Abstract
In this study, hexavalent chromium (Cr(VI)) plating wastewater in strong acidic condition was treated by reduction and alkalization. Ferrous sulfate ($FeSO_4$), known to reduce Cr(VI) to Cr(III) rapidly at acidic pH, was used as a reductant of Cr(VI). The optimum reduction condition of Cr(VI) was observed at iron to chromium dose ratio of 3:1 by mole concentration. The precipitation of Cr(III) as $Cr(OH)_3$, was achieved by the pH adjustment in the limestone aeration bed. The precipitates were removed less than the upper limit of chromium for effluent at pH over 5.0. The continuous removal of Cr(VI) was performed using the process consisting of reduction vessel, limestone aeration bed, and sedimentation tank coupled with metal screen membrane. As pH was maintained around 5.0 in the limestone aeration bed, insoluble chromic hydroxide flocs was formed continuously. Most chromic hydroxide flocs were filtered by the metal screen membrane with 1450 mesh size, and the treated water to meet the upper limits of chromium for effluent (Cr Conc. 0.25~0.90 mg/l) was obtained in 30 minutes. Periodic backwashing decreased the fouling on the membrane rapidly.
본 연구에서는 강산성 상태에 있는 고농도의 6가 크롬 도금 폐수를 환원 및 중화의 방법으로 처리하였다. 환원제로는 강산성 상태에서 급격히 빠른 속도로 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원시키는 황산제일철($FeSO_4$)이 사용되었고, 원수의 크롬농도에 대해 몰비로 3배의 양이 필요한 것으로 확인되었다. 환원된 3가 크롬은 석회석이 충진되어 있는 회분식 석회석탑에서 폭기에 의해 중화되었고, pH 5.0 이상으로 중화되었을 때 효과적으로 불용성의 크롬수산화물 플럭으로 형성되어 제거되는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과들을 기초로 환원조, 석회석탑, 침전/여과조로 이루어진 6가 크롬 제거 연속공정을 개발하였고, 이 공정을 통해 6가 크롬 폐수의 연속적인 처리를 실행하였다. 석회석탑 내에서의 pH 조건이 pH 5.0 부근에서 일정하게 유지되었고, 그것으로 인해 불용성의 크롬 수산화물 플럭이 효과적으로 형성되었다. 석회석탑에서 침전조로 유도된 플럭은 침전조 내부에 부착된 1450 매쉬 크기의 기공을 지닌 금속 분리막에 의해 최종 처리수와 분리되었고, 막 여과 가동 30분 후부터 배출 허용기준을 만족시키는 크롬 농도 0.25~0.90 mg/l의 최종 처리수를 얻을 수 있었다. 막의 역세척 주기는 초기에 급격히 감소하였고, 이후에는 안정적으로 유지되었다.