제131회 폐기물처리기술사 기출문제

 
 
 
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1. 적환장의 형식
2. 원추사분법
3. 폐기물관리 기본원칙
4. 폐기물 전화(轉化)연료(RDF, Refuse Derived Fuel) 구비조건

폐기물 전화연료(RDF, Refuse Derived Fuel)는 가연성 폐기물을 가공해 만든 고체연료로, 연료로서의 효율성과 환경 안전성을 위해 다음과 같은 구비조건이 요구됩니다.
RDF의 주요 구비조건
1. 고열량(高熱量): 연소 효율을 높이기 위해 높은 발열량을 유지해야 합니다. 일반적으로 3,500~4,500 kcal/kg 수준의 열량을 목표로 합니다.
2. 저함수율(低含水率): 수분 함량이 낮아야 연소 시 연기 및 유해가스 발생을 줄일 수 있습니다. RDF는 폐기물 원료의 4060% 수분을 510% 수준으로 건조합니다.
3. 저재분(低灰分): 불연성 물질(재)의 양이 적을수록 연소 잔류물과 대기오염 물질이 감소합니다.
4. 균일한 조성: 물리적·화학적 성분이 일정해야 저장, 수송, 연소 과정에서 안정성을 확보할 수 있습니다.
5. 환경친화성: 연소 시 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 등 대기오염 물질 배출을 최소화해야 합니다.
6. 저장 및 수송 편의성: 펠릿(Pellet) 또는 브리켓(Briquette) 형태로 성형해 취급 효율성을 높입니다.
주의해야 할 조건
• 함수율이 높을 경우: 수분이 많으면 발열량이 감소하고 연소 불완전으로 인해 다이옥신 등 유해물질이 발생할 위험이 커집니다.

5. 음식물류폐기물 특성

음식물류폐기물의 특성은 높은 수분 함량, 유기물 구성, 계절적 변동성, 환경적 영향 등을 중심으로 분석됩니다. 주요 특성은 다음과 같이 요약됩니다:
1. 물리적 특성
• 고함수율: 평균 75~80%의 수분을 포함하며, 여름철에는 80% 이상까지 증가. 이는 부패 촉진과 침출수 발생의 주요 원인입니다.
• 불균일한 조성: 이물질(비닐, 플라스틱, 패각류) 혼입률이 10~15%로 재활용 공정의 효율성을 저해.
2. 화학적 특성
• 유기물 함량: 건조 중량 기준 휘발분 7080%, 고정탄소 1015%로 퇴비화 및 바이오가스 생산에 적합.
• 원소 구성: 탄소(4550%), 수소(56%), 산소(3540%), 질소(34%)가 주요 성분이며 계절적 변동이 적음. 염화물(NaCl)은 0.5~2.6% 함유.
• 오염 부하: COD(화학적 산소 요구량) 40,00060,000 mg/L, T-N(총질소) 24%, T-P(총인) 0.5~1%로 수처리 시설 부하 증가.
3. 에너지적 특성
• 발열량: 건조 기준 고위발열량 4,500~5,600 kcal/kg으로 열분해 또는 고형연료화 가능성 있으나, 높은 수분으로 인해 실용화에는 건조 공정 필수.
4. 환경적 영향
• 온실가스 배출: 매립 시 메탄(CH₄) 배출계수 25.71 kg/톤으로 퇴비화(4.00 kg/톤) 대비 6배 이상 높음. 전 세계 온실가스의 8~10% 기여.
• 수질 오염: 침출수 내 BOD/COD 비율 0.5~0.7로 분해 용이성이 낮아 처리 장애 유발.
5. 계절 및 지역적 변동
• 수분 변동: 겨울철 75%까지 감소하며, 지역별 pH(4.5~5.5)와 염분 농도 차이.
• 발생량 차이: 도시 지역은 유기물 함량 높고, 농촌은 회분 함량이 상대적으로 높음.
6. 재활용 한계
• 염분 문제: 김치, 젓갈류의 나트륨 함유로 퇴비화 시 토양 염집적 초래.
• 유해물질: 캡사이신(고추), 금속 이온(납, 카드뮴)으로 사료화 시 안전성 저하.

음식물류폐기물의 효율적 관리를 위해서는 발생 원천 감량, 분리배출 철저, 처리 기술 혁신이 병행되어야 합니다. 특히 환경 부하를 최소화하면서 자원화를 극대화하는 통합 시스템 개발이 시급합니다.

6. 음식물류폐기물 바이오가스화시설 기술지침서에 제시된 안전설계기준
(혐기성소화공정 / 바이오가스 이용 공정)

음식물류폐기물 바이오가스화 시설의 안전설계기준은 **국립환경과학원의 기술지침서(3차 개정판, 2017)**를 중심으로 혐기성소화공정과 바이오가스 이용공정에 대해 다음과 같이 명시됩니다.
1. 혐기성소화공정 안전설계 기준
공정 안정성 확보
• 체류시간 관리: 슬러지 체류시간을 20~30일로 유지하여 유기물 분해 효율 극대화.
• 온도 제어: 메탄균 활성화를 위해 35±2℃(중온소화) 유지, 급격한 온도 변화 방지.
• pH/알칼리도 관리: pH 6.57.5 범위 유지, 알칼리도 2,0005,000 mg CaCO₃/L로 휘발성지방산(VFAs) 축적 제어.
폭발 방지 대책
• 가스 농도 모니터링: 소화조 내 메탄(CH₄) 농도 5% 미만(공기 중 혼합 시 폭발하한선 5~15%).
• 환기 시스템: 자연환기 외 강제환기장치 설치, 시간당 10회 이상 공기 교환.
• 방폭 설비: 전기설비는 방폭형(Ex-d) 적용, 소화조 상부에 가스배출포집 장치 설치.
구조물 설계
• 밀폐형 철근콘크리트 구조: 가스 누출 방지를 위해 이중벽체 적용.
• 수위 계측 장치: 각 소화조에 레벨센서 설치, 상한치 초과 시 자동 차단.
2. 바이오가스 이용공정 안전설계 기준
가스 정제 및 저장
• H₂S 제거: 첨탄소 흡착탑 또는 화학적 세정으로 H₂S 농도 50 ppm 미만 유지.
• 수분 분리: 가스냉각기(5~10℃)와 사이클론 집진기로 이슬점 이하 관리.
에너지 회수 시스템
• 발전기 안전장치: 가스엔진 내부 메탄 농도 90% 이상 시 자동 정지.
• 열회수 설비: 배기가스 열교환기 온도 200℃ 이하로 제한.
배관 및 계측
• 방폭밸브 설치: 가스배관 10m 간격으로 자동 차단밸브 배치.
• 가스크로마토그래피: CH₄ 55% 이상, CO₂ 40% 이하로 실시간 모니터링.
3. 공통 안전 관리 기준
• 작업자 교육: 화재·폭발 예방 훈련 연 2회 이상 실시.
• 비상 차단 시스템: 가스누출 감지 시 3초 내 공급 차단.
• 정기 점검: 배관 부식도 검사(연 1회), 방폭설비 성능검증(2년 주기).
사고 사례 반영된 주요 조항
• 소화조 폭발 방지: 2022년 사망사고 후 작업 전 가스농도 측정 의무화.
• 황화수소 중독 예방: 독성가스 경보기 설치(25 ppm 시 경보).

7. 도시폐기물 소각로의 공학적, 경제적 운전인자

도시폐기물 소각로의 공학적 및 경제적 운전인자는 효율적 운영과 환경·경제적 타당성을 확보하기 위해 다음과 같이 구분됩니다.
1. 공학적 운전인자
연소 조건 최적화
• 운전 온도: 850~1,100℃ 유지 (고온소각 시 미연소 물질 감소 및 다이옥신 저감).
• 체류 시간: 50분 이상 (연료 완전 연소 및 유해가스 분해).
• 공기 과잉비 (λ): 1.4~2.0 범위로 조절 (불완전연소 방지).
• 열부하율: 화격자당 80,000~150,000 kcal/㎥·hr (고발열량 폐기물 대응 시 용량 재설계 필요).
설계 구조
• 화격자 형식: 유동층(1545×10⁴ kcal/㎡·hr) vs. 회전식(715×10⁴ kcal/㎡·hr)에 따른 연소 효율 차이.
• 2차 연소실: 미연소 가스의 추가 연소를 위해 2초 이상 체류 시간 확보.
• 냉각 시스템: 연소가스 온도를 200℃ 이하로 유지하여 배관 부식 방지.
안전 관리
• 폭발 방지: 메탄(CH₄) 농도 5% 미만 유지, 방폭형 전기설비(Ex-d) 설치.
• 자동 모니터링: 온도·압력 센서, 연속측정장치로 실시간 이상 감지.
2. 경제적 운전인자
비용 산정
• 건설비: 일일 처리량 80톤 기준 약 295억 원 (회귀분석 기반).
• 운영비: 열회수 시설 추가 시 연간 23억 원 증가, LNG 대체로 11년 후 수익 전환.
• 열에너지 회수: 1톤당 2,500~3,000 kcal 회수 시 연간 19억 원 편익 발생.
운영 전략
• 용량 조정: 고발열량 폐기물(3,100 kcal/kg↑) 증가 시 처리량 70~80%로 제한 (과부하 방지).
• 민간 위탁: 초기 투자비 절감 가능,但 장기적 운영비용 증가 리스크.
환경 규제 대응
• 배출가스 처리: 촉매반응탑(SCR) 설치로 NOx 80% 감축,但 설비 유지비 15% 상승.
• 탄소배출권: N₂O 저감 설비 도입 시 연간 12,000 CO₂톤 감축으로 7억 원 추가 수익.

4. 향후 개선 방향
• AI 기반 연소 제어: 실시간 폐기물 성상 분석으로 공기량 자동 조절.
• 하이브리드 설계: 유동층+회전식 복합 소각로로 고발열량·고수분 폐기물 동시 처리.
• 열병합 발전: 증기 터빈과 가스 터빈 결합으로 발전 효율 35%→50% 향상.
이러한 인자들은 폐기물 처리 효율을 높이는 동시에 경제적 지속가능성을 확보하는 핵심 요소로 작용합니다.

8. 폐기물관리법에 제시된 폐기물처리시설 중 중간처분시설 종류

폐기물관리법 및 관련 시행규칙에 따른 중간처분시설의 종류는 다음과 같이 체계적으로 분류됩니다. 이는 폐기물을 안전하게 처리하고 자원화하기 위한 법적 기준을 반영합니다.
1. 소각시설
• 일반 소각시설: 생활폐기물 및 사업장폐기물 처리(시간당 2톤 이상 처리능력 필요).
• 고온 소각시설: 1,100℃ 이상에서 유해물질 분해.
• 열 분해시설: 가스화 공정을 포함하며 유기물을 열분해해 합성가스 생산.
• 고온 용융시설: 재류 폐기물을 1,300℃ 이상에서 용융 처리.
• 열처리 조합시설: 상기 4가지 시설 중 2개 이상을 조합한 통합시설.
2. 기계적 처분시설
• 압축시설: 동력 7.5kW 이상 장비로 폐기물 부피 감소.
• 파쇄·분쇄 시설: 15kW 이상 장비 사용, 고형폐기물 분쇄.
• 절단시설: 대형폐기물(예: 가구) 절단 처리.
• 탈수·건조 시설: 슬러지 등 고함수율 폐기물 처리.
3. 화학적 처분시설
• 고형화·안정화 시설: 중금속 폐기물을 시멘트 등으로 고정화.
• 화학반응시설: 중화·산화반응을 통한 유해성분 제거.
4. 생물학적 처분시설
• 호기성 분해시설: 산소 조건에서 유기물 퇴비화.
• 혐기성 분해시설: 메탄발효를 통한 바이오가스 생산.
• 소멸화 시설: 1일 100kg 이상 유기성 폐기물 처리.
5. 기타 환경부 고시시설
• 신기술 적용시설 등 환경부장관이 안전성을 인정한 시설.
설치 및 운영 기준
• 소각시설은 시간당 2톤 이상 처리능력 필요(일반소각대상폐기물 기준).
• 화학적 처분시설은 반응조 내부 온도·압력 감시장치 의무화.
• 생물학적 시설은 처리효율 유지를 위해 pH 6.5~8.5 범위 관리.
이 분류는 폐기물의 물리적·화학적 특성과 처리 목적에 따라 설계되며, 환경부 고시(별표 3)에 근거합니다.

9. 소각시설에서의 입열과 출열의 종류

소각시설에서의 입열과 출열은 열역학 제1법칙(에너지 보존 법칙)에 기반해 에너지 회수 효율을 산정하는 핵심 요소입니다. 환경부 고시(2021-146호) 및 관련 연구에 따라 다음과 같이 분류됩니다.
입열(Input Heat)의 종류
1. 폐기물 보유 열량
• 반입 폐기물 자체의 저위발열량(LHV) .
• 일반소각시설 총 입열의 96.6% 차지(생활폐기물 기준).
2. 보조연료 공급 열량
• 열분해·고온용융 시설에서 운전온도(1,200℃) 유지를 위한 LPG/중유 사용.
• 총 입열 중 15.6% 기여(열분해·용융로 기준).
3. 연소용 공기 열량
• 1차 공기(주연소용): 25~35℃ 예열 공기.
• 2차 공기(후연소용): 150~200℃ 가열 공기.
출열(Output Heat)의 종류
3. 유효 에너지
• 증기 흡수열량: 폐열보일러에서 생산된 증기의 열에너지(전체 출열의 78.8~78.9%).
2. 열손실
• 배출가스 보유열량: 200~300℃ 배기가스가 포함하는 현열(총 출열의 16.5%).
• 방열손실:
• 소각로 표면: 3.37%(열분해·용융로).
• 폐열보일러: 1.2~2.8%.
3. 물리적 손실
• 소각잔재물 배출열량: 바닥재/비산재의 현열.
• 블로우 다운 열량: 보일러 수질 관리 시 배출된 고온 폐수.
4. 화학적 손실
• 미연탄소분 열량: 미연소 탄소(C)의 잔류 발열량.
열수지 분석의 공학적 의미
• 에너지 회수율 향상: 배기가스 온도를 250℃ → 190℃로 저감 시 열회수량 18% 증가.
• 과잉공기비 최적화: 공기비 2.0 → 1.5 조절로 열효율 7.3% 개선.
• 방열손실 관리: 단열재 두께 증가(100mm → 150mm)로 표면 열손실 40% 감소.

10. 특정시설에서 발생되는 폐기물, 부식성폐기물, 유해물질함유 폐기물

특정 시설에서 발생하는 폐기물 중 **부식성 폐기물**과 **유해물질을 함유한 폐기물**은 환경과 인체에 심각한 위험을 초래할 수 있으므로, 엄격한 관리와 적절한 처리 절차가 필요합니다. 이들 폐기물의 특성과 처리 방법을 설명하겠습니다.

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### **1. 부식성 폐기물**
부식성 폐기물은 강산 또는 강염기 성질을 가져 금속, 플라스틱, 피부 등을 부식시킬 수 있는 폐기물입니다.

#### **주요 발생원**:
- 화학 공장, 연구실, 배터리 제조 시설, 금속 처리 시설 등
- 예: 황산(H₂SO₄), 염산(HCl), 수산화나트륨(NaOH) 등

#### **특징**:
- pH가 2 이하(강산) 또는 12.5 이상(강염기)인 물질
- 피부, 눈, 호흡기 등에 심각한 손상을 줄 수 있음
- 금속 용기나 파이프를 부식시킬 수 있음

#### **처리 방법**:
- **중화 처리**: 산과 염기를 반응시켜 중성 pH로 조정
- **적절한 용기 저장**: 부식에 강한 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 용기 사용
- **안전한 운반 및 처분**: 전문 처리 시설로 이송 후 안전하게 처리

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### **2. 유해물질 함유 폐기물**
유해물질을 함유한 폐기물은 인체 건강이나 환경에 해로운 영향을 미치는 화학 물질을 포함한 폐기물입니다.

#### **주요 발생원**:
- 화학 공장, 제약 공장, 전자 제품 제조 시설, 도금 공장 등
- 예: 중금속(납, 수은, 카드뮴), 유기 용제, 농약, PCB 등

#### **특징**:
- 독성, 발암성, 폭발성, 인화성 등의 위험성을 가짐
- 환경 오염(수질, 토양, 대기)을 유발할 수 있음
- 생물체 내 축적 가능성(생물농축)

#### **처리 방법**:
- **물리적 처리**: 여과, 증발, 흡착 등을 통해 유해물질 분리
- **화학적 처리**: 산화, 환원, 중화 등을 통해 유해물질 무해화
- **열처리**: 고온 소각을 통해 유해물질 분해
- **생물학적 처리**: 미생물을 이용해 유해물질 분해
- **안전한 매립**: 고형화 처리 후 안전한 매립지에 처분

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### **공통 관리 원칙**
1. **분리 수거**: 일반 폐기물과 엄격히 분리하여 수거
2. **적절한 포장 및 표시**: 유해성 표시와 함께 안전한 용기에 포장
3. **법규 준수**: 관련 환경 법규(예: 폐기물 관리법)를 준수
4. **전문 처리 시설 이용**: 허가된 전문 처리 시설에서 처리
5. **안전 교육**: 작업자에게 유해폐기물 처리에 대한 안전 교육 제공

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### **환경적 영향 방지를 위한 중요성**
부식성 폐기물과 유해물질 함유 폐기물은 적절히 처리되지 않을 경우 수질, 토양, 대기를 오염시킬 수 있으며, 생태계와 인간 건강에 심각한 피해를 줄 수 있습니다. 따라서 발생 시설에서는 엄격한 관리와 책임 있는 처리가 필수적입니다.

11. 건설폐기물 처리업자의 준수사항
12. 최종복토의 기준 및 구성요소별 역할

최종복토(最終覆土)는 매립지 사용 종료 후 환경오염 방지와 지형 안정화를 위해 설치되는 다층 구조로, 「폐기물관리법 시행규칙」 별표 11 및 관련 기술지침에 따라 다음과 같은 기준과 구성요소별 역할이 명시됩니다.
최종복토의 법적 기준
1. 경사도: 2% 이상의 기울기 유지
2. 층위 구성:
• 가스배제층(30cm↑): 유기성 폐기물 매립 시 필수 적용
• 차단층(45cm↑): 점토·합성고분자차수막(투수계수 ≤1×10⁻⁷ cm/sec)
• 배수층: 우수 유출을 위한 자갈·지오매트 등
• 식생대층: 토양+식생(침식 방지)
3. 두께: 총 120~135cm 이상
구성요소별 역할
1. 가스배제층
• 역할: 매립가스(CH₄, CO₂) 배출을 위한 통로 제공
• 재료: 30cm 이상의 자갈층 또는 다공성 파이프
• 기능: 가스 압력 완화 → 폭발 위험 감소
2. 차단층
• 역할: 지표수 침투 차단 → 침출수 발생 최소화
• 재료:
• 점토층(45cm↑, 투수계수 ≤1×10⁻⁷ cm/sec)
• HDPE 차수막(두께 1.5mm↑)
• 기능: 중금속·유기오염물 지하수 유입 방지
3. 배수층
• 역할: 강우 유출수 효율적 배수 → 침투수량 70%↓
• 재료: 모래·자갈·지오넷(Geonet)
• 설계: 투수계수 ≥1×10⁻² cm/sec, 경사도 2~5%
4. 식생대층
• 역할: 토양 침식 방지 + 미관 개선
• 재료: 50cm 이상 비옥토 + 내염성 식물(억새·잔디)
• 기능: 뿌리 구조로 표면 안정화

위반 시 제재사항
• 기울기 미달: 환경개선부담금 부과(처리비용 20%↑)
• 차수층 결함: 침출수 누출 시 3년 이하 징역 or 3천만 원 이하 벌금
최종복토는 매립장의 장기적 환경안전성을 확보하는 핵심 공법으로, 2024년 개정법에 따라 합성차수막 내구성 검증(25년↑) 및 **식생층 유지관리(5년↑)**가 추가되었습니다.

13. 가축 매몰지 관측정 및 주변 지하수의 수질조사 결과 보고시기

가축 매몰지 주변 관측정 및 지하수 수질조사 결과의 보고 시기는 주로 **분기별(3개월) 및 반기별(6개월)**로 진행되며, 계절적 강수량 변화와 연동된 분석이 이루어집니다. 주요 조사 및 보고 시기 특징은 다음과 같습니다:
1. 분기‧반기별 정기조사
• 2011년부터 2016년까지 총 14회의 분기 및 반기 조사가 수행되었으며, 23,422개 시료를 분석했습니다.
• 주된 조사 시기는 **강수량 증가기(56월)**와 **감소기(89월)**로, 질산성 질소 농도 변화 추적에 중점을 두었습니다.
2. 계절별 수질 변화 연동 분석
• 질산성 질소: 강수량과 양의 상관관계를 보이며, 67월 강우 증가 시 농도 상승, 79월 건기에는 감소하는 경향이 확인되었습니다.
• 수질 유형: Ca-(Cl+NO3) 유형은 5~6월에 비율이 높았으며, 이는 강우 시 지표 오염물질 유입과 관련이 있습니다.
3. 특별조사 및 사후관리
• 정밀조사: 2016년에는 반기별 2회 조사 외에 5회의 2차 조사를 추가로 실시해 1,151개 관정을 평가했습니다.
• 강우 영향 평가: 미생물 검출률은 강우 전후 차이가 뚜렷하며, 특히 장마철 이후 병원성 미생물 증가가 관측되었습니다.
4. 보고 체계
• 환경부 지침에 따라 매몰지 조성 연차별로 조사 빈도를 조정하며, 5년 이상 매몰지는 장기 모니터링 대상에 포함됩니다.
• 지자체별로는 철원군 등 매몰지 밀집 지역에서 연간 4단계 이상의 수질 변화를 보고한 사례가 있습니다.
이러한 조사 결과는 **「가축매몰지역 환경조사지침」**에 따라 환경부와 지방자치단체에 보고되며, 정책 수립 및 현장 관리에 활용됩니다.

 
 
※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각25점)
1. 순환자원의 정의, 인정기준, 제외대상 폐기물 및 순환자원의 인정 효과에 대하여 설명하시오.

순환자원은 환경적 유해성이 없고 경제성이 있어 재활용 가능한 폐기물을 규제에서 제외함으로써 자원순환을 촉진하기 위한 제도적 장치입니다.

1. 순환자원의 정의
• 법적 근거: 「순환경제사회 전환 촉진법」 제2조에 따라 폐기물 중 환경부장관이 인정한 물질로, 환경적 비유해성과 경제성을 갖추어 유상 거래 가능한 자원.
• 대상: 재활용 용도가 명확하고 다른 폐기물과 혼합되지 않은 고체 상태의 물질(예: 폐지, 고철, 폐유리).
2. 인정기준
순환자원 인정을 위해 다음 4가지 기준을 충족해야 합니다:
1. 환경적 안전성: 인체·환경에 유해하지 않아야 함.
2. 경제성: 유상 거래 가능성과 방치 우려 없음.
3. 사용 용도 제한: 소각·매립·해역배출 금지, 지정된 용도로만 사용.
4. 이물질 기준: 최대 2% 이하의 오염물질 함유(예: 알루미늄캔 400mg/20g).
3. 제외대상 폐기물
다음에 해당하는 폐기물은 순환자원으로 인정되지 않습니다:
• 소각/매립 목적의 물질: 열회수·매립용 폐기물.
• 토양 접촉재: 성토재, 복토재 등 토양·지하수와 접촉하는 용도.
• 특정 활동용 폐기물: 「폐기물관리법」 제2조제7호나목의 처리 목적(단, 고형연료·바이오디젤 제조용은 예외).
4. 인정 효과
긍정적 영향
• 규제 완화: 폐기물 관리법상 배출·운반·보관 규제 면제로 재활용 업체 부담 감소.
• 산업 활성화: 2023년 기준 543건 인정되어 폐금속·폐배터리 등 재활용률 향상.
• 환경·경제적 효율: 알루미늄 재활용 시 에너지 5% 사용, 온실가스 95% 감축.
현장 과제
• 엄격한 오염 기준: 유럽(10%) 대비 낮은 오염 허용률(2%)로 인한 재활용 제한.
• 인식 부족: 알루미늄 스크랩 등이 폐기물로 분류되어 핵심 자원 지정 필요성 대두.
5. 최근 동향
• 지정제도 신설: 2024년부터 폐지·전기차 폐배터리 등 7개 품목을 일괄 지정하여 절차 간소화.
• 품질인증제 도입: 2024년 3월 순환자원 품질관리 강화를 위해 이물질·유해물질 기준 명시.
이 제도는 자원순환 체계 구축에 기여하나, 현장 적합성 향상을 위해 기준 조정과 인프라 확충이 필요합니다.

2. 친환경에너지타운 조성사업에 대한 다음 사항에 대하여 설명하시오.
(1) 정의 및 목적
(2) 친환경에너지타운 개념
(3) 추진체계 및 각 기관별 역할
(4) 추진 사례 성과

(1) 정의 및 목적
• 정의: 친환경에너지타운은 기피·혐오시설(쓰레기 매립장, 하수처리장 등)에 신재생에너지 시설을 설치하여 에너지를 생산하고, 이를 통해 주민 소득을 창출하며 환경·에너지 문제를 해결하는 사업입니다.
• 목적: 환경기초시설의 부정적 이미지를 개선하고, 에너지 자립과 주민 수익 증대를 통해 지역 경제 활성화 및 온실가스 감축을 목표로 합니다.
(2) 친환경에너지타운 개념
• 핵심 개념:
• 폐자원 활용(소각열, 바이오가스 등) 및 신재생에너지(태양광, 소수력 등) 생산.
• 문화·관광 자원을 결합한 주민 주도형 수익모델 구축.
• 기피시설을 자발적 설치로 전환.
• 특징:
• 에너지 자립률 향상.
• 님비(NIMBY) 현상 극복.
• 환경·에너지 융합형 지역 발전 모델.
(3) 추진체계 및 각 기관별 역할
• 국무조정실: 부처 간 협력 조율 및 사업 점검(컨트롤타워 역할).
• 주관부처:
• 환경부: 폐기물 처리 기반 사업.
• 산업통상자원부: 신재생에너지 설비 지원.
• 지자체: 주민 협력 및 사업 관리.
• 민간 및 주민 참여:
• 특수목적법인(SPC), 주민 협동조합 구성.
• 민간기업은 기술 및 자금 지원.
(4) 추진 사례 성과
주요 사례
1. 홍천 소매곡리(강원도):
• 태양광·소수력 발전, 바이오가스 생산으로 연간 약 2억3400만 원의 주민 소득 창출.
• 관광명소화로 연간 4000명 방문.
2. 인제·음성·제주:
• 연간 약 21억5000만 원의 주민 소득 증가.
• 온실가스 연간 1만137톤 감축 효과.
성과
• 경제적 효과: 일자리 창출(150명), 주민 소득 증대.
• 환경적 효과: 온실가스 감축, 화석연료 소비 감소.
• 사회적 효과: 주민 참여 유도 및 지역 공동체 회복.

3. 도시폐기물 유기성분의 저농도/고농도 고형물에 대한 혐기성소화 시 중요설계 인자에 대하여 비교·설명하시오.

1. 저농도 고형물 혐기성 소화
• 특징: 고형물 함량이 4~8% 이하로, 주로 하수슬러지 및 희석된 유기성 폐기물을 처리.
• 중요 설계 인자:
• 혼합 효율: 저농도 고형물은 점성이 낮아 혼합이 용이하며, 균일한 온도 및 영양소 분포가 중요.
• 체류 시간(HRT): 짧은 체류시간(10~20일)으로도 효율적인 메탄 생성 가능.
• 부하율(OLR): 낮은 유기물 농도로 인해 부하율은 보통  수준.
• 운영 온도: 중온(35℃) 또는 고온(55℃)에서 안정적 운영.
2. 고농도 고형물 혐기성 소화
• 특징: 고형물 함량이 20~40%로, 음식물류 폐기물, 축산분뇨 등 고농도 유기성 폐기물을 처리.
• 중요 설계 인자:
• 혼합 효율: 점성이 높아 혼합이 어렵고, 교반 장치 설계가 중요.
• 체류 시간(HRT): 긴 체류시간(20~30일)을 요구하며, 유기물 분해 속도가 느림.
• 부하율(OLR): 높은 농도를 처리하기 위해  수준으로 설정.
• 운영 온도: 고온 혐기소화가 일반적이며, 메탄 생성률이 높음.


저농도와 고농도 혐기성 소화는 각각의 특성에 맞는 설계와 운영 전략이 필요합니다. 저농도는 혼합과 체류시간 최적화가 중요하며, 고농도는 교반 효율과 높은 부하율을 견딜 수 있는 공정 설계가 필수적입니다.

4. 유기성폐기물 바이오가스시설의 혐기성소화 공정 설계 시 고려할 사항 중 교반, 가온에
대하여 설명하시오.

혐기성 소화 공정 설계 시 교반과 가온은 소화 효율, 바이오가스 생산량, 안정적인 운전에 중요한 영향을 미칩니다. 아래는 각각의 설계 고려 사항입니다.
1. 교반
교반은 소화조 내 유기물과 미생물의 접촉을 증대시키고, 온도와 영양소를 균일하게 분포시키는 역할을 합니다.
• 균일 혼합: 유기성 폐기물의 가수분해, 산 생성, 메탄 생성 과정이 원활히 이루어지도록 폐기물을 균일하게 혼합해야 합니다.
• 교반 방식:
• 수평형 소화조에서는 임펠러와 교반 축을 활용하여 유기물을 이동 및 혼합.
• 교반 날개의 각도와 배치 최적화를 통해 교반 효율을 극대화하고 에너지를 절약.
• 문제 해결:
• 점도가 높은 고농도 폐기물의 경우 교반이 어렵기 때문에 강력한 교반 장치 필요.
• 스컴(scum) 형성을 방지하기 위한 스컴 파쇄 및 재순환 시스템 적용.
2. 가온
가온은 미생물 활성화를 위해 소화조 내부 온도를 적정 수준으로 유지하는 과정입니다.
• 운전 온도:
• 중온 소화(35℃): 유지 관리가 용이하며 체류 시간이 길어도 안정적.
• 고온 소화(55℃): 병원균 사멸률과 유기물 감량률이 높지만 에너지 소비 증가.
• 열 전달 방식:
• 이중관식 열교환기를 사용하여 스팀 또는 온수를 통한 간접 가온 방식이 효율적.
• 설계 고려 사항:
• 계절별 온도 변화에 따른 열 손실 방지 대책 필요.
• 유입 폐기물 성상에 따라 적정 온도를 선택적으로 운영하는 시스템 설계.
결론
• 교반은 균일 혼합과 스컴 방지가 핵심이며, 고농도 폐기물에는 강력한 교반 장치가 요구됩니다.
• 가온은 중온/고온 선택 운전과 열 손실 최소화를 고려해야 하며, 효율적인 열교환 시스템이 필수적입니다.

5. 수은함유폐기물 관리에 대한 다음 사항에 대하여 설명하시오.
(1) 관리의 목적
(2) 대상폐기물
(3) 수거체계유형
(4) 사고발생시 행동요령 및 주의사항
6. 폐기물처리시설 사후관리에 대한 다음 사항에 대하여 설명하시오.
(1) 사후관리 기간
(2) 사후관리 인원
(3) 사후관리 항목 및 방법
(4) 주변환경영향 종합보고서 작성(보고시기 및 주무관청)
 
 
 
※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각25점)
1. 수출입 폐기물 관리에 관한 다음 사항에 대하여 설명하시오.
(1) 수출입규제․관리폐기물 제외 품목
(2) 수입 불가 품목
(3) 수출 불가 품목
2. 폐기물발생량 조사방법들의 내용과 그 한계점에 대하여 설명하시오.
3. 도시폐기물의 물리적, 화학적, 생물학적 처리방법과 각 방법별 주요처리산물에 대하여
설명하시오.
4. 생활폐기물 소각 처리 시 에너지회수흐름도, 열발생률, 열공정설비의 전형적인 효율
및 손실인자에 대하여 설명하시오.
5. 「석면안전 대한민국을 위한 제3차 석면관리 기본계획(2023∼2027)」내용 중 다음 사항에
대하여 설명하시오.
(1) 제2차 기본계획 과제별 추진 실적 및 한계
(2) 제3차 석면관리 기본계획 비전, 추진과제, 세부추진과제 및 추진전략
6. 태양광 폐패널 대량 발생에 선제적으로 대비하기 위해 2023년 1월 4일 발표된 「태양광
폐패널 관리 강화 방안」에 대하여 설명하시오.
 
 
 
※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각25점)
1. 음식물류폐기물 종량제 방식에 관한 다음 사항에 대하여 설명하시오.
(1) 종량제 방식 선정 원칙
(2) 종량제 방식의 적용방법
(3) 종량제 운영 시 고려사항
2. 폐기물에 대한 물리적 성상분석의 요소들에 대하여 설명하시오.
3. 소각시설에서 발생되는 황산화물, 염화수소의 배출특성과 처리방안에 대하여 설명하시오.
4. 소각시설에서 발생되는 다이옥신의 특성, 발생억제 및 저감방안에 대하여 설명하시오.
5. 가축 매몰지 주변 정밀조사에 관한 다음 사항에 대하여 설명하시오.
(1) 조사대상
(2) 조사방법
(3) 조사결과 평가
(4) 조사결과 보고
6. 건축물 철거 공사 중 발생할 수 있는 다음의 사항에 대하여 설명하시오.
(1) 건설폐기물의 종류별 처리방법
(2) 건설폐기물의 처리과정
(3) 건설폐기물 처리의 문제점
(4) 건설폐기물 처리의 개선방향