본 연구에서는 소각비산재의 습식 처리에 관한 기초 자료를 얻을 목적으로 소각비산재의 물성, 황산에 의한 소각비산재의 중화과정, 황산에 의한 소각비산재의 탈염소 반응, 소각비산재와 황산의 반응에 의하여 생성한 이수석고의 결정성장 및 미립 중금속의 분리 둥에 관하여 조사하였다. 소각비산재와 황산을 반응시켜 염산을 회수하고 그 잔류물의 대부분을 차지하는 석고 성분을 선택적으로 결정성장 시켜 결정성이수석고와 중금속으로 분리하는 일련의 공정에서 100g의 소각비산재위 85g의 진한 황산을 사용하는 경우 35% 염산 52.6g, 순도가 98%이상인 결정질 이수석고 116.9g을 회수할 수 있으며, 이 과정에서 2.65g의 활성탄을 주로하는 조립불순물과 7.85g의 중금속함유 미립자들이 분리되었다.
도시 쓰레기 소각재 내 미연소 섬유분(Unburned fabric)이 시멘트 복합재료의 기초 물성에 미치는 부정적 영향에 대해 실험적으로 검증하였다. 먼저, 섬유분을 많이 포함하고 있는 0.6 mm 이하 소각재 미분의 물리적, 화학적 특성을 확인하였다. 그 후, 소각재 미분이 혼입된 모르타르형 시멘트 복합재료의 유동성과 강도를 측정하고, 이 결과를 소각재 미분의 물리적, 화학적 특성과 연계하여 분석하였다. 실험 결과, 시멘트 복합재료의 유동성은 미연소 섬유분에 의해 크게 감소한 반면, 복합재료의 강도는 섬유분 보다 소각재 자체에 의해 감소함을 알 수 있었다. 따라서, 시멘트 복합재료의 성능을 고려 할 때, 복합재료 내 소각재의 혼입률과 함께 소각재 미분에 대한 혼입률도 제한되어야 함을 확인하였다.
최근 나노기술의 급격한 발전은 산업 분야에 새로운 활용 가능성을 제시하고 있다. 그러나 나노물질의 연간 생산량 증가와 함께, 비의도적인 환경 노출이 야기되고 있다. 따라서 지속적인 나노기술의 발전을 위해서도 나노폐기물에 관한 효과적인 관리가 필요하다. 나노폐기물 처리의 최종 단계는 바로 소각시설을 이용하는 것으로 보고 있다. 나노물질의 소각처리에 관한 문헌자료가 부족하지만, 일부 선도적인 연구자들에 의하면 소각시 나노물질의 대기노출은 억제되지만 바닥재는 결국 매립되어 나노물질은 잔존하게 된다는 것이다. 아직까지는 소각장내 나노물질의 거동과 다양한 질문거리가 남아 있지만, 무엇보다도 소각을 통한 나노폐기물 처리가 인간 및 환경 영향을 최소할 할 수 있는 안전하고 효과적인 나노물질 처리법인지가 검토되어야 할 것이다.
작은 국토 면적에 비해 잦은 산불피해가 발생하는 우리나라에서 영농활동을 위한 소각은 산불의 중요한 원인이므로, 이를 방지하기 위해서는 발화원인자인 영농인들의 의식조사가 필요하다. 이를 위해 영농으로 인한 소각행위가 빈번한 지방자치단체를 대상으로 설문조사를 실시하였다. 조사결과 실제 47%가 소각경험이 있어, 영농소각이 빈번하게 이루어지고 있었다. 소각이유는 지저분한 전답주변 정리가 가장 많았다.산불예방정책(산불조심기간, 산림연접 100m 소각금지, 소각허가제, 마을단위 공동태우기, 소각 신청자 의무 위반 시 과태료 부과)에 대한 인지도는 대부분 높았으나, 소각 허가제에 대한 인지도가 낮았다. 지역별, 연령별 분석 결과 대형산불을 겪은 지역에서는 높았고, 40대 이하의 낮은 연령대의 인지도가 떨어졌다. 따라서, 정부 및 지자체는 영농종사자의 소각의 필요성을 감안하여, 소각허가제와 마을 단위 공동태우기 활성화가 필요하고, 낮은 연령층과 대형산불 미경험자에 대한 산불예방교육이 필요함을 알 수 있었다.
시화호 초지대의 소각에 의한 조류의 서식 영향에 대한 연구는 2007년 3월에서 10월까지 경기도 화성시 마도면 송정리 인근 시화호간척지의 초지에서 실시하였다. 계획소각은 2007년 2월 28일에서 3월 1일까지 시화호 간척지의 초지 중 육상부에 인접한 지역에 대해 실시하였다. 소각지역에서는 총 30종 최대개체수 합계 181개체의 조류가 관찰되었으며, 존치지역에서는 24종 최대개체수 합계 154개체가 관찰되어 소각지역의 관찰조류 종수와 개체수가 높았다. 하지만 우점종은 소각지와 존치지간에 차이가 없었다. 수조류와 산림성조류를 제외한 소각지와 존치지의 평균 종수, 평균개체수, 종 다양도, 종 풍부도는 차이가 없었다. 초기의 군집특성은 계획소각에 의하여 변화하였지만, 후기에는 차이가 감소하였다. 계획소각에 의한 서식지 교란은 일시적으로 새로운 서식지 및 취식장소를 제공하였다. 계획소각이 목본식물의 유입을 차단하여 초지생태계를 유지하는 효과적인 방법이며, 주기적인 계획소각이 초지생태계를 유지 및 관리하는 효율적인 방안임을 제안하고자 한다.
폐기물 소각시 발생되는 각종 유해가스 및 비산회재(fly ash)는 후처리 설비에 의해 배출허용기준치 이하로 처리된 후 대기 중으로 방출되도록 환경 규제되고 있다. 그러나 포집된 비산회재(fly ash) 및 노하부 배출재(bottom ash) 내에는 미 연소된 상태로 배출된 유해성 유기물질(다이옥신, 퓨란류 등)과 중금속 성분이 함유되어 있어 이들 소각잔류물(incineration residues)을 안정화나 무해화 처리 없이 단순 매립할 경우 강우에 의해 소각잔류물 내의 유해성분이 침출됨에 따라 토양이나 지하수 등에 2차 환경오염을 일으키게 된다. (중략)
소각로에서 배출되는 다이옥신은 위해성 문제로 논란이 계속되고 있으며 현재 국내 도시 소각로의 경우 배출 기준치를 만족시켜야 하는 둥의 규제를 받고 있다. 또한 앞으로는 사업장소각로에서도 다이옥신 정기 측정이 의무화되는 등 배출원에서의 다이옥신 관리가 점차 더 강화될 예정이다. 이처럼 소각로에서 배출된 다이옥신은 대기 중 확산 및 이송과정에서 건·습식 침적과정을 통해 각 환경매체로 재분포되어 생물체에 농축 및 최종적으로는 인체로 유입되기도 한다. (중략)
서울시는 최근 자원회수시설에서 쓰레기 소각 시 발생하는 질소산화물 저감방식을 개선해 매년 54억원의 예산을 절감하게 됐다고 밝혔다. 이번 아이디어는 독일 쉬텔링거 모어 소각장의 열교환시스템을 벤치마킹한 것으로 마포 자원회수시설 담당 공무원(김창환 주무관)이 지난 해 6월 독일을 방문한 뒤 제안하면서 탄생하게 됐다. 개선 방식은 질소산화물을 제거하기 위해 설치된 SCR촉매탑의 가온시스템을 LNG를 이용한 닥터버너 방식에서 '소각증기 사용 열교환 방식'으로 전환시킨 것이다.
도시쓰레기 소각처리는 이미 100년전에 유럽지역에서 시작되었고 원래 환경보존 및 공해방지목적에 연유되어 발전되어 왔다. 그후 국제적 에너지자원의 재평가가 중요시됨에 따라 1960년도를 전후하여 소각에서 발생되는 잉여열을 활용하는 장치개발 및 플랜트의 건설이 유행되어 기저부하로서 쓰레기소각로를 이용한 열병합지역난방 시스템이 유럽, 일본 등지에서 상용화되고 있다. 이와 같이 세계적인 추세와 발맞추어 국토가 협소하고 환경오염, 에너지 보존자원이 부족한 우리나라의 입장은 도시쓰레기 처리문제는 해결되어야 할 가장 중요한 당면과제로 대두하고 있다.
국내 최초로 가연성 해체폐기물 부피감용을 위해 안전하게 시설을 운영하고 있어 소각에 대한 국민인식 재고에 기여할 수 있으며, 우라늄변환시설의 가연성 해체 폐기물 소각을 통해 U 핵종오염 폐기물 소각기술을 확보하여 원자력시설 운영 효율향상, 처분비용 절감 뿐만 아니라 유해물질의 무해화로 최종처분장의 안전성 관리 최적화에 기여하고, 향후 원자력시설의 해체 및 해체 폐기물 처리/처분사업에 기술을 적극 활용할 예정이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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