KR20130101280A - 폴리아미드 역삼투 분리막을 이용한 산업폐수 내 유기용매의 농축 회수분리 방법 - Google Patents

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KR20130101280A
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Abstract

본 발명은 폴리아미드 역삼투 분리막을 이용한 유기용매 분리방법에 관한 것이다.
본 발명의 분리방법은 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈에 의해, 산업폐수에 함유된 친수성의 극성유기용매를 농축수로 농축 회수하는 막 분리공정 및 투과수는 정제되는 공정으로 이루어지며, 폴리아미드 역삼투 분리막의 막 두께에 따라 유기용매의 제거율을 제어할 수 있으므로, 산업폐수에 함유되어 방류되는 유용한 유기용매를 농축 회수하여 재사용할 수 있을 뿐 아니라 산업폐수의 처리비용을 절감할 수 있다.

Description

폴리아미드 역삼투 분리막을 이용한 산업폐수 내 유기용매의 농축 회수분리 방법{METHOD FOR SEPARATING AND CONCENTRATING ORGANIC SOLVENT IN INDUSTRIAL WASTE WATER USING POLYAMIDE-BASED REVERSE OSMOSIS MEMBRANE}
본 발명은 폴리아미드 역삼투 분리막을 이용한 산업폐수 내 유기용매의 농축 회수분리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유기용매에 내구성을 가지는 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈에 의해, 산업폐수에 함유된 유기용매를 높은 제거율로 제거하는 것과 동시에 농축수는 농축 회수분리하여 버려지는 유용한 유기용매를 재사용하고, 산업폐수 처리비용을 절감할 수 있는 유기용매의 농축 회수분리 방법 에 관한 것이다.
기존의 제조공정 상에서 배출되는 산업폐수 내에는 고농도로 포함된 분자량 수백 이상의 고분자 물질이 그대로 방류되어 오염문제를 야기한다. 이에, 법정규정의 범위로 희석시켜 방류 처리하기까지 별도의 폐수 처리 또는 폐수 저장조 세척에 따른 추가비용이 발생한다. 또한, 상기 고농도의 물질에 의해 제조공정을 셧다운(Shut down)시킬 수 있고, 그에 따른 생산량 손실(Loss) 및 고가의 이온 성분회수 불가에 따른 추가 비용 발생 등의 문제점이 지적되어 왔다.
일반적으로 다양한 종류의 선택적인 막은 용해된 물질을 그 용매로부터 분리하기 위한 방법으로서 널리 사용되고 있다. 이러한 막으로는 정밀여과 분리막, 한외여과 분리막, 나노 분리막, 역삼투 분리막 등이 사용된다.
그 중에서 역삼투 분리막은 종래 반염수 또는 해수의 탈염공정에 주로 사용되었으며, 이러한 탈염공정은 공업, 농업, 또는 가정용에 상대적으로 적합한 담수 또는 순수를 대량으로 제공하도록 설계되어 왔다.
역삼투막을 사용하여 반염수 또는 해수의 탈염공정은 염수로부터 염과 다른 용해된 이온 또는 분자들을 문자 그대로 여과시키는 공정을 포함하며, 이러한 여과 공정을 통해 염수의 물은 통과하나 염 및 기타 용해된 이온 또는 분자들은 통과하지 못하게 가압하여 분리한다.
상업적으로 반염수 및 해수를 대량으로 탈염화하는데 이용되기 위한 역삼투막이 갖춰야 할 조건으로는 높은 염배제율로서, 상업적으로 적용하기 위해서는 약 97%, 더욱 바람직하게는 약 98.5%이상의 염배제율을 가져야 한다.
다른 필요한 조건으로는 상대적으로 많은 물을 통과시킬 수 있는 능력, 즉 고유량 특성을 들 수 있는데, 일반적으로 해수에 대해서는 800psi압력에서 10 gallon/ft2 day(gfd) 이상, 반염수에 대해서는 220psi 압력에서 15 gallon/ft2 day(gfd) 이상이 요구된다.
이상에서 보이는 바와 같이, 종래 역삼투 분리막은 담수 또는 순수를 대량으로 정제하기 위하여, 높은 염배제율 또는 고유량을 구현할 수 있도록 막의 물성을 개선하는데 연구가 진행되어 왔다.
그러나, 역삼투 분리막을 이용한 투과수가 아닌, 여과물질 분리에 대한 연구보고는 상대적으로 미흡하다.
그 일례로 대한민국특허 제515849호에서는 막 분리를 이용하여 지정폐기물, 가정이나 사업장에서 발생된 생활폐기물(건축폐기물 포함)을 매립하는 매립지에서 발생하는 침출수나 가정이나 사업체에서 나오는 하수(분뇨, 오수, 축산폐수 등 포함)를 처리함으로써, 순수화 재이용 방법이 공지되어 있다.
또한, 대한민국 공개특허공보 제2001-44581호는 역삼투막 시스템에 의한 유안비료 생산공정에서 발생한 용ㆍ폐수 중의 질소를 제거한 후 이를 농축하여 회수하는 방법과 처리수를 공정용수로 재사용하는 방법이 제안되고 있다. 상기 발명에서는 역삼투막을 직렬 또는 병렬로 연결하여 농축수를 재처리함으로써, 처리수량을 최대화하고 농축수량을 최소화하여 방류수 배출기준을 만족시킨다고 보고하고 있다.
이외에도 폐수 재활용이나 폐수의 무방류 시스템을 구축하는데 역삼투막을 사용하고 있는데, 대한민국특허 제162157호에서는 화학 폐수를 처리하기 위하여 역삼투막 시스템의 사용과 막의 수명을 연장시키기 위한 전처리 공정을 특징으로 하는 폐수의 처리 방법을 개시하고 있다.
이상으로부터, 역삼투막은 각종 분야의 폐수로부터 순수화하는 수단으로 적용되고 있으며, 여과되는 농축물(농축수)에 대한 분리공정에 주안을 두지 않고 있으며, 이때 역삼투막의 선정에 필요한 검토가 이루어지지 않았다.
이에, 본 발명자들은 산업폐수에 함유되어 방류되는 유용한 유기용매를 효율적으로 농축 회수하기 위하여 유기용매에 대해 높은 제거율을 가지는 역삼투 분리막을 적용하였으며, 채용되는 역삼투 분리막의 막 특성에 따라 유기용매의 회수율을 제어할 수 있는 분리방법을 제공함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 폴리아미드 역삼투 분리막을 이용한 산업폐수 내 유기용매의 농축 회수분리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 유기용매에 대해 내구성을 가지는 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈에 의해 산업폐수에 함유된 유기용매의 농축 회수분리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유기용매에 대해 내구성을 가지는 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈에 의해, 산업폐수에 함유된 유기용매를 분리 또는 농축수로 농축 회수하는 유기용매를 분리 또는 농축수로 농축 회수하는 막 분리 공정 및 투과수는 정제되는 공정으로 이루어진 유기용매의 농축 회수분리 방법을 제공한다.
본 발명의 유기용매의 농축 회수분리 방법에서, 폴리아미드 역삼투 분리막은 두 개의 1급 아민기를 함유하는 방향족 다관능성 아민과 세 개 이상의 아실할라이드 관능기를 갖는 방향족의 아실할라이드간의 계면 중합에 의한 방향족 폴리아미드이며, 상기 방향족 폴리아미드 분자 내 아미드/벤젠의 흡광도 비율(amide/benzene ratio)이 적어도 2.0이상을 충족하는 방향족 폴리아미드이다.
이에, 본 발명의 유기용매 분리방법에 의해, 유기용매의 회수율은 5 내지 15%을 구현한다. 이때, 유기용매는 디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 폴리비닐클로라이드, 테트라하이드로퓨란, 1,4-다이옥산 및 디메틸설폭사이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 농축 회수분리할 수 있다.
본 발명의 유기용매의 농축 회수분리 방법에 있어서, 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈은 1개 이상의 단 모듈로 구성되어 발생된 농축수가 순환되도록 하며, 단 모듈은 3 내지 8개의 폴리아미드 역삼투 분리막이 직렬로 배열된 구조이다.
이때, 사용되는 폴리아미드 역삼투 분리막은 나권형 모듈(spiral wound module)을 사용한다.
본 발명의 유기용매 분리방법에 있어서, 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈의 운전 압력은 80kgf/㎠ 이하 조건에서 실시한다.
본 발명은 유기용매에 대해 내구성을 가지는 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈에 의해 산업폐수에 함유된 유기용매를 농축 회수분리 방법을 제공함으로써, 산업폐수에 함유된 채 방류되는 유용한 유기용매를 농축하여 재사용하고, 산업폐수 처리비용을 절감할 수 있다.
또한 본 발명의 산업폐수에서의 유기용매의 농축 회수분리 방법은 유기용매에 대해 내구성을 가지는 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈에 의해 수행되며, 이때, 막의 특성(막의 두께)에 따라, 유기용매 제거율을 제어할 수 있는 최적조건을 구축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 폴리아미드 역삼투 분리막의 IR 분석결과이고,
도 2는 본 발명의 디메틸포름아미드 농축 회수분리 방법에 대한 개략적인 모식도이고,
도 3은 본 발명의 유기용매의 농축 회수분리 방법에 있어서 다단으로 구성된 다단 분리시스템의 개략적인 모식도이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 유기용매에 대해 내구성을 가지는 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈에 의해, 산업폐수에 함유된 유기용매의 농축 회수분리 방법을 제공한다.
즉, 본 발명의 유기용매의 농축 회수분리 방법은 유입수(산업폐수)가 단위 단(stage)에 복수개의 폴리아미드 역삼투 분리막이 직렬 또는 병렬로 배열되고, 상기 단위 단(stage)이 적어도 1개 이상으로 배치된 막 모듈을 통과하면서, 여과되는 농축수는 증류탑에 이송될 수 있는 수준의 고농도로 농축 회수하는 막 분리 공정을 거치고, 막을 투과한 투과수는 정제되어 방류된다. 이때, 통상의 일반원수가 통과되는 정제수 분리공정에서 사용되는 후처리 수단이 적용될 수 있다.
이에, 본 발명의 유기용매의 농축 회수분리 방법에 있어서, 종래의 여과되는 저농도의 물질이 특정한 역삼투 분리막을 통과함으로써, 증류탑에 이송될 수 있는 수준의 고농도로 농축 회수할 수 있는 막 분리공정에 특징이 있다.
본 발명의 유기용매의 농축 회수분리 방법에서, 폴리아미드 역삼투 분리막은 소수성 고분자층상에 폴리아미드층이 계면중합에 의해 형성된 구조로서, 상기 고분자층은 폴리술폰 및 폴리에테르술폰을 포함하는 폴리술폰계 고분자; 폴리아미드계 고분자; 폴리이미드계 고분자; 폴리에스테르계 고분자; 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 포함하는 올레핀계 고분자; 폴리벤조이미다졸 고분자 및 폴리비닐리덴디플로라이드를 포함하는 할로겐화 고분자;로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 그들의 혼합형태로 이루어진 것으로부터 채택된다. 이러한 소수성의 표면특성을 가지는 폴리아미드 역삼투 분리막은 800psi이하의 압력을 견딜 수 있다.
또한, 상기의 폴리아미드 역삼투 분리막에서 고분자층상에 형성된 폴리아미드층은 두 개의 1급 아민기를 함유하는 방향족 다관능성 아민과 세 개 이상의 아실할라이드 관능기를 갖는 방향족의 아실할라이드간의 계면 중합에 의한 방향족 폴리아미드이며, 도 1의 IR 분석결과에서 확인되는 바와 같이, 방향족 폴리아미드 분자 내 아미드/벤젠 흡광도 비율이 적어도 2.0이상을 충족하는 것이 바람직하며, 이때, 방향족 폴리아미드 분자 내 아미드/벤젠 흡광도 비율에 따라, 막에 형성된 폴리아미드층의 두께를 예상하는 지표로 사용된다. 즉, 방향족 폴리아미드 분자 내 아미드/벤젠 흡광도 비율이 증가할수록, 폴리아미드층 두께 역시 증가할 것이므로, IR 분석결과, 방향족 폴리아미드 분자 내 아미드/벤젠 흡광도 비율은 막 두께로 설정될 수 있다. 이때, 방향족 폴리아미드는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 구조로 이루어진다.
화학식 1
Figure pat00001
이에, 본 발명의 유기용매의 농축 회수분리 방법은 IR 분석을 통해 얻은 아미드/벤젠 흡광도 비율이 적어도 2.0이상을 충족하는 방향족 폴리아미드일 때, 유기용매의 제거율이 상승되는 결과를 확인할 수 있다.
분리막모듈의 기능을 보면, 일정한 압력이 가해진 유입수가 유입수유로인 메쉬를 거쳐 분리막을 통과하게 되는데 상기 분리막 통과과정에서 용존염 및 유기물 등이 배제되고 순수한 물만이 분리된다. 상기 분리된 물은 분리막 사이에 위치한 투과수 유로를 따라 흐르게 되고, 상기 투과수는 중심에 위치한 투과수 유출관에 모아져 분리막모듈 외부로 배출된다. 이때 초기 각 모듈에 있어서 유입수 대비 투과수의 비율을 각 단 모듈의 시스템 회수율(Recovery)로 정의한다.
본 발명의 분리방법에서 얻고자 하는 극성유기용매를 포함하는 시스템 회수율(%)은 하기 수학식 1에 의해 산출된다.
수학식 1
Figure pat00002
상기 시스템 회수율이 높을수록, 유기용매의 농축되는 정도가 높아진다. 그러나, 시스템 회수율이 높을수록, 유기용매의 농축율이 증가하지만, 분리막 오염이 가속화되어 분리성능이 저하될 수 있다
상기 원수의 회수율을 근거하여, 농축수에서 제거하고자 하는 물질의 농도는 하기 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.
수학식 2
Figure pat00003
본 발명의 유기용매 분리방법에 있어서, 상기 유기용매에 대해 내구성을 가지는 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈은 1개 이상의 단 모듈로 구성되어 발생된 농축수가 최대 15%를 초과하지 않는 범위 내에서 순환되도록 한다.
본 발명의 실시예에서는 유기용매의 일례로 사용된 디메틸포름아미드의 경우, 2.5% 디메틸포름아미드를 포함하는 원수가 막 모듈을 통과한 결과 시스템의 회수율(%)이 40%일 때, 농축수 내 디메틸포름아미드 농도는 4.2%로 농축된다. 상기 농축된 농축수는 다음 단에서 재처리됨으로써, 4.2% 이상으로 농축될 수 있다.
이에, 도 2에 도시된 본 발명의 디메틸포름아미드 회수방법에 대한 개략적인 모식도에서와 같이, 본 발명은 극성유기용매가 5% 이상의 농도로 농축되도록 단수를 조절하는 설계 변경에 의해 달성될 것이다.
본 발명의 실시예에서는 유기용매의 일례로 디메틸포름아미드 및 N-메틸-2-피롤리돈을 예시로 설명하고 있으나, 공지된 친수성의 극성유기용매라면 사용가능하고, 바람직한 일례로는 디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 폴리비닐클로라이드, 테트라하이드로퓨란, 1,4-다이옥산 및 디메틸설폭사이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 적용할 수 있다.
또한, 단 모듈은 3 내지 8개의 폴리아미드 역삼투 분리막을 1개의 압력용기 또는 베셀에 직렬로 배열된 구조가 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 폴리아미드 역삼투 분리막은 넓은 막 면적을 컴팩트한 규모로 집적시킨 형태로서, 나권형 모듈(spiral wound module)을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유기용매 분리방법에 있어서, 막 모듈의 운전 압력은 적어도 80kgf/㎠ 이하의 조건에서 실시되는 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
폴리아미드 역삼투 분리막 6개를 직렬로 연결한 막 모듈에 원수를 통과시키되, NaCl 농도 32,000ppm, 회수율 8%, 온도 25℃ 및 압력 800psi로 설정된 정압 운전 방식에 의해 막의 염 제거율(%)을 평가하였다. 이때, 상기 역삼투 분리막의 IR 분석결과, 아미드/벤젠의 흡광도 비율(amide/benzene ratio)이 2.107 이었다. 상기 폴리아미드 역삼투 분리막은 폴리술폰 재질의 미세 다공성 지지체 상에서 메타페닐렌디아민(m-phenylenediamine)을 코팅한 후, 잉여의 메타페닐렌디아민 용액을 상기 미세 다공성 지지체로부터 제거한 후, 프레온 TF 용매(트리클로로트리플로로에탄)에 용해된 트리메조일클로라이드(TMC)의 유기용액을 상기 코팅된 지지체에 접촉시켜 계면중합 반응을 유도하였으며, 이때, 상기 수용액과 상기 유기 용액의 접촉 시간은 10초, 반응은 실질적으로 1초 내에 완료하였다.
이후, 상기 원수 대신에 DMF 농도 0.3% 함유된 원수를 사용하여 300시간 동안 가동한 후, 막의 염제거율(%) 변화를 측정하였다.
<실시예 2>
DMF 농도 2.5% 함유 원수를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 막의 염제거율(%) 변화를 측정하였다.
<실시예 3>
DMF 농도 5.0% 함유 원수를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 막의 염제거율(%) 변화를 측정하였다.
<비교예 1∼3>
IR 분석 결과, 폴리아미드 분자 내, 아미드/벤젠의 흡광도 비율(amide/benzene ratio)이 1.271인 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈에 적용하는 것을 제외하고는, DMF 농도 0.3%, 2.5% 및 5.0%별로 각각 수행하여, 막의 염 제거율(%) 변화를 측정하였다.
Figure pat00004
상기 표 1 및 도 1에서 확인되는 바와 같이, 본 발명에서 사용되는 역삼투 분리막은 IR 분석을 통한 아미드/벤젠 흡광도 비율이 2.107 이상인 막을 활용하였으며, 상기 IR 분석을 통한 아미드/벤젠 흡광도 비율은 폴리아미드막의 두께 지표로 사용하며, 이때, 아미드/벤젠 흡광도 비율이 높을수록 폴리아미드층이 두껍게 형성될 것이다.
<실험예 1> 염 제거율 평가
DMF에 대한 분리막의 내구성을 확인하기 위하여, 상기 DMF 농도 0.3% 함유 원수를 사용한 실시예 1의 폴리아미드 역삼투 분리막에 대하여 300 시간(12.5일) 경과시점에서 멤브레인의 소금평가를 통해, 막의 염 제거율(%) 변화를 측정하였다.
이때, 염 제거율(%)은 하기 수학식 3에 의해 산출되었다.
수학식 3
Figure pat00005
상기에서 TDS(Total Dissolved Solids, ㎎/L)는 물 속에 용해된 고형분의 값이며, 상기 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
Figure pat00006
상기 표 2에서 확인되는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에서 300시간(12.5일) 동안 DMF 평가 전ㆍ후에 대한 막의 물성 평가 결과를 통해 염 제거율의 변화가 극히 적은 것을 확인함으로써 300시간 동안 막의 손상 없이 물성이 유지됨을 확인하였다.
이에 반해 비교예 1 내지 비교예 3에서 염제거율의 변화율이 실시예 1 내지 실시예 3에서의 변화보다 큰 것을 확인하였다.
<실험예 2> DMF 농도별 제거율 평가
상기 실시예 1∼3, 비교예 1∼3에서 수행된 공정 이후, DMF 농도별 제거율을 하기 표 3에 기재하였다.
Figure pat00007
이상의 결과로부터, 실시예 1 내지 실시예 3에서 사용되는 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈을 300시간 동안 직렬로 통과한 경우, DMF 농도별 제거율이 89%이상으로 확인되었다. 이에 반해 비교예 1 내지 비교예 3에서 사용되는 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈의 DMF 농도별 제거율이 75% 이상으로 확인되었다.
<실시예 4>
NMP 1.5∼2.0중량%, KOH 1.5∼2.5 중량%, 계면활성제 0.1중량% 미만, 기타 Si 성분이 95중량% 이상 함유된 pH 13.1의 폐수를 테스트 원수로 준비하였다.
폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 개별 모듈에 원수를 통과시키되, 개별 회수율 15%로 설정된 정압 운전 방식으로 실시하여 온도 25℃, pH 13 조건하에서 각각의 측정 압력을 50 kgf/㎠ 로 수행하였다. 이때, 상기 폴리아미드 역삼투 분리막의 IR 분석결과, 아미드/벤젠의 흡광도 비율(amide/benzene absorbance ratio)이 2.107 이었다. 상기 폴리아미드 역삼투 분리막은 폴리술폰 재질의 미세 다공성 지지체 상에서 메타페닐렌디아민(m-phenylenediamine)을 코팅한 후, 잉여의 메타페닐렌디아민 용액을 상기 미세 다공성 지지체로부터 제거한 후, 프레온 TF 용매(트리클로로트리플로로에탄)에 용해된 트리메조일클로라이드(TMC)의 유기용액을 상기 코팅된 지지체에 접촉시켜 계면중합 반응을 유도하였으며, 이때, 상기 수용액과 상기 유기 용액의 접촉 시간은 10초, 반응은 실질적으로 1초 내에 완료하였다. 이에, 상기 폐수를 역삼투막 시스템을 거치도록 설계하고 이때, 생산수 및 농축수는 원수 탱크로 순환되도록 설계하였다. 이에, T-N 제거율의 시험항목을 관찰하였다.
<실험예 3> 총 질소(T-N) 제거율 평가
상기 실시예 4 및 비교예 1에서 사용된 폴리아미드 역삼투 분리막에 대하여 총 질소(T-N) 제거율을 관찰하였다.
도 3는 폴리아미드 역삼투 분리막에 따라 막의 총 질소(T-N) 제거율을 나타낸 것으로서, 실시예 4에서 사용된 폴리아미드 역삼투 분리막의 경우, 가장 우수한 제거율을 보였다.
이상의 결과로부터, 실시예 4 및 비교예 1의 폴리아미드 역삼투 분리막에 대하여, 가동압 50 kgf/㎠ 조건을 고정한 후, 사용된 폴리아미드 역삼투 분리막별 총 질소 제거율 결과를 하기 표 4에 기재하였다.
이때, 총 질소(T-N) 제거율은 하기 수학식 4에 의해 산출된다.
수학식 4
Figure pat00008
Figure pat00009
상기 결과는 생산수 수질 향상을 위해 직렬로 연결된 다단 분리시스템에서 첫 번째 단(1단)에서 얻어진 생산수를 다음 단(2단)으로 다시 처리한 것이다. 이때, 막의 IR 분석결과, 아미드/벤젠의 흡광도 비율이 2.0 이상인 것을 사용하고, 즉 폴리아미드막의 두께가 상대적으로 두꺼운 실시예 1의 경우, 총 질소(T-N) 제거율이 90%이상으로 확인되었으며, 동일 조건에서의 비교예 1 의 막보다 우수한 총 질소(T-N) 제거율을 보였다. 이에 최종적으로 총 질소(T-N)량을 배출 허용 기준치 이하로 낮출 수 있었다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 유기용매 분리방법에 따라 상기 유기용매에 대해 내구성을 가지는 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈에 의해, 산업폐수에 함유된 유기용매를 농축수로 농축 회수함으로써, 산업폐수의 처리비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 유기용매 분리방법은 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈에 있어서, 상기 폴리아미드 역삼투 분리막의 표면특성에 따라 유기용매의 제거율을 제어할 수 있다.
이에, 본 발명의 유기용매 분리방법을 통해, 유기용매를 농축 회수하여 재사용할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10: 고압펌프 11: 유입수(폐수)
12: 1단(First stage) 13: 1단 생산수
14: 2단(Second stage) 15: 최종 생산수(방류수)
16: 농축수(회수)

Claims (9)

  1. 단위 단(stage)에 복수개의 폴리아미드 역삼투 분리막이 직렬 또는 병렬로 배열되고, 상기 단위 단(stage)이 적어도 1개 이상으로 배치된 막 모듈에 의해,
    산업폐수에 함유된 유기용매를 분리 또는 농축수로 농축 회수하는 막 분리 공정 및 투과수는 정제되는 공정으로 이루어진 유기용매의 농축 회수분리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리아미드 역삼투 분리막이 두 개의 1급 아민기를 함유하는 방향족 다관능성 아민과 세 개 이상의 아실할라이드 관능기를 갖는 방향족의 아실할라이드간의 계면 중합에 의한 방향족 폴리아미드인 것을 특징으로 하는 상기 유기용매의 농축 회수분리 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 방향족 폴리아미드가 분자 내 아미드/벤젠의 흡광도 비율이 적어도 2.0 이상인 것을 특징으로 하는 상기 유기용매의 농축 회수분리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 막 모듈에 의해 유기용매의 회수율이 5 내지 15%인 것을 특징으로 하는 상기 유기용매의 농축 회수분리 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유기용매가 디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 폴리비닐클로라이드, 테트라하이드로퓨란, 1,4-다이옥산 및 디메틸설폭사이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 유기용매의 농축 회수분리 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 막 모듈이 1개 이상의 단 모듈로 구성되어 발생된 농축수가 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 상기 유기용매의 농축 회수분리 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 단 모듈이 3 내지 8개의 폴리아미드 역삼투 분리막이 직렬로 배열된 것을 특징으로 하는 상기 유기용매의 농축 회수분리 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 폴리아미드 역삼투 분리막이 나권형 모듈(spiral wound module)인 것을 특징으로 하는 상기 유기용매의 농축 회수분리 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 폴리아미드 역삼투 분리막으로 구성된 막 모듈의 운전 압력이 80kgf/㎠ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 유기용매의 농축 회수분리 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111646585A (zh) * 2020-06-03 2020-09-11 贵州大东风机械股份有限公司 一种有机溶剂浓缩方法及装置

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