KR20020096018A - 도금폐수 정화처리 장치 및 그 방법 - Google Patents

도금폐수 정화처리 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

도금폐수의 정화처리 장치 및 방법이 개시된다. 그러한 폐수의 정화처리 장치는 시안폐수를 염소처리하는 염소처리부와, 염소처리된 시안폐수와 알칼리 및 산폐수를 저장하는 균등조와, 상기 균등조로부터 유출되는 폐수를 오존에 의하여 산화처리하는 오존처리부와, 오존처리된 폐수를 여과하는 여과부와, 상기 여과부를 통과한 시안폐수로부터 불순물이온을 제거하는 이온교환부로 각각 이루어지는 제1 및 제2 폐수처리 라인과, 그리고 상기 제1 및 제2 폐수처리 라인의 상기 이온교환부에 각각 연결되어, 일측 라인의 이온교환부의 처리한계를 초과하는 경우 상기 폐수를 타측라인의 이온교환부로 전환하는 컨솔밸브를 포함한다.

Description

도금폐수 정화처리 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR TREATMENT WASTE WATER OF PLATING AND METHOD THE SAME}
본 발명은 도금폐수 정화처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염소처리, 이온처리, 이온교환방법을 연속적으로 적용함으로서 환경오염을 효율적으로 방지할 수 있고, 컨솔밸브를 장착하여 폐수처리 라인을 서로 연결시킴으로서 일측라인이 처리한계를 초과하는 경우 타측라인으로 폐수를 공급하여 처리할 수 있는 도금폐수 정화처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 도금공정에서는 산, 알칼리 수용액 및 시안계 화합물이 다량으로 사용되며, 이러한 화학물질들은 도금 후 외부로 배출됨으로서 환경오염을 유발시킨다. 따라서, 상기 화학물질들을 적절하게 정화처리하기 위한 기술들이 개발되고 있는 추세이다.
특히, 시안의 경우는 맹독성이고 극히 소량으로도 인체에 치명적인 영향을 끼치며, 도금공정의 경우 이러한 시안이 약 50,000 ppm 정도의 고농도 시안폐수임으로 이에 대한 철저한 정화처리가 요구된다.
시안의 정화처리 방법에는 알카리염소법, 전해산화법, 이온교환법, 철착염법, 통기법, 오존산화법, 시안히드린법 등의 여러 방법이 개발되었으며, 특히 상기 처리방법중 주로 알칼리 염소법이 사용되고 있는 추세이다.
이러한 알칼리 염소법은 강력한 산화제를 이용해 알칼리성 용액중에서 시안을 산화 분해하는 방법이다. 이 경우에는 산화제로서 염소나 차아염소산 나트륨이 사용되며, 안전상 차아염소산 나트륨이 주로 사용된다.
그러나, 상기 알칼리 염소법은 유독한 화학물질을 첨가하여 시안을 제거하게 됨으로 환경에 유해한 유독물질이 배출될 수 있는 문제점이 있다.
그리고, 상기와 같은 폐수정화장치들에 의하여 정화처리 라인을 구성하는 경우, 각각의 폐수정화 처리 라인에 과도한 폐수가 공급되는 경우 정화처리 능력을 초과하게 됨으로, 각각의 폐수정화처리 라인은 폐수의 공급을 중단하고 라인에 공급된 폐수를 처리한 후 새로이 폐수를 처리하여야 함으로 정화효율이 저하되는 문제점이 있다.
특히, 복수개의 정화처리 라인이 구동되는 경우 각각의 라인에 과부하가 걸리는 경우 일일이 정화처리 작업을 중단한 후 다시 시작하여야 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출 된 것으로서, 본 발명의 목적은 컨솔밸브를 장착하여 복수의 정화처리 라인을 선택적으로 연결시킴으로써 일측의 정화처리 라인에 과부하가 발생하는 경우, 타측의 정화처리 라인으로 폐수를 우회시킴으로써 과부하를 해소하여 정화처리효율을 향상시킬 수 있는 도금폐수 정화처리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 염소 처리, 이온처리, 이온교환방법을 연속적으로 적용함으로서 폐수를 효율적으로 정화처리할 수 있는 도금폐수 정화처리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
도1 은 도금폐수정화처리 라인을 개략적으로 도시하는 도면.
도2 는 도1 에 도시된 도금폐수처리 라인에 의하여 폐수를 정화처리하는 과정을 도시하는 순서도.
상기 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예는 시안폐수를 염소처리하는 염소처리부와, 염소처리된 시안폐수와 알칼리 및 산폐수를 저장하는 균등조와, 상기 균등조로부터 유출되는 폐수를 오존에 의하여 산화처리하는 오존처리부와, 오존처리된 폐수를 여과하는 여과부와, 상기 여과부를 통과한 시안폐수로부터 불순물이온을 제거하는 이온교환부로 각각 이루어지는 제1 및 제2 폐수처리 라인과; 그리고 상기 제1 및 제2 폐수처리 라인의 상기 이온교환부에 각각 연결되어, 일측 라인의 이온교환부의 처리한계를 초과하는 경우 상기 폐수를 타측라인의 이온교환부로 전환하는 컨솔밸브를 포함하는 도금폐수 정화처리 장치를 제공한다.
상기 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여, 본 발명의 바람직한 다른 실시예는 도금공정으로부터 발생한 CN 폐수를 집수하여 적어도 하나 이상의 폐수처리라인에 각각 유입하여 CN 폐수를 염소처리하는 염소 처리단계와; 염소처리된 시안폐수와 알칼리 및 산폐수를 균등조에 저장하는 단계와; 상기 균등조로부터 유출되는 폐수를 오존에 의하여 산화처리하는 오존처리단계와; 오존처리된 폐수를 여과하여 폐수중에 함유된 불순물을 제거하는 여과단계와; 여과된 폐수로부터 이온 교환법에 의하여 불순물 이온을 제거하는 이온교환단계와; 그리고 상기 이온교환단계의 과부하시, 폐수를 타측 정화처리 라인으로 공급함으로써 과부하를 해소시키는 컨솔밸브단계를 포함하는 도금폐수 정화처리 방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도금폐수 정화처리 장치 및 방법을 상세하게 설명한다.
도1 및 도2 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 도금폐수 정화처리 장치는 도금폐수를 소정 공정을 통하여 정화처리하는 제1 폐수처리 라인(Ⅰ)과, 상기 제1 폐수처리 라인(Ⅰ)과 동일한 구성을 갖는 제2 폐수처리 라인(Ⅱ)과, 상기 제1 및 제2 폐수처리 라인(Ⅰ,Ⅱ)을 서로 연결하여 각 라인의 폐수를 선택적으로 다른 라인으로 공급가능한 컨솔밸브(Console Valve;19)로 이루어진다.
이러한 구조를 갖는 도금폐수 정화처리 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 폐수처리 라인(Ⅰ,Ⅱ)은 도금공정 등에서 발생하는 시안폐수 및 산, 알칼리 폐수(이하, 폐수)를 일련공정을 거치면서 정화처리하여 폐수에 함유된 불순물을 제거한다. 따라서, 제1 및 제2 폐수처리 라인(Ⅰ,Ⅱ)을 통하여 정화된 폐수는 도금공정으로 다시 공급되어 사용된다.
상기한 바와 같은 제1 및 제2 폐수처리 라인(Ⅰ,Ⅱ)은 유입된 폐수를 다음과같은 공정을 통하여 정화처리하게 되며, 상기 제1 및 제2 폐수처리 라인(Ⅰ,Ⅱ)은 동일한 구성을 갖음으로 이하 하나의 라인에 의하여 설명한다.
상기 폐수처리 방법은 도금공정으로부터 발생한 폐수, 바람직하게는 CN 폐수를 집수하여(S100) 상기 제1 폐수처리 라인(Ⅰ)에 유입하여 CN 폐수를 염소처리하는 염소 처리단계와(S200), 염소처리된 시안폐수와 알칼리 및 산폐수를 균등조(5)에 저장하는 단계와(S300), 상기 균등조(5)로부터 유출되는 폐수를 오존에 의하여 산화처리하는 오존처리단계와(S400), 오존처리된 폐수를 여과하는 여과단계와(S500), 여과된 시안폐수로부터 불순물 이온을 제거하는 이온교환단계(S600)로 이루어진다.
그리고, 상기 이온교환단계(S600)에서 처리한계를 초과한 경우 제2 폐수처리 라인(Ⅱ)으로 폐수를 공급하여 처리함으로써 정화과정의 중단없이 연속적으로 정화처리가 가능한 컨솔밸브단계(S800)가 더 포함된다.
이러한 정화방법에 있어서, 상기 염소처리단계(S200)에서는 시안저장탱크(1)에 저장된 시안폐수가 염소 처리부(3)로 공급된다. 그리고, 상기 염소 처리부(3)는 두 개의 이온탱크로 이루어진다.
이러한 염소 처리부(3)에서는 시안폐수를 NaOH 등을 첨가하여 알칼리성으로 하고, 염소를 사용하여 시안폐수를 산화 분해함으로써 Complexed CN을 제거하게 된다. 그리고, 상기 염기처리부에 있어서, 반응은 다음의 2단계로 이루어진다.
1차반응 : NaCN + 2NaOH + Cl2→ NaCNO + 2NaCl +2H2O
2차반응 : 2NaCNO + 3NaOH + 3Cl2→ 2CO2+N2+6NaCl + 2H2O
따라서, 2NaCN + 5NaClO + H2O → N2+ 2CO2+ 2NaOH + 5NaCl 이다.
즉, 상기 1차반응에서는 시안폐수에 알칼리를 투입 pH를 10∼10.5로 유지하고, 산화제인 Cl2혹은 NaOH로 산화시켜 CNO로 산화한 다음, 2차 반응에서 H2SO4와 NaOCl을 주입해 CO2와 N2로 분해처리한다. 산화제에는 염소가스, 차아염소산소다, 중화제에는 황산, 염산이 사용된다.
상기한 바와 같이 염소 처리단계(S200)를 거친 폐수는 균등조(5)에 저장되는 저장단계(S300)가 진행된다.
즉, 상기 염소 처리부(3)를 통과한 시안폐수는 균등조(5)로 공급되며, 또한, 상기 균등조(5)에는 염소 처리부(3)를 통과한 시안폐수 외에도 도금공정으로부터 발생한 산폐수 및 알칼리 폐수가 공급된다.
이와 같이 균등조(5)에는 CN 폐수, 산 및 알칼리 폐수가 저장된다. 그리고, 균등조(5)에 저장된 폐수는 균등조(5)에 연결된 제1 여과기(7)로 공급되어 여과되고, 다시 균등조(5)로 복귀하는 순환과정을 거치게 된다. 이 과정에서 폐수에 함유된 불순물이 1차적으로 여과된다.
그리고, 상기 균등조 저장단계(S300) 후 폐수를 오존에 의하여 산화처리하는 오존처리단계(S400)가 진행된다.
즉, 상기 제1 여과기(7)와 균등조(5)의 사이에는 오존처리부(9)가 연결되며, 상기 오존처리부(9)에서는 상기 염소 처리부(3)를 통하여 Complexed CN이 제거된시안폐수를 오존의 산화성을 이용하여 2차적으로 제거함으로써 Free CN을 제거하게 된다. 반응식은 다음과 같다.
CN- + O3→ CNO- + O2
CNO- + 2H+ + 2H2O → NH2+ + CO2
CNO- + NH2+ → NH2CONH2
NH2CONH2+ O3→ N2↑ + CO3↑ + 2H2O
따라서, CN- + OCN- + 2O3+ 2H+ → N2↑ + 2CO2↑ + O2↑ 이다.
상기한 바와 같이 오존처리단계(S400)가 진행된 후, 균등조(5)로부터 배출된 폐수를 여과처리하는 여과단계(S500)가 진행된다. 이 여과단계(S500)에서는 폐수를 제2 여과기(11)를 통과시킴으로써 폐수중에 함유된 불순물을 2차로 제거하게 된다.
그리고, 상기 여과단계(S500) 후에는 폐수를 이온교환부(13)로 공급하여 양이온 및 음이온 교환에 의하여 폐수중에 함유된 불순물 이온을 제거하는 이온교환단계(S600)가 진행된다.
즉, 폐수를 양이온 수지가 저장된 양이온 탱크(15) 및 음이온 수지가 저장된 음이온 탱크(17)에 순차적으로 통과시킴으로써 폐수중에 함유된 Ni 및 SO4를 제거하게 된다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 양이온 탱크(15)에는 양이온수지가 저장되어 있다. 이러한 양이온 교환수지로는 다가(多價)페놀과, 포름알데히드를 축합시킨 수지와, 술폰산기 －SO3H를 가지는 수지와, 카르복시기 －COOH를 가지는 수지 등을 포함한다.
따라서, 폐수가 상기 양이온 탱크(15)에 공급되는 경우 양이온 수지에 의하여 Ni 이온이 제거된다.
또한, Ni 이온이 제거된 폐수를 음이온 탱크(17)에 공급한다. 음이온 탱크(17)에는 음이온 교환수지가 저장되며, 이러한 음이온 교환수지는 m-페닐렌디아민과 포름알데히드를 축합시킨 수지를 포함한다.
이러한 음이온 교환수지는 공급된 폐수중에 함유된 불순이온물, 즉 SO4를 제거하게 된다.
상기와 같은 과정을 거쳐 폐수중에 함유된 Ni 및 SO4를 제거한 폐수는 저장조(27)에 저장되며, 필요시 도금라인에 다시 공급됨으로써 재사용되는 순환단계(S700)가 진행된다.
한편, 상기와 같은 폐수처리라인(Ⅰ,Ⅱ)에 있어서는, 과부하가 걸려 폐수의 처리한계를 초과하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 과부하를 해소하기 위하여 컨솔밸브단계(S800)가 추가된다.
상기 컨솔밸브단계(S800)에서는 상기 이온교환단계(S600)에 있어서 처리한계를 초과한 경우, 제1 폐수처리 라인(Ⅰ)의 폐수를 컨솔밸브(19)를 이용하여 제2 폐수처리 라인(Ⅱ)으로 방향을 변경하여 공급함으로써 제1 폐수처리 라인(Ⅰ)의 과부하를 해소하게 된다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 컨솔밸브(19)는 제1 폐수처리 라인(Ⅰ)의 이온교환부(13)와 제1 연결관(21)에 의하여 연결되며, 제2 폐수처리 라인(Ⅱ)의 이온교환부(23)와 제2 연결관(25)에 의하여 각각 연결된다. 그리고, 제1 및 제2 폐수처리 라인(Ⅰ,Ⅱ)에 연결되는 연결관(21,25)을 선택적으로 개폐함으로써 제1 폐수처리 라인(Ⅰ)과 제2 폐수처리 라인(Ⅱ)의 이온교환부(13,23)를 서로 연결시키거나 폐쇄할 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 폐수처리 라인(Ⅰ)의 이온교환부(13)가 처리한계를 초과한 경우, 상기 컨솔밸브(19)는 제1 연결관(21)을 개방하게 된다. 상기 제1 연결관(21)이 개방되면 제1 폐수처리 라인(Ⅰ)의 이온교환부(13)로부터 폐수가 컨솔밸브(19)로 유입되며, 유입된 폐수는 제2 연결관(25)을 통하여 제2 폐수처리 라인(Ⅱ)의 이온교환부(23)로 공급된다. 따라서, 상기 제1 폐수처리 라인(Ⅰ)의 이온교환부(13)의 과부하가 해소될때 까지 제2 폐수처리 라인(Ⅱ)의 이온교환부(23)를 통하여 폐수가 정화처리된다. 그리고, 제1 폐수처리 라인(Ⅰ)의 과부하가 해소되면 다시 컨솔밸브(19)의 제2 연결관(25)을 폐쇄함으로서 제1 폐수처리 라인(Ⅰ) 내에서 폐수가 처리될 수 있다.
물론, 제2 폐수처리 라인(Ⅱ)이 과부하인 경우에도 상기한 바와 같은 과정의 역순에 의하여 제1 폐수처리 라인(Ⅰ)으로 폐수가 공급되어 과부하를 해소할 수 있다.
상기한 바와 같은 공정을 통하여 폐수에 함유된 시안화물 등의 불순물이 제거됨으로써 정화처리 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도금폐수 정화처리 장치 및 방법은 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 컨솔밸브를 장착함으로써, 일측라인이 처리한계를 초과하는 경우 타측라인으로 폐수를 전환하여 공급함으로서 정화처리가 중단없이 연속적으로 이루어지도록 하여 처리효율을 향상시킬 수 있다.
둘째, 폐수를 정화처리하여 외부로 방류하지 않고 재사용함으로써 상수 소모량이 적고, 또한 무공해임으로 친환경적인 처리가 가능하다.
셋째, 염소처리, 오존처리, 여과처리, 이온교환법을 연속하여 적용함으로써 폐수의 정화효율을 향상시킬 수 있다.
넷째, 컨솔밸브에 의하여 여러 폐수라인을 선택적으로 사용함으로써 설비의 설치비 및 유지비가 적게 드는 장점이 있다.
본 발명은 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않고도 다양하게 변경실시 할 수 있으므로 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니한다.

Claims (5)

  1. 시안폐수를 염소처리하는 염소처리부와, 염소처리된 시안폐수와 알칼리 및 산폐수를 저장하는 균등조와, 상기 균등조로부터 유출되는 폐수를 오존에 의하여 산화처리하는 오존처리부와, 오존처리된 폐수를 여과하는 여과부와, 상기 여과부를 통과한 시안폐수로부터 불순물이온을 제거하는 이온교환부로 각각 이루어지는 제1 및 제2 폐수처리 라인과; 그리고
    상기 제1 및 제2 폐수처리 라인의 상기 이온교환부에 각각 연결되어, 일측 라인의 이온교환부의 처리한계를 초과하는 경우 폐수를 타측라인의 이온교환부로 전환하는 컨솔밸브를 포함하는 도금폐수 정화처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 이온교환부는 양이온이 저장되어 폐수중에 함유된 Ni를 제거하는 양이온탱크와, 음이온이 저장되어 폐수중에 함유된 SO4를 제거하는 음이온탱크를 포함하는 도금폐수 정화처리 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 컨솔밸브는 그 일측이 상기 제1 폐수처리 라인의 이온교환부에 연결되고, 타측이 상기 제2 폐수처리 라인의 이온교환부에 연결됨으로써, 상기 제1 혹은 제2 폐수처리 라인에 과부하가 걸리는 경우, 폐수를 선택적으로 상기 제2 혹은 제1 폐수처리 라인에 공급하는 도금폐수 정화처리 장치.
  4. CN 폐수를 집수하여 제1 및 제2 폐수처리 라인에 각각 유입하여 CN 폐수를 염소처리하는 염소 처리단계와;
    염소처리된 시안폐수와 알칼리 및 산폐수를 균등조에 저장하는 단계와;
    상기 균등조로부터 유출되는 폐수를 오존에 의하여 산화처리하는 오존처리단계와;
    오존처리된 폐수를 여과하여 폐수중에 함유된 불순물을 제거하는 여과단계와;
    여과된 폐수로부터 이온 교환법에 의하여 불순물 이온을 제거하는 이온교환단계와; 그리고
    상기 이온교환단계의 과부하시, 폐수를 타측 정화처리 라인으로 공급함으로써 과부하를 해소시키는 컨솔밸브단계를 포함하는 도금폐수 정화처리 방법.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 이온교환단계에서는 양이온 탱크를 구비하여 폐수중에 함유된 Ni를 제거하고, 음이온 탱크를 구비하여 폐수중에 함유된 SO4를 제거하는 도금폐수 정화처리 방법.
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