연도별 연구사업

활성탄 흡착탑과 세정식 스크러버 시설의 효율적인 가동방안 수립을 위하여 다음과 같은 연구를 수행하였다.
     ○ 시화·반월공단 내의 활성탄 흡착탑 설치 현황 분석
     ○ 시화·반월공단 내의 스크러버(물, 약액)의 설치 및 가동 현황 분석
     ○ TGA를 이용한 활성탄의 흡착특성 분석
     ○ 오염방지시설의 인허가 과정에 대한 분석
     ○ 대기배출업체 모니터링과 설계근거로부터 방지시설운영의 문제점과 개선방안 분석

    수행한 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.

   활성탄 흡착탑 운영

    - 각 업종별 활성탄 흡착탑사용 비율은 화합물 및 화학제품 제조업(24)과 조립금속제품 제조업(28)분야가 높았고 전체 흡착탑 사용양의 50%에 가까운 비율을 차지하고 있다.
  
    - 활성탄 흡착탑의 규모를 보면 1 ~ 500 m3/min의 처리용량이 전체의 80%이상을 차지하고 있었고, 특히 처리용량이 가장 작은 범위인 1 ~ 250 m3/min의 활성탄 흡착탑이 2008년에는 63.3%의 가장 높은 비율을 차지하고 있다.

    - 조립금속제품 제조업(28)분야에서도 500 m3/min이하의 처리용량을 가진 활성탄 흡착탑은 2008년도에는 80%의 비율을 보였고 화합물 및 화학제품 제조업(24)과 같이 처리용량이 작은 활성탄 흡착탑이 대부분을 차지하고 있다.
 
    - 냄새강도가 2도 이상인 활성탄 흡착탑은 총 367개로 나타났고 화합물 및 화학제품 제조업(24)의 업종이 75개로 가장 많은 수를 나타내었고, 조립금속제품 제조업(28)에서 65개의 순으로 나타났다. 

    - 2008년의 경우 활성탄의 교체가 연 1 ~ 4회가 이루어지는 흡착탑이 63.8%이다  2008년에 화합물 및 화학물질 제조업(24)에서는 활성탄의 교체가 이 범위에서 64.1% 이루어졌고, 조립금속제품 제조업(28)에서는 67.8%가 각각 이루어졌다.

    - 신탄을 사용하는 흡착탑은 전체 1,058개중 69.5%를 차지하였고 11.2%에 해당하는 119개의 활성탄 흡착탑이 재생탄을 사용하였다.

    - 활성탄 1톤당 교체비용를 보면 가장 높은 비율을 차지한 범위는 101만원에서 200만원으로 26.6%를 차지하였고, 11만원에서 100만원 사이의 범위는 16.9%였다.

    - 전체의 45.3%에 해당하는 활성탄 흡착탑이 연간 1 ~ 10톤 사이의 활성탄을 사용하는 것으로 나타났다. 연간 사용량이 11 ~ 50톤인 흡착탑은 전체의 12.4%를 차지하였다.

    - 활성탄 흡착탑의 가동시간을 기준으로 활성탄을 교체하는 흡착탑이 전체의 42.7%(452개)로 가장 높은 비율을 나타내었고 법적기준에 따르는 흡착탑이 32.6%(345개)이었다. 전체 74.3%에 해당하는 786개의 활성탄 흡착탑의 활성탄 교체를 다른 업체에 위탁하여 교체하는 것으로 나타났다.

    - 전체의 54.1%에 해당하는 흡착탑에 대해서 정기적으로 악취물질의 농도를 측정하고 있고 7.2%가 활성탄 교체 시 오염물질의 농도를 측정하고 있다. 전체의 68.5%에 해당하는 흡착탑이 다른 업체에 위탁하여 악취물질의 농도를 측정하고 있다.

   세정식 스크러버 운영

    - 스크러버를 가장 많이 사용하고 있는 업종은 조립금속제품제조업(28)으로써 2008년도에는 전체의 38%의 280개의 업체에서 441개의 스크러버(물)를 사용하고 있었다.

    - 화합물 및 화학제품제조업(24)이 2008년에 124개의 업체에서 253개의 스크러버(물)를 사용하는 것으로 조사되었다. 약액을 사용하는 스크러버의 경우, 조립금속제품제조업(28)의 25개의 업종에서 45개로 가장 많이 사용하고 있다.

    - 2008년의 경우 전체 스크러버 중 53.9%가 비교적 작은 1 ~ 300 m3/min의 처리용량을 가지고 있다. 약액을 사용하는 스크러버의 40.6%가 1 ~ 300 m3/min의 처리용량을 가지고 있다.

    - 2008년 냄새강도가 0과 1을 나타내는 스크러버는 88.0%로 2007년도에 비해서 12.8% 증가하였다. 전체 스크러버(약액)의 냄새강도 0과 1이 전체의 81.0%로 높은 비율을 차지하고 있었으나 2007년도의 냄새강도 0과 1의 비율인 85.5%에 비하여 4.5% 감소하였다.

    - 2008년에도 교체주기가 일주일 ~ 1개월인 스크러버가 49.9%로 가장 많이 존재하였고, 대표업종에서도 일주일 ~ 1개월 사이에 세정수를 교체하는 스크러버가 50.2%와 54.4%로 가장 높은 비율을 차지하고 있다.

    - 약액을 사용하는 스크러버의 경우에도 비슷한 교체주기의 경향을 보이고 있다. 세정식 스크러버에서 사용한 물을 위탁 폐기하는 업체는 전체의 47.9%에 해당하는 624개이다. 또한 사용한 약액을 위탁 폐기하는 업체는 전체의 17.2%이다.

    - 세정수로 사용되는 물 1톤당 1천 1백원 ~ 1만원사이의 비용이 드는 비율은 스크러버 전체의 14.3%로 가장 높았고, 약액의 경우에는 약액 1톤당 10만1천원 ~ 100만원의 비용을 지불하는 비율이 8.6%로 가장 높았다.

    - 물을 이용하는 스크러버의 연간 물의 사용량은 101 ~ 1,000톤의 범위에서 13.5%로 가장 높은 비율을 보였으며, 약액의 경우에는 연간 0 ~ 10톤의 약액을 사용하는 스크러버가 8.6%로 가장 높은 비율을 차지하고 있다.

    - 법적기준에 따라서 세정수를 교체하고 있는 스크러버가 물을 이용하는 스크러버는 69.8%, 약액을 이용하는 스크러버가 60.3%로 대부분을 차지하고 있다.

    - 물을 사용하는 스크러버의 56.6%에 해당하는 스크러버(물)가 정기적으로 악취물질의 농도를 측정하고 있다. 물을 사용하는 스크러버의 64.2%, 약액을 사용하는 스크러버의 42.2%가 다른 업체에 위탁하여 악취물질의 농도를 측정하고 있다.

    - 물을 이용한 스크러버를 사용하고 있는 총 738개의 업체 중 32.1%(237개)가 폐수처리장을 갖추고 있고 약액을 이용한 스크러버를 오염방지시설로 사용하는 총 67개의 업체 중에서 43.3%(29개)의 업체에서 폐수처리장을 가지고 있다.

   방지시설 인·허가과정

    - 인허가 절차상 문제점으로 부각될 만한 특이점은 없다고 판단되며, 다만 효율적인 운영관리를 위해서는 대기오염물질 측정에 관해 보완할 필요성이 있다고 사료된다. 대기환경보전법 제31조1항에서 규정한 방지시설운영에서 방지시설의 전단에 측정공을 부착시킬 수 있는 여지를 원천적으로 금지하고 있는 점이 방지시설의 효율을 점검하는데 장애요인이 될 수 있다.

    - 악취방지법 시행규칙 제8조(배출허용기준) 별표3에서 방지시설 전단부에서의 측정의무를 명시하고 전단부와 배출구에서 측정한 오염농도를 근거로 방지시설의 효율범위를 설정하는 것이 바람직하다고 사료된다.

  방지시설 모니터링

    - 세정수 스크러버의 경우 작업공정에 따라 냄새의 유형이 다르게 발생하였고  방지시설 외 지붕의 무동력팬이나 환기구, 출입구개방 등으로 비정상적으로 냄새가 배출되고 있다.

    - 활성탄 교체시 시설 내부에 남아 있는 용제로 인하여 1~2도 정도 냄새가 발생하였다. 항상 개방되어 있는 작업장의 문들로 인하여 작업장의 냄새가 일부 외부로 배출되고 있다.

    - 물류이동 및 열에 의한 열악한 작업환경 때문에 작업현장의 문이 완전히 개방되어 있는 현실에서 작업장내의 악취가 완전포집 될 수가 없어 작업장의 악취가 방지시설로 포집되는 양보다 외부로 방출되는 양이 더 많았다.

    - 작업자의 보건, 안전이 보장 될 수 있는 공정 및 작업방법, 방지시설에 대한 적절성 검토 (포집상태, 덕트배관, 악취 및 유해물질 제거의 적절성, 교환주기 등) 및 개선이 필요하다.

    방지시설운영의 문제점 및 개선방안 분석

    - 동일 업체에서 배출되는 다양한 오염물질이 활성탄에 반응하는 특성이 서로 매우 다르기 때문에 기존에 설치되어 있는 활성탄 흡착탑의 활성탄 교체주기에 대한 효율성을 보장하기 어렵다.

    - 신탄의 가격은 톤당 125만원에서 150만원인 반면 성능이 낮은 재생탄은 톤당 최저 30만원까지도 거래되고 있기 때문에 경제적인 어려움을 이유로 신탄으로 교체하는 것을 기피할 개연성이 매우 높다.

    - 사용되는 활성탄의 흡착성능을 보장하기 위해서 흡착탑에 사용하는 활성탄의 spec을 명시하는 행정적 조치가 이루어져야 할 것이다. 또한 주요 악취물질에 대한 활성탄 규격별 흡착성능을 제시하는 연구도 뒷받침되어야 한다.

    - 재생탄의 성능을 보장하고 경제적인 활성탄의 재생을 위해서는 카트리지 형태의 활성탄 활용방안을 적극적으로 고려할 필요가 있다고 판단된다. 또한  현장재생식 흡착탑 보급방안과 공단내 공동관리기관 설치에 의한 흡착탑 관리 방안을 심도있게 고려할 필요가 있다고 판단된다.

    - 효율적인 흡착탑 관리운영을 위해서는 주기적으로 흡착탑 전단 및 후단에서 악취 정도를 측정할 수 있도록 법적 보완이 필요하다. 또한 교체주기의 신뢰도를 높이는 방안으로 교체주기내에서 주기적으로 측정된 자료를 비교할 수 있는 모니터링 시스템의 구축이 필요하다고 판단된다.

    - 시화/반월공단내에 매우 다양한 업종이 존재하므로 악취물질 배출이 많은 업종별로 전문가 풀을 만들어 지속적으로 지도하고 업종내 업체간에 환경관련 정보를 교환하는 체제를 구축할 필요가 있다.

    - 설계시의 오판으로 인해 잘못 선정되어 설치된 활성탄 흡착탑의 경우 지속적인 관리 대상으로 삼아 조속한 시일 내에 적합한 방지시설로 대체할 필요가 있다.

    - 세정식 스크러버의 운영도 원론적으로는 활성탄 흡착탑의 경우와 대동소이하다. 기술적 차이에 의해 활성탄 흡착탑과 달리 세정수를 일시에 교체하기 보다는 연속적으로 또는 주기적으로 일부를 교체하는 경우가 많다.

    - 교체주기 산정도 활성탄 흡착탑의 경우에 비해 이론적 근거가 명확하지 못하지만 세정식 스크러버가 적합한 방지시설로 선정되어 설치된 경우 유지관리는 활성탄 흡착탑에 비해 훨씬 용이하다.

    - 현장에서의 세정수 교체주기 판단은 주로 세정수의 pH와 현탁정도에 의존하고 있다. 활성탄 흡착탑에 비해 장치의 부식이 빨리 일어나므로 이에 대한 관리가 필요하다.

    - 스크러버의 경우 동일 업종내에서도 설치업체에 따라 가스처리량 대비 설치비용은 많은 편차를 보였지만 평균적으로 1m3/min당 200-300천원의 비용을 나타내었다. 활성탄 흡착탑의 경우 스크러버에 비해 편차가 다소 적은 편이긴 하지만 부대 시설의 유무와 비중에 따라 편차가 나타나는 것으로 사료된다.

    - 업종별 방지시설의 측정대상에 따른 효율은 스크러버의 경우 업종별과 측정대상 물질에 따라 50%에서 100%까지 편차가 심하였다. H2S, MM, DMS, HCl, 메탄올, 아세톤에 대한 흡수 효율은 90% 이상으로 높았고 AA, 황산화물에 대한 효율은 50% 이하로 낮았다. 대부분의 대상에 대하여 70% 내외의 효율을 나타냈지만 도금업종, 섬유염색가공업종과 기타 철강제조업종, 사진용 화학제품제조업종의 경우 효율이 50%로 낮았다.

    - 활성탄 흡착탑의 경우 암모니아, AA에 대한 효율이 매우 낮았으며 DMS에 대한 효율은 98%로 매우 높았다. 업종별로는 기타철강제조업, 금소조립구조재제조업, 특수강압연업종이 50% 내외로 효율이 낮았다. 기타 업종은 70% 내외의 효율을 나타냈다.

    - 신개념 흡착탑을 사용한 인쇄업체는 공정개선과 카트리지 형태의 활성탄을 효율적으로 재생 사용하여 효율을 95%까지 높이는 매우 고무적인 결과를 얻었다. 촉매를 흡착제로 사용한 두 업체의 경우 70%의 효율을 나타내었다.

본 연구를 통하여 시화반월산단 소재 악취배출업소의 악취저감에 대한 정책수립 및 인허가시 기초자료로 활용할 수 있을 것이다. 또한 시화반월산단내 대표 업종별, 공정별 악취저감기술 및 방법에 대한 연구 자료로 활용할 수 있으며, 다양한 종류의 배출가스에 적합한 공학적 처리기술을 제시하는 등 시화반월 지역의 환경문제를 개선하는데 중요한 정책 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.