KR102613581B1 - 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치 및 처리방법 - Google Patents
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Abstract
폐수를 산화제를 이용하여 산화처리하여 TOC 및 T-N을 처리하는 산화반응조 및, 전해액을 전기분해하여 산화 반응조에서 사용되는 산화제를 생산하여 제공하는 양극조와, 양극조와 격벽에 의해 구획되어 반응조에서 약품처리된 처리수에 잔류하는 오염물을 환원처리하는 음극조를 가지는 전기분해조를 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치 및 이를 이용한 폐수 처리방법이 개시된다.
Description
본 발명은 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치 및 처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에탄올아민(ETA)과 같은 고농도의 총 유기탄소(TOC), 총 질소(T-N)을 유발하는 난분해성 유기물질 함유 폐수를 처리하기 위한 장치 및 처리방법에 관한 것이다.
산업의 발달과 그에 따라 필연적으로 발생하는 산업폐수에 대한 처리에 대한 문제는 필연적이며, 환경의 중요성에 따라서 폐수 처리기술의 발달로 진행되고 있다.
그럼에도 불구하고, 자연환경에서 잘 분해되지 않고 활성슬러지방법 등 생물학적 처리과정에 의해서도 분해되기 어려운 고농도의 TOC 및 T-N을 함유한 난분해성 유기물질 함유 폐수의 처리에 있어서 어려움이 있기 때문에, 다양한 처리기술이 적용되고 있다.
상기 난분해성 TOC 및 T-N 유발 오염물질로는 클로로 벤젠, 니트로 벤젠, 데카하이드로나프탈렌, 벤젠, 크레졸, 크실렌, 테트라하이드로, 나프탈렌, 테트라하이드로 퓨란, 톨루엔, 페놀, 에틸페놀, 에틸벤젠, 피리딘 등의 방향족 벤젠고리 화합물이나 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 퍼클로로에틸렌, 펜타클로로페놀 등의 할로겐화 유기화합물 등을 들 수 있는데, 섬유의 염색공정에서 나오는 폐수나 제지산업에서 발생되는 폐수를 비롯한 다양한 산업폐수에 다량으로 함유되어 있다.
특히, 원자력 발전소의 경우 복수탈염설비 재생시 발생되는 고농도 유기물질과 황산을 함유한 에탄올아민(ETA) 폐수를 타 계통수와 혼합하여 폐수처리시설로 이송하여 물리화학적 처리방법인 응집반응, 침전 후 여과공정 등을 통해 1차 처리하고, 난분해성 물질인 ETA는 전기분해를 통해 처리하고 있다.
그러나 전기분해 처리를 위해 투입되는 소금과 복수탈염설비 재생폐수에 함유된 각종 스케일(scale) 유발 물질과 ETA의 난분해 특성으로 인해 지금까지 효과적으로 ETA 폐수를 처리하지 못하고 있는 실정이다.
또한, 알려진 종래 기술중에는 ETA가 함유된 폐수를 처리하기 위하여 물리화학적, 생물학적, 그리고 전기화학적 처리방법들을 조합한 복합처리공정이 있으며, ETA를 함유한 폐수와 난분해성 유기물을 함유하는 폐수를 처리하는 대표적인 기술사례를 보면 다음과 같다.
먼저, Kyushu 전력회사에서는 ETA, 하이드라진, 암모니아가 함유된 유기성 폐수를 처리하기 위해 유기성 폐수의 pH를 5~11로 유지하고, 여기에 염소이온을 5000ppm 이상 주입한 후 전기분해장치를 통과시킨 후, 자외선 반응조에서 유기물을 분해한다. 이 폐수는 전기분해 및 자외선처리 공정을 계속 순환하다 목표수질이 되면 회수되는 방법으로 COD 1000ppm 이상, 전기전도도 100 uS/cm 이상의 유기성 폐수 COD를 저감화 하는데 효과적인 것으로 판명되었다.
일본 이카타 원전 폐수처리 공정은 물리화학적 처리공정을 이용하여 현탁물 및 침전 가능한 유, 무기성 물질을 침전제거하고, 물에 용존되어 있는 COD 및 T-N 유발물질을 전기분해, 촉매산화법 및 활성탄을 이용하여 제거하는 공정을 사용하고 있다.
그러나 Kyushu 전력회사의 처리방법은 국내와 유사한 기술로 원전폐수 속에 함유된 스케일(scale) 유발물질로 인해 전기분해장치의 처리효과가 미비할 것으로 예상되고, 이카타 원전 폐수 처리공정의 경우 전처리로 무기성 물질을 배제함으로써 전기분해장치의 성능을 보장하고 있으나, 그 처리공정이 복잡하게 구성되어 있어 유지관리요소가 많아 운영이 까다로운 단점이 있다.
또한, Mitsubishi Heavy industrial에서는 혐기조->활성오니조->폭기조를 단계적으로 거치면서 생물학적으로 원전폐수를 처리하는 기술이 적용되고 있으나, 넓은 부지가 요구되고, 냄새발생으로 인한 문제점이 있으며, 특히 처리효율이 매우 낮은 단점이 있다.
한편, 또 다른 종래의 난분해성 COD 물질의 처리를 위한 기술로는 물리화학적 처리방법의 하나인 펜톤산화법이 있다. 펜톤산화법은 유기물의 산화반응인 펜톤 반응을 이용한 것으로서, 2가 철이온과 과산화수소를 반응시켜 강력한 산화력을 갖는 하이드록시 라디칼(-OH)을 생성시킴으로써 오염물질을 산화 처리하는 효과적인 방법으로 알려져 있다. 그러나 펜톤반응으로 난분해성 물질인 고농도 ETA를 산화처리하는 것은 ETA의 탄소공유결합을 파괴하여 무해한 CO2로 처리해야 하기 때문에 과량의 과산화수소와 황산철이 필요하게 되며, 투입된 황산철로 인해 다량의 슬러지가 발생하는 문제점이 있어 경제성이 많이 떨어지는 단점이 있다. 그리고 펜톤반응은 산성인 조건에서만 유효하고, 또한 pH 조건에 매우 민감하기 때문에 pH의 정밀한 관리가 필요하다는 문제점이 있다.
이외에 고도산화처리 공정 중 오존처리법은 산소원자 3개가 결합하여 생성된 오존이 매우 강력한 산화제인 점을 이용하여 난분해성 물질을 산화시켜 처리하는 것이다. 이러한 오존은 전기적 방전법, 광화학 반응법 등에 의해 제조되는데, 대량의 오존을 비교적 높은 효율로 제조하는 전기적 방전법이 가장 일반적으로 사용되고 있다. 그런데 오존은 알칼리성에서 유리한 산화제로서, 알카리성 조건에서 오존이 분해되어 하이드록시 라디칼을 생성함으로써 산화제로 작용하는 것이다. 그러나 이러한 오존이 물에 쉽게 용해되지 않으며, 펜톤반응과 마찬가지로 pH에 민감하다는 단점이 있다. 또한, 0.02 ppm 이하의 저농도에서도 특유의 자극성 냄새를 나타내며, 0.02 ppm 이상의 농도에서 장시간 노출 시에는 인체에 유해한 것으로 알려져 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 에탄올아민(ETA)과 같은 고농도의 총 유기탄소(TOC) 및 총 질소(T-N)을 유발하는 난분해성 유기물질 함유 폐수를 효과적으로 처리할 수 있도록 개선된 난분해성 유기물질을 함유한 고농도 폐수 처리장치 및 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치는, 폐수를 산화제를 이용하여 산화처리하여 TOC 및 T-N을 처리하는 산화반응조; 및 전해액을 전기분해하여 상기 산화반응조에서 사용되는 산화제를 생산하여 제공하는 양극조와, 상기 양극조와 격벽에 의해 구획되어 상기 산화반응조에서 약품처리된 처리수에 잔류하는 오염물을 환원처리하는 음극조를 가지는 전기분해조;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써, 고농도 폐수에 함유된 TOC 및 T-N을 효과적으로 처리할 수 있다.
여기서, 상기 전기분해조의 양극조에서 상기 산화반응조로 공급할 산화제를 공급받아, 상기 산화반응조로 공급하는 산화제 공급부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이로써, 산화반응조에 산화제를 안정적으로 공급하여 폐수를 산화 처리할 수 있다.
또한, TOC 및 T-N을 함유한 폐수의 pH를 조정하는 pH 조정조를 더 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 산화반응조에서의 산화제의 활성화를 위한 산화제 촉진수단을 더 포함하는 것이 좋다.
또한 상기 산화제 촉진수단은, 상기 산화반응조를 가열하는 히터와, UV 광을 조사하는 UV조사기 및 상기 산화반응조로 촉매제를 공급하는 촉매 공급부 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 좋다.
이로써, 산화반응조에서의 산화제의 산화반응 효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 산화반응조에서 사용하는 산화제는 염소계 산화제인 것이 좋고, 상기 염소계 산화제는 염소, 차아염소산, 차아염소산염 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 산화반응조는 산화제의 분할 주입을 위한 수단을 포함하고, 상기 분할 주입 수단은 복수개의 산화제 주입구, 산화제 주입량 조절장치 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 좋다.
이로써, 폐수 성상에 따라 산화제의 주입횟수와 주입위치를 조정하여 산화반응조에서의 산화처리효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 산화반응조는 튜브형상을 가지는 튜브형 흐름반응조를 포함하며, 상기 튜브형 흐름반응조에는 상기 산화제를 분할 주입하기 위한 복수의 산화제 주입구가 마련되는 것이 좋다.
또한, 상기 산화반응조의 후단 또는 상기 전기분해조의 음극조 후단에 설치되어, 상기 산화반응조에서 약품 처리된 처리수에 잔류하는 오염물을 추가적으로 처리하는 보조 산화반응조를 포함하는 것이 좋다.
이로써, 산화반응조에서 처리된 후에 처리수에 잔류하는 잔류 오염물을 제거할 수 있어, 폐수의 처리신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 상기 보조 산화반응조에서의 산화제의 활성화를 위한 산화제 촉진수단을 더 포함하며, 상기 산화제 촉진수단은, 상기 산화반응조를 가열하는 히터와, UV 광을 조사하는 UV조사기 및 상기 산화반응조로 촉매제를 공급하는 촉매 공급부 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 보조 산화반응조에서는 과산소산 화합물로 이루어진 산화제를 사용하는 것이 좋다.
이로써, 산화반응조에서 처리된 후에 처리수에 잔류하는 오염물을 강력한 산화제인 과산소산 화합물을 주입함으로써 효과적인 처리가 가능하다.
또한, 상기 과산소산 화합물은, 과산화수소, 과황산, 과염소산, 과망간산으로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 좋다.
이로써, 다양한 종류의 과산소산 화합물을 선택적으로 적용하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 전기분해조는 복수가 다단으로 직렬 또는 병렬 연결되게 설치되며, 후단에 배치된 전기분해조의 음극조에서는 pH 조정조에서 사용될 pH 조정제를 생산하여 공급하는 것이 좋다.
이로써, 현장에서 pH 조정제를 직접 생산하여 공급함으로써, 비용을 절감하여 보관을 위한 별도의 설비를 생략할 수 있다.
또한, 원폐수 일부 또는 희석된 원폐수를 이용하여 재이용수 생산 및 재이용수 및 농축폐수를 분리하는 농축부를 포함하고, 상기 농축부에서 생산된 재이용수는 상기 전기분해조의 양극조로 전해액을 공급하는 전해액 공급조로 유입하여 전해액 제조에 사용하고, 상기 농축부에서 분류된 농축폐수는 유입폐수와 혼합되어 통합처리되는 것이 좋다.
이로써, 상기 농축부에서 생산된 재이용수를 전해액으로 사용할 수 있어, 전해액 제조에 필요한 별도의 원수 공급을 위한 설비가 필요 없게 되고, 상기 농축부에서 분류된 농축폐수를 유입폐수와 통합 처리함으로써 농축폐수처리를 위한 별도의 설비가 필요없게 된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리방법은, 폐수를 산화제를 이용하여 산화처리하는 산화처리단계; 및 양극조와 격벽에 의해 구획된 음극조에서 상기 산화처리단계에서 약품처리된 처리수에 잔류하는 오염물을 환원처리하는 전기분해단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 산화반응단계에서 산화제의 활성화를 위해 산화제 촉진수단을 이용하여 촉진하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 산화처리단계에서는 염소계 산화제를 사용하는 것이 좋고, 상기 염소계 산화제는 염소, 차아염소산, 차아염소산염 중 하나 이상을 사용하는 것이 더욱 좋다.
또한, 상기 양극조에서는 전해액을 전기분해하여 상기 산화처리단계에 사용되는 산화제를 생산하는 것이 좋다.
또한, 상기 산화처리단계에서 처리할 폐수의 pH를 조정하는 pH 조정단계를 더 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 양극조에 사용되는 전해액은 염소계 산화제를 생산하기 위한 염화물 전해액인 것이 좋다.
또한, 상기 산화처리단계에서 약품 처리된 처리수에 잔류하는 오염물을 처리하기 위한 보조 산화처리단계를 더 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 보조 산화처리단계에서는 과산소산계 산화제를 사용하는 것이 좋고, 상기 과산소산계 산화제는 과산화수소, 과황산, 과염소산, 과망간산 중 하나 이상을 사용하는 것이 더욱 좋다.
또한, 상기 보조 산화처리단계는 상기 산화처리단계 직후 또는 상기 전기분해단계 이후에 이루어지는 것이 좋다.
또한, 상기 전기분해단계는 다단계로 이루어지도록 구비되며, 후단의 전기분해단계에서는 전기분해조의 음극조에서 상기 pH 조정단계에서 사용될 pH 조정제를 생산하여 공급하는 것이 좋다.
또한, 원폐수 일부 또는 희석된 원폐수를 이용해 재이용수 생산 및 농축폐수를 분류하는 농축단계를 포함하고, 상기 농축단계에서 생산된 재이용수는 상기 전기분해조의 양극조로 전해액을 공급하는 전해액 공급조로 유입하여 전해액 제조에 사용하고, 상기 농축부에서 분류된 농축폐수는 유입폐수와 혼합되어 통합처리되는 것이 좋다.
또한, 상기 산화처리단계에서는 폐수 성상에 따라 산화제를 복수 지점으로 분할 주입하는 것이 좋다.
또한, 상기 산화처리단계에서 사용되는 산화제의 주입량은, 염소(Cl2) 및 TOC의 질량비의 기준으로 Cl2 : TOC = 10~50 : 1의 비율인 것이 좋다.
이로써, 폐수의 TOC 함유량에 따라서 산화제의 주입량을 조절하여 산화처리효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 난분해성 유기물질을 함유한 고농도 폐수 처리장치 및 처리방법에 의하면, ETA와 같은 고농도의 TOC 및 T-N을 함유한 난분해성 유기물질 함유 폐수를 산화처리 및 전기분해 과정을 거쳐서 효과적으로 처리할 수 있다.
또한, 산화처리공정에 사용될 산화제를 현장의 전기분해조에서 직접 생산하여 제공할 수 있으며, 그로 인해 산화제의 운반 및 저장에 소요되는 비용과 설비를 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 산화반응조의 후단 또는 전기분해조 음극조의 후단에 추가적인 산화반응조(보조 산화반응조)를 설치함으로써, 산화반응조에서 처리된 처리수에 잔류하는 잔류 TOC 및 T-N 같은 잔류 오염물을 처리할 수 있다.
또한, 전기분해조에서는 산화제를 생산함과 동시에, 처리수에 잔류하는 질소산화물 같은 산화성 오염물을 환원처리할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 의하면, 설비를 간소화 소형화할 수 있으며, 처리설비의 가동 및 유지 관리 비용을 절감할 수 있다.
또한, 산화 반응조에 유입되는 폐수 성상에 따라 산화제를 분할 주입함으로써 폐수처리효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 난분해성 유기물질을 함유한 고농도 폐수 처리장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 산화반응조의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 산화반응조의 또 다른 예로서 튜브형 산화반응조를 나타내 보인 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 난분해성 유기물질을 함유한 고농도 폐수 처리장치를 나타내 보인 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 난분해성 유기물질을 함유한 고농도 폐수 처리장치를 나타내 보인 개략적인 구성도이다.
도 6은 도 1의 상태에서 농축수와 재이용수를 이용한 폐수 처리공정을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 산화반응조의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 산화반응조의 또 다른 예로서 튜브형 산화반응조를 나타내 보인 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 난분해성 유기물질을 함유한 고농도 폐수 처리장치를 나타내 보인 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 난분해성 유기물질을 함유한 고농도 폐수 처리장치를 나타내 보인 개략적인 구성도이다.
도 6은 도 1의 상태에서 농축수와 재이용수를 이용한 폐수 처리공정을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치 및 처리방법을 자세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치(100)는, 처리할 유입 폐수의 pH를 조정하는 pH 조정조(110)와, 산화반응조(120)와, 전기분해조(130)를 구비한다.
상기 pH 조정조(110)로 처리할 폐수가 유입되면, pH조절제 탱크(113)로부터 pH 조절약품이 일정량 공급된다. 여기서, 폐수의 pH는 특정값으로 한정되는 것은 아니며, 다만 바람직하게는 TOC, T-N 제거율 및 NOx-N 발생량을 제어하기 위해서 pH 조정조(110)에서는 폐수를 pH 10~13로 조정하도록 설정되는 것이 좋다. 이를 위해서 pH 조정조(110)에는 pH 센서(114)가 구비되고, 상기 pH 센서(114)의 측정값에 따라서 상기 pH조절제 탱크(113)에서의 pH 조절제의 공급량이 조절될 수 있다. 상기 pH 조절제로의 일예로는 NaOH가 사용될 수 있으며, 이외에도 다양한 공지의 약품이 사용될 수 있으며 특정 약품에 의해 본 발명이 한정되지 않는다.
상기 산화반응조(120)에는 pH 조정조(110)에 연결된 폐수 공급라인(111)을 통해 pH가 조정된 폐수가 유입된다. 산화반응조(120)로 유입된 폐수는 투입되는 산화제에 의해서 고농도 폐수에 포함된 총 유기탄소(TOC)를 이산화탄소(CO2)로 산화시키고, 암모니아성 질소(NH3-N)는 질소(N2)로 산화시킨다. 상기 산화반응조(120)로 투입되는 산화제로는 상기 전기분해조(130)의 양극조(130a)에서 전해질의 전기분해에 의해 생성된 산화제를 사용하는 것이 바람직하며, 염화물 전해질의 전기분해에 의해 생성된 염소계 산화제를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
여기서, 염소계 산화제는 염소, 차아염소산, 차아염소산염 중 하나 이상으로 구성된 것이 바람직하다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 산화반응조(120)에서의 산화제의 활성화를 위해서 산화반응조(120)에는 히터(151)와, UV조사기(153) 및 촉매 공급부(155)로 이루어진 산화제 촉진수단 중에서 적어도 하나 이상이 더 적용될 수 있다. 촉매 공급부(155)는 별도로 구비된 촉매제 탱크(155a)와, 촉매제 탱크(155a)의 촉매를 산화반응조(120)로 공급하는 촉매제 공급라인(155b)을 구비할 수 있다. 촉매제 공급라인(155b)에는 밸브가 설치되어 촉매제의 공급량을 제어할 수 있다.
또한 필요에 따라 회수라인(155c)을 통해 촉매를 회수하여 재공급하도록 구성될 수도 있다.
이러한 산화반응조(120)는 복수가 병렬로 설치될 수도 있다.
상기 전기분해조(130)는 양극(131)이 설치된 양극조(130a)와 음극(133)이 설치된 음극조(130b)가 격막(135)에 구획된 구성을 가진다.
상기 음극조(130b)에는 산화반응조(120)에서 처리된 약품 처리수가 약품처리수 이송라인(121)을 통해 유입된다. 음극조(130b)에서는 산화반응조(120)에서 미처리되거나 산화반응 중 생성되어 약품처리수에 잔류하는 잔류 산화성오염물을 환원 처리한다. 즉, 약품만으로는 완벽하게 처리하기 어려운 질소산화물(NOx-N) 같은 산화성오염물을 음극조(130b)에서 질소(N2)로 환원 처리할 수 있다. 이처럼, 음극조(130b)에서 최종적으로 처리된 처리수는 처리수 배출라인(132)을 통해 바로 방류되거나, 또는 pH가 조절된 후 방류될 수 있다.
상기 양극조(130a)에는 전해액공급부(137)로부터 전해액이 공급되어, 전기분해를 통해 산화제를 생산한다.
특히, 상기 양극조에서 생산하는 산화제가 염소계 산화제일 경우, 전해액공급부에서 염화물 전해액(예를 들어 소금물)을 공급한다.
여기서, 상기 양극(131)은 백금(Pt), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 탄탈륨(Ta), 주석(Sn), 붕소-다이아몬드형, 몰리브덴(Mo), 지르코늄(Zr), 니켈(Ni) 중 하나 이상을 전도성 모체에 코팅하여 형성될 수 있으나 그 종류를 한정하지 않는다.
상기 음극(133)은 티타늄(Ti), 그라파이트, 납(Pb), 지르코늄(Zr), 스테인리스, 알루미늄(Al), 아연(Zn), 니켈(Ni) 중에서 하나 이상으로 형성될 수 있으나 그 종류를 한정하지 않는다
또한, 상기 양극(131)과 음극(133)의 형태는 메쉬(mesh), 평면(plte), 파이프(pipe) 형태의 전극을 적용할 수 있으며, 이외에도 다양한 구성이 적용될 수 있다.
상기 양극조(130a)에서 생성된 산화제는 양극조(130a)와 산화반응조(120)를 연결하는 산화제 공급라인(139)을 통해 산화반응조(120)로 공급된다. 이처럼, 본 발명에 의하면, 산화반응조(120)에서 사용되는 산화제를 현장에 설치되는 전기분해조(130)에서 직접 현장 생산하여 공급할 수 있게 된다. 따라서, 별도로 산화제 보관을 위한 시설이 불필요하여, 보관 시의 누출위험과 폭발위험을 해결할 수 있고, 보관시설을 위한 공간을 줄일 수 있고, 설비비용을 줄일 수 있다.
필요에 따라서는 생산된 산화제를 산화반응조(120)로 공급하는 산화제 공급라인(139)에 산화제의 정량공급을 위한 버퍼탱크를 추가로 구성할 수도 있다.
한편, 상기 구성을 가지는 본 발명의 제1실시예에 따른 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치(100)를 이용한 폐수 처리방법을 자세히 설명하기로 한다.
먼저, 폐수가 pH 조정조(110)로 유입되면, pH 센서(114)의 측정값에 따라서 pH조절제 탱크(113)에서의 pH 조절제의 공급량이 조절을 통해 폐수의 pH를 적절한 범위로 조정한다. 이때, pH 조절제로는 수산화나트륨(NaOH) 등과 같은 약품이 사용될 수 있으며, 폐수 pH는 10~13 정도로 조절될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
pH 조정조(110)에서 pH가 조정된 폐수는 산화반응조(120)로 이송된다. 산화반응조(120)에서는 전기분해조(130)의 양극조(130a)에서 생성된 산화제를 공급받아서, 산화 반응에 의해서 폐수에 포함된 총 유기탄소(TOC) 와 총 질소(T-N)을 제거한다. 즉, 산화반응조(120)에서는 총 유기탄소(TOC)를 이산화탄소(CO2)로, 암모니아성질소(NH3-N)는 N2로 산화처리한다.
여기서, 상기 양극조(130a)에서 산화반응조(120)로 공급되는 산화제가 염소계산화제이고, 상기 염소계산화제는 차아염소산염을 사용할 경우, 상기 차아염소산염은 1~12 wt. %인 것이 좋다. 또한, 염소계 산화제의 주입량은 염소가스(Cl2) 및 TOC의 질량비로 조절하며, 바람직하게는: TOC = 10~50 : 1의 비율로 주입하는 것이 좋다. 이때 산화반응조(120)에서의 반응온도는 50~100℃가 유지되도록 상술한 산화제 촉진수단에 의해 제어되는 것이 좋다. 이를 위해, 산화반응조(120)에는 반응온도를 모니터링하기 위한 온도센서(123)가 구비되는 것이 좋다.
또한 산화제 촉진 수단으로써 UV 조사기를 통해 UV를 조사하는 것이 좋다.
상기 산화반응조(120)로 염소계 산화제를 공급하기 위해서, 전기분해조(130)로는 전해액공급부(137)로부터 소금물과 같은 염화물 전해액이 공급되어 전기분해됨으로써, 현장에서 염소계 산화제를 생산하여 공급할 수 있다.
그리고 산화반응조(120)에서 약품 처리된 처리수는 전기분해조(130)의 음극조(130b)로 유입되며, 미처리되고 처리수에 남아 있는 잔류 질소산화물과 같은 오염물은 음극환원반응을 통해 제거된다.
한편, 상기 전기분해조(130)의 양극조(130a)로 염화물 전해액이 공급되고, 음극조(130b)로 약품처리된 처리수가 유입되면서 전기분해가 이루어지는 과정은 다음의 반응식을 통해 이해될 수 있다.
< 양극 반응>
2Cl- -> Cl2 + 2e-
Cl2 + H2O -> HOCl + HCl
HOCl < - > OCl- + H+
< 음극 반응>
2H2O + 2e- -> H2 + 2OH-
2Na+ + 2OH- -> 2NaOH
< 음극-질산성질소 처리반응>
NO3 - + H2O + 2e- -> NO2 - + 2OH-
NO3 - + 3H2O + 5e- -> 0.5N2 + 6OH-
NO3 - + 7H2O + 8e- -> NH4 + + 10OH-
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치(100) 및 이를 이용한 폐수 처리방법에 의하면, 현장에 설치된 전기분해조(130)의 양극조(130a)에서 생산된 산화제를 산화반응조(120)로 직접 공급하여, pH 조정조(110)에서 pH가 조정된 폐수를 산화반응조(120)에서 산화 반응시켜서 처리함으로써, 폐수에 포함된 TOC와 T-N을 처리할 수 있게 된다.
그리고 전기분해조의 전기분해과정을 거치면서, 음극조(130b)에서는 처리수에 미처리 되었거나 산화처리 중 생성된 산화성 잔류오염물질을 질소(N2)로 환원처리할 수 있다. 이와 같이 처리된 처리수는 처리수 배출라인(132)을 통해 바로 방류되거나, pH를 조절한 후에 방류될 수 있다.
또한, 상기 산화반응조(120)는 산화제를 분할 주입 할 수 있는 복수의 산화제 주입구, 주입량 조절장치 등의 산화제 분할 주입 수단 중 적어도 하나 이상을 적용할 수 있다.
산화제를 분할주입하기 위한 수단 중에서 바람직한 실시예로는 튜브형 반응조의 구성이 바람직하다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 관형상을 가지는 튜브형 흐름반응조(120')가 적용되는 것이 바람직하며, 이 경우 튜브형 흐름반응조(120')에는 산화제를 분할 주입하기 위한 복수의 산화제 주입구(120a)가 서로 다른 위치에 마련되는 것이 좋다. 이로써, 복수의 산화제 주입구(120a) 각각으로 산화제 공급라인(139)이 연결되어, 산화제를 분할로 주입할 수 있게 되어, 산화반응 효율을 높일 수 있게 된다.
즉, 튜브형 흐름반응조(120')는 산화제의 주입지점을 다수 구비함으로써, 산화 반응성을 조정 가능하며, 이로써 질소산화물(NOx-N) 같은 산화성오염물의 생성을 억제할 수 있다.
상기와 같이 튜브형 흐름반응조(120')를 적용하여 산화제를 pH 별로 분할주입할 경우의 폐수의 산화처리효율에 대한 실험예1를 설명하면 다음과 같다.
상기와 같이 산화제를 분할주입하여 산화처리효율을 확인한 실험예1를 설명하면 다음과 같다.
< 실험예 1 >
- 실험조건 : Cl2 : TOC = 30 : 1, 반응온도는 90℃, 반응시간은 90분
- 초기농도 : TOC 1852mg/L, T-N 1458mg/L, NO3-N 12.3mg/L
| 유입폐수 pH | 1.65 | 6.88 | 10 | 12 | ||||
| 분할주입 횟수 | 1회 | 6회 | 1회 | 6회 | 1회 | 6회 | 1회 | 6회 |
| T-N제거율(%) | 59.7 | 80.7 | 77.7 | 80.9 | 85.5 | 88.1 | 90.2 | 90.3 |
| TN to NO3 전환율(%) | 62.2 | 17.1 | 27.5 | 20.5 | 15.6 | 9.6 | 9.9 | 5.1 |
| TOC 제거율(%) | 83.1 | 88.9 | 94.1 | 95.3 | 91.4 | 89.5 | 94.5 | 91.4 |
| * TN to NO3 전환율(%):반응시 제거된 TN 중 NO3-N로 전환된 비율(%) * 모든 실험은 동일한 산화제량을 주입함. |
||||||||
상기 실험예 1 및 표 1을 통해 알 수 있듯이, 산화제를 분할주입함으로써 T-N 제거율을 높힐 수 있고, 산화처리 중 생성되는 NO3-N의 전환율을 억제할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치(100')에 의하면, 산화반응조(120)에서 처리된 처리수에 잔류 TOC 및 T-N이 남아 있을 경우, 이를 처리하기 위한 보조 산화반응조(140)가 더 구비되어, 추가적인 산화처리단계를 더 수행할 수 있다.
상기 보조 산화반응조(140)는 도 5에 실선으로 도시한 바와 같이, 염소계 반응조(120)의 후단 즉, 약품처리수 이송라인(121)에 설치되거나, 가상선으로 도시한 바와 같이, 전기분해조(130)의 음극조(130b)의 후단 즉, 처리수 배출라인(132)에 설치될 수도 있다. 상기 보조 산화반응조(140)의 일예로서 과산소산 산화제 공급부(141)로부터 과황산계열의 약품(예를 들어 과황산염;persulfate)을 산화제로 공급받아서, 처리수에 남아 있는 TOC를 CO2로 산화처리하고, 일부 T-N을 처리할 수 있다. 상기 과황산염은 1~49 wt. %로 이루어지는 것이 바람직하며, 구체적으로는 퍼설페이트 음이온 및 퍼옥시모노설페이트 음이온으로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다.
보조 산화반응조(140)에 대한 과산소산 화합물(과황산염)의 주입량은 PS(persulfate) : TOC = 10~100 : 1 질량비로 주입하는 것이 바람직하며, 반응온도는 50~100℃가 되도록 제어하는 것이 좋다. 이를 위해서, 보조 산화반응조(140)에도 온도센서(143)와 히터(145)가 구비되는 것이 좋다. 그 외 산화제 촉진수단으로 UV, 촉매 등이 적용될 수 있다.
즉, 유입되는 폐수의 농도나 반응조건에 따라서 산화반응조(120)에서 TOC를 완전하게 처리하지 못하고, 약품 처리수에 일부의 TOC가 잔류할 수 있는데, 이러한 잔류 TOC는 보조 산화반응조(140)를 추가로 설치함으로써, 완전하게 처리할 수 있게 된다. 그리고 보조 산화반응조(140)의 설치위치는 현장의 상황이나 설치공간 처리효율 등을 감안하여 산화반응조(120)의 후단이나 전기분해조(130)의 음극조(130b)의 후단에 설치할 수 있게 되어, 설계상의 유연함을 발휘할 수 있다.
여기서, 완전하게라 하는 것은, 유입폐수의 오염물 농도를 법규로 정해진 수질방류기준 이하로 처리하는 것을 의미한다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치(100")에 의하면, 산화반응조(120)의 후단에 복수의 제1 및 제2 전기분해조(130',130")가 다단으로 설치된 구성에 특징이 있다.
여기서, 전해액 공급부(137)는 제2 전기분해조(130")의 양극조(130a")로 전해액을 공급하고, 상기 양극조(130a")로 공급된 전해액을 포함하여 전기분해된 전기분해수는 전기분해수 공급라인(138)을 통해 제1전기분해조(130')의 양극조(130a')로 공급된다. 물론, 상기 전해액 공급부(137)에서 제1 및 제2전기분해조(130',130") 각각의 양극조(130a',130a")로 전해액을 공급할 수도 있다.
상기 각 양극조(130a',130a")에서는 앞서 도 1에서 설명한 양극조(130a)에서와 동일한 전기분해반응이 일어나서, 염소계 산화제로 사용되는 염소 차아염소산, 차아염소산염을 생성하여 산화반응조(120)로 공급할 수 있다.
물론, 상기 각 양극조(130a',130a")에서 각각 생성된 산화제를 산화반응조(120)로 각각 공급할 수도 있다.
상기 제1전기분해조(130')의 음극조(130b')에서는 산화반응조(120)에서 약품 처리된 약품처리수가 공급되어 잔류 질소산화물(NOx-N)과 같은 산화성잔류오염물을 처리한다.
상기 음극조(130b')에서 처리된 처리수는 처리수 배출라인(132)에 연결되는 방류라인(132')을 통해 pH가 조절된 후 방류될 수 있다. 이때, 처리수 배출라인(132)은 제2전기분해조(130")의 음극조(130b")로 직접 연결되어 처리수를 음극조(130b")로 공급할 수도 있다. 이 경우 2단으로서 제1전기분해조(130')의 후단에 배치된 제2전기분해조(130")의 음극조(130b")에서는 처리수와 반응하여 pH 조정제로 사용될 수 있는 NaOH를 생성한다. 음극조(130b")에서 생성된 NaOH는 pH 조정제 공급부(113)에 연결되는 pH 조정제 공급라인(136)을 통해서 pH 공급부(113)로 공급된다. 물론 상기 각각의 음극조(130b', 130b")로 산화반응조(120)에서 처리된 약품 처리수가 각각 공급되도록 구성될 수도 있다. 이처럼, 전기분해단계를 다단계로 직렬 또는 병렬 구성함으로써, 후단의 전기분해단계에서 직접 pH 조정제로 생산하여 현장 사용할 수 있게 됨으로써, 원거리에서 별도로 pH 조정제를 조달할 필요가 없게 되어, 운송, 저장에 따른 비용을 절감할 수 있다.
상기 처리수 배출라인(132)에서 방류라인(132')이 분기되는 부분에 3방 밸브(134)가 설치되어 처리수의 배출방향과 배출량을 조절할 수 있다.
한편, 상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예들에 따른 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치(100,100',100")의 작용효과는 하기의 실험예들 통해 구체적으로 확인할 수 있다.
< 실험예 2 >
- 처리방법 : 염소계 산화제 처리 -> 전기분해
- 테스트조건
(1) 폐수 : 에탄올 아민(ETA) 용액
(2) 염소계 산화제 처리(산화반응조) 조건 : 산화제는 12% 차아염소산나트륨(NaOCl), 반응시간은 90℃에서 30분, 산화제 투입량은 Cl2 : TOC = 30 : 1
(3) 전기분해(격막식, 음극수 농도 분석) : 전류밀도는 100mA/cm2, 전기분해 시간은 60분, 극 간격은 2cm, 분리막은 양이온 분리막, 전극은 (DSA; Anode), (Titanium;Cathode)을 사용하였다.
상기와 같은 실험조건으로 에탄올아민 용액을 산화반응조(120)에서 산화처리 한 후, 전기분해조(130)에서 전기분해 처리하는 단계별로 TOC, T-N, NO3-N의 측정값과, TOC 및 T-N의 제거율을 확인한 실험데이터를 아래의 표 2와 같다.
| 테스트 순서 | TOC (mg/L) |
T-N (mg/L) |
NO3-N (mg/L) |
TOC 제거율 (%) |
T-N 제거율 (%) |
|
| 1 | Raw 폐수(ETA) | 8840 | 5233 | N.D | - | - |
| 2 | 염소계 산화제 처리 | 26.2 | 190.6 | 142.0 | 99.7 | 96.4 |
| 3 | 전기분해 (음극조 용액농도) |
7.4 | 20.3 | 15.9 | 99.9 | 99.2 |
상기 실험예2를 통해 알 수 있듯이, 폐수(에탄올아민, ETA)를 염소계 처리과정과 전기분해 과정을 거쳐서 처리함으로써, 폐수에 함유된 TOC 및 T-N을 효과적으로 저감시킬 수 있음을 알 수 있다.
< 실험예 3 >
- 처리방법 : 염소계 산화제 처리 → 과황산염계 산화제 처리 → 전기분해
- 테스트조건 :
(1) 폐수 : 에탄올아민 함유 폐수(복수탈염설비 발생폐수)
(2) 염소계 산화제 처리(산화반응조) : 산화제는 12% 차아염소산나트륨(NaOCl), 반응시간은 90℃에서 30분, 산화제 투입량은 Cl2 : TOC = 20 : 1
(3) 과황산염 산화제 처리 : 산화제는 과황산염, 반응시간은 90℃에서 30분, 주입량은 PS : TOC = 40 : 1
(4) 전기분해 : 전류밀도는 100mA/cm2, 전기분해 시간은 60분, 극간격은 2cm, 전극은 (DSA; Anode), (Titanium; Cathode)을 사용하였다.
상기와 같은 실험조건으로 에탄올아민 함유폐수를 산화반응조(120)에서 산화처리하고, 보조 산화반응조(140)에서 처리한 후, 전기분해조(130)에서 전기분해 처리하는 단계별로 TOC, T-N, NO3-N의 측정값과, TOC 및 T-N의 제거율을 확인한 실험데이터는 아래의 표 4와 같다.
| 테스트 순서 | TOC (mg/L) |
T-N (mg/L) |
NO3-N (mg/L) |
TOC 제거율 (%) |
T-N 제거율 (%) |
|
| 1 | Raw 폐수 | 1863 | 1557.5 | 5 | - | - |
| 2 | 염소계 산화제처리 | 483.6 | 189.3 | 39.5 | 74.0 | 87.8 |
| 3 | 과황산염 산화제처리 | 16.8 | 51.2 | 46.9 | 99.1 | 96.7 |
| 4 | 전기분해 | 12.2 | 10.4 | 10 | 99.3 | 99.3 |
상기 실험예 4를 통해 알 수 있듯이, 염소계 처리공정과, 과황산 처리공정 및 전기분해 공정을 거치게 되면, 에탄올아민 폐수에 포함된 TOC, T-N은 물론, NO3-N을 더욱 효과적으로 처리할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 원폐수는 폐수 저장조(230)를 통해 pH 조정조(110)로 공급되어 처리공정을 거칠 수 있고, 원폐수 일부 또는 희석된 원폐수는 농축부(210)에서 농축처리된 후 폐수 저장조(230)로 공급되어 처리공정을 거치도록 할 수 있다.
여기서, 원폐수 일부 또는 희석된 원폐수는 유입 폐수 성상에 따라 전처리 공정 또는 단순 여과 필터 처리 등을 통과한 후 바로 농축부(210)로 공급될 수 있다.
상기 농축부(210)는 전처리된 원폐수 일부 또는 희석된 원폐수 여과하여 농축수와 투과수로 분리하는 것으로서, RO, NF, EDR, CDI 중에서 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다. 농축부(210)에서 배출되는 농축수는 폐수 공급경로에 설치되는 폐수 저장조(230)에 수용되어 원폐수와 혼합되어 저장되어 있다가 필요한 처리량만큼 처리를 위해서 pH 조정조(110)로 공급된다.
또한, 상기 농축부(210)를 투과한 처리수(투과수)는 별도의 재이용수 탱크(220)로 이송되어 저장된다. 그리고 상기 재이용수 탱크(220)에 저장된 재이용수 중 일부 또는 전체가 전기분해에 사용될 전해액이 저장되는 전해액 공급부(137)로 공급되어 산화제의 생산에 사용될 수 있다.
상기와 같이 원폐수 또는 농축부(210)에서 농축처리된 폐수는 폐수 저장조(230)에서 모아져서 수용되며, 처리할 양만큼 폐수 처리공정으로 공급되어 처리된다
여기서, 도 6에 설명한 상기 농축부의 구성을 통해 얻어지는 재이용수를 이용하는 기술은 도 1, 도 4 및 도 5의 구성에 모두 적용할 수 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100,100',100"..난분해성 유기물질을 함유한 고농도 폐수 처리장치
110..pH 조정조 113..pH 조정제 공급부
120..산화반응조 130,130',130"..전기분해조
131..양극 133..음극
135..격막 137..전해액
140..보조 산화반응조 141..과산소산 산화제 공급부
210..농축부 220..재이용수 탱크
230..폐수 저장조
110..pH 조정조 113..pH 조정제 공급부
120..산화반응조 130,130',130"..전기분해조
131..양극 133..음극
135..격막 137..전해액
140..보조 산화반응조 141..과산소산 산화제 공급부
210..농축부 220..재이용수 탱크
230..폐수 저장조
Claims (26)
- 양극조와 상기 양극조와 격벽에 의해 구획되는 음극조를 가지는 전기분해조를 이용하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치로서,
양극조로 전해액을 공급하는 전해액 공급조;
전해액 공급조로부터 공급된 전해액을 전기분해하여 산화제를 생산하는 양극조;
양극조에서 생산된 산화제를 공급받아 폐수를 산화처리하는 산화반응조;
산화반응조에서 처리된 약품 처리수를 음극조로 이송하는 약품처리수 이송라인; 및
약품처리수 이송라인을 통해 이송된 약품 처리수가 유입되어 상기 산화반응조에서 약품처리된 처리수에 잔류하는 산화성 잔류오염물질을 질소(N2)로 환원처리하는 음극조;를 포함하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치. - 제1항에 있어서,
상기 전기분해조의 양극조에서 상기 산화반응조로 공급할 산화제를 공급받아, 상기 산화반응조로 공급하는 산화제 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치. - 제1항에 있어서,
상기 산화반응조에서의 산화제의 활성화를 위한 산화제 촉진수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치. - 제3항에 있어서, 상기 산화제 촉진수단은,
상기 산화반응조를 가열하는 히터와, UV 광을 조사하는 UV조사기 및 상기 산화 반응조로 촉매제를 공급하는 촉매 공급부 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치. - 제1항에 있어서,
TOC 및 T-N을 함유한 폐수의 pH를 조정하는 pH 조정조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화반응조에 사용되는 산화제는 염소계 산화제인 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화반응조의 후단 또는 상기 전기분해조의 음극조 후단에 설치되어, 상기 산화반응조에서 약품 처리된 처리수에 잔류하는 오염물을 추가적으로 처리하는 보조 산화반응조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치. - 제7항에 있어서, 상기 보조 산화반응조에서는,
과산소산 화합물을 산화제로 사용하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치. - 제8항에 있어서, 상기 과산소산 화합물은,
과산화수소, 과황산, 과염소산, 과망간산으로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기분해조는 복수가 다단으로 직렬 또는 병렬 연결되게 설치되며, 후단에 배치된 전기분해조의 음극조에서는 pH 조정조에서 사용될 pH 조정제를 생산하여 공급하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화반응조는 유입폐수 성상에 따라 산화제를 분할 주입 하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리 장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
농축수와 재이용수를 분류하는 농축부를 더 포함하고,
상기 농축부에서 농축된 농축수는 유입폐수와 혼합되어 처리되는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치. - 제12항에 있어서,
상기 전기분해조의 양극조로 염화물 전해액을 공급하기 위한 염화물 전해액 공급부에서는 상기 농축부에서 처리되어 분류된 재이용수를 공급받아 이용하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반응조는 튜브형상을 가지는 튜브형 흐름반응조를 포함하며,
상기 튜브형 흐름반응조에는 상기 산화제를 분할 주입하기 위한 복수의 산화제 주입구가 마련되는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치. - 폐수를 산화제를 이용하여 산화처리하여 산화처리단계; 및
양극조와 격벽에 의해 구획된 음극조에서, 산화처리된 약품 처리수가 약품처리수 이송라인을 통해 음극조로 유입되어, 상기 산화처리단계에서 약품처리된 처리수에 잔류하는 오염물을 환원처리하는 전기분해단계;를 포함하는, 제1항의 처리장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리방법. - 제15항에 있어서,
상기 산화처리단계에서 산화제의 활성화를 위해 산화제 촉진수단을 이용하여 촉진하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리방법. - 제16항에 있어서,
상기 양극조에서는 전해액을 전기분해하여 상기 산화처리단계에 사용되는 산화제를 생산하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리방법. - 제15항에 있어서,
상기 산화처리단계에서 처리할 폐수의 pH를 조정하는 pH 조정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리방법. - 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화처리단계에서 약품 처리된 처리수에 잔류하는 TOC를 과산소산 화합물을 이용하여 처리하기 위한 보조 산화처리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리방법. - 제19항에 있어서,
상기 보조 산화처리단계는 상기 산화처리단계 직후 또는 상기 전기분해단계 이후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리방법. - 제18항에 있어서,
상기 전기분해단계는 다단계로 이루어지도록 구비되며, 후단의 전기분해단계에서는 전기분해조의 음극조에서 상기 pH 조정단계에서 사용될 pH 조정제를 생산하여 공급하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리방법. - 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
농축수와 재이용수를 분류하는 농축단계를 더 포함하고,
상기 농축단계에서 농축된 농축수는 유입폐수와 혼합되어 처리되는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리방법. - 제22항에 있어서,
상기 농축단계에서 분류된 재이용수는 상기 양극조로 공급되는 염화물 전해액으로 이용되도록 공급되는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리방법. - 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화처리단계에서는 산화제를 복수 지점으로 분할 주입하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리방법. - 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화처리단계에서 사용되는 산화제의 주입량은,
염소(Cl2) 및 총 유기탄소(TOC)의 질량비의 기준으로 Cl2 : TOC = 10~50 : 1의 비율인 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리방법. - 제19항에 있어서,
상기 과산소산 화합물은 과산화수소, 과황산, 과염소산, 과망간산으로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리방법.
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