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증기에 대하여

증기(Steam)에 대하여 알아봅시다!1. 증기의 특성증기(Steam)가 열전달의 매체로서 주종을 이루고 가장 널리 사용되는 이유는 다음과 같이 정리할 수가 있다.1) 다량의 열(熱)을 손쉽게 얻을 수 있다.2) 수송과 저장이 용이하다.3) 제어(Control)가 용이하다.4) 증기는 물에서 얻으므로 무한정한 자원을 저렴하게 구할 수 있다.5) 화학적으로 안정하며 인체에 해롭지 않다.상기와 같은 여러 가지 이유 때문에 증기가 열매체로서 가장 널리 이용될 수 있는 것이며 이중 특히 중요한 것은 증기는 다량의 열을 손쉽고 편리하게 수송 및 저장을 할 수 있다는 것이다.1.1 증기의 발생(Steam Generation)물은 가열하면 대기압하에서는 100℃에서 증발하기 시작하며 계속 열을 가해도 물이 전부 증발할 때까지 온도는 변함이 없다.물이 끊는 온도를 비등점(沸騰點), 물이 증발되어 증기로 변하는데 필요한 열을 증발열(蒸發熱)이라고 하며, 이 비등점과 증발열은 증기의 압력에 따라 고유한 값을 가지게 된다.우리가 증기를 열매체로 이용할 때는 결국 물의 비등점 즉 증기의 포화온도 (飽和溫度) 및 증기의 증발열을 이용하게 되는데 증기의 증발열은 물 또는 증기가 같고 있는 현열(顯熱)에 비해 무척 크기 때문에(약 4～5배) 공정상에는 이 증발열을 이용하게 된다.1.2 증기의 응축(Steam Condensation)증기가 주위에 열을 전달하게 되면 물이 증기가 되기 위해서 받은 증발열 은 모두 방출한 뒤 응축되어 물이 된다.물이 증기가 될 때 온도변화가 없듯이 증기가 응축되어 물이 되더라도 포화수가 갖는 온도는 증기의 포화온도와 같게된다.증기가 열매체로서 공정용에 사용되는 이유는 증발잠열을 피가열체에 전달함으로서 다량의 열을 전달할 수 있기 때문이다.1.3 잠열 및 현열(Latent Heat & Sensible Heat)물이 증발하여 증기가 되기 위해서는 물의 분자력을 이기는 열이 필요하게 되어 결국 물이 증발하여 증기가 되는데는 가열을 하여도 온도가 상승되지 않는다. 축되어 증기 속에는 항상 수분 또는 물방울이 포함되어 있는 데 이러한 증기를 습증기(濕蒸氣)라고 한다. 습증기를 공정용에 사용할 경우 습증기는 응축하기 쉬운 상태이며 또한 단위중량당 갖고 있는 열량도 적으므로 저온 표면에 접촉하게 되면 곧 잠열을 방출하고 응축된다.또한 습증기 속에 포함된 수분에는 가열에 유효한 잠열이 없으므로 응축 수량이 증가하여 불필요한 다량의 물을 처리해야 하며 열효율도 떨어진다.따라서 공정용에 증기를 공급시에는 습증기의 공급을 최대한 피할 수 있는 장치를 하여야 한다.1.6 포화증기(Saturated Steam)공정상에서 증기를 이용하기 위한 것은 증기가 갖고 있는 잠열을 최대한 이용하는 것이다. 증기표 상에서 보면 100%의 건도(乾度)를 갖고 있는 건포화증기의 잠열이 나타나 있다. 일정압력에서 증기가 가질 수 있는 최대 의 열량은 건포화증기일 경우에 얻을 수 있다(단, 과열증기 제외)그러므로 증기를 사용하는 설비에는 항상 건포화증기를 공급하여야 한다.1.7 과열증기(Superheated Steam)수분이 없는 건포화증기에 계속 열을 가하게 되면 압력 변동 없이 계속 온도가 상승하는데 이 증기를 과열증기(過熱蒸氣)라고 한다. 과열증기는 수분이 전혀 없는 증기를 말하며 과열증기가 냉각되면 먼저 이 과열도 (포화온도와의 차이)를 잃고 포화증기가 된 다음 응축이 일어나게 된다.과열증기는 주로 초기부하가 많이 걸리는 터빈(Turbine)의 열효율 향상 또는 증기를 장거리 수송시 방열에 의한 열손실을 최대한 방지하기 위하여 사용된다. 일반적으로 과열증기를 공정에 이용하는 것은 좋지 않으므로 건포화증기를 사용하는 것이 바람직하다.과열증기는 수분이 전혀 없는 건조한 가스(Gas)와 같은 상태이므로 열전달 은 단지 전도(傳導)에 의해서 이루어지므로 가열표면에 접촉하는 과열증기 는 열전달율이 낮게된다.그러나 포화증기는 가열표면에 접촉시 자신의 잠열을 방출하고 응축함으 로서 최대한 열량을 피가열물에 전달하게 된다.그러므로 과열증기는 열전달효율이 포화증기하는 방법 및 대책방법을 알아보기로 한다.2.1 공기제거에어벤팅(Air Venting)은 증기 속에 머물러 있는 공기 또는 비응축성가스 (통칭하여 공기)를 제거하는 것이며 증기내의 공기를 제거하지 않으면 증기 의 전열효율이 현저히 감소되어 피가열물의 가열시간이 길어지며 시스템 (System)의 전체적인 효율이 떨어지며 생산성이 저하되고 또한 배관, 설비등의 부식을 촉진케 한다.1) 공기의 장애공기의 장애는 크게 열전달 능력 감소와 분압에 의한 증기의 온도 강하로 볼 수 있다.① 열전달 능력의 감소각유체의 열전도도를 비교해 보면(W/m.℃) 공기막 : 0.026, 수막 : 0.6, 철 : 46.0, 구리 : 340.0으로 큰 차이를 나타내며, 즉 열저항 측면 에서 보면 공기막은 수막보다 20배 이상, 철보다는 1,500배 이상, 구리보다는 13,000배 이상의 열저항이 있다. 공기막 0.026mm가 형성 될 경우 구리로 340mm 두께의 층이 있는 것과 같다.② 분압에 의한 증기온도 강하이것은 달톤(Daiton)의 법칙에 따르는 것인데 증기와 공기가 혼합되어 있을 경우 공기의 분압만큼 증기의 압력이 즉 온도가 낮아지는 현상이다.즉 압력은 요구되는 압력으로 압력계에 나타나고 있으나 실제 증기온도 는 압력계에 지시되는 압력의 포화온도를 갖지 못하게된다.예를 들면 공기가 혼합된 증기에서 총압력(절대압력기준)이 1.4bar라면 하고, 공기가 차지하는 증기 공간내의 체적비율이 25%(1/4)라고 하면 각각의 분압은증기 : 3/4 × 1.4bar = 1.05bar이며공기 : 1/4 × 1.4bar = 0.35bar가 되어100%의 증기일 경우(절대압력 1.4bar)의 증기온도는 109℃가 되나 전열면상의 실제증기온도는 1.05bar에 상응하는 포화증기온도 101℃ 로 작용하게 된다.따라서 이러한 혼합증기가 증기장치에서 일을 할 경우 피가열체와의 온도차가 설계?운전조건대로 유지되지 않아 열전달율이나 생산능력 향상 에 큰 지장을 초래한다.2) 공기의 유입증기장치내부 즉 증기 에어벤트를 열고 닫아야 하는지 운전자가 항상 기억하여 조작하여야 하고 공기를 배출할 때 증기 손실을 유발하게 되는 문제점이 있다. 자동식이 비교적 합리적인 방법이나 자동밸브의 위치 선정, 공기배출 속도를 고려하여 공기가 증기 공간에 들어올 때(또는 밀려갈 때) 신속 하게 공기를 배출할 수 있도록 밸브의 성능, 기능등을 충분히 검토하여 부착하여야 한다.자동공기 배출방식은 온도감지에 의한 것으로 증기와 공기의 온도차를 감지하여 증기압력과 관계없이 증기온도에 따라 작동한다. 증기와 공기 의 혼합체가 존재하면 온도가 낮다. 배출밸브가 열려 배출시키고 증기만 존재하면 온도가 높아져 배출밸브를 닫게 한다.증기 유입구의 위치가 공기가 모이는 곳을 결정하게 되므로 에어벤트 밸브 위치는 응축수의 출구와 연관이 있게 증기 유입구의 위치, 가열 면(증기공간)의 현상을 반드시 고려하여야 한다.따라서 에어벤트 밸브 부착에 의한 효율 향상이나 에너지(Energy) 절감은 공기 배출구의 위치 선정에 따른다고 보아도 과언이 아니다.4) 에어벤트 밸브의 위치 선정효과적인 공기제거는 공기의 움직이는 경로 또는 정체되는 위치를 선정하는 것이 가정 중요하다.일반적으로 증기공간이 작은(좁고 길 경우등) 경우에는 증기 입구에서 가장 먼 곳에 공기가 밀리어 형성되게 된다. 이런 경우에는 트랩(Trap) 에 자동에어벤트가 내장된 것을 이용하면 공기를 효과적으로 제거할 수 있다. 그러나 대형 증기 설비(열교환기등)등은 공기가 형성되는 위치 를 정확히 선정하는 것이 매우 중요하다.5) 온수용 에어벤트온수 내에 공기가 들어 있게 되면 배관의 높은 부분에 공기가 모여 있어 온수의 흐름을 방해하며 또한 열전달이 불균일하게 이루어지며 배관내에 부식을 촉진하게 된다. 온수시스템은 에어벤트를 부착시에는 배관 중에 높은 부분에 설치하면 된다.6) 에어벤트의 작동원리① 증기용 에어벤트(Air Vent for Steam)증기용 에어벤트는 증기와 공기의 온도차에 의해 작동되는 온도조절식 으로 공기와 증기의 혼합기체가 오면기의 열량은h' = Cw(ts - to)h = h' + (X × r) = (1 - X)h' + (X × h")h = 습증기의 엔탈피(Enthalpy)h' = 포화수의 엔탈피Cw = 물의 비열ts = 포화수 온도to = 기준온도(보통 0.01℃)h" = 포화증기의 엔팔피r = 증발잠열(r = h" - h')여기의 습증기, 포화수 및 포화증기의 엔탈피를 비교하여 보면h" > h > h'로 표시되듯이 건포화증기의 열량이 습증기 보다 많게 되므로 항상 건포 화증기를 얻을 수 있도록 해야한다.2) 건도의 향상① 기수분리기 사용기수분리기 내부에는 차폐판(遮蔽板)이 설치되어 증기 속에 포함된 물방울들이 이 차폐판에 충돌하여 밑으로 흘려 하부에 설치된 배출구를 통해 스팀트랩에 의해 배출되고 건증기만 설비에 공급되도록 되어 있다.기수분리기의 설치 위치는 주증기관에 설치하기도 하나 증기사용설비 에 가깝게 설치하는 것이 더욱 효과적이다. 기수분리기(Separator)의 효율에 대해서는 정확하게 말할 수 없으나 증기의 건조 효율은 증기의 속도, 총수분함량, 물방울의 크기, 증기 흐름의 형태등 많은 조건에 따라 변화한다.② 주증기관의 효율적인 드레인(Drain) 처리주증기관에서 드레인 위치는 평균적으로 30～50m 간격으로 설치될 수 도 있고 배관에 따라 상승점의 하단부 또는 굴곡부분에 드레인을 선택 하는 것이 효과적이다. 드레인의 설치방법은 대구경(大口徑)의 주증기 관에 소구경(小口徑)의 관을 직접 연결하는 방법은 불합리하며 드레인 은 주증기관에 드레인 포켓(Drain Pocket)을 “T"형으로 설치 후 트랩을 설치하는 것이 이상적이다.③ 감압에 의한 방법증기가 높은 압력에서 낮은 압력으로 감압되게 되면 증기의 건도가 증가 된다는 사실을 이용하여 공정상 온도조건에 무리가 없다면 고압증기를 감압하여 사용함으로서 증기의 건도를 향상시켜 증기의 효율을 증가 시키도록 한다.3) 수격작용(水擊作用, Water Hammering)수격작용은 응축수가 증기 배관 내에 쌓여 비압축성인 물이 높은.

생활/환경| 2007.06.07| 10페이지| 1,000원| 조회(991)

온도, Steam, 비등점, 증기, 증발

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폐기물의 자원화

폐기물 자원화 필요성목차폐기물의 발생, 처리폐기물 처리에 따른 문제점폐기물의 최소화 방안폐기물의 자원화폐기물의 발생, 처리(1) 발생현황 - 1993년을 정점으로 해서 다시 증가 - 생활폐기물은 1990년대에 들어 점진적으로 줄어드나 사업장폐기물이 매년 10%이상으로 증가하는 현상 - 1인당 생활쓰레기 발생량을 보면 1994년에 1일 1.3㎏이었으나, 1995년 쓰레기 종량제의 실시이후 1998년 1일 0.96㎏으로 선진국 수준을 보이고 있다.발생된 폐기물은 생활폐기물의 경우 시장․군수․구청장, 사업장폐기물은 사업자의 책임 하에 처리. 바람직한 폐기물처리구조로 변화 그러나 생활폐기물 중 가연성폐기물이 59.3%에 이르고 있는데도 소각처리 비율은 8.9%에 불과하다. 이는 좁은 국토현실상 시급히 개선되어야 할 과제이다.매립 56.2%로 감소재활용 34.9% 로 증가(2) 처리현황1) 생활페기물 처리 가. 수거 생활폐기물의 수거․운반 및 처리업무 : 자치단체가 담당 업무일부는 민간에 위탁 나. 운반 보관장이나 집하선별장으로 운송하여 민간에 판매하거나 한국자원재생공사 재활용시설로 운반하는 형태로 처분되고 있다 다. 처리시설 1998년 말 현재 생활폐기물 매립시설은 총442개소가 운영 중에 있으며, 총 면적은 29578천㎡이다.(3) 처리실태수익성 높은 폐지․고철류 민간업체가 주로 수거폐플라스틱 등 경제성이 낮은 재활용품은 자치단체가 수거2) 사업장폐기물 가. 사업장폐기물관리 사업장폐기물의 배출자는 사업장안에서 발생하는 모든 폐기물을 스스로 처리하거나 페기물처리업자에게 위탁하여 처리하는 배출자처리를 원칙적으로 하여 사업장폐기물은 관리된다. 나. 지정폐기물 지정폐기물은 환경이나 인체에 대한 유독성으로 인해 조치강구의무가 국가에 부여되어 있기는 하나 사업장폐기물의 일종이므로 배출자 책임하에 처리되어지는 것이 원칙이다. 다.폐기물처리에 따른 문제점우리나라의 폐기물처리는 현재는 대부분 매립에 의존되어 있으며 국토현실을 고려하여 소각처리율을 높이고 있는 실정이다. (1) 매립 인간의 생식기능저하, 기형, 성장저해, 암 등을 유발하는 물질인 환경호르몬은 전세계적으로 생물종에 위협이 된다.* 환경호르몬(내분비계교란물질) *가. 목동소각장에서 발암물질이자 환경호르몬인 다이옥신이 다량으로 발생(1997년) 나. 분만 후 산모의 초유에서 다이옥신의 검출(2000년) 한국과학기술연구원이 서울강남에 거주하는 초산모 36명과 재산모 23명에게서 채취한 초유의 다이옥신 농도(단위 pg TEQ/g fat)를 조사한 결과 평균 31.78로 최소 2.02～최대 162.286이었다. 이는 국내하루섭취허용량의 24～48배에 이른다. 다. 태반에서의 다이옥신 검출(2000년)2) 우리나라의 실례폐기물의 최소화 방안생산단계의 최소화 1) 사업장폐기물 감량제도 1995년 '폐기물관리법'을 개정하여 일정규모 이상의 사업장폐기물 배출자로 하여금 환경부장관과 관계중앙기관의 장(산업자원부장관)이 정하는 바에 따라 폐기물의 발생억제를 위한 조치를 취하도록 법제화하고, 1996년 12월 동법률에 근거하여 환경부와 사업자원부가 공동으로 '사업장 폐기물 감량화지침'이 고시되었다. 본 지침의 내용은 공정개선, 재활용 등의 방법으로 생산과정에서 발생되는 폐기물을 감량화하도록 하고 있다. 대상사업장은 지정폐기물을 연간 200톤 이상 발생시키는 14개 업종의 사업장이며, 1998년 말을 기준으로 630개 사업장이 해당된다. 사업장폐기물 감량대상사업은 사업장별로 그 특성에 따라 감량계획을 수립하여 추진하고 지방환경관서의 장에게 성과를 분석․평가하여 우수사업장 지정을 요청 할 수 있다. 우수사업장으로 지정시에는 폐기물관리법에 의한 지도․점검면제, 환경친화기업 지정시 가산점부여 및 시설개선자금 지원 등의 특혜를 주고 있다.2) 폐기물부담금 제도 1992년 '자원의절약과 재활용촉진에 관한 법률'을 제정하여 생산단계에서부터 폐기물의 발생억제, 재질의 개선 등 제품의 환경성을 고려하여 제품부담금(보통 폐기물부담금이라 함)제도를 시행하고 있다. 부담금은 환경개선특별회계로 편입되어 한국자원재생공으며 쓰레기 배출량에 따라 배출자에게 쓰레기처리비용을 부담하게 하여 쓰레기 발생량을 억제하고 재활용품의 분리배출을 촉진하는 경제적 유인책이다. 이의 시행으로 16개 시․도의 쓰레기 총배출량은 1994년 1일 58118톤에서 44583톤으로 23% 감소하였고, 재활용품 배출량은 1994년 1일 8927톤에서 15566톤으로 74% 증가함으로 약 2조9천억원의 경제적 효과를 가져왔다.2) 1회용품 사용억제 - 1994년 3월 : '자원의절약과 재활용촉진에 관한 법률'에 의거하여 음식점․목욕장․숙박업소의 1회용품 사용자제와 무상제공제를 규제 - 1999년 2월 : 모든규모 33㎡이상인 음식점에서의 1회용품의 사용을 억제하도록 관개법령을 개정하였고, 규모33㎡이상의 판매장에서는 쇼핑백유상판매제를 시행 이의 시행으로 전국4044개 매장에서의 쇼핑백 사용량이 62.6%가 줄어들고 이에 따른 경제적 효과도 1회용품비 817억원, 쓰레기처리비 102억원 등 연간 920억원에 이른다.페기물의 자원화1) 폐기물의 재활용 현황 가. 폐지 쓰레기종량제로 인한 분리수거제도 정착으로 회수량이 증가하며, 폐지업체의 국내 폐지 사용율도 증가하고 있다 나. 폐타이어 폐타이어는 타이어 제조업체를 중심으로 구성된 대한타이어공업협회가 전국 22개 수거업자를 통하여 회수하여 재활용업체에 납품하고 있다. 다. 폐윤활유 폐윤활유는 제조업체를 중심으로 구성된 한국윤활유공업협회가 23개 정제업체를 통해 회수 재활용한다2) 폐기물재활용의 촉진시책 가. 재활용품의 분리수거 제도 재활용품은 지역실정에 따라 아파트 등 공동주택지역에서는 종이, 고철, 유리병, 캔, 플라스틱 등 5종으로, 단독주택지역에서는 2종～4종으로 분리하여 수거한다. 재활용품 분리시에 식별을 용이하게 하기위하여 재활용품가능표시 및 재질분류표시를 의무화하였다. 나. 제품재질 및 구조개선을 위한 재활용성 평가 제품을 폐기할 때 재활용이 용이하도록 하기위하여 제품의 구조 재질등의 개선이 필요한 자동차, 가전제품을 제1종 지정제품으로 지정하여 이를3월 3차개정)'에 의거 중앙행정기관, 지방자치단체, 정부투자기관, 출연․출자기관 특별법인 등 공공기관에 대해서는 환경부장관이 공고하는 재활용품을 우선적으로 구매 사용하도록 한다. 한편 민간의 재활용품 소비확대를 위해 백화점에 10㎡이상의 재활용품전용매장을 설치하거나 유사일반매장에서 10개 품목이상 취급을 의무화하였다.섬유폐기물 자원화설비 추진 지역 섬유·염색업계의 숙원이었던 섬유폐기물 자원화설비 구축사업이 추진된다. 대구염색산업단지관리공단은 이달부터 내년 6월까지 총 사업비 33억 원을 들여 대구염색산업단지 폐수처리장 내에 섬유폐기물 자원화설비를 설치·운영, 소각 폐열을 염색 슬러지의 건조 열원으로 활용한다고 3일 밝혔다. 대구시가 지난달 15억 원의 자금 지원을 확정함에 따라 이달 중 업체 선정 및 설계가 이뤄지고 다음달부터 공사가 시작될 예정이다. 현재 염색공단 내 120개 업체의 월 평균 섬유폐기물 발생량 360t은 시 매립장에서 처리되고 있지만 내년부터 섬유폐기물의 반입금지조치가 시행됨에 따라 염색업계는 이 사업의 조속한 추진을 건의해왔다. 섬유업계는 섬유폐기물의 시 위생매립장 반입금지 조치가 시행될 경우 시 외곽지로 나갈 수밖에 없어 수송비, 수거비, 소각비용 등 연간 20억 원의 비용 부담이 증가할 것으로 예상하고 있다. 대구염색산업단지관리공단 관계자는 섬유폐기물 자원화설비 구축사업이 추진됨에 따라 염색업계의 경영에 큰 도움이 될 것 이라면서 90% 이상이 가연물로 구성된 섬유폐기물은 발열량이 우수하기 때문에 소각과정의 폐열을 재활용할 수도 있다. 고 말했다.폐기물 자원화의 예국내 최대 환경테마공원 '드림파크' 조성공사가 이처럼 쓰레기를 자원화 하는 '에코클린'사업과 함께 가장 중점적으로 추진하는 사업은 바로 '드림파크' 조성이다. 서울의 난지도가 골프장으로 변신했듯 인천 수도권매립지 역시 매립지 위에 환경테마공원을 만드는 일이다. 602만평 전체를 녹지공간으로 만들어 여기에 야생화 단지, 각종 체육시설자연탐방지 등을 만든다는 계획이다. 쓰레기 매 나. 농어촌 폐기물종합처리시설 설치사업 농어촌지역에 78개소 농어촌 폐기물종합처리시설 설치사업을 추진하고 있다. 1999년까지 65개소를 설치하였고, 2000년에 10개소를 추진할 계획이며, 1단계로 개소당 15억원씩 국고보조가 이루어지고 있다. 다. 소각시설 설치사업 쓰레기매립제 확보난을 해소하고 가연성쓰레기를 위생적으로 처리하기 위하여 2001년까지 발생량의 20%를 소각처리 할 계획이며, 소각시설은 1998년 현재 12개소가 정상가동 중이며, 20개소의 소각시설 건설공사를 추진중이다. 소각시설을 설치하는 지자체에 대해서는 1996년까지 시설비의 30%를 융자지원 및 1997년부터 서울시에 20%, 기타 시․도에는 30%, 도서지역에 대해서는 50%를 국고보조의 지원아래 설치사업이 추진된다.3) 우리나라의 환경호르몬 저감대책다이옥신의 경우에 2개의 벤젠고리화합물로 이를 깨드리기 위해서는 1300℃이상의 고열로 태워야한다는 것이 정설이다. 이렇게 고온소각으로 다이옥신의 구조를 깨뜨린 다음 이들이 다시 결합되지 않도록 정제된 석회또는 활성탄을 내뿜어 흡착시킨다. 이때 매우 중요한 핵심공정은 이 결합물질이 소각로로 돌려보내져 1300℃의 고온으로 다시 태워진다는 것이다. 국내의 소각장들에는 이런 방식의 고온소각이 가능한 곳이 한군데도 없는 실정이다. 이런 가운데 환경부에서는 활성탄분무처리시설과 백필터방식, 촉매환원장치를 들고있는데 활성탄 분무시설 설치 시에는 이때 발생되는 다이옥신에 오염된 활성탄의 처리문제에 대한 해결법이 있어야 하며, 백필터 역시 먼지를 제거하는 장치이기 때문에 다이옥신 제거와 상관이 없다. 또 다이옥신이 포집된 필터의 처리문제가 활성탄 분무의 경우와 같이 남게된다. 촉매환원장치의 경우에는 가스흡입온도가 220～300℃정도의 저온이어야만 한다. 그렇지 않으면 설비가 제대로 작동되지 않는다. 다이옥신의 구조를 깨뜨리는 1300℃이상의 고온과는 거리가 멀다. 촉매환원장치는 질소산화물 제거설비이다. 우리나라에는 아직까지는 체계화된 기준 또는 연구w}

생활/환경| 2007.06.06| 26페이지| 1,000원| 조회(557)

음식물쓰레기, 생활폐기물, 폐기물처리시설, 감량, 대상사업장

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토양의 유류오염

군부대 주둔지역의 토양오염과 복원토양오염은 사유재산과 밀접한 관련이 있으므로 대기나 수질의 오염과 차이가 난다.사업활동 기타 사람의 활동에 따라 토양이 오염되는 것으로서 사람의 건강이나 환경에 피해를 주는 상태를 말한다.인간의 활동에 의해 만들어진 여러 가지 물질이 토양에 들어감으로써 그 성분이 변화되어 환경 구성요소로서의 토양기능에 악영향을 미치는 상태를 말한다.토양오염이란?광산(금속 및 석탄 광산), 폐기물 매립지, 과거 군부대 주둔지역기타지역농약저장시설농업지역산업시설, 유류저장시설, 유해화학물질 저장시설산업지역유류저장시설,유해화학물질 저장시설, 폐건축물생활주거지역토양오염유발시설지역토양오염을 유발할 가능성이 있는 지역 및 시설토양 오염의 경로토양오염을 방지하기 위한 사전 예방 기술 토양오염 발생 후 오염물질을 감소/제거하거나 토양중의 오염물질에 의한 위해를 완화하는것토양오염 방지기술토양오염사전예방기술토양오염복원 ·정화기술문현동 정비창TPH농도 최고 15만 1천 964mg/kg (법 적 기 준 치 :2천mg/kg의 76배, 행정권고기준치:800mg/kg의 190배)TPH농도 평균 300mg/kg, 최저 29.7mg/kg흙 미생물 투입 고온으로 가열 지하수 공기압력으로 끌어올린후 응집제 이용*TPH란? 석유계총탄화수소로서 유류성분의 농도를 총합해 산정한 값이다.BTEX 벤젠은 발암물질로 암을 일으킬 수 있고, 에틸벤젠은 혈관계에 영향을 준다. 톨루엔과 크실렌은 중추신경계통의 기능을 저하시킨다. TPH 암 유발물질인 다환방향족탄화수소가 들어있다. 농작물이 자라지 못할 정도로 심각한 오염을 일으킨다.유류 오염물질의 종류과 인체에 미치는 영향유류 오염물질BTEXTPH휘발성 방향족탄화수소(Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene)석유계 총 탄화수소개요 자연적인 지중 프로세스(희석, 휘발, 생분해, 흡착 등)와 지중 물질과의 화학반응에 의해 오염물질 농도가 허용가능수준으로 저감되도록 유도하는 방법 자연적인 정화를 돕기 위해 인위적으로 조작을 가하여 정화에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있음 제약조건 넓은 지역과 오랜 기간을 요하는 경우 타 공정들보다 비용이 더 들 수 있음 강우시 오염된 침출수가 발생하여 주변으로 확산되어 2차 오염 유발 중간 분해산물의 유독성과 독성 고려Natural Attenuation토양 복원 및 정화개요 SVE와 Biodegradation의 기술을 결합한 형태 기체상으로 존재하는 VOC의 추출과 동시 토착미생물에 산소 및 영양분을 공급하여 생분해능 극대화 공기전달속도를 낮춰줌으로써 휘발에 의한 오염물 제거보다는 생분해에 의한 제거가 이루어짐 공기전달속도가 낮으므로 기존 SVE공정에 비해 배출가스 처리비용이 감소 깨끗한 주변 토양이 인위적으로 오염될 수 있음 제약조건 - 오염물질의 휘발성과 생분해성 - 통기성이 낮은 토양의 경우 효율저하 (하한치: 10-5 cm/ sec) - 적절한 수분함량 (40% 정도) = 높은경우 통기성감소, 낮은경우 미생물활동 저해 - 지상으로 방출되는 가스 측정Bioventing토양 복원 및 정화{nameOfApplication=Show}

생활/환경| 2007.06.06| 10페이지| 1,000원| 조회(348)

정화, 오염, 토양, 자연적, 지중

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슬러지에 대하여

슬 러 지 (sludge)1. 슬러지의 개념과 종류 ○ 슬러지 : 수중 부유물이 액체로부터 분리되어 침전된 찌꺼기 (수분 90% 이상) - 정수 슬러지, 하수슬러지, 폐수슬러지, 공정슬러지 (유기, 무기) - 유기슬러지 : 부패성, 병원성, 유해성 - 무기슬러지 : 유해성(중금속 등) ○ 정수 슬러지 - 정수공정 - 1차 침전슬러지 : 미사, 진흙 및 부유물질 : 무기물질 위주 - 약품처리 슬러지 : 응집공정, 연수화공정에서 발생 : 유기물, 약품 ○ 하폐수 처리장 슬러지 - 생물학적 하폐수처리 공정2차 침전지1차 침전지폭기 반응조스크린 전처리1차슬러지2차슬러지 (잉여슬러지)처리수슬러지 재순환응집 침전여과소독정수슬러지 1차 슬러지 : 하폐수 중의 침전성 부유물 : 하수 (유기물 함량 50-70%, 모래 등 무기물 함유)  2차슬러지 : 미생물, 미분해 유기고형물, 무기물 등 (고형물 함량 0.8-1.2 %, 고형물 중 유기물 함량 60 –75%)가. 하폐수 잉여슬러지의 발생  수질오염물질의 분해 수질오염물질 + 미생물(박테리아) + 산소 --- CO2 + H2O + 성장미생물 + 에너지 + 기타 산화물 (C, N, H, O등) - 수질오염물질 중 40-60% 는 활성슬러지로 전환됨 - 생성된 활성슬러지중 내생호흡에 의해서 스스로 산화되는 부분을 제외한 부분이 잉여슬러지임 (슬러지의 체류시간-sludge retention time에 따라 달라짐) - 침전슬러지와 하수원수와 비교시 오염물질 중량 기준 50% 정도 함유 부피기준 1-1.5 % 로 줄이는 효과2. 슬러지 관련 주요 지표 가. 슬러지의 고형물 농도 TSS (total suspended solid) = VSS(volatile suspended solid) + FSS (fixed suspended solid) TDS(total dissolved solid) = VDS(volatile dissolved solid) + FDS (fixed dissolved solid) 증발잔류량 : 105도에서 수분을통과하지 못하며 600도에서 남는물질 (무기성 부유물질) ※ 일반적으로 하폐수 슬러지의 경우 총고형물 농도를 TSS(또는 MLSS)로, 고형물 중 미생물의 농도를 VSS (또는 MLVSS)로 나타냄. 나. 슬러지의 침강성 (SVI: sludge volume index) - 1 L 실린더에서 슬러지가 30분간 침전되는 양을 측정 SVI = (1000 * V)/MLSS : 슬러지 고형물 1g당 차지하는 부피 (mL) 일반적인 하수슬러지 SVI는 100-150 정도 다. 함수율 % (water content) - 슬러지 탈수시 탈수효율을 나타냄. 매립, 소각, 토양적용시 규제기준이 되고 있음. V : sludge volume P : 슬러지중 고형분의 비중 ( = 100 – w) w : 함수율 %80% 이상의 수분 함유 -슬러지의 종류별 성상이 다름 (폐수슬러지,하수슬러지,공정슬러지,정수장슬러지) -평균발열량200-250 cal/g (완전 건조후 발열량 2500 cal/g) -슬러지 처리시 건조과정이 중요 → 유동층소각로의 개발3. 슬러지의 특성가. 슬러지 처리과정의 구분처리PROCESS중간처리PROCESS최종처분PROCESS농축, 소화, 기계탈수 -감량화를 목적퇴비화, 소각, 용융, 고화 -탈수케이크감량 or 안정화매립 or 재이용4. 슬러지 처리방법나. 일반적 오니 처리 과정소화 처리된 오니는 탈수작업으로 부피와 무게를 감소시켜 케이크 상태로 만들어 운반과 처분을 쉽게 한다.탈수기밀폐된 탱크속에서 오니를 가온하여 교반하면 오니의 유기물이 분해되어 부산물과 메탄가스가 나온다.소화조수처리 과정에서 발생한 오니는 중력 침전되어 부피를 감소시키고 농도를 높여준다.농축조수처리 과정에서 발생된 가라 앉은 오니들은 농축조로 보내지게 된다.침전지다. 슬러지 처리 개략도슬러지 감량 /안정화혐기성 소화 슬러지 개량 화학적안정화슬러지 탈수Belt press 식 Filter Press식 원심분리식슬러지 건조슬러지 최종처분 (슬러지 케익처리)소각 매립 해양투기 재활용슬러지농축침전 슬러지심분리 농축 등안정화(소화조) 의미: 유기물의 제거와 양이 감소, 탈수성을 좋게하며 환경 오염발 생을 억제하는 것을 말함.(병원균의 감소, 악취제거) 목적 : 슬러지 감량화 (혐기성 소화) 슬러지 악취방지 (혐기성 소화, 화학적 안정화-석회안정화, 염소살균 등) 슬러지 탈수성 제고 (석회처리, 혐기성소화, 응집제 투여) 종류: 생물학적 안정화-혐기성 소화, 호기성 소화, 퇴비화 화학적 안정화-석회사용 안정화, 염소 안정화, 산소 안정화, 가열 안정화, 방사방법(1) 혐기성 소화공정 - 혐기성 소화반응식 혐기성 미생물 유기물질 + 결합산소 ------ 새로운 미생물 + 에너지 + CH4 + CO2 + 기타 분해대사물질 ※ 결합산소 : 유기물질내 자체산소, 탄산이온 (CO32-), 황산이온 (SO42-), 질산이온(NO3-) 등 - 슬러지의 혐기소화 단계 가수분해 1) 가수분해 단계 : 미생물 cell 의 파괴 : 미생물 슬러지 -------- 고분자 물질 (아미노산, 당, 지방산) 산발효 세균 2) 산발효 단계 : 유기산의 형성 : 고분자 물질 -------- 저분자물질 (유기산, 알코올, 암모니아) 메탄형성세균 3) 메탄발효단계 : 최종산물 가스화 : 저분자물질 --------- 메탄, 이산화탄소, 암모니아, 황화수소등 - 혐기소화공정의 효과 : 슬러지 부피 감량효과 20-30% 병원성 세균 살균효과 90% 악취제거 효과 탈수성 개선효과- 혐기소화 공정의 종류 (a)재래식 소화조 가열없이 교반하지 않으면서 소화된 슬러지를 농축, 소화, 상등액 형성등의 기능이 수행 장점: 소화와 침전이 한곳에 일어남 단점: 체류시간이 길고, 비효율적 (b) 고율 소화조 가스 순환, 펌프.흡출관등을 통해 슬러지를 잘 혼합하며 최적 소화속도를 위하여 가열함 슬러지는 2시간 주기에 30분씩 공급 상등액과 슬러지로 분리하지 않고 전체 고형물의 45~50%가 감소되어 gas로 전환됨- 유기물이 분해되어 메탄을 형성시키는 과정-소화조의 비교공장이나 소규모 활성슬러지에 좋음생물학적으같은 곳에 저장이 가능상등액의 BOD가 높음상등액에는 BOD가 약 100mg/l이므로 처리장으로 반송시 큰 영향이 없음메탄과 같은 유용한 가스 발생동력 소요혐기성호기성퇴비화 퇴비화에서 C/N비가 중요한 인자 C/N비는 보통 약 20~30 : 1 정도가 적정비 개량 목적: 탈수성을 좋게하기 위하여 실시 방법: 약품처리, 열처리, 수세법탈수 목적: 슬러지의 부피감소 수송비용의 절감 처분비용의 절감 슬러지 안정성 향상 슬러지 열처리(건조,소각)비용 절감 방법: 기계적 탈수 - 기계의 물리적 힘을 이용하여 탈수시키는 방법 자연적 탈수 - 토지를 이용하여 탈수 또는 건조시키는 방법- 가압탈수 (Filter Press 방식)장점: 반복시간이 짧고 케이크가 잘 떨어져 나와 케이크 발생량이 가장 적음 단점: 유지관리비가 비싸고 여과능률이 불연속 작업이므로 불편 구조가 복잡- BELT PRESS 방식 (최근 현장에서 가장 많이 사용)장점: 적용 범위가 큼 (거의 모든 도시 폐수 슬러지에 적용 되고 있음) 적은 에너지가 소요, 작은 설치비와 저렴한 운전비 구조간단, 보수가 쉬움, 연속처리 가능 단점: 농도가 낮은 슬러지는 비경제적 설치면적이 넓음-슬러지의 탈수방법비싸다. 저압에서 운전시키기 때문에 진공여과보다 운전에 무리가 적다. 전력비가 진공여과보다 적게 소요된다. 연속운전이 안된다. 슬러지케잌에 수분이 적다. 인건비가 많이 소요된다.비싸다. 시설비가 진공여과보다 싸다. 장치가 완전히 밀폐되어 있기 때문에 냄새가 적다. 진공여과기보다 시설면적이 적다. 슬러지 개량이 불필요하다. 화학약품을 쓰지 않는 경우에 탈수가 잘 안되는 수가 있다. 균일한 슬러지라야 한다.비싸다. 대체로 어느 종류의 슬러지든 탈수시킨다. 냄새가 난다. 연소시킬 정도의 슬러지 케잌이 생산 가능하다. 운전에 융통성이 있다. 고형물의 회수율이 크다. 화학약품비가 많이 소요되며 여과망이 잘 막힌다. 특별히 훈련된 기술자가 필요하다. 생물학적으로처리된 슬러지는 탈수가 잘 안된다.싸다. 간단하고 운전이 쉽다. 대지소염소처리 등에 의한 혐기성 세균의 살균 2) 슬러지의 생물학적 안정화 : 혐기성소화, 호기성 소화  분해성 유기물의 분해를 통한 부패성 저감 3) 악취처리장치 운영 : 악취 포집 및 Biofilter, 촉매산화기 등을 이용한 악취물질 제거 나. 유해성 세균 : 슬러지의 토지주입, 매립등의 최종처리시 살모넬라균, E-Coli 등 병원성 유해세균, 대장균, 바이러스 등 병원성 위해성 발생 1) 탈수전 슬러지의 살균 : 오존처리, 염소처리, 열적처리 2) 부분살균방법 : 혐기성 소화, 퇴비화 등 - 관리방안 : 토양주입시 유해세균 규제, 매립, 해양투기 등 자연투기방법의 비중 축소 다. 탈수 케이크의 수분함량의 과다로 인한 문제 - 탈수효율이 떨어져 수분함량이 과다할 경우 매립시 침출수 발생, 지하수 오염 소각시 완전연소의 어려움, 대기오염물질 발생 토양, 산림 주입시 악취문제 등 - 매립, 토양주입 처리시 수분함량 규제 (현재 대규모 75%, 소규모 80%) 라. 중금속 등 유독물질 함유문제 - 산업폐수 슬러지의 경우 가장 중요한 문제임. - 대부분의 산업폐수 슬러지는 지정폐기물로 분류하여 지정폐기물 매립장에 매립 - 하수슬러지의 경우에도 토지주입이 지속적으로 이루어 질 경우 중금속의 농축이 우려됨6. 우리나라의 슬러지관리 및 처리방안직접매립 금지-비고소각, 고형화, 퇴비화, 복토재, 토지개량재소각, 매립관리 및 처리방안축산폐수시설 분료처리시설 1일 700~2,000톤미만 폐수배출시설폐수종말처리시설 하수종말처리시설 1일 2,000톤이상 폐수배출시설사업장 일반폐기물중 유기성슬러지(유기물농도 40%이상)적용대상2005년부터2001 ~ 2004년~2000년구분★ 2001년부터 유기성 슬러지의 직매립 금지 (환경부 폐기물괸리법 시행) ☞ 소각,고형화,퇴비화,복토재 및 토지개량재로 재활용모색7. 결 론♣ 슬러지 성상에 대한 지속적인 연구 필요 ☞ 슬러지의 종류, 지역, 계절등에 큰 편차 ♣ 2001년도에 시행된 슬러지 직매립 금지 조항에 따라 효과적인 처리방법 모색 ☞ w}

생활/환경| 2007.06.06| 23페이지| 1,000원| 조회(523)

슬러지, 농축조, 소화조

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스모그

스모그에 대하여스모그란 ?스모그란 대기오염 현상의 하나이다. smoke(연기)와 fog(안개)를 합친 말로 원래는 안개와 연기가 섞인 것, 또는 안개가 연기로 더럽혀진 것을 말하지만, 지금은 안개에 관계없이 대기오염에 의해 도시의 공기가 더렵혀져서 눈앞이 잘 보이지 않는 현상이 발생한 상태를 말한다.스모그의 종류런던형LA형그 외런던형 스모그가정, 화력발전 및 건물의 난방등 화석연료의 연소에 의한 매연과 이산화황 등이 안개와 어울려 이루어진 스모그를 말한다.런던형 스모그에 대하여색 : 짙은 회색 시정 : 100m이하의 농무형(짙은 안개) 오염물질 : 먼지 및 SOx(황산화물) 주요배출원 : 가정과 공장의 굴뚝 배출 (석탄사용) 기상조건: 겨울,새벽,안개,높은 습도. 일반적인 피해 : 호흡기 질환,심장 질환, 만성기관지염, 심각한 사망률 특징 :겨울철에 많이 발생하며, 호흡기를 심하게 자극하여 폐질환을 일으킨다.런던형 스모그 발생런던형 스모그 발생런던형 스모그의 예방아황산가스가 주범이 되는 런던형 스모그를 줄이기 위해서는 황성분이 전혀 없거나 적게 들어간 연료를 사용해야만 한다. 즉, 청정연료(LNG, LPG 등)의 사용을 확대하고 연탄, 고유황연료의 사용을 절제해야 한다. 겨울철에는 특히 자동차의 매연에 섞여 발생하는 탄화수소와 질소산화물이 증가하여 광화학 스모그의 발생가능성이 높다. 그러므로 자동차의 배기가스를 줄이는데 신경써야 하며 가급적이면 함께타기 운동, 가까운 거리는 걸어서 가거나 자전거 타기, 대중교통수단 이용하기 등을 실천하여 환경보호에 앞장서야 한다.LA형 스모그LA형 스모그는 주로 자동차 배출가스에서 많이 나오는 질소산화물, VOC 등이 햇빛(자외선)과 작용하여 오존, 알데히드, 팬 등과 같은 여러가지 산화성 물질(옥시단트)을 생성하여 발생하는 것으로서, 질소산화물, VOC에 의한 광화학 반응이 중요하며 여름철 낮부터 저녁까지 심하다.LA형 스모그에 대하여발생시간 한낮 계절 여름(8~9월) 일광 밝다 기온 섭씨24 ~32 습도 습도가 70%이하로 낮은상태 바람 무풍상태 풍속 3m/sec이하LA형 스모그에 대하여주요염원 자동차 배기가스(석유 사용) 오염물질 오존,FAN,O3, NOx, HC 등 반응형태 광화학적,열적,산화반응 색 연한 갈색 스모그형태 회청색의 연무형 시정 1㎞ 이하 연무형 기상조건 여름, 한낮, 맑은 하늘, 낮은 습도 피해 눈·코·기도점막자극, 고무 노화, 시정악화, 건축물 손상, 과일 손상LA 스모그의 영향광화학스모그의 생성물질은 오존, 이산화질소, 알데히드, 팬과 같은 물질로서 개개의 오염물질에 의한 인체의 피해는 크지 않을 수 있으나 복합적인 피해로 나타나게 된다.LA형 스모그 발생LA형 스모그 발생스모그 종류 비교식물, 사람의 눈피해대상사람의 호흡기, 건식부식낮발생시기밤자동차(석유)발생원난방연료(석탄)연한 갈색색깔짙은 회색질소산화물 , 탄화수소원인물질아황산가스,안개LA 스모그구분런던스모그기타 스모그일본동경형 스모그 ; 자동차의 배기 가스나 공장에서의 배기 가스에 태양 광선이 작용하여 옥시던트로 된 것임, 2차 오염에 의한 것임기타 스모그광학스모그 ; 자동차의 배기가스로 인한 대기오염으로 황갈색 스모그가 나타난 사건을 말한다. 배기에서 방출되는 질소산화물과 탄화수소가 햇빛과 반응하여 오존을 만들어내는(광화학반응) 대기오염의 형태로 이산화질소(NO2)가스는 광에너지에 의하여 일산화질소(NO)와 산소원자(O)로 분활되고 분활된 산소원자(O)가 산소(O2)와 결합하여 오존가스(O3)를 생성한다.{nameOfApplication=Show}

생활/환경| 2007.06.06| 17페이지| 1,000원| 조회(356)

호흡기, 질환, 스모그, 안개, SOx

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