KR19990014376A

KR19990014376A - 불소를 함유한 하폐수 처리제 및 그를 사용한 하폐수 처리방법

Info

Publication number: KR19990014376A
Application number: KR1019980046927A
Authority: KR
Inventors: 안영철; 이제훈
Original assignee: 안영철; 이제훈; 주식회사 니드켐
Priority date: 1998-11-03
Filing date: 1998-11-03
Publication date: 1999-02-25
Also published as: KR100318660B1

Abstract

본 발명은 불소가 다량 함유된 하폐수를 완벽하게 정화처리하여 배출할 수 있는 하폐수 처리제 및 그를 사용한 하폐수 처리방법에 대한 것으로, 분말상의 탄산마그네슘(MgCO₃)과 탄산칼슘(CaCO₃)이 각각 0.5∼2.5 중량부 및 97.5∼99.5 중량부 혼합되어 제조된 15-25％농도의 복합염 수용액 90∼99.9중량 부에, 붕사(Na₂B₄O₇·10H₂O)가 0.1∼10중량 부 첨가된 혼합물로 이루어지는 하폐수 처리제를, 하폐수 원수에 일정량 첨가하여 0.5∼5시간동안 교반 및 폭기시키는 단계, 응집제를 적용되는 상기 처리제 양의 2-4ppm 비율로 투입하여 10분간 더 교반하는 단계,상기 재차 교반시킨 후 반응물을 침전시켜 상등수 및 슬러지를 분리하여 배출하는 단계로 하폐수를 처리함으로써, 기존의 하폐수 처리방식과는 달리 간단한 절차에 의해 하폐수 내 통상의 유해성분에 더하여 불소처리까지도 제거할 수 있어, 경제적으로 유익하게 하폐수를 처리할 수 있게 된다.

Description

불소를 함유한 하폐수 처리제 및 그를 사용한 하폐수 처리방법

본 발명은 불소(Fluorine)를 함유한 하폐수 처리제 및 그를 사용한 하폐수 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 말하면 하폐수 정화처리시 그 내에 다량 함유된 불소까지도 제거하여 수질 오염 없이 하폐수를 완벽하게 정수시켜 배출할 수 있는 불소를 함유한 하폐수 처리제 및 그를 사용한 하폐수 처리방법에 대한 것이다.

요즈음은 생활하수나 산업용 폐수의 정화처리가 우리생활에 미치는 영향이 중대함을 인식하여 그 처리제 및 처리방법이 다양하게 개발되어 오고 있는데, 그중 최근에 가장 적절한 방법으로 실시되고 있는 방식으로는 하폐수를 집수조에서 1-24시간동안 pH 2-3 정도에서 폭기 처리한 다음 반응조에서 중화제로서 소석회(Ca(OH)₂)나 수산화나트륨(NaOH)을 대략 5,000-10,000ppm 정도 투입하여 교반하면서 pH를 10-12 로 상승시켜 0.5-2 시간 동안 반응시킨 후 응집조에서 액반 이나 PAC

(poly aluminium chloride), 염산, 황산 또는 불산저감제를 첨가하여 pH 7로 조정한 다음 적당한 고분자 응집제를 투여하여 하폐수를 정화처리하며 또한 하폐수내 불소성분도 슬러지(sludge)상태로 응집시켜 배출해 오고 있다.

그러나, 이러한 처리는 불소가 소량 함유되어 있을 경우에는 권장할 만하나 불소가 많이 섞여 배출되는 전자부품공장 등에서의 폐수의 경우에는 불소저감제를 투입함에도 불구하고 불소가 완전히 제거되지 못하고 불산으로 내재하게되어 처리된 폐수의 상등수의 pH 가 방류 기준(pH 5.8-8.5)을 넘으므로 재차 처리되어야 하며 또 슬러지 내에도 불소가 잔류하게 되므로 따로 그 제거 처리를 해야 하기에 번거롭고 비용이 많이 들뿐만 아니라 이러한 별도의 처리에서조차도 불소의 완전한 제거가 불가능하여 큰 문제점이 내재하고 있었다.

본 발명자들은 이 분야에 오래 동안 종사해 오면서 불소가 다량 함유된 하폐수도 완벽하게 정화시켜 산업발달로 인한 더 이상의 환경 오염을 유발하지 않도록 하기 위하여 세심한 주의와 지속적인 연구를 기울인 바, 기존의 방식과는 달리 간단한 절차와 저렴한 비용으로도 하폐수 내에 함유된 유해물질은 물론 불소도 효율적으로 제거할 수 있어 하폐수 정화시의 상기 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 처리제 및 그를 사용한 처리방법을 개발하게 되었다.

즉, 본 발명은 일반폐수는 물론 불소가 고도로 내포된 산업용 폐수에도 간

단한 방식으로 거의 제로 수준으로 까지 불소를 제거하여 실제로 하폐수 정화를 완벽하게 실행할 수 있는 하폐수 처리제 및 처리방법을 제공하고자 의도된 것이다.

본 발명에 따르면 하폐수에 함유된 불소를 제거하기 위하여 분말상의 탄산마그네슘(MgCO₃)과 탄산칼슘(CaCO₃)이 각각 0.5∼2.5 중량부 및 97.5∼99.5 중량부 혼합되어 제조된 15-25％농도의 복합염 수용액 90∼99.9중량 부에 붕사(Na₂B₄O₇·10H₂O)가 0.1∼10중량 부 첨가된 혼합물로 이루어지는 불소를 함유한 하폐수 처리제를 제공하게 된다.

또한, 본 발명에 따르면 하폐수 원수에 상기 불소를 제거할 수 있는 하폐수 처리제를 일정량 첨가하여 0.5∼5시간동안 교반 및 폭기시키는 단계;

응집제를, 적용되는 상기 처리제 양의 2-4ppm 비율로 투입하여 10분간 더 교반하는 단계;

교반시킨 후 반응물을 침전시켜 상등수 및 슬러지를 분리하여 배출하는 단계로 이루어지는 불소를 함유한 하폐수 처리방법을 제공하게 된다.

또한, 처리되는 하폐수의 양이 다량인 경우, 상기 교반 및 폭기 단계 후 산화란탄(La₂O₃) 0.01∼1중량％, 붕산(boric acid) 0.5∼2.5중량％와 산화알루미늄(Al₂O₃) 농도가 2∼7％인 액반, 2∼5％인 폐액반 또는 2∼17％인 PAC를 나머지 양으로 하여 이루어지는 역중화제에 의한 중화처리단계를 더 거치는 것이 바람직하다.

따라서, 역중화제로 하폐수를 더 처리함으로써 하폐수를 중화시켜 하폐수의 pH를 낮춤과 아울러 불산이 함유된 하폐수의 응집시 전리도를 상승시켜 미세 입자까지도 응집되도록 하여 응집성을 한층 향상시켜 주므로 불소의 농도를 상당히 낮춰 주게 된다.

하폐수내 유해성분의 입자를 응집시키기 위해 상기 투입되는 응집제는 통상의 비이온성, 음이온성, 양이온성 및 양쪽이온성의 것이 하폐수의 성상에 따라 적의 선정되어 사용되며, 본 발명에 따른 하폐수 처리제 투입량의 대략 2-4ppm 비율로 첨가되는 것이 바람직하다.

상기 붕사는 탄산칼슘과 물과의 엉김 현상을 막는 분산제 및 불산의 반응을 촉진시키는 촉매 역할을 한다. 그러므로, 붕사의 양이 0.1중량 부 미만일 경우에는 탄산칼슘의 물과의 반응을 억제하는 작용이 미약하여 탄산칼슘의 불소등 기타 유해성분과의 반응에 앞서 물과 먼저 반응하여 고상의 응고물을 발생시키거나 하폐수 처리제의 반응을 불안정하게 하므로 부적당하며, 또 상기 상한인 10중량 부를 하회하는 경우에는 비경제적일 뿐만 아니라 오히려 반응되지 않고 붕사가 슬러지 내에 잔존하므로 상기 범위 내에서 첨가되어야 한다. 또, 본 발명의 하폐수 처리제에서의 탄산칼슘과 탄산마그네슘과의 상기 복합염이 15％농도 미만일 경우에는 불소처리능력이 떨어지며 처리비용이 상승하며 25％농도를 넘을 경우에는 오히려 희석하여 사용하여야 하므로 상기 농도로 유지되어야 한다.

상술한 본 발명에 따른 하폐수 처리제에 의한 하폐수 정화시의 주요 반응기

구는 대략 다음과 같다.

2HF + CaCO₃→ CaF₂↓ + CO₂+ H₂O

2HF + MgCO₃→ MgF₂↓ + CO₂+ H₂O

이하, 본 발명을 보다 명확하게 이해할 수 있도록 하기 위해 실시례들을 들

어 기술하나 본 발명은 이들 실시례에 한정되지 않고 수반된 특허청구의 범위 및 본 발명의 정신과 범주 내에서 그 정정 및 변형이 가능함은 본 분야에 숙지된 자들

은 용이하게 이해될 것이다. (실시례에서의 부는 중량백분율을 나타낸다.)

(실시례1)

먼저 본 발명의 하폐수 처리제를 만들기 위하여 분말상의 탄산마그네슘 1.5부와 탄산칼슘 98.5부를 잘 혼합하여 20％농도의 수용액으로 만들었다. 이 수용액 95부에 붕사를 5부 첨가하여 충분히 혼합하여 본 발명에 따른 하폐수 처리제를 제조하였다.

pH가 2.56 이고 불소가 172.5(㎎/ℓ)함유된 폐수를 각기 500㎖취하여(이하, 이를 원수로 함) 8개 반응조에 투입한 다음, 상기 제조된 본 발명의 하폐수 처리제를 3000ppm 및 5000ppm 씩을 취하여 각기 4군데씩 상기 원수가 담겨 있는 각 반응조에 첨가한 후 상온에서 교반 및 폭기시간을 다음과 같이 30분, 1시간, 3시간 및

5시간씩 각기 다르게 처리 하였다.

그 다음, 이들 처리 원수를 각각 응집조로 보내 동일한 반응성의 응집제를 1

㎖씩 각기 투입하여 일률적으로 10분간 반응시킨 후 침전조에서 4시간동안 침전시켰다. 그 후 상등수를 취하여 그내에 함유된 불소함량을 각기 조사 해 보았다.

그 시험 결과를 다음 표1에 나타낸다.

(실시례2)

산화란탄 0.08％ 및 붕산 1.5％에, 산화알루미늄 농도가 5％인 액반을 전체 100％ 가 되도록 일정량 첨가하여 역중화제를 별도로 준비하였다.

그런 다음, 상기 실시례1과 동일한 성상의 원수를 4개의 반응조에 투입하고 거기에 상기 실시례1에서와 동일한 방식으로 제조된 본 발명의 하폐수를 5,000ppm씩 각기 첨가하여 상기 실시례1과 동일하게 교반 및 폭기시켰다.

그 후, 이 원수에 상기 준비된 역중화제를 0.1㎖, 0.12㎖, 0.2㎖ 및 0.3㎖씩 각기 첨가하여 20분간 더 반응시킨 다음 상기 실시례1에서와 동일한 조건하에서 동일한 후속 절차에 의해 처리하였다. 그 결과, 다음 표2에 나타난 바와 같이 상등수내에 함유된 불소의 양은 상기 실시례1에서 보다 상당히 줄어들었음을 알 수 있었다.

이상과 같이 본 발명에 의한 하폐수 처리제 및 처리방법에 따르면, 기존의

하폐수 처리방식과는 달리 간단한 절차에 의해 하폐수를 거의 완벽하게 정화시켜 주므로 하폐수 내 통상의 유해성분에 더하여 불소처리를 위한 재차 별도의 처리공정을 거치지 않고도 바로 방출이 가능하여 수월하게 하폐수를 처리하면서도 그 내에 함유된 불소 양을 대폭 줄일 수 있어, 경제적으로 유익하게 하폐수를 처리할 수 있게 된다.

다시 말해, 하폐수의 COD농도를 기준치이하로 낮추며 유해성분중 중금속까지도 제거함과 동시에 불소도 완전히 제거시켜 pH를 거의 중성수준으로 낮춰 주게 된다.

Claims

일반 하수 및 공장 폐수, 특히 불소를 다량 함유하는 하폐수를 제거하기 위한 하폐수 처리제에 있어서,

상기 하폐수 처리제가 분말상의 탄산마그네슘(MgCO₃)과 탄산칼슘(CaCO₃)이 각각 0.5∼2.5 중량부 및 97.5∼99.5 중량부 혼합되어 제조된 15-25％농도의 복합염 수용액 90∼99.9중량 부에, 붕사(Na₂B₄O₇·10H₂O)가 0.1∼10중량 부 첨가된 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 불소를 함유한 하폐수 처리제.
일반 하수 및 공장 폐수, 특히 불소를 다량 함유하는 하폐수를 제거하기 위한 하폐수 처리방법에 있어서,

하폐수 원수에, 분말상의 탄산마그네슘(MgCO₃)과 탄산칼슘(CaCO₃)이 각각 0.5∼2.5 중량부 및 97.5∼99.5 중량부 혼합되어 제조된 15-25％농도의 복합염 수용액 90∼99.9중량 부에 붕사(Na₂B₄O₇·10H₂O)가 0.1∼10중량 부 첨가된 혼합물로 이루어지는 하폐수 처리제를 일정량 첨가하여 0.5∼5시간동안 교반 및 폭기시키는 단계;

응집제를 적용되는 상기 처리제 양의 2-4ppm 비율로 투입하여 10분간 더 교

반하는 단계;

상기 재차 교반시킨 후 반응물을 침전시켜 상등수 및 슬러지를 분리하여 배

출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 불소를 함유한 하폐수 처리방법.
청구항 제2항의 방법에 있어 교반 및 폭기시키는 단계를 거친 후 역중화시키는 단계를 더 거치는 것을 특징으로 하는 불소를 함유한 하폐수 처리방법.
산화란탄 0.01∼1중량％, 붕산 0.5∼2.5중량％와 산화알루미늄 농도가 2∼7％인 액반, 2∼5％인 폐액반 또는 2∼17％인 PAC를 나머지 양으로 하여 이루어지는 혼합물이 청구항 제3항에서의 역중화 단계에 첨가되는 것을 특징으로 하는 불소를 함유한 하폐수 처리방법에 적용되는 역중화제.