대부분의 국가에서는 수은이 함유된 제품이나 각종 산업공정에서 사용되는 수은은 단계적으로 제거해 나가고 있으며 특히 선진국에서는 수은의 독성, 생물농축 및 환경에의 유해성으로 인하여 수은이 함유된 제품이나 수은을 사용하는 산업공정을 대체하기 위하여 노력하고 있다. 수은에 관한 연구 및 국제적 동향이 1 차적으로는 대기배출 수은에 치중되어 왔으나 배출원에서 제어 및 회수된 수은이 부산물과 폐수 중에 남게 되면서 선진국에서는 이를 안정화하며 회수 저장하는 문제와 수은의 매체 간 통합적인 관리로의 접근이 시도되고 있어 이에 대한 연구가 필요한 상황이다. 또한 제 25차 UNEP 집행이사회의 결정에 따라 국제수은협약의 주요 조항으로 수은함유 폐기물의 관리 강화 및 환경 친화적 수은 저장 능력 증대가 포함됨으로써 향후 국제적인 규제 조치의 시행이 예정되고 있다. 본 연구는 수은함유 매체의 측정 분석 및 배출 특성을 파악을 통해, 국내 주요산업시설에서 회수가능한 형태로 배출되는 수은의 총량을 추정하였다. 그리고, 고농도의 수은을 함유하고 있는 폐기물에서 열적처리를 진행함으로써 수은을 회수하기 위한 기초실험을 수행하였다. 국내 주요 산업시설에서 배출되는 부산물에 회수가능한 형태로 존재하는 수은의 양은 연간 평균 51.63 ton-Hg/yr로 산정되었으며, 최대 75.55 ton-Hg/yr, 최소 33.14 ton-Hg/yr로 산정되었다. 일차금속생산시설에서 배출되는 부산물에 포함된 회수가능한 수은의 양의 경우, 추정된 국내 회수가능한 수은 발생량의 약 40.28%에 해당하는 20.79 ton-Hg/yr가 배출되는 것으로 나타났다. 이 중 약 98.84%에 해당하는 20.56 ton-Hg/yr의 수은이 폐수처리슬러지에 분포하는 것으로 산정되었다. 산업시설로 투입되는 연료 및 원료의 수은 함유 농도 분석결과, UNEP Toolkit Level 2에서 제공하고 있는 수은 함유농도 보다 실제 측정값의 농도가 낮은 것으로 분석되었다. 승온조건 7 oC/min으로 머플 전기로를 사용한 실험 결과, 슬러지 내 수은 함량의 경우 온도가 상승함에 따라 증기화되어 감소되는 경향을 보였고, 300 oC부터 감소가 시작되었으며, 약 400 oC에서 500 oC 온도 범위의 경우, 급격한 수은 함량의 감소를 나타내었다. 또한 500 oC에서 600 oC 온도 범위의 경우, 수은의 감소 경향이 적어지는 것을 확인하였다. 온도 조건별, 체류시간을 변화하여 수은 휘발 특성을 연구하였으며, 450 ~ 750 oC조건에서 ...
대부분의 국가에서는 수은이 함유된 제품이나 각종 산업공정에서 사용되는 수은은 단계적으로 제거해 나가고 있으며 특히 선진국에서는 수은의 독성, 생물농축 및 환경에의 유해성으로 인하여 수은이 함유된 제품이나 수은을 사용하는 산업공정을 대체하기 위하여 노력하고 있다. 수은에 관한 연구 및 국제적 동향이 1 차적으로는 대기배출 수은에 치중되어 왔으나 배출원에서 제어 및 회수된 수은이 부산물과 폐수 중에 남게 되면서 선진국에서는 이를 안정화하며 회수 저장하는 문제와 수은의 매체 간 통합적인 관리로의 접근이 시도되고 있어 이에 대한 연구가 필요한 상황이다. 또한 제 25차 UNEP 집행이사회의 결정에 따라 국제수은협약의 주요 조항으로 수은함유 폐기물의 관리 강화 및 환경 친화적 수은 저장 능력 증대가 포함됨으로써 향후 국제적인 규제 조치의 시행이 예정되고 있다. 본 연구는 수은함유 매체의 측정 분석 및 배출 특성을 파악을 통해, 국내 주요산업시설에서 회수가능한 형태로 배출되는 수은의 총량을 추정하였다. 그리고, 고농도의 수은을 함유하고 있는 폐기물에서 열적처리를 진행함으로써 수은을 회수하기 위한 기초실험을 수행하였다. 국내 주요 산업시설에서 배출되는 부산물에 회수가능한 형태로 존재하는 수은의 양은 연간 평균 51.63 ton-Hg/yr로 산정되었으며, 최대 75.55 ton-Hg/yr, 최소 33.14 ton-Hg/yr로 산정되었다. 일차금속생산시설에서 배출되는 부산물에 포함된 회수가능한 수은의 양의 경우, 추정된 국내 회수가능한 수은 발생량의 약 40.28%에 해당하는 20.79 ton-Hg/yr가 배출되는 것으로 나타났다. 이 중 약 98.84%에 해당하는 20.56 ton-Hg/yr의 수은이 폐수처리슬러지에 분포하는 것으로 산정되었다. 산업시설로 투입되는 연료 및 원료의 수은 함유 농도 분석결과, UNEP Toolkit Level 2에서 제공하고 있는 수은 함유농도 보다 실제 측정값의 농도가 낮은 것으로 분석되었다. 승온조건 7 oC/min으로 머플 전기로를 사용한 실험 결과, 슬러지 내 수은 함량의 경우 온도가 상승함에 따라 증기화되어 감소되는 경향을 보였고, 300 oC부터 감소가 시작되었으며, 약 400 oC에서 500 oC 온도 범위의 경우, 급격한 수은 함량의 감소를 나타내었다. 또한 500 oC에서 600 oC 온도 범위의 경우, 수은의 감소 경향이 적어지는 것을 확인하였다. 온도 조건별, 체류시간을 변화하여 수은 휘발 특성을 연구하였으며, 450 ~ 750 oC조건에서 반응속도상수가 온도가 상승함에 따라 증가하는 것을 확인하였다. 활성화 에너지는 14.39 kcal/gmol로 나타났다. 수은의 열적처리를 위한 반응속도 실험 결과, 700 oC와 750 oC조건의 실험 조건에서 반응초기에 수은 휘발반응이 활발하게 진행되는 것으로 나타났다. 두 조건 모두 반응후 3 분 이내에 초기 수은함유 농도의 약 99 % 이상이 제거되었다. 효율적으로 수은을 휘발시켜 수은 증기를 발생시키기 위해서는 유동층 반응기 및 로터리킬른 등을 활용하여 충분한 교반을 적용하는 것이 필요할 것으로 판단된다.
대부분의 국가에서는 수은이 함유된 제품이나 각종 산업공정에서 사용되는 수은은 단계적으로 제거해 나가고 있으며 특히 선진국에서는 수은의 독성, 생물농축 및 환경에의 유해성으로 인하여 수은이 함유된 제품이나 수은을 사용하는 산업공정을 대체하기 위하여 노력하고 있다. 수은에 관한 연구 및 국제적 동향이 1 차적으로는 대기배출 수은에 치중되어 왔으나 배출원에서 제어 및 회수된 수은이 부산물과 폐수 중에 남게 되면서 선진국에서는 이를 안정화하며 회수 저장하는 문제와 수은의 매체 간 통합적인 관리로의 접근이 시도되고 있어 이에 대한 연구가 필요한 상황이다. 또한 제 25차 UNEP 집행이사회의 결정에 따라 국제수은협약의 주요 조항으로 수은함유 폐기물의 관리 강화 및 환경 친화적 수은 저장 능력 증대가 포함됨으로써 향후 국제적인 규제 조치의 시행이 예정되고 있다. 본 연구는 수은함유 매체의 측정 분석 및 배출 특성을 파악을 통해, 국내 주요산업시설에서 회수가능한 형태로 배출되는 수은의 총량을 추정하였다. 그리고, 고농도의 수은을 함유하고 있는 폐기물에서 열적처리를 진행함으로써 수은을 회수하기 위한 기초실험을 수행하였다. 국내 주요 산업시설에서 배출되는 부산물에 회수가능한 형태로 존재하는 수은의 양은 연간 평균 51.63 ton-Hg/yr로 산정되었으며, 최대 75.55 ton-Hg/yr, 최소 33.14 ton-Hg/yr로 산정되었다. 일차금속생산시설에서 배출되는 부산물에 포함된 회수가능한 수은의 양의 경우, 추정된 국내 회수가능한 수은 발생량의 약 40.28%에 해당하는 20.79 ton-Hg/yr가 배출되는 것으로 나타났다. 이 중 약 98.84%에 해당하는 20.56 ton-Hg/yr의 수은이 폐수처리슬러지에 분포하는 것으로 산정되었다. 산업시설로 투입되는 연료 및 원료의 수은 함유 농도 분석결과, UNEP Toolkit Level 2에서 제공하고 있는 수은 함유농도 보다 실제 측정값의 농도가 낮은 것으로 분석되었다. 승온조건 7 oC/min으로 머플 전기로를 사용한 실험 결과, 슬러지 내 수은 함량의 경우 온도가 상승함에 따라 증기화되어 감소되는 경향을 보였고, 300 oC부터 감소가 시작되었으며, 약 400 oC에서 500 oC 온도 범위의 경우, 급격한 수은 함량의 감소를 나타내었다. 또한 500 oC에서 600 oC 온도 범위의 경우, 수은의 감소 경향이 적어지는 것을 확인하였다. 온도 조건별, 체류시간을 변화하여 수은 휘발 특성을 연구하였으며, 450 ~ 750 oC조건에서 반응속도상수가 온도가 상승함에 따라 증가하는 것을 확인하였다. 활성화 에너지는 14.39 kcal/gmol로 나타났다. 수은의 열적처리를 위한 반응속도 실험 결과, 700 oC와 750 oC조건의 실험 조건에서 반응초기에 수은 휘발반응이 활발하게 진행되는 것으로 나타났다. 두 조건 모두 반응후 3 분 이내에 초기 수은함유 농도의 약 99 % 이상이 제거되었다. 효율적으로 수은을 휘발시켜 수은 증기를 발생시키기 위해서는 유동층 반응기 및 로터리킬른 등을 활용하여 충분한 교반을 적용하는 것이 필요할 것으로 판단된다.
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