KR20010079251A - 불산 폐수 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 공장에서 배출되는 불산 폐수 처리 방법에 관한 것으로, (a)응집 침전 설비와 다층 여재 필터로 불산 폐수내의 불산의 농도를 낮추고 입자 물질들을 제거 하는 공정 및 (b) 상기 (a) 공정을 거친 불산 폐수를 나권형 역삼투막으로 재처리 하여 투과수는 공정수로 재사용하고 농축수는 응집 침전 처리 하여 방류 하는 공정을 포함하여 구성된다.
본 발명에 의하면 불산 폐수 처리를 위한 운전의 안정화 및 운전비 절감에 뛰어난 효과가 있다.

Description

불산 폐수 처리 방법{REUSE PROCESS FOR HYDROFLOURIC ACID WASTE WATER}
본 발명은 반도체 공장에서 배출되는 불산 폐수의 처리 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 불산 폐수내에 포함된 불산과 입자 물질을 응집 침전 설비와 다층 여재 필터를 사용하여 불소농도 20ppm 이하 탁도 2.5NTU 이하로 처리하고, 이렇게 처리된 불산 폐수를 나권형 역삼투막을 이용하여 불소 농도를 1ppm 이하로 최종 처리 하는 방법에 관한 것이다.
불산 폐수처리는 주로 식1과 같이 소석회를 이용한 중화 및 불화 칼슘 형성에 의한 응집 침전 법에 의하여 처리 한다.
2HF + Ca(OH)2→ CaF2+ 2H2O (식 1)
H2SO4+ Ca(OH)2→ CaSO4+ 2H2O
H2SiF6+ 3Ca(OH)2→ 3CaF2+ SiO2+ 2H2O
그러나 고농도의 불소를 함유한 폐수의 경우에는 일반적인 불소 처리법인 소석회 처리와 침전 공정만으로는 처리수의 불소 농도를 15PPM보다 낮은 10PPM 이하로 처리하기가 어렵다. 이는 불화 칼슘의 용해도는 8㎎/ℓ 정도 이지만 이는, 부유 고형물 및 반응 효율에 영향을 받기 때문이다. 소석회를 이용한 응집, 침전법과 고도 수처리 기법인 활성 알루미나칼럼 흡착법 및 불소 흡착 수지를 사용한다 해도 처리수내의 불소 농도를 1PPM 이하의 안정된 값을 갖도록 유지 하는 것은 경제적인 측면에서 문제점이 야기되며 재이용수로 할용하기 위해서는 유기물, 탁도, 이온물질의 농도가 높아 이를 제거하기 위한 부가적인 설비가 요구된다.
본발명은 반도체 공장에서 발생된 고농도의 불산 폐수를 소석회를 이용한 응집침전으로 불소의 농도를 20PPM 이하로 낮추고 다층여재 필터로 폐수내의 입자들을 제거한후 나권형 역삼투막으로 처리하여 투과수의 불소농도를 1PPM 이하로 안정적으로 처리하여 재사용하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 반도체 생산 공장에서 발생된 고농도의 불산 폐수를 소규모 부지에서 낮은 투자비와 운전비로 불소농도 1PPM 이하를 안정적으로 처리 할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 불산 폐수 처리 방법의 공정도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 불산 폐수 처리 방법을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 불산 폐수 처리 방법은 (a)응집 침전 설비와 다층 여재 필터로 불산 폐수내의 불산의 농도를 낮추고 입자 물질들을 제거 하는 공정 및 (b) 상기 (a) 공정을 거친 불산 폐수를 나권형 역삼투막으로 재처리 하여 투과수는 공정수로 재사용하고 농축수는 응집 침전 처리 하여 방류 하는 공정을 포함하여 구성된다.
도1을 참조하면, 상기 (a)공정은 (a-1)입자가 함유된 불산 폐수를 반응조에 넣고 소석회 및 고분자응집제를 이용하여 응집하는 단계;(a-2) 상기 (a-1)단계에서 응집된 응집 침전 처리수를 침전조를 이용하여 침전시키는 단계;및 (a-3) 상기(a-2) 단계에서 침전되지 않은 입자들을 다층 여재 필터에 의하여 여과하는 단계를 포함한다.
상기 (a) 단계에서는 소석회를 이용하여 pH 6.5 ~ 7.5 정도로 투입 응집 처리하여 불소 이온 농도를 20PPM 이하로 처리하고 응집 침전 처리수내의 입자들을다층 여재 필터로 처리 하여 탁도 0.5NTU 이하를 달성 하는 것이다.
아래표1은 소석회 주입량에 따른 반응 pH와 처리수의 불소 농도를 보여준다.
〔표 1〕소석회에 의한 응집 실험
반응 pH 6.12 7.2 7.8 9.1 9.9
소석회 주입량 (㎎/ℓ) 5250 5535 5715 5925 5970
처리수 불소농도(㎎/ℓ) 18.49 16.7 18.8 24.4 23.2
상기 (a)공정을 거치면서 불산 폐수는 불소 이온 농도 20PPM이하, 탁도 0.5NTU로 처리된다.
도1을 참조하면, 상기 (b)공정은 (b-1)상기 (a)단계에서 처리된 불산 폐수를 나권형 역삼투압으로 여과하여 처리수와 농축수로 분리하는 단계;및 (b-2) 상기 (b-1)단계에서 분리된 농축수를 반등조에 넣고 황산반토 및 고분자 응집제에 의하여 응집시키는 단계;및 (b-3)상기 (b-2)단계에서 처리된 농축수를 침전조에서 침전시킨 후 방류하는 단계를 포함한다.
나권형 역삼투막의 입자성 물질의 오염으로 인한 투과수의 유량 감소를 방지 하기 위해 응집 침전 처리수를 다층 여재 필터러 선속도 5 ~8 m/Hr 로 처리 하여 탁도 0.5 NTU 이하 SDI 5이하를 달성하여 나권형 역삼투막의 안정적 처리를 가능하게 하고, 처리수(투과수)는 공정수로 재사용 하고 농축수는 황산반토 및 고분자 응집제를 이용하여 응집 처리후 방류한다.
상기 (b)단계에서 나권형 역삼투막을 사용하여 75% 회수율로 운전함으로써 반도체 생산 공장에서 발생된 고농도(불소농도1000PPM이상)의 불산 폐수를 1PPM 이하로 안정적으로 처리할 수 있게 된다.
본 발명에 의하면 아래표에 나타낸 것과 같이 불산폐수처리 공정의 투자비 및 운전비를 줄일 수 있게 된다.
〔표 2〕역삼투막 형태별 불산 폐수 처리 공정의 투자비 및 운전비
원폐수 와권형 평판형 관형
투자비(억) 36억 64억 207억
운전비(원/㎥) 1138 1498 2514
즉, 본발명은 고농도(불소 농도 1000PPM 이상)의 불산 폐수를 1차 응집 침전, 다층 여재 필터로 여과 처리후 나권형 역삼투막으로 처리 하여 처리수의 불소 농도를 1PPM 이하로 처리 하여 재사용 하는 방법응 제시 하는 것으로 적은 투자비 및 운전비로 고효율을 가져올 수 있으바, 수자원의 부족과 용수 수요 증가에 따른 현 사회 상황을 고려 할때 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

  1. (a)응집 침전 설비와 다층 여재 필터로 불산 폐수내의 불산의 농도를 낮추고 입자 물질들을 제거 하는 공정;및
    (b) 상기 (a) 공정을 거친 불산 폐수를 나권형 역삼투막으로 재처리 하여 투과수는 공정수로 재사용하고 농축수는 응집 침전 처리 하여 방류 하는 공정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 불산 폐수 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a)공정은 (a-1)입자가 함유된 불산 폐수를 반응조에 넣고 소석회 및 고분자응집제를 이용하여 응집하는 단계;(a-2) 상기 (a-1)단계에서 응집된 응집 침전 처리수를 침전조를 이용하여 침전시키는 단계;및 (a-3) 상기(a-2) 단계에서 침전되지 않은 입자들을 다층 여재 필터에 의하여 여과하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 불산 폐수 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b)공정은 (b-1)상기 (a)단계에서 처리된 불산 폐수를 나권형 역삼투압으로 여과하여 처리수와 농축수로 분리하는 단계;및 (b-2) 상기 (b-1)단계에서 분리된 농축수를 반등조에 넣고 황산반토 및 고분자 응집제에 의하여 응집시키는 단계;및 (b-3)상기 (b-2)단계에서 처리된 농축수를 침전조에서 침전시킨 후 방류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 불산 폐수 처리 방법.
  4. 제2항에 있어서, 소석회를 이용한 응집침전 처리시 pH 6.5 ~ 7.5로 조종 하는 것을 특징으로 하는 불산 폐수 처리 방법.
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