Decomposition Characteristics of Non-Degradable Liquid Waste under High Temperature and High Pressure Conditions

고온 고압 조건에서의 난분해성 액상폐기물 분해 특성

The specified wastes consist of waste acid, waste alkali, waste oil, waste organic solvent, waste resin, dust, sludge, infectious waste, and others. Among these specified wastes, a great portion is liquid phase wastes. The purpose of this study is to develop the high temperature and high pressure (HTHP) treatment system for decomposition of the liquid phase specified waste (LPSW). For this, we analyzed the physical and chemical properties of the LPSW such as density, proximate analysis, ultimate analysis, heating values, and designed 0.3 ton/day HTHP treatment system. The LPSW tested in this experiment were prepared by adding TCE(trichloroethylene) and toluene to liquid phase waste which was brought into the commercial waste treatment company. The average density of waste oil (25 samples), waste resin (5 samples), and waste solvent (12 samples) was 0.99 g/mL, 0.91 g/mL, and 0.93 g/mL, respectively. And the average lower heating value of waste oil, waste resin, and waste solvent was 8,294 kcal/kg, 5,809 kcal/kg, and 7,462 kcal/kg, respectively. The DRE (Destruction & Removal Efficiency) of TCE and toluene were 99.95% and 99.73% at atmospheric pressure conditions and that were 99.99% and 99.82% at pressurized conditions, respectively. These results showed that TCE/toluene mixtures were properly decomposed over about 99.73% of DRE by the HTHP treatment system and pressurized conditions were more effective to destroy those pollutants than atmospheric pressure conditions. Also these systems could be directly applied to industries which try to treat the liquid phase specified waste within the regulation limit.

지정폐기물은 폐산, 폐알칼리, 폐유, 폐유기용제, 폐합성수지, 먼지, 슬러지, 감염성폐기물 등이며, 이 중에서 많은 부분이 폐산, 폐알칼리, 폐유, 폐유기용제, 폐합성수지 등 액상지정폐기물이다. 이와 같은 액상지정폐기물을 적절히 분해하기 위해 먼저 액상지정폐기물에 대하여 밀도, 삼성분, 원소분석, 발열량 등 물리화학적 특성을 분석하고 0.3톤/일급의 고온고압시스템을 설계하였으며, 반응온도는 $1,200^{\circ}C$ 이상, 압력은 최대 4 $kg_f/cm^2(g)$ 조건에서 실험을 수행하였다. 폐유의 평균 밀도값은 0.93 g/mL. 폐유기용제는 0.93 g/mL, 폐합성수지는 0.91 g/mL이었으며, 삼성분과 원소분석 결과 폐유기용제는 수분 54.34%, 회분 3.35%, 가연분 42.31%이었고, 탄소 29.73%, 수소 3.82%, 산소 5.94%, 질소 2.31%, 황 0.51%이었다. 폐유의 평균 저위발열량은 8,294 kcal/kg, 폐유기용제의 경우 7,462 kcal/kg, 그리고 례합성수지는 5,809 kcal/kg으로 나타났다. 액상례기물 중 유해물질의 분해 특성을 보기 위해 대상 폐기물에 혼합한 톨루엔, TCE 그리고 톨루엔이 고온에서 분해될 때 발생하는 벤젠 3가지 물질에 대해 고온 고압 처리 전후의 양으로 각물질의 DRE를 비교한 결과, 상압조건에서 벤젠 99.73%, 톨루엔 99.73%, TCE가 99.95% 이었으며 가압조건에서 벤젠99.97%, 톨루엔 99.82%, TCE가 99.99%으로 나타나 가압조건이 상압조건보다 유해물질의 분해율이 향상된 결과를 보였다. 본 실험결과 TCE/톨루엔 혼합물의 DRE는 99.73% 이상으로 매우 높게 나타나 유해물질이 적절히 분해됨을 확인할 수 있었다.nes., CWT+35‰＋Anes., NWT＋15‰+Anes. 및 CWT+15‰＋Anes.의 8개 실험구를 2반복으로 설정하여 경북울진∼부산까지 약 400 km (6시간)를 차량수송하였다. 수송용기는 스티로폼상자(66×42×20 cnn)로서, 여기에 해수 3 L와 액화산소를 넣은 비닐봉지에 넙치 8마리씩 수용하여 수송하였다. 혈액의 성상 및 분석항목은 수송전ㆍ후에 채혈하여 비교하였다. 수송전 hematocrit는 22.2±3.8%에서 수송후 NWT＋35‰에서 15.3＋3.9%, CWT＋35‰은 16.7±3.0%, NWT+15‰구에서는 19.2±1.8%로 낮아졌으며, CWT+15‰구는 20.9±3.6%로 수송전과 차이가 없었다. 한편 NWT＋15‰＋Anes.구는 17.8±0.9%, CWT＋15‰＋Anes.구는 14.5±1.5%로 낮아졌다. Cortisol은 수송전 2.4±0.1 ng/ml로부터 CWT＋35‰구는 16.7±12.8 ng/ml, NWT＋35‰구는 47.9＋19.8 ng/ml, NWT＋15‰구는 43.5±13.9 ng/ml, CWT＋15‰구는 26.1±8.3 ng/ml, NWT＋15‰+Anes.구는 61.7±3.3 ng/ml, CWT+15‰+Anes.구는 86.1±19.0 ng/ml로 높아졌다. Glucose는 수송전 74.2±32.6 mg/dl로부터 NWT＋35‰구는 197.9±27.5 mg/dl, CWT＋35‰구도 272.1±29.9 mg/dl로 유의하게 높아졌다. Na/sup +/의 수송전 농도는 163.5±0.6 mEq/L로부터 NWT＋35‰구와 CWT＋35‰구는 각각 175.3±1.2 mEq/L, 190.0±5.0 mEq/L로 높아졌으며, 다른 실험구에서는 차이가 없었다. 본 연구 결과, cortisol과 glucose에서 수송전보다는 모든 실험구에서 높게