비누 및 합성세제 산업폐수처리

목차

1. 서론
2. 비누 / 합성세제
2.1 현황
2.2 종류
2.3 제조공정
3. 산업폐수의 발생
3.1 산업폐수의 특성 및 성상
3.2 제조공정 및 폐수발생원
4. 산업폐수처리
4.1 폐수처리현황
4.2 폐수처리공정
4.3 폐수의 독성
5. 국내•외 실용기술 사례
5.1 산업폐수 처리기술(생물부양법)
5.2 음이온계면활성제(ABS)처리시설
6. 결론
6.1 산업폐수 처리의 문제점
6.2 문제점에 대한 폐수처리 공정방안

본문내용

응집/침전 공정에서 제거되지 않는다. 따라서 중금속을 완벽하게 제거하기 위해서는 착염을 형성하고 있는 중금속들을 분해하여 제거하는 것이 바람직하다.
고농도 질소 함유방류수에 대한 질소농도 규제가 시작되면서 산업폐수에서의 질소제거가 문제가 되고 있다. 산업폐수에서의 질소농도는 하수의 질소 농도와 달리 고농도이어서 생물학적 처리가 어렵다. 일부 사업장에서는 2000-5000 ㎖/ℓ의 TKN농도를 가진 폐수가 발생하여 그 처리가 문제가 되고 있다. 특히 암모니아를 산화시키는 질산화 박테리아는 외부환경에 민감할 뿐 아니라 성장속도가 느려서 질소제거 공정에서 제한 인자가 되고 있다. 특히 고농도의 암모니아를 처리 할 경우 독성으로 인해 안정된 처리수를 생산하기가 어렵고 문제가 발생한 후 회복하는데 오랜 시간이 소요되기 때문에 새로운 처리 방법의 필요성이 증대되고 있다.
6.2.2 난분해성 처리 방안
1) 고도산화 기술을 이용한 폐수의 처리
①고도산화기술의 역할
산업폐수는 위에서 언급된 난분해성 요인들로 인해 생물학적 처리를 어렵게 하고 있다. 따라서 난분해성 요인들을 제거할 어떤 전처리가 있어야 만이 방류수 기준을 만족시킬 수 있거나 다음 단계 생물학적 처리가 가능해지기 때문이다. 전처리로 최근에 연수가 많이 되고 있는 기술이 고도산화기술이다. 고도산화기술이란 산화제와 촉매를 이용하여 반응성이 높은 OH 라디칼을 생성하여 오염물질을 산화시키는 기술을 말한다.
②고도산화기술의 종류
고도산화기술을 분류하면 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 폐수의 오염물질을 산화시킬 때 반응매체는 액상이므로 액상이외에 고체의 존재여부에 따라 Homogeneous와 Heterogeneous 시스템을 나눌 수 있다. Homogeneous시스템은 다시 UV의 사용여부에 따라 분류할 수 있다. 예를 들어 Homogeneous시스템 중에서 오존/UV 시스템은 오존을 산화제로 사용하고 UV를 일종의 촉매로 사용하여 오존을 분해하여 OH라디칼을 만들어 오염물질을 분해하게 된다. 이 때 반응매체는 액상이고 고체가 존재하지 않기 때문에 Homogeneous시스템으로 분류된다.
③고도산화처리 기술의 분류
다양한 고도산화기술들이 연구개발 또는 상용화 되고 있는데 폐수 성상에 따라 적절한 기술의 선택이 중요하다. 폐수에 따른 처리기술의 선택에 있어서 가장 고려하여야 할 것은 처리능과 경제성이다. 기술의 경제성을 좌우하는 것은 산화반응을 가능하게 하기 위한 반응조건이다. 대개 화학반응을 유도하기 위해서는 반응물질이 반응하기에 좋은 에너지 상태로 올려주어야 한다. 이 때 필요한 에너지를 Activation energy라 하는데 이 에너지의 정도에 따라 경제성이 좌우된다. 예를 들어 Supercritical Oxidation이나 Wet Oxidation은 처리효율은 높으나 폐수를 200℃이상의 고온이나 10기압이상의 고압의 반응조건을 유지하여야 하기 때문에 에너지 비용이 많이 소요된다. 또한 고온 고압의 운전조건을 만족시키기 위하여 특수 재질의 고가 반응기를 사용하여야 하기 때문에 시설비가 높다는 단점이 있다.
2)새로운 기술에 의한 고도산화
①전기화학적 산화기술
물을 전기분해하면 음극에서는 환원반응이 일어나고 양극에서는 산화반응이 일어난다. 이 때 양극에서 일어나는 산화반응을 이용하는 것이 전기화학적 산화이다. 아래의 그림과같이 폐수를 전기분해 할 경우 양극에서 다양한 산화반응이 일어난다. 여러 가지 화학반응 중에서 관심ㅇ르 가지는 반응들이 염소이온의 산화, 물의 산화. 중금속 착염의 산화, 유기오염물질의 산화반응 등을 들 수 있다. 이 4가지 반응이외에도 여러 가지 반응들이 있지만 폐수의 전기분해시 주로 일어나는 반응들이 이 반응들이다. 이 반응들은 각각 반응이 일어나는 전압이 다르고 주로 전극재질에 따라 정해진다. 따라서 전극재질을 선정할 경우 고려해야 할 점은 원하는 유기물 산화반응의 전압을 낮추고 다른 3가지 반응의 전압을 높여서 전자가 원하는 반응으로만 사용될 수 있도록 고려하는 것이 중요하다.
②저온 촉매 산화
저온촉매산화란 신온(20℃이상)과 1기압에서 축매를 이용하여 유기물을 산화하는 기술을 말한다. 기존의 촉매산화기술들이 대개 200℃이상의 고온과 10기압 이상의 고압을 이용하는 기술과 비교하여 경제성이 높다. 유기물 산화원리는 아래의 그림과 같이 MgO에 철을 코팅한 촉매가 산화제(오존, 산소 또는 공기)와 반응하여 생성된 OH라디칼이 폐수에 있는 유기물들을 산화시킨다.
3)결론
산업폐수의 문제점을 해결하는 방안은 위의 내용처럼 여러 가지 방법이 많이 있지만, 내가 제안한 공정은 전처리를 오존처리로 확실히 하여 계면활성제의 문제점을 해결하며 폭기조에서의 폭기시간을 늘려서 미생물들에게 산소공급을 충분히 주어 활성도를 늘이며 공정에서 나오는 폐슬러지를 비료화 하여 경제적 이익을 높이고 활성탄의 교체주기를 늘리는 등의 기초적인 부분만을 제안 했다.
이러한 산업폐수의 처리를 위해서 주로 생물학적 처리를 먼저 검토하게 되지만 많은 어려움이 있다. 산업폐수의 생물학적 처리를 어렵게 하는 난분해성 요인들로는 고농도의 염분, 독성 유기용매, 색도유발 물질, 중금속과의 착염 등이 있으며 생물학적 처리 후에 존재하는 잔류유기물은 방류수 기준을 만족시키는데 큰 장애가 되고 있다. 이러한 난분해성 요인들을 제거하기 위해서는 화학적 전처리의 필요성이 대두되고 있다. 이러한 화학적 처리를 최근 고도산화기술이라고 하는데 다양한 기술들이 제시되고 있고 일부는 실험실 규모에서 개발 중이고 일부는 상용화되고 있다. 그러나 각각의 기술들이 장단점을 가지고 있어서 폐수의 특성에 따른 기술의 선정이 중요하다. 기술 선정 시 고려해야할 중요 인자로 처리능과 경제성을 들 수 있는데 경제성은 기술의 운전조건에서 좌우된다. 기존의 고온이나 고압에서 수행하는 화학적 처리는 경제성 면에서 문제이고 운전도 까다로워서 숙련된 운전자를 요구한다. 실온(25℃이상)과1기압에서 산화반응이 가능한 전기화학적 산화와 저온 촉매산화 기술을 개발하고 있으며 다양한 폐수에 적용한 결과 산업폐수의 난분해성 요인들을 제거하는 데 좋은 효과를 얻고 있다.

키워드

비누,   합성세제,   산업폐수,   처리