KR20160003448A - 냉연 폐수 처리방법 및 이를 위한 냉연 폐수 처리장치 - Google Patents

냉연 폐수 처리방법 및 이를 위한 냉연 폐수 처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉연 폐수 처리방법 및 이를 위한 냉연 폐수 처리장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리방법은 산 폐수 중 중금속을 함유하는 산 폐수는 고농도 수집조로 수수하고, 중금속을 함유하지 않은 산 폐수는 산 탱크로 수수하는 산 폐수 처리단계; 알칼리 폐수를 알칼리 탱크로 수수하는 알칼리 폐수 처리단계; 순수 재생 폐액 중 순수 산 폐수는 산 탱크로 수수하고, 순수 알칼리 폐수는 알칼리 탱크로 수수하되, 상기 산 탱크 및 알칼리 탱크의 용량이 부족한 경우 순수 재생 폐액을 순수 재생 폐액조로 수수하는 순수 재생폐액 처리단계; 상기 고농도 수집조, 산 탱크 및 알칼리 탱크로부터 산 폐수 및 알칼리 폐수를 완충조로 이송하는 완충조 이송단계; 및 상기 완충조에 수수된 폐수를 중화시키는 중화처리단계;를 포함할 수 있다.

Description

냉연 폐수 처리방법 및 이를 위한 냉연 폐수 처리장치{Method for treating cold rolling wastewater and apparatus for treating cold rolling wastewater}
본 발명은 냉연 폐수 처리방법 및 이를 위한 냉연 폐수 처리장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 약품 처리비용이 낮으며, 슬러지 처리가 용이한 저비용 및 고효율의 냉연 폐수 처리방법 및 이를 위한 냉연 폐수 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 산업폐수란 제철소폐수, 방적폐수, 염색폐수, 염료폐수, 피혁폐수, 인쇄폐수, 제지폐수, 식품폐수, 펄프폐수, 화학폐수, 정유폐수, 하수종말처리장폐수 등을 말한다.
상기 각종 폐수 중 제철소의 폐수는 다음과 같은 원인으로 인하여 다량 발생하고 있다. 제철소 냉연공장에서는 열연 코일을 산세, 냉간압연, 청정, 소둔, 조질압연, 정정, 도금 등의 공정을 거쳐 판 두께가 얇고 미려할 뿐만아니라 표면특성과 평탄도 및 가공성이 우수하여 자동차 전기제품, 가구 및 도금용 원판에 이르기까지 그 용도가 다양한 냉연강판을 생산한다.
이와 같은 냉연공장에서는 산 폐수, 알칼리 폐수, 오일 및 중금속 함유 폐수 등이 다량 발생하는데 현재까지는 이러한 폐수를 수집조, 오일 분리조, 중하조, 응집침전조, 자갈필터 등을 거치면서 배출허용기준 이내로 처리하여 배출하고 있다.
보다 구체적으로, pH조정, 중화, 응집, 침전법을 이용한 화학적 처리와 배출되는 알카리성 폐수와 고농도의 산 폐수는 각각의 통로를 통하여 집류한 상태에서 폐수처리 설비, 즉 알카리 폐수 수집조와 고농도 산 폐수 수집조로 모아서 폐수처리하는 등 물리적 처리방법에 의할 수 있다. 또한 유기물 폐수는 미생물의 산화, 분해를 이용한 생물학적 처리방법에 의하는데, 냉간 압연된 스트립(Strip)을 사용하여 제품을 생산하는데 있어서, 스트립 표면에는 압연유, 기계 자동유, 철분, 분진 등의 이물이 다량으로 부착되어 있어 표면에 부착된 이러한 오염물질을 제거하기 위해 청정공정이 이루어진다.
한국공개특허 제2003-0054384호는 냉연강판 세척을 한 알칼리 폐수를 냉간 압연공정에서 배출된 폐산을 재생하여 그 재생된 산을 첨가하면서 고농도 알칼리폐수의 농도를 적정하게 유지하고 교반을 행하면서 무기응집제를 첨가하여 알칼리폐수에 포함된 콜로이드입자를 응집시켜 플록을 생성시켜 처리하는 폐산 재생장치 및 이로부터 재생된 산을 이용한 알칼리 고농도 폐수처리 방법을 개시하고 있다.
한국공개특허 제2007-0039703호는 제철소의 고로, 열연, 냉연공장 등의 폐수처리장에서 배출되는 폐수를 사문암을 이용하여 폐수 내에 함유된 중금속과 탁도 유발물질 을 제거한 후 고로, 열연, 냉연공장 등의 공정수로 재순환시켜 이용함으로서 수자원확보와 동시에 폐수방류량을 저감시킬 수 있는 방법을 개시하고 있다.
본 발명에 따른 일 실시형태의 목적은 약품 처리비용이 낮으며, 슬러지 처리가 용이한 저비용 및 고효율의 냉연 폐수 처리방법 및 이를 위한 냉연 폐수 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 산 폐수 중 중금속을 함유하는 산 폐수는 고농도 수집조로 수수하고, 중금속을 함유하지 않은 산 폐수는 산 탱크로 수수하는 산 폐수 처리단계; 알칼리 폐수를 알칼리 탱크로 수수하는 알칼리 폐수 처리단계; 순수 재생 폐액 중 순수 산 폐수는 산 탱크로 수수하고, 순수 알칼리 폐수는 알칼리 탱크로 수수하되, 상기 산 탱크 및 알칼리 탱크의 용량이 부족한 경우 순수 재생 폐액을 순수 재생 폐액조로 수수하는 순수 재생폐액 처리단계; 상기 고농도 수집조, 산 탱크 및 알칼리 탱크로부터 산 폐수 및 알칼리 폐수를 완충조로 이송하는 완충조 이송단계; 및 상기 완충조에 수수된 폐수를 중화시키는 중화처리단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연 폐수처리 방법을 제공한다.
상기 냉연 폐수처리 방법은 완충조의 산도(pH)에 따라 상기 산 폐수 및 알칼리 폐수의 이송량을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 완충조 이송단계에서 산 폐수의 이송량 대비 알칼리 폐수의 이송량이 부족한 경우 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 완충조 이송단계가 수행된 후에 상기 순수 폐액 수집조에 수수된 순수 산 폐수 또는 순수 알칼리 폐수를 상기 산 탱크 또는 알칼리 탱크로 각각 이송하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 중화처리단계는 상기 완충조에 수수된 폐수에서 오일을 분리하는 오일 분리단계, 상기 오일이 분리된 폐수에 중화약품을 첨가하는 중화단계, 상기 중화처리된 폐수를 침전시키는 침전단계, 상기 침전된 폐수에서 상등액을 분리하고, 슬러지를 저장하는 상등액분리단계 및 슬러지 저장단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는 산 폐수, 알칼리 폐수, 및 순수 재생 폐액이 각각 유입되는 유입관; 상기 산 폐수 유입관을 통하여 유입되는 산 폐수 중 중금속을 함유하는 산 폐수를 수수하는 고농도 수집조; 상기 산 폐수 유입관을 통하여 유입되는 산 폐수 중 중금속을 함유하지 않는 산 폐수 및 상기 순수 재생 폐액 유입관을 통하여 유입되는 순수 재생 폐액 중 순수 산 폐수를 수수하는 산 탱크; 상기 알칼리 폐수 유입관을 통하여 유입되는 알칼리 폐수 및 상기 순수 재생 폐액 유입관을 통하여 유입되는 순수 알칼리 폐수를 수수하는 알칼리 탱크; 상기 산 탱크 및 알칼리 탱크의 용량이 부족한 경우 상기 순수 재생 폐액 유입관을 통하여 유입되는 순수 재생 폐액을 수수하는 순수 재생 폐액조; 상기 고농도 수집조, 산 탱크 및 알칼리 탱크로부터 이송되는 산 폐수 및 알칼리 폐수를 수수하는 완충조; 및 상기 완충조에 연결되어 수수된 산 폐수 및 알칼리 폐수를 중화시키는 중화처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연 폐수 처리장치를 제공한다.
상기 냉연 폐수 처리 장치에는 산 폐수, 알칼리 폐수, 순수 재생 폐액의 유입 경로, 이송경로, 유입량 및 배출량을 조절하는 밸브 및 펌프가 구비된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 냉연 폐수 처리장치는 완충조의 산도(pH)에 따라 상기 산 폐수 및 알칼리 폐수의 이송량이 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 순수 폐액 수집조에 수수된 순수 산 폐수 또는 순수 알칼리 폐수가 상기 산 탱크 또는 알칼리 탱크로 각각 이송되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 중화처리부는 상기 완충조에 수수된 폐수에서 오일을 분리하는 오일 분리조, 상기 오일이 분리된 폐수에 중화약품을 첨가하는 중화조, 상기 중화처리된 폐수를 침전시키는 침전조, 상기 침전된 폐수에서 상등액을 분리하는 상등액 분리조 및 침전된 슬러지를 저장하는 슬러지 저장조를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 완충조건에 따라 산 폐수 및 알칼리 폐수의 이송량을 조절할 수 있다. 보다 구체적으로, 완충조의 pH를 측정하고, 이에 따라 고농도 수집조 또는 산 탱크에 있는 산 폐수의 이송량과 알칼리 탱크에 있는 알칼리 폐수의 이송량을 조절할 수 있다. 이에 따라 산 폐수의 이송량 대비 알칼리 폐수의 이송량이 부족한 경우 수산화나트륨(NaOH)을 첨가할 수 있고, 이는 수산화나트륨(NaOH) 등의 중화약품의 사용량을 감소시킬 수 있다.
또한, 산 폐수가 유입되었을 때 산 폐수의 처리조건에 맞게 알칼리 폐수를 처리할 수 있고, 수산화나트륨이 함유된 알칼리 폐수가 유입되었을 때, 알칼리 폐수의 처리조건에 맞게 산 폐수를 처리할 수 있다. 이에 따라, 수산화나트륨(NaOH)의 사용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 중화조에서 처리되는 중화약품, 예를 들면, 수산화칼슘(Ca(OH2))의 사용량을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 중금속을 함유하는 고농도의 산 폐수를 별도의 수집조에 수수한 후 완충조에 이송하여, 그 처리 조건을 조절할 수 있다. 즉, 고농도의 산 폐수를 분산처리할 수 있어 슬러지가 일시에 다량으로 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 중화처리설비의 운전효율이 향상되어 안정적인 조업이 가능하며, 최종방류수의 수질이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리장치를 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리장치의 중화처리부 및 중화처리방법을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리방법 중 중화처리단계를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
이하, 본원의 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시형태를 들어 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시형태들은 첨부된 도면을 참조하여 설명될 수 있고, 첨부된 도면은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 범위가 첨부된 도면으로 한정되는 것은 아니며, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 “상에”또는 “전에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우 뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함할 수 있다.
본 발명의 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 “~ (하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
본 발명은 냉연 폐수 처리방법 및 이를 위한 냉연 폐수 처리장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리방법은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리장치에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 명세서에서 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리방법 및 냉연 폐수 처리장치는 함께 설명되고 이해될 수 있다. 우선, 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리장치를 중심으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리장치를 개략적으로 나타내는 모식도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리장치의 중화처리부 및 중화처리방법을 개략적으로 나타내는 모식도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리방법을 개략적으로 나타내는 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리방법 중 중화처리단계를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리장치는 산 폐수 유입관(10), 알칼리 폐수 유입관(20), 및 순수 재생 폐액 유입관(30)을 포함할 수 있다. 또한, 중금속을 함유하는 산 폐수를 수수하는 고농도 수집조(120); 산 탱크(110); 알칼리 탱크(210); 순수 재생 폐액조(310); 완충조(400); 및 상기 완충조에 연결된 중화처리부;를 포함할 수 있다.
제철소의 냉연 공장에서는 열연 코일을 산세, 냉간압연, 청정, 소둔, 조질 압연, 정정, 도금 등의 공정을 거쳐 판 두께가 얇고 미려하며, 표면 특성과 평탄도 및 가공성이 우수한 다용도의 냉연강판을 생산하기 위하여 하여 냉연 공정을 수행하고 있다.
냉연공정에서는 산 폐수, 알칼리 폐수, 중금속 함유 폐수 등이 다량 발생하는데, 냉연 처리 후 발생하는 폐수는 각각 산 폐수 유입관(10), 알칼리 폐수 유입관(20), 및 순수 재생 폐액 유입관(30)을 통하여 냉연 폐수 처리장치로 유입될 수 있다.
상기 산 폐수 유입관(10)을 통하여 유입되는 산 폐수 중 중금속을 함유하는 산 폐수는 고농도 수집조(120)에 수수될 수 있고, 중금속을 함유하지 않는 고농도 산 폐수 등은 산 탱크(110)로 수수될 수 있다.
즉, 산 폐수 유입관(10)을 통하여 유입되는 산 폐수는 그 특성에 따라 고농도 수집조(120) 또는 산 탱크(110)로 분리되어 수수될 수 있다.
이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 상기 고농도 수집조(120)는 150 내지 200㎡의 크기, 보다 구체적으로는 약 196㎡의 크기로 제조될 수 있고, 교반을 위하여 모터가 구비될 수 있다.
또한, 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 산 탱크(110)는 150 내지 250㎡의 크기, 보다 구체적으로는 약 200㎡의 크기로 제조될 수 있다. 상기 산 폐수 유입관(10)에서 산 탱크(110)로 연결되는 배관은 섬유강화플라스틱(FRP, Fiber Reinforced Plastics)의 재질로 제작될 수 있고, 단면적 200A 및 길이 40m로 설계될 수 있다.
또한, 상기 산 탱크(110)에는 상기 순수 재생 폐액 유입관(30)을 통하여 유입되는 순수 재생 폐액 중 순수 산 폐수가 수수될 수 있다. 상기 순수 재생 폐액 유입관(30)에서 산 탱크(110)로 연결되는 배관은 섬유강화플라스틱(FRP, Fiber Reinforced Plastics)의 재질로 제작될 수 있고, 단면적 100A 및 길이 50m로 설계될 수 있다.
또한, 구체적으로 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리장치는 유입 경로, 이송경로, 유입량 및 배출량 등을 조절하기 위하여 유입관 및 배관에는 밸브 및 펌프 등이 연결될 수 있다.
또한, 상기 알칼리 폐수 유입관(20)을 통하여 유입되는 알칼리 폐수는 알칼리 탱크(210)로 수수될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 알칼리 탱크(210)는 조질압연 탱크(Temper mill tank)일 수 있고, 크기는 100 내지 150㎡, 보다 구체적으로는 약 115㎡일 수 있으며, 레벨러(leveler)가 장착될 수 있다. 상기 알칼리 폐수 유입관(20)에서 알칼리 탱크(210)로 연결되는 배관은 섬유강화플라스틱(FRP, Fiber Reinforced Plastics)의 재질로 제작될 수 있고, 단면적 125A 및 길이 40m로 설계될 수 있다.
또한, 상기 알칼리 탱크(210)는 상기 순수 재생 폐액 유입관(30)을 통하여 유입되는 순수 알칼리 폐수를 수수할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 순수 재생 폐액 유입관(30)에서 알칼리 탱크(210)로 연결되는 배관은 SUS의 재질로 제작될 수 있고, 단면적 150A 및 길이 40m로 설계될 수 있다.
상기와 같이 산 폐수는 각각 고농도 수집조(120) 및 산 탱크(110)로 분리 수수되고, 알칼리 폐수는 알칼리 탱크(210)로 수수될 수 있으며, 순수 재생 폐액은 그 성질에 따라 산 탱크(110) 또는 알칼리 탱크(210)로 분리 수수될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기와 같은 수수과정에서 산 탱크(110) 및 알칼리 탱크(210)의 용량이 부족하게 되면, 상기 순수 재생 폐액 유입관(30)을 통하여 유입되는 순수 재생 폐액은 순수 재생 폐액조(310)에 수수될 수 있다. 즉, 순수 재생 폐액은 우선 산 탱크(110) 또는 알칼리 탱크(210)로 수수되고, 2차적으로 순수 재생 폐액조(310)에 수수될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 순수 재생 폐액조(310)는 150 내지 200㎡, 보다 구체적으로는 약 144㎡의 크기로 제작될 수 있다.
상기와 같이 산 폐수, 알칼리 폐수, 순수 재생 폐액이 각 수집조에 수수되면, 상기 고농도 수집조(120), 산 탱크(110) 및 알칼리 탱크(210)로부터 산 폐수 및 알칼리 폐수를 완충조(400)로 이송할 수 있다.
상기 완충조(400)에는 중화처리부가 연결되어 있고, 완충조로 이송된 산 폐수 및 알칼리 폐수는 중화처리단계를 거쳐 슬러지(Sludge) 처리되거나 압연종말될 수 있다. 중화처리단계의 보다 구체적인 사항은 후술하도록 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 완충조(400)의 상태에 따라 산 폐수 및 알칼리 폐수의 이송량을 조절할 수 있다. 보다 구체적으로, 완충조의 pH를 측정하고, 이에 따라 고농도 수집조 또는 산 탱크에 있는 산 폐수의 이송량과 알칼리 탱크에 있는 알칼리 폐수의 이송량을 조절할 수 있다. 예를 들면 완충조의 pH가 3.0이하이면 알칼리 폐수을 이송하고, 완충조의 pH가 6.0 이상이면 고농도 수집조의 산 폐수나 산 탱크의 산 폐수를 이송할 수 있다. 산 폐수의 이송량 대비 알칼리 폐수의 이송량이 부족한 경우 수산화나트륨(NaOH)을 첨가할 수 있다.
만약, 산 폐수와 알칼리 폐수가 바로 완충조로 수수되는 경우 산 폐수의 발생량 대비 알칼리 폐수의 발생량이 부족하여 수산화나트륨(NaOH) 등의 중화약품의 사용량이 증가할 수 있고, 이는 폐수처리의 비용을 상승시키는 원인이 될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 산 폐수와 알칼리 폐수를 각각 분리 수수하여 안정화시키고, 완충조의 상태에 따라 산 폐수와 알칼리 폐수의 이송량을 조절함으로써 수산화나트륨(NaOH)의 첨가량을 줄일 수 있다.
또한, 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 냉연 폐수 처리장치는 산 폐수, 알칼리 폐수, 및 순수 재생 폐액의 유입 경로, 이송경로, 유입량 및 배출량 등을 조절하기 위하여 유입관 및 배관에는 밸브 및 펌프 등이 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 고농도 수집조(120), 산 탱크(110) 및 알칼리 탱크(210)로부터 산 폐수 및 알칼리 폐수가 완충조(400)로 이송된 후에 상기 순수 폐액 수집조(310)에 수수된 순수 산 폐수 또는 순수 알칼리 폐수가 상기 산 탱크(110) 또는 알칼리 탱크(210)로 각각 이송될 수 있다. 이러한 순수 산 폐수 및 순수 알칼리 폐수는 다시 완충조(400)로 이송될 수 있다.
도 2를 참조하면, 완충조(400)에는 산 폐수 및 알칼리 폐수가 수수되며, 수산화나트륨(NaOH), 및 황산(H2SO4)이 첨가될 수 있다. 중화처리부는 상기 완충조에 연결되어, 완충조에 수수된 폐수를 중화처리하는 곳으로, 완충조에서 이송된 폐수에서 오일을 분리하는 오일 분리조(410)에서 오일과 분리될 수 있다. 오일이 제거된 폐수는 중화조(420)로 이송될 수 있다. 상기 중화조(420)에는 중화약품, 예를 들면, 수산화칼슘(Ca(OH2))이 첨가될 수 있다. 상기 중화조에서 중화처리된 폐수는 침전조(430)로 이송될 수 있고, 침전조(430)에서 침전되어 상등액과 슬러지(Sludge)로 분리될 수 있다. 상등액은 상등수조(440)로 이송되고, 침전된 슬러지(Sludge)는 슬러지 저장조(450)로 이송될 수 있다. 상기 슬러지 저장조(450)에 있는 슬러지(Sludge)는 케이크 처리될 수 있고, 상등수조(440)에 있는 상등액은 필터(460)를 거쳐 압연종말될 수 있다.
상술한 바와 같이, 알칼리 폐수에는 수산화나트륨(NaOH)이 함유되어있으므로, 별도의 수산화나트륨(NaOH)의 첨가없이 산 폐수를 중화시킬 수 있다. 즉, 산 폐수가 유입되었을 때 산 폐수의 처리조건에 맞게 알칼리 폐수를 처리할 수 있고, 수산화나트륨이 함유된 알칼리 폐수가 유입되었을 때, 알칼리 폐수의 처리조건에 맞게 산 폐수를 처리할 수 있다. 이에 따라, 수산화나트륨(NaOH)의 사용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 중화조에서 처리되는 중화약품, 예를 들면, 수산화칼슘(Ca(OH2))의 사용량을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 중금속을 함유하는 고농도의 산 폐수를 별도의 수집조에 수수한 후 완충조에 이송하여, 그 처리 조건을 조절할 수 있다. 고농도의 산 폐수가 바로 완충조로 수수되는 경우, 슬러지(Sludge)가 다량으로 일시에 발생할 수 있다. 슬러지가 다량으로 발생하는 경우 중화처리 설비의 운전 부하가 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 고농도의 산 폐수를 분산처리할 수 있어 슬러지가 일시에 다량으로 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 중화처리설비의 운전효율이 향상되어 안정적인 조업이 가능하며, 최종방류수의 수질이 향상될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연 폐수 처리방법은 산 폐수 처리 단계(S1); 알칼리 폐수 처리단계(S2); 순수 재생 폐액 처리단계(S3); 완충조 이송단계(S4); 및 중화처리단계(S5)를 포함할 수 있다. 각 단계의 순서는 설명의 편의를 위한 것으로, 기재된 순서에 의하여 각 단계의 처리순서가 제한되는 것은 아니며, 각 단계가 반복적 또는 순환적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르는 산 폐수 처리단계(S1)는 산 폐수 중 중금속을 함유하는 산 폐수는 고농도 수집조(120)로 수수하고, 중금속을 함유하지 않는 산 폐수는 산 탱크(110)로 수수하는 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 산 폐수 처리단계(S1)에 의하면, 산 폐수 유입관(10)을 통하여 이송되는 산 폐수가 중금속을 함유하는 산 폐수인 경우에는 고농도 수집조(120)로 수수될 수 있고, 중금속을 함유하지 않는 산 폐수인 경우에는 산 탱크(110)로 수수될 수 있다. 즉, 유입되는 산 폐수의 성질에 따라 분리 수수하는 것으로, 이는 추후 중화처리 단계에서 알칼리 폐수와의 중화반응을 용이하게 수행할 수 있도록 해주며, 슬러지(Sludge)가 대량으로 발생되는 것을 방지할 수 있다.
상기 알칼리 폐수 처리단계(S2)는 알칼리 폐수를 알칼리 탱크(210)로 수수하는 것으로, 알칼리 폐수 유입관(20)을 통하여 알칼리 폐수가 유입될 수 있다. 상기 유입되는 알칼리 폐수는 촉매 도금 알칼리 폐수, 전기아연도금라인(EGL, Electrolytic Galvanizing Line)에 의한 알칼리 폐수, 순수 재생 알칼리 폐수 등으로 수산화나트륨(NaOH)을 함유할 수 있다.
상기 순수 재생 폐액 처리단계(S3)는 순수 재생 폐액 중 순수 산 폐수는 산 탱크(110)로 수수하고, 순수 알칼리 폐수는 알칼리 탱크(210)로 수수하되, 상기 산 탱크 및 알칼리 탱크의 용량이 부족한 경우 순수 재생 폐액을 순수 재생 폐액조(310)로 수수하는 것이다.
보다 구체적으로, 상기 순수 재생 폐액 처리단계(S3)에 의하여 순수 재생 폐액 유입관(30)을 통하여 유입되는 순수 재생 폐액이 순수 산 폐수인 경우에는 산 탱크(110)로 수수하고, 순수 재생 폐액이 순수 알칼리 폐수인 경우에는 알칼리 탱크(210)로 우선 수수한다.
즉, 상기 산 탱크(110)에는 산 폐수 처리단계에 의한 산 폐수와 순수 재생 폐액 처리단계에 의한 순수 산 폐수가 저장될 수 있다. 또한, 상기 알칼리 탱크(210)에는 상기 알칼리 폐수 처리단계에 의한 알칼리 폐수와 순수 재생 폐액 처리단계에 의한 순수 알칼리 폐수가 저장될 수 있다. 이러한 수수과정에서 상기 산 탱크 및 알칼리 탱크의 용량이 부족한 경우에 상기 순수 재생 폐액은 순수 재생 폐액조(310)로 수수될 수 있다.
상기와 같은 처리단계가 완료되면, 상기 고농도 수집조(120), 산 탱크(110) 및 알칼리 탱크(210)로부터 산 폐수 및 알칼리 폐수가 완충조(400)로 이송하는 완충조 이송단계(S4)가 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기와 같이 산 탱크(110) 및 알칼리 탱크(210)로부터 완충조로의 이송단계가 수행된 후에, 상기 순수 재생 폐액조(310)에 수수된 순수 산 폐수 또는 순수 알칼리 폐수가 산 탱크(110) 또는 알칼리 탱크(210)로 이송될 수 있다. 그리고, 다시 산 탱크(110) 및 알칼리 탱크(210)로 이송된 순수 산 폐수 또는 순수 알칼리 폐수는 다시 완충조(400)로 이송될 수 있다.
상기 완충조 이송단계는 산도(pH)와 같은 완충조건에 따라 산 폐수 및 알칼리 폐수의 이송량을 조절할 수 있다. 보다 구체적으로, 완충조의 pH가 3.0이하이면 알칼리 폐수을 이송하고, 완충조의 pH가 6.0 이상이면 고농도 수집조(120)의 산 폐수나 산 탱크(110)의 산 폐수를 이송할 수 있다. 또한, 산 폐수의 발생량 대비 알칼리 폐수의 발생량이 부족한 경우 수산화나트륨(NaOH)을 첨가할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 산 폐수와 알칼리 폐수가 각각 분리 수수되어 안정화되고, 폐수처리 과정에 따라 적절하게 산 폐수와 알칼리 폐수의 이송량을 조절할 수 있다. 이에 따라 수산화나트륨(NaOH)의 첨가량을 감소시켜 비용절감의 효과를 가지고 오며, 최종 방류수의 수질을 향상시킬 수 있다.
상기 완충조 이송단계(S4)가 수행되면, 완충조에 수수된 폐수를 중화시키는 중화처리단계(S5);가 수행될 수 있다. 완충조 이송단계에서 수산화나트륨(NaOH)이나 황산(H2SO4)이 첨가될 수 있고, 상기 중화처리단계(S5)를 거쳐 폐수는 슬러지(Sludge) 처리되거나 압연종말될 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 완충조(400)에서 이송된 폐수에서 오일을 분리하는 오일분리단계가 수행될 수 있다. 폐수를 오일 분리조(410)에 수수한 후 오일을 제외한 폐수를 중화조(420)로 이송될 수 있다. 중화조(420)에서 수산화칼슘(Ca(OH2)) 등의 중화약품을 첨가하는 중화단계가 수행될 수 있다. 중화된 폐수는 침전조(430)로 이송되어 침전단계가 수행될 수 있다. 침전조(430)에서 소정의 시간동안 침전시켜 분리된 상등액은 분리하여 상등수조(440)로 이송하고, 침전된 슬러지(Sludge)는 슬러지 저장조(450)에 저장할 수 있다. 슬러지 저장조(450)에 있는 슬러지(Sludge)는 케이크(Cake) 처리될 수 있고, 상등수조(440)에 있는 상등액은 필터(460)를 거쳐 압연종말될 수 있다.
상술한 바와 같이, 알칼리 폐수에는 수산화나트륨(NaOH)이 함유되어있으므로, 수산화나트륨(NaOH)의 첨가하지 않거나, 소량 사용하여 산 폐수를 중화시킬 수 있다. 즉, 산 폐수가 유입되었을 때 산 폐수의 처리조건에 맞게 알칼리 폐수를 처리할 수 있고, 수산화나트륨이 함유된 알칼리 폐수가 유입되었을 때, 알칼리 폐수의 처리조건에 맞게 산 폐수를 처리할 수 있다. 이에 따라, 수산화나트륨(NaOH)의 사용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 중화조에서 처리되는 중화약품, 예를 들면, 수산화칼슘(Ca(OH2))의 사용량을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 중금속을 함유하는 고농도의 산 폐수를 별도의 수집조에 수수한 후 완충조에 이송하여, 그 처리 조건을 조절할 수 있다. 고농도의 산 폐수가 바로 완충조로 수수되는 경우, 슬러지(Sludge)가 다량으로 일시에 발생할 수 있다. 슬러지가 다량으로 발생하는 경우 중화처리 설비의 운전 부하가 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 고농도의 산 폐수를 분산처리할 수 있어 슬러지(Sludge)가 일시에 다량으로 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 중화처리설비의 운전효율이 향상되어 안정적인 조업이 가능하며, 최종방류수의 수질이 향상될 수 있다.
이상, 구현예 및 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 구현예들에 한정되지 않으며, 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함이 명백하다. 또한, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10: 산 폐수 유입관 110: 산 탱크
120: 고농도 수집조 20: 알칼리 폐수 유입관
210: 알칼리 탱크 30: 순수 재생 폐액 유입관
310: 순수 재생 폐액조 400: 완충조
410: 오일 분리조 420: 중화조
430: 침전조 440: 상등수조
450: 슬러지 저장조

Claims (10)

  1. 산 폐수 중 중금속을 함유하는 산 폐수는 고농도 수집조로 수수하고, 중금속을 함유하지 않은 산 폐수는 산 탱크로 수수하는 산 폐수 처리단계;
    알칼리 폐수를 알칼리 탱크로 수수하는 알칼리 폐수 처리단계;
    순수 재생 폐액 중 순수 산 폐수는 산 탱크로 수수하고, 순수 알칼리 폐수는 알칼리 탱크로 수수하되, 상기 산 탱크 및 알칼리 탱크의 용량이 부족한 경우 순수 재생 폐액을 순수 재생 폐액조로 수수하는 순수 재생폐액 처리단계;
    상기 고농도 수집조, 산 탱크 및 알칼리 탱크로부터 산 폐수 및 알칼리 폐수를 완충조로 이송하는 완충조 이송단계; 및
    상기 완충조에 수수된 폐수를 중화시키는 중화처리단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연 폐수처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 완충조의 산도(pH)에 따라 상기 산 폐수 및 알칼리 폐수의 이송량을 조절하는 것을 특징으로 하는 냉연 폐수처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 완충조 이송단계에서 산 폐수의 이송량 대비 알칼리 폐수의 이송량이 부족한 경우 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하는 것을 특징으로 하는 냉연 폐수처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 완충조 이송단계가 수행된 후에 상기 순수 폐액 수집조에 수수된 순수 산 폐수 또는 순수 알칼리 폐수를 상기 산 탱크 또는 알칼리 탱크로 각각 이송하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연 폐수처리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중화처리단계는 상기 완충조에 수수된 폐수에서 오일을 분리하는 오일 분리단계, 상기 오일이 분리된 폐수에 중화약품을 첨가하는 중화단계, 상기 중화처리된 폐수를 침전시키는 침전단계, 상기 침전된 폐수에서 상등액을 분리하고, 슬러지를 저장하는 상등액분리단계 및 슬러지 저장단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연 폐수 처리방법.
  6. 산 폐수, 알칼리 폐수, 및 순수 재생 폐액이 각각 유입되는 유입관;
    상기 산 폐수 유입관을 통하여 유입되는 산 폐수 중 중금속을 함유하는 산 폐수를 수수하는 고농도 수집조;
    상기 산 폐수 유입관을 통하여 유입되는 산 폐수 중 중금속을 함유하지 않는 산 폐수 및 상기 순수 재생 폐액 유입관을 통하여 유입되는 순수 재생 폐액 중 순수 산 폐수를 수수하는 산 탱크;
    상기 알칼리 폐수 유입관을 통하여 유입되는 알칼리 폐수 및 상기 순수 재생 폐액 유입관을 통하여 유입되는 순수 알칼리 폐수를 수수하는 알칼리 탱크;
    상기 산 탱크 및 알칼리 탱크의 용량이 부족한 경우 상기 순수 재생 폐액 유입관을 통하여 유입되는 순수 재생 폐액을 수수하는 순수 재생 폐액조;
    상기 고농도 수집조, 산 탱크 및 알칼리 탱크로부터 이송되는 산 폐수 및 알칼리 폐수를 수수하는 완충조; 및
    상기 완충조에 연결되어 수수된 산 폐수 및 알칼리 폐수를 중화시키는 중화처리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연 폐수 처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 냉연 폐수 처리 장치에는 산 폐수, 알칼리 폐수, 순수 재생 폐액의 유입 경로, 이송경로, 유입량 및 배출량을 조절하는 밸브 및 펌프가 구비된 것을 특징으로 하는 냉연 폐수 처리장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 완충조의 산도(pH)에 따라 상기 산 폐수 및 알칼리 폐수의 이송량이 조절되는 것을 특징으로 냉연 폐수 처리장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 순수 폐액 수집조에 수수된 순수 산 폐수 또는 순수 알칼리 폐수가 상기 산 탱크 또는 알칼리 탱크로 각각 이송되는 것을 특징으로 하는 냉연 폐수 처리장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 중화처리부는 상기 완충조에 수수된 폐수에서 오일을 분리하는 오일 분리조, 상기 오일이 분리된 폐수에 중화약품을 첨가하는 중화조, 상기 중화처리된 폐수를 침전시키는 침전조, 상기 침전된 폐수에서 상등액을 분리하는 상등액 분리조 및 침전된 슬러지를 저장하는 슬러지 저장조를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연 폐수 처리장치.
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