KR100493136B1 - Method for treating waste water from loss-in-quantity process of polyester-based textures - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리에스테르계 섬유직물의 감량가공 폐수 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET: Polyethylene Terephthalate) 섬유직물의 감량가공시 발생하는 폐수중에 포함된 수산화나트륨(NaOH), 에틸렌글리콜(EG: Etylene Glycol), 테레프탈산나트륨염(DST: Disodium Terephthalate), 기타 인산염계 금속이온봉쇄제들 중에서 테레프탈산나트륨염만을 제거하고, 잔여성분인 수산화나트륨, 에틸렌글리콜, 기타 인산염계 금속이온봉쇄제 등은 재사용하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 그 처리된 여액은 공정중에 재사용할 수 있으므로 폐수 처리비용을 현저히 절감할 수 있어 경제적이다.The present invention relates to a process for treating weight loss processing of polyester fiber fabrics, and more particularly, to sodium hydroxide (NaOH) and ethylene contained in waste water generated during weight loss processing of polyethylene terephthalate (PET) fiber fabrics. Remove only terephthalate salt from glycol (EG: Etylene Glycol), terephthalate (DST: Disodium Terephthalate) and other phosphate metal ion blocking agents, and remove residual sodium hydroxide, ethylene glycol, and other phosphate metal ion blocking agents Etc. relates to a method of reuse. According to the present invention, the treated filtrate can be reused in the process, which can significantly reduce the cost of wastewater treatment and is economical.
Description
본 발명은 폴리에스테르계 섬유직물의 감량가공 폐수 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET : Polyethylene Terephthalate) 섬유직물의 감량가공시 발생하는 폐수중에 포함된 수산화나트륨(NaOH), 에틸렌글리콜(EG: Etylene Glycol), 테레프탈산나트륨염(DST: Disodium Terephthalate), 기타 인산염계 금속이온봉쇄제들 중에서 테레프탈산나트륨염만을 제거하고, 잔여성분인 수산화나트륨, 에틸렌글리콜, 기타 인산염계 금속이온봉쇄제 등은 재사용하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating weight loss wastewater treatment of polyester fiber fabrics, and more particularly, sodium hydroxide (NaOH) and ethylene contained in waste water generated during weight loss processing of polyethylene terephthalate (PET) fiber fabrics. Remove only terephthalate salt from glycol (EG: Etylene Glycol), terephthalate (DST: Disodium Terephthalate) and other phosphate metal ion blocking agents, and remove residual sodium hydroxide, ethylene glycol, and other phosphate metal ion blocking agents Etc. relates to a method of reuse.
PET 섬유는 일반적으로 기계적 성질, 내구성, 내주름성, 발수성 등이 우수한 성질로 인해 의류용 섬유로 많이 이용되고 있지만, 차갑고 딱딱하다는 느낌과 촉감이 떨어진다는 특성으로 인하여 섬유로서의 적용에 문제가 있었다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 나타난 방법이 알칼리 감량 가공방법이다.PET fiber is generally used as a fiber for clothing due to its excellent mechanical properties, durability, wrinkle resistance, water repellency, etc., but has a problem in its application as a fiber due to its cold, hard feeling and poor touch. In order to solve this disadvantage, the method shown is an alkali weight loss processing method.
폴리에스테르계 섬유직물의 감량 가공방법은 크게 액류식과 연속식으로 분류된다. 먼저 액류식 감량 가공방법은 약 2-12%의 수산화나트륨 수용액 속에서 폴리에스테르계 섬유직물을 60-120℃의 온도에서 일정시간 처리후 수세하는 방법이며, 연속식 감량 가공방법은 폴리에스테르계 섬유직물에 약 12-28%의 수산화나트륨 수용액을 묻혀 100-120℃ 스팀을 가한 후 표면 해중합을 발생시켜 수세시키는 방법이다. 이렇게 하면 폴리에스테르계 섬유직물의 표면이 부분적으로 분해되어 위에서 언급한 폴리에스테르계 섬유의 단점이 제거된다.The weight loss processing methods of polyester fiber fabrics are largely classified into liquid type and continuous type. First, the liquid weight loss processing method is a method of washing polyester fiber fabrics at a temperature of 60-120 ° C. for a predetermined time in an aqueous solution of sodium hydroxide at about 2-12%, and the continuous weight loss processing method is a polyester fiber. It is a method of washing with 12-28% sodium hydroxide solution on the fabric, applying steam at 100-120 ℃, and generating surface depolymerization. This partially decomposes the surface of the polyester fiber fabric, thereby eliminating the disadvantages of the polyester fiber mentioned above.
즉, 폴리에스테르계 섬유직물을 수산화나트륨으로 감량 처리하면 그 직물의 섬유 표면에 친수성기가 다량 형성되기 때문에 섬유에 유연성, 흡수성, 대전 방지성 및 방오성 등의 물성을 향상시킬 수 있고 이러한 물성 변화로 인하여 천연섬유와 유사한 촉감 및 기능을 가지며, 염색을 보다 안정적으로 행할 수 있게 된다.That is, when the polyester fiber fabric is reduced with sodium hydroxide, a large amount of hydrophilic groups are formed on the fiber surface of the fabric, thereby improving the physical properties such as flexibility, absorbency, antistatic property, and antifouling property to the fiber. It has a texture and function similar to that of natural fibers, and can be dyed more stably.
이때 알칼리 감량 가공공정으로 처리되는 폴리에스테르계 섬유직물의 중량비로 15-25%에 해당하는 테레프탈레이트나트륨염과 에틸렌글리콜이 해중합되어 알칼리 폐수 속에 섞여 버려지게 되는데, 이 테레프탈레이트나트륨염과 에틸렌글리콜은 폐수의 오염도 측정기준인 BOD, COD의 수치를 기준치 대비 수백 내지 수천 배로 증가시키게 되어 막대한 처리비용이 요구된다. 이로 인하여 폐수처리 비용이 업계의 원가에 미치는 영향이 대단히 커지게 되어 업계는 이 폐수의 처리방법에 대하여 끊임없는 노력을 경주하여 왔으나, 경제성 있는 방법을 찾지 못한 실정이다.At this time, terephthalate sodium salt and ethylene glycol (15-25%) are depolymerized and mixed in alkaline wastewater in the weight ratio of polyester fiber fabric treated by alkali weight reduction process. The terephthalate sodium salt and ethylene glycol BOD and COD levels, which are used to measure the pollution level of wastewater, are increased hundreds to thousands of times higher than the standard, which requires enormous treatment costs. As a result, the impact of wastewater treatment costs on the cost of the industry is greatly increased, and the industry has made constant efforts on the treatment method of the wastewater, but has not found an economic method.
현재 이 폐수들은 폐수처리장으로 포집된 후 pH를 중성으로 조절하며, 테레프탈레이트나트륨염은 황산(H2SO4)으로 중화시켜 황산나트륨(Na2SO4 )과 테레프탈레이트산(TA: Terephthalate Acid)으로 분리시킨다. 이러면 테레프탈레이트산은 불용성인 성질로 인하여 침전되어 쉽게 제거되며, 그 후 에틸렌글리콜은 미생물 분해로 제거시킨다.At present, these wastewaters are collected in the wastewater treatment plant to adjust the pH to neutral, and the terephthalate sodium salt is neutralized with sulfuric acid (H 2 SO 4 ) to give sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) and terephthalate acid (TA). Isolate. The terephthalate is then precipitated and easily removed due to its insoluble nature, and then ethylene glycol is removed by microbial degradation.
그러나, 이러한 방법 또한 막대한 비용이 소요되며, 침전된 테레프탈레이트산을 경제적으로 이용할 수 있는 방법이 없어서 대부분 소각처리 하고 있는 실정이다.However, this method also requires a huge cost, and most of the situation is incinerated because there is no economically available method of precipitated terephthalic acid.
지금까지의 연구나 특허들은 이 테레프탈레이트나트륨염을 중화처리한 후 이때 발생하는 테레프탈레이트산을 고순도 처리하는데 관점이 집중되어 왔다.Until now, researches and patents have focused on the high-purity treatment of terephthalate acid generated after neutralizing the terephthalate sodium salt.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 장치만을 이용하여 알칼리 감량공정내에서 테레프탈레이트나트륨염을 침전과 여과를 이용하여 분리한 후, 그 여액은 공정에 재사용하고 분리된 테레프탈레이트나트륨염은 회수하여 정제 또는 소각처리함으로써 전체 폐수비용을 현저히 절감할 수 있는 폴리에스테르계 섬유직물의 감량가공 폐수 처리방법을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to separate the terephthalate sodium salt by precipitation and filtration in an alkali weight loss process using only a simple apparatus, and then the filtrate. The terephthalate sodium salt which is reused and separated in the silver process is recovered and purified or incinerated to provide a weight loss processing wastewater treatment method of a polyester fiber fabric that can significantly reduce the overall wastewater cost.
본 발명의 다른 목적은, 침전을 형성하는 이온과 같은 이온이 녹아있는 용액중에서는 난용성염의 용해도가 감소한다는 공통이온효과(Common Ion Effect)를 이용하여, 폐액중의 올리고머는 수산화나트륨을 이용하여 테레프탈레이트나트륨염으로 분해하고, 테레프탈레이트나트륨염은 수산화나트륨을 첨가하여 폐액중의 테레프탈레이트나트륨염을 완전히 석출함으로써, 그 여액을 공정에 재사용할 수 있도록 한 폴리에스테르계 섬유직물의 감량가공 폐수 처리방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to use a common ion effect in which the solubility of the poorly soluble salt is reduced in a solution in which ions such as ions forming precipitates are dissolved. The wastewater treatment of polyester-based textile fabrics is decomposed into terephthalate sodium salts and the terephthalate sodium salts are added with sodium hydroxide to completely precipitate the terephthalate sodium salts in the waste liquid so that the filtrate can be reused in the process. To provide a way.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 폴리에스테르계 섬유직물의 감량가공 폐수 처리방법은,In order to achieve the above object, the weight loss treatment wastewater treatment method of the polyester fiber fabric of the present invention,
폴리에스테르계 섬유직물 감량가공시 발생된 폐수를 필터를 통과시켜 불용성 불순물을 제거한 후 수산화나트륨을 첨가하여 테레프탈레이트나트륨염을 강제 석출시키는 단계 (A)와;(A) forcibly precipitating terephthalate sodium salt by adding sodium hydroxide after removing insoluble impurities by passing the wastewater generated during the weight loss processing of the polyester fiber fabric;
테레프탈레이트나트륨염이 석출된 폐수를 다시 여과하여 테레프탈레이트나트륨염을 케이크(cake) 상태로 분리시키는 단계 (B)와;(B) separating the terephthalate sodium salt into a cake by filtering the wastewater from which the terephthalate sodium salt is precipitated;
여과한 여액을 다시 공정내로 순환시켜 재사용하는 단계 (C)를 포함하는 것에 특징이 있다.Characterized in that it comprises the step (C) of circulating the filtered filtrate back into the process for reuse.
바람직하기로는, 상기 감량가공 폐수원은 연속감량기의 흡입부에서 발생된 것을 이용하는 것에 특징이 있다.Preferably, the weight loss processing waste water source is characterized in that used in the suction portion of the continuous reducer.
한편, 상기 강제석출단계 (A)에서 첨가되는 수산화나트륨은 분말 또는 수용액 형태이며, 첨가되는 수산화나트륨의 양은 전처리한 여액 100g당 수산화나트륨 분말 3∼33g이 바람직하다. 또한, 상기 강제석출단계 (A)의 작업온도는 20∼95℃ 범위가 바람직하다.Meanwhile, sodium hydroxide added in the forced precipitation step (A) is in the form of a powder or an aqueous solution, and the amount of sodium hydroxide added is preferably 3 to 33 g of sodium hydroxide powder per 100 g of the pretreated filtrate. In addition, the working temperature of the forced precipitation step (A) is preferably in the range of 20 ~ 95 ℃.
바람직하기로는, 상기 분리단계 (B)에서, 석출된 테레프탈레이트나트륨염을 폐액과 분리시키기 위하여 판형 필터를 이용하며, 분리된 테레프탈레이트나트륨염의 수분을 최소화시키기 위하여 여과층위에 3∼10 kgf/㎠의 공기압을 가하여 주는 것에 특징이 있다. Preferably, in the separation step (B), a plate filter is used to separate the precipitated terephthalate sodium salt from the waste liquid, and 3 to 10 kgf / cm 2 on the filtration layer to minimize the moisture of the separated terephthalate sodium salt. It is characterized by applying air pressure of.
이하, 본 발명의 폴리에스테르계 섬유직물의 감량가공 폐수 처리방법을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for treating weight loss processing wastewater of the polyester fiber fabric of the present invention will be described in more detail.
일반적으로, 폴리에스테르 섬유직물의 감량가공공정은 다음과 같은 처리 공정, 즉 전처리 공정, R/W공정, 감량공정, 염색공정으로 되어 구성되어 있으며, 각 공정에는 수산화나트륨을 일정량식 사용하고 있다. 감량공정은 액류식과 연속식, 두 방식을 병행하고 있는데, 장비 구성 비율은 일반적으로 액류식 2대에 연속식 1대 비율로 구성되어 있고, 처리 용량 비율은 액류식 대 연속식의 비가 1:3의 비율이다. 위에서 언급한 바와 같이, 액류식의 수산화나트륨의 사용 농도와 연속식의 수산화나트륨 농도가 차이나는 것은 반응체류시간의 차이에 기인한 것이다. 연속식 감량기의 구성은 수산화나트륨을 폴리에스테르 섬유 직물에 묻히는 침지조, 고온 스팀을 이용하여 반응시키는 스팀반응조, 감량과정에서 분리된 테레프탈레이트나트륨염과 에틸렌글리콜 등과 같은 불순물을 제거하기 위한 1차 수세수 공급조, 이 과정에 폴리에스테르 섬유직물에 함유되어 있는 물과 감량과정에서 분리된 테레프탈레이트나트륨염과 에틸렌글리콜을 제거하기 위한 흡입조, 2차 수세조 등으로 구성되어 있다.In general, the weight loss process of polyester fiber fabric is composed of the following treatment process, that is, pre-treatment process, R / W process, weight loss process, dyeing process, each step is using a certain amount of sodium hydroxide. The weight loss process consists of two types of liquid flow and continuous flow. The equipment composition ratio is generally composed of two liquid flows and one continuous flow rate, and the treatment capacity ratio is liquid flow to continuous flow ratio 1: 3. Ratio. As mentioned above, the difference between the concentrations of liquid sodium hydroxide and the continuous sodium hydroxide concentration is due to the difference in reaction residence time. The continuous reducer consists of an immersion tank in which sodium hydroxide is applied to a polyester fiber fabric, a steam reactor to react with hot steam, and a primary water to remove impurities such as terephthalate sodium salt and ethylene glycol separated during the weight loss process. It consists of a washing water supply tank, water contained in polyester fiber fabric in this process, a suction tank for removing terephthalate sodium salt and ethylene glycol separated in the weight loss process, and a secondary washing tank.
본 발명에서의 폐액 회수 부분은 연속식 감량기의 흡입조이다. 이 부분에서 발생하는 여액의 특징은 수분양이 적으며, 고농도의 테레프탈레이트나트륨염과, 에틸렌글리콜, 그리고 수산화나트륨 및 테레프탈레이트나트륨염이 3개 고리 이상 체인 연결시 발생되는 올리고머(Oligomer) 등이 포함되어 있으며, 감량시 발생되는 불순물의 80%정도를 포함하고 있다. 이 폐액 등은 흡입장치를 통해 수집된 후 폐수처리장으로 방류되고 있는데, 이 부분을 처리한다면 전체 폐수의 폐수처리 비용은 약 50%정도 감소되는 것으로 추산된다.The waste liquid recovery portion in the present invention is a suction tank of a continuous reducer. The filtrate that occurs in this part is characterized by low water content, high concentration of terephthalate sodium salt, ethylene glycol, and oligomers generated when chaining three or more rings of sodium hydroxide and terephthalate sodium salt. It contains about 80% of impurities generated during weight loss. The waste liquid is collected through the suction device and discharged to the wastewater treatment plant. If this portion is treated, it is estimated that the total cost of wastewater treatment is reduced by about 50%.
본 발명의 폴리에스테르계 섬유직물의 감량가공 폐수 처리방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, the weight loss processing wastewater treatment method of the polyester fiber fabric of the present invention is as follows.
도 1은 폴리에스테르계 섬유직물의 알칼리 감량공정의 전체 배치도이다.1 is an overall layout of an alkali weight loss process of a polyester fiber fabric.
전처리조는 여액을 튜브형 30nm 세라믹 여과기를 이용하여 여액과 사용될 수산화나트륨 수용액을 크로스플로우(Cross Flow) 방식으로 여과시킨다. 이때 작동압은 약 3kgf/㎠이다.The pretreatment tank filters the filtrate using a tubular 30nm ceramic filter and cross-filters the filtrate and the aqueous sodium hydroxide solution to be used. At this time, the operating pressure is about 3kgf / ㎠.
테레프탈레이트나트륨염 강제 발생조는 공통이온효과(Common Ion Effect) 이론을 배경으로 하고 있다. 공통이온 효과란 침전을 형성하는 이온과 같은 이온이 녹아 있는 용액중에서는 난용성염의 용해도가 감소하는 것을 말한다. 폐액중의 올리고머는 수산화나트륨을 이용하여 테레프탈레이트나트륨염으로 분해하고, 테레프탈레이트나트륨염은 수산화나트륨을 첨가하여 공통이온효과를 이용하여 석출시킨다. 테레프탈레이트나트륨염이 완전히 석출된 상태에서의 입도 분포를 살펴하면 다음과 같다.The terephthalate sodium salt forced generator is based on the theory of Common Ion Effect. The common ion effect refers to a decrease in the solubility of poorly soluble salts in a solution in which ions such as ions forming a precipitate are dissolved. The oligomer in the waste liquid is decomposed into a terephthalate sodium salt using sodium hydroxide, and the terephthalate sodium salt is precipitated using a common ion effect by adding sodium hydroxide. The particle size distribution in the state where the terephthalate sodium salt is completely precipitated is as follows.
25% 분포 < 1932 nm25% distribution <1932 nm
50% 분포 < 3907 nm50% distribution <3907 nm
75% 분포 < 7809 nm75% distribution <7809 nm
90% 분포 < 13967 nm90% distribution <13967 nm
99% 분포 < 27449 nm99% distribution <27449 nm
분석기는 Volume-weight Gaussian Distribution Analysis(Solid Particle)로서 Particle Sizing System Inc.가 제작사이다. 이때 수용액내의 수산화나트륨의 농도는 1N 황산으로 적정 방법으로 검출한다. 또한 연속식으로 시험하는 경우는 여액의 1N 황산 적정방법으로 검출된 수산화나트륨의 농도와 전극상 저항치를 비교하여 저항값에 따른 수산화나트륨 농도 적정으로 따른다.The analyzer is Volume-weight Gaussian Distribution Analysis (Solid Particle) manufactured by Particle Sizing System Inc. At this time, the concentration of sodium hydroxide in the aqueous solution is detected by titration method with 1N sulfuric acid. In the case of continuous test, the sodium hydroxide concentration detected by the 1N sulfuric acid titration method of the filtrate is compared with the electrode phase resistance value, followed by the titration of sodium hydroxide according to the resistance value.
한편, 테레프탈레이트나트륨염의 강제석출단계에서 첨가되는 수산화나트륨은 분말 또는 수용액 형태가 바람직하며, 첨가되는 수산화나트륨의 양은 전처리한 여액 100g당 수산화나트륨 분말 3∼33g이다. 이때의 작업온도는 20∼95℃ 범위가 바람직하다.Meanwhile, the sodium hydroxide added in the forced precipitation of terephthalate sodium salt is preferably in the form of a powder or an aqueous solution, and the amount of sodium hydroxide added is 3 to 33 g of sodium hydroxide powder per 100 g of the pretreated filtrate. At this time, the working temperature is preferably in the range of 20 to 95 ° C.
여과조는 석출된 테레프탈레이트나트륨염을 폐액과 분리시키기 위하여 판형 필터를 이용하는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 특히 기공크기 30nm의 세라믹판형 여과기를 이용하고 있다. 시험용은 외경 120mm에 여과 면적은 직경 100mm이다. 여과조는 아크릴로 제작하며, 작동 여과압은 3.5kgf/㎠이다, 여과후 여과기 표면에 형성된 슬러지(즉 테레프탈레이트나트륨염)에 포함된 수분을 최대로 제거하기 위하여 폐액 투입을 중단한 후 여과층위에 3∼10 kgf/㎠의 공기압, 바람직하기로는 5kgf/㎠ 공기압을 투입한다. 그 후 슬러지 회수를 위하여 여과 방향 반대로 5kgf/㎠ 공기압을 투입하여 여과기 표면 슬러지를 제거시켰다. 그 다음, 다시 여과 반대 방향으로 물을 3.5 kgf/㎠ 작동압으로 10초간 투입하여, 여과기 표면에 잔존하는 테레프탈레이트나트륨염을 제거하였다.In the filtration tank, it is preferable to use a plate filter in order to separate the precipitated terephthalate sodium salt from the waste liquid. In the present invention, a ceramic plate filter having a pore size of 30 nm is used. For testing, the outer diameter is 120 mm and the filtration area is 100 mm in diameter. The filtration tank is made of acrylic and the working filtration pressure is 3.5kgf / ㎠, and after the filtration, the waste liquid is stopped to maximize the water contained in the sludge (ie terephthalate sodium salt) formed on the surface of the filter and then placed on the filtration layer. An air pressure of 3 to 10 kgf / cm 2, preferably 5 kgf / cm 2, is introduced. Thereafter, 5 kgf / cm 2 air pressure was put in the direction opposite to the filtration direction for sludge recovery to remove the filter surface sludge. Then, water was again introduced in the opposite direction of filtration at 3.5 kgf / cm 2 operating pressure for 10 seconds to remove terephthalate sodium salt remaining on the surface of the filter.
여과조에서 나오는 수산화나트륨 여액은 다시 회수 가능 여부를 판단하기 위해 염색 적응실험을 하였다. 그 이유는 수산화나트륨 여액에 포함되어 있는 에틸렌글리콜의 영향 정도를 알아보기 위한 것이다.The sodium hydroxide filtrate from the filtration tank was subjected to staining experiments to determine whether it could be recovered. The reason is to determine the effect of ethylene glycol in the sodium hydroxide filtrate.
본 발명에서 사용한 폐액은 경우에 따라 불순물의 농도가 다소 차이를 보일 수도 있는데, 그 이유는 다음과 같다. 첫째, 같은 작업 기계를 이용하지만 교대 근무자들의 작업 표준이 이루어지지 않아 근무자에 따라 물 사용량이 달라질 수 있다. 둘째, 작업하는 폴리에스테르계 섬유 직물 종류에 따라 감량시 사용하는 수산화나트륨의 농도가 차이가 난다. 세째, 흡입부의 기계 설치 방법에 따라 흡입되는 폐액의 양이 다소 차이가 난다.The waste liquid used in the present invention may show a slightly different concentration of impurities in some cases, for the following reasons. First, although the same working machine is used, the working standards of the shift workers are not fulfilled, so the water consumption may vary according to the workers. Second, the concentration of sodium hydroxide used for weight loss varies according to the type of polyester fiber fabric to be worked on. Third, the amount of waste fluid sucked is somewhat different depending on the mechanical installation method of the suction unit.
현재 수산화나트륨 폐액속의 테레프탈레이트나트륨염과 에틸렌글리콜의 양을 정확히 정량 분석하기는 실질적으로 어렵다. 그 이유는 유기화합물 분석을 위해서는 가스크로마토그래피 질량분석기(GC/MS : Gas Chromatography-Mass Spectrometer), 액체 크로마토그래피 질량분석기(LC/MS : Liquid Chromatography/Mass Spectrometer)를 이용하여야 하는데, 폐액중에 나트륨 이온이 컬럼(Colume)의 흡수능력에 방해가 되므로 정확한 분석이 어렵다. 그러한 문제로 인해 본 발명에서는 폐액 중의 수산화나트륨의 양을 기준으로 실험을 하였다. 이 수산화나트륨의 양은 1N 황산 중화적정 방법으로 검출하였다.At present, it is practically difficult to accurately quantify the amount of terephthalate sodium salt and ethylene glycol in the sodium hydroxide waste liquid. The reason for this is to use Gas Chromatography-Mass Spectrometer (GC / MS) and Liquid Chromatography / Mass Spectrometer (LC / MS) for the analysis of organic compounds. Accurate analysis is difficult because it interferes with the absorption capacity of this column. Due to such a problem, the present invention was conducted based on the amount of sodium hydroxide in the waste liquid. The amount of this sodium hydroxide was detected by the 1N sulfuric acid neutralization titration method.
하기 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정됨이 없이 다양한 변형실시가 가능하다.Although the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, the present invention is not limited to the following examples and various modifications are possible.
실시예 1Example 1
폐액의 성상은 다음과 같다. 폐액 온도 70-80℃, 수산화나트륨 함유량 4.5-5.5%로 외관상 침전물은 없으며, 전처리시 부유물이 완전히 제거되었으며, 맑은 수산화나트륨액과 같은 여액을 얻었다. 이 여액을 20℃에서 특급 시약인 96% 수산화나트륨 분말을 이용하여 테레프탈레이트 나트륨염을 침전시켰다. 이때 첨가된 수산화나트륨의 양은 여액 3000g 당 무게비 3%에서 33%까지이다.The characteristics of the waste fluid are as follows. The waste liquid temperature was 70-80 ℃, sodium hydroxide content 4.5-5.5%, there was no sediment in appearance, the suspended solids were completely removed during pretreatment, and the filtrate was obtained as a clear sodium hydroxide solution. The filtrate was precipitated at 20 ° C. with terephthalate sodium salt using 96% sodium hydroxide powder as an express reagent. The amount of sodium hydroxide added is from 3% to 33% by weight per 3000g of filtrate.
수산화나트륨 5-6%농도에서 테레프탈레이트나트륨염이 석출되기 시작하였으며, 이 경우 반응액의 온도는 35-40℃이다. 11-12%농도에서 테레프탈레이트나트륨염은 대량 석출되기 시작하였으며, 이 경우 온도는 50-55℃이다. 15%이상에서는 테레프탈레이트나트륨염이 완전 석출되었으며, 이 경우 온도는 60-75℃범위이다.The terephthalate sodium salt began to precipitate at a concentration of 5-6% sodium hydroxide, in this case the temperature of the reaction solution is 35-40 ℃. At 11-12% concentration terephthalate sodium salt began to precipitate in large quantities, in this case the temperature is 50-55 ℃. Above 15%, terephthalate sodium salt is completely precipitated, in this case the temperature is in the 60-75 ℃ range.
각각의 반응액을 여과조에서 여과한 후 테레프탈레이트나트륨염의 잔존 여부를 검출하기 위하여 여과조에서 나온 여액에 15N 황산을 같은 무게로 반응시켰을 때 백색침전이 일어나는지 여부를 보았다. 이 경우 수산화나트륨의 첨가량이 17%이상에서는 백색침전이 발생하지 않았다.Each reaction solution was filtered in a filter tank and then white precipitate was generated when 15N sulfuric acid was reacted with the same weight in the filtrate from the filter tank to detect the remaining terephthalate sodium salt. In this case, white precipitate did not occur when the amount of sodium hydroxide added was 17% or more.
실시예 2Example 2
폐액의 성상은 다음과 같다. 폐액 온도 30-40℃, 수산화나트륨 함유량 0.5-1.5%로 외관상 침전물은 없으며, 전처리시 부유물이 완전히 제거되었으며, 맑은 수산화나트륨액과 같은 여액을 얻었다. 상기 실시예 1과 같이 수산화나트륨을 첨가하였다.The characteristics of the waste fluid are as follows. Wastewater temperature 30-40 ℃, sodium hydroxide content 0.5-1.5%, no sediment in appearance, the suspended solids were completely removed during pretreatment, and the filtrate was obtained as a clear sodium hydroxide solution. Sodium hydroxide was added as in Example 1.
수산화나트륨 8-9%농도에서 테레프탈레이트나트륨염이 석출되기 시작하였으며, 이 경우 반응액의 온도는 35-40℃이다. 14-15%농도에서 테레프탈레이트나트륨염은 대량 석출되기 시작하였으며, 이 경우 온도는 50-55℃이다. 18%이상에서는 테레프탈레이트나트륨염이 완전 석출되었으며, 이 경우 온도는 60-75℃범위이다.The terephthalate sodium salt began to precipitate at the concentration of 8-9% sodium hydroxide, in this case the temperature of the reaction solution is 35-40 ℃. At 14-15% concentration terephthalate sodium salts began to precipitate in large quantities, in this case the temperature is 50-55 ℃. Above 18%, the terephthalate sodium salt was completely precipitated, in which case the temperature ranged from 60-75 ° C.
각각의 반응액을 여과조에서 여과한 후 테레프탈레이트나트륨염의 잔존 여부를 검출하기 위하여 여과조에서 나온 여액에 15N 황산을 같은 무게로 반응시켰을 때 백색침전이 일어나는지 여부를 보았다. 이 경우 수산화나트륨의 첨가량이 20%이상에서는 백색 침전이 발생하지 않았다.Each reaction solution was filtered in a filter tank and then white precipitate was generated when 15N sulfuric acid was reacted with the same weight in the filtrate from the filter tank to detect the remaining terephthalate sodium salt. In this case, white precipitate did not occur at 20% or more of sodium hydroxide.
실시예 3Example 3
폐액의 성상은 상기 실시예 1과 같으며, 이때 사용되는 수산화나트륨은 50% 수용액이다. 수산화나트륨 첨가량은 실시예 1의 경우에 따른다. 그리고 수산화나트륨을 사용하기 전에 전처리조에서 불순물을 제거한다. 이유는 현장에 사용되는 수산화나트륨에 일부 불순물이 많은 중국산이 섞이는 경우가 많기 때문이다. 참고로 중국산 50% 수산화나트륨을 전처리에서 여과한 결과, 약간 분홍빛을 띠는 불순물들을 완전히 제거하였다.The appearance of the waste liquid is the same as in Example 1, wherein the sodium hydroxide used is a 50% aqueous solution. The amount of sodium hydroxide added depends on the case of Example 1. And impurities are removed from the pretreatment tank before using sodium hydroxide. This is because the sodium hydroxide used in the field is often mixed with some impurities from China. For reference, 50% sodium hydroxide from China was filtered in the pretreatment to completely remove some pinkish impurities.
수산화나트륨 9-10%농도에서 테레프탈레이트나트륨염이 석출되기 시작하였으며, 이 경우 반응액의 온도는 35℃이다. 15-16%농도에서 테레프탈레이트나트륨염은 대량 석출되기 시작하였으며, 이 경우 온도는 45℃이다. 19%이상에서는 테레프탈레이트나트륨염이 완전 석출되었으며, 이 경우 온도는 60-75℃범위이다.The terephthalate sodium salt began to precipitate at 9-10% sodium hydroxide, in this case the temperature of the reaction solution is 35 ℃. At 15-16% concentration terephthalate sodium salt began to precipitate in large quantities, in this case the temperature is 45 ℃. Above 19%, the terephthalate sodium salt was completely precipitated, in which case the temperature ranged from 60 to 75 ° C.
각각의 반응액을 여과조에서 여과한 후 테레프탈레이트나트륨염의 잔존 여부를 검출하가 위하여 여과조에서 나온 여액에 15N 황산을 같은 무게로 반응시켰을 때 백색침전이 일어나는지 여부를 보았다. 이 경우 수산화나트륨의 첨가량이 21%이상에서는 백색 침전이 발생하지 않았다. 이 경우 실시예 1과 다른 경우가 나타나는 이유는 명확하지는 않지만 반응온도가 변수가 된다고 추정할 뿐 명확한 규명을 못하였다.Each reaction solution was filtered in a filter tank and then white precipitate was generated when 15N sulfuric acid was reacted with the same weight in the filtrate from the filter tank in order to detect the remaining terephthalate sodium salt. In this case, white precipitate did not occur at an added amount of sodium hydroxide of more than 21%. In this case, the reason different from that of Example 1 is not clear, but the reaction temperature is assumed to be a variable but could not be clearly identified.
실시예 4Example 4
폐액의 성상은 상기 실시예 2와 같으며, 이때 사용되는 수산화나트륨은 50% 수용액이다. 수산화나트륨 첨가량은 실시예 1의 경우에 따르고 수산화나트륨 전처리는 실시예 3에 따른다.The appearance of the waste liquid is the same as in Example 2, wherein the sodium hydroxide used is a 50% aqueous solution. The amount of sodium hydroxide added is in the case of Example 1, and sodium hydroxide pretreatment is in accordance with Example 3.
수산화나트륨 13-14%농도에서 테레프탈레이트나트륨염이 석출되기 시작하였으며, 이 경우 반응액의 온도는 35℃이다. 18-19%농도에서 테레프탈레이트나트륨염은 대량 석출되기 시작하였으며, 이 경우 온도는 45℃이다. 22%이상에서는 테레프탈레이트나트륨염이 완전 석출되었으며, 이 경우 온도는 60-75℃범위이다.Terephthalate sodium salt began to precipitate at a concentration of 13-14% sodium hydroxide, in which case the temperature of the reaction solution was 35 ° C. At 18-19% concentration terephthalate sodium salts began to precipitate in large quantities, in which case the temperature was 45 ° C. More than 22% of the terephthalate sodium salt was completely precipitated, in this case the temperature range 60-75 ℃.
각각의 반응액을 여과조에서 여과한 후 테레프탈레이트나트륨염의 잔존 여부를 검출하가 위하여 여과조에서 나온 여액에 15N 황산을 같은 무게로 반응시켰을 때 백색침전이 일어나는지 여부를 보았다. 이 경우 수산화나트륨의 첨가량이 24%이상에서는 백색 침전이 발생하지 않았다.Each reaction solution was filtered in a filter tank and then white precipitate was generated when 15N sulfuric acid was reacted with the same weight in the filtrate from the filter tank in order to detect the remaining terephthalate sodium salt. In this case, white precipitate did not occur at an added amount of sodium hydroxide of more than 24%.
상기 실시예의 결과를 통하여, 폐액내 불순물의 농도가 낮을수록 첨가되는 수산화나트륨의 양은 증대되며, 첨가되는 수산화나트륨의 농도가 낮아짐의 정도에 따라 첨가되는 수산화나트륨의 농도는 증대함을 알 수 있었다. 또한 완전 반응이 일어나기 위해서는 일정 온도도 중요한 요소가 됨을 알 수 있었다. 즉, 첨가되는 수산화나트륨의 농도가 낮을수록 첨가되는 양이 증가한다는 것은 온도를 일정온도 이상 올리기 위한 여분의 수산화나트륨이 더 필요하다는 것을 의미한다.As a result, the lower the concentration of impurities in the waste liquid, the higher the amount of sodium hydroxide added, and the higher the concentration of sodium hydroxide was added according to the lower concentration of the added sodium hydroxide. In addition, it was found that the constant temperature is an important factor for the complete reaction. That is, the lower the concentration of sodium hydroxide added, the higher the added amount means that more sodium hydroxide is needed to raise the temperature above a certain temperature.
이상의 설명에서 알 수 있듯이, 본 발명의 방법에 의하면, 간단한 장치와 공정만을 이용하여도 알칼리 감량공정 폐수중의 테레프탈레이트나트륨염을 분리, 회수하여 정제 또는 소각처리함으로써 전체 폐수처리비용을 현저히 절감할 수 있으며, 그 처리된 여액은 테레프탈레이트나트륨염이 완전히 제거된 상태이므로 공정에 재사용할 수 있으므로 매우 경제적이고 유용한 발명이다. As can be seen from the above description, the method of the present invention can significantly reduce the total wastewater treatment cost by separating and recovering the terephthalate sodium salt in the alkali reduction process wastewater using only a simple apparatus and a process. The treated filtrate is a very economical and useful invention because the terephthalate sodium salt is completely removed and can be reused in the process.
도 1은 폴리에스테르계 섬유직물의 알칼리 감량공정의 전체 배치도이다.1 is an overall layout of an alkali weight loss process of a polyester fiber fabric.
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| CN101973617A (en) * | 2010-08-17 | 2011-02-16 | 扬州市革领高科技纳米环保设备有限公司 | Processing method of alkali deweighting process effluent of polyester fiber fabrics and device thereof |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20030079625A (en) | 2003-10-10 |
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