KR20130036629A - 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법 - Google Patents

고농도 불소 함유 폐수의 처리방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130036629A
KR20130036629A KR1020110100829A KR20110100829A KR20130036629A KR 20130036629 A KR20130036629 A KR 20130036629A KR 1020110100829 A KR1020110100829 A KR 1020110100829A KR 20110100829 A KR20110100829 A KR 20110100829A KR 20130036629 A KR20130036629 A KR 20130036629A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluorine
wastewater
concentration
reaction
electrode plate
Prior art date
Application number
KR1020110100829A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101311157B1 (ko
Inventor
정재영
정해웅
Original Assignee
정재영
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 정재영 filed Critical 정재영
Priority to KR1020110100829A priority Critical patent/KR101311157B1/ko
Publication of KR20130036629A publication Critical patent/KR20130036629A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101311157B1 publication Critical patent/KR101311157B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/463—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrocoagulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • C02F1/583—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds by removing fluoride or fluorine compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Abstract

본 발명은 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법에 관한 것으로, 불소가 다량 함유된 폐수를 수산화칼슘(Ca(OH)2)이나 염화칼슘(CaCl2)으로 1차 처리한 다음, 알루미늄 전극판을 사용하는 전기응집장치로 2차 처리함으로써 수산화칼슘(Ca(OH)2)이나 염화칼슘(CaCl2)의 사용량을 줄여 불소 폐수의 처리에 따른 처리비용을 절감시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명은 (a) 고농도의 불소가 함유된 폐수에 수산화칼슘(Ca(OH)2) 또는 염화칼슘(CaCl2)을 첨가하여 중화반응시키는 과정, (b) 중화반응된 불소 함유 폐수에 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전시키는 과정, (c) 불소이온이 응집 및 침전처리된 폐수의 pH 농도를 일정 농도로 조절하는 과정, (d) pH 농도가 조절된 폐수를 반응챔버를 통해 전기응집반응시키는 과정, (e) 전기응집반응된 반응수의 pH 농도를 일정 농도로 조절하는 과정, (f) pH 농도가 조절된 반응수에 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전시키는 과정 및 (g) 불소이온이 응집 및 침전처리된 처리수를 여과처리하는 과정을 포함한 구성으로 이루어진다.

Description

고농도 불소 함유 폐수의 처리방법{Treatment of wastewater containing high concentrations of fluoride}
본 발명은 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 불소이온 농도가 높은 폐수의 처리시 폐수를 전기응집반응 전에 중화와 응집 및 침전을 통해 전처리한 상태에서 pH 조절 후, 전기응집반응을 이용한 응집과 응집제에 의해 응집 및 침전시켜 폐수를 처리할 수 있도록 한 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법에 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.
특히, 오늘날 산업의 고도화에 따라 산업계, 특히 반도체 제조공장, 제철공장, CFC·불산 등의 불소계 화합물 제조공장, 인산 또는 비료 등을 제조하는 공장 등에서 불소를 다량 함유한 폐수가 많이 발생되고 있다. 이러한 불소 폐수는 환경오염이라는 심각한 문제를 야기시키고 있다.
전술한 바와 같이 다량으로 발생되는 불소 폐수의 처리에 관한 연구가 그동안 많이 있어 왔음은 주지의 사실이다. 불소 폐수의 처리방법으로 가장 일반적인 방법은 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 사용하는 방법이다.
그러나, 전술한 바와 같은 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 이용한 불소 폐수의 처리방법은 불소 제거효율이 낮다는 점과 반응시간이 1시간 이상으로 오래 걸린다는 점 및 많은 양의 소석회를 사용해야 한다는 점 때문에 이에 따른 폐기물(소석회+형석)의 발생량이 많다는 단점이 있다.
또한, 전술한 바와 같은 종래 기술에 따른 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 이용한 불소 폐수의 처리방법으로 불소 폐수를 처리할 경우 처리수에 함유된 잔류 불소 농도를 20mg/L 이하로 감소시키기가 극히 어려워 환경규제치를 초과하므로 그대로 방류할 수 없다. 따라서, 종래의 처리방법은 반드시 2차 처리를 필요로 한다는 문제가 있다.
한편, 전술한 바와 같은 불소 폐수 처리방법 이외에 염화칼슘(CaCl2)을 이용하는 방법이 있는데, 이러한 염화칼슘(CaCl2)을 이용한 불소 폐수의 처리방법은 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 이용한 처리방법에 비해 슬러지 발생량이 적고, 반응시간도 짧다는 장점이 있다.
그러나, 전술한 바와 같은 염화칼슘(CaCl2)을 이용한 불소 폐수의 처리방법 역시 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 이용한 불소 폐수의 처리방법에서와 같이 많은 양의 염화칼슘(CaCl2)을 필요로 함은 물론, 불소이온의 환경규제치인 15mg/L이하의 처리수를 얻기 어려워 2차 처리를 필요로 한다는 문제가 있다. 이때, 2차 처리로 많이 쓰는 방법은 명반을 사용하는 것으로, 제거효율은 명반 투입량에 비례하지만 많은 양의 폐기물이 발생되어 그 적용이 쉽지 않다는 문제가 있다.
본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 불소가 다량 함유된 폐수를 수산화칼슘(Ca(OH)2)이나 염화칼슘(CaCl2)으로 1차 처리한 다음, 알루미늄 전극판을 사용하는 전기응집장치로 2차 처리함으로써 수산화칼슘(Ca(OH)2)이나 염화칼슘(CaCl2)의 사용량을 줄여 불소 폐수의 처리에 따른 처리비용을 절감시킬 수 있도록 한 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기술의 다른 목적으로는 불소가 다량 함유된 폐수를 수산화칼슘(Ca(OH)2)이나 염화칼슘(CaCl2)으로 1차 처리한 다음, 알루미늄 전극판을 사용하는 전기응집장치로 2차 처리함으로써 폐수에 함유된 불소이온의 농도를 현저하게 낮출 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명에 따른 기술의 또 다른 목적으로는 불소가 다량 함유된 폐수를 수산화칼슘(Ca(OH)2)이나 염화칼슘(CaCl2)으로 1차 처리한 다음, 알루미늄 전극판을 사용하는 전기응집장치로 2차 처리함으로써 수산화칼슘(Ca(OH)2)이나 염화칼슘(CaCl2)의 사용량을 줄여 폐기물의 발생을 줄일 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법은 고농도의 불소가 함유된 폐수를 처리하는 방법에 있어서, (a) 고농도의 불소가 함유된 폐수에 불소이온 농도 대비 2～3배의 수산화칼슘(Ca(OH)2) 또는 염화칼슘(CaCl2)을 첨가하여 중화반응시키는 단계; (b) 단계(a) 과정을 통해 중화반응된 불소 함유 폐수에 1～10ppm의 비율로 액상의 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전시키는 단계; (c) 단계(b) 과정을 통해 불소이온이 응집 및 침전처리된 폐수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 폐수의 pH 농도를 2.0～6.0으로 조절하는 단계; (d) 단계(c) 과정을 통해 pH 농도가 조절된 폐수를 알루미늄(Al) 전극판 단독 배열 또는 알루미늄(Al) 전극판과 철(Fe) 전극판이 교차 배열된 반응챔버를 통해 전기응집반응시키는 단계; (e) 단계(d) 과정을 통해 전기응집반응된 반응수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 반응수의 pH 농도를 6.0～8.0으로 조절하는 단계; (f) 단계(e) 과정을 통해 pH 농도가 조절된 반응수에 1～10ppm의 비율로 액상의 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전시키는 단계; 및 (g) 단계(f) 과정을 통해 불소이온이 응집 및 침전처리된 처리수를 여과처리하는 단계를 포함한 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 단계(a)의 중화반응 과정에서 수산화칼슘(Ca(OH)2) 또는 염화칼슘(CaCl2)을 첨가 후 100～200rpm의 속도로 30～90분간 교반하는 가운데 중화반응이 이루어질 수 있도록 함이 보다 양호하다.
그리고, 본 발명에 따른 단계(b) 과정과 단계(f) 과정의 응집 및 침전처리 과정에서 발생되어 침전된 슬러지는 취출하여 탈수시킨 다음 케이크화 하여 처리할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 단계(d) 과정의 반응챔버에 알루미늄(Al) 전극판이 단독으로 배열 또는 알루미늄(Al) 전극판과 철(Fe) 전극판을 65～75 : 25～35%의 비율로 교차 배열할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 단계(f) 과정을 통해 응집 및 침전처리된 처리수를 단계(c) 과정으로부터 단계(f) 과정을 다시 한 번 거친 다음 단계(g) 과정의 여과처리 과정을 통해 여과처리한 최종 처리수를 방류하는 구성으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 기술에 따르면 불소가 다량 함유된 폐수를 수산화칼슘(Ca(OH)2)이나 염화칼슘(CaCl2)으로 1차 처리한 다음, 알루미늄 전극판을 사용하는 전기응집장치로 2차 처리함으로써 수산화칼슘(Ca(OH)2)이나 염화칼슘(CaCl2)의 사용량을 줄여 불소 폐수의 처리에 따른 처리비용을 절감시킬 수가 있다.
또한, 본 발명에 따른 기술은 수산화칼슘(Ca(OH)2)이나 염화칼슘(CaCl2)의 사용량을 줄임으로써 폐기물의 발생량을 줄일 수 있음은 물론, 폐수에 함유된 불소이온의 농도를 현저하게 낮출 수가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법을 보인 제 1 실시 예의 블록도.
도 2 는 본 발명에 따른 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법을 보인 제 2 실시 예의 블록도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법에 따른 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법을 보인 제 1 실시 예의 블록도이다.
먼저, 본 발명에 따른 기술은 앞서의 목적에서도 밝힌 바와 같이 불소가 다량 함유된 고농도 불소 폐수를 수산화칼슘(Ca(OH)2) 또는 염화칼슘(CaCl2)으로 1차 처리한 다음, 알루미늄(Al) 전극판을 단독으로 사용 또는 알루미늄(Al) 전극판과 철(Fe) 전극판을 병용 사용하는 전기응집장치로 2차 처리하여 폐수에 함유된 불소이온의 농도를 현저하게 낮추는 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법에 관한 기술이다.
한편, 전술한 바와 같이 고농도의 불소이온이 함유된 폐수를 처리하기 위한 본 발명에 따른 고농도 불소 함유 폐수의 처리과정을 살펴보면 도 1 에 도시된 바와 같이 (a) 고농도의 불소가 함유된 폐수에 수산화칼슘(Ca(OH)2) 또는 염화칼슘(CaCl2)을 첨가하여 중화반응시키는 과정(S100), (b) 중화반응된 불소 함유 폐수에 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전시키는 과정(S110), (c) 불소이온이 응집 및 침전처리된 폐수의 pH 농도를 일정 농도로 조절하는 과정(S120), (d) pH 농도가 조절된 폐수를 반응챔버를 통해 전기응집반응시키는 과정(S130), (e) 전기응집반응된 반응수의 pH 농도를 일정 농도로 조절하는 과정(S140), (f) pH 농도가 조절된 반응수에 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전시키는 과정(S150) 및 (g) 불소이온이 응집 및 침전처리된 처리수를 여과처리하는 과정(S160)을 포함한 구성으로 이루어진다.
다시 설명하면, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 고농도 불소 함유 폐수의 처리과정은 먼저, 유입된 고농도의 불소가 함유된 폐수에 pH 조절과 응집효과를 촉진을 위해서 수산화칼슘(Ca(OH)2) 또는 염화칼슘(CaCl2)을 첨가하여 중화반응(S100)을 시킨 다음, 중화반응(S100)된 불소 함유 폐수에 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전(S110)시킨다.
다음으로, 전술한 바와 같이 고분자 응집제를 통해 불소이온을 응집 및 침전(S110)시킨 다음에는 불소이온이 응집 및 침전처리된 폐수의 pH 농도를 조절(S120)하게 되는데, 이때는 불소이온이 응집 및 침전처리된 폐수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 pH 농도를 낮추거나 높여 pH 농도를 일정 농도로 조절(S120)한다.
그리고, 전술한 바와 같이 폐수의 pH 농도를 일정 농도로 조절(S120)한 다음에는 전기응집장치의 반응챔버를 통해 pH 농도가 조절된 폐수를 전기응집반응시켜 불소이온의 응집반응(S130)이 이루어질 수 있도록 한 후, 전기응집반응된 반응수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 pH 농도를 일정농도로 낮추거나 높여 일정 농도로 조절(S140)한다.
다음으로, 전술한 바와 같이 전기응집반응된 반응수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 pH 농도를 일정농도로 조절(S140)한 다음에는 반응수에 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전(S150)시킨 후, 처리수를 여과처리(S160)한다. 이때, 여과처리(S160)된 최종 처리수는 방류수계나 공업용수로 방류처리된다.
본 발명에 따른 고농도 불소 함유 폐수의 처리과정을 구성하는 각각의 과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 단계(a) 과정은 유입된 원폐수의 pH 조절과 원폐수에 함유된 불소이온의 응집효과를 촉진시키기 위해 중화반응시키는 과정(S100)으로, 이러한 단계(a) 과정(S100)은 도 1 에 도시된 바와 같이 고농도의 불소가 함유된 원폐수에 수산화칼슘(Ca(OH)2) 또는 염화칼슘(CaCl2)을 일정량 첨가하여 중화반응이 이루어질 수 있도록 한다.
전술한 바와 같은 단계(a) 과정(S100)에서 원폐수에 첨가되는 수산화칼슘(Ca(OH)2) 또는 염화칼슘(CaCl2)의 투입량은 불소이온 농도 대비 2～3배의 비율로 투입된다. 또한, 단계(a) 과정에서 원폐수에 수산화칼슘(Ca(OH)2) 또는 염화칼슘(CaCl2)을 투입하여 중화반응시키는 경우 중화반응이 보다 양호하게 이루어질 수 있도록 100～200rpm의 속도로 30～90분간 교반하는 가운데 중화반응이 이루어질 수 있도록 할 수가 있다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 단계(b) 과정은 고분자 응집제를 통해 중화반응이 이루어진 폐수의 불소이온을 응집 및 침전시키는 과정(S110)으로, 이러한 단계(b) 과정(S110)은 도 1 에 도시된 바와 같이 단계(a) 과정(S100)을 통해 중화반응이 이루어진 불소 함유 폐수에 일정량의 고분자 응집제를 투입하여 폐수에 함유된 불소이온의 응집 및 침전이 이루어질 수 있도록 한다.
전술한 바와 같은 단계(b) 과정(S110)에서 중화반응이 이루어진 불소 함유 폐수에 투입되는 고분자 응집제의 투입량은 1～10ppm의 비율로 투입되어진다. 이때, 고분자 응집제는 액상으로 투입되어 투입된 고분자 응집제에 의한 불소이온의 응집과 침전이 이루어질 수 있도록 한다.
한편, 전술한 바와 같은 단계(b) 과정(S110)의 고분자 응집제에 의한 불소이온의 응집과 침전과정에서 침전된 슬러지는 취출되어 탈수를 통해 케이크화를 통해 처리되어진다.
그리고, 본 발명을 구성하는 단계(c) 과정은 고분자 응집제에 의해 응집된 슬러지가 침전된 폐수의 pH 농도를 조절하는 과정(S120)으로, 이러한 단계(c) 과정(S120)은 도 1 에 도시된 바와 같이 단계(b) 과정(S110)을 통해 불소이온이 응집 및 침전처리된 폐수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 서서히 투입하여 폐수의 pH 농도를 2.0～6.0으로 조절한다. 보다 양호하게는 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 폐수의 pH 농도를 3.0으로 조절한다
전술한 바와 같이 단계(b) 과정(S110)을 통해 불소이온이 응집 및 침전처리된 폐수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하는 과정(S120)에서 불소이온이 응집 및 침전처리된 폐수의 pH 농도가 3.0 보다 높은 경우에는 황산(H2SO4)을 투입하여 폐수의 pH 농도를 3.0으로 낮추고, 불소이온이 응집 및 침전처리된 폐수의 pH 농도가 3.0 보다 낮은 경우에는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 폐수의 pH 농도를 3.0으로 높인다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 단계(d) 과정은 pH 농도가 2.0～6.0으로 조절된 폐수를 전기응집반응을 통해 불소이온의 응집이 이루어질 수 있도록 하는 과정(S130)으로, 이러한 단계(d) 과정(S130)은 도 1 에 도시된 바와 같이 단계(c) 과정(120)을 통해 pH 농도가 조절된 폐수를 알루미늄(Al) 전극판이 단독으로 배열 또는 알루미늄(Al) 전극판과 철(Fe) 전극판이 일정 비율로 교차 배열된 반응챔버를 통해 전기응집반응시켜 폐수에 함유된 불소이온의 응집이 이루어질 수 있도록 한다.
한편, 전술한 바와 같은 단계(d) 과정(S130)에서 전기응집장치의 반응챔버 내부에 교차 배열된 알루미늄(Al) 전극판과 철(Fe) 전극판은 본 발명에서는 알루미늄(Al) 전극판과 철(Fe) 전극판은 65～75 : 25～35%의 비율로 교차 배열하여 구성하였다. 물론, 알루미늄(Al) 전극판을 단독으로 사용할 수도 있다.
그리고, 본 발명을 구성하는 단계(e) 과정은 전기응집장치에 의한 전기응집반응이 이루어진 반응수의 pH 농도를 조절하는 과정(S140)으로, 이러한 단계(e) 과정(S140)은 도 1 에 도시된 바와 같이 단계(d) 과정(S130)을 통해 전기응집반응된 반응수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 서서히 투입하여 폐수의 pH 농도를 일정한 농도로 조절한다.
한편, 전술한 바와 같은 단계(e) 과정(S140)에서는 단계(d) 과정(S130)을 통해 전기응집반응된 반응수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 폐수의 pH 농도를 6.0～8.0의 범위로 조절한다. 이때, pH 농도를 6.5～7.5의 범위로 조절함이 보다 양호하다.
전술한 바와 같이 단계(e) 과정(S140)을 통해 단계(d) 과정(S130)을 통해 전기응집반응된 반응수의 pH 농도를 조절하는데 있어 반응수의 pH 농도가 7.5 보다 높을 경우에는 황산(H2SO4)을 투입하여 반응수의 pH 농도를 6.5～7.5의 범위로 낮춰 조절하고, 반응수의 pH 농도가 6.5 보다 낮을 경우에는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 반응수의 pH 농도를 6.5～7.5의 범위로 높여 조절한다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 단계(f) 과정은 액상의 고분자 응집제를 투입하여 pH 농도가 조절된 반응수에 함유된 불소이온을 응집을 통해 침전시키는 과정(S150)으로, 이러한 단계(f) 과정(S150)은 도 1 에 도시된 바와 같이 단계(e) 과정(S140)을 통해 pH 농도가 6.5～7.5의 범위로 조절된 반응수에 일정량의 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집하는 가운데 침전시킨다.
전술한 바와 같은 단계(f) 과정(S150)에서 pH 농도가 6.5～7.5의 범위로 조절된 반응수에 투입되는 고분자 응집제의 투입량은 1～10ppm의 비율로 투입되어진다. 이때, 고분자 응집제는 액상으로 투입되어 투입된 고분자 응집제에 의한 불소이온의 응집과 침전이 이루어질 수 있도록 한다.
한편, 전술한 바와 같은 단계(f) 과정(S150)의 액상 고분자 응집제에 의한 불소이온의 응집과 침전과정에서 침전된 슬러지는 단계(b) 과정(S110)에서와 같이 취출되어 탈수를 통해 케이크화를 통해 처리되어진다.
아울러, 본 발명을 구성하는 단계(g) 과정은 단계(f) 과정(S150)을 통해 불소이온이 응집 및 침전처리된 처리수를 여과처리하는 과정(S160)으로, 이러한 단계(g) 과정(S160)은 도 1 에 도시된 바와 같이 단계(f) 과정을 통해 불소이온이 응집 및 침전처리된 처리수를 최종적으로 여과처리하여 최종 처리수를 방류하게 된다.
전술한 바와 같은 과정으로 이루어진 본 발명에 따른 고농도 불소 함유 폐수의 처리과정을 정리하면, (a) 고농도의 불소가 함유된 폐수에 불소이온 농도 대비 2～3배의 수산화칼슘(Ca(OH)2) 또는 염화칼슘(CaCl2)을 첨가하여 중화반응시키는 과정(S100), (b) 단계(a) 과정(S100)을 통해 중화반응된 불소 함유 폐수에 1～10ppm의 비율로 액상의 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전시키는 과정(S110), (c) 단계(b) 과정(S110)을 통해 불소이온이 응집 및 침전처리된 폐수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 폐수의 pH 농도를 2.0～6.0으로 조절하는 과정(S120), (d) 단계(c) 과정(S120)을 통해 pH 농도가 조절된 폐수를 알루미늄(Al) 전극판이 단독으로 배열 또는 알루미늄(Al) 전극판과 철(Fe) 전극판이 교차 배열된 반응챔버를 통해 전기응집반응시키는 과정(S130), (e) 단계(d) 과정(S130)을 통해 전기응집반응된 반응수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 반응수의 pH 농도를 6.0～8.0으로 조절하는 과정(S140), (f) 단계(e) 과정(S140)을 통해 pH 농도가 조절된 반응수에 1～10ppm의 비율로 액상의 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전시키는 과정(S150) 및 (g) 단계(f) 과정(S150)을 통해 불소이온이 응집 및 침전처리된 처리수를 여과처리하는 과정(S160)의 구성으로 이루어짐을 알 수 있다.
다시 말해서, 본 발명에 따른 기술은 단계(a) 과정(S100)과 단계(b) 과정(S110)을 통해 폐수에 함유된 불소이온을 1차 처리하고, 단계(c) 과정(S120)으로부터 단계(g) 과정(S160)을 통해 폐수에 함유된 불소이온을 2차 처리하여 최종 처리수를 방류하는 구성으로 이루어짐을 알 수 있다.
도 2 는 본 발명에 따른 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법을 보인 제 2 실시 예의 블록도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 고농도 불소 함유 폐수 처리방법의 다른 예를 보인 것으로, 도 2 에 따른 고농도 불소 함유 폐수 처리방법의 다른 예는 도 1 에 도시된 바와 같이 단계(f) 과정(S150)을 통해 응집 및 침전처리된 처리수를 단계(c) 과정(S120)으로부터 단계(f) 과정(S150)을 다시 한 번 거친 다음 단계(g) 과정(S160)의 여과처리 과정을 통해 여과처리한 최종 처리수를 방류하는 구성으로 이루어질 수 있다.
다시 말해서, 도 2 의 다른 예에 따른 본 발명의 고농도 불소 함유 폐수 처리방법은 (가) 고농도의 불소가 함유된 폐수에 불소이온 농도 대비 2～3배의 수산화칼슘(Ca(OH)2) 또는 염화칼슘(CaCl2)을 첨가하여 중화반응시키는 과정(S200), (나) 단계(나) 과정(S200)을 통해 중화반응된 불소 함유 폐수에 1～10ppm의 비율로 액상의 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전시키는 과정(S210), (다) 단계(나) 과정(S210)을 통해 불소이온이 응집 및 침전처리된 폐수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 폐수의 pH 농도를 2.0～6.0으로 조절하는 과정(S220), (라) 단계(다) 과정(S220)을 통해 pH 농도가 조절된 폐수를 알루미늄(Al) 전극판이 단독으로 배열 또는 알루미늄(Al) 전극판과 철(Fe) 전극판이 교차 배열된 반응챔버를 통해 전기응집반응시키는 과정(S230), (마) 단계(라) 과정(S230)을 통해 전기응집반응된 반응수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 반응수의 pH 농도를 6.0～8.0으로 조절하는 과정(S240), (바) 단계(마) 과정(S240)을 통해 pH 농도가 조절된 반응수에 1～10ppm의 비율로 액상의 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전시키는 과정(S250), (사) 단계(바) 과정(S250)을 통해 불소이온이 응집 및 침전처리된 폐수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 폐수의 pH 농도를 2.0～6.0으로 조절하는 과정(S260), (아) 단계(사) 과정(S260)을 통해 pH 농도가 조절된 폐수를 알루미늄(Al) 전극판이 단독으로 배열 또는 알루미늄(Al) 전극판과 철(Fe) 전극판이 교차 배열된 반응챔버를 통해 전기응집반응시키는 과정(S270), (자) 단계(아) 과정(S270)을 통해 전기응집반응된 반응수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 반응수의 pH 농도를 6.0～8.0으로 조절하는 과정(S280), (차) 단계(자) 과정(S280)을 통해 pH 농도가 조절된 반응수에 1～10ppm의 비율로 액상의 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전시키는 과정(S290) 및 (카) 단계(차) 과정(S290)을 통해 불소이온이 응집 및 침전처리된 처리수를 여과처리하는 과정(S300)의 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같이 도 2 에 도시된 다른 예에 따른 본 발명의 고농도 불소 함유 폐수 처리방법에서 단계(가) 과정(S200)으로부터 단계(바) 과정(S250)은 도 1 에 도시된 단계(a) 과정(S100)으로부터 단계(f) 과정(S150)과 동일하고, 도 2 에 따른 단계(사) 과정(S260)으로부터 단계(차) 과정(S290)은 도 1 에 도시된 단계(c) 과정(S120)으로부터 단계(f) 과정(S150)과 동일하며, 도 2 에 따른 단계(카) 과정(S300)은 도 1 에 따른 단계(g) 과정(S160)과 동일하기 때문에 별도의 설명은 하지 않기로 한다.
물론, 전술한 바와 같이 도 2 에 도시된 다른 예에 따른 본 발명의 고농도 불소 함유 폐수 처리방법에서 단계(사) 과정(S260)으로부터 단계(차) 과정(S290)은 도 1 에 도시된 단계(c) 과정(S120)으로부터 단계(f) 과정(S150)과 동일하지만, 도 2 의 단계(다) 과정(S220)으로부터 단계(바) 과정(S250)과도 동일하다.
전술한 바와 같이 도 2 에 도시된 다른 예에 따른 본 발명의 고농도 불소 함유 폐수 처리방법은 단계(가) 과정(S200)과 단계(나) 과정(S210)을 통해 폐수에 함유된 불소이온을 1차 처리하고, 단계(다) 과정(S220)으로부터 단계(바) 과정(S250)을 통해 폐수에 함유된 불소이온을 2차 처리하며, 단계(사) 과정(S260)으로부터 단계(카) 과정(S300)을 통해 폐수에 함유된 불소이온을 3차 처리하여 최종 처리수를 방류하는 구성으로 이루어짐을 알 수 있다.
[실험 예 1]
불소이온의 농도가 115mg/L인 중성 폐수에 불소이온 농도 대비 2배의 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 투입하여 150rpm의 속도로 60분간 교반하는 가운데 중화반응시킨 다음, 중화반응된 폐수에 액상의 고분자 응집제 5ppm을 투입하여 응집을 통한 슬러지를 침전시켰다. 이때, 응집 및 침전이 이루어진 반응수를 여과하여 얻은 1차 처리수의 농도는 32mg/L로 76% 이상의 불소이온이 제거되었다.
한편, 전술한 바와 같이 1차 처리된 폐수를 pH 농도 3.0까지 조정하여 알루미늄(Al) 전극판을 이용한 전기응집장치로 전기응집처리한 다음, 전기응집처리된 반응수의 pH 농도를 6.5～7.5로 조절하여 액상의 고분자 응집제를 첨가하였다. 이때, 고분자 응집제의 투입에 따라 불소이온의 응집 및 침전이 이루어진 처리수를 여과하여 얻은 2차 처리수의 농도는 5mg/L로 84% 이상의 불소이온이 제거되는 효과를 얻었다. 실험한 결과는 아래의 표 1 과 같다.
항 목 원 수 1차 처리수 2차 처리수
F-(mg/L) 115 32 5
F- 제거율(%) 0 72 84
반응시간(min) 0 60 1
[실함 예 2]
불소이온의 농도가 1147mg/L인 중성 폐수에 불소이온 농도 대비 3배의 염화칼슘(CaCl2)을 투입하여 150rpm의 교반속도로 30분간 교반하는 가운데 중화반응시킨 다음, 액상의 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전시킨 상태에서 여과하여 얻은 1차 처리수의 농도는 342mg/L로 70% 이상의 불소이온이 제거되었다.
한편, 전술한 바와 같이 1차 처리된 물을 pH 농도 3.0까지 조절하여 알루미늄(Al) 전극판을 이용한 전기응집장치로 전기응집처리 하였다. 다음으로, 전기응집처리된 반응수를 pH 농도 6.5～7.5로 한 다음, 액상의 고분자 응집제를 첨가하여 불소이온을 응집 및 침전시킨 상태에서 여과하여 얻은 2차 처리수의 농도는 47g/L로 85% 이상의 불소이온이 제거되었다.
하지만, 전술한 2차 처리 후에도 불소이온의 농도가 배출 허용기준 내로 들어오지 않아 2차 처리과정을 같은 방법으로, 3차 처리를 진행하였다. 즉, 2차 처리된 2차 처리수를 pH 농도 3.0까지 조절하여 알루미늄(Al) 전극판을 이용한 전기응집장치로 전기응집처리 후, pH 농도 6.5～7.5로 조절한 상태에서 액상의 고분자 응집제를 첨가하여 불소이온의 응집 및 침전이 이루어지도록 하였다. 다음으로, 고분자 응집제를 첨가하여 불소이온을 응집 및 침전시킨 처리수를 여과하여 얻은 3차 처리수의 농도는 8mg/L로 93% 이상의 불소이온이 제거되는 효과를 얻었다. 실험한 결과는 아래의 표 2 와 같다.
항 목 원 수 1차 처리수 2차 처리수 3차 처리수
F-(mg/L) 1147 342 47 8
F- 제거율(%) 0 70 85 83
반응시간(min) 0 30 1 1
이상에서와 같이 본 발명에 따른 기술은 불소가 다량 함유된 폐수를 수산화칼슘(Ca(OH)2)이나 염화칼슘(CaCl2)으로 1차 처리한 다음, 알루미늄 전극판을 사용하는 전기응집장치로 2차 처리 또는 3차 처리함으로써 수산화칼슘(Ca(OH)2)이나 염화칼슘(CaCl2)의 사용량을 줄여 불소 폐수의 처리에 따른 처리비용을 절감시킬 수가 있음은 물론, 폐기물의 발생량을 현저하게 줄일 수 있고, 또한 폐수에 함유된 불소이온의 농도를 현저하게 낮출 수가 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (5)

  1. 고농도의 불소가 함유된 폐수를 처리하는 방법에 있어서,
    (a) 고농도의 불소가 함유된 폐수에 불소이온 농도 대비 2～3배의 수산화칼슘(Ca(OH)2) 또는 염화칼슘(CaCl2)을 첨가하여 중화반응시키는 단계;
    (b) 단계(a) 과정을 통해 중화반응된 불소 함유 폐수에 1～10ppm의 비율로 액상의 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전시키는 단계;
    (c) 단계(b) 과정을 통해 불소이온이 응집 및 침전처리된 폐수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 폐수의 pH 농도를 2.0～6.0으로 조절하는 단계;
    (d) 단계(c) 과정을 통해 pH 농도가 조절된 폐수를 알루미늄(Al) 전극판이 단독으로 배열 또는 알루미늄(Al) 전극판과 철(Fe) 전극판이 교차 배열된 반응챔버를 통해 전기응집반응시키는 단계;
    (e) 단계(d) 과정을 통해 전기응집반응된 반응수에 황산(H2SO4) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 반응수의 pH 농도를 6.0～8.0으로 조절하는 단계;
    (f) 단계(e) 과정을 통해 pH 농도가 조절된 반응수에 1～10ppm의 비율로 액상의 고분자 응집제를 투입하여 불소이온을 응집 및 침전시키는 단계; 및
    (g) 단계(f) 과정을 통해 불소이온이 응집 및 침전처리된 처리수를 여과처리하는 단계를 포함한 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(a)의 중화반응 과정에서 수산화칼슘(Ca(OH)2) 또는 염화칼슘(CaCl2)을 첨가 후 100～200rpm의 속도로 30～90분간 교반하는 가운데 중화반응이 이루어질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 단계(b) 과정과 단계(f) 과정의 응집 및 침전처리 과정에서 발생되어 침전된 슬러지는 취출하여 탈수시킨 다음 케이크화 하여 처리하는 것을 특징으로 하는 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 단계(d) 과정의 반응챔버에 알루미늄(Al) 전극판이 단독으로 배열 또는 알루미늄(Al) 전극판과 철(Fe) 전극판이 65～75 : 25～35%의 비율로 교차 배열된 것을 특징으로 하는 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 단계(f) 과정을 통해 응집 및 침전처리된 처리수를 단계(c) 과정으로부터 단계(f) 과정을 다시 한 번 거친 다음 단계(g) 과정의 여과처리 과정을 통해 여과처리한 최종 처리수를 방류하는 것을 특징으로 하는 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법.
KR1020110100829A 2011-10-04 2011-10-04 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법 KR101311157B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110100829A KR101311157B1 (ko) 2011-10-04 2011-10-04 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110100829A KR101311157B1 (ko) 2011-10-04 2011-10-04 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130036629A true KR20130036629A (ko) 2013-04-12
KR101311157B1 KR101311157B1 (ko) 2013-09-23

Family

ID=48437890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110100829A KR101311157B1 (ko) 2011-10-04 2011-10-04 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101311157B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101676699B1 (ko) * 2015-09-03 2016-11-16 기초과학연구원 텅스텐 산화물 전극의 제조방법
CN107176726A (zh) * 2017-06-16 2017-09-19 昆山阳澄蓝谷环境研究所有限公司 燃煤电厂脱硫废水综合除氟方法
CN109502813A (zh) * 2018-12-09 2019-03-22 湖南涌鑫源环保有限公司 一种阴极炭块废水的处理及回收装置
CN109626648A (zh) * 2019-01-08 2019-04-16 许伟伟 一种可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法
KR20200076073A (ko) 2018-12-19 2020-06-29 주식회사 포스코 집진수 처리 장치 및 이를 이용한 집진수 처리 방법
CN117003359A (zh) * 2023-07-19 2023-11-07 大庆师范学院 一种降低石墨烯废水处理产渣量的高效处理装置及应用方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005205332A (ja) * 2004-01-23 2005-08-04 Tokyo Kiyuuei:Kk フッ素含有廃液の処理方法
KR100841664B1 (ko) * 2006-05-30 2008-06-26 전치중 전기화학적 수처리장치 및 수처리방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101676699B1 (ko) * 2015-09-03 2016-11-16 기초과학연구원 텅스텐 산화물 전극의 제조방법
CN107176726A (zh) * 2017-06-16 2017-09-19 昆山阳澄蓝谷环境研究所有限公司 燃煤电厂脱硫废水综合除氟方法
CN109502813A (zh) * 2018-12-09 2019-03-22 湖南涌鑫源环保有限公司 一种阴极炭块废水的处理及回收装置
KR20200076073A (ko) 2018-12-19 2020-06-29 주식회사 포스코 집진수 처리 장치 및 이를 이용한 집진수 처리 방법
CN109626648A (zh) * 2019-01-08 2019-04-16 许伟伟 一种可靠有效降低电解铝污水氟化物含量的方法
CN117003359A (zh) * 2023-07-19 2023-11-07 大庆师范学院 一种降低石墨烯废水处理产渣量的高效处理装置及应用方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101311157B1 (ko) 2013-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101311157B1 (ko) 고농도 불소 함유 폐수의 처리방법
CN111302465B (zh) 一种新型液体除氟药剂及其制备方法和应用
CN106430786B (zh) 一种脱硫废水的处理方法及其装置
CN110040878B (zh) 一种含氟废水深度处理方法
KR20010071946A (ko) 불소 함유 폐수의 처리방법 및 처리장치
CN104773877A (zh) 一种含氟酸性废水的处理方法
CN107117738B (zh) 一种锰矿区废水处理方法
CN112811646B (zh) 一种高氟离子、高cod、高色度废水的处理方法
JP2007125510A (ja) フッ素含有水の処理方法
CN108341514B (zh) 石墨酸法提纯过程中产生的废水的处理方法
JP2006167631A (ja) リン酸を含むフッ素含有排水の処理方法及び処理装置
KR101339304B1 (ko) 전기응집을 통한 고농도 실리카 함유 폐수의 처리방법
JP2016187790A (ja) 無機炭素含有水の処理方法及び装置
CN212198793U (zh) 一种石灰石-石膏法脱硫废水全面净化系统
CN114291858A (zh) 一种高含氟废水处理系统和方法
KR101339305B1 (ko) 전기응집을 통한 불소와 6가 크롬 함유 폐수의 처리방법
JP2007260556A (ja) リン酸含有排水の処理方法及び処理装置
CN110862172A (zh) 一种石灰石-石膏法脱硫废水全面净化系统及方法
CN112158983A (zh) 一种用于光伏废水的高效除硅除氟系统及其方法
CN218755198U (zh) 一种处理锂云母过程中的滤液脱氟脱铊系统
JP4591641B2 (ja) 濃厚無機成分含有排水の水酸化鉄凝集沈澱処理方法
CN220012390U (zh) 一种电吸附和药剂法联合除氟系统
CN112591840B (zh) 一种含氟水体的沉淀吸附深度除氟工艺
CN219010069U (zh) 一种高含氟无机化工废水处理装置
JPH08224587A (ja) リン酸塩含有廃水の処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160727

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170720

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180723

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190729

Year of fee payment: 7