폐기물 소각전문 중간처리업체

TMS 운용현황 조사결과 보고서

2002. 1

	한국산업폐기물처리공제조합
	KOREA INDUSTRIAL WASTES TREATMENT MUTUAL-AID ASSOCIATION

1. 폐기물 소각설비의 TMS 적용에 따른 조사결과

가. 소각설비 운용특성상의 문제점

1) 산업폐기물 처리 소각로는 다른 시설과 달리 다종 다양한 혼합폐기물을 처리함으로 투입폐기물의 성상이 일정치 않아 지속적인 열량유지가 어려울 뿐 아니라 배출물질도 20여가지나 되어 안정적인 DATA를 얻을 수 없슴.

2) 상기원인과 같이 투입물의 성상이 달라, 이상 DATA 발생시 원인규명이 어려움. 특히 5분 DATA 초과 정도의 짧은 시간 이상상태의 경우는 그 원인이 되는 물질/상황을 유추해 내기는 거의 불가능함.

3) 초기가동, 가동중지 및 재가동시 배출허용기준 초과인정 시간을 1시간으로 규정하였으나 현실적으로 이는 불가능함. 로내 축열시간을 충분히 고려해야 완전한 소각을 개시할 수 있음. 초기가동시 예열기간은 보통 3 ~ 4일 소요되며 일정시간 보수후 재가동에도 예열시간은 6시간이 소요됨. (화력발전시설 및 화석연료 연소시설의 경우에도 5시간까지 인정해주고 있음.)

4) 산업폐기물 소각로의 열악한 운전 조건으로 인한 주기적 / 비주기적 청소 및 보수에 따른 가동중지상태 발생시 외기 유입으로 O2농도가 대기상태에 근접할 정도로 상승하며 이에 따라 O2농도 12% 보정에 의해 배출가스의 환산농도가 상승하여 가동중지상태임에도 불구하고 허용기준치를 초과함.  (HCl 1ppm을 대기중 O2농도 20.9% 에서 12%로 환산하면 90ppm 이 됨. -- 90배 증가)

(가동중지 및 기타상황)

- BOILER 청소시 외기유입 (주1회, 1일 1회 업체도 있슴)

- 폐기물 투입, ASH 배출장치 긴급보수 등의 이유로 투입    구 또는 회출구의 개방이 불가피 할 경우 외기 유입

(긴급보수시간은 통상 2 ~ 3 시간)

- 투입구 및 투입 PUSHER 고장으로 인한 외기 유입

- 소각로의 과열시 폐기물 투입이 중지되면 투입 AIR중     O2 소비가 줄어 O2농도 및 환산농도 상승

- DRY E.P(전기집진기) 또는 BAG FILTER의 PULSE 시에    다량의 DUST가 배출됨.

- 반건식 및 습식 세정탑 등의 SPRAY NOZZLE 막힘현상

- 약품 이송 PUMP 등 부속설비의 고장

- 기타 기계적인 문제로 1시간 정도 보수 후, 재가동 해야    하는 상황이 빈번하게 발생함.

5) 소각로 TYPE 별 문제점

- STOKER

·화격자 또는 PUSHER 가동시 GAS의 과다 발생, 로내 연소 분위기 HUNTING 현상 발생.

·구동 화격자 사이의 막힘현상으로 가동중지상황 발생

- FBC (유동상식)

·유동공기의 주입으로 타 소각설비에 비해 높은 O2농도를 유지하는 특성상 소량의 외부공기의 유입에도 기준치를 초과할 우려가 있음.

·투입되는 액상 폐기물의 층분리로 DATA HUNTING.

- ROTARY KILN

·폐기물 투입시의 HUNTING 현상과 구동부의 잦은 보수문제 및 구동부와 고정부위와의 완전한 밀폐가 불가능한 점 등이 문제임.

- 액상분무식

·투입되는 액상 폐기물의 층분리로 고발열량의 유분이 투입되다가 저발열량의 수분이 투입되는 순간적인 변화를 겪게 되면 모든 DATA가 HUNTING을 일으킴.

나. TMS 운용상의 문제점

1) PROBE 와 SAMPLING LINE의 오염물질 축적으로 실제보다 높은 측정치를 나타내는 경우가 있음.

AIR에 의한 PURGE 직후에도 오염물질이 측정되며 오히려 평소보다 더 높은 수치를 기록함. (2 ~ 3시간당 1회)

이는 PURGE AIR 중의 O2 에 의한 보정에 기인한 것으로 판단됨.

(이로 인해 유입구 및 FILTER의 빈번한 청소작업 실시, 청소횟수는 3일 1회에서 1일 1회인 업체까지 다양하며 청소시간은 1회 약 2시간이 소요됨. 또한 청소를 위한 잦은 분해조립으로 부품파손의 경험을 한 업체도 많음.)

2) TMS 장비에 대한 기술력이 현재로서는 부족하여 대처능력이 없으며, 이를 보완할 외주관리업체 또한 기술력이 질적으로나 양적으로나 미흡한 실정임.

3) 상기 사유와 관련하여 수입된 주요기기의 고장 및 작동불능 상태 발생시 장기간의 복구기간이 소요됨.

4) PROBE 와 SAMPLING LINE의 막힘현상 발생, 빈번한 청소 및 정비가 필요하며 전단의 FILTER 청소시 배출허용기준을 초과함. 이는 단일성상을 소각하는 설비가 아닌 악성혼합 폐기물의 소각과정에서 생성된 농도변화가 심한 배GAS에 의한 영향으로 간주되며 시료 도입부 전처리설비의 보완 또는 재검토/재설치가 이루어져야하며 이러한 시행착오 기간이 상당히 소요될 것으로 판단됨.

5) 국내 산업폐기물 소각시설의 악성 GAS 특성에 적응할 수 있는 전처리장치가 없어 이의 개발이 시급함.

전처리 설비에서 DUST 및 수분의 충분한 제거가 이루어 지지 않아 FILTER의 막힘과 HCl 의 HUNTING 현상이 발생하여 제작사인 프랑스업체의 SUPER VISOR 가 방문하여 점검하였음에도 불구하고 뚜렷한 대안을 마련하지 못하여 현재까지 HUNTING 현상이 발생하고있는 업체도 있슴.

6) TMS 장비에 대한 신뢰도가 떨어짐. 실제 수분석 결과와 많게는 50% 이상의 큰 차이를 나타내며 상대정확도 검사시에도 20%의 오차를 인정하고 있는 실정임.

(TMS 장비의 오작동 사례)

- 정상운전중 PVC 계통의 폐기물이 투입되어 일시적인 기준초과를 나타낸 후, 운전상황은 회복이 되었으나 HCl GAS 만이 원상태로 회복이 안되고 계속 기준초과 DATA를 전송.

- O2농도 보정치는 법정 기준치 이내이나 환산전의 농도가 오히려 법정기준치를 초과함.

- HCl 분석 방식중 이온전극법을 채택한 경우 방해물질 영향으로 DATA를 신뢰할 수 없는 것으로 평가됨.

- RANGE 초과시 ' 0 ' (ZERO)으로 전송됨.

정상가동 상태인지 RANGE 초과 상태인지 알 수 없슴.

- 로얄정보기술(주)의 광산란법 DUST 측정방식에서 시료의 유속은 MAIN STACK의 유속과 동일하게 등속흡인이 되어야하나 현재 등속흡인 상태를 신뢰할 수 없어  측정된 DATA 또한 신뢰할 수 없슴.

- 소각설비의 가동정지 상태에서도 배출 허용 기준의 약 30~40%에 해당하는 오염물질이 측정되어 전송됨.

- 소각설비 가동중 폐기물 투입을 정지한 경우에도 기준이 초과되어 전송됨

- 영점 조정시 배출허용기준치 초과 현상 발생

- PROBE 와 SAMPLING LINE 또는 측정기기 내부의 잔류오염물질로 인해 정상 수치로의 회복속도가 느려 계속적으로 기준치 초과 DATA가 전송되는 현상 발생. (HCl의 경우)

- 이상 온도 상황이 발생하고 2시간 경과 후에야 TMS에서 기준치 초과 DATA가 측정됨. 측정 항목별로도 측정속도의 차이가 나타남.

- 동일한 농도의 GAS라도 연도 직경이 작고 유속이 빠른 상태의 경우가 그 반대의 경우보다 농도가 높게 측정됨. (실험후 확인한 사항임)

- 습식방지시설로 구성된 소각시설의 TMS 설비는 DUST측정에서, 건식방지시설로 구성된 경우에는 HCl 측정에서 문제가 발생될 소지가 있음.

- 오작동의 가장 큰 요인은 수분, DUST 및 진동에 의한경우가 많았고 소각업체에서 가장 난처해하는 부분은 계측기의 오작동인지 아닌지의 여부도 모르는 상태에서 소각로와 TMS 설비를 운전, 유지하고 있다는 것임.

7) 소각장이라는 주변환경상 오염된 외부공기, 먼지 및 주변시설의 진동 등으로 정밀 측정기기의 운용 자체가 어려움.

8) 악성 배GAS 와 계속적으로 접촉하는 PROBE 부위의 부식문제가 심각함. 최근에 설치한 업체 외에 시설을 미리 설치했던 업체 중에는 PROBE의 부식으로 재질변경/교체를 한 업체도 다수 있음. TMS 기기를 최근에 설치한 업체들도 몇 개월 내에 이러한 문제가 발생될 가능성이 충분히 있슴.

9) 현장의 TMS 기기는 분명 정상 작동/전송되고 있으나 관리공단측으로 부터 전송상태 유지 촉구 연락을 받음.

다. 행정 절차상의 문제점

1) 배출자, 환경부, 환경관리공단 간의 행정처리 절차의 체계화 및 간소화 필요

2) DATA 초과에 대한 세부기준 정립이 현재까지 미흡하여 해당 관계자 사이에 혼선이 빚어지고 있음.

(관제센타별 담당자별 혼선사례)

- 수도권 관제센타의 한 담당자는 업체에 실시간 연속기록장치 구비를 지시하였으나 같은 관할의 타업체나 타 관제센타에서는 그러한 지적사항이 없슴.

- 또한 상기 담당자는 전송장치뿐 아니라 모든 측정장비에 UPS 설비가 연결되어 있어야 한다고 지적을 하였으나 이 역시 타업체나 타 관제센타에서는 지적사항아님.

- TMS의 분석치와 수분석치와의 비교검사인 상대정확도검사시 정확성을 기할 수 없는 민간 자가측정 업체에 위탁하여 검측한 DATA와 TMS 수치를 비교하고 있어 상대정확도 자체도 신뢰할 수 없는 검사가 되고있음.

- 소각로 출구온도가 낮고 O2농도가 대기상태 (20.9%)에 이르면 가동정지 상태임을 판단하여 업체의 불가피한 가동정지 보고를 이해하는 관제센타가 있는 반면 다른 DATA는 모두 무시하고 배출허용기준치 초과여부만을 관리하겠다는 관제센타도 있음.

- 매 상황마다 사유서 제출 의무화 하고있음. 유선보고 불가 방침이라 하나 울산 일부업체는 유선통보하고 있음.

- 가동 정지시 마다 공문에 의한 보고가 원칙이나 일정시간의 기준이 없어 짧은 시간의 가동중지는 해당 관제센타마다 기준이 틀림.

라. TMS 기기 공급업체의 문제점

1) 기술력이 질적으로나 양적으로나 미흡한 실정이며 행정능력 마져도 떨어지는 업체도 있어 A/S 신청시 2 ~ 3일이 경과된 후에야 조치가 이루어지는 실정임.

(기술력 부재의 일예 : 습식 TMS 계약시 습식으로 인한 문제점은 언급 없다가 이제와서 습식으로 인한 TMS 기기의 손상이 우려된다고 함. 이에 따른 개·보수에 대한 비용부담이 큼. - 울산지역 1개업체)

2) 주요한 보수를 필요로할 때 매번 해외에서 수리해 와야하는 불편과 함께 업체가 영세하여 주요 예비부품을 확보하고있지 못해 국내에서 교체, 수리할 수 있는 고장의 경우에도 부품을 수입해 와야하는 번거로움과 시일을 요함.

3) 국내 소각시설의 특성에 맞는 측정기기의 개발이 필요함.

특히 산업폐기물 소각로의 악성 GAS 에 적용할 수 있는 전처리장치의 개발이 시급함.

법은 선진국보다 더 규제하고 있으나 국내기술은 법에 상응하는 기술력을 갖추지 못하여 이를 대응하기 어려움.

2. 폐기물 중간처리업체의 요구사항

가. 규정 개선 관련

1) 일반BOILER, 단순제품, 배출공장, 발전소와는 달리 산업폐기물 소각의 특성상 악성 폐기물 혼합유입으로 순간적인 HUNTING 이 발생할 수밖에 없는 상황이므로 이에 대한 농도진행 시간을 규명하는 예외규정 필요

2) 운전 정지시 48시간 전에 보고하게끔 되어있으나 돌발적인 운전 정지상황이 빈번히 발생하는 관계로 이에 대한 규정 개선이 필요하며 매일 1시간씩 정기적인 청소의 경우에도 매일 48시간 후의 운전정지를 보고해야하는 실정임.

3) 초기가동, 가동중지 및 재가동시 배출허용기준 초과인정 시간을 1시간으로 규정하고 있으나 이 시간으로는 너무도 부족함. 최소 4 ~ 8시간 (소각로의 안정적인 운전이 시작되는 시간 기준) 이상으로 규정 개정 필요. 특히 지방소재 업체에서는 국내부품조달 및 A/S 에서도 수도권 업체에 비해 배이상의 조치시간을 필요로 하므로 더욱 시간이 부족함.

4) 기준치 초과시 사유서 작성, 제출토록 되어 있으나 5분 DATA 1회 초과와 같은 짧은 시간 기준초과까지 적용한다면 사유서 제출횟수가 너무도 빈번하여 오히려 정상가동에 방해요인으로 작용하므로 이에 대한 개선과 예외규정등이 필요함.

5) TMS 운영과 수시로 하는 민간 자가측정업체의 DATA를 비교평가하는 상대정확도 검사의 결과는 신뢰도가 떨어짐.

공인기관에서 측정한 DATA와 비교하여 상대정확도검사를 실시하도록 규정 개선이 필요함

6) 가동중 불가피한 상황(투입 및 ASH배출장치 고장등)으로 보수하는 시간동안 외기의 유입을 막을 수 없을 경우 O2농도 보정으로 인한 기준치 초과문제를 감안하여 O2농도 19 % 이상인 경우의 DATA는 제외하는 예외규정 필요

7) 가동중 변수가 많은 산업폐기물 소각로의 운전 특성상  현재 5분과 30분 평균 DATA로 규제하는 것은 현실적으로 무리가 있다고 사료되며 초기 가동시 초과치에서 기준치이하까지 안정화되는 시간을 제외하고 그 이후부터 최소 3 ~ 6시간 정도의 평균 DATA로 규제함이 마땅할 것으로 판단됨.

8) 상기 7)항의 또 다른 의견.

현재 소각시설은 타 연료 사용시설 또는 열매체 BOILER를 운영하고 있는 사업장 보다 성상 및 원소 조성비율이 가변적인 물질을 연소하는 설비로 HUNTING 의 요소가 많아 30분 (5분자료 6개평균) 자료로는 HUNTING DATA 에 대한 보상의 시간으로 부족하여 개선이 필요함. 즉 30분 자료는 5분자료 6개중 최대치 및 최소치를 제외하고 3개의 평균값으로 규정하는 것이 타당함.

9) 대기환경 보전법 시행령 19조 4항에서는 30분 평균치가 24시간이내에 2회이상 배출허용기준을 초과하는 때에는 위반횟수를 1회로 간주하도록 되어있으나 현실적으로 무리한 기준임. 1일 4회로 완화 요망.

10) 또한 상기 동조항에는 위반후 개선계획서를 제출하고 난  후에도 배출허용기준 초과시 마다 개선기간중 위반횟수 1회로 간주한다고 명시 되어있음. 개선기간을 인정해주지 않을 의도인지, 아니면 평소위반과 개선기간중 위반을 차등을 두어 위반횟수를 계산하는 것인지 명확히 규정할 필요가 있음.

11) 측정기기의 이상으로 인한 문제 발생의 경우 일주일간 4회까지만 허용이 되며 그 이상은 위법 조치하는 것으로 규정되어 있는데 실제 현 상황은 측정기기의 오작동 뿐만아니라 누적된 먼지제거, FILTER 청소등 유지관리를 위한 측정기기 정지만으로도 주간 4회를 넘고있는 실정임.

또한 주요기기 고장시 해외에서 수리해 와야 하는데 현행대기환경 보전법상에는 7일이상 방치시 법규위반이 됨.

12) TMS 장비별로 세부적인 설치규정이 없음.

산업기술시험원의 성능시험시 규제받지 않았던 사항이    환경관리공단의 상대정확도 시험시 규제대상으로 선정됨.

13) 배출시설 미가동 또는 계측기의 고유 특성에 따른 각종 SYSTEM ERROR 등이 발생할 경우 명확한 면책의 범위 및 기준 설정이 필요함.

14) TMS 의 PASS WORD를 환경관리공단에서 변경, 관리하고 있으나 현장에서 긴급하게 타 MODE로 변경할 경우, 원활한 협조가 이루어지지 못하고있음. 관제센타와 연락이 이루어지지 않고 (특히 야간) 연락시에도 긴급가동정지 및 TMS 기기고장 등의 상황을 설명할 수가 없어 관리공단에서 PASS WORD를 알려줄 때까지 계속 오작동의 DATA가 전송됨. 상호 협조적인 관리체계의 확립이 필요함.

15) 관제센타에는 소각로의 운전 특성을 이해하는 기술인력이 배치되어야함. 소각로의 연소실 출구온도가 떨어지거나 STACK의 출구온도가 낮아지고 배출GAS의 O2농도가 대기상태 (20.9%)에 이르면 가동정지 상태임을 판단할 수 있는 환경기술인이 배치되어야함.

16) 검사부적합시 부적합판정서류가 관할 환경청에 통보되고 관할 환경청에서 업체로 통보되기까지 시일이 걸리므로 그에 따른 개선계획서 및 개선작업 모두가 늦어지고 있슴.환경관리공단에서는 관할환경청에 부적합 통보시 업체에도 동시에 통보(ARS가 아닌 FAX로, 증빙용)하여 원활한 개선작업이 이루어질 수 있도록 협조 요망

17) TMS 설치업체의 경우, 대기배출 부과금제도 (대기환경 보전법 제22조 제1항 예정·확정 배출량 명세서) 서류감면을 희망함.

18) 실제 소각로 운영에서는 폐기물 성상에 따라 연소에 필요한 이론 공기량보다 일정 과량의 공기량을 투입하여 소각하는데 이때 소각시설의 종류별로 공기공급방식이 상이하여 유지되는 평균 O2농도가 확연히 차이가 나게됨. 따라서 소각시설의 종류별로 표준산소 농도를 달리 규정함이 타당하다고 판단됨. (유동상소각로는 유동공기의 공급으로 평균 O2농도가 다른 TYPE의 소각로들 보다 높게 유지됨.)

19) 국내 산업폐기물 소각로가 준수해야하는 배출허용기준치는 외국과 비교해볼 때도 너무나 높게 설정되어있고 더구나 국내의 TMS 기기를 설치한 다른 설비에 비해서도 형평에 맞지 않을 정도로 강화된 기준치로 규제를 받고 있어 이에 대한 완화가 필요할 것으로 판단됨.

나. 행정처분 유예관련

1) TMS 설비 자체의 오류가 발견되고 수정되는 과정이므로 운영경험 및 기술축적 등 TMS 설비운영이 정상 궤도에 오르기까지는 시일이 필요함.

2) 현재 TMS 설비의 주요부품 고장시 거의 대부분 외국으로 발송하여 수리를 해야하는 형편이며 영세한 폐기물 업체의 경영상 고가의 TMS 장비를 SPARE로 구비할 수도 없는 상황임을 감안하여 일정한 유예기간을 필요로함.

3) TMS 자료를 배출부과금 부과 수단으로 활용하는 것은 1 ~ 2년정도 유예하여 업체 스스로 시설 보완 및 TMS 유지보수의 기술력을 확보할 수 있는 시간을 제공해 주기를 희망함.

4) 10년전부터 운전해온 한 업체는 그동안 TMS 설비에 대한 계측기의 문제해결이나 기술적인 교육세미나등 기술지도는 전무한 채 허용기준 초과시 정상가동 지시와 현장 지도점검만을 하고 가는 실정이었음을 지적함. 그런 결과로  이 업체는 현재까지도 계측기 오작동시 그 사유에 대해서는 모른채 막대한 유지보수 비용만을 투자해온 결과가 되었고 지금에 이르러 강제적 수단으로 행정처분제도를 무리하게 시행하는 것은 모순됨을 지적함.

다. 기타 건의사항

1) 환경부 및 산하기관이 업체를 대상으로 TMS 전문교육을 주기적으로 실시해 주는 전문인력 양성 PROGRAM 필요.

2) 기기설치 및 유지보수 비용이 과다 발생하므로 이에 대한  재정적 지원책이 필요함.

3) 제도에 근거한 단속위주 보다는 기기운용의 정상화 (대기질 개선)를 위한 기술지도가 절대적으로 필요한 실정임.