Transcript 특정수질유해물질 배출량줄이기 계획

환경부 산업폐수과, ㈜TO21
서울대학교 화학공정신기술연구소
배출량줄이기 계획 제도
::: 특정수질유해물질 배출량줄이기 계획::: 운영지침 순회교육
제도 목적 및 근거법률
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
서울대학교 화학공정신기술연구소
 제도 목적
☞ 3대강(금강, 영산강 · 섬진강, 낙동강) 수계에 입지한
특정수질유해물질을 배출하는 업소에 대하여 특정폐수
배출량 저감을 유도하여 수자원, 수생태계 보호를 목적
 관련 규정
☞ 낙동강수계물관리및주민지원등에관한법률 제19조
☞ 금강수계물관리및주민지원등에관한법률 제18조
☞ 영산강·섬진강수계물관리및주민지원에관한법률 제18조
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제도 개요
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
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 배출업소
☞ 특정수질유해물질 배출시설을 설치하거나 운영하는 자는
특정수질유해물질의 종류·취급량 및 배출량과 배출량줄이기
계획을 2년단위로 수립, 광역시장 또는 시장·군수에게 제출
☞ 또한, 배출량줄이기 계획을 제출한 자는 계획에 맞도록
시설개선 등을 이행
 광역시장 또는 시장 · 군수
☞ 배출업소의 배출량줄이기 계획의 이행실적을 평가, 관리
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적용 대상업소
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
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 낙동강,금강,영산강·섬진강 수계에 특정수질유해물질
배출시설을 설치 또는 운영하는 자
☞ 현행 특정폐수배출시설중 “사진처리시설”, “X-ray시설”이
발생되는 폐수를 “전량 위탁처리하는 경우” 는
기타수질오염원
으로 관리하는 방안으로 시행규칙 개정중임(법제처 심사중)
- 개정(안) 확정될 경우 위 2가지 경우는 대상시설에서 제외
※ 특정수질유해물질 종류(17종)
-
수질환경보전법 시행규칙 제3조 별표2 참조
· 구리 및 그 화합물, 납(연) 및 그 화합물, 비소 및 그 화합물, 시안화물,
수은 및 그 화합물, 유기인화합물, 6가크롬화합물, 카드뮴 및 그 화합물,
테트라클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 페놀류, 디클로로메탄, 사염화탄소,
벤젠, 폴리크로리네이티드비페닐, 셀레늄 및 그 화합물, 1,1-디클로로에틸렌
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작성 및 제출 시기 1
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 법시행(’02.7.15) 당시 특정수질유해물질 배출시설을
운영하는 자
☞ 최초 제출일 : 법 시행 후 1년 이내(’03.7.15까지)
※ 낙동강법 부칙 제7조
금강법, 영산강법 부칙 제5조
☞ 다음 제출일 : 최초 제출일로부터 매 2년이 되는 해의
10월말까지(’05.10월말까지 이행)
※ 낙동강법 시행규칙 제36조제2항
금강법 · 영산강법 시행규칙 제30조제2항
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작성 및 제출 시기 2
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 법 시행(2002.7.15)후 특정수질유해물질 배출시설을
설치하는 자
☞ 최초 제출일 : 수질환경보전법에 의하여 신고한 당해
배출시설 가동개시일부터 2년째가 되는
해의 10월말까지 제출
예) ’03.5월 가동 개시하는 경우 ’05.10월까지 제출
☞ 다음 제출일 : 최초 제출일로부터 매 2년이 되는 해의
10월말까지 제출
※ 관련규정 : 낙동강법 시행규칙 제36조제2항,
금강법·영산강법 시행규칙 제30조제2항
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계획서 제출 및 관리
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 계획서 제출
☞ 배출량 줄이기 계획을 2년 단위로 수립, 광역시장 또는
시장 · 군수에게 제출
※ 근거 규정 : 낙동강법 시행규칙 제36조제2항,
금강법·영산강법 시행규칙 제30조제2항
 계획서 적합여부 검토
☞ 광역시장 또는 시장·군수는 계획서 검토결과 수립기준에
적합하지 아니하다고 인정되는 때에는 사업자에게 이를
조정 또는 보완 요청
※ 근거 규정 : 낙동강법 시행규칙 제36조 제3항,
금강법·영산강법 시행령 제30조 제3항
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행정조치 : 계획서 이행 실적 관련
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 배출량줄이기 이행실적 평가
☞ 광역시장 또는 시장 · 군수는 2년마다 “배출량줄이기
계획”에 대한 이행실적을 평가해야 하며,
☞ 평가 결과에 따라, 배출량줄이기계획을 제출한 자에
대하여 시정을 명하거나 필요한 조치를 명할 수 있고,
☞ 배출량줄이기 계획을 제출하지 아니하거나 계획을
이행하지 아니하는 경우는 출입 · 조사 결과를 공개
할 수 있음
※ 근거 규정 : 낙동강법 제19조 제2항 내지 제6항,
금강법 · 영산강법 제18조 제2항 내지 제6항
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벌칙
 벌칙관련
▶ 배출량줄이기계획에 대한 평가 결과에 따른
시정명령을 이행하지 아니한 자
☞ 벌칙 : 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금
▶ 배출량줄이기계획을 제출하지 아니하거나
허위의 자료를 제출 · 보고한 자
▶ 관계공무원의 출입 · 조사를 거부 · 방해 또는 기피한 자
☞ 벌칙 : 5백만원 이하의 과태료
※ 근거 규정 : 낙동강법 제44조 내지 제46조,
금강법·영산강법 제41조 내지 제43조
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배출량 산정 방법
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목차
 개요
 방법별 배출량 산정
 단위 공정별 배출원
 배출량 산정 및 서식 작성사례
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개요
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배출량 줄이기 계획 수립 기준
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 배출량줄이기 대상 특정수질유해 물질 조사
 원료, 부원료 내에 특정수질유해물질 함유량을 확인
 특정수질 유해물질 배출원 조사
 특정수질유해물질 함유 물질 취급, 생산, 사용,
보관 • 저장 또는 운반 • 이송 단위공정 및 시설 조사
 단위공정 및 시설별 발생 연간 폐수발생량 조사
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 특정수질 유해물질 배출량 조사
 방지시설을 거쳐 공공수역으로 배출되는 양과 빗물등에 의해
배출되는 양을 구분하여 조사
 직접측정법, 물질수지법, 공학적 계산법 등 이용
 평균 폐수발생량, 특정수질유해물질 농도를 이용해 청량단위
(kg/일)로 환산하여 공정별로 배출량 제시
 화학물질배출량조사 지침(환경부 고시 제2002-166호) 참조
 특정수질유해 물질 사용량 및 배출량에 대한 줄이기 계획
 방지시설개선, 공정개선 및 원료대체, 청정기술도입, 제품개발
개선등으로 구분수립
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배출량 줄이기 계획서 서식
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서식 구성
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 일반현황
 공정별 특정수질유해물질 사용량 및 배출량
 특정수질유해물질 방지시설 가동 현황
 분야별 세부 저감계획
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배출량 산정의 중요성
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 오염물을 줄이는 최선의 방법은 오염물질이 생성되기
전에 오염발생원을 없애는 것
 오염물질 발생원을 파악하는 것이 중요
 배출량 산정을 통한 주요 오염원의 파악 가능
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방법별 배출량 산정
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1. 직접측정법
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 실제로 배출되는 양을 직접 측정한 값을 토대로 배출량
산정
 농도나 유량 측정방법은 수질환경보전법, 폐기물관리법에
의한 공정시험법 준용
 오염물질이 다량 배출되는 배출량 산정에 효율적
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공정시험법
기기분석법
• 흡광광도법
• 원자흡광광도법
• 유도결합플라스마 발광광도법
• 가스크로마토그래피법
• 이온크로마토그래피법
• 이온전극법
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2. 물질수지법
배출량 산정범위를 설정하고 질량보존 법칙인 물질수지식을
이용 하여 배출량 산정
사업장
전체 연간
환경배출량
연간 사업장내로
총 투입량
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연간 사업장에서
총 방출량
3. 공학적계산법
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 물리화학법칙 이용
- 화학반응식
- 물리화학적 성질
(예:증기압, 용해도, 확산계수 등)
 공정설계자료 이용
(예:온도, 압력, 시설크기, 유속, 반응시간 등)
 생산공정이나 오염방지시설의 성능지표 이용
(예:제거율, 수율, 효율, 생산율 등)
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단위 공정별 배출원
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주요공정 배출원
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주요공정 배출원 흐름도
대기
대기오염방지시설
대기오염물질로
의 배출량
후드 (HOOD)
각 단위 시설
또는 공정
폐수처리업체
(저장, 이송, 혼
합, 반응, 코팅,
열처리, 세척 등)
수질오염물질로
의 배출량
폐기물처리업체
폐기물로 배출량
폐수처리시설
수계
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폐기물처리시설
토양
1. 저장 및 이송, 운반시설
 저장시설
저장탱크
창고 및 사이로
노천야적시설
 이송운반시설제품
배관시스템
소형용기등에 주입시
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2. 제품제조공정
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 혼합공정
 화학반응공정
 도장, 염색, 인쇄 등의 코팅공정
 열처리공정 : 증발, 건조, 숙성, 주물공정
 탈지, 세정, 표백공정 : 산세척, 드라이크리닝
 분리, 정제공정
 기계적 가공공정
 조립, 포장, 검사공정 : 조립, 포장, 검사, 소분
 용제회수공정
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3. 환경오염 방지시설
 대기오염방지시설
집진장치, 흡수장치 등
 폐수처리시설
침전장치, 막투과 장치 등
 폐기물처리시설
소각장치 등
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4. 기타
 빗물을 통한 배출량
 비정상조업
대기오염방지시설
장치세척, 청소, 점검, 보수를 위한 시설개방
운전시 부주의로 인한 누출
사고, 재난
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배출량 산정 및 서식 작성 사례
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작성 사례 A. 조립금속업
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• 원료 : 알미늄 Billet 100톤/일(Cr, Cu 미량 함유)
• 연간 제품생산량 : 5,000톤/연
• 연간가동일 : 300일
• 폐수발생시설자료
– 탈지, 에칭, 중화 처리 : 500m3/일, Cr0.2 mg/l, Cu 0.5mg/l
– 전해피막 처리 : 300m3/일, Cr0.2 mg/l, Cu 0.5mg/l
– 발색처리 : 400m3/일, Cr0.2 mg/l, Cu 0.5mg/l
– 산업시설의 세정시설 : 180m3/일, Cr0.1 mg/l, Cu 0.2mg/l
– 산업시설의 정수시설 : 20m3/일, Cr0.1 mg/l, Cu 0.2mg/l
• 폐수 배출량 : 1,400m3/일 (2종)
• 방류수 물질 농도 : Cr 0.1mg/l, Cu 0.2mg/l
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A사의 폐수 배출 공정도
탈 지
공업용수
원료입고
정수시설
(원심분리)
공업용수
압 출
수 세
폐수발생
에 칭
수 세
폐수발생
중 화
절단 및 선별
공업용수
표면 처리 공정 상세도
열처리로
표면처리
폐수발생
전해피막
공업용수
폐수발생
수세(샤워)
수 세
폐수발생
정수시설
순수수세
폐수발생
정제시설
(IR 시설)
칼 라
공업용수
수세(샤워)
폐수발생
순수수세
폐수발생
건조
정수시설
전 착
조립
출하
정수시설
(재생시설)
수 세
폐수발생
순수수세
폐수발생
건 조
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A사의 폐수배출 현황
• 공정별 특정수질유해물질 사용량 및 배출량
<공정별 특정수질유해물질 사용량 및 배출량>
⑩배출공정 및
배출시설배출시설명
공정명
압연 및 압
출 공정
⑪사 용 량
⑫배출량
항목
사용량 (톤/연) 원단위 폐수배출량(L/일)
종류 원료명
알루미늄
Cr
30,000
6
탈지, 에칭,
Billet
500,000
중화 처리
알루미늄
Cu
30,000
6
Billet
전해 피막
Cr
300,000
처리
Cu
Cr
발색 처리
400,000
Cu
배출시설명
산업 시설 세
정 공정
세정 시설
산업 시설 정
수 공정
정수 시설
Cr
180,000
Cu
Cr
Cu
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20,000
농도 배출량
(㎎/L) (kg/일)
0.2
0.1
0.5
0.25
0.2
0.5
0.2
0.5
0.06
0.15
0.08
0.2
0.1
0.018
0.2
0.036
0.1
0.002
0.2
0.004
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
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A사의 폐수배출 계통도
폐수인입
원수 펌핑조
Screen 조
집수조
pH 조정조
반응조
응집조
응집 형성조
pH meter
COD meter
1차 침전조
Mixing Tank
2차 침전조
Sludge Mixing
Tank
방류조
탈 수 기
방 류
Sludge Dryer
Cake 처분
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Scrubber
A사의 폐수 배출 저감계획
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 방지시설 : 물리화학적 처리공정
– 크롬 : 0.2 ppm -> 0.1 ppm, 구리 : 0.5 ppm -> 0.2 ppm
– 일일 폐수 방류량 : 1,400 톤/일
– 폐수의 재이용은 이루어지지 않고 있음.
 폐수 방류량 저감 방법 : 재이용수 공정을 활용
– 기존에 시설된 재이용수 공정을 이용, 최종 방류 용수 저감
– 크롬의 방류량을 일일 1,400 m3/일에서 1,100 m3/일로 저감
– 크롬의 배출총량은 42 kg/연에서 33 kg/연로 저감
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A사의 폐수처리 현황 및 계획
• 물리,화학적 침전 시설 가동과 저감 계획
<특정수질유해물질 방지시설 가동현황 및 저감계획>
⑬방지시설
처리
공정명
⑭종류
⑮오염물질 농도 및 배출량
처리량
재이용량
방류량
물리화학
Cr
농도
처리전
(㎎/L)
처리후
배출량
처리전
(kg/일)
처리후
처리량
폐수량
재이용량
(L/일)
방류량
물리화학
Cu
농도
처리전
(㎎/L)
처리후
배출량
처리전
(kg/일)
처리후
(17)연간 제품 총생산량(톤/연)
폐수량
(L/일)
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(16)저 감 계 획
현 재
저감목표
배출총량 배출량 배출총량 배출량
(kg/연)
원단위
(kg/연)
원단위
1,400,000
0
1,400,000
0.2
0.1
0.28
0.14
42
8.4× 10-6
33
5.5× 10-6
84
1.7× 10-5
66
5.5× 10-5
1,400,000
0
1,400,000
0.5
0.2
0.7
0.28
5,000톤/연
6,000톤/연
작성 사례 B. 합성수지제조업
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
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• 원료 : 페놀 26.263 ton/일
• 연간 제품생산량 : 7,634.4 톤/연 (합성수지 A)
• 연간 가동일 : 300일
• 폐수 발생 시설 자료
– 합성수지 A 제조공정 반응기 : 200 m3/일, 페놀 163 mg/l
– 합성수지 A 제조공정 회수 설비 : 34 m3/일, 페놀 14,160 mg/l
– 합성수지 B 제조공정 반응기 : 50 m3/일, 페놀 163 mg/l
– 합성수지 B 제조공정 회수 설비 : 1.4 m3/일, 페놀 14,160 mg/l
• 폐수 배출량 : 700-800 m3/일(2종), 재이용수 900 m3/일
• 방류수 물질 농도 : 페놀 0.001 mg/l
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B사의 폐수 배출 공정도
원료입고
고농도폐수
용수
반응
폐수발생
냉각
분쇄
저장
포장
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회수
폐가스세척시설
폐수소각시설
폐수처리장
B사의 폐수 배출 현황
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• 공정별 특정수질유해물질 사용량 및 배출량
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B사의 폐수 처리 계통도
일반 폐수
고농도 폐수
유량조정조
유량조정조
안정조
희석수로 재이용
침전시설
중화시설
유량조정조
안정조
소각로1호기
폭기시설
침전시설
방류조
농축시설
응집시설
탈수시설
슬러지
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소각로2호기
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
서울대학교 화학공정신기술연구소
B사의 폐수 현황 및 계획
1650
27.5
::: 특정수질유해물질 배출량줄이기 계획::: 운영지침 순회교육
작성 사례 C. 화학산업
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
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• 원료 : 특정 유해물질 원료가 없음. (그러나 납과
카드뮴이 미량 발생, 원인을 모름)
• 연간 제품생산량 : 8,000 톤/연 (차아염소산소다)
• 연간 가동일 : 300일
• 폐수 배출량 : 45 m3/일 (4종)
• 폐수 처리용량 : 자료 없음.
• 방류수 물질 농도 : 납 : 0.06 mg/l,
카드뮴 : 0.01 mg/l
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C사의 폐수 배출 공정도
원료투입
원료투입
반응(1차) • 정제
반응
반응(2차) • 정제
정제 (여과)
건조
반응
포장
정제 (여과)
건조
: 폐수발생 공정
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포장
응축
응축
C사의 폐수 배출 현황
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
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• 공정별 특정수질유해물질 사용량 및 배출량
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C사의 폐수 처리 계통도
폐수
유량조정시설
(산집수조)
유량조정시설
(알칼리집수조)
중화시설
유수분리시설
유량조정시설
(균 등 조)
유량조정시설
(탈수여액저장조)
유량조정시설
(계 량 조)
1차 폭기시설
2차 폭기시설
상등수
침전시설
농축시설
유량조정시설
(저 류 조)
탈수시설
여과시설
(활 성 탄)
슬러지 Cake
탈수여액
유량조정시설
(방 류 조)
pH 자동측정기
적산유량계
방류
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C사의 폐수 처리 현황 및 계획
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배출량 저감 방법
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목차
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
서울대학교 화학공정신기술연구소
 적극적 참여를 위한 정책방안
 업종별 배출량 저감방법
 폐수 처리 방법
 공정용수 재이용과 폐수 최소화(Water Pinch)
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환경부 산업폐수과, ㈜TO21
서울대학교 화학공정신기술연구소
적극적 참여를 위한 정책 방안
::: 특정수질유해물질 배출량줄이기 계획::: 운영지침 순회교육
적극적 참여를 위한 정책방안
 제도의 효과 홍보
 배출량 줄이기 계획의 효과
 자발적인 참여유도 및 방안
 지속적인 교육
 전문 기술지원 인프라 구축
::: 특정수질유해물질 배출량줄이기 계획::: 운영지침 순회교육
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
서울대학교 화학공정신기술연구소
기업이 얻을 수 있는 이점 1
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
서울대학교 화학공정신기술연구소
 기업 손실원 파악
• 화학물질의 배출 = 이윤을 생성시키는 원료의 배출
• 제품생산률 1% 상승 노력보다, 화학물질이 배출되는 공정을
파악 · 관리하는 것이 더 많은 이윤을 가져다 줄 수도 있음
• 배출량 및 배출원의 파악, 그 원인을 해결함으로써 기업에 이윤을
가져다 줌
※ 유사한 예로써 美 BASF는 TRI(유해화학물질배출량보고제도)를
통해 주요 손실원을 파악, 이를 집중 관리(보수, 공정개선, 원료대체
등)하여 10년간(’87∼’96년) 배출량의 76%를 감소
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기업이 얻을 수 있는 이점 2
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
서울대학교 화학공정신기술연구소
 폐수로부터 원료의 회수를 통한 비용절감
• 폐수 내에 포함되어있는 주원료를 회수한 후 처리하는 공정으로 개선
• 폐수 처리비용 및 원료수입비용의 절감
• 폐수로부터 공정수를 재생산
• 실제로 대량의 물을 사용하는 공장에서 많이 이루어지고 있는 방법
 대책마련
• 배출원 및 배출량을 파악
• 화학물질의 취급방법을 개선, 장치의 효율을 증대, 제조공정을
개선하는 등의 청정기술을 도입할 방법을 모색 가능
• BASF에서는 사고 모델링이나, 시나리오 작성 등의 방법을 사용
사고에 의한 배출에 대한 대비책을 마련
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기업이 얻을 수 있는 이점 3
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 작업장의 안전의 증진
• 미국에서는 배출량을 산정함으로써 누출에 의한 사고발생 가능
지점들을 사전에 발견하여 조치, 사고를 미연에 방지
• 작업장 환경 개선을 통한 인적 사고 요인을 줄이는 등 작업장 안전을
증진
• 직원의 보건상태 향상
• U.S. Bureau of Labor Statistics의 자료에 의하면, 1986년~1995년
동안에 배출량을 감소시킴으로써 석유정제산업에서 근로자 100명당
작업과 관련된 상해 및 질병 발생율은 5.9에서 4.9로 17% 감소
 기업의 이미지 개선
• 미국의 데이터 : 기업의 노력으로 매년 배출량 감소추세.
• 누적된 데이터를 공개 : 환경을 생각하는 기업으로써의 이미지.
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정부의 노력
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 자발적인 참여 유도
· 배출량 감소 기업 홍보 및 성공사례 배포
 지속적인 교육
· 업체의 의견을 수렴, 제도내용의 보충 및 개선 등 상호협력
 전문 기술지원 인프라 구축
· 방지시설 업체들의 적극적 컨설팅 유도
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환경관리의 목표
배출량 감축 방법
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공정 개선 효과
유입 물질의 소량화
부산물을 재사용하는
리엔지니어링
(reengineering)공정
효율을 증진
이윤을 창출
환경영향을 최소화
관리 업무의 개선
독성 물질의 대체
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업종별 배출량 저감방법
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배출량 저감방법 1
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 공정과 장비의 보완
• 배출이 발생하는 공정의 원인을 파악하여 보완.
• 공정상의 개선 (공정의 단순화, 개량화)
• 생산성 향상 및 원료 사용량 감소, 공정의 부식을 방지함으로써 생산
가동율 증가.
• 생산, 저장, 이송 설비의 수명 연장
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배출량 저감방법 2
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 원료의 대체
유해물질을 적게 발생시키는 다른 원료로 대체
• 가능한 천연 물질로서 납과 카드뮴의 함유가 낮은 파편 강철을 사용
• 크롬산세척액을 황산과 과산화수소 같은 비증발성세척액으로 대체
• 시안세척액을 인산나트륨이나 암모니아와 같은 저공해성 세척액으로
대체
• 가공알루미늄의 염기성에칭세척에 있어서 크롬성 세척용액을
비크롬성용액으로 대체
• 자외선 차단막과 장식용 납성분이 없는 검은 세라믹 유리 페인트
개발 (McGraw Glass ; Chrysler assembly plants) - 새로운 환경
시장 개척
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배출량 저감방법 3
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재활용
•
•
•
•
•
원료 물질의 회수를 통한 재사용, 폐수를 공정수로 재이용
금속회수업체를 통하여 금속슬러지를 재활용
값비싼 금속으로 구성된 촉매는 일반적으로 교정자에 의해 재활용
세척수를 재사용
공정에서 재활용될 수 없는 고무조각은 다음과 같은 방법으로 응용
- 보일러의 발화용으로 석탄이나 나무에 이 고무조각을 첨가
- 경기장의 표면이나 바닥을 덮을 수 있도록 잘게 부수거나 다양한
모양을 만든다.
- 개스킷 재료로 이용
- 선적완충기로 이용
• 기름과 유지를 재생시키거나 재사용
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배출량 저감방법 4
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재활용
• 사용한 산에서 녹은 철 염들을 제거하고 그 산용액을 다시 사용
• 화학제가 첨가되지 않은 냉각수나 응축수는 재사용
• 전기도금 산업에서 이용되는 재활용/재이용 기술은 다음과 같다.
- 증발회수(evaporative recovery)
- 전기적 회수(electrolytic recovery)
- 이온교환(ion exchange)
- 역삼투압(reverse osmosis)
- 공정용액 정화를 위한 막분리 시스템(membrane system)
- 오염된 산의 재생을 위한 수지 시스템(resin system)
- 전기투석(electrodialysis)
- 결정화(crystallization)
- 탄소흡착(carbon adsorption)
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배출량 저감방법 5
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훈련과 감독
• 작업장의 인력을 환경 배출저감을 위해 훈련 시키고, 그들을
감독함으로써 인적 자원을 이용한 환경 배출저감을 도모. 인적 자질
향상을 통한 누출 사고 위험을 감소
• 화학물질의 인수나 저장 등을 보다 안전하게 할 수 있는 절차들을
작업자에게 훈련하는 프로그램을 수행
• 그 외에도 화학물질의 수송이라던가, 용해, 유화 등의 올바른 절차
등도 교육
• 종업원들로 하여금 그들의 생산활동에서 생성되는 폐기물을
최소화할 수 있도록 정보나 동기를 부여
• 기존에 알고 있는 것들을 확인시키거나 회사의 오염방지목적을
지원할 수 있도록 적절한 실습 수행
::: 특정수질유해물질 배출량줄이기 계획::: 운영지침 순회교육
업종별 배출량 저감방법
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 13개 대표 업종별 배출량 저감방법 제안
섬유, 펄프(제지), 화학(정유, 석유화학, 정밀화학, 고무, 플라스틱),
금속가공, 금속 주조/제련, 철강, 표면처리(도금), 도장, 피혁, 세척,
자동차, 인쇄, 의약
 항목
생산계획과 순서, 공정과 장비의 보완, 원료의 대체,
(공정수의) 재활용, 회수, 폐기물의 분리, 훈련과 감독
특정수질유해물질 배출량줄이기 계획 운영지침 자료 참조
환경부 홈페이지(부서마당-수질보전국-산업폐수과-자료목록)참조
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환경부 산업폐수과, ㈜TO21
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폐수 처리 방법
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폐하수의 오염물질별 처리단계
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 1차 처리 (물리적 처리)
- 현탁성 물질을 물리적으로 제거
 2차 처리 (물리적, 화학적, 생물학적 처리)
- 물리•화학적 방법으로 무기물 침전
- 생물학적 방법으로 유기성 물질(벤젠, 페놀 등)을 분해
 3차 처리 (고도처리)
- 2차 처리에서 제거할 수 없었던 유기성 물질, 질소, 유기인
화합물 등을 제거
단계
1차처리
(Primary treatment)
전처리
2차처리
(secondary treatment)
본처리
3차처리
(advanced treatment)
고도처리
대상 오염물질
부유•고형현탁물
불용•난용콜로이드물질,
용해유기물(BOD,COD)
질소,인, 미량유해물질,
고형물, 무기염
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물리적 처리 1
 다른 처리방법의 전처리 및 후처리에서 부유물의 분리
 고형 침전물의 응집 및 침전
 막분리에 의한 고형물의 제거
구 분
스크린
파쇄(분쇄)
유량조정조
혼화조
침전지
응집침전조
부상조
여과
흡착
마이크로스크린
내 용
큰 부유물(나무조각, 비닐, 천조각 등)을 제거
큰 부유물을 다소 균등한 크기로 분쇄
유량 및 BOD, SS에 대한 농도 및 부하량을 일정하게 유지
처리약품과 폐수가 잘 혼합되도록 교반
침강성 고형물의 제거 및 슬러지 농축
침전이 잘 되도록 작은 입자들을 결합시켜 큰 입자로 형성
미세 현탁 고형물 및 입자의 제거
생물 또는 화학처리후의 미세 잔류 현탁 고형물의 제거
흡착제와 피흡착제의 물리적 특성에 의한 흡착
스크린에 분류하기도 하나 여과와 같다
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물리적 처리 2
처리방법
처리원인
처리장치와 특성
screening
입자의 크기
Bar screen, Rotary screen 진동체
여과
입자의 크기
청등여과(사여과, microstrainer), 탈수여과(Filter press, 진공
여과, 원심분리)
초미분여과, 투석
입자의 크기
Membrane Filter
침강법
입자 크기, 밀도차
자선법
입자의 자성
철분제거
증류법
상대휘발도
증류장치
증발법
증기압차(비점)
응집법
계면전위 계면특성
부상법
계면특성
흡착법
입자의 친화력
추출법
분배계수
용제 추출법
포말부서분리법
계면흡착
포말부선장치
이온교환법
이온성
이온교환장치, 이온교환막, 전기투석장치
스트리핑
흡수성
탈기탑
연소, 소각법
산화반응
Clarifier, Thickner, 침사지, 원심분리
다증 효용 증발기
응집침전, 응집부상분리, 응집여과
가압부상 분리
활성탄 흡착, 합성흡착제의 사용
수중연소, 습식공기산화, 다단로, 유동층소각로, Rotary kiln
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화학적 처리 1
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화학적 응집
- 응집제 : 황산알루미늄, 폴리염화 알루미늄, 황산철, 염화철 등 이용
흡착
오존
- 강력한 산화력으로 난분해성 물질의 분해, 탈색, 살균
전해 부상법
- 부상조 내에 전압을 걸어 전기분해에 의해 수소와 산소의 기포를 형성
전기 침투법
- 함수 슬러지에 전압을 걸어 슬러지를 농축
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화학적 처리 2
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
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 전기 투석법
- 이온 교환막을 이용해 무기 이온을 제거하는 방법
 이온 교환
- 오탁 물질 농도가 낮고 양적으로 많은 폐수에 적절한 처리
유기 수은이나 유기납 등의 유기 금속 화합물의 처리가 용이한
특징이 있다.
 그 외 산화 환원법, 중화법, 분해법
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생물학적 처리
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호기성 처리
• 호기성 미생물이 관여하여 일부 유기성 물질(페놀, 벤젠 등 포함),
유기인화합물, 악취, 철 등을 산화 분해하여 제거
• 활성 슬러지법 : 폭기에 의해 생물 플록을 부유시킨 상태로 유기물질
(페놀, 벤젠 등 포함)을 산화 분해
• 생물막법 : 담체에 미생물을 부착 증식 시켜 생물막을 형성, 폐수에
접촉시켜 산화 분해
혐기성 처리
• 용존 산소 1 ppm 이하의 상태 유지
• 고농도 유기성 물질을 혐기성 세균에 의해 메탄과 이산화탄소로
분해하는 메탄 발효(혐기성 소화법)
• 폭기에너지가 불필요하고 생성하는 슬러지량도 적은 것이 장점
호기성 처리와 혐기성 처리의 병용 처리
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처리방법별 제거율 비교
구분
물리적 처리
화학적 처리
생물학적 처리
제거부분
침전가능물질
부유물질
생물학적 분해가능 유기물질
40~50%
활성슬러지 90%
살수여과상 82%
산화지 70~80%
50~60%
60~85%
활성슬러지 88%
살수여과상 79%
산화지 70~80%
효율이 낮다
화학약품에 의한 높
은 슬러지 발생량, 고
가 유지비, 인의 대량
제거 가능
주위조건에 미생물 민감
BOD
제
거
율
부유
물질
장단점
30%
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중금속 폐수의 처리
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 크롬(Cr) 폐수
- 환원침전법, 수산화물 침전, 전해법, 이온교환수지법
 카드뮴(Cd) 폐수
- 수산화물침전법, 유화물(황화물)침전법, 탄산염침전법, 이온교환수지법
알칼리염소법 분해 후 수산화물 침전법
 비소(As) 폐수
- 금속비소로 환원시켜 제거, 수산화물 또는 황화물 (불용성 비소염) 침전,
수산화제2철 공침법, 흡착처리법, 이온교환처리법
 납(Pb) 폐수
- 수산화물 침전법, 황화물 침전법
 수은(Hg) 폐수
- 황화물응집 침전법, 활성탄 흡착법, 이온교환수지법
 시안(CN) 폐수
 - 알칼리염소법, 오존산화법
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유기성 물질의 처리
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 페놀류
- 생물학적 처리, 활성 슬러리법, 트리클링 필터, 활성탄 흡착 등
 벤젠
- 활성 슬러리법, 스팀 스트리핑, 활성탄 흡착, 역삼투 등
 1,1-디클로로에틸렌
- 활성탄 흡착, 고도산화처리(UV, 과산화수소), 용매 추출법 등
 사염화탄소
- 활성 슬러리법, 분말 활성탄, WOx(Wet Air Oxidation) 등
 염화탄화수소류
- 테트라클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 디클로로메탄,
1,1-디클롤에틸렌, 폴리크로네이티드비페닐
- 활성 슬러리법, WOx, 분말활성탄, 스팀 스트리핑 등
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공정용수 재이용과 폐수
최소화
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Water Pinch 기술 1
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 Water Pinch Analysis
•네트워크 분석 후, 용수 소비 감소
• 공정용수 재이용의 최대화
• 배출 오염물의 농축
• 설계 단계에서 병목(bottleneck)을 찾고 용수 사용을 최소화
• 원수 15~40% 절감
• 폐수 20~50% 절감
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용수망 구분 1
Process 1
Fresh
water
Process 2
Effluent
water
Treatment
Discharge
Process 3
원수로 된 초기 용수망(Initial network)
Process 1
Fresh
water
Process 2
Effluent
water
Treatment
Discharge
Process 3
직접 재이용을 나타내는 용수망(Direct Reuse)
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용수망 구분 2
Process 1
Regeneration
Fresh
water
Process 2
Effluent
water
Discharge
Treatment
Process 3
재생을 나타내는 용수망(Regeneration)
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절수시 고려사항
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 자본지출을 필요로 하는 용수의 절약 가능성
• 재생용수의 질 : 다른 공정의 유입수로 적당한가?
• 모든 유출 용수를 취급할 것인가?
• 오염물질의 존재 가능성은?
 이상을 고려하여 자본지출 고려
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용수 재사용 사례 분석
Fresh 200 t/h
0 ppm
Process 1
40 t/h
50 ppm
Process 2
50 t/h
100 ppm
원수로 된 초기 용수망
Process 3
100 t/h
300 ppm
용수내 오염물질 0 ppm
Process 4
10 t/h
400 ppm
공급용수 200 t/h
Contaminant load [kg/h]
Cin [ppm]
Cout [ppm]
Actual flowrate [t/h]
Process 1
2
0
50
40
Process 2
5
0
100
50
Process 3
30
0
300
100
Process 4
4
0
400
10
Overall
41
-
-
200
::: 특정수질유해물질 배출량줄이기 계획::: 운영지침 순회교육
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
서울대학교 화학공정신기술연구소
용수 재사용 사례 분석(계속)
Process 4
Process 1
Fresh water
공정시스템의 조율
재이용과 재생 공정 도입
Process 2
Process 3
Contaminant load [kg/h]
Cin [ppm]
Cout [ppm]
Actual flowrate [t/h]
Process 1
2
0
100
20
Process 2
5
50
100
100
Process 3
30
50
800
40
Process 4
4
400
800
10
Overall
41
-
-
170
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환경부 산업폐수과, ㈜TO21
서울대학교 화학공정신기술연구소
용수 재사용 사례 분석(계속)
공정내용수흐름
Pinch
456 ppm
공급 용수량으로 선정
Process 1Process 2
Process 3
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Process 4
용수 재사용 사례 분석(계속)
Fresh water
90 t/h
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
서울대학교 화학공정신기술연구소
Process 4
10 t/h
100 ppm
Process 1
14.29 t/h
100 ppm
Process 2
30 t/h
100 ppm
Process 3
35.71 t/h
800 ppm
0 ppm
공정 조율전 : 200 t/h
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용수 재사용후 : 90 t/h
기대 효과
환경부 산업폐수과, ㈜TO21
서울대학교 화학공정신기술연구소
 환경 개선
• 폐수처리장의 방류수의 오염물질 부하 저감
• 폐수 및 슬러지 발생량의 저감
 경제성 향상
• 공정용수 재이용을 통한 공업용수 사용량 절감
• 약품비용 및 슬러지 처리비용 절감
• 공정 안정화에 따른 유지비용 절감, 수질 안정을 통한 생산성 향상
• 응축용수 재이용을 통한 에너지 절감
 기술적 효과
• 최적 부원료 선정 및 생산공정 최적화
• 청정생산을 통한 제품 및 가격경쟁력 강화
• 폐수 재이용을 위한 처리기술 적용
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