EU 통합오염예방 및 제어(IPPC) BAT 지침서

화학산업공정의 폐수 및 폐가스 관리

Integrated Pollution Prevention and Control

Reference Document on Best Available Techniques in

Common Waste Water and Waste Gas

Treatment / Management Systems

in the Chemical Sector

국 립 환 경 과 학 원

행 정 간 행 물 등 록 번 호

11-1480523-000459-01

EU 통합오염예방 및 제어(IPPC) BAT 지침서

화학산업공정의 폐수 및 폐가스 관리

Integrated Pollution Prevention and Control

Reference Document on Best Available Techniques in

Common Waste Water and Waste Gas

Treatment / Management Systems

in the Chemical Sector

국 립 환 경 과 학 원

본 문서는 유럽 IPPC지침에 근거하여 작성된 “Reference

Document on the Best Available Techniques in Common

Waste Water and Waste Gas Treatment/Management

System in the Chemical Sector (2003.2., European

Commission)"의 전문을 한글로 번역한 자료입니다.

- i -

요약

개요

화학분야의 폐수 및 폐가스 처리 및 관리에 대한 최적실용가능기술 표준 지침서(BREF)은

Council Directive 96/61/EC의 16(2)조에 따라 시행된 정보 교환을 반영한다. 목표, 사용목

적 및 법적 조건에 대한 BREF 서문의 설명과 함께 읽을 목적으로 작성된 이 보고서 요

약에서는 주요 연구 결과, 주요 BAT 결론 및 관련 배출 수준에 대해서 설명한다. 요약문

서는 독립적으로 읽고 이해할 수 있으나, 이것이 BREF의 모든 내용을 제시하지 않으므

로, 전문을 대체하거나 의사 결정의 기준으로 사용할 수는 없다.

폐수 및 폐가스는 지침의 부록 I, 4에서 설명되어 있는 바와 같이 화학분야에 대한 수평적

(horizontal) 문제로 확인되었다. 이는 “최적실용가능기술(BAT)”이란 용어는 생산공정, 관

련화학 기업의 종류 및 규모에 관계없이 모든 화학분야 전반에 걸쳐 평가된 기술로 정의

한다. 이는 또한 BAT란 용어에 처리 기술과는 별도로 최적의 폐기물 방지 및 규제를 달

성할 수 있는 관리 방법을 포함시킬 필요가 있다는 것을 의미한다.

따라서 본 문서의 범위는 다음과 사항들을 포함한다.

Ÿ 환경관리 방법 및 시스템의 적용

Ÿ 화학산업 현장에서 운영되는 경우 폐수 슬러지 처리 기술 등 화학분야에서 일반적

으로 사용되거나 적용되는 폐수 및 폐가스 처리 기술

Ÿ 적절한 조건하에서 최적의 오염물질 저감 방법과 환경에 방류되는 지점에서의 배출

수준의 결정에 대한 것으로써, 앞에 언급한 두가지 사항을 바탕으로 한 최적실용가능 기

술에 근거한 결론 및 BAT의 확인

본 문서에서는 화학산업에 대해 공통적으로 적용되거나 적용 가능한 기술만 다루고 있으

며, vertical process BREF(제품 생산 전반에 걸친 공정)에 대한 공정별 기술 또는 공정

통합 기술(즉, 비처리 기술)은 제외한다. 화학산업에 국한된 것이기는 하지만, 본 문서에는

또한 다른 부분(예: 정유 부문)에 대한 중요한 정보가 포함될 수 있다.

일반적 문제 (1장)

화학 시설에서 배출되는 물질로 인해 발생하는 주요 환경 영향은 대기 배출 및 수계로의

배출이다.

화학산업의 주요 폐수발생원은 다음과 같다.

Ÿ 화학 합성물

Ÿ 폐가스 처리 시스템

Ÿ 용수 조절

Ÿ 보일러 급수 시스템에서의 유출

- ii -

Ÿ 냉각 주기에서의 배출

Ÿ 필터 및 이온 교환기의 역류 세정

Ÿ 매립지 침출수

Ÿ 오염된 지역에서 흘러나오는 우수 등

주요 영향은 다음과 같다.

Ÿ 수력 부하

Ÿ (부하 또는 농도로 표현되는) 오염물질의 함유량

Ÿ 대체 매개변수 또는 총량 매개변수로 나타내는 집수 시설에 대한 영향 또는 잠재적인

위험

Ÿ 독성 데이터로 나타내는 집수 시설 내에서의 유기체에 대한 영향

폐가스 배출물은 다음과 같이 나타난다.

Ÿ 처리가 가능한 유일한 배출물인 도관 배출물질

Ÿ 확산 배출물질

Ÿ 탈루성 배출물질(fugitive emissions)

주요 대기 오염물질은 다음과 같다.

Ÿ VOC

Ÿ 황 화합물(SO2, SO3, H2S, CS2, COS)

Ÿ 질소 화합물(NOx, N2O, NH3, HCN)

Ÿ 할로겐 화합물(Cl2, Br2, HF, HCl, HBr)

Ÿ 불완전 연소 화합물(CO, CxHy)

Ÿ 입자상 물질

관리 방법 및 시스템(2장)

환경 관리는 (화학)산업 활동으로 발생하는 폐기물의 배출이나 방지방법을 다루는 것으로

써, 지역적인 환경조건을 고려하여 산업현장 전반적인 환경영향을 저감시키고, 개선시키는

방법이다. 운영자는 이러한 방법을 이용하여 다음과 같은 사항들을 달성할 수 있다.

Ÿ 생산공정의 오염 발생 장치에 대한 식견(識見)

Ÿ 환경 조치에 대한 균형 잡힌 결정 도출

Ÿ 임시 해결책 및 무수익 투자의 제한

Ÿ 새로운 환경 개발에 대해 적절하게 사전 대책을 강구한 후 조치 시행

환경 관리 시스템(2.1장)은 다음과 같이 분류할 수 있는 여러 가지 관리 및 엔지니어링

도구(2.2장)의 지원을 받는 연속적인 루프(loop) 공정 다음에 이어진다.

Ÿ 폐기물 저감, 최소화 및 통제에 필요한 결정을 위한 세부적이고, 투명한 정보를 제공

하는 목록화 방법(inventory tool)으로 다음 사항이 포함된다.

－ 위치, 생산공정 및 각 설비, 기존의 하수도 등에 대한 상세 정보를 제공하는 현장

정보

－ 폐기물 흐름(폐기물량, 오염물질 함량 및 가변성 등), 오염물질 목록, 정량화, 배출

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원의 평가 및 검증에 대한 상세 정보를 제공하고, 향후 개선 사항을 위한 옵션 및

우선순위를 확인할 수 있도록 다양한 흐름의 순위를 정하는 것이 되는 배출 물질

(폐수 및 폐가스) 목록. 통합 폐기물 평가 및 물 사용량과 폐수 배출량을 저감시

킬 수 있는 방법을 구성하는 부분

－ 에너지 소비, 원료, 폐기물 배출과 관련된 공정의 운영 효율성 개선을 목적으로

하는 에너지 및 물질 흐름 분석

Ÿ 환경 관리 결정사항을 실행하기 위한 운영 방법(operational tools). 이러한 방법에

는 다음이 포함된다.

－ 모니터링 및 정기적인 유지보수

－ 지속적인 환경 개선을 위한 프로그램과 내부 목표의 정기적인 검토 및 재설정

－ 목록화 방법 및 그 실행의 결과를 기반으로 처리방법 및 수집 시스템(collection

system)의 선택

－ 기존의 처리공정이 고장나거나, 충분히 역할을 수행하지 못하는 경우 'trouble

shooters(문제해결책)'로 사용될 수 있는 품질 관리 방법. (특성요인도, 파레토 분

석, 흐름도 및 통계적 공정 관리 등)

Ÿ 통합적인 관점에서 전반적인 화학 산업 현장에서 다루어지는 폐기물의 처리 및 운영

방법을 비교하는 평가 방법(strategic tools).

－ 생산활동의 결과로 발생하는 인간과 생태계에 끼치는 위해도(risk)를 일괄적으로

계산하는 방법인 위해도 평가 방법(risk assessment)

－ 1개의 설비나 현장의 달성 정도를 다른 곳과 비교하는 방법(benchmarking)

－ 운영방법에 따라 환경에 미치는 잠재적인 영향을 비교, 평가하는 방법인 전과정 평가

(life cycle assessment)

Ÿ 사고, 화재 또는 유출 같이 예기치 않은 사건이 발생한 경우에 필요한 안전 및 비상

대책

적용 기술 (3장)

전반적인 화학 분야에서 공통적으로 다루고 있는 기술로써, 본문에서 설명하고 있으며, 기

술 전문가 그룹(TWG; Technical wording group)이 인정한 기술이다. 이런 기술들은 오

염물질 경로에 따라 논리적인 순서로 소개한다.

설명된 폐수 처리 기술은 다음과 같다.

Ÿ 분리 혹은 정화 기술 : 주로 다른 공정들과 결합되어 사용되며, 고형물로 인한 부착,

막힘 현상 및 손상으로부터 다른 시설을 보호하기 위한 첫 번째 단계에 적용되거나

다른 처리 공정을 거치는 동안 형성된 오일이나 고형물을 제거하기 위한 마지막 정화

단계에 적용된다.

－ 침사지(grit separation)

－ 침전지(sedimentation)

－ 공기 부상법(air flotation)

－ 여과(filtration)

－ 정밀 여과/한외 여과(microfiltration/ultrafiltration)

－ 유수 분리(oil-water separation)

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Ÿ 물리 화학적 처리 기술 : 난분해서 폐수에 적용되는 것으로 주로 무기물질이나 생분

해가 어려운 유기오염물질에 적용된다. 생물학적 폐수 처리 공정의 전처리 단계로 적

용된다.

－ 침적/침전/여과(precipitation/sedimentation/filtration)

－ 결정화(crystallization)

－ 화학적 산화(chemical oxidation)

－ 습식 산화(wet air oxidation)

－ 초임계수 산화(super-critical water oxidation)

－ 화학적 환원(chemical reduction)

－ 가수분해(hydrolysis)

－ 나노여과/역삼투(nanofiltration/reverse osmosis)

－ 흡착(adsorption)

－ 이온 교환(ion exchange)

－ 추출(extraction)

－ 증류/정류(distillation/rectification)

－ 증발(evaporation)

－ 분해(stripping)

－ 소각(incineration)

Ÿ 생분해성 폐수의 생물학적 처리 기술

－ 혐기성 접촉 공정, UASB 공정, 고정상 흡착 공정, 유동상(expanded-bed) 공정,

황 화합물 및 중금속의 생물학적 제거 같은 혐기성 소화 공정

－ 호기성 소화 공정: 완전 혼합 활성 슬러지 공정, 분리막 생물반응기 공정, 살수

여상 공정, 유동상(expanded-bed) 공정, 생물 여과 고정상(biofilter fixed-bed) 공

정

－ 질산화 작용/탈질산화 작용

－ 중앙 생물학적 폐수 처리(central biological waste water treatment)

설명된 폐수 슬러지 처리 기술은 단일공정이거나 단일공정들의 결합으로 이루어진다. 다

음 목록은 순위를 나타내기 위한 것이 아니다. 그러나 처리 경로의 가용성 혹은 불용성은

지역 수준이나 적절한 폐수 처리 기술의 선택에 있어서 중요한 선택인자가 될 수 있다.

폐수 슬러지 처리 기술은 다음과 같다.

Ÿ 예비 작업

Ÿ 슬러지 농축 작업

Ÿ 슬러지 안정화

Ÿ 슬러지 조절

Ÿ 슬러지 탈수 기술

Ÿ 건조 작업

Ÿ 열 슬러지 산화 반응

Ÿ 현장 슬러지 매립

설명된 폐가스 처리 기술은 재생기술이나 저감기술로 쉽게 분류하기 힘들다. 오염물질의

재생 여부는 추가적인 분리 단계를 적용하는가에 따라 결정된다. 기술에 따라 개별적으로

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마지막 공정에서 사용되거나, 전처리 혹은 최종 고도처리 단계에서 사용된다. 대부분의

폐가스 관리 기술에는 처리 공정이 진행되는 동안 발생한 폐수 또는 폐가스에 대한 추가

적인 처리공정을 필요로 한다. 그러한 기술들은 다음과 같다.

Ÿ VOC 및 무기 화합물의 경우:

－ 막 분리(membrane separation)

－ 응축(condensation)

－ 흡착(adsorption)

－ 습식 세정(wet scrubbing)

－ 생물 여과(biofiltration)

－ 생물 세정(bioscrubbing)

－ 살수여상(biotrickling)

－ 열산화 반응(thermal oxidation)

－ 촉매 산화 반응(catalytic oxidation)

－ 플라링(flaring)

Ÿ 입자상 물질의 경우:

－ 분리기

－ 집진 장치

－ 전기 집진기

－ 습식 집진 세정기

－ 섬유 여과기

－ 촉매 여과

－ 2단계 분진 여과기

－ 절대 여과기(HEPA 여과기)

－ 고효율 공기 여과기(HEAF)

－ 연무 여과기

Ÿ 연소 배가스의 가스상 오염물질의 경우:

－ 건식 약품 주입

－ 반건식 약품 주입

－ 습식 약품 주입

－ NOx의 선택적 무촉매 환원(SNCR)

－ NOx의 선택적 촉매 환원(SCR)

최적실용가능기술에 대한 결론 (4장)

화학 산업은 폐기물 배출원이 1개이거나 소수인 단일 공정, 소량 생산 하는 소기업이나

복잡한 폐기물 흐름을 가진 대량 생산하는 대기업 등 광범위한 사업장을 포함한다. 어떠

한 경우에도 두 곳의 산업 현장이 생산 범위와 혼합, 환경 상황 및 폐기물 배출물의 양

및 질에서 완전히 일치할 수는 없으나, 화학분야 전반에 대한 폐수 및 폐가스 처리에 대

한 BAT를 설명할 수는 있다.

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신규 시설에서 BAT를 적용하는 것은 크게 문제가 되지 않는다. 대부분의 신규 시설에서 배

출량 및 원료 소비량을 최소화하기 위해 생산 공정 및 폐기물 배출에 대한 계획을 세워 경

제적으로 효율적인 가동이 가능하다. 하지만 기존의 현장에서는 기존 기반 시설 및 지역 환

경으로 인해 BAT를 시행하는 것이 쉬운 작업은 아니다. 그럼에도 불구하고, 본 문서에서는

신규 설비에 대한 BAT와 기존 설비에 대한 BAT를 구분하지 않는다. 그런 구분은 산업 현

장의 환경 상황을 BAT를 채택하는 방향으로 개선하는 데 도움이 되지 않을 것이며, 환경

조건의 지속적인 개선에 대한 화학 산업의 책임을 반영하지 못할 것이기 때문이다.

o 관리

2장의 환경 관리에 대한 상세 설명이 나타내는 바와 같이, 우수한 환경 성과

(environmental performance)의 전제조건은 환경 관리 시스템(EMS)이다. 최종 분석에서,

공인된 EMS의 적절하고 일관성 있는 실행은 화학 산업현장의 환경 성과를 최적의 상태

로 이끌어 BAT를 달성할 수 있는 요인이 될 것이다.

이를 전제로 다음 사항들을 포함할 수 있는 EMS를 실행하고 준수하는 것은 BAT다.

Ÿ 직원 개인들의 책임에 대한 공정한 수행과 담당자에게 직접 보고할 수 있는 시스템의

실행

Ÿ 연례 환경 성과 보고서의 준비 및 발행

Ÿ 현장 및 회사고유의 특성을 감안한 내부 환경 목표 설정, 설정된 환경 목표의 정기

검토 및 연례 보고

Ÿ EMS 정책의 달성을 위한 성과 및 진전에 대한 정기적인 모니터링

Ÿ EMS의 원칙과의 적합성을 보장할 수 있도록 정기 감사 유지

Ÿ 위험을 확인할 수 있도록 지속적인 위해도 평가(risk assessment) 시행

Ÿ 폐기물 생산이나 다매체 영향(cross-media effects), 용수 및 에너지 소비 공정(생산

및 폐기물 처리)에 대한 기존 공정과 새로운 공정을 비교평가(benchmarking)

Ÿ 건강·안전·환경(HSE)나 응급 상황에 대처하는 근무자들의 지침서 및 직원들 대상으

로 하는 교육 프로그램의 실행

Ÿ 적절한 유지관리의 실행

폐수/폐가스 평가 및 관리시스템의 실행에 있어서 EMS에 추가적으로 아래와 같은 사항

들을 복합적으로 적용함으로써 보다 나은 BAT를 적용할 수 있다.

Ÿ 현장 기록(site inventory) 및 흐름 조사(stream inventory)

Ÿ 매체별 배출원의 확인 및 점검, 오염물질 부하량에 따른 목록화

Ÿ 배출물질이 모두 수용체(대기, 수계 등)가 받아들일 수 있는지 혹은 보다 강한 처리

조건이 요구되는지를 판단하여 수용체의 수용가능성 여부와 배출물질에 대한 내성

체크

Ÿ 집수시설로 방류되는 폐수의 생체 축적성(bioaccumulation) 및 독성 평가 수행, 해당

기관과 결과 공유(정보 공유)

Ÿ 용수 소비 공정의 확인, 용수 사용량 목록화

Ÿ 농도와 부하량이 높은 공정이나 집수시설에서 발생할 수 있는 위해도(hazard

potential) 및 영향에 초점을 맞춘 개선 방향

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Ÿ 전체적인 제거 효율, cross-media 영향, 기술·구조적·경제적 실행 가능성 등을 비교하

여 보다 효율적인 공정 평가

나아가 BAT는 다음과 같은 역할을 한다.

Ÿ 신규 시설 또는 기존 시설에 대한 대체 시설을 계획할 때, 처리설비의 효과와 환경

영향을 평가

Ÿ 배출원에서의 배출 저감 실행

Ÿ 실제 발생하는 배출과 이론상 계산된 배출을 비교할 수 있는 발생 자료와 배출 부하

자료의 상관관계 도출

Ÿ 분산이나 차후 주요 처리(central treatment)를 우선시 하여 오염된 폐기물 흐름의 처리

Ÿ 처리 및 생산 공정을 평가하고 공정에 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있는 품질 관

리 방법을 이용

Ÿ 물과 공기의 배출을 줄일 수 있도록 장비 세척 방법 및 품질관리 기준(GMP) 적용

Ÿ 후단 처리 시설에 고장을 초래할 수 있는 영향 인자를 적절히 점검할 수 있는 설비나

절차의 실행

Ÿ 관계자 모두에게 고장 및 오작동을 통지할 수 있는 효율적인 중앙 경고 시스템의 설치

Ÿ 폐기물 처리 설비가 적절한 가동 여부를 확인할 수 있는 폐기물 처리 설비에 대한 모

니터링 프로그램의 실행

Ÿ 방화수 및 기름 유출을 처리하기 위한 전략 수립

Ÿ 오염 사고 대응 계획 수립

Ÿ 생산 관련 폐수 및 폐가스 처리 비용 할당

공정 통합 조치는 본 문서의 범위에 속하는 것은 아니지만, 생산공정의 환경 성과를

최적화하는 중요한 수단이다. 따라서 다음과 같은 것을 BAT의 범위에 포함시킨다.

Ÿ 필요한 경우, 사후 처리 기술을 우선시 한 공정 통합 방법(process-integrated

measures)의 사용

Ÿ 기존 공정을 변경하거나, 새로운 공정 통합 방법을 적용하는 경우 기존 생산 설비를

평가 및 적합성 판단

o 폐수

적절한 집수 시스템(waste water collection system)은 효과적인 폐수 저감 및 처리에서

필수적인 역할을 한다. 이 시스템은 폐수를 도관으로 보내 적절한 처리 장치로 보내어 오

염된 물과 오염되지 않은 물이 혼합되지 않도록 한다. BAT는 다음과 같다.

Ÿ 우수 및 오염되지 않은 물을 분리시켜 배출시키는 공정, 분리되지 않은 기존 시설에

대해서는 최소한 부분적인 변경이 필요하다.

Ÿ 오염물질 부하량에 따른 공정 분리(segregate process)

Ÿ 오염된 우려가 있다고 판단되는 경우 오염 가능성이 있는 구역에 덮개 설치

Ÿ 유출 및 누출로 손실된 부분을 모으는 집수갱(sump)을 포함해 오염 위험이 있는 지

역에 대해서는 별도의 배수구를 설치한다.

Ÿ 산업 현장 내부의 폐수 발생 지점과 최종 처리 장치 사이에 공정수용 지상 하수구를

사용한다. 기후 조건(0°C보다 현저하게 낮은 온도)으로 인해 지상 하수구를 설치할

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수 없는 경우, 접근이 가능한 지하 도관의 시스템으로 대체할 수 있다. 대부분의 화학

산업 현장에서 지하 하수구를 이용하고 있다. 새로운 하수 시스템의 즉각적인 적용은

어렵지만, 생산 설비나 하수 시스템을 변경할 계획이 있는 경우 지상 하수 시스템을

설치할 수 있다. 많은 화학산업 현장은 여전히 지하 하수구를 설치하고 있으며, 새로

운 하수구 시스템의 즉각적인 건설은 일반적으로 불가능하지만 생산 설비나 하수구

시스템을 크게 개조할 계획이 세워져 있는 경우에는 여러 단계로 나눠서 건설할 수

있다.

Ÿ 고장 및 위해도 평가시 고려된 방화수(fire-fighting water)를 저장할 수 있는 저수 시

설의 설치

화학분야의 폐수 처리는 최소한 네 가지의 방법을 따른다.

Ÿ 현장의 생물학적 WWTP에서 중앙관리식 최종 처리(central final treatment in a

biological WWTP on site)

Ÿ 지역별 WWTP의 중앙관리식 최종 처리(central final treatment in a municipal

WWTP)

Ÿ 화학-기계 WWTP의 무기 폐수의 중앙관리식 최종 처리(central final treatment of

inorganic waste water in a chemical-mechanical WWTP)

Ÿ 분산관리식 처리(decentralized treatment)

환경 전반에 대한 보호를 위해 동등한 수준의 배출이 이루어지고 이로 인해 환경 오염 수

준이 더 높아지지 않는 한, 이 네 가지 중의 어느 것도 다른 것에 우선하지 않는

다.[Directive의 2(6)조]

적절한 폐수(유출수) 관리가 이루졌다고 가정한다면, 수용체의 영향 평가, 폐수의 저감 및

방지에 대한 모든 활용기술을 이용하고 안전 수칙(safety measures)을 고려된 것이라고

할 수 있으므로, 이러한 관점에서 보면, 사후 해결책(end-of-pipe)이 고려되었다고 할 수

있다.

우수의 경우 BAT는 다음과 같다.

Ÿ 오염되지 않은 우수를 도관을 통해 유입 수역으로 보내며, 측면에는 폐수 하수도 시

스템이 지난다.

Ÿ 우수를 유입 수역으로 배출하기 전에 오염된 지역에서 배출되는 우수를 처리한다.

일부 지역에서는 담수의 소비를 줄일 수 있도록 우수를 공정수로 사용하면 환경에 유익할

수 있다.

적절한 처리 설비는 다음과 같다.

Ÿ 침사조

Ÿ 저류 연못(retention pond)

Ÿ 침전 탱크

Ÿ 모래 여과기

- ix -

다른 시스템에 적합하지 않은 경우, 오일이나 탄화수소를 제거하기 위해 다음과 같은 방

법을 결합하여 적용하여 회수율을 최대화시킬 수 있다.

Ÿ free oil이나 탄화수소류가 큰 슬러그를 형성하는 경우, 사이클론, 정밀여과기

(microfiltration) 혹은 API 분리기(American petroeum institue)를 유/수분리에 적용할

수 있다. 이외에 평판 분리기(PPI; parallel plate interceptor), 성형 강판 분리기(CPI;

corrugated plate interceptor)로 대체하여 사용할 수 있다.

Ÿ 정밀 여과, 입상 여과 또는 가스 부상법(gas flotation)

Ÿ 생물학적 처리

BAT 관련 배출 수준

매개변수 농도 a[mg/l]

총탄소함량 b 0.05-1.5

BOD5 2-20

COD 30-125

a 월 평균b TWG내에서 용해되지 않는 탄화수소를 평가하기 위한 분석 방법에 대해서는 이견이

있다.

BAT는 배출원에서의 에멀젼(emulsion)의 발생을 저감시키거나 제거하기 위해 사용된다.

부유물질(TSS)(중금속 화합물이나 활성 슬러지를 포함하는 TSS는 다른 방법이 필요)의

경우, TSS가 다음 처리 시설에 고장 및 손상을 일으킬 수 있으므로 폐수 처리 시설에 보

내지기 전에 혹은 수계로 방류되기 전에 TSS를 제거하는 것을 BAT로 정한다. 다음과 같

은 공통된 기술을 요구한다.

Ÿ 주요 TSS 부하를 포집할 수 있는 침전/공기 부상법(air flotation)

Ÿ 추가적인 고형물 저감을 위한 기계식 여과(mechanical filtration)

Ÿ 고형물을 제거해야 하는 폐수의 경우에는 정밀 여과 및 한회 여과의 적용

물질의 재생을 가능하게 하는 기술이 선호된다.

추가적인 BAT는 다음과 같다.

Ÿ 설비에 차단막이나 덮개를 설치하고 필요한 경우, 폐가스 처리 시스템에 소요되는 공

기를 도관으로 보내어 악취나 소음을 제어한다.

Ÿ 허가받은 계약자에게 위탁처리하거나 산업 현장에서 처리할 수 있다.

제거가 불가능한 중금속은 화학원소이므로, 환경 중으로 배출되는 것을 막기 위해서는 재

생 및 재사용이 유일한 방법이다. 폐수, 폐가스 및 매립과 같은 다른 기술들은 다른 환경

매체(media)에 전이시킨다.

- x -

따라서 중금속의 경우에는 다음의 사항을 모두 이행해야 BAT라고 할 수 있다.

Ÿ 중금속 함유 폐수의 분리

Ÿ 분리된 중금속 함유 폐수가 다른 폐수가 혼합되기 전에 배출원에서 처리

Ÿ 재생이 가능한 다양한 기술을 이용

Ÿ 필요한 경우, 고도 정제 단계로서 슬러지의 후속 처리를 통해 최종 WWTP에 포함된

중금속의 추가적인 제거

적절한 기술은 다음과 같다.

Ÿ 침적precipitation/침전sedimentation(또는 공기 부상법)/여과(또는 정밀 여과, 한외

여과)

Ÿ 결정화

Ÿ 이온 교환

Ÿ 나노 여과(또는 역삼투)

이런 관리 기술들을 이용해 달성할 수 있는 배출 수준은 중금속이 방출되는 배출원 공정

에 따라 크게 다르기 때문에, TWG자체는 화학분야 전반에 대해 유효한 BAT 관련 배출

수준을 확인할 수 없었다. 이러한 주제는 적절한 공정 BREF에서 다룰 것이 권장되었다.

폐수의 무기염(및 산) 함량은 염 부하가 높아지면 작은 강의 생물권과 같은 유입 수역,

하수도 시스템의 운영(파이프의 부식, 밸브 및 펌프, 생물학적 처리 시설의 고장)에 영향

을 줄 수 있다. 이 가능성 중 하나 이상을 가지고 있는 경우, 배출원 혹은 중금속 재생이

가능한 기술을 우선적으로 고려하여 다음과 같은 방법과 함께 적용하여 무기 염 함량 제

어의 BAT로 한다.

Ÿ 증발

Ÿ 이온 교환

Ÿ 역삼투

Ÿ 생물학적 황(sulphate) 제거(sulphate에 제한적으로 사용되나, 중금속이 포함된 경우

중금속 제거 효과도 있다.)

난분해성 TOC나 독성이 있는 물질과 같은 생물학적 처리에 적합하지 않은 오염물질들

은 생물학적 공정을 방해하는 요인이 될 수 있다. 어떤 오염물질이 WWTP 생물학적 공

정에 대해 반응억제제로 작용하는지 예측하는 것은 공정에 따라 오염물질의 적응 여부가

달라지므로 불가능한 일이다. 그러므로 이러한 물질들이 생물학적 처리 공정으로 유입되

지 않도록 해야 한다. 생물학적 처리 시스템에 고장을 야기할 수 있는 폐수의 구성 성분

이 유입되는 것을 막고, 적합한 기술을 선택하여 난분해성 물질을 가진 폐수를 처리하는

것을 BAT로 한다.

Ÿ 선택 1: 물질 재생을 가능하게 하는 기술

－ 나노 여과 또는 역삼투

－ 흡착

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－ 추출

－ 증류/정류

－ 증발

－ 분해

Ÿ 선택 2: 재생의 실행 가능성이 없는 경우, 추가 연료가 필요 없는 저감 기술

－ 화학적 산화(염소 함유 약품에 주의를 기울여야 함), 화학적 저감

－ 화학적 가수분해

Ÿ 선택 3: 독성 또는 억제 효과를 저감할 수 있는 다른 선택의 여지가 없는 경우 또는

자체적으로 공정을 운영할 수 있는 경우, 에너지 소비가 현저하게 많은 저감기술

－ 습식 산화(저압 또는 고압 변형)

－ 폐수 소각(waste incineration)

Ÿ 용수 공급 및 소비가 환경적인 문제가 있는 경우, 냉각수나 습식 시스템에서 배기가

스(exhaust air)가 상당히 요구되는 기술을 평가할 필요가 있다.

－ 추출

－ 증류/정류

－ 증발

－ 분사(stripping)

생분해성 폐수 전처리 시스템에서의 보조 공정(혐기 혹은 호시성 고부하 시스템), 중앙

생물학적 처리 시스템(central biological waste water treatment plant)에서 폐수의 혼합,

생물학적 처리 공정 이후의 고도 처리 단계(polishing step)과 같은 생물학적 처리 시스템

으로 처리할 수 있다. 따라서 BAT는 다음과 같은 적절한 생물학적 처리 시스템(또는 생

분해 가능 물질의 적절한 혼합)을 이용해 생분해 가능 물질을 제거한다.

Ÿ 최종 생물학적 폐수 처리 설비나 고도 처리 단계에서 생분해 가능성을 높이기 위해

다음과 같은 기술을 적용한다.

－ 혐기성 접촉 공정

－ 상향류 혐기성 슬러지상 공정

－ 혐기성 및 호기성 고정상 흡착 공정

－ 혐기성 팽창상 공정

－ 완전 혼합 활성 슬러지 공정

－ 분리막 생물반응기

－ 살수 여상법

－ 생물 여과 고정상 흡착 공정

Ÿ 폐수에 질소가 함유되어 있는 경우, 질산화/탈질산화 공정

Ÿ 난분해성 폐수 오염물질이 처리 시스템의 고장 원인이 될 수 있거나 설비가 오염물질

을 처리하는 데 적합하지 않은 경우, 오염물질이 유입되지 않도록 하는 중앙관리식

생물학적 처리. 일반적으로 중앙관리식 생물학적 처리 이후의 BOD에 대한 BAT 관

련 배출 수준은 20mg/l 미만이다. 활성 슬러지의 경우, 일반적으로 일일 COD 부하가

0.25kg/kg 슬러지 이하인 저부하(low-loaded) 생물학적 단계이다.

- xii -

집수 시설로의 최종 배출에 대한 BAT 관련 생물학적 배출 수준1:

매개변수a 성과율[%] 배출 수준[mg/l]b

TSS 10-20c

COD 76-96d 30–250

총 무기 Ne 5-25

총 P 0.5-1.5f

AOX

a BOD에 대해서는 앞 절의 중앙관리식 생물학적 처리 참조

b 일일 평균, TSS 제외c 월 평균d 낮은 오염 농도에 대한 낮은 성과율

e NH4-N, NO2-N 및 NO3-N의 합계(보다 권장할 만한 매개변수는 총 N일 것이다. 총 N에 대

한 정보 부족으로 인해, 여기서는 총 무기 N이 사용되었다.)f 생물학적 WWTP의 영양 공급의 하위 범위, 생산공정의 상위 범위

o 폐수 슬러지

화학산업 현장에서 폐수 슬러지를 처리할 때 BAT는 다음 중에서 1개 이상의 옵션(우선

순위 없음)을 사용한다.

Ÿ 예비 작업(preliminary operations)

Ÿ 슬러지 농축 작업

Ÿ 슬러지 안정화

Ÿ 슬러지 개량(sludge conditioning)

Ÿ 슬러지 탈수 기술

Ÿ 건조 작업

Ÿ 열 슬러지 산화 반응(thermal sludge oxidation)

Ÿ 현장 슬러지 매립

외부에서 처리하는 것은 본 문서의 범위에 속하지 않기 때문에 여기서는 고려하지 않는

다. 본문에서 언급하지 않았다고 해서 BAT에서 제외하는 것은 아니다.

o 폐가스

폐가스 수집 시스템은 가스상 배출을 처리 시스템으로 향하도록 하기 위해 설치된다. 시

스템은 배출원 차단, 통풍구 및 파이프 등으로 구성되어 있다. 따라서 BAT는 다음과 같

다.

Ÿ 배출원을 가능한 차단함으로써 제어 공정에 유입되는 유량을 최소화한다.

Ÿ 다음과 같은 방법을 이용한 폭발 방지

－ 가연성 혼합물이 발생할 위험이 큰 경우에 수집 시스템의 내부에 가연성 탐지기 설치

1 회원국은 최종 배출 지점에서 AOX와 중금속에 대한 BAT 관련 방출 수준을 포함시킬 것을 주장한다.분할 보기가 보고된다. 논의 상태에 대한 자세한 내용은 4장에 제시되어 있다.

- xiii -

－ 가스 혼합물을 폭발한계치 범위 하한 이하 또는 상한 이상의 안전한 상태로 유지

Ÿ 가연성 가스-산소 혼합물의 점화를 방지하고 영향을 최소화할 수 있도록 적절한 장비

를 설치한다.

본 문서에서는 폐가스 배출원을 다음과 같이 구분한다.

Ÿ 저온 가스원 (생산 공정, 화학물질 취급 공정, 제품의 검사 등)

Ÿ 고온 가스원 (보일러, 발전소, 공정 소각로, 열산화기 및 촉매식 산화기 같은 설비를

포함하는 연소 공정)

저온 가스원 (Low-temperature sources)

저온 가스원에서 배출된 폐가스(생산 공정 가스)에서 관리해야 할 오염물질은 먼지(입자상

물질), VOC 및 무기 화합물(HCl, SO2, NOx등)이다.

BAT는 후속 처리 시설을 보호하기 위해 최종 처리 또는 전처리 공정에서 먼지/입자상 물

질을 제거하며, 가능한 경우에는 재생 물질을 이용한다. 처리 기술의 에너지 및 물 소비를

유념할 필요가 있다. 적절한 관리 기술은 다음과 같다.

Ÿ 재생 가능성이 있는 전처리 기술

－ 분리기

－ 집진 장치

－ 연무 여과기(mist filter, 에어로졸 및 작은 방울을 위한 고도 필터 등)

Ÿ 최종 처리 기술

－ 습식 세정기

－ 전기 집진기

－ 섬유 여과기(fabric filter)

－ 입자상 물질의 종류에 따른 다양한 고효율 필터

BAT는 폐가스 흐름에서 VOC를 제거한다. 적용할 수 있는 관리 기술은 가스가 배출되는

공정 및 나타나는 위험의 정도에 따라 크게 다르다.

Ÿ 선택 1: 원료 및 용제(solvent) 재생을 위한 기술로써, 후단의 방지시설의 VOC 부하

량을 감소시킬 수 있는 전처리 공정으로 적용될 수 있으며, 후단 시설의 안

전 문제를 고려하여 적용할 수 있다. 적절한 기술은 다음과 같다.

－ 습식 세정

－ 응축

－ 막 분리

－ 흡착

또는 다음 방법들의 조합

- xiv -

－ 응축/흡착

－ 막 분리/응축

Ÿ 선택 2: 재생이 불가능한 경우, 저에너지 기술을 우선시하여 방지 기술 선택

Ÿ 선택 3: 효과가 동일한 기술을 적용할 수 없는 경우, 열/촉매 산화와 같은 연소기술의

적용

연소 기술이 적용될 경우, 상당한 양의 배가스 오염물질이 예상되므로 연소 배가스 처리

를 실행한다.

방지시설과 연결되어 있지 않은 통풍 시설(remote vent), up set 시스템, 유지상 문제 등

에서 발생하는 추가적인 연소 가스를 안전하게 제거하기 위해서 flaring을 적용할 수 있

다.

VOC 이외의 다른 물질의 경우, 오염물질에 따른 적합한 기술을 선택하여 제거할 수 있

다.

Ÿ 물, 산성 및 알칼리 용액을 사용하는 습식 세정 (할로겐화수소, Cl2, SO2, H2S, NH3)

Ÿ 불용성 용매를 사용한 세정 (CS2, COS)

Ÿ 흡착 (CS2, COS, Hg)

Ÿ 생물학적 가스 처리 (NH3, H2S, CS2)

Ÿ 소각 (H2S, CS2, COS, HCN, CO)

Ÿ SNCR 또는 SCR (NOx)

가능한 경우에는 다음과 같이 재생 기술이 저감 기술에 우선한다.

Ÿ 염화수소산 용액을 생산하기 위해 첫 번째 세정 단계에서 물을 세정액으로 사용하여

염화수소의 재생

Ÿ NH3의 재생

TWG는 생산 공정에서 발생하는 폐가스를 위한 BAT 관련 배출 수준에 대해 화학산업

전반에 적용될 결론을 내릴 수 없었다. 공정 가스에 대한 BAT 관련 배출 수준은 실제 생

산공정에 크게 영향을 받으며, 적절한 공정 BREF에서 이 주제를 다룰 것이 권장되었다.

고온 가스원 (High-temperature sources)

고온 가스원에서 배출될 폐가스에서 관리해야 할 오염물질은 먼지(입자상 물질), 할로겐

화합물, 일산화탄소, 황산, NOx 및 다이옥신 등이다.

BAT는 다음 중의 하나를 실행해 먼지/입자상 물질을 제거한다.

Ÿ 전기 집진기

Ÿ 백필터 (120-150°C의 열 교환기 이후)

Ÿ 촉매 필터(백필터와 비슷한 조건)

Ÿ 습식 세정

- xv -

습식 세정이 일반적으로 재생은 물론이고 저감에 가장 효율적인 기술이기는 하지만, BAT

는 2단계의 습식 세정을 사용해 HCl, HF 및 SO2를 재생하거나 건식, 반건식 또는 습식

수착 주입을 통해 제거한다.

NOx의 경우, 제거 효율성 및 환경 성과가 우수하기 때문에 BAT는 (대형 시설) SCNR 대

신에 SCR을 실행한다. SNCR 장치를 운영하는 기존 시설의 경우, 소각 설비에 대한 주요

한 변경 계획을 세웠을 때가 변경을 검토해야 할 시간이 될 수 있을 것이다. SCR은 일반

적인 의미의 BAT이기 때문에, SNCR이 기술 및 경제적으로 최상의 해결책인 개별 사례

들(소형 설비)이 있다. 다른 조치들이 SNCR을 개선하는 것보다 더 큰 전반적인 개선을

할 수 있는 능력이 있는지의 여부를 평가받을 필요가 있다.

연소 배가스 처리의 BAT 관련 배출 수준

매개변수 배출 수준[mg/Nm3]1

먼지

- xvi -

이 제시되었다. 공용 하수도 시스템에 대한 방출과 관련해, 중금속이 다른 매개체로

이동하지 않는다는 것이 보장되는 한 WWTP의 영향을 고려해야 할 것이다.

TWG는 이러한 요청을 따르지 않았으며, 개별 생산에서 특정 폐수 흐름의 조합에 영

향을 받아 실생활에서 유효할 수도 있고 유효하지 않을 수도 있는 값의 원인이 되는

BAT 관련 배출 수준을 제시하는 것이 유용하지 않을 것이라고 밝혔다. 따라서 분할

보기가 기록된다.

4. 부록 7.6.2에 제시된 사례들을 토대로 AOX(흡착성 유기할로겐화물)에 대한 BAT 관

련 배출 수준을 지정하자는 주장이 제시되었다. 위에 제시된 BAT 결론에 따라 폐수

처리 작업을 할 때 AOX에 대한 배출값이 화학 현장의 염소 유기 합성의 비율 및 종

류에 크게 영향을 받기는 하지만 BAT 관련 배출 수준을 제시할 수 있다는 의견이

제시되었다.

TWG는 이러한 요청을 따르지 않았다. 제시된 사례들(부록 7.6.2 참고)은 BAT 관련

배출 수준을 지정할 수 없는 다른 통계 데이터 세트로 구성되어 있는 것으로 해석된

다. 사례로 보고된 가장 낮은 AOX 배출 수준 중의 하나는 낮은 성과를 나타낸 반면

에 데이터 세트 내에서 최고의 배출 수준은 성과가 아주 우수한 현장에서 발생한 것

으로 언급되기도 했다. 이런 상황에 따라, TWG는 AOX에 대한 BAT 관련 배출 수준

을 제시하는 것이 부적절하다고 보았다. 그에 따른 분할 의견이 기록된다.

정보의 교환 자체는 상당히 불완전했었다. 화학산업이 과거에 폐수 및 폐가스 배출의 관

리 분야에서 기울인 노력과 이룩한 성과를 고려하면, 정보 교환이 그와 같았던 이유를 이

해하기는 어렵다. 많은 회원국과의 정보 교환도 그와 마찬가지로 어려웠다.

BREF를 검토하는 것과 관련해, 권장사항은 기존의 격차를 해소하는 것이다. 화학분야의

모든 vertical BREF가 완료될 때까지 검토를 미뤄야 한다. 하지만 해당 검토가 유효하기

위해서는 승인 담당자에게 유용한 정보에 더욱 집중할 필요가 있을 것이다. 자세한 내용

은 6장에서 확인할 수 있다.

EC는 자체의 RTD 프로그램에도 불구하고 청정 기술, 최근의 폐기물 처리 및 재생 기술,

관리 전략 등을 다루는 일련의 프로젝트에 착수 및 지원하고 있다. 이러한 프로젝트들은

잠재적으로 미래의 BREF 검토에 유용하게 기여할 가능성이 있다. 따라서 독자에게는 본

문서의 범위에 관련되어 있는 일정한 연구 결과가 있을 경우 EIPPCB에 통보할 것이 요청

된다(본 문서의 서문 참고).

- xvii -

머리말

1. 본 문서의 법적 성격

다르게 명시되지 않는 한, 본 문서의 “지침(Directive)”은 통합 오염 방지 및 관리에 대한

Council Directive 96/61/EC를 의미한다. 지침은 현장에서의 보건 및 안전에 대한 EC 규

정에 영향을 주지 않고 적용되기 때문에, 본 문서도 그와 같다.

본 문서는 최적실용가능기술(BAT), 관련 모니터링 및 해당 기술의 발전에 대한 EU 회원

국과 관련 산업 간의 정보 교환 결과를 나타내는 일련의 과정의 일부를 형성한다. 본 문

서는 Directive 16(2)에 따라 EU 집행위원회가 발표했으며, 그렇기 때문에 “최적실용가능

기술”을 결정할 때 지침의 Annex IV에 따라 고려해야 한다.

2. IPPC 지침의 법적 의무사항과 BAT 정의

본 문서의 가안이 작성된 법률적 맥락에 대한 독자의 이해를 돕기 위해, “최적실용가능기

술”이란 용어에 대한 정의를 포함해 IPPC 지침 중에서 가장 관련이 많은 조항들 중의 일

부에 대한 설명이 본 머리말에 제시되어 있다. 이러한 설명은 명백한 것은 아니며, 정보

제시용으로만 사용된다. 이 설명은 법률적 효력이 없으며, 지침의 실제 조항을 변경하거나

훼손하지 않는다.

이 지침의 목적은 부록 I에 수록된 활동들로 인해 발생하는 오염에 대한 통합 방지 및 관

리를 달성함으로써 환경 전반에서의 보호 수준을 높이는 것이다. 지침의 법률적 토대는

환경 보호와 관련이 있다. 또한 지침의 실행은 EC의 산업 경쟁력을 통한 지속 가능한 발

전 같은 집행위원회의 다른 목적을 고려하고 있다.

보다 구체적으로 말하면, 지침은 운영자와 규제 기관이 모두 시설의 오염 및 소비 잠재력

을 통합적이고 전반적으로 주목해야 하는 일부 부문의 산업 시설에 대한 허가 시스템을

지원하는 것이다. 이런 통합 접근법의 전반적인 목적은 환경 전반에 대한 보호 수준을 높

일 수 있도록 산업 공정의 관리 및 통제 방법을 개선하는 것이 되어야 한다. 이러한 접근

법의 중심에는 3조에 제시된 바와 같이 운영자들이 최적실용가능기술들을 적용해 환경 성

과를 개선하고, 오염 방지를 위해 필요한 모든 적절한 예방 조치를 취한다는 일반 원칙이

있다.

“최적실용가능기술”이란 용어는 지침의 2(11)조에 “활동의 발전 및 기술의 운영 방법에서

배출 및 환경 전반에 대한 영향을 예방하고 예방이 어려운 경우에는 일반적으로 그러한

배출 및 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있도록 설계된 배출 한계값(emission limit value)

에 대한 원칙적인 기준을 제시하기 위해 특정 기술들의 적합성을 나타내는 가장 효과적이

고 유익한 방법”이라고 정의되어 있다. 2(11) 조항은 이러한 정의를 다음과 같이 더욱 분

명하게 설명하고 있다.

“기술(techniques)”에는 사용된 기술과 시설이 설계, 건설, 유지, 운영 및 중단된 방법이 모

두 포함된다.

- xviii -

“실용가능(available)” 기술은 관련 산업 부문에서 경제 및 기술적으로 실행 가능한 조건에

서 실행이 가능한 규모로 개발된 것들이며, 운영자에게 합리적으로 이룰 수 있는 범위 내

에서 해당 기술이 사용되었는지의 여부 또는 관련 회원국 내부에서 생산되었는가의 여부

에 관계없이 비용 및 이점을 고려한다.

“최적(best)”은 환경 전반에 대한 높으면서도 일반적인 보호 수준을 달성하는 데 가장 효

과적이라는 것을 의미한다.

또한 지침의 부록 IV에는 “최적실용가능기술을 결정할 때, 예방과 방지의 원칙과 방법으

로 비용, 편익(benefit)을 포함하여 조건에 따라, 일반적으로 다루어야 할 고려사항들”에

대한 목록이 포함된다. 이러한 고려사항에는 EC 집행위원회가 16(2)조에 따라 발표한 정

보가 포함된다.

허가를 발행할 책임이 있는 관할 기관들은 허가 조건을 판단할 때 3조에 기술된 일반 원

칙들을 고려해야 한다. 이러한 조건들에는 등가 파라미터나 기술적인 방법들에 의해 적절

히 대체되고, 보충된 배출 한계값이 포함되어 있다. 지침 9(4) 조항에 따라, 이러한 배출

한계값, 등가 파라미터 및 기술 조치들은 환경 품질 기준과의 적합성을 훼손하지 않고 일

정한 기술 또는 특정 기술의 사용을 규정하지는 않지만 관련 시설의 기술적 특징, 지리적

위치 및 지역의 환경 조건을 고려하는 최적실용가능기술을 바탕으로 해야 한다. 어떠한

경우에서도, 장거리 또는 월경 오염의 최소화에 대한 규정이 허가 조건에 포함되어야 하

며, 전반적으로 높은 수준의 환경 보호를 보장해야 한다.

회원국은 지침의 11조에 따라 관련 기관이 최적실용가능기술의 발전을 따르거나 그에 대

해서 통보를 받을 수 있도록 해야 할 의무가 있다.

3. 본 문서의 목적

지침의 16(2)조에서는 EC가 “최적실용가능기술, 관련 모니터링 및 해당 기술의 발전에 대

한 회원국과 관련 업계 간의 정보 교환”을 체계화하고 교환 결과를 발표할 것을 명시하고

있다.

정보 교환의 목적은 지침의 recital 25에 제시되어 있으며, “EC 차원에서의 최적실용가능

기술에 대한 정보 발전 및 교환은 EC 내의 기술 불균형을 해소하는 데 도움이 되고, EC

에서 사용된 한계값 및 기술의 전세계적인 전파를 촉진하며, 회원국들이 본 지침을 효율

적으로 시행하는 데 도움이 될 것”이라고 설명하고 있다.

집행위원회(Environment DG)는 16(2)조에 명시되어 있는 작업을 지원하기 위해 정보교환

포럼(IEF)을 설립했으며, IEF 산하에 기술 전문가 그룹이 설립되었다. 16(2)조에 명시되어

있듯이 IEF와 기술 전문가 그룹은 회원국과 업계의 대표를 포함한다.

본 문서들의 목적은 16(2)조에 명시되어 있는 바와 같이 이루어진 정보 교환을 정확하게

반영하고, 허가 조건에 대해서 판단할 때 허가 기관이 고려해야 할 기준 정보를 제공하는

것이다. 최적실용가능기술에 관한 관련 정보의 제공을 통해 이러한 문서들은 환경 성과를

- xix -

이끌 수 있는 중요한 도구의 역할을 할 것이다.

4. 정보 출처

본 문서에서는 특히 작업에서 집행위원회를 지원하기 위해 설립된 그룹의 전문 지식을 포

함해 많은 출처에서 수집되어 집행위원회의 업무를 통해 검증된 정보의 요약 내용을 설명

하고 있다. 모든 정보에 대해 감사의 말을 전한다.

5. 본 문서의 이해 및 사용 방법

본 문서에 제공되어 있는 정보는 특정한 경우에 BAT의 결정에 대한 자료로 사용하기 위

한 것이다. BAT에 대해서 판단하고 BAT 기반 허가 조건을 설정할 때에는 항상 환경 전

반에서의 높은 보호 수준을 달성할 수 있도록 전체 목표를 고려해야 한다.

본 절의 나머지 부분에서는 문서의 각 절에 제시되어 있는 정보의 유형에 대해 설명한다.

1장에서는 관리 및 처리 시스템에 대한 일반 정보를 포함해 폐수 및 폐가스에 대한 일반

설명을 제시한다.

2장에서는 환경 및 폐기물 관리, 시스템을 실행하는 데 적절한 방법 등에 대해서 설명한다.

3장에서는 화학분야에서 공통적으로 사용되는 폐수 및 폐가스 처리 기술에 관한 설명을

제시한다. 기술에는 재생 및 방지시설 공정이 포함된다. 2장 및 3장은 4장의 BAT 결론에

이르는 데 필수적인 정보를 제공하기 위한 본 참고 문헌의 핵심적인 내용이다.

4장에서는 일반적인 의미로 BAT와 호환될 수 있는 것으로 생각되는 기술 및 관련 배출

수준을 설명한다. 특정 상황에 가장 적합한 처리 기술을 찾는 과정에서, 본 horizontal적

문서의 문맥에서 ‘기술’이라는 용어는 단순한 기술 이상의 것을 포함하며, 또한 관리 방법

도 포함된다. 따라서 BAT에 기초한 허가 조건의 판단을 지원할 수 있거나 9(8)조에 따라

구속력 있는 일반 규정의 확립을 위한 적절한 기준으로 생각될 수 있는 배출 및 소비 수

준에 관한 일반적인 증거자료를 제시하는 것이 목적이다. 하지만 본 문서에서는 배출 한

계값을 제한하지 않는다는 점을 강조해야 한다. 적절한 허가 조건에 대한 판단에는 관련

시설의 기술적 특성, 지리적 위치 및 지역의 환경 조건 같은 지역, 현장 고유의 요인에 대

한 고려가 포함된다. 기존 시설의 경우에는 해당 시설들에 대한 변경에 있어서 경제 및

기술적 요인을 고려할 필요가 있다. 환경 전반에 대한 높은 수준의 보호에 대한 보장이라

는 단일 목표도 여러 가지 유형의 환경 영향 사이에 발생하는 상충 관계에 대한 판단

(trade-off judgement)이 포함되며, 이러한 판단은 대개 지역적 고려 사항에 영향을 받는

다.

이러한 문제들을 처리하기 위한 시도가 이루어지고 있기는 하지만 본 문서에서 완전하게

검토할 수는 없다. 따라서 4장에 명시되어 있는 기술 및 수준이 모든 시설에 적합해야 할

필요가 있는 것은 아니다. 반면에, 장거리 또는 월경 오염의 최소화를 포함해 높은 수준의

환경 보호를 보장해야 하는 책임은 순수하게 지역적인 고려 사항들만을 기준으로 허가 조

건을 설정할 수 없다는 것을 의미한다. 따라서 가장 중요한 점은 허가 당국에서 본 문서

에 포함된 정보를 모두 고려하는 것이다.

- xx -

최적실용가능기술은 시간이 흐르면서 변하기 때문에, 적절하다고 생각될 때마다 본 문서

에 대한 검토 및 개정이 이루어질 것이다. 모든 견해 및 제안은 다음 주소에 있는 미래기

술연구소(IPTS)의 유럽 IPPC 위원회에 제출될 것이다.

Edificio Expo, Inca Garcilaso s/n, E-4 1092 Seville, Spain

전화: +34 95 4488 284

팩스: +34 95 4488 426

이메일: eippcb@jrc.es

인터넷: http://eippcb.jrc.es

- xxi -

화학산업공정의 폐수 및 폐가스 관리에 관한

최적실용가능기술 지침서

요약 ·······················································································································································ⅰ

머리말 ················································································································································ⅹⅶ

범위 ··················································································································································ⅹⅹⅷ

1 개론 ···············································································································································1

1.1 화학산업의 폐수 및 폐가스 ·········································································································1

1.1.1 폐수 ······································································································································1

1.1.2 폐가스 ··································································································································3

1.2 폐수 및 폐가스와 관련한 환경 관리 ·························································································4

1.3 처리 기술 ·········································································································································6

1.3.1 공정 통합 방법 ··················································································································7

1.3.2 사후 처리 기술 ··················································································································8

1.4 폐수/폐가스 처리 및 환경 영향 ·······························································································13

2 폐수/폐가스 관리 ····················································································································16

2.1 환경 관리 시스템(EMS) ····································································································16

2.2 관리 방법 ······························································································································20

2.2.1 목록화 ·······························································································································20

2.2.2 운영 관리 도구 ················································································································31

2.2.3 전략적 관리 도구 ············································································································46

2.2.4 안전 및 비상 대책 ··········································································································48

3 적용 기술 ··································································································································52

3.1 제시되는 정보들 ··················································································································52

3.2 본문에서의 비용에 대한 정보 ··························································································53

3.2.1 총 설치비용 vs 제조업체 장비 비용 ··········································································54

3.2.2 신규 설치비용vs 개조 비용 ························································································55

3.2.3 자본 비용 vs 운영 비용 ································································································56

3.2.4 초기 배출물질 관리 비용 vs 증가 비용 ····································································56

3.3 폐수 처리 기술 ····················································································································57

3.3.1 공정 통합 조치 ················································································································57

3.3.2 유입량 조정 ······················································································································60

3.3.3 오작동에 대비한 저장 또는 보유능력 ········································································61

3.3.4 사후 처리 기술 ················································································································64

3.4 슬러지 처리 기술 ··············································································································165

- xxii -

3.4.1 슬러지 농축 및 탈수 ····································································································166

3.4.2 안정화 및 개량 ··············································································································171

3.4.3 열적 슬러지 저감 ··········································································································174

3.5 배가스 사후처리 기술 ······································································································179

3.5.1 VOC 및 무기화합물에 대한 재생 기술 ···································································182

3.5.2 VOC 와 무기 화합물 저감 공정 ···············································································212

3.5.3 미립자의 재생 및 저감 기술 ······················································································244

3.5.4 배가스내 가스상 오염물질의 회수 및 저감 기술 ··················································278

4 화학 부문의 폐수/폐가스 처리 및 관리에 대한 BAT ··············································288

4.1 개요 ······································································································································288

4.2 일반 BAT ···························································································································290

4.3 구체적인 BAT ···················································································································293

4.3.1 폐수 부문 ························································································································293

4.3.2 폐가스 부문 ····················································································································314

5 최신 기술 ································································································································324

6 맺음말 ······································································································································325

참고문헌 ············································································································································328

7 부록 ··········································································································································339

7.1 부록 I. 산업 및 지역별 WWTP의 공동 운영 ··························································339

7.2 부록 II. EFMA의 예시: 핀치 기술 ···············································································340

7.3 부록 III. 중앙관리식 생물학적 WWTP의 모니터링 ·················································345

7.4 부록 IV. 모니터링 기준 ···································································································346

7.5 부록 V. 오염사고 대응계획 ····························································································350

7.6 부록 Ⅵ. 폐수 및 폐가스 처리 예시 ·············································································351

7.6.1 폐수처리 설비의 기술적 정보 (예시) ·····································································351

7.6.2 폐수 배출에 대한 정보 (예시) ·················································································356

7.6.3 폐수처리시스템을 현장에 구비하고 있는 경우(예시) ···········································359

7.6.4 중금속 배출의 예시 ······································································································363

7.6.5 폐가스 처리 설비의 예시 ····························································································366

7.7 부록 Ⅵ. 관련 회원국 법률 ·····························································································368

용어 및 약어 ··································································································································458

- xxiii -

그 림 목 차

그림 I: 생산에 대한 관련성과 관리 간의 경계 또는 vertical BREF와 horizontal BREF간

의 경계 ································································································································xxix

그림 1.1: 폐수 처리 기술 ····················································································································6

그림 1.2: 폐가스 처리 기술 ················································································································7

그림 2.1: 환경 관리 시스템(EMS) 루프 ························································································17

그림 2.2: 현장 지향 EMS의 전략 ···································································································18

그림 2.3: 현장 지향 EMS의 복잡성 ·······························································································19

그림 2.4: 물 소비 및 발생 폐수의 저감을 위한 절차 ································································28

그림 2.5: 적절한 폐수 관리 시스템에 대한 의사 결정도표 ······················································35

그림 2.6: 관리부실의 다양항 요인 ··································································································46

그림 3.1: 교차충전 방식을 적용한 자급식 버퍼 ··········································································62

그림 3.2: 불연속적으로 주입되는 연결식 버퍼 ············································································62

그림 3.3: 연속적으로 주입되는 연결식 버퍼 ················································································63

그림 3.4: 누출 완충 시스템 ··············································································································63

그림 3.5: 오염물질의 종류와 연관된 폐수처리 기술의 범위 ··················································65

그림 3.6: 채널(도관) 형태의 수평류식 침사조 ·············································································67

그림 3.7: 원형 침사조 ························································································································67

그림 3.8: 폭기식 침사조 ····················································································································68

그림 3.9: 침강분리조(침전조) ···········································································································70

그림 3.10: 저개식 탱크(Hooper bottom tank) ·············································································70

그림 3.11: 편형 또는 튜브 침전기 ··································································································71

그림 3.12: DAF 시스템:a)재활용시, b)재활용 하지 않을 시 ··················································74

그림 3.13: DAF와 침강분리법의 분리효과 비교 ·········································································75

그림 3.14: 전통적인 하향류 다중매개체 모래여과 ······································································79

그림 3.15: 가압 필터 ··························································································································80

그림 3.16: 회전식 진공 필터 ············································································································80

그림 3.17: American Petroleum Institute Separator (API 분리기) ·······································87

그림 3.18: Parallel Plate Interceptor (PPI) 방식 ········································································88

그림 3.19: Corrugated Plate Interceptor (CPI) 방식 ·································································88

그림 3.20: 결정화 공정의 원리 ········································································································93

그림 3.21: 화학제품 생산과정 중 결정화의 다양한 적용 ··························································95

그림 3.22: 로프록스 장비의 공정흐름도 ····················································································102

그림 3.23: SCWO 공정의 간략 흐름도 ·······················································································106

그림 3.24: RO 배열 ··························································································································114

그림 3.25: 직렬로 연결된 2개의 흡착 컬럼의 작동방식 ··························································118

그림 3.26: 암모니아의 탈기, 공기 또는 증기 탈기방식 ···························································133

그림 3.27. 무기 화합물의 호기성(A) 및 혐기성(B) 미생물 분해에 대한 탄소 균형 ········139

그림 3.28: 혐기성 접촉 공정 ··········································································································140

그림 3.29: UASB 공정의 도식 ······································································································140

그림 3.30. 두 가지 단계의 혐기성 처리 공정에 대한 도식 ····················································141

그림 3.31. 금속 및 황산칼륨의 생물학적 제거 설비에 대한 공정의 도식 ··························144

- xxiv -

그림 3.32: 생물반응탑의 예 ············································································································147

그림 3.33. 전통적인 활성 슬러지 공정과 비교한 막 바이오 반응기의 다른 유형들 ········149

그림 3.34: 살수 여과 의 도식: ·······································································································149

그림 3.35: 전통적인 활성 슬러지 공정의 생물 여과 처리 ······················································150

그림 3.36: 연속 질화 및 탈질화 ····································································································157

그림 3.37: 탈질화 첫 단계 ··············································································································158

그림 3.38: 중앙관리식 WWTP(기계적-생물적-화학적)의 예 ················································160

그림 3.39: 원심력 슬러지 농축기 ··································································································167

그림 3.40: 물 활성 슬러지용 DAF 농축기 ·················································································168

그림 3.41: 벨트 여과기 프레스 ······································································································168

그림 3.42: 고정 부피 매입형 여과기 프레스 ··············································································169

그림 3.43: 유동상 소각로 ················································································································176

그림 3.44: 초심층 산화 반응기 ······································································································177

그림 3.45: 오염물질의 유형에 대한 폐가스 배관 후단 처리 기술의 범위 ··························180

그림 3.46: 일반적인 막 모세관 모듈 ····························································································182

그림 3.47: 일반적인 막 분리 설비에 대한 도식 ········································································183

그림 3.48: 증기 재생 장치(VRU)로서 막 분리 공정의 적용 ··················································184

그림 3.49: 2 단계 응축 시스템 ······································································································187

그림 3.50: 일반적인 질소 블랭키팅 운영을 통한 극저온 응축 재생 시스템 ······················188

그림 3.51: 비활성 대기 하에서의 극저온 재생 시스템 ····························································188

그림 3.52: 일반적인 폐쇄 사이클 비활성 가스 응축 시스템 ··················································190

그림 3.53: 일반적인 결합 층 흡착 공정 ······················································································194

그림 3.54: 유동층 흡착 ····················································································································195

그림 3.55: 연속식 이동층 흡착 및 탈착 ······················································································196

그림 3.56: 이동층 세정기 ················································································································202

그림 3.57: 충전층 세정기 ················································································································203

그림 3.58: 차단판 세정기 ················································································································204

그림 3.59: 스프레이 탑, (a) 정류, (b) 항류 ···············································································205

그림 3.60: 일반적인 흡수/탈착 시스템 ······················································································206

그림 3.61: 생물 여과의 구조 ··········································································································212

그림 3.62: 일반적인 생물 여과 공정 ····························································································214

그림 3.63: 일반적인 생물 세정기 ··································································································217

그림 3.64: 일반적인 생물 세정 공정 ····························································································217

그림 3.65: 살수여상 공정의 흐름도 ······························································································221

그림 3.66: 대표적인 살수여상 시설 ······························································································222

그림 3.67: 다양한 축열식 연소 시스템의 도해 ··········································································226

그림 3.68: 촉매 산화의 원리 ··········································································································231

그림 3.69: 축열식 촉매 산화기 ······································································································233

그림 3.70: 대표적인 엘리베이트 플레어 시스템[cww/tm/143] ··············································236

그림 3.71: 밀폐형 버너의 주요 구성품 ························································································237

그림 3.72: 분사기 로드 플레어 ······································································································239

그림 3.73: 차폐 플레어 ····················································································································239

그림 3.74: 머플 플레어 ····················································································································240

- xxv -

그림 3.75: 역류 집진 장치 ··············································································································247

그림 3.76: 직통형 집진 장치 ··········································································································247

그림 3.77: 와이어 플레이트 ESP ··································································································251

그림 3.78: 와이어 파이프 ESP ······································································································251

그림 3.79: 단일 단계 ESP 및 2단계 ESP의 계통도 ··················�