스프링 제조 회사의 폐수 모니터링 적용 사례

샘물의 표면 처리 과정에서 인산염 처리는 부식을 방지하는 보호막을 형성하기 위해 사용됩니다. 이 과정은 아연, 망간, 니켈과 같은 금속 이온을 포함하는 인산염 용액에 샘물을 담그는 것으로 시작됩니다. 화학 반응을 통해 샘물 표면에 불용성 인산염 막이 형성됩니다.

이 과정에서 두 가지 주요 유형의 폐수가 발생합니다.
1. 인산염 처리 폐액: 인산염 처리조는 주기적으로 교체해야 하므로 고농도의 폐액이 발생합니다. 주요 오염 물질로는 아연, 망간, 니켈 및 인산염이 있습니다.
2. 인산염 처리 헹굼수: 인산염 처리 후 여러 단계의 헹굼 과정이 진행됩니다. 오염물질 농도는 사용 후 용액보다 낮지만, 그 양은 상당합니다. 이 헹굼수에는 잔류 아연, 망간, 니켈 및 총 인이 함유되어 있으며, 이는 샘물 제조 시설에서 발생하는 인산염 처리 폐수의 주요 원인입니다.

주요 오염물질에 대한 상세 개요:
1. 철 – 주요 금속 오염물질
출처: 주로 스프링강을 염산이나 황산으로 처리하여 산화철 스케일(녹)을 제거하는 산세척 공정에서 발생합니다. 이 과정에서 상당량의 철 이온이 폐수로 용해됩니다.
모니터링 및 통제의 근거:
- 시각적 영향: 방류 시, 2가 철 이온은 산화되어 3가 철 이온이 되면서 적갈색의 수산화 3가 철 침전물을 형성하여 수질 탁도 증가 및 변색을 유발합니다.
- 생태학적 영향: 축적된 수산화철은 강바닥에 침전되어 저서생물을 질식시키고 수생 생태계를 교란할 수 있습니다.
- 기반 시설 문제: 철분 침전물은 배관 막힘 및 시스템 효율 저하를 초래할 수 있습니다.
- 처리 필요성: 철은 독성이 비교적 낮지만 일반적으로 고농도로 존재하며, pH 조절 및 침전을 통해 효과적으로 제거할 수 있습니다. 후속 공정에 지장을 주지 않도록 전처리가 필수적입니다.

2. 아연과 망간 – "인산염 형성 쌍"
출처: 이러한 원소들은 주로 녹 방지 및 코팅 접착력 향상에 필수적인 인산염 처리 공정에서 발생합니다. 대부분의 스프링 제조업체는 아연 또는 망간 기반 인산염 용액을 사용합니다. 이후 물로 헹구는 과정에서 아연 및 망간 이온이 폐수로 배출됩니다.
모니터링 및 통제의 근거:
- 수생 독성: 두 금속 모두 낮은 농도에서도 어류 및 기타 수생 생물에게 상당한 독성을 나타내며, 성장, 번식 및 생존에 영향을 미칩니다.
- 아연: 물고기의 아가미 기능을 손상시켜 호흡 효율을 저하시킵니다.
- 망간: 만성 노출은 생체 축적 및 잠재적인 신경 독성 효과를 초래합니다.
- 규제 준수: 국내 및 국제 방류 기준은 아연 및 망간 농도에 엄격한 제한을 두고 있습니다. 효과적인 제거를 위해서는 일반적으로 알칼리성 시약을 사용하여 불용성 수산화물을 형성하는 화학적 침전법이 필요합니다.

3. 니켈 – 엄격한 규제가 필요한 고위험 중금속
출처:
- 원료 자체의 특성: 스테인리스강을 포함한 특정 합금강에는 니켈이 함유되어 있는데, 이는 산세척 과정에서 산에 용해됩니다.
- 표면 처리 공정: 일부 특수 전기 도금 또는 화학 코팅에는 니켈 화합물이 포함됩니다.
모니터링 및 통제의 근거 (매우 중요함):
- 건강 및 환경 위험: 니켈 및 특정 니켈 화합물은 잠재적 발암 물질로 분류됩니다. 또한 독성, 알레르기 유발 특성 및 생체 축적 능력으로 인해 인체 건강과 생태계에 장기적인 위협을 가합니다.
- 엄격한 배출 기준: "통합 폐수 배출 기준"과 같은 규정은 니켈의 높은 위험성을 반영하여 니켈에 대해 매우 낮은 허용 농도(일반적으로 ≤0.5~1.0mg/L)를 설정하고 있습니다.
- 처리상의 어려움: 기존의 알칼리 침전법으로는 규제 기준을 충족하지 못할 수 있으며, 효과적인 니켈 제거를 위해서는 킬레이트제 또는 황화물 침전과 같은 고급 방법이 필요한 경우가 많습니다.

처리되지 않은 폐수를 직접 방류하면 수역과 토양에 심각하고 지속적인 환경 오염을 초래합니다. 따라서 모든 폐수는 방류 전에 적절한 처리와 엄격한 검사를 거쳐 규정을 준수해야 합니다. 방류구에서의 실시간 모니터링은 기업이 환경적 책임을 다하고, 규제 준수를 보장하며, 생태적 및 법적 위험을 완화하는 데 필수적인 조치입니다.