*기* 스토어

*기*

개인

팔로워0 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

1개
전체 판매량

19개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

-
자료문의 응답률

-

전체자료 1개

폐수의 중금속 회수 및 처리

- 폐수의 중금속 회수 및 처리 - 슬러지의 자원화 2012. 11. 13.1. 폐수의 중금속 회수 및 처리동향 2. 물리화학적 방법에 의한 폐수의 중금 속 처리 및 회수 3. 생물학적 방법에 의한 폐수의 중금 속 처리 및 회수 4. 슬러지의 자원화3 ◈ 현재 오염물질의 발생을 원천적으로 없애거나 최소화시키는 방향으로 전환되고 있으며 , 자원과 에너지의 절약 및 효율적 이용 측면에서 중금속 회수의 중요성이 중대되고 있음 . ◈ 금속의 환경위험도와 자원고갈 속도를 고려한 회수 우선도 결과 카드뮴 납 수은 아연 구리 코발트 니켈 알루미나 크롬 철 순으로 우선도를 나타냄 . ◈ 폐수의 중금속을 제거하기 위해 이용되는 방법 : - 화학침전법 , 증발법 , 역삼투막법 , 이온교환법 , 액막법 , 산화 / 환원법 , 활성탄 흡착 및 생물학적 방법 등 ◈ 공장폐수로부터 중금속을 제거하기 위한 공정은 용액속의 중금속 농도에 따라 크게 두가지 공정으로 나눌 수 있으며 , - 농도가 높은 경우 : 중금속을 수산화물이나 유화물로 만들어 침전시켜 제거 . - 농도가 낮은 경우 : 이온교환 수지 , 역삼투막법 등을 이용 처리 . 3 1. 폐수의 중금속 회수 및 처리동향4 ◈ 현재 가장 많이 사용되고 있는 중금속 처리기술로 고농도의 중금속 함유 폐기물의 처리에 경제적이고 중금속에 대한 선택도가 없어서 회수가 어려우나 다른 기술에 비해 공정이 간단하고 경제적임 . ◈ 폐수에 암모니아수 소석회 등 알칼리를 첨가하여 pH 를 10 이상으로 증가시키면 알칼리와 중금속이 수산화물 침전하게 되고 중금속 이온이 OH- 와 반응하여 수화물로 침전하는 과정은 금속이온농도 , pH 의 영향을 받고 침전하기 쉬운 순서로는 Fe Al Cu Zn Ni Pb Cd Mn 순서로 침전되기 쉬우며 폐수 처리시 문제가 되는 Pb,Cd 의 제거는 화학침전법으로 적당치 않음 . ◈ 수산화물 침전법은 아연 , 구리 , 카드뮴 , 니켈 , 납 과 산성용액에서의 크롬을 제거하기 위해 아철산염을 이용시 안정된 슬러지가 생성된다하며 , 처리과정중 화약약품의 투여가 불필요하다는 장점이 있음 . 미생물에 의한 처리법은 시안에 잘 적응된 미생물을 활용 , 살수여상법이나 활성슬러지법으로 상당량의 시안을 제거할 수 있음 . ◈ 크롬폐수를 처리하는 방법은 환원법으로 , 6 가크롬을 3 가 크롬으로 환원 시킨 후 약품을 투입하여 3 가 크롬을 불용성 상태로 만들어 분리하는 방법임 . - 환원제로는 메타중아황산나트륨 3[ Na₂S₂O ₅], 황산철 6[ FeSO ₄] 를 부분적으로 사 용함 . 7 2.2 산화 / 환원법8 ◈ 이온교환법은 물의 연성화와 정화에 널리 사용되고 있으며 이런한 방법에 의한 유가금속회수는 각종 금속이온에 대한 수지 (resin) 들에 부착되어 있는 이온기 (ionic group) 의 특성을 이용하는 방법으로 단위수지당 이온기의 수에 따라 이온교환 능력이 결정됨 . ◈ 양이온 수지는 황산용액 , 음이온 수지는 수산화나트륨 용액으로 재생시키며 , 금속회수용으로 사용된 양이온 교환수지는 재생후 다시 재생되고 재생액은 용매추출 , 전기분해 , 이온킬레이팅 수지 등으로 중금속을 회수함 . ◈ 중금속 제거 능력은 좋으나 이온수지의 값이 고가이고 처리능력에 한계가 있으며 시안화합물과 같은 물질의 경우 이온교환능력을 저하시키는 단점과 경제성을 고려해야 하므로 Cu, Ni, Zn 등 비교적 가격이 저렴한 도금공정에 사용되지 못하고 있는 실정임 . 8 2.3 이온교환법9 9 2.4 액막 (liquid membrane) 과 고체막 (solid state membrane) 분리 액체막 분리와 고체막 분리 비교 액체막 분리법 고체막 분리법 이점 이온에 대한 선택적 분리가 가능하고 , 추출속도가 빠르며 단일공정에 의해 추출과 역추출의 동시에 진행 가능하며 용질을 선택적으로 분리시켜 고농도로 농축이 가능하며 , 막 자체를 재생 , 재사용이 가능 액체막으로 대용량 액체막 , 에멀젼 멤브레인 등이 사용 액체분자막에 비해 막자체의 안정성이 크고 분리공정이 간편함 단점 액막의 팽윤 및 파괴현상이 발생 , 액의 물을 증발시켜 용액 내 남아있는 용질의 농도를 원하는 범위까지 올려 재사용하는 방법임 . ◈ 증발법은 유기금속을 회수할 수 있는 확실한 방법이나 회수되는 물의 양이 적고 운전비용이 높으며 , 운전 시 고도록 숙련된 인원이 필요한 문제점이 있음 . ◈ 폐쇠회로 운전시 불순물이 계속 누적되어 에너지 소모가 크고 응축기나 증발기 내부의 오염현상이 생길 수 있으므로 증발법을 이용한 폐수 내 중금속 처리시 폐수의 농도 , 발생량 , 유출 속도 등을 잘 고려해야 함 . 12 2.7 증발법13 ◈ 미생물을 이용한 중금속 처리 기술은 생물수작 / 축적 , 산화 / 환원 , 메틸화 / 탈메틸화 , 금속유기물과의 착물화 , 불용성 합성 구조물 등이 있으며 이러한 중금속 흡착 원리를 이용 중금속을 처리하는 공정의 경우 전처리 공정에서 중화반응을 이용하여 중금속의 용해성을 높이고 중금속이 쉽게 흡착 처리되돌록 설계되고 산업폐수내의 중금속이 다른 독성 화학물질의 첨가 없이도 흡착 처리 될뿐만 아니라 동시에 다른 황산염이나 질산염 다른 유기물의 처리까지 가능한 기술임 . 3.1 생물수착과 축적 ( Biosorption Bioaccumulation) 생물축적 : 미생물들이 에너지를 사용하여 능동적으로 금속을 체내로 전달시켜 , 무기금 속화물 동화과정을 거치면서 금속을 체내에 축적하는 것 생물수착 : 능동적인 에너지 사용없이 미생물의 세포벽 표면에 있는 리간드나 작용기 와 금속이온이 착화합물을 형성함으로써 흡착시키는 과정 13 3. 생물학적 방법에 의한 폐수의 중금속 처리 및 회수14 M²⁺ + 2PM-Na → Na⁺ + (PM)₂ - M ◈ 물이끼는 리그닌과 셀룰로오스를 주성분으로 하는 복합물질로써 알코올 , 알데히드 , 케톤 , 산과 같은 극성기능기를 포함하고 이는 화학적 결합이나 금속이온과 복합물질을 형성함 . ◈ 이러한 물이끼의 흡착능은 Pb Ni Cu Cd 의 순임 . 14 ◈ 미생물을 이용한 중금속 제거의 예로 물이끼를 이용한 기술이 있으며 물이끼가 금속을 섭취하는 과정은루민산철 (FeAl2O4) 로 전환19 나 . 수산화 슬러지로부터의 금속회수 ◈ 니켈광산서 나오는 황산니켈 광석은 폐슬러지를 많이 생성하고 광산서 나온 슬러지는 수산화물로서 5~7% 의 Ni 를 포함 및 Ca, Fe, Mg, Cu 를 포함하고 있음 . ◈ 이것들은 니켈로 사용이 가능하며 , 수산화 슬러지로부터 금속의 회수에 관해 여러 습식 제련방법이 연구되고 있음 . 다 . 오존화와 산성 용출 ( leaching) 에 의한 니켈회수 ◈ 니켈을 회수하기 위한 방법은 2 단계로 이루어져 있으며 첫 단계에선 슬러지는 pH 3.2 황산에 의해 걸러지고 니켈과 마그네슘을 포함한 여과액은 수산화철에 의해 분리됨 . ◈ 두번째 단계서 니켈과 오존이 반응하여 수산화 니켈로 분리됨 . 19 O3 + 2Ni ²⁺ 2NiOOH + O 2 +H 2 O20 라 . 광산 슬러지로부터의 금속회수 ◈ 광산서 발생된 슬러지는 철 , 아연 외에 망간을 포함하고 있으며 이 슬러지 안에 중금속을 회수하기 위해서는 아황산을 이용하여 망간을 산화시켜 용해한 후 수산화철에 의해 금속을 분리과정 시킴 . ◈ 분리과정 후에 양극반응으로 인해 이중 아연은 침적되고 망간은 Mn 4 ⁺ 로 산화됨 . 20 4.2 슬러지 자원화 기술 가 . 퇴비화 ◈ 하수슬러지 퇴비화 : 유기물을 생물학적 분해과정을 통해 안정된 생산물로 만드는 공법으 로써 위생적이고 불쾌감 없는 부식토 같은 물질로 구성됨 . ◈ 퇴비화 기간동안 발생된 열은 병원균 사멸 및 악취제거 , 탈수의 효과가 있음 . ◈ 퇴비화 과정에 있어서 반응을 촉진시키기 위해 각종 첨가제를 통기개량제로 사용하나 하 수처리장이 도시에 집중되어 있어 현실적 공급에 어려움이 있음 . 또한 슬러지 탈수 시 이용 되는 응집제의 종류에 따라 성상을 달라지게 할 수 있음 .21 21 ◈ 퇴비화 공정 ◈ 응집제 : 소석회 첨가시 “ 슬러지 발생량 증가 ” 문제 때문 고분자 응집제 사용 ◈ 슬러지 방안의 법적 한계성 : 1. 체류시간 총 36 일로 규정 및 부지확보 필요 . 2.의 가열환상화 ◈ 하수슬러지의 구성 : 세포내의 수분은 free-water, interstitialwater , surfacewater , boundwater 등으로 구성 .26 26 ◈ 하수슬러지 수분 건조속도 곡선 ◈ A 단계 : 예열 단계 ◈ B 단계 : 수분 증발 ◈ C 단계 : 슬러지 건조 한계 ◈ D 단계 : 함수율 일정27 27 ◈ 폐기물 탄화처리의 특성 및 탄화물의 활용 ◈ 탄화처리시 고효율 / 열회수 가스재질에 의한 발전이 가능할 뿐더러 흡착제 , 고체연료 , 건축자재 등 상품가치가 높은 것으로 이용이 가능하여 재활용 사 업으로의 가치가 높음 .28 28 사 . 액화 ◈ 유기성 슬러지에 압력과 온도를 가해주면 약한 결합상태로 있는 물이 분리되어 액채상태로 전 환 . 이과정서 슬러지에 포함된 고분자 유기물이 저분자의 오일로 전환되어 에너지를 회수시키 는 기술 . ◈ 기계적인 방법으로 슬러지내 함수율은 낮추기 어려우므로 압력 (50 기압 이상 ) 과 온도 (200℃ 이상 ) 가하여 수분이 분리되어 유동성유체로 변화시켜 슬러지에 포함된 유기물이 저분자 오일 로 전환됨 . 이때 생성물에 포함된 무기성분은 원심분리시 처음 슬러지양의 10% 이내만 남고 오일은 액체연료로 활용 , 슬러지의 액화는 금속염의 촉매작용에 의해 발생 . 아 . 인 (P) 회수 ◈ 유럽 Ec 규제에 의하면 1998 년부터 인과 질소에 대한 규제를 강화하였으며 , 인은 100㎍/L 정 도 존재해도 부영양화를 일으킬 수있는 것으로 알려짐 . 하수로부터 인을 회수할 수 있는 방법은 슬러지 소각법 , 흡착제 첨가법 , crysta-lactor 공정 및 struvite 제조 등이 있음 . ◈ 슬러지 소각법 : 태운 슬러지 재 (ash) 를 물에 분산시켜 인을 용해시키므로 제한적이며 , 공정비 용이 비쌈 .29 29 ◈ 흡착제 첨가법 : 하수에 활성알루미늄 , Ca/Mg 카보네이트 , 적니 등을 첨가하여 인을 회수 알 미늄 화합물은 비료로서 가치가 떨어짐 . ◈ crysta-lactor 공정how}

공학/기술| 2013.03.24| 34페이지| 1,500원| 조회(773)

중금속 처리, 폐수의 중금속 회수, 폐수의 중금속처리

미리보기

닫기