KR20230002991A - 수조 내에 있어서의 황화수소 발생억제방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 초지설비의 수계에 배치되는 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생의 징후를 간접적으로 사전에 알 수 있어, 수조 내의 물(백수)을 처리하기 위한 처리제를 과잉으로 첨가하지 않고 황화수소의 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 황화수소 발생억제방법을 제공한다. 본 발명의 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법은, 초지설비의 수계에 배치되는 수조 내의 수중에서, 황화수소의 발생원이 되는 환원성 물질의 농도를 정기적으로 측정하고, 상기 환원성 물질의 농도가 기준값을 넘는 경우에, 수조 내의 수중의 환원성 물질의 농도가 기준값 이하가 되도록 소정의 처리를 실시한다.

Description

수조 내에 있어서의 황화수소 발생억제방법
본 발명은, 초지설비의 수계에 배치되는 수조 내에 있어서의 황화수소 발생억제방법에 관한 것이다.
제지(製紙)는, 펄프원료를 수질에 분산시킨 원료 슬러리를 초지(抄紙)함으로써 이루어진다. 이 제지에 있어서의 초지공정에서는, 일반적으로 펄프를 조정하여 초지한다. 공정으로서, 와이어(망)를 사용하여 여과작용에 의하여 지료(紙料)로부터 탈수하는 와이어 파트의 공정과, 가압에 의하여 더 탈수시켜서 밀도와 습지강도를 높이는 프레스 파트의 공정을 거친다. 와이어 파트 및 프레스 파트에서는, 와이어로부터 펠트를 세정하기 위하여 물탱크(수조)에서의 물이 살수된다. 와이어 파트 및 프레스 파트에서 펄프로부터 탈수된 물이나 살수 후의 물은, 백수(白水)로서 백수 사일로(저장수조)에 저장된다. 백수 사일로에 저장된 백수는, 그 일부가 펌프에 공급되고 나머지는 밀봉피트에 공급된다. 이 백수는, 수자원의 유효활용이나 재이용의 관점에서, 원료의 희석수로서 다시 초지공정의 수계(水系)를 순환시켜서 사용하고 있다.
제조되는 종이, 예를 들면 판지의 원료는, 주로 리사이클된 골판지나 잡지이다. 골판지나 잡지에는, 미생물의 영양원이 되는 전분이 많이 함유되어 있기 때문에, 판지제조공정에 있어서도 미생물의 영양원이 된다. 또한 원료가 되는 골판지나 잡지는, 비바람에 노출되는 환경하에서 보관되는 경우에 미생물이 번식하기 쉽다.
또한 물탱크나 백수 사일로와 같은 수조 내에 있어서의 백수의 체류시간이 길어지면, 백수에 포함되는 현탁물질(懸濁物質)은, 일부가 수중에 부유하고 나머지는 침전하여 수조의 바닥부에 퇴적된다. 특히 수조가 대용량의 물을 저장하는 대형수조인 경우나 바닥부가 각진 수조인 경우에, 수조 내의 바닥부, 특히 바닥부의 모서리부에 퇴적물이 퇴적되기 쉽다. 이렇게 현탁물질이 수조에 퇴적되어 체류부(퇴적물)를 형성하면, 서서히 퇴적량이 증가하여 퇴적물의 내부에는 산소가 공급되지 않게 되는, 소위 혐기성 상태를 형성하게 된다.
또한 백수 중에는 첨가물로서 전분 등의 첨가제가 존재하기 때문에, 이러한 첨가물이 영양원이 되어 혐기성 미생물이 번식하기 쉬운 환경하에 있다. 미생물은 장치표면에서 증식하여 점착성의 대사산물을 분비함으로써, 펄프나 전료(塡料)를 포함한 슬라임으로 불리는 바이오필름을 형성한다. 중성초지(中性抄紙)에서는, 특히 미생물의 활성화(活性化)에 의하여 슬라임이 생성되기 쉬운 환경이 된다. 그리고 이러한 환경하에서는, 혐기성 미생물이 번식함으로써 황화수소가 발생하기 쉬워진다. 황화수소는, 자극적인 냄새(계란 썩는 냄새)가 나고, 눈, 피부, 점막을 자극하는 유독한 기체이다. 이 때문에 공장에서 황화수소가 발생하면, 작업자의 사망사고가 발생할 위험성이 있다. 특히 판지를 제조하는 공장은, 원료나 제품의 유통비용의 감소를 위하여 도심부에 존재하는 경우가 많기 때문에, 황화수소 등의 유해가스가 발생하면 공장 주변의 주민에 대한 악취문제를 초래하므로, 대책을 강구하는 것이 필요하다.
작업자의 사망사고의 발생 리스크를 제거하기 위한 종래의 수단으로서는, 예를 들면 공장의 셧다운(조업정지) 시에 정기적(예를 들면, 14∼30일마다)으로 수조 내의 물을 빼고, 수조를 개방하고 나서 장시간(예를 들면, 6시간 정도)에 걸쳐서 공기를 교체한 후에, 작업자가 수조 내에 들어가서 유지보수를 실시하고 있었다. 그러나 이러한 유지보수의 실시는, 조업 중에 황화수소의 발생량을 기준값 이하가 되도록 충분하게 제어하지 않은 경우, 발생한 황화수소를 대기 중으로 방출하게 되기 때문에, 공장 주변의 주민에 대한 악취문제를 해결하지 못하여, 안전성과 작업효율의 저하의 문제가 있었다.
또한 공장 내에서 발생한 가스의 악취대책으로서는, 마스킹제 등을 사용하여 대처요법적인 소취(消臭)를 실시하고, 또는 작업자가 먼 곳(떨어진 장소)으로부터, 예를 들면 1시간마다 공장에 가서 처리제의 효과를 확인하거나, 탐지견을 도입하여 필요에 따라 처리제를 첨가하는 방법이 생각된다. 그러나 이러한 방법은, 모두 공장 내에 있어서의 황화수소의 발생 자체를 억제하는 것은 아니므로 발본적인 대책이 아니고, 게다가 발생하는 슬라임에 대하여 수조 내의 백수 중에 첨가되는 처리제(슬라임 컨트롤제)의 사용량의 최적화가 도모되지 않는다는 문제도 있다. 또한 처리제의 첨가량, 처리제의 잔량, 처리제 첨가에 의한 효과의 유무를 확인하기 위하여, 작업자(예를 들면, 3교대제의 작업자)가 상황을 확인하여 일지에 기록하는 방법도 생각되지만, 이러한 방법은 작업자간에 상황의 정확한 전달을 할 필요가 있는 등 작업공정의 증가를 초래한다는 문제가 있었다.
초지설비의 수계에 있어서의 황화수소의 발생억제방법으로서는, 종래부터 여러 가지 대처가 이루어지고 있다.
예를 들면 특허문헌1에 있어서는, 폐수처리조 중 등, 특히 슬러리가 체류하는 폐수처리조의 바닥부(저질층(底質層))에 있어서 생육되는 황산염 환원세균 등의 미생물을 살균 혹은 생육억제하기 위하여, 공지의 약제(처리제)를 첨가함으로써, 이들 미생물에 기인하여 생성되는 황화수소의 발생을 억제하는 것이 개시되어 있다.
그러나 특허문헌1(특히, 표2)은, 공지의 약제(처리제)를 일정량(1kg/1일) 첨가하여 황화수소의 발생량이 2일 후와 5일 후에 억제되어 있는 실험결과를 개시하는 것에 지나지 않아, 발생하는 황화수소의 농도변동에 따른 적정량의 처리제를 첨가하고 있는 것은 아니고, 단순히 황화수소의 발생량이 항상 기준값을 넘지 않도록 하기 위하여, 필요 첨가량보다도 어느 정도 많은 처리제를 일정량 첨가하고 있다고 생각된다.
이 때문에 초지설비의 수계, 특히 수계에 배치되는 수조 내에 있어서, 황화수소가 발생할 것 같은 징후를 사전에 알 수 있으면, 과잉의 처리제를 첨가하지 않고 적정량의 처리제를 첨가할 수 있기 때문에, 황화수소의 발생 자체를 억제할 수 있음과 아울러, 수조 내의 물(백수)을 처리하기 위한 처리제의 첨가량을 절약할 수 있다는 점에서 바람직하다.
특허문헌1 : 일본국 공개특허 특개소57-158278호 공보
본 발명은, 초지설비의 수계에 배치되는 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생의 징후를 간접적으로 사전에 알 수 있어, 수조 내의 물(백수)을 처리하기 위한 처리제를 적정량 첨가함으로써, 황화수소의 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 황화수소 발생억제방법을 제공한다.
본 발명자는, 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생원인에 대하여 예의 검토를 거듭한 결과, 수조 내의 물(백수) 중에 포함되고 황화수소의 발생원이 되는 환원성 물질(예를 들면, 아황산 이온(SO3 2-))의 농도가 상승하기 시작함에 따라 황화수소가 발생하기 시작한다는 것을 밝견하였다. 또한 본 발명자는, 수조 내의 수중에 포함되고 황화수소의 발생원이 되는 환원성 물질(예를 들면, 아황산 이온(SO3 2-))의 농도를 정기적으로 측정하고, 이 환원성 물질의 농도가 기준값을 넘는 경우에, 수조 내의 수중의 환원성 물질의 농도가 기준값 이하가 되도록 소정의 처리, 바람직하게는 산소 함유 가스에 의한 폭기 및 처리제(슬라임 컨트롤제)의 첨가 중 적어도 일방의 처리를 함으로써, 황화수소의 발생을 효과적으로 억제할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명의 구성의 요지는, 이하와 같다.
(1) 초지설비의 수계에 배치되는 수조 내의 수중에서, 황화수소의 발생원이 되는 환원성 물질의 농도를 정기적으로 측정하고, 상기 환원성 물질의 농도가 기준값을 넘는 경우에, 상기 수조 내의 수중의 상기 환원성 물질의 농도가 상기 기준값 이하가 되도록 소정의 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
(2) 상기 소정의 처리는, 산소 함유 가스에 의한 폭기 및 슬라임 컨트롤제의 첨가 중의 적어도 일방을 실시하는 처리인 상기 (1)에 기재되어 있는 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
(3) 상기 산소 함유 가스에 의한 폭기는, 상기 환원성 물질의 농도가 상기 기준값 이하가 되도록 폭기량을 조정하여 실시하는 상기 (2)에 기재되어 있는 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
(4) 상기 슬라임 컨트롤제의 첨가는, 상기 환원성 물질의 농도가 상기 기준값 이하가 되도록 첨가량을 조정하여 실시하는 상기 (2) 또는 (3)에 기재되어 있는 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
(5) 상기 소정의 처리는, 상기 수조 내의 물의 수질분석을 실시하였을 때의 수질 분석값과 상기 환원성 물질의 농도의 측정값에 의하여 미생물의 활성을 종합적으로 평가하고, 상기 미생물의 활성의 평가결과에 의거하여 실시되는 상기 (1)∼(4) 중의 어느 하나에 기재되어 있는 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
(6) 상기 수질 분석값은, 상기 수조 내의 수중에서의 산화환원전위, 퇴적물의 양 및 현탁물질의 양 중의 적어도 하나의 측정값인 상기 (5)에 기재되어 있는 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
(7) 상기 환원성 물질이 아황산 이온인 상기 (1)∼(6) 중의 어느 하나에 기재되어 있는 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
(8) 상기 수조의 상부에 설치한 황화수소농도계로 연속측정하였을 때의 대기 중의 황화수소의 농도는 3ppm 이하의 범위인 상기 (1)∼(7) 중의 어느 하나에 기재되어 있는 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
본 발명에 의하면, 초지설비의 수계에 배치되는 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생의 징후를 환원성 물질(예를 들면, 아황산 이온(SO3 2-))의 농도변동에 의하여 간접적으로 사전에 알 수 있으므로, 수조 내의 물에 적정량의 처리제를 안정적으로 첨가할 수 있고, 그 결과로서 황화수소의 발생이 효과적으로 억제되기 때문에, 예를 들면 셧다운(조업정지) 시에 작업자가 수조 내에 들어가서 유지보수를 실시하기 전에 하는 공기교체시간의 단축이 도모되어, 안전성과 작업효율을 현저하게 향상시킬 수 있다. 또한 수조 내의 물(백수)의 부패도 효과적으로 억제할 수 있기 때문에, 제품(판지)의 결함수가 감소함과 아울러 조업시작으로부터 셧다운(조업정지)까지의 기간을 연장하는 것이 가능하다.
도1은, 본 실시형태에 관한 초지설비의 하나의 태양을 나타내는 개략적인 흐름도이다.
도2는, 백수 저장조(수조)의 바닥부에 퇴적된 퇴적물로부터 환원성 물질(아황산 이온(SO3 2-))이 생성되는 상황을 설명하기 위하여, 수조 내에 존재하는 퇴적물을 포함하는 백수의 일부의 영역을 확대하여 나타내는 개념도이다.
도3은, 종래의 초지설비의 수계에 배치되는 수조 내에 퇴적되는 퇴적물의 상태와 물의 흐름(F1)을 설명하기 위한 도면이다.
도4는, 본 실시형태에 사용하는 초지설비의 수계에 배치되는 수조를 구성하는 각 부재와 물의 흐름(F2)을 설명하기 위한 도면이다.
도5는, 처리제(SC제) 첨가량의 제어를 실시하지 않고 일정량의 처리제를 14일간 첨가한 경우(종래의 방법)와, 그 후에 아황산 이온농도의 변동에 따라 처리제(SC제) 첨가량의 제어를 한 경우(본 발명예)에 대하여, 아황산 이온농도와 처리제(SC제) 첨가량의 경시변화를 각각 막대 그래프와 꺾은선 그래프로 플롯한 도면이다.
도6은, 종래의 방법으로부터 산소 함유 가스를 폭기한 경우에 있어서의 환원성 물질의 감소의 추이와 산화환원전위의 상승을 나타내는 그래프이다.
이하에서 본 발명의 구체적인 실시태양에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태만으로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 목적의 범위 내에 있어서 적절하게 변경을 가하여 실시할 수 있다.
본 발명은, 초지설비(抄紙設備)의 수계(水系)에 배치되는 수조 내의 수중에서, 황화수소의 발생원이 되는 환원성 물질(還元性 物質)의 농도를 정기적으로 측정하고, 상기 환원성 물질의 농도가 기준값을 넘는 경우에, 상기 수조 내의 수중의 상기 환원성 물질의 농도가 상기 기준값 이하가 되도록 소정의 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법이다.
도1은, 본 발명에 관한 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법에 사용하는 초지설비의 개략적인 구성의 하나의 태양을 나타내는 것이다.
도1에 나타내는 초지설비(100)는, 원료제조장치(1)에서 제조한 원료 펄프 슬러리를 머신탱크(2)에 장입(裝入)한다. 머신탱크(2)는 원료 펄프 슬러리를 보관하는 탱크이며, 팬펌프(27), 팬펌프(3)에 의하여 스크린(4)을 경유하여 인렛(5)으로 원료 펄프 슬러리를 보낸다. 다음에 인렛(5)에 보내진 원료 펄프 슬러리를 와이어 파트(6)에 공급하여 탈수한다. 탈수된 습윤시트(7)를 프레스 파트(8)에서 드라이어 파트(9)로 보낸다. 와이어 파트(6)에서 분리된 백수(白水)(10)는, 백수 사일로(11)에 저장된다. 백수 사일로(11)에 저장된 백수의 일부는 원료와 함께 인렛(5)에 보내지며, 또한 팬펌프(23)를 통하여 잉여 백수조(13)에도 보내진다. 잉여 백수조(13)에 보내진 백수는 팬펌프(25)를 통하여 고액분리장치(固液分離裝置)(15)에 보내지고, 고형분은 배출 또는 원료계통으로 회수된다(16). 한편 고액분리장치(15)에서 발생한 여과액은, 팬펌프(26)를 통하여 원료제조장치(1) 또는 머신탱크(2)로부터 배출되는 펄프 슬러리와 혼합되어, 백수 순환계에 유입된다. 또한 백수 순환계에 유입되는 수계(19)는, 처리수조(20)에 저장된 후에 팬펌프(24)를 통하여 잉여 백수조(13)에 유입된다.
여기에서 본 발명에서 말하는 「수조」는, 초지설비의 수계에 배치되는 복수의 수조 중 적어도 하나의 수조를 의미하는 것이며, 예를 들면 도1의 초지설비(100)에서는, 백수 사일로(11), 잉여 백수조(13), 여과액조(17), 처리수조(20) 중 적어도 하나의 수조가 해당한다.
또한 「백수」는, 제지(製紙) 시의 초지공정에 있어서 초지기(抄紙機) 등으로부터 다량으로 배출되는 수용액을 말한다. 백수는, 보통 초지 시에 사용하는 원료 펄프에서 유래하는 미세섬유나, 그 밖의 제지용 약제 등을 포함한다. 「백수 순환계」는, 초지공정에 있어서 순환시켜 사용하는 백수를 말한다. 「백수 순환계에 유입되는 수계」는, 백수 순환계에서 펄프 슬러리나 백수의 농도조정 등에 사용되는 수계를 말한다. 상기 수계로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 제지용의 연수(軟水), 경수(硬水) 등을 들 수 있고, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 소량의 제지용 약제를 포함하고 있어도 좋다.
그리고 본 발명에서는, 초지설비의 수계에 배치되는 수조 내의 수중에서, 황화수소의 발생원이 되는 환원성 물질의 농도를 정기적으로 측정하고, 환원성 물질의 농도가 기준값을 넘는 경우에, 수조 내의 수중의 상기 환원성 물질의 농도가 상기 기준값 이하가 되도록 소정의 처리를 실시함으로써, 수조 내의 물(백수)에 적정량의 처리제(예를 들면, 슬라임 컨트롤제(SC제))를 안정적으로 첨가할 수 있고, 그 결과로서 황화수소의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
도2는, 백수 저장조(수조)의 바닥부에 퇴적된 퇴적물로부터 환원성 물질(아황산 이온(SO3 2-))이 생성되는 상황을 설명하기 위하여, 수조 내에 존재하는 퇴적물을 포함하는 백수의 일부의 영역을 확대하여 나타내는 개념도이다. 도2에 나타내는 수조(28) 내에는, 백수(29)와, 수조(28)의 바닥부에 퇴적물이 퇴적되어 형성된 체류부(30)가 존재한다. 그리고 수조(28) 내에 존재하는 백수의 체류시간이 길어지면, 백수에 포함되는 현탁물질(懸濁物質)이 서서히 수조(28)의 바닥부에 퇴적되어 체류부(30)를 형성한다. 이 체류부(30)를 형성하는 퇴적물은, 수조(28)의 측면이나 바닥면의 같은 장소에 체류하는 상태로 퇴적됨에 따라서, 퇴적물의 내부에는 산소가 공급되지 않게 되고, 소위 혐기성 상태가 형성되어 혐기성 미생물이 번식하게 된다. 그리고 혐기성 미생물(34)이 활성화(活性化)되어, 도2에 확대하여 나타내는 바와 같이, 활성화된 혐기성 미생물(34)에 의하여 수중에, 예를 들면 아황산 이온(SO3 2-)과 같은 환원성 물질(32)이 생성되게 된다.
본 발명자는, 수조(28) 내에 존재하는 물(백수)(29) 중에 포함되고 황화수소의 발생원이 되는 환원성 물질, 예를 들면 아황산 이온(SO3 2-)의 농도의 변동에 착목하여, 이 환원성 물질의 농도가 어느 기준값을 넘는 경우에, 수조(28)로부터 황화수소(H2S)가 발생하는 경향이 있음을 발견하였다. 그리고 본 발명자는, 수조(28) 내에 존재하는 물(백수)(29) 중에서, 황화수소의 발생원이 되는 환원성 물질, 예를 들면 아황산 이온(SO3 2-)의 농도를 정기적으로 측정하고, 이 환원성 물질의 농도가 기준값을 넘는 경우에, 수조(28) 내의 물(백수) 중의 환원성 물질의 농도가 기준값 이하가 되도록 소정의 처리, 바람직하게는 산소 함유 가스에 의한 폭기(曝氣) 및 슬라임 컨트롤제의 첨가 중 적어도 일방을 실시하는 처리를 함으로써, 수조(28) 내에 있어서의 황화수소의 발생을 효과적으로 억제할 수 있음을 발견하였다.
(산소 함유 가스에 의한 폭기처리)
산소 함유 가스에 의한 폭기처리는, 이러한 수조 내에 존재하는 물에 대하여 산소 함유 가스를 취입(吹入)함으로써, 교반(攪拌) 및 폭기를 실시하는 처리이다. 도3은, 종래의 초지설비의 수계에 배치되는 수조 내에 퇴적되는 퇴적물의 상태와 물의 흐름(F1)을 설명하기 위한 도면이고, 도4는, 본 실시형태에서 사용하는 초지설비의 수계에 배치되는 수조를 구성하는 각 부재와 물의 흐름(F2)을 설명하기 위한 도면이다. 또한 도3 및 도4에 나타내는 파선 화살표는 물의 이동방향을 나타내고, 또 도4에 나타내는 일점쇄선의 화살표는 산기관(散氣管)으로부터 분출되는 산소 함유 가스의 이동방향을 나타내고, 그리고 도4에 나타내는 제어장치로부터 연장되는 실선은 통신계통의 흐름을 나타낸다.
도3에 나타내는 종래의 초지설비의 수조(101)에서는, 수조(101)의 상부에 배치된 백수 주입구(102)로부터 물(백수)을 수조(101) 내에 공급함과 아울러, 수조(101) 내의 백수를 수조(101)의 바닥부측의 외측에 배치한 팬펌프(105)를 통하여 다른 수조 등으로 배출하는, 소위 회류식(回流式)의 장치구성을 구비하며, 도3에 나타내는 바와 같은 물의 흐름(F1)이 어느 정도는 발생하지만, 산소 함유 가스에 의한 폭기처리는 이루어지지 않는다.
이 때문에 종래의 초지설비의 수조(101)에서는, 수조 내에 존재하는 백수(103)는 충분한 교반이 이루어지지 않은 경우가 많기 때문에, 보통은 도3에 나타내는 바와 같이 전료(塡料) 등을 포함한 현탁물질이 침전하여 수조의 바닥부에 퇴적되고, 특히 수조가 대용량의 물을 저장하는 대형수조인 경우나 바닥부가 각진 수조인 경우에는, 수조 내의 바닥부, 특히 바닥부의 모서리부에 퇴적물이 퇴적되기 쉽다. 이와 같이 현탁물질이 수조에 퇴적되어 체류부(104)를 형성하면, 서서히 퇴적량이 증가하여 퇴적물의 내부에는 산소가 공급되지 않게 되는, 소위 혐기성 상태를 형성하게 된다.
이에 대하여 도4에 나타내는 초지설비의 수조(50)에서는, 수조(50)의 상부에 배치된 백수 주입구(55)로부터 물(백수)을 수조(50) 내에 공급함과 아울러, 수조(50) 내의 백수를 수조(50)의 바닥부측의 외측에 배치한 팬펌프(62)를 통하여 다른 수조 등으로 배출하는, 소위 회류식의 장치구성을 구비하고, 예를 들면 수조 내에 에어레이터(산기관)(60)를 설치하여 산소 함유 가스에 의한 폭기처리도 동시에 실시하기 때문에, 도3에 나타내는 바와 같은 체류부(104)를 형성하기 어려워져 미생물의 번식이 발생하기 어려워지고, 또한 산소 함유 가스에 의한 폭기처리를 실시함으로써, 물(백수) 중의 용존산소농도가 높아져 물(백수) 중의 아황산 이온(SO3 2-)이 황산 이온(SO4 2-)으로 산화되기 쉬워지기 때문에, 산화환원전위(酸化還元電位)가 양(陽)의 방향으로 변화하는 결과, 황화수소(H2S)의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한 산소 함유 가스에 의한 폭기는, 환원성 물질의 농도가 기준값 이하가 되도록 폭기량을 조정하여 실시하는 것이 바람직하다. 수조 내에 있어서의 환원성 물질의 농도변동에 따라 폭기량을 조정함으로써, 산화환원전위를 양의 전위측으로 시프트(변화)시킬 수 있기 때문에, 혐기성 상태를 형성하기 어렵게 하여 황화수소의 발생을 더욱 억제할 수 있다.
여기에서 「산소 함유 가스」로서는, 산소를 함유하는 가스이면 좋고, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 산소(O2) 가스 단체(單體), 공기 등의 산소를 포함하는 혼합가스 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, 입수용이성의 관점에서 혼합가스가 바람직하고, 공기가 더 바람직하다. 혼합가스에는, 산소 이외의 가스로서 질소, 이산화탄소 등이 포함되어 있어도 좋다. 산소 함유 가스는, 1종을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다. 또한 「황화수소의 발생원이 되는 환원성 물질」은, 구체적으로는 아황산 이온(SO3 2-), 티오황산 이온(S2O3 2-) 등을 들 수 있다.
수조 내의 물을 폭기하는 방법으로서는, 예를 들면 도4에 나타내는 바와 같이, 수조의 바닥부에 에어레이터(산기관)(60) 등의 폭기장치를 배치하고, 수조 내의 수중에 기포(61)가 발생하도록 공기를 취입하여 폭기하는 것이 바람직하다. 폭기장치는, 특히 에어레이터(60)를 사용하는 것이 폭기를 안정적이며 연속적으로 실시할 수 있고, 또한 저렴하여 비용의 부담이 적다는 점에서 바람직하다. 또한 수조 내에서 수류(水流)에 수반되는 퇴적물이 발생하기 쉬운 경우에는, 수조 내의 복수의 장소에 폭기장치를 설치하는 것이 바람직하다.
에어레이터(산기관)(60)는, 공기의 기포의 배출구를 수조의 바닥부로부터 상방을 향하게 하여 기포(61)를 배출하는 것이, 산소와 물(특히, 퇴적된 현탁물질)의 접촉효율을 높인다는 점에서 바람직하다. 산기관으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 배기구가 직경 1mm 이상 5㎜ 이하의 구경(口徑)을 가지는 것을 들 수 있다. 또한 산기관으로서는 1개를 사용할 수도 있고, 복수를 사용할 수도 있다. 산기관을 복수 사용하는 경우, 이러한 배기구를 예를 들면 5cm 이상 50cm 이하마다 배치한다.
산기관의 위치로서는, 수조 내에 존재하는 물에 대하여 산소 함유 가스를 취입하는 위치이면 특별히 한정되지 않고, 수조 내 및 수조 외 중의 적어도 한군데에 설치하면 좋다. 산기관을 수조 내에 설치하는 경우, 수조 내의 위치도 특별히 한정되지 않지만, 적어도 하나는 상기한 바와 같이 수조의 바닥부로부터 상방을 향하여 기포를 배출함으로써 산소 함유 가스를 취입하는 것이 바람직하다.
예를 들면 산기관을 수조 내에 수평방향으로 설치한 경우에는, 산기관으로부터 분사된 수평방향의 기포는, 수조 내의 벽면을 향하여 약 180cm/초의 이동속도로 취입되는 것이 바람직하다. 이 취입된 공기는, 기포의 상승작용과 더불어 반대의 벽면에 충돌하여, 약 30cm/초의 강한 상승류와 하강류를 발생시킨다. 이 상승류는 수조 내의 수면에 도달하여 수평류로 바뀜으로써, 수조 내의 물을 교반시킨다. 한편 발생한 하강류는 강하게 수조의 바닥면을 이동하는 흐름으로 변화하고, 이에 따라 수조 내를 강력하게 교반시킬 수 있다. 따라서 수조의 바닥부에 퇴적물이 퇴적되지 않고, 물을 계속 유동시킬 수 있다.
또 예를 들면 산기관을 수조 내의 바닥부에 설치한 경우에는, 에어레이터(산기관)(60)로부터 방출되는 공기는, 수조 내의 수중에서 상방을 향하여 약 180cm/초의 이동속도로 취입되는 것이 바람직하다. 이 취입된 공기는 강한 상승류가 되고, 그 후에 수면까지 도달함으로써 강한 수평류로 변화한다. 이 수평류는, 수조 내의 벽면에 충돌함으로써 약 30cm/초의 강한 하강류를 발생시킨다. 이 하강류는, 강하게 수조의 바닥면을 이동하는 흐름으로 변화하고, 이에 따라 수조 내를 강력하게 교반시킬 수 있다. 따라서 수조의 바닥부에 퇴적물이 퇴적되지 않고, 물을 계속 유동시킬 수 있다.
산기관을 수조의 바닥부에 설치하는 경우, 그 산기관에 의한 취입량으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 산기관 1개에 대하여, 수조의 단위바닥면적(1m2)당 0.5m3/시간 이상, 10m3/시간 이하인 것이 바람직하다. 이러한 취입량으로 산소 함유 가스를 취입함으로써, 효율적으로 교반 및 폭기를 실시할 수 있어, 혐기성 미생물의 활성화를 억제할 수 있다.
산소 함유 가스의 취입은, 연속적으로 실시하여도 좋고, 또한 간헐적으로 실시하여도 좋다. 간헐적으로 실시하는 경우, 1회당 산소 함유 가스를 취입하는 시간으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 3분 이상 30일 이하, 바람직하게는 4분 이상 20일 이하이다. 산소 함유 가스를 취입하는 시간을 3분 이상으로 함으로써, 물(특히, 퇴적된 현탁물질)에 산소를 충분히 공급할 수 있다. 산소 함유 가스를 취입하는 시간이 30일이 넘어도 산소를 물에 충분히 공급할 수 있지만, 그에 맞는 효과는 얻어지지 않는다. 또한 산소 함유 가스의 취입을 정지하는 시간으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 3분 이상 30일 이하, 바람직하게는 4분 이상 20일 이하이다.
산기관에 의한 폭기량은, 특별히 한정되지 않고, 폭기조(曝氣槽)의 단위바닥면적(1m2)당, 바람직하게는 0.5m3/시간 이상 10m3/시간 이하, 더 바람직하게는 0.5m3/시간 이상 8m3/시간 이하이다. 폭기량이 상기 범위 내이면, 수계에 산소를 충분하게 공급할 수 있는 경향이 있다. 폭기량이 상기 상한을 넘으면, 보다 대규모의 설비가 필요하게 될 우려가 있다. 폭기량이 상기 하한 미만이면, 폭기가 불충분하게 될 우려가 있다.
수조 내에 있어서의 환원성 물질(예를 들면, 아황산 이온(SO3 2-))의 농도를 소정의 기준값(예를 들면, 5mg/L) 이하로 할 수 있는 산기관에 의한 폭기량은, 바람직하게는 0.1m3/시간 이상 10m3/시간 이하, 더 바람직하게는 0.5m3/시간 이상 10m3/시간 이하, 더욱 바람직하게는 0.5m3/시간 이상 5m3/시간 이하이다.
산소 함유 가스의 폭기시간도, 특별히 한정되지 않고, 보통 3분 이상 30일 이하, 바람직하게는 4분 이상 20일 이하이다. 폭기시간이 상기 범위 내이면, 수계에 산소를 충분하게 공급할 수 있는 경향이 있다. 폭기시간이 상기 상한을 넘으면, 제조비용이 상승할 우려가 있다. 폭기량이 상기 하한 미만이면, 폭기가 불충분하게 될 우려가 있다. 또한 폭기는 연속적으로 실시하여도 좋고, 수 회로 나누어서 실시하여도 좋다.
폭기방법의 일례를 들면, 상기 폭기공정에 있어서의 폭기에 바닥부에 산기관을 구비하는 폭기조를 사용하고, 그 산기관에 의한 폭기량은 폭기조의 단위바닥면적(1m2)당 0.5m3/시간 이상 10m3/시간 이하이다.
(슬라임 컨트롤제(SC제)의 첨가에 의한 처리)
또한 상기 소정의 처리는, 처리제(슬라임 컨트롤제)의 첨가를 실시하는 처리여도 좋고, 또한 환원성 물질의 농도가 상기 기준값 이하가 되도록 첨가량을 조정하여 실시하는 것이 더 바람직하다. 슬라임 컨트롤제를 첨가함으로써, 수조 내에 존재하는 백수 중의 미생물(세균)의 수를 감소시킬 수 있고, 그 결과 슬라임의 생성을 억제할 수 있고, 이에 따라 물의 부패를 막음으로써 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한 슬라임 컨트롤제는, 백수 중에 포함되는 전분 등의 유기물의 분해를 억제함으로써, 슬라임의 발생을 억제할 수도 있다.
슬라임 컨트롤제로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 유기계 항균제, 무기계 항균제 등을 들 수 있다.
유기계 항균제로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 메틸렌비스티오시아네이트, 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온, 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온, 4,5-디클로로-2-n-옥틸이소티아졸린-3-온, 1,2-벤조이소티아졸린-3-온, 2-n-옥틸이소티아졸린-3-온, 디메틸디티오카르밤산나트륨, 2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미드, 2-브로모-2-브로모메틸글루타로니트릴, 2-브로모-2-니트로프로판-1,3-디올, 2,2-디브로모-2-니트로에탄올, 1,1-디브로모-1-니트로-2-프로판올, 1,1-디브로모-1-니트로-2-아세톡시에탄, 1,1-디브로모-1-니트로-2-아세톡시프로판, 2-브로모-2-니트로-1,3-디아세톡시프로판, 트리브로모니트로메탄, β-브로모-β-니트로스티렌, 5-브로모-5-니트로-1,3-디옥산, 5-브로모-2-메틸-5-니트로-1,3-디옥산, 1,2-비스(브로모아세톡시)에탄, 1,2-비스(브로모아세톡시)프로판, 1,4-비스(브로모아세톡시)-2-부텐, 메틸렌비스브로모아세테이트, 벤질브로모아세테이트, N-브로모아세트아미드, 2-브로모아세트아미드, 디클로로글리옥심, α-클로로벤즈알독심, α-클로로벤즈알독심아세테이트, 2-(p-히드록시페닐)글리옥실로히드록시모일클로라이드(2-(p-hydroxyphenyl)glyoxylohydroximoylchloride), 트리요오도알릴알코올, 5-클로로-2,4,6-트리플루오로이소프탈로니트릴, 2,4,5,6-테트라클로로이소프탈로니트릴, 3,3,4,4-테트라클로로테트라히드로티오펜-1,1-디옥시드, 4,5-디클로로-1,2-디티올-3-온, 헥사브로모디메틸술폰, 글루타르알데히드, 오르토프탈알데히드, 디클로로펜, 제4급 암모늄염 등을 들 수 있다.
이들 중에서는, 더 높은 항균효과를 기대할 수 있는 2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미드, 2,2-디브로모-2-니트로에탄올이 바람직하다.
무기계 항균제로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 차아염소산나트륨, 차아염소산칼륨, 차아염소산칼슘, 차아염소산바륨 등의 차아염소산염, 이산화염소, 염소화 이소시아누르산, 결합염소형 화합물 등을 들 수 있다.
이들 중에서는, 적절한 산화력을 가지고 용존 유기물과의 반응성이 낮은 차아염소산나트륨, 결합염소형 화합물이 바람직하다.
결합염소형 화합물은, 유리염소를 방출하는 염소 도너(鹽素 donor)와, 암모니아, 암모늄염 및 유기질소화합물 중의 어느 하나를 적당한 조건으로 반응시킴으로써 얻어진다. 염소 도너는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 차아염소산나트륨이 바람직하다. 또한 암모늄염은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 염화암모늄, 브롬화암모늄 등의 할로겐화암모늄, 황산암모늄, 질산암모늄 등이 바람직하고, 유기아민은 술팜산이나 요소 등이 바람직하다.
결합염소형 화합물은, 공지된 방법에 따라서 제조할 수도 있지만, 제품명 「퍼지사이드(Fuzzicide)」(쿠리타 고교(주)(KURITA WATER INDUSTRIES LTD.) 제품)로서 상업적으로 입수할 수도 있다. 「퍼지사이드」는, 브롬화암모늄과 차아염소산나트륨의 1:1 반응물(몰비)이다.
슬라임 컨트롤제는, 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다. 또한 슬라임 컨트롤제의 첨가를 한 번에 실시하여도 좋고, 여러 번 나누어 실시하여도 좋다.
슬라임 컨트롤제의 수계에 대한 첨가방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 슬라임 컨트롤제를 그대로 첨가하여도 좋고, 슬라임 컨트롤제를 용매에 용해 또는 분산시켜, 용액으로서 사용할 수도 있다. 상기 용매로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 물, 유기용매, 이들의 혼합용매 등을 들 수 있다.
슬라임 컨트롤제의 수계에 대한 첨가량은, 특별히 한정되지 않고, 고형분 환산으로 보통 0.1mg/L 이상 1000mg/L 이하, 바람직하게는 1mg/L 이상 100mg/L 이하이다. 농도가 상기 범위 내인 경우, 슬라임의 발생을 충분하게 억제할 수 있는 경향이 있다. 농도가 상기 상한을 넘으면, 제조비용의 상승을 초래할 우려가 있다. 농도가 상기 하한 미만이면, 슬라임의 발생을 억제하지 못할 우려가 있다.
수조 내에 있어서의 환원성 물질(예를 들면, 아황산 이온(SO3 2-))의 농도를 소정의 기준값(예를 들면, 5mg/L) 이하로 할 수 있는 슬라임 컨트롤제의 첨가량은, 바람직하게는 0.1mg/L 이상 100mg/L 이하, 더 바람직하게는 0.1mg/L 이상 50mg/L 이하, 더욱 바람직하게는 1mg/L 이상 10mg/L 이하이다.
(산소 함유 가스에 의한 폭기처리와 슬라임 컨트롤제의 첨가의 병용처리)
또한 상기 소정의 처리는, 산소 함유 가스에 의한 폭기와 슬라임 컨트롤제(SC제)의 첨가를 병용하여 실시하는 것이 더 바람직하다. 소정의 처리가 폭기를 실시하지 않고 슬라임 컨트롤제의 첨가만을 실시한 처리인 경우, 수조 내의 바닥부에 퇴적된 퇴적물이 혐기성 상태를 형성하면 혐기성 미생물이 번식하게 되어, 수중에 아황산 이온(SO3 2-)과 같은 환원성 물질의 생성량이 많아진다. 슬라임 컨트롤제의 대부분은 산화제이기 때문에, 이들은 미생물과 반응하기 전에 미생물로부터의 황화수소, 메르캅탄 등의 환원성 물질에서 유래하는 아황산 이온과 반응하여, 원하는 항균효과를 발휘하기 전에 그 대부분이 소비되어 버린다. 그리고 슬라임 처리를 위하여 첨가한 슬라임 컨트롤제의 일부가, 생성된 환원성 물질과의 반응에 소모되는 결과, 슬라임의 처리에 필요한 양보다도 많은 양의 슬라임 컨트롤제를 첨가할 필요가 발생하는 경우가 있다.
따라서 이러한 경우에는, 산소 함유 가스에 의한 폭기와 슬라임 컨트롤제의 첨가를 병용하여 실시함으로써, 산소 함유 가스 중의 산소에 의하여 아황산 이온을 황산 이온 등으로 산화시킬 수 있다. 또한 산소 함유 가스가 수조 내의 백수 중에 대부분 용해됨으로써, 황화수소 등의 환원성 물질의 분압(分壓)이 저하되어, 환원성 물질의 용해도를 저하시킬 수 있다. 그 결과, 수조 내에 있어서의 수중의 아황산 이온(SO3 2-)과 같은 환원성 물질의 농도를 낮게 할 수 있어, 슬라임 처리를 위하여 첨가한 슬라임 컨트롤제의 대부분을 슬라임의 처리에 사용할 수 있기 때문에, 슬라임 컨트롤제의 첨가량을 필요 최저한의 양까지 감소시킬 수 있게 된다.
<환원성 물질의 농도의 측정>
수조 내에 있어서의 환원성 물질의 농도의 측정은, 수조 내 수중의 황화수소의 발생원이 되는 환원성 물질인 아황산 이온(SO3 2-)의 농도를 측정하는 아황산 이온 측정장치(56)를, 수조 내의 물(백수)에 침지(浸漬)되는 수조의 위치에 설치하여, 수조 내에 있어서의 물(백수) 중의 아황산 이온(SO3 2-)의 농도를 정기적(예를 들면, 1시간 마다)으로 측정하고, 측정한 아황산 이온(SO3 2-)의 농도가 제어장치(51)로 통신수단 등을 통하여 송신된다. 제어장치(51)는, 송신된 아황산 이온(SO3 2-)의 농도의 수치가 소정의 기준값을 넘는 경우에는, 수조 내의 수중의 환원성 물질의 농도가 기준값 이하가 되도록 약제주입펌프(53)에 지시를 내려서, 적정량의 처리제(슬라임 컨트롤제)를 수조 내에 공급하면 좋다. 이에 따라 작업자가 수조로부터 떨어진 장소에서도 원격조작을 할 수 있게 되므로, 작업자가 수조까지 가는 횟수도 감소시킬 수 있다.
또한 환원성 물질(예를 들면, 아황산 이온(SO3 2-))의 농도의 기준값의 결정방법은, 예를 들면 미리 수조 내에 있어서의 수중의 아황산 이온농도와, 수조로부터 방출되는 황화수소농도의 검량선을 작성해 두고, 이 검량선으로부터 아황산 이온의 기준값 농도를 결정하면 좋다. 따라서 수조 내에 있어서의 수중의 환원성 물질의 농도의 기준값에 의거하여, 슬라임 컨트롤제의 첨가량과 산소 함유 가스의 폭기량을 결정할 수 있다.
또한 상기 아황산 이온농도는, 바람직하게는 5.0mgSO3 2-/L 이하, 더 바람직하게는 2.0mgSO3 2-/L 이하로 조정한다. 아황산 이온농도가 상기 범위 내이면, 백수 중의 아황산 이온농도가 충분하게 감소되어 있기 때문에, 수조로부터의 황화수소의 발생을 3ppm 이하로 억제할 수 있다.
(그 외 소정의 처리)
또한 소정의 처리는, 상기 수조 내의 물을 수질분석하였을 때의 수질 분석값과, 상기 환원성 물질의 농도의 측정값에 의하여, 미생물의 활성을 종합적으로 평가하고, 상기 미생물의 활성의 평가결과에 의거하여 실시되는 것이 바람직하다.
<수질분석>
미생물의 활성을 평가하기 위한 백수 저장조 내의 수질 분석값에 관한 파라미터는, 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 방법을 실시하는 수계의 사정에 따라 적절하게 선택하면 좋다. 수질 분석값에 관한 파라미터로서는, 산화환원전위, 글루코오스량, 유기산량, pH, 칼슘이온량, 전기전도율, 탁도, 카티온 요구량, 온도, 발포의 정도, COD(화학적 산소요구량), BOD(생물화학적 산소요구량), DO(용존산소량), 전분량, 잔류 염소량 및 호흡속도로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 특히 산화환원전위, 퇴적물의 양 및 현탁물질의 양 중에서 적어도 하나를 측정값으로 하는 것이 더 바람직하다. 이 수질 분석값에 관한 파라미터를 연속측정에 의하여 측정한다.
[산화환원전위의 측정]
산화환원전위는, 수계 내의 혐기성 또는 호기성의 상태를 반영하는 파라미터로서, 낮을수록 슬라임이 형성되기 쉽다. 산화환원전위의 측정값이 낮을수록 살균(예를 들면, 산화성 살균제의 첨가) 또는 정균(靜菌)(예를 들면, 물에 대한 냉각)의 처리레벨을 증가시키고, 측정값이 높을수록 살균 또는 정균의 처리레벨을 감소시킨다.
산화환원전위의 측정방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 전위차 측정법, 전위차 적정법 등을 들 수 있다.
산화환원전위는, 백수 저장조의 물 내에 적어도 하나의 산화환원전위계를 배치하여 수조 내의 물의 산화환원전위를 측정하면 좋다. 산화환원전위계의 수로서는, 특별히 한정되지 않고, 많을수록 정확하게 측정할 수 있다. 예를 들면 수조의 높이방향으로 3개 이상 설치하는 것이 바람직하고, 4개 이상 설치하는 것이 더 바람직하고, 5개 이상 설치하는 것이 더욱 바람직하다. 또한 수조의 높이방향에 있어서의 산화환원전위계의 수로서는, 예를 들면 1000 이하, 500 이하, 100 이하, 50 이하, 20 이하, 10 이하여도 좋다.
도4에 나타내는 바와 같이 수조(50) 내의 산화환원전위의 검출은, 산화환원전위계(58)에 의하여 연속적으로 실시하여도 좋고, 간헐적으로 실시하여도 좋다. 또한 얻어진 전기적 신호나 데이터는, 연속적 또는 간헐적으로 제어장치(51), 계산기, 데이터 로거(data logger), 시퀀서 등에 유선 또는 무선으로 송신하여 이들의 경시변화를 기록하여도 좋다.
상기 산화환원전위는, 보통 -150mV 이상, 바람직하게는 -100mV 이상 500mV 이하로 조정한다. 산화환원전위의 추이에 따라 저장조 내의 미생물의 활성을 예측할 수 있다. 미생물 오염이 진행되어 계 내의 산소가 소비되면 산화환원전위는 저하하기 쉽지만, 산화환원전위가 상기 범위 내이면 백수 순환계 중의 산소량이 충분하여, 슬라임의 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 경향이 있다. 산화환원전위가 상기 상한을 넘으면, 백수 순환계 중의 산소량이 필요 이상으로 과잉이 될 우려가 있다. 산화환원전위가 상기 하한 미만이면, 슬라임의 발생을 억제하지 못할 우려가 있다.
[퇴적물의 양의 측정]
퇴적물의 양을 측정함에 있어서는 초음파 센서를 사용한다. 초음파는 전파되는 도중에 서서히 감쇠하지만, 그 전파경로의 도중에 물성(음향 임피던스)이 변화하는 경계가 있으면, 그 경계에서 초음파의 일부가 반사되어 역방향으로 전파된다. 이 현상을 이용하여, 수면(水面) 또는 그 근방에 초음파 센서를 배치하여 초음파를 수면으로부터 수조의 바닥부의 방향으로 조사(照射)하고, 반사된 파를 초음파 센서로 검출한다. 현탁물질이 퇴적된 장소는, 통상의 물과는 물성이 다르기 때문에, 현탁물질이 퇴적된 장소와 현탁물질이 퇴적되지 않은 장소를 구별할 수 있다. 이 검출결과는, 적어도 수조의 높이방향에 있어서 1차원적으로 얻어지는 것이어도 좋고, 2차원적으로 화상해석한 결과로서 얻어지는 것이어도 좋다. 이렇게 초음파 센서를 사용하여 얻은 결과는, 수조 내의 실제의 퇴적물을 높은 정밀도로 반영시킨 것으로서, 다른 방법과 비교하여도 높은 정밀도로 현탁물질의 존재상태(특히, 퇴적상태)를 검출할 수 있다. 특히 2차원적인 화상해석결과는, 더욱 높은 정밀도로 현탁물질의 존재상태(특히, 퇴적상태)를 검출할 수 있다.
초음파 센서의 수로서는, 특별히 한정되지 않고, 1 이상의 임의의 수를 설치하여도 좋지만, 적어도 1개를 설치하면 측정이 가능하다.
[현탁물질의 양의 측정]
현탁물질의 존재상태의 경시적 변화를 검출하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 온도계, 탁도계, MLSS계(Mixed Liquor Suspended Solids, 활성오니 부유물질), 초음파 센서, 직선상의 파이프 중의 적어도 하나를 사용한 방법을 들 수 있다. 이 중에서 온도계, 탁도계 및 초음파 센서 중의 적어도 하나를 사용한 방법이 바람직하고, 적어도 탁도계를 사용한 방법이 더 바람직하다.
도4에 나타내는 바와 같이 탁도계(57)를 사용하는 경우, 수조의 바닥부에 현탁물질이 퇴적되면 그 장소에 있어서는 탁도가 증가하고, 그 장소보다도 상방의 현탁물질이 퇴적되지 않은 장소와 비교하여 탁도가 높아진다. 그래서 수조의 높이 또는 물의 높이(액높이)(또는 이들의 2분의 1의 높이, 몇 분의 1의 높이)를 복수(예를 들면, 2 이상)로 등분하고, 각각의 장소(높이)에 탁도계(57)를 높이방향에 대하여 일직선상이 되도록 배치한다. 또한 이때에, 높이방향으로 복수 배치된 탁도계 전부를 수평방향(수조의 높이방향과 수직인 면방향) 중에 있어서, 같은 방향을 향하도록 하여 배치한다. 그리고 높이방향으로 복수 배치된 탁도계 전부에 대하여, 같은 시기에 측정을 실시한다. 이에 따라, 적어도 탁도가 상방에 비하여 현저하게 높은(예를 들면, 바로 위의 탁도계의 값과 비교하여 30% 높은 것 등) 장소에 대해서는 현탁물질이 존재하는 것을 검출할 수 있다.
탁도계(57)의 수로서는, 적어도 층의 높이방향으로 2개를 설치하면 특별히 한정되지 않지만, 많을수록 정확하게 측정할 수 있기 때문에, 예를 들면 수조의 높이방향으로 3개 이상 설치하는 것이 바람직하고, 4개 이상 설치하는 것이 더 바람직하고, 5개 이상 설치하는 것이 더욱 바람직하다. 또한 수조의 높이방향의 탁도계의 수로서는, 예를 들면 1000 이하, 500 이하, 100 이하, 50 이하, 20 이하, 10 이하여도 좋다.
또한 이들의 검출은, 연속적으로 실시하여도 좋고, 간헐적으로 실시하여도 좋다. 또한 얻어진 전기적 신호나 데이터는, 연속적 또는 간헐적으로 제어장치(51), 계산기, 데이터 로거, 시퀀서 등에 유선 또는 무선으로 송신하여 이들의 경시변화를 기록하여도 좋다.
또한 수조의 높이방향으로 탁도계를 복수 설치하는 방법 이외에, 탁도계를 수조의 높이방향을 따라 이동시키면서 측정하는 방법도 들 수 있다.
[황화수소농도의 측정]
황화수소의 발생에 있어서는, 환원성 물질(예를 들면, 아황산 이온(SO3 2-))과 상기한 수질의 연속측정에 의하여, 황화수소가 발생할 것 같은 징후를 사전에 알 수 있기 때문에, 악취문제가 현재화되기 전에 대책을 강구할 수 있다.
도4에 나타내는 바와 같이 공기층 내에 발생한 황화수소는, 황화수소 측정장치(54)로 황화수소농도를 측정한다. 이 황화수소 측정장치(54)의 설치장소는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 황산염 환원균의 번식에 의한 황화수소의 발생에 민첩하게 대응할 수 있게 하기 위하여, 황산염 환원균의 번식이 일어나기 쉬운 장소 부근 또는 퇴적물이 발생하기 쉬운 수조의 상부에 설치하는 것이 바람직하다.
황화수소농도의 측정은, 황화수소 측정장치를 사용하여 실시한다. 예를 들면 (주)가스테크(GASTEC CORPORATION) 제품 황화수소농도계(GHS-8AT)를 사용한다. 이 기기의 측정원리는 정전위 전해식을 사용하고 있다. 이 측정기를 수조의 상부에 설치하고, 연속적으로 황화수소농도를 측정한다.
본 실시형태에 의하면, 수조 내에 발생한 황화수소 측정장치로 연속측정한 경우에 있어서의 대기 중의 황화수소의 자극적인 냄새가 검출되지 않는 농도로서는, 3ppm 이하이며, 더 바람직하게는 1ppm 이하이다.
지금까지 설명한 바와 같이 본 실시형태에서는, 초지설비의 수계에 배치되는 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생의 징후를, 환원성 물질(예를 들면, 아황산 이온(SO3 2-))의 농도변동에 의하여 간접적으로 사전에 알 수 있으므로, 수조 내의 물에 적정량의 처리제를 안정적으로 첨가할 수 있고, 그 결과로서 황화수소의 발생이 효과적으로 억제되기 때문에, 예를 들면 셧다운(조업정지) 시에 작업자가 수조 내에 들어가서 유지보수를 실시하기 전에 하는 공기교체시간의 단축이 도모되어, 안전성과 작업효율을 현저하게 향상시킬 수 있다. 또한 수조 내의 물(백수)의 부패도 효과적으로 억제할 수 있기 때문에, 제품(판지(板紙))의 결함수가 감소함과 아울러, 조업시작으로부터 셧다운(조업정지)까지의 기간을 연장하는 것이 가능하다. 게다가 본 실시형태에서는, 백수조 내의 수질악화가 해소되기 때문에, 이에 따라 펄프섬유에 대한 지력제나 응결제 등의 기능성 제지약품의 정착률이 향상되는 결과, 배수 중의 COD가 낮아져서 배수처리의 부하가 경감된다는 부차적 효과도 가진다.
(실시예)
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
〔시험예〕
초지설비 내에 설치된 높이 4m, 직경 4m의 원통형의 잉여 백수조 내의 백수에 대하여, 수층 바닥부에 간격을 두고 복수 설치된 직경 2㎜의 구경을 가지는 산기관을 사용하여, 산기관 1개당 수조의 바닥면적에 대하여 단위면적(1m2)당 2m3/시간의 공기로 연속적으로 폭기하였다. 먼저 잉여 백수조의 청소를 실시하여, 퇴적물을 완전하게 제거한 상태로 가동을 시작하였다. 시작으로부터 14일 경과한 시점에서 가동을 일단 정지하고, 1일간 수조 내의 청소를 하여 퇴적물을 완전하게 제거한 상태로 재가동(15일간)하고, 최초의 시작으로부터 30일 경과 후에 가동을 다시 정지하였다.
〔실시예〕
계 내 세정을 실시한 후에 재가동시작으로부터 16일간에 걸쳐, 수질분석에 의한 아황산 이온농도가 2mg/L를 넘은 시점에서 슬라임 컨트롤제(SC제)의 첨가의 제어를 실시함과 아울러, 수조 내에 폭기처리를 실시한 것 이외에는, 시험예와 마찬가지로 하여 실시하였다.
또한 본 실시예의 연속측정에 사용한 기기로서, 아황산 이온 측정장치는 CHEMetrics 제품 K-9602 Titrimetric Sulfite를 사용하고, 산화환원전위계는 (주)도코 화학연구소(TOKO) 제품 TRX-98을 사용하여 측정하였다. 또 황화수소 측정장치는 (주)가스테크 제품 GHS-8AT를 사용하여 측정하였다.
〔종래예〕
종래예로서는, 조업시작으로부터 14일간, 아황산 이온의 농도변동에 수반되는 슬라임 컨트롤제(SC제)의 첨가를 제어하지 않고 일정량(6kg/일) 첨가한 것 이외에는, 실시예와 마찬가지로 하여 실시하였다.
도5는, 종래의 슬라임 컨트롤제(SC제)의 첨가를 제어하지 않고 일정량 첨가한 경우의 아황산 이온의 발생의 경시변화와, 본 발명을 실시한 경우의 경시변화를 비교한 그래프이다. 조업시작으로부터 15일째 이후에, 슬라임 컨트롤제(SC제)의 제어가 보였다. 여기에서 조업시작으로부터 14일간(종래의 방법)의 슬라임 컨트롤제(SC제)의 일정량의 첨가가 실시된 때에는, 가동시작으로부터 9일째 이후에 아황산 이온의 상승이 현저하게 보였다. 이로부터 수조 내의 바닥부가 오염되고, 퇴적물이 축적되고, 미생물이 활성화되어 환원성 물질을 생성하고 있다는 것을 알 수 있다.
구체적으로 나타내면, 종래예의 방법(조업시작∼14일까지의 14일간)에서는, 슬라임 컨트롤제(SC제)를 6kg/일씩 일정량 계속하여 첨가한 결과, 아황산 이온농도가 2mg/L∼10mg/L의 사이에서 크게 변동하고 있는 것이 확인되었다.
이에 대하여 실시예의 방법(15일째∼30일째까지의 16일간)에서는, 아황산 이온농도가 기준인 2mg/L을 넘는 경우에 소정의 처리를 한 결과, 슬라임 컨트롤제(SC제)의 첨가량을 아황산 이온농도에 따라 3kg/일∼9kg/일의 범위로 제어함으로써, 아황산 이온농도가 종래예의 방법과 비교하여 2mg/L∼7mg/L의 범위로 억제되었다.
특히 실시예의 방법은, 마지막 날인 30일째에는 아황산 이온농도를 3mg/L까지 억제할 수 있었고, 또한 16일간에 있어서의 슬라임 컨트롤제의 합계 첨가량은, 종래예의 방법에 비하여 20％ 적었다.
또한 도6은, 종래의 방법으로부터 산소 함유 가스를 폭기한 경우에 있어서의 환원성 물질의 감소의 추이와 산화환원전위의 상승을 나타내는 그래프이다.
구체적으로 나타내면 종래예의 방법은, 조업기간(6/30∼7/30)에 있어서, 슬라임 컨트롤제(SC제)만을 일정량(6kg/L) 첨가하여 처리한 경우, 산화환원전위는 -250mV∼+250mV에서 광범위하게 변동하고 있으며, 특히 혐기성 상태가 되는 -100mV보다도 부음전위로 변동하는 경우도 확인되었다. 또한 이 기간에는, 환원성 물질(아황산 이온)의 농도가 최대 10mg/L까지 상승한 것이 확인되었다.
이에 대하여 실시예의 방법은, 조업기간(7/30 이후)에 있어서 슬라임 컨트롤제(SC제)와 산소 함유 가스의 폭기량을 제어하면서 측정을 한 결과, 산화환원전위는 대부분의 조업기간에서 0mV 이상의 양전위이며, 양전위측으로 시프트(변화)한 것이 확인되었다. 또한 이 조업기간에는, 환원성 물질(아황산 이온)의 농도는 1mg/L 이하로 억제되었다.
또한 종래예의 방법과 실시예의 방법에 의하여, 동일한 조업기간(1개월간)의 조업을 실시한 후 조업을 정지하였을 때에 수조 내에서 발생하는 황화수소농도를 측정한 결과를 표1에 나타낸다. 또한 종래예의 방법과 실시예의 방법에 의하여, 조업정지 후에 수조 내의 물을 빼고 수조 내에 들어갈 때까지의 공기교체 가능시간과, 제조한 종이제품의 결함수에 대해서도 평가하였으므로, 표1에 병기한다. 또한 종이제품의 결함수는, 종래예의 방법으로 제조한 종이제품의 결함수를 100이라고 할 때의 지수비(指數比)로 나타내고, 지수비가 작을수록 종이제품의 품질이 우수하다.
Figure pct00001
표1에 나타내는 결과로부터, 종래예의 방법에서는 조업정지 후에 측정한 수조 내에서 발생하는 황화수소농도가 5ppm인 것에 비하여, 실시예의 방법에서는 조업정지 후에 측정한 수조 내에서 발생하는 황화수소농도가 1ppm 이하로 현저하게 낮아, 황화수소의 발생이 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 이 때문에 실시예의 방법은, 유지보수 시에 수조 내에 들어갈 때까지의 공기교체 가능시간이 3시간이며, 종래예의 방법의 공기교체 가능시간(6시간)의 1/2로 단축되었다. 또한 실시예의 방법은, 종이제품의 결함수가 종래예의 방법의 100에 비하여 80으로 줄어든 것을 알 수 있다.
1 : 원료제조장치
2 : 머신탱크
3 : 팬펌프
4 : 스크린
5 : 인렛
6 : 와이어 파트
7 : 습윤시트
8 : 프레스 파트
9 : 드라이어 파트
10 : 백수
11 : 백수 사일로(또는 수조)
12, 14, 18, 21 : 처리제(또는 슬라임 컨트롤제(SC제))
13 : 잉여 백수조(또는 수조)
15 : 고액분리장치
16 : 고형분을 배출 또는 원료계통으로 회수
17 : 여과액조(또는 수조)
19 : 백수 순환계에 유입되는 수계
20 : 처리수조(또는 수조)
23, 24, 25, 26, 27 : 팬펌프
28 : 수조
29 : 백수
30 : 체류부(또는 퇴적물)
32 : 환원성 물질(또는 아황산 이온)
34 : 혐기성 미생물
50 : 수조
51 : 제어장치
52 : 블로어
53 : 약제주입펌프
54 : 황화수소 측정장치
55 : 백수 주입구
56 : 아황산 이온 측정장치
57 : 탁도계
58 : 산화환원전위계
59 : 온도계
60 : 에어레이터(또는 산기관)
61 : 기포
62, 105 : 팬펌프
100 : 초지설비
101 : 수조
102 : 백수 주입구
103 : 백수
104 : 체류부(또는 퇴적물)

Claims (8)

  1. 초지설비(抄紙設備)의 수계(水系)에 배치되는 수조 내의 수중에서, 황화수소의 발생원이 되는 환원성 물질(還元性 物質)의 농도를 정기적으로 측정하고, 상기 환원성 물질의 농도가 기준값을 넘는 경우에, 상기 수조 내의 수중의 상기 환원성 물질의 농도가 상기 기준값 이하가 되도록 소정의 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 처리는, 산소 함유 가스에 의한 폭기(曝氣) 및 슬라임 컨트롤제의 첨가 중의 적어도 일방(一方)을 실시하는 처리인
    수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 산소 함유 가스에 의한 폭기는, 상기 환원성 물질의 농도가 상기 기준값 이하가 되도록 폭기량을 조정하여 실시하는
    수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 슬라임 컨트롤제의 첨가는, 상기 환원성 물질의 농도가 상기 기준값 이하가 되도록 첨가량을 조정하여 실시하는
    수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 소정의 처리는, 상기 수조 내의 물의 수질분석을 실시하였을 때의 수질 분석값과 상기 환원성 물질의 농도의 측정값에 의하여 미생물의 활성(活性)을 종합적으로 평가하고, 상기 미생물의 활성의 평가결과에 의거하여 실시되는
    수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수질 분석값은, 상기 수조 내의 수중에서의 산화환원전위(酸化還元電位), 퇴적물의 양 및 현탁물질(懸濁物質)의 양 중의 적어도 하나의 측정값인
    수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 환원성 물질이 아황산 이온인
    수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 수조의 상부에 설치한 황화수소농도계로 연속측정하였을 때의 대기 중의 황화수소의 농도는 3ppm 이하의 범위인
    수조 내에 있어서의 황화수소의 발생억제방법.
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