KR20080098867A

KR20080098867A - 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법

Info

Publication number: KR20080098867A
Application number: KR1020070044237A
Authority: KR
Inventors: 염복철
Original assignee: 염복철
Priority date: 2007-05-07
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2008-11-12

Abstract

본 발명은 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법에 관한 것으로, 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하거나 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제) 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제(또는 염기도가 높은 응집제)와 염기도가 높은 응집제(염기도가 낮은 응집제)를 순차적으로 투입하여 적정한 탁도의 제거를 가능하게 함으로써 무기응집제의 과량투입을 방지할 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명은 상·하수나 오·폐수의 화학적 처리방법에 의한 수처리 과정에서 응집 반응조 또는 응집 반응조 이전의 공정에 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하거나 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제) 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제(또는 염기도가 높은 응집제)와 염기도가 높은 응집제(염기도가 낮은 응집제)를 순차적으로 투입하여 무기응집제의 사용량을 최소화할 수 있도록 한 수처리 방법을 제공하는 것을 그 특징으로 한다.

수처리, 응집제, 플록(Floc), 부유물질, 슬러지, 탁도, 유기물, 무기응집제

Description

염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법{The possibility treatability in compliance with the cohesion proposal sequential commitment where the basicity is different}

본 발명은 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하거나 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제) 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제(또는 염기도가 높은 응집제)와 염기도가 높은 응집제(염기도가 낮은 응집제)를 순차적으로 투입하여 상·하수나 오·폐수 속에 부유하는 부유입자를 응집시켜 플럭을 형성함으로써 침전시킬 수 있도록 한 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 급격한 경제발전 과정에서 환경보전에 대한 인식이 부족하였다는 것은 주지의 사실이다. 이처럼 환경보전에 대한 인식의 부족으로 인하여 대기는 물론 수질 또한 그 오염의 정도가 매우 심각한 지경에 이르렀다. 특히, 생활하수, 농·축산폐수 및 산업폐수 등은 호소, 내만 및 내해 등의 공용 수역과 도시 중소 하천 등의 수질을 오염시키는 원인이 되고 있다.

근래에 들어서 급속한 산업의 발달과 인구증가 및 도시의 인구집중으로 인하여 각종 용수량의 증가와 함께 폐수 중에는 무기 및 유기성분이 차지하는 비율이 점차로 증가하고 있는 실정이다. 이러한 폐수의 경우 COD(Chemical Oxygen Demand), BOD(Biochemical Oxygen Demand), SS(현탁물질), 질소, 인 등 고농도의 유기물을 다량 함유하고 있어 하천, 호소 및 댐 등에 그대로 흘러들어가면 부영양화 등 수자원의 오염은 물론, 독성으로 인한 생태계의 파괴 등으로 이어져 환경에 악영향을 끼친다. 따라서, 폐수는 일정의 기준을 정해 놓고 일정의 기준치 이하로 정화시켜 배수하도록 되어 있다.

한편, 폐수의 정수처리시 폐수 속의 부유입자 제거방법에 있어 종래의 처리방법으로는 화학적 처리, 전기적 처리, 여과, 멤브란법 등을 이용하여 처리하고 있다. 먼저, 가장 대표적인 처리방법으로는 화학적 처리 중에서 응집제(coagulant)를 사용하는 것으로, 무기응집제 또는 유기응집제를 사용하여 입자의 표면성질을 변화시켜 플럭을 형성케 한 후 침전시키는 것이 지금까지 가장 일반적인 방법으로 알려져 있다.

전술한 바와 같은 화학적 처리방법에서 사용하는 무기응집제로는 알루미늄계 또는 철염계의 응집제를 사용하고 있으며, 유기응집제로는 폴리아크릴아마이드, 폴리대드맥, 폴리아민 등 여러 가지 종류가 사용되고 있다. 이러한 화학적 처리의 가장 큰 장점은 0.1 마이크론 입자크기까지 응집으로 제거할 수 있다는 것이다. 따라서, 화학적 응집처리방법은 정수처리시에 필수적으로 사용하고 있다.

그리고, 전술한 바와 같은 화학적 처리방법에서 물속에 분산된 입자표면은 일반적으로 (-)전하를 띄며 동종 입자끼리는 반발하나, 외부로부터 (+)금속성분이 유입되면 표면에 중성반응이 일어나 입자끼리 서로 당기는 상호인력의 힘이 발생하여 입자의 성장이 유도됨으로써 플럭이 성장하게 된다. 이처럼 플럭이 성장하면 하부로 침전되어 슬러지로 누적 배출된다.

전술한 바와 같은 화학적 처리과정을 거쳐 물과 입자를 분리하려면 막대한 처리공간과 처리시간 그리고 처리비용이 상당하다. 즉, 전술한 화학적 처리방법으로 부유물질을 제거하는 경우 슬러지의 생성이 불가피하게 대두되는 문제점이 있음은 물론, 약품의 사용으로 처리비용이 상승한다는 문제점이 있다.

한편, 종래의 무기응집제로써 알루미늄(

)계 응집제 및 철(

)염계 응집제가 널리 사용되어지고 있으나, 이들 알루미늄(

)계 응집제 및 철(

)염계의 응집제들은 저분자량으로 구성되어진 물질로써 수용액 중에서 분자입자의 크기가 작아 탁도제거의 효과와 부유물 등의 유기물 제거 능력이 충분하지 못한 단점이 있다. 특히, 우리 나라의 경우 우수기(장마철)인 6∼9월 사이의 고탁도에서는 그 처리능력이 현저하게 저하되는 문제점을 가지고 있다.

전술한 바와 같이 종래 알루미늄(

)계 응집제 및 철(

)염계 응집제의 수용액상에서의 응집방법은 다음과 같다.

전술한 바와 같은 종래 알루미늄(

)계 및 철(

)염계의 무기응집제 등은 단분자 또는 저분자량의 저염기성 무기응집제로써 적정한 탁도의 제거가 불가능하여 과량을 투입하여야 하는 문제가 발생하게 된다. 이처럼 저염기성 무기응집제를 과량으로 투입하게 되면 과량의 슬러지가 발생한다는 문제가 또한 발생하게 된다.

따라서, 전술한 바와 같이 종래의 화학적 수처리 과정에서 투입되는 응집제를 대체적으로 저염기성 무기응집제만을 사용하기 때문에 적정한 탁도의 제거가 불가능하여 고품질의 처리수를 얻을 수 없다는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하거나 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제) 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제(또는 염기도가 높은 응집제)와 염기도가 높은 응집제(염기도가 낮은 응집제)를 순차적으로 투입하여 적정한 탁도의 제거를 가능하게 함으로써 무기응집제의 과량투입을 방지할 수 있도록 한 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하 거나 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제) 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제(또는 염기도가 높은 응집제)와 염기도가 높은 응집제(염기도가 낮은 응집제)를 순차적으로 투입하여 적정한 탁도의 제거를 가능하게 함으로써 무기응집제의 과량투입을 방지하여 과량의 슬러지 발생을 억제할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 기술의 또 다른 목적은 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하거나 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제) 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제(또는 염기도가 높은 응집제)와 염기도가 높은 응집제(염기도가 낮은 응집제)를 순차적으로 투입하여 적정한 탁도의 제거를 가능하게 함으로써 고품질의 처리수를 얻을 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

아울러, 본 발명에 따른 기술은 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하거나 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제) 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제(또는 염기도가 높은 응집제)와 염기도가 높은 응집제(염기도가 낮은 응집제)를 순차적으로 투입함으로써 수처리 과정에서 유기물의 제거효과 향상과 더불어 플록(Floc)의 크기를 향상시켜 응집속도를 보다 향상시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법은 상·하수나 오·폐수의 화학적 처리방법에 의한 수처리 과정에서 수처리용 무기응집제를 투입하여 상·하수나 오·폐수 속에 부유하는 부유입자의 성장을 통한 플럭의 형성을 통해 침전시키는 수처리 방법에 있어서, 무기응집제는 염기도가 다른 무기응집제를 순차적으로 투입하여 상·하수나 오·폐수 속에 부유하는 부유입자를 응집처리하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성에서 염기도가 다른 무기응집제는 염기도 30% 미만의 무기응집제와 염기도 30% 이상의 무기응집제를 순차적으로 투입할 수도 있고, 염기도가 다른 무기응집제는 염기도 30% 이상의 무기응집제와 염기도 30% 미만의 무기응집제를 순차적으로 투입할 수도 있다.

또한, 전술한 바와 같은 구성에서 염기도가 다른 무기응집제는 염기도 30% 미만의 무기응집제 중에서도 염기도 차이가 5% 이상인 두 무기응집제를 순차적으로 투입할 수 있고, 염기도가 다른 무기응집제는 염기도 30% 이상의 무기응집제 중에서도 염기도 차이가 5% 이상인 두 무기응집제를 순차적으로 투입할 수도 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 염기도가 다른 두 무기응집제의 투입비율은 5∼95 : 5∼95 중량%의 비율로 투입될 수 있다.

그리고, 전술한 바와 같은 구성의 무기응집제 중 염기도 30% 미만의 무기응집제로는 폴리염화알루미늄(Polyaluminum Chloride : PAC), 폴리염화알루미늄실리케이트(Polyaluminum Chloride Silicate : PACS), 폴리수산화염화황산알루미늄실리케이트(Polyaluminum Hydroxy Chloro Sulfate Silicate : PAHCSS), 폴리수산화염화 황산알루미늄(Polyaluminum Chloro Hydroxy Sulfate : PAHCS), 폴리황산규산알루미늄(Polyaluminum Sulfate Silicate : PASS), 황산알루미늄(Aluminum Sulfate : AS), 폴리황산철(Poly-Ferric Sulfate : PFS), 황산철(Ferric Sulfate : FS), 폴리염화철(Poly-Ferric Chloride : PFC), 알루미늄철(Ferric Aluminum : FA), 염화철(Ferric Chloride : FC), 염화알루미늄(Aluminum Chloride : AC), 황산철알루미늄화합물(Aluminum Ferric Sulfate : AFS), 염화철알루미늄화합물(Aluminum Ferric Chloride : AFC), 마그네슘(Mg) 및 칼슘(Ca)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 무기응집제 또는 이들 무기응집제에 폴리아민계 화합물이 함유된 무기응집제 중 선택된 1종 이상의 무기응집제일 수 있다.

또한, 무기응집제 중 염기도 30% 이상의 무기응집제로는 폴리수산화염화황산알루미늄(Polyaluminum Chloro Hydroxy Sulfate : PAHCS), 폴리수산화염화황산알루미늄실리케이트(Polyaluminum Chloro Hydroxy Sulfate Silicate : PAHCSS), 폴리염화알루미늄(Polyaluminum Chloride : PAC), 폴리염화알루미늄실리케이트(Polyaluminum Chloride Silicate : PACS), 폴리염화황산알루미늄실리케이트(Polyaluminum Chloride Sulfate Silicate : PACSS) 및 폴리황산규산알루미늄(Polyaluminum Sulfate Silicate : PASS)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 무기응집제 또는 이들 무기응집제에 폴리아민계 화합물이 함유된 무기응집제 중 선택된 1종 이상의 무기응집제일 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 구성에서 무기응집제의 투입은 반응조 또는 반응조 이전의 공정에 투입하여 무기응집제의 사용량을 최소화할 수 있도록 함 이 보다 양호하다.

아울러, 전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 염기도가 다른 무기응집제의 순차적인 투입시간은 1초 내지 300초의 범위에서 순차적으로 투입할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 기술은 앞서의 목적에서도 밝힌 바와 같이 상·하수나 오·폐수의 화학적 처리방법에 의한 수처리 과정에서 응집 반응조 또는 응집 반응조 이전의 공정에 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하거나 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제) 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제(또는 염기도가 높은 응집제)와 염기도가 높은 응집제(염기도가 낮은 응집제)를 순차적으로 투입하여 무기응집제의 사용량을 최소화할 수 있도록 한 수처리 방법에 관한 기술이다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기술의 구성을 살펴보면 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 기술은 상·하수나 오·폐수를 화학적 처리방법을 통해 수처리하는 과정의 상·하수나 오·폐수 속에 부유하는 부유입자를 응집처리하기 위한 무기응집제의 투입과정에서 염기도가 다른 두 무기응집제를 순차적으로 투입하여 상·하수나 오·폐수 속에 부유하는 부유입자의 성장을 통한 플럭(Floc)의 형성을 통해 침전시키게 된다.

즉, 본 발명에 따른 기술은 전술한 바와 같이 상·하수나 오·폐수를 화학적 처리방법을 통해 수처리하는 과정에서 염기도가 다른 두 무기응집제 중 염기도가 작은 무기응집제 또는 염기도가 높은 무기응집제를 1차로 투입하게 되면 (-)전하를 띄며 물속에 분산된 부유입자의 (-)입자표면에 1차 투입된 무기응집제의 (+)금속성분이 달라붙게 되어 입자의 성장이 유도된다. 이러한 상태에서 일정시간 내에 염기도가 다른 두 무기응집제 중 염기도가 높은 무기응집제 또는 염기도가 낮은 무기응집제를 2차로 투입하게 되면 1차 투입된 무기응집제에 의해 어느 정도의 크기로 성장이 유도된 플럭(Floc)의 표면에 2차 투입된 무기응집제의 (+)금속성분이 달라붙게 되어 플럭은 더욱 성장하게 된다. 따라서, 1차와 2차로 순차적인 무기응집제의 투입을 통해 성장된 플럭은 하중에 의해 처리수의 하부로 침전되어 슬러지로 누적된다.

한편, 전술한 바와 같이 상·하수나 오·폐수를 화학적 처리방법을 통해 수처리하는 과정에서 순차적으로 투입되는 염기도가 다른 두 무기응집제는 염기도 30% 미만의 저염기성 무기응집제와 염기도 30% 이상의 고염기성 무기응집제를 순차적으로 투입할 수도 있고, 염기도 30% 이상의 무기응집제와 염기도 30% 미만의 무기응집제를 순차적으로 투입할 수도 있다.

즉, 본 발명에 따른 기술에서는 저염기성과 고염기성의 기준을 염기도 30%를 기준으로 하여 저염기성 무기응집제로는 염기도 30% 미만의 것을 사용하고, 그리고 고염기성 무기응집제로는 염기도 30% 이상의 것을 사용하였다. 이때, 1차 및 2차의 순차적으로 투입되는 무기응집제는 1차로 저염기성 무기응집제를 투입하고, 2차로 고염기성 무기응집제를 투입할 수 있다. 또한, 1차 및 2차의 순차적으로 투입되는 무기응집제는 1차적으로 고염기성 무기응집제를 투입하고, 2차적으로 저염기 성 무기응집제를 투입할 수도 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 1차 및 2차의 순차적인 투입이 이루어지는 무기응집제 중 염기도 30% 미만의 저염기성으로 분류되는 무기응집제로는 폴리염화알루미늄(Polyaluminum Chloride : PAC), 폴리염화알루미늄실리케이트(Polyaluminum Chloride Silicate : PACS), 폴리수산화염화황산알루미늄실리케이트(Polyaluminum Hydroxy Chloro Sulfate Silicate : PAHCSS), 폴리수산화염화황산알루미늄(Polyaluminum Hydroxy Chloro Sulfate : PAHCS), 폴리황산규산알루미늄(Polyaluminum Sulfate Silicate : PASS), 황산알루미늄(Aluminum Sulfate : AS), 폴리황산철(Poly-Ferric Sulfate : PFS), 황산철(Ferric Sulfate : FS), 폴리염화철(Poly-Ferric Chloride : PFC), 알루미늄철(Ferric Aluminum : FA), 염화철(Ferric Chloride : FC), 염화알루미늄(Aluminum Chloride : AC), 황산철알루미늄화합물(Aluminum Ferric Sulfate : AFS), 염화철알루미늄화합물(Aluminum Ferric Chloride : AFC), 마그네슘(Mg) 및 칼슘(Ca)으로 분류할 수 있다. 또한, 이러한 무기응집제에 더하여 이들 무기응집제에 폴리아민계 화합물이 함유된 무기응집제로 분류할 수 있다.

그리고, 무기응집제 중 염기도 30% 이상의 무기응집제로는 폴리수산화염화황산알루미늄(Polyaluminum Hydroxy Chloro Sulfate : PAHCS), 폴리수산화염화황산알루미늄실리케이트(Polyaluminum Hydroxy Chloro Sulfate Silicate : PAHCSS), 폴리염화알루미늄(Polyaluminum Chloride : PAC), 폴리염화알루미늄실리케이트(Polyaluminum Chloride Silicate : PACS), 폴리염화황산알루미늄실리케이 트(Polyaluminum Chloride Sulfate Silicate : PACSS) 및 폴리황산규산알루미늄(Polyaluminum Sulfate Silicate : PASS)으로 분류할 수가 있다. 또한, 이들 무기응집제에 폴리아민계 화합물이 함유된 무기응집제 중 선택된 1종 이상의 무기응집제일 수 있다. 또한, 이러한 무기응집제에 더하여 이들 무기응집제에 폴리아민계 화합물이 함유된 무기응집제로 분류할 수 있다.

본 발명에 따른 기술에서는 염기도가 다른 두 무기응집제의 투입시 1종의 저염기성 무기응집제(또는 1종의 고염기성 무기응집제)와 1종의 고염기성 무기응집제(또는 1종의 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 기술은 폴리염화알루미늄(PAC), 폴리염화알루미늄실리케이트(PACS), 폴리수산화염화황산규산알루미늄실리케이트(PAHCSS), 폴리수산화염화황산알루미늄(PAHCS), 폴리황산규산알루미늄(PASS), 황산알루미늄(AS), 폴리황산철(PFS), 황산철(FS), 폴리염화철(PFC), 알루미늄철(FA), 염화철(FC), 염화알루미늄(AC), 황산철알루미늄화합물(AFS), 염화철알루미늄화합물(AFC), 마그네슘(Mg) 및 칼슘(Ca)으로 이루어진 저염기성 무기응집제 군으로부터 선택된 1종의 저염기성 무기응집제 또는 이들 무기응집제에 폴리아민계 화합물이 함유된 무기응집제 중 선택된 1종의 저염기성 무기응집제와 폴리수산화염화황산알루미늄(PAHCS), 폴리수산화염화황산알루미늄실리케이트(PAHCSS), 폴리염화알루미늄(PAC), 폴리염화알루미늄실리케이트(PACS), 폴리염화황산알루미늄실리케이트(PACSS) 및 폴리황산규산알루미늄(PASS)으로 이루어진 고염기성 무기응집제 군으로부터 선택된 1종의 고염기성 무기응집제 또는 이들 무기응집제에 폴리아민계 화합물이 함유된 무기응집제 중 선택된 1종의 저염기성 무기응집제를 순차적으로 투입함을 알 수 있다.

물론, 본 발명에 따른 기술은 저염기성 무기응집제 군으로부터 선택된 1종의 저염기성 무기응집제를 1차로 투입한 후 고염기성 무기응집제 군으로부터 선택된 1종의 고염기성 무기응집제를 투입할 수도 있으나, 앞서도 설명한 바와 같이 고염기성 군으로부터 선택된 1종의 고염기성 무기응집제를 1차로 투입한 후 저염기성 무기응집제 군으로부터 선택된 1종의 저염기성 무기응집제를 2차로 순차적으로 투입할 수도 있다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 기술에서 저염기성 무기응집제와 고염기성 무기응집제의 군으로부터 선택된 저염기성 무기응집제와 고염기성 무기응집제 각각의 1종씩을 1차와 2차로 순차적으로 투입하거나 고염기성 무기응집제와 저염기성 무기응집제의 군으로부터 선택된 고염기성 무기응집제와 저염기성 무기응집제 각각의 1종씩을 순차적으로 투입하는 경우 염기도가 다른 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)의 투입비율은 5∼95 : 5∼95 중량%의 비율로 투입된다.

또한, 본 발명에 따른 기술은 염기도가 다른 두 무기응집제로써 염기도 30% 미만의 저염기성 무기응집제 중 두 종의 저염기성 무기응집제를 순차적으로 투입할 수 있다. 이때, 투입되는 두 저염기성 무기응집제는 염기도가 낮은 무기응집제와 염기도가 높은 무기응집제를 1차와 2차로 순차적으로 투입할 수도 있고, 염기도가 높은 무기응집제와 염기도가 낮은 무기응집제를 1차와 2차로 순차적으로 투입할 수도 있다. 물론, 이때도 역시 순차적으로 투입되는 두 저염기성 무기응집제는 염기 도 차이가 5% 이상인 두 무기응집제를 순차적으로 투입하게 된다.

전술한 바와 같이 염기도가 다른 두 무기응집제로써 염기도 30% 미만의 저염기성 무기응집제 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제와 염기도가 높은 무기응집제를 1차와 2차로 순차적으로 투입하거나, 염기도가 높은 무기응집제와 염기도가 낮은 무기응집제를 1차와 2차로 순차적으로 투입하는 경우 두 저염기성 무기응집제의 투입비율은 5∼95 : 5∼95 중량%의 비율로 투입된다.

또한, 무기응집제 중 염기도 30% 미만의 저염기성으로 분류되는 무기응집제로는 앞서 기술한 바와 같이 폴리염화알루미늄(PAC), 폴리염화알루미늄실리케이트(PACS), 폴리수산화염화황산알루미늄실리케이트(PAHCSS), 폴리수산화염화황산알루미늄(PAHCS), 폴리황산규산알루미늄(PASS), 황산알루미늄(AS), 폴리황산철(PFS), 황산철(FS), 폴리염화철(PFC), 알루미늄철(FA), 염화철(FC), 염화알루미늄(AC), 황산철알루미늄화합물(AFS), 염화철알루미늄화합물(AFC), 마그네슘(Mg) 및 칼슘(Ca) 또는 이들 무기응집제에 폴리아민계 화합물이 함유된 무기응집제로 분류할 수 있다. 이러한 저염기성 무기응집제 군으로부터 선택된 2종의 저염기성 무기응집제를 순차적으로 투입하게 되는데, 두 저염기성 무기응집제는 염기도 차이가 5% 이상인 두 저염기성 무기응집제를 사용하게 된다.

한편, 전술한 바와 같은 저염기성 무기응집제인 폴리염화알루미늄(PAC), 폴리염화알루미늄실리케이트(PACS), 폴리수산화염화황산알루미늄실리케이트(PAHCSS), 폴리수산화염화황산알루미늄(PAHCS), 폴리황산규산알루미늄(PASS), 황산알루미늄(AS), 폴리황산철(PFS), 황산철(FS), 폴리염화철(PFC), 알루미늄철(FA), 염화 철(FC), 염화알루미늄(AC), 황산철알루미늄화합물(AFS), 염화철알루미늄화합물(AFC), 마그네슘(Mg) 및 칼슘(Ca) 또는 이들 무기응집제에 폴리아민계 화합물이 함유된 무기응집제는 사용목적이나 용도에 알맞게 그 염기도가 조절된 상태의 것을 사용한다.

아울러, 본 발명에 따른 기술은 앞서와 같이 염기도 30% 미만의 저염기성 무기응집제(또는 30% 이상의 고염기성 무기응집제)와 염기도 30% 이상의 고염기성 무기응집제(또는 30% 미만의 저염기성 무기응집제)를 1차와 2차로 순차적으로 투입하는 기술 및 염기도 30% 미만의 저염기성 무기응집제 중에서도 염기도 차이가 5% 이상인 두 저염기성 무기응집제를 1차와 2차로 순차적으로 투입하는 기술 이외에도 염기도 30% 이상의 고염기성 무기응집제 중에서도 염기도 차이가 5% 이상인 두 종의 고염기성 무기응집제 1차와 2차로 순차적으로 투입할 수도 있다.

즉, 본 발명에 따른 기술에서는 염기도가 다른 두 무기응집제로써 염기도 30% 이상의 고염기성 무기응집제 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제와 염기도가 높은 무기응집제를 1차와 2차로 순차적으로 투입할 수도 있고, 염기도가 높은 무기응집제와 염기도가 낮은 무기응집제를 1차와 2차로 순차적으로 투입할 수도 있다.

전술한 바와 같이 염기도가 다른 두 무기응집제로써 염기도 30% 이상의 고염기성 무기응집제 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제와 염기도가 높은 무기응집제를 1차와 2차로 순차적으로 투입하거나, 염기도가 높은 무기응집제와 염기도가 낮은 무기응집제를 1차와 2차로 순차적으로 투입하는 경우 두 고염기성 무기응집제의 투입비율은 5∼95 : 5∼95 중량%의 비율로 투입된다.

또한, 무기응집제 중 염기도 30% 이상의 고염기성으로 분류되는 무기응집제로는 앞서 기술한 바와 같이 폴리수산화염화황산알루미늄(PAHCS), 폴리수산화염화황산알루미늄실리케이트(PAHCSS), 폴리염화알루미늄(PAC), 폴리염화알루미늄실리케이트(PACS), 폴리염화황산알루미늄실리케이트(PACSS) 및 폴리황산규산알루미늄(PASS) 또는 이들 무기응집제에 폴리아민계 화합물이 함유된 무기응집제로 분류할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 염기도가 다른 두 무기응집제를 순차적으로 투입하는 공정은 응집 반응조 또는 응집 반응조 이전의 공정에 염기도가 다른 두 무기응집제를 순차적으로 투입한다. 이때, 염기도가 다른 무기응집제의 순차적인 투입시간은 1초 내지 300초의 범위에서 순차적으로 투입한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 기술은 상·하수나 오·폐수의 화학적 처리방법에 의한 수처리 과정에서 응집 반응조 또는 응집 반응조 이전의 공정에 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하거나, 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제) 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제(또는 염기도가 높은 응집제)와 염기도가 높은 응집제(염기도가 낮은 응집제)를 순차적으로 투입하여 수처리를 하는 경우 종래에 비해 수처리 효율을 향상시킬 수가 있다.

[실시 예 1]

다음의 실시 예 1 은 본 발명에 따른 기술에 근거하여 저염기성 무기응집제 로써 염기도 7%의 AS와 고염기성 무기응집제로써 염기도 70%의 PAHCS를 통한 수처리를 Jar tester를 통해 실험하였다. 이때, 저염기성 무기응집제인 염기도 7%의 AS를 1차로 투입하고 30초 교반후 고염기성 무기응집제인 염기도 70%의 PAHCS를 순차적으로 투입하였다. 원수(상·하수나 오·폐수)의 성상과 Jar 조건은 표 1 과 같다.

원수의 성상	온도(℃)	pH	탁도(NTU)
원수의 성상	16.4	6.90	5.21
Jar 조건	◆ 120rpm 1분→70rpm 7.5분→40rpm→7.5분→25rpm 5분→정치 30분 ◆ 염기도 7%의 AS 먼저 주입하고 30초 교반후 염기도 70%의 PAHCS 투입

전술한 바와 같은 원수의 성상과 Jar 조건으로 원수를 처리한 결과 처리수의 pH와 탁도는 비교대상인 저염기성 무기응집제인 염기도 7%의 AS와 비교한 결과 표 2 에 표시된 바와 같다.

투입량 항목	염기도 7%의AS만을 투입	AS:PAHCS는 50:50중량%	AS:PAHCS는 60:40중량%	AS:PAHCS는 70:30중량%	AS:PAHCS는 80:20중량%
pH	6.82(20.1℃)	6.87(20.6℃)	6.83(20.2℃)	6.83(20.2℃)	6.84(20.0℃)
탁도	5.51	1.83	2.14	3.07	4.31

전술한 표 2 에 도시된 바와 같이 염기도 7%의 저염기성 무기응집제를 100% 사용하여 처리한 처리수의 경우 pH와 탁도가 각각 6.82와 5.51 NTU로 나타났으나, 염기도 7%의 저염기성 무기응집제인 AS와 염기도 70%의 고염기성 무기응집제를 PAHCS를 50:50 중량%, 60:40 중량%, 70:30 중량% 및 80:20 중량%의 비율로 순차 투입한 경우 pH와 탁도가 각각 6.87과 1.83 NTU, 6.83과 2.14 NTU, 6.83과 3.07 NTU 및 6.84와 4.31 NTU의 결과를 보여 전체적으로 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(저염기성 무기응집제)를 1차와 2차로 나누어 순차적으로 투입 처리한 경우 탁도 제거효과가 보다 우수하였음을 알 수 있다.

전술한 바와 같은 표 2 의 결과에서와 같이 실시 예 1 에서는 염기도 7%의 저염기성 무기응집제인 AS와 염기도 70%의 고염기성 무기응집제를 PAHCS를 50:50 중량%의 비율로 순차 투입하는 것이 다른 비율로 투입되는 것에 비해 그 탁도 제거효과가 우수함을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에서와 같이 상·하수나 오·폐수의 화학적 처리방법에 의한 수처리 과정에서 응집 반응조 또는 응집 반응조 이전의 공정에 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하거나, 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제) 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제(또는 염기도가 높은 응집제)와 염기도가 높은 응집제(염기도가 낮은 응집제)를 순차적으로 투입하여 수처리를 하는 경우 저염기성 무기기응제 1종만을 사용하여 수처리를 하는 경우에 비해 월등히 탁도 제거효과가 있음을 알 수 있다.

[실시 예 2]

다음의 실시 예 2 는 본 발명에 따른 기술에 근거하여 저염기성 무기응집제로써 염기도 17%의 PAC와 고염기성 무기응집제로써 염기도 70%의 PAHCS를 통한 수처리를 Jar tester를 통해 실험하였다. 이때, 고염기성 무기응집제인 염기도 70%의 PAHCS를 1차로 투입하고 저염기성 무기응집제인 염기도 17%의 PAC를 2차로 투입하였다. 원수(상·하수나 오·폐수)의 성상과 Jar 조건은 표 3 과 같다.

원수의 성상	온도(℃)	pH	탁도(NTU)
원수의 성상	10.1	7.13	6.57
Jar 조건	◆ 120rpm 1분→70rpm 7.5분→40rpm→7.5분→25rpm 5분→정치 30분 ◆ 염기도 70%의 PAHCS 먼저 주입하고 30초 교반후 염기도 17%의 PAC 투입

전술한 바와 같은 원수의 성상과 Jar 조건으로 원수를 처리한 결과 처리수의 pH와 탁도는 비교대상인 저염기성 무기응집제인 염기도 17%의 PAC와 비교한 결과 표 4 에 표시된 바와 같다.

투입량 항목	염기도 17%의 PAC만을 투입	PAHCS:PAC는 50:50중량%	PAHCS:PAC는 40:60중량%	PAHCS:PAC는 30:70중량%	PAHCS:PAC는 20:80중량%
pH	7.07(12.5℃)	7.13(12.2℃)	7.12(12.2℃)	7.12(12.2℃)	7.12(12.2℃)
탁도	1.10	0.494	0.527	0.615	0.815

전술한 표 4 에 도시된 바와 같이 염기도 17%의 저염기성 무기응집제를 100% 사용하여 처리한 처리수의 경우 pH와 탁도가 각각 7.07과 1.10 NTU로 나타났으나, 염기도 70%의 고염기성 무기응집제인 PAHCS와 염기도 17%의 저염기성 무기응집제인 PAC를 50:50 중량%, 40:60 중량%, 30:70 중량% 및 20:80 중량%의 비율로 순차 투입한 경우 pH와 탁도가 각각 7.13과 0.494 NTU, 7.12와 0.527 NTU, 7.12와 0.615 NTU 및 7.12와 0.815 NTU의 결과를 보여 전체적으로 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)와 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)를 1차와 2차로 나누어 순차적으로 투입 처리한 경우 탁도 제거효과가 보다 우수하였음을 알 수 있다.

전술한 바와 같은 표 4 의 결과에서와 같이 실시 예 2 에서는 염기도 70%의 고염기성 무기응집제인 PAHCS와 염기도 17%의 저염기성 무기응집제인 PAC를 50:50 중량%의 비율로 순차 투입하는 것이 다른 비율로 투입되는 것에 비해 그 탁도 제거효과가 우수함을 알 수 있다.

따라서, 실시 예 3 에서도 역시 상·하수나 오·폐수의 화학적 처리방법에 의한 수처리 과정에서 응집 반응조 또는 응집 반응조 이전의 공정에 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하거나, 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제) 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제(또는 염기도가 높은 응집제)와 염기도가 높은 응집제(염기도가 낮은 응집제)를 순차적으로 투입하여 수처리를 하는 경우 저염기성 무기기응제 1종만을 사용하여 수처리를 하는 경우에 비해 월등히 탁도 제거효과가 있음을 알 수 있다.

[실시 예 3]

다음의 실시 예 3 은 본 발명에 따른 기술에 근거하여 고염기성 무기응집제로써 염기도 30%의 PACS와 고염기성 무기응집제로써 염기도 70%의 PAHCS를 통한 수처리를 Jar tester를 통해 실험하였다. 이때, 고염기성 무기응집제인 염기도 30%의 PACS를 1차로 투입하고, 고염기성 무기응집제인 염기도 70%의 PAHCS를 2차로 투입하였다. 원수(상·하수나 오·폐수)의 성상과 Jar 조건은 표 5 과 같다.

원수의 성상	온도(℃)	pH	탁도(NTU)
원수의 성상	12.5	6.93	6.02
Jar 조건	◆ 120rpm 1분→70rpm 7.5분→40rpm→7.5분→25rpm 5분→정치 30분 ◆ 염기도 30%의 PACS 먼저 주입하고 30초 교반후 염기도 70%의 PAHCS 투입

전술한 바와 같은 원수의 성상과 Jar 조건으로 원수를 처리한 결과 처리수의 pH와 탁도는 비교대상인 고염기성 무기응집제인 염기도 30%의 PACS와 비교한 결과 표 6 에 표시된 바와 같다.

투입량 항목	염기도 30%의 PACS만을 투입	PACS:PAHCS는 50:50중량%	PACS:PAHCS는 40:60중량%	PACS:PAHCS는 30:70중량%	PACS:PAHCS는 20:80중량%
pH	6.81(15.0℃)	6.87(14.5℃)	6.84(14.5℃)	6.84(14.6℃)	6.84(15.0℃)
탁도	1.39	0.598	0.586	0.832	0.837

전술한 표 6 에 도시된 바와 같이 염기도 30%의 고염기성 무기응집제인 PACS를 100% 사용하여 처리한 처리수의 경우 pH와 탁도가 각각 6.81과 1.39 NTU로 나타났으나, 염기도 30%의 고염기성 무기응집제인 PACS와 염기도 70%의 고염기성 무기응집제인 PAHCS를 50:50 중량%, 40:60 중량%, 30:70 중량% 및 20:80 중량%의 비율로 순차 투입한 경우 pH와 탁도가 각각 6.87과 0.598 NTU, 6.84와 0.586 NTU, 6.84와 0.832 NTU 및 6.84와 0.837 NTU의 결과를 보여 전체적으로 고염기성 무기응집제와 고염기성 무기응집제를 1차와 2차로 나누어 순차적으로 투입 처리한 경우 탁도 제거효과가 보다 우수하였음을 알 수 있다.

전술한 바와 같은 표 6 의 결과에서와 같이 실시 예 3 에서는 염기도 30%의 고염기성 무기응집제인 PACS와 염기도 70%의 고염기성 무기응집제인 PAHCS를 50:50 중량%의 비율로 순차 투입하는 것이 다른 비율로 투입되는 것에 비해 그 탁도 제거효과가 우수함을 알 수 있다.

따라서, 실시 예 3 에서도 역시 상·하수나 오·폐수의 화학적 처리방법에 의한 수처리 과정에서 응집 반응조 또는 응집 반응조 이전의 공정에 고염기성 무기응집제와 고염기성 무기응집제를 순차적으로 투입하여 수처리를 하는 경우 고염기성 무기응집제 1종만을 사용하여 수처리를 하는 경우에 비해서도 월등히 탁도 제거효과가 있음을 알 수 있다.

본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하거나 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제) 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제(또는 염기도가 높은 응집제)와 염기도가 높은 응집제(염기도가 낮은 응집제)를 순차적으로 투입하여 적정한 탁도의 제거를 가능하게 함으로써 무기응집제의 과량투입을 방지할 수 있는 효과가 발현된다.

한편, 본 발명에 따른 기술은 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하거나 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제) 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제(또는 염기도가 높은 응집제)와 염기도가 높은 응집제(염기도가 낮은 응집제)를 순차적으로 투입하여 적정한 탁도의 제거를 가능하게 함으로써 무기응집제의 과량투입을 방지하여 과량의 슬러지 발생을 억제하는 효과가 발현된다.

다른 한편으로, 본 발명에 따른 기술은 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하거나 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제) 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제(또는 염기도가 높은 응집제)와 염기도가 높은 응집제(염기도가 낮은 응집제)를 순차적으로 투입하여 적정한 탁도의 제거를 가능하게 함으로써 고품질의 처리수를 얻을 수 있는 효과가 발현된다.

아울러, 본 발명에 따른 기술은 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제)와 고염기성 무기응집제(또는 저염기성 무기응집제)를 순차적으로 투입하거나 저염기성 무기응집제(또는 고염기성 무기응집제) 중에서도 염기도가 낮은 무기응집제(또는 염기도가 높은 응집제)와 염기도가 높은 응집제(염기도가 낮은 응집제)를 순차적으로 투입함으로써 수처리 과정에서 유기물의 제거효과 향상과 더불어 플록(Floc)의 크기를 향상시켜 응집속도를 보다 향상시키는 효과가 발현된다.

Claims

상·하수나 오·폐수의 화학적 처리방법에 의한 수처리 과정에서 수처리용 무기응집제를 투입하여 상·하수나 오·폐수 속에 부유하는 부유입자의 성장을 통한 플럭의 형성을 통해 침전시키는 수처리 방법에 있어서,

상기 무기응집제는 염기도가 다른 무기응집제를 순차적으로 투입하여 상·하수나 오·폐수 속에 부유하는 부유입자를 응집처리하는 것을 특징으로 하는 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 염기도가 다른 무기응집제는 염기도 30% 미만의 무기응집제와 염기도 30% 이상의 무기응집제를 순차적으로 투입하는 것을 특징으로 하는 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 염기도가 다른 무기응집제는 염기도 30% 이상의 무기응집제와 염기도 30% 미만의 무기응집제를 순차적으로 투입하는 특징으로 하는 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 염기도가 다른 무기응집제는 염기도 30% 미만의 무기응집제 중에서도 염기도 차이가 5% 이상인 두 무기응집제를 순차적으로 투입하는 것을 특징으로 하는 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 염기도가 다른 무기응집제는 염기도 30% 이상의 무기응집제 중에서도 염기도 차이가 5% 이상인 두 무기응집제를 순차적으로 투입하는 것을 특징으로 하는 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염기도가 다른 두 무기응집제의 투입비율은 5∼95 : 5∼95 중량%의 비율로 투입되는 것을 특징으로 하는 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 무기응집제 중 염기도 30% 미만의 무기응집제로는 폴리염화알루미늄(Polyaluminum Chloride : PAC), 폴리염화알루미늄실리케이트(Polyaluminum Chloride Silicate : PACS), 폴리수산화염화황산알루미늄실리케이트(Polyaluminum Hydroxy Chloro Sulfate Silicate : PAHCSS), 폴리수산화염화황산알루미늄(Polyaluminum Hydroxy Chloro Sulfate : PAHCS), 폴리황산규산알루미늄(Polyaluminum Sulfate Silicate : PASS), 황산알루미늄(Aluminum Sulfate : AS), 폴리황산철(Poly-Ferric Sulfate : PFS), 황산철(Ferric Sulfate : FS), 폴리염화철(Poly-Ferric Chloride : PFC), 알루미늄철(Ferric Aluminum : FA), 염화철(Ferric Chloride : FC), 염화알루미늄(Aluminum Chloride : AC), 황산철알루미늄화합물(Aluminum Ferric Sulfate : AFS), 염화철알루미늄화합물(Aluminum Ferric Chloride : AFC), 마그네슘(Mg) 및 칼슘(Ca)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이 상의 무기응집제 또는 이들 무기응집제에 폴리아민계 화합물이 함유된 무기응집제 중 선택된 1종 이상의 무기응집제인 것을 특징으로 하는 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 무기응집제 중 염기도 30% 이상의 무기응집제로는 폴리수산화염화황산알루미늄(Polyaluminum Hydroxy Chloro Sulfate : PAHCS), 폴리수산화염화황산알루미늄실리케이트(Polyaluminum Hydroxy Chloro Sulfate Silicate : PAHCSS), 폴리염화알루미늄(Polyaluminum Chloride : PAC), 폴리염화알루미늄실리케이트(Polyaluminum Chloride Silicate : PACS), 폴리염화황산알루미늄실리케이트(Polyaluminum Chloride Sulfate Silicate : PACSS) 및 폴리황산규산알루미늄(Polyaluminum Sulfate Silicate : PASS)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 무기응집제 또는 이들 무기응집제에 폴리아민계 화합물이 함유된 무기응집제 중 선택된 1종 이상의 무기응집제인 것을 특징으로 하는 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 무기응집제의 투입은 반응조 또는 반응조 이전의 공정에 투입하여 무기응집제의 사용량을 최소화할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 염기도가 다른 무기응집제의 순차적인 투입시간은 1 초 내지 300초의 범위에서 순차적으로 투입하는 것을 특징으로 하는 염기도가 다른 응집제의 순차적인 투입에 의한 수처리 방법.