KR20150006673A - Treatment of wastewater containing ethanolamine in secondary system of nuclear power plant - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에탄올아민(ethanolamine, ETA)이 함유된 원자력발전소 2차 계통 폐수 처리 공정에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존 폐수 처리 설비를 이용하여 암모니아와 COD(chemical oxygen demand)를 효과적으로 감소시켜 주는 난분해성 유기물을 함유하는 산업폐수의 처리 공정에 관한 것이다.The present invention relates to a process for treating a secondary system wastewater containing ethanolamine (ETA), and more particularly, to a process for effectively reducing ammonia and COD (chemical oxygen demand) To a process for the treatment of industrial wastewater containing degradable organics.
원자력발전은 1차 계통(원자로 및 주변기기)인 원자로에서 발생한 증기의 힘으로 2차 계통(터빈 및 주변기기)에 설치된 고압용 저압용 터빈을 회전시켜 발전기를 돌려 전기를 생산하는 구조이다.Nuclear power generation is a structure that produces electricity by turning the generator by turning the high-pressure low-pressure turbine installed in the secondary system (turbine and peripheral equipment) by the power of the steam generated from the primary system (reactor and peripheral)
원전 2차 계통수의 pH 제어제로 암모니아를 사용할 경우 휘발성이 높고 pH가 낮아 부식생성물이 많이 생성되어 증기발생기로 유입되어 슬러지 퇴적에 의한 전열관 부식을 촉진시키는 문제점이 있어 휘발성이 다소 낮은 OH 작용기를 포함하는 아민류의 도입을 고려하였고, 그 중에서도 에탄올아민이 가장 널리 사용되고 있다. 에탄올아민은 암모니아에 비해 염기도가 높아 적은 양으로도 pH 조절이 가능하고 부식 관리 측면에 탁월한 효과가 입증된 안정한 유기화합물이다.When ammonia is used as the pH control agent of the secondary plant water of Nuclear Power Plant, it has high volatility and low pH, so that a large amount of corrosion products are generated and introduced into the steam generator, thereby promoting corrosion of the tube due to sludge deposition. Consideration is given to the introduction of amines, among which ethanolamine is the most widely used. Ethanolamine is a stable organic compound that has a high basicity compared to ammonia and has been proven to have excellent pH control and corrosion control.
현재 에탄올아민이 함유된 폐수와 난분해성 유기물이 함유된 폐수를 처리하는 특허 및 사례를 살펴보면 다음과 같다. The following are the patents and cases for treating waste water containing ethanolamine and wastewater containing refractory organic matter.
선행기술로 대한민국 등록특허 제10-722929호(물리화학적 및 생물학적 복합공정에 기반한 에탄올아민폐수의 고도처리방법), 대한민국 등록특허 제10-1054375호(복수탈염설비 재생폐수와 난분해성 폐수의 전기화학적처리장치 및 처리방법) 등이 있으며, 전해조 및 자외선 반응조를 이용한 처리법으로 Kyushu 전력회사에서는 에탄올아민, 하이드라진, 암모니아가 함유된 유기성 폐수를 처리하는 방법을 제시하고 있다. 유기성 폐수의 pH를 10 내지 11로 유지하고 여기에 염소 이온을 5,000 ppm 이상 주입한 후 전기 분해 장치를 통과시키고 자외선 반응조에서 유기물을 분해시킨다. 원수조에서 전해조 및 자외선 반응조를 거쳐 원수조로 회수하는 방법으로서, COD 1000 ppm 이상, 전기전도도 100 μS/cm 이상의 유기성 폐수의 COD를 저감화시키는 것으로 판명되었고 이는 투입되는 에너지에 따라 감소하는 경향을 나타낸다. 생물학적 처리법으로는, 일본의 Mitsubishi 중공업이 ETA 2,700 ppm, 하이드라진 200 ppm, COD 1,760 ppm의 유기성 폐수를 원수로 사용하여 생물학적 처리법으로 COD 및 ETA를 10 ppm 이하 수준으로 감소하는 효과를 보았다고 제시하였다. 생물학적 처리공정은 원수를 혐기성조로 보내어 여기에서 탈질박테리아를 이용하여 탈질화반응을 유도하고 유기물을 분해한다. 이후, 혐기성조에서 폐수를 활성오니조로 보내 폐수를 폭기시켜 분해되지 못한 유기물을 분해시키고, 폭기 및 활성오니를 사용하여 COD를 감소시킨다. 또한, 일본 이카타 원전 폐수 처리 공정은 전처리 설비를 이용하여 현탁물 및 침전 가능한 유, 무기성 물질을 침전 제거하고, 물에 용존되어 있는 COD 및 T-N 유발물질을 전기영동, 촉매산화법 및 활성탄을 이용하여 제거하는 공정을 사용하고 있다. Korean Patent No. 10-722929 (Advanced Treatment of Ethanolamine Wastewater Based on Physicochemical and Biological Compound Process), Korean Patent No. 10-1054375 (Electrochemical Processing apparatus and treatment method), and Kyushu Electric Power Company proposes a method of treating organic wastewater containing ethanolamine, hydrazine, and ammonia by a treatment method using an electrolytic bath and an ultraviolet reaction tank. Organic wastewater is maintained at a pH of 10 to 11, chlorine ions are injected thereto in an amount of 5,000 ppm or more, the organic wastewater is passed through an electrolytic apparatus, and the organic matter is decomposed in an ultraviolet ray reactor. It has been found that the COD of organic wastewater having a COD of 1000 ppm or more and an electric conductivity of 100 μS / cm or more is reduced, and this shows a tendency to decrease according to the input energy . As a biological treatment method, Mitsubishi Heavy Industries of Japan proposed that organic wastewater of 2,700 ppm of ETA, 200 ppm of hydrazine, and 1,760 ppm of COD was used as raw water to reduce COD and ETA to below 10 ppm by biological treatment. In the biological treatment process, the raw water is sent to the anaerobic tank, where denitrification bacteria are used to induce denitrification and decompose organic matter. Thereafter, the wastewater is sent from the anaerobic tank to the activated sludge tank to aerate the wastewater to decompose undissolved organic matter, thereby reducing COD using aeration and activated sludge. In addition, the wastewater treatment process in Ikata Nuclear Power Plant in Japan can be used to precipitate and remove suspended solids, precipitable oil, and inorganic substances using pretreatment equipment, and then dissolve COD and TN inducing substances dissolved in water using electrophoresis, catalytic oxidation and activated carbon And then removing it.
그러나, 상기 생물학적 처리법은 큰 공장용 면적이 필요하고 생물의 생육 온도 조절 및 재생산이 필요하여 단기간 처리가 불가능하며, 전기영동 처리법은 전처리 설비 및 큰 비용이 필요하고 문제가 발생하면 전기영동은 전극판 교체 및 수리를 해야 하는 단점이 내재되어 있다.However, the above-mentioned biological treatment method requires a large area for the plant, and it is impossible to perform short-term treatment due to the regulating and regeneration of the growth temperature of the organism. The electrophoresis treatment requires a pretreatment facility and a large expense, Replacement and repair are required.
본 발명의 목적은 기존 폐수 처리 설비를 이용하여 에탄올아민(ethanolamine, ETA)을 함유한 난분해성 유기물의 폐수 처리를 위해서 COD(chemical oxygen demand) 유발 물질을 효과적으로 감소시켜 주는 폐수 처리 공정을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a wastewater treatment process which effectively reduces chemical oxygen demand (COD) -induced substances for treating wastewater of a refractory organic material containing ethanolamine (ETA) using existing wastewater treatment facilities .
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 에탄올아민(ethanolamine, ETA)이 함유된 원자력발전소 2차 계통 폐수의 pH를 10 내지 12로 조절하는 제1공정; 확산포기시스템(diffused aeration system)을 이용하여 폭기공정하는 제2공정; 산화제를 첨가하여 산화시키는 제3공정; 응집제를 첨가하여 응집 및 침전시키는 제4공정; 및 여과하여 얻은 상등수를 활성탄에 통과시키는 제5공정;을 포함하는 에탄올아민이 함유된 원자력발전소 2차 계통 폐수 처리 공정을 제공한다.In order to attain the above object, the present invention provides a method for controlling the pH of a wastewater of a secondary system containing ethanolamine (ETA) in a first step of controlling pH to 10 to 12; A second step of aerating by using a diffused aeration system; A third step of oxidizing by adding an oxidizing agent; A fourth step of coagulating and precipitating by adding a flocculant; And a fifth step of passing the supernatant obtained by filtration through activated carbon. The present invention also provides a process for treating a secondary system wastewater containing ethanolamine.
상기 제1공정은 2차 계통 폐수에 알칼리제를 첨가하여 pH를 조절하는 것을 특징으로 한다.The first step is characterized in that the pH is adjusted by adding an alkali agent to the secondary system wastewater.
상기 알칼리제는 수산화 나트륨(NaOH), 무수탄산 나트륨(Na2CO3), 수산화 칼슘(Ca(OH)2), 수산화 칼륨(KOH) 및 인산 나트륨(Na3PO4)을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상인 것을 특징으로 한다.The alkaline agent is selected from the group comprising a sodium hydroxide (NaOH), anhydrous sodium carbonate (Na 2 CO 3), calcium hydroxide (Ca (OH) 2), potassium hydroxide (KOH) and sodium phosphate (Na 3 PO 4) 1 or more.
상기 제3공정에서 산화제는 과황산나트륨(sodium persulfate), 과탄산나트륨(sodium percarbonate), 과붕산나트륨(sodium perborate) 및 과황산암모늄(ammonium persulfate)을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상인 것을 특징으로 한다.In the third step, the oxidizing agent is at least one selected from the group consisting of sodium persulfate, sodium percarbonate, sodium perborate, and ammonium persulfate.
상기 산화제는 과황산나트륨과 과탄산나트륨이 1 : 1 내지 3 : 1의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 한다.The oxidizing agent is characterized in that sodium persulfate and sodium percarbonate are mixed in a weight ratio of 1: 1 to 3: 1.
상기 제4공정에서 응집제는 Mg/Fe 복합응집제인 것을 특징으로 한다.In the fourth step, the coagulant is a Mg / Fe composite coagulant.
상기 제4공정은 응집제를 첨가하고 음이온성 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide)를 더 첨가하는 것을 특징으로 한다.In the fourth step, an aggregating agent is added and an anionic polyacrylamide is further added.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 암모늄과 에탄올아민(ethanolamine, ETA)이 함유된 원자력발전소 2차 계통 폐수의 pH를 10 내지 12로 조절하고 확산포기시스템(diffused aeration system)을 이용하여 폭기공정함으로써, 암모늄 이온을 95 % 이상 제거하고 COD(chemical oxygen demand)를 감소시켜 주는 효과가 있다.According to the present invention, by adjusting the pH of the secondary system wastewater of the nuclear power plant containing ammonium and ethanolamine (ETA) to 10 to 12 and performing aeration using a diffused aeration system, It has the effect of removing more than 95% of ammonium ions and reducing the chemical oxygen demand (COD).
또한, 산화제를 첨가하여 산화시키고 응집제를 첨가하여 응집 및 침전시킨 후 상등수를 활성탄에 통과시킴으로써, COD를 90 % 이상 감소시켜 기존 폐수 처리 설비를 이용하여 난분해성 유기물을 함유하는 산업폐수를 효율적으로 처리할 수 있는 효과가 있다.In addition, oxidizing agent is added to oxidize and coagulant is added to coagulate and precipitate, and supernatant is passed through activated carbon to reduce COD by more than 90%. Effective treatment of industrial wastewater containing refractory organics using existing wastewater treatment facilities There is an effect that can be done.
도 1은 온도와 pH에 따른 수중의 NH4 +과 NH3의 분율.
도 2는 pH=11일 때 공기량에 따른 NH4 + 이온의 변화.
도 3은 pH=11일 때 공기량에 따른 NH4 + 이온 제거율의 변화.
도 4는 Mg/Fe 혼합응집제, ETA 및 PVA와 반응된 혼합응집제의 SEM 사진.
도 5는 폭기처리 후 과산화물의 첨가에 의한 COD 변화.
도 6은 폭기처리 후 과산화물의 첨가에 의한 COD 제거율 변화.
도 7은 에탄올아민이 함유된 폐수에 대한 폭기처리와 과산화물의 첨가에 의한 COD 제거율 변화.
도 8은 에탄올아민이 함유된 원자력발전소 2차 계통 폐수 처리 공정.1 shows the percentage of NH 4 + and NH 3 in water according to temperature and pH.
FIG. 2 shows changes in NH 4 + ion depending on the amount of air when pH = 11.
FIG. 3 shows the change of NH 4 + ion removal rate according to the amount of air when pH = 11.
4 is a SEM photograph of mixed coagulant reacted with Mg / Fe mixed coagulant, ETA and PVA.
5 shows the change in COD due to the addition of peroxide after aerating.
6 shows the change of COD removal rate by addition of peroxide after aeration treatment.
FIG. 7 shows the change in COD removal rate due to the treatment with aeration and addition of peroxide to wastewater containing ethanolamine.
Fig. 8 is a view of the second system wastewater treatment process of nuclear power plant containing ethanolamine.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 에탄올아민(ethanolamine, ETA)이 함유된 원자력발전소 2차 계통 폐수의 pH를 10 내지 12로 조절하는 제1공정; 확산포기시스템(diffused aeration system)을 이용하여 폭기공정하는 제2공정; 산화제를 첨가하여 산화시키는 제3공정; 응집제를 첨가하여 응집 및 침전시키는 제4공정; 및 여과하여 얻은 상등수를 활성탄에 통과시키는 제5공정;을 포함하는 에탄올아민이 함유된 원자력발전소 2차 계통 폐수 처리 공정을 제공한다.The present invention relates to a process for controlling the pH of a wastewater of a secondary system containing ethanolamine (ETA) to 10 to 12; A second step of aerating by using a diffused aeration system; A third step of oxidizing by adding an oxidizing agent; A fourth step of coagulating and precipitating by adding a flocculant; And a fifth step of passing the supernatant obtained by filtration through activated carbon. The present invention also provides a process for treating a secondary system wastewater containing ethanolamine.
상기 제1공정은 2차 계통 폐수에 알칼리제를 첨가하여 pH를 조절하는 것이 바람직하다. 이때, 알칼리제는 수산화 나트륨(NaOH), 무수탄산 나트륨(Na2CO3), 수산화 칼슘(Ca(OH)2), 수산화 칼륨(KOH) 및 인산 나트륨(Na3PO4)을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상인 것이 최적의 효과를 나타낸다.In the first step, it is preferable to adjust the pH by adding an alkali agent to the secondary system wastewater. In this case, the alkaline agent is selected from the group comprising a sodium hydroxide (NaOH), anhydrous sodium carbonate (Na 2 CO 3), calcium hydroxide (Ca (OH) 2), potassium hydroxide (KOH) and sodium phosphate (Na 3 PO 4) 1 < / RTI >
상기 제3공정에서 산화제는 과황산나트륨(sodium persulfate), 과탄산나트륨(sodium percarbonate), 과붕산나트륨(sodium perborate) 및 과황산암모늄(ammonium persulfate)을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상인 것이 바람직하다. 이때, 산화제는 과황산나트륨과 과탄산나트륨이 1 : 1 내지 3 : 1의 중량비로 혼합된 것이 최적의 효과를 나타낸다.In the third step, the oxidizing agent is preferably at least one selected from the group consisting of sodium persulfate, sodium percarbonate, sodium perborate and ammonium persulfate. At this time, the oxidizing agent exhibits an optimum effect when sodium persulfate and sodium percarbonate are mixed in a weight ratio of 1: 1 to 3: 1.
상기 제4공정에서 응집제는 Mg/Fe 복합응집제인 것이 바람직하며, Mg을 함유한 염을 첨가한 후 2차로 FeSO4, FeCl3를 첨가할 수 있다.In the fourth step, the flocculant is preferably a Mg / Fe complex flocculant, and a salt containing Mg may be added and then FeSO 4 and FeCl 3 may be added in a second step.
또한, 상기 제4공정은 응집제를 첨가하고 음이온성 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide)를 더 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 음이온성 폴리아크릴아마이드를 첨가함으로써 더욱 효과적으로 침전시켜 주는 효과가 있다.In the fourth step, it is preferable to add a flocculant and further add anionic polyacrylamide. By adding the anionic polyacrylamide, there is an effect of precipitating more effectively.
폐수의 질소고도처리 공정은 공기 탈기, 이온 교환, 파괴점 염소 주입에 의한 물리 화학적 방법과 생물학적 질산화/탈질 방법으로 대표할 수 있다. 이와 같은 공정 선택 기준은 일차적으로 폐수의 물리 화학적 특성에 의해 좌우되며 추가로 운전 비용, 운전 성능 및 유지상 문제점이 고려된다. 공기 탈기법에 의한 질소 제거 기술은 산업폐수, 축산폐수, 침출수를 대상으로 단위공정 또는 후속공정의 원활한 운전을 도모하기 위한 전처리 공정으로 유용하게 이용되고 있고, 암모니아 탈기 공정의 형태는 폐수와 공기의 접촉방식에 따라 lagoon, diffused aeration, packed tower system으로 이루어진다. 본 발명에 따른 에탄올아민이 함유된 원자력발전소 2차 계통 폐수 처리 공정은 원자력발전소에 적절한 방법이 기존의 발전소 내에서는 공기 탈기법이 가장 적당하므로 diffused aeration system을 이용한다.Nitrogen advanced treatment of wastewater can be represented by physico-chemical method and biological nitrification / denitrification method by air degassing, ion exchange, destruction point chlorine injection. This process selection criterion is primarily dependent on the physico-chemical properties of the wastewater and further considers operating costs, operating performance and maintenance issues. The nitrogen removal technology by the air removal method is usefully used as a pre-treatment process for the smooth operation of the unit process or the subsequent process for the industrial wastewater, livestock wastewater, and leachate. The type of the ammonia de- Depending on the contact method, lagoon, diffused aeration, packed tower system. In the second system wastewater treatment process involving ethanolamine according to the present invention, a suitable method for a nuclear power plant uses a diffused aeration system because air removal is most suitable in a conventional power plant.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are merely illustrative of the present invention and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.
실시예 1.Example 1.
수중의 암모니아 질소는 도 1과 같이 pH와 온도의 영향에 따라 암모늄 이온과 용존 암모니아 기체 분자 두 형태로 존재하며, 다음 식을 이용하여 계산할 수 있다.As shown in Fig. 1, ammonia nitrogen exists in the form of ammonium ion and dissolved ammonia gas molecules depending on pH and temperature, and can be calculated using the following equation.
수온 20 ℃에서 pH 11.0의 경우 수중의 용존 암모니아 기체 분율은 97.9 %이고, pH 8의 경우 4.3 %이었다. 따라서, 본 발명은 이를 기초로 하여 pH 11을 기준으로 확산포기시스템(diffused aeration system)을 구성하여 실험하였다.At a water temperature of 20 ° C and a pH of 11.0, the dissolved ammonia gas fraction was 97.9% in water and 4.3% in
실시예 2.Example 2.
CPP(Condensate Polishing Plant : 복수탈염설비)의 양이온 재생시 배출수를 채취하여 확인한 결과, pH = 1.3, NH4 + = 1850 ppm, COD = 290 ppm이었다. 이러한 폐수에 NaOH를 첨가하여 pH를 11.0까지 상승시켰다.The effluent water was recovered at the pH of 1.3, NH 4 + = 1850 ppm and COD = 290 ppm when the cation regeneration of the CPP (Condensate Polishing Plant) was performed. NaOH was added to the wastewater to raise the pH to 11.0.
도 2는 pH를 11.0으로 조절한 원전 CPP 재생폐수에 공기를 주입하였을 때 NH4 + 농도 변화를 나타낸다. 3 L의 비커에 시료 2 L를 넣고 공기를 주입하되, 공기 주입 방식은 확산포기시스템(diffused aeration system)을 비커 하부에 장착하여 공기를 주입하였다. 그 결과, 공기량의 상승에 따라 NH4 + 농도는 감소하였다. 공기량이 1,000 cc/min일 때에는 y=1981 e-0.0119x, 2,000 cc/min일 때에는 y=2102.3 e-0.0158x, 5,000 cc/min일 때에는 y=1909.5 e-0.0171x, 10,000 cc/min일 때에는 y=1542.5 e-0.0241x 로 나타났으며, 지수 함수적으로 감소했다. 도 3은 공기 주입량과 NH4 + 이온 제거율과의 관계를 나타낸다. 공기량이 5,000 cc/min일 때 150 분이면 최초 시료의 90 % 이상의 감소율을 나타냈고, 공기량을 2 배로 주입하여 10,000 cc/min일 때 90 분이면 제거율이 93 %에 도달하였다. FIG. 2 shows changes in NH 4 + concentration when air is injected into the CPP regeneration wastewater having pH adjusted to 11.0. 2 L of sample was injected into a 3 L beaker and air was injected. In the air injection method, a diffused aeration system was installed at the bottom of the beaker to inject air. As a result, the concentration of NH 4 + decreased with increasing air amount. When the air quantity is 1,000 cc / min, when y = 1981 e -0.0119x and 2,000 cc / min, when y = 2102.3 e -0.0158x , when the air quantity is 5,000 cc / min, when y = 1909.5 e -0.0171x and when the air quantity is 10,000 cc / min y = 1542.5 e -0.0241x , and decreased exponentially. 3 shows the relationship between the air injection amount and the NH 4 + ion removal rate. When the air volume was 5,000 cc / min, the reduction rate was 90% or more of the initial sample in 150 minutes, and the removal rate reached 93% in 90 minutes at 10,000 cc / min.
따라서, pH 11에서 적정량의 공기를 주입하면 거품의 방해 없이 암모니아가 제거되는 것을 알 수 있었다.Therefore, it was found that ammonia was removed without disturbing the bubbles when a proper amount of air was injected at
표 1은 공기의 주입량에 따른 시료의 pH, NH4 + 및 COD(chemical oxygen demand)의 변화를 나타낸다. 확산포기시스템(diffused aeration system)을 이용하여 NH4 + 이온을 제거한 뒤 COD를 분석하여 비교한 결과, 충분한 시간에 걸쳐 공기를 주입할 경우 pH는 9.5를 유지하였고, 암모늄 이온은 95 % 이상 제거되었으며, COD는 40 % 이상 감소되었다.Table 1 shows changes in pH, NH 4 +, and COD (chemical oxygen demand) of the sample depending on the amount of air injected. When the NH 4 + ion was removed by using a diffused aeration system and the COD was analyzed, the pH was maintained at 9.5 and the ammonium ion was removed by more than 95% , COD decreased by more than 40%.
따라서, 원전 2차 계통 폐수 처리시 COD를 감소시키려면 폐수의 pH를 11.0 이상으로 유지하고 확산포기시스템(diffused aeration system)을 설치하여 강한 폭기공정을 실시함으로써 최소한 40 % 이상의 COD를 감소시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.Therefore, in order to reduce the COD in the secondary system wastewater treatment, it is necessary to maintain the pH of wastewater above 11.0 and install a diffused aeration system so that a strong aeration process can reduce the COD by at least 40% .
실시예 3.Example 3.
PVA(polyvinylalcohol)가 함유된 제지폐수에 Mg/Fe 복합응집제를 사용할 경우 효과가 우수한 것에 기초하여, 에탄올아민(ethanolamine, ETA)과 Mg/Fe 복합응집제의 반응이 가능한지 SEM을 이용하여 확인하였다.It was confirmed by SEM that the reaction between ethanolamine (ETA) and Mg / Fe complex coagulant is possible based on the excellent effect when Mg / Fe coagulant is used for wastewater containing PVA (polyvinylalcohol).
도 4는 1 : 1 내지 1 : 2의 중량비로 혼합된 MgCl2/FeCl2 복합응집제를 사용하여 원전폐수의 ETA와 제지폐수의 PVA가 반응한 물질을 응집 및 침전시켜 건조한 슬러지를 SEM으로 촬영한 사진을 나타낸다. 그 결과, ETA는 완전히 분산되어 응집제와 반응하였고 PVA는 반응한 후 막이 이루어진 상태를 나타내어 상기 복합응집제와 폐수의 ETA, PVA와의 반응 상태가 매우 다른 것을 확인하였다.FIG. 4 is a photograph showing the sludge dried by agglomeration and sedimentation of the material reacted with the PVA of the waste water ETA and the wastewater by using MgCl 2 / FeCl 2 complex coagulant mixed at a weight ratio of 1: 1 to 1: 2 Picture. As a result, the ETA was completely dispersed and reacted with the flocculant, and the PVA showed a state that the membrane was formed after the reaction. It was confirmed that the reaction state of the complex coagulant with the ETA and PVA of the wastewater was very different.
따라서, 생물학적으로 분해가 불가능한 폐수를 화학적으로 분해할 수 있다는 것을 슬러지의 SEM 사진으로 알 수 있었다.Therefore, the SEM photograph of the sludge showed that the biodegradable wastewater can be chemically decomposed.
상기 표 2는 1 : 1 내지 1 : 2의 중량비로 혼합된 Mg/Fe 복합응집제의 농도 변화에 따른 pH를 11.0으로 조절한 원전 CPP 재생폐수의 COD(chemical oxygen demand) 변화를 나타낸다. 표 2에서 전처리된 페수는 상기 실시예 2에서 pH를 11.0으로 조절하고 폭기공정은 실시하지 않은 폐수를 의미한다. 복합응집제를 처리한 후 응집-응결(coagulation-flocculation)이 형성되었고 침전을 신속하게 하기 위해 응집 상태에 따라 적정량의 음이온성 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide)를 주입하였다. 상기 음이온성 폴리아크릴아마이드를 주입한 후 응집 상태는 양호하였으며 이를 여과한 후 COD를 측정한 결과, Mg/Fe 복합응집제 투입시 COD의 저감 효과가 미비하였다. 또한, 폐수의 pH 변화에 따른 실험을 실시하였으나 역시 COD의 저감 효과가 미비하였다.Table 2 shows changes in the chemical oxygen demand (COD) of the CPP regeneration wastewater in which the pH was adjusted to 11.0 according to the concentration of Mg / Fe coagulant mixed at a weight ratio of 1: 1 to 1: 2. The wastewater pretreated in Table 2 means the wastewater whose pH was adjusted to 11.0 in Example 2 and the aeration process was not carried out. Coagulation-flocculation was formed after the treatment of the composite flocculant, and an appropriate amount of anionic polyacrylamide was injected depending on the flocculation state to accelerate the flocculation. After the anionic polyacrylamide was injected, the flocculation state was good. As a result of COD measurement after filtration, the effect of reducing COD was insufficient when Mg / Fe coagulant was added. In addition, the experiment was conducted according to the pH change of the wastewater, but the COD reduction effect was also insufficient.
따라서, 응집제의 단독 반응으로는 COD의 효율적인 소거가 불가능하다는 것을 알 수 있었다. Therefore, it was found that COD can not be effectively eliminated by the single reaction of the flocculant.
실시예 4.Example 4.
응집제의 단독 반응으로는 COD의 효율적인 소거가 불가능하므로, 상기 실시예 3에서와 같이 응집제를 처리하기 전에 실시예 2의 폭기공정 후 과황산나트륨(sodium persulfate)과 과탄산나트륨(sodium percarbonate)이 1 : 1의 중량비로 혼합된 혼합산화제를 시료에 농도별로 주입하는 실험을 실시하였다.Since the COD can not be efficiently eliminated by the single reaction of the flocculant, the concentration of sodium persulfate and sodium percarbonate after the aeration process of Example 2 is reduced to 1: 1 By weight of the mixed oxidizing agent was injected into the sample by concentration.
그 결과를 도 5 및 6에 도시하였다. 에탄올아민이 함유된 원자력발전소 2차 계통 CPP 재생폐수인 COD가 290 ppm인 시료를 확산포기시스템(diffused aeration system)으로 폭기공정함으로써 COD를 150 ppm까지 감소시켰고, 혼합산화제를 3,000 ppm 주입하여 폐수의 COD를 20 ppm까지 감소시켰다. 제거율은 폭기공정 후의 COD 농도인 150 ppm을 기준으로 계산할 경우, 혼합산화제 3,000 ppm 이상 주입시 COD를 90 % 이상 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 도 7에서는 폭기 및 과산화물에 의한 COD의 영향에 대하여 도시하였다. 폭기로 48.2 %의 COD가 제거되었으며, 다음 단계로 과산화물의 주입으로 총 90 % 이상의 COD가 제거되었다.The results are shown in Figs. 5 and 6. Fig. Ethanolamine-containing Nuclear Power Plant Secondary System A sample with a COD of 290 ppm, a CPP regeneration wastewater, was aerated with a diffused aeration system to reduce the COD to 150 ppm and the mixed oxidant was injected at 3,000 ppm, COD was reduced to 20 ppm. The COD removal rate of more than 3,000 ppm can reduce the COD by more than 90% when the COD concentration after the aeration process is 150 ppm. FIG. 7 shows the effect of COD due to aeration and peroxide. 48.2% of COD was removed by aeration, and more than 90% of COD was removed by the injection of peroxide as the next step.
따라서, 폐수를 pH 11.0으로 상승시켜 NH4 + 이온을 NH3로 전환하고 확산포기시스템(diffused aeration system)을 이용한 폭기공정을 실시하여 NH3를 제거한 다음, 여기에 과산화제를 첨가하여 COD 유발 물질을 제거하고 응집제, 음이온성 폴리아크릴아마이드를 이용하여 탁도를 완전히 제거한 후 활성탄 탑을 통과시켜 방출하는 것이 COD를 감소시키기 위한 최적의 공정으로 최적의 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다.Therefore, the wastewater is raised to pH 11.0 to convert the NH 4 + ions to NH 3 , an aeration process using a diffused aeration system is performed to remove NH 3, and then a peroxidizing agent is added thereto, Was removed and the coagulant and the anionic polyacrylamide were used to completely remove the turbidity and then discharged through the activated carbon tower, which proved to be the optimum process for reducing the COD.
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.
Having described specific portions of the present invention in detail, it will be apparent to those skilled in the art that this specific description is only a preferred embodiment and that the scope of the present invention is not limited thereby. It will be obvious. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
Claims (7)
확산포기시스템(diffused aeration system)을 이용하여 폭기공정하는 제2공정;
산화제를 첨가하여 산화시키는 제3공정;
응집제를 첨가하여 응집 및 침전시키는 제4공정; 및
여과하여 얻은 상등수를 활성탄에 통과시키는 제5공정;을 포함하는 에탄올아민이 함유된 원자력발전소 2차 계통 폐수 처리 공정.
A first step of adjusting the pH of the secondary system wastewater of the nuclear power plant containing ethanolamine (ETA) to 10 to 12;
A second step of aerating by using a diffused aeration system;
A third step of oxidizing by adding an oxidizing agent;
A fourth step of coagulating and precipitating by adding a flocculant; And
And a fifth step of passing the supernatant obtained by filtration through the activated carbon, and a second system wastewater treatment process of the nuclear power plant containing ethanolamine.
상기 제1공정은 2차 계통 폐수에 알칼리제를 첨가하여 pH를 조절하는 것을 특징으로 하는 에탄올아민이 함유된 원자력발전소 2차 계통 폐수 처리 공정.
The method according to claim 1,
Wherein the first step is to add an alkaline agent to the second system wastewater to adjust the pH of the second system wastewater.
상기 알칼리제는 수산화 나트륨(NaOH), 무수탄산 나트륨(Na2CO3), 수산화 칼슘(Ca(OH)2), 수산화 칼륨(KOH) 및 인산 나트륨(Na3PO4)을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상인 것을 특징으로 하는 에탄올아민이 함유된 원자력발전소 2차 계통 폐수 처리 공정.
3. The method of claim 2,
The alkaline agent is selected from the group comprising a sodium hydroxide (NaOH), anhydrous sodium carbonate (Na 2 CO 3), calcium hydroxide (Ca (OH) 2), potassium hydroxide (KOH) and sodium phosphate (Na 3 PO 4) 1 or more of ethanolamine-containing waste water.
상기 제3공정에서 산화제는 과황산나트륨(sodium persulfate), 과탄산나트륨(sodium percarbonate), 과붕산나트륨(sodium perborate) 및 과황산암모늄(ammonium persulfate)을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상인 것을 특징으로 하는 에탄올아민이 함유된 원자력발전소 2차 계통 폐수 처리 공정.
The method according to claim 1,
In the third step, the oxidizing agent is at least one selected from the group consisting of sodium persulfate, sodium percarbonate, sodium perborate and ammonium persulfate. Amine - Containing Nuclear Power Plant Secondary System Wastewater Treatment Process.
상기 산화제는 과황산나트륨과 과탄산나트륨이 1 : 1 내지 3 : 1의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 에탄올아민이 함유된 원자력발전소 2차 계통 폐수 처리 공정.
5. The method of claim 4,
Wherein the oxidant is a mixture of sodium persulfate and sodium percarbonate in a weight ratio of 1: 1 to 3: 1.
상기 제4공정에서 응집제는 Mg/Fe 복합응집제인 것을 특징으로 하는 에탄올아민이 함유된 원자력발전소 2차 계통 폐수 처리 공정.
The method according to claim 1,
Wherein the coagulant in the fourth step is a Mg / Fe complex coagulant.
상기 제4공정은 응집제를 첨가하고 음이온성 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide)를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 에탄올아민이 함유된 원자력발전소 2차 계통 폐수 처리 공정.
The method according to claim 1,
Wherein the fourth step comprises adding an anionic polyacrylamide and a coagulant to the second system wastewater treatment process of the nuclear power plant containing ethanolamine.
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