KR950002540B1 - 수삼 세척수의 처리방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
도면은 본 발명의 수삼 세척수 처리방법에 따른 공정도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 수삼 세척기 12 : 폐수 집수조
3 : 원심 분리기(Centrifuge) 4 : 파인 스크린 여과분리기(Fine Screen Filter)
5 : 백 여과기(Bag Filter) 6 : pH조절 및 응결 반응조
7 : 샌드 플로우드(Sand Float) 8 : NaOH용액 탱크
9 : 명반용액 탱크 10 : 폴리머용액 탱크
11,12 및 13 : 이송 펌프 14 : 에어 콤프레서(Air Compressor)
15 : 수삼 세척수용 집수조
본 발명은 수삼 세척수의 처리 방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 원료 수삼을 세척할 때 생기는 수삼 세척수를 물리 화학적 분리방법을 이용하여 수삼 세척액중의 콜로이드(입자크기 0.001∼0.nm)와 분산상태(입자크기 0.1∼5nm)의 유기물질 및 부유물질을 제거하여 정화하는 수삼 세척수의 처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 인산 가공 공장 폐수의 1/2이 수삼 세척수이다. 상기 수삼 세척수는 수삼 세척시 발생되는 수삼껍질과 잔뿌리인 유기물질 및 토사인 무기물질을 함유하고 있어 이들의 수용액에서 콜로이드 및 부유상태의 특성을 나타내어 혼탁하게 오염시킨다. 따라서 상기 수삼 세척수를 정수하여 방출할 필요가 있다.
종래의 수삼 세척수의 처리방법인 전통적인 활성오니법을 이용한 것으로 스크린, 유량조절조, pH조절조, 폭기조, 및 침전조를 병렬로 연결하여 폐수를 처리해 왔다.
그러나, 종래의 생물적인 방법인 활성오니법을 사용할 경우에는 용해성 유기물질을 주 처리대상으로 하기 때문에 발생폐수의 BOD처리효율, 콜로이드 및 부유상태(입자크기 0.1nm이상)의 유기물질, 무기물질의 처리효율에 한계가 있어 오염물질 제거의 효율이 높지 못하였고, 더우기 처리수의 재사용이 불가능함으로서 산업용수의 부족현상을 초래하였던 것이다.
그리고 상기 수삼 세척수는 계절적으로 8월에서 11월까지 4개월동안 집중적으로 발생하는 문제점을 앉고 있어 본 수삼 세척수를 처리하기 위해 폐수처리장을 증설하여 운전하는 데에는 경제적으로도 많은 문제점을 앉고 있다. 또한, 수삼 세척수가 발생하지 않을 때에는 폐수처리장의 운전 중지 및 폐수발생기에 폐수처리시설을 재가동하는 데에도 많은 어려운 점이 있으며, 에너지와 경비의 낭비를 초래하는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자들은 광범위한 연구를 수행한 결과, 물리, 화학적 고액분리기술에 의한 수삼 세척수의 정제방법을 안출하였고, 본 발명은 이러한 안출에 기초하여 완성되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 물리 화학적 고액분리방법을 이용하여 수삼 세척액중의 콜로이드성 및 부유성 유기물질과 무기물질을 제거하는 개선된 세척수의 처리방법을 제공하는데 있다.
이하 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 좀더 구체적으로 상술하고자 한다.
본 발명은 원료 수삼을 세척할 때 생기는 수삼 세척수를 집수하여 침전처리하고, 침전된 폐수를 원심분리기, 파인스크린여과기, 및 백여과기에서의 여과 후, 상기 폐수를 pH조절 및 응집 반응조에서 응결반응시켜, 응집제를 투입하여 응집물을 형성시켜 수삼 세척수로 재활용하는 수삼 세척수의 처리방빕에 관한 것으로, 본 발명에 따른 수삼 세척수의 재이용 공정은 크게 1단계공정과 2단계공정으로 구성된다.
제1단계 공정에서는, 수삼 세척기(1)로부터 수삼을 세척한 폐수를 집수조(2)로 모이게 한다. 이때 통상적으로 폐수는 SS(Suspended Solid)가 3,000∼6,500mg/ℓ 이고 COD는 350∼450mg/ℓ이다. 상기 집수조(2)에 모인 폐수는 320∼400M3/일 정도로 1∼2시간동안 체류하면서 자연침강에 의해 일부 고형물이 중력에 의하여 침강되어 처리되고 콜로이드 및 분산상태 물질을 함유하는 상등수는 펌프를 이용하여 원심 분리기(3)로 이송시킨다. 이때 상기 원심분리기의 조건을 1400∼1500rpm에서 3∼4kg/㎠·g의 운전압력에서 40∼60M3/시로 유입수를 유입시키면서 운전하여 입자의 크기가 100nm이상인 부유물질을 1차로 제거한다. 상기 원심 분리기로 처리한 폐수는 SS가 1,000∼1,400mg/ℓ의 범위로 COD는 300∼400mg/ℓ의 범위로 감소된다. 1차 처리된 폐수는 더 작은 입자인 콜로이드성 및 부유성 물질의 입자들을 제거하기 위하여 펌프를 이용하여 파인 스크린 여과분리기(4)로 이송되며 입자의 크기가 50nm이상(50∼100nm)인 부유물질들을 제거한다. 이때 처리효율 및 안전성을 높이기 위하여 백 여과기(Bag Filter, 5를 함께 사용한다.
상기 파인 스크린 여과기(4)는 통상 2∼2.5kg/㎡·g의 운전압력에서, 백 여과기(5)는 1.5∼2.0kg/㎠·g의 운전압력하에서 운전된다. 상기 운전조건에서 파인 스크린 여과분리기(4)를 통과한 여과수의 SS 및COD는 각각 500∼600mg/ℓ, 100∼200mg/ℓ가 되고, 백 여과기(5)를 통과하였을 때 경우에는 SS가 80∼12mg/ℓ이고 COD는 30∼60mg/ℓ이다.
제2단계 공정에서는, 상기 1단계공정를 거쳐 여과된 폐수를 39∼41㎥/시(평균 40㎥/시)의 유량으로 펌프의 이송압력에 의하여 pH조절 및 응결 반응조(6)로 이송이 된다. 이때 NaOH탱크(8)로부터 이송펌프(11)를 이용하여 NaOH주입시켜 pH를 6.5∼8.0으로 조정시키면서 명반[Al2(SO4)3]용액 탱크(9)내의 명반용액을 이송펌프(12)를 사용하여 응결 반응조(6)에 폐수 40㎥/시에 대하여 1/분(평균 2.0ℓ/분의 유속으로 주입시키면서 콜로이드 및 분산상태의 입자들이 응결되도록 교반기를 170∼190rpm(평군 180rpm)에서 운전한다. 상기 pH가 6.5이하일 경우에는 오니의 응결이 잘 이루어지지 않으며, 8.0이상일 경우에는 응결된 오니가 해체되는 문제점이 발생한다. 이어서, 응집 반응조를 거친 폐수 40㎥/시에 대하여 폴리머용액 탱크(10)내의 응집제를 이송펌프(13)을 통하여 3.25∼3.35ℓ/분(평균 3.3ℓ/분)의 유속으로 투입하며, 에어 콤프레서(14)로 부터 압축된 공기를 230∼250/(평균 240ℓ/분)의 유속으로 샌드 플로우드(7)로 유입되는 폐수에 가한다.
상기 조건에서 응결된 입자는 응집제인 폴리머에 의하여 응집되고 압축된 공기의 미세입자에 의하여 부력을 받아 샌드 플로우드의 상부 수면으로 상승되어 농축된 후 액상 고형물로 분리 제거된다.
또한, 샌드 플로우드의 하부의 모래를 거친 여과수는 하부로 배출 된다. 상기 응집 약품으로는 폴리아크릴아마이드계인 고분자 응집계인 HIMOLOC C-316(미국 Unico사)를 사용한다. 상기 1단계공정을 거친 폐수 40㎥/시를 처리하기 위한 샌드 플로우드의 규격은 직경이 3.9m이고, 높이가 1.83m이어야 한다.
상기 명반과 고분자 응집제는 폐수 1㎥(톤)에 대하여 3∼5mg/ℓ(3∼5ppm) 및 2∼3mg/ℓ(2∼3ppm)으로 각각 투입된다. 이때 상기 명반의 양을 3mg/ℓ 이하로 하면 응결이 일어나지 않으며, 5mg/ℓ이상으로 하면 과량의 명반이 응결작용을 방해한다. 또한 상기 고분자 응집제의 양을 2mg/ℓ이하로 하면 응집력이 약하고, 3mg/ℓ이상으로 하면 응집물의 점도가 높아지는 문제점이 있다. 상기 샌드 플로우드를 통과된 폐수는 SS가 8∼12mg/ℓ가 되고 COD는 8∼12mg/ℓ가 된다.
전술한 바와 같이, 상기 폐수는 각각의 분리 단계를 거쳐 SS가 8∼12mg/ℓ이고, SOD가 8∼12mg/ℓ인 정수된 물이 되어 수삼 세척용 집수조로 모인후 수삼 세척기(1)의 수삼 세척수로 재활용된다.
이하 실시예는 본 발명의 효능 및 효과를 좀 더 구체적으로 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.
실시예 1
두산산업(주) 금산 인삼가공 공장의 수삼 세척수는 하루에 350∼400㎥양이 발생된다. 이 경우의 폐수의 농도는 pH가 4.5∼6.5(평균 6.0)이고, COD는 350∼450ppm이며, SS는 3,000∼6,500ppm의 범위를 갖는다.
본 실시예에서 사용된 폐수의 양은 360㎥/일이며, 폐수의 pH는 5.5이고, SS는 5,500이며, COD는 400이다.
먼저, 상기 수삼을 세척한 폐수를 수삼 세척기(1)로부터 집수조(2)로 모이게 된다. 상기 집수조(2)에 모인 폐수 360㎥/일을 1.5시간동안 자연침강 처리하고 상등액은 펌프를 이용하여 원심분리기(3)로 이송시킨다, 이때 상기 원심분리기의 조건을 1500rpm으로 운전하여 입자의 크기가 100∼150nm인 부유물질들을 1차로 제거한다. 1차 처리된 폐수는 더 작은 입자들을 제거하기 위하여 펌프를 통해 여과분리기로 이송되여 입자의 크기가 50∼100nm인 부유물질들이 제거되는데, 이때 처리효율을 높이고 안전성을 높이기 위하여 파인스크린 여과기(4) 및 백 여과기(5)를 함께 사용한다.
상기 여과된 폐수를 펌프를 이용하여 pH조절 및 응결 반응조(6)로 이송시킨 후, pH를 7로 조정하면서 명반 1260g을 첨가하여 응결반응을 시킨다.
이어서, 응결반응을 거친 클로이드성 및 부유성 입자물질을 제거하기 위하여 고분자 응집제(미국 Unico사 HIMOLOC C-318)을 900g을 사용한다.
전술한 바와 같이, 상기 폐수는 각각의 분리 단계를 거처 SS가 10ppm이고 COD가 10ppm인 깨끗한 물이 되어 수삼 세척용 집수조(15)에 모인 후 수삼 세척기(1)로 펌프를 이용하여 반송되어 재활용된다.
하기 표 1에는 상기 폐수가 각각의 분리기 및 여과기에서 정수 처리된 후의 폐수의 농도를 기재하고 있다.
각 공정에서의 SS 및 COD 농도
[표 1]
실시예 2
두산산업(주) 금산 인삼가공 공장에서 발생한 pH가 6.0이고, COD는 340ppm이며, SS는 3,700ppm인, 340㎥/일의 폐수를 가지고 실시하였다.
집수조(2)에 모인 폐수를 2시간동안 자연 침강처리하고 상등액은 펌프를 이용하여 원심분리기(3)로 이송시킨다. 이때 상기 원심분리기의 조건을 1550rpm으로 운전하여 입자의 크기가 100∼150nm인 부유물질들을 1차로 제거한 다음, 1차 처리된 폐수는 더 작은 입자들을 제거하기 위하여 펌프를 이용하여 여과분리기로 이동되어 입자의 크기가 50∼100nm인 부유물질들이 제거되는데, 이때 처리효율을 높이고 안전성을 높이기 위하여 파인 스크린 여과기(4) 및 백 여과기(5)를 함께 사용한다.
상기 폐수를 펌프를 이용하여 pH조절 및 응결 반응조(6)로 이동시킨다. 이때의 pH를 7.3으로 조정하면서 1190g으로 응결반응을 시킨다.
그 다음, 샌드 플로우트에 존재하는 콜로이드성 입자 및 유기물질을 제거하기 위하여 폐수 1㎥에 대하여 고분자 응집제(미국 Unico사 HIMOLOC C-316)를 850g을 가한다.
상기 폐수는 각각의 분리 단계를 거쳐 SS가 7ppm이고 COD가 5ppm인 개끗한 물이 되어 수삼 세척용집수조(15)로 모은후 펌프를 통하여 수삼 세척기(1)로 공급되어 재활용된다.
하기 표 2는 상기 폐수가 각각의 분리기 및 여과기에서 정수 처리된 후의 폐수의 농도를 기재하고 있다.
[표 2]
상술한 바와 같이, 본 발명의 분리기술을 이용하여 정제된 수삼 세척액을 재활용하면, 용수사용량의 절감, 폐수 처리장의 부하감소, 및 안정적 폐수처리장의 운전으로 인한 환경오염 방지 및 경비의 절감을 가져올 수 있다.
Claims (7)
- (가) 원료 수삼을 세척할 때 생기는 수삼 세척수를 집수하여 침전 처리하는 저류단계, (나) 상기 (가)단계를 거친 폐수를 원심분리기, 파인스크린여과기, 및 백여과기에서 부유물질을 제거하기 위한 여과단계, (다) 상기 여과단계를 거친 폐수를 pH조절 및 응결 반응조에서 염기성 용액 및 응결제를 첨가하는 응결반응단계, (라) 상기 응결반응단계 후의 폐수에 응집제를 투입하여 응집물을 형성하는 응집처리단계, 및 (마) 상기 응집처리된 폐수를 수삼 세척수로 재활용하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 수삼 세척수의 처리방법.
- 제1항에 있어서, 상기 응결반응단계의 염기성 용액이 NaOH임을 특징으로 하는 수삼 세척수의 처리 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 pH조절 및 응결 반응조의 pH가 6.5∼8.0로 조정됨을 특징으로 하는 수삼 세척수의 처리방법.
- 제1항에 있어서, 상기 응결반응단계의 응결제가 명반임을 특징으로 하는 수삼 세척수의 처리방법.
- 제1항에 있어서, 상기 응집처리단계의 응집제가 폴리아그릴아마이드계 고분자인 것을 특징으로 하는 수삼 세척수의 처리방법.
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 명반이 폐수 1㎥ 대하여 3∼5g로 첨가됨을 특징으로 하는 수삼 세척수의 처리방법.
- 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 폴리아그릴아미드계 고분자가 폐수 1㎥에 대하여 2∼3g으로 첨가됨을 특징으로 하는 수삼 세척수의 처리방법.
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