폐플라스틱 재활용 공정의 습식선별 공정 중 발생염수 저감방안 : 폐수처리장 유입 염도 저감과 염수 위탁량 감량 방안
Measurements for Reducing Salt Water Generated in a Wet Sorting Process of Waste Plastic Recycling Process
- 주제(키워드) 폐플라스틱 재활용
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 조순행
- 발행년도 2017
- 학위수여년월 2017. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 공학대학원 환경안전공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000025537
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
산업화와 더불어 유해화학물질의 종류도 급속도로 늘어나고 있으며 이러한 유해화학물질에 일일이 배출허용기준을 적용하기가 힘들어졌다. 따라서, 이화학기준에 만족하지 않고 생태독성 항목을 배출허용기준에 적용하게 되었다. 폐플라스틱을 재활용하는 업계에서도 비중선별을 할 때 생태독성을 유발시키는 원인물질인 소금을 사용하므로 생태독성이 배출허용 기준을 초과하고 있는 상황이다. 대부분의 업체들이 생태독성을 배출허용기준 이하로 유지하기위해 이온교환수지나 역삼투법을 이용하고 있으며 이온교환수지의 경우 처리할 수 있는 염도가 0.01%(100ppm)의 농도가 낮은 염수처리에 적당하다. 역삼투법(Reverse Osmosis)의 경우 역삼투(Reverse Osmosis)시설에 유입되는 폐수를 100% 처리하기가 어렵다는 단점이 있다. 시설비용 또한 고가이어서 폐수종말처리장처럼 규모가 큰 시설에 적합하며 영세하거나 중소기업인 폐플라스틱 재활용 업계에는 적합하지 않으므로 저렴한 비용으로 염수를 처리할 수 있는 방안들이 필요한 상황이다. 따라서 본 연구는 폐플라스틱 재활용 공정의 습식선별 공정 중 발생염수 저감 방안이란 제목으로 폐수처리장 유입 염도저감과 염수 위탁량 감량이라는 두 가지의 목적으로 공정개선을 하는데 중점을 두었으며, 염수 탈수기 설치와 상수 탈수기 설치를 추진하였다. 2·3호기 2차 세척조 후단에 염수탈수기를 설치하여 폐수처리장으로 유입되던 염수를 염수탈수기로 탈수하여 그 여액을 염수 위탁조로 유입시켰다. 그 결과, 폐수처리장 염도는 하락했으나 염수 위탁양이 증가하였다. 이를 보안하기 위해 염수위탁조로 유입시키던 염수탈수기 여액을 2차 세척조로 반송시켰다. 그 결과, 폐수처리장의 유입염도가 2.0% ∼ 4.0%이상, TU(Toxicity Unit)가 5.7이상이던 유입수가 평균 1.0%이하, TU(Toxicity Unit) 2.0 이하로 유지되었다. 결론적으로, 염수탈수기 설치와 그 탈수여액을 2차 세척조로 반송시킴으로써 폐수처리장 유입염도를 저감하고 염수 위탁양도 감량하게 되었다. 염수 탈수기로 탈수한 여액을 2차 세척조로 반송시킴과 동시에 1차 세척조 후단, 즉 2차 세척조 상단에 상수탈수기를 설치하여 탈수과정을 한번 거쳐서 2차 세척조로 제품을 이송시켰다. 그 결과, 2차 세척조로 유입되던 이물들의 유입을 막아 2차 세척조가 혼탁해지는 현상을 방지하였다. 또한, 2차 세척조로 제품과 함께 투입되던 1차 세척수의 유입을 차단하여 염도가 하락하는 현상을 방지하였다. 염도를 17%∼18%로 유지 하기위해 하루에도 1∼2번 이상 보충수를 보충하던 작업을 2호기의 경우 주에 1번, 3호기의 경우 보름에 1번 보충만으로도 적정 염도를 유지할 수 있게 되었으며, 소금 사용량도 96.4% 절감하게 되었다. 따라서 고가의 역삼투법에 의지하지 않고 공정개선만으로 생태독성이 배출허용기준을 만족하는 범위 안에서 폐플라스틱 재활용이 가능하다는 결론을 지을 수 있었다.
more초록/요약
Industrialization has caused a rapid increase in kinds of hazardous chemical substances, so that it has become difficult to apply the emission standards to these harmful chemical substances one by one. As a result, items on ecotoxicity as well as chemical substances have been also subject to the emissions standards. The ecotoxicity in the recycling industry of waste plastics also exceeds the emission standards, because salt is used for gravity concentration, which is an induction substance of the ecotoxicity. In order to maintain the ecotoxicity below the emissions standards, most companies use ion exchange resin or reverse osmosis, but the ion exchange resin is suitable only for salt water treatment with low concentration of 0.01% (100ppm). On the other hand, a disadvantage of the reverse osmosis is that it is difficult to perform full (100%) treatment of wastewater flowing into a facility for the reverse osmosis. Moreover, since cost of the reverse osmosis facility is high, it is suitable for a large scale-facility such as a wastewater treatment plant, and is not suitable for a waste plastics recycling industry, which has mainly small companies, measurements to treat salt water with low cost are required. Therefore, this study's title is measurements for reducing salt water generated in a wet sorting process of waste plastic recycling process. In addition, this study aims to improve the process for two purposes of reducing salinity flowing into the wastewater treatment plant, and decreasing amount of salt water to be consigned. To this end, installation of salt water dehydrator and top water dehydrator was promoted. Two dehydrators of salt water, the number 2 and the number 3, were installed at the end of a 2nd washing tank to dehydrate the salt water that had flowed into the wastewater treatment plant, and filtrate after dehydration was brought into a tank for consignment of salt water. As a result, while the salinity in the wastewater treatment plant was lowered, the amount of salt water to be consigned was increased. In order to improve these, the filtrate from the dehydrators of salt water, which had been brought into the a tank for consignment of salt water, was returned to the 2nd washing tank. As a result, the inflow with salinity of 2.0% ~ 4.0% and TU(Toxicity Unit) of 5.7 or more, which had flowed from the wastewater treatment plant, was maintained to have average salinity of 1.0% or less and TU(Toxicity Unit) of 2.0 or less. In conclusion, the salinity flowed into the wastewater treatment plant could be reduced, and the amount of salt water to be consigned could be also reduced by installing the dehydrators of salt water and returning the dehydrated filtrate to the 2nd washing tank. The filtrate dehydrated by the salt water dehydrator was returned to the secondary washing tank, and at the same time, a top water dehydrator was installed at the end of a primary washing tank, that is, at the top of a secondary washing tank to transfer crushed plastics valuable as a product into the secondary washing tank after one dehydration process. As a result, foreign substances could not flow into the secondary washing tank so that the tank was not turbidity. In addition, it prevented the first washing water which had flowed with the crushed plastics into the secondary washing tank, from flowing into the first washing tank, thereby preventing the salinity from dropping. In order to maintain salinity between 17% and 18%, supplementary water had been supplied more than once a day, but the dehydrator of number 2 was able to maintain adequate salinity only with supplementary water supplied once a week, and the dehydrator of number 3 was able to maintain adequate salinity only with supplementary water supplied every 15 days. Moreover, salt usage was also reduced by 96.4%. Therefore, this study shows that waste plastics can be recycled within the range where the ecotoxicity meets the emission standards only with improved the plastic recycling process without the expensive reverse osmosis method.
more목차
Ⅰ. 서 론 1
1. 연구의 배경 1
2. 연구의 목적 및 범위 4
2.1 연구의 목적 4
2.2 연구의 범위 5
Ⅱ. 이론적 문헌연구 6
1. 재활용 플라스틱의 이론 6
1.1 플라스틱의 성질과 특성 6
2. 재활용 플라스틱의 종류 7
2.1 ABS RESIN의 성질과 특성 7
2.2. PP RESIN의 성질과 특성 8
2.3. HIPS RESIN의 성질과 특성 8
3. 플라스틱 폐기물의 재활용 방법 9
3.1 물질 재활용 11
3.2 열회수 재활용 12
3.3 화학적 재활용 13
4. 폐플라스틱 재활용 후 발생 염수 처리 방법 14
4.1 이온교환수지 14
4.2 역삼투 RO(Reverse Osmosis) 17
Ⅲ. 공정개선에 따른 분석 18
1. 재활용 공정 18
1.1 폐플라스틱의 재활용 공정 18
1.2 습식공정에서 재활용되는 플라스틱 20
2. 재활용공정 중 습식선별라인의 공정도 37
2.1 1호기 공정 37
2.2 2·3호기공정 및 2차 세척조의 시간에 따른 염도변화 38
Ⅳ. 공정 개선방안 41
1. 습식공정 중 염수 발생 공정 및 공정 개선 안 41
1.1 습식공정 중 폐수 및 염수 발생 공정 41
1.2 공정개선 안 45
2. 결과 분석 55
2.1 역삼투 RO(Reverse Osmosis)설치· 유지비용 55
2.2 공정개선 비용 56
Ⅴ. 결론 58
참고문헌(Reference) 60
