KR20170014568A - Methods for electronic wastewater treatment at an ultra-low concentration of contaminants adapting microfiltration membrane bioreactor process and selective heavy metal removal process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자 폐수에 혼합되어 있는 오염물질을 저농도로 처리하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정밀 여과막 생물반응 공정에서 유기물, 부유물, 질소, 인을 처리하고 처리수 내의 부유물과 미생물 슬러지를 분리하도록 하여 후속 단계에서 중금속 제거제의 반응시 간섭작용이 생기는 것을 방지함으로써 다종의 중금속을 저농도로 처리할 수 있도록 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating contaminants mixed with electronic wastewater at a low concentration, and more particularly, to a method for treating organic matter, suspended matter, nitrogen and phosphorus in a microfiltration membrane bioreactor, separating suspended solids in the treated water and microbial sludge The microfiltration membrane bioreaction process and the selective heavy metal removal process are applied to prevent the interference of the heavy metal remover in the subsequent stage so that the heavy metals can be treated at a low concentration, and the pollutants in the electronic wastewater are treated at a low concentration .
국내외 환경 관련 법규는 처리할 항목이 다양화되고 처리 수준이 주변 환경에 맞춤형으로 강화되는 경향이 있다. 미국과 유럽 연합(EU)과 같은 선진국에서는 산업 폐수 독성 평가를 통해 배출 및 처리 기준을 강화하고 있다. 여러 산업폐수 중 전자 폐수는 다양한 중금속을 함유하는 경우가 많아 이의 처리는 필수적인 항목이 되고 있다. Domestic and overseas environmental laws and regulations tend to diversify items to be processed and the level of processing to be tailored to the surrounding environment. Developed countries such as the United States and the European Union (EU) are strengthening emissions and treatment standards through industrial wastewater toxicity assessments. Among the various industrial wastewater, electronic wastewater often contains various heavy metals, and treatment thereof is an indispensable item.
또한 전자 산업은 대량의 물을 사용하기 때문에 용수 비용뿐만 아니라 이에 상응하는 과도한 폐수 처리 비용이 발생할 수 있으며 이는 제조 비용을 증가시켜 경쟁력을 약화시킬 수 있다. 따라서 최근 전자 폐수의 처리는 폐수를 배출하지 않거나 처리수를 재이용하는 방향으로 기술이 발전하고 있다. Also, because the electronics industry uses a large amount of water, not only the water cost but also the corresponding wastewater treatment costs can be incurred, which can increase manufacturing costs and weaken competitiveness. Therefore, in recent years, technologies for electronic wastewater treatment have been developed in the direction of not discharging wastewater or reusing wastewater.
물의 사용성을 높이기 위해서는 앞서 언급한 중금속 이외에도 부유 고형물 (suspended solid, SS), 화학적 산소 요구량 (chemical oxygen demand, COD), 질소 (nitrogen, N)와 인(phosphorus, P) 등 전통적인 오염물질을 사용처에 맞게 처리할 필요가 있다. In addition to the above-mentioned heavy metals, traditional pollutants such as suspended solids (SS), chemical oxygen demand (COD), nitrogen (N) and phosphorus (P) You need to handle it properly.
COD, N, P 등 전통적인 오염물을 제거하기 위한 처리에 있어 분리막을 이용한 처리공정은 기존의 침전조를 대체하고 처리수 중의 부유물을 획기적으로 줄이는 장점에 의하여 최근 각광받고 있다. 특히 경제적으로 장점이 있는 생물학적 처리 공정이 분리막 기술과 결합하여 막생물반응기(membrane bioreactor, MBR) 라는 새로운 수처리 기술의 변법들이 폭발적으로 증가 중이다. COD, N, P, and other conventional pollutants have recently been attracting attention due to the advantages of replacing existing sedimentation basins and dramatically reducing suspended solids in treated water. In particular, the economical advantage of biological treatment processes combined with membrane technology has led to explosive growth of new bioreactor membrane bioreactor (MBR) variants.
기존의 중금속 제거 방법들은 철, 알루미늄 계열의 응집제를 이용한 응집/침전을 이용하거나, 양이온 및 음이온 수지에 중금속을 포함한 이온성 물질을 붙여 제거하는 이온교환수지법, 역삼투를 발생시켜 입자성/이온성 물질을 모두 제거하는 역삼투법 등이 제안되고 사용되었다. 그러나 이러한 방법들은 처리가 불필요한 중금속 이외의 물질도 함께 제거하게 됨으로써 처리효율이 일정하지 않거나(응집/침전법, 이온교환수지법), 과도한 설치 및 운영비용이 필요한(역삼투법) 문제점이 있었다.Conventional heavy metal removal methods include an ion exchange resin method in which coagulation / precipitation using iron or aluminum type flocculant is used, or an ion exchange resin method in which ionic substances including heavy metals are adhered to cation and anion resins to remove them, And reverse osmosis to remove all of the substances. However, these methods have disadvantages in that the treatment efficiency is not constant (coagulation / sedimentation method, ion exchange resin method), excessive installation and operation costs are required (reverse osmosis method) because substances other than heavy metals that are not required to be treated are removed together.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허공개 제2012-0069895호 "중금속을 함유한 폐수 처리방법 및 그 처리장치"(특허문헌 1)가 있다. 상기 배경기술에서는 '공장으로부터 배출되고 중금속이 함유된 폐수를 집수하는 단계; 집수된 상기 폐수에 공장으로부터 배기되는 폐가스로 기포를 생성하는 단계; 상기 기포 내부에 채워진 상기 폐가스와 상기 중금속 반응시켜 상기 중금속을 상기 기포에 흡착시키는 단계; 상기 중금속이 흡착된 상기 기포를 부유시켜 제거하는 단계; 및 상기 기포가 제거된 상기 폐수를 방류시키는 단계를 포함하는 중금속을 함유한 폐수 처리방법'을 제안한다. As a background of the present invention, Patent Document No. 2012-0069895 "Waste Water Treatment Method Containing Heavy Metals and Its Treatment Apparatus" (Patent Document 1) is known. In the background art, collecting waste water discharged from a factory and containing heavy metals; Generating air bubbles from waste water discharged from a factory to the collected wastewater; Reacting the heavy metal with the waste gas filled in the bubbles to adsorb the heavy metal to the bubbles; Floating the bubble adsorbed by the heavy metal to remove the bubble; And discharging the wastewater from which the bubbles have been removed.
그러나 상기 배경기술은 상기 폐가스와 상기 중금속 반응시켜 중금속을 기포에 흡착시켜 제거하도록 하는 것으로, 중금속을 선택적으로 제거할 수 없으며, 기포에 흡착시켜 제거하는 것만으로는 제거효율에 한계가 있는 문제점이 있었다.However, in the background art, the heavy metal is reacted with the waste gas to adsorb the heavy metal by adsorbing the heavy metal, so that the heavy metal can not be selectively removed, and there is a problem that the removal efficiency is limited only by adsorbing and removing the heavy metal .
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 중금속 처리 단계 이전에 생물학적 처리 및 정밀 여과막을 거치도록 정밀 여과막 생물반응 단계를 구성하고 폐수내의 유기물, 부유물, 질소, 인을 처리하여 부유물과 미생물 슬러지를 분리하도록 하며 후속 단계에서 중금속 제거제의 반응시 간섭작용이 생기는 것을 방지함으로써 다종의 중금속을 저농도로 처리할 수 있도록 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a microfiltration membrane biological reaction step for passing biological treatment and microfiltration membrane prior to the heavy metal treatment step and treating organic matters, suspended solids, nitrogen, And it is possible to remove pollutants in the electronic wastewater by applying a microfiltration membrane bioreaction process and a selective heavy metal removal process that can treat various kinds of heavy metals at a low concentration by preventing interferences during the reaction of the heavy metal remover in the subsequent stage. And a method for processing the data.
본 발명은 전자 폐수의 처리공정에서 유기물, 질소, 인 및 중금속이 함유된 폐수를 처리하는 방법에 있어서, (a) 발생된 폐수를 유량 조정조에 수집하는 단계; (b) 유량 조정조에서 공급되는 폐수를 차례로 혐기조, 무산소조 및 정밀 여과막이 구성된 호기조로 이루어진 생물학적 처리조를 거쳐 유기물, 질소, 인을 제거하는 단계; (c) 생물학적 처리조에서 처리된 폐수를 중금속 처리조에서 중금속 제거제를 혼합하여 중금속을 제거하도록 하는 단계; (d) 중금속 처리조에서 처리된 폐수를 슬러지 침전조에서 슬러지를 응집시켜 슬러지를 처리하고 슬러지가 제거된 처리수를 배출하는 단계; (e) 슬러지 침전조에는 슬러지가 제거된 처리수를 모래 필터 및 활성탄 필터를 차례로 거쳐 미세 부유물 및 용존성 물질을 처리하고 처리수를 배출하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법을 제공하고자 한다.A method for treating wastewater containing organic matter, nitrogen, phosphorus, and heavy metals in an electronic wastewater treatment process, comprising the steps of: (a) collecting generated wastewater in a flow rate adjustment tank; (b) removing the organic matter, nitrogen and phosphorus from the wastewater supplied from the flow rate adjusting tank through the biological treatment tank consisting of an aerobic tank, anoxic tank and aerobic tank with a microfiltration membrane; (c) mixing wastewater treated in the biological treatment tank with a heavy metal removal agent in a heavy metal treatment tank to remove heavy metals; (d) treating the wastewater treated in the heavy metal treatment tank with sludge in a sludge settling tank to treat sludge and discharging treated water from which sludge has been removed; (e) treating the sludge settling tank with sludge-removed treated water in order through a sand filter and an activated carbon filter in order to treat fine suspensions and dissolved substances, and to discharge treated water. And a method for removing contaminants in electronic wastewater at a low concentration by applying a selective heavy metal removal process.
또한, 호기조에서 혐기조로 처리수를 반송하고 일정량의 슬러지는 폐기하여 처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법을 제공하고자 한다.The present invention also provides a method for treating pollutants in electronic wastewater at a low concentration by applying a microfiltration membrane bioreaction process and a selective heavy metal removal process, characterized in that treated water is transported from an oxic tank to an anaerobic tank and a certain amount of sludge is disposed of and treated I want to.
또한, (b) 단계에서, 정밀여과는 정밀여과 중공사막 또는 한외여과 중공사막인 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법을 제공하고자 한다.In the step (b), microfiltration is a microfiltration hollow fiber membrane or an ultrafiltration hollow fiber membrane. A microfiltration membrane bioreaction process and a selective heavy metal removal process are applied to treat a pollutant in electronic wastewater at a low concentration .
또한, (c) 단계에서, 중금속 제거제는 DTC(dithiocarbamate) 함유 중금속 제거제인 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법을 제공하고자 한다.Also, in the step (c), a heavy metal removing agent is a dithiocarbamate-containing heavy metal removing agent, and a method for treating contaminants in electronic wastewater at a low concentration by applying a selective filtering metal removal step and a selective heavy metal removal step do.
또한, (c) 단계에서, DTC 함유 중금속 제거제는 처리 대상 2가 중금속의 전체 함유 질량의 20~22배를 사용하는 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법을 제공하고자 한다.Further, in the step (c), the DTC-containing heavy metal scavenger is used at 20 to 22 times the total contained mass of the divalent heavy metal to be treated. In the microfiltration membrane bioreaction step and the selective heavy metal removal step, And to provide a method for treating pollutants at a low concentration.
또한, (d) 단계에서, 슬러지 침전조에서 응집제 및 응집 보조제를 차례로 처리하여 응집하도록 하는 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법을 제공하고자 한다.In step (d), the flocculant and the flocculant are coagulated by sequentially treating the flocculant and the flocculant in the sludge settling tank. The microfiltration membrane biological reaction process and the selective heavy metal removal process are applied to treat the pollutants in the electronic wastewater at low concentration .
또한, (e) 단계에서, 모래 필터 또는 활성탄 필터를 거친 처리수를 유량 조정조로 반송하여 재처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법을 제공하고자 한다.In the step (e), the treated water having passed through the sand filter or the activated carbon filter is returned to the flow rate adjusting tank for reprocessing. The microfiltration membrane biological reaction process and the selective heavy metal removal process are applied to remove contaminants in the electronic waste water And to provide a method for treatment at a low concentration.
또한, (e) 단계에서, 모래 필터 및 활성탄 필터를 제외시키고, (d) 단계에서 슬러지 침전조에 분리막을 구성하여 슬러지를 응집시켜 슬러지를 처리하고 슬러지가 제거된 처리수를 배출하도록 하는 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법을 제공하고자 한다.In the step (e), the sand filter and the activated carbon filter are excluded. In step (d), a separation membrane is formed in the sludge settling tank to coagulate the sludge to treat the sludge and discharge the treated water from which the sludge has been removed The present invention provides a method for treating contaminants in electronic wastewater at a low concentration by applying a microfiltration bioreaction process and a selective heavy metal removal process.
본 발명의 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법은 중금속 처리 단계 이전에 생물학적 처리 및 정밀 여과막을 거치도록 정밀 여과막 생물반응 단계를 구성하여 폐수내의 유기물, 부유물, 질소, 인을 처리하여 부유물과 미생물 슬러지를 분리하도록 하고 후속 단계에서 중금속 제거제의 반응시 간섭작용이 생기는 것을 방지함으로써 다종의 중금속을 저농도로 처리할 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.The microfiltration membrane bioreactor and the selective heavy metal removal process of the present invention can be used to treat pollutants in the electronic wastewater at low concentrations. The microfiltration process includes a microfiltration membrane bioreactor stage to pass biological treatment and microfiltration membrane, It is possible to separate the suspended matter and the microbial sludge from the organic matter, suspended matter, nitrogen, and phosphorus in the subsequent step, thereby preventing the interference of the heavy metal removing agent in the subsequent step, thereby enabling the treatment of various heavy metals at a low concentration .
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법의 제1 실시예를 처리 단계별로 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법의 제2 실시예를 처리 단계별로 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 3은 DTC 계열 중금속 제거제의 pH 농도별 아연의 농도변화를 도시한 도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention, Shall not be construed as limiting.
1 is a flowchart schematically showing a first embodiment of a method for treating contaminants in electronic wastewater according to the present invention at low concentration.
2 is a flowchart schematically showing a second embodiment of a method for treating contaminants in electronic wastewater according to the present invention at a low concentration.
FIG. 3 is a graph showing changes in zinc concentration with respect to the pH concentration of the DTC-based heavy metal remover.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments.
본 발명은 중금속 처리 단계 이전에 생물학적 처리 및 정밀 여과막을 거치도록 정밀 여과막 생물반응 단계를 구성하여 폐수내의 유기물, 부유물, 질소, 인을 처리하여 부유물과 미생물 슬러지를 분리하도록 하고 후속 단계에서 중금속 제거제의 반응시 간섭작용이 생기는 것을 방지하여 다종의 중금속을 저농도로 처리할 수 있도록 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법에 관한 것이다.In the present invention, a microfiltration membrane biological reaction step is performed so as to pass a biological treatment and a microfiltration membrane before a heavy metal treatment step to separate suspended matter and microbial sludge by treating organic matter, suspended matter, nitrogen and phosphorus in the wastewater, The present invention relates to a microfiltration membrane bioreactor and a method for selectively removing heavy metals from a wastewater, thereby preventing contamination during reaction and treating various heavy metals at a low concentration.
도 1은 본 발명의 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법의 제1 실시예를 처리 단계별로 개략적으로 도시한 순서도이다.Fig. 1 is a flowchart schematically showing a first embodiment of a method for treating contaminants in electronic wastewater according to the present invention at low concentration.
본 발명의 제1 실시예는 먼저, 발생된 전자 폐수를 유량 조정조(10)에 수집하도록 한다(a).In the first embodiment of the present invention, first, the generated electromagnetic wastewater is collected in the flow rate control tank 10 (a).
일정 크기의 유량 조정조(10)에 폐수를 수집함으로써 후속 단계로 폐수의 유량을 조정하며 공급할 수 있도록 한다.The wastewater is collected in the flow
이후, 유량 조정조(10)에서 공급되는 폐수를 생물학적 처리조(20)를 거치도록 하여 유기물, 질소, 인을 제거하고 부유물을 제거하도록 한다(b).Then, the wastewater supplied from the flow
생물학적 처리조(20)는 차례로 혐기조(21), 무산소조(22) 및 호기조(23)로 이루어져 폐수가 차례로 통과하면서 처리되도록 한다.The
유기물의 경우 혐기조(21)에서 혐기성 미생물에 의한 환원조건에서 일부 유기물은 메탄 등으로 전환되어 제거되고, 무산소조(22)에서는 탈질 미생물에 의하여 호기조(23)에서 생성되어 반송된 질산(NO3 -)이 질소가스(N2)로 전환되면서 유기물이 사용되어 제거되며, 호기조(23)에서는 호기성 미생물에 의하여 이산화탄소(CO2)로 전환되어 제거된다.In the
질소의 경우 앞서 설명한 대로 호기조(23)에서 질산화 미생물에 의하여 암모니아(NH4 +)는 질산(NO3 -)으로 전환되는데, 호기조(23)에서 혐기조(21)로 처리수를 반송하도록 하여 일정량의 슬러지는 폐기하여 처리하고, 호기조(23)로부터 반송된 질산은 혐기조(21)를 거쳐 무산소조(22)에서 질소가스로 전환됨으로써 제거되도록 할 수 있다.In the case of nitrogen, ammonia (NH 4 + ) is converted into nitric acid (NO 3 - ) by the nitrifying microorganism in the
인 제거의 경우 혐기조(21)에서 인을 배출하고 무산소조(22)를 거쳐 호기조(23)에서 인을 과다 배출하는 인과다 섭취 기작을 이용하거나 각 조 미생물의 성장에 따라 미생물 체내에 섭취된 인이 호기조(23)의 미생물 슬러지를 폐기함으로써 제거된다. 이렇게 처리된 폐수는 호기조(23)에 설치된 정밀 여과막(231)을 이용하여 미생물 슬러지 및 부유물로부터 분리되어 다음 단계로 배출되도록 하는 것이다. In the case of phosphorus removal, phosphorus is consumed in the
이때, 정밀 여과막(231)은 내부에 중공이 형성되고 표면에 다수의 구멍이 형성된 실로 이루어진 중공사막으로 보통여과 중공사막을 포함한 공지의 다양한 종류의 여과막을 사용할 수 있으며, 특히 정밀여과 중공사막 또는 한외여과 중공사막을 사용하도록 할 수 있다.In this case, the
부가적으로 막분리 기술은 보통여과, 정밀여과, 한외여과, 역삼투 등으로 분류되며, 분리하는 물질의 크기에 따라 보통여과는 10μm까지, 정밀여과는 30nm까지, 한외여과는 2nm까지, 그 이하는 역삼투의 관계에 있다. In addition, membrane separation techniques are classified into general filtration, microfiltration, ultrafiltration and reverse osmosis. Depending on the size of the material to be separated, ordinary filtration is up to 10 μm, microfiltration is up to 30 nm, ultrafiltration is up to 2 nm, Is in the relationship of reverse osmosis.
따라서, 정밀여과 중공사막은 대부분의 미생물개체가 배제될 수 있으며, 한외여과 중공사막은 정밀여과 중공사막 보다 공극이 작아 사용자의 선택에 의하여 더욱 정밀한 미생물개체의 배제를 위하여 사용할 수 있다.Therefore, the microfiltration hollow fiber membrane can be excluded from most microorganisms, and the ultrafiltration hollow fiber membrane can be used for the precise removal of microorganisms by the user's choice because the pore size is smaller than that of the microfiltration hollow fiber membrane.
이후, 생물학적 처리조(20)에서 처리된 폐수를 중금속 처리조(30)에서 중금속 제거제를 혼합하여 중금속을 제거하도록 한다(c).Thereafter, the heavy metals are removed from the waste water treated in the
호기조(23)에서 정밀 여과막(231)에 의하여 처리된 처리수는 중금속 처리를 위하여 중금속 처리조(30)로 이송되며, 이때 처리수는 중성의 pH 범위이므로 중금속 제거를 위해 따로 pH가 조정될 필요가 없으며, 중금속 제거제를 혼합하는 단계를 거쳐 미세한 플럭이 형성되도록 한다. The treated water treated by the
종래의 응집 시설에서는 폐수를 일단 NaOH 등으로 pH를 약알칼리로 만들고 산성인 황산반토나 PAC 등이 반응하면서 pH가 산성으로 변화하게 되지만, 최종처리시 pH를 중성으로 만들어야 하므로 다시 NaOH를 혼합하여야 하였지만, 본 발명에서는 상기 (b) 단계의 생물학적 처리조(20)에서의 생물학적 처리를 거쳐 처리수가 중성범위가 되기 때문에 별도의 pH조정이 필요하지 않는 것이다.In conventional coagulation facilities, the wastewater is once made alkaline with NaOH, and the pH changes to acidic state due to the reaction of acidic sulphate, PAL, etc. However, NaOH must be mixed again in order to make the pH neutral during the final treatment In the present invention, the pH of the treated water is in the neutral range through the biological treatment in the
중금속 제거제는 공지의 다양한 제품을 사용할 수 있으며, 특히 2가 중금속의 제거 기능이 있는 것으로 알려진 다이티오카르바메이트(dithiocarbamate, DTC)를 주성분으로 하는 중금속 제거제를 주입하여 중금속과 반응시켜 중금속을 제거하도록 할 수 있다. A variety of known heavy metal removers can be used. In particular, a heavy metal scavenger mainly composed of dithiocarbamate (DTC), which is known to have a function of removing heavy metals, is injected to react with heavy metals to remove heavy metals can do.
DTC (dithiocarbamate) 계열의 예로는 Nalco 사의 Nalmet 과 같은 제품이 있으며, 선택적으로 2가 중금속을 제거하는 데 대부분의 제품에서 DTC가 주 원료로 사용된다. An example of a DTC (dithiocarbamate) series is Nalco's Nalmet, which selectively removes diatomic heavy metals, and DTC is the main ingredient in most products.
또한, 이와 같은 본 발명에서 DTC (dithiocarbamate) 계열을 중금속 제거제로 사용하는 가장 큰 이유중의 하나는 DTC계열의 화학물질은 강알칼리이므로 NaOH를 대체하게 되고 중금속 제거 반응 후 적정량의 PAC로 pH가 다시 낮아지므로 최종처리수가 중성범위로 되도록 하기 때문이다.In the present invention, one of the major reasons for using the dithiocarbamate (DTC) series as a heavy metal remover is to replace the NaOH since the DTC chemical is a strong alkali, and after the heavy metal removal reaction, This is because the final treatment number is in the neutral range.
따라서 본 처리 방법은 (b)와 (c)단계를 거쳐 폐수 중의 유기물, 질소, 인 및 중금속을 높은 제거 성능으로 동시에 처리할 수 있는 것이다. Therefore, this treatment method can treat the organic matter, nitrogen, phosphorus and heavy metals in the wastewater simultaneously with high removal performance through steps (b) and (c).
또한, DTC (dithiocarbamate) 계열을 중금속 제거제는 처리 대상 2가 중금속의 전체 함유 질량의 20~22배를 사용하도록 할 수 있다.Further, the heavy metal removing agent of the dithiocarbamate (DTC) series can be used at a ratio of 20 to 22 times the total contained mass of the bivalent heavy metals to be treated.
이는 반응은 DTC 함유량(약 40%~60%)과 중금속 양, 그리고 수중의 이물질에 따라 달라지므로 적절한 효율이 유지되는 약품사용량으로 제시한 것으로, 이론적 사용량인 중금속 질량의 약 3배에 안전율 7을 감안한 수치로 20배 미만으로 사용하면 2가 중금속 처리가 제대로 이루어지지 않으며, 22배 초과하여 사용하면 효율이 떨어지기 때문에 20~22배 사용하는 것이 바람직하다.This is because the reaction depends on the amount of DTC (about 40% ~ 60%), the amount of heavy metal, and the foreign substance in water. Therefore, it is suggested that the efficiency is maintained. Considering that the value is less than 20 times, it is not enough to handle 2 heavy metals. If it is used more than 22 times, it becomes less efficient. Therefore, it is preferable to use 20 to 22 times.
도 3은 DTC 계열 중금속 제거제의 pH 농도별 아연의 농도변화를 도시한 도이다.FIG. 3 is a graph showing changes in zinc concentration with respect to the pH concentration of the DTC-based heavy metal remover.
2가 중금속 종에 대해 강한 킬레이트 능력을 보유한 DTC (dithiocarbamate)를 주성분으로 하는 화학물질을 중금속 제거제로 사용하면, 도 3에서와 같이, 반응 최적화 실험실 시험으로부터 10 개의 서로 다른 중금속을 제거하는 범용의 pH 조건은 7 ~ 9 사이, 아연 단독의 경우 산성의 pH 6 이하에서 제거효율이 최대로 나타났다. When a heavy metal removing agent is used as a dithiocarbamate (DTC) -based chemical having a strong chelating ability against a heavy metal of a bivalent metal, as shown in Fig. 3, it is possible to remove the ten different heavy metals from the reaction optimization laboratory test The condition was 7 ~ 9, and the removal efficiency was the maximum at the
상기의 (b)와 (c)단계를 차례로 거치도록 하여, 생물학적 처리조(20)에서 생물학적 처리를 이용하여 유기물, 질소, 인을 사전 처리하고(b), 중금속을 중금속 처리조(30)에서 후에 제거하도록 하게 되는데 전처리로 중금속을 먼저 제거하는 경우에는 폐수 원수 중에 포함된 고농도의 유기물, 질소, 인 등이 중금속 제거제와의 반응을 지연시키기 때문에 생물학적 처리가 앞 단계에 위치하도록 하는 것이다.(B) and (c) are sequentially performed so that organic matter, nitrogen and phosphorus are pretreated in the
이후, 중금속 처리조(30)에서 처리된 폐수를 슬러지 침전조(40)에서 슬러지를 응집시켜 슬러지를 처리하고 슬러지가 제거된 처리수를 배출하도록 한다(d).Thereafter, the wastewater treated in the heavy
(c) 단계에서 생성된 플럭은 (d) 단계에서 플럭의 크기를 크게 하여 침전조(40)에서 침전시켜 화학 슬러지 형태로 형성되도록 하여 중금속을 최종 제거하도록 한다.In step (c), the flocs generated in step (d) are increased in size to precipitate in the
이때에는 슬러지 침전조(40)에서 응집을 용이하게 하도록 응집제 및 응집 보조제를 차례로 처리하여 응집하도록 할 수 있다.At this time, the flocculant and the flocculant aid may be treated in order to facilitate flocculation in the
응집제로는 황산반토, PAC, 알루미늄계열의 응집제 (poly-aluminum chloride, PAC)와 같은 공지의 다양한 제품 등을 사용할 수 있다.As the coagulant, various known products such as sulfuric acid alumina, PAC, and aluminum-based coagulant (PAC) can be used.
이와 같이 응집제를 주입하여 플럭을 더욱 크게 형성하며 이후에 응집보조제 (polymer)를 이용하여 플럭의 크기를 최대로 하게 된다. 응집 보조제는 양이온계, 음이온계, 혹은 양쪽성 polymer가 사용될 수 있으며, 이때 생성된 플럭은 침전조에서 쉽게 침전하여 화학 슬러지 형태로 중금속이 최종 제거되게 되는 것이다. The flocculant is injected in this manner to form a larger flap, and then the size of the flap is maximized by using an aggregating aid. The coagulant may be a cationic, anionic or amphoteric polymer. The resulting floc is easily precipitated in a settling tank and the heavy metal is finally removed in the form of chemical sludge.
마지막으로, 본 발명의 제1 실시예에서는 제2 실시예와는 달리 슬러지 침전조(40)에는 슬러지가 제거된 처리수를 모래 필터(50) 및 활성탄 필터(60)를 차례로 거쳐 미세 부유물 및 용존성 물질을 처리하고 처리수를 배출하는 단계(e)가 추가 구성된다.Lastly, in the first embodiment of the present invention, unlike the second embodiment, the treated water from which sludge has been removed from the
이와 같이 중금속이 제거된 처리수를 차례로 모래 필터(50) 및 활성탄 필터(60)를 차례로 거치게 함으로써, 중금속 처리조(40)에서 미량으로 넘어갈 수 있는 미세 중금속 함유 부유물 및 용존성 물질, 냄새 등을 최종 처리하여 배출하도록 하는 것이다.By sequentially passing through the
또한, 모래 필터(50) 또는 활성탄 필터(60)를 거친 처리수를 유량 조정조(10)로 반송하여 재처리하도록 할 수 있다.Further, the treated water having passed through the
이는, 모래 필터(50)나 활성탄 필터(60)와 같은 경우에는 시간이 지나면 폐색이 될 가능성이 있기 때문에, 주기적으로 유량 조정조(10)로의 반송하여 역세가 이루어지도록 하여 모래 필터(50)나 활성탄 필터(60)를 재생할 수 있도록 하면서 동시에 폐수의 재처리가 이루어지도록 할 수 있는 것이다.In the case of the
<실시 예><Examples>
하기의 [표 1]는 중금속의 농도가 구리 90 ppb, 철 150 ppb, 아연 350 ppb, 망간 250 ppb, 니켈 10ppb 등이 포함되어 있고, 유기물 (생화학적 산소요구량, COD) 318 ppm, 총 질소 23 ppm, 총인 12 ppm이 포함되어 있는 전자 폐수를 본 발명의 제1 실시예의 방법으로 처리한 실험예이다.Table 1 below shows the concentrations of heavy metals including copper 90 ppb, iron 150 ppb, zinc 350 ppb, manganese 250 ppb,
처리 결과 속도에 관한 것이 최적이었으며, 중금속의 농도가 구리 0.4 ppb, 철 100 ppb, 아연 0.1 ppb, 망간 10 ppb, 니켈 0.2ppb 이하로 제거하고, 유기물 (생화학적 산소요구량, COD) 25 ppm, 총 질소 1 ppm, 총인 0.03 ppm 이하로 처리효율이 탁월하였다. The concentration of heavy metals was removed to 0.4 ppb of copper, 100 ppb of iron, 0.1 ppb of zinc, 10 ppb of manganese, and 0.2 ppb of nickel, and the organic matter (biochemical oxygen demand, COD) 1 ppm of nitrogen and 0.03 ppm of total or less.
도 2는 본 발명의 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법의 제2 실시예를 처리 단계별로 개략적으로 도시한 순서도이다.2 is a flowchart schematically showing a second embodiment of a method for treating contaminants in electronic wastewater according to the present invention at a low concentration.
본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예는 (a), (b), (c) 단계와 (A), (B), (C) 단계의 구성은 동일하나, 제1 실시예에서는 슬러지 침전조(40)에서의 처리단계(d) 이후에 슬러지가 제거된 처리수를 모래 필터(50) 및 활성탄 필터(60)를 거치는 단계(e)가 추가 구성되며, 제2 실시예에서는 별도의 모래 필터 및 활성탄 필터를 거치는 단계 없이 (D)단계에서, 슬러지 침전조(40)에 별도의 분리막(43)이 구성된다.The first embodiment and the second embodiment of the present invention are identical in the steps (a), (b) and (c) with the steps (A), (B) and (C) The step (e) of passing the sludge-removed treated water after the treatment step (d) in the sedimentation tank (40) through the sand filter (50) and the activated carbon filter (60) In step (D) without the step of passing through the filter and the activated carbon filter, a
따라서, 제2 실시예에서는 도 2에서와 같이, 처리 수준에 따라 부유물질을 더욱 높은 수준으로 처리하기 위해서는 제1 실시예의 모래필터 및 활성탄 필터 단계를 거치지 않고, (D)단계에서 분리막(43)을 구성하여 단순화할 수 있다. 2, in order to treat the suspended substances to a higher level according to the treatment level, the
상기와 같은 본 발명의 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법은 중금속 처리 단계 이전에 생물학적 처리 및 정밀 여과막을 거치도록 정밀 여과막 생물반응 단계를 구성하여 폐수내의 유기물, 부유물, 질소, 인을 처리하여 부유물과 미생물 슬러지를 분리하도록 하여 후속 단계에서 중금속 제거제의 반응시 간섭작용이 생기는 것을 방지하여 다종의 중금속을 저농도로 처리할 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.The microfiltration membrane bioreactor and the selective heavy metal removal process of the present invention as described above can be used to treat contaminants in the electronic wastewater at a low concentration. The microfiltration process includes a microfiltration membrane bioreaction step It is very useful to treat the organic matter, suspended matter, nitrogen, and phosphorus in the wastewater to separate the suspended matter and the microbial sludge so as to prevent the interference of the heavy metal remover in the subsequent step, thereby treating various heavy metals at a low concentration It is effective.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. will be. The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.
10 : 유량 조정조
20 : 생물학적 처리조
30 : 중금속 처리조
40 : 슬러지 침전조
43 : 분리막
50 : 모래 필터
60 : 활성탄 필터10: Flow regulator
20: Biological treatment tank
30: Heavy metal treatment tank
40: sludge settling tank
43: Membrane
50: Sand filter
60: activated carbon filter
Claims (13)
(a) 발생된 폐수를 유량 조정조(10)에 수집하는 단계;
(b) 유량 조정조(10)에서 공급되는 폐수를 차례로 혐기조(21), 무산소조(22) 및 정밀 여과막(231)이 구성된 호기조(23)로 이루어진 생물학적 처리조(20)를 거쳐 유기물, 질소, 인을 제거하는 단계;
(c) 생물학적 처리조(20)에서 처리된 폐수를 중금속 처리조(30)에서 중금속 제거제를 혼합하여 중금속을 제거하도록 하는 단계;
(d) 중금속 처리조(30)에서 처리된 폐수를 슬러지 침전조(40)에서 슬러지를 응집시켜 슬러지를 처리하고 슬러지가 제거된 처리수를 배출하는 단계;
(e) 슬러지 침전조(40)에는 슬러지가 제거된 처리수를 모래 필터(50) 및 활성탄 필터(60)를 차례로 거쳐 미세 부유물 및 용존성 물질을 처리하고 처리수를 배출하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법.A method for treating wastewater containing organic matter, nitrogen, phosphorus, and heavy metals in an electronic wastewater treatment process,
(a) collecting the generated wastewater into a flow rate regulator (10);
(b) The wastewater supplied from the flow rate adjusting tank 10 is passed through the biological treatment tank 20 composed of the aerobic tank 23, in which the anaerobic tank 21, the anoxic tank 22 and the microfiltration membrane 231 are constituted in sequence. ;
(c) mixing wastewater treated in the biological treatment tank (20) with heavy metal removal tank (30) to remove heavy metals;
(d) coagulating the sludge in the sludge settling tank (40) with the wastewater treated in the heavy metal treatment tank (30), treating the sludge and discharging the treated water from which the sludge has been removed;
(e) treating the sludge-removed treated water in the sludge settling tank (40) through the sand filter (50) and the activated carbon filter (60) in order to treat the fine suspended matter and the dissolved substance and discharge the treated water Wherein the microfiltration membrane bioreaction process and the selective heavy metal removal process are applied to treat pollutants in electronic wastewater at low concentrations.
(b) 단계에서,
호기조(23)에서 혐기조(21)로 처리수를 반송하고 일정량의 슬러지는 폐기하여 처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법.The method according to claim 1,
In the step (b)
The treatment water is transported from the aerobic tank 23 to the anaerobic tank 21 and a certain amount of sludge is treated for disposal to treat the pollutants in the electronic waste water at a low concentration by applying the microfiltration membrane bioreaction process and the selective heavy metal removal process How to.
(b) 단계에서,
정밀 여과막(231)은 정밀여과 중공사막 또는 한외여과 중공사막인 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법.The method according to claim 1,
In the step (b)
Wherein the microfiltration membrane (231) is a microfiltration hollow fiber membrane or an ultrafiltration hollow fiber membrane. The microfiltration membrane bioreaction process and the selective heavy metal removal process are applied to treat pollutants in electronic wastewater at a low concentration.
(c) 단계에서,
중금속 제거제는 DTC(dithiocarbamate) 함유 중금속 제거제인 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법.The method according to claim 1,
In the step (c)
Wherein the heavy metal remover is a dithiocarbamate (DTC) -removing heavy metal remover, wherein the microfiltration bioreaction process and the selective heavy metal removal process are applied to treat low-concentration pollutants in the electronic wastewater.
(c) 단계에서,
DTC 함유 중금속 제거제는 처리 대상 2가 중금속의 전체 함유 질량의 20~22배를 사용하는 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법.The method of claim 4,
In the step (c)
A method for treating contaminants in electronic wastewater at a low concentration by applying a microfiltration membrane bioreaction process and a selective heavy metal removal process characterized in that the DTC-containing heavy metal removal agent uses 20 to 22 times the total contained mass of the bivalent heavy metals to be treated .
(d) 단계에서,
슬러지 침전조(40)에서 응집제 및 응집 보조제를 차례로 처리하여 응집하도록 하는 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법.The method according to claim 1,
In step (d)
Wherein the sludge settling tank (40) treats the flocculant and the flocculant aid in order to flocculate the flocculant and the flocculant aid so that the pollutants in the electronic wastewater are treated at a low concentration by applying the microfiltration membrane bioreactor and the selective heavy metal removal process.
(e) 단계에서,
모래 필터(50) 또는 활성탄 필터(60)를 거친 처리수를 유량 조정조(10)로 반송하여 재처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법.The method according to claim 1,
In the step (e)
The treated water passing through the sand filter 50 or the activated carbon filter 60 is transported to the flow rate regulator 10 for reprocessing. The microfiltration membrane bioreaction process and the selective heavy metal removal process are applied to remove contaminants Is treated at a low concentration.
(A) 발생된 폐수를 유량 조정조(10)에 수집하는 단계;
(B) 유량 조정조(10)에서 공급되는 폐수를 차례로 혐기조(21), 무산소조(22) 및 정밀 여과막(231)이 구성된 호기조(23)로 이루어진 생물학적 처리조(20)를 거쳐 유기물, 질소, 인을 제거하는 단계;
(C) 생물학적 처리조(20)에서 처리된 폐수를 중금속 처리조(30)에서 중금속 제거제를 혼합하여 중금속을 제거하도록 하는 단계;
(D) 중금속 처리조(30)에서 처리된 폐수를 내부에 분리막(43)이 구성된 슬러지 침전조(40)에서 슬러지를 응집시켜 슬러지를 처리하고 슬러지가 제거된 처리수를 배출하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법.A method for treating wastewater containing organic matter, nitrogen, phosphorus, and heavy metals in an electronic wastewater treatment process,
(A) collecting the generated wastewater into a flow rate regulator (10);
(B) The wastewater supplied from the flow rate adjusting tank 10 is passed through the biological treatment tank 20 including the aerobic tank 21, the anoxic tank 22 and the aerobic tank 23 composed of the microfiltration membrane 231, ;
(C) mixing wastewater treated in the biological treatment tank (20) with heavy metal removal tank (30) to remove heavy metals;
(D) coagulating the sludge in the sludge settling tank (40) having the separation membrane (43) inside the wastewater treated in the heavy metal treatment tank (30), and treating the sludge and discharging the treated water from which the sludge has been removed Wherein a microfiltration membrane bioreaction process and a selective heavy metal removal process are applied to treat contaminants in electronic wastewater at low concentrations.
(B) 단계에서,
호기조(23)에서 혐기조(21)로 처리수를 반송하고 일정량의 슬러지는 폐기하여 처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법.The method of claim 8,
In step (B)
The treatment water is transported from the aerobic tank 23 to the anaerobic tank 21 and a certain amount of sludge is treated for disposal to treat the pollutants in the electronic waste water at a low concentration by applying the microfiltration membrane bioreaction process and the selective heavy metal removal process How to.
(B) 단계에서,
정밀 여과막(231)은 정밀여과 중공사막 또는 한외여과 중공사막인 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법.The method of claim 8,
In step (B)
Wherein the microfiltration membrane (231) is a microfiltration hollow fiber membrane or an ultrafiltration hollow fiber membrane. The microfiltration membrane bioreaction process and the selective heavy metal removal process are applied to treat pollutants in electronic wastewater at a low concentration.
(C) 단계에서,
중금속 제거제는 DTC(dithiocarbamate) 함유 중금속 제거제인 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법.The method of claim 8,
In step (C)
Wherein the heavy metal remover is a dithiocarbamate (DTC) -removing heavy metal remover, wherein the microfiltration bioreaction process and the selective heavy metal removal process are applied to treat low-concentration pollutants in the electronic wastewater.
(C) 단계에서,
DTC 함유 중금속 제거제는 처리 대상 2가 중금속의 전체 함유 질량의 20~22배를 사용하는 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법.The method of claim 11,
In step (C)
A method for treating contaminants in electronic wastewater at a low concentration by applying a microfiltration membrane bioreaction process and a selective heavy metal removal process characterized in that the DTC-containing heavy metal removal agent uses 20 to 22 times the total contained mass of the bivalent heavy metals to be treated .
(D) 단계에서,
슬러지 침전조(40)에서 응집제 및 응집 보조제를 차례로 처리하여 응집하도록 하는 것을 특징으로 하는 정밀 여과막 생물반응 공정과 선택적 중금속 제거 공정을 적용하여 전자 폐수 내의 오염물질을 저농도로 처리하는 방법. The method of claim 8,
In step (D)
Wherein the sludge settling tank (40) treats the flocculant and the flocculant aid in order to flocculate the flocculant and the flocculant aid so that the pollutants in the electronic wastewater are treated at a low concentration by applying the microfiltration membrane bioreactor and the selective heavy metal removal process.
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