PCBs 오염 절연유 고온소각처리에 따른 분해효율 및 이성체 분포 변화 연구 Destruction removal efficiency and isomer distribution change in high temperature incineration process for transformer oil containing PCBs원문보기
폴리염화비페닐(Polychlorinated Biphenyls, PCBs)은 POPs(Persistent Organic Pollutants)물질이라 불리는 잔류성 유기오염물질에 포함되어 있는 물질 중의 하나이다. 잔류성 유기오염물질 12종의 하나인 PCBs는 과거 제조 및 사용에 따른 현재 PCBs 함유 제품 및 폐기물의 규제, 관리 및 처리문제가 국제적인 협약의 현안으로 부각되면서 협약국은 2025년까지 PCBs를 사용한 장치의 확인 및 제거를 보고하여야 하며, 늦어도 2028년까지는 PCBs 관리 체계를 만들어야 한다. 최근 국내에서도 PCBs 함유 제품 및 폐기물의 실태조사 및 안전관리 방안을 마련 중에 있으며, 적절한 처리 방안의 모색이 시급한 실정이다. PCBs 처리 기술은 대표적으로 고온소각이나 고온 용융과 같은 열적 처리방법과 이외의 화학적 처리방법으로 구분되고 있다. 본 연구는 우리나라 고온소각처리(A, B)시설을 대상으로 PCBs 함유 폐절연유 농도수준에 따른 분해효율(...
폴리염화비페닐(Polychlorinated Biphenyls, PCBs)은 POPs(Persistent Organic Pollutants)물질이라 불리는 잔류성 유기오염물질에 포함되어 있는 물질 중의 하나이다. 잔류성 유기오염물질 12종의 하나인 PCBs는 과거 제조 및 사용에 따른 현재 PCBs 함유 제품 및 폐기물의 규제, 관리 및 처리문제가 국제적인 협약의 현안으로 부각되면서 협약국은 2025년까지 PCBs를 사용한 장치의 확인 및 제거를 보고하여야 하며, 늦어도 2028년까지는 PCBs 관리 체계를 만들어야 한다. 최근 국내에서도 PCBs 함유 제품 및 폐기물의 실태조사 및 안전관리 방안을 마련 중에 있으며, 적절한 처리 방안의 모색이 시급한 실정이다. PCBs 처리 기술은 대표적으로 고온소각이나 고온 용융과 같은 열적 처리방법과 이외의 화학적 처리방법으로 구분되고 있다. 본 연구는 우리나라 고온소각처리(A, B)시설을 대상으로 PCBs 함유 폐절연유 농도수준에 따른 분해효율(Destruction Removal Efficiency, DRE) 및 이성체 패턴 변화, 공정 내에서의 물질거동 등을 파악하고자 하였다. 처리 전 절연유에 있어서는 대부분의 시료에서 5염화물, 6염화물, 7염화물이 차지하는 비율이 약 63 ∼ 90%로 상당히 높은 수치를 보임을 통해 국내 PCBs에서 Penta-, Hexa-, Hepta- 계열 동족체의 비율이 높음을 알 수 있었다. 열교환기 후단의 경우 두 시설 모두 처리 전 절연유 패턴에서 저 염화물 쪽으로 중심이동이 있는 것을 확인할 수 있었다. 굴뚝에서의 PCBs를 분석한 결과 열적파괴 및 재합성 구간이후방지시설을 통한 제거효율은 A시설 저농도, 고농도 투입조건에서 각각 62%, 42%로 나타났으며, B시설에서는 각각 70%, 74%를 나타내었다. 총 분해효율 분석결과 고농도 PCBs 투입시에는 A, B시설 모두 five-nine 분해효율을 보였고, 저농도 PCBs 투입시에는 A, B시설 모두 four-nine 분해효율을 보여 저농도 PCBs 투입시 분해효율이 낮게 나오는 것을 확인할 수 있었다. 소각과정에서 발생되는 잔재물의 분석결과 두 시설 모두 바닥재와 퀸칭수에서 저염화물이 차지하는 비율이 상당히 높게 나타났다가 열교환기 비산재에서는 다시 고염화물 쪽으로의 무게중심 이동이 확연하게 나타났다. 열교환기 출구 농도를 기준으로 각 지점에서의 저농도, 고농도 투입 조건별 PCBs 거동비율은 A시설의 경우 SDR에서 3.32%, 3.93% BF에서 50.11%, 52.53% 세정집진설비에서 0.26%, 0.22%가 제거되어지며 나머지 굴뚝으로 배출되는 PCBs 총량의 비율은 46.3%, 43.3%가 된다. B시설의 경우 SDR에서 5.44%, 3.32% BF에서 63.1%, 54.5% 나머지 31.5%, 41.2%의 PCBs가 굴뚝으로 최종 배출되어진다. 각 방지시설의 PCBs 제거효율은 SDR의 경우 A시설 3.32 ∼ 3.93%, B시설 5.44 ∼ 3.28%이며, BF의 경우 A시설 51.8 ∼ 54.7%, B시설 57.3 ∼ 66.7%, A시설 세정집진시설에서의 PCBs 제거효율은 0.50 ∼ 0.56%로 나타났다. 이를 통해 주로 저농도의 PCBs를 사용하고 있는 우리나라의 상황에 비추어 국내 현실에 맞는 PCBs의 안정적인 관리 및 처리기준의 마련이 필요할 것으로 사료된다.
폴리염화비페닐(Polychlorinated Biphenyls, PCBs)은 POPs(Persistent Organic Pollutants)물질이라 불리는 잔류성 유기오염물질에 포함되어 있는 물질 중의 하나이다. 잔류성 유기오염물질 12종의 하나인 PCBs는 과거 제조 및 사용에 따른 현재 PCBs 함유 제품 및 폐기물의 규제, 관리 및 처리문제가 국제적인 협약의 현안으로 부각되면서 협약국은 2025년까지 PCBs를 사용한 장치의 확인 및 제거를 보고하여야 하며, 늦어도 2028년까지는 PCBs 관리 체계를 만들어야 한다. 최근 국내에서도 PCBs 함유 제품 및 폐기물의 실태조사 및 안전관리 방안을 마련 중에 있으며, 적절한 처리 방안의 모색이 시급한 실정이다. PCBs 처리 기술은 대표적으로 고온소각이나 고온 용융과 같은 열적 처리방법과 이외의 화학적 처리방법으로 구분되고 있다. 본 연구는 우리나라 고온소각처리(A, B)시설을 대상으로 PCBs 함유 폐절연유 농도수준에 따른 분해효율(Destruction Removal Efficiency, DRE) 및 이성체 패턴 변화, 공정 내에서의 물질거동 등을 파악하고자 하였다. 처리 전 절연유에 있어서는 대부분의 시료에서 5염화물, 6염화물, 7염화물이 차지하는 비율이 약 63 ∼ 90%로 상당히 높은 수치를 보임을 통해 국내 PCBs에서 Penta-, Hexa-, Hepta- 계열 동족체의 비율이 높음을 알 수 있었다. 열교환기 후단의 경우 두 시설 모두 처리 전 절연유 패턴에서 저 염화물 쪽으로 중심이동이 있는 것을 확인할 수 있었다. 굴뚝에서의 PCBs를 분석한 결과 열적파괴 및 재합성 구간이후방지시설을 통한 제거효율은 A시설 저농도, 고농도 투입조건에서 각각 62%, 42%로 나타났으며, B시설에서는 각각 70%, 74%를 나타내었다. 총 분해효율 분석결과 고농도 PCBs 투입시에는 A, B시설 모두 five-nine 분해효율을 보였고, 저농도 PCBs 투입시에는 A, B시설 모두 four-nine 분해효율을 보여 저농도 PCBs 투입시 분해효율이 낮게 나오는 것을 확인할 수 있었다. 소각과정에서 발생되는 잔재물의 분석결과 두 시설 모두 바닥재와 퀸칭수에서 저염화물이 차지하는 비율이 상당히 높게 나타났다가 열교환기 비산재에서는 다시 고염화물 쪽으로의 무게중심 이동이 확연하게 나타났다. 열교환기 출구 농도를 기준으로 각 지점에서의 저농도, 고농도 투입 조건별 PCBs 거동비율은 A시설의 경우 SDR에서 3.32%, 3.93% BF에서 50.11%, 52.53% 세정집진설비에서 0.26%, 0.22%가 제거되어지며 나머지 굴뚝으로 배출되는 PCBs 총량의 비율은 46.3%, 43.3%가 된다. B시설의 경우 SDR에서 5.44%, 3.32% BF에서 63.1%, 54.5% 나머지 31.5%, 41.2%의 PCBs가 굴뚝으로 최종 배출되어진다. 각 방지시설의 PCBs 제거효율은 SDR의 경우 A시설 3.32 ∼ 3.93%, B시설 5.44 ∼ 3.28%이며, BF의 경우 A시설 51.8 ∼ 54.7%, B시설 57.3 ∼ 66.7%, A시설 세정집진시설에서의 PCBs 제거효율은 0.50 ∼ 0.56%로 나타났다. 이를 통해 주로 저농도의 PCBs를 사용하고 있는 우리나라의 상황에 비추어 국내 현실에 맞는 PCBs의 안정적인 관리 및 처리기준의 마련이 필요할 것으로 사료된다.
Polychlorinated Biphenyls (PCBs) are one of the substances contained in substances called Persistent Organic Pollutants (POPs). As the present issues of control, management and disposal of products and wastes containing PCBs, one of 12 kinds of POPs emerge as pending problems of an international agr...
Polychlorinated Biphenyls (PCBs) are one of the substances contained in substances called Persistent Organic Pollutants (POPs). As the present issues of control, management and disposal of products and wastes containing PCBs, one of 12 kinds of POPs emerge as pending problems of an international agreement, according to manufacturing and use in the past, a party to the agreement should report on the checking and removal of the devices using PCBs by 2025 and establish a management system for PCBs by 2028 at the latest. Recently, South Korea has carried out a survey on the products and wastes containing PCBs and prepared a plan for safe management of them, and it is urgently necessary to seek a proper disposal method. Technologies of disposing PCBs are typically divided into thermal treatments like high temperature incineration or high temperature melting and other chemical treatments. This study attempted to figure out Destruction Removal Efficiency (DRE) according to the level of concentration of waste insulating oil containing PCBs, changes in isomer pattern and material behavior in the process at two high temperature incineration treatment facilities, A and B. In pre-treatment insulating oil, the ratios of 5 chloride, 6 chloride and 7 chloride were considerably high at about 63 to 90% in most of the specimens, through which it was found that the ratios of Penta-, Hexa- and Hepta- homologues were high in domestic PCBs. On the posterior of the heat exchanger, there was a weight shift toward low chloride in the pre-treatment pattern of insulating oil in both facilities. As a result of an analysis of PCBs in the chimney, the removal efficiency through preventive facilities after the sections of thermal destruction and re-synthesis was 62% and 42%, respectively under conditions of injection in low and high concentration at Facility A, while it was 70% and 74%, respectively in Facility B. In the result of an analysis on the total decomposition efficiency, when high concentration PCBs were injected, there was five-nine decomposition efficiency in both facilities, and when low concentration PCBs were injected, there was four-nine decomposition efficiency, so it was found that the decomposition efficiency was low when low concentration PCBs were injected. As a result of an analysis of the remnants generated in the incineration process, in both facilities, the ratio of low chloride in the flooring material and quenching water was considerably high, and then in the heat exchanger fly ash, there was a clear shift of the center of gravity to high chloride again. As for the ratio of the behaviors of PCBs under the conditions of low and high concentration at each point based on the heat exchanger exit concentration, in Facility A, 3.32% and 3.93% were removed from SDR; 50.11% and 52.53% from BF; and 0.26% and 0.22% from washing type dust collector equipment, and the ratio of the total amount of the remaining PCBs released through the chimney were 46.3% and 43.3%. In Facility B, 5.44% and 3.32% were released from SDR; 63.1% and 54.5% from BF; and 31.5% and 41.2% of the remaining PCBs were finally released through the chimney. As for the removal efficiency of PCBs of each preventive facility, for SDR, 3.32 to 3.93% at Facility A and 5.44 to 3.28% at Facility B; for BF, 51.8 to 54.7% at Facility A and 57.3 to 66.7% at Facility B, and the efficiency of the removal of PCBs in washing type dust collector equipment at Facility A was 0.50 to 0.56%. Through these results, it is judged that it would be necessary to prepare criteria for stable management and treatment of PCBs appropriate for the domestic reality in light of the situations in South Korea using low concentration PCBs.
Polychlorinated Biphenyls (PCBs) are one of the substances contained in substances called Persistent Organic Pollutants (POPs). As the present issues of control, management and disposal of products and wastes containing PCBs, one of 12 kinds of POPs emerge as pending problems of an international agreement, according to manufacturing and use in the past, a party to the agreement should report on the checking and removal of the devices using PCBs by 2025 and establish a management system for PCBs by 2028 at the latest. Recently, South Korea has carried out a survey on the products and wastes containing PCBs and prepared a plan for safe management of them, and it is urgently necessary to seek a proper disposal method. Technologies of disposing PCBs are typically divided into thermal treatments like high temperature incineration or high temperature melting and other chemical treatments. This study attempted to figure out Destruction Removal Efficiency (DRE) according to the level of concentration of waste insulating oil containing PCBs, changes in isomer pattern and material behavior in the process at two high temperature incineration treatment facilities, A and B. In pre-treatment insulating oil, the ratios of 5 chloride, 6 chloride and 7 chloride were considerably high at about 63 to 90% in most of the specimens, through which it was found that the ratios of Penta-, Hexa- and Hepta- homologues were high in domestic PCBs. On the posterior of the heat exchanger, there was a weight shift toward low chloride in the pre-treatment pattern of insulating oil in both facilities. As a result of an analysis of PCBs in the chimney, the removal efficiency through preventive facilities after the sections of thermal destruction and re-synthesis was 62% and 42%, respectively under conditions of injection in low and high concentration at Facility A, while it was 70% and 74%, respectively in Facility B. In the result of an analysis on the total decomposition efficiency, when high concentration PCBs were injected, there was five-nine decomposition efficiency in both facilities, and when low concentration PCBs were injected, there was four-nine decomposition efficiency, so it was found that the decomposition efficiency was low when low concentration PCBs were injected. As a result of an analysis of the remnants generated in the incineration process, in both facilities, the ratio of low chloride in the flooring material and quenching water was considerably high, and then in the heat exchanger fly ash, there was a clear shift of the center of gravity to high chloride again. As for the ratio of the behaviors of PCBs under the conditions of low and high concentration at each point based on the heat exchanger exit concentration, in Facility A, 3.32% and 3.93% were removed from SDR; 50.11% and 52.53% from BF; and 0.26% and 0.22% from washing type dust collector equipment, and the ratio of the total amount of the remaining PCBs released through the chimney were 46.3% and 43.3%. In Facility B, 5.44% and 3.32% were released from SDR; 63.1% and 54.5% from BF; and 31.5% and 41.2% of the remaining PCBs were finally released through the chimney. As for the removal efficiency of PCBs of each preventive facility, for SDR, 3.32 to 3.93% at Facility A and 5.44 to 3.28% at Facility B; for BF, 51.8 to 54.7% at Facility A and 57.3 to 66.7% at Facility B, and the efficiency of the removal of PCBs in washing type dust collector equipment at Facility A was 0.50 to 0.56%. Through these results, it is judged that it would be necessary to prepare criteria for stable management and treatment of PCBs appropriate for the domestic reality in light of the situations in South Korea using low concentration PCBs.
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