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PEMT/EPD 복합공정을 이용한 염색폐수의 고도처리 기술개발

부산염색공단. PEMT/EPD 복합공정을 이용한 염색폐수의 고도처리 기술개발. 2006. 5. 22. 목 차. 1. 연구 배경 2. 연구 필요성 3. 연구 목표 4. 연구개발 주요내용 5. 연구개발 추진체계 6. 기술개발 동향. 7. 선행연구 결과 8. 폐수처리현황 및 과제 9. 최종 결과물 10. 기대효과 11. 연구개발비 내역. 1. 연구 배경. 염색산업의 환경적 제약 여건. 처리공정의 한계. 국제협약 강화.

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PEMT/EPD 복합공정을 이용한 염색폐수의 고도처리 기술개발

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Presentation Transcript

  1. 부산염색공단 PEMT/EPD 복합공정을 이용한 염색폐수의 고도처리 기술개발 2006. 5. 22

  2. 목 차 1. 연구 배경 2. 연구 필요성 3. 연구 목표 4. 연구개발 주요내용 5. 연구개발 추진체계 6. 기술개발 동향 7. 선행연구 결과 8. 폐수처리현황 및 과제 9. 최종 결과물 10. 기대효과 11. 연구개발비 내역

  3. 1. 연구 배경 염색산업의 환경적 제약 여건 처리공정의 한계 국제협약 강화 수질오염 총량 규제 ‘96의정서(런던협약) 발효 폐수슬러지 해양배출 제약 오염물질 경감대책 필요 고도처리 기술개발 필요 기존 활성오니 처리효율 한계 약품 및 슬러지 저감기술 개발 차세대 저비용 고효율 처리기술 개발 국내 염색산업의 경쟁력 우위 확보

  4. 2. 연구 필요성 ○기존 난분해성 염색폐수 처리비용 과다 개선 - 고알칼리, 고색도, 난분해성 COD등 함유 - 다품종 소량생산에 따른 폐수 성상의 다양화 추세 ○ 국가 환경 비용부담 완화 및 환경규제 능동대처 - 염색/섬유산업 폐수방류량 : 55만톤/일 · 국내 산업 중 폐수방류량 1위, 오염부하량 2위 - 부산염색공단 폐수방류량 : 3만톤/일 · 년간 비용 : 약품비(6억), 슬러지처리비(4억), 전기료(10억)

  5. 상용화 경제성 확보 3. 연구 목표 PEMT 공정 :고효율 생물막 처리공정 및 기술 확립 EPD 공정 : 잔존 색도 및 오염물질 경감 신기술 연구 고도처리 기술개발 경제적 실용화 타당성 입증 - 약품비(70%), 슬러지처리비(40%), 전기료(70%) 절감

  6. 4. 연구개발 주요내용 10톤/일 규모의 PILOT TEST ○ 저비용, 고효율의 PEMT 처리공정 개발 : 담체 처리효율, 최적 부하량, 처리특성 고찰 ○ 생물막 연령및 활성도 측정 : 처리효율 고찰 및 연령에 따른 활성도 측정 등 ○ EPD 색도제거 반응기 개발 : 광촉매 고정화, 고효율 전극개발(LAB 규모) 등 1차 년도 (’06.4~’07.3)

  7. 200톤/일 규모의준 상용화 PILOT PLANT TEST ○ 1차 년도 확립기술의 Scale-Up 적용 : 생물막 충진율, HRT, 온도 및 농도 변화 등 ○ 슬러지 감량 최적 조건 연구 : 감량 메커니즘 및 인자 도출 ○ EPD 고도처리공정의 연속반응기 개발 : 연속반응기 및 전극개발, 운전인자 연구 2차 년도 (’07.4~’08.3)

  8. 5. 연구개발 추진체계 주관연구기관(참여기업) 부산경남염색공업(협) 복합공정 연구개발 위탁연구기관1 한국염색기술연구소 EPD 공정 개발 위탁연구기관2 포항공과대학교 PEMT 평가기술 • 10㎥/일 공정 특성 및 운전 인자 조사 • 200㎥/일 Pilot 운영으로 운전인자 안정성 확보 • 생물막 공정 시스템설계 및 상용화 경제성 검토 • 광촉매 고정화 및 전극개발 • 광산화 반응 최적인자 산출 • 광산화 연속반응장치 설계 • 최적 반응장치 제작 운영 • 생물막 연령측정방법 개발 • 생물막 비활성도 조사 • 생물막 슬러지 감량 규명 • 슬러지 최적 감량화 연구 PEMT/EPD 복합공정 개발과 경제성 평가 및 상용화 MODELING

  9. 6. 기술개발 동향 국내 현황 ○ 현재 고정상 담체를 주로 사용, 유동상 담체 적용 미비 ○ 유동상 담체는 대부분 스폰지형 사용 유체운동 방향의 편류현상 심각 (재 분산 필요) 장기 운영시 성능 저하 (비중증가, 유동성 저하)

  10. 국외 현황 ○ 최근 노르웨이에서 개발된 순수 폴리에틸렌 소재 Tube Chip형 담체(상표명 : Kaldnes)가 상용화. - 가격이 고가임.(250만원/㎥) - 담체 단독 판매를 하지 않으며 공정과 함께 판매되는 실정.

  11. 7. 선행연구 결과 PEMT 선행연구 ○ 생물막 담체 특성 - 재질 : Polymer / Inorganic composite (PE / Si, Al, Fe, AC, Ash, Clay, Mineral etc.) - 비중 : 0.97 - 0.98 - Fluidizing : 공기공급(높은 분산과 혼합도) - 슬러지 재순환 불필요 - 담체량이 증가해도 HRT 손실 없음 High density tubular type Immersed floating tubular type

  12. Air supply (Fluidizing) No Air supply(Biofiltering) ○ 생물막 Operation Mode

  13. ○ 생물막 형성 과정 • 적응 기간 : 약 10일 • 성장 기간 : 약 10일 • 생 물 막 : 600㎛∼800㎛ [100배 확대] [1200배 확대]

  14. ※ 한국염색기술연구소 LAB TEST 결과 ○ 각 공정별 제거율(%) – HRT : 24Hr

  15. ※ 부산염색공단 LAB TEST 결과

  16. Ti TiO2/Ti layer TiO2 100~120㎛ Ti wire mesh 270㎛ EPD 선행연구 ○ 전기광촉매 이론 개요 - Wire mesh electrode coated with TiO2/Ti composite powder

  17. ○ EPD 이용 염색폐수 처리결과 Performance screening test of electrode with NaCl as additive (a) Ti coated wire mesh sintered at 800℃ for 10h with H2 (b) TiO2/Ti coated wire mesh sintered at 800℃ for 10h with H2 and calcined at 600℃ for 3h with air (c) Fresh Ti wire mesh Photo assistant electrochemical catalyticdegradation of reactive black 5 (a) UV irradiation on TiO2/Ti coated wire mesh sintered at 800℃ for 10h with H2 and calcined at 600℃ for 3h with air (b) UV irradiation on Ti coated wire mesh sintered at 800℃ for 10h with H2

  18. ○ 입주업체 : 총 55개사(화섬면직:24개사, 모:13개사, 사염:11개사, 니트:4개사, 나염:3개사) ○ 생 산 품 : 각종 섬유류 및 직물류 염색가공 ○ 생 산 량 : 446,146천YDS (내수 30%, 수출 70%) ○ 생산금액 : 4,100억원/년 8. 폐수처리 현황 및 과제 부산염색공단 현황 공동폐수처리장 현황 ○ 처리능력 : 6만톤/일 ○ 처리방법 : 물리 + 화학, 생물학적처리 (가압부상, 밀폐식순산소 포기법) ○ 환경경영체제 ISO 14001 취득 (2000.12)

  19. 폐수처리 FLOW CHART 균등조 화학반응조 가압부상조 순산소포기조 침전조 화학반응조2 가압부상조2 방류

  20. 문제점 및 향후 과제 ▣ 현황 ○ 향후 규제강화 대비 고도처리 기술개발의 필요성 대두 - ’96의정서 해양배출규제관련 특정유해물질 저감 대책 필요 ○ 슬러지의 자원 재활용을 위하여 약품사용량의 절감 긴요 - RDF 연료기준고시(안) 대비 무기질 함유비율 50% 절감 필요 ▣ 문제점 ○ 기존 화학 및 활성오니 공법으로 폐수처리 효율 향상에 한계 - 약품비 및 슬러지 처리 비용 : 년간 약 10억 소요 ○ 생물학적처리를 위한 순산소발생 전력비(약 10억) 과다 ▣ 향후 과제 ○ PEMT/EPD 복합공정의 차세대 연구사업을 통한 획기적 전환 모색 ○ 연구사업 성공 후 상용화를 통한 염색산업의 국제 경쟁력 제고

  21. 고도처리 목표 EPD 고도처리 시스템 : PEMT 생물막 처리 후 잔류 색도를 처리하기 위한 추가 설치 공정 1 차 화학처리 삭제 EFFLUENT EPD System 약품량 절대 감소 슬러지 발생 무 밀폐식 순산소 공정을 PEMT 생물막 공정으로 대체 2차 화학처리 : 필요시 사용 (PEMT 이상발생시) 유지관리비 절감 (전력비, 시설비)

  22. Product Output Technology 9. 최종 결과물 10㎥/day Pilot Test 1. PEMT 생물막 처리시설 2. EPD 반응기 PEMT/EPD 복합공정 염색폐수 고도처리 모델개발 Drum Screen 철거 후 Pilot 설치 200㎥/day Pilot Plant 1. PEMT 생물막 형성과 유지관리 기술 2. EPD 공정을 이용한 색도 및 고도처리 기술 기존 Screen PIT 개조 후 Pilot 활용

  23. 10. 기대 효과 성공 시 활용성 ○ 대구, 반월 등 대단위 염색공단 및 중소업체의 염색폐수처리에 적용가능 ○ 난분해성 물질 및 고농도 폐수처리에 응용 가능 파급 효과 ○ 폐수처리비용 절감에 따른 염색가공산업의 경쟁력 강화 ○ 향후 슬러지 해양배출규제 대응 및 강화되는 수질총량규제에 능동 대비 타 응용 분야 ○ 제철소의 SCN등 독성물질 함유폐수처리 ○ 전기/전자/반도체 산업의 유기염소계 폐수처리 ○ 피혁 및 제지 폐수처리

  24. 11. 연구개발비 내역 신청 연구비(총괄) (단위 : 천원) (단위 : 천원)

  25. 주관 기관 (단위 : 천원)

  26. 위탁 기관 (단위 : 천원)

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