KR930010763B1 - 코우크스 가스폐액에서 발생되는 불소 및 시안이온 동시처리방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

코우크스 가스폐액에서 발생되는 불소 및 시안이온 동시처리방법

제1도 : 본 발명의 방법을 실시하는데 필요한 장치의 일례를 나타내는 개략도.

제2도 : 본 발명에 따르는 불소이온 제거효과를 나타내는 그래프.

제3도 : 본 발명에 따르는 시안이온 제거효과를 나타내는 그래프.

제4도 : 종래방법에 따라 NaOH로 PH를 조절한 후 염화제2철과 수산화칼슘의 첨가에 의한 불소이온 제거효과를 나타내는 그래프.

제5도 : 종래방법에 따라 수산화칼슘과 인산을 적당한 비율로 첨가에 의한 불소이온 제거효과를 나타내는 그래프.

제6도 : 종래방법에 따라 황산알루미늄 응집제의 첨가에 의한 불소이온 제거효과를 나타내는 그래프.

제7도 : 종래방법에 따라 염화제2철과 수산화칼슘 첨가에 의한 불소이온 제거효과를 나타내는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 교반기 2 : PH 측정기

본 발명은 코우크스(COKE) 가스폐액중 불소 및 시안이온 제거방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코우크스공장 가스폐액에서 발생되는 불소, 시안이온 뿐만아니라 페놀, 암모니아이온 및 유황화합물등 여러가지 유기물, 무기물이 함유된 복합폐수로 부터 불소 및 시안이온을 동시에 효과적으로 처리하는 방법에 관한 것이다.

종래의 폐수중 불소이온을 제거하는 방법으로서는 (1) 산화칼슘, 수산화칼슘 및 탄산칼슘등의 칼슘염을 첨가해서 불소이온을 칼슘염과 반응시켜 생성한 침전물을 분리하여 제거하는 방법 ; (2) 황산알루미늄등의 응집첨가제의 의해 침전제거하는 방법 ; (3) 철염화합물의 첨가에 의한 침전제거방법 ; (4) 칼슘염과 인산염의 적절한 투입에 의한 처리방법 ; (5) 상기 (1),(2),(3)의 방법을 2가지 이상 조합시켜 처리하는 방법 ; (6) 이온교환 및 활성알루미나에 의해 흡착제거하는 방법등이 주로 이용되어 왔다.

그러나, 이러한 종래의 방법들은 폐수중에 불소이온 형태가 단순한 제철소의 산세공정이나 반도체회사에서와 같이 고농도의 불소이온이 함유된 폐수에서는 불소이온 제거효율이 좋으나, 코우크스공장에서 발생되는 폐수는 불소이온, 시안이온과 함께 페놀, 암모니아이온 및 유황화합물등이 함유되어 있는 복합성 폐수인 바, 상기 복합성폐수에는 50-80mg/ℓ의 비교적 저농도의 불소이온이 함유되어 있으므로, 이와 같은 저농도의 불소이온이 함유된 폐수에 적용할시에는 20-40mg/ℓ까지만 제거되며, 2가지 이상의 조합에 의한 처리방법은 약품투입순서, 투입되는 약품의 선정, 투입량, PH 조정에 따라 저감효율 및 플록형상에 현격한 차이가 있어 불소를 처리하는데 어려운 문제점이 있다.

또한, 이온교환수지나 흡착제를 이용한 흡착처리방법은 대량으로 발생되는 폐수에 적합하지 않을 뿐만 아니라 처리제를 재생하는데도 어려움이 있다.

또한 종래의 시안이온 제거방법으로서는 오존산화법, 전해산화법, 알카리염소법이나 생물학적 처리법, FeCl₃투입에 의한 감청법등이 알려져 있지만 코우크스공장 가스폐액에서 발생되는 시안농도는 5-10mg/ℓ로 낮고, 발생물량이 많아 오존산화법이나 전해산화법 같은 경우 전력비가 많이 들어 비경제적이며, 생물학적 처리법은 시안이 미생물의 독성물질로 작용하기 때문에 적용하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 현재 코우크스공장에서는 FeCl₃을 투입하여 시안착염을 형성시켜 침전시킴으로써 시안이온을 제거하는 방법이 사용되고 있으나, 염화제2철의 갈생성분에 의한 처리수의 투시도 문제가 야기된다.

이에, 본 발명의 목적은 PH 조절 및 칼슘원으로서 소석회를 투입하여 PH를 상승시킨 후 황산알루미늄을 일정량 첨가함으로서 페놀, 암모니아이온 및 유황화합물이 다량 존재하는 코우크스폐수증의 불소이온 및 시안이온을 효과적으로 동시에 제거할 수 있는 방법을 제공하고자 하는데 있다.

상기 목적달성을 위해 본 발명의 제조방법은 불소이온, 시안이온을 함유한 코우크스 가스폐액이 상온에서 먼저 소석회를 투입하여 PH를 7.5-11로 조절하여 1차 반응시킨 후, 다음에 황산알루미늄을 첨가해서 PH를 5.0-8.0로 조절하여 2차 반응시킨 다음, 폐수증에 함유되어 있는 불소이온 및 시안이온의 농도에 따라서 PAA(Poly Acryl Amide) 2-6ppm을 첨가하여 플록을 향상시켜 불소이온 및 시안이온을 침전시킨 후 분리제거시킴을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서 약품투입순서가 바뀌면 처리효율이 현저히 저하되고, 철염같은 응집제가 첨가되면 처리효율은 물론 플록형상이 아주 나빠져 침강성이 문제가 되거나 약품손실이 따르게 된다.

또한 본 발명에 있어서 코우크스공장에서 발생되는 복합성폐수에 PH 조절 및 칼슘원으로서 소석회를 투입하여 PH를 7.5-11로 상승시켜 1차 반응시키면, 하기 반응식(1) 및 (2)와 같은 반응이 진행되어 F이온이 CaF₂로서 일부 제거되고 황산알루미늄을 첨가하여 다시 PH를 5.0-8.0으로 관리하면 잔류 불소이온이나 불소화합물이 하기 반응식(3)에 의해 미세한 다공질의 Al(OH)₃플록들이 형성되고, 이 플록에 불소화합물(CaF₂), 불소이온 및 시안이온들이 흡착되어 제거된다.

이때 플록을 잘 형성시키기 위해 즉, 플록을 크게 하기 위하여 고분자 응집제인 PAA를 투입함으로서 이 플록에 잔류 불소이온 및 시안이온들이 흡착되어 복합폐수의 불소농도를 효과적으로 낮출 수 있다.

이하, 본 발명의 수치한정이유에 대하여 설명한다.

1차 반응시, PH가 7.5이하일 경우에는 칼슘원이 불소이온농도에 비해 적으므로 불소의 저감효과가 미약하고 PH가 11이상일 경우에는 칼슘량의 과다로 슬러지발생량이 과다해지기 때문에 PH 범위를 7.5-11로 하는 것이 바람직하다.

또한, 2차 반응시, PH가 5.0이하일 경우에는 약품투입량에 비해 불소저감효과가 거의 없고 PH가 8.0이상일 경우에는 불소저감효과가 미약하므로 PH 범위는 5.0-8.0로 하는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 PH 범위는 6.0-8.0이다.

상기 PAA의 첨가량 2ppm 이하인 경우에는 충분한 응집효과를 발휘할 수 없고, 6ppm 이상인 경우에는 응집효과는 우수하지만, 비경제적이다.

한편 본 발명의 방법을 실시하는데 필요한 바람직한 장치의 일례는 제1도에 나타난 바와 같이, 불소 및 시안이온을 함유한 코우크스 가스폐수에 알카리제인 소석회를 투입하여 PH를 7.5-11로 조절하여 불소이온과 1차 반응시키기 위한 제1반응조 ; 황산알루미늄을 투입하여 폐수중의 불소화합물과 칼슘이온의 반응을 촉진시키고 자체플록에 의해 불소이온과 시안이온을 흡수, 흡착시켜 분리하는 제2반응조 ; 플록형성을 향상시키기 위해 응집촉진제인 PAA를 투입하기 위한 제3반응조로 구성된다. 상기 각 반응조에는 반응을 촉진하기 위한 교반기와 PH 측정기가 설치되어 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

[실시예 1]

본 실시예는 본 발명에 따르는 불소이온 및 시안이온 제거효과를 알아보기 위한 것으로, 제1도에 도시된 바와 같은 실험장치를 사용하여 제1반응조에 불소이온이 60mg/ℓ함유된 PH 7 전후의 코우크스폐수를 넣고 본 발명에 따라 상온에서 소석회를 투입하여 PH가 7.5-11이 되도록 조절하여 3분 이상 1차 반응시킨 다음 제2반응조에서 황산알루미늄을 첨가하여 PH가 5.0-8.0이 되도록 조절하여 3분 이상 2차 반응시킨 후 제3반응조에서 고분자응집제(PAA)를 투입하여 3분 이상 반응시킨 후 20분 정도 응집처리를 하여 불소 및 시안이온 제거실험을 행하였으며, 그 결과를 첨가되는 Al₂O₃를 기준으로 하여, 불소의 경우는 제2도에, 시안의 경우는 제3도에 각각 나타내었다. 제2도 및 제3도에 나타난 바와 같이 본 발명에 따라 소석회와 황산알루미늄을 투입함으로서, 불소이온의 제거율이 50% 이상, 복합폐수중의 불소이온이 15mg/ℓ이하로, 시안이온의 제거율이 50% 이상, 0.6mg/ℓ이하로 양호하게 처리됨을 알 수가 있다.

[실시예 2]

본 실시예는 종래방법에 따라 NaOH로 PH를 조절한 후 염화제2철과 수산화칼슘의 첨가에 의한 불소이온 제거효과를 알아보기 위한 것으로, 실시예 1에서와 같이 불소이온을 함유한 폐수의 종래의 방법으로 NaOH로 PH를 조절한 후 염화제2철 50mg/ℓ와 수산화칼슘 300mg/ℓ를 투입하여 불소이온의 제거실험을 하였으며 그 결과를 제4도에 나타내었다. 제4도에 의하면 이 실험조건에서 가장 양호한 상태인 PH 9.5이상에서 32mg/ℓ정도까지 불소이온이 제거되었음을 알 수 있다.

[실시예 3]

본 실시예는 종래방법에 따라 수산화칼슘과 인산을 적당한 비율로 첨가에 의한 불소이온 제거효과를 알아보기 위한 것으로, 실시예 1에서와 같은 불소이온을 함유한 폐수에 종래방법으로 수산화칼슘과 인산을 5:3 비율, 즉 인산이온 90mg/ℓ수산화칼슘 150mg/ℓ를 투입하여 불소이온의 제거실험을 하였으며 그 결과를 제5도에 나타내었는 바, 이에 의하면 불소이온 제거효과가 거의 없음을 알 수 있다.

[실시예 4]

본 실시예는 종래방법에 따라 황산알루미늄 응집제의 첨가에 의한 불소이온 제거효과를 알아보기 위한 것으로, 실시예 1에서와 같은 불소이온을 함유한 폐수에 종래방법으로 황산알루미늄의 응집제를 투입하여 불소이온 제거실험을 행하였으며 그 결과로 제6도에 나타내었는 바, 이에 의하면 제거효율이 최고 27mg/ℓ로서 칼슘염에 의한 처리방법에 비해 처리효율이 좋으나 폐수중의 불소이온을 15mg/ℓ까지 제거할 수 없었다.

[실시예 5]

본 실시예는 종래방법에 따라 염화제2철과 수산화칼슘 첨가에 의한 불소이온 제거효과를 알아보기 위한 것으로, 실시예 1에서와 같은 불소이온을 함유한 폐수에 종래의 방법으로 염화제2철 100mg/ℓ와 수산화칼슘만을 투입하여 불소이온 제거실험을 행하였으며 그 결과를 제7도에 나타내었는데, 이에 의하면 불소이온 제거효과가 좋지 않음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 코우크스공장에서 발생되는 복합폐수중에 불소이온 및 시안이온을 종래의 방법에 비해 훨씬 효율적으로 동시에 제거할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 불소이온 및 시안이온을 함유한 코우크스 가스폐수에 소석회를 투입시켜 PH를 7.5-11로 조절하여 1차 반응시킨 후, 황산알루미늄을 첨가하여 PH를 6.0-8.0으로 조절하여 2차 반응시킨 다음, PAA(Poly Acryl Amide) 2-6ppm을 첨가하여 불소이온 및 시안이온을 동시에 제거하는 것을 특징으로 하는 코우크스 가스폐액에서 발생되는 불소이온 및 시안이온 동시처리방법.