KR20030061227A - 오존을 이용한 탈황폐수의 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오존(Ozone)을 이용하여 탈황폐수를 신속하게 처리하는 방법에 관한 것으로, 화학적 산소요구량(COD)을 효율적으로 감소시키기 위해 오존의 산화력을 이용하여 탈황폐수를 처리하는 방법에 있어서, 상기 오존의 농도가 0.3~2.07 gO₃/hr으로 산기관을 통해 탈황폐수의 상방향으로 공급 되어지면서 이 탈황폐수의 수소이온농도지수(pH)의 반응범위를 6.5~11.5로 처리하도록 되어 있다.

Description

오존을 이용한 탈황폐수의 처리방법{Removing Methode of Desulfurization Waste Water by Ozone}

본 발명은 오존(Ozone)을 이용하여 탈황폐수 내에 화학적산소요구량(Chemical Oxygen Demand; 이하 COD라 칭함)을 효율적으로 감소시킬 수 있는 개선된 처리방법에 관한 것으로, 특히 단지 오존만을 탈황폐수에 공급함으로서 COD를 빠른 시간내에 응집 처리할 수 있는 오존을 이용한 탈황폐수의 처리방법에 관한 것이다.

국내에서 가동되고 있는 화력발전소 및 대기배출가스의 탈황시설이 있는 대부분의 시설에서는 많은 양의 탈황폐수가 발생하고 있는데, 여기서 탈황폐수란 발전소 및 공장배출 가스중 고농도로 존재하는 황산화물을 제거하는 공정에서 발생하는 폐액을 칭하여, 이 탈황폐수에는 많은 양의 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 황산화물, 질소산화물, 이 황산화물(SO₃ ^-)과 질소화합물과의 결합체(NH₃SO₃ ^-) 등이 아주 높은 농도로 함유되어 있는바, 이 탈황폐수에서 COD를 유발하는 것은 대부분 이들 물질에 의하여 이루어진다.

종래 탈황폐수의 일반적인 처리방법은 이 탈황폐수 중에 많은 양의 칼슘, 마그네슘, 황산화물, 질소산화물, 이 황산화물과 질소화합물과의 결합체(NH₃SO₃ ^-) 등과 같은 COD를 유발하는 물질을 제거하기 위하여 산화제인 NaOCl을 사용하여 황산화물(SO₃ ^-)과 질소화합물과의 결합체(NH₃SO₃ ^-)를 여러단계를 이용하여 처리함에 따라 자연히 처리단계가 복잡하면서 처리효율이 떨어질 뿐만 아니라, 처리제조단가도 증가되는 문제점 등이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 오존을 이용하여 탈황폐수를 처리함에 있어서 그 처리효율의 향상과 처리단계의 간편성 및 처리제조단가를 낮출 수 있는 개선된 오존을 이용한 탈황폐수의 처리방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 오존 처리된 탈황폐수내의 부유물질농도 변화를 나타낸 그래프,

도 2는 본 발명의 제 2실시예에 따른 오존처리된 탈황폐수내의 황산화물 농도 변화를 나타낸 그래프,

도 3은 본 발명의 제 3실시예에 따른 탈황폐수의 농도조절과 CO₃ ^-2의 첨가에 의한 칼슘이온(Ca⁺²)의 농도변화를 나타낸 그래프,

도 4는 본 발명의 제 4실시예에 따른 탈황폐수의 농도조절과 CO₃ ^-2의 첨가에 의한 마그네슘이온(Mg⁺²)의 농도변화를 나타낸 그래프,

도 5는 본 발명의 제 5실시예에 따른 오존처리된 탈황폐수의 화학적산소 요구량(COD) 변화를 나타낸 그래프이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 오존을 사용하여 탈황폐수의 농도(pH)를 조절하지 않더라도 오존의 산화력에 의해 COD 유발물질을 제거할 수 있도록 되어 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

먼저 본 발명을 이용하여 탈황폐수를 처리함에 있어서 다음과 같은 이유로 인하여 탈황폐수의 처리간편성과 처리효율의 향상을 설명할 수 있다.

첫째, 탈황폐수를 오존을 이용하여 처리할 경우, 이 탈황폐수의 수소이온농도지수(pH)를 조절하지 않더라도 오존의 산화력에 의해 COD유발물질을 제거할 수 있다.

둘째, NaOH 용액을 사용하여 pH 10정도로 올린 후 오존을 공급할 경우 알카리성 영역에서 오존은 히드록실 라디칼(0H ·)을 생성하며 이 라디칼에 의해 탈황폐수 내에 존재하는 COD를 유발하는 각종 산화물이 완전히 산화되어 더 이상 COD를 유발하지 않는 것이다.

세째, pH가 10정도에서는 대분분의 마그네슘이온(Mg²⁺)이 Mg(OH)₂로 되면서 응집효과를 일으켜 다른 응집체의 투여 없이도 Mg(OH)₂로 인하여 부유물질이 쉽게 응집되어 처리 할 수 있게 해주며, 이때 소다회(Na₂CO₃)의 주입을 병행하면 칼슘이온(Ca⁺²)도 CaCO₃로 침전되어 처리된 탈황폐수 내의 높은 무기물질의 농도를 낮은 농도로 감소시킬 수 있다.

이하, 실시예에 의하여 본 발명의 오존을 사용하여 탈황폐수를 처리하는 것에 관하여 상세하게 설명한다. 단, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

오존처리된 탈황폐수내의 부유물질농도(Suspended Solid;SS)의 변화.

탈항폐수를 반응기에 넣고 오존양을 변화시키면서 오존을 반응기의 하부에서 산기관을 통하여 공급하였다. 도 1의 그래프에 도시된 바와 같이 반응시간이 증가함에 따라 탈황폐수 내에 부유믈(SS)이 생성되기 시작하였으며, 시간이 증가함에 따른 계속적으로 증가하였다.

오존의 농도가 0.30 gO₃/hr인 경우 부유물(SS)의 농도는 320mg/L 까지 증가하였으며, 오존의 농도가 1.20 gO₃/hr인 경우 360mg/L, 오존농도가 2.07 gO₃/hr인 경우 494mg/L 까지 증가하였다. 여기서 부유물(SS)이 증가하는 것은 탈황폐수 내에 존재하고 있던 높은 농도의 무기물과 황산화물이 석출되어지는 것으로 판단되는데,이때 상기 탈황폐수의 수소이온농도지수(pH)의 반응범위를 6.5~11.5로 처리하도록 되어 있다.

[실시예 2]

오존처리된 탈황폐수내의 황산화물(SO₄ ^-2) 농도의 변화.

탈황폐수에 반응기의 하부에서 공급해준 오존으로 인하여 SO₃ ^-2형태의 COD 유발 황산화물과 질소와 결합된 형태의 화합물(NH₂SO₃ ^-2-)등이 산화되어 COD를 유발할 수 없는 SO₄ ^-2의 형태로 전환되었다는 것을 보여주며(도2 참조), 이것도 또한 오존의 첨가량이 증가할수록 증가되어지는 경향을 보이고 있다.

오존농도가 0.30 gO₃/hr인 경우 탈황폐수 내에 황산이온의 농도는 2260mg/L로 2.7% 증가하였으며, 오존농도가 1.20 gO₃/hr인 경우 10.6%, 오존농도가 2.07 gO₃/hr인 경우 12.8% 증가하였다.

[실시예 3]

탈황폐수의 pH의 조절과 CO₃ ^2-의 첨가 의한 Ca²⁺의 농도변화(도3 참조).

[실시예 4]

탈황폐수의 pH의 조절과 CO₃ ^2-의 첨가 의한 Mg²⁺의 농도변화(도4 참조).

오존을 이용한 탈황폐수 처리시 반응기의 pH를 알카리성으로 조절할 경우 Ca²⁺의 경우 CaCO₃로 침전, Mg²⁺의 경우 Mg(OH)₂로 침전제거 COD 유발물질과 Ca²⁺, Mg²⁺의 농도를 동시에 감소시킬 수 있다.

[실시예 5]

오존처리된 탈황폐수의 COD변화(도5 참조).

탈황폐수에 산기관을 이용하여 오존을 공급하는 경우 COD 감소효과를 얻을 수 있었다. 즉 오존공급농도가 0.3 gO₃/hr인 경우 50%, 2.07 gO₃/hr인 경우 94.3%의 제거효율을 얻었다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 방법은 탈황폐수에 오존을 산기관을 사용하여 공급하면서 오존의 산화력을 이용하여 탈황폐수 내에 COD 유발물질을 처리하는 방법으로 기존의 방법보다 간단하게, 또한 처리시간을 단축시킬 수 있으므로 탈황폐수의 처리에 있어서 매우 유용함을 알 수 있다.

Claims (1)

1. 오존의 산화력을 이용하여 탈황폐수를 처리하는 방법에 있어서,

   상기 오존의 농도가 0.3 ~ 2.07 gO₃/hr으로 산기관을 통해 탈황폐수의 상방향으로 공급되어지면서 이 탈황폐수의 수소이온농도지수(pH)의 반응범위를 6.5 ~ 11.5로 처리하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 탈황폐수의 처리방법.