KR20000065511A - 산업폐수의 재활용처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업폐수를 응집, 여과, 막처리하여 용수로 재활용토록 하므로서 용수재활용이란 장점과 함께 환경오염을 줄일 수 있도록 하고 동시에 용수부족난을 해결할 수 있도록 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 염색폐수를 펜톤(Fenton)산화법, 간수, 액반(Alum), 황산철, 염화철 등을 이용하여 전처리한 다음 모래여과공정 및 활성탄 흡착공정을 통하여 처리하고, 상기 처리수는 다시 한외여과 및 역삼투막공정으로 차례로 처리토록 하고, 상기 처리된 처리수를 용수로 재활용토록 한 것이다.

Description

염색폐수의 재활용처리방법{Disposal method dyeing wastewater}

본 발명은 산업화공정에서 발생하는 산업폐수를 정화처리하여 재활용할 수 있도록 하므로서 수질오염의 예방과 용수부족난을 해결할 수 있도록 한 것이다. 특히 염색가공업은 타분야의 산업에 비해 많은 물을 사용하면서 오염도가 높아 수질오염의 주요인이 되고 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위하여는 염색공정에서 발생하는 오염물의 양을 근원적으로 줄일 수 있는 염료, 조제 등의 원, 부재료 및 염색기술의 개선과 병행하여 폐수처리와 자원절약이라는 두가지 문제를 동시에 해결하여야 한다.

이들 염색폐수에 대한 처리방법을 크게 분류하여 보면 화학적 산화법과 생물학적 처리법, 활성탄 흡착법 등이 있으나 만족할만한 폐수처리의 효과를 기대하기가 없을 뿐 아니라 처리된 폐수의 재활용에도 난점이 있는 것이었다.

본 발명은 이러한 종래의 폐수처리방법과는 달리 화학처리 및 막(membrane)을 이용하여 폐수를 처리정화하여 용수로 재이용토록 함으로써 환경오염을 최소화함과 동시에 용수부족난을 해결할 수 있도록 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 산업폐수의 한부분인 염색폐수를 웅집, 여과, 막여과 공정으로 처리하면서 pH, 응집제 사용, 운전압, 막종류에 따르는 수질결과에 대하여 적절한 공정 및 장치를 제안하였다.

일반적으로 염색폐수의 경우 색도 제거시에 양호한 방법으로알려진 펜톤(Fenton) 산화법, 간수, 액반(Alum) 등을 이용하여 전처리하였으며, 응집, 여과, 막처리 공정으로 처리할 경우 가장 효과적인 COB 제거율과 색도 제거율을 보여 주었으며, 이들 결과를 참고로 재활용이 가능한 수질의 가능여부를 판단하였으며 후처리용으로 재활용 수질에 반드시 필요한 역삼투막 공정 및 그 결과를 비교검토하였다.

이하 본 발명의 실시예를 공정별로 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 처리하고자 하는 폐수는 염색가공공정에서 발생되는 폐수이다.

제1공정 : 응집반응공정

본 공정은 염색폐수의 응집반응공정으로서 펜톤(Fenton) 산화법을 이용하거나 황산철, 염화철, 간수 및 액반(Alum)을 이용하여 처리할 수 있으며 가장 이상적인 방법으로서는 펜톤산화법으로 판단되어 진다.

펜톤산화법(FeSo₄, H₂O₂)은 다음과 같은 반응으로 진행된다.

Fe²⁺+ H₂O_{2 →}Fe³⁺OH^-+ OH^--------------------------①

OH^-+ H₂O_{2 →}HO₂+ H₂O ----------------------------②

Fe²+ OH^- _→Fe³⁺+ OH^-------------------------------③

HO²+ Fe²⁺ _→HO^2-+ Fe³⁺-----------------------------④

Fe³⁺+ HO²+ H²O_→Fe²⁺+ O₂+H³O⁺---------------------⑤

상기 반응에서 Fe²⁺이 과잉존재하고 pH가 2이하일 때는 ①③④⑤ 반응이 지배적이다.

본 발명에서는 염색폐수처리에서 효과가 가장 좋은 것으로 인식되는 펜톤 (Fenton)산화법을 전처리로 채택하여 시행하였다.

응집반응공정에서 응집처리할 수 있는 방법으로서 액반(Alum) 황산철, 염화철, 펜톤 산화법 및 간수 등을 사용하여 1차 화학응집처리할 수 있게 된다.

각각의 특성은 다음표와 같다.

pH 및 투입조건 등은 염색폐수의 성상에 따라 응집조건 등이 변화될 수 있음.

펜톤(Fenton)산화법에 의한 염색폐수의 1차 화학응집처리결과는 아래표와 같으며 응집처리 후 침전분리조를 두었다.

제2공정 : 모래여과공정

제1공정에서 전처리된 염색폐수를 모래 여과법을 이용하여 100m/day 이하의 완속여과로 2차처리하였다.

상기에서 사용되는 장치로서는 길이 1.6m 내경 10.5m인 원통형 관체 내에 비중 1.5~1.6인 무연탄(anthracite)을 채워 넣고, 공간속도 16min의 속도로 처리하였으며, 모래여과 처리를 한 후 결과는 아래 표와 같다.

제3공정 : 활성탄 흡착공정

본 공정은 모래여과 처리한 폐수를 모래보다 기공이 미세한 활성탄으로 재차 처리하는 공정이다.

활성탄 흡착공정에서 사용되는 장치는 길이 2m, 내경 21Cm인 원통형 관체 내에 활성탄을 채워 간극이 18∼30메쉬 정도 유지되게 한 다음 처리수가 원통형 관체를 30min의 속도로 통과되게 한다.

상기 활성탄 공정을 거친 처리수의 결과는 아래표와 같이 측정되었다.

제4공정 : 한외여과 공정

본 공정은 활성탄 흡착공정을 마친 처리수를 UF공정으로 처리하므로서, 후공정인 역삼투막 공정의 처리효율을 높이기 위한 전처리 공정이다.

본 공정의 UF모델 구성은 5"×40"인 원통형 관체 2개를 이용하여 810ℓ/hr의 속도로 처리되게 하였으며, 이때 MWCO.30000, 최대 운전압(Max. oper. pressure) 5Kg/㎠, 온도(oper, Temperature) 45℃, PH범위(PH Range) 1∼14, 소재(Material)는 Polysulfon이다.

상기 장치를 이용하여 처리된 처리수의 결과는 아래표에서와 같이 측정되었다.

제5공정 : 역삼투막 공정

본 발명의 마지막 공정으로서 다성분인 용질에 용매만 투과시키는 역삼투막을 사용하였다.

본 공정에서 사용된 제춤은 Filmtec사의 제품을 사용하였으며 구성 및 내용은 아래와 같다.

상기 공정을 통하여 처리된 처리수의 결과는 아래표와 같이 측정되었다.

이상과 같은 공정으로 염색폐수를 처리하므로서 최종적으로 처리된 폐수는 재활용할 수 있게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 산업폐수의 일부인 염색가공공정에서 발생되는 염색폐수를 집수한 다음 펜톤산화법이나 황산철, 염화철, 간수 및 액반(Alum)을 이용하여 화학처리하고 모래여과, 활성탄 흡착, 한외여과 및 역삼투막 공정으로 차례로 처리하여 재활용토록 하므로서 오염원을 줄임과 동시에 날로 심각해지는 용수부족난을 해결하는데 도움이 되리라 판단된다.

본 발명의 처리방법은 염색폐수에만 적용 가능한 것이 아니라 모든 산업폐수에 적용가능하며, 그 작용효과는 동일하다.

아래표는 염색폐수를 처리한 각 공정별 수질상황표이다.

Claims (2)

1. 염색폐수를 1차 화학응집처리한 다음 모래여과공정 및 활성탄 흡착공정을 통하여 처리하고, 상기 처리수는 다시 한외여과 공정 및 역삼투막 공정을 차례로 통과처리토록 하므로써, 처리된 처리수를 용수로 재활용토록 하여서 됨을 특징으로 하는 산업폐수의 재활용 처리방법.
2. 제1항에 있어서, 화학응집제를 이용한 전처리방법으로서는 펜톤 산화법, 간수, 액반, 황산철 및 염화철을 사용하여서 됨을 특징으로 하는 산업폐수의 재활용 처리방법.