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유해 폐기물의 처리현황과 그 대책



환경사회 건설을 위한
시민운동

?쟛MCA 환경문집 I ]





유해 폐기물의 처리현황과 그 대책




도갑수 / 숭실대학교 화학공학과 교수





폐기물의 관리는 발생량과 질적특성을 고려한 관리가 무엇보다
중요하다. 특히 오니류의 관리는 수질, 대기, 토양,등 각종 오염의 근원이 되기
때문에 보다 위생적이면서도 과학적이고 경제적 인 처리방안을 모색하여야 한다.
본 연구에서는 오니류를 많이 발생시키는 한국 표준산업분류표상의 업종인 섬유제품제조업,
가 죽, 가방, 마구류 및 신발제조업, 코크스 석유정제품 및 핵연료제조업, 화합물
및 화학제품제조업, 1차 금속제조업 및 조립금속 제조업 가운데 85업체를 선정하여
각종 폐기물 발생량 및 발생공정도를 얻었다. 폐기물 중 가연성성분은 3성분분석을
수행하였으 며 오니류에 대하여는 폐기물관리법이 정한 유해성분의 용출시험을
실시하였다. 이와 같은 분석자료를 토대로 국내외 모든 자료 와 현장답사를
통하여 발생량 및 질적 특성을 고려한 보관, 수송, 관리, 중간처리 및 최종처리방안을
제시하였으며 이들 조작에 대한 경제성 평가도 각종 자료를 통하여 비교분석하였다.
사후관리방안과 토지사용 및 폐기물 처리시설 주변환경영향과 이의 저 감방안을
제시함과 동시에 영향지역지원방안에 대하여도 검토 고찰하였다. 이와같은 폐기물관리
특히 오니관리에 있어 광범위하 고도 전반적인 연구를 통하여 아래와 같은 결론을
얻었다.



1. 조사대상 사업장 자료를 이용하여 업종별 폐기를 발생 및 처리현황을 얻었으며
그 결과를 <표 3.6>과 [그림 3.3]-[그 림 3.7]에 나타내었다. 섬유제품제조업이나
가죽, 가방, 마구류 및 신발제조업에서는 오니류가 차지하는 비중이 가장 높았으며,
코크스 석유제품 및 핵연료제조업에서는 폐유류, 화합물 및 화학제품제조업에서는
연소재와 광재, 1차금속제조업에서는 광재, 조 립금속제품제조업에서는 금속편류가
가장 많이 발생하였다. 그 처리로는 코크스 석유제품 및 핵연료 제조업의 경우
84.6%를 자가 처리(소각)하거나 재생이용하고 있으며 화합물 및 화학제품제조업은
약 65%, 1차금속제조업은 약77%, 조립금속제품제조업은 약46 % 재생이용이 이루워지고
있다. 섬유제품제조업은 소각이 44.6%로 많으나 상대적으로 재생이용은 낮았다.
그러나 오니류의 경우 일부만 재생이용되고 나머지 일부분 소각하나 대부분
직접 매립처리되고 있어 오니류의 직접 매립에 따른 대책을 강구하여야 한 다.




2. 조사대상 사업장별 폐기물 발생량의 중간값을 업종별로 비교하면 1차금속제조업이
10,010톤/년으로 가장 많았고, 화합물 및 화학제품제조업(2,756톤/년), 가죽,
가방, 마구류 및 신발제종업(2,596톤/년), 조립금속제품제조업(1,379톤/년),
코크스 석유제 품 및 핵연료제조업(1,185톤/년), 섬유제품제조업(785톤/년)순이었다.




3. 조사대상 사업장별 총 폐기물 및 오니류의 제품기준 원단위발생량을 구하여<표 3.7>에 나타내었으며 업종별 대표치로 중간값을 취할 때 총폐기물은 가죽,
가방, 마구류 및 신발제조업이 0.590톤/톤제품으로 가장 많았고, 섬유제품제조업(0.264톤/
톤제품), 조립금속제품제조업(0.0930톤/톤제품), 1차금속제품제조업(0.0714톤/톤제품),
화학물 및 화학제품제조업(0.0252톤/톤제 품), 코크스 석유제품 및 핵연료제조업(0.0126톤/톤제
품)순이었다.




오니류의 경우는 가죽, 가방, 마구류 및 신발제조업이 0.264톤/톤제품으로 가장
많았고, 섬유제품제조업(0.211톤/톤제품), 조립 금속제품제조업(0.0340톤/톤제품),화합물
및 화학제조업(0.0146톤/톤제품), 1차금속제품제조업(4.51×10-3톤/톤제품),
코크스 석 유제품 및 핵연료제조업(2.56×10-3톤/톤제품)순이었다.



4. 오니류, 섬유, 가죽등 시료에 대하여 수분(moisture), 연소성분(V.S.)및
회분(F.S.)를 측정하였고, 가연성성분의 발열량을 측정하여 <표3.7>과
<표3.8>에 제시하였으며 업종별 VS함량, 발열량 및 소각가능 여부를 표로
정리하면 다음과 같다 . 가죽, 가방, 마구류 및 신발제조업과 코크스 석유정제품
제조업의 오니류는 점화시 보조연료를 가하면 그 이후에는 자체연료 소각이
가능하고 섬유제품 제조업이나 화학물 및 화학제품제조업의 경우 소각처리를
위하여 지속적으로 보조연료가 필요하였으며 1차금속제조업이나 조립금속제품제조업의
경우는 소각이 불가능하다.






업종별 VS함량, 발열량 및 소각가능 여부







업종 VS 수분(%) HHV(kcal/kg)

젖은 폐기물
소각여부
섬유제품제조업



가죽,가방,마구류

및 신발제조



코크스,석유정제

제품제조업



화합물 및

화학제품 제조업



제1차금속제조업



조립금속제조업
8.1



22.1





21.9





15.3





0.8



0.9
22.1



21.9





15.3





0.8





0.9



81.5
259



1,220





1,850





314










연속보조연료공급

소각가능

운전개시시보조연료,

그후 자체연소



운전개시시보조연료,

그후 자체연소



연속보조연료공급

소각가능



소각불가능



소각불가능



전반적으로 VS 2%이상, HHV 1,000kcal/kg젖은 폐기물 이상이면,
운전개시시만 보조연료, 그 이후 자체 연소가 가능하며, VS 10 %이상, HHV 200kcal/kg이상이면
연속보조연료공급으로 소각이 가능하다고 판단된다.



5. 각종 오니류의 용출시험방법에 의하여 Pb, Cu, As, Hg등 10개 항목에 대하여
분석하여 <표3.9>에 그 결과를 나타내었 다. 가죽, 가방, 마구류 및 신발
제조업의 경우 Cr6+, Cu가 일부 오니중에 기준치이상으로 나타났다. 그러나
어느 업종이나 각 성분의 평균치는 훨씬 기준치 이하였다. 따라서 오니류를
용출시험 결과만을 가지고 무조건 특정폐기물로 분류하고 나머지를 일 반폐기물로
취급하여 간단히 처리할 수 있다고 판단하는 것이나 그렇게 처리하는 것은 무리이다.
별도의 대책이 강구되어야 할 것이다.



6. 폐기물 분류체계는 가능한 자주 변경하지 않는 것이 좋다. 만약 바꿀 경우에는
바젤협약에 준하는 체계로 변경하는 것이 타 당하고 이것도 이에 상응하는 관리체계
및 처리시설을 준비할 수 있는 충분한 준비기간(5년)을 둔 후에 시행토록 한다.
현행 특 정폐기물의 분류는 특성에 너무 편중된 점도 향후 고려되어야 한다.




7. 현행 국내의 용출시험 방법은 실제 상황과는 거리가 있다. 국립환경연구원의
충분한 검증(연구)을 거쳐 추출액의 초기 ph5.8 ∼6.3을 항상 ph5이하로 유지하고
추출시간도 조정한다. 이에 따라 시험 항목별 기준도 현실에 맞게 조정을 하며
TLCP도 동시에 도입한다. 그러나 이 제도의 시행도 향후 준비기간(5년)을 둔
후 시행하고 이를 법에 명시토록한다.



8. 특정폐기물의 효율적인 관리를 위하여는 일반시민, 기업체 임직원, 학자,
언론인, 정부 공무원등 광범위한 영역에 거쳐 특정 폐기물에 대한 사회교육이
필요하다. 정부는 이에 대한 프로그램을 개발하거나 개발을 지원한다.



9. 매립폐기물의 질적특성을 고려한 폐기물 매립에 있어서는 다음 사항을 제안한다.




1) 차수시설은 재료의 다변화로 현실적으로 경제적이면서도 충분한 차수효과를
높이는 방향으로 설계지침을 정하고, 반드시 배 수시설을 설치하여 차수시설의
차수효과를 높이도록 한다. 우리나라와 외국의 폐기물 매립시설 기준을 별표1에
비교하였다.



2) 복토는 복토재의 재질을 천연토양에서 매립지 개발에서 얻은 부식토, 콤포스트
등 다변화하고 Plastsoil과 같은 합성복토 사 용도 가능하도록 제도화한다.




3) 최종마감처리를 향후 5년이후부터 지지층을 60cm이상으로 하고 상부에 차수층,
배수층, 식생층을 설치하되 그 설치유무와 설 치시 두께는 매립폐기물종류,
토지이용계획에 따라 결정한다. 단 최종복토의 경사는 2-3%를 유지한다. 구체적인
내용을 제도화한 다.



4) 침출수 평가도 매립지 특성을 감안하여 수질환경보전법의 항목이나 평가기준을
달리하는 평가항목과 평가기준으로 확장한다.



5) 오니류의 직매립을 가능한 피하고 반드시 중간처리를 거친 후 안전하고 위생적으로
처리토록 한다.



6) 매립폐기물의 질적특성을 고려한 폐기물 중간처리 및 폐기물 매립방안을
업종별로 제시하였다.



10. 폐기물 질적특성을 고려한 중간처리 방안에 있어서 다음 사항을 제안한다.




1) 특정폐기물 소각에 대한 지침서를 만들어 소각 형태별 화상부하율(kg/m2hr),
열부하율(kcal/m3hr)등 설계기준치를 제시하고 소각재의 강열감량을 가연성
성분의 함량과 소각로의 형식에 따라 조절한다. 70%이하의 가연물을 함유한
폐기물의 소각에 있어 회분식 소각로는 15%이하, 연속식 소각로는 7%이하, 고온열분해는
5%이하고 하고 가연물을 70%이상함유한 폐기물에 대하여는 연 소효율 90%이상을
유지하게 된다. 가연분의 함량과 강열감량에 따른 연소효율은 다음 그림과 같다.




2) 소각잔재물의 용출시험결과를 바탕으로 이의 처리도 고형화처리 등 중간처리후
매립토록 한다. 향후 재처리에 관한 광범위한 처리방안을 개발한다.



3) 유해폐기물의 소각성능에 있어 엄격한 대기오염배출기준 관리를 수행할 뿐만아니라
파괴제거효율(DRE)개념을 도입하고 대상 화학물질에 대하여 기준을 정한다.
이에 앞서 대상화학물질의 표준시험방법을 도입한다. 이 제도의 도입은 일정기간(5년)의
준비 기간을 거친 후 시행한다. dioxin의 배출기준 설정도 같은 개념으로 추진한다.




4) 환경관리공단에서는 유해폐기물의 고도의 소각기술인 SITE program기술을
도입하여 기술 개발과 동시에 안전하고 위생적으로 유해폐기물을 처리토록 한다.




5) 안정화나 고형화된 고형화체는 반드시 재활용이나 일반폐기물 매립 또는
특정폐기물 매립과 연계처리토록 하여야 한다.



6) 고형화된 고형화체에 대한 물성시험(겉보기 밀도, 일축압축강도, 투수계수
및 내구성 등)과 용출시험 방법을 제도화하고 그 기준을 정하여 이행케 한다.




7) 고형화체를 재활용시에는 고형화제 및 첨가제의 첨가량을 정하고 고형화체의
규격을 규정하여 규격화함으로써 효율적으로 재 활용이 이루어지도록 한다.




8) 어떠한 폐기물이든지 직 매립을 가능한 규제하고 반드시 중간처리를 거치도록
한다. 폐기물의 질적특성을 고려한 중간처리 방안을 업종별로 제시하였다.



오니류의 중간처리가운데 주요 방법인 소각에 대하여 소각로 형식과 소각시설
기준 및 소각대상폐기물을 정리하여 별표2에 나타 내었다.



11. 폐기물 매립지 조기안정화 방안으로 생물학적 방안, 물리화학적 방안을
제시하였고, 매립 완료된 매립지의 재이용방안 및 부정적 매립지의 고정방안을
외국사례를 중심으로 설명하였다. 또한 매립지 사후관리방안 체계도 제시하였으며
폐기물 매립지 안 정화정도 및 측정방법을 위하여 물리적인 안정화 측정방안으로는
침하량 측정방안, 화학적인 안정화 측정방안으로는 악취, 수질 검사, 매립가스
측정방안을 제시하고 그 각각에 대한 안정화 판단기준을 제시하였다.



12. 국내외 각종 자료를 토대로 하여 중간처리와 최종처리의 경제성 평가를
실시하였으며 매립비용이 상대적으로 싼 현상에서는 매립을 선호할 수 밖에
없으나 제도적으로 직 매립을 억제하고 매립비용이 점차 인상되므로 중간처리를
한 후에 매립하는 것이 보다 경제적인 시점이 현실로 닥쳐 올 것으로 기대된다.
이를 위한 모든 준비를 갖추어야 한다고 판단한다.



13. 오니류의 중간처리, 최종처리의 경제성을 비교하면 연못투기(lagooning)를
1로할때, 해양투기가 1, 액체 상태로의 토지개량 재 활용이 1.25, 탈수오니
매립이나 탈수오니 토지개량재로의 활용이 2.08, 다상이나 유동상 소각이 2.5,
습식산화가 3.5, 가열 건조(오니판매 미포함)가 4.2로 시설비와 운영비가 소요되는
것으로 평가 보고된 바 있다. 국내에서도 이와 유사한 결과를 줄 것 으로 판단한다.




14. 가연성오니는 소각, 불연성오니는 탈수 및 고형화가 효과적이나 비용적
측면에서 어는 경우나 오니의 탈수가 선행되는 것이 좋고, 탈수방안으로는 처리효율,
시설비 및 운영비를 고려하면 belt press가 좋고, precoat vacuum filter, centrifuge,
chemic al enhanced, thermally enhanced, gravity decant순으로 나타났다.




15. 폐기물 처리시설 주변환경오염 사례를 중간처리시설과 최종처리시설별로
국내의 사례를 제시하였으며 주변환경 오염저감대 책을 위하여 발생원, 수립,
운반, 중간처리, 최종처리 및 사후관리단계에서 취할 방안을 제시하였다. 폐기물
처리시설 주변영향 지역 지원은 부(-)의 외부효과와 정(+)의 외부효과의 차이를
극소화할 수 있는 방향으로 이루어져야 한다. 이를 위하여는 부(-) 의 외부효과를
감소시키는 방법과 부(-)의 외부효과를 보상하는 방법이 동시에 추진되어야
하며, 보상도 간접적 지원(보상)과 직 접적 자원(보상)이 함께 이루어져야 한다.
지원범위, 지원액수, 지원방법과 비용 확보 등 중요사항의 결정은 민주주의
원칙인 공 개, 공평주의 원칙에 따라 주민대표가 참여하는 조직(기구)에서 과학적이고,
합리적으로 이루어져야 한다. 이를 위한 기본 틀을 결정해 줄 폐기물 처리시설
설치촉진 및 그 주변지역 지원 등에 관한 특별조치법의 제정이 시급히 필요하다.




16. 오니류 매립지 안정화에 필요한 기간은 대상폐기물의 종류, 매립지의 크기,
매립지 사후관리방안에 따라 크게 차이가 있으 므로 이를 일괄하여 규정하기는
아주 어렵다. 그러나 개략적으로 사후관리대상매립지의 안정화 기간을 제시하면
다음 표와 같다. 여기서 안정화는 매립지가 위해성으로부터 안정화되는 것을
의미하며 토지이용과는 직접관계가 없다.







사후관리대상매립지의 안정화 기간









대상폐기물(매립방법) 매립지사후관리 매립지안정화에 필요한 기간
유기성오니류

(준호기성위생매립)
생오니

탈수오니

혼합매립
정상적인 관리

정상적인 관리

정상적인 관리
10 – 15년

7 – 10년

5 – 10년
무기성오니류

(준호기성위생매립)
생오니

탈수오니

안정화/고형화오니
정상적인 관리

정상적인 관리

정상적인 관리
9 – 10년

7 – 8년

5 – 6년

단순투기나 혐기성위생매립의 경우 유기성오니류는 5∼10년,
무기성오니류는 2∼3년 연장된다.



17. 폐기물 질적특성을 고려한 종합시스템을 일반폐기물, 특정폐기물 및 오니류에
대하여 각각[그림 10.1]-[그림 10.3]에 제시 하였으며, 관리종합시스템도 제시하였다.
외국의 종합시스템의 예로 독일 GSB를 택하여 설명하였다.




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