물 다량소비 업종인 염색 산업에서 발생되는 폐수는 일반적으로 색도, 알칼리도, COD, 온도 등이 높고 SS의 농도는 낮은 편이다. 또한 생산되는 섬유의 형태, 계절, 소비자의 취향 등의 영향을 받으므로 발생폐수의 량과 그 특성을 표준화하기 에는 매우 어렵다. 염색 산업 폐수처리를 위해 사용하고 있는 공법은 대부분이 전단에 생물화학적 처리공정이고 후단에 OH라디컬을 기작으로 하는 AOP공법이 사용된다. AOP공법으로 오존단독 또는 오존과 UV등을 이용하는 복합공정이 사용되고 있으나 염색공단 폐수처리장, 하수처리장등 처리용량이 큰 곳에는 대용량 오존발생장치가 필요하다. 그러나 대용량 오존방생장치의 제작기술은 국산화 되어있지 않아서 가동 중인 ...
물 다량소비 업종인 염색 산업에서 발생되는 폐수는 일반적으로 색도, 알칼리도, COD, 온도 등이 높고 SS의 농도는 낮은 편이다. 또한 생산되는 섬유의 형태, 계절, 소비자의 취향 등의 영향을 받으므로 발생폐수의 량과 그 특성을 표준화하기 에는 매우 어렵다. 염색 산업 폐수처리를 위해 사용하고 있는 공법은 대부분이 전단에 생물화학적 처리공정이고 후단에 OH라디컬을 기작으로 하는 AOP공법이 사용된다. AOP공법으로 오존단독 또는 오존과 UV등을 이용하는 복합공정이 사용되고 있으나 염색공단 폐수처리장, 하수처리장등 처리용량이 큰 곳에는 대용량 오존발생장치가 필요하다. 그러나 대용량 오존방생장치의 제작기술은 국산화 되어있지 않아서 가동 중인 오존발생기가 고장시 실시간 수리가 되지 않고 있다. 또한, 오산시에서는 2009년 10월 하수처리장 방류수의 재이용시설을 준공하고 재이용수를 관내 시설에 공급하였다. 위 사례처럼 향후 하수처리장 방류수를 재이용을 위한 사회적 요구는 더욱 거세질 것이고 따라서 관련기술의 개발이 절실하다. 그러나 대용량 오존발생장치를 기초로 한 기술은 처리효율, 경제성, 유지관리 등에서 문제점이 지적되고 있어 이의 개선을 위한 보다 효율적인 공법이 필요하다. 이에 본 연구에서는 화학약품을 사용하지 않고, 슬러지 발생되지 않고, 배오존 처리장치가 필요 없는 등 친환경적인 저온 플라즈마 방전장치와 밀폐접촉구조의 접촉조로 구성된 고도 처리 장치를 개발하고, 그 장치로 염색폐수와 하수 처리장 방류수에 적용하여 처리효율을 확인하였다. 친환경 저온 플라즈마 수처리 장치의 특징은 플라즈마 발생장치와 밀폐구조의 기-액 접촉 장치이다. 플라즈마 방전장치는 오존발생기보다 방전 간극을 넓게 유지한다. 따라서 방전관의 파손율이 떨어지고 유지 관리가 쉽고 다량의 유효기체를 발생시킨다. 인가전원 측면에서도 단지 플라즈마 방전이 목적이므로 오존발생기보다 상대적으로 저전압을 인가하는 장점이 있다. 밀폐구조의 기 -액 접촉 장치는 밀폐형 롤 파이프 형태이다. 고압펌프를 이용하여 플라즈마 기체와 폐수를 롤 파이프 형태의 접촉 장치 속에 밀어 넣고 순환시키면 플라즈마와 폐수가 배관 내를 흐르는 동안 극심한 난류가 되면서 접촉효율이 극대화 된다. 수처리 장치는 1m³/day, 7m³/day, 50m³/day 처리용량의 장치를 개발, 제작하였다. 위 장치를 이용하여 염색폐수 처리장 사여과 유출수와 하수처리장 방류수를 실험 원수로 COD와 색도의 처리효율을 실험하여 오존처리장치와 비교하였다. 실험실 실험에서는 염색폐수의 실험시료는 P시 Y염색공단 폐수처리장 사여과 유출수를 사용하였다. 1m³/day 저온 플라즈마 장치와 동급의 소비전력을 갖는 오존처리장치를 5시간까지 가동하며 COD와 색도의 처리효율을 비교하였는데 저온 플라즈마장치가 오존처리장치보다 동등이상의 처리효율을 나타냄을 확인할 수 있었다. 실험실 실험에서 플라즈마 장치의 우수성이 확인되어 P시 Y염색공단 폐수처리장에서 현장실험을 하였다. 실험 장치는 가동조건은 자동으로 운전이 가능한 처리용량 50㎥/day의 장치를 사용하였다. 원료 기체로는 공기를 사용하였고 처리시간은 20분, 실험 대상 시료는 생물학적 처리후 사여과를 거친 처리수를 사용하였다. 처리결과 처리원수의 유입 CODMn의 농도는 평균 26mg/L 이었는데 플라즈마 20분 처리후 평균 18.8mg/L 로 약 27.7%의 처리효율을 나타내었다. 실험실과 비슷한 처리효율을 나타내었다. 또한, 경기도 S시 하수처리장 방류수를 대상으로 현장실험을 하였다. 실험 장치는 가동조건은 자동으로 운전이 가능한 처리용량 50m³/day의 장치를 제작하였다. 원료 기체로는 공기를 사용하였고 처리시간은 20분, 실험 대상 시료는 하수처리장 방류수를 사용하였다. 처리결과 처리원수의 유입 CODMn의 농도는 평균 19.21mg/L 이었는데 플라즈마 20분 처리후 11.78mg/L 로 약 38.7%의 처리효율을 나타내었다. 결과적으로, 저온 플라즈마 고도처리장치는 방전 원료기체의 전처리 설비가 필요하고, 대용량 제작기술이 국산화되지 못하여 유지 관리에 애로사항이 많고, 설비가격이 고가인 오존처리 장비를 대체할 수 있을 것으로 판단한다. 본 연구에서는 플라즈마 단독처리의 결과만 확인하였는데 향후 기존 오존처리의 복합처리처럼 플라즈마와 다른 장치와의 복합 처리실험을 통하여 처리능력을 향상시키는 후속 연구가 필요하다.
물 다량소비 업종인 염색 산업에서 발생되는 폐수는 일반적으로 색도, 알칼리도, COD, 온도 등이 높고 SS의 농도는 낮은 편이다. 또한 생산되는 섬유의 형태, 계절, 소비자의 취향 등의 영향을 받으므로 발생폐수의 량과 그 특성을 표준화하기 에는 매우 어렵다. 염색 산업 폐수처리를 위해 사용하고 있는 공법은 대부분이 전단에 생물화학적 처리공정이고 후단에 OH라디컬을 기작으로 하는 AOP공법이 사용된다. AOP공법으로 오존단독 또는 오존과 UV등을 이용하는 복합공정이 사용되고 있으나 염색공단 폐수처리장, 하수처리장등 처리용량이 큰 곳에는 대용량 오존발생장치가 필요하다. 그러나 대용량 오존방생장치의 제작기술은 국산화 되어있지 않아서 가동 중인 오존발생기가 고장시 실시간 수리가 되지 않고 있다. 또한, 오산시에서는 2009년 10월 하수처리장 방류수의 재이용시설을 준공하고 재이용수를 관내 시설에 공급하였다. 위 사례처럼 향후 하수처리장 방류수를 재이용을 위한 사회적 요구는 더욱 거세질 것이고 따라서 관련기술의 개발이 절실하다. 그러나 대용량 오존발생장치를 기초로 한 기술은 처리효율, 경제성, 유지관리 등에서 문제점이 지적되고 있어 이의 개선을 위한 보다 효율적인 공법이 필요하다. 이에 본 연구에서는 화학약품을 사용하지 않고, 슬러지 발생되지 않고, 배오존 처리장치가 필요 없는 등 친환경적인 저온 플라즈마 방전장치와 밀폐접촉구조의 접촉조로 구성된 고도 처리 장치를 개발하고, 그 장치로 염색폐수와 하수 처리장 방류수에 적용하여 처리효율을 확인하였다. 친환경 저온 플라즈마 수처리 장치의 특징은 플라즈마 발생장치와 밀폐구조의 기-액 접촉 장치이다. 플라즈마 방전장치는 오존발생기보다 방전 간극을 넓게 유지한다. 따라서 방전관의 파손율이 떨어지고 유지 관리가 쉽고 다량의 유효기체를 발생시킨다. 인가전원 측면에서도 단지 플라즈마 방전이 목적이므로 오존발생기보다 상대적으로 저전압을 인가하는 장점이 있다. 밀폐구조의 기 -액 접촉 장치는 밀폐형 롤 파이프 형태이다. 고압펌프를 이용하여 플라즈마 기체와 폐수를 롤 파이프 형태의 접촉 장치 속에 밀어 넣고 순환시키면 플라즈마와 폐수가 배관 내를 흐르는 동안 극심한 난류가 되면서 접촉효율이 극대화 된다. 수처리 장치는 1m³/day, 7m³/day, 50m³/day 처리용량의 장치를 개발, 제작하였다. 위 장치를 이용하여 염색폐수 처리장 사여과 유출수와 하수처리장 방류수를 실험 원수로 COD와 색도의 처리효율을 실험하여 오존처리장치와 비교하였다. 실험실 실험에서는 염색폐수의 실험시료는 P시 Y염색공단 폐수처리장 사여과 유출수를 사용하였다. 1m³/day 저온 플라즈마 장치와 동급의 소비전력을 갖는 오존처리장치를 5시간까지 가동하며 COD와 색도의 처리효율을 비교하였는데 저온 플라즈마장치가 오존처리장치보다 동등이상의 처리효율을 나타냄을 확인할 수 있었다. 실험실 실험에서 플라즈마 장치의 우수성이 확인되어 P시 Y염색공단 폐수처리장에서 현장실험을 하였다. 실험 장치는 가동조건은 자동으로 운전이 가능한 처리용량 50㎥/day의 장치를 사용하였다. 원료 기체로는 공기를 사용하였고 처리시간은 20분, 실험 대상 시료는 생물학적 처리후 사여과를 거친 처리수를 사용하였다. 처리결과 처리원수의 유입 CODMn의 농도는 평균 26mg/L 이었는데 플라즈마 20분 처리후 평균 18.8mg/L 로 약 27.7%의 처리효율을 나타내었다. 실험실과 비슷한 처리효율을 나타내었다. 또한, 경기도 S시 하수처리장 방류수를 대상으로 현장실험을 하였다. 실험 장치는 가동조건은 자동으로 운전이 가능한 처리용량 50m³/day의 장치를 제작하였다. 원료 기체로는 공기를 사용하였고 처리시간은 20분, 실험 대상 시료는 하수처리장 방류수를 사용하였다. 처리결과 처리원수의 유입 CODMn의 농도는 평균 19.21mg/L 이었는데 플라즈마 20분 처리후 11.78mg/L 로 약 38.7%의 처리효율을 나타내었다. 결과적으로, 저온 플라즈마 고도처리장치는 방전 원료기체의 전처리 설비가 필요하고, 대용량 제작기술이 국산화되지 못하여 유지 관리에 애로사항이 많고, 설비가격이 고가인 오존처리 장비를 대체할 수 있을 것으로 판단한다. 본 연구에서는 플라즈마 단독처리의 결과만 확인하였는데 향후 기존 오존처리의 복합처리처럼 플라즈마와 다른 장치와의 복합 처리실험을 통하여 처리능력을 향상시키는 후속 연구가 필요하다.
The wastewater generated from the dyeing industry, a business of consuming abundant water, showed high in colority, alkalinity, COD and temperature and low in the concentration of SS. In addition, since it can be influenced by the patterns of producing textiles, seasons and consumer, it is very diff...
The wastewater generated from the dyeing industry, a business of consuming abundant water, showed high in colority, alkalinity, COD and temperature and low in the concentration of SS. In addition, since it can be influenced by the patterns of producing textiles, seasons and consumer, it is very difficult to standardize the quantity and characteristic of generated wastewater. As for the processing technique of dyeing industry, a biochemical treatment is used in the pre-process and an OH radical mechanism-oriented AOP technique is used in the post-process in general. As for an AOP technique, the single process of ozone or the complex process of ozone and UV is used in general, but such places as wastewater treatment plants in the dyeing industrial complex or sewage treatment plants need a large-capacity ozone generator. However, since the manufacturing technology of large-capacity ozone generator is not localized, the real-time repair of its out-of -order in the course of operation is problematic. Osan City established a recycling facility of discharge water from the sewage treatment plant in October 2009 and has supplied recycled water to facilities within its jurisdiction. As this case presents, social demand to recycle the discharge water from the sewage treatment plant will intensify in the future and therefore it is urgent to develop related technology. However, because the large-capacity ozone generator-based technology is problematic in its treatment efficiency, economic feasibility and maintenance, a more efficient treatment technique is necessary for the present. On this account, in this study, the investigator developed an intensive treatment device that consisting of an environment-friendly plasma electric discharger and an airtight contact mechanism-based contactor which would not use chemical agents, would not generate sludge, and would not need a treatment apparatus of discharged ozone, and then applied it to the dyeing wastewater and discharged water from the sewage plant, thus confirming the treatment efficiency of the device. The characteristic of environment-friendly Non-thermal plasma water treatment device is in the plasma generator and the airtight mechanism-based gas-liquid contactor. The plasma electric discharger maintains electric discharge aperture more broadly than the ozone generator. Therefore, the breakdown rate of electric discharge tube decreases. And its maintenance is easy and it generates large-amount of effective gas. From the aspect of power supply, since its goal is plasma electric discharge, it has such an advantage of supplying relatively lower voltage than the ozone generator. The airtight gas-liquid contactor has a pattern of an airtight roll pipe. If plasma gas and wastewater are pushed into the roll pipe-pattern contactor by means of a high-pressure pump and then circulated in it, plasma and wastewater become an extremely turbulent flow in the pipe, thus being maximized its contact efficiency. The capacities of water treatment device developed and manufactured in this study were 1㎥/day, 7㎥/day and 50㎥/day. By means of the above device, the investigator carried out an experiment in order to examine the treatment efficiency of COD and chromaticity with the microstrainer outflow water of dyeing waste water disposal plant and the discharged waster of sewage treatment plant as experimental water and then compared the results with the ozone treatment device. In the laboratory experiment, the investigator used the microstrainer outflow water in the Y dyeing waste water disposal plant in P City as an experimental dyeing waste water and operated a Non-thermal plasma device of which capacity was 1㎥/day and an ozone treatment device of which power consumption was the same with the plasma device, for five hours, in order to compare the treatment efficiency of COD and chromaticity between the two devices. The result of experiment showed that the Non-thermal plasma device had the same or better efficiency of treatment than the ozone treatment device. Since the excellence of plasma device was confirmed from the laboratory experiment, the investigator carried out a field experiment in the Y dyeing waste water disposal plant in P City. For this, the investigator manufactured a device of which treatment capacity was 50㎥/day and which could be automatically operated. As a raw gas, air was used. And the duration of treatment was 20 minutes. As an experimental specimen, such treated water which was undergone biologic treatment and microstrainer was used. The results of treatment showed that the initial 26mg/L of CODMn concentration of the inflow of experimental water on average was reduced to 18.8mg/L (treatment efficiency of 27.7%) after 20 minutes' plasma treatment. This result was similar to that of laboratory experiment. In addition, the investigator carried out a field experiment on discharged water in the S sewage disposal plant in Gyeonggi-Do. For this, the investigator manufactured a device of which treatment capacity was 50㎥/day and which could be automatically operated. As a raw gas, air was used. And the duration of treatment was 20 minutes. As an experimental specimen, discharged water from the sewage disposal plant was used. The results of treatment showed that the initial 19.21mg/L of CODMn concentration of the inflow of experimental water on average was reduced to 11.78mg/L (treatment efficiency of 38.7%) after 20 minutes' plasma treatment. As a result, the Non-thermal intensive plasma treatment device in this study seems to substitute for the ozone treatment device which needs pre-treatment device of electric discharge raw gas, of which technology for manufacturing a large-capacity treatment device is not localized and therefore maintenance is problematic, and of which installation price is very expensive. In conclusion, the investigator carried out experiments by means of only plasma treatment in this study. The investigator hopes that
The wastewater generated from the dyeing industry, a business of consuming abundant water, showed high in colority, alkalinity, COD and temperature and low in the concentration of SS. In addition, since it can be influenced by the patterns of producing textiles, seasons and consumer, it is very difficult to standardize the quantity and characteristic of generated wastewater. As for the processing technique of dyeing industry, a biochemical treatment is used in the pre-process and an OH radical mechanism-oriented AOP technique is used in the post-process in general. As for an AOP technique, the single process of ozone or the complex process of ozone and UV is used in general, but such places as wastewater treatment plants in the dyeing industrial complex or sewage treatment plants need a large-capacity ozone generator. However, since the manufacturing technology of large-capacity ozone generator is not localized, the real-time repair of its out-of -order in the course of operation is problematic. Osan City established a recycling facility of discharge water from the sewage treatment plant in October 2009 and has supplied recycled water to facilities within its jurisdiction. As this case presents, social demand to recycle the discharge water from the sewage treatment plant will intensify in the future and therefore it is urgent to develop related technology. However, because the large-capacity ozone generator-based technology is problematic in its treatment efficiency, economic feasibility and maintenance, a more efficient treatment technique is necessary for the present. On this account, in this study, the investigator developed an intensive treatment device that consisting of an environment-friendly plasma electric discharger and an airtight contact mechanism-based contactor which would not use chemical agents, would not generate sludge, and would not need a treatment apparatus of discharged ozone, and then applied it to the dyeing wastewater and discharged water from the sewage plant, thus confirming the treatment efficiency of the device. The characteristic of environment-friendly Non-thermal plasma water treatment device is in the plasma generator and the airtight mechanism-based gas-liquid contactor. The plasma electric discharger maintains electric discharge aperture more broadly than the ozone generator. Therefore, the breakdown rate of electric discharge tube decreases. And its maintenance is easy and it generates large-amount of effective gas. From the aspect of power supply, since its goal is plasma electric discharge, it has such an advantage of supplying relatively lower voltage than the ozone generator. The airtight gas-liquid contactor has a pattern of an airtight roll pipe. If plasma gas and wastewater are pushed into the roll pipe-pattern contactor by means of a high-pressure pump and then circulated in it, plasma and wastewater become an extremely turbulent flow in the pipe, thus being maximized its contact efficiency. The capacities of water treatment device developed and manufactured in this study were 1㎥/day, 7㎥/day and 50㎥/day. By means of the above device, the investigator carried out an experiment in order to examine the treatment efficiency of COD and chromaticity with the microstrainer outflow water of dyeing waste water disposal plant and the discharged waster of sewage treatment plant as experimental water and then compared the results with the ozone treatment device. In the laboratory experiment, the investigator used the microstrainer outflow water in the Y dyeing waste water disposal plant in P City as an experimental dyeing waste water and operated a Non-thermal plasma device of which capacity was 1㎥/day and an ozone treatment device of which power consumption was the same with the plasma device, for five hours, in order to compare the treatment efficiency of COD and chromaticity between the two devices. The result of experiment showed that the Non-thermal plasma device had the same or better efficiency of treatment than the ozone treatment device. Since the excellence of plasma device was confirmed from the laboratory experiment, the investigator carried out a field experiment in the Y dyeing waste water disposal plant in P City. For this, the investigator manufactured a device of which treatment capacity was 50㎥/day and which could be automatically operated. As a raw gas, air was used. And the duration of treatment was 20 minutes. As an experimental specimen, such treated water which was undergone biologic treatment and microstrainer was used. The results of treatment showed that the initial 26mg/L of CODMn concentration of the inflow of experimental water on average was reduced to 18.8mg/L (treatment efficiency of 27.7%) after 20 minutes' plasma treatment. This result was similar to that of laboratory experiment. In addition, the investigator carried out a field experiment on discharged water in the S sewage disposal plant in Gyeonggi-Do. For this, the investigator manufactured a device of which treatment capacity was 50㎥/day and which could be automatically operated. As a raw gas, air was used. And the duration of treatment was 20 minutes. As an experimental specimen, discharged water from the sewage disposal plant was used. The results of treatment showed that the initial 19.21mg/L of CODMn concentration of the inflow of experimental water on average was reduced to 11.78mg/L (treatment efficiency of 38.7%) after 20 minutes' plasma treatment. As a result, the Non-thermal intensive plasma treatment device in this study seems to substitute for the ozone treatment device which needs pre-treatment device of electric discharge raw gas, of which technology for manufacturing a large-capacity treatment device is not localized and therefore maintenance is problematic, and of which installation price is very expensive. In conclusion, the investigator carried out experiments by means of only plasma treatment in this study. The investigator hopes that
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