- 원료의약품, 염료, 도료 제조업 - <2009년 3/4분기> 경기도공단환경관리사업소

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1 - 원료의약품, 염료, 도료 제조업 - <2009년 3/4분기> 2009. 9. 24 경기도공단환경관리사업소
수요자 중심의 맞춤 환경교육 교재 - 원료의약품, 염료, 도료 제조업 - 경기도공단환경관리사업소

2 목 차 업종 소개 업종별 공정 주요 배출오염 물질 대기(악취) 오염 관리 폐수 처리 CONTENTS

3 업종 소개 1.

4 의약품 제조업 1. 의약품 ? 2. 원료의약품 제조 Loxoprofene Ceftezole Cefazedone
대한약전에 실린 물품 중 의약외품이 아닌 것 사람이나 동물의 질병을 진단·치료·경감·처치 또는 예방할 목적으로 사용하는 물품 중 기구·기계 또는 장치가 아닌 것 사람이나 동물의 구조와 기능에 약리학적 영향을 줄 목적으로 사용하는 물품 중 기구·기계 또는 장치가 아닌 것 2. 원료의약품 제조 완제(제제) 의약품을 만들기 위한 주원료 제조 공정 Loxoprofene Ceftezole Cefazedone 3. 완제품(제제) 제조 정제(알약), 캡슐제, 주사제, 수액제, 연고제, 겔류, 시럽제, 점안제 등의 제조 공정

5 염료, 안료, 도료의 정의 염 료 안 료 도 료 넓은 뜻으로는 섬유 등 착색제의 총칭이나 좁은 뜻으로는 물·기름에 녹아 단분자로 분산하여 섬유 등의 분자와 결합하여 착색하는 유색물질만을 가리킨다. BC 2000년경에는 이미 쪽염색이 행하여 졌고 1856년 W.H.퍼킨이 최초의 합성염료인 모브(또는 모베인)의 합성에 성공하였다. 염료의 합성기술은 화약류나 독가스의 제조기술에도 적용되었다. 물 및 대부분의 유기용제에 녹지 않는 분말상(粉末狀)의 착색제이다. 백색 또는 유색(有色)이며, 아마인유·니스·합성수지액·아라비아고무 등 전색제(展色劑)에 섞어서 도료·인쇄잉크·그림물감 등을 만들어 물체 표면에 착색하거나, 고무·합성수지 등에 직접 섞어서 착색한다. 이밖에 도자기의 유약(釉藥)·화장품, 또 최근에 합성섬유 원료의 착색에도 사용되어 용도가 다양하다. 고체 물질의 표면에 칠하여 고체막을 만들어 물체의 표면을 보호하고 아름답게 하는 유동성 물질의 총칭 ※ 유기합성염료나 유기안료의 구분은 과학적 구분이 아니고 용도에 따른 편의주의적 구분으로 보는 것이 타당

6 화학적 구조(발색단) 에 따른 염료의 분류 a. 발색단(Chromphore)- 발색의 원인이 되는 불포화 원자단 구조를 갖는 관능기 b. 색원체(Chromogen)-발색단을 포함하고 있는 방향족 화합물 c. 조색단(Auxochromes)- 심색효과와 염착성을 부여하는 원자단 Ex)-OH, -NH2, -SO3H ※자료 : 염료화학, 그린출판사, 2005

7 염료의 물성, 염색성에 따른 염료의 분류 염료 종류 특 징
특 징 직접염료 물에 가용성이며 목면과 같은 셀룰로오스계 천염섬유에 매개제 없이 직접 염착 산성염료 양모, 견, 나일론등의 폴리아미드계 섬유에 염착되는 수용성 염료 염기성염료 아민염 또는 제4급 암모늄기를 가지는 형태로 분자 전체가 양이온으로 대전 매염염료 염료분자구조 내부에 금속이온과 착염을 형성할 수 있는 수산화기를 갖는 구조 배트염료 물에 불용성인 염이나 leuco화합물의 형태로 섬유에 흡착시킨 뒤 불용성으로 복귀 황화염료 물에 불용성인 염이나 가황시켜 leuco화합물의 형태로 섬유에 흡착시킨 뒤 불용성으로 복귀 아조익염료 디아조성분과 커플링 성분을 섬유상에서 커플링 시켜 불용성 아조염료 형성 분산염료 물에 불용성이며 분산제의 첨가로 물에 미립자상으로 분산시켜 소수성 섬유를 염색 반응성염료 공유결합을 형성하는 염료로 셀룰로오스섬유, 양모 및 견섬유, 폴리아마이드섬유와 결합 형광증백제 자외선부 흡수하여 가시부의 청색형광을 나타냄 ※ 혼합 분류 – 구조적 분류와 물성에 따른 분류를 혼합하여 사용하기도 함. Ex) 폴리에스테르용 아조분산염료, 면섬유용 프탈로시아닌반응성염료 ※자료 : 염료화학, 그린출판사, 2005

8 업종별 공정 2.

9 원료의약품의 제조 공정 반응 층분리 결정화 여과 (정제) 건조(분쇄) 원료 반응시설 반응시설 반응시설 (반)제품
다공판여과,C/F VD,FD,F/D 반응시설 반응시설 반응시설

10 염료(합성)제조 공정 반응 (혼합) 여과 건조 분쇄 원료 제품 반응(혼합)시설 F/P, CF, F/D V/D, F/D, FD
Mill 분쇄기

11 도료공정의 구성 배합 연화 희석 조색 여과/포장 원료 제품 ※ 자료 : 삼화페인트 제공

12 주요 배출오염물질 3.

13 VOC류 일부 산, 알카리 가스를 제외하면 업종별 주요 발생오염물질 MIBK, Xylene, Toluene, IPA,
MC, EA, IPA, Acetone, Xylene,Tolene, 황화합물, HCl, 메탄올 암모니아, 기타 VOC류 탄화수소류, 케톤, 아민류 알데히드류, 알콜류, HCl 암모니아, 황화합물, 기타 VOC류 일부 산, 알카리 가스를 제외하면 VOC류 염료 제조 공장 도료 제조 공장 의약품 제조 공장 ※ MIBK : Methyl isobutyl ketone , MC : Methylene Chloride , EA : Ethyl Acetate, IPA : Isoprophyl alcohol

14 원료 의약품 합성 공정별 주요 발생오염물질 발생원 오염 물질 비 고 원료 탱크
메탄올, MC, EA, Acetone, Tolene등 칭량 시설 먼지, 아민류, 암모니아, HCl 원료 투입 시설 먼지 분체 이송 시설 반응 시설 먼지, 메탄올, MC, IPA, Toluene, EA, Bromine, Heptane, Xylene, 아민류, 암모니아, 황화합물 등 회수 시설 메탄올, IPA, MC 여과 시설 메탄올, IPA 건조 시설 먼지, 메탄올, Acetone, IPA 분쇄 시설 입자상 물질 ※ 각 공정별로 발생하는 오염물질은 제조하고자 하는 제품의 종류에 따라 투입하는 원료가 달라 차이가 많아 사업장별로 차이가 많이 발생 할 수 있습니다.

15 염료 합성 공정별 주요 발생오염물질 발생원 오염 물질 비 고 원료 투입 시설 HCl, 아민류, 암모니아, 용제류 반응 시설
들어 붇기 혹은 싸이폰 작업 시 반응 시설 메탄올, Benzene, Phenol, Toluene, Xylene, IPA, Heptane, 아세트 알데히드, HCl, 아민류, 암모니아, 황화합물 등 혼합시설 포함 회수 시설 메탄올, IPA 여과 시설 건조 시설 메탄올, IPA, Tolene, Xylene, Benzene, Phenol, 아세트 알데히드, 먼지 등 분쇄 시설 먼지 ※ 각 공정별로 발생하는 오염물질은 제조하고자 하는 제품의 종류에 따라 투입하는 원료가 달라 차이가 많아 사업장별로 차이가 많이 발생 할 수 있습니다.

16 도료 공정별 주요 발생오염물질 발생원 오염 물질 비 고 배합 Toluene, IPA, MIBK, Xylene등 VOC류 연화
원료 혼합(배합) 공정 연화 입자를 지름1~2mm 정도의 구슬로 액상에서 분쇄하는 공정 희석 원료 중 필요한 원료를 추가로 투입하는 공정 조색 원하는 색상으로 맞추는 공정 여과/포장 ※ 1. 실제 오염물질은 주로 비수성 도료공정에서 발생하며 공정별 오염물질은 각 제품별로 차이가 많이 있으나 대표적인 오염물질 이외에 약 30여종의 VOC류가 주요 오염물질입니다. 2. 거의 모든 공정은 혼합 공정으로 구성되어 집니다.

17 대기(악취)오염 관리 4.

18 VOC 방지시설의 일반 사항 제어기술 설치비 운영비 실제 사용여부 공정의 융통성 대용량 처리능력 저농도 적용 가능성 열소각 고
흡착 중 흡수 저 X 응축 생물여과 △ 촉매산화 광촉매산화 ※ 자료 : AWMA(Air & Waste Management Association), Pittsburgh, 1994

19 유입 농도별 방지시설의 제거효율 범위 열소각 장치 촉매소각장치 활성탄흡착 흡수시설 응축시설 95% 99% 90% 95~99%
50% 90~95% 99% 90% 95% 99% 50% 80% 95% , , , , , ,000 VOC 유입농도(ppm) ※ 자료 : USEPA, Handbook Control Technologies for Hazardous Air Pollutant, 1991

20 VOC 방지시설별 특징 및 장, 단점 처리법 안정성 장점 단점 연소법 흡착법 약액세정 (수세법) 산화법 응축법 생물막법
폭발성 물질은 매우 불안정 할 수 있다 높은 효율, 열회수 가능 축열식, 촉매식은 운영비 감소 설치비, 운영비 과다 직접연소는 2차 오염물질 발생 가능 촉매식은 촉매독 발생 흡착법 폭발물질 농축 시 매우 위험 케톤류 화재 위험 다양한 오염물질 처리 처리효율이 높다 유지관리가 쉽다 고농도 오염물질에 대해 한계가 있음 약액세정 (수세법) 폭발가능 물질을 중성화 할 수 있는 흡수액을 선택해야 함 타 방법과 병용처리 시 주로 전처리용 조작이 간단 다양한 오염물질 처리 가능 폐수처리의 문제 수온에 따라 처리 효율에 변동이 있음 산, 알카리 가스는 별도 처리 해야함 산화법 저온에서 운전되므로 폭발의 위험을 줄일 수 있다 처리효율이 높고 유지비가 적다 오존법의 경우 잉여오존을 처리해야 함 유량이 많은 곳은 힘들다 응축법 폭발성가스는 응축시키면 않됨 반응기, 탱크 등의 고농도VOC에 경제적 저농도, 고풍량에 비경제적 생물막법 폭발물질 처리 가능 친환경적 독성가스는 곤란 Ph,온도등 조건 유지 ※ 자료 : 한화진, 유해대기오염물질 규제에 관한 국내 대응방안 연구, 한국환경정책평가연구소, 1994 유해가스처리공학, 동화기술, 2002

21 방지시설 설계과정 No 정상운전, 설계자료 산정 배출기준 최적 방지시설 준수 여부 유지관리 추천 파악 요구되는 제거율 Yes
이용 가능한 공정 특성 자료 확보 오염물질 성분 파악 발생원 특성 정리 통합 배출가스의 특성 정리 규제(권고)기준 정리 최적 방지시설 선택 배출기준 (제거율) 확인 비용검토 요인 정상운전, 유지관리 배출기준 준수 여부 파악 No 최적 방지시설 추천 설계자료 산정 요구되는 제거율 Yes 예산과 비용 대조

22 대기방지시설의 종류 – 열소각 RTO(Regenerative Thermal Oxidizer : 축열식 소각로) 특징-배기가스의 폐열을 최대한 회수하여 이를 흡기 가스 예열에 이용하는 것이며 이 폐열 회수를 극대화 하기 위하여 열교환기를 사용하지 않고 표면적이 넓은 ceramic을 열매체로 이용한다. 장점-폐가스 중 유기물이 2g/㎥으로 포함되어있는 경우 무연료 운전가능 단점- 가동 시 연소실 온도를 900℃까지 올려야 하므로 잦은 on/off 시 연료비가 많이 들고 할로겐가스처리가 어렵다 특징-축열식 촉매연소방식은 높은 열회수효율(95%이상)과 촉매식연소에서의 300 ~ 450도의 낮은 연소실 온도를 유지한 촉매연소를 조합하여 실현시킴으로써 연료사용량을 최소화시킨 것이다. 장점-Thermal NOx의 발생이 적다 단점- 할로겐화합물, 황산화물, 유기인, 유기실리콘, 중금속, 타르등은 촉매독을 야기할 수 있다 RCO(Regenerative Catalystic Oxidizer : 촉매산화장치)

23 대기방지시설의 종류 – 약액 세정법 약액 종류 특 징 비 고 산, 알카리 세척법 알카리+NaOCl 알카리+O3
특 징 비 고 산, 알카리 세척법 Ph에 따라 아민류, 저급지방산등의 제거 목적 알카리+NaOCl 황화물등의 부패냄새 제거 및 알데히드류에 적합 알카리+O3 고농도로 첨가 불가, 하수처리장등 저농도에 적합 배출가스 종류별 물에 대한 용해도 가스 물 용해도 (g/100g) O3 3.94×10-3 Benzene 0.18 NO 9.83×10-3 Toluene 0.5g/L Cl2 1.46 메탄올 용해성 有 HCl 82.31 MEK 223g/L NH3 89.9 MC 13g/L SO2 22.83 IPA 잘 섞임 H2S 0.699 Xylene ※ 자료 : MSDS

24 대기방지시설의 종류 – 흡착법 흡착량 가스 (cc/g) SO2 380 H2S 99 염화메틸 277 HCl 72 NH3 181
메탄 16 분자량이 클수록 잘 흡착, 흡착속도는 감소 온도가 높을수록 흡착량 감소 증기압, 농도가 높을수록 흡착량 증가 혼합가스 시 흡착이 잘되는 가스만 단독 흡착하는 경향이 있다 물리흡착 저온흡착, 저흡착열,가역 화학흡착 고온흡착, 고흡착열,비가역 ※ 활성탄은 흡착, 탈착이 발열반응

25 대기방지시설의 종류 – Biofiltration
장치 목 적 BF탱크 담체 미생물이 VOC제거 송풍기, 펌프 가스 배기, 물 순환 영양제 펌프 미생물 영양물질 공급 NaOH펌프 Ph 조절용 전기히터 온도 조절용 연수기 물의 경도 완화 물질명 분해도 Methane (+) Toluene ++ Acetone + 황화합물 Xylene Ethyl Acetate Acetylene ? Methanol Phenol Cyclohexane Diethylether MC Benzene Acetaldehyde 질소화합물 Note)) ++ excellent degradability good degradability (+) min. degradability no degradability ? No certain knowledge

26 대기(악취)방지시설의 종류 – 플라즈마 공정
저온 플라즈마 공정은 전기에너지에 의한 펄스 코로나 방전을 유도하여 오염물질을 산화, 분해 제거하는 기술로 플라즈마 반응기에 직류 펄스 고전압(100~150KV)를 인가하면 강력한 자유전자가 생성되어 연속 라디칼 반응으로 오염물질을 제거하는 공정 ※ 자료 : 플라즈마에너지자원, 동화기술, 악취오염개론, 2005

27 대기방지시설의 종류 – 응축법 ☞냉각제의 선택 냉각제 냉각 온도(℃) 비 고 물 15.5 ~ 26.7 냉수 7.2 ~ 15.5
열교환기재질 – Cu재질은 암모니아 가스에 부식되고 STS는 산성가스에 부식될 수 있으므로 전처리가 필요함. 수분이나 벤젠등 어는점이 높은 물질이 함유 유입 시 결빙으로 인하여 문제가 발생 할 수 있으므로 1~5℃로 전처리하거나 교대운전, 열선등을 이용하여 재빙하여야 한다. 가급적 동종 배출시설별로 설치하여 혼합가스처리의 어려움을 해결한다. 실제로는 냉수, 액화 질소 많이 사용한다. ☞냉각제의 선택 냉각제 냉각 온도(℃) 비 고 물 15.5 ~ 26.7 냉수 7.2 ~ 15.5 여름철 수온 상승 가능 Brine -34.4 ~ 7.2 예)염화칼슘 CFC -67.8 ~ -34.4

28 방지시설 및 부대기구의 재질 선정 ☞ 스테인리스강의 각종 화학물질에 관한 내식성 비교 시험용액 농도 (%) 온도 (℃) 강종
304 316 황산 H2SO4 5 20 C B 인산 H3PO4 1 A 비등 E 50 D 10 수산 H4C2O4 20-비등 농액 요오드 I2 염산 HCl     사염화탄소 CCl4 순수 에틸알콜 C2H5OH 5-20 메틸알콜 CH3OH 암모니아수 NH4OH 65 암모니아가스 NH3 - ※ A:적합, B:사용가능, C:권장할 수 없음, D:부적합, E:사용불가

29 방지시설 및 부대기구의 재질 선정 ☞ PVC의 각종 화학물질에 관한 내식성 비교 화학물질의 종류 온 도 'C 20 40 60
80 100 120 염산 30%이하 ◎ ○ 인산 30%이상 30% 35% 100% 황산 40%이하 차아염소산 60% 차아염소산. 소다수용액 희박 96% 염소산 △ 98% Ｘ 시안산 혼산 (H2SO4, NHO3) 10~50:20~40 Benzidine Sulfon산 50:50:00 Benzoic acid 50%이하 　혼산 NHO3, 물) 10:20:70 암모니아수 11:87:2 포화 15:20:65 암모니아 48:49:03 가성소다 50:33:17 50~60% 57:28:15 ※ ◎:전혀 침식 않됨, ○: 침식되지 않고 양호, △: 일부 침식,Ｘ: 사용불가

30 Hood의 선정 방법 A. Hood설계 시 유의 사항 발생원 중심 Hood 중심 기 타 B. 배출시설 별 후드 선정 사례 1
오염물질의 비산속도 및 횡단기류 속도 작업방법 및 공간 활용 여부 응축, 침강 여부 최소배기량 최대 효과 발휘 개구부는 작게 발생원과 가깝게 설치 Hood부 면속도 분포 일정하게 작업자 호흡영역 보호할 것 압손을 작게 할 것 Air curtain을 이용할 것 B. 배출시설 별 후드 선정 사례 1 배출 시설 배 기 Hood 칭량시설 측면배기 플랜지형 국소배기 Arm Hood 고진공 펌프 Vent Direct Vent

31 Hood 선정 방법 B. 배출시설 별 후드 선정 사례 2 배출 시설 배기 Hood 실제 설치 사진 반응 시설 맨홀
Arm Hood Vent Hood Vent 하부 안전변 Vent, Bypass ※ 1. 자료: 우양이엔지 제작 Flexible Hood, FUMEX 제작 ARM HOOD 2. 배기와 관련된 자료 : 산업환기설비에 관한 지침 참조

32 방지시설 구입 사양서 절 차 내 용 비 고 일반 사항 공급 범위 현장 조사 적용규격 및 표준 요구 조건 시험 및 검사
절 차 내 용 비 고 일반 사항 제품명, 설치위치, 납품일정 공급 범위 설계, 제작, 시험, 검사, 도장, 운반, 현장설치 관련자료 및 서류 제출(Manual, Qualification) 설치 시 감독 설치용 Bolt, Nut, Flange 유지보수용 Tool 현장 조사 주변 상태(대기 및 공간, 주변 가스 상태) 적용규격 및 표준 발주자 자체규격, 공급자품질보증규정, KS, JIS, Maker사양 요구 조건 발주자 요구조건(USR), 공급자 요구조건 정보누출방지 서약 시험 및 검사 재질, 치수, 부품, 가공 검사, (시험)성적서, 입회시험 성능 보장 설계, 제작 및 재질상 문제 교환 및 수리 성능보장기간 도장, 운송, 납품 Packing List작성, 인식표(tag) 대 안 문구 해석의 차이 발생, 책임 ★ 제작도면에 없는 사양이더라도 사양서에 명기된 사항은 필히 반영 되도록 하고 모든 서류 및 도면은 승인 후 사용하며 자료제출 미비 및 부실, 기한초과, 사양 미달에 관한 책임은 공급자에 있음을 명기한다.

33 (무기안료․염료․유연제 제조시설 및 기타 착색제 제조시설 )
대기환경보전법에서의 배출시설 <개정 > 별표3 대기오염물질배출시설 2009년 12월 31일까지 (라. 화합물 및 화학제품 제조시설) 용적 1m3이상 시설 반응,흡수,응축,정제,농축,표백 시설 용적 1m3이상 시설 or 연료사용량30Kg/hr이상 연소, 용융,용해,소성,가열,건조,회수 용적 3m3이상 시설 or 동력 10HP이상 혼합시설 용적 30m3이상 시설 탄화시설 (습식,이동식 제외) 연마,선별,탈사,탈청시설 동력 20HP이상 분쇄시설 기타 공통시설 발전,보일러,소각,저장,도장,포장,폐수◦폐기물처리(건조증발농축)시설 2010년 1월 1일부터 (무기안료․염료․유연제 제조시설 및 기타 착색제 제조시설 ) 용적 1m3이상 시설 반응,흡수,응축,정제,농축,표백 시설 용적 1m3이상 시설 or 연료사용량30Kg/hr이상 연소, 용융,용해,소성,가열,건조,회수 기타 공통시설 법규 참조 (의약품제조시설) 용적 1m3이상 시설 반응,흡수,응축,정제,농축,표백 시설 용적 1m3이상 시설 or 연료사용량30Kg/hr이상 연소, 용융,용해,소성,가열,건조,회수 기타 공통시설 법규 참조 ☞특정한 오염물질을 배출하는 모든 시설 Ex)암모니아, 염소, 브롬, 포름알데히드 (배출허용기준 30% 미만 제외) ※ 1. 상기 자료는 작성자에 의하여 임의 조정된 자료이므로 자세한 사항은 법규를 참조하시기 바랍니다. 년 1월 1일부터 오염물질별 배출허용기준이 변경되므로 법규를 참조하시기 바랍니다.

34 악취 방지법에서의 배출시설 시설 종류 시설규모의 기준 28. 기초 의약물질 및 생물학적 제제 제조 시설
가. 용적 1㎥ 이상의 반응, 흡수, 응축, 정제(분리·증류·추출·여과), 농축, 표백 또는 혼합시설을 포함하는 시설 나. 연료 사용량이 시간당 30㎏ 이상이거나 용적 1㎥ 이상의 연소(화학제품의 연소에 한한다), 용융·용해, 소성, 가열, 건조 또는 회수공정을 포함하는 시설 다. 연료사용량이 시간당 60㎏ 이상 또는 용적 5㎥ 이상의 증자(훈증 공정을 포함한다), 자숙, 발효, 증류, 산·알카리처리 또는 건조공정 (진공냉동 건조공정을 제외한다)을 포함하는 시설 29. 의약 제제품 제조시설 가· 용적 1㎥ 이상의 반응, 흡수, 응축, 정제(분리·증류·추출·여과), 농축, 표백 또는 혼합공정을 포함하는 시설 나. 연료 사용량이 시간당 30㎏ 이상이거나 용적 1㎥ 이상의 연소(화학 제품의 연소에 한한다), 용융·용해, 소성, 가열, 건조 또는 회수공정을 포함하는 시설 31. 도료·인쇄잉크 및 유사제품 제조시설 가. 용적 1㎥ 이상의 반응, 흡수, 응축, 정제(분리·증류·추출·여과), 농축, 표백 또는 혼합공정을 포함하는 시설 나. 연료사용량이 시간당 30㎏ 이상이거나 용적 1㎥ 이상의 연소(화학 제품의 연소에 한한다), 용융·용해, 소성, 가열, 건조 또는 회수공정을 포함하는 시설 45. 그 밖의 시설 법규 참조 ※ 상기 자료는 작성자에 의하여 임의 조정된 자료이므로 자세한 사항은 법규를 참조하시기 바랍니다.

35 대기분야 자율관리 체크리스트 - 1 구 분 자가 점검 사항 주요 확인 사항 배출시설 설치허가(신고)사항 배출시설 운영관리
배출시설 허가, 신고 사항 배출시설 허가(변경허가), 신고(변경신고)증 확인 임의 증, 신설 여부 사항 허가(신고)내용과 실제 시설설치 사항 확인 비교 가동개시 신고 여부 가동개시신고 후 조업 여부 확인 배출시설 운영관리 제조공정 확인 사항 허가(신고)서류의 공정흐름도, 원료사용량등 확인 단위시설의 Vent, Safety Valve등 관리상태 확인 정상운영 여부 확인 부식, 마모등에 의한 오염물질 누출여부확인 방지시설을 거치지 아니하는 오염물질배출장치 확인 가동중지인 배출시설 및 방지시설의 원인, 기간 확인 보일러, 기타 사항 확인 점화용 보조연료(가스, 경유등) 사용 여부 확인 지역연료 사용기준 준수여부(저황유) 확인 연소물질의 종류 및 적정량 투입확인 고체연료 사용 승인 확인 악취발생물질 무단소각여부 확인 ※ 자료 : 오염분야별 환경관리 매뉴얼(Ⅱ), 경기도 공단환경관리사업소, 2008

36 대기분야 자율관리 체크리스트 - 2 구분 점검 사항 주요 확인 사항 방지시설 운영관리 설치여부확인
방지시설설치여부확인(방지시설 면제대상 제외) 허가(신고)시 설계된 도면(규모, 용량, 위치등)과 비교 정상운영여부 확인 방지시설 가동 여부 확인(적산전력계등) 부대기계, 기구류의 제성능 발휘여부 확인 오염물질 배출량과 방지시설 처리능력 비교 확인 방지시설의 임의 교체 여부 확인 약품의 적정량 투입 및 소모품의 정기교체 확인 주기적 점검실시 여부 가동 및 고장수리에 관한 방지시설 운영일지등 기록 확인 공동방지시설에 허가 배출시설 이외의 시설이 연결되었는지 확인 적산전력계 설치 확인 배출시설 및 방지시설의 가동시간과 적산전력계의 가동시간 비교 확인 오염물질 배출상태 확인 1차 육안으로 매연 및 먼지 배출상태 확인 측정공의 위치 및 측정대 적정설치 여부 확인 2차 시료 채취 및 오염도 검사 자가측정결과 확인 배출되는 오염물질 주요항목 측정 총 배출구수/시료채취배출구 확인 ※ 자료 : 오염분야별 환경관리 매뉴얼(Ⅱ), 경기도 공단환경관리사업소, 2008

37 폐수처리 관리 5.

38 폐수 배출시설 폐수 배출시설 비 고 33) 합성염료유연제 및 기타 착색제 제조시설 37) 의약품 제조시설
비 고 33) 합성염료유연제 및 기타 착색제 제조시설 37) 의약품 제조시설 의료용 화합물 및 생약제제 제조시설을 포함한다. 39) 도료ㆍ인쇄 잉크 및 유사제품 제조시설 77) 산업시설의 폐가스ㆍ분진, 세정ㆍ응축 시설 (분무량 또는 응축량이 시간당 0.01m3 이상) 「하수도법」 제2조제9호, 제10호 및 제13호에 따른 공공하수처리시설, 분뇨처리시설 및 개인하수처리시설과 「가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률」 제2조제8호에 따른 처리시설, 폐수종말처리시설, 폐기물처리업소의 시설로서 세정ㆍ응축수를 당해 처리시설로 유입 처리하는 경우는 제외한다. 78) 산업시설의 정수시설(정수능력이 1일 당 100m3이상) 역세를 하지 아니하고 물리적으로만 처리하는 시설은 제외한다. 79) 이화학 시험시설 (면적이 100m2이상) 「하수도법」 제2조제9호, 제10호 및 제13호에 따른 공공하수처리시설, 분뇨처리시설 및 개인하수처리시설과 「가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률」 제2조제8호에 따른 처리시설, 폐수종말처리시설, 폐기물처리업소의 시설로서 실험폐수를 당해 처리시설로 유입 처리하는 경우와 초등학교ㆍ중학교의 실험실은 제외한다.

39 업종별 주요 폐수오염물질 업종 배출공정 주요 폐수 오염물질 원료 의약품 제조 염료 도료 의약품 제조시설
산업시설의 폐가스ㆍ분진, 세정ㆍ응축시설 이화학 시험시설 산업시설의 정수시설 COD, BOD, T-N, T-P, SS, MC COD, BOD, T-N, SS 시약, 시액 중 세척되는 모든 물질 COD, BOD, SS 염료 합성염료유연제 및 기타 착색제 제조시설 COD, BOD, T-N, T-P, SS, 색도, 탁도, 중금속(특히 Cr) 일부 포함 도료 도료ㆍ인쇄잉크 및 유사제품 제조시설 COD, BOD, T-N, T-P, SS, 색도, 탁도 ※ 원료의약품제조와 염료제조 공정의 경우 대부분이 세척(Washing)수이며 일부 수층 폐수가 유입됨.

40 업종별 발생 폐수의 특징 및 문제점 업종 특징 및 문제점 해 결 책 원료 의약품 제조 염료 도료
Washing폐수를 제외한 대부분의 경우 ph가 산이거나 알카리이다. 반응수층폐수 및 여과여액폐수의 경우 COD, BOD가 아주 높다. 용매 성분을 제외한 폐수의 성분을 알기 어렵다. 항생제, 함암제등 미생물에 독성을 지닌 성분이 있다. 폐수배출부서에서 PH를 조절하여 배출 할 수 있다. 공정에 따라 폐수 농도가 차이가 많으므로 최대한 농도를 균일하게 집수조 용량을 크게 한다. 항생제, 항암제폐수의 경우 전처리를 한 후 생물학적 처리를 한다. BOD가 높을 경우 폭기조 용량을 충분히 크게 한다. 염료 COD, BOD, 색도가 높고 중금속(주로 Cr)이 함유되었을 수 있다. 공정에 따라 성분이 매우 다양하다. 염료 합성 폐수의 경우 대부분 고리화합물의 구조로 생물학적 처리로 분해가 어렵고 독성을 지닌 경우가 있다. 화학침전, 흡착, 역삼투법, 이온교환 및 응집법 등 병용한다. 전처리로 AOP공정을 설치한다. 후처리로 A/C Filter를 설치한다. BOD가 높을 경우 막분리 시설을 설치한다. 도료 색도가 높다 주로 수성도료 공정 폐수가 유입된다 COD, BOD가 높다. 수성도료폐수가 소수성 콜로이드형태가 많으므로 전처리로 화학적 처리를 한다. 후처리로 A/C Filter를 설치 ※ 1. 수용성 염료 제조 공정에서 나오는 폐액은 주로 화학적 탈색이나 활성탄 흡착법을 사용한다. 2. 비수용성 염료 여과액의 경우는 응집 침전 처리가 용이 하다. 3. 응집 보조제로 고분자 응집제가 주로 이용되고 있고 , 중화제로는 카바이트 , 수산화 마그네슘 , 석회를 사용하여 침전을 촉진시킬 수 있다 .

41 산업폐수의 일반적인 처리 방법 가압 부상조 화학적 처리 2차 침전조 폭기조 1차 집수조 스크린
드럼 스크린등의 새로운 제품이 가장 많음 폐수 성분의 일정화. 전폭기, 저장, 유량조정 Jar Test를 통한 최적의 약품 선택 Ex)Cation, Anion 부상 분리 대용 가능 접촉안정, 계단식 폭기 가능 막분리, 가압 부상 가능 2중 화학적 처리 가능 S/F 나 AC/F 설치 가능 각 사업장 특성에 맞게 침전조를 사용 할 수도 있음

42 막분리의 종류 Water Suspended particles Macromolecules
구분 오염물질의 크기 분리 대상 용 도 MF 100nm ~ 10µm 부유물질, 박테리아 상 하수처리 등 UF 1~100nm 현탁물, 단백질, 다당류, 고분자물질 하수처리 (산업용 폐수)등 NF 1nm 정도 유기물 (석택적) 담수화 전처리, 상수처리 (농약제거 등) RO 1nm 이하 이온성 물질, 중금속 담수화, 초 순수 등 Water Monovalent Salts Undissociated acids Sugar, Divalent salts Dissociated acids Macromolecules Suspended particles ※ MF(Microfilteration), UF(Ultrafiltration), NF(Nanofiltration), RO(Reverse Osmosis)

43 막분리의 변천 활성슬러지법 + 막분리장치 (분리형 방식) <1세대> 흡입식 (펌프)이용, 폭기공기 이용
부지소유 면적 크고 전력소모량(3~6kwh/㎥)이 크다 <1세대> Membrane P BioReactor 원수 방류 흡입식 (펌프)이용, 폭기공기 이용 전여과 방식, 폭기조 침지식 (일체형) 전력소모량(0.2~0.4kwh/㎥)이 크다 <2세대> 원수 MBR조 방류 P 자연 여과식(중력식/사이폰식) 이용 폭기공기 이용 <3세대> 전여과 방식, 폭기조 침지식 (일체형) 전력소모량(0.07 ~ 0.13 kwh/㎥)이 낮다 원수 MBR조 방류 처리수조

44 AOP(Advenced Oxidation Process)
인위적으로 hydroxyl radical(OH radical)을 생성시켜 오염물질을 제거하는 방법으로 OH radical은 산화력이 다른 산화제에 비해 월등히 뛰어나고 비선택적으로 반응하기 때문에 유기염소화합물과 같은 난분해성 물질도 신속히 분해한다고 한다. Peroxone (O3/H2O2) 오존과 과산화수소 투입비는 공정효율에 큰 영향 약품 소모로 인한 유지관리비용 증가 잔류 과산화수소로 인한 2차 오염 우려 펜톤 산화 (Fe+2 /H2O2) 산성(국내 매립지 침출수)에서 사용 시 효과 증가 다량의 철염 주입 및 철 슬러지 발생 (비용 증가) 과량 투입된 철염과 OH Radical Reaction으로 유기물 제거 효율 감소 잔류 과산화수소수 처리문제 광분해법 (UV/O3, UV/ H2O2 ) UV/O3법은 자외선으로 과산화수소를 발생시키는 방법 UV/H2O2(H2O2 + hv → 2OH·)는 생성효율을 향상시키기 위하여 철염을 촉매로 사용할 수 있다. 오존촉매산화 알카리에서 사용 시 효과 증가, 취급에 어려움 있음. 금속물질을 통해 오존 Radical Reaction 극대화 부산물 생성을 최소화, 약품사용 없어 운전비 저감(설치비 높음)

45 AOP-응집(이온교환)-여과(AC) 혼성 시스템
폐수처리시스템의 직렬 연결 AOP-응집(이온교환)-여과(AC) 혼성 시스템 AOP 원수 여과 무기응결 OR 이온교환 AC Filter (폭기조) 처리수 난분해성 오염물 분해로 응집 효과 증가 미생물에 독성물질의 전처리 효과 활성탄으로 탈도 및 NBDCOD 제거 응집-여과(AC) 혼성 시스템 원수 여과 AC Filter 응집 응집 (폭기조) 처리수 응집으로 여과의 막오염 감소 정밀/한외여과의 투과량 증가 유기물 제거량 증가

46 폐수처리시스템의 설치 사례 합성부 폐수 (합성 스크린조) 2공장 폐수 (2공장 집수정) 생산부 폐수 (생산 스크린조)
고농도폐수인가? 생물학적 전처리조 (4,5,6폭기조-600톤) yes 2번 저류조 (170톤) 1번 저류조 no 1,2,3폭기조 (450톤) 침전조 (45톤) 방류 슬러지 반송 미생물 활성을 위해 활성슬러지 이송 탈수시설 (2~5m3/hr) 잉여 슬러지 ☞ 슬러지 반송은 희석의 소지가 있으므로 반드시 행정기관의 허가(신고)를 득할 것

47 폐수처리시스템의 운영 사례 폐수처리장 폭기조 미생물 Colony Counting Test 연구소 미생물 배양 폐수처리장
현미경관찰 품질관리부 분석, 측정 매일 폭기조 미생물 현미경 관찰 및 기록 폐수처리장 방류수, 집수조의 T-N, T-P 실험 실시 매일 2회 폐수처리장 전체 탱크에 COD 실험 폐수처리장 COD분석

48 폐수처리시설 일일 점검표 점검대상 점검 사항 점검요령 유량계 유입수량 삼각웨어 등 처리수 Ph, 투시도, 색상, 취기, COD
침전조 거품 정도, 침전물의 부상 여부, 침전상태, 상등수 월류 상태, 부유물 유출의 유무 육안관찰 스크린 이물에 의한 막힘 유무 Pump 펌프소음, 진동, 전류치 이상유무 소음, 전류계 조류 조정조 유입량, 이송량 확인 폭기조 폭기상황, 공기량, 미생물, Ph, SV, DO, 색상, 취기, 발포 육안, 현미경, Sensor Blower 소음, 발열, 진동, 윤활유 상태 전류계, 전압계 오니반송장치 반송오니량 확인, 반송오니의 색상, 농도, 취기 육안, 관능 농축 오니량, 취기 육안 약품조 부족여부, 교반 상태 Ph조정조 Ph, 색상 Ph meter 응집조 응집상태, 회전속도, 응집제, 색상, Ph 육안, 농도, Ph meter ※ 자료 : 대기관리(전문관리자 과정), 환경보전협회 법정교육 교제, 2007

49 폐수처리시스템 점검 항목 점검 대상 점검 사항 점검 요령 주 1회 점검 점검 대상 점검 사항 점검 요령 월 1회 점검
점검 사항 점검 요령 수질 분석 pH, BOD, COD, SS, T-N, T-P, N-H, 기타 기기, 화학분석 배관, 펌프, 모터, Blower, 유량계 MLSS, 소음, 진동, 발열, 기름 누출, 온도, 압력, 소풍량, 펌프 연동 확인 이상소음, 진동 유무, 온도계, 압력계 오니 레이크 오니량, 파손여부, 그리스 SV, MLSS, 종합 주 1회 점검 점검 대상 점검 사항 점검 요령 저류조 배관 산기관 수중펌프 퇴적 오니제거 등 접합 부위, 파손, 균열 누수, 막힘, 절연도 펌프 막힘, 분해검사 육안확인 산기상태 확인 분해, 청소, 급유 등 월 1회 점검 점검 대상 점검 사항 점검 요령 장치 전체 파손, 부식 등 확인 수리, 방청, 도장 토목 관계 폭기조, 침전조 등의 청소 및 누수, 균열여부 모래, 이물질 제거 기계 관계 회전부분의 확인, 고정부분의 확인, 분해 검사 분해,청소,부품교환 전기 관계 구동부분, 누전, 절연불량 등 점검 교환 연 1회 점검 ※ 자료 : 대기관리(전문관리자 과정), 환경보전협회 법정교육 교제, 2007

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