KR20020047223A - 처리 플랜트의 물 순환 시스템에서 새로운 물의 사용을최소화하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 처리 플랜트의 물 순환 시스템에서 새로운 물의 사용을 최소화하는 방법에 관한 것이다. 처리 대상 물질은 처리 단계에서 물에 의해 정화 및/또는 분해된다. 잔류 성분을 함유하고 있는 현탁액은 기계적으로 정화하며, 기계적으로 정화된 현탁액은 두 갈래의 처리수 흐름으로 분할된다. 제1 처리수 흐름은 처리 단계로 재공급되고, 제2 처리수 흐름은 화학적-물리적으로 정제된다. 화학적-물리적으로 정제된 처리수 흐름은 두 갈래의 정제수 흐름으로 분할된다. 제1 정제수 흐름은 두 갈래의 처리수 흐름 중 하나 및/또는 현택액으로 도입되고, 제2 정제수 흐름은 생물학적으로 정제된다. 신선한 물의 흐름인 생물학적으로 정제된 정제수 흐름은 한 갈래 또는 두 갈래의 정체수 흐름으로 도입된다. 처리수 흐름간의 비와 정제수 흐름간의 비는, 처리 단계로 공급되는 재료와 기계적 정화 형태 및 화학적-물리적 정제 형태에 따라 미리 결정된다.

Description

처리 플랜트의 물 순환 시스템에서 새로운 물의 사용을 최소화하는 방법 {METHOD FOR MINIMISING THE NEW WATER USE IN THE WATER CIRCULATION SYSTEM OF A TREATMENT PLANT}

많은 정화 공정 및 분리 공정은 습식(wet)으로 이루어진다. 다시 말하면, 재생 가능한 부분뿐만 아니라 오염물과 방해 물질을 운반하는 역할을 하는 물이 도입되는 상태에서 이루어진다. 만약, 다른 대책을 취하지 않으면 오염물과 방해 물질의 농도가 빠르게 상승하며, 그 결과, 예컨대 정화 공정의 효율이 떨어진다. 또한, 오염물과 방해 물질은 정화 또는 분리 중의 일련의 조작에 대해, 또는 후속 처리 조작 중에 해를 입힐 수 있다. 따라서, 오염물과 방해 물질의 양을 가능한 한 많이 제한해야 한다. 새로운 물을 물 순환 시스템 내로 도입하는 것은 이를 위해서이다.

종이, 셀룰로오스 또는 목재 플랜트의 물 순환 시스템에서 물의 사용을 최소화하기 위한 조절 공정이 WO99/01612에 개시되어 있다. 이 경우, 방해 물질의 농도는 종이 기계 회로 및/또는 여과 회로에서, 바람직하게는 최종 여과 회로에서 조절되며, 그에 따라 방해 물질의 제거와 새로운 물의 입력이 조절된다. 이 물 순환 시스템의 적절한 위치에는 방해 물질의 농도를 측정하는 몇몇 파라미터를 기록하는 센서가 배치되어 있다. 그 파라미터에는, 특히 혼탁도 및 양이온 요구량의 평가가 포함된다.

센서는 방해받기 쉽게 때문에 사용하지 말아야 한다.

본 발명은 처리 플랜트의 순환 시스템에서 새로운 물의 사용을 최소화하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 경포장 폐기물용 처리 플랜트의 물 순환 시스템을 도시한 도면.

도 2는 기계적 정화의 세부 사항을 도시한 개략도.

본 발명의 목적은 방해 물질의 농도가 과도하게 상승하지 않도록 하면서 새로운 물의 사용을 최소화하는 전술한 형태의 공정을 제공하는 것이다.

본 발명은 처리 플랜트의 물 순환 시스템에서 새로운 물의 사용을 최소화하는 방법을 제공하며, 이 방법에 있어서,

a) 처리 대상 물질을 반드시 동일한 종류에 속하지는 않는 상이한 성분으로 분리하는 물을 사용하는 처리 단계에서 처리 대상 물질을 정화 및/또는 분해하고, 상기 상이한 성분 중 적어도 하나를 상기 처리 단계로부터 제거하며,

b) 잔류 성분을 함유하고 있는 현탁액을 기계적으로 정화하여, 특정 임계치를 초과하는 크기의 고형분을 현탁액으로부터 제거하고,

c) 기계적으로 정화된 현탁액을 제1 처리수 흐름과 제2 처리수 흐름으로 분리하여,

c-1) 제1 처리수 흐름은 상기 처리 단계로 재도입하고,

c-2) 제2 처리수 흐름은 화학적-물리적으로 정제하며,

d) 화학적-물리적으로 정제된 처리수 흐름을 제1 정제수 흐름과 제2 정제수흐름으로 분리하여,

d-1) 제1 정제수 흐름은 제1 처리수 흐름 및/또는 제2 처리수 흐름 및/또는 현탁액으로 도입하고,

d-2) 제2 정제수 흐름은 생물학적으로 정제하며,

e) 신선한 물의 흐름인, 생물학적으로 정제된 정제수 흐름을 제1 정제수 흐름 및/또는 제2 정제수 흐름으로 도입함으로써,

제1 처리수 흐름과 제2 처리수 흐름의 비 및 제1 정제수 흐름과 제2 정제수 흐름의 비가, 처리 단계로 공급되는 처리 대상 물질과 기계적 정화 형태 및 이용되는 화학적-물리적 정제 형태에 따라 미리 결정되고, 상기 물 순환 시스템은 기본적으로 폐쇄되어 있어, 유기 입자 및 무기 입자의 용존 농도가 특정 임계치를 초과할 때에만 새로운 물이 도입된다.

본 발명은, 처리 대상 폐기물의 조성이 알려져 있고 적절히 일정하게 유지된다는 사실을 이용하여, 일정하게 새로운 물을 공급할 필요없이 물 순환 시스템으로부터 몇몇 오염물과 방해 물질을 효율적으로 제거할 수 있다. 이는, 습식 분리되기 전에 일정하게 미리 분류되는 두알렌 시스템(Dualen System)에 의해 수집된 황색 주머니(Gelben Sack) 또는 황색 배럴(Gelben Tonne)로부터의 폐기물의 경우에 특히 그러하다. 습식 분리는, 금속 물질과 몇몇 플라스틱이 더 이상 습식 분리에 적합하지 않게 되는, 예를 들면 WO/98/18607의 방법에 따라 처리되었을 때에도 여전히 오염물과 방해 물질을 함유하는 플라스틱, 알루미늄, 판지 포일 복합 재료, 종이 복합 재료 및 기타 복합 재료와 같은 경포장 폐기물(light packaging waste,LVP)에 대해 일반적으로 이용된다. 본 발명에 따른 정제 단계에서는 오염물과 방해 물질이 물 순환 시스템으로부터 효율적으로 제거될 수 있다. 신선한 물을 연속적으로 검사할 필요 없이, 보다 긴, 그러나 규칙적인 간격으로, 예컨대 대략 2주에 1회씩 검사하면 농도의 상승 가능성을 충분히 확인할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 본 발명에 따르면, 오염 물질을 더 많이 처리하기 위해 물의 정화도 조정할 수 있기 때문에 정화 및 분리 공정이 일정하게 유지된다.

종이의 분리는 경포장 폐기물을 처리할 때 핵심적인 역할을 하며, 물 순환 시스템으로부터 종이 섬유를 간단히 완전하게(가능한 경우) 제거하면 물을 정화할 수 있다.

또한, 본 발명의 한 가지 실시 형태에 있어서, b) 단계 후의 기계적 정화 중에 이하의 단계들을 단독 또는 조합하여 행할 수 있다.

b-1) 현탁액을 체로 거르는 단계. 눈(mesh) 크기가 2 내지 6 mm, 바람직하게는 4 mm인 체를 사용하는 것이 바람직하다. 체로 거르면 플라스틱 파편과 같은 거친 유기 오염물을 용이하게 분리할 수 있다.

b-2) 무거운 물질은 하부 흐름에, 기타 나머지 성분은 상부 흐름에 함유하는 히드로 사이클론(hydro cyclone)으로 현탁액을 통과시키는 단계. 경포장 폐기물의 경우, 현탁액은 종이 섬유를 주로 포함할 것이므로, 하부 흐름 중의 무거운 무기 오염물이 히드로 사이클론으로부터 제거된다. 상부 흐름에는 미세한 유기 오염물뿐만 아니라 종이 섬유도 여전히 함유되어 있다.

b-3) 바람직하게는 눈 크기가 대략 150 ㎛인 필터를 사용하여 현탁액을 여과하는 단계. 그 후에, 눈 크기를 거를 부분의 크기와 맞게 조정한다. 그렇게 눈 크기를 조정하여 종이 섬유를 효율적으로 분리한다. 종이 섬유는 필터에 남게 되어, 예를 들면 종이 재생 공장에서 추후 사용할 수 있다.

본 발명의 또 하나의 실시 형태에 따르면, c-2) 단계에 따른 화학적-물리적 정제 중에 이하의 단계들을 단독 또는 조합하여 실시할 수 있다.

c-2-1) 1개 및/또는 2개의 단계 중에 정수용 화학 물질, 예를 들면 침전제 및/또는 응집제를 첨가하는 단계. 후속하여, 예를 들면 양이온 활성제 및 음이온 활성제를 첨가할 수 있다. 분리할 액체상이 고순도이어야 한다면 이중 응집 처리를 권한다.

c-2-2) 부유 및/또는 침강을 이용하여 응집된 오염물을 정화된 물로부터 분리하고, 부유 고체 또는 퇴적 침전물을 제거하거나, 이들 사이의 정제된 물을 제거하는 단계.

생물학적 정제는 도시 하수 처리장에서 주로 이루어진다.

종이 섬유의 제조가 아니라 물의 처리가 본 발명에 따른 방법의 중심 내용이다.

이하, 첨부 도면을 참고로 본 발명을 더 상세히 설명한다.

이하의 예에서, 예를 들면 두알렌 시스템의 황색 주머니 또는 황색 배럴로부터 수집된 처리 대상 물질을, 금속성의 재생 가능한 부분 및 비금속성의 재생 가능한 부분이 해당 분류 공정 및 분리 공정에서 적어도 부분적으로 분류되도록 준비해 놓은 것으로 가정한다. 잔류하는 식품 입자, 모래, 플라스틱 파편, 작은 금속 조각 등에 의해 오염되는 플라스틱, 알루미늄, 판지 포일 복합 재료, 종이 복합 재료 및 기타 복합 재료와 같은 경포장 폐기물이 가장 나중에 처리된다.

경포장 폐기물은 "LVP"로 약칭하며, 도 1에 따르면, LVP는 처리 단계(10)로 도입된 후, 물을 이용하여 정화 및 분해된다. 처리 단계(10)는, 예를 들면 종이 섬유가 교반되어 용해되는 펄프 제조기일 수 있다. 돌 및 금속과 같은 무거운 방해 물질은 펄프 제조기의 바닥으로 가라앉게 되므로, 그곳에서 잔류물(R)로서 제거될 수 있다. 현탁액(S)은 처리 단계(10)로부터 배출되어, 현탁액 중의 부유 부분을 가능한 많이 제거하는 기계적 정화(20) 처리된다. 이 기계적 정화는 도 2에 더 상세히 설명되어 있다. 기계적으로 정화된 현탁액은, 아직 흐린 상태인 두 갈래의 처리수 흐름(P1 및 P2)으로 분할된다. 제1 처리수 흐름(P1)은 처리 단계(10)로 복귀되고, 제2 처리수 흐름(P2)은 화학적-물리적 정제(30) 처리된다. 제1 처리수 흐름(P1)과 제2 처리수 흐름(P2)의 비는 미리 결정된 상태이다. 구조적으로, 이 비는 물 파이프에 대한 해당 파이프 직경을 선택함으로써 표현된다.

화학적-물리적 정제(30)는 응집 물질 및/또는 침전물을 제거하는 응집법과 같은 공지된 수단에 따라 광범위한 고형 부분/액체 분리가 일어나게 한다. 다음으로, 화학적-물리적으로 정제된 처리수는 두 갈래의 청정수 흐름(K1, K2)으로 분할된다. 제1 청정수 흐름(K1)은 상이한 위치에서 후속 공정으로, 예를 들면 현탁액(S)으로 재도입될 수 있는데, 필요하다면 도 1에 도시된 바와 같이 제1 처리수 흐름(P1)으로도, 심지어는 제2 처리수 흐름(P2)으로도 재도입될 수 있다. 적절한 연결 위치는 처리 조건에 따라 선택된다. 이 경우에도, 제1 청정수 흐름(K1)과 제2 청정수 흐름(K2)의 비는 미리 결정되어 있으며 해당 파이프 직경을 선택함으로써 표현된다. 제2 청정수 흐름(K2)은 생물학적 정제(40) 처리되어 신선한 물(F)로서 추출되며, 이 신선한 물(F)도 유기 탈거를 통해 세정된다. 이 신선한 물(F)도 상이한 위치에서 후속 공정으로 도입될 수 있다. 도 1에는 직접적으로, 또는 제1 청정수 흐름(K1)을 경유하여 간접적으로 이루어질 수 있는 제1 처리수 흐름(P1)으로의 도입이 도시되어 있다.

이와 관련하여, 일관성 있는 공정 관리가 필수적이다.

시험 제거 결과, 유기물 및 무기물의 용존 농도가, 주로 시당국의 공무원이 설정하는 미리 정해진 임계치를 초과한 것으로 판명되면, 새로운 물(N)을 물 순환 시스템으로, 이 경우에는 신선한 물의 흐름(F)으로 공급한다. 이는 예외적인 상황에서만 일어나는데, 왜냐하면 처리 대상 물질에 맞게 조정된 특수한 정화 및 정제로 인해 농도가 허용 불가능한 수준으로 상승하는 것이 방지되기 때문이다.

도 2에는 기계적 정화의 세부 사항이 도시되어 있다. 처리 단계(10)로부터 배출된 현탁액(S)(도 1)은 눈 크기가, 예를 들면 4 mm로 비교적 큰 체(21)를 통과한다. 이 체(21)에서 플라스틱 입자 및 다른 큰 오염물이 걸러진다. 이 경우에는 종이 섬유 및 미세한 오염물을 여전히 함유하고 있는 현탁액은 히드로사이클론(22)으로 도입되며, 그곳에서 통상의 경우와 같이 하부 흐름 중에서 무거운 물질이 분리된다. 상부 흐름에는 종이 섬유가 여전히 함유되어 있다. 특히, 모래와 같은 무거운 무기 오염물이 하부 흐름 중에서 분리된다.

종이 섬유 현탁액은 여과 시스템(23) 내에 위치하며, 이 여과 시스템(23)은, 예를 들면 직렬로 연결된 눈 크기가 150㎛인 몇 개의 환형 필터로 구성될 수 있다. 종이 섬유는 필터에 남아 종이 재생 공장에서 재사용될 수 있다. 처리수 흐름(P1, P2)은 처리 단계(10) 또는 화학적-물리적 정제(30)로 도입된다(도 1).

전술한, 그리고 도면 및 청구범위에 개시된 본 발명의 사양은 개별적으로, 그리고 본 발명의 상이한 실시 형태에 대한 임의의 선택된 조합으로서 의미가 있다.

Claims (8)

1. 처리 플랜트의 물 순환 시스템에서 새로운 물의 사용을 최소화하는 방법으로서,

   a) 처리 대상 물질(LVP, 경포장 폐기물)을 반드시 동일한 종류에 속하지는 않는 상이한 성분으로 분리하는 물을 사용하는 세정 단계(10)에서 처리 대상 물질을 정화 및/또는 분해하고, 상기 상이한 성분 중 적어도 하나를 처리 단계(10)로부터 제거하며,

   b) 잔류 성분을 함유하고 있는 현탁액(S)을 기계적 정화(20) 처리하여, 특정 임계치를 초과하는 크기의 고체 입자를 현탁액으로부터 제거하고,

   c) 기계적으로 정화된 현탁액을 제1 처리수 흐름(P1)과 제2 처리수 흐름(P2)으로 분리하여,

   c-1) 제1 처리수 흐름(P1)은 처리 단계(10)로 재도입하고,

   c-2) 제2 처리수 흐름(P2)은 화학적-물리적 정제(30) 처리하며,

   d) 화학적-물리적으로 정제된 처리수 흐름을 제1 정제수 흐름(K1)과 제2 정제수 흐름(K2)으로 분리하여,

   d-1) 제1 정제수 흐름(K1)은 제1 처리수 흐름(P1) 및/또는 제2 처리수 흐름(P2) 및/또는 현탁액(S)으로 도입하고,

   d-2) 제2 정제수 흐름(K2)은 생물학적 정제(40) 처리하며,

   e) 신선한 물의 흐름(F)인, 생물학적으로 정제된 정제수 흐름을 제1 정제수흐름(K1) 및/또는 제2 정제수 흐름(K2)으로 도입함으로써,

   제1 처리수 흐름(P1)과 제2 처리수 흐름(P2)의 비 및 제1 정제수 흐름(K2)과 제2 정제수 흐름(K2)의 비가, 처리 단계로 공급되는 처리 대상 물질과 기계적 정화 형태 및 이용되는 화학적-물리적 정제 형태에 따라 미리 결정되어 있고, 상기 물 순환 시스템은 기본적으로 폐쇄되어 있어, 유기 부분 및 무기 부분의 용존 농도가 특정 임계치를 초과할 때에만 새로운 물(N)이 도입되는 것인 방법.
2. 제1항에 있어서, b) 단계 중에,

   b-1) 현택액을 체로 거르는

   것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, b) 단계 중에,

   b-2) 현탁액을 히드로 사이클론으로 통과시키며, 무거운 물질은 하부 흐름에, 기타 나머지 성분은 상부 흐름에 함유되어 있는

   것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, b) 단계 중에,

   b-3) 현탁액을 여과하는

   것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, c-2) 단계는

   c-2-1) 정수용 화학 물질을 첨가하는 것

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 정수용 화학 물질은 c-2-1) 단계 중에 1개 및/또는 2개 스테이지로 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, c-2) 단계는

   c-2-2) 부유 및/또는 침강을 이용하여 정제된 물로부터 응집된 오염물을 분리하는 것

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제7항에 있어서, c-2-2) 단계의 말미에, c-2-3) 가압 배출 또는 원심 배출을 이용하여 응집된 오염물을 배출하는 단계가 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.