KR20030070791A - 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법 및 그 복합시스템 - Google Patents

유가금속 회수를 위한 폐수처리방법 및 그 복합시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법 및 그 복합시스템에 관한 것으로, 그 일반적인 공정은, 폐수의 특성에 따른 처리방식 선정단계와, 선택된 처리방식에 따라 투입 폐수의 농도 또는 pH를 조절하는 예비처리단계와, 배럴형 전해장치를 이용한 1차 유가금속 회수단계와, 사이클론 전해장치를 이용한 2차 유가금속 회수단계와 전해수 추출단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 폐수처리방법 및 그에 적용되는 복합시스템에 의하면, 폐수의 특성에 따라 그에 가장 적합한 처리방법을 적용할 수 있게 됨과 아울러, 전기투석에 의한 선택적 농축, 또는 배럴형 및 사이클론 전해장치를 순차적으로 적용하여 재활용 가능한 유가금속 및 전해수를 더욱 효율적으로 추출하여 재 사용할 수 있게 되는 이점이 있다.

Description

유가금속 회수를 위한 폐수처리방법 및 그 복합시스템{Waste-water treatment method for withdrawing valuable metal in waste water and combined system thereof}
본 발명은 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법 및 그 복합시스템에 관한 것으로, 특히 폐수의 특성에 따라 그에 가장 적합한 처리방법을 적용할 수 있게 함과 아울러, 전기투석에 의한 선택적 농축, 또는 배럴형 및 사이클론 전해장치를 순차적으로 적용하여 재활용 가능한 유가금속 및 전해수를 더욱 효율적으로 추출하여 재사용할 수 있게 한 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법 및 그 복합시스템에 관한 것이다.
최근 자원의 재활용이나 환경오염이 중요한 문제로 대두되고 있다. 예를 들면 각종 전자제품에 사용되는 회로기판(Printed Circuit Board) 등을 포함하는 전자부품 스크랩(scrap)이나, 화학공장에서 많이 나오는 폐 촉매 등으로부터 유가금속을 재활용하거나, 또는 도금공장이나 섬유공장 외 기타공장의 폐수와 사진현상시 발생하는 폐수 등에는 다량의 중금속이 함유되어 있으므로, 이러한 폐수들의 재활용 및 상기 폐수들로부터 회수 가치가 있는 유가금속의 효율적인 회수는, 폐자원의 가치 창출 및 환경오염 방지 차원에서 매우 중요하게 다뤄지고 있는 현안중의 하나이다.
기존에 적용되고 있는 일반적인 폐수처리방법으로는, 폐자원을 파쇄한 후 주로 산이나 알칼리 등을 용매로 하여 침출해내고, 화학적 침전 또는 전기분해를 이용하여 유가금속을 회수하는 것이다.
상기 전기분해방식은 폐수내에 함유된 유가금속이나 중금속의 회수뿐만 아니라 일반적인 무기화합물 또는 유기화합물의 처리 및 생산에서 부분적으로 사용되고있으나, 기존의 전기분해장치에 의해서는 처리시간이 오래 걸리거나 효율이 낮았으며 장치 자체가 많은 공간을 차지하게 되는 등의 단점이 있었다.
즉, 폐수내의 반응물을 전기분해하여 최종산물을 얻기 위한 기존의 전해장치로는 사각의 전해조 내에 평행판형의 양극과 음극이 교대로 배열되어 있는 구조를 갖는 것이 가장 일반적이며, 그 이외에도 유동층 형태(fluidized-bed type), 충진 형태(packed-bed type) 및 회전원주 형태(rotating cylinder type)의 전해장치 등이 있다.
그러나, 상기 평행판 형태의 전극을 사용하는 전해장치는, 물질이동이 확산에만 의존하므로 교반이나 기체 주입 등의 방법으로 용액을 강제 대류시켜 물질이동 속도를 높일 수 있으나, 고 전류밀도로 작업하기에는 한계가 있었다.
또한, 상기 유동층이나 충진층 형태의 전해장치는, 전극면적이 넓어짐으로써 반응속도를 증가시킬 수는 있으나, 기술적으로 아직 개발단계에 있어 광범위한 물질을 대상으로 하기에는 문제점이 있는 것이다.
그리고, 회전원주형 전해장치의 경우에는, 작업 자체가 주로 회분식(batch-type)인 관계로 작업을 연속적으로 수행할 수 없는 단점이 있었다.
한편, 이상에서 설명한 폐수처리방법 및 그것에 적용되는 장치 이외에도, 현재 도금업체 등에서 주로 사용되는 폐수처리방법으로는, 화학약품 처리에 의해 슬러지화하여 매립하는 등의 처리방식이 대부분이어서 폐수내의 유가금속 성분 및 용수를 거의 재활용하지 못하고 그대로 방류시켜 심각한 환경오염을 초래할 뿐만 아니라, 화학약품 처리시에 많은 비용 부담을 안게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은, 구리를 함유한 중금속 폐수가 발생하는 도금업체의 폐수 등을 전기·화학적인 방법을 주 공정으로 하여 유가금속은 매우 효율적으로 회수하여 재활용하고, 거기에서 추출될 수 있는 용수는 중금석 농도를 최소한으로 희석하여 재 사용함으로써 기존의 폐수처리방식에 의한 약품 소모비용을 최소화할 수 있도록 된 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법 및 그 복합시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 폐수의 특성에 따른 가장 적합한 폐수처리방법을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법은, 폐수의 특성에 따른 처리방식 선정단계와, 선택된 처리방식에 따라 투입 폐수의 농도 또는 pH를 조절하는 예비처리단계와, 배럴형 전해장치를 이용한 1차 유가금속 회수단계와, 사이클론 전해장치를 이용한 2차 유가금속 회수단계와, 전해수 추출단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
여기서, 상기 처리방식 선정단계 및 예비처리단계는, 상기 폐수의 종류가 전해 수세폐액, 무전해 수세폐액 또는 무전해 도금폐액 중 어느 하나인가를 분류한 후 결정됨이 바람직하다.
상기 폐수가 전해 수세폐액인 경우에는, 전기투석에 의해 상기 폐수를 소정 농도 이상으로 농축하는 예비처리단계가 수행됨이 바람직하다.
또한, 상기 폐수가 무전해 수세폐액인 경우에는, 전기투석에 의해 상기 폐수를 소정 농도 이상으로 농축한 후, 특정 용액의 혼합 반응에 의해 pH를 3∼4 정도로 유지하는 예비처리단계가 수행됨이 바람직하다.
또한, 상기 폐수가 무전해 도금폐액인 경우에는, 특정 용액의 혼합 반응에 의해 pH를 3∼4 정도로 유지하는 예비처리단계가 수행됨이 바람직하다.
또한, 상기 1차 유가금속 회수단계에 있어서의 투입 폐수의 농도는 2000ppm 이상을 유지하도록 예비 처리됨이 바람직하다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유가금속 회수를 위한 폐수처리 복합시스템은, 전해할 폐수를 저장하는 폐수저장조와, 상기 폐수저장조 내에 입수시켜 전기분해하기 위한 것으로서, 하단부가 개방된 벽체프레임 내에 전원공급시 전기적으로 회전 가능한 회전배럴이 설치되고 그 외측에는 내부로 폐수가 유입될 수 있는 다수의 통공이 형성된 외측전극망과 그 내측에는 상호 절연된 상태로 내측전극봉이 구비되어 있는 배럴형 전해조로 구성된 배럴형 전해장치; 및 상기 폐수저장조 내에 담긴 폐수를 상부로 토출시키기 위한 펌프와, 상기 펌프에 의해 토출되는 폐수를 다수의 폐수유입도관을 통해 동시에 강제 선회시킴과 아울러 유입된 폐수 내에 함유된 성분을 전기분해하여 각각의 성분을 분리 추출한 후 재 순환시키기 위한 사이클론 전해조와, 상기 사이클론 전해조에 설치된 양쪽 전극에 전압을 인가하기 위한 전원공급유닛으로 구성된 사이클론 전해장치;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 폐수처리 복합시스템에 의한 전해 수세폐액의 처리 과정을 예시한 흐름도.
도 2는 본 발명의 폐수처리 복합시스템에 의한 무전해 수세폐액의 처리 과정을 예시한 흐름도.
도 3은 본 발명의 폐수처리 복합시스템에 의한 무전해 도금폐액의 처리 과정을 예시한 흐름도.
도 4는 본 발명의 폐수처리방법에 의한 1차 유가금속 회수처리용 배럴형 전해장치의 전체 구성을 도시한 배럴형 전해조의 입수 전 상태의 사시도.
도 5는 본 발명의 폐수처리방법에 의한 2차 유가금속 회수처리용 사이클론 전해장치의 전체 구성 및 유입 폐수의 처리 순환구조를 도시한 개략도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
C ; 사이클론 전해조 10 ; 폐수저장조
11 ; 폐수 20 ; 펌프
21 ; 폐수유입도관 30 ; 전원공급유닛
40 ; 전해조 본체 41 ; 폐수유입도관
42 ; 중공부 44 ; 외측 원통전극
45 ; 전극팁 50 ; 내측 관체전극
52 ; 통공 53 ; 전극팁
55 ; 전해수 유출도관 60 ; 하부 분리캡
61 ; 전해수 유출도관 62 ; 전해수 유출로
63 ; 오링(O-ring) 71 ; 전극고정 니플
74, 75, 78 ; 오링(O-ring) 76 ; 밀착링
77 ; 상부 분리캡 110 ; 벽체프레임
111 ; 걸림대 120 ; 기어박스
121 ; 구동축 122 ; 구동기어
123 ; 구동스위치 124 ; 회전축
125 ; 연동기어 130 ; 배럴형 전해조
131 ; 회전배럴 132 ; 외측전극망
133 ; 개폐용 덮개 133a ; 통공
134 ; 브러쉬형 통전대 134a ; 브러쉬
135 ; 통전휠 136 ; 회전축
137 ; 종동기어 138 ; 내측전극봉
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법 및 그 복합시스템을 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법 및 그 복합시스템의 구조를 도시한 것으로, 도 1은 본 발명의 폐수처리 복합시스템에 의한 전해 수세폐액의 처리 과정을 예시한 흐름도, 도 2는 본 발명의 폐수처리 복합시스템에 의한 무전해 수세폐액의 처리 과정을 예시한 흐름도, 도 3은 본 발명의 폐수처리 복합시스템에 의한 무전해 도금폐액의 처리 과정을 예시한 흐름도, 도 4는 본 발명의 폐수처리방법에 의한 1차 유가금속 회수처리용 배럴형 전해장치의 전체 구성을 도시한 배럴형 전해조(130)의 입수 전 상태의 사시도, 도 5는 본 발명의 폐수처리방법에 의한 2차 유가금속 회수처리용 사이클론 전해장치의 전체 구성 및 유입 폐수의 처리 순환구조를 도시한 개략도를 각각 나타낸 것이다.
본 발명은 폐수내의 반응물을 전기·화학적으로 산화·환원하여 목적하는 최종산물(유가금속)을 고전류 밀도하에서 신속하고 효율적으로 생산해내기 위한 특정 폐수(11)의 처리방법 및 이에 적용되는 복합시스템의 구성을 제공한다.
이하, 상기 도면에 도시된 바와 같은 폐수(11)의 특성에 따른 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법을 살펴보기로 한다.
즉, 본 발명에 따른 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법은, 폐수(11)의 특성에 따른 처리방식 선정단계와, 선택된 처리방식에 따라 투입 폐수(11)의 농도 또는 pH를 조절하는 예비처리단계와, 배럴형 전해장치를 이용한 1차 유가금속 회수단계와, 사이클론 전해장치를 이용한 2차 유가금속 회수단계와, 전해수 추출단계를 순차적으로 진행함으로써 가능하다.
이때, 상기 처리방식 선정단계 및 예비처리단계는, 상기 폐수(11)의 종류가 전해 수세폐액, 무전해 수세폐액 또는 무전해 도금폐액 중 어느 하나인가를 분류한 후 결정한다.
먼저, 상기 폐수(11)가 전해 수세폐액인 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전해 수세폐액을 전해조에 투입하여 전기투석 방식에 의해 상기 폐수(11)를 소정 농도(2000ppm) 이상으로 농축하는 예비처리단계가 선행되고, 일정 농도 이상으로 농축된 폐수를 배럴형 전해장치의 폐수저장조(10) 내에 투입한 후, 이를 이용하여 음극전착에 의해 1차적으로 유가금속(구리)을 회수하고, 다시 사이클론 전해장치를 이용하여 2차적으로 유가금속(구리)을 회수하여, 최종적으로 유가금속 및 전해수를 추출하게 되는 것이다.
여기서, 상기 폐수를 일정 농도 이상으로 유지하는 것은 양질의 유가금속을 추출하기 위해 필요하며, 상기 사이클론 전해장치를 이용한 후에는 폐수(11)의 농도가 5ppm 이하로 낮아지게 된다.
그 다음으로, 상기 폐수(11)가 무전해 수세폐액인 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 무전해 수세폐액을 전해조에 투입하여 전기투석 방식에 의해 상기 폐수(11)를 소정 농도(2000ppm) 이상으로 농축함과 아울러, 특정 용액(예컨대, 황산)의 혼합 반응에 의해 pH를 3∼4 정도로 유지하는 예비처리단계가 선행되고, 일정 농도 이상으로 농축된 폐수를 배럴형 전해장치의 폐수저장조(10) 내에 투입한 후, 이를 이용하여 음극전착에 의해 1차적으로 유가금속(구리)을 회수하고, 다시 사이클론 전해장치를 이용하여 2차적으로 유가금속(구리)을 회수하여, 최종적으로유가금속 및 전해수를 추출하게 되는 것이다. 2차 유가금속 회수시에는 유기물이 발생하여 이산화탄소가 제거되면서 전해수를 얻게된다.
또한 그 다음으로, 상기 폐수(11)가 무전해 도금폐액인 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 무전해 도금폐액 자체는 폐수(11)의 농도가 2000ppm 이상이므로 별도의 농축공정 없이 특정 용액(예컨대, 황산)의 혼합 반응에 의해 pH를 3∼4 정도로 유지하는 예비처리단계가 선행되고, 상기 폐수를 배럴형 전해장치의 폐수저장조(10) 내에 투입한 후, 이를 이용하여 음극전착에 의해 1차적으로 유가금속(구리)을 회수하고, 다시 사이클론 전해장치를 이용하여 음극전착에 의해 2차적으로 유가금속(구리)을 회수함과 아울러 양극쪽으로는 유기물이 산화되어, 최종적으로 유가금속 및 전해수를 추출하게 되는 것이다. 2차 유가금속 회수시에는 유기물이 발생하여 이산화탄소가 제거되면서 전해수를 얻게된다.
이상에서 설명한 바와 같은 특정 폐수의 유형에 따른 폐수처리방법들은, 본 발명에 따른 유가금속 회수를 위한 폐수처리 복합시스템에 의해 수행할 수 있게 된다. 즉, 본 발명에 따른 폐수처리 복합시스템은, 배럴형 전해장치 및 사이클론 전해장치로 이루어져 있다.
상기 배럴형 전해장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 전해할 폐수(11)를 저장하는 폐수저장조(10)와, 상기 폐수저장조(10) 내에 입수시켜 전기분해하기 위한 것으로서, 하단부가 개방된 벽체프레임(110) 내에 전원공급시 전기적으로 회전 가능한 회전배럴(131)이 설치되고 그 외측에는 내부로 폐수(11)가 유입될 수 있는 다수의 통공이 형성된 외측전극망(132)과 그 내측에는 상호 절연된 상태로내측전극봉(138)이 구비되어 있는 배럴형 전해조(130)를 포함하는 구조를 이룬다.
상기 배럴형 전해조(130)의 상부에는 전원인가시 구동되는 기어박스(120)가 설치되고, 상기 기어박스(130)로부터 노출된 구동축(121)상에는 구동기어(122)가 장착되며, 상기 회전배럴(131)의 일측 회전축(136)상에는 상기 구동기어(122)와 맞물려 회전하는 종동기어(137)가 구비되어 상기 기어박스(120)의 구동스위치(123)의 조작에 따라 상기 종동기어(137)가 연동되면서 상기 회전배럴(131)을 회전시킬 수 있도록 구성되어 있다.
본 발명에서는 상기 구동기어(122)와 종동기어(137) 사이에, 상기 벽체프레임(110)에 설치된 회전축(124)을 중심으로 하여 회전되는 연동기어(125)를 개재하여 상기 회전배럴(131)의 회전속도비를 조절할 수 있도록 하였다. 그리고, 상기 구동스위치(123)는 상기 회전배럴(131)의 속도를 조절할 수 있는 가변스위치를 사용하였다.
또한, 상기 회전배럴(131)은, 그 일측단부로부터 내측으로 신장되어 있는 음극으로서의 내측전극봉(138) 및 이에 연결된 음극전선(미도시)과, 상기 회전배럴(131)의 외주에 씌워진 양극으로서의 외측전극망(132)과, 상기 내측전극봉(138)으로부터 절연된 상태로 상기 외측전극망(132)과 연결된 링형상의 통전휠(135)과, 상기 통전휠(135)이 회전할 때 간섭 없이 접촉되어 그 일측에 연결된 양극전선(미도시)으로부터 상기 외측전극망(132)이 통전될 수 있게 해주는 브러쉬형 통전대(134)로 이루어져 있다.
또한, 상기 벽체프레임(110)의 양쪽 외측의 소정 위치에는 수평방향으로 돌출 신장된 걸림대(111)가 구비되어 상기 배럴형 전해조(130)의 입수시 상기 폐수저장조(100)의 개구부 둘레에 상기 걸림대(111)가 걸려 회전배럴(131)만 침수되도록 형성되어 있다.
즉, 두 개의 전극중 하나인 상기 외측전극망(132)은 양극으로 하되 저항을 줄이기 위해 망형을 이루도록 되어 있고, 또한 나머지 하나인 내측전극봉(138)은 음극으로 하여 그 표면에 유가금속이 전착되도록 구성하였으며, 상기 전극 자체가 폐수(11)내에 입수된 상태에서 임의의 속도로 회전하므로 활발한 전기분해 효과를 도모할 수 있게 된다.
이러한 구성에 의하여 상기 배럴형 전해장치는, 상기 폐수저장조(10) 내에 입수시킨 후, 배럴형 전해조(130)에 구비된 양극과 음극에 전압을 인가하여 소정의 속도로 회전되면서 회전배럴(131) 내에 침투된 폐수(11)를 신속하고 원활히 반응시킴으로써, 어느 한쪽의 전극 표면으로 유가금속이 전착 분리되는 것이며, 이러한 과정을 소정시간동안 지속하였을 때 상기 폐수(11)는 전해에 의해 정화될 수 있다. 상기 폐수(11)가 점차 희석되어 반응이 완전히 끝나면 별도 추출하여 정화된 전해수로 재 사용할 수 있게 된다.
한편, 상기 사이클론 전해장치는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 폐수저장조(10) 내에 담긴 폐수(11)를 상부로 토출시키기 위한 펌프(20)와, 상기 펌프(20)에 의해 토출되는 폐수(11)를 다수의 폐수유입도관(41)을 통해 동시에 강제 선회시킴과 아울러 유입된 폐수(11) 내에 함유된 성분을 전기분해하여 각각의 성분을 분리 추출한 후 재 순환시키기 위한 사이클론 전해조(C)와, 상기 사이클론전해조(C)에 설치된 양쪽 전극(44)(50)에 전압을 인가하기 위한 전원공급유닛(미도시)를 포함하는 구조를 이룬다.
즉, 본 발명에 적용되는 상기 사이클론 전해조(C)는, 일측에 다수의 폐수유입도관(41)이 연통되도록 형성되고 그 내주면상에 외측 원통전극(44)이 밀착 설치된 전해조 본체(40)와, 상기 전해조 본체(40)의 길이방향을 따라 그 중공부(42) 내에 배치되고 그 길이방향을 따라 상향의 전해수 유출로(51)를 형성하며 방사상 방향으로 다수의 통공(52)이 형성된 내측 관체전극(50)과, 상기 내측 관체전극(50)을 고정함과 아울러 상기 전해조 본체(40)의 상부쪽이 누설되지 않도록 밀폐시켜주는 상부밀봉유닛과, 상기 전해조 본체(40)의 하부쪽에 밀폐 결합되어 하향의 전해수 유출로(62)를 형성하는 하부 분리캡(60)으로 분할 형성되고, 상기 각 부품간에 상호 나사결합되며, 각각의 결합부에는 밀봉용의 오링(O-ring)(63)(74)(75)(78)이 각각 개재된 구조로 되어 있다.
다시 말해, 원통형상의 전해조 본체(40) 내주면 측에 통상적으로 구리 등의 유가금속이 전착(電着)될 수 있는 음극을 이루는 외측 원통전극(44)이 밀착 형성되어 그 전극팁(45)이 상기 전해조 본체(40)의 외부로 노출된 상태를 이루고, 상기 전해조 본체(40)의 일측에는 다수의 폐수인입구(43)가 형성되어 상기 펌프(20)의 토출측과 연결되는 매니폴드형의 폐수유입도관(41)에 의해 각각 연통되며, 상기 상부밀봉유닛의 중앙을 관통하여 상기 전해조 본체(40)의 중공부(42) 중심선상에 설치된 내측 관체전극(50)의 일측에 전극팁(53)이 외부로 노출되어 있어 다른 전극의 상기 각 전극팁(45)(53)간에는 전압을 인가하기 위한 전원공급유닛(미도시)이 결합된 것이다.
그리고, 전해수 유출로(51)를 형성하는 상기 내측 관체전극(50)의 노출단부에는 분리 추출된 일부 전해수가 상향 배출될 수 있도록 전해수 유출도관(55)이 연결되어 상기 폐수저장조(10) 내부로 신장되어 있다.
또한, 상기 하부 분리캡(60)은, 분리 추출된 일부 전해수가 하향 배출될 수 있도록 깔때기 형상을 이루고, 그 하부에는 전해 분리된 일부 전해수를 상기 폐수저장조(10) 내부로 유출시킬 수 있도록 전해수 유출로(62)를 갖는 전해수 유출도관(61)이 형성되어 있으며, 상기 전해조 본체(40)의 하단부에 나사결합된다.
이러한 구성에 의하여 상기 사이클론 전해장치는, 사이클론 전해조(C) 내에 양극과 음극을 마련한 후 각각의 전극(50)(44)에 전압을 인가한 상태에서, 전해조 본체(40)에 형성된 다수의 폐수인입구(43)를 통해 상기 외측 원통전극(44)과 내측 관체전극(50)의 접선방향으로 폐수(11)를 신속하게 주입하여 원활히 반응시킴으로써, 분리된 양극성의 전해수들을 상기 외측 원통전극(44) 및 내측 관체전극(50)쪽의 각 유출로(62)(51)를 통해 한쪽은 아래로, 다른 쪽은 위로 추출하는 흐름을 갖는 것이다.
이와 같이 폐수유입도관(41) 및 폐수인입구(43)를 통해 유입된 폐수(11)는 전기분해에 의해 양극화 분리된 이종의 전해수로 환원됨과 동시에 상기 외측 원통전극(44)에 구리 등의 유가금속이 전착되면서 각각의 전해수 유출로(51)(62)를 통해 상향 및 하향 유출된 후 상기 폐수저장조(10)의 내부로 순환하게 되는데, 이러한 순환 과정은 폐수(11)내에 잔존하는 유가금속이 완전히 추출될 때가지 반복적으로 재 순환되며, 상기 유입 폐수(11)가 점차 희석되어 반응이 완전히 끝나면 별도 추출하여 정화된 전해수로 재 사용할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법 및 그 복합시스템에 의하면, 구리를 함유한 중금속 폐수가 발생하는 도금업체의 폐수 등을 전기·화학적인 방법을 주 공정으로 하여 유가금속은 매우 효율적으로 회수하여 재활용하고, 거기에서 추출될 수 있는 용수는 중금석 농도를 최소한으로 희석하여 재 사용함으로써 기존의 폐수처리방식에 의한 약품 소모비용을 최소화할 수 있어 경제적이며, 폐수의 특성에 따른 가장 적합한 폐수처리를 수행함으로써 환경오염을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 폐수처리 복합시스템에 의하면, 전처리 과정을 매우 효율적이고도 신속하게 수행할 수 있으므로 대량의 폐수를 처리하는데 적합할 뿐만 아니라, 사후관리가 매우 간편하다는 이점이 있는 것이다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 기준하여 설명되어 있으나 이는 예시적인 것이라 할 수 있고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예들을 생각해 낼 수 있으므로 이러한 균등한 실시예들 또한 본 발명의 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 보아야 함은 극히 당연한 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 결정되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 폐수의 특성에 따른 처리방식 선정단계;
    선택된 처리방식에 따라 투입 폐수의 농도 또는 pH를 조절하는 예비처리단계;
    배럴형 전해장치를 이용한 1차 유가금속 회수단계;
    사이클론 전해장치를 이용한 2차 유가금속 회수단계; 및
    전해수 추출단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리방식 선정단계 및 예비처리단계는, 상기 폐수의 종류가 전해 수세폐액, 무전해 수세폐액 또는 무전해 도금폐액 중 어느 하나인가를 분류한 후 결정됨을 특징으로 하는 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 폐수가 전해 수세폐액인 경우에는, 전기투석에 의해 상기 폐수를 소정 농도 이상으로 농축하는 예비처리단계가 수행됨을 특징으로 하는 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 폐수가 무전해 수세폐액인 경우에는, 전기투석에 의해 상기 폐수를 소정 농도 이상으로 농축한 후, 특정 용액의 혼합 반응에 의해 pH를 3∼4 정도로 유지하는 예비처리단계가 수행됨을 특징으로 하는 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 폐수가 무전해 도금폐액인 경우에는, 특정 용액의 혼합 반응에 의해 pH를 3∼4 정도로 유지하는 예비처리단계가 수행됨을 특징으로 하는 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 유가금속 회수단계에 있어서의 투입 폐수의 농도는 2000ppm 이상을 유지하도록 예비 처리됨을 특징으로 하는 유가금속 회수를 위한 폐수처리방법.
  7. 전해할 폐수를 저장하는 폐수저장조와, 상기 폐수저장조 내에 입수시켜 전기분해하기 위한 것으로서, 하단부가 개방된 벽체프레임 내에 전원공급시 전기적으로 회전 가능한 회전배럴이 설치되고 그 외측에는 내부로 폐수가 유입될 수 있는 다수의 통공이 형성된 외측전극망과 그 내측에는 상호 절연된 상태로 내측전극봉이 구비되어 있는 배럴형 전해조로 구성된 배럴형 전해장치; 및
    상기 폐수저장조 내에 담긴 폐수를 상부로 토출시키기 위한 펌프와, 상기 펌프에 의해 토출되는 폐수를 다수의 폐수유입도관을 통해 동시에 강제 선회시킴과 아울러 유입된 폐수 내에 함유된 성분을 전기분해하여 각각의 성분을 분리 추출한 후 재 순환시키기 위한 사이클론 전해조와, 상기 사이클론 전해조에 설치된 양쪽 전극에 전압을 인가하기 위한 전원공급유닛으로 구성된 사이클론 전해장치;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 유가금속 회수를 위한 폐수처리 복합시스템.
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