KR102099426B1 - Method for treating industrial wastewaters - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐수의 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 a) 폐수와 티탄철석을 반응시키는 단계; 및 b) 상기 a) 단계에서 생성된 금속 착화합물을 제거하는 단계를 포함하는 폐수의 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 폐수의 처리 방법은 티탄철석을 이용하여 폐수 내 질소 및 불소 성분을 동시에 우수한 처리 효율로 제거하며, 전체 공정이 단순하고 공업적으로 유용하므로 다양한 산업 분야에 적용이 가능하다.The present invention relates to a method for treating wastewater, and more specifically, a) reacting wastewater with titanium iron; And b) removing the metal complex compound produced in step a).
The wastewater treatment method according to the present invention uses titanium iron to remove nitrogen and fluorine components in the wastewater at the same time with excellent treatment efficiency, and since the entire process is simple and industrially useful, it can be applied to various industrial fields.
Description
본 발명은 폐수의 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating wastewater.
현재 발전을 거듭하고 있는 반도체 및 통신 기술 산업, 광범위한 기초 산업 재료인 제철 산업 및 철 가공 산업, 농산물 생산에 적극적으로 관여하는 비료 산업 및 농약 제조 산업 등의 많은 공업 분야에서 공정의 특성으로 인하여 질소 및 불소 성분 등이 고농도로 함유된 산업 폐수가 대량으로 발생하고 있다.Due to the nature of the process, nitrogen and Industrial wastewater containing high concentrations of fluorine and the like is generated in large quantities.
반도체 산업의 경우 정보화 사회 진입과 첨단산업 발전의 핵심요소일 뿐만 아니라 우리나라의 주력 산업으로, 이들 공장에서 배출되는 산업 폐수의 발생량도 해마다 증가하여 이를 효율적으로 처리하는 것이 시급하다.In the case of the semiconductor industry, it is not only a key factor in entering the information society and the development of high-tech industries, but also the flagship industry in Korea, and the amount of industrial wastewater discharged from these factories increases year by year, so it is urgent to treat them efficiently.
반도체 소자의 제조 공정에서는 식각(etching) 및 세정(cleaning) 용도로 질산계, 불산계 화합물을 다량 사용하고, 많은 양의 물을 함께 사용함으로써 질소와 불소 성분이 고농도로 포함된 폐수가 배출되고 있다.In the semiconductor device manufacturing process, a large amount of nitric acid and hydrofluoric acid compounds are used for etching and cleaning purposes, and a large amount of water is used together to discharge wastewater containing high concentrations of nitrogen and fluorine components. .
불소는 환경기준치인 1.5 ppm 이상의 농도를 사람이 장기간 흡입하였을 경우에 뼈와 골격 뿐만 아니라 신경학적인 손상을 입히게 되므로 불소 제거는 반드시 필요하다. 질소 또한 인체 및 다른 생명체에 유독한 영향을 미칠 뿐만 아니라 수질을 악화시키는 부영양화를 일으키는 심각한 오염원 중의 하나로서 환경규제가 점점 엄격해지고 있다.Fluorine removal is necessary because fluoride can cause neurological damage as well as bones and skeletons when humans inhale concentrations above the environmental standard of 1.5 ppm for a long period of time. Nitrogen is also one of the serious pollutants that not only have a toxic effect on the human body and other living organisms, but also cause eutrophication, which deteriorates water quality.
이러한 산업 폐수의 기존 처리 방법은 크게 물리적, 화학적 및 생물학적 방법으로 나눌 수 있다.The existing treatment methods of industrial wastewater can be largely divided into physical, chemical, and biological methods.
우선, 상기 산업 폐수를 처리하기 위한 물리적, 화학적 방법으로서, 흡착제, 침전제, 촉매를 이용하거나 이온교환, 탈기, 전해처리를 통해 제거하는 방법 등이 있다. First, as a physical and chemical method for treating the industrial wastewater, there is a method of using an adsorbent, a precipitating agent, a catalyst, or removing it through ion exchange, degassing, and electrolysis.
그러나, 기존의 물리적, 화학적 폐수 처리 방법은 많은 양의 흡착제나 침전제가 사용되거나 특정 환경의 조성이 필요할 뿐만 아니라 장치설비가 크고 번잡하며 처리 효율 또한 낮아 경제성이 크게 저하되는 문제점이 있다. 또한, 폐수 처리로부터 발생한 폐흡착제, 폐침전제, 폐촉매 등의 폐기물의 처리에 문제가 있다.However, the existing physical and chemical wastewater treatment method has a problem in that a large amount of adsorbent or precipitant is used or a specific environment is required, as well as the equipment facilities are large and complicated, and the treatment efficiency is also low, which greatly reduces economic efficiency. In addition, there is a problem in the treatment of wastes such as waste adsorbent, waste sediment, and waste catalyst generated from wastewater treatment.
한편, 생물학적 산업 폐수 처리 방법으로는 또한, 상기 산업 폐수를 처리하기 위한 종래의 생물학적 방법으로는, 발덴포(Bardenpho), A2/O(Anaerobic/Anoxic/Oxic), A/O(Anaerobic/Oxic), UTC(University of Cape Town), VIP((Virginia. Initiative Plant)) 등의 폐수 처리 공정이 개발된 바 있는데, 이들 생물학적 처리 공정은 주로 폭기(aeration)와 비폭기(non-aeration)를 적절히 조합하여 운전하면서 미생물 등의 생물학적 수단을 통해 산업 폐수를 처리하는 공정이다. 이러한 생물학적 처리 공정은 최근 들어 여러 선진국에서 널리 이용되고 있다.On the other hand, as a biological industrial wastewater treatment method, as a conventional biological method for treating the industrial wastewater, Bardenpho, A 2 / O (Anaerobic / Anoxic / Oxic), A / O (Anaerobic / Oxic) ), UTC (University of Cape Town), and VIP ((Virginia. Initiative Plant)) wastewater treatment processes have been developed. These biological treatment processes mainly deal with aeration and non-aeration. It is a process to treat industrial wastewater through biological means such as microorganisms while operating in combination. These biological treatment processes have been widely used in many developed countries in recent years.
그러나, 이러한 생물학적 폐수 처리 공정은 질소 제거에 적합하며, 고농도의 질소를 함유하는 산업 폐수를 처리하고자 하는 경우에 수리학적 체류 시간을 길게 요하기 때문에 처리 효율 및 경제성이 매우 저하되는 문제점 역시 있으며, 미생물을 관리하는데 어려움이 있다.However, this biological wastewater treatment process is suitable for nitrogen removal, and also requires a long hydraulic residence time to treat industrial wastewater containing high concentrations of nitrogen, and thus also has a problem of very low treatment efficiency and economic efficiency. It is difficult to manage.
이에 질소 또는 불소 성분을 포함하는 산업 폐수를 보다 효율적이고 경제적으로 처리할 수 있는 방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.Accordingly, research on a method capable of more efficiently and economically treating industrial wastewater containing nitrogen or fluorine has been actively conducted.
일례로, 대한민국 등록특허 제10-1682392호는 산소와 호기성 미생물을 이용하여 폐수 내 질소 성분을 제거하되, 산소를 마이크로버블 생성장치로 미세화함으로써 처리 효율을 높이는 향상시키는 폐수처리설비에 대해 개시하고 있다.As an example, Korean Patent Registration No. 10-1682392 discloses a wastewater treatment facility that removes nitrogen components in wastewater by using oxygen and aerobic microorganisms, but improves the treatment efficiency by minimizing oxygen with a microbubble generating device. .
또한, 대한민국 공개특허 제2016-0095452호는 Al 화합물, 제2철 화합물 및 무기산을 일정 몰비로 포함하는 조성물을 이용하여 폐수로부터 불소 성분을 제거하는 방법에 대해 개시하고 있다.In addition, Korean Patent Publication No. 2016-0095452 discloses a method of removing fluorine components from wastewater by using a composition containing an Al compound, a ferric compound, and an inorganic acid in a certain molar ratio.
이들 특허들은 폐수 중 질소 및 불소 성분 중 하나만을 제거할 수 있을 뿐이고 그 효과 또한 충분치 않다. 또한, 질소 및 불소 성분을 함께 제거할 수 없으므로 산업 폐수의 처리가 효율적이지 못하게 된다. 따라서, 단순하고 효율적인 공정을 통해 산업 폐수 중 질소 및 불소 성분을 동시에 효과적으로 처리할 수 있는 방법에 대한 연구가 더욱 필요한 실정이다.These patents can only remove one of the nitrogen and fluorine components in the wastewater, and the effect is also insufficient. In addition, the nitrogen and fluorine components cannot be removed together, so the treatment of industrial wastewater is not efficient. Therefore, there is a need for further research on a method capable of effectively treating nitrogen and fluorine components in industrial wastewater through a simple and efficient process.
이에 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하고자 다각적으로 연구를 수행한 결과, 폐수 처리시 티탄철석을 사용하는 경우 질소 및 불소 성분을 동시에 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors completed the present invention by confirming that nitrogen and fluorine components can be effectively removed at the same time when titanium iron is used for wastewater treatment as a result of various studies to solve the above problems.
이에 본 발명의 목적은 폐수에 포함된 질소 및 불소 성분을 함께 효율적으로 제거할 수 있는 폐수의 처리 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for treating wastewater capable of efficiently removing nitrogen and fluorine components contained in wastewater.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 a) 폐수와 티탄철석을 반응시키는 단계; 및 b) 상기 a) 단계에서 생성된 금속 착화합물을 제거하는 단계를 포함하는 폐수의 처리 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of: a) reacting waste water and titanium iron; And b) removing the metal complex produced in step a).
상기 티탄철석은 폐수에 0.3 내지 0.5 g/L 농도로 투입될 수 있다.The titanium iron ore may be added to the wastewater at a concentration of 0.3 to 0.5 g / L.
상기 폐수는 불소, 암모니아성 질소 및 질산성 질소로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The wastewater may include one or more selected from the group consisting of fluorine, ammonia nitrogen and nitrate nitrogen.
상기 폐수는 반도체 제조 공정에서 배출된 폐수일 수 있다.The wastewater may be wastewater discharged from a semiconductor manufacturing process.
상기 a) 단계는 연속식 또는 회분식으로 수행될 수 있다.The step a) may be performed continuously or batchwise.
상기 a) 단계는 40 내지 80 ℃에서 수행될 수 있다.Step a) may be performed at 40 to 80 ° C.
본 발명에 따른 폐수의 처리 방법은 티탄철석을 이용함으로써 질소 및 불소 성분을 동시에 제거할 수 있어 폐수의 처리 효율이 향상된다. 또한, 간소화된 공정을 통해 폐수 내 질소 및 불소 성분을 효과적으로 처리함으로 산업적으로 다양한 분야에 응용될 수 있다.The wastewater treatment method according to the present invention can simultaneously remove nitrogen and fluorine components by using titanium iron, thereby improving the efficiency of wastewater treatment. In addition, it can be applied to various fields industrially by effectively treating nitrogen and fluorine components in wastewater through a simplified process.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present specification and claims should not be interpreted as being limited to ordinary or lexical meanings, and the inventor can appropriately define the concept of terms in order to best describe his or her invention. Based on the principle that it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.
본 발명은 폐수 중 질소 및 불소 성분을 동시에 효과적으로 제거하는 폐수 처리 방법을 제시한다.The present invention proposes a wastewater treatment method that effectively removes nitrogen and fluorine components from wastewater simultaneously.
질소 및 불소 성분을 포함하는 폐수는 반도체 생산공장, 정유 공장, 정밀화학 공장에서 많이 발생한다. 이러한 산업 현장으로부터 배출되는 폐수는 질소와 불소를 고농도로 포함하여 인체나 환경에 유해하기 때문에 이들 성분의 제거를 위한 처리 과정이 반드시 필요하다.Wastewater containing nitrogen and fluorine is generated in semiconductor production plants, refineries, and fine chemical plants. Wastewater discharged from such industrial sites contains nitrogen and fluorine at high concentrations, and is therefore harmful to the human body or the environment, so a treatment process for removing these components is essential.
기존 질소 및 불소 성분을 포함하는 폐수를 처리하는 기술은 제거 효율이 낮고, 공정이 복잡하거나 일정 수준 이상의 규모를 필요로 하여 공업적으로 이용하기에는 효율성, 경제성 측면에서 부적합하다. 구체적으로, 물리적, 화학적 처리 방법의 경우 흡착제, 침전제 등과 같이 특정 성분 분리를 위한 화합물이 과량으로 투입되어야 하며, 폐수 처리 이후 폐기물의 처리, 재생을 위해 많은 시간과 비용이 소모된다는 문제점이 있다. 한편, 생물학적 처리 방법은 설비에 따른 넓은 부지와 고도의 운전기술이 요구되며, 외부 조건 변화에 따라 처리 효율이 크게 달라지는 문제가 있다. 이에 더해서, 생물학적 처리 방법은 미생물이 폐수 중 질소 성분과 함께 영양염류를 섭취하여 제거하도록 되어 있으므로, 영양염류가 적은 산업 폐수의 경우 적용이 어렵다.Conventional technologies for treating wastewater containing nitrogen and fluorine have low removal efficiency, and are unsuitable in terms of efficiency and economic efficiency for industrial use due to complicated processes or requiring a certain level or more. Specifically, in the case of physical and chemical treatment methods, compounds for separating certain components such as adsorbents and precipitants must be added in excess, and there is a problem that a lot of time and cost are consumed for waste treatment and regeneration after wastewater treatment. On the other hand, the biological treatment method requires a large site and a high level of operation technology according to the facility, and there is a problem in that the treatment efficiency is greatly changed according to changes in external conditions. In addition, the biological treatment method is intended to remove microorganisms by ingesting and removing nutrient salts together with nitrogen components in the wastewater, and thus it is difficult to apply to industrial wastewater with low nutrient salts.
이에 본 발명은 티탄철석을 이용하여 폐수 내 질소 및 불소 성분을 동시에 높은 효율로 제거할 수 있는 폐수 처리 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a wastewater treatment method capable of simultaneously removing nitrogen and fluorine components in wastewater with high efficiency using titanium iron.
구체적으로, 본 발명에 따른 폐수 처리 방법은 a) 폐수와 티탄철석을 반응시키는 단계; 및 b) 상기 a) 단계에서 생성된 금속 착화합물을 제거하는 단계를 포함한다.Specifically, the wastewater treatment method according to the present invention comprises the steps of: a) reacting wastewater with titanium iron; And b) removing the metal complex compound produced in step a).
이하, 각 단계별로 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail for each step.
먼저, 단계 a)는 폐수와 티탄철석을 반응시킨다.First, step a) reacts waste water and titanium iron.
본 발명에서 처리 대상으로 사용되는 폐수는 반도체 제조 공정에서 배출된 폐수로, 불산(HF), 암모니아(NH3), 불화암모늄(NH4F), 질산(HNO3) 등을 포함한다. 상기 폐수는 불소, 암모니아성 질소(NH3-N) 및 질산성 질소(NO3-N)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The wastewater used as a treatment target in the present invention is wastewater discharged from a semiconductor manufacturing process, and includes hydrofluoric acid (HF), ammonia (NH 3 ), ammonium fluoride (NH 4 F), nitric acid (HNO 3 ), and the like. The wastewater may include one or more selected from the group consisting of fluorine, ammonia nitrogen (NH 3 -N) and nitrate nitrogen (NO 3 -N).
상기 티탄철석은 천연의 철 및 티타늄의 산화 광물로, 일메나이트(Ilmenite) 또는 티타늄철광으로도 불리며, FeTiO3의 화학조성식을 가진다. 상기 티탄철석은 산화티탄(TiO2)의 상업적 제조시 원료로 사용되며, 산지로서는 호주, 노르웨이, 러시아 우랄 지방, 인도, 캐나다, 미국, 말레이시아 등이며, 산지에 따라 화학조성이 다르다. 일례로 상기 FeTiO3의 Fe2 +의 일부가 Mg2 +로 치환된 것도 있다. 이때 상기 티탄철석의 형태는 특별히 한정되지 않지만, 폐수 처리 효율, 취급 용이성 등의 관점으로부터 분말 형태를 사용하는 것이 바람직하다. 분말 형태를 사용하는 경우 상기 티탄철석의 평균 입경은 1000 ㎛ 이하, 바람직하게는 100 내지 800 ㎛, 보다 바람직하게는 100 내지 500 ㎛인 것이 보다 바람직하다.The titanium iron stone is an oxidation mineral of natural iron and titanium, also called ilmenite or titanium iron ore, and has a chemical composition of FeTiO 3 . The titanium iron ore is used as a raw material for commercial production of titanium oxide (TiO 2 ), and is used in Australia, Norway, Russia, the Ural region, India, Canada, the United States, and Malaysia, and has different chemical compositions depending on the production area. For example, some of the Fe 2 + of the FeTiO 3 can be substituted by Mg + 2. At this time, the form of the titanium iron is not particularly limited, it is preferable to use a powder form from the viewpoint of wastewater treatment efficiency, ease of handling, and the like. When using the powder form, the average particle diameter of the titanium iron is 1000 μm or less, preferably 100 to 800 μm, more preferably 100 to 500 μm.
본 발명의 a) 단계에서 상기 폐수 내 질소 및 불소 성분은 상기 티탄철석과 반응하여 티타늄 화합물((NH3)3TiF7), 철 화합물((NH3)3FeF6)와 같은 금속 착화합물을 형성함으로써 제거된다.In step a) of the present invention, the nitrogen and fluorine components in the wastewater react with the titanium iron to form a metal complex such as a titanium compound ((NH 3 ) 3 TiF 7 ) and an iron compound ((NH 3 ) 3 FeF 6 ). Is removed.
상기 a) 단계의 반응시, 상기 티탄철석은 처리 대상 폐수 중의 질소 및 불소 성분의 농도를 고려하여 투입될 수 있다. 일례로, 상기 티탄철석은 상기 폐수에 0.3 내지 0.5 g/L 농도로 투입될 수 있다. 상기 티탄철석의 투입량이 상기 범위 미만인 경우 폐수 중 질소 및 불소 성분이 충분히 제거되지 못하며, 이와 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 과량 투입에 따른 향상 효과가 없으므로 비경제적이다.In the reaction of step a), the titanium iron ore may be introduced in consideration of concentrations of nitrogen and fluorine components in wastewater to be treated. As an example, the titanium iron ore may be added to the wastewater at a concentration of 0.3 to 0.5 g / L. When the input amount of the titanium iron is less than the above range, the nitrogen and fluorine components in the wastewater are not sufficiently removed.
상기 a) 단계 반응은 40 내지 80 ℃ 온도에서 수행될 수 있다. 또한, 반응 압력 역시 반응 조건에 따라 달라질 수 있으며, 특별히 제한되지 않고 감압, 상압 및 가압에서 광범위하게 선택될 수 있다.The a) step reaction may be performed at a temperature of 40 to 80 ℃. In addition, the reaction pressure may also vary depending on the reaction conditions, and is not particularly limited and may be widely selected from reduced pressure, normal pressure, and pressure.
상기 a) 단계는 연속식 또는 회분식으로 수행될 수 있으며, 가능한 반응기의 종류, 형태, 크기 등은 제한되지 않으며, 처리 대상 폐수의 조성, 양, 반응 조건에 따라 당업자가 적절하게 선택할 수 있다.The step a) may be performed continuously or batchwise, and the types, shapes, and sizes of the possible reactors are not limited, and can be appropriately selected by a person skilled in the art according to the composition, amount, and reaction conditions of wastewater to be treated.
본 발명의 일 구현예에 따라 상기 a) 단계가 연속식으로 수행되는 경우, 상기 티탄철석을 충진한 필터 또는 컬럼에 처리 대상인 폐수를 연속적으로 통과시킴으로써 폐수 내 질소 및 불소 성분을 제거할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the step a) is continuously performed, nitrogen and fluorine components in the wastewater may be removed by continuously passing the wastewater to be treated to a filter or column filled with the titanium iron.
본 발명의 일 구현예에서 상기 폐수는 티탄철석과의 충분한 접촉을 위해 일정 유속으로 통과되며, 이때 상기 폐수의 유속은 10 내지 1000 ㎖/min 일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the wastewater is passed at a constant flow rate for sufficient contact with titanium iron, wherein the flow rate of the wastewater may be 10 to 1000 ml / min.
본 발명의 다른 일 구현예에 따라 상기 a) 단계가 회분식으로 수행되는 경우, 상기 폐수를 포함하는 반응기에 티탄철석을 투입하여 교반함을 통해 폐수 중 질소와 불소 성분을 제거할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, when the step a) is performed in a batch mode, nitrogen and fluorine components in the waste water may be removed through stirring by adding titanium iron to the reactor containing the waste water.
상기 교반시 폐수와 티탄철석이 물리적으로 충분히 접촉될 수 있도록 교반 시간 및 교반 속도를 조절할 수 있으며, 일례로, 상기 교반은 60 내지 90분간 100 내지 300 rpm으로 수행될 수 있다.During the stirring, the stirring time and the stirring speed can be adjusted so that the waste water and the titanium iron are physically sufficiently contacted. For example, the stirring may be performed at 100 to 300 rpm for 60 to 90 minutes.
이어서, 단계 b)는 전술한 a) 단계에서 생성된 금속 착화합물을 제거한다.Subsequently, step b) removes the metal complex produced in step a) described above.
상기 금속 착화합물은 상기 a) 단계를 통해 형성된 티타늄 화합물 또는 철 화합물이다.The metal complex compound is a titanium compound or an iron compound formed through the step a).
상기 제거는 생성된 금속 착화합물을 침전시켜 수행할 수 있다. 일례로, 상기 침전은 40 내지 80 ℃(또는 pH 6 내지 9) 조건에서 진행될 수 있다.The removal can be carried out by precipitating the resulting metal complex. In one example, the precipitation may be performed at 40 to 80 ℃ (or pH 6 to 9) conditions.
상기 금속 착화합물이 제거된 폐수는 처리수로서 방류될 수 있다.The wastewater from which the metal complex compound has been removed may be discharged as treated water.
추가적으로, 상기 b) 단계 이후에 응집제를 첨가할 수 있다.Additionally, a coagulant may be added after step b).
상기 응집제는 상기 a) 및 b) 단계를 거친 폐수 내 잔존하는 질소 및 불소 성분을 제거하기 위한 것으로, 해당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별한 제한없이 사용이 가능하다. 일례로, 상기 응집제는 무기 응집제 또는 유기 응집제일 수 있다. The coagulant is intended to remove nitrogen and fluorine components remaining in the wastewater that has been subjected to the steps a) and b), and can be used without particular limitation as long as it is commonly used in the art. In one example, the flocculant may be an inorganic flocculant or an organic flocculant.
예를 들어 상기 무기 응집제로는 수산화칼슘(Ca(OH)2), 염화칼슘(CaCl2), 산화칼슘(CaO), 황산칼슘(CaSO4), 탄산칼슘(CaCO3), 폴리염화알루미늄(Poly Aluminium Chloride; PAC), 염화제1철(FeCl2), 염화제2철(FeCl3), 황산알루미늄(Al2(SO4)3), 황산제1철 (FeSO4), 황산제2철(Fe2SO4), 암모늄 명반(Al(NH4) (SO4)212H2O), 알루민산나트륨(Sodium Aluminate) 등을 들 수 있다. 상기 유기 응집제로는 폴리아크릴아마이드계 고분자를 들 수 있다.For example, the inorganic coagulant is calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), calcium chloride (CaCl 2 ), calcium oxide (CaO), calcium sulfate (CaSO 4 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), polyaluminium chloride (Poly Aluminium Chloride) ; PAC), ferric chloride (FeCl 2 ), ferric chloride (FeCl 3 ), aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ), ferrous sulfate (FeSO 4 ), ferric sulfate (Fe 2) SO 4 ), ammonium alum (Al (NH 4 ) (SO 4 ) 2 12H 2 O), sodium aluminate, and the like. Examples of the organic coagulant include polyacrylamide-based polymers.
본 발명의 폐수 처리 방법은 기존의 폐수 처리 방법과 비교하여 아래와 같은 이점을 가진다.The wastewater treatment method of the present invention has the following advantages compared to the conventional wastewater treatment method.
첫번째로 티탄철석을 사용하여 폐수 내 질소 및 불소 성분을 동시에 제거할 수 있을 뿐만 아니라 처리 효율이 우수하여 공정 효율성 및 경제성 면에서 우수하다.First, it is possible to simultaneously remove nitrogen and fluorine components in wastewater by using titanium iron, and has excellent treatment efficiency, which is excellent in terms of process efficiency and economy.
두번째로 본 발명에 따른 폐수 처리 방법은 간소화된 공정을 통해 우수한 처리 효율을 구현할 수 있으므로 다양한 산업 현장에 응용될 수 있다.Second, the wastewater treatment method according to the present invention can be applied to various industrial sites because it can realize excellent treatment efficiency through a simplified process.
따라서, 본 발명에 따르면, 폐수 중 질소 및 불소 성분의 제거 효율은 각각 90%, 바람직하게는 95 % 이상이다. 또한, 본 발명의 폐수 처리 방법에 의해 최종 방출되는 처리수 내 질소 농도는 30 ppm 이하, 불소 농도는 10 ppm 이하이다.Therefore, according to the present invention, the removal efficiency of nitrogen and fluorine components in the wastewater is respectively 90%, preferably 95% or more. In addition, the nitrogen concentration in the treated water finally discharged by the wastewater treatment method of the present invention is 30 ppm or less, and the fluorine concentration is 10 ppm or less.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only intended to illustrate the present invention more specifically, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention. .
실시예Example 및 And 비교예Comparative example
[실시예 1][Example 1]
폐수를 50 ℃에서 10 ㎖/min 유속으로 티탄철석 필터를 60 분 동안 통과시켰다.The wastewater was passed through a titanium iron filter at 50 ° C. at a flow rate of 10 ml / min for 60 minutes.
상기 필터를 통과한 폐수를 90 분 동안 침전시킨 후 침전물을 제거하여 처리수를 수득하였다.The wastewater that passed through the filter was precipitated for 90 minutes and then the precipitate was removed to obtain treated water.
[실시예 2][Example 2]
폐수 1000 ㎖에 티탄철석 500 ㎎ 을 투입한 후 80 ℃에서 300 rpm으로 90 분 동안 교반하였다.After 500 mg of titanium iron was added to 1000 ml of waste water, the mixture was stirred at 300 rpm at 80 ° C. for 90 minutes.
상기 교반이 종결 후, 폐수를 90 분 동안 침전시킨 후 침전물을 제거하여 처리수를 수득하였다.After the stirring was completed, the wastewater was precipitated for 90 minutes, and then the precipitate was removed to obtain treated water.
[비교예 1][Comparative Example 1]
폐수 1000 ㎖에 수산화칼슘(potassium hydroxide, Aldrich, 10 ~100㎛) 500 ㎎ 을 투입한 후 60 ℃에서 300 rpm으로 90 분 동안 교반하였다.500 mg of calcium hydroxide (potassium hydroxide, Aldrich, 10-100 μm) was added to 1000 ml of waste water, and then stirred at 60 ° C. for 300 minutes at 300 rpm.
상기 교반 종료 후, 폐수를 90 분 동안 침전시킨 후 침전물을 제거하여 처리수를 수득하였다.After the stirring, the wastewater was precipitated for 90 minutes, and then the precipitate was removed to obtain treated water.
실험예Experimental example 1: One: 처리수Treated water 분석 analysis
상기 실시예 및 비교예에서 사용된 폐수 및 처리수 각각의 질소 및 불소 농도를 측정하였다.Nitrogen and fluorine concentrations of wastewater and treated water used in the above Examples and Comparative Examples were measured.
상기 질소 농도는 HACH manual의 네슬러(Nessler)법을 이용하여 측정하였다.The nitrogen concentration was measured using the Nesler method of the HACH manual.
상기 불소 농도는 Standard Methods(APHA, 1995)와 C-MAC사 manual에 준하여 측정하였다.The fluorine concentration was measured according to Standard Methods (APHA, 1995) and C-MAC manual.
이때 얻어진 결과는 하기 표 1에 나타내었다.The results obtained at this time are shown in Table 1 below.
본 발명에 따른 실시예의 경우 기존의 폐수 처리 방법을 사용한 비교예 1와 비교하여 폐수 내 질소 및 불소 성분이 보다 효과적으로 제거됨을 확인할 수 있다.In the case of the embodiment according to the present invention, it can be confirmed that nitrogen and fluorine components in the wastewater are more effectively removed compared to Comparative Example 1 using a conventional wastewater treatment method.
본 발명에 따른 폐수의 처리 방법은 티탄철석을 이용하여 폐수 내 질소 및 불소 성분을 동시에 우수한 처리 효율로 제거함으로써 여러 산업에 적용을 가능케 한다.The treatment method of wastewater according to the present invention enables application to various industries by removing nitrogen and fluorine components in wastewater simultaneously with excellent treatment efficiency using titanium iron.
Claims (7)
b) 상기 a) 단계에서 생성된 금속 착화합물을 제거하는 단계를 포함하며,
상기 a) 폐수와 티탄철석을 반응시키는 단계에서 티탄철석은 폐수에 0.3 내지 0.5 g/L 농도로 투입되는 폐수의 처리 방법.a) reacting waste water with titanium iron; And
b) removing the metal complex compound produced in step a),
In a) the step of reacting the waste water and titanium iron, titanium iron is a wastewater treatment method that is introduced at a concentration of 0.3 to 0.5 g / L.
상기 폐수는 불소, 암모니아성 질소 및 질산성 질소로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 폐수의 처리 방법.According to claim 1,
The wastewater treatment method of the wastewater containing at least one selected from the group consisting of fluorine, ammonia nitrogen and nitrate nitrogen.
상기 폐수는 반도체 제조 공정에서 배출된 폐수인, 폐수의 처리 방법.According to claim 1,
The wastewater is a wastewater discharged from the semiconductor manufacturing process, the treatment method of wastewater.
상기 a) 폐수와 티탄철석을 반응시키는 단계는 연속식으로 수행되는, 폐수의 처리 방법.According to claim 1,
Wherein a) the step of reacting the waste water and titanium iron, is carried out continuously, a method of treating waste water.
상기 a) 폐수와 티탄철석을 반응시키는 단계는 회분식으로 수행되는, 폐수의 처리 방법.According to claim 1,
Wherein a) the step of reacting the waste water and the titanium iron is a batch method, the method of treating waste water.
상기 a) 폐수와 티탄철석을 반응시키는 단계는 40 내지 80 ℃에서 수행되는, 폐수의 처리 방법.According to claim 1,
Wherein a) the step of reacting the waste water and titanium iron is carried out at 40 to 80 ℃, wastewater treatment method.
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