 미크론의 공극 크기를 갖는 상업적으로 이용가능한 미량여과막이 사용될 수 있다. 미량여과막에 통과되는 처리된 폐수의 유속은 150 GFD(gallons per square foot of membrane per day) 내지 600 GFD 이며, 이를 유지하여 주기 위해서는 미량여과 막을 주기적으로 역류 세척하고 막이 배치된 여과 용기를 간헐적으로 배수시킴으로써 막의 표면으로부터 고체가 제거되도록 해야한다.
하지만, 일반적으로 반도체 제조공정에서 발생하는 폐수는 부유물질(SS)의 농도가 높고, 또한 처리과정에서의 막오염으로 인해 차압이 높아지는 현상이 발생하는 문제가 지적된다. 이러한 현상은 반도체 웨이퍼(Wafer) 공정에서 배출되는 실리카(SiO2)에 기인된다.
하지만, 기존의 실리카 함유 폐수는 상기와 같이 막오염 등의 문제로 인해 수시로 역세정 등의 방법을 이용해 청소 내지 교체를 해주어야 하는 등 실제 운용에 있어 많은 비용과 시간이 소요되는 등 어려움이 따른다. 더욱이 산업단지내 여러사업장에서 발생되는 폐수에는 실리카를 함유한 폐수뿐만 아니라, 각종 오수로부터 유기물질과 질소나 인과 같이 부영양화를 일으켜 수질환경을 오염시키는 물질이 포함되지만, 이들 오염물의 처리는 위와 같은 종래의 시설만으로는 해결할 수 없고 별도의 처리시설이 요구된다. 이 또한 추가적인 비용의 투입과 시간이 요구되는 일이다.
이에 반도체 공정, 특히 웨이퍼 공정에서 발생되는 실리카를 함유한 폐수를 효과적으로 처리하는 것은 물론 동 폐수와 혼합되어지는 각종 오수 중에 함유된 유기물질과 영양염류인 질소와 인을 동시에 처리할 수 있는 기술의 개발이 절실히 요구되고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
국내공개특허 제10-0385706호 (2003.05.16)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 반도체 공정, 특히 웨이퍼 공정에서 발생되는 실리카를 함유한 폐수를 효과적으로 처리하는 것은 물론, 이와 함께 각종 오수 중에 함유된 유기물질과 영양염류인 질소와 인을 동시에 처리할 수 있는 실리카 함유 폐수의 처리방법을 제공하는 것이 목적이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.
(1) 제1중력침전조에 실리카 함유 폐수를 유입시켜 실리카를 1차 침전제거하는 단계;
상기 제1중력침전조의 후단에 설치된 제2중력침전조에 처리수를 보내, 처리수내 함유된 잔류 실리카를 침전제거하는 단계;
상기 제2중력침전조의 후단에 설치된 막분리 호기조로 처리수를 유입시켜 포기처리하여 처리수의 고액분리 및 질산화를 수행하는 단계;
상기 호기조의 후단에 설치된 탈기조로 처리수를 유입시켜, 처리수내 함유된 용존산소를 저감하는 단계;
상기 탈기조에서 처리수를 반응조에 반송시켜 질산화 및 탈질을 수행하는 단계;
반응조를 거친 처리수를 다시 막분리 호기조로 유입시켜, 처리수내 잔류할 수 있는 유기물을 산화시켜 제거하면서, 질산화 및 인의 제거를 수행하는 단계; 및
막분리 호기조를 거친 처리수를 탈기조로 유입시켜 용존산소를 저감시키고, 처리수의 일부는 다시 반송라인을 거쳐 반응조로 반송하고, 나머지는 방류처리하는 단계;를 포함하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
(2) 상기 (1)에 있어서,
반응조에서 탈기조를 거친 반류된 처리수를 유입받아, 간헐포기 방식을 이용하여 혐기, 호기, 혐기의 순으로 교대로 처리하는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
(3) 상기 (1)에 있어서,
제1중력침전조, 제2중력침전조, 막분리 호기조, 탈기조, 및 반응조는 대칭이 되도록 좌우 한쌍으로 배치되고, 폐수가 유입되는 최전단에는 분배조가 설치되어, 외부에서 유입되는 원수를 좌우 한쌍의 제1중력침전조에 분배하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
(4) 상기 (3)에 있어서,
한쌍의 반응조 중 하나는 탈기조로부터 혐기 상태로 처리수를 유입받는 시간으로 설정하고, 다른 하나는 유입된 처리수를 혐기, 호기, 혐기의 교대반응을 수행하도록 하여 반응조의 공정 사이클을 교대로 하는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
(5) 상기 (3)에 있어서,
탈기조의 후단에 스컴저류조를 두어, 최종 처리수의 방류이전에 스컴을 제거하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
(6) 상기 (1)에 있어서,
상기 반응조는 제1반응실과 제2반응실로 이루어지고, 제1반응실에서 혐기 및 호기 공정을 순차 수행하고, 후속하여 제2반응실에서 혐기 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
(7) 상기 (6)에 있어서,
상기 제1반응실과 제2반응실 사이에 연결관로를 두고, 상기 연결관로에 열공급수단을 통해 처리수에 열을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
(8) 상기 (6)에 있어서,
상기 제2반응실의 상부에는 진공감압을 위한 밀폐형 구조와 함께 외부에 진공펌프가 연결되어 감압을 이용하여 용존산소를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
(9) 상기 (8)에 있어서,
상기 탈기조와 막분리 호기조의 연결관로에 열공급수단이 장착되어 처리수에 열을 공급하고, 탈기조의 상부에는 진공감압을 위한 밀폐형 구조와 함께 외부에 진공펌프가 연결되어 감압을 이용하여 용존산소를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
(10) 상기 (9)에 있어서,
제1중력침전조 및 제2중력침전조의 내부에 표면에 반구형의 돌기가 형성된 배플이 장착되어 처리수내 부유물이 응집되어 케이크가 형성되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 장치는 반도체 특히 웨이퍼 공정에서 발생되는 실리카를 효과적으로 처리하는 것은 물론 오수 중에 함유된 유기물질과 영양염류인 질소와 인을 동시에 처리할 수 있는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.
도 1은 본 발명에 따른 실시카 함유 폐수의 처리과정을 도시한 도면이고
도 2는 본 발명에 따른 실시카 함유 폐수의 처리장치를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 중력침전조의 구성을 도시한 도면이고.
도 4는 본 발명에 따른 반응조의 바람직한 실시예를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 실리카 함유 폐수의 처리과정을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 실리카 함유 폐수의 처리장치를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 중력침전조의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 반응조의 바람직한 실시예를 보여주는 도면이다.
도면에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 실리카 함유 폐수의 처리방법은 제1중력침전조에 실리카 함유 폐수를 유입시켜 실리카를 1차 침전제거하는 단계(S101); 상기 제1중력침전조의 후단에 설치된 제2중력침전조에 처리수를 보내, 처리수내 함유된 잔류 실리카를 침전제거하는 단계(S102); 상기 제2중력침전조의 후단에 설치된 막분리 호기조로 처리수를 유입시켜 포기처리하여 처리수의 고액분리 및 질산화를 수행하는 단계(S103); 상기 호기조의 후단에 설치된 탈기조로 처리수를 유입시켜, 처리수내 함유된 용존산소를 저감하는 단계(S104); 상기 탈기조에서 처리수를 반응조에 반송시켜 질산화 및 탈질을 수행하는 단계(S105); 반응조를 거친 처리수를 다시 막분리 호기조로 유입시켜, 처리수내 잔류할 수 있는 유기물을 산화시켜 제거하면서, 질산화 및 인의 제거를 수행하는 단계(S106); 및 막분리 호기조를 거친 처리수를 탈기조로 유입시켜 용존산소를 저감시키고, 처리수의 일부는 다시 반송라인을 거쳐 반응조로 반송하고, 나머지는 방류처리하는 단계(S107);를 포함한다.
이하, 본 발명의 내용을 도 2의 장치구성을 이용하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 방법을 구현하기 위해 도 2에 도시한 실시예에 따른 처리장치(100)가 이용될 수 있으며, 이에 따른 실리카 함유 폐수의 처리장치는 실리카 함유 폐수가 유입되어 실리카를 1차 침전제거하는 제1중력침전조(10); 상기 제1중력침전조의 후단에 설치되고, 처리수내 함유된 잔류 실리카를 침전제거하는 제2중력침전조(20); 상기 제2중력침전조의 후단에 설치되고, 유입된 처리수를 포기처리하여 처리수의 고액분리 및 질산화를 수행하는 막분리 호기조(30); 상기 호기조의 후단에 설치되어, 유입된 처리수내 함유된 용존산소를 저감하는 탈기조(40); 및 상기 탈기조에서 반송된 처리수를 유입받아 처리수내 함유된 질산화 및 탈질을 수행하는 반응조(50)를 포함한다.
바람직하게는 상기 본 발명에 따른 실리카 함유 폐수의 처리장치(100)는 한쌍으로 병렬적으로 설치되어진다. 이를 위해 폐수가 유입되는 최전단에는 분배조(60)가 설치된다. 분배조(60)는 외부에서 유입되는 원수(혹은 전처리를 거친 처리수)를 유입받아 이를 좌우 한쌍의 제1중력침전조(10)에 분배한다. 상기 분배조(60)의 전단에는 전처리를 위해 가압부상조(미도시)가 설치되어 원수내 함유된 유지를 포함한 각종 부유물을 사전에 제거하여도 좋다.
이때 분배는 각 장치의 처리용량 및 설비의 가동상태를 고려하여 이루어지도록 할 수 있으며, 이는 제어기(미도시)를 통해 자동으로 제어될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 분배조(60)는 한 쪽의 설비가 교체 혹은 수리 등의 요인이 발생할 경우 다른 한쪽으로 원수를 유입시키도록 제어한다.
상기 제1중력침전조(10)의 내부에는 배플(11)이 형성되어, 상기 배플에 의해 실리카를 포함한 입자들이 중력에 의해 침강하도록 유도한다. 이때, 제거되는 실리카는 대략 30~60% 정도이다.
바람직하게는 상기 배플의 표면에는 반구형의 돌기(미도시)가 일정간격을 두고 형성된다. 반구형의 돌기는 폐수내 부유물이 표면에 응집되는 것을 막아주어 케이크가 형성되는 것을 방지해 주어 실리카가 케이크에 흡착되는 것을 방지하고, 결과적으로 실리카의 회수 내지 제거효율을 높일 수 있다.
제1중력침전조(10)를 거친 처리수는 제2중력침전조(20)로 유입된다. 제2중력침전조(20)는 내부에 배플(21)이 처리수의 진행방향과 수직하게 상부에 장착된다. 따라서, 이동 중인 처리수 내 함유된 잔류하는 실리카 입자들이 대부분 상기 배플(21)에 막혀 중력에 의해 침전되어 제거될 수 있다.
상기 제2중력침전조(20)를 거친 처리수는 실리카 입자가 거의 제거된 상태이다. 따라서, 본 발명에 의하면 후단에 설치된 막분리 호기조(30)에 설치된 분리막을 오염시키는 일을 방지할 수 있게 된다.
막분리 호기조(30)는 처리수의 고액분리 및 질산화를 수행하고, 이와 함께 인의 섭취가 일어난다. 내부에 침지되는 분리막(31)은 바람직하게는 중공사 정밀여과막이 이용되며, 물, 공기, 약품의 역세정 과정이 필요없이 포기공기만을 이용하여 세정할 수 있어 6개월 이상 막을 운영하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에서는 상기와 같이 질산화 및 인제거를 위해 기존의 침전조, 여과조 및 소독조를 대신하여 흡입여과방식의 중공사 정밀여과막이 이용되므로 7,000~13,000mg/L 정도의 MLSS 농도에서 공정의 운영이 가능하게 되어 인제거에 약품의 별도 투입이 필요없고, 동절기에도 안정된 질산화가 가능하다.
탈기조(40)는 전단의 막분리 호기조(30)를 거친 처리수내 함유된 용존산소를 저감한다. 탈기조(40)는 별도의 압축공기가 투입되지 않고, 교반을 통해 간단하게 수행될 수 있다. 막분리 호기조(30)를 거쳐 나온 처리수는 다량의 용존산소를 포함하게 되므로, 탈기조(40)에서는 이러한 용존산소를 소비하여 처리수내 존재하는 유기물을 산화시켜 제거하고, 이를 통해 처리수내 용존산소는 저감되어진다.
상기와 같이 탈기조(40)에 의한 용존산소의 저감을 통해 후단의 반응조(50)에서 수행되는 혐기 분위기가 제공되어진다. 바람직하게는 탈기조(40)를 거친 처리수내 용존산소는 0.2mg/L 이하로 한다.
탈기조(40)에서 나온 처리수는 반응조(50)로 반송된다.
반응조(50)는 탈기조(40)를 거친 반류된 처리수를 유입받아, 바람직하게는 간헐포기 방식을 이용하여 혐기, 호기, 혐기 공정의 순으로 교대로 운영된다. 따라서, 탈기조(40)를 거친 처리수는 먼저 혐기 공정으로 운영되고, 이 기간에는 처리수의 탈질 및 인의 방출이 유도된다. 후속하여 처리수는 호기 공정으로 이어지며 이 과정을 통해 잔류 질소에 대한 질산화 과정이 수행된다. 그리고 나서 질산화 과정을 통해 생성된 질산성질소는 후속하는 혐기공정에 의해 다시 혐기분위기에서 탈질 및 인제거 공정을 거치게 된다. 상기 일련의 공정은 하나의 반응실에서 순차적으로 간헐포기하는 단순한 방법에 의해 수행되어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 반응조(50)는 바람직하게는 마지막 단계의 혐기분위기를 효율적으로 조성하기 위해 혐기, 호기 공정을 위한 제1반응실(51)과, 마지막 혐기 공정을 위한 제2반응실(52)을 분리설치할 수 있다. 이 경우 바람직하게는 상기 제1반응실(51)과 제2반응실(52) 사이에 연결관로(53)를 두고, 상기 연결관로에는 열공급수단(54)이 추가로 장착될 수 있다. 상기 열공급수단은 연결관로의 일부를 감싸는 형태의 온열자켓 내지는 보일러로부터 공급되는 고온의 유체로부터 열교환방식을 통해 열을 공급받는 열교환기일 수 있다. 또한, 상기 제2반응실(52)의 상부에는 진공감압을 위한 밀폐형 구조와 함께 외부에 진공펌프(미도시)가 연결될 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 제1반응실(51)에는 혐기와 호기반응이 연속하여 일어나야 하므로, 제1반응실 내부 하부에 산기수단이 요구되며, 혐기반응 이후에 포기처리를 통해 호기반응을 진행시킬 수 있다. 호기반응이 진행된 처리수는 용존산소를 포함하며, 이는 제2반응실(52)로 유입되기 이전에 열공급수단에 의해 가열되고(바람직하게는 처리수의 수온이 30~40℃에 이를 수 있도록 승온), 가열된 처리수는 제2반응실(52)에 유입되어 온도 상승에 따른 산소 용해도가 저감되고 뿐만 아니라, 진공펌프를 작동시켜 상부에 감압상태를 유지하면 산소 용해도가 더욱 저감되므로, 처리수내 용존산소를 짧은 시간에 대부분 제거할 수 있다. 이러한 과정에 의해 제2반응실(52)은 짧은 시간에 혐기분위기로 조성될 수 있다.
상기와 같이 열공급수단(54)이나 진공펌프와 같은 구성의 동작은 제어기(미도시)에 의해 제어될 수 있다.
이러한 일련의 반응을 통해 처리수내 존재하는 질소 및 인 화합물은 대부분 제거가 가능하다. 상기 반응조(50)을 통한 처리과정은 통상 60분으로 운영될 수 있다.
본 발명에서는 바람직하게는 상기 반응조(50)는 혐기, 호기, 혐기 공정의 일련의 반응을 개시하기 전에 탈기조(40)로부터 처리수가 유입되는 시간(대략 60분으로 설정) 동안 혐기분위기로 유지한다.
본 발명의 바람직한 실시예로써, 한쌍의 반응조(50) 중 하나는 탈기조(40)로부터 혐기 상태로 처리수를 유입받는 시간으로 설정하고, 다른 하나는 유입된 처리수를 혐기, 호기, 혐기공정의 일련의 반응을 수행하도록 하여 반응조의 공정 사이클을 교대로 수행할 수 있도록 한다.
본 발명에서는 상기와 같이 간헐포기 방식을 이용하여 포기하므로 자체 슬러지 반송효과가 있어 유지비를 절감하는 것이 가능하다.
상기와 같이 반응조(50)를 거친 처리수는 다시 막분리 호기조(30)로 유입시켜, 처리수내 잔류할 수 있는 유기물을 산화시켜 제거하면서, 완벽한 질산화 및 인의 제거가 이루어진다. 막분리 호기조(30)를 거친 처리수는 탈기조(40)로 유입되어 용존산소를 저감시키고, 처리수의 일부는 다시 반송라인을 거쳐 반응조(50)로 반송되고, 나머지는 스컴저류조(70)을 거쳐 스컴을 제거한 후, 방류처리된다.
바람직하게는 상기 탈기조(40)와 막분리 호기조(30)의 연결관로(미도시)에 반응조에서와 마찬가지로 온열자켓 내지 열교환기 등의 열공급수단을 두고, 탈기조(40)의 상부에는 진공감압을 위한 밀폐형 구조와 함께 외부에 진공펌프(55)가 연결된다. 이를 통해 탈기조에서의 짧은 체류시간 동안 용존산소를 거의 완벽하게 저감할 수 있어 처리효율을 향상시킬 수 있다.
이하 본 발명의 내용을 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만 하기 예시된 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 제시되는 것일 뿐 이에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
[실시예 1]
본 발명의 장치를 이용하여 실리카를 다량 함유한 것으로 알려진 아산디지털 산업단지에서 발생하는 폐수를 대상으로 실험을 실시한 결과 일평균 TMS 측정값은 하기 표 1과 같다. 다만, 2018.04.10.일과 2018.04.11.일은 기존 처리공법(MBR 공법)에 의해 수행하였으며, 2018.04.12.일부터 공법을 변경하여 도 1에 도시한 본 발명에 따른 처리장치를 이용하여 테스트를 수행하였다.
측정일 COD T-N T-P pH SS
비교예 2018.04.02 7.2 1.57 0.049 7.75 41.2
2018.04.11 8.3 1.42 0.049 7.82 27.7
실시예 2018.04.12 9.7 1.27 0.049 7.93 5.4
2018.04.21 6.8 1.26 0.031 7.84 0.5
상기와 같이, 기존의 MBR 공법만으로는 실리카를 포함한 부유물(SS)을 효과적으로 제거하지 못하는 것을 확인할 수 있는 반면, 본 발명에 따른 개선된 공법에 의하면 실리카가 완벽하게 제거되는 것을 확인할 수 있다.
10: 제1중력침전조
20: 제2중력침전조
30: 막분리 호기조
40: 탈기조
50: 반응조
60: 분배조
70: 스컴저류조

Claims (10)

  1. 제1중력침전조에 실리카 함유 폐수를 유입시켜 실리카를 1차 침전제거하는 단계;
    상기 제1중력침전조의 후단에 설치된 제2중력침전조에 처리수를 보내, 처리수내 함유된 잔류 실리카를 침전제거하는 단계;
    상기 제2중력침전조의 후단에 설치된 막분리 호기조로 처리수를 유입시켜 포기처리하여 처리수의 고액분리 및 질산화를 수행하는 단계;
    상기 호기조의 후단에 설치된 탈기조로 처리수를 유입시켜, 처리수내 함유된 용존산소를 저감하는 단계;
    상기 탈기조에서 처리수를 반응조에 반송시켜 질산화 및 탈질을 수행하는 단계;
    반응조를 거친 처리수를 다시 막분리 호기조로 유입시켜, 처리수내 잔류할 수 있는 유기물을 산화시켜 제거하면서, 질산화 및 인의 제거를 수행하는 단계; 및
    막분리 호기조를 거친 처리수를 탈기조로 유입시켜 용존산소를 저감시키고, 처리수의 일부는 다시 반송라인을 거쳐 반응조로 반송하고, 나머지는 방류처리하는 단계;를 포함하되,
    제1중력침전조, 제2중력침전조, 막분리 호기조, 탈기조, 및 반응조는 대칭이 되도록 좌우 한쌍으로 배치되고, 폐수가 유입되는 최전단에는 분배조가 설치되어, 외부에서 유입되는 원수를 좌우 한쌍의 제1중력침전조에 분배하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    반응조 중 하나는 탈기조로부터 혐기 상태로 처리수를 유입받는 시간으로 설정하고, 다른 하나는 유입된 처리수를 혐기, 호기, 혐기의 교대반응을 수행하도록 하여 반응조의 공정 사이클을 교대로 하는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    탈기조의 후단에 스컴저류조를 두어, 최종 처리수의 방류이전에 스컴을 제거하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 반응조는 제1반응실과 제2반응실로 이루어지고, 제1반응실에서 혐기 및 호기 공정을 순차 수행하고, 후속하여 제2반응실에서 혐기 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1반응실과 제2반응실 사이에 연결관로를 두고, 상기 연결관로에 열공급수단을 통해 처리수에 열을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제2반응실의 상부에는 진공감압을 위한 밀폐형 구조와 함께 외부에 진공펌프가 연결되어 감압을 이용하여 용존산소를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 탈기조와 막분리 호기조의 연결관로에 열공급수단이 장착되어 처리수에 열을 공급하고, 탈기조의 상부에는 진공감압을 위한 밀폐형 구조와 함께 외부에 진공펌프가 연결되어 감압을 이용하여 용존산소를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    제1중력침전조 및 제2중력침전조의 내부에 표면에 반구형의 돌기가 형성된 배플이 장착되어 처리수내 부유물이 응집되어 케이크가 형성되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 실리카 함유 폐수의 처리방법.
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