고염 폐수 연수 전처리를 위한 일반적인 공정 1

고염 폐수는 일반적으로 칼슘, 마그네슘, 규소 이온 및 중금속 농도가 높아 후속 막 농축 또는 증발 결정화 공정의 요구 조건을 충족하기 위해 물의 경도를 낮추는 연수 전처리가 필요합니다. 현재 주류 연수 기술에는 화학적 침전, 막 분리 및 이온 교환이 있습니다.

1. 석회-탄산나트륨 복합 연수 공정

초기 반응에서, 폐수의 pH를 10 이상으로 조절하기 위해 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을 첨가합니다. 이는 마그네슘 이온에 의한 Mg(OH)₂ 침전물 형성을 촉진하고, 동시에 중금속 이온(예: Fe²⁺, Mn²⁺)과 수산화 화합물을 생성하며, 불소 이온은 칼슘과 결합하여 CaF₂ 침전물을 형성합니다. 실험 결과에 따르면, 초기 반응에서 Mg²⁺ 제거율은 95% 이상, 불소 제거율은 80% 이상에 도달할 수 있습니다.

2차 반응에서는 탄산나트륨(Na₂CO₃)을 첨가하여 반응을 통해 칼슘 이온을 추가로 제거합니다. 2차 처리를 통해 Ca²⁺ 농도를 50mg/L 미만으로 낮출 수 있으며, Mg(OH)₂ 응집물의 흡착으로 인해 규소 함량도 크게 감소합니다.

제한 사항: 석회 첨가로 인해 다량의 Ca²⁺가 유입되어 탄산나트륨의 양을 늘려야 하므로(화학량론적 비율의 약 1.5배) 시약 비용이 높습니다. 슬러지 발생량이 많아 슬러지 탈수 설비가 필요하며, 수질 변동 시 pH 값을 자주 조정해야 하므로 자동 제어가 어렵습니다.

2. 액상 알칼리-소다회 복합 연수 공정

수산화나트륨(NaOH)은 추가적인 칼슘 이온 유입을 방지하기 위해 주 반응 시약으로 석회 대신 사용됩니다. 한 프로젝트에서 탈황 폐수의 초기 Ca²⁺ 농도는 1200mg/L였습니다. NaOH를 사용하여 pH를 11로 조정한 후 Mg²⁺ 제거율이 98%에 도달했습니다. 이후 탄산나트륨(Na₂CO₃)을 추가 첨가하자 Ca²⁺ 농도가 80mg/L 미만으로 떨어졌으며, 탄산나트륨 사용량은 석회를 사용한 방법에 비해 30% 감소했습니다.

이 방법은 슬러지 발생량을 20~40% 감소시키고, 공정 흐름이 간소화되어 칼슘-마그네슘 비율(Ca/Mg)이 낮은 폐수에 적합합니다.

제한 사항: 수산화나트륨(NaOH)의 가격은 석회보다 약 3배 높으므로 경제적 이점을 신중하게 고려해야 합니다. 또한, 높은 pH 조건에서 규산염이 침전될 수 있으며, 스케일 형성을 억제하기 위해 분산제를 첨가해야 합니다.