KR20150079068A - 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템에 관한 것으로, 생물학적 처리(Bio Treatment Unit) 공법과 RO(Reverse Osmosis) 공법 및 이온 교환 수지(Ion Exchange Resin) 공법을 적용하여 자체 독성 및 난분해성 유기물인 아크릴로니트릴(AN : Acrilo Nitril) 폐수를 처리하여 공업용수로 재이용함과 동시에 냉각수 보충수로 재사용할 수 있는 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템을 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 구성은, 폐수의 재이용 시스템에 있어서, pH가 조절된 아크릴로니트릴 폐수 원수를 처리하는 생물학적 처리장치(Bio Treatment Unit); 상기 생물학적 처리장치에서 아크릴로니트릴 및 일부 오염물질이 제거 및 처리된 처리수를 역삼투압에 의해 처리하는 RO(Reverse Osmosis) 시설; 및 상기 RO 시설을 통하여 처리된 폐수의 잔량의 불순물을 제거하여 재이용수로 생산을 위한 강산성 이온 교환 수지(Ion Exchange Resin) 시설; 를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템{Recycle system of Acrilo Nitril waste water}
본 발명은 폐수의 재이용 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자체 독성 및 난분해성 유기물인 아크릴로니트릴(AN : Acrilo Nitril) 폐수를 처리하여 공업용수로 재이용할 수 있는 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 아크릴로니트릴(AN ;Acrilo Nitril)은 중요한 유기화학공업 원료로서, 전세계적으로 다량으로 제조되는 화학 약품의 하나이며, 합성섬유, 합성고무, 합성수지 등 고분자 화합물에 사용된다.
이러한 아크릴로니트릴은 프로필렌, 산소 및 암모니아에 촉매로서 비스무트포스포모리브데이트 또는 우라늄 베이스의 화합물 중 하나를 이용하여 제조된다.
여기서, 아크릴로니트릴은 아크릴 섬유, 아크릴계 섬유, 부타디엔 아크릴로니트릴 고무(NBR), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌수지(ABS), 스티렌-아크릴로니트릴 수지(SAN), 아크릴로니트릴-스티렌 코폴리머, 니트릴 고무, 면의 시아노에틸화 및 합성토양 블록을 포함하는 다양한 용도를 갖는다.
한편, 아크릴로니트릴은 흡입에 의해 독성을 나타내는 등 발암물질의 하나로 알려져있다.
이로 인해, 대한민국 환경부는 2012년 인체 및 수생태계에 위해를 줄 우려가 높은 특정 수질 유해물질 등 7종에 대한 배출 허용기준을 2102년에 추가로 발표하였으며, 추가로 발표된 유해물질 중 하나가 아크로니트릴이다.
한편, 아크릴로니트릴을 사용하는 아크릴로니트릴 플랜트는 유기 화합물 및 암모니아 등을 함유하는 대량의 아크릴로니트릴 폐수를 발생시킨다.
상술한 바와 같이, 발생된 아크릴로니트릴 폐수를 처리 및 폐기하는 방법으로는 가열 또는 촉매에 의한 소각, 바이오 처리, 습식 산화, 환원 및 깊은 우물 폐기법(Deepwelling) 등이 있다.
현재, 미국에서 아크릴로니트릴 플랜트로부터 발생되는 폐수를 처리하는 방법 중 아크릴로니트릴 폐수에 저레벨의 오염물질이 포함되는 경우, 깊은 우물 폐기업을 적용하여 아크릴로니트릴 폐수를 폐기하고, 아크릴로니트릴 폐수에 고레벨의 오염물질 및 불순물이 포함되는 경우, 아크릴로니트릴 폐수를 소각 공법에 의해 소각하여 폐기하고 있다.
이렇게 아크릴로니트릴 플랜트에서 발생되는 아크릴로니트릴 폐수의 경우, 업계에서는 통상 우물 폐기법 또는 소각 공법 등의 처리방법을 통하여 처리하고 있으나, 상술한 바와 같은 방법을 통하여 아크릴로니트릴에서 발생되는 폐수의 처리 시에도 인체 및 수생태계 등의 환경에 영향을 끼칠 수 있어 아크릴로니트릴 폐수를 안전한 방법으로 처리한다는 인식을 주기에는 어렵다는 문제점이 있었다.
이로 인해, 보다 안전한 방법으로 아크릴로니트릴 폐수를 처리하는 방법이 시급히 요구되고 있는 실정이며, 인체 및 수생태계 등의 환경에 영향을 발생시키지 않은 아크릴로니트릴 폐수의 처리방법이 계속적으로 연구되고 있는 실정이다.
이러한 아크릴로니트릴 폐수는 자체 독성 및 난분해성 유기물이기 때문에 아크릴로니트릴 플랜트로부터 발생되는 대부분의 아크릴로니트릴 폐수는 폐기 및 소각을 통하여 처리함으로써 폐수 처리 및 재이용에 한계가 있어 아크릴로니트릴 폐수를 재처리 및 재이용하기 위한 방법이 요구되고 있는 실정이다.
한편, 아크릴로니트릴 폐수를 처리하기 위하여 아크릴로니트릴 플랜트에서 발생되는 아크릴로니트릴 폐수를 바이오(Bio) 처리공법으로 처리하는 방법이 검토되고 있으나, 난분해성 COD(Chemical Oxygen Demand)가 높아 미생물 처리가 어려워 폐수의 처리가 용이하지 않으며, 질산화 미생물의 성장을 저해하여 아크릴로니트릴 폐수를 질산화하는데 한계가 있으며, 폐수를 바이오 처리공법으로 처리 시 비용이 증대되고, 폐수에 포함되는 각종 불순물의 제거가 충분하지 못하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 생물학적 처리(Bio Treatment Unit) 공법과 RO(Reverse Osmosis) 공법 및 이온 교환 수지(Ion Exchange Resin) 공법을 적용하여 자체 독성 및 난분해성 유기물인 아크릴로니트릴(AN : Acrilo Nitril) 폐수를 처리하여 공업용수로 재이용함과 동시에 냉각수 보충수로 재사용할 수 있는 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 폐수의 재이용 시스템에 있어서, pH가 조절된 아크릴로니트릴 폐수 원수를 처리하는 생물학적 처리장치(Bio Treatment Unit); 상기 생물학적 처리장치에서 아크릴로니트릴 및 일부 오염물질이 제거 및 처리된 처리수를 역삼투압에 의해 처리하는 RO(Reverse Osmosis) 시설; 및 상기 RO 시설을 통하여 처리된 폐수의 잔량의 불순물을 제거하여 재이용수로 생산을 위한 강산성 이온 교환 수지(Ion Exchange Resin) 시설; 를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 생물학적 처리장치는 표준 활성 오니 공법으로서, 폭기조를 통하여 공급되는 아크릴로니트릴 폐수 원수에 질산화 작용(Nitrification)과 아크릴로니트릴 제거, 생화학적 산소 요구량(BOD) 제거(Removal of BOD), 화학적 산소 요구량(COD) 제거(Removal of COD) 및 RO(Reverse Osmosis) 시설을 위한 고액 분리(Solid Liquid Separation)를 수행하고, 폐수의 특성 상 활성오니 슬러지의 활성 문제 및 RO 시설을 통한 후단 공정의 RO 막 보호를 위한 MBR(Membrane Bio Reactor) 시설을 포함하는 구성으로 이루어진다.
이때, MBR 시설에 처리된 처리수를 흡입 및 이송하기 위한 MF 흡입 펌프와, 미생물이 번식하여 RO 막에 부착(Fouling) 현상을 방지하기 위하여 치아염소산나트륨(NaOCl)을 공급하는 치아염소산나트륨(NaOCl) 저장 탱크와, 활성오니 슬러지의 반송을 위한 이송장치 및 여과수(MF Filtered Water) 탱크를 포함하는 구성으로 이루어진다.
그리고, RO 시설은 생물학적 처리장치의 MBR 시설에서 처리된 처리수에 잔존하는 질소(N) 성분 및 유기물을 제거하기 위한 제1 RO 유닛 및 제1 RO 유닛에서 발생되는 농축수를 재농축하기 위한 제2 RO 유닛을 포함하여 구성되고, 제2 RO 유닛에서 오염물질이 제거된 처리수가 제1 RO 유닛의 보충수로 공급되어 MBR 시설에서 처리된 처리수와 함께 제1 RO 유닛에서 처리되며, 제2 RO 유닛에서 재농축되어 오염물질의 농도가 높아진 고농도 폐수는 소각처리된다.
여기서, 제1 RO 유닛에 RO 보완 여과기를 통하여 아크릴로니트릴 폐수 원수가 제1 RO 고압 펌프로로 이송 시 제1 RO 유닛 내에 잔류 염소에 의한 산화를 방지하기 위하여 환원제(SBS : Sodium Meta BiSulfite)를 공급하는 환원제(SBS : Sodium Meta BiSulfite) 저장 탱크가 연결설치되고, 제2 RO 유닛에서 오염물질이 제거된 생산수가 여과수 탱크로 이송처리된다.
그리고, 강산성 이온 교환 수지 시설은 RO 시설을 통하여 생산되는 폐수에서 냉각수 보충수로 사용하기 위하여 잔량의 총 질소(T-N) 및 유, 무기 화합물을 제거하기 위하여 강산성 양이온 수지(Strong Cation Ion Exchange)가 구비되며, 이온 교환 수지의 재생을 위하여 이온 교환 수지 자동재생 시설을 포함하는 구성으로 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 생물학적 처리(Bio Treatment Unit) 공법 및 RO(Reverse Osmosis) 공법으로 아크릴로니트릴 폐수 처리를 완료한 후 이온 교환 수지(Ion Exchange Resin) 공법을 통하여 재처리함으로써 독성이 높은 아크릴로니트릴 폐수를 공업용수로의 재이용이 가능함과 동시에 냉각수 보충수로의 재사용이 가능하며, 아크릴로니트릴 폐수 내의 유기 성분 및 기타 불순물의 완전한 제거가 가능하고, 기존의 우물 폐기법 또는 소각 공법 등을 통하여 아크릴로니트릴 폐수의 처리보다 환경적인 측면에서 매우 우수하고, 바이오 처리공법 보다 경제적인다는 등의 효과를 거둘 수 있다.
또한, 본 발명은, 아크릴로니트릴 폐수를 처리하여 공업용수로 재사용함으로써 냉각수 농축배수 상승의 제한요소인 염소(Cl)의 농도를 저하시켜 농축배수 상승이 가능하여 농축배수 상승으로 인한 감압률(Blow Down Rate)을 감소시킬 수 있어 기존 공업용수의 사용량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 감압률의 감소로 인해 화학물질의 사용량을 감소시킬 수 있고, 아크릴로니트릴 폐수의 pH를 저하시켜 재사용함으로써 황산(H2SO4)의 사용량을 감소시킬 수 있다는 등의 효과를 거둘 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도.
이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시한 것이며, 그 기술적인 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명에 의한 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템(1)은 생물학적 처리장치(Bio Treatment Unit : 30)와 RO(Reverse Osmosis) 시설(40) 및 강산성 이온 교환 수지(Ion Exchange Resin) 시설(50)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
그리고, EQ 탱크(Equlization : 10)와 pH조절(Adjustment) 탱크(20)와 MBR 시설(Membrane Bio Reactor : 35)과 여과수(MF Filtered Water) 탱크(38) 및 재이용수(Recycle Water) 탱크(60)를 더 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 EQ(Equlization) 탱크(10)는 아크릴로니트릴 플랜트(미도시) 등으로부터 아크릴로니트릴 폐수 원수를 공급받고, 공급받은 아크릴로니트릴 폐수 원수를 저장하고, 저장된 아크릴로니트릴 폐수 원수의 유량, 상도 및 산소 요구량을 조절하여 균등화하기 위한 균등조로서, 아크릴로니트릴 폐수 원수에 포함되는 암모니아(NH3)를 제거하기 위한 것이다.
이를 위하여 상기 EQ 탱크(10)는 에어 블로우(Air Blower : 3)에 연결되고, 상기 에어 블로우(3)에 의해 공급되는 공기가 제공된다. 즉, 상기 EQ 탱크(10) 내에는 공급되는 아크릴로니트릴 폐수 원수에 공기를 불어 넣어 아크릴로니트릴 폐수 원수 내의 산소를 증가시킴과 동시에 산소의 온도를 일정하기 유지시키고, 아크릴로니트릴 폐수 원수에서 배출되기 어려운 과잉의 유해한 이산화탄소 또는 질소 등을 제거하기 위하여 에어 블로우(3)에 연결설치된다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 EQ 탱크(10)로 공급되는 아크릴로니트릴 폐수 원수의 높은 pH를 이용하여 아크릴로니트릴 폐수 원수에 함유된 최소한의 암모니아(NH3) 제거가 가능하다.
한편, 상기 EQ 탱크(10)에는 아크릴로니트릴 폐수 원수의 유입량을 감시하기 위한 유량계(Flow Meter : 미도시) 및 아크릴로니트릴 폐수 원수의 유입에 따른 공기압의 신호에 의해 작동하여 아크릴로니트릴 폐수 원수의 공급량을 조절하기 위한 공기압식 밸브(Pneumatic Valve : 미도시)가 구비된다.
또한, 상기 EQ 탱크(10) 내에는 아크릴로니트릴 폐수 원수와 공기를 혼합하기 위한 교반기(Agitator : 11)가 구비된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 EQ 탱크(10)로 유입되는 아크릴로니트릴 폐수 원수의 유량 및 공급량을 감시 및 제어하기 위하여 유량계 및 공기압식 밸브가 구비되어 있으나, 상기 EQ 탱크(10)로 유입되는 아크릴로니트릴 폐수 원수의 유량 및 공급량을 감시 및 제어하기 용이하다면 기타 다양한 센서가 구비되는 것도 가능하다.
상기 pH조절(Adjustment) 탱크(20)는 상기 EQ 탱크(10)를 통과하여 공급되는 아크릴로니트릴 폐수 원수의 pH를 조절한다.
즉, 상기 pH조절 탱크(20)는 아크릴로니트릴 폐수 원수의 수소 이온 농도 지수인 pH를 후술하는 생물학적 처리장치(Bio Treatment Unit : 30)의 조건에 적합하도록 조절 및 조정한다.
여기서, 상기 EQ 탱크(10)를 통하여 pH조절 탱크(20)로 공급 및 유입되는 아크릴로니트릴 폐수 원수는 10 내지 11의 높은 pH를 갖으며, 상기 pH조절 탱크(20)를 통하여 7 내지 8의 pH로 조절 및 조정한다.
이를 위하여 상기 pH조절 탱크(20) 내에는 산 혼합(Acid Mixing) 탱크(21)가 구비되고, 상기 산 혼합 탱크(21)에는 황산(H2SO4)이 공급된다. 즉, 상기 아크릴로니트릴 폐수 원소의 높은 pH를 생물학적 처리장치(Bio Treatment Unit : 30)의 조건에 적합하도록 조절하기 위하여 상기 pH조절 탱크(20) 내의 선단부에는 산 혼합 탱크(21)가 구비되고, 상기 산 혼합 탱크(21)에는 황산(H2SO4)이 공급된다.
이를 위하여, 상기 pH조절 탱크(20)의 일측에 황산(H2SO4) 저장 탱크(미도시)가 연결구비되는 것이 바람직하며, 상기 황산 저장 탱크에서 산 혼합 탱크(21)로 황산(H2SO4)이 공급된다.
이때, 상기 pH조절 탱크(20)로 공급되는 황산(H2SO4)의 사용량은 98%로 이루어지고, 황산(H2SO4)의 투입량은 300 내지 700ppm으로 이루어지나, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 상기 pH조절 탱크(20)에는 공급되는 아크릴로니트릴 폐수 원수와 황산(H2SO4)의 교반 효율을 높이기 위하여 교반기(Agitator : 25) 및 pH 분석기(Analyzer : 미도시)가 더 구비되는 것이 바람직하며, 자동비례제어방식(PID : Proportional Integral Differential)에 의해 상기 황산 저장 탱크로부터 산 혼합 탱크(21)로 황산(H2SO4)을 공급하는 펌프(도번 미도시)가 제어 및 조절되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 pH조절 탱크(20)는 에어 블로우(Air Blower : 3)에 연결설치되고, 상기 에어 블로우(3)에 의해 공급되는 공기가 제공된다. 이때, 상기 에어 블로우(3)는 상기 EQ 탱크(10)에 연결되는 에어 블로우(3)에 연결되어 분기형성되는 것이 바람직하나, 별도로 구비되는 것도 가능하다.
상기한 바와 같이, 상기 pH조절 탱크(20)에서 아크릴로니트릴 폐수 원수의 pH를 7 내지 8로 조절 및 조정하여 미생물을 활성화하기 위한 최적의 상태로 조정함으로써 생물학적 처리장치(30)에서 아크릴로니트릴 폐수 원수에 미생물의 활성화가 용이하다.
상기 생물학적 처리장치(Bio Treatment Unit : 30)는 상기 pH조절 탱크(20)에서 pH가 조절된 아크릴로니트릴 폐수 원수를 표준 활성 오니 공법으로 처리하기 위한 것으로서, 무산소조(Anoxic Tank : 31)와 폭기조(Aeration Tank : 33)와 MBR(Membrane Bio Reactor : 35) 시설 및 여과수(MF Filtered Water : 38) 탱크를 포함하여 구성된다.
상기 무산소조(Anoxic Tank : 31)는 상기 pH조절 탱크(20)를 통하여 공급되는 pH가 조절된 아크릴로니트릴 폐수 원수를 탈질화한다. 즉, 상기 무산소조(31)는 상기 pH조절 탱크(20)를 통하여 공급되되, 미생물을 활성화하기 위한 최적의 상태로 pH가 조절 및 조정된 아크릴로니트릴 폐수 원수를 탈질화(Denitrification)시킨다.
이를 위하여 상기 무산소조(31)의 일측에 메탄올(Methanol) 저장 탱크(미도시)가 구비되는 것이 바람직하고, 상기 메탄올 저장 탱크에서 공급되는 메탄올에 의하여 아크릴로니트릴 폐수 원수를 질산화시킨다. 즉, 상기 무산소조(31)에 메탄올 저장 탱크가 구비되고, 상기 메탄올 저장 탱크에서 미생물의 활성도 감소 시 메탄올을 공급하여 아크릴로니트릴 폐수 원수를 질산화시킨다.
또한, 상기 무산소조(31)에는 혼합기(Mixer : 미도시)가 구비된다.
상기 폭기조(Aeration Tank : 33)는 상기 무산소조(31)를 통하여 공급되는 아크릴로니트릴 폐수 원수가 활성 오니와 혼입되어 산소를 공급받아 하수처리된다.
여기서, 상기 폭기조(33)는 에어 블로우(Air Blower : 3)가 분기되어 연결설치되고, 상기 에어 블로우(3)에 의해 공급되는 공기가 제공된다. 이때, 상기 에어 블로우(3)는 상기 EQ 탱크(10)에 연결되는 에어 블로우(3)에 연결되어 분기형성되는 것이 바람직하나, 별도로 구비되는 것도 가능하다.
그리고, 상기 폭기조(33)의 내부에는 교반기(Agitator : 33a)가 구비된다.
한편, 상기 MBR(Membrane Bio Reactor) 시설(35)은 아크릴로니트릴 폐수의 특성 상 활성오니 슬러지의 침강성 문제 및 후술하는 RO 시설(40)을 통한 후단 공정인 RO 막 보호를 위한 것으로서, 상기 폭기조(33)를 통하여 공급되는 아크릴로니트릴 폐수 원수에 질산화 작용(Nitrification)과 아크릴로니트릴(AN) 제거, 생화학적 산소 요구량(BOD) 제거(Removal of BOD), 화학적 산소 요구량(COD) 제거(Removal of COD) 및 후술하는 RO(Reverse Osmosis) 시설(40)을 위한 고액 분리(Solid Liquid Separation)를 수행한다.
여기서, 상기 아크릴로니트릴 폐수(AN)의 난분해성 COD 및 일부 독성으로 인하여 오니의 침강성이 좋지 않아 고액 분리 목적 및 후단 공정인 RO(Reverse Osmosis) 시설(40)의 막(membrane) 보호를 위하여 SDI15 (Silt Density Index)를 3이하로 처리하기 위하여 MBR 시설(35)이 도입된다.
상기한 바와 같이, 상기 폭기조(33)의 후단에 구비되어 고액 분리(Solid Liquid Separation)를 수행하기 위한 MBR 시설(35)이 구비됨으로써 후술하는 RO(Reverse Osmosis) 시설(40)의 부착물(Fouling)을 최소화함과 동시에 설치 부지를 최소화할 수 있다.
한편, 상기 MBR 시설(35)은 일측에 소포제(Antifoam) 저장 탱크(미도시)가 구비되고, 상기 소포제 저장 탱크를 통하여 소포제가 상기 MBR 시설(35)로 공급된다.
상기한 바와 같이, 상기 소포제 저장 탱크를 통하여 소포제가 MBR 시설(35)로 공급됨으로써 상기 MBR 시설(35) 내에서 미생물의 배양 시 생성되는 거품이 억제 및 제거된다.
여기서, 상기 MBR 시설(35)에 슬러지 반송 펌프(미도시)가 연결되어 MBR 시설(35)을 통하여 생성되는 슬러지를 다시 무산소조(31) 및 폭기조(33)로 반송한다.
이렇게 상기 무산소조(31) 및 폭기조(33)로 반송되는 슬러지는 다시 무산소조(31) 및 폭기조(33)를 통하여 처리된 후 다시 MBR 시설(35)로 공급되는 과정을 반복한다.
한편, 상기 MBR 시설(35)은 에어 블로우(Air Blower : 3)가 연결되어 설치되고, 상기 에어 블로우(3)에 의해 공급되는 공기가 제공된다. 이때, 상기 에어 블로우(3)는 상기 EQ 탱크(10)에 연결되는 에어 블로우(3)에 연결되어 분기형성되는 것이 바람직하나, 별도로 구비되는 것도 가능하다.
상기한 바와 같이, 상기 아크릴로니트릴 폐수 원수가 MBR 시설(35)로 공급 및 유입되어 처리됨으로써 활성 미생물에 의해 대부분의 유기질소(Organic-N)의 재이용을 위하여 설치된 설비에서 반응이 가능한 질소(N) 형태로 전환되고, 아크릴로니트릴 폐수 원수 중의 클로로아세토페논(CN) 및 아크릴로니트릴(AN)이 활성미생물에 의해 제거된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 MBR 시설(35)이 하나로 구비되어 있으나, 상기 MBR(35) 시설이 2개 이상 다수개로 구비되어 상기한 바와 같이 동작하도록 이루어지는 것도 가능하다.
상기 여과수(MF Filtered Water) 탱크(38)는 상기 MBR 시설(35)을 통하여 공급되는 아크릴로니트릴 폐수 원수를 처리한다.
여기서, 상기 여과수 탱크(38)는 치아염소산나트륨(NaOCl) 저장 탱크(38a)가 연결설치되고, 상기 치아염소산나트륨 저장 탱크(38a)를 통하여 여과수 탱크(38) 내로 치아염소산나트륨(NaOCl)이 공급된다.
이렇게 상기 치아염소산나트륨 저장 탱크(38a)를 통하여 MBR 시설(35)에서 여과수 탱크(38)로 공급되는 처리수에 미생물이 번식하여 RO 막의 부착(Fouling) 현상을 방지하기 위하여 치아염소산나트륨(NaOCl)을 공급함으로써 RO 막의 부착(Fouling) 현상을 방지함과 동시에 아크릴로니트릴 폐수 원수에서 미생물의 번식을 방지할 수 있다.
이때, 상기 여과수 탱크(38)로 공급되는 치아염소산나트륨(NaOCl)은 최소한으로 공급하여 후술하는 RO 시설(40)에서의 부착물(Fouling)을 최소화한다.
상기한 바와 같이, 상기 여과수 탱크(38)로 공급 및 유입되어 처리된 아크릴로니트릴 폐수 원수에 포함되는 아크릴로니트릴 폐수를 다시 MBR 시설(35)로 공급 및 유입시키기 위하여 상기 여과수 탱크(38)의 일측에 EFM(Enhanced Flux Maintenance) 펌프(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.
이렇게 상기 MBR 시설(35)로 다시 공급되어 처리되는 아크릴로니트릴 폐수는 MBR 시설(35)에서 처리된 후 다시 여과수 탱크(38)로 공급되는 과정을 반복한다.
여기서, 상기 EFM(Enhanced Flux Maintenance) 펌프를 통하여 다시 MBR 시설(35)로 반송되는 아크릴로니트릴 폐수에 다시 치아염소산나트륨 저장 탱크(38a)를 통하여 치아염소산나트륨(NaOCl)이 공급되어 아크릴로니트릴 폐수에서 미생물의 번식을 방지한다.
한편, 상기 여과수 탱크(38)의 선단에는 상기 MBR 시설(35)에서 처리된 아크릴로니트릴 폐수 원수를 여과수 탱크(38)로 흡입 및 이송하기 위한 MF 흡입 펌프(38c)가 각각 구비되고, 상기 각 MF 흡입 펌프(38c)를 통하여 MBR 시설(35)에서 처리된 아크릴로니트릴 폐수 원수가 여과수 탱크(38)로 이송 및 공급된다.
상기 RO(Reverse Osmosis) 시설(40)은 상기 생물학적 처리장치(30)에서 아크릴로니트릴 및 일부 오염물질이 제거처리된 처리수를 역삼투압에 의해 처리하기 위한 것으로서, 제1 RO 유닛(40a)과 제2 RO 유닛(40b)을 포함하여 구성된다.
상기 제1 RO 유닛(40a)은 생물학적 처리장치(30)의 MBR 시설(35)에서 제거되지 않고 처리수에 잔류하는 질소(N) 성분 및 유기물을 제거하기 위한 것이다.
이를 위하여 상기 제1 RO 유닛(40a)은 상기 MBR 시설(35)에서 제거되지 않은 총 질소(T-N : Total Nitrogen)를 제거하여 방류 기준을 확보하고, 상기 생물학적 처리장치(30)를 통하여 아크로니트릴 폐수 원수를 처리한 후 처리된 재이용수를 이용하기 위한 공정으로 이송하는 것으로서, 방류 기준 확보 및 공업용수로의 재이용을 위하여 후술하는 강이온 교환 수지 시설(Ion Exchange Resin : 50)의 전처리 설비로 활용된다.
여기서, 상기 제1 RO 유닛(40a)을 통하여 처리된 재이용수는 직접 방류 또는 재이용을 위하여 그 후단에 구비되는 RO 침투(Permeate) 탱크(45)로 공급되고, 제1 RO 유닛(40a)을 통하여 농축된 아크릴로니트릴 폐수는 추가로 농축하여 소각 폐수의 양을 최소화하기 위하여 제2 RO 유닛(40b)으로 공급 및 이송된다.
이를 위하여 상기 제1 RO 유닛(40a)은 그 선단에 상기 여과수 탱크(38)의 아크릴로니트릴 폐수 원수를 제1 RO 유닛(40a)으로 이송 및 공급하기 위한 제1 RO 이송 펌프(41a)가 구비되고, 상기 제1 RO 이송 펌프(41a)를 보호하기 위하여 그 후단에 RO 보완 여과기(Safety Filter : 41b)가 구비되며, 상기 RO 보완 여과기(41b)의 후단에 제1 RO 고압(High Pressure) 펌프(41c)가 구비된다.
여기서, 상기 RO 보완 여과기(41b)를 통하여 아크릴로니트릴 폐수 원수를 제1 RO 고압 펌프(41c)로 이송 시 상기 아크릴로니트릴 폐수 원수의 잔류 염소에 의한 산화를 방지하기 위하여 환원제(SBS : Sodium Meta BiSulfite)를 공급하는 환원제(SBS : Sodium Meta BiSulfite) 저장 탱크(미도시)가 연결설치되는 것이 바람직하다.
상기 제2 RO 유닛(40b)은 제1 RO 유닛(40a)을 통하여 공급되는 농축수를 소각을 위하여 재농축하여 양을 최소화하기 위한 것으로서,
제2 RO 유닛(40b)를 통하여 오염물질이 제거된 처리수는 여과수 탱크(38)를 통하여 다시 제1 RO 유닛(40a)의 보충수로 공급되어 MBR 시설(35)에서 처리된 처리수와 함께 다시 처리되는 등 재순환 및 재처리되고, 제2 RO 유닛(40b)에서 재농축되어 오염물질의 농도가 높아진 고농도 폐수는 후술하는 폐수 소각로(WWI : Waste Water Incinerator : 70)로 공급하여 소각처리한다.
이를 위하여 상기 제2 RO 유닛(40b)은 그 선단에 상기 제1 RO 유닛(40a)을 통하여 처리되어 농축된 후 다시 추가로 농축된 아크릴로니트릴 폐수가 이송 및 공급되어 저장되기 위한 제2 RO 이송 탱크(42a)가 구비되고, 상기 제2 RO 이송 탱크(42a)의 후단에는 제2 RO 이송 탱크(42a) 내에 저장되는 농축된 아크릴로니트릴 폐수를 제2 RO 유닛(40b)으로 이송 및 공급하기 위한 제2 RO 이송 펌프(미도시)가 구비되는 것이 바람직하고, 상기 제2 RO 이송 펌프의 후단에 제2 RO 고압(High Pressure) 펌프(42c)가 구비된다.
여기서, 상기 제2 RO 유닛(40b)에서 재농축된 아크릴로니트릴 폐수 중 일부는 여과수 탱크(38)로 반송되어 공급되고, 상기 여과수 탱크(38)로 공급된 아크릴로니트릴 폐수는 다시 제1 RO 유닛(40a)을 통과한 후 제2 RO 유닛(40b)으로 공급되는 등 상기한 공정을 반복한다.
상기 강산성 이온 교환 수지(Ion Exchange Resin) 시설(50)은 상기 RO 시설(40)에서 오염물질이 제거되어 폐수처리가 완료된 처리수를 냉각탑 보충수로 공업용수를 대체하여 재이용하기 위하여 냉각수 계통에서 부식 및 미생물에 의한 장애를 유발하는 요인인 잔량의 질소(N) 및 유기물을 추가적으로 제거하기 위한 것으로서, RO 시설(40)을 통하여 생산되는 폐수에서 냉각수 보충수로 사용하기 위해 잔량의 총 질소(T-N) 및 유, 무기 화합물을 제거한다.
이를 위하여 상기 강산성 이온 교환 수지 시설(50)은 강산성 양이온 수지(Strong Acid Cation Resin)를 이용한다.
여기서, 상기 강산성 이온 교환 수지 시설(50)은 강 양이온 필터(Strong Cation Filter)가 구비되는 이온 교환 수지 자동재생 시설(Strong Acid Cation Resin Tower : 50a, 50b)이 적어도 하나 이상 다수개로 구비되고, 상기 어느 한 이온 교환 수지 자동재생 시설(50a)을 통과한 재이용수를 다른 한 이온 교환 수지 자동재생 시설(50b)으로 이송 및 공급하는 등 제1 RO 유닛(40a)을 통하여 이송 및 공급되는 재이용수가 이온 교환 수지 자동재생 시설(50a, 50b)을 반복적으로 순환된다.
상기한 바와 같이, 상기 이온 교환 수지 자동재생 시설(50a, 50b)이 구비됨으로써 제1 RO 유닛(40a)를 통하여 공급 및 유입되는 재이용수에 포함되는 암모니아(NH3) 및 질산염(NO3)에서 총 질소(T-N : Total Nitrogen)를 제거하고, 유기 화합물(Organic compound) 및 무기 화합물(Inorganic compound)을 제거하여 재이용수의 수질을 확보할 수 있다.
이를 위하여 상기 강산성 이온 교환 수지 시설(50)은 그 선단에 제1 RO 유닛(40a)을 통하여 RO 침투 탱크(45)로 공급되는 재이용수를 강산성 이온 교환 수지 시설(50)로 이송 및 공급하기 위한 강산성 양이온 이송 펌프(53)가 구비되고, 상기 강산성 양이온 이송 펌프(53)를 통하여 이온 교환 수지 자동재생 시설(50a, 50b)로 이송 및 공급된 재이용수에 황산(H2SO4)을 공급하기 위한 황산(H2SO4) 저장 탱크(55)가 그 일측에 구비된다.
이렇게 상기 강산성 이온 교환 수지 시설(50)를 통하여 처리된 재이용수 중 아크릴로니트릴 폐수는 폐수 소각로(WWI : Waste Water Incinerator : 70) 및 폐수 처리로(WWT : Waste Water Treatment : 80)로 공급되고, 재이용수는 후술하는 재이용수(Recycle Water : 60) 탱크로 공급 및 유입된다.
상기 재이용수(Recycle Water) 탱크(60)는 상기 강산성 이온 교환 수지 시설(50)를 통하여 처리된 재이용수가 공급 및 유입된다.
여기서, 상기 재이용수 탱크(60)에 수산화나트륨(NaOH) 및 황산(H2SO4)이 공급된다.
이렇게 상기 재이용수 탱크(60)로 공급 및 유입된 재이용수는 그 일측에 구비되는 역세정(Backwash)/세정(Rinse) 펌프(미도시)를 통하여 이온 교환 수지 자동재생 시설(50a, 50b)으로 반송 및 이송되어 재이용수의 전체적인 발란스가 조절된 후 재이용수 이송 펌프(63)를 통하여 이송시켜 공업용수 재이용함과 동시에 냉각수 보충수로 재사용한다.
상기 폐수 소각로(WWI : Waste Water Incinerator : 70)는 상기 제2 RO 유닛(40b)을 통하여 농축된 아크릴로니트릴 폐수가 공급됨과 동시에 상기 강산성 이온 교환 수지 시설(50)을 통하여 처리된 재이용수의 일부가 공급 및 유입되어 소각된다.
이를 위하여 상기 폐수 소각로(70)의 선단에는 폐수 소각로 변환(WWI Trans) 탱크(73)가 구비되고, 상기 제2 RO 유닛(40b)을 통하여 농축된 아크릴로니트릴 폐수가 공급됨과 동시에 상기 강산성 이온 교환 수지 시설(50)을 통하여 처리된 재이용수의 일부가 폐수 소각로 변환 탱크(73)로 공급 및 이송된 후 폐수 소각로(70)로 공급 및 이송된다.
여기서, 상기 폐수 소각로 변환 탱크(73)에는 수산화나트륨(NaOH)이 공급된다.
이때, 상기 폐수 소각로 변환 탱크(73)에 공급 및 이송된 아크릴로니트릴 폐수는 폐수 소각로 변환(WWI Trans) 펌프(75)를 통하여 폐수 소각로(70)로 공급 및 이송되어 소각된다.
상기 폐수 처리로(WWT : Waste Water Treatment Process : 80)는 상기 강산성 이온 교환 수지 시설(50)을 통하여 처리된 아크릴로니트릴 폐수가 공급 및 유입되어 처리된다. 이를 위하여 상기 폐수 처리로(80)의 선단에는 폐수 처리로 변환(WWT Trans) 탱크(83)가 구비되고, 상기 강산성 이온 교환 수지 시설(50)를 통하여 처리된 아크릴로니트릴 폐수가 폐수 처리로 변환 탱크(83)로 공급 및 이송된 후 폐수 처리로(80)로 공급 및 이송된다.
이때, 상기 폐수 처리로 변환 탱크(83)로 공급 및 이송되는 아크릴로니트릴 폐수는 폐수 처리로 변환(WWT Trans) 펌프(85)를 통하여 폐수 처리로(80)로 공급 및 이송되어 폐수 처리장(미도시)으로 이송처리된다.
여기서, 상기 폐수 처리로(80)에는 오염 농도가 적은 역세수(Back Wash Water) 및 수세물(Rinse Water)이 공급되고, 상기 역세수 및 수세물을 저장함과 동시에 재이용수량을 조절하여 폐수 처리장으로 이송한다.
이하, 본 발명에 의한 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템을 통한 아크릴로니트릴 폐수의 처리과정을 설명한다.
먼저, 아크릴로니트릴 플랜트(Acrilo Nitril Plant : 미도시)에서 발생 및 생성되는 아크릴로니트릴 폐수 원수가 EQ(Equlization) 탱크(10)로 공급 및 유입되어 아크릴로니트릴 폐수 원수에 포함되는 암모니아(NH3)가 제거된다.
이때, 상기 EQ 탱크(10)에 연결설치되는 에어 블로우(Air Blower : 3)를 통하여 공기가 EQ 탱크(10) 내로 공급되고, 상기 EQ 탱크(10) 내의 아크릴로니트릴 폐수 원수에 공기를 불어 넣어 아크릴로니트릴 폐수 원수 내의 산소를 증가시킴과 동시에 산소의 온도를 일정하기 유지시켜 아크릴로니트릴 폐수 원수에서 배출되기 어려운 과잉의 유해한 이산화탄소 또는 질소를 제거하여 균등화한다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 EQ 탱크(10)로 공급되는 아크릴로니트릴 폐수 원수의 높은 pH를 이용하여 아크릴로니트릴 폐수 원수에 함유된 암모니아(NH3)를 제거한다.
여기서, 상기 EQ 탱크(10)에 구비되는 유량계(Flow Meter : 미도시) 및 공기압식 밸브(Pneumatic Valve : 미도시)에 의해 아크릴로니트릴 폐수 원수의 유입량을 감시함과 동시에 아크릴로니트릴 폐수 원수의 공급량을 조절한다.
상기한 바와 같이, 상기 EQ 탱크(10)로 공급 및 유입된 후 암모니아(NH3)를 포함하는 이물질이 제거된 아크릴로니트릴 폐수 원수가 pH조절(Adjustment) 탱크(20)로 공급 및 유입되어 pH를 조절한다.
즉, 생물학적 처리장치(30)에서 아크릴로니트릴 폐수 원수를 처리하기 위한 조건에 적합하도록 상기 pH조절 탱크(20)에서 공급되는 아크릴로니트릴 폐수 원수의 pH를 조정 및 조절한다.
이때, 상기 EQ 탱크(10)에서 pH조절 탱크(20) 내로 공급되되, pH가 10 내지 11인 아크릴로니트릴 폐수 원수는 pH조절 탱크 내에서 pH가 7 내지 8로 조절 및 조정된다.
이를 위하여 상기 pH조절 탱크(20) 내에 형성되는 산 혼합(Acid Mixing) 탱크(21)로 황산(H2SO4) 저장 탱크(미도시)에서 황산(H2SO4)이 공급되고, 상기 에어 블로우(3)에 연결되어 공기를 공급받는다.
여기서, 상기 황산(H2SO4) 저장 탱크에서 pH조절 탱크(20)의 산 혼합(Acid Mixing) 탱크(21)로 공급되는 황산(H2SO4)의 사용량은 98%로 이루어지고, 황산(H2SO4)의 투입량은 300 내지 700ppm으로 이루어진다.
한편, 상기 pH조절 탱크(20) 내에 구비되는 교반기(Agitator : 25)에 의해 아크릴로니트릴 폐수 원수와 황산(H2SO4)이 혼합되고, 상기 황산(H2SO4)이 혼합된 아크릴로니트릴 폐수 원수는 pH 분석기(Analyzer : 미도시)에 의해 pH가 분석되며, 상기 교반기(25)와 pH 분석기 및 상기 황산 저장 탱크로부터 산 혼합 탱크(21)로 황산(H2SO4)을 공급하는 펌프(도번 미도시)는 자동비례제어방식(PID : Proportional Integral Differential)에 의해 제어된다.
상기한 바와 같이, 상기 pH조절 탱크(20)에서 pH가 조절된 아크릴로니트릴 폐수 원수는 생물학적 처리장치(Bio Treatment Unit : 30)로 공급되어 처리된다.
이때, 상기 pH 조절 탱크(20)에서 생물학적 처리장치(30)로 공급되는 아크릴로니트릴 폐수 원수는 상기 생물학적 처리장치(30)의 무산소조(Anoxic Tank : 31)로 공급되어 탈질화(Denitrification)된다.
이때, 상기 무산소조(31)에는 메탄올(Methanol) 저장 탱크(미도시)를 통하여 메탄올이 공급된다.
이렇게 상기 메탄올 저장 탱크에서 무산소조(31)로 공급되는 메탄올은 상기 무산소조(31) 내에 구비되는 혼합기(Mixer : 미도시)에 의해 아크릴로니트릴 폐수 원수에 혼합되고, 이로 인해 무산소조(31)에서 아크릴로니트릴 폐수 원수의 탈질화가 진행된다.
이렇게 상기 무산소조(31)에서 탈질화된 아크릴로니트릴 폐수 원수는 폭기조(Aeration Tank : 33)로 공급되고, 상기 폭기조(33)로 공급된 아크릴로니트릴 폐수 원수는 혼입되는 활성 오니 및 에어 블로우(3)에서 공급되는 공기에 의해 하수처리된다.
상기한 바와 같이, 상기 폭기조(33)에서 하수처리된 아크릴로니트릴 폐수 원수는 MBR(Membrane Bio Reactor) 시설(35)의 제1 MBR 탱크(35a) 및 제2 MBR 탱크(35b)로 각각 공급되고, 상기 제1 및 제2 MBR 탱크(35a, 35b)로 공급된 아크릴로니트릴 폐수 원수는 질소 화합물의 분해로 생긴 암모니아가 생물에 의해 산화되어 아질산염 및 질산염이 되는 반응인 질산화 작용(Nitrification)과 생화학적 산소 요구량(BOD) 제거(Removal of BOD), 화학적 산소 요구량(COD) 제거(Removal of COD) 및 RO(Reverse Osmosis) 장치를 위한 고액 분리(Solid Liquid Separation)를 수행하면서 하수처리된다.
이렇게 상기 MBR 시설(35)에 의해 폐수의 특성 상 활성오니 슬러지의 침강성 문제 및 후단 공정의 RO 막 보호가 가능해진다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 상기 MBR 시설(35)은 아크릴로니트릴(AN)의 제거를 수행하며, 특히 아크릴로니트릴 폐수의 난분해성 COD 및 일부 독성으로 인하여 오니의 침강성이 좋지 않아 고액 분리 목적 및 후단 공정인 RO(Reverse Osmosis) 시설(40)의 막(membrane) 보호를 위하여 SDI15 (Silt Density Index)를 3이하로 처리한다.
한편, 상기 제1 및 제2 MBR 탱크(35a, 35b)에는 에어 블로우(3)에 의해 공기가 공급되고, 상기 소포제(Antifoam) 저장 탱크(36a)에서 소포제(Antifoam)가 공급되어 미생물의 배양 시 생성되는 거품이 억제 및 제거된다.
한편, 상기 제1 및 제2 MBR 탱크(35a, 35b)에서 처리된 아크로니트릴 폐수 원수 중 슬러지는 무산소조(31) 및 폭기조(33)로 공급된 후 다시 제1 및 제2 MBR 탱크(35a, 35b)로 반송되는 과정을 반복하면서 하수처리된다.
상기한 바와 같이, 상기 MBR 시설(35)로 공급 및 유입되는 아크릴로니트릴 폐수 원수는 활성 미생물에 의해 대부분의 유기질소(Organic-N)의 재이용을 위하여 설치된 설비에서 반응이 가능한 질소(N) 형태로 전환되고, 아크릴로니트릴 폐수 원수 중의 클로로아세토페논(CN) 및 아크릴로니트릴(AN)이 활성미생물에 의해 제거된다.
이렇게 상기 MBR 시설(35)로 공급 및 유입된 후 처리된 아크리로니트릴 폐수 원수는 제1 및 제2 MBR 탱크(35a, 35b)의 후단에 구비되는 각 MF 흡입 펌프(38c)에 의해 여과수(MF Filtered Water) 탱크(38)로 공급된다.
한편, 상기 MBR 시설(35)에서 여과수 탱크(38)로 아크릴로니트릴 폐수 원수의 공급 시 상기 치아염소산나트륨(NaOCl) 저장 탱크(38a)에서 여과수 탱크(38) 내로 치아염소산나트륨(NaOCl)이 공급되어 아크릴로니트릴 폐수 원수에서 미생물의 번식을 방지한다.
상기한 바와 같이, 상기 여과수 탱크(38)로 공급된 후 치아염소산나트륨(NaOCl)이 공급되어 미생물의 번식이 방지처리된 아크릴로니트릴 폐수 원수는 RO(Reverse Osmosis) 장치(40)의 제1 RO 유닛(40a)으로 공급된다.
이때, 상기 여과수 탱크(38)에서 치아염소산나트륨(NaOCl)이 공급되어 미생물의 번식이 방지처리된 아크릴로니트릴 폐수 원수는 제1 RO 이송 펌프(41a)를 통하여 RO 보완 여과기(Safety Filter : 41b)로 공급되고, 상기 RO 보완 여과기(41b)로 공급된 아크릴로니트릴 폐수 원수는 다시 제1 RO 고압(High Pressure) 펌프(40c)를 통하여 제1 RO 유닛(40a)으로 공급된다.
상기 제1 RO 유닛(40a)으로 공급된 아크릴로니트릴 폐수 원수는 총 질소(T-N : Total Nitrogen)가 제거되어 재이용수로 처리되고, 처리된 재이용수는 제1 RO 유닛(40a)의 후단에 구비되는 RO 침투(Permeate) 탱크(45)로 공급된 후 강산성 양이온 이송 펌프(53)를 통하여 강산성 이온 교환 수지(Ion Exchange Resin) 시설(50)로 이송 및 공급된다.
이렇게 상기 강산성 이온 교환 수지 시설(50)로 이송 및 공급된 재이용수는 강 양이온 필터(Strong Cation Filter)가 구비되는 이온 교환 수지 자동재생 시설(Strong Acid Cation Resin Tower : 50a, 50b)을 반복적으로 순환 및 통과하면서 재이용수에 포함되는 암모니아(NH3) 및 질산염(NO3)에서 총 질소(T-N : Total Nitrogen)가 제거되고, 유기 화합물(Organic compound) 및 무기 화합물(Inorganic compound)이 재거되면서 재이용수의 수질이 확보된다.
여기서, 상기 각 이온 교환 수지 자동재생 시설(50a, 50b)으로 이송 및 공급된 재이용수에 황산(H2SO4) 저장 탱크(55)에서 황산(H2SO4)이 공급된다.
상기한 바와 같이, 상기 강산성 이온 교환 수지 시설(50)에서 처리된 재이용수는 재이용수(Recycle Water) 탱크(60)로 공급 및 유입되고, 상기 재이용수 탱크(60)로 공급 및 유입된 재이용수에 수산화나트륨(NaOH) 및 황산(H2SO4)이 공급된다.
이렇게 상기 재이용수 탱크(60)에서 처리된 재이용수는 역세정(Backwash)/세정(Rinse) 펌프(미도시)를 통하여 이온 교환 수지 자동재생 시설(50a, 50b)으로 반송되는 등 이송 및 공급되어 재이용수의 전체적인 발란스가 조절되고, 발란스가 조절된 재이용수는 재이용수 이송 펌프(63)를 통하여 이송시켜 공업용수 재이용함과 동시에 냉각수 보충수로 재사용한다.
한편, 상기 여과수 탱크(38)에서 처리된 아크릴로니트릴 폐수 원수 중 아크릴로니트릴 폐수는 EFM(Enhanced Flux Maintenance) 펌프(38b)에 의하여 다시 MBR 탱크(35)로 공급 및 유입되고, 상기 MBR 탱크(35)로 다시 반송 및 공급되어 처리되는 아크릴로니트를 폐수는 MBR 탱크(35)에서 처리된 후 다시 여과수 탱크(38)로 공급되는 과정을 반복한다.
이때, 상기 여과수 탱크(38)에서 EFM 펌프(38b)에 의해 MBR 탱크(35)로 반송되는 아크릴로니트릴 폐수에 치아염소산나트륨(NaOCl)이 공급되고, 상기 치아염소산나트륨(NaOCl)이 공급된 아크릴로니트릴 폐수가 MBR 탱크(35)로 공급 및 유입된다.
그리고, 상기 제1 RO 유닛(40a)을 통하여 농축처리되는 아크릴로니트릴 폐수는 추가로 농축하여 소각 폐수의 양을 최소화하기 위하여 제2 RO 유닛(40b)으로 공급 및 이송된다.
여기서, 상기 제2 RO 유닛(40b)으로 공급 및 이송되는 농축된 아크릴로니트릴 폐수는 제1 RO 유닛(40a)에서 제2 RO 이송 탱크(42a)로 공급 및 유입되고, 제2 RO 유닛(40b)에서 오염물질이 제거된 처리수는 다시 제1 RO 유닛(40a) 의 보충수로 공급되어 MBR 시설(35)에서 처리된 처리수와 함께 제1 RO 유닛(40a)에서 처리되며 제2 RO 유닛(40b)에서 재농축되어 오염물질의 농도가 높아진 고농도 폐수는 소각처리를 위하여 폐수 소각로(70)로 이송된다.
이를 위하여 상기 제2 RO 이송 탱크(42a)로 공급 및 유입된 아크릴로니트릴 폐수는 제2 RO 이송 펌프 (미도시)및 제2 RO 고압(High Pressure) 펌프(42c)를 통하여 제2 RO 유닛(40b)으로 이송 및 공급된다.
이때, 상기 RO 보완 여과기(41b)를 통하여 제1 RO 고압 펌프(41c)로 이송되는 아크릴로니트릴 폐수 원수에 잔류 염소에 의한 산화를 방지하기 위하여 환원제(SBS : Sodium Meta BiSulfite)를 공급된다.
상기한 바와 같이, 상기 제1 RO 유닛(40a)에서 제2 RO 유닛(40b)으로 공급 및 이송되는 농축된 아크릴로니트릴 폐수는 소각을 위하여 그 양이 최소화된다.
이때, 상기 제2 RO 유닛(40b)을 통하여 처리된 재이용수는 여과수 탱크(38_로 반송 및 공급된 후 다시 제1 RO 유닛(40a)을 통하여 재순환 및 재처리하고, 최종 농축된 아크릴로니트릴 폐수는 폐수 소각로(WWI : Waste Water Incinerator : 70)로 공급된다.
여기서, 상기 제2 RO 유닛(40b)을 통하여 폐수 소각로(70)로 공급 및 인입되는 아크릴로니트릴 폐수는, 먼저 폐수 소각로 변환(WWI Trans) 탱크(73)로 공급된 후 폐수 소각로 변환(WWI Trans) 펌프(75)를 통하여 폐수 소각로(70)로 공급 및 유입된 후 최종 소각 처리된다.
이때, 상기 폐수 소각로 변환 탱크(73)로 아크릴로니트릴 폐수의 공급 시 상기 폐수 소각로 변환 탱크(73)에는 수산화나트륨(NaOH)이 공급된다.
한편, 강산성 이온 교환 수지 시설(50)의 각 이온 교환 수지 자동재생 시설(50a, 50b)을 통과한 재이용수 중 아크릴로니트릴 폐수는 폐수 소각로(WWI : Waste Water Incinerator : 70) 및 폐수 처리로(WWT : Waste Water Treatment : 80)로 공급된다.
상기한 바와 같이, 상기 강이온 교환 수지 시설(50)의 각 이온 교환 수지 자동재생 시설(50a, 50b)을 통과한 후 폐수 처리로(WWT : Waste Water Treatment : 80)로 공급되는 아크릴로니트릴 폐수는 폐수 처리로 변환(WWT Trans) 탱크(83)로 공급된 후 상기 폐수 처리로 변환 탱크(83)에서 폐수 처리로(80)로 공급된다.
이렇게 상기 폐수 처리로(80)로 공급 및 이송된 아크릴로니트릴 폐수는 역세수(Back Wash Water) 및 수세물(Rinse Water)에 혼합되면서 양이 조절되면서 폐수 처리장(미도시)으로 이송된다.
상기한 바와 같에 의하여, 상기 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템(1)을 통하여 생산된 재이용수로 공업용수 및 냉각수 보충수로 재사용이 가능하며, 기타 산업용수로의 재이용 및 재사용이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 폐수의 재이용 시스템(1)이 아크릴로니트릴 폐수를 재이용하는 구조 및 구성을 나타내었으나, 기타 폐수에도 상기 시스템(1)을 적용하여 재이용하는 것도 가능하다.
본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하지만, 첨부 특허청구의 범위에 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
1 : 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템,
3 : 에어 블로우(Air Blower), 10 : EQ(Equlization) 탱크,
11 : 교반기(Agitator), 20 : pH조절(Adjustment) 탱크,
21 : 산 혼합(Acid Mixing) 탱크, 25 : 교반기(Agitator),
30 : 생물학적 처리장치(Bio Treatment Unit),
31 : 무산소조(Anoxic Tank), 33 : 폭기조(Aeration Tank),
33a : 교반기(Agitator),
35 : MBR(Membrane Bio Reactor) 시설,
36b : 슬러지 반송 펌프,
38 : 여과수(MF Filtered Water) 탱크,
38a : 치아염소산나트륨(NaOCl) 저장 탱크,
38c : MF 흡입 펌프,
40 : RO(Reverse Osmosis) 시설,
40a : 제1 RO 유닛, 40b : 제2 RO 유닛,
41a : 제1 RO 이송 펌프,
41b : RO 보완 여과기(Safety Filter),
41c : 제1 RO 고압(High Pressure) 펌프,
42a : 제2 RO 이송 탱크,
42c : 제2 RO 고압(High Pressure) 펌프,
45 : RO 침투(Permeate) 탱크,
50 : 강산성 이온 교환 수지(Ion Exchange Resin) 시설,
50a, 50b : 이온 교환 수지 자동재생 시설((Strong Acid Cation Resin Tower),
53 : 강산성 양이온 이송 펌프, 55 : 황산(H2SO4) 저장 탱크,
60 : 재이용수(Recycle Water) 탱크,
63 : 재이용수 이송 펌프,
70 : 폐수 소각로(WWI : Waste Water Incinerator),
73 : 폐수 소각로 변환(WWI Trans) 탱크,
75 : 폐수 소각로 변환(WWI Trans) 펌프,
80 : 폐수 처리로(WWT : Waste Water Treatment),
83 : 폐수 처리로 변환(WWT Trans) 탱크,
85 : 폐수 처리로 변환(WWT Trans) 펌프.

Claims (6)

  1. 폐수의 재이용 시스템에 있어서,
    pH가 조절된 아크릴로니트릴 폐수 원수를 처리하는 생물학적 처리장치(Bio Treatment Unit);
    상기 생물학적 처리장치에서 아크릴로니트릴 및 일부 오염물질이 제거 및 처리된 처리수를 역삼투압에 의해 처리하는 RO(Reverse Osmosis) 시설; 및
    상기 RO 시설을 통하여 처리된 폐수의 잔량의 불순물을 제거하여 재이용수로 생산을 위한 강산성 이온 교환 수지(Ion Exchange Resin) 시설;
    를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 생물학적 처리장치는 표준 활성 오니 공법으로서, 폭기조를 통하여 공급되는 아크릴로니트릴 폐수 원수에 질산화 작용(Nitrification)과 아크릴로니트릴 제거, 생화학적 산소 요구량(BOD) 제거(Removal of BOD), 화학적 산소 요구량(COD) 제거(Removal of COD) 및 RO(Reverse Osmosis) 시설을 위한 고액 분리(Solid Liquid Separation)를 수행하고, 폐수의 특성 상 활성오니 슬러지의 활성 문제 및 RO 시설을 통한 후단 공정의 RO 막 보호를 위한 MBR(Membrane Bio Reactor) 시설을 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 MBR 시설에 처리된 처리수를 흡입 및 이송하기 위한 MF 흡입 펌프와, 미생물이 번식하여 RO 막에 부착(Fouling) 현상을 방지하기 위하여 치아염소산나트륨(NaOCl)을 공급하는 치아염소산나트륨(NaOCl) 저장 탱크와, 활성오니 슬러지의 반송을 위한 이송장치 및 여과수(MF Filtered Water) 탱크를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 RO 시설은 상기 생물학적 처리장치의 MBR 시설에서 처리된 처리수에 잔존하는 질소(N) 성분 및 유기물을 제거하기 위한 제1 RO 유닛 및 상기 제1 RO 유닛에서 발생되는 농축수를 재농축하기 위한 제2 RO 유닛을 포함하여 구성되고, 상기 제2 RO 유닛에서 오염물질이 제거된 처리수가 제1 RO 유닛의 보충수로 공급되어 MBR 시설에서 처리된 처리수와 함께 제1 RO 유닛에서 처리되며, 제2 RO 유닛에서 재농축되어 오염물질의 농도가 높아진 고농도 폐수는 소각처리되는 것을 특징으로 하는 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 RO 유닛에 RO 보완 여과기를 통하여 아크릴로니트릴 폐수 원수가 제1 RO 고압 펌프로로 이송 시 제1 RO 유닛 내에 잔류 염소에 의한 산화를 방지하기 위하여 환원제(SBS : Sodium Meta BiSulfite)를 공급하는 환원제(SBS : Sodium Meta BiSulfite) 저장 탱크가 연결설치되고, 상기 제2 RO 유닛에서 오염물질이 제거된 생산수가 여과수 탱크로 이송처리되는 것을 특징으로 하는 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 강산성 이온 교환 수지 시설은 상기 RO 시설을 통하여 생산되는 폐수에서 냉각수 보충수로 사용하기 위하여 잔량의 총 질소(T-N) 및 유, 무기 화합물을 제거하기 위하여 강산성 양이온 수지(Strong Cation Ion Exchange)가 구비되며, 이온 교환 수지의 재생을 위하여 이온 교환 수지 자동재생 시설을 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아크릴로니트릴 폐수의 재이용 시스템.
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Cited By (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN110759601A (zh) * 2019-11-20 2020-02-07 兰州蓝星纤维有限公司 一种多用途碳纤维生产废水的处理系统及方法
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