화학물질 배출량 산정지침 - mewebbook.me.go.kr/dli-file/f000/130/13087_92315.pdf · 4....

발 간 등 록 번 호

11-1480000-000711-14

정밀화학업체용화학물질 배출량 산정지침

2004

환 경 부www.me.go.kr

- i -

목 차

제1장 서 론 1. 대상 업종 ······························································································· 3

2. 화학물질 환경배출량․이동량 조사개요 ········································· 4

3. 배출량 산정절차 ··················································································· 7

4. 용어정리 ································································································· 8

제2장 조사대상물질 및 배출원 파악 1. 조사대상화학물질 및 발생공정 ························································· 13

2. 기존 업체 보고현황 ············································································· 13

가. 발생공정 ··························································································· 13

나. 배출량 ······························································································· 14

제3장 발생량산정 1. 공정개요 ································································································· 17

2. 공정별 발생량 산정 ············································································· 18

가. 원료저장(Storage)공정 ······························································· 18

나. 원료투입(Filling)공정 ································································· 22

다. 반응공정 ··························································································· 33

라. 용기세정공정 ··················································································· 40

마. 분리정제공정 ··················································································· 45

바. 용제회수공정 ··················································································· 52

사. 분쇄공정 ··························································································· 57

아. 포장검사공정 ··················································································· 64

- ii -

제4장 배출량산정 1. 대기로의 배출량 ··················································································· 71

가. 개별 단위공정에서의 대기로의 배출량 (대기비점원) ··········· 71

나. 대기오염방지시설에서의 대기로의 배출량－가스상물질

(대기점원) ······················································································· 71

다. 대기오염방지시설에서의 대기로의 배출량－입자상물질

(대기점원) ······················································································· 72

라. 폐수처리시설에서의 대기로의 배출량 (대기비점원) ············· 74

2. 수계로의 배출량 ··················································································· 94

가. 처리 후 방류수의 실측치가 있는 경우(직접측정법) ············· 94

나. 처리 전 방류수의 실측치가 있는 경우(직접측정법) ············· 94

다. 폐수처리시설로 입․출되는 양을 이용(물질수지법) ············· 94

라. 방류수를 직접 수계로 방류하지 않고 공동처리장 등 2차

처리시설로 보내는 경우의 배출량 ············································· 94

3. 폐기물로의 배출량․이동량 ······························································· 95

가. 폐기물을 폐기물 처리업체에 이동시키는 경우 ······················· 95

나. 폐기물을 사업장내 관리형 또는 차단형 매립지에

매립하는 경우 ················································································· 95

다. 폐기물을 사업장내 토양으로 배출하는 경우 ··························· 95

라. 폐기물을 사업장내에서 소각처리하는 경우 ····························· 95

마. 폐기물을 사업장내에서 재생하여 이용하는 경우 ··················· 95

제5장 배출원 관리기술 1. 환경 관리 기술 ····················································································· 99

2. 재활용 ···································································································· 103

3. 원료의 대체 ·························································································· 103

4. 공정과 장비의 보완 ············································································ 103

- iii -

표 차 례

표 1.1 적용 가능한 정밀화학(Batch) 업종의 표준산업분류 ············ 3

표 1.2 화학물질 배출량 조사대상업종 ····················································· 4

표 2.1 정밀화학업종의 조사대상예상화학물질 및 발생공정 ·············· 13

표 2.2 정밀화학업종의 발생공정 보고현황(2001년도) ······················ 13

표 2.3 정밀화학업종의 배출량 보고현황(2001년도) ·························· 14

표 3.1 원료저장공정의 발생경로 ······························································ 18

표 3.2 원료투입공정의 발생경로 ···························································· 22

표 3.3 평균배출계수 ···················································································· 23

표 3.4 누출기준 배출계수 ·········································································· 24

표 3.5 농도분류배출계수 ············································································ 25

표 3.6 배출계수 상관관계식 ······································································ 29

표 3.7 용기잔여량계수 ················································································ 31

표 3.8 반응공정의 발생경로 ······································································ 33

표 3.9 용기세정공정의 발생경로 ······························································ 40

표 3.10 용기세정시 대기배출계수(1) ······················································· 41

표 3.10 용기세정시 대기배출계수(2) ······················································· 41

표 3.10 용기세정시 대기배출계수(3) ······················································· 42

표 3.11 분리정제공정의 발생경로 ····························································· 45

표 3.12 추출공정에서 용제별 대기배출계수 ··········································· 46

표 3.13 추출공정에서 용제별 수계배출계수 ··········································· 48

표 3.14 용제회수공정의 발생경로 ····························································· 52

표 3.15 용제 회수공정에서 휘발성 화학물질 배출계수 ······················· 53

표 3.16 분쇄공정의 발생경로 ····································································· 57

표 3.17 포장검사공정의 발생경로 ····························································· 64

- iv -

그 림 차 례

그림 1.1 조사대상물질 선정절차 ································································· 6

그림 1.2 배출량 산정절차 ············································································· 7

그림 1.3 발생량, 배출량, 이동량, 매립량과의 관계 ······························ 8

그림 3.1 정밀화학 업종의 일반적인 화학물질 발생 및 배출 공정 ········ 17

그림 3.2 전형적인 고정덮개탱크 ································································ 19

그림 4.1 폐수처리장 산정알고리듬 ···························································· 93

- 1 -

제1장 서 론

- 3 -

목 적

□ 사업장에서 제조, 사용하는 화학물질이 환경(대기, 수역, 토양)중으

로 배출되는 양을 파악하고 제품이나 원료의 배출 손실량을 기업이

자율적으로 줄임으로써 기업생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 환경오

염을 최소화

□ OECD의 PRTR(Pollutant Release and Transfer Registers)

규정<C(96)41 final>을 이행하기 위함

1. 대상 업종 본 지침서는 화학업종 중 정밀화학(Batch형) 업종을 위한 지침서로,

적용 가능한 표준산업분류에 따른 업종은 다음 표와 같다.

【표 1.2】 적용 가능한 정밀화학(Batch) 업종의 표준산업분류

표준산업분류 코드코드 대 분 류 코드 중 분 류 코드 소 분 류24 화합물 및

화학제품 제조업

241기초 화합물

제조업

24111 석유화학계 기초 화합물 제조업24119 기타 기초 유기화합물 제조업24129 기타 기초 무기화합물 제조업24132 합성염료, 유연제 및 기타 착색제 제조업24149 기타 비료 및 질소화합물 제조업24151 합성고무 제조업24152 합성수지 및 기타 플라스틱물질 제조업

242 의약품 제조업24211 의약용 화합물 및 항생물질 제조업24223 동물용 약제품 제조업

243기타 화학제품

제조업

24311 가정용 살균 및 살충제 제조업24312 농약 제조업24321 일반용 도료 및 관련제품 제조업24331 계면활성제 제조업24332 치약, 비누 및 기타 세제 제조업24341 비감광성 기록용 매체 제조업24393 접착제 및 젤라틴 제조업24399 그외 기타 분류안된 화학제품 제조업

- 4 -

2. 화학물질 환경배출량․이동량 조사개요가. 조사근거

■ 유해화학물질관리법 제14조제2항, 동법시행규칙 제9조

- 환경부고시 제2002-166호(’02.11.8)

■ 통계법 제8조, 동법시행령 제9조, 동법시행규칙 제4조

- 통계청 승인 제10613호(’99.1.16)

나. 조사대상 업소 및 조사대상화학물질

■ 조사대상업종

수질환경보전법과 대기환경보전법에 의하여 배출시설의 설치허가 및

신고를 한 업소 중에 정규직, 일용직, 파견근무자 등을 합한 전체 종업

원수가 50인 이상인 사업장으로써 아래에 해당되는 사업장

【표 1.2】 화학물질 배출량 조사대상업종

분류번호 대 상 업 종 분류번호 대 상 업 종15 음․식료품제조업 28 조립금속제품 제조업 ; 기계 및 기계가구 제외16 담배제조업 29 기타 기계 및 장비 제조업17 섬유제품제조업 ; 봉제의복 제외 30 컴퓨터 및 사무용기기 제조업18 봉제의복 및 모피제품 제조업 31 기타 전기기계 및 전기변환 장치제조업19 가죽, 가방 및 신발 제조업 32 전자부품, 영상, 음향 및 통신장비 제조업20 목재 및 나무제품제조업 ;가구제외

33 의료, 정밀, 광학기기 및 시계제조업21 펄프, 종이 및 종이제품 제조업22 출판, 인쇄 및 기록매체 복제업 34 자동차 및 트레일러 제조업23 코크스, 석유정제품 및 핵연료제조업 35 기타 운송장비 제조업24 화학물 및 화학제품 제조업 36 가구 및 기타 제품 제조업

25 고무 및 플라스틱제품 제조업37 재생용 가공원료 생산업40 전기, 가스 및 증기업41 수도사업

26 비금속광물제품 제조업 74 전문, 과학 및 기술서비스업 74913 사진처리업

27 제1차 금속산업

90 하수처리, 폐기물처리 및 청소 관련서비스업 9022 폐기물처리업; 90223(건축폐기물처리업)제외93 기타 서비스업9391 세탁업

- 5 -

■ 조사대상화학물질

‘화학물질 배출량조사 지침’의 부록 별표2의 조사대상화학물질이 조사

기준 이상의 농도로 함유되어 있고, 제조․사용 총량이 물질별 연간 50톤

으로 다음 사항에 해당하는 화학물질

① 사업장에서 생산하는 화학물질 및 제품

② 사업장에서 사용하는 원료 및 첨가제 (보조원료, 반응가스 등 직

접 또는 화학적 변화를 통해 제품 속에 함유되는 모든 물질을 포

함한다)

③ 사업장에서 사용하는 공정보조물질(제품에 함유되지는 않지만 촉

매, 분리제, 세정제 등 제품생산과정에 사용하는 물질)

④ 기타 사업장에서 사용되는 화학물질(폐수처리, 사업장의 시설 및

장치의 유지․보수 등에 사용하는 물질을 포함한다)

■ 조사대상에서 제외되는 사항

‘화학물질 배출량조사 지침’의 부록 별표2의 조사대상화학물질을 연간

50톤 미만 제조․사용하는 사업장과 다음 사항에 해당하는 화학물질

① 시험, 연구 또는 검사용으로 직접 사용될 수 있도록 소포장된 시약

② 축전지와 같이 구입하여 사용하는 기계, 장치내에 내장되어 있는

화학물질

③ 시설의 도색을 위한 페인트, 건축자재와 같이 사업장의 시설자체

의 일부분인 화학물질

④ 사업장에서 운행 또는 가동하는 기기․장비의 가동과 유지에 사용

되는 화학물질

⑤ 사무기기, 약, 화장품 등 종업원이 개인용도로 사용하는 화학물질

⑥ 사업장 조경시설 등의 유지에 사용되는 살충제, 비료 등의 화학물질

⑦ 중금속 및 그 화합물 중 고체로서 고유의 형상을 유지한 상태로

취급되며, 그 취급과정에서 용융, 증발 또는 용해되지 않는 화학

물질

- 6 -

다. 사업장에서 조사대상화학물질을 찾는 방법

화학물질 배출량보고 담당자 결정

- 생산, 공정, 안전, 환경부서 등과 연

계된 조사팀을 구성하여 지속적으로

자료관리 하는 것이 효율적임

대기․폐수배출시설설치

신고․허가를 받은 사업장

․총 종업원수가 50인 이상아니오

예

표준산업분류에 의해 조사대상

업종에 해당되는 사업장

아니오

예조사 대상 아님

(간이조사표 작성)

생산하는 물질 및 제품과 사용하는

원료 및 첨가물, 공정용 보조물질

등을 대상으로 조사대상화학물질이

기준이상 함유되어 있는지 조사

아니오

예

위의 품목들에 조사대상화학물질이

함유된 총량이 연간50톤 이상인가?

아니오

예

․조사대상화학물질로 확정

【그림 1.1】 조사대상물질 선정절차

- 7 -

3. 배출량 산정절차

【그림 1.2】 배출량 산정절차

발생량 산정

배출량 산정

조사대상화학물질선정

배출원파악

- 8 -

4. 용어정리□ 발생량

- 단위공정에서 대기오염물질, 폐수, 폐기물 형태로 발생한 화학물

질의 양

- 발생량은 실제 환경(대기, 수계, 토양 등)으로 배출되는 양을 의

미하는 것이 아니며, 환경오염방지시설로 이동되는 양과 직접환경

으로 배출되는 양의 합을 의미한다.

□ 배출량

- 발생량 중 환경매체(대기, 수계, 토양)로 직접 또는 환경오염방지

시설을 거쳐 배출되는 화학물질의 양

Waste

Air

* Air : 대기오염물질 발생* Water : 폐수 발생* Waste : 폐기물발생

Water

대기배출량(점원)

대기배출량(비점원)

수계배출량

대기오염방지시설

폐수처리시설

폐기물처리시설

자가매립량

토양배출량

폐기물업체로의 이동량

분진, 폐활성탄

슬러지

폐수

폐수처리업체로의 이동량



폐가스

폐가스

저장,이송,제품제조공정

【그림 1.3】 발생량, 배출량, 이동량, 매립량과의 관계

- 9 -

□ 이동량

- 위탁처리를 위해 폐수처리업체(공동처리장, 하수종말처리장 포함)

또는 폐기물처리업체로 이송되는 화학물질의 양

□ 자가매립량

- 사업장내에 위치한 관리형 또는 차단형 매립지에 매립한 화학물

질의 양

- 11 -

제2장 조사대상물질 및 배출원 파악

- 13 -

1. 조사대상화학물질 및 발생공정【표 2.1】 정밀화학업종의 조사대상예상화학물질 및 발생공정

물 질 군1)

발 생 공 정2)

저

장

이송운반분배계량

혼

합

화학반응

코

팅

열처리

탈지세정표백

분리정제

기계가공

조립포장검사

용제회수

기

타

휘발성 물질군 ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉수용액 물질군 ◉ ◉ ◉중금속 물질군 ◉ ◉ ◉기타 화학물질 ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉

1) 조사예상물질 중 연간 취급(사용＋발생)량이 50톤 이상인 물질에 대해서만 보고

의무

2) 상기 발생공정은 일반적인 것으로 조사물질 및 배출원 종류에 따라 상이할 수 있음

2. 기존 업체 보고현황가. 발생공정

【표 2.2】 정밀화학업종의 발생공정 보고현황(2001년도)

물 질 군

발 생 공 정저

장

이송운반계량

혼

합

반

응

코

팅

열처리

탈지세정

분리정제

기계가공

포장검사

용제회수

기

타휘발성물질 ◉ ◉ ◉ ◉ - - ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉수용액성물질 ◉ ◉ ◉ ◉ - - - ◉ - - - ◉중금속물질 ◉ - ◉ - - - - - - - - -

기타 ◉ ◉ ◉ ◉ - - - ◉ - ◉ - -

- 14 -

나. 배출량

【표 2.3】 정밀화학업종의 배출량 보고현황(2001년도)

물질군환 경 배 출 량 환 경 이 동 량

계대 기

수계 토양취급량대비

배출비율계

폐수처리업체

폐기물처리업체

취급량대비

이동비율점오염원

비점오염원

휘발성물질 1,069,993 568,179 456,425 35,992 9.337 0.03% 4,529,747 1,041,028 3,488,540 0.11%

수용액성물질 78,029 34,705 43,324 - - 0.04% 1,824,300 1,504,165 320,135 0.89%

중금속물질 1,536 1,089 447 0 - 0.00% 106,345 0.3 106,344 0.19%

기 타 19,593 15,362 3,471 760 - 0.01% 90,812 29,066 61,746 0.07%

- 15 -

제3장 발생량산정

- 17 -

1. 공정개요

원료저장

(Storage)

반응

(Reaction)

분리정제

(Separation)

여과 · 건조

(Filtering · Drying)

분쇄

(Grinding)

포장검사

(Packing)

제품

(Product)

용제재생

원료투입

(Filling)

폐드럼, 폐용기, 폐지대(bag)

용기세정

(Cleaning)

용제회수

(Solvent Reclamation)

세정수

폐수처리설비

폐기물처리

폐유기용제

폐여과지

슬러지

대기오염방지시설

분진, 폐활성탄

발생량 배출량

폐기물처리업체로이동

잔류물

폐가스포집

폐가스포집

분진,가스포집

●

●

●

●

●

▲

▲

▲

▲

●

■

■

자가매립토양배출

수계배출

폐수처리업체로이동

대기점배출

대기비점배출

대기비점배출

■

■ : 대기오염물질발생

▲: 폐수발생●: 폐기물발생

폐기물수집

폐수수집

공정폐수

공정폐수대기비점배출

■

대기비점배출

■

대기비점배출

■

대기비점배출

■

대기비점배출

■

대기비점배출

■

대기비점배출

■

대기비점배출

■

대기비점배출

●

잔류물

공정폐수

▲

▲

공정폐수

●잔류물

잔류물●

▲

잔류물

●

공정폐수

【그림 3.6】 정밀화학 업종의 일반적인 화학물질 발생 및 배출 공정1)

1) 정밀화학 업종의 경우 제품별로 사용물질, 조성, 운전조건 등 제반여건이 상이하

므로 유사한 제품(또는 제품군)별로 공정도를 작성하여 발생량 및 배출량을 산정

하도록 한다.

※ 업체 및 세부업종에 따라 상기 공정도와 일부 차이가 있을 수 있음

- 18 -

2. 공정별 발생량 산정가. 원료저장(Storage)공정

정밀화학제품 제조공정에서 사용되는 화학물질과 제조된 제품들을 저

장하는 모든 과정이 포함된다. 정밀화학업에서는 다양한 원료와 제품을

취급하며, 이러한 원료와 제품들은 선박, 철도, 트럭, 컨테이너 등에

의해 입하되거나 출하된다.

■ 발생경로

【표 3.1】 원료저장공정의 발생경로

구 분 보고시해당공정

매체별 산정방법 비 고대 기 폐 수 폐기물저장탱크 저장 공학적계산 - -

드럼(Drum) 해당사항없음 - - -

소형용기 해당사항없음 - - -

기타 해당사항없음 - - -

※ 물질별로 저장형태가 상이하므로 업체현황에 맞게 물질별 발생량을 산정

■ 산정방법

(1) 저장탱크에서의 대기오염물질로의 발생량

∙산정방법 : 공학적계산법∙보고시 해당공정 : 저장공정∙가용프로그램 : TRIWIN, TANK4.0 etc.

(가) 고정덮개탱크 [Fixed Roof Tank ; FRT] 그림 3.2는 대표적인 수직 고정덮개탱크를 나타낸다. 이 형태의 탱

크는 영구적으로 고정된 원통형 강철 벽으로 구성되어 있다. 지붕은 디

- 19 -

자인에 따라 원뿔형, 돔형에서 평판형까지 다양하다. 고정형 탱크의 배

출은 온도, 압력, 액위 변화에 의해 발생한다. 고정탱크는 증기가 자유

롭게 배출되도록 설계한 것도 있고, 압력/진공 배기장치를 갖추고 있어

온도, 압력, 액위 등의 작은 변화에도 약간의 내부압력이나 진공이 발

생하여 증기가 배출되지 않게 설계된 것도 있다. 일반적으로 고정형 탱

크가 건설비가 가장 적게 들고, 액체상태의 유기화학물질 저장용으로

적합한 것으로 알려져 있다.

【그림 3.2】 전형적인 고정덮개탱크

L T = L S + L W

여기서, L T : 고정덮개탱크로부터의 대기오염물질로의 발생량 [㎏/년]

L S : 정치저장손실량(Standing Storage Loss) [㎏/년]

LW : 유출입배출량(Working Loss) [㎏/년]

※ 주의

1. 지하에 매립된 탱크의 경우 외부와의 온도차( ΔT )가 거의 없으므로

정치저장손실량( L s)을 ‘0’으로 하여도 무방하다

- 20 -

1) 정치저장손실량(Standing Storage Loss), L S [㎏/년]

L 365V W K K

여기서, V V : 중간공간부피[㎥] ; 탱크전체부피에서 평균액체부

피를 제외한 부피

W V =M VP VA

RT LA : 증기밀도[㎏/㎥]

M V : 분자량[㎏/mol]

혼합물일 경우 M V = ΣM iy i= ΣM i(Px i

PVA)

yi : 각 물질 증기의 몰분율

P VA = ΣPx i(라울의 법칙) : 저장액체전체의 증기압[㎜Hg]

P : 순수물질 i의 증기압[㎜Hg]

xi : 액체 몰분율

R : 기체상수(=8.314×103[㎜Hg․㎥/K․mol])

T LA : 평균액체표면온도[K]

K E =ΔT V

T LA＋

ΔP V - ΔP B

P A-P VA : 증기팽창계수

ΔT V = 0.72ΔT A : 증기온도변화량[K]

ΔT A : 낮과 밤의 온도변화량[K]

ΔP V = P V X - P VN : 증기압 변화량[㎜Hg]

P VX : 액체표면온도가 가장 높을 때의 증기압[㎜Hg]

PVN : 액체표면온도가 가장 낮을 때의 증기압[㎜Hg]

ΔP B : Breather value의 압력설정값진공설정값 [모르는경우 3㎜Hg를 사용]

P A : 대기압 [㎜Hg]

- 21 -

KS=1

1＋0.003363PVAHVO : 배출(vent) 증기포화계수

P VA = ΣPx i(라울의 법칙) : 저장액체전체의 증기압[㎜Hg]

H VO : 증기공간 평균높이[m]

2) 유출입배출량, ㎏/년(Working Loss), L W [㎏/년]

L W = 0.000122M VP VAQK NK P

여기서, Q : 연간 총 유입량 [㎥/년]

K N : 턴오버계수

① 턴오버가 36이상인 경우 : KN=(180＋N)

6N

② 턴오버가 36이하인 경우 : K N = 1

N=연간 총 유입량(Q)탱크내 유입액체의 최대부피(VLX)

; 턴오버 횟수(연간유입횟수)

K P : 누출계수

① 원유의 경우 : K P = 0.75

② 그 밖의 화학물질 : K P = 1

- 22 -

나. 원료투입(Filling)공정

■ 발생경로

【표 3.2】 원료투입공정의 발생경로

원료투입형태1) 보고시해당공정2)

매체별 산정방법 비고대 기 폐 수 폐 기 물배관이송 이송운반계량 배출계수법 - -

드럼(Drum)또는

소형용기

들어붓기 이송운반계량 공학적계산 - ①배출계수법

②직접측정법중력배출 이송운반계량 공학적계산 -

펌프이용 이송운반계량 - -

기 타 해당사항없음 - - -

① : 1순위 계산방법, ② : 2순위 계산방법

1) 물질별로 원료투입형태가 상이하므로 업체현황에 맞게 물질별 발생량을 산정

2) 상기 보고시 해당공정은 대기매체를 기준으로 한 것이며 폐기물일 경우 환경오염

방지시설의 ‘폐기물처리시설’로 함

■ 산정방법

(1) 배관이송시 대기오염물질로의 발생량

∙산정방법 : 배출계수법∙보고시 해당공정 : 이송운반계량공정∙가용프로그램 : TRIWIN

사업장내에서 조사대상 화학물질을 포함한 원료 등을 배관을 통해서

이동시키는 과정으로 배관에 부착된 밸브, 플랜지, 공정배수구 등 다양한

비산배출원을 통하여 조사대상 화학물질이 누출되어 환경으로 배출된다.

※ 주의

1. 배출가스는 배관내부에 해당화학물질의 조성이 0.1%이상일 경우에만 적용

한다.

- 23 -

(가) 평균배출계수 : 모든 사업장에서 사용가능

※ 평균배출계수, 누출기준배출계수, 농도별배출계수 이용시 기체, 경질유,

중질유 구분기준

① 취급물질의 경질유와 중질유의 분류기준은 다음에 의한다.

∙경질유 : 등유보다 휘발도가 큰 상태(20℃에서 증기압이 5mmHg 이상)

∙중질유 : 등유보다 휘발도가 작은 상태(20℃에서 증기압이 5mmHg 이하)

※ 혼합물의 경우 혼합물의 증기압을 적용하여야 하나, 혼합물의 증기압을

알지 못하는 경우, 조사대상화학물질의 증기압을 적용하여도 됨.

② 기체는 20℃에서 기체상인 물질

【표 3.3】 평균배출계수

배 출 원 상 태 배출계수(kg/hr/source)

밸 브

기체

경질유

중질유

0.00597

0.00403

0.00023

펌 프경질유

중질유

0.0199

0.00862

압축기 기체/증기 0.228

압력안전장치 기체/증기 0.104

커넥터(플랜지포함) 모두 0.00183

개방식 라인 모두 0.0017

샘플링 연결부 모두 0.0150

공정배수구 모두 -

- 24 -

【예】 평균배출계수를 이용한 대기오염물질로의 발생량 산정

100개의 플랜지를 갖고 있는 화학공장의 공정에서 질량비 10%의 벤젠을 포함

하고 있는 혼합물을 다루고 있으며, 일년 중 운전 시간은 8,000hr/년이다. 이 공정

에서의 톨루엔의 대기오염물질로의 발생량을 산출한다. 플랜지는 비점오염원에 해

당되므로 기타 비점원을 통한 대기오염물질로의 발생량과 합하여 비점원을 통한

대기오염물질로의 발생량으로 산정한다.

【풀이】

∙플랜지를 통한 대기오염물질로의 발생량

= 배출계수×배출원 수×해당 화학물질의 농도×운전시간

= 0.00183㎏/hr/source×100×0.1×8,000hr/년

= 146㎏ of toluene/년

※ 플랜지, 배관, 펌프 등 비점오염원에서의 대기오염물질로의 발생량이 대기로

직접 배출될 경우

대기오염물질로의 발생량＝대기로의 배출량

(나) 누출기준배출계수 연 1회 이상 장치마다 누출여부를 점검하고 점검기록부를 보관하고

있을 경우 사용, 참고로 농도 측정시 검지기의 농도가 10,000ppm 이

상일 경우에는 누출로 판단

【표 3.4】 누출기준 배출계수

배 출 원 상 태배출계수(㎏/hr/source)

누 출(10,000ppm이상)

비 누 출(10,000ppm미만)

밸 브기체

경질유중질유

0.07820.08920.00023

0.0001310.0001650.00023

펌 프경질유중질유

0.2430.216

0.001870.00210

압축기 기체/증기 1.608 0.0894

압력안전장치 기체/증기 1.691 0.0447

커넥터(플랜지포함) 모두 0.113 0.0000810

개방식 라인 모두 0.01195 0.00150

- 25 -

(다) 농도분류배출계수 검지기를 이용해 각 장치에서 연 1회 이상 농도를 측정하여 기록 보

관하고 있을 경우 사용가능

【표 3.5】 농도분류배출계수

장 치 상 태배출계수(㎏/hr/source)

0～1,000ppm미만 1,000～10,000ppm 10,000ppm초과압축기 기체/증기 0.01132 0.26400 1.70800

펌 프경질유

중질유

0.00198

0.00380

0.03350

0.09260

0.43700

0.38850

밸 브

기체/증기

경질유

중질유

0.00014

0.00028

0.00023

0.00165

0.00963

0.00023

0.04510

0.08520

0.00023

플랜지, 연결기 모 두 0.00002 0.00875 0.03750

압력안전장치 기체/증기 0.01140 0.27900 1.69100

개방식 라인 모 두 0.00013 0.00876 0.01195

- 26 -

【예】 누출기준, 농도분류 배출계수를 사용한 대기오염물질로의 발생량 산정

다음 조건을 가진 두 가지 흐름이 있다.

흐름 장치 / 상태 장치수 운전시간(hr/년) 흐름조성비

A 펌프/경질유 15 8,7602-푸란메탄올

물

0.80

0.20

B 펌프/경질유 12 4,380 2-푸란메탄올 1.0

검지기를 이용하여 위의 27개 펌프 주변을 측정한 검지농도는 다음 표와 같다

흐름 A의 장치번호 검지농도(ppm) 흐름 B의 장치번호 검지농도(ppm)

01 94 01 88

02 37 02 150

03 130 03 450

04 78 04 320

05 85 05 540

06 510 06 자료 없음

07 120 07 850

08 150 08 150

09 300 09 220

10 810 10 15,000

11 290 11 250

12 89 12 220

13 52

14 180

15 110

- 27 -

【풀이】누출기준 배출계수를 이용한 대기오염물질로의 발생량

경질유를 사용하는 펌프에 대한 10,000ppm을 기준으로 한 배출계수

누출 배출계수(>10,000ppm)＝0.243

비누출 배출계수(<10,000ppm)＝0.00187

① 흐름 A에서

∙2-푸란메탄올 대기오염물질로의 발생량(15개 펌프 모두 검지농도 < 10,000ppmv)

= (2-푸란메탄올 조성)×비누출배출계수×장치수×운전시간

= 0.8×0.00187×15×8,760

= 197㎏/년 (흐름 A에서 전체 2-푸란메탄올의 대기오염물질로의 발생량)

② 흐름 B에서

∙2-푸란메탄올의 대기오염물질로의 발생량(10개의 펌프 비누출 < 10,000ppmv)

= (2-푸란메탄올 조성)×비누출배출계수×장치수×운전시간

= 1.0×0.00187×10×4,380

= 82 ㎏/년

∙2-푸란메탄올의 대기오염물질로의 발생량(1개의 펌프 누출 > 10,000ppmv)

= (2-푸란메탄올 조성)×누출배출계수×장치수×운전시간

= 1.0×0.243×1×4,380

= 1,064㎏/년

∙2-푸란메탄올의 대기오염물질로의 발생량(1개의 펌프를 검지하지 않았을 경우

평균배출계수 사용)

= (2-푸란메탄올 조성)×평균배출계수×장치수×운전시간

= 1.0×0.0199×1×4,380

= 87㎏/년

∙흐름 B 전체에서 2-푸란메탄올의 대기오염물질로의 발생량

= 2-푸란메탄올 발생량(비누출)＋2-푸란메탄올 발생량 (누출)＋2-푸란메탄

올 발생량(누출여부 검지하지 않은 것)

= 1,233㎏/년

③ A, B 전체에서 2-푸란메탄올의 대기오염물질로의 발생량

= 197＋(82＋1,064＋87)

= 1,430㎏/년

※ 펌프, 배관, 플랜지 등 비점오염원에서 대기오염물질로의 발생량이 직접 대기환경

으로 배출될 경우


- 28 -

【풀이】농도분류배출계수를 이용한 대기오염물질로의 발생량

경질유를 사용하는 펌프에 대한 농도분류배출계수는1,000ppmv 이하 = 0.001981,000～10,000ppmv = 0.033510,000ppmv 이상 = 0.437

① 흐름 A에서

∙2-푸란메탄올의 대기오염물질로의 발생량(10개의 펌프 검지농도 < 1,000ppmv)= (2-푸란메탄올 조성)×배출계수×장치수×운전시간= 0.8×0.00198×10×8,760= 139㎏/년

∙2-푸란메탄올의 대기오염물질로의 발생량(1,000 < 5개의 펌프 검지농도 < 10,000ppmv)= (2-푸란메탄올 조성)×배출계수×장치수×운전시간= 0.8×0.0335×5×8,760= 1,174㎏/년

∙흐름 A 전체에서 2-푸란메탄올의 대기오염물질로의 발생량= 139＋1,174= 1,313㎏/년

② 흐름 B에서

∙2-푸란메탄올의 대기오염물질로의 발생량(10개의 펌프 검지농도 < 1,000ppmv)= (2-푸란메탄올 조성)×배출계수×장치수×운전시간= 1.0×0.00198×10×4,380= 87㎏/년

∙2-푸란메탄올의 대기오염물질로의 발생량 (1개의 펌프 검지농도 > 10,000ppmv)= (2-푸란메탄올 조성)×배출계수×장치수×운전시간= 1.0×0.437×1×4,380= 1,914㎏/년

∙2-푸란메탄올의 대기오염물질로의 발생량 (1개의 펌프를 검지하지 않았을 경우 평균배출계수 사용)= (2-푸란메탄올 조성)×평균배출계수×장치수×운전시간 = 1.0×0.0494×1×4,380= 216㎏/년

∙흐름 B 전체에서 2-푸란메탄올의 대기오염물질로의 발생량= 87＋1,914＋216= 2,217㎏/년

③ A, B 전체에서 2-푸란메탄올의 대기오염물질로의 발생량= 1,313＋2,217= 3,530㎏/년

※ 펌프, 배관, 플랜지 등 비점오염원에서 대기오염물질로의 발생량이 직접 대기환경

으로 배출될 경우


- 29 -

(라) 배출계수 상관관계식 이용한 배출계수(C : 검지기 평균측정농도)【표 3.6】 배출계수 상관관계식

장 치 사 용 배출계수 상관관계식(kg/hr) 영점배출계수 (kg/hr/source)

밸 브 기체

경질유1.87×10-6C0.873

6.41×10-6C0.7976.56×10-7

4.85×10-7

펌 프 경질유 1.90×10-5C0.824 7.49×10-6

커넥터(플랜지포함) 기체 3.05×10-6C0.885 6.12×10-7

※ 펌프봉인부위 배출계수는 압축기봉인, 압력안전밸브, 교반기봉인, 중질유펌프의

경우에도 이용할 수 있음

※ 검지기의 측정농도를 배출계수 상관관계식에 입력하여 해당배출원의 배출계수를

구함

※ 검지기의 측정농도가 “0”일 경우, 배출계수는 영점배출계수를 이용

※ 배출계수는 메탄을 제외한 유기화학물질을 기준으로 한 값임

※ 경질유에 대한 펌프봉인부위의 배출계수는 교반기 봉인 부위에도 적용할 수 있음

(2) 드럼(Drum) 또는 소형용기로 투입시 대기오염물질로의 발생량

∙산정방법 : 공학적계산법∙보고시 해당공정 : 이송운반계량공정∙가용프로그램 : TRIWIN

(가) 원료를 용기에 투입하는 공정 등에서의 발생량 산정방법 용기 등에 특정 취급품을 강제로 집어넣는 경우 용기 내 공간에 증발

되어 있던 것이 대기 중으로 발생된다.

E =1.45 M V P N

- 30 -

여기서, E : 대기오염물질로의 발생량 [㎏/년]

V : 탱크의 조사대상화학물질 주입적재량 [㎥/회]

(부피가 불분명할 경우 밀도와 적재중량으로 계산)

1회 주입적재량=적재중량(㎏)÷주입화학물질의 밀도(㎏/㎥)

×(주입한 화학물질 내의 조사대상화학물질의 조성비)

P : 대상화학물질의 증기압 [㎜Hg]

M : 대상화학물질의 분자량 [㎏/kmol=g/mol]

N : 연간 주입적재회수 [회/년]

R : 기체상수 [atm․l/K-mol] ; 0.082

T : 탱크내 평균 절대온도 [K]

(탱크내 평균온도(℃)＋273, 보통 293 K를 사용)

(3) 드럼(Drum) 또는 소형용기 폐기시 폐기물로의 배출량

∙산정방법 : 배출계수법 > 직접측정법∙보고시 해당공정 : 폐기물처리시설∙가용프로그램 : TRIWIN

(가) 용기 잔여량 계수 - 잔류무게%(배출계수법) 20ℓ정도의 소형용기나 드럼 같은 용기에 들어 있는 물질을 저장탱

크나 생산공정 등으로 이송시킨 후, 빈 용기에 잔류하는 양을 말하며

용기세척, 용기 폐기 등의 과정에서 배출량 산정에 사용 가능

- 31 -

【표 3.7】 용기잔여량계수

이송방법 용기종류 값(%)용기의 잔류계수

등 유 물 자동차오일 계면활성용액

펌프이용 스틸 드럼범위

평균값1.93-3.08

2.481.84-2.61

2.291.97-2.23

2.063.063.06

펌프이용플라스틱

드럼범위

평균값1.69-4.08

2.612.54-4.67

3.281.70-3.48

2.30해당자료

없음

들어붓기마개가 있는스틸 드럼

범위평균값

0.244-0.4720.404

0.266-0.4580.403

0.677-0.7870.737

0.4850.485

들어붓기덮개가 없는스틸 드럼

범위평균값

0.032-0.0800.054

0.026-0.0390.034

0.328-0.3680.350

0.0890.089

중력배출바닥이 경사진

스틸 탱크범위

평균값0.020-0.039

0.0330.016-0.024

0.0190.100-0.121

0.1110.0480.048

중력배출바닥이

접시모양인스틸 탱크

범위평균값

0.031-0.0420.038

0.033-0.0340.034

0.133-0.1910.161

0.0580.058

중력배출

바닥이 접시모양인

글라스라이닝 탱크

범위평균값

0.024-0.0490.020-0.040

0.0330.122-0.134

0.1270.0400.040

※ 배출량 조사대상화학물질의 점도나 표면장력은 유사한 유체(등유, 물, 자동차 오일,

계면활성제)의 용기 잔류계수를 이용(표면장력 단위 : dynes/㎠)

∙등유(점도=5cP, 표면장력=29.3)

∙물(점도=4cP, 표면장력=77.3)

∙자동차오일 (점도=97cP, 표면장력=34.5)

∙계면활성용액(점도=3cP, 표면장력=31.4)

- 32 -

(나) 직접측정법

∙폐기물로의 배출량(kg/년) = ∑

i개별 폐드럼 또는 폐용기 발생개수(개/년)×폐드럼 또는 폐용기에 잔류하는

폐기물의 양(g/개)×잔류 폐기물 중 조사대상 화학물질의 조성 ※ i : 개별 지대의 종류

※ 폐드럼 또는 폐용기에 잔류하는 폐기물의 양(g/개)은 계근시설을 이용

하여 공드럼 및 빈용기의 무게와의 차이를 통해 도출할 수 있다.

(4) 지대(Bag)로 폐기시 폐기물로의 배출량

∙산정방법 : 직접측정법∙보고시 해당공정 : 폐기물처리시설∙가용프로그램 : TRIWIN

(가) 폐기물 발생시설(직접측정법)

∙폐기물로의 배출량(kg/년) = ∑

i개별 폐지대(Bag) 발생개수(개/년)×폐지대에 잔류하는 폐기물의 양(g/개)×

잔류 폐기물 중 조사대상 화학물질의 조성 ※ i : 개별 지대의 종류

※ 폐지대(Bag)에 잔류하는 폐기물의 양(g/개)은 계근시설을 이용하여

공지대(Bag)의 무게와의 차이를 통해 도출할 수 있다.

- 33 -

다. 반응공정

반응공정은 여러 가지 원료와 용제를 반응기 내로 투입하여, 반응기

내 온도와 압력 등을 조절하면서 반응 생성물을 제조하는 과정으로, 본

지침에서는 회분식(Batch형) 반응공정만을 대상으로 한다.

■ 발생경로

【표 3.8】 반응공정의 발생경로

물 질 군 보고시해당공정1)

매체별 산정방법비고

대 기 폐 수 폐 기 물휘발성 물질군 화학반응공정 물질수지법 ①물질수지법

②직접측정법

③공학적계산

직접측정법

수용액 물질군 화학반응공정

중금속 물질군 화학반응공정

기타 화학물질 화학반응공정

① : 1순위 계산방법, ② : 2순위 계산방법, ③ : 3순위 계산방법

1) 상기 보고시 해당공정은 대기매체를 기준으로 한 것이며 폐수 및 폐기물의 경우

각각 환경오염방지시설의 ‘폐수처리시설’과 ‘폐기물처리시설’로 함

■ 산정방법

(1) 반응공정의 대기오염물질로의 발생량

∙산정방법 : 물질수지법 > 직접측정법 > 공학적계산∙보고시 해당공정 : 화학반응공정∙가용프로그램 : TRIWIN

- 34 -

(가) 공정으로 입출되는 양을 이용(물질수지법) 1) 폐수가 발생하지 않는 경우

가) 조사대상 화학물질 A를 함유한 원료를 사용하지만 A는 화학

적 변화가 없고, A의 일부가 그 공정의 제조품 B에 함유되

고 나머지가 배출‧이동되는 경우

∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = [(취급물의 연간주입량×취급물중 A의 조성) - (B의 연간생산량×B중 A의 조성)] -

폐기물로의 배출량(kg/년)

나) 조사대상 화학물질 A를 함유한 원료를 사용하고, A의 일부

가 변화하여 화학물질 B(제조품 또는 생산물)로 되는 경우

∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = [(취급물의 연간주입량×취급물중 A의 조성)×(1－제조품전환율)－(연간생산량×

생산물 중 A의 조성)]－폐기물로의 배출량(kg/년)

다) 원료에는 조사대상 화학물질이 없지만 반응공정에서 조사대

상 화학물질 B가 부산물로 생성되는 경우

∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = (부산물의 연간생성량－부산물의 연간 회수․재사용량)×부산물 중 B의 조성－폐기물

로의 배출량(kg/년)

※ 폐기물로의 배출량은 ‘(3) 반응공정의 폐기물로의 배출량(38p)’

에서 산정

- 35 -

2) 폐수가 발생하는 경우

가) 조사대상 화학물질 A를 함유한 원료를 사용하지만 A는 화학

적 변화가 없고, A의 일부가 그 공정의 제조품 B에 함유되

고 나머지가 배출․이동되는 경우

∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = [(취급물의 연간주입량×취급물중 A의 조성)－(B의 연간생산량×B중 A의 조성)]－

[수질오염물질로의 발생량(kg/년)＋폐기물로의 배출량(kg/년)]

나) 조사대상 화학물질 A를 함유한 원료를 사용하고, A의 일부

가 변화하여 화학물질 B(제조품 또는 생산물)로 되는 경우

∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = [(취급물의 연간주입량×취급물중 A의 조성)×(1－전환율)－(연간생산량×생산물 중

A의 조성)]－[수질오염물질로의 발생량(kg/년)＋폐기물로의 배출량(kg/년)]

다) 원료에는 조사대상 화학물질이 없지만 반응공정에서 조사대

상 화학물질 B가 부산물로 생성되는 경우

∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = (부산물의 연간생성량－부산물의 연간 회수‧재사용량)×부산물 중 B의 조성－[수질

오염물질로의 발생량(kg/년)＋폐기물로의 배출량(kg/년)]

※ 수질오염물질로의 발생량은 ‘(2) 반응공정의 수질오염물질로의

발생량(37p)’, 폐기물로의 배출량은 ‘(3) 반응공정의 폐기물

로의 배출량(38p)’에서 산정

- 36 -

【예】 반응공정에서 대기오염물질로의 발생량

반응공정에서 화학물질 A를 원료로 사용하여 제품 B를 생성한다. 연간 원료 A의

사용량은 50톤이며, 연간 생성되는 제품 B의 양은 70톤이다. 원료 A중에는 유해물

질 벤젠이 30 질량% 포함되어 있으며, 생성물질 B에는 20 질량%의 벤젠이 포함되

어 있다. 이 공정의 온도는 벤젠의 끓는점보다 높아 발생되는 벤젠은 대기 오염물

질로 발생된다고 보여진다. 이 공정에서 연간 발생되는 벤젠의 양은 얼마인가?

【풀이】

∙대기오염물질로의 발생량

= 원료 중 벤젠량/년-생성물 중 벤젠량/년

= 50×0.3-70×0.2＝1톤/년

【예】 반응공정에서 대기오염물질로의 발생량

반응공정에서 화학물질 A를 원료로 사용하여 제품 B를 생성한다. 연간 원료 A

의 사용량은 50톤이며, 연간 생성되는 제품 B의 양은 60톤이다. 공정 중에 생산되

는 부산물은 폐기물로 처리되고 폐기물의 연간 생성량은 10 톤이다. 원료 A중에는

유해물질 벤젠이 30 질량% 포함되어 있으며, 생성물질 B에는 20 질량%의 벤젠이

포함되어 있고, 폐기물 중에는 벤젠이 10 질량% 포함되어 있다. 이 공정의 온도는

벤젠의 끓는점보다 높아 벤젠은 대기오염물질로 발생되는 것으로 보여진다. 이때

벤젠의 양은 얼마인가?

【풀이】


= 원료 중 벤젠량/년-생성물 중 벤젠량/년-폐기물 중 벤젠량/년

= 50×0.3-60×0.2-10×0.1＝2톤/년

- 37 -

(2) 반응공정의 수질오염물질로의 발생량

∙산정방법 : 물질수지법 > 직접측정법 > 공학적계산∙보고시 해당공정 : 폐수처리시설∙가용프로그램 : TRIWIN

(가) 공정으로 입출되는 양을 이용(물질수지법) ; 수용성, 비휘발성 화학물질로 폐수가 발생하는 경우

※ 취급 온도에서 증기압이 0.1mmHg이하인 물질을 비휘발성

으로 간주

1) 조사대상 화학물질 A를 사용하지만 A는 화학적 변화가 없고,

A의 일부가 그 공정의 제조품 B에 함유되고 나머지가 배출‧이동되는 경우

∙수질오염물질로의 발생량(kg/년) = (취급물의 연간주입량×취급물중 A의 조성)－(B의 연간생산량×B중 A의 조성)

2) 조사대상 화학물질 A를 원료로서 사용하고, A의 일부가 변화하여

화학물질 B(제조품 또는 생산물)로 되는 경우

∙수질오염물질로의 발생량(kg/년) = (취급물의 연간주입량×취급물중 A의 조성)×(1-제조품전환율)－(연간생산량×생산물

중 A의 조성)

3) 원료 A는 조사대상 화학물질이 아니지만 반응공정에서 조사대상

화학물질 B가 부산물로 생성되는 경우

∙수질오염물질로의 발생량(kg/년) = (부산물의 연간생성량－부산물의 연간 회수‧재사용량)×부산물 중 B의 조성

- 38 -

(나) 발생량을 직접측정하는 경우(직접측정법)

∙수질오염물질로의 발생량(kg/년) = 발생물질농도(kg/m3)×유량(m3/일)×연간누출일수(일)×발생물질 중 조사대상 화학

물질의 조성

(다) 물질성질 등을 이용한 발생량 산정(공학적계산법) ; 조사대상 화학물질의 용해도를 이용하여 배수 중에 조사대

상 화학물질의 농도를 결정

∙수질오염물질로의 발생량(kg/년) = 연간폐수발생량(톤/년)× 용해도

100+용해도 × 10 3

※ 용해도 : 물 100g에 조사대상화학물질이 녹는 양(g)

(3) 반응공정의 폐기물로의 배출량


(가) 공정으로 입출되는 양을 이용 - 직접측정법 ; 화학반응공정에서 사용하고 남은 화학물질을 폐기처리하는

경우 폐기물로의 배출량으로 산정

∙폐기물로의 배출량(kg/년) = 폐기물 발생량(kg/년)×폐기물중의 조사대상 화학물질의 조성

- 39 -

1) 발생된 잔류물을 차량으로 이동하는 경우

∙폐기물 발생량(kg/년) = 연간 운반차량수(대/년)×운반차량 1대당 폐기물의 양(kg/대)

2) 발생된 잔류물을 용기로 이동하는 경우

∙폐기물 발생량(kg/년) = 연간 운반드럼수(통/년)×운반드럼 1통당 폐기물의 양(kg/통)

3) 배관을 통해 이동하는 경우

∙폐기물 발생량(kg/년) = 배출물질밀도(kg/m3)×유량(m3/일)×연간배출일수(일/년)

※ 주의

1. 조사대상 화학물질에 포함되어 있는 촉매물질은 공정에서 평상시에는 제

기능을 다하다가 기능을 상실할 경우 폐기물로 발생되는데 이때, 처분방

법에 따라 페기물업체로의 이동량, 토양배출량, 자가매립량 등으로 구분

하여 산정한다.

2. 배출물질밀도, 조사대상 화학물질의 조성을 모르는 경우는 반응시설 내

화학물질의 밀도 및 조성을 이용하여 산정한다.

- 40 -

라. 용기세정공정

■ 발생경로

【표 3.9】 용기세정공정의 발생경로


매체별 산정방법 비고대 기 폐 수 폐 기 물휘발성 물질군 탈지세정표백공정 배출계수법 ①물질수지법

②직접측정법③공학적계산

직접측정법

수용액 물질군 탈지세정표백공정 -

중금속 물질군 탈지세정표백공정 -

기타 화학물질 탈지세정표백공정 배출계수법




■ 산정방법

(1) 용기세정공정의 대기오염물질로의 발생량

∙산정방법 : 배출계수법∙보고시 해당공정 : 탈지세정표백공정∙가용프로그램 : TRIWIN

(가) 용기세정시 배출계수를 이용한 산정(배출계수법) 1) 세정제 사용량을 이용하여 산정

∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = 용기세정시 배출계수(kg/ton)×년간 세정제 사용량 (ton/년)×세정제에 함유된 조

사대상 화학물질의 조성

- 41 -

【표 3.57】 용기세정시 대기배출계수(1)

구 분 배출계수(kg/ton)

세정제 사용량 1ton당 1,000

2) 용기세정면적을 이용하여 산정

∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = 용기세정시 배출계수(kg/hr/m2)×세정면적(m2)×년간 세정시간×세정제에 함유된

조사대상 화학물질의 조성


세 정 방 법 배출계수(kg/hr/m2)Cold Cleaner 0.4

Open top vapor 0.7

3) 용기세정장치개수를 이용하여 산정

∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = 용기세정시 배출계수(kg/yr/unit)×용기세정 장치개수(unit)×세정제에 함유된 조사

대상 화학물질의 조성

- 42 -


세 정 방 법 배출계수(kg/yr/unit)Cold Cleaner 300

Open top vapor 9,500

Conveyorized, vapor 24,000

Conveyorized, nonboiling 47,000

(2) 용기세정공정의 수질오염물질로의 발생량

∙산정방법 : 물질수지법 > 직접측정법 > 공학적계산∙보고시 해당공정 : 폐수처리시설∙가용프로그램 : TRIWIN

(가) 공정으로 입출되는 양을 이용 - 물질수지법 ; 수용성, 비휘발성 세정제를 사용하고 폐수가 발생하는 경우

※ 취급 온도에서 증기압이 0.1mmHg이하인 물질을 비휘발

성으로 간주

1) 조사대상 화학물질 A를 사용하지만 A는 화학적 변화가 없고,

A의 일부가 그 공정의 제조품 B에 함유되고 나머지가 배출‧이동되는 경우

∙수질오염물질로의 발생량(kg/년) = (세정제의 연간유입량(kg/년)×유입물의 조사대상 화학물질의 조성)－{(세정제의 연간

유출량(kg/년)×유출물의 조사대상 화학물질의 조성)＋폐기물로의 배출량(kg/년)}

- 43 -

2) 조사대상 화학물질 A를 원료로서 사용하고, A의 일부가 변화하여

화학물질 B(제조품 또는 생산물)로 되는 경우

∙수질오염물질로의 발생량(kg/년) = 배출물질농도(kg/m3)×유량(m3/일)×연간누출일수(일)×폐수 중 조사대상 화학물질의

조성

3) 원료 A는 조사대상 화학물질이 아니지만 반응공정에서 조사

대상 화학물질 B가 부산물로 생성되는 경우

∙수질오염물질로의 발생량(kg/년) = (부산물의 연간생성량－부산물의 연간 회수‧재사용량)×부산물 중 B의 조성

※ 폐기물로의 배출량은 ‘(3) 용기세정공정의 폐기물로의 배출량

(44p)’에서 산정

(나) 발생량을 직접측정하는 경우(직접측정법)


조성

(다) 물질성질 등을 이용한 발생량 산정(공학적계산법) ; 조사대상 화학물질의 용해도를 이용하여 배수 중에 조사대상

화학물질의 농도를 결정

∙수질오염물질로의 발생량(kg/년)

= 연간폐수발생량(톤/년)× 용해도100+용해도 × 10 3


- 44 -

(3) 용기세정공정의 폐기물로의 배출량


(가) 공정으로 입출되는 양을 이용 - 직접측정법 ; 용기세정후 사용하고 남은 화학물질을 폐기 처리하는 경우,

제품에 부착되어 있는 물질을 벗겨내는 경우

∙폐기물로의 배출량(kg/년) = 폐기물 발생량(kg/년)×폐기물중 조사대상 화학물질의 조성







- 45 -

※ 주의

1. 조사대상 화학물질이 포함된 폐기물은 처분방법에 따라 페기물업체로의

이동량, 토양배출량, 자가매립량 등으로 구분하여 산정한다.

2. 배출물질밀도, 조사대상 화학물질의 조성을 모르는 경우는 세정제의 화

학물질의 밀도 및 조성을 이용하여 산정한다.

마. 분리정제공정

■ 발생경로

【표 3.11】 분리정제공정의 발생경로


매체별 산정방법 비고대 기 폐 수 폐기물휘발성 물질군 분리정제

①배출계수법②물질수지법

①배출계수법②물질수지법

직접측정법

수용액 물질군 - - - -

중금속 물질군 - - - -

기타 화학물질 - - - -




■ 산정방법

(1) 분리정제공정의 대기오염물질로의 발생량

∙산정방법 : 배출계수법 > 물질수지법∙보고시 해당공정 : 분리정제공정∙가용프로그램 : TRIWIN

- 46 -

(가) 배출계수를 이용(배출계수법) ; 각종 제조공정에서 추출용제로 다음과 같은 화학물질들을

사용하는 경우 대기로 발생되는 화학물질의 양은 다음과

같이 산출한다.

∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = {용제의 연간구입량(톤/년)＋전년도 이월량(톤/년)-다음연도 이월량(톤/년)}×화학

물질의 배출계수(kg/톤)

【표 3.12】 추출공정에서 용제별 대기배출계수

배 출 물 질 배출계수(kg/톤) 배 출 물 질 배출계수

(kg/톤)

acetic acid

acetone

acetonitrile

amyl acetate

benzene

dichlorobenzene

ethanol

ethyl acetate

10

140

830

420

290

20

100

300

formylaldehyde

n-hexane

methanol

methyl ethyl ketone

methyl isobutyl ketone

toluene

trichloroethane

xylenes

190

170

310

650

800

310

1,000

60

※ 단위는 사용하는 용제 1톤당 배출되는 오염물질량 (kg/톤)

- 47 -

【예】 추출장치에서의 대기오염물질로의 발생량

제약회사에서 추출용 용제로 아세톤을 사용한다. 이 회사는 이 추출 장치를 연

간 1,500시간 운전하며, 시간당 0.5톤의 아세톤을 사용할 때 대기오염물질로 발생되는

아세톤의 양은?

【풀이】

∙아세톤의 배출계수＝140kg/톤

∙용제의 연간사용량＝0.5톤/hr×1500hr/년


＝ 용제의 연간사용량×배출계수

＝ 0.5톤/hr×1,500hr/년×140kg/톤

＝ 105,000kg/년

(나) 공정으로 입출되는 양을 이용(물질수지법) 1) 폐수가 발생되지 않는 경우

∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = (공정의 연간유입량(kg/년)×유입물의 조사대상 화학물질의 조성)－{(분리,정제된

물질의 연간유출량(kg/년)×분리․정제된 물질중 조사대상 화학물질의 조성)＋폐기물로의 배출량(kg/년)}


∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = (공정의 연간유입량(kg/년)×유입물의 조사대상 화학물질의 조성)－{(분리,정제된 물질의

연간유출량(kg/년)×분리․정제된 물질중 조사대상 화학물질의 조성)＋수질오염물질로의 발생량(kg/년)＋폐기물중 함유량(kg/년)}

※ 수질오염물질로의 발생량은 ‘(2) 분리정제공정의 수질오염물

질로의 발생량(48p)’, 폐기물로의 배출량은 ‘(3) 분리정제공

정의 폐기물로의 배출량(50p)’에서 산정

- 48 -

(2) 분리정제공정의 수질오염물질로의 발생량

∙산정방법 : 배출계수법 > 물질수지법 > 직접측정법 > 공학적 계산법∙보고시 해당공정 : 폐수처리시설∙가용프로그램 : TRIWIN

(가) 배출계수를 이용(배출계수법) ; 각종 제조공정에서 추출용제로 사용되는 화학물질들을 사용

하는 경우 폐수로 발생되는 화학물질의 양은 다음과 같이

산출한다.

∙수질오염물질로의 발생량(kg/년) = {용제의 연간구입량(톤/년)＋전년도 이월량(톤/년)-다음연도 이월량(톤/년)}×화학

물질의 배출계수(kg/톤)

【표 3.13】 추출공정에서 용제별 수계배출계수

배출 물질 배출계수(kg/톤) 배출 물질 배출계수

(kg/톤)

acetic acid

acetone

acetonitrile

amyl acetate

benzene

dichlorobenzene

ethanol

820

220

170

580

370

980

60

ethyl acetate

ethylene glycol

formylaldehyde

methanol

methyl ethyl ketone

toluene

xylenes

470

1000

770

450

120

140

190

※ 단위는 사용하는 용제 1톤당 배출되는 오염물질량(kg/톤)

- 49 -

(나) 공정으로 입출되는 양을 이용 - 물질수지법 ; 수용성, 비휘발성 물질로 폐수가 발생하는 경우

∙수질오염물질로의 발생량(kg/년) = (공정으로 유입되는 취급물량(kg/년)×취급물 중 조사대상 화학물질의 조성)－(분리․

정제된 물질량(kg/년)×분리․정제된 물질 중 조사대상 화학물질의 조성)－폐기물로의 배출량(kg/년)

※ 취급 온도에서 증기압이 0.1mmHg이하인 물질을 비휘발성으

로 간주

(다) 발생량을 직접 측정하는 경우(직접측정법)

∙수질오염물질로의 발생량(kg/년) = 발생물질농도(kg/m3)×유량(m3/일)×연간누출일수(일)×폐수 중 조사대상 화학물질의

조성

(라) 물질성질 등을 이용한 발생량 산정(공학적계산법) ; 조사대상 화학물질의 용해도를 이용하여 폐수 중에 조사대





- 50 -

【예】

에틸렌디크로라이드(EDC, Ethylene Dichloride)를 함유한 폐액으로부터 EDC를

분리 회수하는 경우 물에 용해된 EDC가 배출된다고 한다. EDC를 포함한 분리수

가 평균 50m3/월 배출되는데, 분리수에는 EDC가 포화되어 있다. (물에 대한 EDC

의 용해도는 8.69kg/m3이다).

【풀이】

∙ EDC의 연간 발생량

＝ [50m3/월]×[12월/년]×[8.69kg/m3]

＝ 5,214kg/년

※ 폐수처리를 하고있는 경우에는 (1-제거율)을 곱해준다.

(3) 분리정제공정의 폐기물로의 배출량


(가) 공정으로 입출되는 양을 이용 - 직접측정법 ; 분리정제공정에서 사용하고 남은 화학물질 잔류물을 폐기처리

하는 경우

∙폐기물로의 발생량(kg/년) = 폐기물 발생량(kg/년)×폐기물중 조사대상 화학물질의 조성

- 51 -







※ 주의



2. 배출물질밀도, 조사대상 화학물질의 조성을 모르는 경우는 분리정제공정

내 화학물질의 밀도 및 조성을 이용하여 산정한다.

- 52 -

바. 용제회수공정

■ 발생경로

【표 3.14】 용제회수공정의 발생경로


매체별 산정방법 비고대 기 폐 수 폐기물

휘발성 물질군 분리정제①배출계수법②물질수지법

①물질수지법②직접측정법③공학적계산

직접측정법







■ 산정방법

(1) 용제회수공정의 대기오염물질로의 발생량

∙산정방법 : 배출계수법 > 물질수지법∙보고시 해당공정 : 용제회수공정∙가용프로그램 : TRIWIN

(가) 배출계수를 이용(배출계수법) ; 각종 제조공정에서 휘발성 화학물질을 추출용제로 사용하는

경우 대기로 발생되는 화학물질의 양은 다음과 같이 산출한다.

- 53 -

∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = 용제회수공정으로의 휘발성물질 연간유입량(톤/년)×휘발성물질의 배출계수(kg/톤)×

조사대상 화학물질의 조성

【표 3.15】 용제 회수공정에서 휘발성 화학물질 배출계수

배 출 원 배출계수 (kg/톤)용제회수장치에 부착되어 있는 저장 탱크의 벤트 0.01

용제회수장치에 부착되어 있는 응축기 벤트 1.65

용제회수장치에서의 비산배출 0.46

※ 단위 : 용제 회수장치로 유입된 휘발성용제 1톤당 대기오염물질로 발생되는 용제의

배출량(kg)

【예】용제 회수공정에서의 대기오염물질로의 발생량 산정

한 회사의 공정에서 휘발한 용제를 응축기를 이용하여 회수하고 있다. 연간 용

제 회수량은 4톤이며, 휘발한 용제중 톨루엔이 99%를 차지하고 있다.

응축기 벤트에서 발생하는 화학물질 배출량은 위 표의 배출계수를 이용하여 계

산할 수 있다.

【풀이】

대기오염물질로의 발생량

= 용제회수장치로 유입된 휘발성물질의 양(톤/년)×휘발성물질의

배출계수(kg/톤)×조사대상 화학물질의 조성

= 4 톤/년×1.65 kg/톤×0.99

= 6.5kg/년

- 54 -

(나) 공정으로 입출되는 양을 이용(물질수지법) 1) 폐수가 발생되지 않는 경우

∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = (공정의 연간유입량(kg/년)×유입물의 조사대상 화학물질의 조성)－{(공정의 연간



∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = (공정의 연간유입량(kg/년)×유입물의 조사대상 화학물질의 조성)－{(공정의 연간

유출량(kg/년)×유출물의 조사대상 화학물질의 조성)＋수질오염물질로의 발생량(kg/년)＋폐기물로의 배출량(kg/년)}

※ 수질오염물질로의 발생량은 ‘(2) 용제회수공정의 수질오염물질

로의 발생량(54p)’, 폐기물로의 배출량은 ‘(3) 용제회수공정의

폐기물로의 배출량(55p)’에서 산정

(2) 용제회수공정의 수질오염물질로의 발생량

∙산정방법 : 물질수지법 > 직접측정법 > 공학적 계산법∙보고시 해당공정 : 폐수처리시설∙가용프로그램 : TRIWIN

- 55 -

(가) 공정으로 입출되는 양을 이용 - 물질수지법 ; 수용성, 비휘발성 물질로 폐수가 발생하는 경우

∙수질오염물질로의 발생량(kg/년) = (공정의 연간유입량(kg/년)×유입물의 조사대상 화학물질의 조성)－{(공정의 연간



으로 간주

(나) 발생량을 직접 측정하는 경우(직접측정법)


조성

(다) 물질성질 등을 이용한 발생량 산정(공학적계산법) ; 조사대상 화학물질의 용해도를 이용하여 배수 중에 조사대상

화학물질의 농도를 결정




(3) 용제회수공정의 폐기물로의 배출량


- 56 -

(가) 공정으로 입출되는 양을 이용 - 직접측정법 ; 용제회수공정에서 사용하고 남은 화학물질 잔류물을 폐기처

리하는 경우

∙폐기물로의 배출량(kg/년) = 폐기물 발생량(kg/년)×폐기물중의 조사대상 화학물질의 조성







※ 주의



2. 배출물질밀도, 조사대상화학물질의 조성을 모르는 경우는 용제회수공정

내 화학물질의 밀도 및 조성을 이용하여 산정한다.

- 57 -

사. 분쇄공정

■ 발생경로

【표 3.16】 분쇄공정의 발생경로

물질군 보고시해당공정1)

매체별 산정방법 비고대 기 폐 수 폐기물

휘발성 물질군 기계적가공①물질수지법②공학적계산

①배출계수법②물질수지법③공학적계산

직접측정법







■ 산정방법

(1) 분쇄공정의 대기오염물질로의 발생량

∙산정방법 : 물질수지법 > 공학적계산∙보고시 해당공정 : 기계적가공공정∙가용프로그램 : TRIWIN

(가) 공정으로 입출되는 양을 이용(물질수지법) 1) 폐수가 발생되지 않는 경우

∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = (공정의 연간유입량(kg/년)×유입물의 조사대상 화학물질의 조성)－{(공정의 연간유출량

(kg/년)×유출물의 조사대상 화학물질의 조성)＋폐기물로의 배출량(kg/년)}

- 58 -


∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = (공정의 연간유입량(kg/년)×유입물의 조사대상 화학물질의 조성)－{(공정의 연간유출

량(kg/년)×유출물의 조사대상 화학물질의 조성)＋수질오염물질로의 발생량＋폐기물로의 배출량(kg/년)}※ 수질오염물질로의 발생량은 ‘(2) 분쇄공정의 수질오염물질로의

발생량(62p)’, 폐기물로의 배출량은 ‘(3) 분쇄공정의 폐기물

로의 배출량(63p)’에서 산정

(나) 물질성질 등을 이용하여 산정 - 배출승온에 의한 대기오염물질로의 발생량(공학적계산법)

; 분산, 연마 등의 기계적 가공을 하는 도중 가공용기의 온도

가 상승함에 따라 화학물질이 대기로 증발 또는 휘발하는

경우가 많다. 이런 경우 대기오염물질로의 발생량은 다음

식을 이용하여 산정할 수 있다.

E 화학물질 = {∑(Px )T1

101.3-∑(P x)T1

+∑(Px)T2

101.3-∑(Px)T2

}×(Δn×M a×N)÷2

여기서, E 화 학 물 질 = 승온에 의한 총 휘발성물질의 연간 대기오염물

질로의 발생량, kg/년

( P x ) T1 = 초기 온도 T1에서의 용기 상부의 휘발성물질 x

의 초기 분압, kPa (‘화학물질 배출량조사 지침

‘부록 별표 7’의 식 (2)와 (3) 참고)

( P x ) T2 = 최종 온도 T2에서의 용기 상부의 휘발성물질 x

의 최종 분압, kPa (‘화학물질 배출량조사 지침

‘부록 별표 7’의 식 (2)와 (3) 참고)

Δ n = 발생된 기체의 kg-mole수, kg-mole/cycle

- 59 -

M a = 증기 평균 분자량, kg/kg-mole

N = 연간 운전되는 사이클 회 수, 회수/년

Δn항은 다음 식을 사용하여 계산될 수 있다.

Δn =

V ( Pa 1

T 1

-Pa 2

T 2)

R

여기서, V = 용기의 남은 공간의 부피, m3

R = 기체 상수, 8.314(kPa)(m3)/(kg mol) (K)

P a 1 = 용기에서의 초기 압력, kPa

P a 2 = 용기에서의 최종 압력, kPa

T 1 = 용기의 초기 온도, K

T 2 = 용기의 최종 온도, K

Pa1와 Pa2는 다음 식들을 이용하여 계산될 수 있다.

Pa 1 = 101.3-∑(P x )T1

Pa 2 = 101.3 - ∑(P x ) T2

P a 1 = 용기에서의 기체 초기 압력, kPa

P a 2 = 용기에서의 기체 최종 압력, kPa

( P x ) T 1 = 초기온도 T 1에서의 용기상부의 휘발성

물질 x의 초기분압, kPa(‘화학물질 배

출량조사 지침 ‘부록 별표 7’의 식 (2)와

(3) 참고)

( P x ) T 2 = 최종 온도 T 2에서의 용기 상부의 휘발성

물질 x의 최종 분압, kPa(‘화학물질 배

출량조사 지침 ‘부록 별표 7’의 식 (2)와

(3) 참고)

- 60 -

휘발성물질 x 의 대기 발생량은 아래식을 이용하여 구할 수 있다.

E x = {(Px)T1

101.3-(P x)T1

+(Px)T2

101.3-(Px)T2

}×(Δn×M a×N)÷2

【예】 분산기에서의 승온에 의한 대기오염물질 발생량을 산정

․3000ℓ의 고속 분산기내에 2000ℓ의 페인트가 담겨 있다. 다음 데이터가 주어져

있다.

․페인트는 무게로 30퍼센트의 톨루엔, 20퍼센트의 메틸에틸케톤(MEK), 그리고 50

퍼센트의 안료와 비휘발성 수지들로 구성되어 있다.

․초기 온도(T1)는 298K(25℃)이다.

․최종 온도(T2)는 313K(40℃)이다.

․페인트 혼합물의 평균 분자량은 85kg/kg-mole 이다.

․평균 기체 분자 질량(Ma)은 77kg/kg-mole이다.

․분산기는 25회/년 운전되며, 1회 운전주기 동안 초기온도(T1)에서 최종온도(T2)로

상승되게 된다.

․용기의 빈 공간의 부피는 3000-2000ℓ=1000ℓ 또는 1m3

【풀이】

1단계 : 부록 별표 7의 식 (4)를 적용, 액체 몰분율( mx)의 계산

성분 x 액체 질량분율 zx 분자량 Mx 액체 몰분율 mx

톨루엔 0.2 92 (z x/M x)/∑(z x/M x)=0.28

MEK 0.3 72 (z x/M x)/∑(z x/M x)=0.24

2단계 : 부록 별표 7의 식(2)를 적용, 초기 온도에서의 증기분압 [ (Px)T1]의 계산

성분 x 액체 몰분율 mx증기압 VPx

25℃ (kPa)T1에서의분압(kPa)

톨루엔 0.28 4 m x*VP x =1.12

MEK 0.24 13.31 m x*VP x = 3.19

- 61 -

3단계 : 부록 별표 7의 식(2)을 적용, 최종 온도에서의 분압 [ (Px)T2]의 계산

성분 x 액체 몰분율 mx증기압 VPx

40℃ (kPa)T2에서의분압(kPa)

톨루엔 0.28 8 m x*VPx= 2.240

MEK 0.24 25.86 m x*VPx= 6.206

4단계 : 초기 압력( Pa1)과 최종 압력( Pa2)의 계산

Pa 1 = 101.3-∑(P x) T1

= 101.3- (1.12+ 3.19) = 96.99 k Pa

Pa 2 = 101.3-∑(P x)T2

= 101.3- (2.24+ 6.206) = 92.84 k Pa

5단계 : 대체된 기체의 kg-mole( Δn )의 계산

용기의 빈 공간의 부피가 3000-2000＝1000ℓ 또는 1m3

Δn = V/R×(Pa1/T1-Pa2/T2)

= (1/8.314)×(96.99/(298)-92.84/(313)) = 3.35×10- 3kg-moles/회

6단계 : 전체 휘발성 물질 발생량( E화학물질)의 계산

E화학물질 = {∑(Px)T1

101.3-∑(Px)T1

+∑(Px)T2

101.3-∑(Px)T2

}×(Δn×Ma×N)÷2

= {4.31

101.3-4.31+

8.446101.3-8.446

}×(3.35×10- 3×25×77)÷2

= 0.45 kg화학물질/년

7단계 : 식 (14)의 적용, 톨루엔 발생량( Etoluene)의 계산

Ex = {(Px)T1

101.3-(Px)T1

+(Px)T2

101.3-(Px)T2

}×(Δn×M a×N)÷2

= {1.12

101.3-1.12+

3.19101.3-3.19

}×(3.35×10- 3×25×77)÷2

= 0.113 kg톨루엔/년

- 62 -

(2) 분쇄공정의 수질오염물질로의 발생량

∙산정방법 : 물질수지법 > 직접측정법 > 공학적 계산법∙보고시 해당공정 : 폐수처리시설∙가용프로그램 : TRIWIN

(가) 공정으로 입출되는 양을 이용 - 물질수지법 ; 절삭유 등이 배출 폐수에 혼입된 경우

; 비휘발성, 수용성 화학물질로 폐수가 발생하는 경우

∙수질오염물질로의 발생량(kg/년) = (공정의 연간유입량(kg/년)×유입물의 조사대상 화학물질의 조성)－{(공정의 연간



으로 간주

(나) 발생량을 직접 측정하는 경우(직접측정법)

∙수질오염물질로의 발생량(kg/년) = 배출물질밀도(kg/m3)×유량(m3/일)×연간누출일수(일)×폐수 중 조사대상 화학

물질의 조성

(다) 물질성질 등을 이용한 발생량 산정(공학적계산법) ; 조사대상 화학물질의 용해도를 이용하여 배수 중에 조사대


- 63 -




(3) 분쇄공정의 폐기물로의 배출량


(가) 공정으로 입출되는 양을 이용 - 직접측정법 ; 분쇄공정에서 사용하고 남은 화학물질 잔류물을 폐기처리하

는 경우 폐기물로의 배출량으로 산정

∙폐기물로의 발생량(kg/년) = 폐기물 발생량(kg/년)×폐기물중의 조사대상 화학물질의 조성





- 64 -



※ 주의



2. 배출물질밀도, 조사대상화학물질의 조성을 모르는 경우는 분쇄공정 내

화학물질의 밀도 및 조성을 이용하여 산정한다.

아. 포장검사공정

■ 발생경로

【표 3.17】 포장검사공정의 발생경로


매체별 산정방법 비고대 기 폐 수 폐기물휘발성 물질군 조립포장검사

①물질수지법②공학적계산

- 직접측정법

수용액 물질군 - - -

중금속 물질군 - - -

기타 화학물질 - - -


1) 상기 보고시 해당공정은 대기매체를 기준으로 한 것이며 폐기물의 경우 환경오염

방지시설의 ‘폐기물처리시설’로 함

- 65 -

■ 산정방법

(1) 포장검사공정의 대기오염물질로의 발생량

; 포장검사공정에 사용되는 접착제 등에 포함되어있는 조사대

상 화학물질의 발생량 산정

∙산정방법 : 물질수지법 > 공학적계산∙보고시 해당공정 : 조립포장검사공정∙가용프로그램 : TRIWIN

(가) 공정으로 입출되는 양을 이용(물질수지법) ; 접착제 등에 포함되어 있는 조사대상 화학물질이 조립과정

에서 증발하여 대기로 배출

∙대기오염물질로의 발생량(kg/년) = (접착제 등의 연간구입량(kg/년)＋전년도 이월량(kg/년)-다음연도 이월량(kg/년))

×접착제중 조사대상 화학물질의 조성-폐기물로의 발생량(kg/년) ※ 폐기물로의 배출량은 ‘(2) 포장검사공정의 폐기물로의 배출량

(66p)’에서 산정

(나) 물질성질 등을 이용한 발생량 산정 - 소분(공학적계산법) ; 제품을 저장용기(병, 캔 등)에 넣어 포장하는 경우

; 저장용기 내에 순수대상물질 X 를 유입시에 저장용기 내

의 공간에 증발한 물질의 압력에 의하여 유입구를 통하여

대기 중으로 배출되는 경우

E =0.5 x M V P 0 N

760 R T

여기서, E : 조사대상 화학물질 X 의 대기오염물질로의 발생량

(kg/년)

M : 조사대상 화학물질 X 의 분자량(kg/kmol=g/mol)

- 66 -

V : 저장용기 부피(m3)

P0 : 조사대상 화학물질의 증기압(mmHg) (온도 T일때

의 증기압)

N : 연간 제품출하량(개/년)

T : 저장용기 내 절대온도(K) (=탱크내 온도(℃)+273,

모르면 293으로 계산)

R : 0.082 atm․l/(K․mol)

x : 용액상의 대상화학물질 X 의 몰분율(0~1)

(2) 포장검사공정의 폐기물로의 배출량


(가) 사용하고 남은 화학물질을 폐기처리하는 경우(직접측정법) ; 포장검사공정에서 사용하고 남은 화학물질 잔류물을 폐기처

리하는 경우 폐기물로의 배출량 산정

∙폐기물로의 배출량(kg/년) = 폐기물 발생량(kg/년)×폐기물중의 조사대상화학물질의 조성



- 67 -





(나) 비휘발성인 화학물질이 불량품에 포함되어 폐기물로의 배출

∙폐기물로의 배출량(kg/년) = (접착제 등의 연간구입량(kg/년)＋전년도 이월량(kg/년)－다음연도 이월량(kg/년))

×접착제중 조사대상 화학물질의 조성×평균불량률

※ 취급 온도에서 증기압이 0.1mmHg이하인 물질을 비휘발성으로

간주

※ 주의



2. 배출물질밀도, 조사대상화학물질의 조성을 모르는 경우는 포장검사공정

내 화학물질의 밀 및 조성을 이용하여 산정한다.

- 69 -

제4장 배출량산정

- 71 -

1. 대기로의 배출량 최종적으로 대기로 배출되는 양은 해당공정에서 직접 대기로 배출되

는 양(대기비점원)과 포집되어 대기오염방지시설을 거쳐 처리된 후 대

기로 배출되는 양(대기점원)의 합으로 산정한다.

가. 개별 단위공정에서의 대기로의 배출량(대기비점원)

∙대기로의 배출량(kg/년) = 대기오염물질로의 발생량(kg/년)×(1-포집율)

나. 대기오염방지시설에서의 대기로의 배출량 - 가스상물질

(대기점원)

(1) 처리 후 배가스의 실측치가 있는 경우(직접측정법)

∙대기로의 배출량(kg/년) = 처리 후 배가스량(m3/년)×처리 후 배가스 중 조사대상 화학물질의 농도(kg/m3)

(2) 처리 전 배가스의 농도실측치가 있는 경우(직접측정법)

∙대기로의 배출량(kg/년) = 처리 후 배가스량(m3/년)×처리 전 배가스 중 조사대상 화학물질의 농도(kg/m3)

×(1-제거율)

- 72 -

(3) 대기오염물질로의 발생량(방지시설로 입출되는 양)을 이용

∙대기로의 배출량(kg/년) = ∑

i{(각 공정에서 발생한 대기오염물질로의 발생량(kg/년)×(포집율)}×(1-제거율)

∙발생된 대기오염물질을 처리하지 않는 경우 제거율은 0, 포집율 0

∙포집율(발생된 대기오염물질을 포집하여 처리장치로 보내는 경우)

- 발생가스를 밀폐형장치나 밀폐형 후드로 포집하는 경우：포집율=1

- 개방형 후드나 에어커튼형 후드를 사용하는 경우 장치제공업자가 제공하는

포집율을 사용하고, 모르는 경우 ‘화학물질 배출량조사 지침’의 ‘부록

별표 8’을 참조

∙제거율(배출된 대기오염물질을 세정, 활성탄흡착, 소각, 회수 등으로 처리

하는 경우)

- 증기 회수 시스템으로 처리하는 경우 제거율은 0.95,

- 소각처리하는 경우 제거율은 0.99

- 처리장치의 제거율을 사용하거나 모르는 경우는 ‘화학물질 배출량조사

지침’‘부록 별표 3’의 값을 대입

다. 대기오염방지시설에서의 대기로의 배출량 - 입자상물질

(대기점원)

(1) 배가스의 측정자료에 의한 대기로의 배출량 산정(직접측정법)

; 대기오염방지시설을 거쳐 대기로 배출되는 기체의 유량과,

배가스에 포함된 입자상 물질농도의 측정자료를 확보하고

있는 경우에 이용

∙대기로의 배출량(kg/년) = 60×10-6×연간가동시간(hr)×유량(m3/min)×배가스중 중금속 농도(mg/m3)

- 73 -

(가) 입자상 물질의 총 농도만을 아는 경우에는∙배가스 중 중금속 농도(mg/m3) = 0.001×배가스 중 입자상 물질의 농도(mg/m3)×입자상 물질 중 중금속 물질

농도(g/kg)

(나) 집진시설 등에서 포집한 폐기물 중 중금속 농도의 측정값을 이용한 배출량 산정

∙배가스 중 중금속 농도(mg/m3) = 0.001×배가스 중 입자상 물질의 농도(mg/m3)×폐기물 중 중금속 물질 농도

(g/kg)

(2) 포집한 폐기물의 측정자료에 의한 대기로의 배출량 산정(물질

수지법)

; 대기오염방지시설을 거쳐 대기로 배출되는 기체의 유량과,

배가스에 포함된 입자상 물질농도의 측정자료를 확보하지

못한 경우에 이용

∙대기로의 배출량(kg/년) = 0.001×연간 폐기물 포집량(kg/년)×폐기물 중 중금속 물질 농도(g/kg)×{(1-

제거율)/제거율}

∙발생된 대기오염물질을 처리하지 않는 경우 제거율은 0, 포집율 0

∙포집율(발생된 대기오염물질을 포집하여 처리장치로 보내는 경우)

- 발생가스를 밀폐형장치나 밀폐형 후드로 포집하는 경우：포집율=1

- 개방형 후드나 에어커튼형 후드를 사용하는 경우 장치제공업자가 제공하는

포집율을 사용하고, 모르는 경우 ‘화학물질 배출량조사 지침’의 ‘부록

별표 8’을 참조

- 74 -

∙제거율(배출된 대기오염물질을 세정, 활성탄흡착, 소각, 회수 등으로 처리

하는 경우)

- 증기 회수 시스템으로 처리하는 경우 제거율은 0.95,

- 소각처리하는 경우 제거율은 0.99

- 처리장치의 제거율을 사용하거나 모르는 경우는 ‘화학물질 배출량조사

지침’‘부록 별표 3’의 값을 대입

라. 폐수처리시설에서의 대기로의 배출량(대기비점원)

■ 휘발성 유기화합물의 배출량 산정

대기 중에 노출된 각종 폐수처리시설로부터 대기로 배출되는 조사대

상 화학물질의 양은 전산프로그램(WATER8, SIMS, 환경부 배출량산

정프로그램(TRIWIN) 등)을 이용하여 산정한다.

폐수처리장은 일반적으로 크게 집수조, 처리조, 방류조로 구분된다.

집수조는 각 공정으로부터의 폐수가 모이는 곳으로 집수지와 침사지로

구성되어 있으며, 처리조는 응집, 침전, 여과, 흡착, 생물처리 등 여러

종류의 처리방법들로 구성되어 있다.

폐수처리장에서의 수계로의 배출량을 산정하는 방법은 처리장으로 유

입되는 조사대상 화학물질의 농도에(1-처리장의 제거율)을 곱함으로써

간단히 산정한다. 그러나 이와는 달리 폐수처리장에서의 대기오염물질

로의 배출량을 산정하는 방법은 서로 다른 상인 액체와 기체사이의 물

질전달에 의해 일어나므로 수계로의 배출량 산정방법에 비해 복잡하다.

환경부 배출량산정프로그램에 있는 폐수처리장에서의 대기오염물질로의

배출량 산정방법은 이중저항이론을 기본으로 미국 EPA의 WATER8과

SIMS를 분석하여 20가지 경우로 정리되어있다.

각 경우별로 액상물질전달계수( kl)와 기상물질전달계수( kg)를 먼저

구한 후, 그 값을 이용하여 총괄물질전달계수( K , K oil, K D)를 구하고,

최종적으로 대기오염물질로의 배출량 N 을 구하도록 한다.

- 75 -

참고로, 환경부 배출량산정프로그램 TRIWIN의 폐수처리장에서의

대기오염물질로의 배출량 산정알고리듬 p.90의 그림 4.1과 같고 배출

량 산정식은 다음의 식과 같다.

■ 염산 등의 휘발성이 있는 산․알카리 폐수를 폐수처리시설에서

처리하는 경우의 배출량 산정

일반적으로 산․알카리 폐수를 처리하기 위해서는 각 공정으로 발생

된 폐수를 한 곳에 모아 오일 제거, 부유물 제거 등의 전처리 과정을

거친 후 pH 조정을 거친 후 해당 폐수의 용도에 맞게 별도의 처리를

거친 후 수계로 방류 또는 공정재활용, 폐수종말처리장 또는 폐수처리

업체로의 이동의 과정을 거치게 된다.

통상적으로 산․알카리 폐수는 pH 6～8정도의 중화처리를 거친 후

에는 환경 중으로의 배출량은 없는 것으로 간주하므로 이전 단계(예 :

집수조, 혼화조 등)의 폐수처리시설에서의 대기로의 배출량을 산정하면

되고 수계로의 배출량은 0이 되고 폐기물배출/이동, 자가매립량은 p.92

에 명시된 ‘가～나’의 식을 이용하여 산정 하도록 한다.

폐수처리시설에서의 대기로의 배출량을 산정하기 위해서는 p.90에

그림 4.1을 통해 대상 시설별로 해당 식을 선정한 후 각 경우별로 액

상물질전달계수( kl)와 기상물질전달계수( kg)를 구하고 그 값을 이용하

여 총괄물질전달계수( K , K oil, K D)를 구하여 최종적으로 대기로의

배출량(N)을 구하면 된다.

다만 산․알카리폐수에 존재하는 화학물질의 양은 폐수의 pH와 해당

물질의 K a(이온화상수)에 영향을 받으므로 해당물질의 헨리상수(H)

대신에 이를 보정한 수정헨리상수(H')를 이용하여 계산하여야 한다.

헨리상수 보정식은 다음과 같다.

① pK a ≤ pH 일 경우H'＝H1+c

② pK a > pH 일 경우 H'＝H c

1+c

- 76 -

여기서, H ' : 대상물질의 수정 헨리상수 [atm-㎥/gmol]

H : 대상물질의 헨리상수 [atm-㎥/gmol]

c＝10-pKa

10-pH : 헨리상수보정상수

pH : 산․알카리 폐수의 수소이온농도 ; 0～14

pKa : 산․알카리 폐수 중 해당물질의 수소이온농도 ; 0～14

(1) 액상( kl ) 및 기상( kg) 물질전달계수

Case [1] k l ; 액상 물질전달계수 [m/s]

① 0<U10<3.25 [m/s] 일 때

kl= (2.78×10- 6)( Dw

Dether)

2/3

② U10>3.25[m/s], F/D<14 일 때

kl= 1.0×10 - 6+144×10 - 4(U *)2.2(ScL) - 0.5 ; U *< 0.3 일 때k l= 1.0×10 - 6+34.1×10 - 4U *(ScL) - 0.5 ; U *> 0.3 일 때

③ U10>3.25[m/s], 14<F/D<51.2인 경우

kl=[ (2.605×10-9)(F/D)+(1.277×10-7)](U10)2( Dw

Dether)

2/3

- 77 -

④ U10>3.25 m/s, F/D>51.2인 경우

kl(m/s)= (2.61×10-7)(U10)2( Dw

Dether)

2/3

여기서, U10 : 액체표면 위 10m에서의 바람의 속도 [m/s]

F/D =d e

d : Fetch to depth

d e =4Aπ

: 수면의 유효직경 [m]

A : 수면의 표면적 [㎡]

d : 수심 [m]

Dw : 대상물질의 액상 확산계수 [㎠/s]

Dether : 에테르의 액상 확산계수 [㎠/s] ; 8.5×10-6

U*= (0.01)(U10)(6.1＋0.63(U10))0.5 : 마찰속도 [m/s]

Sc L =µ L

ρ LD w : 액체의 Schmidt number

µ L : 물의 점도 [g/㎝-s] ; 8.93×10-3

ρ L : 물의 밀도 [g/㎤] ; 1

Case [2] k g ; 기상 물질전달계수 [m/s]

k g = 4.82×10 - 3 U0.7810 Sc- 0.67

G d- 0.11e

여기서, Sc G =µ a

ρ aD a : 가스상 Schmidt number

µ a : 공기의 점도 [g/㎝-s] ; 1.81×10-4

- 78 -

ρ a : 공기의 밀도 [g/㎤] ; 1.2×10-3

D a : 대상물질의 기상 확산계수 [㎠/s]

d e =4Aπ

: 수면의 유효직경 [m]

A : 수면의 표면적 [㎡]


kl=8.22×10-9( J POWR 1.024 (T -20) O t 106 MWL

Vav ρL)( Dw

DO2,w)

0.5

여기서, J : 산소전달율 (gO2/hr-hp) ; 1361

POWR=pwr⋅na : 교반기의 총 요구동력 [hp]pwr : 교반기 한 개의 요구동력 [hp]

na : 폭기조당 교반기의 개수

T : 폐수의 온도 [℃]

O t : 산소 보정계수 : 0.83

MWL : 물의 몰 중량 [g/gmol] ; 18

Vav : 난류표면적 [ft2]

ρ L : 물의 밀도 [g/㎤] ; 1


DO2,w : 산소의 액상 확산계수 [㎠/s] ; 2.4×10-5

- 79 -


k g =1.35×10 - 7 Re 1.42 P 0.4 Sc0.5

G Fr- 0.21 D a MW a

D

여기서, Re =D 2 ω ρ a

μ v : Reynolds 수

P=7604030 PI g

ρL D5 ω3 : Power number

P I= pwr⋅EFF : 임펠러의 동력 [hp]

pwr : 교반기 한 개의 요구동력 [hp]

EFF : 폭기장치의 모터효율 : 0.83

g : 중력 상수 [㎠/s] ; 980.665

ρ L : 물의 밀도 [g/㎤] ; 1

D : 임펠러의 직경 [㎝]

Sc G =μ a

ρ a D a 가스상 Schmit number

μ a : 공기의 점도 [g/㎝-s] ; 1.81×10-4

ρ a : 공기의 밀도 [g/㎤] ; 1.2×10-3

D a : 대상물질의 기상 확산계수 [㎠/s]

F r =D ω 2

g : Froude number

ω =2 π r60

: 임펠러의 각 속도, [㎭/s]

r : 임펠러의 속도 [rpm]

g : 중력 상수 [㎠/s] ; 980.665

- 80 -

D a : 대상물질의 가스상 확산계수 [㎠/s]

MWa : 공기의 몰 중량 [g/gmol]

D : 임펠러(Impeller)의 직경 [㎝]


kl=fair, lQ

3600 hc π dc

여기서, f a ir, l =r - 1

r : 대기로 배출되는 물질의 성분비

r= exp[0.77 h0.623c ( Q

πdc)

0.66

( Dw

DO2,w)

0.66

]hc : Clarifier Weir 높이 [m]

dc : Clarifier 지름 [m]


DO2,w : 산소의 액상 물질전달계수 [㎠/s] ; 2.4×10-5


kg= 0.001+0.0462 U* Sc- 0.67G

여기서, U *= (0.01)(U10)(6.1＋0.63(U10))0.5 : 마찰속도 [m/s]

U10 : 액체표면 위 10m에서의 바람의 속도 [m/s]

Sc L =µ L

ρ LD w: 액체의 Schmidt number

µ L : 물의 점도 [g/㎝-s] ; 8.93×10-3

- 81 -

ρ L : 물의 밀도 [g/㎤] ; 1


(2) 총괄( K , K oil, K D) 물질전달계수

Case [7] K ; 총괄 물질전달계수 [m/s]

K = ( 1k l

+1

k g K eq)

- 1

여기서, kl : 대상물질의 액상 물질전달계수 [m/s]

kg : 대상물질의 가스상 물질전달계수 [m/s]

K eq =H

RT : 평형상수


R : 이상기체상수 [atm-㎥/mol-K]

T= T w+273.16 : 폐수의 절대온도 [K]

T w : 폐수의 온도 [℃]

Case [8] K ; 총괄 물질전달계수 [m/s]

K= [ MW L

100 k l ρL+

MW a

5,555,500 kg ρa H ]- 1

[ MW L

100 ρL]

여기서, MWL : 물의 몰 중량 [g/gmol] ; 18

kl : 대상물질의 액상 물질전달계수 [m/s]

ρ L : 물의 밀도 [g/㎤]

- 82 -

MWa : 대기의 몰 중량 [g/gmol]

kg : 대상물질의 가스상 물질전달계수 [m/s]

ρ a : 대기의 밀도 [g/㎤]


Case [9] K oil ; 오일의 총괄 물질전달계수 [m/s]

K oil = k g K eq,oil

여기서, kg : 대상물질의 가스상 물질전달계수 [m/s]

K eq, oil = Vp ρ a MW oil

P o ρ L MW a ρ oil : 오일층의 평형상수

Vp : 대상물질의 증기압 [㎜Hg]

ρ a : 대기의 밀도 [g/㎤]

MWoil : 오일의 몰 중량 [g/gmol]

Po : 대기압 [㎜Hg]

ρ L : 물의 밀도 [g/㎤]

MWa : 대기의 몰 중량 [g/gmol]

ρoil : 오일의 밀도 [g/㎤]

Case [10] K D ; 위어의 총괄 물질전달계수 [m/s]

K D = 0.16 h( Dw

DO2,w)

0.75

여기서, h : 위어의 높이 [ft]

- 83 -


DO2,w : 산소의 액상 확산계수 [㎠/s] ; 2.4×10-5

(3) 대기오염물질로의 발생량 (N)

Case [11] N ; 대기오염물질로의 발생량 [g/s]

N =V (C o - C t)

t

여기서, C t = C o exp [ - KAtV ]

C t : 액상에 있는 구성성분의 농도 [g/㎥]

C o : 액상에 있는 구성성분의 초기농도 [g/㎥]

K : 총괄 물질전달계수 [m/s]

A : 반응조의 표면적 [㎡]

t : 체류시간 [sec]

V : 반응조의 부피 [㎥]


N = KC LA

여기서, C L =QC o

KA＋ Q

C L : 액상에 있는 구성성분의 농도 [g/㎥]

Q : 부피유량 [㎥/s]


- 84 -




N =V (C o - C t)

t

여기서, C t= C o exp [-(KA＋K eqQ a)t

V ]





Keq : 평형상수

Q a : 공기주입량 [㎥/s]




N = (KA + Q aK eq)C L

여기서, C L =Q C o

KA + Q + Q aK eq

Q : 유량 [㎥/s]



- 85 -



Keq : 평형상수


N =V(C o-C t)KA

KAt+K max b iVt

K s

여기서, C t= C o exp [- ( K max b itK s＋

K A tV )]



K max : 대상물질의 최대 생분해속도상수[g/s-g biomass]

bi : 반응조내 미생물의 농도 [g/㎥]






N = KC LA

여기서, C L =- b＋ b 2 - 4 ac

2a

- 86 -

a=KA

Q＋1

b= K s( KAQ＋1 )＋ K maxb iV

Q-C o

c =- K s C o





Q : 유량 [㎥/s]

Ks : 반포화상수 [g/㎥]





N =V oil ( C o, oil - C L,oil)

t

여기서, C t,oil = C o,oil exp [ -K oil tD oil

]

C o, oil =K owC o

1- f o＋ foK ow

D oil =f oVA

V oil = f o V

- 87 -

C t,oil : 오일상에 있는 구성성분의 농도 [g/㎥]

C o,oil : 오일상에 있는 구성성분의 초기농도 [g/㎥]

K oil : 오일의 총괄 물질전달계수 [m/s]


Doil : 오일층의 두께 [m]

Kow : 옥탄올-물 분배계수


V oil : 오일의 부피 [㎥]

fo : 오일의 부피비




N = K oil C L, oil A

여기서, C L,oil =Q oilC o, oil

K oil A＋ Q oil

C o,oil =K ow C o

1- f o＋ foK ow

Q oil = f o Q

C L,oil : 오일상에 있는 구성성분의 농도 [g/㎥]

C o,oil : 오일상에 있는 구성성분의 초기농도 [g/㎥]

Qoil : 오일의 부피유량 [㎥/s]

- 88 -







N =V(C o-C t)(KA+ Q aK eq)

KAt+Q aK eqt+K maxb iVt

K s

여기서, C t = C o exp [ - ( K max b i tK s

+K A t + K eq Q a t

V )]C t : 액상에 있는 구성성분의 농도 [g/㎥]








Keq : 평형상수



- 89 -


N = (K A + Q a K eq) C L

여기서, C L =- b＋ b 2 - 4ac

2a

a =K A＋Q a K eq

Q＋1

b = K s( KA＋Q aK eq

Q＋1 )＋ K maxb iVQ

-C o

c =- K s C o






Keq : 평형상수

Q : 유량 [㎥/s]





- 90 -


N= (1- exp[- K D]) Q C o

여기서, K D : 위어의 총괄 물질전달계수 [m/s]

Q : 유량 [㎥/s]

Co : 액상에 있는 구성성분의 초기농도 [g/㎥]


N = K oil C L, oil A

여기서, C L,oil =Q oilC

*o,oil

K oil A＋Q oil

C *o,oil =

C o

f o

Q oil = f o Q

C L,oil : 오일상에 있는 구성성분의 농도 [g/㎥]

C *o,oil : 오일상에 있는 구성성분의 초기농도 [g/㎥]

Qoil : 오일의 부피유량 [㎥/s]





- 91 -


N =V oil ( C *

o,oil - C L,oil)t

여기서, C t,oil = C *o,oil exp [ -

K oil tD oil

]

C *o,oil =

C o

f o

V oil = f o V

D oil =f oVA

C t,oil : 오일상에 있는 구성성분의 농도 [g/㎥]

C *o,oil : 오일상에 있는 구성성분의 초기농도 [g/㎥]



Doil : 오일층의 두께 [m]



V oil : 오일의 부피 [㎥]




- 92 -


N = (1- exp [ -K π d c h c

Q ])QC o

여기서, K : 총괄 물질전달계수 [m/s]

dc : Clarifier 지름 [m]

hc : Clarifier Weir 높이 [m]

Q : 유량 [㎥/s]


∴ 폐수처리장으로부터 대기로의 배출량 = ∑

iN i×

kg1000g

×3600s

1hr×

24hr1day

×365days

1yr [㎏/년]

i : 폐수처리장의 수

- 93 -

【그림 4.1】 폐수처리장 산정알고리듬

- 94 -

2. 수계로의 배출량가. 처리 후 방류수의 실측치가 있는 경우(직접측정법)

∙수계로의 배출량(kg/년) = 처리폐수량(m3/년)×처리 후 방류수 중 조사대상화학물질의 농도(kg/m3)

나. 처리 전 방류수의 실측치가 있는 경우(직접측정법)

∙수계로의 배출량(kg/년) = 처리 후 폐수량(m3/년)×처리 전 방류수 중 조사대상화학물질의 농도(kg/m3)×

(1 - 제거율)

다. 폐수처리시설로 입․출되는 양을 이용(물질수지법)

∙수계로의 배출량(kg/년) = ∑

i{(각 공정에서 발생한 수계로의 배출량(㎏/년)×(1 - 제거율)

라. 방류수를 직접 수계로 방류하지 않고 공동처리장 등 2차

처리시설로 보내는 경우의 배출량

∙폐수처리업체로의 이동량(kg/년) = 0.001×연간배수량(m3/년)×방류수중 농도(ppm)

- 95 -

3. 폐기물로의 배출량․이동량가. 폐기물을 폐기물 처리업체에 이동시키는 경우

∙폐기물처리업체로 이동량 = 폐기물로의 배출량

나. 폐기물을 사업장내 관리형 또는 차단형 매립지에 매립하는

경우

∙자가매립량 = 폐기물로의 배출량

다. 폐기물을 사업장내 토양으로 배출하는 경우

∙토양으로의 배출량 = 폐기물로의 배출량

라. 폐기물을 사업장내에서 소각처리하는 경우

화학물질 배출량 산정지침’의 ‘폐기물처리 배출량 산정방법 참조

마. 폐기물을 사업장내에서 재생하여 이용하는 경우

해당공정을 찾아 배출량을 산정

- 97 -

제5장 배출원 관리기술

- 99 -

1. 환경 관리 기술 원료조달에서부터 제조․유통․판매․폐기단계에 이르기까지 생산의

전과정에 걸쳐 기업의 제품이나 서비스가 환경에 미치는 영향, 즉 자원

소모, 대기 및 수질오염, 소음․진동, 폐기물처리 등을 최소화할 수 있

는 환경경영체제에 대한 규격이 ISO14000이다. 이 규격의 관련 기술

을 중소기업에서 응용할 수 있는 부분을 중심으로 제시하고자 한다.

가. 적용범위

이 규격은 조직이 법적 요건과 심각한 환경영향에 대한 정보를 검토

하여 환경방침과 목표를 설정할 수 있도록 환경경영체제에 대한 요건들

을 규정한다. 조직에서 관리가 가능하고 영향을 미칠 수 있는 제반 환

경 측면들이 이 규격의 적용 대상이 된다.

나. 실행 과정

■ 계 획

환경에 심각한 영향을 미치거나 미칠 수 있는 것이 무엇인지 판단하

기 위하여 조직은 스스로 통제할 수 있고 영향을 미칠 수 있는 활동,

제품 또는 서비스의 환경적 측면을 식별하는 절차를 확립하고 유지해야

한다. 조직은 이들 심각한 영향에 관련된 환경적 측면을 환경목표 수립 시

고려하여야 한다. 조직은 이러한 정보를 최신의 것으로 유지해야 한다.

■ 시행과 운영

조직의 활동, 제품 또는 서비스의 환경적 측면에 적용되는 법규와 기

타요건을 파악하고, 법규와 기타요건을 활용할 수 있는 절차를 확립하

고 유지해야 한다.

효과적인 환경경영이 되도록 하기 위하여 역할, 책임 및 권한이 정의

되고, 문서화되고 알려져야 한다. 경영자는 환경경영체제의 시행과 관

- 100 -

리에 필수적인 자원을 제공하여야 한다. 자원에는 인적자원, 전문화된

기법과 기술, 그리고 재정자원 등이 포함된다.

■ 훈 련

조직은 훈련의 필요성을 파악하여야 한다. 자신의 작업이 환경에 대

하여 심각한 영향을 일으킬 수 있는 업무를 수행하는 모든 사람이 적절

한 훈련을 받도록 해야 한다. 종업원 및 구성원들이 각각의 관련 부문

과 계층에서 다음 사항을 인식할 수 있도록 절차를 확립하고 유지해야

한다.

a) 환경방침과 절차, 환경경영시스템요건에 대한 적합성의 중요성

b) 실제적이든 잠재적이든, 개인의 작업활동이 미치는 심각한 환경영

향과, 개선된 업무수행에 따른 성과개선의 환경적 편익

c) 환경방침과 절차를 준수하고, 비상사태 준비와 대응을 포함한 환

경경영시스템의 요건을 준수하는 데 있어서의 개개인의 역할과 책임

d) 규정된 운영절차를 벗어남으로 인해 발생할 수 있는 잠재적인

결과 심각한 환경영향을 일으킬 수 있는 업무를 수행하는 인원은

필요로 하는 교육, 적절한 훈련 또는 경험을 갖춘 능력있는 사람

이여야 한다.

■ 점검 및 시정

조직은 환경기록의 식별, 유지 및 폐기에 관한 절차를 확립하고 유지

하여야 한다. 이 기록에는 교육훈련기록, 감사결과 및 검토결과가 포함

되어야 한다. 환경기록은 읽기 쉽고 식별가능하며, 관련된 활동, 제품

또는 서비스를 추적할 수 있어야 한다. 환경기록은 용이하게 검색할

수 있고, 손상, 열화 및 분실로부터 보호될 수 있는 방법으로 보관되고

유지되어야 한다. 기록의 보존기간이 확립되고 기록되어야 한다. 기록

은 시스템과 조직에 적절한 것이어야 한다.

■ 경영자 검토

조직의 최고경영자는 환경경영시스템의 지속적인 적합성, 적절성, 효

- 101 -

율성을 보장하기 위하여, 주기적으로 환경경영시스템을 검토하여야 한

다. 경영자 검토과정은 경영자가 이러한 평가를 수행할 수 있도록 필요

한 정보가 취합될 것을 보장해야 한다. 그리고 이 검토는 문서화되어야

한다. 경영자검토는 환경경영시스템 감사의 결과와 변화하는 주위여건,

그리고 지속적 개선에 대한 결의를 감안하여, 방침, 목표 및 환경경영

시스템의 기타요소에 대해 변경이 필요한지를 언급해야 한다.

다. 종합적인 대책

■ 생산계획

∙가능하다면, 저장하기 전에 물질들을 냉각

∙예상치 못한 오류를 피하기 위해 설비의 유지, 보수를 용이하게

설계

∙신중한 수송 메카니즘 : 봉인된 컨테이너나 대량으로 운반하는

철도와 트럭을 사용하여 화학물질을 수송함으로써 시설로부터 방

출되는 것을 방지

∙봉인된 컨테이너 : 컨테이너가 개방되었을 때 화학물질이 바람에

날라가는 것을 최소화할 수 있도록 화학물질과 컨테이너 사이에

어느 정도의 공간을 유지

∙자동화된 분배 : 가능하면 자동분배장치를 사용하여 손으로 분배

할 때 발생할 수 있는 오염을 최소화하여 질적 향상을 도모

∙컴퓨터를 이용한 재고관리 : 구입한 원료의 재고량을 최소화할

수 있도록 컴퓨터를 이용한 재고관리방법을 사용

∙제때에 공급해주는 공급물을 이용함으로서 재고의 사용을 최소화

: 광범위한 재고의 사용은 누출과 같은 안전 문제를 야기시킨다.

∙샘플링시 배출량을 줄이기 위하여 다음과 같은 사항들을 고려한다.

- 필요로 하는 샘플의 수량을 줄임

- 가능하면 낮은 온도에서의 샘플링

- 샘플링 후에 냉각

- 102 -

∙반응기의 부적합한 혼합으로 인한 낮은 전환율을 최소화시키기

위한 방법으로는 다음과 같은 것들이 있다.

- 임펠러를 바꿈 또는 마력을 첨가

- 원료혼합시 반응조건에 따른 최적 순서로 원료를 첨가

- 사용 가능한 생산물을 재활용 흐름으로 바꿀 수 있는 분리 반

응기를 설치

- 소용돌이 효과를 높이기 위해 적합한 헤드 공간을 남김

- 반응 조건(온도, 압력)을 최적화

∙열교환기에서의 설정된 고온으로 인한 폐기물의 증가를 줄이기

위한 방법으로는 다음과 같은 것들이 있다.

- 중간 교환기를 사용하여 가열로 튜브와 벽과의 접촉을 막게 한다.

- 생산물의 분해를 막기 위해 단계적으로 가열한다.

- 점성이 큰 상태에서 고른 벽을 가진 열교환기를 사용한다.

- 파이프 회전 리보일러나 높은 플럭스의 튜브를 사용한다.

- 가능하면 낮은 압력의 증기를 사용한다.

- 불활성 퍼지를 사용한 용접된 튜브나 이중 튜브를 사용한다.

- 가열로 대신에 과열 혹은 고압 증기로 대체한다.

- 언제든지 사용할 수 있도록 조작 온도를 선정한다. 이것은 오염

을 막을 수 있는 방법이다.

- 저압의 증기를 낮은 온도에서 사용한다.

- 공정 상태를 바로잡기 위해 열교환기의 fouling을 모니터링한다.

- 온라인 튜브 청소 기술을 사용하여 튜브 표면을 깨끗하게 유지

한다.

- 누출에 대한 모니터링을 한다.

■ 훈련과 감독

∙Chemical Manufacturers Association(CMA)의 Responsible

Care

∙사용법을 명확히 하고, 상업적 가치를 알아본다. 최소 품질 기준,

최대 허용 순도 수준 그리고 조작 기준과 같이 구매에 의해 얻을

- 103 -

수 있는 정보를 수집

∙촉매의 비활성화 메커니즘을 명확히 하여, 열적, 화학적 편향을

도모하는 상황을 피한다.

∙반응기 최적화를 위해 반응에 대해 전반적으로 이해 (최적화와

촉매 소비와 부산물의 생성도 포함)

2. 재활용∙값비싼 금속으로 구성된 촉매는 일반적으로 교정자에 의해 재활용

∙세척수를 재사용

∙공정에서 재활용될 수 없는 고무조각은 다음과 같은 방법으로 응용

- 보일러의 발화용으로 석탄이나 나무에 이 고무조각을 첨가

- 경기장의 표면이나 바닥을 덮을 수 있도록 잘게 부수거나 다양

한 모양을 만든다.

- 개스킷재료로 이용

- 선적완충기로 이용

3. 원료의 대체∙분쇄장치에 사용되는 기름을 윤활용그리스로 대체

∙원치 않는 부산물의 수득율을 줄일 수 있는 선택성 촉매를 사용

∙점성이 작은 물질을 사용

∙고순도 물질을 사용 (이때, 공정에서 필요로 하는 것 이상으로 순

도를 설정하지 않는다)

4. 공정과 장비의 보완∙활성탄에 의한 비스(2-에틸헥실)프탈레이트의 제거 : 플라스틱제

조시에 발생되는 공정폐수의 방지기술은 다소 복잡하다. 폐수는

- 104 -

크게 3가지의 카테고리로 나누어 볼 수 있다. 접촉냉각수와 가열

수, 세척수, 마무리 공정에서 필요한 물 등이다. 공기나 물에 용

해되어 있는 유기물질을 제거하기 위해서는 활성탄공정을 사용할

수 있다. 이 공정에서 유기화학물질은 탄소에 물리, 화학적으로

흡착되어 제거된다. 특히 비스(2-에틸헥실)프탈레이트에 대해서

는 이 방법이 유일하다고 할 수 있다.

∙침전창지를 이용한 TSS 제거 : 세척수에는 BOD5, 기름, 그리

스, TSS, COD, TOC, 페놀, 아연 등의 오염물질이 함유되어

있는데, 침전조를 설치하여 부유고체물질들을 제거하거나 end-of-pipe

처리법을 이용한 정화공정을 생각해 볼 수 있다. 마무리공정에서

사용되는 물에는 TSS와 프탈레이트가 함유되어 있는데, TSS를

처리할 수 있는 유일한 오염방지기술은 침전장치이며, 프탈레이트

의 경우에는 활성탄공정이다.

∙가능하면 조작 온도를 명확한 온도로 설정 : 높은 열교환 튜브

온도로 인해 열적 분해가 일어나 많은 화학종이 분해된다. 이러한

저분자량의 부산물은 주요 배출원이 된다. 설정된 높은 온도는 반

응성이 있는 단위체의 중합을 촉진시키며, 고분자량의 배출물을

형성한다. 따라서 가능한 최적 조건에 가장 근사한 온도를 찾아

설정하는 것이 바람직하다.

∙저압과 저온의 증기를 사용

∙가열로와의 직접 접촉을 막기 위해 중간체 교환기 사용

∙생산물의 퇴화나 원치 않은 물질을 최소화하기 위해 단계적으로

가열

∙가열로 대신에 고압의 과열 증기를 이용

∙저압 증기에 부가적인 보일러나 가열로가 필요하지 않도록 열압

축기를 사용

∙고온의 공정 증기를 이용하여 공급물에 열을 가함

∙저장 탱크의 증기를 재생하기 위해 벤트 콘덴서 첨가

∙부식 방지제 사용 : 부식성 생산물로 인해 원료의 오염 또는 장

- 105 -

치의 결함이 야기된다. 장치의 결함은 누출, 누출을 야기하며 비

용이 많이 들게 하므로, 이를 막기 위해 부식방지제를 사용한다.

그러나 이의 선정시 부가적인 부식 방지 물질의 첨가로 새로운

폐기물이 생기게 되는 경우를 확인하여 물질을 선정하여야 한다.

∙야금을 이용하거나 코팅을 하거나 덜 부식되는 환경에서 작업

∙촉매 보호를 위한 경계층을 준비

∙낮은 증기압에서 물질을 사용 : 높은 증기압은 물질의 조작과 저

장에 있어서 배출물을 증가시키며, 해로운 냄새를 유발할 수 있다.

∙용해도가 작은 물질을 사용 : 독성이거나 생화학적으로 분해가

불가능한 물질로서 수용성인 것은 폐수 처리 조작, 효율, 비용에

영향을 준다.

∙땅을 덮을 만한 제방과 같은 것을 사용하여 물과의 직접 접촉을

방지

∙물의 사용을 최소화

∙열교환기를 언제든지 사용할 수 있도록 조작 온도를 설정

∙중질유 활용공정개발

∙온라인 소프트웨어 센서를 이용한 장치 콘트롤 : 정유, 석유화학

공장과 같은 장치 산업에서 공장운전 중에 발생하는 에너지를 절

약하기 위해서는 에너지 관련 변수 및 에너지 효율을 항상 감시

할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 에너지와 관련된 변수를 공장

운전과 동시에 정확히 측정하고, 설비의 에너지 효율을 실시간대

에 자동으로 분석할 수 있어야 한다. 실제 공장현장에서 사용되는

하드웨어 센서(분석기, 측정장치 등)는 기술적인 문제와 고가의

가격문제로 인하여 충분히 활용되지 못하고 있는 경우가 많으며,

장치적인 측면에서 설비의 에너지 효율은 이를 구하기 위한 많은

시간과 노력이 필요하므로 공장운전에 제대로 반영되지 못하는

경우가 많다. 이러한 문제를 해결하고자 하는 기술이 온라인 소프

트웨어 센서기술로서 필요한 에너지 관련 변수 및 효율을 인공신

경막과 물리적인 모델, 통계적인 상관식 등에 의해 측정이 가능한

- 106 -

운전 데이터를 이용하여 온라인으로 예측하는 기술이다.

∙저장탱크의 수명 늘이고, 일 손실을 줄이기 위한 방법으로는 다음

과 같은 것들이 알려져 있다.

- 저장하기 전에 냉각

- 제어 장치의 통기 구멍

- 증기의 균형을 이룬다.

- 지상으로 나오도록 함

- 이차 봉쇄

- 내식성의 개선

- 손실을 줄이기 위한 최적 저장 조건

- 누출과 부식에 대한 모니터링

∙증류공정 흐름에 남아있는 불순물을 줄이기 위한 방법에는 다음

과 같은 것들이 있다.

- 환류비의 증가

- 섹션에 칼럼을 추가

- 칼럼 간격이용

- 공급물 트레이의 변화․열 손실을 막기 위해 절연시킨다.

- 칼럼 공급부를 예열시킨다.

- 압력 감소를 낮추기 위해 vapor line을 증가시킨다.

- 리보일러나 불활성가스를 사용한다.

- 불순물을 줄이기 위해 칼럼을 청소한다.

- 고온 증기를 사용한다.

화학물질 배출량 산정지침 - mewebbook.me.go.kr/dli-file/f000/130/13087_92315.pdf · 4....

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