수정시안화물 폐수처리

 

수정화학적 처리방법( 산화 처리)

 

시안을 완전히 산화시키기 위해서 석회나 가성소다로 폐수의 pH 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

 

염소가스일경우의 반응

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

 

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

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

이 반응은 30분에 완료한다.

 

NaCl 첨가하지 않음.

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

 

NaCl 첨가 : 전류효율이 높고 시간도 단축되나 전극 소모가 많다.

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

 

 

수정오존을 이용한 CN 폐수처리

 

OZONE을 이용하는 시안 화합물의 처리는 염소 산화법과 같이 pH의 조절이 중요하다. 그 이유는 오존의 자기분해 속도가 pH 8 인 경우와 pH 11 인 경우 엄청난 차이를 나타내므로 OZONE의 시안처리는 pH 11 이 가장 적당하다고 보고되고 있다.

 

오존과 KCN의 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 CN반응이 원활히 이루어지기 위해서는 pH를 조정하고 OZONE 대 CN의비율은 분자비가 1 : 3.5 이고 중량비가 1 : 2.58 이므로 기타 유기물을 감안하여 CN 1㎎/1당 O₃ 3 ㎎/l 투여하는 것이 바람직하다.

 

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

CN 량 : 50 PPM × 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 TEST를 해서 용량산정 하는 것이 가장 바람직하다.

 

수정산성으로 폭기하는 방법

 

pH<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 ppm 정도까지 저하된다. 폭기시간은 통상 6-16 시간이 안전하며 유독한 시안가스가 배출되므로 폭기조는 완전밀폐하고 높은 배기통을 설치하지 않으면 안된다.

 

수정시안착화합물로 변화시키는 방법

 

황산제1철 과량을 시안폐수에 넣어 페로시안화물로 만들고, 다시 공존하는 제2철이온과 반응시켜 페로시안 블루를 침전시키는 방법이다. 이 방법은 크롬폐수와 혼합되어 있을 때 적합하나, 이 방법은 황산제1철을 상당량 과잉 첨가 하여도 시안이온을 5-10 ppm 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.

 

 

수정참고

• 폐수처리
• 차아염소산소다