불산 폐수처리 방법

 

안녕하세요, 오늘은 환경에 대한 중요한 주제인 '불산 폐수 처리'에 대해 이야기하려고 합니다. 산업화가 급속도로 진행되면서 발생하는 다양한 유형의 폐수 중에서도, 특히 불산이 함유된 폐수는 그 처리가 까다롭고 중요합니다. 이번 글에서는 왜 불산 폐수 처리가 필요한지, 어떤 방법들이 있는지에 대해 자세히 알아보겠습니다.

 

폐수처리시설

개요

불산은 산업 분야에서 넓게 사용되는 화학 물질입니다. 제조 공정을 통해 발생하는 불산은 일반적으로 폐수의 형태로 배출되며, 이러한 불산 함유 폐수는 환경과 생명체에 심각한 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 적절하게 관리하고 처리하는 것이 매우 중요합니다.

 

불산 폐수처리 방법

1. 서론

불산폐수는 반도체 제조공정, Coke제조, Glass, 세라믹 제조공정, Alumimum & Steel 제조공정, 전기도금, Transmitter제조, 농약과 비료제조공정 등에서 발생한다. 불산폐수는 부식성이 강하며 인체중독 시는 반상치, 체중감소, 구토, 변비, 골경화증, 만성경련, 재생불능성빈혈등을 일으킨다. 음료수에 있어서 불소는 충치예방을 위하여 1ppm 정도를 권장하고 있으나 이 이상일 때는 반상치 등과 같은 문제를 발생시킨다. 각국의 불소 규제는 하천의 수중생물 및 어종에 미치는 영향보다는 상수원 보호 의미에서 규제되고 있다.

 

 

 

2. 불산 폐수처리 방법

불산폐수의 가장 일반적인 처리방법은 응집침전법의 일종인 칼슘염에 의한 처리이며 처리수의 농도는 최적 pH에서 10-30mg/l이다. 이론적인 최소 F- 농도는 7.8mg/l이지만 공통이온 효과에 의해 이론량보다 더 낮게 처리할 수 있다. 이론적으로 1lb의 불소를 처리하기 위해서는 1.06lb의 Calcium이 필요하며 이것은 90% 생석회 2.2lb, CaCl2로는 2.9lb에 해당된다. 적정 pH는 8-9 or 12 이상이다. 또한 유럽이나 일본에서는 결정화 이론을 이용한 CRYSTALACTOR가 사용되고 있으며 처리수 수질은 6ppm 정도이다. 이와 같이 전형적인 처리방법은 칼슘이온을 이용하는 방법이다. 그러나 불소를 5ppm 이하로 처리하기 위해서는 고도처리 설비를 이용하여야 하며 중요한 몇 가지 방법은 다음과 같다.

① 다가금속 응집법

② 활성 ALUMINA법

③ Hydrous Cerium Oxide 법

④ 역삼투압법

 

1) 다가금속 응집법

소석회 처리법중에도 처리수의 불산농도가 10mg/l이하로 처리되는 경우가 있다. 이것 은 금속산세 공장폐수 경우 원수 중에 불산 이외에 중금속을 함유하고 있는 경우가 많기 때문이며 이 경우 불소이온과 금속이온의 존재역할이 처리결과에 큰 영향을 미친다. 불소이온 농도가 낮고 금속농도가 높은 경우 처리결과가 좋다. 이 현황을 이용, 첨가 금속에는 AL(유산반토, PAC), Fe(FeCl3, FeSO4)를 사용한다. 본 항에서는 유산반토를 선택하여 기술하였다. 통상 소석회 1단 처리 후 불소농도는 20mg/l이며 300mg/L ALUM 첨가 시 3mg/l로 되나 1mg/l까지 처리 시에는 6,500mg/l 이상의 ALUM이 필요하다. 실제 장치에는 주입약품이 모두 슬러지가 되기 때문에 실제 plant에 적용하기에는 어렵다.

 

 

 

2) 활성 ALUMINA법

활성 ALUMINA의 음이온의 흡수특성을 이용하여 처리하는 방법으로 선택적 흡수특성은

OH ＞ PO43- ＞ F- ＞ Fe(CN)64- ＞ CrO42- ＞ SO42- ＞ Cl- ---- 이다.

보통 유입수의 불소농도가 10mg/l 정도일 경우 3mg/l 이하로 처리가 가능하다. 활성 ALUMINA는 입자성 물질인 Al2O3·3H2O에 유산반토를 통과시켜 활성화시키며 반응식은 다음과 같다.

Al2O3·3H2O + Al2(SO4)3 → Al2O3·Al2(SO4)3·nH2O

불소폐수 통과시 활성화된 ALUMINA는 불소를 흡착하며 반응식은 다음과 같다.

Al2O3·Al2(SO4)3·nH2O + 6F- → Al2O3·2AlF3·nH2O + 3SO4-2

활성 ALUMANA의 흡착능력 완료시는 유산반토로 재생하여 재사용하며 반응식은 다음과 같다.

Al2O3·2AlF3·nH2O + Al2(SO4)3 → Al2O3·Al2(SO4)3·nH2O + 2AlF3

 

3) Hydrous Cerium Oxide법 (READ-F)

READ-F란 무기이온 교환체를 화학적 내구성이 풍부한 수지에 담지시킨 입상 성형체이고 통상 수지계 흡착제와 같은 형태의 칼럼 흡착법에 의해 흡착처리한다. 무기이온 교환체의 흡착특성은 계의 pH조건에 의해 좌우되기 쉽지만 본 흡착제의 경우는 pH4.0 주변에서 불소 이온에 대해 높은 흡착용량과 흡착선택성을 나타낸다. 흡착제의 재생은 묽은 수산화나트륨 용액을 흡착탑에 통과시킴으로써 흡착 불소를 100% 탈착시킬 수 있다. 활성 ALUMINA보다 F-에 대한 흡착능력이 6배 정도이다.

 

4) 역삼투압법

막의 물리화학적 특성을 이용하여 분리대상이 되는 물질을 압력차에 의해 제거하는 방법으로 물의 처리수질이 가장 양호하다. 그러나 RO 유입수의 수질조건인 SDI(5이하), pH, 온도, LSI 등을 만족시키기 위해서는 전처리 설비가 복잡하며 운전이 까다로운 문제점이 있다.

 

불산 폐수처리 방법 다운로드 

불산폐수_처리방법.pdf

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마치며

불산 함유 폐수의 적절한 관리와 처리는 우리 모두의 건강과 지구 생태계 보호에 중요한 역할을 합니다. 다양한 연구와 기술 발전으로 많은 해결책들이 제시되고 있지만, 그중에서도 가장 효과적인 해결책을 찾아내기 위해서는 지속적인 연구와 개선 작업이 필요합니다. 우리 모두가 환경 문제에 대해 관심을 가지고 조금씩 실천한다면, 지구를 보호하는 큰 도움이 될 것입니다. 감사합니다.