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1. 개  요

  도금은 금속을 사용하여 목적에 맞는 상품을 제작한 후 표면의 먼지, 녹 등을 깨끗이 제거한 후 녹, 부식의 방지, 또는 미관상의 목적으로 표면을 다른 금속으로 코팅하는 것이다. 도금은 금속의 이온의 성질을 이용하는데 도금될 금속은 음극으로 작용하고 용액 중의 도금을 위한 금속은 양극으로 작용시켜 도금이 이루어지게 된다.
  도금폐수는 다른 일반산업에 비해서 양은 적으나 유독성이다. 도금의 종류에 따라 폐수 중에 함유되는 유해이온도 각각 다르나 맹독성의 시안화물을 위시하여 크롬, 구리, 아연, 니켈 등의 유해물질을 배출하여 환경에 미치는 영향이 크다. 도금공장에 있어서 폐수의 주 발생원은 도금체의 세정수이다.  

2. 생산공정

  도금공정은 그 목적과 방법, 그리고 제조공장의 노하우에 따라 천차만별이지만 일반적으로 다음과 같은 공정으로 나타낼 수 있다.  다음은 아연도금의 Chromate 처리공정을 나타낸 것이다.

아연도금의 Chromate 처리공정

3. 발생폐수의 종류 및 특성 

    보통 일반산업폐수 오염원으로는 BOD나 SS가 중요시되나 도금폐수는 BOD나 부유물질 보다는 pH, COD 및 Cr, 구리, 니켈, 아연, 철 등의 중금속 및 유독성 시안화물의 함유로 인한 문제점이 더 크다. 
  도금과정을 통해 양이나 그 특성에 있어서 현저한 차이를 지니는 두 종류의 폐수가 발생되는데 하나는 도금액이고 또 하나는 세척수이다. 도금공장의 발생폐수를 좀더 세분화 하면 다음과 같다.
① 시안화물 폐액
    이것은 도금조, 이안용액 침지욕 등의 폐액이며 농도가 높다. 시안은 대단히 유독한 화합물이므로 취급에 만전을 다해야 한다. 이 시안화물 폐액은 비정기적으로 일시에 배출되므로 그 양을 충분히 수용할 수 있는 저류조에 저장한 후 서서히 배출하여 다른 저농도의 폐수와 혼합 희석될 수 있도록 하여 처리하여야 한다.
② 시안 세정 폐수
    시안도금이 되거나 시안침액에서 건져낸 금속제품을 세척할 때 발생하며 수세탱크에서 항시 배출되는 폐수이다. 시안함유량은 시안화물 폐액에 비해 매우 낮다.
③ 산처리 폐수 
    오래된 산욕의 폐액으로서 농도가 높다. 시안화물 폐액과 같이 일시에 배출되므로 저류조를 설치하여 저류시킨뒤 소량씩 유출시켜 크롬산폐수의 처리 또는 알칼리성 폐수의 중화에 사용할 수 있다.
④ 산처리 후의 세정폐수 
  산처리 후 세척과정에서 발생하며 크롬산 폐액의 처리에 이용하기도 하며 알칼리성 폐수의 중화에 사용되기도 한다.
⑤ 크롬산 폐액 
  금속제품 표면에 보호용 피막을 형성시키기 위하여 크롬용액으로 도금하고 세척할 때 발생한다. 시안화물 폐액과 마찬가지로 크롬은 낮은 농도에서도 독성이 강하므로 가능한 다른 폐수로부터 분리시켜 처리해야 한다.
⑥ 농 알칼리 폐액
   알칼리 세정 폐액은 정기적으로 배출되는 것이 원칙이다.  통상 비누, 유지 및 부유물이 주가 되며 산폐액과 혼합하여 배출되도록 계획한다.

4. 폐수처리공정

  도금폐수는 페수내의 시안화합물, 크롬등 독성물질이 존재하므로 물리화학적인 방법으로 처리한다.  시안화합물은 통상 알칼리성 염소주입 방법에 의해서 제거되며 크롬을 함유하는 도금공장 폐수는 시안폐수로부터 분리 한 후 산성에서 6가크롬을 3가크롬으로 환원시켜 침전시키는 환원-침전법을 사용한다. 구리, 아연, 니켈, 철, 그리고 그리스는 중화시킨 후 침전시켜 제거한다.
① 알칼리성 염소주입(alkaline chlorination)
  시안을 완전히 산화시키기 위해서 석회나 가성소다로 폐수의 pH를 11정도로 높인 후 염소가스를 주입시키는 방법으로서 이 때 시안이 산화되기 전에 소듐이나 칼슘염으로 침전하는 것을 방지하기 위해서 폐수를 세차게 휘저어 주어야 한다. 만약 다른 금속이 존재하면 시안의 복합물을 형성시켜 시안의 산화를 방해하므로 염소가스를 더 많이 주입해야 한다.  이 경우 통상 다음과 같은 반응이 일어난다.
                 2NaCN + 5Cl₂ + 12NaOH → N₂ + 2Na₂CO₃ + 10NaCl + 6H₂O
  따라서 1kg의 시안을 N₂로 산화시키기 위해서 각각 6kg의 가성소다와 염소가 요구되는 셈이다.  산화작용을 완전하기 위해서 24시간 동안 염소를 주입시켜야 할 때도 있다. 다음 그림에 공정도를 나타내었다.

② 환원 - 침전법
  pH 3.0 이하의 낮은 pH에서 황산제1철, 아황산가스, 수소황산소듐 등의 환원제를 사용하여 6가 상태의 크롬을 3가로 환원시킨 다음 석회 등의 알칼리성 물질을 넣어 중화시키고 그 다음에 3가 상태의 크롬으로 침전시키는 방법이다.  황산제1철(FeSO₄)을 사용했을 때의 화학반응식은 다음과 같다.
              H₂Cr₂O₇ + 6H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3Fe₂(SO₄)₃ + H₂O
              Cr₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ → 2Cr(OH)₃ + 3CaSO₄
              Fe₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ → 2Fe(OH)₃ + 3CaSO₄

③ 중화법
  알칼리성 염소주입법에 의하여 처리된 시안폐수와 환원-침전법에 의해서 처리된 크롬폐수를 기타 금속, 기름, 그리스를 함유하는 폐수와 혼합시킨 다음 산이나 알칼리를 사용하여 중화시킴으로써 금속을 침전시키는 방법이다.