KR950002644Y1

KR950002644Y1 - 중금속회수장치

Info

Publication number: KR950002644Y1
Application number: KR92002127U
Authority: KR
Inventors: 지은상
Original assignee: 지은상
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1992-02-14
Publication date: 1995-04-12
Also published as: KR930019785U

Abstract

내용 없음.

Description

중금속회수장치

제1도는 본 고안의 실시예에 관한 중금속회수장치를 나타낸 블록도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 폐수저장조 2 : PH조정조

3, 3' : 마이크로필터 4 : 급속여과기

5 : 착이온교환수지탑 6 : 중화조

7 : 역삼투압장치 8 : 혼상식 이온 교환수지탑

9 : 증발탑 10 : 건조기

11 : 재생액조 12 : 정류기

13 : 전기분해조 MX : 혼합기

P₁-P₄: 이송펌프

본 고안은 산업폐수중의 중금속을 이온 교환수지와 전기분해를 이용하여 석출할 수 있는 중금속회수장치에 관한 것이다.

고도로 발전하는 산업경제와 더불어 부산물로 환경이라는 문제가 전세계에서 크게 대두되고 있는데, 특히 수은, 카드뮴, 납 및 구리등과 같은 중금속에 의한 환경오염이 인체에 큰 영향을 주고 있어 이에 대한 해소연구가 활발히 진행되고 있다.

그러나, 산업이 발전됨에 따라 전기전자제품, 반도체제품, 의약 및 농약등도 급전적으로 발달 및 공장자동화로서 대중생산으로 제조되고 있어서 이에 대해 재생 및 환경오염의 방지 기술이 적극적으로 연구개발되고 있는 중에 있다.

이를테면, 산업폐수중에 용존되고 있는 중금속을 회수 및 처리하기 위해 종래에는 증발농축법, 불용화고체/액체분리법(알카리응집침전법, 유화물응집침전법 또는 부상(浮上)법등), 막분리법(역삼투법, 전기투석법등), 전해석출법, 용매추출법 및 흡착법(이온교환법, 활성탄착법)등을 이용하였지만, 이는 회수되는 중금속류의 처리 및 품질 등에 대한 문제점을 갖고 있다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, PCB 및 반도체산업, 제철산업 등의 엣칭 및 산세(酸洗)공정에서 발생되는 세척수(또는 수세수)에 함유된 중금속을 선택흡착특성을 갖는 착염수지를 이용하여 고순도의 유가금속을 회수 및 처리할 수 있도록 착이온수지, 정류기를 이용한 전기분해조, 증류탑과 건조기 등을 이용함으로써 중금속회수와 방류수질기준에 적합한 처리수를 생성시킬 수 있는 중금속회수장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 중금속회수장치는 중금속폐수를 저장하는 폐수저장조(1)와, 혼합기(MX)에 의해 약품으로 폐수의 PH를 조절하는 PH조정조(2), 혼탁물 및 부유물질을 분리제거하는 마이크로필터(3)와 급속여과기(4) 및, 재생기 착이온교환수지를 통과시켜 중금속을 흡착 제거하고 중화조(6)를 거쳐 방류수질기준에 적합한 처리수를 생성시키는 착이온교환수지탑(5)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 실시예를 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안의 실시예에 관한 중금속회수장치를 나타낸 블록도로서, 본 고안의 중금속회수장치는 PCB 및 반도체산업, 제철산업 등의 엣칭 및 산세공정에서 발생되는 세척수에 함유된 중금속을 선택 흡착특성을 갖는 착염수지를 이용하여 고순도의 유가금속을 회수 및 처리할 수 있다.

예컨대 인쇄회로기판 또는 도금공정등에서 엣칭이나 수세시에 중금속이 함유된 폐수가 발생하게 되고, 여기서 발생되는 폐수중에는 Zn, Cu, Cd, Cu, Pb, Ni, Au, Ag, Sn 및 Hg등의 중금속을 함유하게 된다. 그리고, 상기 도금공정은 황산구리 도금, 시안화구리도금, 황산카드륨도금, 금은도금, 니켈도금, 무전해 구리도금, 주석도금 및 주석과 납합도금시에 폐수로서 발생하게 된다.

중금속을 함유한 폐수는 유기성폐수와는 분리배관하여 중금속페수저장조(1)로 이송시켜 일정시간동안 해당 중금속 함유의 폐수농도를 균일화시키고, 상기 폐수에 함유된 특정 중금속 종류에 따라 PH영향에 의해 중금속 제거율(흡착성)이 저하됨으로 사전에 PH의 조절이 필요하다.

일반적으로 2가 금속이온은 PH가 2∼3이상에서 흡착율이 최대로 되나, 이송펌프(P₁)의 작동으로 폐수를 PH조정조(2)로 이송시켜 상기 폐수내의 중금속의 성분을 파악한 다음 각 중금속의 처리능력을 극대화하기 위해 PH를 혼합기(MX)에 의해 조정하게 된다.

상기 PH조정조(2)에서의 PH조절은 보통 NH₄OH, NaOH와 H₂SO₄등의 약품이 사용된다. 상기 PH조정조(2)는 PH전극봉이 설치되어 있어 도시되지 않은 PH조절장치의 작동에 의해 PH가 조정된다.

상기 PH조정조(2)에서 PH조정이 끝난 폐수에는 혼탁물 또는 부유물질등이 함유되어 있는 경우가 많이 있는데, 이는 수지층의 오염 즉 블로킹을 발생하게 됨으로 이송펌프(P₂)로 이송되어져서 마이크로필터(3)에서 분리 제거한다.

따라서, 상기 마이크로필터(3)를 통과한 다음 폐수중에 유분(油分) 및 산화성물질이 함유되어 있으므로 샌드/안스라사이트/ 활성탄의 급속여과기(4)로 이를 제거할 수 있고, 이 급속여과기(4)를 통과한 중금속함유폐수를 이온 교환수지가 충분한 교환능력을 갖는 착이온 교환수지탑(5)으로 이송한다.

상기 착이온 교환수지탑(5)에서는 혼합 또는 분리된 폐수중에 함유되어 있는 구리등과 같은 특정 중금속을 제거하고 통과하는 처리수를 중화조(6)로 이송시키는데, 여기서 상기 착이온교환수지탑(5)을 통과하면 방류수는 환경기준치 "가"지역 수질기준인 3㎎/ℓ보다 훨씬 낮은 0.5㎎/ℓ이하까지 제거할 수 있고, 기타 오염물질중 납, 구리, 수은, 카드륨 등의 중금속등을 함유폐수도 규제치이하로 처리됨으로 이를 방류해도 된다.

또 상기 중화조(6)를 통과한 처리수를 생산공정에 재사용할 수 있고, 더 좋은 순수를 얻으려면, 역삼투압장치(7)와 혼상식 이온교환수지탑(8)을 통해 5,000㏀이상의 순수를 얻을 수 있게 됨으로 예컨대 인쇄회로기판 또는 도금공정등의 생산공정에서 최종수세수 또는 각종 약품에 재사용할 수 있다.

한편, 착이온교환수지탑(5)에서 이온교환수지는,

와 같은 구조를 사용한다.

상기 이온교환수지를 일정기간동안 사용한 다음에는 수지의 교환(흡착)능력이 떨어져 이를 재생하게 되는 바, 보통 양이온 수지를 재생할 때에 염산을 쓰지만 상기 착이온교환수지탑(5)에서는 해당 중금속을 회수하기 위해 황산을 사용하여 재생한다.

이때 중금속 흡착수지를 재생할 때 0.5∼1N H₂SO₄=2정도로 하여 통과시키면 흡착된 중금속이 쉽게 탈리된다. 그 다음에 이온 교환수(수도물 또는 원폐수도 가능)로 수지체적의 5배(SV=3-3, 5)로서 통수하여 과잉의 산과 잔유금속을 유출시키면 상기 수지는 다시 원형 수지로 재생됨으로 재사용된다.

따라서, 상기 착이온교환수지탑(5)의 재생폐수에는 착이온교환수지에 흡착되었던 중금속이 재생시 탈리됨으로 상기 재생폐수에 함유되어 유출된다.

재생 폐수는 발생된 량에 따라 크게 2가지 방법으로 처리할 수 있다. 먼저, 재생폐수가 소량일 경우에는 증발탑(9)과 건조기(10)를 통과하면서 이를 처리하고 중금속을 슬러지케이크로서 석출하여 적법적차에 따라 처리하게 된다.

또 재생폐수가 대량일 경우에는 이를 재생액조(11)에 저장시킨 다음 이송펌프(P₃)의 작동으로 전기분해조(13)로 이송시키고, 이 전기분해조(13)에 정류기(12)를 설치하여 전류를 흐르게 하면서 전기분해조(13)의 밑부분으로 공기를 공급하여 균일하게 밀착이 되도록 한다.

상기 전기분해조(13)의 정류기(12)에는 (+)극에 백금망 또는 금속산화 물질로 코팅된 티타늄판을 걸고 (-)극으로 스텐레스판을 설치하여 서서히 전류를 흐르게 하고, 이로부터 상기 전기분해조(13)의 재생폐수내에 함유된 중금속이 상기 (-)극의 스텐레스판에 달라 붙어서 석출하게 된다.

상기 스텐레스판에서 붙은 중금속을 회수하기 위해 상기 전기분해조(13)에서 꺼내어 세척한 다음 핀세트(TWEEZER)등으로 떼게 되면 쉽게 떨어진다. 그리고, 상기 전기분해조(13)에서 전해용액으로 사용된 중금속이 함유하였던 황산폐수는 중금속을 전기분해로 석출시킨 다음 이송펌프(P₄)의 작동으로 마이크로필터(3')를 거쳐 다시 이온교환수지 재생용으로 사용하게 됨으로 폐수가 발생되지 않는다.

이상 설명한 바와같이 본 고안에 따르면, PCB 및 반도체산업, 제철산업 등의 엣칭 및 산세(酸洗)공정에서 발생되는 세척수(또는 수세수)에 함유된 중금속을 선택흡착특성을 갖는 착염수지를 이용하여 고순도의 유가금속을 회수 및 처리할 수 있도록 착이온수지, 정류기를 이용한 전기분해조, 증류탑과 건조기 등을 이용함으로서 중금속회수와 수질기준에 적합한 처리수를 생성시킬 수 있을 뿐만 아니라 화학적처리방법과는 달리 화공약품을 거의 사용하지 않으므로 슬러지 발생없는 중금속회수장치를 제공할 수 있다.

또 본 고안은 기술적 요지가 벗어나지 않는 범위내에서 여러형태로 실시해서 사용할 수 있다.

Claims

중금속폐수를 저장하는 폐수저장보(1), 혼합기(MX)에 의해 약품으로 폐수의 PH를 조절하는 PH조정조(2), 혼탁물 및 부유물질을 분리제거하는 마이크로필터(3)와 급속여과기(4) 및, 중화조(6)를 거쳐 수질기준에 적합한 생산수를 생산하는 중금속회수장치에 있어서, 상기 급속여과기(4)와 중화조(6)사이에 설치된 착이온교환수지탑(5)에서 재생폐수가 소량일 때 증발탑(9)과 건조기(10)를 통해 슬러지케이크로 대량일 때 재생액조(11)와 전기 분해조(13)를 통해 중금속회수와 이온교환수지재생으로 사용한 것을 특징으로 하는 중금속회수장치.