KR20060118291A - Effluent treatment equipment - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐수 처리 장치의 구성을 간략히 나타내는 도면이고, 1 is a view briefly showing the configuration of a wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention,
도 2는 도 1의 폐수 처리 장치 중 스트루바이트 결정화 반응조에서의 폐수 처리 효율을 나타내는 그래프이다. FIG. 2 is a graph showing wastewater treatment efficiency in a struvite crystallization reactor in the wastewater treatment apparatus of FIG. 1.
* 도면의 부호에 대한 간략한 설명 *Brief description of the symbols in the drawing
100 : 유입부 102 : 유량 조정조100: inlet 102: flow rate adjustment tank
104 : 스트루바이트 결정화 반응조 106 : 제 1 침전조104: struvite crystallization reactor 106: first precipitation tank
108 : 제 1 반송 라인 110 : 칼슘 공급/반응조108: first return line 110: calcium supply / reactor
112 : 제 2 침전조 114 : 제 2 반송 라인112: second settling tank 114: second conveying line
116 : 유출부116: outlet
본 발명은 질소, 인 및 불소 성분이 고농도로 함유된 산업 폐수를 스트루바이트(struvite; MgNH4PO4·6H2O)의 형태로 결정화하여 연속적으로 처리하는 스트루바이트 침전을 이용한 폐수 처리 장치에 관한 것이다. The present invention is a wastewater treatment apparatus using struvite precipitation to continuously process the industrial wastewater containing high concentrations of nitrogen, phosphorus and fluorine crystals in the form of struvite (MgNH 4 PO 4 · 6H 2 O) It is about.
통상적으로 반도체 제조 공정 등의 많은 공업 분야에서 질소 및 인 성분 등이 고농도로 함유된 산업 폐수가 대량으로 발생하고 있다. 특히, 반도체 소자의 제조 공정에서는, 불산(HF)계 식각액 등의 각종 불소계 화합물을 다량 사용함으로서, 질소 및 인 성분과 함께 불소 성분이 고농도로 함유된 산업 폐수가 대량으로 발생하고 있다. 최근 들어 환경에 대한 관심이 크게 증가함에 따라, 이러한 산업 폐수를 보다 효율적이고도 경제적으로 처리할 수 있는 처리 방법이 계속적으로 요구되고 있는데, 이러한 산업 폐수에 대한 종래의 처리 방법은 크게 물리적, 화학적 방법 및 생물학적 방법으로 대별될 수 있다. In general, many industrial fields, such as semiconductor manufacturing processes, generate large amounts of industrial wastewater containing nitrogen and phosphorus components at high concentrations. In particular, in the manufacturing process of semiconductor devices, by using a large amount of various fluorine-based compounds such as hydrofluoric acid (HF) -based etching solution, industrial wastewater containing a high concentration of fluorine components together with nitrogen and phosphorus components is generated. In recent years, as the environmental concern has increased greatly, there is a continuous demand for treatment methods that can efficiently and economically treat such industrial wastewater, and conventional treatment methods for such industrial wastewater are largely physical and chemical methods. And biological methods.
우선, 상기 산업 폐수를 처리하기 위한 종래의 물리적, 화학적 방법으로서, 폭기와 pH 조정을 통해 질소 성분을 암모니아 가스로 탈기하여 제거하는 방법 및 인 성분을 알루미늄으로 공침시켜 제거하는 방법 등을 들 수 있다. First, conventional physical and chemical methods for treating the industrial wastewater include a method of degassing and removing nitrogen components with ammonia gas through aeration and pH adjustment, and a method of coprecipitation and removal of phosphorus components with aluminum. .
그런데, 이러한 종래의 물리적, 화학적 폐수 처리 방법은, 처리 효율이 낮고 약품비 및 특정 환경의 조성이 필요하여, 운영이 어려울 뿐 아니라 경제성이 크게 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 질소 및 인 성분의 동시 제거하는데 많은 어려움이 뒤따르기 때문에, 산업 폐수의 처리가 효율적이지 못하게 된다. However, such a conventional physical and chemical wastewater treatment method has a problem that the treatment efficiency is low, chemical cost and the composition of a specific environment is not only difficult to operate, but also the economic efficiency is greatly reduced. In addition, since many difficulties are involved in the simultaneous removal of nitrogen and phosphorus components, the treatment of industrial wastewater becomes inefficient.
또한, 상기 산업 폐수를 처리하기 위한 종래의 생물학적 방법으로는, 발덴포 (bardenpho), A2/O, A/O, UTC, VIP 등의 폐수 처리 공정이 개발된 바 있는데, 이들 생물학적 처리 공정은 주로 폭기와 비폭기를 적절히 조합하여 운전하면서 미생물 등의 생물학적 수단을 통해 산업 폐수를 처리하는 공정이다. 특히, 이러한 생물학적 처리 공정은 최근 들어 여러 선진국에서 널리 이용되고 있다. In addition, as a conventional biological method for treating the industrial wastewater, wastewater treatment processes such as bardenpho, A2 / O, A / O, UTC, VIP, and the like have been developed. It is a process of treating industrial wastewater through biological means such as microorganisms while operating in combination with aeration and non-aeration. In particular, such biological treatment processes have recently been widely used in various developed countries.
그러나, 이러한 생물학적 폐수 처리 공정은, 특히, 고농도의 질소 및 인을 함유하는 산업 폐수를 처리하고자 하는 경우에, 폐수의 질산화를 위한 수리학적 체류 시간을 길게 요하기 때문에 폐수 처리장 건설을 위한 부지가 많이 필요하게 되는 문제점이 있다. 또한, 이러한 부지가 부족한 경우에는, 상기 생물학적 폐수 처리 공정을 통해 처리 가능한 폐수의 처리량이 극히 제한됨에 따라 처리 효율 및 경제성이 매우 저하되는 문제점 역시 있으며, 산업 폐수에 포함된 다량의 독성 물질로 말미암아 상기 생물학적 폐수 처리 공정을 통해 산업 폐수를 처리할 수 없게 되는 경우도 생기게 된다. However, such biological wastewater treatment process requires a long hydraulic residence time for nitrification of wastewater, especially when it is desired to treat industrial wastewater containing high concentrations of nitrogen and phosphorus, so that a lot of sites for wastewater treatment plant construction are required. There is a problem that becomes necessary. In addition, when such a site is insufficient, there is also a problem that the treatment efficiency and economic efficiency is very low due to the extremely limited throughput of wastewater that can be treated through the biological wastewater treatment process, due to the large amount of toxic substances contained in industrial wastewater. Biological wastewater treatment processes often lead to the inability to treat industrial wastewater.
이러한 문제점으로 인해, 종래부터 고농도의 질소, 인 및 불소 성분 등을 포함하는 산업 폐수를 보다 효율적이고 경제적으로 처리할 수 있는 새로운 폐수 처리 기술의 개발이 절실히 요청되고 있다. Due to these problems, the development of a new wastewater treatment technology that can more efficiently and economically treat industrial wastewater containing high concentrations of nitrogen, phosphorus and fluorine components is urgently required.
이러한 요청에 따라, 종래부터 스트루바이트 침전을 이용한 폐수 처리 장치 및 이를 이용한 폐수 처리 방법이 고려된 바 있다. In response to such a request, a wastewater treatment apparatus using struvite precipitation and a wastewater treatment method using the same have been considered.
특히, 충북대 산학 협력단에서 출원한 대한민국 특허 등록 제 446984 호에는, 스트루바이트 침전을 이용하여 고농도의 질소 및 인 성분 등을 포함하는 산업 폐수를 연속적으로 처리하는 연속식 폐수 처리 장치(스트루바이트 결정화 장치)가 개시되어 있다. In particular, Korean Patent Registration No. 446984, filed by Chungbuk National University Industry-Academic Cooperation Agency, uses a struvite precipitation to continuously treat industrial wastewater containing high concentrations of nitrogen and phosphorus. Device) is disclosed.
또한, 충북대에서 출원한 대한민국 특허 공개 제 04-70408 호에는, 고농도의 질소 및 인 성분 등을 포함하는 산업 폐수를 미생물로 산화 흡착시킨 후 스트루바이트 침전시켜 2 단계로 처리하는 폐수 처리 장치가 개시되어 있다. In addition, Korean Patent Application Publication No. 04-70408, filed by Chungbuk National University, discloses a wastewater treatment apparatus for oxidizing and adsorbing industrial wastewater containing high concentrations of nitrogen, phosphorus, etc. with microorganisms, and then struvite precipitation to treat it in two stages. It is.
그런데, 이러한 종래의 폐수 처리 장치는 산업 폐수 중의 질소 및 인 성분을 처리·제거할 수 있을 뿐이고, 다른 성분은 전혀 제거할 수 없으므로, 질소 및 인 성분과 함께 불소 성분 등을 고농도로 포함하는 반도체 제조 공정 중의 산업 폐수를 처리하기에는 적합하지 못하였다. By the way, such a conventional wastewater treatment apparatus can only process and remove nitrogen and phosphorus components in industrial wastewater, and other components cannot be removed at all, so that semiconductor manufacturing including a high concentration of fluorine and the like with nitrogen and phosphorus components is produced. It was not suitable for treating industrial wastewater in the process.
또한, 상기 종래 기술의 폐수 처리 장치에서 스트루바이트 침전 과정을 진행하면, 산업 폐수 중의 질소 성분은 대부분이 제거되나 인 성분은 약 70%만이 제거되어, 인 성분을 제거하기 위한 추가 장치 또는 별도의 공정이 필요하게 되는 문제점이 있었다. In addition, when the struvite precipitation process is carried out in the wastewater treatment apparatus of the prior art, most of the nitrogen component in the industrial wastewater is removed but only about 70% of the phosphorus component is removed. There was a problem that a process is required.
이러한 종래 기술의 문제점으로 인하여, 고농도의 질소, 인 및 불소 성분 등을 포함하는 반도체 제조 공정 중의 산업 폐수를 보다 효율적이고 경제적으로 처리할 수 있는 폐수 처리 장치가 계속적으로 요구되고 있다. Due to the problems of the prior art, there is a continuous demand for a wastewater treatment apparatus capable of more efficiently and economically treating industrial wastewater in a semiconductor manufacturing process including high concentrations of nitrogen, phosphorus, fluorine, and the like.
이에 본 발명은 고농도의 질소, 인 및 불소 성분 등을 포함하는 반도체 제조 공정 중의 산업 폐수를 보다 효율적이고 경제적으로 처리할 수 있는 폐수 처리 장치를 제공하기 위한 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a wastewater treatment apparatus capable of more efficiently and economically treating industrial wastewater in a semiconductor manufacturing process including high concentrations of nitrogen, phosphorus, fluorine, and the like.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 처리 대상 폐수, 마그네슘(Mg)계 화합물, 인(P)계 화합물 및 알칼리제를 공급하는 유입부와, 상기 유입부와 연결되어 상기 처리 대상 폐수에 대한 스트루바이트 결정화 반응을 일으키는 스트루바이트 결정화 반응조와, 상기 스트루바이트 결정화 반응조에서 결정화된 처리 대상 폐수를 제 1 고형물과 제 1 용존물로 고액 분리하는 제 1 침전조와, 상기 제 1 침전조로부터 유입된 처리 대상 폐수의 제 1 용존물에 칼슘을 공급/반응하는 칼슘 공급/반응조와, 상기 칼슘 공급/반응조에서 유입된 처리 대상 폐수의 제 1 용존물을 제 2 고형물과 제 2 용존물로 고액 분리하는 제 2 침전조와, 상기 제 2 침전조에 연결되어 상기 제 2 용존물을 배출하는 유출부를 포함하는 폐수 처리 장치를 제공한다. In order to achieve this object, the present invention is to treat wastewater, magnesium (Mg) compound, phosphorus (P) compound And an inflow portion for supplying an alkaline agent, a struvite crystallization reactor connected to the inflow portion to generate a struvite crystallization reaction to the wastewater to be treated, and a wastewater to be treated crystallized in the struvite crystallization reactor. A first sedimentation tank for solid-liquid separation into solids and a first dissolved matter, a calcium supply / reaction tank for supplying / reacting calcium to the first dissolved matter of the treated wastewater introduced from the first sedimentation tank, and the inflow from the calcium supply / reactor And a second sedimentation tank for solid-liquid separation of the first dissolved matter of the treated wastewater to a second solid matter and a second dissolved matter, and an outlet connected to the second sedimentation tank for discharging the second dissolved matter. to provide.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 폐수 처리 장치는, 상기 스트루바이트 결정화 반응을 통한 침전과 함께, 칼슘과 불소의 반응에 의한 침전을 이용하여, 고농도의 질소, 인 및 불소 성분을 포함하는 반도체 제조 공정 중의 산업 폐수를 효율적이고 경제적으로 처리할 수 있게 된다. The wastewater treatment apparatus of the present invention having such a structure is a semiconductor manufacturing process including a high concentration of nitrogen, phosphorus, and fluorine components by using precipitation through the reaction of calcium and fluorine, together with precipitation through the struvite crystallization reaction. It is possible to efficiently and economically treat heavy industrial wastewater.
한편, 상기 본 발명의 폐수 처리 장치는, 상기 제 1 침전조와 상기 스트루바이트 결정화 반응조 사이에 연결되어, 상기 제 1 고형물을 상기 스트루바이트 결정화 반응조로 반송하는 제 1 반송 라인과, 상기 제 2 침전조와 상기 칼슘 공급/반응조 사이에 연결되어, 상기 제 2 고형물을 상기 칼슘 공급/반응조로 반송하는 제 2 반송 라인을 더 포함할 수 있다. On the other hand, the wastewater treatment apparatus of the present invention is connected between the first precipitation tank and the struvite crystallization reaction tank, and includes a first conveying line for returning the first solid material to the struvite crystallization reaction tank, and the second It may further include a second conveying line connected between the precipitation tank and the calcium supply / reaction tank to return the second solids to the calcium supply / reaction tank.
상기 폐수 처리 장치에서는 이러한 제 1 반송 라인과 제 2 반송 라인을 사용하여 상기 제 1 고형물 및 제 2 고형물을 계속적으로 재처리할 수 있게 되는데, 이러한 구성에 따라 산업 폐수를 처리하고 최종적으로 남는 찌꺼기, 즉, 슬러지의 양을 최소화하는 한편 산업 폐수로부터 사용 가능한 용수를 최대한 많이 확보함으로서, 폐수 처리 장치의 효율성을 보다 높일 수 있다. The wastewater treatment apparatus is capable of continuously reprocessing the first solids and the second solids by using the first and second conveying lines, which treats industrial wastewater and finally leaves residues, In other words, by minimizing the amount of sludge and securing as much water as possible from industrial wastewater, the efficiency of the wastewater treatment apparatus can be further improved.
또한, 상기 본 발명의 폐수 처리 장치는, 상기 유입부와 상기 스트루바이트 결정화 반응조 사이에 형성되어, 상기 스트루바이트 결정화 반응조로 공급되는 처리 대상 폐수의 공급 유량 및 질소 부하율을 조절하는 유량 조정조를 더 포함할 수 있다. In addition, the wastewater treatment apparatus of the present invention is provided between the inlet and the struvite crystallization tank, the flow rate adjustment tank for adjusting the supply flow rate and nitrogen loading rate of the waste water to be treated supplied to the struvite crystallization reaction tank It may further include.
그리고, 상기 본 발명의 폐수 처리 장치에서, 상기 처리 대상 폐수, 마그네슘계 화합물, 인산계 화합물 및 알칼리제와 함께, 소정량의 공기가 상기 유입부를 통해 공급되도록 함이 보다 바람직하다. In the wastewater treatment apparatus of the present invention, the wastewater to be treated, a magnesium compound, a phosphate compound And together with the alkali agent, it is more preferable to allow a predetermined amount of air to be supplied through the inlet.
또한, 상기 본 발명의 폐수 처리 장치에 의해, 반도체 제조 공정에서 배출된 고농도의 질소, 인 및 불소 성분을 함유하는 처리 대상 폐수를 처리할 수 있다. Moreover, the wastewater treatment apparatus of the present invention can treat wastewater to be treated containing high concentrations of nitrogen, phosphorus, and fluorine components discharged from the semiconductor manufacturing process.
이하, 첨부한 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 폐수 처리 장치의 구성 및 작용을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 하나의 예시로 제시된 것으로 이에 의해 본 발명의 권리 범위가 정해지는 것은 아니다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. However, this is presented as an example and thereby does not determine the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐수 처리 장치의 구성을 간략히 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 폐수 처리 장치 중 스트루바이트 결정화 반응조에서의 폐수 처리 효율을 나타내는 그래프이다.1 is a view schematically showing the configuration of a wastewater treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a graph showing the wastewater treatment efficiency in the struvite crystallization reaction tank of the wastewater treatment apparatus of FIG.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 폐수 처리 장치에는 우선, 고농도의 질소, 인 및 불소 성분을 포함한 반도체 제조 공정 중의 산업 폐수, 즉, 처리 대상 폐수와 함께, 스트루바이트 결정화 반응을 일으키기 위한 반응물로서 마그네슘(Mg)계 화합물, 인(PO4)계 화합물 및 알칼리제를 공급하는 유입부(100)가 형성되어 있다. Referring to FIG. 1, the wastewater treatment apparatus according to the present embodiment firstly produces an industrial wastewater during a semiconductor manufacturing process including high concentrations of nitrogen, phosphorus, and fluorine components, that is, a wastewater crystallization reaction with a wastewater to be treated. Magnesium (Mg) compounds and phosphorus (PO 4 ) compounds as reactants And an
당업자에게 자명하게 알려진 바와 같이, 스트루바이트는 Mg2+ : NH4 + : PO4 3-이 1 : 1 : 1의 당량비로 구성되어 있기 때문에, 마그네슘, 질소 및 인의 세 가지 성분 중 어느 하나라도 부족하면 스트루바이트 결정화 반응을 통한 침전이 생성될 수 없다. 따라서, 상기 유입부(100)에서는 처리 대상 폐수에 포함된 고농도의 질소와 인 성분이 스투루바이트 결정화 반응을 일으킬 수 있도록, 소정량의 마그네슘계 화합물과 인계 화합물을 상기 처리 대상 폐수와 함께 공급하는 것이다. As will be apparent to those skilled in the art, since struvite consists of an equivalent ratio of Mg 2+ : NH 4 + : PO 4 3-1 : 1: 1, any one of the three components of magnesium, nitrogen and phosphorus Lack of precipitation cannot be produced through the struvite crystallization reaction. Therefore, the
상기 마그네슘 화합물로는 마그네슘을 함유하는 일반적인 화합물을 모두 사용할 수 있으나, 바람직하게는 소금 제조 공정시 발생되는 간수 또는 바닷물을 사용할 수 있으며, 이로서 폐수 처리 장치의 경제성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 인계 화합물은 통상적으로 인산계 화합물의 형태로 공급될 수 있다.As the magnesium compound, all of the compounds containing magnesium may be used. Preferably, the salt water or sea water generated during the salt manufacturing process may be used, thereby further improving the economics of the wastewater treatment apparatus. In addition, the phosphorus compound may be generally supplied in the form of a phosphoric acid compound.
그리고, 상기 마그네슘 화합물은 처리 대상 폐수 중의 질소 성분의 농도를 고려하여 당량비로 공급될 수 있다. 이에 비해, 상기 처리 대상 폐수에도 이미 고농도의 인 성분이 포함되어 있기 때문에, 상기 인계 화합물은 비교적 소량만이 공급되어도 충분하다. 다만, 상기 마그네슘계 화합물과 인계 화합물의 공급량은 상기 처리 대상 폐수 중의 질소 및 인 성분의 농도를 고려하여 당업자가 자명하게 결정할 수 있다. The magnesium compound may be supplied in an equivalent ratio in consideration of the concentration of nitrogen components in the wastewater to be treated. On the other hand, since the wastewater to be treated already contains a high concentration of phosphorus component, only a relatively small amount of the phosphorus compound may be supplied. However, the supply amount of the magnesium compound and the phosphorus compound may be obviously determined by those skilled in the art in consideration of concentrations of nitrogen and phosphorus in the wastewater to be treated.
또한, 스트루바이트 결정화 반응은 일반적으로 pH 8.5-12 정도의 알칼리 조건 하에서 일어나는 것으로 알려져 있는 바, 만일, 처리 대상 폐수가 산성 또는 중성을 띄고 있는 경우에는, 예를 들어, NaOH와 같은 알칼리제를 상기 유입부(100)를 통해 공급하여 스트루바이트 결정화 반응이 일어나기에 적합하게 pH를 조정하게 된다. 이러한 알칼리제의 공급량 역시 처리 대상 폐수의 pH를 고려하여 당업자가 자명하게 결정할 수 있다. In addition, the struvite crystallization reaction is generally known to occur under alkaline conditions of about pH 8.5-12. If the wastewater to be treated is acidic or neutral, for example, an alkaline agent such as NaOH may be used. It is supplied through the
그리고, 상기 처리 대상 폐수, 마그네슘계 화합물, 인산계 화합물 및 알칼리제와 함께, 소정량의 공기가 상기 유입부(100)를 통해 공급됨이 바람직하다. 이러한 공기가 공급되면 처리 대상 폐수 내의 이산화탄소(CO2)를 탈기시킴으로서 처리 대상 폐수의 pH를 상승시킬 수 있으므로, 유입부(100)를 통해 공급되어야 할 알칼리제의 양을 줄일 수 있다. The wastewater to be treated, the magnesium compound, the phosphate compound And along with the alkaline agent, a predetermined amount of air is preferably supplied through the inlet portion (100). When such air is supplied, since the pH of the wastewater to be treated may be increased by degassing carbon dioxide (CO 2 ) in the wastewater to be treated, the amount of the alkaline agent to be supplied through the
한편, 상기 유입부(100)는, 상기 처리 대상 폐수, 마그네슘계 화합물, 인계 화합물 및 알칼리제 등을 일괄적으로 공급하는 하나의 유입관의 형태로 되거나, 상 기 처리 대상 폐수와, 상기 마그네슘계 화합물, 인계 화합물 및 알칼리제를 각각 공급하는 둘 이상의 유입관으로 이루어진 형태로 될 수도 있다. On the other hand, the
또한, 본 실시예의 폐수 처리 장치에는, 상기 유입부(100)에 연결되어, 이로부터 유입된 처리 대상 폐수 등의 공급 유량 및 질소 부하율을 조절하는 유량 조정조(102)가 형성되어 있다. 즉, 이러한 유량 조정조(102)는 유량 변화가 심한 산업 폐수, 즉, 처리 대상 폐수의 완충 저장 탱크의 역할을 함으로서, 이러한 유량 조정조(102)와 연결된 스트루바이트 결정화 반응조(104)로 유입되는 처리 대상 폐수의 공급 유량 및 질소 부하율을 최대한 일정하게 유지시켜 주게 된다. Further, in the wastewater treatment apparatus of the present embodiment, a flow
그리고, 상기 본 실시예의 폐수 처리 장치에는 또한, 상기 유량 조정조(102)와 연결되어, 이로부터 유입된 처리 대상 폐수에 대한 스트루바이트 결정화 반응을 일으키는 스트루바이트 결정화 반응조(104)가 형성되어 있다. In addition, the wastewater treatment apparatus of the present embodiment is further provided with a
이러한 스트루바이트 결정화 반응조(104) 내에서는, 알칼리제에 의해 대략 pH 8.5-12 정도로 조정된 알칼리 조건 하에서, 상기 유입부(100)로부터 공급된 처리 대상 폐수 중의 질소 및 인 성분과, 상기 마그네슘계 화합물 및 인계 화합물이 스트루바이트 결정화 반응을 일으켜, 상기 처리 대상 폐수 중의 질소 및 인 성분이 스트루바이트 결정 형태(MgNH4PO4·6H2O)로 침전된다. 특히, 본 발명자들이 반도체 제조 공정에서 발생한 산업 폐수를 처리 대상 폐수로 사용하여 반복 실험한 결과, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스트루바이트 결정화 반응조(104)에서 이러한 스트루바이트 결정화 반응을 거치게 되면, 처리 대상 폐수 중의 약 90% 이상의 질소 성 분이 침전·제거되고, 약 78%의 인 성분이 침전·제거되는 것으로 밝혀졌다. In such a struvite
또한, 상기 스트루바이트 결정화 반응조(104) 내에서는, 상기 스트루바이트 결정화 반응에 의한 질소 및 인 성분의 침전이 일어나는 과정에서, 처리 대상 폐수 중의 불소 성분 역시 약 30%가 공침되어 제거됨이 밝혀졌다(도 2 참조). In addition, in the
한편, 본 실시예의 상기 폐수 처리 장치에는, 상기 스트루바이트 결정화 반응조(104)와 연결되어, 이로부터 유입된 처리 대상 폐수를 제 1 고형물과 제 1 용존물로 고액 분리하는 제 1 침전조(106)가 형성되어 있다. On the other hand, in the wastewater treatment apparatus of the present embodiment, the
즉, 이러한 제 1 침전조(106) 내에서는, 상기 스트루바이트 결정화 반응조(104)에서 스트루바이트 결정의 형태로 침전된 약 90% 이상의 질소 성분, 약 78%의 인 성분 및 약 30%의 불소 성분을 제 1 고형물로서 처리 대상 폐수에서 분리·제거하게 되며, 이를 제외한 처리 대상 폐수의 제 1 용존물은 다음의 처리 과정을 위해, 상기 제 1 침전조(106)와 연결된 칼슘 공급/반응조(110)로 공급된다. That is, in the
한편, 상기 제 1 고형물은 상기 제 1 침전조(106)와 상기 스트루바이트 결정화 반응조(104) 사이에 연결된 제 1 반송 라인(108)에 의해 스트루바이트 결정화 반응조(104)로 반송된다. 이와 같이 반송된 제 1 고형물은 상기 스트루바이트 결정화 반응조(104)에서 재처리됨으로서, 처리 대상 폐수로부터의 질소 및 인 성분의 제거 효율을 극대화할 수 있으며, 궁극적으로는 처리 대상 폐수의 처리 후에 최종적으로 남는 슬러지의 양을 최소화하여, 본 실시예의 폐수 처리 장치의 효율성을 향상시킬 수 있다. On the other hand, the first solid is conveyed to the
상기 본 실시예에 의한 폐수 처리 장치에는 또한, 상기 제 1 침전조(104)로 부터 유입된 처리 대상 폐수의 제 1 용존물에 칼슘을 공급하는 칼슘 공급/반응조(110)가 형성되어 있다. In the wastewater treatment apparatus according to the present embodiment, a calcium supply /
상기 칼슘 공급/반응조(110) 내에서, 상기 처리 대상 폐수의 제 1 용존물에, 예를 들어, 칼슘 하이드록사이드[Ca(OH)2]의 형태로 칼슘이 공급됨으로서, 이러한 칼슘이 제 1 용존물 중에 잔류하는 약 70%의 불소와 반응하여 처리 대상 폐수 중의 불소 성분이 대부분 침전·제거될 수 있다. 이와 함께, 상기 칼슘이 제 1 용존물 중에 잔류하는 약 22%의 인 성분과도 반응하여, 처리 대상 폐수 중에 잔류하는 약 22%의 인 성분 역시 하이드록실아파타이트[Ca10(PO4)6(OH)2] 결정의 형태로 대부분 침전·제거될 수 있다.In the calcium supply /
이와 같이, 본 실시예의 폐수 처리 장치에서 상기 칼슘 공급/반응조(110)에서의 처리 과정까지를 거치면, 반도체 제조 공정 중에 발생한 처리 대상 폐수 중의 대부분의 질소, 인 및 불소 성분이 침전·제거될 수 있다. As described above, when the wastewater treatment apparatus of the present embodiment passes through the calcium supply /
또한, 상기 처리 대상 폐수 중의 불소 성분을 제거함에 있어서, 본 실시예에서는 스트루바이트 결정화 반응조(104)에서 약 30%의 불소 성분을 제거한 후에, 상기 칼슘 공급/반응조(110)에서 나머지 약 70%의 불소 성분만을 제거하게 되므로, 상기 칼슘 공급/반응조(110)에서의 칼슘 공급량 역시 현저히 줄여 효율적이고도 경제적으로 처리 대상 폐수를 처리할 수 있게 된다. In addition, in removing the fluorine component in the wastewater to be treated, in this embodiment, after removing about 30% of the fluorine component from the
한편, 상기 칼슘 공급/반응조(110)에서의 칼슘의 공급량은 처리 대상 폐수 중의 불소 성분의 농도 및 스트루바이트 결정화 반응조(104)에서 이미 침전·제거 된 불소 성분의 농도를 고려하여 당업자가 자명하게 결정할 수 있다. Meanwhile, the calcium supply amount in the calcium supply /
또한, 상기 본 실시예의 폐수 처리 장치에는, 상기 칼슘 공급/반응조(110)와 연결되어, 이로부터 유입된 처리 대상 폐수의 제 1 용존물을 제 2 고형물과 제 2 용존물로 고액 분리하는 제 2 침전조(112)가 형성되어 있다. In addition, in the wastewater treatment apparatus of the present embodiment, a second liquid connected to the calcium supply /
즉, 이러한 제 2 침전조(112) 내에서는, 상기 칼슘 공급/반응조(110)에서 침전된 약 22% 의 잔류 인 성분 및 약 70%의 불소 성분을 제 2 고형물로서 처리 대상 폐수에서 분리·제거하게 되며, 이를 제외한 처리 대상 폐수의 제 2 용존물은 이제 고농도의 질소, 인 및 불소 성분이 대부분 제거되어 처리가 완료된 상태이므로, 상기 제 2 침전조(112)와 연결된 유출부(116)를 통해 외부로 배출된다. That is, in the
한편, 상기 제 2 고형물은 상기 제 2 침전조(112)와 상기 칼슘 공급/반응조(110) 사이에 연결된 제 2 반송 라인(114)에 의해 칼슘 공급/반응조(110)로 반송된다. 이와 같이 반송된 제 2 고형물은 상기 칼슘 공급/반응조(110)에서 재처리됨으로서, 상기 칼슘 공급/반응조(110)에서 소요되는 칼슘의 양을 줄일 수 있는 동시에 처리 대상 폐수로부터의 불소 성분의 제거 효율을 극대화할 수 있으며, 궁극적으로는 처리 대상 폐수의 처리 후에 최종적으로 남는 슬러지의 양을 최소화하여, 본 실시예의 폐수 처리 장치의 효율성을 향상시킬 수 있다. On the other hand, the second solids are conveyed to the calcium supply /
상기 본 실시예의 폐수 처리 장치로 고농도의 질소, 인 및 불소 성분을 포함하는 산업 폐수를 처리하면, 스트루바이트 결정화 반응 및 칼슘과 불소의 반응 등을 통한 침전을 이용하여 상기 산업 폐수 중의 질소, 인 및 불소 성분을 대부분 제거할 수 있게 된다. 특히, 이러한 질소, 인 및 불소 성분의 제거가 매우 효율적이 고 경제적으로 됨으로서, 특히, 반도체 제조 공정 중에 발생하는 산업 폐수를 효과적으로 처리할 수 있다. When the industrial wastewater containing high concentrations of nitrogen, phosphorus, and fluorine components is treated with the wastewater treatment apparatus of the present embodiment, nitrogen, phosphorus in the industrial wastewater is precipitated through a struvite crystallization reaction and precipitation of calcium and fluorine. And most of the fluorine component can be removed. In particular, the removal of such nitrogen, phosphorus and fluorine components becomes very efficient and economical, and in particular, industrial wastewater generated during the semiconductor manufacturing process can be effectively treated.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고농도의 질소, 인 및 불소 성분이 포함된 산업 폐수, 특히, 반도체 제조 공정에서 발생한 산업 폐수를 효율적이고도 경제적으로 처리할 수 있게 된다. As described above, according to the present invention, industrial wastewater containing high concentrations of nitrogen, phosphorus and fluorine components, in particular, industrial wastewater generated in a semiconductor manufacturing process can be efficiently and economically treated.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20070034556A (en) * | 2007-03-08 | 2007-03-28 | 정인 | Struvite crystallization to remove phosphorus and / or nitrogen |
KR101252109B1 (en) * | 2011-01-28 | 2013-04-12 | 한국원자력연구원 | Apparatus for alkalization of water using the tourmaline and electrolysis, apparatus and method for treating wastewater using the same |
CN110563198A (en) * | 2019-09-04 | 2019-12-13 | 广西长润环境工程有限公司 | Chemical fertilizer wastewater treatment method and treatment equipment |
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2005
- 2005-05-16 KR KR1020050040914A patent/KR20060118291A/en not_active Application Discontinuation
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