추출탑을 이용한 코크스 생산 과정에서 발생하는 페놀 함유 폐수 처리

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추출탑을 이용한 코크스 생산 과정에서 발생하는 페놀 함유 폐수의 처리 방법에 대해 설명합니다. 코크스 제조 과정에서 발생하는 폐수는 암모니아질 및 유기물 농도가 높은, 생화학적으로 분해하기 어려운 유기성 폐수입니다. 이 폐수의 주요 오염 물질은 페놀류 화합물입니다. 최근에는 코크스 제조 과정에서 발생하는 폐수를 처리하기 위한 다양한 생물학적 처리 방법들이 있습니다. 본 글에서는 추출탑을 이용한 페놀 함유 폐수 처리 방법에 대해 중점적으로 설명합니다. 페놀은 GB8978-1996 ‘오수 종합 배출 기준’에서 규정된 2등급 오염 물질로, 1등급과 2등급 모두의 허용 배출 농도는 0.5mg/L입니다.산업 생산에서 페놀 함유 폐수를 처리하는 방법으로는, 우선 청정 생산을 적극적으로 도입하는 것이 있습니다. 즉, 생산 공정을 개선하고 운영 관리를 강화함으로써, 생산 설비에서 배출되는 폐수의 페놀 농도를 가능한 한 낮추는 것입니다.또는 페놀이 함유된 폐수를 재사용하여 폐기물 양을 줄일 수 있다；다음으로는 종단 처리를 강화하는 것인데, 페놀이 포함된 폐수는 생산 설비에서 배출되는 즉시 가능한 한 회수하여 재처리함으로써 규정 기준에 부합하는 수준으로 배출해야 합니다.일반적으로 농도가 1000mg/L 이상인 페놀 함유 폐수를 고농도 페놀 함유 폐수라고 하며, 이러한 폐수는 페놀을 회수한 후에야 처리할 수 있습니다；농도가 1000mg/L 미만인 페놀 함유 폐수를 저농도 페놀 함유 폐수라고 하며, 일반적으로 이러한 폐수는 재활용되어 페놀을 농축·회수한 후 처리됩니다；페놀 농도가 300mg/L 이하인 폐수는 흡착, 생화학적 처리, 화학적 산화와 같은 방법을 통해 처리한 후 기준에 부합하는 수준으로 배출할 수 있다. 현재 추출 장비의 발전과 우리나라의 추출 기술이 점점 더 성숙해짐에 따라, 현재 페놀 함유 폐수 처리 공정에서는 주로 추출법이 사용되고 있습니다. 추출법을 이용한 폐수 처리 기술은 국내외에서 연구가 진행되어 왔으며, 일정한 성과도 거두어졌습니다.우리나라의 현황을 볼 때, 주요한 문제는 농축된 COD 성분과 색소 성분의 처리 문제입니다. 우리나라의 여건상 액체 CO2와 같은 추출제를 사용할 수 없으며, 일반적으로 사용되는 추출제들은 반드시 재추출 과정을 거쳐야 합니다. 재추출 후에는 용매를 다시 활용해야 하고, 재추출액도 반드시 처리해야 합니다.국내에서 처리되는 폐수들에는 공통된 특징이 있습니다. 바로 폐수 내의 유기 오염물질 중 상당 부분이 반응의 원료나 생성물이라는 점입니다. 따라서 추출 과정을 연구함으로써 추출의 선택성을 높일 수 있으며, 그 결과로 얻어지는 용액을 원래의 생산 공정과 연계시킬 수 있습니다.이 점이 실현된다면, 용매 추출법을 이용한 고농도 유색 폐수 처리는 그 경제성과 실용성 덕분에 널리 활용될 것입니다. 페놀이 포함된 폐수를 처리하는 과정에서 펄스 진동을 활용하는 이유는, 추출제와 페놀이 충분히 접촉하도록 하기 위함입니다. 이를 통해 에멀젼이 추출탑의 체공에 쌓이는 것을 막고, 체공이 막히는 것을 방지하여 체공이 원활하게 유지될 수 있도록 합니다.하지만 맥동의 진폭은 적절해야 하며, 진폭이 너무 클 경우 액체가 넘쳐흘러 추출제와 페놀수가 서로 섞이게 되어 대량의 추출제가 손실됩니다.액상 침투는 알칼리 세척 탑에 물이 유입되게 하여 페놀 나트륨염의 품질에 영향을 줍니다.펄스 진폭은 일반적으로 35mm 사이로 조절됩니다. 　　추출 과정에서 유화물이 생성되며, 이 유화물들은 추출탑 내의 체에 쌓여 체구멍을 막아버립니다. 그 결과 추출제와 페놀수가 충분히 접촉할 수 없게 되고, 다량의 유화물로 인해 오일과 물을 분리하는 것도 어려워집니다. 또한 추출제의 손실도 심각해집니다.유화물을 파괴하려면 페놀수에 포함된 친수성 물질인 타르를 제거해야 합니다. 　　먼저 페놀수를 저장탱크에서 가만히 침전시킨 후, 정기적으로 탱크 바닥에서 타르를 배출합니다.다음으로, 톨루엔이 제거된 페놀수는 25mm 크기의 코크스 입자가 들어 있는 코크스 필터를 통과시켜, 페놀수에 포함된 젤상의 톨루엔도 함께 제거됩니다. 　　페놀수 처리량은 적절해야 하며, 물의 양이 너무 많으면 액체가 넘쳐흐르는 현상이 발생하므로 일반적으로 8~12T/h로 조절해야 합니다.추출제는 반복적으로 사용한 후 적시에 재생해야 합니다.추출제를 75-85℃의 뜨거운 물에 통과시키면, 추출제 내의 유화된 기름이 분리되어 추출제의 품질이 회복됩니다. 　　추출탑 내의 두 상의 경계면이 너무 높으면 추출탑에서 나오는 오일에 물이 섞여, 알칼리 세척탑 내의 페놀나트륨염의 품질에 영향을 미칩니다.추출탑 내의 두 상의 경계면이 너무 낮으면 추출탑 내의 추출 높이가 낮아져 추출 효율에 영향을 미칩니다.따라서 추출탑 내의 두 상의 경계면 높이를 정확하게 제어하여, 그 높이가 추출탑 중부보다 낮도록 해야 합니다.