KR20020041504A - 도금폐수의 처리방법 - Google Patents

Abstract

도금 후 발생하는 크롬과 시안등의 중금속을 다량 함유한 폐수의 처리 방법이 개시되어 있다. 크롬, 시안, 구리등의 중금속을 함유하는 도금폐수 처리시에 폐수의 원수와 비슷한 pH에서 크롬을 환원시켜 응집, 침전 시킨 후 그 상등수만을 pH 11 까지 상승시켜 1차 산화 분해시키고 pH 8 내지 pH 9에서 2차 산화 분해시켜서 응집, 침전 공정을 2차적으로 실시한다. 성상별 분리 처리한 효과와 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, pH 조절약품의 사용이 줄어서 약품비용을 줄일 수 있고 아울러 슬러지 발생량도 줄일 수 있다.

Description

도금폐수의 처리방법{Process for treating waste water in plating process}

본 발명은 도금폐수의 처리 방법에 관한 것으로 상세하게는 도금 후 발생하는 크롬과 시안등의 중금속을 다량 함유한 폐수의 처리 방법이다.

도금 공장 및 피혁 공장 등에서 발생하는 폐수중에는 다량의 크롬이 들어 있으며 특히 도금공장에서 발생하는 폐수는 맹독성의 크롬과 시안이온이 공존하고 있어서 이의 제거 혹은 재생이용에 여러 가지 방법들이 시도 되고 있다. 기존에는 시안이온의 분해 처리를 위해서는 알칼리 염소법이 주로 사용되었고, 크롬의 제거에는 환원침전법, 이온교환법, 전기화학적 처리법, 역삼투압법, 증발회수법, 흡착법 등의 방법이 있는데 그 중 가장 보편적인 방법이 환원침전법이다. 이러한 중금속을 포함하는 도금 폐수의 처리 방법의 예가 대한민국 특허 제0142339호, 대한민국 특허 공개 제1998-033561호, 대한민국 특허 공개 제1999-0064833호 등에 개시되어 있다.

도 1은 종래의 도금폐수의 처리 공정을 수행하기 위한 처리공정조를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 우선 중금속이 함유된 폐수를 집수조(100)로 모은 후 pH 조정조(110)에서 소석회내지 수산화나트륨을 넣어 pH를 11로 조정한다. 그런 다음 시안1차반응조(120)에서 차아염소산나트륨을 투입해서 시안을 분해한다. 시안2차반응조(125)에 황산을 투입하여 pH를 8.5로 맞추고 다시 차아염소산나트륨을 넣어서 시안을 산화처리한다. pH조정조(130)에서 피처리된 폐수에 황산을 투입하여 pH를 3으로 조정한 후, 중아황산나트륨을 넣고 크롬을 환원시킨다(140). 다시 소석회내지 수산화나트륨을 넣어서 pH를 9.5로 올린 다음 응집조(160)에 폴리머 응집제를 넣어서 응집시키고, 침전조(170)로 폐수를 이동시켜서 중금속 성분을 침전시킨다. 침전시키고 난 후의 상등액은 pH조정조(180)에서 다시 황산을 투입하여 pH를 7로 조정하고 여과조(190)에서 여과시킨 후 방류조(200)를 통해 방류시킨다. 한편 상기 침전조(170)에서 생긴 침전물은 농축조(172)와 탈수기(174)를 통하여 농축, 탈수 처리를 한다.

이러한 기존 과정의 문제점은 도금폐수 전량을 시안산화, 크롬환원 처리하기 위해 도금폐수의 pH11 근처까지 올렸다가 pH3 이하로 낮추고, 또다시 중금속을 제거하기 위해 pH를 9.5 부근까지 올리는 등 pH 조정에 따른 중화약품이 과하게 소모될 뿐만 아니라 소석회를 중화제로 사용함에 따라 슬러지가 다량 발생하는 문제점들이 있다. 또한 구리와 같은 중금속은 크롬을 환원시키기 위해 pH를 낮게 조정하면 다시 재용해 되므로 구리를 제거하려면 반드시 이후 단계에서 pH를 9이상 높여야 하는데 pH10 이상에서는 크롬이 다시 재용출 되므로 폐수처리시 pH 조정을 미세하게 해야하는 불편과 그로 인한 처리효율의 불안정이 야기될 수 있다.

본 발명의 목적은, 도금 후 발생하는 크롬과 시안등의 중금속을 다량 함유한 폐수의 처리 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 도금폐수의 처리 공정을 수행하기 위한 처리공정조를 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도금폐수의 처리 공정을 수행하기 위한 처리 공정조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3은 도 1에 따라서 도금폐수를 처리할 때 각 공정조에 따른 pH 변화를 나타낸 그래프이다.

도 4는 도 2에 따라 도금폐수를 처리할 때 각 공정조에 따른 pH 변화를 나타낸 그래프이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 ⅰ) pH 3 내지 5이고 크롬 및 시안을 함유하는 도금폐수에 황산을 추가하여 pH를 3 이하로 조정 후 중아황산나트륨을 넣어서 상기 도금폐수중의 크롬을 환원처리 하는 단계; ⅱ) 상기 환원처리된 폐수에 소석회 내지 수산화나트륨을 넣어 pH 9 내지 10으로 조정하고 고분자 응집제를 넣어 상기 환원처리된 폐수에 이온형태로 녹아있는 중금속을 침전시키고 1차 상등수를 얻는 단계; ⅲ) 상기 1차 상등수는 따로 분리하고 pH 조절약품을 넣어 pH 11로 조정한 후 차아염소산나트륨을 넣어 상기 1차 상등수 중의 시안을산화시키고, 산화처리된 폐수를 황산으로 pH를 8 내지 9로 낮추고 다시 차염소산나트륨을 넣어 상기 1차 상등수 중의 시안을 산화시키는 단계; 및 ⅳ) 상기 ⅲ) 단계를 마친 폐수에 고분자 응집제를 넣고 침전시킨 후에 얻어지는 2차 상등수를 pH7로 조정하고 여과시켜서 방류시키는 단계로 구성된 도금 폐수의 처리 방법을 제공한다. ) 단계와 ⅳ) 단계에서 상기 고분자 응집제로 응집시켜서 침전시킨 침전물은 따로 분리하여 한 곳에 모아서 농축, 탈수 처리를 할 수 있다.

pH 조절약품의 사용이 줄어서 약품비용을 줄일 수 있고 아울러 슬러지 발생량도 줄일 수 있어서 슬러지 처리시 환경에 부담을 덜 줄 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도금폐수의 처리 공정을 수행하기 위한 처리 공정조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 먼저 집수조(10)에 pH가 3내지 5이고 시안기와 중금속등이 함유된 도금폐수를 2000ℓ집수조(10)에 수집한다. 도금폐수는 예를 들면 CN 53mg/ℓ, Cr 208mg/ℓ, Cu 83mg/ℓ, Zn 35mg/ℓ등이 이온형태로 함유되어 있는 것을 사용한다.

수집한 도금폐수를 크롬환원조(15)로 이송시키고 황산을 넣어 pH를 3 이하로 조정한다. 중아황산나트륨을 산화환원계측기(ORP 측정기)를 이용하여 250~330mV 이하의 수치가 나타날 때까지 넣어 크롬을 환원시킨다.

상기 크롬을 환원시킨 도금폐수를 제1pH조정조(20)로 이송시키고 수산화나트륨을 넣어 pH를 9.5로 조정한다.

상기 pH를 9.5로 조정된 도금폐수는 제1 응집조(25)로 이송시켜서 음이온계 고분자 응집제 적정량 넣고 도금폐수중의 용존물질을 서로 엉겨붙게 만든다.

상기 제1 응집조(25)에서 응집처리된 도금폐수를 제1 침전조(30)로 이송시켜서 응집물들을 침전시켜 제1 상등액과 제1 침전물을 얻는다.

상기 제1 상등액을 pH 조정조(35)로 보내서 수산화나트륨(NaOH)를 넣어 pH 11로 조정된 제2 상등액을 얻는다.

상기 pH 11로 조정된 제2 상등액을 제1시안반응조(40)로 옮기고 차아염소산나트륨을(NaOCl) 산화환원계측기(ORP 측정기) 측정치가 300~350mV 가 될 때까지 투입, 과량의 시안을 산화시키고 잔류시안이 녹아있는 제3 상등액을 얻는다. 시안은 산화되어 질소가스를 발생시킨다.

상기 잔류시안이 녹아 있는 제3 상등액을 제2 시안반응조(45)로 이송시키고 황산을 넣어서 pH를 8.5로 조정한 후 다시 차염소산나트륨(NaOCl)을 환원계측기로 측정했을 때 600~650mV 가 될 때까지 넣어 잔류시안을 없앤 제4 상등액을 얻는다.

상기 잔류시안을 없앤 제4 상등액을 제2 응집조(50)로 이송시키고 음이온계통의 상기 고분자 응집제 적정량 넣어서 상기 잔류시안을 없앤 제4 상등액중의 용존물질을 응집시킨다.

상기 제2 응집조에서 응집처리된 제1 상등액을 제2 침전조(55)로 옮기고 응집물들을 침전시킨 후 제5 상등액과 제2 침전물을 얻는다.

상기 제5 상등액을 제3 pH조정조(60)로 보내서 황산을 투입하여 pH를 7로 맞춘다.

상기 pH를 7로 맞춘 제5 상등액을 여과조(65)로 옮기고 상기 pH를 7로 맞춘 제5상등액중의 여분의 부유물을 여과시킨다.

상기 여과조(65)에서 부유물을 걸러낸 제2 상등수는 방류조(70)에 모아서 방류시킨다.

한편 상기 제1 침전조(30) 및 제2 침전조(55)에서 생성된 침전물을 농축조(56)로 이송시켜서 농축시킨다.

상기 농축조(56)에서 농축처리된 침전물을 탈수기(57)로 이송, 수분을 제거한다.

상기 집수조(10)로의 도금폐수의 유입과 방류조(70)에서 처리된 도금폐수의 방류, 탈수기(57)을 통해서 수분이 제거된 상기 침전물의 제거는 일정속도로 연속적으로 일어난다.

도 3내지 도 4는 종래의 방법과 본 발명의 일 실시예에 따른 도금폐수를 처리할 때 각 공정조에 따른 pH 변화를 비교하기 위한 그래프도이다.

도 3은 종래의 방법에 의한 도금폐수를 처리할 때 각 공정조에 따른 pH 변화를 나타낸 그래프이다. 도 3을 참조하면, 도금폐수를 처리할 때 집수조(100), 제1시안반응조(120), 제2 시안반응조(125), 크롬환원조(140), 제3 pH조정조(159), 방류조(200)에서의 pH 를 나타내었다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의한 도금폐수를 처리할 때 각 공정조에 따른 pH 변화를 나타낸 그래프이다. 도 4를 참조하면, 집수조(10), 크롬환원조(15), 제1pH 조정조(20), 제1 시안반응조(40), 제2 시안반응조(45), 방류조(70)에서의 pH를 나타낸 것이다.

도 4에 도시한 그래프와 도 3에 도시한 그래프를 비교하면, 도금폐수 처리 공정 시에 발명의 일 실시예에 따른 방법을 적용할 경우에 pH 변화가 많지 않음을 알 수 있다.

상기 예시한 본 발명에 의한 바람직한 실시예에 의한 도금폐수의 처리 결과와 기존 방법에 의한 실시예의 처리 결과를 표 1에 나타냈다.

구분	처리전 농도(㎎/ℓ)	도 1에 의한 처리후 농도(㎎/ℓ)	도 2에 의한 처리후 농도(㎎/ℓ)
오염물	COD	102	70	60
	CN	53	0.7	0.5
	Cr	208	0.5	0.4
	Cu	83	0.85	0.5
	Zn	35	1.2	0.8
슬러지 발생량	18g/tom	12g/ton

pH 조절약품의 사용이 줄어서 약품비용을 줄일 수 있고 아울러 슬러지 발생량도 줄일 수 있어서 슬러지 처리시 환경에 부담을 덜 줄 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. ⅰ) 도금 공정으로부터 발생한 시안기와 중금속을 함유한 폐수를 pH를 3 이하로 조정하고 중아황산나트륨을 넣어서 상기 중금속 폐수중의 크롬을 환원처리 하는 단계;

   ⅱ) 상기 환원처리된 도금폐수를 고분자 응집제를 사용하여 상기 환원처리된 폐수에 녹아있는 중금속 성분을 응집, 침전시켜 제1상등수와 제1침전물을 얻는 단계;

   ⅲ) 상기 제1상등수에 차염소산나트륨을 사용하여 시안기를 2차에 걸쳐서 산화시켜 제거하는 단계;

   ⅳ) 상기 ⅲ) 단계를 마친 폐수에 상기 고분자 응집제를 사용, 응집 침전시켜서 제2상등수와 제2침전물을 얻는 단계; 및

   ⅴ) 상기 2차상등수로부터 잔여부유물을 여과하여 방류시키는 단계를 포함하는 도금폐수의 처리 방법.
2. 제1 항에 있어서 상기 제1침전물과 제2침전물을 한 곳에 수집하여 농축, 탈수 처리를 하는 것을 특징으로 하는 도금폐수의 처리 방법.