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수정 시안화물의 폐수처리

^ Cyanide Waste Water Treatment

 

 

수정 화학적 처리방법 (산화처리)

 

시안을 완전히 산화시키기 위해서 석회나 가성소다로 폐수의 ㏗ 를 11 정도로 높인 후 염소가스 (일반적으로 차아염소산소다 NaOCl 를 사용함) 를 주입시키는 방법으로서, 시안이 산화되기 전에 Sodium 이나 Calcium 으로 침전하는 것을 방지하기 위하여 폐수를 교반해 주어야 한다.

 

만약 다른 금속이 존재하면 시안착화물을 만들며 시안의 산화를 방해하므로 더 많은 염소이온을 필요로 한다.

 

이 경우 통상 다음과 같은 반응이 일어난다.

  • 차아염소산소다일 경우 반응

NaCN + NaOCl → NaCNO + NaCl
HCN + NaOCl → CNCl + NaOH

  • 염소가스일 경우의 반응

2NaCN + 5Cl2 + 12NaOH → N2 + 2Na2CO3 + 10NaCl + 6H2O

 

㏗ = 10~11 로 30~60 분간 반응 후 ㏗ 를 8.0~9.0 으로 낮추고 다음으로 진행

2NaCNO + 3NaOCl + H2O → 2CO2 + N2 + 2NaOH + 2NaCl

 

이 반응은 30분에 완료한다.

  • NaCl 을 첨가하지 않을때

CN- + 2OH- → CNO- + 2O + 2e
2CNO- + 4OH- → 2CO2 + N2+ 2H-+ 3Cl + 4OH → 2CO2 + N2+ 6Cl- + 2H2O

 

  • NaCl 을 첨가할때

전류효율이 높고 시간도 단축되나 전극 소모가 많다.

2Cl- + Cl2 + CN- + Cl2+ 2OH- → CNO- + H2O
2CNO- + 3Cl2 + 4OH- → 2CO2 + N2 + 6Cl- + 2H2O

 

 

수정 오존을 이용한 CN 폐수처리

 

OZONE 을 이용하는 시안 화합물의 처리는 염소 산화법과 같이 ㏗ 의 조절이 중요하다. 그 이유는 오존의 자기분해 속도가 ㏗ 8 인 경우와 ㏗ 11 인 경우 엄청난 차이를 나타내므로 OZONE 의 시안처리는 ㏗ 11 이 가장 적당하다고 보고되고 있다.

  • 오존과 KCN 의 반응식은 다음과 같다.

KCN + O₃→ KCNO + O₂ …(1)
2KCNO + H2O + 5O₃→ 2KHCO₃+ N₂+ 5O₂ …(2)

 

 

반응식 (1) 의 경우는 신속히 반응하나 반응식 (2) 는 2차 반응으로 속도가 다소 늦어진다.

  • CN 과 O₃의 반응 관계식은

CN-+ O₃ → OCN- + O₂
OCN-+ 2H+ + H2O → CO₂+ NH4
NH4++ OCN-→ NH2CONH2
NH2CONH2+ O₃→ N₂+ CO₂+ 2H2O

 

오존과 CN 반응이 원활히 이루어지기 위해서는 ㏗ 를 조정하고 OZONE 대 CN 의비율은 분자비가 1:3.5 이고 중량비가 1:2.58 이므로 기타 유기물을 감안하여 CN 1 ㎎/L 당 O₃ 3 ㎎/L 투여하는 것이 바람직하다.

 

CN 폐수 100 t/day 를 24 시간 처리하고자 할 때 오존 발생장치의 용량은? ( 단 CN 농도 50 ㏙ )

CN 량 : 50 ㏙ × 100 T = 5000 g/day
24시간 처리하면 5000 g 24 hr = 208 g/hr
OZONE 투여량 : CN 208 g/HR 에 대해 3 배를 투여해야 하므로
208 g/hr × 3 = 624 g/hr

  • O₃ GENERATOR 용량도 624 g/hr
  • OZONE 의 CN 처리 시 효율은 99 % 정도 가능하며, 정확한 효율과 용량계산은 폐수중 유기물과 밀접한 관계가 있으므로 PILOT TEST 를 통하여 사용량을 산정 하는 것이 가장 바람직하다.

 

수정 산성으로 폭기하는 방법

 

㏗<3 의 산성으로 하여 공기를 격렬하게 주입시켜 HCN 가스를 대기 중에 발산시키는 방법이다.

2NaCN + H2SO4 ↔ Na2SO4 + 2HCN
K2Zn(CN)4 +2H2SO4 ↔ ZnSO4 + K2SO4 +4HCN

 

이 방법에 의한 처리수는 1 ㏙ 정도까지 저하된다. 폭기시간은 통상 6~16 시간이 안전하며 유독한 시안가스가 배출되므로 폭기조는 완전 밀폐하고 높은 배기통을 설치하지 않으면 안된다.

 

수정 시안 착화합물로 변화시키는 방법

 

황산제1철을 과량으로 시안폐수에 넣어 페로시안화물로 만들고, 다시 공존하는 제2철 이온과 반응시켜 페로시안 블루를 침전시키는 방법이다. 이 방법은 크롬폐수와 혼합되어 있을 때 적합하나, 황산제1철을 상당량 과잉 첨가 하여도 시안이온을 5-10 ㏙ 이하의 제거는 매우 곤란하다.

 

이 경우 황산아연과 황산구리 첨가하면 페로시안화물의 제거는 양호해진다. 이 방법의 결점은 생성되는 슬러지의 양이 많고 시안의 제거가 완전하지 못하다는 데 있다.

 

 

수정 참고

 


'시안폐수처리' 관련 용어
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