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(국문) 한외여과법을 이용한 발효공정 폐수중의 호제의 회수 및 재활용 기술의 개발 (영문) PVA recovery from desizing wastewater by ultrafiltration and its reuse in a sizing process

연구사업구분 산학연협력기술개발 고유번호 00-4-10-13
연구기간 주관기관 경원대학교
연구책임자 이상화
연구목적 ▶ 난분해성 발호공정 폐수의 발생


섬유산업의 가호공정(sizing process)에서는 미가공 직물을 짜기 전에 실
의 인장강도를 높이기위해 경사에 5-10%의 사이즈(호제)를 가하는데, 이
호제는 시약과 염료의 침투를 방해하여 염색 및 가공불량의 원인이 된다.
따라서 발호공정(desizing process)에서는 가호공정에서 첨가한 호제를 가
공전에 뜨거운 물로 용해하여 제거한다.
이때 발생되는 폐수중에는 생물학적 난분해성(non-biodegradable) 물질인
합성호제(PVA, PAA, CMC)가 다량 함유되어 있어서 공공수역의 COD 상승을
유발하는 주요 인자로 작용하게 된다.
특히 대표적인 오염산업으로 분류되는 섬유 및 염색산업 관련업체에서 발
생되는 폐수의 전체 오염부하량중에 50% 이상의 BOD와 TS를 가진 고농도
의 폐수가 발호공정에서 발생되는 것은 매우 주목할 만 하다.


▶ 발호폐수의 처리방법


발호폐수의 처리방법에는 열침전법(Thermal Precipitation), 증발
(Evaporation), 응집(Coagulation), 생물학적(Biological), 한외여과법
(Ultrafiltration)등이 있다.
현재 우리나라에서 도입하고있는 대부분의 처리기술은 물리화학적 전처리
(화학적 응집 처리후 침전 혹은 가압부상법)와 활성슬러지 공법을 이용한
생물학적 처리로 이루어져 있지만 그 처리 효율은 낮은 실정이다.
그 밖의 열침전법이나 증발법은 과도한 에너지 소비 및 추가적인 분리공정
을 필요로 하여 여건상 많은 난제를 않고 있다.
이에 반해 거대분자의 호제만 선택적으로 회수할 수 있는 한외여과 막분
리 공정은 시스템 설계가 간단하며 처리량에 따라 시스템의 크기조절이 가
능하여 우리나라의 실정에 매우 적합하다.
특히 합성호제가 주성분인 발호폐수는 오염성분이 비교적 단순하여 거대분
자인 호제의 분리 및 오염된 막의 세정이 용이하므로 분리막의 수명이 2～
3년 정도로 상당히 연장되어 고비용으로 인식되는 막분리 기술의 한계를
극복할 수 있을 것으로 사료된다.


▶ 기술개발의 성공적 수행 가능성


호제의 회수 및 재활용을 통해 경제적 이윤을 얻기 위해서는 가호/제직공
정에 발호공정을 설치하여 PVA를 분리·회수하는 것이 우선적으로 진행되
어야 한다.
영세한 염색가공업자가 발호공정을 수행할 경우에는 소규모 사이즈의 분리
막시스템을 설치하여 발호폐수를 다른 폐수와 분리하여 처리하는 것이 필
요하다.
본 연구에서 수행하려는 한외여과 공정은 거대분자인 호제에 의해 막표면
에 겔층(gel-layer)이 형성되는 가역적 오염이 주로 발생하며, 이러한 겔
층은 부가적으로 비가역적 오염에 대한 물리적 barrier 역할을 담당하게
되므로 분리막 수명의 상당한 연장(2～3년)이 가능하다.
또한 겔층 형성에 의한 가역적 오염은 물리적 세척이나 주기적인 화학적
세정에 의해 비교적 쉽게 제거가 가능하다.
결론적으로 분리막 수명의 상당한 연장이 가능한 한외여과법에 의한 발호
폐수 처리기술의 성공적인 개발 가능성은 매우 높다 하겠다.

연구내용 한외여과법을 이용한 발효공정 폐수중의 호제의 회수 및 재활용 기술의 개발
활용계획

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