KR20120124499A - P를 함유하는 처리액의 폐액농도 제어방법 - Google Patents

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Abstract

P를 함유하는 처리액의 폐액농도 제어방법은, P를 함유하는 처리액의 폐액을 받아들인 후 폐수처리장으로의 송액 또는 폐액의 저류가 가능한 폐액 버퍼 탱크를 구비하고, P를 함유하는 처리액의 농도를 목표농도 범위내로 하여 피처리물을 처리하고, 폐액 버퍼 탱크에서 P를 함유하는 처리액의 폐액의 P농도를 측정하고, P농도의 측정값이 허용 상한 미만일 때는, P를 함유하는 처리액의 폐액을 폐액 버퍼 탱크에서 폐액처리장으로 송액하고, P농도의 측정값이 허용 상한 이상일 때에는 P를 함유하는 처리액의 폐액을 폐수처리장으로 송액하는 것을 정지하여 폐액 버퍼 탱크에 저류하고, 또한 P를 함유하는 처리액의 농도를 목표농도 범위내의 값으로 저하시켜 피처리물을 처리한다.

Description

P를 함유하는 처리액의 폐액농도 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING A WASTE WATER CONCENTRATION OF CLEANING SOLUTION CONTAINING PHOSPHORUS}
본 발명은, P를 함유하는 처리액의 폐액농도 제어방법(a method for controlling a waste water concentration of cleaning solution containing phosphorus)에 관한 것이다.
철강제품은, 그 제조공정에서 다양한 처리가 행해지고, 그 처리에 수반하여 여러가지 폐액이 배출된다. 이 폐액(waste water)중에는 미처리에서는 유해물을 포함하는 것이 있다. 유해물을 포함하는 폐액은, 각 제조공정에서 폐수처리공정(waste water treatment process)으로 송액(送液)되어, 폐수처리장에서 중화처리, 침전처리 등의 처리를 행하여 유해성분을 난용성 물질로 하여 침전 분리처리한다(특허문헌1, 2 등 참조).
예를 들면, 용융아연도금 라인에서는, 아연도금공정의 후 처리로서, 아연도금강판을 P를 함유하는 표면조정액으로 세정처리 후 수세(rinsing)하는 표면조정공정(Surface treatment or activating process)을 행한다(예를 들면 특허문헌 3 참조). 이 표면조정공정의 표면조정액 및 수세수의 폐수는 P성분을 함유하므로, 그 대로 방수(放水)할 수 없다. 그 때문에, 표면조정공정의 폐액을 아연도금 라인내의 폐수 피트(pit)로 배출하고, 폐수 피트에서 폐수처리장으로 송액하여, 폐수처리장에서 중화처리, 침전처리 등의 처리를 행하여 P성분을 난용성물질로 하여 침전분리처리한다.
그러나, 폐수처리장에 송액된 폐액의 P농도가 높으면 폐수처리장에서 중화처리, 침전처리등의 처리를 할 수 없게 되기 때문에, 폐수처리장으로 송액 할 수 있는 폐액의 P농도 상한이 정해져 있다. 폐수 피트의 폐액의 P농도가, 이 P농도 상한을 넘으면, 즉시 폐수처리장으로의 폐액의 송액을 정지할 필요가 있다. 폐수처리장으로의 폐액의 송액을 정지하면, 아연도금라인은 조업정지가 부득이하게 된다.
P농도 상한을 넘는 폐액이 발생한 때에 용융아연도금라인이 조업정지로 되는 것을 막기 위해서, 폐액을 저류할 수 있는 폐액 버퍼 탱크(buffer tank)를 설치하여, 폐액의 P농도가 P농도 상한을 넘었을 때에는, 폐수 처리장으로의 폐액의 송액을 정지하고, 폐액 버퍼 탱크에 폐액을 저류함이 행해지고 있다.
그러나, 폐수처리장으로의 폐액의 송액을 정지한 채로의 조업으로는, 폐액 버퍼 탱크가 가득찰 때까지 단시간 밖에 조업할 수 없다.
또한, 폐액 버퍼 탱크로 희석수를 투입하여 폐액의 P농도가 폐수처리장으로 송액가능한 P농도 상한 미만의 농도로 되도록 희석하여, 이 희석 폐액을 폐수처리장으로 송액할 수도 있다. 그러나, 이 방법은, 폐액량이 증가하는 문제점이 있다.
일본 특개평 7-268659호 공보 일본 특개 2002-200494호 공보 일본 특개 2007-92093호 공보
본 발명은, P를 함유하는 처리액을 이용하여 피처리물을 처리한 때에, 폐수처리장으로, P농도가 높은 폐액이나 다량의 P함유 폐액이 송액되는 것을 방지할 수 있고, 또한, P농도가 높은 폐액이 폐수처리장으로 송액할 수 없게 됨으로써 일어나는 조업정지를 방지할 수 있는 P를 함유하는 처리액의 폐액농도 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 이하로 이루어지는 P를 함유하는 처리액의 폐액농도 제어방법을 제공한다:
P를 함유하는 처리액의 폐액을 받아들인 후, 폐수처리장으로의 송액 또는 폐액의 저류가 가능한 폐액 버퍼 탱크를 구비하고,
P를 함유하는 처리액의 농도를 목표 농도 범위내로 하여 피처리물을 처리하고,
폐액 버퍼 탱크에서 P를 함유하는 처리액의 폐액의 P농도를 측정하고,
P농도의 측정치가 허용 상한 미만일 때는, P를 함유하는 처리액의 폐액을 폐액 버퍼 탱크에서 폐수처리장으로 송액하고,
P농도의 측정치가 허용 상한 이상일 때에는, P를 함유하는 처리액의 폐액을 폐수처리장치로 송액하는 것을 정지하여 폐액 버퍼 탱크로 저류하고, 또한 P를 함유하는 처리액의 농도를 목표 농도범위 내의 값으로 저하시켜 피처리물을 처리하는
P를 함유하는 처리액의 폐액농도 제어방법.
상기의 폐액농도 제어방법에 있어서, 폐액 버퍼 탱크에 저류되는 P를 함유하는 처리액의 폐액의 P농도의 측정값이 허용 상한 미만으로 되면, 폐액 버퍼 탱크에서 폐수처리장으로의 P를 함유하는 처리액의 폐액의 송액을 행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 폐액농도 제어방법에 있어서, 폐액 버퍼 탱크에서 폐수 처리장으로의 P를 함유하는 처리액의 폐액의 송액을 개시하면, P를 함유하는 처리액의 P농도를 목표범위 내의 값으로 상승시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, P를 함유하는 처리액의 폐액의 P농도가 허용 상한에 달한 때에, 처리액의 P농도를 목표 하한으로 저하시킴으로써 폐액의 P농도를 허용 상한 미만으로 저하시킬 수 있으므로, 조업을 계속하면서, P농도가 높은 폐액이나 다량의 P함유 폐액이 폐수 처리장으로 송액되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은, 용융아연도금강판의 제조공정의 표면조정공정을 설명하는 개략도이다.
도 2는, 본 발명법에 의한 폐액의 P농도의 추이를 설명하는 도면이다.
본 발명의 실시 형태에 대하여 용융아연도금 라인의 용융도금공정 후처리인 표면조정공정을 예로 들어 설명한다. 표면조정공정은, 고객입장에서의 프레스 성형성 향상을 위해 행해진다.
*도 1은, 용융아연도금 라인의 표면조정공정을 설명하는 개략도이다. 도 1에서, 1은 강판(용융아연 도금강판), 2는 표면조정장치, 3은 수세장치, 4는 드라이어, 5는 폐수 피트, 6은 폐액 버퍼 탱크, 7은 표조탱크이다.
표조탱크(7)는, P를 함유하는 표면조정액을 수용한다. 표면조정액의 P농도는, 도금강판의 품질, 조업성 등을 고려하여, 목표 농도 중앙값CM, 목표 상한값CU, 목표하한값 CL이 정해져 있다. 목표 상한값CU, 목표 하한값 CL은, 이 범위의 농도를 표면조정액의 P농도 설정값(하기)으로서 채용해도, 조업, 품질상의 문제가 없는 농도로 정해져 있으며, CU, ~ CL을 목표농도범위로 한다.
표조탱크(7)는, 표조탱크(7)에 표면조정액 원액을 저류하는 표원액 보급탱크(11), 순수를 보급하는 순수공급관(12), P농도계(14) 및 액위를 검출하는 액위계(도시하지 않음)를 구비하고, 표면조정액의 농도제어와 액면제어를 한다.
액면제어는, 저액위, 고액위의 2종류의 액위를 설정하여, 액위가 저액위로 되면 순수를 보급하고, 고액위로 되면 순수의 보급을 정지하여, 액위가 대체로 저액위와 고액위의 사이에 있도록 제어한다.
농도제어는, 제어하는 표면조정액의 P농도의 설정값(이 농도를 P농도설정 값이라 한다.)에 대해서, P농도계(14)로 측정한 P농도가 P농도 설정값 미만일 때에는, P농도 설정값과 P농도 측정값의 교차(較差)에 의거하여, 표조 탱크(7)의 P농도가 P농도 설정값이 되도록 표조원액 보급탱크(11)에서 표면조정액 원액을 보급한다. 통상조업에서는, 표면조정액의 P농도 설정값으로서는 목표농도 중앙값CM을 채용한다.
표면조정장치(2)는, 표조탱크(7)에 수용되는 P를 함유하는 표면조정액을, 펌프(22)를 이용하여 스프레이 장치(13)에서 강판(1)으로 분사하고, 출구에 있는 링거롤(25)로 짜낸다. 다음으로 표면조정장치(2)를 나온 강판(1)을 수세장치(3)로 도입한다. 수세장치(3)는, 순수공급관(15)에서 공급하는 순수를 스프레이 장치(16)에서 강판(10)으로 분사하고, 출구에 있는 링거롤(25)로 짜낸다. 강판(1)을 수세장치(3)에서 도출하여 드라이어(4)로 건조한 후 출구 측의 권취(卷取)장치로 권취한다.
표면조정장치(2)에 공급한 P를 함유하는 표면조정액, 수세장치(3)의 세정액은, 각각의 장치하부에 접속한 드레인 관(18)을 거쳐 폐수 피트(5)로 유입된다. 폐수 피트(5)의 폐수는 폐액 버퍼 탱크(6)로 송액한다.
폐수 피트(5)는, 폐액을 폐액 버퍼 탱크(6)로 송액하는 펌프(23)와 폐액의 액위를 검출하는 액위계(도시하지 않음)를 구비하고, 폐액의 액위가 미리 설정한 고액위로 되면 펌프(23)를 운전하여 폐액을 폐액 버퍼 탱크(6)로 송액하고, 미리 설정한 저액위로 되면 펌프(23)를 정지한다.
폐액 버퍼 탱크(6)는, 폐수 피트(5)에서 폐액을 받아들이고, 받아들인 폐액을 폐수처리장으로 송액하고 또는 폐액 버퍼 탱크(6)에 저류한다. 폐액 버퍼 탱크(6)의 탱크용량은 폐수 피트(5)에 비해 대용량으로 구성되고, 탱크용량은, 저류하는 폐액량을 고려하여 적당히 결정된다. 폐액 버퍼 탱크(6)에서 폐수처리장으로 송액할 수 있는 폐액의 P농도의 상한(이하, 허용상한)은 사전에 정해져 있다.
폐액 버퍼 탱크(6)는, 폐액을 폐수처리장으로 송액하는 펌프(24), 폐액 버퍼 탱크(6)의 폐액의 P농도를 검출하는 P농도계(17) 및 폐액의 액위를 검출하는 액위계(도시하지 않음)를 구비한다. 액위는, 폐액을 폐수처리장으로 송액할 때에 이용하는 저액위 1과 저액위 2(저액위 1은 저액위 2보다 낮은 위치인 최저 액위이다.) 및 최고액위(저액한계 액위)가 설정된다. 폐액 버퍼 탱크(6)의 저액량을 많게 한다는 관점에서, 저액위 1, 저액위 2(저액위 1과 최고 액위 사이의 중간 액위)의 위치는 최고 액위의 위치에 대해서 될 수 있는 한 낮은 위치로 하는 것이 유리하다.
폐액 버퍼 탱크(6)는, P농도계(17)로 폐액의 P농도를 측정하고, P농도의 측정값이 허용상한 미만일 때는, 펌프(24)에 의해 폐액을 폐수처리장으로 송액한다. 폐액을 폐수처리장으로 송액할 때는, 폐액의 액위가 저액위 2로 되면 펌프(24)를 운전하고, 저액위 1로 되면 펌프(24)를 정지한다.
P농도계(17)로 측정하는 P농도가, 허용상한 이상일 때는, 펌프(24)를 정지하여 폐수처리장으로의 송액을 정지하고, 폐액 버퍼 탱크(6)에 폐액을 저류한다.
상기의 처리를 행하면, 표조탱크(7)의 표면조정액의 액위가 저하하므로, 이하와 같이 하여 액면제어와 농도제어를 한다. 액위가 저액위로 되면 순수공급관(12)에서 순수를 보급하고, 액위가 고액위로 되었다면 순수의 공급을 정지한다. 순수의 보급에 의해 표면조정액의 P농도가 저하한다. 다음으로 표조원액 보급탱크(11)에서 표면조정액 원액을 보급한다. P농도계(14)로 측정하는 P농도의 측정값과 P농도 설정값의 교차에 따라서, 펌프(21)를 이용하여 표조원액 보급탱크(11)에서 고농도의 P를 함유하는 표면조정액 원액을 보급하고, 표조탱크(7)의 P농도가 미리 설정한 P의 농도 설정값으로 되도록 제어한다.
이러한 제어를 표조탱크(7)에서 행하면, 표면조정액 원액을 보급한 때에 P농도가 고농도로 된다. 표조탱크(7)의 P농도가 고농도로 되면, 그것에 대응하여 폐액 버퍼 탱크(6)로 송액되는 폐액의 P농도가 상승한다.
폐액 버퍼 탱크(6)는, P농도계(17)로 측정하는 P농도가, 허용 상한 이상으로 되면 펌프(24)를 정지하고, 폐수처리장으로의 송액을 정지하고 폐액을 폐액 버퍼 탱크(6)에 저류한다.
동시에 표조탱크(7)의 P농도의 설정값을 변경하여, 목표농도 범위내의 값으로 저하시킨다. 이 P농도는, 목표 하한값 CL로 설정하는 것이 바람직하다. 표조탱크(7)의 P농도 설정값을 저하시키는, 바람직하게는 목표 하한값 CL로 변경함으로써, 즉시 순수로 희석되고 폐액 버퍼 탱크(6)로 유입하는 폐액의 P농도가 허용 상한 미만으로 저하한다.
폐액 버퍼 탱크(6)에 저류된 P농도가 허용농도 이상의 폐액이, 새롭게 송액된 P농도가 허용 상한 미만의 폐액으로 희석된다. 폐액 버퍼 탱크(6)의 P농도계(17)로 측정하는 P농도가 허용 상한 미만으로 되면, 펌프(24)를 운전하여, 폐액 버퍼 탱크(6)에 저류된 폐액을 폐수처리장으로 송액한다. 액위가 저액위 1로 저하되면 펌프(24)를 정지하고, 이후는 저액위 2에서 펌프(24)를 운전하고, 저액위 1에서 펌프(24)를 정지하는 통상의 폐액방법에 의해 폐수처리장으로 폐액을 송액한다.
폐액 버퍼 탱크(6)의 P농도계(17)로 측정하는 P농도가 허용 상한 미만으로 되고, 폐액 버퍼 탱크(6)의 펌프(24)의 운전이 재개되면, 표조탱크(7)의 P농도 설정값을 변경하여, 목표 하한값 CL에서 목표농도 범위내의 값으로 상승시킨다. 바람직하게는, 원래의 목표농도 중앙값CM으로 설정한다.
상기와 같이 행함으로써, 조업을 계속하면서, P농도가 높은 폐액이나 다량의 P함유 폐액이 폐수처리장으로 송액되는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, P농도계(17)로 측정하는 P농도가 허용 상한 미만으로 되기 전에 폐액 버퍼 탱크(6)의 폐액량이 최고 액위에 달하면 조업을 정지하고, 표면조정공정에서의 폐액의 배출을 정지한다.
본 발명법은, 상기의 처리공정에서 발생하는 P를 함유하는 폐수에 한정되지 않고, 일반적으로 P를 함유하는 처리액의 폐수의 P농도 제어방법으로서 이용가능하다.
[실시예]
도 1에 나타낸 용융아연도금 라인의 표면조정공정에 있어서 이하의 조건으로 처리했다. 본 실시예에서는, 폐수처리장으로 송액할 수 있는 폐액의 P농도 상한(허용상한)은 6mass ppm 이다.
(1)표면조정장치
표면조정액 P농도: 10mass ppm(목표농도 중앙값)±5mass ppm(목표범위)
목표 하한값 CL: 5mass ppm
표면조정액 유량: 5㎥/Hr
(2)수세장치
순수유량: 5㎥/Hr
(3)폐액 버퍼 탱크
용량:100㎥
탱크용량 100㎥는, 표면조정처리 필요재와 불요재의 처리를 고려한 약 10시간의 조업이 가능하게 되는 용량이다.
표조탱크(7)의 P농도의 설정값을 10mass ppm(목표농도 중앙값)으로 하여 표면조정 공정을 행한 때에, 폐액 버퍼 탱크(6)의 P농도가 상승하여 폐액 버퍼 탱크(6)의 허용 상한인 6mass ppm으로 된 때에, 폐수처리장으로의 폐액의 송액을 정지하여 폐액 버퍼 탱크(6)에 저류하고, 동시에 표조 탱크(7)의 P농도의 설정값 10mass ppm 을 변경하여 5mass ppm(목표하한값)으로 설정했다.
표조 탱크(7)의 P농도의 설정값을 10mass ppm에서 5mass ppm으로 변경 전후에서 표조 탱크(7)에 있어서 표면조정액의 P농도 설정값, P농도계로 측정한 P농도 및 폐액 버퍼 탱크(6)의 P농도계로 측정한 P농도의 추이의 일 예를 도 2에 나타낸다.
본 실시예에서 폐액 버퍼 탱크(6)의 P농도의 목표값(폐액처리에 호적인 농도)은 3mass ppm이다.
표조 탱크(7)의 P농도의 설정값을 10mass ppm에서 5mass ppm으로 변경함으로써, 폐액 버퍼 탱크(6)의 P농도는 6mass ppm 에서 3mass ppm으로 저하되었다. 폐액 버퍼 탱크(6)의 P농도가 3mass ppm으로 저하한 시점에서 폐액처리장으로의 폐액의 송액을 재개했다. 이 동안, 폐액 버퍼 탱크의 폐액의 액위는 최고 액위보다 낮으며, 라인 정지함이 없이 조업을 계속 했다.
또한, 표조 탱크(7)의 P농도 설정값 10mass ppm의 조건하에서 폐액 버퍼 탱크(6)의 P농도가 6mass ppm으로 상승한 것은, 표조 탱크(7)의 액위가 저하하여 순수보급 후에 표조원액 보급탱크(11)에서 표면조정액 원액이 보급됨으로써 P농도가 상승했기 때문이다.
본 발명은, P를 함유하는 처리액을 이용하여 피처리물을 처리한 때에, 폐수처리장으로 P농도가 높은 폐액이나 다량의 P함유 폐액이 송액되는 것을 방지하고, 또한, P농도가 높은 폐액을 폐수 처리장으로 송액할 수 없게 됨으로써 일어나는 조업정지를 방지하는 폐액농도 제어방법으로서 이용할 수 있다.
1 : 용융아연도금 강판,
2 : 표면조정장치(surface treatment or activating apparatus)
3 : 수세장치(rinsing apparatus)
4 : 드라이어
5 : 폐수 피트
6 : 폐액 버퍼 탱크
7 : 표조(surface treatment) 탱크
11 : 표조원액보급탱크
12,15 : 순수공급관,
13,16 : 스프레이 장치
14,17 : P농도계
18 : 드레인(drain) 관
21 ~ 24 : 펌프
25 : 링거롤(wringer roll)

Claims (3)

  1. P를 함유하는 처리액의 폐액(waste water)을 받아들인 후, 폐수처리장으로의 송액 또는 폐액의 저류가 가능한 폐액 버퍼 탱크(waste water buffer tank)를 구비하고,
    P를 함유하는 처리액의 농도를 목표농도 범위내로 하여 피처리물을 처리하고,
    폐액 버퍼 탱크에서 P를 함유하는 처리액의 폐액의 P농도를 측정하고,
    P농도의 측정값이 허용 상한 미만일 때는, P를 함유하는 처리액의 폐액을 폐액 버퍼 탱크에서 폐수처리장으로 송액하고,
    P농도의 측정값이 허용 상한 이상일 때는, P를 함유하는 처리액의 폐액을 폐수처리장으로 송액하는 것을 정지하여 폐액 버퍼 탱크에 저류함과 동시에, 상기 처리액의 액위가 설정한 고액위의 위치에 도달하기 전까지 상기 처리액에 순수를 보급하여 P를 함유하는 처리액의 농도를 설정된 목표 하한값까지 저하시킨 후 처리액의 폐액의 P농도의 측정값이 허용 상한 미만으로 되면 피처리물을 처리하는,
    P를 함유하는 처리액의 폐액농도 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    폐액 버퍼 탱크에 저류되는 P를 함유하는 처리액의 폐액의 P농도의 측정값이 허용 상한 미만으로 되면, 상기 폐액의 액위가 설정한 최저 액위와 최고 액위 사이의 중간 액위에 있는 동안만 폐액 버퍼 탱크에서 폐수처리장으로의 P를 함유하는 처리액의 폐액의 송액을 행하는, P를 함유하는 처리액의 폐액농도 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    폐액 버퍼 탱크에서 폐수처리장으로의 P를 함유하는 처리액의 폐액의 송액을 개시하면 P를 함유하는 처리액의 P농도를 목표범위 내의 값으로 상승시키는 P를 함유하는 처리액의 폐액농도 제어방법.
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