초록 ▼

화학물질제조업, 식음료 가공 및 제조업 등 6개 업종 54개 사업장에서 발생되는 슬러지 중 폐수처리과정에서 발생되는 슬러지를 대상으로 슬러지의 물리화학적 배출 특성 및 유해성을 조사하였으며, 조사된 슬러지의 특성 정보를 바탕으로 재활용 가능성을 평가하였다. 또한, 재활용 용도를 고려하였으며, 현행 슬러지의 재활용시 문제점을 파악하여 재활용 용도별 유해성, 처리방법 등 유기성 폐수처리슬러지의 재활용 활성화 방안을 검토하였다.
가. 유기성 슬러지 대표 배출업종 선정 및 현지조사
올바로시스템의 폐기물 배출 신고량 및 배출 형태

화학물질제조업, 식음료 가공 및 제조업 등 6개 업종 54개 사업장에서 발생되는 슬러지 중 폐수처리과정에서 발생되는 슬러지를 대상으로 슬러지의 물리화학적 배출 특성 및 유해성을 조사하였으며, 조사된 슬러지의 특성 정보를 바탕으로 재활용 가능성을 평가하였다. 또한, 재활용 용도를 고려하였으며, 현행 슬러지의 재활용시 문제점을 파악하여 재활용 용도별 유해성, 처리방법 등 유기성 폐수처리슬러지의 재활용 활성화 방안을 검토하였다.
가. 유기성 슬러지 대표 배출업종 선정 및 현지조사
올바로시스템의 폐기물 배출 신고량 및 배출 형태 등의 자료를 토대로 배출량이 많은 대표 6개 업종, 54개 사업장을 선정하여 슬러지 배출량, 처리방식, 공정도를 확보하는 등 현지 조사하였다. 대표 6개 업종은 화학물질 제조업 9개, 섬유 가공 및 염색업 6개, 식음료 가공 및 제조업 10개, 석유 화학업 6개, 종이제조 및 펄프 가공업 10개, 산업폐수 2차 처리업 13개 총 54개 사업장을 선정하였다. 슬러지의 특성을 고려하여 여름과 가을/겨울철을 구분하여 2회씩 탈수가 된 폐수처리슬러지 98건을 채취하여 조사하였다.
나. 슬러지 배출 및 유해특성 조사
채취한 유기성 슬러지 시료 98개는 유기화합물 총 6항목, 무기화합물(중금속)류 11항목에 대한 용출 및 함량 농도를 분석하였다. 유기성 슬러지의 기존배출 처리 방법 및 재활용 가능성을 고려하여 항목을 선정하여 분석하였는데 무기화합물의 경우, 현행 폐기물관리법의 규제 무기금속물질 7개 항목(Hg, Pb, Cd, As, Cu, Cr6+, CN)과, 농림수산식품부의 퇴비화 등의 규정을 고려하여 2개 항목(Ni, Zn)을, 이외 중금속 3항목(Se, Ba, Be)을 추가하여 유해성분을 분석하였다.
유기화합물의 경우 총 6항목을 검토하였는데 폐기물관리법의 규제 4개 항목 (TCE, PCE, 유기인, 기름성분), 해양환경관리법 규제 2개 항목(PAHs, PCBs)을 추가하여 조사하였다. 아울러, 농림수산식품부의 퇴비화 등의 규정 항목인 원소분석 6항목(C, H, O, N, S, ash) 및 C/N비를 그리고 슬러지 일반적 특성의 기본인 pH, 삼성분을, 이외 에너지화를 고려한 고형연료기준 항목인 발열량을 추가하여 분석하였다.
다. 슬러지 유해특성 및 재활용 방안 검토
현행, 폐기물관리법의 유기성 슬러지 배출 규정 및 유해물질 함유 기준에 적합하게 배출하는지를 검토하기 위하여 기초 항목에 해당되는 pH 및 삼성분을 조사하였다. 슬러지의 pH는 대체로 중성으로 6.7~7.4 이었으며, 수분의 함량은 85 % 이상인 시료들로 다수 조사됨에 따라 해당 사업장의 슬러지 탈수 방식의 개선이 필요한 것으로 판단되었고, 유기물의 함량은 45 % 이상으로 유기성 슬러지 배출 요건에 부합되는 것으로 나타났다.
폐기물관리법의 지정폐기물 용출 농도 기준에 근거하여 규제 중금속을 초과하는 항목 및 업종은 98개 시료 중 3건으로 화학물질 제조업에서 Cd의 용출 기준 0.3 mg/L을 초과하였고 나머지는 일반폐기물의 형태로 적법하게 배출하는 것으로 조사되었다. 또한 무기화합물의 함량 농도는 농림수산식품부 퇴비화 규정의 중금속 함량 기준치보다 현저히 낮은 함량을 보였으나, Cd의 함량은 음료 및 식품 제조업을 제외한 전 업종에서 기준 함량 5 mg/kg을 초과하였다. 특히, 화학제품 제조업종에서 배출되는 슬러지의 경우 Cd의 함량이 매우 높은 것으로 조사되어 퇴비 등으로의 재활용은 어려울 것으로 판단된다. 반면, 음료 및 식품 제조업종에서 배출되는 슬러지의 Cd 함량은 평균 0.68 mg/kg으로, 비료의 원료나 부숙토의 원료 등으로 재활용이 가능할 것으로 판단된다.
유기화학물의 용출 및 함량 농도를 조사한 결과, 16종 PAHs의 총량 농도는 국내의 규정이 없으므로 미국이나 유럽의 규정과 비교한 결과, 선진국들의 함량 규정보다 현저히 낮은 농도를 나타내었다. 또한, PCBs는 해양환경관리법의 배출기준 0.03 mg/kg 보다 높은 농도가 검출됨에 따라, 해당 사업장의 슬러지처리 방법에 대한 검토 및 수정이 필요할 것으로 판단된다. 슬러지의 재활용측면에서 에너지원으로서의 열적 특성을 파악하기 위하여 원소(C, H, O, N, S) 및 수분함량 결과를 토대로 발열량 추정 경험식에 의한 결과, 식음료 제조 및
가공업종의 유기성 슬러지의 평균 발열량은 4,004 kcal/kg으로, 고형연료기준에 적합한 것으로 나타났으며, 산업폐수 2차 처리업과 석유 화학업의 유기성 슬러지는 탈수 상태 및 유기물 함량을 높이는 처리 개선을 통해 발열량을 높일 수 있을 것으로 판단되었다. 종이 제조 및 펄프 가공업의 유기성 슬러지는 회분의 함량이 높고 가연분의 함량이 낮아 에너지원으로 부적합한 것으로 나타났다.

Abstract ▼

Sludge generated from industrial wastewater treatment have been considered as nuisance by-products, most of which have been disposed by incineration, landfill and ocean dumping. As the generation of industrial sludge increases, the necessity of recycling sludge also has obtained great attention. Pot

Sludge generated from industrial wastewater treatment have been considered as nuisance by-products, most of which have been disposed by incineration, landfill and ocean dumping. As the generation of industrial sludge increases, the necessity of recycling sludge also has obtained great attention. Potential applications of sludge include land use, use as ingredients of fertilizers, co-combustion in cement kiln or power plant, etc.
Currently, under the government-level laws and regulations, land applications of industrial sludge are not permitted mainly due to harmful substances such as toxic metals and refractive organic compounds even though the physicochemical properties of sludge in terms of recyclability have been improved with technical development of wastewater treatment methods. Thus, there have been social demands for proper assessments on industrial sludge in order to accelerate and maximize those recycling and reuses.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 표목차 ... 5
• 그림목차 ... 6
• Abstract ... 7
• 요약문 ... 9
• I. 서 론 ... 13
• 1. 연구 배경 ... 13
• 2. 연구 필요성 및 목적 ... 14
• II. 연구내용 및 방법 ... 15
• 1. 유기성 슬러지의 관리 정책 및 재활용 실태 ... 15
• 가. 국외 유기성 슬러지 관리정책 ... 15
• 나. 국내 유기성 슬러지의 관리 방향 및 재활용 ... 17
• 다. 국내 유기성 슬러지의 재활용관련 기준 검토 ... 18
• 2. 연구 내용 및 방법 ... 23
• 가. 대상 유기성 시료 채취 및 분석 항목 ... 23
• (1) 시료 채취 대상 업종 선정 ... 23
• (2) 분석항목 선정 ... 23
• 나. 분석 방법 ... 24
• (1) pH ... 24
• (2) 삼성분 분석 ... 24
• (3) 무기성 물질류 ... 25
• (4) 유기성 화학물질류 ... 26
• (5) 원소 분석 ... 28
• (6) 발열량 ... 29
• III. 연구결과 및 고찰 ... 31
• 1. 슬러지의 특성 조사 ... 31
• 가. 일반적 특성 ... 31
• (1) pH ... 31
• (2) 삼성분 분석 ... 32
• (3) 원소조성 특성 ... 35
• 나. 유해 특성 ... 38
• (1) 중금속의 용출 ... 38
• (2) 중금속의 함량 ... 39
• (3) 유기화합물 ... 40
• (4) 기름 성분 ... 47
• 다. 열적 특성 ... 48
• (1) 발열량 ... 48
• IV. 결 론 ... 51
• 가. 국내.외 유기성 슬러지의 발생 및 처리현황 조사 ... 51
• 나. 폐수처리 슬러지의 재활용 관련 규제 및 실태조사 ... 51
• 다. 폐수처리 슬러지의 대상업체 선정 및 유해성 조사 ... 52
• 라. 폐수처리 슬러지의 재활용 활성화 방안 ... 53
• 참고문헌 ... 55