폐수처리에서 순수 이산화염소(ClO2)의 활용(퓨어오투 이산화염소수 관련자료)

[동네아저씨]

퓨어오투 이산화염소수 관련자료

폐수처리에서 순수 이산화염소(ClO2)의 활용

시안(CN-)의 처리

시안은 석유화학공장, 코우크스 가공공장, 전기도금, 야금, 금속제품의 가공공장에서 발생하는데 비록 소

량이라도 나트륨염(Na+), 칼륨염(K+)으로 섭취시 사망하며, 혈액중 0.2㎍/㎖에서 독성을 유발하며 치사

량은 HCN으로서 0.05g, KCN으로서 0.15~0.3g이다. 또한, KCN, NaCN의 형태 이외에 K4Fe(CN)6,

K3Fe(CN)6외 다수의 금속시안 착염으로도 존재한다. 이러한 CN- 처리상의 두가지공정에 순수 이산화염소

가 공히 적용될 수 있는데, 특히 폐수가 Fe, Ni등과 착염형성이 될 경우 단일처리로서 경제성에 문제가 발

생될 시 강력한 산화력으로 이들 착염을 쉽게 분해하여 경제적으로 적용 될 수 있다.

첫째, FeSO4를 이용한 침전처리법의 경우 1차 반응조에서 FeSO4로 응집 침전 분리시켜 CN- 농도를 낮춘

후 NaClO에 비해 월등한 산화력을 가진 순수 이삲화염소를 투입했을 때 목표로 하는 시안배출허용농도 이

하로 손쉽게 낮춰 배출시킬 수 있다. 또한 이 방법은 NaClO를 이용하는 경우처럼 pH범위에 구애를 받지

않으므로 취급이 용이한 장점이 있다.

시안처리공정

둘째, NaClO를 이용하여 CN-폐수를 처리하는 경우 산화환원전위(ORP) 700mV운전하면 NACN및 KCN등과

같이 간단한 구서을 가진 화합물은 CN-분해가 가능하나 대부분의 CN-폐수는 Fe, Ni외 몇가지 성분이 함유

된 시안착염화합물로서 이들 난분해서 시안 폐수는 NaClO로는 불완전한 분해(약 20~30%잔류)를 이루어

잔류CN-을 제거하는데 과량의 NaClO가 투여되어 경제성의 문제가 대두된다. 이러한 경우 순수 이산화염

소를 적용하면 NaClO로서는 분해 불가능한 난분해성 물질이 순수 이산화염소의 강력한 산화력에 의해 분

해 제거되므로 NaClO로 분해 가능한 물질을 산화시캔 후 분해 불가능한 물질은 pH가 중성으로 조절된 순

수 이산화염소를 투여하는 병행처리로써 양호한 배출수를 얻을 수 있다.

CN- + 2ClO2 + 2OH- --- CNO- + 2ClO2- + H2O

2CNO- + 4H2O --- 2NH4+ + 2CO32-

2NH4+ + CO32- --- N2 + H2O + CO2

2. 페놀(C6H5OH) 처리

페놀을 함유하는 배수발생 관련 공업은 코오크스, 가스공업, 석유정제공업, 목재증류공업, 약품합성공업,

염료공업, 페놀수지제조공업, 섬유공업, 고무회수공업 등에서 발생되는데, 수중에 함유된 페

놀(C6H5OH)은 극미량이 함유되어도 제거가 곤란하며, 페놀 특유의 냄새를 띠고 있으며 독성을 갖고 있다.

인체의 영향은 구토, 경련, 허탈감, 간장 및 신장장애를 나타내며 페톨을 함유하는 물이 염소와 결합하면

클로르페놀을 형성하여 더욱 제거하기 곤란하다. 페놀은 단독일때는 0.01ppm까지 냄새를 느낄 수 있으나

염소와 결합하면 0.001ppm까지 불쾌한 냄새를 발생한다. 이러한 페놀 폐수는 생물학적 처리(호기성 활성

슬러지법)에 의해 다음의 식과 같이 제거될 수 있다.

C6H5OH + 7CO2 --- 6CO2 + 3H20

그러나 대부분의 폐수 성상이 무기물인 경우, 또는 현장 적용상 호기성 활성 스러지법이 곤란한 경우 화학

적 처리 방법이 적용되는데, 화학적 처리방법은 대략 3단계로 나뉘어 진행된다.

1단계는 처리를 위한 예비단계로서 폐수처리에 투입되는 응집제의 응집효율을 높이기 위한 pH의 조절로

서 집수조에서 행해진다. 2단계는 응집제의 투여로서 반응조에서 행해지며 황산반토, 가성소다 및 고분자

응집제 등이 현상에 알맞게 투여된 후 형성된 Floc은 침전조를 거쳐 슬러지처리 되고 상등액은 재차 응집

의 과정을 거처 처리된다.

2차에 걸친 응집침전 제거로서 제거되지 않은 페놀폐액은 최종단계인 산화조에서 산화제를 가함으로써

페놀을 분해하게 되나 염소제제를 산화제로서 사용한 경우 클로르페놀을 형성시켜 더욱 분해가 어렵고 유

독하며 강한 악취물질을 생성하게 된다. 반면에 순수 이산화염소(ClO2)의 적용은 염소계 제재의 염소와반

응(chlorinenation)과 달리 산소화 반응(oxidation)을ㅇ 하므로 클로르페놀을 형성치 않을뿐 아니라 페놀을

산화시켜 무취, 무독물질인 oxalic acide, 또는 Maleic acide화 한다.

3. 폐수처리장의 악취제거

폐수처리장 내에서 유발될 수 있는 냄새의 성분은 매우 다양하다. 무기폐수의 경우 폐수내의 주성분이 되

는 무기물을 제거하므로써 폐수 악취를 막을 수 있다. 특정 산업 폐수가 아닌 일반 하수종말처리장이나 식

품, 제약등의 산업폐수처리장에서는 악취 구성 성분이 주로 유기물이므로 우기물의 제거가 폐수 악취제거

와 직결된다. 유기물의 탈수소 반응에 의해 생성된 유기환원물에 의한 악취물질로 대표적인 것은 알데히

드, 아민, 설파이드, 멀캅탄 등이 있다. 또, 폐수중의 유황화합물(SO2)이 Viberiodesulfuricans, Spirium

Microspira Aestauri등의 미생물에 의해 환원되어 발생되는 유화수소(H2S)는 폐수의 악취를 유발하는 가장

주된 성분이라 하겠다.

폐수내의 악취 주성분에 대한 순수 이산화염소의 반응은 다음의 식과 같다.

5R- SH(멀캅탄) + 6ClO2 + 9H2O --- 5R - SO3H + 6Cl- + 6H3O+

5H2S(유화수소) + 8ClO2 + 4H2O --- 5H2SO4 + 8HCl

5R-CH = 0(알데히드) + 2ClO2 + H2O --- R - COOH + 2HCl

폐수처리장 내에서 주로 악취가 발생되는 곳은 유입부와 유량조정조 및 1차 침전지 등인데 주악취성분인

유화수소(H2S) 등은 가벼운 기체성분으로 수중으로부터 탈기되어 악취를 유발하므로 순수 이산화염소를

적절한 농도로 희석하여 수표면에 분사하여 악취성분을 제거시키는 것이 가장 경제적인 탈취방법이라 하

겠다.

4. 아질산(NO2-) 및 아황산(SO3--)의 처리

폐수내에 아질산염, 또는 아황산염이 용존되어 있는 경우 어류에 독성 물질로 작용할 뿐만아니라 수중의

용존 산소를 소모하여 혐기성 상태를 조장하므로 수중 생물에 위해를 미치게 된다.

NO2- + ½O2 --- NO3-

HSO3- +½O2 --- H2SO4

위의 아질산염과 아황산염은 순수 이산화염소와 신속히 반응하여 무해물질인 질산염과 황산염으로 산화

된다. 단, 알카리성에서는 반응이 서서히 진행되는 특징이 있다.

무기폐수 및 유기폐수등에서 현처리공정만으로 처리가 불완전한 난폐수 특히, 시안(CN-), 페놀(C6H5OH),

아질산염(NO2-) 및 아황산염(SO3--), 철, 망간은 순수 이산화염소를 병행 사용하여 이산화염소의 강한 산

화력으로 오염물질을 산화 분해하고 무해물질로 변화 시킴으로서 난폐수 문제는 해결 할 수 있다. 또한 정

상적으로 가동되는 폐수처리장의 인입수에서 비정상적인 과부하로 인해 미처리된 폐수가 방류될 시 응급

조치로써 방류수에 적당량을 투여하는 용도로 사용될 수도 있다. 아울러 폐수처리장의 악취물질을 산화제

거하므로써 폐수처리장은 물론 악취로 인한 주변 생활환경의 오염을 사전에 예방 할 수 있다.

폐수 처리체로 염소계 제재를 사용할 경우 염소 고유의 자극적인 냄새 및 2차 오염물질의 생성으로 눈, 피

부, 구강내의 점막자극 등 더욱 극심한 악취가 발생되는 바, 그 적용이 점차 지양되고 있으나 순수 이산화

염소는 염소대비 2.5배의 강력한 산화력으로 악취를 신속히 제거하며, 기존 오염 물질을 산화분해제거하

고 물맛에 영향을 주는 유화수소, 철 망간 등을 산화 제거하고 해조류, 물때 등을 성장 억제 또는 사멸시켜

물맛을 개선 시킨다.

클로라민을 생성치 않아 살균력에 유동이 없으며 pH에 관계없이 광법위한 살균력을 갖는다. 또한 염소소

독으로는 불가능한 아이러스까지도 살균할 수 있으면 잔류가 오래 지속되어 위생적인 측면의 안전급수를

효율적으로 관리할 수 있다. 특히 2차 오염물질이 생성되지 않고 악취물질을 근원적으로 산화제거하며 효

능의지속시간이 길어 그 적용이 점차 확대되고 있다.

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010-2230-0680

www.pureclo2.co.kr

농․어촌 환경 개선 및 쓰레기 처리장의 악취제거를 위하여 축사(우사, 돈사, 계사), 사육장(개, 기러기, 오

리), 쓰레기 처리 매립장, 농수산물공판장, 도축장, 염색공장 등 기타 유기장의 악취제거로 사용한다.

용도에 맞게 희석하여 악취제거. 소독.살균에 사용한다.