[논문]대구시 산업단지 인근 하수처리장의 악취발생 특성

이명숙; 강동훈; 금종록; 권병윤; 조항욱; 이찬형; 김은덕; 임호진; 송희봉

doi:10.5668/jehs.2018.44.2.178

대구시 산업단지 인근 하수처리장의 악취발생 특성
Emission Characteristics of Odor Compounds from a Sewage Treatment Plant Near an Industrial Complex Area in Daegu City 원문보기

韓國環境保健學會誌 = Journal of environmental health sciences, v.44 no.2, 2018년, pp.178 - 187

이명숙 (대구광역시보건환경연구원) , 강동훈 (대구광역시보건환경연구원) , 금종록 (대구광역시보건환경연구원) , 권병윤 (대구광역시보건환경연구원) , 조항욱 (대구광역시보건환경연구원) , 이찬형 (대구광역시보건환경연구원) , 김은덕 (대구광역시보건환경연구원) , 임호진 (경북대학교 환경공학과) , 송희봉 (대구광역시보건환경연구원)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives: This study evaluated the odor emission characteristics from a sewage treatment plant near an industrial complex area in Daegu City. Methods: Odor samples were collected from March 2017 to December 2017 and analyzed for specified offensive odor substances. The odor quotient and the odor contribution were calculated. Results: Ammonia, methyl mercaptane, hydrogen sulfide, dimethyl sulfide, acetaldehyde, propionylaldehyde, toluene, xylene, and methylethylketone were detected in all samples for monitoring the specified odor compounds. The result of contribution analysis is that hydrogen sulfide made the highest contribution in all processes, followed by acetaldehyde. Conclusion: The major components of odor can be determined by evaluating their degree of contribution to the odor intensity and the concentration of the individual odor component. To increase the effectiveness of odor reduction, rather than addressing high-concentration odor compounds, policies focused on materials with a high odor contribution are necessary.

주제어

표/그림 (11)

표 Table 1. Properties of specified offensive odor substances
그림 Fig. 1. Sewage treatment process.
표 Table 2. Quality control (QC) of analytical methods
그림 Fig. 2. Seasonal variations of complex odor.
표 Table 3. Concentrations of complex odor (unit: dilution value)
표 Table 4. Concentrations of odor compounds (unit: ppb)
표 Table 5. Odor quotient (OQ) on the processes (mean unit: ppb)
표 Table 6. Sum of odor quotient (SOQ) on the processes
표 Table 7. Odor contribution rate (%) on the processes
그림 Fig. 3. Odor contribution rate (%) of odor compounds.
표 Table 8. Correlation coefficient (n=24)

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 대구지역 환경기초시설의 악취저감을 위한 기초자료로 활용하기 위해 기존 연구와 연계한논문으로 하수처리장 내에 공정별(침사조, 1차침전조, 반응조, 2차침전조, 농축조, 탈수동 등 6개 공정) 로 발생하는 복합악취와 지정악취물질(22종)을 계절 별로 측정하여 배출특성을 파악하였다.

제안 방법

시료채취기간은 2017년 3월(봄)과 6월(여름), 9월(가을), 12월(겨울)로 계절별 각 1회씩 실시하였고, 시료채취당일의 날씨는 모두 맑았고, 평균기온이 13.9±14.2 o C, 평균상대습도가 50±15%, 평균풍속이 2.2±1.3 m/s, 주풍향이 서풍계열이었다. ⁵⁾

대상 데이터

^7,8) 본 연구에서는 주요 악취원인물질을 선정하기 위해 악취농도지수(Odor Quotient, 이하 OQ) 를 이용하였다. 즉 OQ의 산출은 측정된 악취물질의 농도를 해당물질의 최소감지농도로 나누었는데, 이 때 최소감지농도는 환경부가 제시한 자료를 활용하였다. ⁹⁾
측정지점은 인구 20만 여명이 거주하는 대구광역시의 칠곡지역에서 주로 발생되는 하수를 처리하는 생활하수처리장이며, 시설용량은 하루 170,000톤, 평균유입량은 하루 1,300톤, 평균슬러지케이크발생량은 하루 22.51톤이다. 처리공법은 혐기/무산소/호기 가변공정 및 화학적 총인처리방법을 이용하고 있으며, 하수처리장의 처리계통도는 간략하게 Fig.

데이터처리

에 있는 방법검출한계(Method Detection Limit, MDL) 측정, 정밀도 및 검정곡선 작성을 이용하였으며, 그 결과는 Table 2와 같다. 그리고 데이터의 정리는 Microsoft Excel Program을, 지정악취 물질과 복합악취간의 상관성 분석은 SPSS Program (version 25)을 이용하여 Pearson 상관관계 분석을 실시하였다.
분석방법의 정도관리(Quality Control, QC)는 악취 공정시험기준 ⁶⁾에 있는 방법검출한계(Method Detection Limit, MDL) 측정, 정밀도 및 검정곡선 작성을 이용하였으며, 그 결과는 Table 2와 같다. 그리고 데이터의 정리는 Microsoft Excel Program을, 지정악취 물질과 복합악취간의 상관성 분석은 SPSS Program (version 25)을 이용하여 Pearson 상관관계 분석을 실시하였다.

이론/모형

이때 어떤 물질이 사람에게 냄새로 느껴지기 시작되는 최소의 농도를 최소감지농도라 정의한다. ^7,8) 본 연구에서는 주요 악취원인물질을 선정하기 위해 악취농도지수(Odor Quotient, 이하 OQ) 를 이용하였다. 즉 OQ의 산출은 측정된 악취물질의 농도를 해당물질의 최소감지농도로 나누었는데, 이 때 최소감지농도는 환경부가 제시한 자료를 활용하였다.
시료채취와 시료분석은 환경부의 악취공정시험기준 ⁶⁾ 에 준하였고, 연구대상인 악취물질(복합악취, 지정악취)과 분석기기, 분석조건 등에 관한 상세한 사항은 이미 발표한 문헌에 잘 표현하고 있다. ^3,4)

성능/효과

1. 복합악취는 1차침전조와 탈수동이 다른 공정에 비해 계절별로 뚜렷하게 높은 농도를 보였고, 계절별 변동추이는 탈수동이 다른 공정에 비해 뚜렷한 농도차이를 보였다.
2. 지정악취물질(22종)은 9종(암모니아, 메틸메르캅탄, 황화수소, 아세트알데하이드, 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤 등)이 검출되었고, 이들 중 5종(황화수소, 아세트알데하이드, 톨루엔, 메틸에틸케톤 등)은 모든공정에서 공통적으로 검출되었다.
4. 악취발생강도는 1차침전조와 탈수동이 가장 높아 악취저감시설로서, 악취기여도는 황화수소와 아세트알데하이드가 가장 높아 악취저감물질로서 선정하여 관리할 필요성이 있었다.
5. 악취물질과 복합악취, SOQ간의 상관성은 악취 기여도가 가장 높았던 황화수소와 복합악취간에, 황화수소와 SOQ간에, 그리고 복합악취와 SOQ간에 유의한 상관성을 보였다.
그리고 악취기여도가 가장 높았던 악취물질인 황화수소는 SOQ(상관계수, 0.979)간에, 복합악취(상관 계수, 0.677)간에 유의한 상관성(p<0.01)을 보였다.
이는 황화 수소가 많이 발생할수록 복합악취와 SOQ값도 동시에 높아진다는 것을 의미한다. 따라서 본 연구대상인 하수처리장은 황화수소가 주된 악취원인물질로서 작용하고 있다는 사실로 미루어 볼 때, 공기희석관능법으로 구해진 복합악취(희석배수)는 기기분석법 으로 구해진 악취물질 중의 주 악취물질과 연관성이 있다는 것을 확인할 수 있었다. ¹⁷⁾
2와 같다. 복합악취의 평균농도는 1차침전조(12.0배)와 탈수동(9.3배)의 경우엔 2차침전조, 침사조 등 다른 공정(최소 4.2배, 최대 5.3배)에 비해 계절별로 뚜렷하게 높은 농도를 보였다. 게다가 계절별로 농도차이는 탈수동(Δ9.
검출된 지정악취물질의 농도분포는 Table 4와 같다. 지정악취물질(22종) 중 질소화합물(1종)인 암모니아, 황화합물(3종)인 메틸메르캅탄, 황화수소, 다이메틸설파이드, 알데하이드류(2종)인 아세트알데하이드, 프로피온알데하이드, 그리고 VOCs (3종)인 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤 등 9종이 검출되었고, 아 민류와 지방산류는 전혀 검출되지 않았다. 이들 9종에 대한 검출빈도는 총 24회 측정 중 암모니아와 톨루엔은 모두 100%(24회)로, 황화수소와 아세트알데하이드는 각각 83%(20회)와 96%(23회)로, 메틸메르캅탄과 자일렌, 메틸에틸케톤은 모두 25%(6회)로, 그리고 프로피온알데하이드과 다이메틸설파이드는 각각 17%(4회)와 8%(2회)로 검출되었다.
최근에 대구지역의 염색폐수처리장을 대상으로 연구한 결과 ⁴⁾ 에서 복합악취의 평균농도는 침사조 20.5배(8.2~44.8배), 반응조 22.1배(11.8~31.1배), 2차침전조 10.3배(6.7~14.4배), 농축조 8.3배(5.5~14.4배), 탈수동 18.7배(5.5~31.1배)로, 본 연구결과는 염색폐수 처리장에 비해 3.0배(1.9~4.8배) 정도 낮았다. 이러한 결과는 부지경계선에서 복합악취농도가 폐수처리장(3곳: 8.

후속연구

악취는 농도가 높은 악취물질을 대상으로 계획되기보다는 악취기여도가 높은 악취물질을 중심으로 제어(control)가 계획되어져야 악취저감의 효율성을 높일 수 있다고 한다. ¹¹⁾ 따라서 본 연구대상인 하수처리장은 악취기여도가 황화수소와 아세트알데하이드가 가장 높게 보여, 이들 물질에 대해 집중적으로 관리할 필요성이 있다고 사료된다.
3. 악취는 농도가 높은 악취물질보다는 악취농도 지수(OQ)와 총악취농도지수(SOQ)를 고려한 악취기여율이 높은 악취물질을 대상으로 악취저감대책을 마련해야 악취저감의 효율성을 높일 수 있다고 생각된다.
이는 여름철이 다른 계절에 비해 기온상승 등에 의한 미생물의 기작(mechanism)이 활발해진 결과로 판단된다. ⁶⁾ 따라서 본 연구대상인 하수처리장은 악취발생강도가 1차침전조와 탈수동이 가장 높게 보여, 이들 시설에 대해 집중적으로 관리할 필요성이 있다고 사료된다.
따라서 본 연구에서는 대구광역시 서구 산업단지 인근에 위치한 환경기초시설 중 하수처리장의 각 공정을 대상으로 (1) 복합악취의 농도분포 특성, (2) 지정악취의 농도분포 특성, (3) 최소감지농도를 이용한 악취농도지수 평가, (4) 총악취농도지수를 이용한 악취기여도 평가, (5) 지정악취물질과 총악취농도지수, 복합악취간의 상관성 분석을 수행하여 악취발생 강도와 악취원인물질을 도출함으로 주민의 일상생활 피해를 최소화하고 악취저감방안을 마련하는데 필요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
악취물질은 같은 농도라도 다른 물질의 영향, 온도, 습도 등에 따라 냄새의 세기가 다를 수 있기 때문에 측정된 농도값과 감지되는 악취간의 상관관계를 정확히 나타내는데 한계가 있다. ¹⁴⁾ 악취물질과 복합악취, SOQ간의 상관분석을 실시한 결과, 상관성은 Table 8과 같다.
1을 보여 양자의 현장농도가 비슷하더라도 암모 니아에 비해 황화수소의 OQ가 2백배 이상으로 훨씬 더 높았다. 이러한 결과는 악취의 최소감지농도가 암모니아와 황화수소의 경우, 각각 100 ppb와 0.5ppb로 서로 다르기 때문으로 향후 악취저감대책을 마련할 경우엔 개별물질의 단순농도가 아닌 OQ를 반드시 고려해야 한다고 사료된다. ¹¹⁾

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	두 가지 이 상의 악취물질이 함께 작용하여 사람의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새를 무엇이라고 하는가?	악취방지법에서 악취는 “황화수소, 메르캅탄류, 아민류, 그 밖에 자극성이 있는 물질이 사람의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새”로, 지정악취물질은 “악취의 원인이 되는 물질로서 환경부령으로 정하는 것”으로 암모니아, 메틸메르캅탄 등 총 22종류의 물질로 적용하고 있으며, 1) 그 물질의 특성은 Table 1과 같다. 그리고 복합악취는 “두 가지 이 상의 악취물질이 함께 작용하여 사람의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새”로 정의하고 있다. 1) 이러한 악취는 사람에게 특정냄새 자체로 정신적인 피해와 건강상의 피해를 주는 감각오염의 한 형태이다.
	대구지역 하수처리장 내에 공정별로 발생하는 복합악취를 계절별로 측정하여 배출특성을 파악한 결과는 무엇인가?	1. 복합악취는 1차침전조와 탈수동이 다른 공정에 비해 계절별로 뚜렷하게 높은 농도를 보였고, 계절별 변동추이는 탈수동이 다른 공정에 비해 뚜렷한 농도차이를 보였다.
	악취란 무엇인가?	악취방지법에서 악취는 “황화수소, 메르캅탄류, 아민류, 그 밖에 자극성이 있는 물질이 사람의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새”로, 지정악취물질은 “악취의 원인이 되는 물질로서 환경부령으로 정하는 것”으로 암모니아, 메틸메르캅탄 등 총 22종류의 물질로 적용하고 있으며, 1) 그 물질의 특성은 Table 1과 같다. 그리고 복합악취는 “두 가지 이 상의 악취물질이 함께 작용하여 사람의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새”로 정의하고 있다.

참고문헌 (17)

Ministry of Environment. Odor prevention law;2015.
National Institute of Environmental Research. A research on the odorous element and odorous source; 2006.
Lee CH, Jeon HS, Shin MC, Kim ED, Jang YJ, Kwon BY, Song HB. Emission Characteristics of Odor Compounds from Fundamental Environmental Facilities in an Industrial Complex Area in Daegu City. J Environ Health Sci. 2016; 42(4): 246-254.
Lee CH, Jeon HS, Kwon BY, Kim ED, Jang YJ, Lee MS, Keum JL, Song HB. Emission Characteristics of Odor Compounds from a Dyeing Wastewater Treatment Plant in an Industrial Complex Area in Daegu City. J Environ Health Sci. 2017; 43(4): 314-323.
Disaster Prevention Meteorological Information Portal Service System. Available: http://afso.kma.go.kr/afsOut/rsw/emg/rswMain.jsp.[accessed 10 March 2018].
Ministry of Environment. The Korea odor standard test method; 2014.
Ministry of Environment. Odor management manual;2012.
Chung GH, Kim ST, Park MS, Chung JH. A survey on the odor emission characteristics in a sewage treatment plant. Korean Journal of Odor Research and Engineering. 2004; 3(4): 225-233.
Ministry of Environment. The minium sensing concentration of major chemicals; 2005.
Jeon JM, Seo YS, Jeong MH, Lee HS, Lee MD, Han JS, Kang BW. The emission characteristics of odor compounds from environment fundamental facilities. Korean Journal of Odor Research and Engineering. 2010; 9(2): 80-89.
Yoo SS, Kim YD, Lee JY, Cha YS, Kim ES, Jeon JS, et al. The characteristic and management of odor emitted foodwaste treatment facility. Environmental impact assessment. 2012; 21(3): 353-365.
Jung JE, Song BJ, Jung SR. Removal of malodorous compounds from foodwaste treatment processing (II). Rep. Busan Inst. Health & Environ. 2003; 13: 17-47.
Seoul Development Institute. Evaluation of Nanjido Landfill and Environmentally-friendly Restoring Strategies; 2000.
Ministry of Environment. Odor management manual;2012.
Chung GH, Kim ST, Park MS, Chung JH. A Survey on the Odor Emission Characteristics in a Sewage Treatment Plant. Korean Journal of Odor Research and Engineering. 2004; 3(4): 225-233.
Nagata Y. Odor intensity and odor threshold value, Bulletin of Japan. Environmental Sanitation Center;2003. p. 17-25.
Park SY, Kim KH. A Comparative Study of Odors between Air Dilution Sensory Test and Instrumental Detection Method Using Industrial and Food Waste Samples. Journal of Korean Society for Atmospheric Environment. 2007; 23(4): 420-429.

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표제어: PCR

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용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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