제110회 폐기물처리기술사 기출문제

 

 

 

※ 다음 문제 중 10문제를 선택하여 설명하시오. (각10점)
1. 녹색폐기물
2. CDM
3. SCR

SCR(Selective Catalytic Reduction) 공법은 질소산화물(NOx) 저감을 위한 효과적인 후처리 기술입니다.

원리와 작동 방식
SCR 시스템은 선택적 환원 촉매를 사용하여 NOx를 질소와 물로 변환합니다

주요 반응
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
이 반응은 주로 250-450°C 사이의 온도에서 가장 효과적으로 일어납니다

주요 구성 요소
SCR 시스템은 다음과 같은 요소로 구성됩니다:
도징 밸브 (요소수 분사 인젝터)
요소수 탱크와 공급 모듈
SCR 촉매
전/후단 NOx 센서
SCR 시스템 제어기

환원제
일반적으로 사용되는 환원제는 다음과 같습니다:
암모니아
액체 암모니아
요소 (AdBlue로도 알려짐)2
요소수는 물에 희석된 우레아((NH2)2CO) 수용액으로, 62.5% 우레아와 67.5% 물로 구성됩니다1.

장점
높은 NOx 저감 효율 (90% 이상)
다양한 산업 분야에 적용 가능
연료 효율에 미치는 영향 최소화

응용 분야
SCR 기술은 다음과 같은 분야에서 널리 사용됩니다:
발전소 보일러
산업용 보일러
석유 및 가스 보일러
내연기관
화학 플랜트
철강 플랜트

SCR 공법은 현재 고정원 NOx 처리에 가장 널리 사용되는 효과적인 탈질 기술로 인정받고 있습니다

4. SDR

5. De-Novo Synthesis

6. 폐기물 감량화시설

폐기물 감량화시설은 생산 공정에서 발생하는 폐기물의 양을 줄이고, 사업장 내 재활용을 통하여 폐기물 배출을 최소화하는 시설을 말합니다.

폐기물관리법에 따르면 폐기물 감량화시설은 다음과 같이 분류됩니다:

공정개선시설: 원료 변경, 공정 변경, 설비 변경 등을 통해 폐기물 총량을 줄이는 시설.

폐기물재이용시설: 발생한 폐기물을 같은 공정이나 다른 공정의 원료로 재사용하는 시설.

폐기물재활용시설: 폐기물을 재활용하기 위해 설치하는 시설로, 다음을 포함합니다:
  - 압축, 파쇄, 용융 등의 중간가공시설
  - 재활용제품 제조, 가공, 보관 시설
  - 재활용을 위한 전처리 시설

기타 폐기물감량화시설: 환경부장관이 정하여 고시하는 시설.

폐기물 감량화시설은 폐기물 처리 비용을 절감하고 환경 부담을 줄이는 데 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 열가수분해 기술을 이용한 시설은 유기성 폐기물의 부피를 90%까지 줄일 수 있습니다.

7. 슬래그 숙성

슬래그 숙성의 과정과 중요성
슬래그는 철강 제조 과정에서 발생하는 부산물로, 재활용이 가능한 중요한 자원으로 인식되고 있다. 그러나 슬래그를 안전하게 재활용하기 위해서는 숙성 과정이 필수적이다.


슬래그 숙성의 과정
슬래그 숙성은 슬래그에 포함된 유해 물질을 안정화시키고, 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위한 과정이다. 이 과정은 일반적으로 다음과 같은 단계로 이루어진다
 - 슬래그의 파쇄: 슬래그는 최대 직경 100mm 이하로 파쇄되어야 하며, 이는 균일한 숙성을 위해 필요하다.
 - 숙성 기간: 슬래그는 일정 기간 동안 자연 상태에서 노출되어야 하며, 이 과정에서 물과 공기와의 접촉을 통해 화학적 반응이 일어난다. 이때, 슬래그 내부의 유해 물질이 외부로 용출되거나 안정화된다.
 - 환경 모니터링: 숙성 과정 동안 슬래그에서 발생하는 침출수의 성분을 지속적으로 모니터링하여, 환경 기준을 초과하지 않도록 관리해야 한다


슬래그 숙성의 중요성
슬래그 숙성은 여러 가지 이유로 중요하다:
 - 환경 보호: 숙성을 통해 슬래그에 포함된 중금속과 같은 유해 물질의 용출을 줄일 수 있어, 주변 환경에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
 - 재활용 가능성 증가: 숙성된 슬래그는 도로 기층재, 시멘트 원료 등으로 재활용될 수 있으며, 이는 자원 순환 경제를 실현하는 데 기여한다.
 - 법적 기준 준수: 슬래그의 재활용은 폐기물관리법 및 관련 규정에 따라 이루어져야 하며, 숙성 과정을 통해 법적 기준을 충족할 수 있다.

슬래그 숙성 과정은 단순한 처리 과정을 넘어, 환경 보호와 자원 재활용의 중요한 기초가 된다.
 

슬래그 숙성 과정은 환경적 측면에서 매우 중요한 역할을 한다. 특히, 슬래그에 포함된 유리석회(Free CaO) 성분은 물과 반응하여 강한 알칼리성을 띠게 되며, 이는 환경 오염의 원인이 될 수 있다. 따라서, 숙성 과정에서 이러한 유리석회 성분이 100% 제거되지 않으면, 슬래그를 골재로 사용할 경우 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

또한, 슬래그의 숙성은 단순히 물리적 안정화뿐만 아니라, 화학적 안정화도 포함된다. 슬래그가 숙성되는 동안, 화학적 반응을 통해 유해 물질의 농도가 감소하고, 이는 슬래그의 재활용 가능성을 높인다. 예를 들어, 숙성된 슬래그는 콘크리트 골재로 사용될 수 있는 가능성이 커지며, 이는 건설 산업에서의 자원 순환을 촉진한다.
마지막으로, 슬래그의 숙성 과정은 법적 규제와도 밀접한 관련이 있다. 환경부의 지침에 따르면, 슬래그는 재활용하기 전에 반드시 숙성 과정을 거쳐야 하며, 이를 통해 환경에 미치는 영향을 최소화해야 한다. 이러한 법적 기준을 준수하는 것은 기업의 사회적 책임을 다하는 데에도 중요한 요소가 된다.

 

8. 폐기물분석 전문기관의 준수사항

폐기물분석전문기관은 다음과 같은 준수사항을 지켜야 합니다:
 
1. 시설 기준 준수: 폐기물분석전문기관은 별표 1에 명시된 시설기준을 항상 만족해야 합니다.
 
2. 폐수 및 폐기물 처리: 실험 및 분석 과정에서 발생하는 모든 폐수와 폐기물은 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률과 폐기물관리법에 따라 적절히 처리해야 합니다.
 
3. 장비 관리:
- 모든 측정 및 분석 기기는 환경오염공정시험기준에 맞는 규격이어야 합니다.
- 외부교정 대상 장비는 계량에 관한 법률과 환경분야 시험·검사 등에 관한 법률 시행규칙에 따라 검·교정을 받아야 합니다.
- 내부교정 대상 장비는 정기적으로 점검 및 교정해야 하며, 관련 기록을 2년간 보관해야 합니다.
 
4. 품질 관리:
- 대표자는 분야별 품질책임자와 정도관리 담당자를 지정하여 운영해야 합니다
- 품질책임자는 시료채취, 장비 관리, 분석 방법의 적정성 등을 감독해야 합니다
- 정도관리 담당자는 측정분석 과정을 평가하고 개선사항을 지시해야 합니다
 
5. 자료 보관: 측정분석과 관련된 자료를 분석 의뢰자에게 통보한 날부터 3년간 보관해야 합니다
 
6. 정확성 유지: 폐기물 시험·분석의 정확성을 유지하기 위해 노력해야 합니다
 
이러한 준수사항을 통해 폐기물분석전문기관은 분석의 정확성과 신뢰성을 확보하고, 환경 보호에 기여할 수 있습니다.
 

9. 소각시설 운영·관리상의 폐기물 겉보기 밀도

소각시설 운영·관리에 있어 폐기물의 겉보기 밀도는 중요한 요소입니다:
 
겉보기 밀도의 정의와 측정
 
겉보기 밀도는 폐기물의 질량을 부피로 나눈 값으로, kg/m³ 또는 ton/m³ 단위로 표현됩니다.
측정 방법은 다음과 같습니다:
1. 일정 부피의 용기에 폐기물을 담습니다.
2. 30cm 높이에서 3회 자유 낙하시킵니다.
3. 눈금이 줄면 폐기물을 추가합니다.
4. 중량을 측정하여 산정합니다
 
겉보기 밀도의 중요성
 
1. 폐기물 처리량 예측: 소각로 설계 및 운영 계획 수립에 필요합니다.
2. 소각 효율 관리: 폐기물의 밀도는 소각 과정에 영향을 미칩니다.
3. 운반 및 저장 계획: 폐기물의 부피와 무게 관계를 파악하는 데 활용됩니다.
 
겉보기 밀도 영향 요인
 겉보기 밀도는 다음 요인들에 따라 변동될 수 있습니다:
 - 폐기물의 조성
- 함수율
- 압축 정도
- 계절적 변화
- 지역 특성
 
소각시설 운영에서의 활용
1. 소각로 투입량 조절: 겉보기 밀도를 고려하여 적정 투입량을 결정합니다.
2. 연소 조건 최적화: 폐기물의 밀도에 따라 공기 주입량 등을 조절합니다.
3. 처리 용량 산정: 시설의 일일 처리 용량을 계산하는 데 사용됩니다.
 
소각시설 운영자는 정기적으로 겉보기 밀도를 측정하여 폐기물 특성 변화를 모니터링하고, 이를 바탕으로 시설 운영을 최적화해야 합니다.

 

10. 재활용이 금지되거나 제한되는 폐기물
11. “환경오염피해 배상책임 및 구제에 관한 법률”의 제정이유 및 환경책임보험에 의무적으로 가입해야 하는 폐기물분야 시설
12. 사업장폐기물의 발생 억제를 위한 지침을 지켜야 할 사업장 폐기물 배출자의 규모
13. “폐기물의 국가 간 이동 및 그 처리에 관한 법률”에서 규정하는 폐기물을 수입허가할 수 있는 2가지 경우

 

 

 

※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각25점)
1. 가압 및 상압부상농축에 대하여 설명하시오.
2. Bio-drying 기술에 대하여 설명하시오.
3. 소각시설 여과집진기에서 발생하기 쉬운 문제점의 원인과 대책을 설명하시오.
4. 준호기성 매립지 복토재의 조건과 복토방법에 대하여 설명하시오.
5. 건설폐기물 중간처리업의 시설 및 장비에 대한 허가 기준에서 아래 사항을 설명하시오.
1) 파쇄․분쇄시설
2) 분리․선별시설
3) 탈수․건조시설
4) 보관시설
6. 최근 폐기물관리법에 도입된 “재활용 환경성 평가제”의 의미 및 긍정적 효과에 대하여
설명하시오.

 

 

 

※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각25점)
1. 하수 슬러지 소각설비의 문제점과 대책을 설명하시오.
2. 매립지 안정화시 LFG(Land-Fill Gas) 조성변화를 gas별 및 단계별로 설명하시오.
3. 2016년 5월 29일 제정·공포된 자원순환기본법에 대하여 아래 사항을 설명하시오.
1) 제정목적
2) 시행시기
3) 주요내용
4) 법 시행으로 인한 기대효과
4. 폐가전제품을 재활용하는 경우, 갖추어야 할 시설과 장비에 대하여 재활용대상 폐가전
제품별(냉장고·에어컨디셔너, 세탁기, 텔레비전모니터·컴퓨터모니터, 휴대폰, 프린터·
복사기·팩시밀리)로 각각 설명하시오.
5. 우수재활용제품(GR) 인증을 받기 위한 절차를 단계별로 설명하시오.
6. 폐기물 매립시설의 사용종료·폐쇄 신고서 제출시 첨부할 사후관리계획서에 포함되어야
할 사항을 설명하시오.

 

 

 

※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각25점)
1. 소각장이 15년 이상 노후화되어 대수선을 위한 기술진단시 절차, 범위와 방법에 대하여
설명하시오.
2. 준호기성 위생매립지 침출수 특성에 대하여 설명하시오.
3. 슬러지처리, 고농도 유기성 폐수의 소화 및 화학적 응집 등의 운전에 중요한 인자로
작용하나 현장에서 측정을 소홀히 하는 알칼리도(Alkalinity)에 대하여 설명하고,
알칼리도를 효율적으로 활용할 수 있는 방안을 설명하시오.
4. 열분해 소각시설에서 아래 사항을 설명하시오.
1) 열분해 원리, 특징 및 장치
2) 열분해를 이용한 폐기물 처리설비의 종류
5. 주변지역에 미치는 영향을 3년마다 조사해야 하는 폐기물처리시설에 대하여 설명하시오.
6. 혐기성 소화에 관여하는 반응 조건과 관련하여 다음 항목에 대하여 각각 설명하시오.
1) 투입유기물량
2) 영양 조건
3) 균농도
4) 반응온도
5) pH