KR20170123140A - 불소 제거용 수 처리 물질, 및 수 처리 시스템 - Google Patents

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KR20170123140A
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Abstract

불소 제거용 수 처리 물질이 제공된다. 상기 수 처리 물질은, 천연 제올라이트, 인조 제올라이트, 탄산마그네슘, 수산화칼슘, 활성탄소, 염화칼슘, 및 천연 제올라이트와 인조 제올라이트의 가교 역할을 수행하는 황산알루미늄을 포함할 수 있다. 이로 인해, 상기 수 처리 물질을 폐수에 투입하여 상기 폐수를 정화하는 경우, 상기 폐수 내의 불소는 물론 인, 질소, 및 중금속의 함량이 현저하게 감소될 수 있다.

Description

불소 제거용 수 처리 물질, 및 수 처리 시스템{Material for water treatment removal fluorine and water treatment system}
본 발명은 불소 제거용 수 처리 물질, 및 수 처리 시스템에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 제올라이트, 탄산마그네슘, 수산화칼슘, 활성탄소, 염화칼슘, 및 황산알루미늄을 포함하는 불소 제거용 수 처리 물질 및 수 처리 시스템에 관련된 것으로, 본 발명의 실시 예에 따른 수 처리 물질 및 수 처리 시스템을 이용하여 폐수 내의 불소, 중금속, 인, 및 질소를 효율적으로 제거할 수 있다.
최근 전세계적으로 물 부족 문제에 대한 관심이 높아지고 있다. 각종 언론의 보도에 따르면, 현재 전세계 인구의 약 40%가 식수난을 겪고 있으며, 2025년 세계 인구 30억 명, 전체 국가의 20%가 심각한 물 부족을 겪을 것으로 전망된다.
잘 알려져 있는 바와 같이 지구상 물의 약 97%가 해수에 해당하고 나머지 육지 상의 물 중세서도 별도의 처리 없이 직접적으로 인간이 사용할 수 있는 물의 양은 많지 않다. 또한 기상 이변, 사막화, 수자원 오염 등으로 인하여 물 부족 문제는 더욱 심각해질 것으로 예상된다. 이러한 물 부족 현상을 해결하기 위하여 다양한 방식의 수 처리 시스템이 고려되고 있다.
예를 들어, 열 증류 방식, 막 분리 방식, 또는 전기 투석법 등을 적용한 해수 담수화 시스템에 대한 연구 개발이 진행되고 있으며, 주거 및 공업 단지에서 배출되는 도시 하수 및 공업 폐수와 같은 다양한 오염수를 처리하는 수 처리 물질 및 방법에 대한 많은 연구개발이 필요한 실정이다.
미국공개특허 US2008/0116136 water treatment system
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 폐수를 효율적으로 정화할 수 있는 불소 제거용 수 처리 물질 및 수 처리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 폐수에서 불소를 현저하게 감소시킬 수 있는 불소 제거용 수 처리 물질 및 수 처리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 폐수에서 불소와 함께 인 및 질소를 현저하게 감소시킬 수 있는 불소 제거용 수 처리 물질 및 수 처리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 폐수에서 불소와 함께 중금속을 현저하게 감소시킬 수 있는 불소 제거용 수 처리 물질 및 수 처리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 비용이 절감된 불소 제거용 수 처리 물질을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 불소 제거용 수 처리 물질을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 불소 제거용 수 처리 물질의 제조 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 수 처리 물질의 제조 방법은, 제올라이트, 탄산마그네슘, 수산화칼슘, 활성탄소, 염화칼슘, 및 황산알루미늄을 준비하는 단계, 제올라이트, 탄산마그네슘, 수산화칼슘, 활성탄소, 염화칼슘, 및 황산알루미늄를 혼합하여 소스 혼합물(source mixture)을 제조하는 단계, 상기 소스 혼합물을 용매에 첨가하여, 소스 용액을 제조하는 단계, 상기 소스 용액을 열처리 및 교반하여 반응물을 제조하는 단계, 및 상기 반응물을 건조 및 분쇄하여, 수 처리 분말을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 수 처리 물질의 제조 방법은, 상기 수 처리 분말을 1차 열처리하여, 1차 활성화시키는 단계, 상기 1차 활성화된 상기 수 처리 분말을 공냉시키는 단계, 및 공냉된 상기 수 처리 분말을 상기 1차 열처리보다 높은 온도로 2차 열처리하여 2차 활성화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 수 처리 시스템을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 수 처리 시스템은, 불소를 포함하는 폐수가 유입되는 집수조, 상기 집수조로부터 상기 폐수가 유입되고, 상기 폐수에 pH 조절제를 투입하여, 상기 폐수의 pH를 조절하는 pH 조정조, 상기 pH 조정로부터 상기 폐수가 유입되고, 상기 폐수가 체류하는 반응조, 상기 반응조로부터 상기 폐수가 유입되고, 수 처리 물질이 공급되어, 상기 폐수에 포함된 불소가 응집된 응집물이 생성되는 응집조, 상기 응집조로부터 상기 폐수가 유입되고, 상기 응집물이 침전되는 침전조, 상기 침전조부터 상기 폐수가 유입되고, 상기 폐수에 알카리성 용액을 공급하여, 상기 폐수에 포함된 불소를 불용성 물질로 침전시키는 처리조, 및 상기 처리조로부터 상기 폐수가 유입되고, 상기 폐수를 외부로 방류하는 방류조를 포함하되, 상기 집수조, 상기 pH 조정조, 상기 반응조, 상기 응집조, 상기 침전조, 상기 처리조, 및 상기 방류조는, 격벽에 의해 서로 구분되는 공간을 가지고, 상기 격벽은, 상기 폐수의 유입되는 유출구의 크기를 조절하는 유출구 크기 조절부를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 유출구 크기 조절부는, 복수의 세그먼트를 포함하고, 상기 복수의 세그먼트의 중첩되는 정도가 높을수록, 상기 유출구의 크기가 증가되어, 상기 폐수의 유입량이 증가될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 수 처리 물질은, 상술된 실시 예에 따른 수 처리 물질의 제조 방법에 따라 제조될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 수 처리 물질은, 천연 제올라이트, 인조 제올라이트, 탄산마그네슘, 수산화칼슘, 활성탄소, 염화칼슘, 및 천연 제올라이트와 인조 제올라이트의 가교 역할을 수행하는 황산알루미늄을 포함하되, 상기 황산알루미늄의 함량이 20wt%일 수 있다. 이로 인해, 상기 수 처리 물질을 폐수에 투입하여 상기 폐수를 정화하는 경우, 상기 폐수 내의 불소는 물론, 인, 질소, 및 중금속의 함량이 현저하게 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수 처리 시스템은, 불소를 포함하는 폐수가 유입되는 집수조, 상기 집수조로부터 상기 폐수가 유입되고, 상기 폐수에 pH 조절제를 투입하여, 상기 폐수의 pH를 조절하는 pH 조정조, 상기 pH 조정조로부터 상기 폐수가 유입되고, 상기 폐수가 체류하는 반응조, 상기 반응조로부터 상기 폐수가 유입되고, 수 처리 물질이 공급되어, 상기 폐수에 포함된 불소를 포함하는 화합물이 응집된 응집물이 생성되는 응집조, 상기 응집조로부터 상기 폐수가 유입되고, 상기 응집물이 침전되는 침전조, 상기 침전조부터 상기 폐수가 유입되고, 상기 폐수에 알카리성 용액을 공급하여, 상기 폐수에 포함된 불소를 불용성 물질로 침전시키는 처리조, 및 상기 처리조로부터 상기 폐수가 유입되고, 상기 폐수를 외부로 방류하는 방류조를 포함하되, 상기 집수조, 상기 pH 조정조, 상기 반응조, 상기 응집조, 상기 침전조, 상기 처리조, 및 상기 방류조는, 격벽에 의해 서로 구분되는 공간을 가지고, 상기 격벽은, 상기 폐수의 유입되는 유출구의 크기를 조절하는 유출구 크기 조절부를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 pH 조정조, 상기 반응조, 상기 응집조, 상기 침전조, 상기 처리조, 및 상기 방류조로 유입되는 상기 폐수의 양이 개별적으로 용이하게 조절되어, 수 처리 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수 처리 물질의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수 처리 시스템에 포함된 유출구 크기 조절부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수 처리 물질의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 수 처리 물질, 그 제조 방법, 및 이를 이용한 수 처리 방법이 설명된다.
도 1을 참조하면, 제올라이트, 탄산마그네슘, 수산화칼슘, 활성탄소, 염화칼슘, 및 황산알루미늄이 준비된다(S100).
일 실시 예에 따르면, 제올라이트는 천연 제올라이트 및 인조 제올라이트를 포함할 수 있다. 제올라이트는, 이산화규소, 알루미나, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화나트륨, 및 산화철을 포함할 수 있다.
황산알루미늄은 무색의 결정으로, 물, 산성 용액, 및/또는 알칼리 용액에 용이하게 용해될 수 있다. 황산알루미늄이 수중의 알칼리분과 반응하는 경우 수산 알루미늄이 생성될 수 있다. 이 경우, 수산 알루미늄의 응집제로서의 역할을 수행할 수 있다. 응집제 주입률은 일반적으로 10~100ppm의 범위이고, 응집 반응에서 최적 pH값은 6.0~7.0일 수 있다.
황산알루미늄은 산화제 및 환원제의 기능을 가지고 있고, 니켈, 아연, 및 철과 같은 중금속 COD를 저감시킬 수 있다. 또한, 상술된 바와 같이, 제올라이트가 천연 제올라이트 및 인조 제올라이트를 포함하는 경우, 천연 제올라이트와 인조 제올라이트를 가교할 수 있다. 또한, 황산알루미늄은 0.01~1μm의 크기를 갖고, 대부분 음 전하를 가져, 양 전하를 갖는 황산철, 황산알루미늄 응집제로 직경을 크게 하거나, 비중을 무겁게 하는 효과가 있다.
제올라이트, 탄산마그네슘, 수산화칼슘, 활성탄소, 염화칼슘, 및 황산알루미늄 외, 유화 소다 또는 황산 제1 철 중에서 적어도 어느 하나가 더 준비될 수 있다. 이 경우, 일 실시 예에 따르면, 황산알루미늄은 준비되지 않을 수 있다.
제올라이트, 탄산마그네슘, 수산화칼슘, 활성탄소, 염화칼슘, 및 황산알루미늄을 혼합하여 소스 혼합물이 제조될 수 있다(S120). 일 실시 예에 따르면, 상기 소스 혼합물 내 황산알루미늄은 20wt%이고, 상기 소스 혼합물 내 탄산마그네슘은 10wt%이고, 상기 소스 혼합물 내 수산화칼슘은 10wt%이고, 상기 소스 혼합물 내 염화칼슘은 10wt%일 수 있다.
또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 소스 혼합물 내 황산알루미늄은 10~30wt%이고, 상기 소스 혼합물 내 탄산마그네슘은 0~20wt%이고, 상기 소스 혼합물 내 수산화칼슘은 0~20wt%이고, 상기 소스 혼합물 내 염화칼슘은 0wt%일 수 있다.
상술된 바와 같이, 제올라이트가 천연 제올라이트 및 인조 제올라이트를 포함하는 경우, 상기 소스 혼합물 내 인조 제올라이트의 함량은 천연 제올라이트의 함량보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 혼합물 내 천연 제올라이트의 함량은 40wt%이고, 상기 소스 혼합물 내 인조 제올라이트의 함량은 10wt%일 수 있다. 또는 다른 예를 들어, 상기 소스 혼합물 내 천연 제올라이트의 함량은 30~50wt%이고, 상기 소스 혼합물 내 인조 제올라이트의 함량은 0~10wt%일 수 있다.
상기 소스 혼합물을 용매에 첨가하여 소스 용액이 제조될 수 있다(S130). 예를 들어, 상기 용매는, 물(증류수), 알코올 등일 수 있다.
상기 소스 용액을 열처리 및 교반하여 반응물이 제조될 수 있다(S140). 상기 반응물은 수 처리 물질의 결정체가 고형화된 것일 수 있다. 상기 소스 용액은 60~70℃의 온도 범위에서 50~60분 동안 열처리될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액은 드라이 오븐을 이용하여 열처리 및 고형화되어, 상기 반응물이 생성될 수 있다.
상기 반응물을 건조 및 분쇄하여 수 처리 분말이 제조될 수 있다(S150). 상기 수 처리 분말은, 폐수에 투입되어, 상기 폐수 내의 인, 질소, 및 중금속의 함량을 저하시킬 수 있다.
상기 수 처리 분말은, 칼슘, 철, 및/또는 알루미늄을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 수 처리 분말이 용매에 용해되는 경우, 상기 수 처리 분말이 용해된 용액은, 칼슘 이온(Ca2 +), 철 이온(Fe3 +), 및/또는 알루미늄 이온(Al3 +)을 포함할 수 있다. 칼슘 이온(Ca2 +), 철 이온(Fe3 +), 및/또는 알루미늄 이온(Al3 +)은 상기 폐수 내의 불소, 인, 및/또는 질소를 용이하게 흡착할 수 있다.
구체적으로, 칼슘 이온(Ca2+)는 아래 <화학식 1>과 같이 반응하여 상기 폐수 내의 인을 제거할 수 있다.
<화학식 1>
5Ca2 + + 4OH- + 3HPO4 2 - -> Ca5(OH)(PO4)3 + 3H2O
또한, 철 이온(Fe3 +)은 아래 <화학식 2>와 같이 반응하여 상기 폐수 내의 인을 제거할 수 있다.
<화학식 2>
Fe3 + + PO4 3- -> FePO4
또한, 알루미늄 이온(Al3 +)은 아래 <화학식 3>와 같이 반응하여 폐수 내의 인을 제거할 수 있다.
<화학식 3>
Al2(SO4)3 + 2PO4 3 - -> 2AlPO4 + 3SO4 2 -
또한, 알루미늄은 상기 폐수 내의 불소와 반응하여, 불용염인 Al2F H2O를 형성할 수 있다. 이로 인해, 상기 폐수 내의 불소가 용이하게 제거될 수 있다.
상술된 바와 같이, 상기 수 처리 물질은, 상기 폐수 내의 불소는 물론, 인, 질소, 및/또는 중금속을 용이하게 제거할 수 있다.
상기 폐수는, 집수조에 수집되어, pH 조정조, 환원조, 반응조, 응집조, 침전조, 처리조, 및 방류조 순서로 흐를 수 있다. 상술된 방법에 따라 제조된 수 처리 물질은 상기 폐수가 상기 pH 조정조로 유입되어 pH가 조정된 후, 투여될 수 있다.
이하, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 상기 수 처리 물질을 이용한 수 처리 시스템이 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수 처리 시스템에 포함된 유출구 크기 조절부를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 수 처리 시스템(100)은, 집수조(110), pH 조정조(120), 반응조(130), 응집조(140), 침전조(150), 처리조(160), 및 방류조(170)를 포함할 수 있다.
상기 집수조(110) 내로, 불소를 포함하는 폐수(10)가 유입될 수 있다. 상기 폐수(10)는 불소 외에, 질소, 인, 및/또는 중금속을 포함할 수 있다.
상기 집수조(110)로부터, 상기 폐수(10)가 상기 pH 조정조(120)로 유입될 수 있다. 상기 pH 조정조(120)에서, 상기 폐수(10)에 pH 조절제가 투입되어, 상기 폐수의 pH가 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 폐수(10)에 황산이 투입될 수 있다. 이에 따라, 상기 폐수(10)는 중성 상태를 유지할 수 있다. 또는, 다른 다양한 종류의 화합물이 상기 폐수(10)에 투입될 수 있다. 상기 폐수(10)의 pH는 OPR 센서 등을 통하여 체크될 수 있다.
상기 폐수(10)가 상기 pH 조정조(120)로 유입되기 전, 상기 폐수(10)는 전처리될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 폐수(10)에 수산화 나트륨을 첨가하여 상기 폐수(10)의 pH가 9가 되고, 상기 폐수(10)를 55~60도로 가열하고, 염화 칼슘 화합물 또는 황산 알루미늄 중에서 적어도 어느 하나를 투입할 수 있다. 이로 인해, 상기 폐수(10)로부터 불소의 제거율이 향상될 수 있다.
상기 pH 조정조(120)로부터 상기 폐수(10)가 상기 반응조(130)로 유입될 수 있다. 상기 반응조(130)에서 상기 폐수(10)는 30~40분간 체류할 수 있다.
상기 반응조(130)로부터 상기 폐수(10)가 상기 응집조(140)로 유입될 수 있다. 상기 응집조(140)에서 수 처리 물질이 공급되어, 상기 폐수(10)에 포함된 불소를 포함하는 화합물이 응집된 응집물이 생성될 수 있다. 상기 수 처리 물질은, 도 1을 참조하여 설명된 방법으로 형성될 수 있다.
상기 응집조(140)로부터 상기 폐수(10)가 상기 침전조(150)로 유입될 수 있다. 상기 침전조(150)에서 상기 응집물이 침전될 수 있다.
상기 침전조(150)로부터 상기 폐수(10)가 상기 처리조(160)로 유입될 수 있다. 상기 처리조(160)에서 상기 폐수(10)에 알카리성 용액을 공급하여, 상기 폐수(10)에 포함된 불소를 불용성 물질로 침전시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 침전조(150)에서 상기 폐수(10)의 잔류 불소는 5~10ppm일 수 있다.
상기 처리조(160)로부터 상기 폐수(10)가 상기 방류조(170)로 유입될 수 있다. 상기 방류조(170)의 상기 폐수(10)는 외부로 방류될 수 있다.
상기 집수조(110), 상기 pH 조정조(120), 상기 반응조(130), 상기 응집조(140), 상기 침전조(150), 상기 처리조(160), 및 상기 방류조(170)는, 격벽(115)에 의해 서로 구분되는 공간을 가질 수 있다. 다시 말하면, 상기 격벽(115) 및 상기 수 처리 시스템(100)의 외벽 사이의 공간에 의해 상기 집수조(110), 상기 pH 조정조(120), 상기 반응조(130), 상기 응집조(140), 상기 침전조(150), 상기 처리조(160), 및 상기 방류조(170)가 정의될 수 있다.
상기 격벽(115)은, 상기 폐수(10)가 유입되는 유출구의 크기를 조절하는 유출구 크기 조절부(117)를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 집수조(110), 상기 pH 조정조(120), 상기 반응조(130), 상기 응집조(140), 상기 침전조(150), 상기 처리조(160), 및 상기 방류조(170)로 유입되는 상기 폐수(10)의 유입량이 개별적으로 조절될 수 있다. 이에 따라, 각 단계별 상기 폐수(10)의 흐름이 용이하게 조절되고, 이로 인해, 상기 집수조(110), 상기 pH 조정조(120), 상기 반응조(130), 상기 응집조(140), 상기 침전조(150), 상기 처리조(160), 및 상기 방류조(170)에서의 상기 폐수(10)의 처리 시간이 최적화될 수 있다. 이에 따라, 상기 폐수(10)의 수 처리 효율이 향상될 수 있다.
상기 유출구 크기 조절부(117)는, 복수의 세그먼트(Seg1, Seg2 ~ SegN)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 세그먼트(Seg1, Seg2 ~ SegN)의 중첩되는 정도가 높을수록, 상기 유출구 크기 조절부(117)의 유출구의 크기가 감소될 수 있다. 이 경우, 상대적으로 낮은 유량의 상기 폐수(10)가 유입될 수 있다. 반면, 상술된 바와는 달리, 상기 복수의 세그먼트(Seg1, Seg2 ~ SegN)의 중첩되는 정도가 낮을수록, 상기 유출구 크기 조절부(117)의 유출구의 크기가 증가될 수 있다. 이 경우, 상대적으로 높은 유량의 상기 폐수(10)가 유입될 수 있다.
상기 유출구 크기 조절부(117)는, 복수의 세그먼트(Seg1, Seg2 ~ SegN)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 세그먼트(Seg1, Seg2 ~ SegN)의 중첩되는 정도가 높을수록, 상기 유출구 크기 조절부(117)의 유출구의 크기가 감소될 수 있다. 이 경우, 상대적으로 낮은 유량의 상기 폐수(10)가 유입될 수 있다. 반면, 상술된 바와는 달리, 상기 복수의 세그먼트(Seg1, Seg2 ~ SegN)의 중첩되는 정도가 낮을수록, 상기 유출구 크기 조절부(117)의 유출구의 크기가 증가될 수 있다. 이 경우, 상대적으로 높은 유량의 상기 폐수(10)가 유입될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수 처리 시스템(102)은, 도 2를 참조하여 설명된 수 처리 시스템(100)과 달리, 추가 유출구 크기 조절부(119)를 더 포함할 수 있다. 상기 추가 유출구 크기 조절부(119)는, 도 3을 참조하여 설명된 상기 유출구 크기 조절부(117)와 같이, 복수의 세그먼트로 구성될 수 있고, 상기 복수의 세그먼트가 중첩되는 정도에 따라서, 유출구의 크기가 조절될 수 있다.
상기 추가 유출구 크기 조절부(119), 상기 유출구 크기 조절부(117), 상기 격??(115), 및 상기 수 처리 시스템(102)의 외벽으로 둘러싸인 버퍼 공간(BS, buffer space)이 정의될 수 있다. 상기 버퍼 공간(BS)은, 상기 유출구 크기 조절부(117)의 유출구 크기 조절로 인한 상기 폐수(10)의 유압 차이를 해소할 수 있다. 예를 들어, 상기 pH 조정조(120)의 상기 유출구 크기 조절부(117)의 유출구가 감소되는 경우, 상기 집수조(110)의 상기 유출구 크기 조절부(117) 및 상기 추가 유출구 크기 조절부(119)로 둘러싸인 상기 버퍼 공간(BS)을 이용하여, 상기 pH 조정조(120)로 유입되는 상기 폐수(10)의 유압 차이가 해소될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10: 폐수
100, 102: 수 처리 시스템
110: 집수조
115: 격벽
117: 유출구 크기 조절부
119: 추가 유출구 크기 조절부
120: pH 조정조
130: 반응조
140: 응집조
150: 침전조
160: 처리조
170: 방류조

Claims (5)

  1. 제올라이트, 탄산마그네슘, 수산화칼슘, 활성탄소, 염화칼슘, 및 황산알루미늄을 준비하는 단계;
    제올라이트, 탄산마그네슘, 수산화칼슘, 활성탄소, 염화칼슘, 및 황산알루미늄을 혼합하여 소스 혼합물(source mixture)을 제조하는 단계;
    상기 소스 혼합물을 용매에 첨가하여, 소스 용액을 제조하는 단계;
    상기 소스 용액을 열처리 및 교반하여 반응물을 제조하는 단계; 및
    상기 반응물을 건조 및 분쇄하여, 수 처리 분말을 제조하는 단계를 포함하는 수 처리 물질의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 수 처리 분말을 1차 열처리하여, 1차 활성화시키는 단계;
    상기 1차 활성화된 상기 수 처리 분말을 공냉시키는 단계; 및
    공냉된 상기 수 처리 분말을 상기 1차 열처리보다 높은 온도로 2차 열처리하여 2차 활성화시키는 단계를 더 포함하는 수 처리 물질의 제조 방법.
  3. 불소를 포함하는 폐수가 유입되는 집수조;
    상기 집수조로부터 상기 폐수가 유입되고, 상기 폐수에 pH 조절제를 투입하여, 상기 폐수의 pH를 조절하는 pH 조정조;
    상기 pH 조정조로부터 상기 폐수가 유입되고, 상기 폐수가 체류하는 반응조;
    상기 반응조로부터 상기 폐수가 유입되고, 수 처리 물질이 공급되어, 상기 폐수에 포함된 불소를 포함하는 화합물이 응집된 응집물이 생성되는 응집조;
    상기 응집조로부터 상기 폐수가 유입되고, 상기 응집물이 침전되는 침전조;
    상기 침전조부터 상기 폐수가 유입되고, 상기 폐수에 알카리성 용액을 공급하여, 상기 폐수에 포함된 불소를 불용성 물질로 침전시키는 처리조; 및
    상기 처리조로부터 상기 폐수가 유입되고, 상기 폐수를 외부로 방류하는 방류조를 포함하되,
    상기 집수조, 상기 pH 조정조, 상기 반응조, 상기 응집조, 상기 침전조, 상기 처리조, 및 상기 방류조는, 격벽에 의해 서로 구분되는 공간을 가지고,
    상기 격벽은, 상기 폐수가 유입되는 유출구의 크기를 조절하는 유출구 크기 조절부를 갖는 것을 포함하는 불소 폐수 처리 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 유출구 크기 조절부는,
    복수의 세그먼트를 포함하고,
    상기 복수의 세그먼트의 중첩되는 정도가 높을수록, 상기 유출구의 크기가 증가되어, 상기 폐수의 유입량이 증가되는 것을 포함하는 불소 폐수 처리 시스템.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 수 처리 물질은, 제1 항에 따른 수 처리 물질의 제조 방법에 따라 제조된 것을 포함하는 불소 폐수 처리 시스템.
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