KR20120005717A - 배수 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래보다도 처리를 안정시킬 수 있는 배수처리방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따르면, 배수(4)와 산화제 함유수(5)를 혼합하여서 오염평가지표를 약 0ppm으로 처리하는 혼합공정과, 처리수(8)의 적어도 일부를 전기분해하여서 잔류염소농도를 향상시키는 전해공정을 갖으며, 상기 잔류염소농도를 향상시킨 처리수를 산화제 함유수(5)로서 배수(4)와 혼합하도록 하였다. 산화작용의 영향이 미친 처리수(8)의 적어도 일부를 염소가스분리조(12)로 보내서 그 잔류염소를 염소가스로서 휘발시키도록 할 수도 있다.

Description

배수 처리 방법 {Waste Water Treatment system}

본 발명은 전기 분해를 이용한 배수 처리 방법에 관한 것이다.

종래, 잉여 생물 오니(슬러지) 발생량을 감소할 수 있는 유기성 오수 처리기술로서 다음과 같은 기술이 제안되었다(특허문헌1).

이 제안은 처리수 COD가 악화되지 않으면서 잉여 오니 발생량을 적게 할 수 있는 시스템을 제공하는 것으로 과제로 하며, 유기성 오수를 철 또는 알루미늄 수산화물 혹은 산화물 공존 활성 오니로 생물 처리하면서 그 생물 혼합 공정중 금속수산화물 함유 활성 오니의 일부를 뽑아내어서 오니 가용화 처리를 수행한 뒤, 상기 생물 혼합공정으로 반송하면서 그 생물 혼합 공정에서의 금속 수산화물 함유 오니의 다른 일부에 가성 알칼리를 첨가하여서 알칼리 처리 후, 고액 분리공정에서 분리 오니와 분리액으로 분리하고, 상기 분리 오니를 상기 생물혼합공정으로 반송하고, 상기 고액 분리 공정의 분리액을 알칼리성 조건에서 화학적 인 석출공정으로 유도하여 인을 석출 분리시키는 것이다.

그러나 이 제안은 활성 오니법에 의한 생물처리에 따른 것이지만, 처리가 불안정해질 수 있는 문제가 있다.

일본특허공개 제2002-361277호

여기서, 본 발명은 종래보다도 처리를 안정시킬 수 있는 배수처리방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는 다음과 같은 기술적 수단을 강구하였다.

(1) 본 배수처리방법은, 배수와 산화제 함유수를 혼합하여서 오염평가지표를 약 0ppm으로 처리하는 혼합공정과, 처리수의 적어도 일부를 전기분해하여서 잔류염소를 생성시키는 전해공정을 갖으며, 상기 잔류염소를 생성시킨 처리수를 산화제 함유수로서 배수와 혼합하도록 한 것을 특징으로 한다.

여기서 배수란 오염성분(주로 유기성분으로 이루어지는 피산화 물질)을 함유하는 물을 의미하며, 염색 공장 폐수로 처리후에 하천으로 방류(폐기)하는 것뿐만 아니라 재이용하는 것(화학공장이나 액정제조공장 그 밖의 공장 폐수에서 일부를 초순수로서 재이용)이나 순환하여서 재이용하는 것(수영장 물 등) 등을 포함하며, 사업장 구내의 중유탱크나 연결 파이프로부터 누설된 기름성분을 포함하는 오염토양, 화학 공장터의 유해한 유기성분을 포함하는 오염토양, 주유소 부지의 기름성분으로 인한 오염토양의 토양삼출수(渗出水)(혹은 그 지하수)등을 예시할 수도 있다. 여기서, 중유나 다이옥신, PCB 등으로 오염된 토양과 같이 물에 대하여 난용해성의 오염성분을 처리하고자 하는 경우에는 양친매성의 유기용매(예를 들면, DMSO,DMAc,IPA)로 친수화하여서 추출하고 수중으로 이행시키면 토양 배수로서 정화처리를 수행할 수 있다. 또한, 영업용 조리시설 등의 그리스트랩에서 분리된 유지성분(동물계,식물계,광물계 등)을 상기 양친매성의 유기용매로 친수화하여서 추출하고 수중으로 이행시켜서 정화처리를 수행할 수 있다. 이에 의해 n-핵산 추출물질의 수치를 저감시키며 배수 배출 기준치를 준수하도록 처리할 수 있다.

또한, 이 배수 처리 장치를 대형 트럭 등에 적재하여서 이동가능하게 하여 각지의 공장으로 나가 배수가 실제로 청정수가 되는 것을 현장에서 데몬스트레이션할 수도 있다. 이것은 피트를 필요로 하는 생물처리에서는 전혀 불가능한 것으로 전기분해를 이용한 본 발명이 아니고는 할 수 없는 것이다. 또한 이 배수처리장치를 선박 등에 장비하여 원유 등의 누출사고를 일으킨 탱커의 좌초영역이나 이것이 흘러가 도착된 해안 등을 향해서 해상에 부유하고 있는 기름성분을 흡인·회수하여 유분과 수분이 혼합되어 있는 에멀전층(유분이 8~9할 이상인 최상층은 다른 처리<=연료로서 재이용>하는 편이 처리효율이 좋다)을 상기 양친매성의 유기용매로 보다 친수화하여 배수로서 정화처리를 실행할 수 있다. 원유가 해면을 뒤덮고 있는 해역은 산소결핍 상태가 진행되어 수중생물의 생태계에 막대한 악영향을 미칠 수 있지만, 상기와 같이 하여서 처리함으로써 해양 오염된 해역이나 해안선 등을 정화하여 지구 환경 개선에 크게 이바지할 수 있다. 즉 해양 오염된 영역의 해수도 본 발명의 배수로서 처리할 수 있다.

상기 산화제로서 차아염소산(나트륨)을 적합하게 사용할 수 있는데, 그 밖에 과산화수소나 과망간산칼륨 등을 이용하여도 좋다. 상기 전해공정에서는 산화물의 공존하에서 전기분해를 수행하면, 염소이온이 양극에 전자를 빼앗겨서 염소가스가 되어(염소가스가 수산화물 이온과 반응하면 차아염소산이 생성된다) 잔류염소가 생성된다. 또한 브롬화물(브롬이온)도 공존시켜서 전기분해를 수행하면, 산화제의 pH에 관한 유효영역을 pH5.5에서 pH8.0정도까지 확장할 수 있다. 이것은 차아염소산에서 변화한 차아브롬산의 특성에 의한 것으로 생각될 수 있다. 상기 브롬화물로서 브롬화나트륨이나 브롬화칼륨 등을 사용할 수 있다.

상기 오염평가지표로서, 예를 들면 COD(화학적 산소요구량)나 TOC(총유기탄소)를 들 수 있다. 상기 오염평가지표의 약 0ppm은 ‘약(略)’이라는 말이 붙어 있기 때문에, 당연히 0.000………ppm(0<제로>ppm)이 아니라 처리를 계속할 때 오염평가지표의 현저한 축적이 명백하게 나타나지 않는 농도라는 의미이다. 또한 혼합공정에서는 배수와 산화제 함유수를 혼합하여서 오염평가지표를 약 0ppm으로 처리하는 것으로 하고 있는데, 이와 같이 대상으로 하는 배수의 오염평가지표를 약 0ppm으로 처리할 수 있는(어느 정도 고농도의) 산화제 농도로 설정한다.

이 배수처리방법에 관해서 사전에 수행하는 배수처리조건의 설정방법은, 배수와 산화제 함유수를 혼합시 오염평가지표의 저감 정도와 잔류염소농도의 저감 정도를 파악하는 “파악공정”과, 상기 오염평가지표의 저감 정도와 잔류염소농도의 저감 정도의 관계를 평가하는 “평가공정”과, 상기 평가 내용에서 배수에 혼합될 잔류염소농도와 이들 공급량을 설정하는 “설정공정”을 갖는 것으로 구성할 수 있다.

즉 상기 “파악공정”에서는 COD 몇 ppm의 배수에 잔류염소농도가 몇 ppm의 산화제 함유수와 혼합하면 COD와 잔류염소농도가 각각 몇 ppm이 되는지를 예비 테스트에 의해 파악하고, 상기 “평가공정”에서는 COD 몇 ppm의 배수에 잔류염소농도가 몇 ppm의 산화제 함유수와 혼합하면 COD가 약 0ppm이 되는지를 평가·확인하고, 상기 “설정공정”에서는 본 처리에서 COD 몇 ppm의 배수와 잔류염소농도가 몇 ppm의 산화제 함유수를 어떠한 비율로 혼합되어 가는지를 설정한다. 이 설정에 있어서는 확실한 처리 가능 여부나 적은 비용으로의 처리 가능 여부 등을 감안하여서 처리의 안정성이나 공급해야 할 산화제의 러닝·코스트의 추측을 수행한다.

그리고 처리대상 배수에 맞게 배수의 총수량(總水量)과 그 오염평가지표(COD)의 농도로부터 필요한 산화제 양(러닝·코스트)를 시산한다. 여기서 배수의 오염성분(피산화물질)에 대응하는 COD(화학적 산소 요구량)와, 산화제(차아염소산소다)의 필요량에는 이론적인 상관관계가 존재하고, 이 이론적인 수치와 실제 처리에서 요구되는 양을 비교(대비)함으로써, 이 배수 고유의 성질·성상(오염성분의 분자구조나 분자간의 결합강도 등)에 기인하는 처리의 용이성(난이도)을 평가할 수 있으며, 이와 같은 지견의 축적·집적에 따라 여러 종류의 수질의 배수에 합치되는 보다 적절한 처리조건의 탐색이 가능해진다. 또한 산화제 양의 이론값과 실제 필요량의 비교에 따라 그 손실 유무를 추정할 수 있다. 산화제의 손실 유무 및 그 대소는 러닝·코스트의 증감에 큰 영향을 주게 된다.

즉 배수의 COD에 대한 차아염소산소다의 필요량의 이론값과 실제 필요량과의 대비에 의해 배수 고유의 성질 등에 따른 처리의 난이도나 산화제의 손실 유무를 추측 판단할 수 있으며, 산화제의 실제 필요량(>이론값)을 이론값에 가까워질 수 있도록 하기위해서는 어떠한 처리 조건으로 설정해야하는지를 검토한다.

배수의 오염평가지표와 처리에 실제로 필요한 산화제 양 사이의 관계로부터 그 배수의 안정처리 등에 정합하는 적정한 처리조건을 탐색하게 되는데, 예를 들면 어느 농약제조공장의 공장 배수의 경우, 이 배수의 COD(배수 원수는 수만 ppm)를 희석등으로 1000ppm이하(평균500ppm)로 만들고, 잔류염소농도가 30000ppm이상의 고농도 산화제 함유수(전기분해 등에 의해 처리수의 잔류염소를 생성시킨다)를 일정한 비율로 혼합해서 처리해 가면, 처리한 시간의 범위내(5일간 연속운전)에서는 COD가 약 0ppm에서 시간 경과에 따라 증가 되어가서 처리가 곤란한 농도로까지 도달하는 일은 없었다. 여기서, 상기 농약제조공장 배수보다도 처리가 쉬운(=분해되기 쉽다) 다른 배수의 경우, 동일한 조건(배수의 COD 1000ppm이하)으로 잔류염소농도가 10000ppm정도라도 처리를 수행할 수 있었다.

그런데, 배수의 오염평가지표와 잔류염소농도 사이의 안정처리가 가능한 조건에는 배수중의 오염성분과 산화제의 조우율(=충돌확율)이 크게 관여하고 있는 것으로 생각된다. 즉 배수의 오염성분과 산화제의 조우율이 낮은 조건에서는 단시간에 COD를 약 0ppm으로 도달시키는 것이 힘들고, 처리계 내부에 피산화물질이 점점 축적되어 처리가 시간이 경과됨에 따라서 파탄되는 사태가 생기기 때문에, 배수는 고농도의 산화제 함유수로 단숨에 오염평가지표를 약 0ppm으로 떨어뜨리는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이 산화제 함유수의 산화제 농도는 배수의 오염성분 농도나 성상에 의존되는 것이지만, 일반적으로는 배수의 COD를 1000ppm이하로 했을 때에는 잔류염소농도를 30000ppm이상으로 설정하면 COD를 약 0ppm으로 도달시킬 수 있어서 적정한 처리를 경시적으로 유지할 수 있었다.

그리고 이 배수처리방법은 배수와 산화제 함유수를 혼합하여서 오염평가지표를 약 0ppm으로 처리하는 ”혼합공정”을 갖으며, 배수의 오염성분과 산화제를 조우·충돌·반응시켜서 오염평가지표가 약 0ppm이 되도록 산화 분해함으로써 처리계 내부로 오염성분이 축적되어 가는 것을 억제할 수 있다. 또한 처리수의 적어도 일부를 전기분해해서 잔류염소를 생성시키는 전해공정을 갖으며, 상기 잔류염소를 생성시킨 처리수를 산화제 함유수로서 배수와 혼합하도록 하였기 때문에 배수처리(오염성분의 산화분해)에 의해 저감된 잔류염소를 전기분해에 의해 재생시킬 수 있다. 전기분해에 의한 잔류염소의 생성만으로는 부족한 경우는 새로운 산화제를 처리계에 첨가할 수 있다.

(2) 또한, 산화작용의 영향이 미친 처리수의 적어도 일부를 염소가스 분리조로 보내고 그 잔류염소를 염소가스로서 휘발시키도록 해도 된다.

이와 같이 구성하면, 염소가스 분리조(pH1.5이하의 산성 분위기하로 하는 것이 바람직하며 염산 등을 저류하여 둘 수 있고, 분리조내의 액체를 순환하여서 분리조 안으로 분무한다)에 있어서 잔류염소를 염소가스로서 분리할 수 있으며, 염소가스가 휘발하여 잔류염소농도가 저감된 처리수(재이용을 위한 후처리의 편의나 방류의 경우 환경 부하의 관점 등에 의해 1ppm이하가 바람직하다)를 처리계 밖으로 배출할 수 있다. 또한 배수의 오염평가지표는 전술한 바와 같이 약 0ppm으로 처리된다.

이것은 잔류염소는 산성분위기로 pH조정되면 차아염소산(HOCl)의 형태에서 염소가스(Cl₂)로 변화하여 휘발되기 쉬워지는 경향을 잔류염소의 저감에 이용한 것이며 pH가 작을수록 그 경향이 높아진다.

염소가스 분리조 내부를 산성으로 유지하기 위해, 염산이나 유격막전해기구(13)의 양극측 영역(14)을 통과시킨 산성수(전기분해에 의해 수소이온이 생성된다)를 첨가할 수 있다.

또한 염소가스 분리조로 보내어진 처리수를 처리계 밖으로 배출할 때에는 산성의 수소 이온 농도가 중성이 되도록 pH조정을 하고, 그 후 필요에 따라서 활성탄에 의한 흡착처리(COD등이 한 층 더 저감된다)나 RO막에 의한 여과를 수행한 뒤, 후공정(하천방류나 재이용)으로 보낸다.

(3) 또한 상기 염소가스를 기액혼합조(pH13이상의 알칼리성 분위기하로 하는 것이 바람직하며 차아염소산소다나 가성소다를 저류하여 둘 수 있으며, 혼합조내의 액체를 무격막으로 전기분해하면서 순환하여 혼합조 내부로 분무한다)로 보내어 액중에 용해시켜, 상기 기액혼합조의 산화제 함유수를 배수와 혼합하도록 하여도 된다. 강 알칼리성으로 설정된 기액혼합조 내부의 액체는 염소가스가 용해되기 쉽고 휘발되기 어려운 것으로 이루어져 있다.

이와 같이 구성하면, 기액혼합조에서 염소가스를 용해·회수하여서 유효염소로서 재생할 수 있으며, 잉여 잔류염소를 그대로 처리계 밖으로 배출하는 일 없이 재생 이용할 수 있다.

기액 혼합조 내부를 알칼리성으로 유지하기 위해 가성소다나 유격막 전해기구(13)의 음극측 영역(18)을 통과시킨 알칼리수(전기분해에 의해 수산화물 이온이 생성된다)를 첨가할 수 있다.

오염평가지표를 약 0ppm으로 처리한 처리수는, 우선 이 기액혼합조로 보내서 무격막으로 전기분해(잔류염소가 생성된다)하면서 혼합조 내부로 순환 분무하고(염소가스를 물방울로 용해시킨다), 이 기액혼합조에서 염소가스 분리조로 보내고, 이 염소가스 분리조내에서 순환 분무할 수 있다(염소가스를 물방울에서 휘발시킨다).그리고 기액혼합조에서 전기분해한 것(·OH라디컬 등이 발생하여서 산화력이 증대한다)을 분기하여서 한쪽은 배수와 혼합하고, 한쪽은 혼합조에서 순환시키도록 할 수 있다.

본 발명은 상술한 구성으로 이루어져 다음과 같은 효과를 갖는다.

처리계 내부에 오염성분이 축적되어 가는 것을 억제할 수 있기 때문에, 종래보다도 처리를 안정시킬 수 있는 배수처리방법을 제공할 수 있다.

도1은 본 발명의 배수처리방법의 실시형태를 설명하는 시스템·흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 설명한다.

(1) 도1에서 나타내는 바와 같이, 이 배수처리방법은 전달되어 오는 공장배수(1)를 비교적 대용량의 조정조(2)(변동하는 배수 농도의 일정화를 도모한다)에 저류하고, 이어서 모래여과장치(3)에서 ss성분을 제거한다. 도면중, P는 펌프를, CP는 케미칼 펌프를 나타낸다.

그리고 이 배수(4)와 산화제 함유수(5)와 차아염소산소다(약제 저류조(6)에 저류)를 혼합(혼합관(7)에서 수행한다)하여서 오염평가지표를 약 0ppm으로 처리하는 혼합공정과, 처리수(8)의 적어도 일부를 전기분해하여서 잔류염소를 생성시키는 전해공정(무격막 전해기구(9)에서 수행한다)을 갖으며, 상기 잔류염소를 생성시킨 처리수(8)를 산화제 함유수(5)로서 배수(4)와 혼합하도록 하였다.

상기 전해공정(무격막 전해기구9)에서는 염화물(염소이온)의 공존하에서 전기분해를 수행하게 되고 상기 염소이온이 양극에 전자를 빼앗겨서 염소가스가 되며(염소가스가 수산화물 이온과 반응하면 차아염소산이 생성된다) 잔류염소가 생성된다. 브롬화물(브롬이온)도 공존시켜서 전기분해를 수행하고 있으며 산화제의 pH에 관한 유효영역을 pH5.5에서 pH8.0정도까지 확장할 수 있다. 이것은 차아염소산에서 변화된 차아브롬산의 특성에 의한 것으로 생각된다. 상기 브롬화물로서 브롬화나트륨을 이용하였다.

이 배수처리방법에 관해서 사전에 수행하는 배수처리조건의 설정방법은, 배수(4)와 산화제 함유수(5)를 혼합했을 때의 오염평가지표의 저감정도와 잔류염소농도의 저감정도를 파악하는 “파악공정”과, 상기 오염평가지표의 저감정도와 잔류염소농도의 저감정도의 관계를 평가하는 “평가공정”과, 상기 평가내용으로부터 배수(4)에 혼합할 잔류염소농도와 이들 공급량을 설정하는 “설정공정”을 갖는다.

상기 “파악공정”에서는 COD 몇 ppm의 배수(4)에 잔류염소농도가 몇 ppm의 산화제 함유수(5)와 혼합하면, COD와 잔류염소농도가 각각 몇 ppm이 되는지를 예비 테스트에 의해 파악하고, 상기 “평가공정”에서는 COD 몇 ppm의 배수(4)에 잔류염소농도가 몇 ppm의 산화제 함유수(5)와 혼합하면 COD가 약 0ppm이 되는지를 평가·확인하고, 상기 “설정공정”에서는 본처리에서 COD 몇 ppm의 배수(4)와 잔류염소농도가 몇 ppm의 산화제 함유수(5)를 어떤 비율로 혼합하여 가는지를 설정한다. 이 설정에 있어서는 확실한 처리 가능 여부나 적은 비용으로의 처리 가능 여부를 감안하여서, 처리의 안정성이나 공급해야할 산화제의 러닝·코스트의 추측을 한다.

그리고 처리대상 배수(4)에 맞게 배수(4)의 총수량과 그 오염평가지표(COD)의 농도로부터 필요한 산화제의 양(러닝·코스트)을 시산한다. 여기서, 배수(4)의 오염성분(피산화물질)에 대응하는 COD(화학적 산소요구량)와, 산화제(차아염소산소다)의 필요량에는 이론적인 상관관계가 존재하며, 이 이론적인 수치와 실제 처리에서 요구되는 양을 대비함으로써 그 배수 고유의 성질·성장(오염성분의 분자구조나 분자간의 결합강도 등)에 기인하는 처리의 용이함(난이도)을 평가할 수 있으며, 이와 같은 지견의 축적·집적에 의해 여러 종류의 수질의 배수(4)에 합치된 보다 적절한 처리조건의 탐색이 가능해진다. 또한 산화제 양의 이론값과 실제 필요량과의 비교에 의해 그 손실 유무를 추정할 수 있다. 산화제의 손실 유무 및 그 대소는 러닝·코스트 증감에 대단한 영향을 줄 수 있다.

즉 배수(4)의 COD에 대한 차아염소산소다 필요량의 이론값과 실제 필요량의 대비에 의해 배수 고유의 성질 등에 따른 처리의 난이도나 산화제의 손실 유무를 확인할 수 있으며, 산화제의 실제 필요량(>이론값)을 이론값에 가까워지도록 하기 위해서는 어떠한 처리 조건으로 설정해야하는지를 검토한다.

배수(4)의 오염평가지표와 처리에 실제적으로 필요한 산화제 양 사이의 관계로부터 그 배수(4)의 안정적인 처리에 정합된 적정한 처리조건을 탐색하게 되는데, 예를 들면 어떤 농약제조공장의 공장배수의 경우, 이 배수(4)의 COD(배수 원수는 수만ppm)를 희석 등에 의해 1000ppm이하(평균500ppm)으로 만들고, 잔류염소농도가 30000ppm이상의 고농도 산화제 함유수(5)(전기분해 등에 의해 처리수(8)의 잔류염소를 생성시킨다)를 일정한 비율로 혼합해서 처리해 가면, 처리한 시간의 범위내(5일간 연속 운전)에서는 COD가 약 0ppm에서 시간 경과에 따라 증가 되어가서 처리가 곤란한 농도로까지 도달되는 일은 없었다. 여기서 상기 농약제조공장 배수보다도 처리가 용이한(분해되기 쉬운) 다른 배수의 경우, 동일한 조건(배수의 COD 1000ppm이하)에서 잔류염소농도가 10000ppm정도라도 처리를 수행할 수 있었다.

그런데, 배수(4)의 오염평가지표와 잔류염소농도 사이의 안정적인 처리가 가능한 조건으로는 배수중의 오염성분과 산화제의 조우율(=충돌확률)이 크게 관여하고 있는 것으로 생각될 수 있다. 즉 배수(4)의 오염성분과 산화제의 조우율이 낮은 조건에서는 단시간에 COD를 약 0ppm으로 도달시키기 힘들며 처리계 내부로 피산화물질이 점점 축적되어 처리가 시간경과에 따라 파탄되어 가는 사태가 발생하기 때문에 배수(4)는 고농도의 산화제 함유수(5)로 한번에 오염평가지표를 약 0ppm으로 떨어뜨리는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이 산화제 함유수(5)의 산화제 농도는 배수(4)의 오염성분의 농도나 성상에 의존하는 것인데, 일반적으로는 배수(4)의 COD를 1000ppm이하로 했을 때에는 잔류염소농도를 30000ppm이상으로 설정하면 COD를 약 0ppm으로 도달시킬 수 있고 적정 처리를 시간 경과에 따라 유지할 수 있었다.

(2) 산화작용의 영향이 미친 처리수(8)의 적어도 일부를 2연속의 기액혼합조(10)를 통하여 후술되는 염산과 산성수(산성수 저류조(11)에 저류)를 첨가하여서 산성으로 pH조정하고, 2연속의 염소가스분리조(12)로 보내어 그 잔류염소를 염소가스로서 휘발시키도록 한다. 염소가스분리조(12)는 pH1.5이하의 산성 분위기하로 하는 것이 바람직하며 염산 등을 저류해 둘 수 있으며, 혼합조 내부의 액체를 순환하여서 혼합조 안으로 노즐(분무한 물방울을 도면중 파선으로 나타낸다)로부터 분무한다. 상기 각 혼합조내에는 레벨 센서를 설치한다.

염소가스분리조(12)에서 잔류염소를 염소가스로서 분리할 수 있으며, 염소가스가 휘발하여 잔류염소농도가 저감된 처리수(8)(재이용을 위한 후처리의 편의나 방류의 경우 환경부하의 관점 등에 의해 1ppm이하가 바람직하다)를 처리계 밖으로 배출할 수 있다. 또한 배수(4)의 오염평가지표는 전술한 바와 같이 약 0ppm으로 처리된다.

이것은 잔류염소는 산성분위기로 pH조정되면 차아염소산(HOCl)의 형태에서 염소가스(Cl₂)로 변화하여 휘발되기 쉬워지는 경향(자연법칙)을 잔류염소의 저감에 이용한 것이며, pH가 작을수록 그 경향이 높아진다.

염소가스 분리조 내부를 산성으로 유지하기 위해, 염산과 유격막 전해기구(13)의 양극측 영역(14)를 통과시킨 산성수(전기분해에 의해 수소이온과 잔류염소가 생성된다)를 첨가하도록 한다. 유격막 전해기구(13)의 양극측 영역(14)을 통과시킨 산성수를 이용함으로써, 상기 염산의 약제 비용을 인하할 수 있다. 유격막 전해기구(13)의 양극측 영역(14)에서 발생된 잔류염소는 산성분위기하에서 염소가스로 변화하게 되어 염소가스의 발생량이 증가한다. 후술하는 바와 같이, 이 증가된 염소가스는 기액혼합조(10)에서 유효 염소로 변화(배수4와 혼합되면 오염성분에 산화작용의 영향을 미친다)하기 때문에 차아염소산소다의 약제 비용을 인하할 수 있다.

염소가스분리조(12)로 보내진 처리수를 처리계밖으로 배출할 때에는 산성의 수소 이온 농도가 중성이 되도록 가성소다를 첨가하여서 pH조정을 이루고, 활성탄(15)에 의한 흡착처리(COD등이 한층 더 저감된다)를 하여서 처리수조(16)에 일단 저류하고, 후공정(하천방류나 재이용 등)으로 보낸다. 그리고 일부는 상기 유격막 전해기구(13)로 보내도록 한다.

(3) 상기 염소가스분리조(12)에서 휘발시킨 염소가스를, 팬에 의해 기액혼합조(10)로 보내고, 기액혼합조(10) 액중에 용해시켜 상기 기액혼합조(10)의 산화제 함유수(5)를 배수(4)와 혼합할 수 있도록 한다. 기액혼합조(10)는 pH13이상의 알칼리성 분위기하로 하는 것이 바람직하며 차아염소산소다나 가성소다를 저류하여 둘 수 있으며, 혼합조내의 액체를 무격막으로 전기분해하면서 순환하여 혼합조 안으로 노즐(분무한 물방울을 도면중 파선으로 나타낸다)로부터 분무한다. 강 알칼리성으로 설정된 기액혼합조(10)내의 액체는, 염소가스가 용해되기 쉽고 휘발되기 어려운 것으로 이루어져 있다. 염소가스가 용해·제거된 후의 공기는 최종적으로 배기 가스 처리장치(17)에서 완전하게 무해화가 이루어진 뒤 그리고 나서 방출된다.

기액혼합조(10)에서 염소가스를 용해·회수하여서 유효염소로 재생할 수 있으며, 나머지 잔류염소를 그대로 시스템 밖으로 배출하는 일 없이 재생 이용할 수 있는 이점이 있다.

기액혼합조 내부를 알칼리성으로 유지하기 위해, 가성소다와 상기 유격막전해기구(13)의 음극측영역(18)을 통과시킨 알칼리수(염기수 저류조(19)에 저류,전기분해에 의해 수산화물 이온이 생성된다)를 첨가하도록 한다. 상기 유격막 전해기구(13)의 음극측 영역(18)을 통과시킨 알칼리수를 이용함으로써 상기 가성소다의 약제비용을 인하할 수 있다.

오염평가지표를 약 0ppm으로 처리한 처리수(8)는 우선 이 기액혼합조(10)로 보내서 전술한 무격막 전해기구(9)에서 전기분해(잔류염소가 생성된다)하면서 혼합조 안으로 순환분무하고(염소가스를 물방울에 용해시킨다), 이 기액혼합조(10)에서 염소가스분리조(12)로 보내고 이 염소가스 분리조 안에서 순환 분무할 수 있다(염소가스를 물방울로부터 휘발시킨다). 그리고 기액혼합조(10)에서 전기분해한 것(·OH 라디컬 등이 발생하여서 산화력이 증대한다)을 분기하여 한쪽은 배수(4)와 혼합하고, 한쪽은 혼합조에서 순환시키도록 할 수 있다.

이어서 본 실시형태의 배수의 처리기구의 사용상태를 설명한다.

이 배수처리방법은 배수(4)와 산화제 함유수(5)를 혼합하여서 오염평가지표를 약 0ppm으로 처리하는 “혼합공정”을 갖으며, 배수(4)의 오염성분과 산화제를 조우·충돌·반응시켜서 오염평가지표가 약 0ppm이 되도록 산화 분해함으로써 처리계 내부로 오염성분이 축적되어 가는 것을 억제할 수 있어서 종래보다도 처리를 안정시킬 수 있는 이점이 있다.

또한 처리수(8)의 적어도 일부를 전기분해하여서 잔류염소를 생성시키는 전해공정을 갖으며, 상기 잔류염소를 생성시킨 처리수를 산화제 함유수(5)로서 배수(4)와 혼합하도록 하였기 때문에 배수처리(오염성분의 산화분해)에 의해 저감된 잔류염소를 전기분해에 의해 재생시킬 수 있다. 전기분해에 의한 잔류염소의 생성만으로는 부족한 경우에는 새로운 산화제를 처리계에 첨가할 수 있다.

종래보다도 처리를 안정화시킬 수 있으며 여러 종류의 배수처리 용도에 적용할 수 있다.

4 배수
5 산화제 함유수
8 처리수
10 기액혼합조
12 염소가스분리조

Claims (3)

1. 배수(4)와 산화제 함유수(5)를 혼합하여서 오염평가지표를 약 0ppm으로 처리하는 혼합공정과, 처리수(8)의 적어도 일부를 전기분해하여서 잔류염소농도를 향상시키는 전해공정을 갖으며, 상기 잔류염소농도를 향상시킨 처리수를 산화제 함유수(5)로서 배수(4)와 혼합하도록 한 것을 특징으로 하는 배수처리방법.
   
2. 상기 제1항에 있어서, 산화작용의 영향이 미친 처리수(8)의 적어도 일부를 염소가스분리조(12)로 보내고 그 잔류염소를 염소가스로서 휘발시키도록 한 배수처리방법.
   
3. 상기 제2항에 있어서, 상기 염소가스를 기액혼합조(10)로 보내어 액중에 혼합시키며 상기 기액혼합조(10)의 산화제 함유수(5)를 배수(4)와 혼합하도록 한 배수처리방법.

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