RTO care

증기압이 높아 대기중으로 쉽게 증발되어 질소산화물(Nox)과 공존시 태양광의 작용에 의하여 광화

학반응을 일으켜 오존 및 PAN(Peroxyacyl Nitrate)등 2차오염물질을 생성시킴으로써 광화학 스모

그 현상을 일으키는 물질을 휘발성유기화합물질(Volatile Organic Compounds, VOCs)이라고 한다.

가. 미국의 정의

대기중에서 광화학반응에 참여하는 물질중 일산화탄소, 이산화탄소, 탄산, 금속성 탄화물, 탄산염,

탄산암모늄을 제외한 모든 탄소화합물이라고 EPA는 CAA(Clean Air Act)의 TitleⅠ에 따른 정부의

실행계획을 준비, 채택, 시행하기 위한 언급에서 정의하고 있다. 광화학반응에 대한 영향이 무시될

정도인 유기화합물에 대해서는 법규제로부터 제외시키고 표준상태(20℃, 760mmHg)에서 증기압

이 0.1mmHg이상이 되는 유기화합물을 VOCs로 간주한다.

나. 일본의 정의

유기화합물중 원유, 가솔린, 나프타 및 항공터빈연료유 4호, 기타 단일물질은 1기압에서 비점이

150℃이하인 물질, 혼합물질은 1기압에서 전체5%의 유출점이 150℃이하인 물질을 VOCs이라 규정

하고 있으며 이중 일산화탄소, 탄산 및 그염류, 메탄, 에탄, 클로로에탄 및 트리할로트리플로로 에

탄등 광화학 반응성이 낮은 화합물은 제외시키고 있다.

다. 국내법상의 정의

"탄화수소류중 레이드 증기압이 10.3 킬로파스칼 (또는 1.5 psia)이상인 석유화학제품·유기용제 기

타 물질로서 환경부장관이 관계 중앙행정기관의 장과 협의하여 고시하는 물질 (대기환경보전법시

행령 제39조 제1항)로 정의하고 있으며 환경부고시 제2001-36호(2001.3.8)에 따라 벤젠, 부타디엔,

휘발유등 37개 물질 및 제품을 규제대상으로 하고 있다."

   

원본 위치 <http://www.devocs.co.kr/n/vocs_intro.htm>

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1) 물질자체가 직접적으로 인체에 유해(방향족 또는 할로겐족 탄화수소)

방향족 탄화수소 : 벤젠, 톨루엔, 자일렌등

할로겐 탄화수소 : Cl, F를 포함한 탄화수소

2) 인체에 대한 유해성은 크지 않으나 광화학반응을 통하여 스모그 발생의 원인이 됨

(지방족 탄화수소류, 특히 올레핀계)

3) 지표면 부근에서 오존의 생성에 관여하여 결과적으로 지구온난화에 간접적으로 기여

4) 성층권 오존층 파괴원인 물질(프레온)

5) 반응성이 약하여 장기간 대기중에 체류하여 환경에 누적되거나 축적되어

인간을 포함한 자연생태계에 영향을 미침(PCB)

VOCs의 유해성

오존 생성

1. 휘발성유기화합물질의 유해성

"고농도 VOC에 노출시 마취작용(중추신경계 억제), 현기증, 마비 및 사망등 급성장애를 일으

키며, 물질별 특이독성은 아래와 같음."

물질

건강장해

벤젠

조혈기능 장해(혈구감소증, 재생불량성 빈혈),부정맥, 발암성(백혈병)

할로겐화

탄화수소 간독성, 신독성, 심장독성(부정맥, 돌연사), 동물에서 발암성

메탄올

시력상실, 대사성 산증

포름알데히드

알레르기성 피부염, 폐기능 저하, 동물에서의 발암성

노르말 헥산

말초신경 장해

2. 오존 생성

VOC의 대기중 광화학반응

"대기중의 휘발성유기화합물질(VOC)의 가장 중요한 역할은 NOx와 같이 존재하여 OH

Radical과 반응, 오존을 생성시켜서 광화학옥시단트의 원인물질이 됨."

VOC + 2NO + 2O2 → H2O + 2NO2 + R′C(O) R′

NO2 + hv → NO + O

O + O2 + M → O3 + M

   

∴ VOC + 3O2 → H2O + O3 + R′C(O) R′

- NOx와 같이 존재하는 VOC가 오존의 생성원인이 됨

- 오존 농도별 사망자 실태

"1991년에서 1996년까지 서울시를 대상으로 오존오염과 사망자수의 관계를 분석한 결과 오존농

도가 0.1ppm증가하면 평소보다 3-10%정도의 사망자가 추가발생."

   

원본 위치 <http://www.devocs.co.kr/n/vocs_spec.htm>

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원리 :

악취 및 VOCs를 고온연소하여 산화분해 처리

장점 :

- 고농도의 VOCs의 처리에 효과적이다.

  

- 처리효율이 우수하다.

  

- 다양한 VOCs 및 악취성분의 처리가 가능하다.

단점 :

- 저농도의 악취성분 처리에 부적합하다.

  

- 초기 설계시 운전 중 가스폭발등 안정성에 주의하여야 한다.

  

- VOCs의 농도가 LEL의 25% 이상시 폭발방지를 위하여 공기주입 장치가

필요하다.

악취물질 :

- 발생VOCs의 전물질에 대하여 처리가능하다.

장치의 특성 :

- 처리가스량 : 100 ~ 2500 Nm3/hr

  

- RTO(축열식 소각) VOCs 및 악취성분을 Ceramic등의 축열재를 이용하여

750 ~ 900도로 축열소각함으로써 보조 연료비를 절감.

  

- RCO(축열촉매식 소각) VOCs 및 악취성분을 소각시 촉매를 사용하여

연소를 위한 활성화에너지를 낮춤으로써 보조연료비를 절감한다.

탈취 효율 :

95% 이상

경제성 :

초기 시설투자비가 높으며 VOCs의농도에 따라서 유지관리비가 결정된다.

   

원본 위치 <http://www.devocs.co.kr/n/vocs_tec5.htm>

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회수한 물질이 프로세스에 재이용할 수 있거나, 보일러 연료로 쓰일 수 있거나, 혹은 장치의 세척용 용제로 쓰일 수 있다거나, 아니면 다른 용도의 상품으로 가치가 있다면 당연히 최종 처리보다는 회 수 방법이 고려되어야 할 것이다. 회수 방법으로는 흡착-탈착, 냉각 응축, 증류 등의 방법이 있다.

VOC를 함유하는 배기 가스가 방출될 때 풍량 및 농도가 일정한가 아니면 수시로 변하는가 또는 주 기적인가는 처리 방법을 선택할 때 세심히 고려되어야 한다. 회분식(Batch) 공정에서와 같이 풍량과 농도의 변화가 심할 때는 처리 장치의 마모도 커지고, 열회 수효율도 낮아질 뿐 아니라 실제 파괴 효율(Destruction and Removal Efficiency)도 낮아질 수 있 다.

여러 가지 성분들이 섞여 있다면, 우선 회수를 하더라도 뒤에 재 분리장치가 필요하게 되며 처리방 법 선택에도 한계가 있다. 처리방법 설계시 DRE(파괴효율)은 VOC 성분들 중 가장 파괴가 힘든 물 질을 기준으로 해야 한다.

원칙적으로 모든 처리장치들은 LEL 의 25% 이하로 희석시켜 처리하도록 설계되어야 한다. 또한 덕 트의 구조나, 처리 장치의 초기 가동, 종료 및 고장 시 어느 한 순간이라도 농도가 LEL을 초과할 수 없도록 충분히 고려되어야 한다. 어떤 공정에서는 UEL을 초과하는 배출 가스가 방출되기도 하는데, 이런 경우에는 냉각 응축에 의한 회수 방법이 주로 이용된다. 그러나 회수가 진행되면서 농도가 UEL과 LEL 사이로 떨어져 폭발 가 능하게 될 수 있기 때문에 공기 대신 질소나 탄산가스를 이용하여 희석시킨다.

냉각 응축이나 흡착법은 온도가 40℃ 이상이면 냉각시키기에는 비경제적일 뿐 아니라 정상적인 흡 착력도 기대할 수 없을 것이다. 그러나 배기 가스의 온도가 높으면 높을수록 소각 방법은 보조연료 소모량이 줄어들기 때문에 경제적일 수 있다. 생물학적 처리방법 역시 미생물들이 활동하기에 적절한 10 ~ 40℃를 유지시켜야 적절한 처리 효율 을 기대할 수 있다.

VO 가 아닌 성분들이 얼마나 존재하는지도 처리 방법을 선택하는데 있어 매우 중요하다. 분진이 많 을 경우 흡착제나 촉매 등의 표면이 막혀 처리 효율을 저하시키고 또 납이나 황 성분 등 중금속이 있 을 때 는 촉매를 사용할 수 없다. 함유하는 VOC를 소각시킬 때는 각 할로겐 원소에 해당하는 산들 이 형성되기 때문에 Scrubber 같은 후처리 장치가 필요하고 장치 역시 내산 재질로 제작되어야 한 다.

특히 배출원이 여러 군데 있을 경우 설치 장소의 유무에 따라 소규모 처리 장치를 여러 군데 설치할 수도 있겠고, 아니면 배출원들을 하나의 덕트로 연결시켜 하나의 큰 처리 장치로 처리할 수 있다. 우 리나라처럼 땅이 비좁은 상황에서는 지붕이나 옥상에 설치 가능한 방법들이 선택에 있어 우선이 될 수도 있다.

유지관리를 하는데 있어 시간적, 기술적 요건 또 연간 소요되는 비용 또한 꼭 검토해야 될 사항이다. 소각의 경우에는 보조연료 소모량 및 내화물 교체 빈도, 흡착탑이라면 흡착제의 용량 및 교체 시기, Scrubber 의 Chemical 소모량 또 촉매를 쓸 경우 촉매의 수명 및 교체 비용 등이 비교 검토되어야 한다.

  

  

  

  

  

  

[그림 1] VOC 농도 및 유량에 따른 경제적인 처리방법 비교표

[그림 1]은 처리가스가 할로겐 화합물이나 촉매독 또 다량의 분진을 함유하지 않는다는 조건 하에서 단순히 VOC의 농도와 처리 또는 회수 가스 유량만을 고려할 때 경제적인 처리방법을 대략 나타낸 비교표이다.

A 지역 (저농도 저유량)

Afterburner (직화식 소각) 또는 Biofilter

B 지역 (고농도 저유량)

석유화학 제품 또는 원료의 저장 탱크로부터 탱크 내에 포화되어 있는 공기가 누출되거나 제약 또는 화학공장의 반응기로부터 누출되는 용제 함유 공기를 처리하는 한 예로서 Condensation (냉각응축 회수)법이 주로 이용된다.

C 지역 (저농도 고유량)

도장공장의 Spray Booth 등에서 포집된 폐가스와 같이 극히 저농도의 가스를 다량 처리할 필요가 있을 때는 Zeolite Wheel 또는 Carbon Fiber Wheel을 사용하여 가스농도를 10배 내지 20배 농축시킴과 동시, 유량은 1/10 또는 1/20으로 축소시킨 후 그 뒤에 촉매소각이나 축열식 소각 (RTO) 등으로 처리한다.

D 지역 (고농도 고유량)

자동차나 플라스틱 도장 공장 등의 오븐 및 도장 부스에서 포집된 폐가 스와 같이 VOC 양을 어느 정도 함유하고 있을 때는 그 VOC가 갖고 있 는 열량을 이용하는 방법도 경제적일 수 있다. 따라서 상황에 따라 Recuperative Oxidation이나 아니면 Regenerative Oxidation (축열식 소각) 방법으로 에너지 소모를 줄이면서 VOC 처리도 완벽히 할 수 있다.

E 지역

이 지역에서는 VOC 농도가 100 ppm 미만일 때는 Biofilter가 유지비가 작다는 점에서 볼 때 가장 경제적이겠으나, 경우에 따라서 촉매 이용이 가능하다면 촉매소각도 경제적인 방법이 될 수 있다. 또한 극히 저농도 의 경우 흡착법을 이용하는 것도 경제적이다.

   

원본 위치 <http://www.devocs.co.kr/n/vocs_care.htm>

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규제대상 제품 및 물질(환경부고시 제2001-36호, 2001.3.8)

비고 : CAS No.는 Chemical Abstracts Service Registry Numbers를 말한다.

국내 휘발성 유기화합물질 배출량 현황(2000')

배출원

도장

자동차

주유소

유류저장, 출하

인쇄

도로포장

세탁

배출량

(천톤/년)

728

397

203

30

34

21

24

20

비중(%)

100

54.5

27.8

4.1

4.6

3

3.3

2.7

[자료1] VOC배출억제, 방지시설의 저감효율 및 농도기준 설정 등에 관한 연구('01.12 환경부)

  

  

  

  

  

  

  

  

   

원본 위치 <http://www.devocs.co.kr/n/vocs_pol2.htm>

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벌칙 규정

관련규제2016.06.26 14:22

벌칙 규정

1. 벌칙

- 대기환경보전법 제57조(벌칙) (개정 '97.8.28 법 5388) '99. 10까지휘발성유기화합물질 배출시설 설치변경신고를 하지 아니하고 시설을 설치한 자 또는 휘발성유기화합물질 배출억제방지시설설치등 휘발서유기화합물질의 배출로 인한 대기환경상의 피해를 방지하기 위한 조치를 하지 아니한자 ⇒ 200만원이하의 벌금

- 개정 대기환경보전법

휘발성유기화합물질 배출시설 설치변경신고를 하지 아니하고 시설을 설치한 자 또는 휘발성유기화합물질 배출억제방지시설설치등 휘발성유기화합물질의 배출로 인한 대기환경상의 피해를 방지하기 위한 조치를 하지 아니한자 ⇒ 3000만원이하의 벌금

2. 행정처분

대기환경보전법 시행규칙 별표33

[휘발성유기화합물질 규제와 관련된 행정처분기준]

경과 규정

1. 관련 규정

- 대기환경보전법 시행규칙 부칙('96. 9. 14 환경부령 제24호) 제4조(휘발성 유기화합물질 배출시설에 관한 경과조치)

① 1999년 1월 1일 당시 영 제39조제2항의 규정에 의하여 휘발성 유기화합물질 배출시설로 되는 시설중 이미 설치되어 가동중인 시설은 이 규칙에 의한 휘발성 유기화합물질 배출시설로 본다. 이 경우 1999년 6월 30일까지 제63조의 규정에 의한 휘발성유기화합물질배출신고서와 구비서류를 시도지사에게 제출하여 신고필증을 교부받아야 한다.

② 제1항의 규정에 의한 휘발성 유기화합물질 배출시설 설치자는 1999년 12월 31일까지(영 제39조제2항제1호 및 제2호의 시설중 출하시설과 동조동항제2호의2의 규정에 의한 주유소의 저장시설은 2004년 12월 31일까지) 별표 18의 개정규정에 의한 기준에 따라 휘발성 유기화합물질 배출억제방지시설 설치 등의 조치를 하여야 한다. 다만, 조치에 특수한 기술을 요하는 등 부득이한 사정으로 기한내에 휘발성유기화합물질 배출억제방지시설 설치기준에 적합하게 할 수 없는 경우에는 기한만료전에 개선계획서를 시도지사에게 제출하여 승인을 얻어 1년의 범위내에서 그 기간을 연장할 수 있다.

- 휘발성유기화합물질 배출시설의 종류 ; 시설의 규모, 배출억제방지시설의 설치등에 관한 규정 부칙 2호('99. 3. 31)

(경과조치)2000년 1월 1일 당시 별표1의 배출시설중 제4호 내지 제10호의 시설로서 이미 설치되어 가동중인 시설은 2000년 12월 31일까지 별표2의 규정에 의한 기준에 따라 휘발성유기화합물질 배출억제방지시설설치 등의 조치를 하여야 한다. 다만, 조치에 특수한 기술을 요하는 등 부득이한 사정으로 기한내에 휘발성유기화합물질 배출억제방지시설 설치기준에 적합하게 할 수 없는 경우에는 기한만료전에 개선계획서를 환경부장관 또는 시·도지사에게 제출하여 승인을 얻어 1년의 범위내에서 그 기간을 연장할 수 있다.

[업종별 시행시기 및 신규기존시설에 대한 방지시설 설치기한]

   

원본 위치 <http://www.devocs.co.kr/n/vocs_pol4.htm>

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휘발성유기화합물질(VOC)에 대한 이해

- Volatile  Organoc  Compound -

   

   

   

   

   

   

   

   

   

수도권대기환경청

지 역 협 력 과

목      차

   

   

□ 휘발성유기화합물의 개요(VOCs)

   정의

   VOCs 규제사유

   대기배출시설과의 관계

   기대효과

-----------------------

   

   

   

  

  

  

2

   

   

   

  

□ VOCs 배출사업장에 대한 이해

   관계법규 등

   적용대상

   VOCs 배출억제방지시설 설치대상

   준수사항 및 강제수단

-----------------------

   

   

   

  

  

  

3

   

   

   

  

□ 대기환경규제 지역지정

-----------------------

  

  

5

□ VOCs 배출사업장

-----------------------

  

  

6

□ VOCs을 배출하는 시설의 종류 및 규모

-----------------------

  

  

7

□ VOCs 규제제품 및 물질

-----------------------

  

  

9

□ VOCs 배출억제방지시설 설치에 관한 기준 등

-----------------------

  

  

11

□ 수도권대기개선에관한특별법 에서의 voc규제 강화 주요내용  

  

-------------

  

18

   대기관리권역

   휘발성 유기화합물의 배출억제 등

   도료에 대한 VOCs 함유 기준

   폐기물소각시설의 배출허용기준

  

  

  

  

□ 참고자료(질의회신)

   밀폐관로의 정의

   응축기의 VOCs 방지시설 여부

   폐수이송 중간집수조에 덮게 설치여부

   VOCs를 공정으로 회수시 시설기준 적합여부

   개방식밸브에 대한 정의

   말통 또는 드럼도 보관시설 해당여부

   VOCs의 배출규제 적용범위

   집수조와 중간집수조의 차이

   자동차부품회사의 도장시설의 VOCs 해당여부

   일반세제 사용시 VOCs 해당여부

-----------------------

   

   

   

   

   

   

   

   

   

  

  

  

19

   

   

   

   

   

   

   

   

   

  

□ 건축용 도료와 자동차 보수용 도료 중 유기용제 함량에 관한  자발적 협약

  

  

---------

21

시설별 설치 현황

-----------------------

  

  

23

휘발성유기화합물(VOCs)의 개요

   

□ 정   의

    "휘발성유기화합물"이라 함은 탄화수소류중 석유화학제품유기용제 기타 물질로서 환경부장관이 관계 중앙행정기관의 장과 협의하여 고시하는 것을 말하며 환경부고시 제2004-141(2004. 9.18)호로 37종의 물질 또는 제품이 고시되어 있음

   

□ VOCs의 규제사유

    ○ 벤젠, 할로겐화 탄화수소 등 일부 VOC는 그자체가 발암성 등 유해성을 가짐

    ○ VOC는 질소산화물(NOx)과 광화학반응을 일으켜 지표면의 오존 농도를 증가시키는 스모그의 전구물질임.

    ○ 지표면 부근에서의 오존생성에 관여하므로 간접적으로 지구온난화에 기여하며 특유의 냄새로 악취 원인물질이 되기도 함.

   

□ 대기배출시설과의 관계

    ○ 하나의 배출시설이 대기오염물질 배출시설이면서 VOC 배출시설일수 있으나, 대기 배출시설과 VOC 배출시설 각각에 따르는 법적 의무는 대기환경보전법상 다른 의무로 각기 준수

    ○ 다만 신고절차에 있어 중복 서류 제출 등의 불편함을 덜기 위하여 VOC 배출시설 신고서의 제출을 대기오염물질 배출시설 설치허가신청서(신고서)의 제출로 갈음할 수 있음

   

   

   

     

   

□ 기대효과

    ○ 오존농도 및 악취농도의 저감

    ○ 대기배출시설 설치 허가 및 신고의 악취 저감의 한계성 극복

   

VOCs 배출사업장에 대한 이해

   

【관계법규 등】

   1. 수도권대기개선에관한특별법 제5장 (휘발성유기화합물 배출 억제 등)

   1. 대기환경보전법 제28조의2(휘발성유기화합물의 규제)

   1. 대기환경규제지역 지정에 관한 고시(환경부 고시1997-51호)

   1. 휘발성유기화합물 배출시설의 종류, 시설의 규모, 배출억제, 방지시설의 설치등에 관한 규정(환경부 고시 1999-45호)

   1. 휘발성유기화합물 규제제품 및 물질(환경부 고시 2004-141호) 

    

【적용대상】

   1. 수도권대기관리개선에 관한특별법 관리관역내 사업장

   1. 특별대책지역 또는 대기환경규제지역 지정내 사업장 이어야 하며

   1. 표준산업분류표를 기준으로 휘발성유기화합물배출사업장으로 규정되고

   1. 휘발성유기화합물을 배출하는 시설로서 규모이상 이어야 함.

     

【VOC배출억제방지시설 설치대상】

   1. 석유정제 및 석유화학제품 제조업 : 원유정제 등 제조시설, 저장시설, 출하시설

       ※ 출하시설의 방지시설 설치기한 : 2004.12.31(시행규칙 부칙 제4조 제2항)

   1. 저유소 : 저장시설, 출하시설

       ※ 출하시설의 방지시설 설치기한 : 2004.12.31(시행규칙 부칙 제4조 제2항)

   1. 주유소 : 저장시설

       ※ 저장시설의 방지시설 설치기한 : 2004.12.31(시행규칙 부칙 제4조 제2항)

   1. 세탁시설 : 세탁시설(1회 처리용량 합산하여 30㎏ 이상)

   1. 유기용제 및 페인트 제조업 : 반응시설, 혼합시설, 희석신나 제조시설,                  유기용제유기용제함유물질 유류저장시설, 페인트 저장시설

   1. 선박 및 대형 철구조물(10M × 10M)제조업 : 세정시설(탈지포함),                        도장시설(건조포함), 유기용제유기용제 함유물질 저장시설

   1. 자동차 제조업 : 도장시설, 유류유기용제 및 유기용제 함유 물질 저장시설

   1. 기타 제조업 : 세정시설, 도장시설, 유류, 유기용제 및 유기용제 함유 물질 저장시설

   1.  폐기물 보관처리시설(폐유, 폐유기용제, 폐농약) : 보관시설, 파쇄분쇄절단시설,                        소각시설, 고온열분해시설, 건류시설, 용융시설, 증발농축반응시설,                         정제시설, 유수분리시설, 응집침전시설, 건조시설

   1. 자동차 정비시설 : 도장시설

 【준수사항 및 강제수단】

   

준  수  사  항

강제수단(미이행시)

  

  

  

비   고

  

벌   칙

행 정 처 분

  

  

  

  

  

1차

2차

3차

  

VOC배출시설 신고

(법 제28조의2 제1항)

200만원 이하의

벌  금

경   고

-

-

대기배출시설

설치허가(신고)서로 갈음

※ 대기배출시설에 한함

VOC배출시설 변경신고

(법 제28조의2 제2항)

100만원 이하의

과태료

경   고

-

-

  

VOC배출억제방지시설의

설치등의 조치

(법 제28조의2 제3항)

200만원 이하의

벌  금

개선명령

조업정지

10일

조업정지

20일

  

VOC배출시설 또는 배출억제

방지시설 등의 개선명령

(법 제28조의2 제7항)

5년이하의 징역

3천만원 이하의 벌금

-

-

-

  

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

대기환경규제 지역지정

   

   

   

제정 1997. 7. 1.   환경부고시 제1997-51호

   

   

   

1. 규제지역 지정범위

     

규제지역

지   정   범   위

서울특별시

전      역

인천광역시

깅화군, 옹진군 제외(옹진군 영흥면은 포함)

경  기  도

수원시, 부천시, 고양시, 의정부시, 안양시, 군포시,

의왕시, 시흥시, 안산시, 과천시, 구리시, 남양주시,

   성남시, 광명시, 하남시

   

   

2. 대상 오염물질 : 오존(휘발성유기화합물질, 악취포함), 이산화질소,                            총먼지(TSP), 미세먼지(PM-10)

   

   

   

   

   

부            칙

   

이 고시는 고시한 날부터 시행한다.

   

휘발성유기화합물배출사업장

   

   

업   종

대상 사업장

표준산업 분류표

비  고(구코드)

(00.1.7 이전)

석유정제 및 석유화학제품제조업

석유 정제품 제조업

232

232

  

석유 화학계 기초유기 화합물 제조업

24111

24116

  

합성섬유 제조업

24401

24301

  

합성고무 제조업

24151

24131

  

합성수지 제조업

24152

24132

저   유   소

신고 대상의 해당 여부를 현장에서 판단 조치

  

  

주   유   소

신고 대상의 해당 여부를 현장에서 판단 조치

  

  

세 탁 시 설

신고 대상의 해당 여부를 현장에서 판단 조치

  

  

유기용제 및 페인트제조업

신고 대상의 해당 여부를 현장에서 판단 조치

  

  

선박 및 대형철구조물 제조업

신고 대상의 해당 여부를 현장에서 판단 조치

  

  

자동차제조업

자동차   부품 제조업 포함

  

  

기타제조업

목재 및 나무제품 제조업

20

20

  

제1차 금속산업

27

27

  

조립금속 제품 제조업

28

28

  

달리분류되지 않은

 기계 및 장비 제조업

29

29

  

컴퓨터 및 사무용기기 제조업

30

30

  

전자부품, 영상, 음향 및 통신장비 제조업

32

32

  

의료, 정밀 광학기기 및 시계 제조업

33

33

  

가구 및 기타 제조업

36

36

폐기물보관처리시설

(폐기물중간처리업)

신고 대상의 해당 여부를 현장에서 판단 조치

  

  

자동차정비시설

신고 대상의 해당 여부를 현장에서 판단 조치

  

  

※ 한국표준산업 분류를 따르도록 관련 규정에 명시되어 있지 않은 업종의 경우 해당 업체가 신고 대상에 해당 하는지를 현장 판단하여 조치함.

VOCs화합물질을 배출하는 시설의 종류 및 규모

   

구  분(업종)

배  출  시  설

  

  

시 설 명

규   모

1. 석유정제 및 석유화학

   제품 제조시설

가. 원유정제 등 제조시설

모든 시설

  

나. 저장시설

저장용량 40㎥이상

  

다. 출하시설

모든시설

2. 저유소

가. 저장시설

저장용량 20㎥이상

  

나. 출하시설

모든시설

3. 주유소

가. 저장시설

저장용량 20㎥이상

4. 세탁시설

가. 세탁시설

처리용량 30㎏이상(합계)

5. 유기용제 및 페인트

   제조업

가. 반응시설

용적 3㎥이상

  

나. 혼합시설

용적 3㎥이상

  

다. 희석신나 제조시설

용적 5㎥이상 또는

동력 50마력 이상

  

라. 유기용제, 유기용제

    함유물질 유류저장시설

저장용량 10㎥이상

  

마. 페인트 저장시설

저장용량 50㎥이상

6. 선박 및 대형 철구조물

   제조업

   (10m× 10m 이상대형 구조물에 한함)

가. 세정시설(탈지시설 포함)

용적 1㎥이상

  

나. 도장시설(건조시설 포함)

용적 5㎥이상 혹은 동력3마력 이상

  

다. 유기용제, 유기용제

    함유물질 저장시설

저장용량 10㎥이상

  

라. 유류 저장시설

저장용량 10㎥이상

7. 자동차 제조업

    (자동차 부품 제조업 포함)

가. 도장시설(건조시설 포함)

모든시설

  

나. 유류, 유기용제 및 유기

    용제 함유 물질 저장시설

저장용량 10㎥이상

8. 기타 제조업

가. 세정시설(탈지시설 포함)

용적 1㎥이상

  

나. 도장시설(건조시설 포함)

용적 5㎥이상 혹은 동력3마력 이상

  

다. 유류, 유기용제 및 유기

    용제 함유물질 저장시설

저장용량 10㎥이상

9. 폐기물 보관 처리시설       (폐기물중간처리업)

※ 폐기물관리법 시행령 제3조 별표 1에 의한 폐유, 폐유기용제 및 폐농약)

가. 보관시설

저장용량 10㎥이상(합계)

  

나. 파쇄분쇄절단시설

동력 20마력 이상

  

다. 소각시설

1일처리능력 10톤 이상

  

라. 고온열분해시설

1일처리능력 5톤이상

  

마. 건류시설

1일처리능력 5톤이상

  

바. 용융시설

동력 10마력 이상

  

사. 증발농축반응시설

1일 처리능력 5톤 이상

   

  

아. 정제시설

1일 20㎏이상

(고온 열분해 또는 감압 증류는 1일 24시간 기준으로 기타의 경우에는 1일 8시간 기준으로 산정)

  

자. 유수분리시설

1일 처리능력 5톤이상

  

차. 응집침전시설

1일 처리능력 5톤이상

  

카. 건조시설

시간당 처리능력 0.15㎥이상

10. 자동차 정비시설

가. 도장시설(건조시설 포함)

용적 5㎥이상 혹은 동력 3마력 이상

 비고 : 1. 제4호 세탁시설중 물세탁기기 등 VOC배출이 없는 기기는 합계에서 제외한다.

        2. 제8호 기타제조업은 한국표준산업분류에 따른 중분류 20, 27, 28, 29, 30, 32, 33, 36에 해당되는 제조업을 말한다.

   

 ※ 배출시설의 규모란의 경우 세탁시설 또는 폐기물보관시설의 예와 같이 "(합계)"라는 별도의 표시가 없는 경우 개별시설별로 대상규모 이상인 시설 각각이 규제 대상임.

       - 세탁시설의 경우 해단업소에 설치된 세탁기가 1회 처리용량을 합산하여 30㎏이상인 경우 규제대상임(예 : 1회 처리용량이 12㎏인 세탁기 3대36㎏처리용량규제대상)

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

휘발성유기화합물 규제제품 및 물질

   

개정  1998. 7.16  환경부고시 제1998- 45호

개정  2000. 6.20  환경부고시 제2000- 71호

      2001. 3. 8  환경부고시 제2001- 36호

      2004. 9.18  환경부고시 제2004-141호

   

   

휘발성 유기화합물 규제제품 및 물질을 다음과 같이 개정한다.

   

  

제품 및 물질명

  

분 자 식

CAS No

1

아세트알데히드

Acetaldehyde

C2H4O〔CH3CHO〕

75-07-0

2

아세틸렌

Acetylene

C2H2

74-86-2

3

아세틸렌 디클로라이드

Acetylene  Dichloride

C2H2Cl2

540-59-0

4

아크롤레인

Acrolein

C3H4O

107-02-8

5

아크릴로니트릴

Acrylonitrile

C3H3N

107-13-1

6

벤젠

Benzene

C6H6

71-43-2

7

1,3-부타디엔

1,3-Butadiene

C4H6

106-99-0

8

부탄

Butane

C4H10

106-97-8

9

1-부텐, 2-부텐

1-Butene, 2-Butene

C4H8[CH3CH2CHCH2)],

C4H8[CH3(CH)2CH3]

106-98-9

107-01-7

10

사염화탄소

Carbon Tetrachloride

CCl4

56-23-5

11

클로로포름

Chloroform

CHCl3

67-66-3

12

사이클로헥산

Cyclohexane

C6H12

110-82-7

13

1,2-디클로로에탄

1,2-Dichloroethane

C2H4Cl2[Cl(CH2)2 Cl]

107-06-2

14

디에틸아민

Diethylamine

C4H11N[(C2H5)2NH]

109-89-7

15

디메틸아민

Dimethylamine

C2H7N

124-40-3

16

에틸렌

Ethylene

C2H4

74-85-1

17

포름알데히드

Formaldehyde

CH2O[HCHO}

50-00-0

18

n-헥산

n-Hexane

C6H14

110-54-3

   

19

이소프로필알콜

Isopropyl Alcohol

C3H8O[(CH3)CHOHCH3]

67-63-0

20

메탄올

Methanol

CH4O[CH3OH]

67-56-1

21

메틸에틸케톤

Methyl Ethyl Ketone

C4H8O[CH3COCH2CH3]

78-93-3

22

메틸렌클로라이드

Methylene Chloride

CH2Cl2

75-09-2

23

엠티비이(MTBE)

Methyl Tertiary Butyl Ether

C5H12O[CH3OC(CH3)2CH3]

1634-4-4

24

프로필렌

Propylene

C3H6

115-07-1

25

프로필렌옥사이드

Propylene Oxide

C3H6O

75-56-9

26

1,1,1-트리클로로에탄

1,1,1-Trichloroethane

C2H3Cl3

71-55-6

27

트리클로로에틸렌

Trichloroethylene

C2HCl3

79-01-6

28

휘발유

Gasoline

-

86290-81-5

29

납사

Naphtha

-

8030-30-6

30

원유

Crude Oil

-

8002-5-9

31

아세트산(초산)

Acetic Acid

C2H4O2

 64-19-7

32

에틸벤젠

Ethylbenzene

C8H10

 100-41-4

33

니트로벤젠

Nitrobenzene

C6H5NO2

 98-95-3

34

톨루엔

Toluene

C7H8

 108-88-3

35

테트라클로로에틸렌

Tetrachloroethylene

C2Cl4   

 127-18-4

36

자일렌(o-,m-,p-포함)

Xylene

C8H10

1330-20-7

(95-47-6

108-38-3

106-42-3)

37

스틸렌

Styrene

C8H8

100-42-5

 비 고 : CAS No(Chemical Abstracts Service Registry Numbers)는 미국화학회(ACS; American Chemical Society)에서 동질성을 가지는 물질 등에 부여한 고유번호를 말한다.

   

   

   

   

휘발성유기화합물 배출억제방지시설 설치에 관한 기준등

   

   

구분(업종)

배출시설

기       준

1. 석유정제 및 석유

   화학제품제조업

가. 제조시설

(1)제조공정중의 펌프압축기(공기압축기를 제외한다. 이하 같다)압력완화장치개방식밸브 및 배관등 휘발성유기화합물의 누출가능성이 있는 시설에 대하여 매월 액체의 누출 여부를 검사하고, 이를 기록보존하여야 한다.

(2)제1항에 의한 검사결과 액체의 누출이 확인된 경우에는 즉시 법 제7조의 규정에 의하여 환경부장관이 정하여 고시한 대기오염공정시험방법에 따라 측정기를 이용하여 휘발성유기화합물의 배출 농도를 측정하고, 이를 기록하여야 한다.

(3)제2항에 의한 측정결과 누출농도가 대기오염공정시험방법에서 규정하는 검출불가능 누출농도이상일 경우에는 자체수리하도록 명할 수 있으며, 누출농도가 10,000ppm이상(압력완화장치에 대하여는 설정 압력이상인 경우의 방출을 제외한다)인 경우에는 15일이내에 수리하여야 한다. 다만, 동시설의 수리로 인하여 전체제조공정의 가동중지가 불가피하다고 해당 시도지사가 인정하는 경우에는 그 기간을 연장할 수 있다.

(4)압축기는 휘발성유기화합물의 누출을 방지하기 위한 가스켓등 봉인장치를 설치하여야 한다.

(5)개방식 밸브나 배관에는 뚜껑, 브라인드프렌지, 마개 또는 이중밸브를 설치하여야 한다.

(6)검사용시료채취장치에는 시료채취시에 발생되는 휘발성유기화합물을 처리시설로 이송하기 위하여 끝이 막힌 배관장치 또는 밀폐된 배출관로를 설치하여야 한다.

(7)제6항에 의한 배관장치나 배출관로는 휘발성유기화합물을 대기중으로 배출됨이 없이공정중으로 재회수 시키거나 처리시설로이송하여 처리할 수 있는 구조로 설치되어야 한다.

(8) 제조공정에 설치된 각각의 배수장치에는 물등을 이용한 봉인장치(Water Seal Control)를 설치하여야 한다.

   

구분(업종)

배출시설

기       준

1. 석유정제 및 석유

   화학제품제조업

가. 제조시설

(9)중간집수조(Junction Box)에는 덮개를 설치하거나 덮개 및 환기배관(Open Vent Pipe)을 설치하여야 하며, 덮개는 조사나 보수때 제외하고는 항상 제위치에 있어야 하고 덮개가 파손되거나 덮개와 집수조 사이에 틈새가 발견되면 15일이내에 이를 보수하여야 한다.

(10)중간집수조(Junction Box)에서 폐수처리처리장으로 이어지는 하수구(Sewer line)대기중으로 개방되어서는 아니되며, 금틈새등이 발견되는 경우에는 15일 이내에 이를 보수 하여야 한다.

(11)휘발성유기화합물을 배출하는 폐수처리장의 집수조는 대기오염공정시험방법에서 규정하는 검출불가능 누출농도이상으로 휘발성유기화합물이 발생하는 경우로서 규정하는 검출불가능 누출농도 이상으로 휘발성유기화합물이 발생하는 경우에는 휘발성유기화합물을

   80%이상의 효율로 억제제거할 수 있는 부유지붕이나 상부덮개를 설치운영하여야 한다.

(12)폐수처리장의 유수분리조나 휘발성유기화

  합물을 배출하는 저장탱크는 부유지붕이나 상부덮개를 설치운영하여야 하며, 상부덮개를 설치한 경우에는 덮개와 유체표면과의 사이의 공간에서 발생된 휘발성유기화합물을 포집처리할 수 있는 시설을 설치하거나 제어할 수 있는 제어시설을 설치운영하여야 한다.

  

나. 정제시설

다음의 1에 해당하는 시설을 설치운영하여야 한다.

(1)내부부상지붕(Internal floating roof)형 저장시설의 경우

 (가)내부부상지붕은 저장용기 내부의 액체표면에 놓여 있거나 떠 있어야 한다.(반드시 액체와 접촉할 필요는 없음)

  (나)저장탱크내벽과 부유지붕의 상단 가장자리에는 다음 밀폐장치중의 하나를 갖추어야 한다.

   1)유면과 접촉되어 떠 있는 폼 밀봉장치(Foam Seal) 또는 유체충진형 밀봉장치는 저장탱크의 내벽과 부유지붕사이의 유체와 항상 접촉되어 있어야 한다.

   

구분(업종)

배출시설

기       준

1. 석유정제 및 석유

   화학제품제조업

나. 정제시설

 2) 이중 밀봉장치

     저장용기 벽면과 내부 부유지붕의 가장자리 사이의 공간을 완전히 막기 위하여 2개의 층으로 되어 있고, 각각이 지속적으로 밀폐될 수 있도록 하여야 한다.

  3) 지렛대 구조밀봉장치(Mechanical Seal)

  (다)자동환기구와 림환기구를 제외하고, 부상지붕에 설치되는 각 개구부의 하부 끝은 액표면 아래에 잠겨질 수 있도록 설계되어야 하며, 각 개구부의 상부에는 덮개를 설치하여 작동중인 때를 제외하고는 항상 틈이 없이 밀폐되도록 하여야 한다.

  (라)자동환기구는 가스켓이 정착되어야 하며, 부상지붕이 액표면위에 떠있지 않거나 지붕지지대에 놓여 있을 때를 제외한 작동중에는 항상 닫혀진 상태이어야 한다.

  (마)림환기구는 가스켓이 장착되어야 하며, 부상지붕이 지붕지지대에서 떨어져 부상하고 있거나 사용자의 필요시에만 열리도록 설치하여야 한다.

(2)외부부상지붕(External floating roof)형 저장시설의 경우

 (가)외부부상지붕은 폰툰식(Pontoon type)이거나 이중갑문식 덮개(Double deck type cover)구조이어야 한다.

 (나) 저장용기 내벽과 부상지붕의 상단 가장자리에는 이중 밀폐장치를 설치 하여야 한다

 (다)부상지붕은 초기충전시와 저장용기가 완전히 비어 재충전할 때를 제외하고는 항상 액체표면에 떠 있어야 한다.

 (라)자동환기구와 림환기구를 제외하고, 부상지붕에 설치되는 각 개구부의 하부 끝은 액표면 아래에 잠겨질 수 있도록 설계되어야 하며, 각 개구부의 상부에는 덮개를 설치하여 작동중인 때를 제외하고는 항상 틈이 없이 밀폐되도록 하여야 한다.

 (마)자동환기구는 가스켓이 장착되어야 하며, 지붕이 떠있지 아니하거나 지붕지지대에 놓여 있을 때를 제외한 작동중에는 항상 닫혀진 상태이어야 한다.

  

   

구분(업종)

배출시설

기       준

1. 석유정제 및 석유

   화학제품제조업

나. 정제시설

(3)기존의 고정형지붕형(Fixed roof) 저장시설의 경우

   휘발성유기화합물 방지시설을 설치하여 대기중으로 직접 배출되지 아니하도록 하여야 한다.

  

다. 출하시설

(1)출하시설은 하부적하(Bottom Loading)방식에 적합한 구조로 하여야 하며, 하부적하방식에 적합하지 아니한 차량이나 주유소의 시설에 대하여는 제품을 출하하여서는 아니된다.

(2)사업자 또는 운영자는 저유소, 주유소등으로부터 출하시에 회수된 휘발성유기화합물은 공정중에서 재이용하거나 소각등의 방법으로 환경적으로 안전하게 처리하여야 한다.

(3)제2항의 규정에 의한 회수처리시설중 소각시설의 처리효율은 95%이상이어야 한다.

(4)출하시 포장을 하는 공간에는 국소배기장치 및 휘발성유기화합물 방지시설을 설치하여 대기로의 배출을 방지하여야 한다.

2.저유소

(석유정제회사와 주유소를   연결하는 시설)

가. 저장시설

제1호나목의 기준에 의한다. 다만, 연간 입하량 또는 출하량 총량이 당해 시설용량을 초과하지 아니하는 지하비축시설의 경우에는 방지시설을 설치하지 아니할 수 있다.

  

나. 출하시설

제1호다목의 기준에 의한다

3. 주유소

가. 저장시설

(1)주유소에 설치된 저장탱크에 유류를 적하할 때 배출되는 휘발성유기화합물질은 탱크로리나 자체 설치된 회수설비를 이용하여 대기로 직접 배출되지 아니하도 록 하여야 한다.

(2)저장탱크에 설치된 가지관 또는 숨구멍밸브등은 외부로 휘발성유기화합물질의 배출이 최소화될 수 있도록 적절한 조치를 하여야 한다. 다만, 안전상의 문제가 있을 경우에는 시도지사가 시설의 설치를 면제할 수 있다

   

   

   

구분(업종)

배출시설

기       준

4. 세탁시설

   (수동작업은 제외)

가. 세탁시설

(1)퍼크로로에틸렌, 트리클로로에탄, 불소계 용제를 사용하는 시설은 작업장 외부로 휘발성유기화합물질이 배출되는 것을 방지하기 위하여 밀폐형이어야 한다(용제회수기가 별도로 부착된 경우는 밀폐형으로 본다)

(2) 솔벤트 등 기타 유기용제를 사용하는 시설은 휘발성유기화합물질이 외부로 배출되는 것을 억제할 수 있는 조치를 하여야 한다

5. 유기용제 및         페인트 제조업

가. 제조시설

(1) 국소배기장치 및 휘발성유기화합물질 방지

   시설을 설치하여야 한다.

(2) 펌프, 밸브, 배관에 대하여는 육안으로 누출여부를 확인하고 누출시에는 15일이내에 이를 수리하여야 한다.

(3) 혼합시설과 이동식 저장시설 상부에는 덮개를 설치하여 외부공기와의 접촉을 최소화하여야 한다.

  

나. 저장시설

(1) 저장시설은 밀폐구조이어야 하며, 환기구를 통해 배출되는 휘발성 유기화합물질은 방지시설을 설치처리하여야 한다.

(2) 충전시 배출되는 휘발성 유기화합물질은 전량 운송차량으로 회수하여야 한다.

6. 선박 및 대형    

   철구조물 제조업

가. 세정시설

(탈지시설 포함)

유기용제 사용시설은 밀폐구조이어야 하며 국소배기장치 및 휘발성 유기화합물질 방지시설을 설치하여 대기로의 방출을 방지하여야 한다.

  

나. 도장시설

(건조시설 포함)

(1) 대기환경보전법 제28조, 같은법 시행령 제38조 및 같은법 시행규칙 제62조의 규정에 의거 신고된 야외도장시설에 대하여는 다음과 같다

  페인트 사용량이 최소화될 수 있도록 작업방법 등의 개선조치를 하여야 한다.

(2) 그 외 도장시설은 국소배기장치 및 휘발성 유기화합물질 배출을 억제할 수 있는 방지시설을 설치하여 대기로의 방출을 방지하여야 한다.

  

다. 저장시설

1. 유기용제 및 페인트제조업중 나. 저장시설의 기준에 준한다.

   

구분(업종)

배출시설

기       준

7. 자동차제조업

가. 도장시설

(건조시설 포함)

(1) 연속도장공정, 즉 메인부스(main booth)에 대하여는 다음과 같다.

(가) 기존시설의 경우 유기용제 사용을 억제하고 사용도료내 유기용제 함유량을 단계적으로 줄인다.

(나) 신규시설의 경우 휘발성 유기화합물질 배출량이 전착 도장면적당 메탈릭도료(metallic paint)를 사용하는 경우는 120g/㎡, 고체도료(solid paint)를 사용하는 경우는 60g/㎡ 이하로 배출되는 시설을 갖추어야 한다.

(2) 그외 도장시설(건조시설과 혼합시설을 포함한다)의 경우는 국소배기장치 및 휘발성 유기화합물질 배출을 억제할 수 있는 방지시설을 설치하여야 한다.

  

나. 저장시설

(1) 유기용제 및 페인트 제조업중 나. 저장시설의 기준에 준한다.

8. 기타 제조업

가. 세정시설

(탈지시설 포함)

(1) 유기용제 사용시설은 밀폐구조이어야 하며 국소배기장치 및 휘발성 유기화합물질 방지시설을 설치하여야 한다.

  

나. 도장시설

(건조시설 포함)

(1) 도장시설에는 국소배기장치 및 휘발성 유기화합물질 방지시설을 설치하여야 한다

(2) 건조시설에는 국소배기장치 및 휘발성 유기화합물질 방지시설을 설치하여야 한다.

  

다. 저장시설

(1) 유기용제 및 페인트 제조업중 나. 저장시설의 기준에 준한다.

9. 폐기물보관처리시설

   (폐기물관리법시행령

    제3조 별표1에의한   폐유, 폐유기용제    및 폐농약)

   

   

  

가. 보관시설

(1) 저장시설은 밀폐구조이어야 하며, 환기구를 통해 배출되는 휘발성유기화합물질은 방지시설을 설치처리하여 대기로의 방출을 방지하여야 한다.

(2) 충전시 배출되는 휘발성유기화합물질은 전량 운송차량으로 회수하여야 한다.

  

나. 파쇄분쇄  절단시설

파쇄분쇄절단시 휘발성유기화합물질 배출을 막기위하여 밀폐 혹은 밀폐와 동등한 효과의 시설설치또는 조치를 취하여야 한다.

  

다. 소각시설

라.고온열분해시설

마. 건류시설

시설 투입구 및 배출구는 휘발성유기화합물질 방지시설을 설치하여 대기로의 배출을 방지하여야 한다.

   

구분(업종)

배출시설

기       준

9. 폐기물보관처리시설

   (폐기물관리법시행령

    제3조 별표1에의한   폐유, 폐유기용제    및 폐농약)

바. 용융시설,

사. 증발농축반응시설

아. 정제시설,

자. 유수분리시설

차. 응집침전시설

시설은 밀폐구조여야 하며, 환기구를 통해 배출되는 휘발성유기화합물질은 방지시설을 설치처리하여 대기로의 배출을 방지하여야 한다.

  

카. 건조시설

국소배기장치 및 휘발성유기화합물질 방지시설을 설치하여 대기로의 배출을 방지하여야 한다.

10. 자동차 정비시설

가. 도장시설

(건조시설 포함)

(1) 도장시설에는 국소배기장치 및 휘발성유기화합물질 방지시설을 설치하여 대기로의 배출을 방지하여야 한다.

(2) 건조시설에는 국소배기장치 및 휘발성유기화합물질 방지시설을 설치하여 대기로의 배출을 방지하여야 한다.

비고 : 1."압력완화장치"라 함은 휘발성유기화합물의 제조과정에서 배관안의 압력증가로 정상적인 작업이 곤란하여 이를 완화시키기 위해 설치된 장치를 말한다.

       2."검사용시료채취장치"라 함은 휘발성유기화합물의 제조과정에서 제조중인 물질에 대한 품질검사등을 목적으로 그 시료를 채취하기 위하여 설치된 관, 밸브, 기구등 일체의 장치를 말한다.

       3. "배수장치"라 함은 휘발성유기화합물의 제조생산과정이나 시설의 보수수리등의 과정에서 발생된 각종 폐수를 폐수처리장으로 이송하기 위하여 배출하는 관밸브기타 시설 등을 말한다.

       4. "유수분리조"라 함은 폐수중에 함유된 폐유를 물과 분리하기 위한 목적으로 설치된 철제탱크콘크리트조등 일체의 구조물을 말한다.

       5. "부상지붕"이라 함은 액체의 표면과 접촉되어 액체의 높낮이에 따라 액체표면과 함께 움직이는 지붕덮개를 말한다.

       6. "하부적하방식"이라 함은 휘발성유기화합물을 싣거나 내리는 과정에 대기중으로의 노출이 일어나지 않도록 유조차 등의 하부로 싣고 내리며 밀폐된 관로를 통하여 저유소나 주유소등의 저장탱크내에서 발생되는 휘발성유기화합물을 회수하는 방법을 말한다.

       7. "석유화학제품제조업 이라 함은 한국표준산업분류에 따른 석유화학계 기초화합물제조업, 합성섬유제조업, 합성고무제조업, 합성수지 및 그 밖에 플라스틱물질 제조업을 말한다.

       8. "출하시설"이라 함은 석유계 혼합물 또는 휘발성유기화합물이 포함된 유체를 송유관유조차 등에 이송하는 시설을 말한다.

       9. "중간집수조"라 함은 휘발성유기화합물이 포함된 유체와 폐수를 집수하는 시설로 공정과 폐수처리장의 집수조(유량조정시설) 중간에 유지보수안전 및 공정관리를  목적으로 설치한 시설을 말한다.

수도권대기개선에관한특별법 에서의 voc규제 강화 주요내용

    대기관리권역 (시행령 제2조 관련)

   

  

지 역 범 위

서 울 시

전 역

인 천 시

 옹진군(옹진군 영흥면은 제외)을 제외한 전역

경 기 도

 김포시, 고양시, 의정부시, 남양주시, 구리시, 하남시, 성남시, 의왕시, 군포시, 과천시, 안양시, 광명시,시흥시,

 부천시, 안산시, 수원시, 용인시, 화성시, 오산시, 평택시, 파주시, 동두천시, 양주시, 이천시

   

휘발성유기화합물 배출 억제 등

   

□환경친화형 도료의 기준 등

  환경부장관은 대기관리권역에서 사용되는 도료(塗料)에 대한 휘발성유기화합물의 함유기준을 환경부령으로 정할 수 있다. 이 경우 환경부장관은 관계중앙행정기관의 장과 협의하여야 한다.

   대기관리권역안에 도료를 공급 또는 판매하는 자는 제1항의 규정에 의한 휘발성유기화합물의 함유기준을 초과하는 도료를 대기관리권역안에 공급하거나 판매하여서는 아니된다.

   국가 및 지방자치단체는 제1항의 기준에 적합한 도료를 제조공급 또는 판매하는 자에게 기술적재정적 지원을 할 수 있다

   

□폐기물소각시설에 대한 배출허용기준의 강화

  환경부장관은 대기관리권역에 설치된 폐기물소각시설(제14조의 규정에 의하여 사업장설치의 허가를 받은 소각시설을 제외한다)에 대하여 환경부령이 정하는 바에 따라 대기환경보전법 제8조의 규정에 의한 배출허용기준보다 강화된 배출허용기준을 정할 수 있다.

   

도료에 대한 휘발성유기화합물의 함유기준

1. 건축용 도료

   

용  도  분  류

휘발성유기화합물 함유기준(g/)(희석후)

  

  

2005.7.1 이후

2007.1.1 이후

1. 콘크리트시멘트몰탈용

  

  

  1) 수성무광

75이하

65이하

  2) 수성광택

140이하

100이하

  3) 수성하도

50이하

40이하

  4) 수성퍼티

50이하

40이하

  5) 유성외부(불소계 제외)

550이하

500이하

  6) 유성외부(불소계)

650이하

530이하

  7) 유성내부

550이하

500이하

  8) 유성하도

550이하

550이하

  9) 유성퍼티

150이하

100이하

2. 일반철재용

  

  

  1) 상도마감용(락카계 제외)

550이하

530이하

  2) 상도마감용(락카계)

700이하

650이하

  3) 하도방청용(락카계 제외)

500이하

500이하

  4) 하도방청용(락카계)

700이하

650이하

3. 일반목재용

  

  

  1) 하도용(락카계 제외)

550이하

530이하

  2) 하도용(락카계)

700이하

650이하

  3) 상도용(락카계 제외)

550이하

530이하

  4) 상도용(락카계)

700이하

650이하

  5) 스테인

700이하

680이하

4. 방수바닥재류

  

  

  1) 유성 상도

650이하

530이하

  2) 유성 중도

230이하

150이하

  3) 유성 하도

650이하

600이하

  4) 수성

50이하

40이하

5. 가정용도료

  

  

  1) 수성

75이하

65이하

  2) 유성

500이하

530이하

6. 특수기능도료

  

  

  1) 발수제

800이하

780이하

  2.)다채무늬도료

400이하

400이하

   

2. 자동차보수용 도료

   

용  도  분  류

휘발성유기화합물 함유기준[g/)(희석후)]

  

  

2005.7.1 이후

2007.1.1 이후

 1. 워시프라이머

850이하

780이하

 2. 프라이머/서페이서

650이하

580이하

 3. 상도-single

650이하

580이하

 4. 상도-basecoat

650이하

620이하

 5. 상도-topcoat

650이하

620이하

 6. 특수기능도료

900이하

840이하

   

3. 도로표지용 도료

   

용  도  분  류

휘발성유기화합물 함유기준(g/)(희석후)

  

  

2005.7.1 이후

2007.1.1 이후

 1. 도로표지용 도료

550이하

500이하

   

   

폐기물 소각시설의 배출허용기준

   

오염물질

배 출 시 설

배출허용기준

황산화물

(1) 소각용량 2톤/시간 이상인 시설

30(12)ppm이하

  

(2) 소각용량 2톤/시간 미만인 시설

70(12)ppm이하

먼 지

(1) 소각용량 2톤/시간 이상인 시설

30(12)㎎/S㎥이하

  

(2) 소각용량 2톤/시간 미만인 시설

80(12)㎎/S㎥이하

   

   

   

참 고 자 료(질의회신)

   

   

◇ 밀폐관로의 정의?

   ▶ 휘발성유기 화합물을 대기중으로 배출됨이 없이 공정중으로 재회수 시키거나 처리시설로 이송하여 처리할수 있는 구조를 말함.

   

◇ 응축기를 VOCs 배출억제를 위한 방지시설로 설치할수 있는지 여부?

   ▶ VOC물질의 회수를 위한 방지설비로 응축설비가 석유화학공장 등에 활용되고 있으나 설치가능 여부는 시설이 갖는 효율에 따라 좌우될 수 있음. 그러나 냉매로서 냉각수를 이용하는 경우는 배출되는 VOC 물질에 따라 차이가 있을수 있으나 회수효율(응축효율)이 매우 낮을 것으로 판단됨. 만일 냉각수를 사용하여도 개방구를 통해 VOC물질이 대부분 회수가 가능할 경우에는 설치가 가능하나 이 경우 기술자료를 해당 관청에 제시하는 것이 필요

   

◇ VOC배출 방지시설에서 발생하는 소량의 폐수를 이송하는 중간집수조에 대하여도 덮게를 설치하여야 하나?

   ▶ 중간 집수조의 덮게설치는 규제대상 VOC의 사용 여부에 따라 판단토록 정의하고 있으므로 규제대상 VOC가 함유된 폐수배출시설의 중간집수조 또는 유수분리조는 80%이상의 제거효율을 갖는 덮게를 설치하여야 함.

   

◇ 검사용시료채취장치에서 배출되는 VOC를 공정으로 회수되는 형태일 경우 VOC 규제의 시설기준에 적합한지?

   ▶ 검사용시료채취장치에서 배출되는 VOC를 공정중으로 재 회수 할수 있는 경우 대기중으로 VOC가 배출되지 않을 경우 기준에 적합한 시설로 봄.

   

◇ 석유정제 및 석유화학제품 제조업의 VOC배출시설중 "개방식밸브"에 관한 정의?

   ▶ 석유화학제품 제조업 가.제조시설의 "개방식 밸브"는 압력완화장치의 밸브를 제외한 모든 밸브중 밸브의 한쪽 끝이 공정의 유체(액체 또는 기체)와 접촉되어 있고 다른 한쪽끝은 직접 대기 또는 열려있는 파이프와 연결된 것을 말합니다.

◇ 폐기물중간처리업체로서 지정폐기물로서 폐유 및 폐유기용제가 발생하고 있으며 이들은 20 말통 및 200드럼에 담겨 마개를 막은뒤  10㎥이상(합계)의 컨테이너(보관시설)에 보관하고 있는바

   - 10㎥(합계) 이상의 컨테이너(보관시설)가 VOC배출시설에 해당되는지 여부?

   ▶ 저장용량 합계가 10㎥이상인 시설은 지정폐기물 보관시설로 규제 대상임.

   - 개별 용기에 마개를 막은 것이 보관시설 기준중 "밀폐구조"의 개념에 부합되는지의 여부?

   ▶ 개별용기가 마개로 밀폐되어 VOC의 배출이 없을 경우 저장시설이 밀폐된 것으로 볼수 있으며, 이러한 경우에는 별도의 방지시설을 하지 않아도 될 것으로 사료됩니다.

   

◇ 휘발성유기화합물(VOC)의 배출규제에 대한 적용범위?

   ▶ 휘발성유기화합물(VOC) 규제에 대한 범위는 대기환경규제지역 및 특별대책 지역 이외의 지역은 원칙적으로 휘발성유기화합물질을 중점으로 규제하는 대상지역은 아니며, 다만 기타지역으로서 대기환경보전법시행규칙에서 정하고 있는 52종 대기오염물질과 25종 특정대기유해물질 중에서 벤젠 및 몇가지 탄화수소류(휘발성유기화합물질)를 배출하는 시설에 해당될 경우 적절한 방지시설을 설치아여 배출허용기준을 준수하여야 함.

   

◇ "집수조"와 "중간집주조"의 차이?

   ▶ 집수조는 폐수 처리장에 있는 폐수집수조를 말하며, 중간집수조는 공정내 혹은 폐수처리장의 집수조에 폐수를 보내기 위한 집수조를 의미하며, 공정중의 안전을 위한 목적이나, 우수 집수를 위한 중간집수조에 휘발성유기화합물질이 포함된 폐수가 저장 된다면 덮개를 설치하여 대기중으로 개방되지 않도록 하여야 함.

   

◇ 자동차부품 생산회사로 도장시설(47.68㎥)과 건조시설(114㎥)을 가동하고 있을 경우 VOC배출 신고 대상인지 여부

   ▶ 자동차 부품 제조업도 자동차제조업에 포함되기 때문에 동 사업장의 경우 도장시설(건조시설 포함)의 모든 시설이 대기환경보전법 제28조의2 및 동법 시행규칙 제63조의 규정에 의한 신고대상 시설에 해당됨(대관67221-294).

   

◇ 기타제조업으로서 탈지시설 2기를 가동중으로서 1기는 VOC를 사용하고 1기는 세제를 사용할 경우 세제를 사용하는 탈지시설이 VOC배출시설에 해당되는지 여부

   ▶ 세정시설(탈지시설)이 용적 1㎥이상 시설은 휘발성유기화합물질 배출시설에 해당되나, 탈지시설에서 휘발성유기화합물질을 사용하지 않을 경우에는 휘발성유기화합물질 배출시설에 해당되지 아니함.

건축용 도료와 자동차 보수용 도료 중 유기용제

함량에 관한 자발적 협약 요약

   

Ⅰ.자발적 협약 추진배경

  o 방지시설 설치를 통한 VOC 배출저감을 기대하기 어려운 건축용 도장 및 자동      차보수용 도장과정에서의 VOC 배출저감을 위해서는 해당 도료 중 유기용제       함량의 제한이 필수적임

  ※건축용 도료의 경우 야외도장 특성상 전량 대기로 배출되며, 자동차 보수용 도료의 경우 5인미만 영세한 사업체가 90%이상이고 대기배출시설로 관리되고 있는 자동차 수리업체가 총 수리업체의 10%내외임을 감안할 때, 도료 중 VOC 함량 규제를 통한 VOC 저감시책이 효과적일 것으로 기대됨

  o 규제 실시 이전에 자발적 협약을 통해 도료제형 및 도장기술 변경 등 기술검토와 VOC 배출저감이라는 두 목적을 동시 달성하고자 함

  ※수도권대기질개선특별법에 근거하여 2005년 중 수도권에 공급판매되는 도료에 대해서는 VOC함량을 규제할 계획이며 2009년 이후에는 전국적으로 페인트 중의 VOC 함량을 규제할 계획임

Ⅱ. 그간의 추진경과

  o 2003. 6  자발적 협약 추진계획 등에 대한 임원진 회의 개최

         - 도료분류체계 및 함량기준(안)에 관한 도료업계의 이견 제시

  o 2003.7~9 실무협의체를 구성하여 건축용 도료 및 자동차보수용 도료의 함량                기준에 관한 전수조사 실시

  o 2003.10~11 전수조사결과를 바탕으로 우리부에서 마련함 함량기준에                  대한 실무협의 실시

  o 2003.11.26  도료업계 임원진 회의 개최

   

   

   

Ⅲ. 자발적 협약 개요

 □ 협약 명칭

  o 휘발성유기화합물의 대기배출저감을 위한 건축용 도료와 자동차 보수용 도료 중      유기용제 함량에 관한 자발적 협약

 □ 협약 근거

  o 환경정책기본법 제34조제2항

   - 사업자의 환경관리에 대한 국가의 행정적 지원의 근거

  o 환경부고시 제2002-139호 자율환경관리협약운영규정

 □ 협약 기업

  o 도료제조사 중 내수시장의 70%이상을 점유하고 있는 상위 6개사

   - KCC, DPI, 삼화페인트, 건설화학, 동주산업, 조광페인트

   ※자료출처 : 도료산업평가 등에 관한 보고서, Nice Credit 2002.12.23(Vol.16, No.49)

  o 한국페인트잉크공업협동조합 등을 통해 참여의사를 표명한 협약 적용 대상 도료를 생산하는 도료제조업체(구체적인 절차 마련 필요)

 □ 협약 내용 개요

  o 저감수단 : 건축용도료 및 자동차보수용 도료 각각의 내수판매량 가중 유기용제                평균 함량 저감

  o 이행방법 : 협약에서 정한 유기용제 평균함량 저감 목표 달성

  o 협약기업에 대한 인센티브 제공 등 정부의 역할

  o 협약 이행점검 등

   

   

   

시 설 별 현 황

   

□ 시도별 소각시설(200kg/hr 미만) 현황

서울특별시                                       (서울특별시 '04.12월)

   

구 분

총 계

생 활

사업장

17

7

10

   

인천광역시                                       (인천광역시 '04.12월)

   

구 분

총 계

생 활

사업장

273 

41 

232

   

경기도                                      (경기도 '04.12월)

   

구 분

총 계

생 활

사업장

1,484

123

1,361

   

□ 환경친화적 페인트 제조 및 판매업소 현황

도료업체(제조)                             (환경부 : 2001년기준) 

   

구 분

총 계

제 조

  

판 매

  

  

  

전국

수도권

전국

수도권

7,300

300

150

7,000

3,500

※ 통계청자표 (03.12.31 기준)

  - 일반도료 및 관련 제품 제조 : 358개소

  - 일반도료 및 관련 제품 판매 : 464개소

   

□ 휘발성 유기화합물질 배출시설 현황    (환경부 : 2003.12말기준)

   

구 분

전국

수 도 권

  

  

  

  

  

합 계

서 울

인 천

경 기

2,989

1,885

648

553

684

 

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배출원별 규제 현황

1. 이동오염원

자동차에서 배출되는 증발가스를 제작차에 대한 테스트 기준을 통해 미국, 일본, 유럽과 동일한

수준으로 관리

[대기환경보전법 시행규칙 별표 20]

 

국가

기준

측정방법

한국

2g/test

shed test

EU

2g/test

shed test

미국

2g/test

96년까지 shed test,

97년부터 방법 변경

일본

2g/test

shed test

※ SHED(sealed house evaporative determination)

지방자치단체별로 운행차대상 정기검사(Inspection and Maintenance),

지역 자동차운행량 삭감계획(5부제등) 수립시행 예정

2. 점오염원 (대형배출원)

도장, 세정, 저장등 대형배출원(제조업)으로 업종 특성에 맞게 배출억제방지시설 설치기준으로 규제(대기환경보전법 28조의2) 휘발성유기화합물질에 대한 규제가 1999년부터 본격적으로 시작되는 점을 감안, 주로 대기오염물질배출시설(대기환경보전법 별표 2) 이상의 규모인 배출시설을 우선적으로 규제

3. 비점오염원

주유소세탁소정비소인쇄소등 소형배출시설과 건물도장, 아스팔트 포장, 폐기물 매립장등의 배출원 유해성이 큰 물질을 다량 배출하는 주유소세탁소정비소를 우선 규제 건물도장등 비점오염원은 수용성페인트로 전환, 용제사용 저감 및 대체 등 오염예방을 유도

[배출 허용 기준 (제12조 관련)]

(개정 2001년 10월 16일)

오염 물질

배출 시설

적용기간 및 배출허용기준

  

  

  

2004년 12월 31일까지

2005년 1월 1일 이후

EU탄화수소

(THC로서)

도장시설(건조시설 포함)

   

(1) 배출가스량의 10,000m³

/시간 이상인 시설

   

(2) 배출가스량이 10,000m³

/시간 미안인 시설

  

   

   

50ppm 이하

   

100ppm 이하

   

국내 VOCS 배출규제 현황

1. 여천특별대책지역

'96.9.20 환경부고시제96-117호(여천공단특별대기보전종합대책)

2. 울산특별대책지역

   

'97.7.1. 환경부고시 제97-52호

(울산,미포 및 온산국가산업단지의 휘발성유기화합물질배출저감을 위한 종합대책)

3. 수도권 지역

'95.12 : 규제근거조항 신설(대기환경보전법 제28조의2)

'97. 7 : 대기환경규제지역 지정고시

'99.3.31 : 환경부고시제1999-45호(휘발성유기화합물질 배출시설의 종류, 시설의 규모, 배출억제 · 방지시설의 설치등에 관한 규정)

※ 대기환경규제지역 지정현황

서울, 인천, 수원, 부천, 고양 의정부, 안양, 군포, 의왕, 시흥, 안산, 과천, 구리, 남양주, 성남, 광명, 하남시등 수도권 17개시

국외 VOCS 배출규제 현황

1. 다자간 협약 (북미 및 유럽)

- 1979년 : ECE(UN유럽 · 경제위원회)에 의해『장거리이동대기오염방지협약』채택

- 1991년 11월 : 미국, 카나다 포함 23개국 의정서 조인

※ SOx, NOx, VOC의 대기중 배출량을 기준년도(대부분 국가가 1988년)에 비해

2000년까지 30% 삭감 목표에 합의, 각국이 실천계획수립 및 입법화

2. 유럽

- 1994년 : EEC(유럽공동체)가 가맹국에게 VOC의 배출을 억제하도록 입법화 지시

독일 (986년) , 프랑스(1988년), 영국(1990년), 이탈리아(1993년)

- 1994년 : EEC는『 VOC배출억제 가이드라인』제정

- 1996년 EU 이사회는 가맹국에 대해 2007년까지 배출량을 60% 삭감토록 지시

3. 대만

- 1994년 : 자동차 제조업의 표면도장에서 대기오염물질의 배출기준 고시

- 1997년 : 석유화학제조업에 대한 배출기준 고시

4. 일본

- 1994년 : 악취방지법 시행규칙 공포

   

원본 위치 <http://www.devocs.co.kr/n/vocs_pol5.htm>

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휘발성 유기화합물(VOC) 제거기술 동향

   

제1장 서 론

휘발성 유기화합물(VOC, Volatile Organic Compound)은 대부분 인간의 산업 활동에 의해서 많이 발생되고, 최근 자동차수의 급증이나 각종 화석연료의 사용량 증가로 인해 많은 사람들이 밀집해 주거하고 있는 대도시지역에서는 이러한 문제가 더욱 더 심각하게 받아들여지고 있다. 최근에는 생산과 소비의 증대에 따라 증가된 폐기물을 처리하는 매립지 등에서는 대기 중으로 방출되는 VOC가 환경문제로 대두되고 있다.

VOC 중에는 벤젠과 같이 대부분의 방향족 탄화수소는 강한 발암성 및 백혈병, 중추신경 장애, 염색체 이상 등을 유발시키는가 하면, 염화탄화수소는 오존층 파괴와, 지구온난화, 그리고 휘발성 유기화합물의 연쇄반응에 의하여 광화학 산화물이 생성되어 광화학 스모그 등을 일으켜 눈의 자극, 가시거리 저하, 동식물 및 농작물에 피해를 줄뿐만 아니라 오존은 대기중의 SO₂를 산화시켜 산성비의 원인이 되는 황산 mist의 생성을 촉진시킨다. 또한, 자극적이고 불유쾌한 냄새를 함유하고 있어 악취를 뿜으며, 저농도에서도 냄새를 감지할 수 있다.

이러한 VOC는 대기로 배출되기 이전에 제어되어야 하는데, 현재까지의 처리기술은 크게 파괴기술과 회수기술로 분류된다. VOC 파괴에는 산화 또는 소각인 연소기술이 이용되는데 복열, 재생열 회수장치를 포함한 열산화법과 촉매 산화법이 이 기술에 해당한다. VOC를 최종 처리하기 전에 포집하기 위한 회수기술에는 흡착, 흡수, 응축 등이 포함되며 이외에도 생물학적 처리법이나 흡·탈착 촉매산화방식을 이용한 각종 신기술을 이용한 방지기술이 개발되어 활용되고 있으나, 각 제거방법들을 투자비, 운영비, 처리효율, 제어특성 등으로 평가되어야 한다.

   

제2장 VOC 정의 및 분류

2.1 VOC의 정의

대기환경 중 유기화합물은 여러 가지 측면에서 분류하고 있으며, 각 물질의 대기 중 존재상태, 휘발성(Volatility)정도에 따라 휘발성(Volatile)과 반휘발성(Semivolatile), 비휘발성(Nonvolatile)의 3가지의 크게 분류할 수 있다. 휘발성은 증기압과 끓는점으로 분류할 수 있으며, 휘발성은 증기압이 10-2kPa이상, 반휘발성은 10-2~10-8kPa, 비휘발성은 10-8kPa이하로 분류되고, 끓는점은 100℃를 기준으로 그 이상이면 휘발성, 이하는 반휘발성, 비휘발성으로 분류한다. 일반적으로 휘발성유기화합물질(VOC; Volatile Organic Compounds)은 0.02psi 이상의 증기압을 가지거나 끓는점이 100℃ 미만인 유기화합물로 정의할 수 있다. 결국 VOC는 다수 화합물의 총칭이라고 하겠다.

증기압의 높아 대기중으로 쉽게 증발되어 질소산화물(NOx)과 공존시 태양광의 작용에 의하여 광화학반응을 일으켜 오존 및 PAN(Peroxyacetyl-Nitrate)등 이차 오염물질을 생성시킴으로서 광화학스모그현상을 일으키는 물질을 휘발성유기화합물질(VOC; Volatile Organic Compounds)이라고 한다.

VOC란 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 비균질 탄화수소 및 지방족과 비균질이 혼합되어 있는 탄화수소 중 레이드 증기압이 10.3 KPa이상인 물질이며 단, LPG, 메탄, 에탄 등 광화학 반응성이 낮은 물질은 제외이라고 대기환경보전법에 정의되어 있다. 종류는 일반 탄화수소와 비균질 탄화수소로 나뉘며, 일반 탄화수소에는 Paraffin계와 Olefin계의 지방족 탄화수소와 Benzene 계열로 Benzene, Toluene 등의 방향족 탄화수소가 있으며, 비균질 탄화수소는 알데히드, 케톤류 등이 있다.

세계 여러 나라의 VOC에 대한 정의, 규제법규 및 추진해 온 대책 등을 알아보면 다음과 같다.

2.1.1 한국

1996년 8월 31일 공고한 대기환경보전법 시행령의 개정령 제 39조에 따르면 지방족 탄화수소류, 방향족 탄화수소류, 비균질 탄화수소류(알데히드, 케톤, 알콜 등)중 레이드 증기압이 29.7kPa 이상인 물질을 휘발성 유기화합물질이라고 하며, 이중 액화석유가스, 메탄, 에탄 등 광화학 반응성이 낮은 물질은 제외하고 있다. 여기서 레이드 증기압은 ASTM D323-90에 의하여 측정된 증기압으로서, 순수 단일물질의 경우 37.8℃(100℉)에서의 증기압과 같다.

휘발성유기화합물질의 정의는 1998. 12월 다음과 같이 개정하였다.

정 의

개정 이전

탄화수소류 중 레이드증기압

"27.6kPa 이상인 물질, 제외대상은 환경부장관 고시"

개정 이후

탄화수소류 중 레이드증기압

"10.3kPa 이상인 제품·물질, 규제대상 환경부장관 고시"

*레이드 증기압 : 석유류 제품의 증기압 측정법은 37.8℃(100℉)에서 측정

*kPa(킬로파스칼) : 압력단위(1기압=760mmHg=101.3kPa, mmHg÷7.5=kPa)

2.1.2 미국

진증기압(True Vaper Pressure : TVP)이 1.5psia이상인 석유화학제품 및 유기용제 등으로 벤젠 등 광화학 반응성이 에탄보다 큰 318종의 물질과 원유, 가솔린, 납사, 제트연료 등의 제품을 관리하고 있다.

미국은 1960년대 캘리포니아주를 중심으로 세계 최초로 VOC에 대한 규제를 시작하였고 1970년에는 대기정화법(Clean Air Act)를 제정하면서 대류권내의 오존층을 관리하는 차원에서 전국적인 VOC규제원칙을 발표하였다.

그 후 1990년 11월에 대기정화법을 대폭 개정하여, 대기정화법 수정조항(The Clean Air Act Amendments of 1990)이 통과됨으로써 VOC에 대한 규제가 보다 체계화되었다. 이러한 노력에 따라 지난 5년간 미국의 VOC 배출량은 1970년대(2,974만톤)를 기점으로 점차 감소하는 추세를 보이고 있다.

대기중에서 광화학 반응에 참여하는 물질 중 일산화탄소, 이산화탄소, 탄산, 금속성 탄화물, 탄산염, 탄산암모늄을 제외한 모든 탄소화합물이라고 EPA는 CAA(Clean Air Act)의 Title I에 따른 정부의 실행계획을 준비, 채택, 시행하기 위한 법률에서 정의하고 있다. 광화학 반응에 대한 영향이 무시할 정도인 유기화합물에 대해서는 법규제로부터 제외시키고 표준상태(20℃, 760mmHg)에서 증기압이 0.1mmHg 이상이 되는 유기화합물을 VOC로 간주한다. 배출원별 발생비율을 보면 1993년의 경우 용제사용 26.8%, 자동차 26.1%, 석유 및 화학 관련 산업 10% 등의 배출양상을 보이고 있다. 최근 5년간의 미국의 VOC 배출량은 감소하고 있다.

2.1.3 유럽

유럽공동체는 1984년 "산업으로부터의 대기오염 저감"에 관한 법령을 공표하여 가맹국에 입법화를 촉구하기 시작하였다. 그 결과 VOC 규제법이 독일(1986년), 이탈리아와 네덜란드(1988), 영국(1990년) 등에서 제정되었다. 1992년에는 보다 강화된 내용으로 통일 기준안이 만들어졌고, 1994년 12월에는 인위적인 배출량의 약 40%를 차지하는 자동차의 배출량을 향후 10~15년 내에 80~90% 줄이기 위한 방안 및 가솔린 저장, 유통과정에서의 VOC 관리 및 저감대책을 본격 추진하였다.

1992년의 "소정의 공정 및 산업설비로부터 발생하는 유기용제 배출규제(안)"에 규정된 관리대상공정 및 시설범위로는 (1)인쇄, (2)표면세정, (3)신차의 도장공정, (4)트럭의 운전부분의 도장공정, (5)밴, 트럭, 버스 등의 자동차 도장공정, (6)자동차의 재도장, (7)코일도장공정, (8)금속 및 플라스틱, 목공, 섬유, 필름, 종이표면의 도장공정, (9)드라이크리닝, (10)목공표면의 함침, (11)피혁, 접착제의 도장공정, (12)도료, 바니스, 잉크, 접착제의 제조, (13)천연 및 합성고무의 완성품의 전환, (14)식물류와 지방분 추출, 식용유의 정제공정, (15)의약품제조, (16)섬유제품의 염색과 마무리, (17)인쇄기계 등을 나열하고 있으나, 규제대상에 대하여는 나라별로 차이가 있고, 대상시설에 따른 규제수단들도 나라마다 다르다.

2.1.4 일본

유기화합물질 중 원유, 가솔린, 나프타 및 항공터빈 연료유 4호, 기타 단일물질은 1기압에서 비점이 150℃ 이하인 물질, 혼합물질은 1기압에서 전체 5%의 유출점이 150℃ 이하인 물질을 VOC라고 규정하고 있으며, 이중 일산화탄소, 탄산 및 그 염류, 메탄, 에탄, 클로로에탄 및 트리할로트리플로로에탄 등 광화학 반응성이 낮은 화합물은 제외시키고 있다.

일본에서는 최근까지 대기오염방지법과 관련하여 규제치나 구체적인 저감 대책을 가지고 있지 않다. 그러나, 동경, 오오사카, 교토 등 지방자치단체에서는 조례 및 배출구에서의 규제기준치를 정하여 지도하고 있다. 즉 발생원별로 규제대상시설 및 시설규모를 정하고 설비규제기준 및 도료사용규제기준 등으로 규제하고 있으며, 도료를 다량 사용하는 공장에 대해서는 공장전체에 대하여 총량규제를 실시하고 있다.

일본의 경우는 법제정비에 있어 국가규제방향이 정립되고 나서 자치 단체규제로 확산되어 가기보다는 문제되는 자치단체에서 먼저 조례 등으로 규제를 시작하게 되고, 이것이 일반화될 시점에 이를 국가에서 전국적으로 방향을 제시하는 방식으로 전개되고 있는 실정이다. 이에 따라 자치단체별 VOC규제 추세에 따라 중앙정부차원의 VOC 규제일반에 대한 관련제도를 정립하기 위하여 준비하고 있는 단계에 있다.

   

2.2 VOC의 분류

2.2.1 VOC의 종류

대기 오염물질중 고정원에서 배출되는 황화합물(SOx), 질소화합물 (NOx) 및 휘발성유기화합물(VOC) 등은 배출량이 많을 뿐만 아니라, 인체와 지구환경 및 생태계에 미치는 영향이 지대하여 전 세계적으로 배출규제가 강력히 요구되고 있다.

일반적으로 통용되는 VOC는 Benzene, Toluene, Xylene, Methyl ethyl ketone(MEK), Acetone, Isopropyl alcohol, Glycol ethers, 원유정제화합물, 납사 및 Mineral spirits이며, 표 2.2에서는 VOC 물질의 종류를 발생원별로 제시하였는데, 대부분의 유기용제가 해당되어 Paraffin, Olefin과 Aromatics에는 실제로 많은 종류의 화합물이 포함된다.

표 2.2. 발생원에 따른 VOC 물질의 종류

공장의 종류

발생원

VOC 물질의 종류

도장 및 잉크제조 공장

자동차, 전자제품 도장 및 건조기

금속, 유리, 옵셋인쇄 건조기

에나멜, 니스 건조기

벤젠, 톨루엔, 크실렌, 납사, 알코올, 에스테르, 유기용매

용매, 접착제 및

합성수지제조공장

플라스틱, 합판 제조공정 등

스타이렌, 알데히드, 에스테르

화학공장

석유화학, 유기합성 공정 등

벤젠, 톨루엔, 크실렌, 알데히드, 알코올

악취물질취급 공장

비료, 사료, 소화기 제조과정 등

아민 및 황화합물

기타

담배 건조기, 향료 제조과정 등

알코올, 에스테르

※대표적 VOC 물질 :

지방족탄화수소, 방향족 탄화수소, 할로겐 탄화수소, 케톤류, 알데히드류, 알콜류, 글리콜류, 에테르류, 에폭시류, 페놀류 등

※대표적 VOC 제외대상 물질 :

메탄, 에탄, 일산화탄소, 이산화탄소, 금속카바이드 또는 카보네이트, 암모늄 카보네이트

2.2.2 광화학 반응성에 따른 분류

VOC는 대기 중에서의 광화학 반응성에 따라 분류하기도 하는데, 이는 일반적인 유기화합물 분류의 VOC에 속하는 화합물이라도 대기중에서의 반응성에 따라 오염에 영향을 주는 정도가 달라지기 때문이다. 오존오염과 관련된 VOC의 영향은 광화학 반응성의 정도로 평가되는 것이 일반적이며, 규제대상 화합물을 선택하는데 많이 활용된다. 오존오염과 관련된 규제대상 VOC 화합물은 다음의 2가지 범주에 속하는 화합물을 제외한 모든 유기화합물로 정의되는 것이 일반적이다.

① CO, CO₂, Carbonic acid, metallic carbides 또는 carbonates 및 ammonium carbonate로 대개 무기화합물질로 분류되는 탄소함유 화합물

② 광화학 반응성이 작은 것으로 분류된 화합물

VOC의 연쇄 광화학반응에 의한 광화학산화물 (오존, 알데히드, 스모그속의 질소화합물)의 생성과정은 다음과 같다.

(1) VOC의 광화학반응 싸이클

NO₂+ 빛(λ=400nm) ――→ NO + O

O₂+ O ――→ O₃(오존)

R-C-R + O ――→ RCO· + RC· (자유 라디칼)

RCO· + O₂ ――→ RCO₃·

RCO₃+ R-C-R ――→ 알데히드 등

RC· + O₂――→ RCO₂· (과산화물 라디칼)

RCO₂+ O₂――→ O₃+ RCO·

(2) VOC와 질소화합물(NOx)과의 광화학반응 싸이클

RCO₃+ NO₂――→ RCO₃NO₂(스모그 속의 질소화합물)

한국산업안전공단에서 1997년 10월 01일 제시한 휘발성 유기화합물(VOC) 처리기술지침에서의 VOC 정의는 "지방족 탄화수소류, 방향족 탄화수소류, 비균질 탄화수소류(알데히드, 케톤, 알코올 등) 및 지방족과 비균질이 혼합되어 있는 탄화수소 중 레이드 증기압이 27.6kPa 이상인 물질을 말한다. 단, 메탄 및 에탄 등 광화학 반응성이 낮은 물질로서 국가에서 정하여 고시하는 물질은 제외한다."로 되어 있고, 또, "광화학 산화물이라 함은 VOC가 빛과 반응하여 생성된 오존, 알데히드, 스모그 중의 질소화합물 등을 말한다."라고 되어 있다.

그러나 대부분 대기환경 중 VOC라 함은 탄화수소화합물의 총칭으로 방향족탄화수소와 지방족탄화수소(Paraffin계와 Olefin계) 등의 일반 탄화수소와 질소, 수소 및 할로겐원소를 포함하는 비균질탄화수소(Heterogeneous Hydrocarbon; 알데히드, 케톤류 등)로 분류된다. 특히 VOC는 방향족탄화수소와 할로겐탄화수소와 같이 화합물 자체로서도 환경 및 건강에 직접 유해하거나 지방족 탄화수소와 같이 주로 대기중의 광화학반응에 참여하여 광화학 탄화물 등의 2차 오염물질을 생성할 수 있다. 올레핀계 탄화수소화합물은 광화학 반응성이 큰 것으로 이미 잘 알려져 있다.

즉, 탄소와 수소만으로 구성된 탄화수소류와 할로겐화 탄화수소, 질소나 황함유 탄화수소 등 상온·상압에서 기체 상태로 존재하는 모든 유기화합물을 통칭하는 의미로 사용되며 넓은 의미로는 반휘발성 유기화합물도 포함된다.

VOC는 오존 등 광화학스모그 원인물질일 뿐만 아니라 발암성 등의 유해물질, 지구온난화와 성층권 오존 파괴의 원인물질, 대기 중 악취물질로서 환경 및 건강에 영향을 초래하여 VOC 감축을 대기질 관리의 주요 정책수단으로 이용하는 국가가 증가하는 추세이다. 최근 국내에서는 오존오염도가 매년 증가하고 도시지역에서는 단기 환경 기준치를 초과하는 사례가 빈번히 발생함에 따라 VOC에 대한 규제관리가 요망되고 있다. 이에 따라 1995년 12월에 공포된 대기환경보전법 개정 법률에는 1999년 1월 1일부터 대기오염규제 지역 내의 VOC 배출시설에 대한 규제를 명시하고 있고 이에 따른 시행계획을 준비 중에 있다.

   

제3장 VOC의 영향

3.1 개요

휘발성 유기화합물(VOC)에 속하는 화합물로는 방향족 탄화수소와 지방족 탄화수소(Paraffin 계와 Olefin 계)등의 일반 탄화수소와 질소, 산소 및 할로겐 원소를 포함하는 비균질탄화수소(Heterogeneous Hydrocarbon; 알데히드, 케톤류 등)가 해당된다. 특히 VOC는 방향족 탄화수소와 할로겐탄화수소와 같이 화합물 자체로서도 환경 및 건강에 직접 유해하거나 지방족탄화수소와 같이 주로 대기중위 광화학 반응에 참여하여 광화학 산화물 등의 2차적 유해를 초래할 수도 있다. 특히 탄소-탄소 원자사이에 2중 결합을 갖는 올레핀계 탄화수소화합물은 광화학 반응성이 큰 것으로 이미 잘 알려져 있다.

VOC류 중 유기염소계 화합물(할로겐)은 열적, 화학적으로 안정되어 있고, 이들 성분이 가지는 고유의 특성으로 화학공업, 탈지제, 세척제 등으로 광범위하게 사용되고 있으며, 농약과 프레온 등의 기초 원료로 사용되고 있다. 이들 중 수요가 많고 환경 오염측면에서 중요한 용제류는 트리클로로에탄(Trichloroethane), 트리클로로에틸렌(Trichloroethylene), 테트라클로로에틸렌(Tetrachloroethylene) 등을 들 수 있다. 이러한 TCE는 자동차와 금속공장에서 조립된 금속부분의 윤활유를 증기로 씻어 낼 때 80%이상 사용되며, 그 외에도 타이프라이터 수정액, 페인트 제거제, 화장품, 접착제, 양탄자 세척액 등에도 사용되는데, 모든 상업용은 분해를 방지하기 위해 안정제를 첨가한다. 그러므로 환경중으로 방출된 TCE는 변화하지 않을뿐더러 자연계에서 잘 분해되지 않는 난분해성 물질로서 환경 생태계에 큰 피해를 주고 있다. TCE는 무색의 무거운 독성 액체로서 독성 허용농도는 50ppm으로 규정되어 있으며, 불연성이고 폭발성도 없으나 고온에서는 비교적 인화성을 나타내고 있다. 그리고 강한 알칼리에 접촉하면 폭발성의 디클로로아세틸렌(Dichloroacethylene)을 생성한다.

또한 PCP(Pentachlorophenol)는 Phenol 5개에 Chlorine기가 붙어있는 화학물질로서 주로 목재의 방부제로 사용되어 왔으며 산업적인 측면뿐만 아니라 살충제 등으로 농업적인 측면까지 널리 사용되어 왔다. 이와 같이 PCP가 널리 사용되어질 뿐만 아니라 부적절한 매립 및 방치에 따른 환경오염문제가 클 것으로 예상된다.

난분해성인 염소계 및 방향족 화합물 성분의 고온 열처리방법은 화학적 구조가 유사한 동일 계열의 화합물이더라도 염화정도, 반응조건 등에 따라 열적 안정성, 분해 반응기구 및 생성물의 종류와 양이 크게 달라지게 된다. 또한 염화탄화수소계 열 화합물의 반응 특성을 고려하지 않은 적절치 못한 조건에서 처리될 경우 Dioxin, Phosgen 등과 같이 처리하고자 하는 물질보다 독성이 더 강한 맹독성 물질로 전환됨으로써 또 다른 형태의 환경오염을 유발시키게 된다. 그러므로 이 소각 장치를 일반 및 유해 폐기물을 처리하는데 널리 사용하기 위해선, 방출되는 유독 성분 및 그을음의 농도가 각각의 환경오염 허용치 이하로 유지되어야한다. 폐 TCE, 폐 PCP 및 폐유기용제 등을 비롯한 VOC를 포함하는 소각 및 열처리하는 기술은 경제적인, 효율적인, 시간적인 측면 등 여러 면에서 많은 장점을 가지고 있다. 하지만 연소과정이나 후에 발생 및 형성되어 대기로 방출될 수 있는 유해성물질, Dioxin 등의 방출에 대한 가능성 문제로 여전히 논란의 대상이 되고 있다. PCP의 경우 연소과정에서 쉽게 많은 량의 염화폐놀류(Phenols)를 형성하는데, 염화페놀을 불완전 연소조건하의 소각장치에서 가스반응에 의하여 PCDDs를 형성한다고 보고하였다.

   

3.2 광화학 반응의 영향

휘발성이 높은 유기화합물질이 대기중에서 질소산화물(NOx)과 공존시 태양광의 작용에 의하여 광화학 반응을 일으켜 오존 및 PAN(Peroxylacetyl Nitrate) 등 2차 오염물질을 생성시킴으로써 광화학 스모그 현상을 일으킨다. 광화학적 스모그의 생성을 위해서는 탄화수소의 존재가 필수적인데, 모든 탄화수소가 대기의 다른 구성물과 반응하여 유해화학물질을 동일한 정도로 생성시키는 것은 아니다. 따라서 각종 탄화수소의 반응도(Reactivity)를 비교하기 위해서는 기준이 필요한데, 탄화수소 소모율, NO 산화율, 산화제 생성율, 에어로졸(Aerosol) 생성율, 눈의 통증, 식물의 피해정도가 이용되고 있다. 특히, 탄화수소 소모율과 NO 산화에 근거한 결과는 대체적으로 잘 일치한다. 여기서 NO 산화율이란 탄화수소에 의하여 NO가 NO2로 산화되는 비율을 뜻한다.

따라서, 광화학스모그의 발생을 방지하기 위해서는 반응율이 높은 탄화수소의 배출을 통제해야만 하는데, 대체적으로 올레핀(Olefins), 디올레핀(Diolefins), 싸이클로알켄(Cycloalkenes)과 같은 이중결합을 가진 탄화수소가 반응율이 높으며, 트리알킬벤젠(Trialkylbenzenes), 테트라알킬벤젠(Tetraalkylbenzenes)이 그 다음이며, 디알킬벤젠(Dialkylbenzenes), 알데하이드(Aldehydes), 에틸렌(Ethylene), 톨루엔(Toluene), 파라핀계 탄화수소, 아세틸렌(Acetylene), 벤젠(Benzene)순이다.

한편, 올레핀 화합물의 오존 생성 메카니즘을 간략하게 표현해 보면, 아래 반응식과 같다.

O + Olefin → Rㆍ + ROㆍ

Rㆍ + O₂→ ROOㆍ

ROOㆍ + O₂→ ROㆍ +O₃

   

3.3 인체 및 생태계 영향

VOC는 인체 및 생태계에 미치는 영향이 커서 일부 특정 대기 유해물질로 분류되고 있으며, 또한 광화학 반응을 통하여 오존 등과 같은 2차 오염물질인 광화학 산화물을 생성시킨다. 이와 같은 휘발성 유기화합물의 영향을 크게 5가지, 즉 (1)인체에 유독, (2)오존층 파괴(염화탄소류), (3)지구온난화, (4)광화학 스모그, (5)악취로 분류할 수 있다. VOC가 인체에 대한 직접적인 영향은, 방향족 탄화수소류의 VOC 중에는 발암성이 가장 높다고 알려져 있는 화학물질이 다수 포함되어 있기 때문이다.

(1) 벤젠의 경우에는 백혈병과 중추신경 장애를 일으킨다고 알려져 있으며, 매우 낮은 농도의 벤젠에 노출되었던 사람에게도 염색체 이상이 종종 발견된다고 보고 되고 있다. 한편, 유기 용제류는 그 자체가 독성을 지니고 있거나 그 속에 포함된 이 물질들이 독성이 높아서 문제시되고 있다. 대표적인 유기용제로는 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류가 있다.

(2) 유기 할로겐 화합물은 다른 화학물질에 비해 독성이 높고 대기에 유출되면 장기간 분해 되지 않고 남아 있는 특성 때문에 특별한 주의가 요망되는 물질로 분류되고 있다.

VOC 중 많은 물질이 낮은 농도에서도 냄새가 감지되며 거의 대부분 자극적이고 불쾌한 냄새를 함유하고 있어서 낮은 ppm 농도에서도 냄새를 감지할 수 있어 생활환경에 막대한 영향을 미치게 된다.

그리고, 광화학적 산화제가 인체에 미치는 영향을 평가하기는 쉽지 않으나, 기종, 기관지염, 천식과 같은 만성질환을 일으킬 확률이 높으며, 특히 통증을 일으키고 가시도를 크게 감소시키며, 심한 경우 호흡장애와 가슴의 고통을 느끼게 된다. 한편, 합성고무제품이나 기타 산성에 약한 물질을 상하게 하며, 섬유의 경우 탈색을 일으키기도 하고, 동물 및 식물의 성장에 막대한 지장을 초래하며 심한 경우 말라 죽는다.

   

3.4 오존에 의한 영향

오존은 대기권내에 일정량이 존재할 경우 오존의 살균작용으로 생활환경을 쾌적하게 하는 유익한 물질이다. 그러나 VOC 등이 광화학 반응에 의해 많은 양의 오존을 생성하는 경우, 이들 물질은 유기성 오염물질과 반응하여 다른 유해 화합물을 형성하여 눈의 자극, 식물 및 농작물의 피해 등을 유발시킨다. 또한 오존은 대기중의 SO2를 산화시켜서 산성비의 원인이 되는 황산 증기(Mist)의 생성을 촉진한다.

SO₂+ O₃―→ SO₃, SO₃ + H₂O ―→ (액체) H₂SO₄

각 오존 농도별 인체 및 식물에 미치는 영향은 표 3.1에 정리하였다.

표 3.1 오존 농도별 인체 및 식물에 미치는 영향

구 분

농도 및 노출시간

영 향

인 체

0.1~0.3ppm (1시간)

0.3~0.5ppm (2시간)

0.5ppm (6시간)

호흡기 자극(기침), 눈자극

운동중 폐기능 감소

마른기침, 흉부불안

식 물

0.05 ppm (20일)

0.07ppm (60일)

0.1ppm (5.5시간)

수확량 감소

개화 감소

꽃가루 생산감소

   

제4장 VOC 배출원 및 배출실태

4.1 VOC 배출원

VOC의 배출오염원은 인위적인(Anthropogenic) 배출원과 자연적인 배출원(Biogenics)으로 분류된다. 자연적인 배출원 또한 VOC 배출에 상당량 기여하는 것으로 알려져 있으나 자료부족으로 보통 인위적인 배출원만이 관리대상으로 고려되고 있다. 인위적인 VOC의 배출원은 종류와 크기가 매우 다양하며 SOx, NOx 등의 일반적인 오염물질과 달리 누출 등의 불특정배출과 같이 배출구가 산재되어 있는 특징이 있어 시설관리의 어려움이 있다. 지금까지 알려진 인위적인 VOC의 주요 배출원으로는 배출 비중의 차이는 있으나 자동차 배기가스와 유류용제의 제조·사용으로 알려져 있다.

업종별 VOC의 배출원을 정리하면 다음과 같다.

4.1.1 석유화학산업

석유화학 산업에서 VOC가 누출되는 경로를 살펴보면 다음과 같다.

(1) 제조·취급공정으로부터 누출

(2) 원유 및 정제된 제품들의 저장탱크로부터 누출

(3) 배 또는 트럭에 제품을 하역하거나 운반중 누출

(4) 제조·취급 공정으로부터 밸브, 플랜지, 펌프, 압축기 등에서 누출

(5) 기타 사고 등으로 인한 누출

제조·취급공정 등으로부터의 누출은 유지관리를 철저히 함으로서 VOC 방출량을 줄일 수 있으며 또한 저장탱크의 내부 또는 외부에 부유식 지붕(Floating Roof)을 설치하면 탱크를 채울 때 발생하거나 밤과 낮의 온도변화로 인하여 발생하는 누출을 줄일 수 있다. 만일 부유식 지붕이 없는 탱크를 사용할 때는 적절한 회수 또는 처리시설을 갖추어야 한다.

VOC를 배출하는 제품 등을 배에 하역하는 부두와 육상 저유소에서 운반 탱크 트럭에 옮겨 싣는 과정에서 많은 양이 증기로 유출된다. 휘발유 등과 같은 고가인 제품을 취급하는 경우 선진국에서는 이미 방출량의 95% 이상을 회수할 수 있는 증기회수장치(Vapor Recovery System) 등이 설치되어 있다.

4.1.2 식품산업

식품제조 공정에서의 VOC 발생원은 다음과 같다.

(1) 식용유 및 동물성 지방 가공

(2) 제빵·제과

(3) 맥주, 포도주 등 알콜음료 제조

(4) 감자, 옥수수 등 튀김공정

(5) 커피 제조

(6) 제당공정

식품산업에서 발생되는 VOC는 대개 농도가 낮기 때문에 유지비가 저렴한 바이오 필터를 이용하여 많이 처리한다.

4.1.3 철강산업

철강산업에서의 VOC 발생원은 다음과 같다.

(1) 압연공장

(2) 제선공장

(3) 제강공장

(4) 코크스 공장

(5) 산소공장

4.1.4 쓰레기 처리설비

쓰레기 처리와 연관된 VOC 발생원은 다음과 같다.

(1) 쓰레기 매립장

(2) 하수 및 폐수처리장

(3) 쓰레기 소각장

4.1.5 농업

농경지에서는 농약살포가 주된 VOC의 발생원인이 된다.

4.1.6 자연에서의 방출

자연에서도 많은 양의 VOC가 방출되는데 주로 나무에서 나오는 송진류와 이소프렌류이다.

   

4.2 VOC 배출실태

휘발성유기화합물은 자동차운행 증가 및 유기용제 사용 확대로 배출량이 크게 증가하고 있어 건강에 직접적으로 유해한 영향을 미치거나 대기 중에 배출되어 광화학반응을 통해 오존을 생성시킨다. 이 물질은 다양한 배출원에서 배출되는데, 우리나라의 휘발성유기화합물질 배출량을 배출원별로 표 4.1에 나타내었다. 최근 2000년도의 현황을 보면, 도장산업의 배출량이 55%로 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 자동차등의 교통수단이 그 뒤를 이어 28%를 차지하고 있다.

   

제5장 VOC 배출 저감기술

VOC를 처리하기 위하여 현재까지 상용화되었거나 개발 중인 제어기술로는 크게 연소기술, 흡착·농축기술, 흡수·응축기술, 생물학적 처리기술, 그 외, 증기재생법, 막분리, Flares, 자외선산화, 플라즈마 등이 있다. 그러나 이 기술들은 적용 가능한 공정조건(배출원, 유량, 필요한 유틸리티, 전처리 등), VOC 특성(성분, 농도, 저해물질 등), 기타조건(2차 오염, 유지관리 등)이 각각 다르므로 이에 따라 적절히 선정되어야만 한다.

   

5.1 연소기술

5.1.1 고온산화(열소각)법(Thermal Oxidation : TO)

고온산화(열소각)방법은 배출가스 중 VOC를 함유한 공기를 포집해서 예열하고 잘 혼합한 후 고온으로 태워 VOC를 이산화탄소와 물로 전환시켜주는 공정이다.

(1) 고온산화 장치는 보통 VOC 혼합가스를 이송시켜주는 송풍기, VOC 혼합가스를 혼합시켜 주는 혼합기, 필요에 따라 연소용 연료를 공급해 주는 송풍기, 버너와 내화방으로 구성되어 있는 연소실, 열 회수장치, 그리고 연소가스를 대기중으로 배출시키기 위한 굴뚝으로 되어 있다.

(2) VOC의 연소 상태 등을 알기 위해 연소온도를 연속으로 측정하는 장치들도 필요하다.

(3) 열소각에서는 보통 650~870℃ 정도의 연소온도를 유지시켜 주기 위해 가스나 기름 등 보조연료가 사용되기도 한다. 저농도 VOC를 함유한 배출가스는 연소 온도를 유지하는데 필요할 정도로 충분한 반응열이 없어 이들을 산화시키기 위해 보조연료가 필요하다. 그리고 배출가스 중 VOC의 농도가 높으면 폭발방지를 위한 설비를 설치하여야 한다.

(4) 열회수 장치는 연소 전에 VOC 함유가스를 예열해 주기 위해 열소각 장치와 함께 설치하기도 한다. 유입가스를 예열해 주면 연소온도를 유지시키기 위해 사용되는 보조연료의 양을 줄일 수 있다.

(5) 열소각에서 연소온도 이외에 VOC 분해효율에 영향을 미치는 요인으로는 체류시간과 혼합정도가 있다. 체류시간은 VOC가 완전 산화되는데 필요한 시간이며 보통 0.5~1초 정도이다. 만일 염소와 불소 등 할로겐 화합물이 존재하면 더욱더 긴 체류시간이 필요하다. 체류시간은 VOC 함유가스 혼합 정도에 영향을 받는다. 즉 혼합이 더욱더 완전하면 체류시간을 짧게 해도 VOC를 완전히 산화시킬 수 있다.

(6) 열각에는 열회수 장치가 있는 경우와 없는 경우가 있고 열회수 장치가 있는 경우도 열을 회수하는 방법에 따라 크게 열교환(Recuperative)방법과 재생(Regenerative)방법이 있다.

(7) 열교환(Recuperative)장치는 폐열을 대기로 방출하기 전에 열회수를 위해 향류나 병류의 다관식 열교환기를 사용하여 열을 회수하는 장치이다.

(8) 재생(Regenerative) 장치는 세라믹 등 축열재를 사용해서 열을 회수하는 것이다. 이러한 축열식 소각의 개념은 연소실에서 나오는 고온의 연소 가스를 축열재층을 통과시켜 가지고 있던 열을 축열재로 빼앗아 가스를 저온의 상태로 소각로 굴뚝을 통해 배출한다. 이때 다음 사이클에서 소각로로 유입되는 VOC 함유가스는 이미 예열된 축열재층을 통과하면서 연소실 온도보다 약간 낮은 온도까지 예열된 후 연소실을 통과하면서 버너에 의해 최종 연소 온도까지 가열된다. 결과적으로 이러한 열회수 장치가 있는 열소각은 보조연료가 필요한 낮은 VOC 농도의 배출가스를 처리하는데 적합하다.

5.1.2 촉매산화(촉매연소)법(Catalytic Oxidation : CO)

촉매소각은 연소기내에 충진되어 있는 촉매가 연소에 필요한 활성화 에너지를 낮춤으로서 비교적 저온에서 연소가 가능하도록 하는 연소방식으로 대개 직접소각의 경우 연소실의 온도를 800~900℃를 유지하여야 하나 촉매를 이용하면 이 온도를 300~400℃로 낮출 수 있다. 결과적으로 촉매산화에 소요되는 연료비는 같은 성능의 열산화공정에 비해 훨씬 싸다.

이 공정에 사용되는 전형적인 촉매로는 백금과 파라듐, 그리고 Cr2O3/Al2O3, Co3O4, CuO-Mn2O3 등의 금속산화물이 포함된다. 촉매의 평균수명은 2~5년인데, 이는 저해물질(Inhibitors)이나, 분진에 의한 막힘, 그리고 열노화(Thermal Aging)등에 의해 촉매활성이 떨어지기 때문이다. 단일체(Monolithic) 혹은 구형(Bead)의 형태를 갖는 촉매가 연소기내에 삽입된다. 단일체 형태의 촉매는 기체에 비산/손실되는 것을 방지하기 위해 특정 지지체에 설치되는데, 손실량은 줄일 수 있으나 산화가 일어나는 촉매의 표면적을 줄이는 역효과를 보인다. 이에 비하여 층내에 충진되는 구형촉매는 단일체에 비해 훨씬 넓은 표면적을 갖지만 비산 손실량과 침식량이 커진다.

이 공정은 배출흐름과 공정조건 등의 특성에 매우 민감하기 때문에 촉매산화계에 대한 최적조건이 먼저 거론되어야만 한다. 첫째, Pb As, Bi, Sb, Hg, Fe₂O₃, Sn, Zn 등의 방해물질이 있는 흐름에서는 촉매의 작용이 효과적이지 못하다. 둘째, 고농도의 VOC나 열용량이 높은 물질을 함유한 가스는 연소열을 높여 촉매를 비활성화 시키므로 이 공정은 일반적으로 VOC의 함유량이 적은 가스에만 사용된다. 마지막으로, 촉매주위의 온도와 압력을 항상 주시하여 촉매의 생존력 혹은 작용능을 확인하여야 한다. 촉매주위의 온도상승은 VOC 산화정도를 알려주므로 그 온도상승율의 감소가 일어나면 VOC 산화가 불완전한 것이다. 과다한 열은 대부분의 촉매의 활성을 떨어뜨리므로 촉매층으로 들어가는 가스의 온도는 촉매보호를 위해 충분히 낮춰 주어야 한다. 촉매산화계의 정상적인 운전온도는 260~482℃(500~900℉)사이이다. 촉매층간의 압력강하 역시 촉매층의 생존력을 알려주는 지표가 되므로 압력강하가 떨어지면 촉매의 비산이 심해 VOC 제거능력이 떨어진다는 것을 의미한다. 촉매의 수명을 연장시키기 위해서는 방해물질이나 분진을 주기적으로 제거해 주어야 한다.

열산화 공정에서와 마찬가지로, VOC함유 도입가스를 예열시키도록 열회수장치를 연소기와 연계시키면 완전연소를 위해 사용하는 부가연료의 양을 줄일 수 있다. 그러나, 앞에서 이미 언급한 바와 마찬가지로 촉매층 입구의 온도를 충분히 낮게 유지하여 촉매의 비활성을 지양하여야만 한다.

한편, 최근에는 일정한 중·저농도를 유지할 경우에도 보조연료 없이 운전이 가능한 축열식 촉매소각공정(RCO)이 개발되어 실용화되고 있다.

   

5.1.3 축열식 열소각기술(Regenerative Thermal Oxidation : RTO)

직접 연소법은 넓은 범위의 유기물질 연소를 가능케 하고 온도, 체류 시간, 완전 혼합의 세가지 조건을 만족시키며 99%이상의 정화효율과 무해한 물이나 탄산가스로의 분해가 가능한 신뢰성 높은 VOC 분해 시스템임. 그렇지만 연소 온도가 높기 때문에 적절한 폐열회수 대책이 따르지 않으면 연료 소비량이 많아 운전비용 면에서 문제 가 있다.

종전에 비해 폐열 회수 대책이 따르지 않으면 연료 소비량이 많아 운전비용 면에서 문제가 있다.

축열 연소 장치는 축열재를 이용한 직접적인 열교환법을 채용, 열회수 효율이 90%이상으로 높고, 연료 소비량을 대폭적으로 절감할 수 있는 경제적인 연소 장치로 에너지 절감효과가 클 뿐 아니라, NOx 발생량 억제 등에도 크게 기여하는 것으로 되어 있다.

(1) 기본원리

축열식 소각의 기본 원리는 배기가스의 폐열을 최대한 회수하여 이를 흡기가스 예열에 이용하는 것이며 이 폐열 회수를 극대화하기 위하여 열교환기을 사용하지 않고 표면적이 넓은 ceramic을 직접 가열 및 냉각하는 Regeneration 방법을 사용한다.

일반 열교환기 즉 Shell and Tube 또는 Plate Heat Exchanger의 경우 공기를 열교환할 때 입출가스 온도차가 80~50℃ 정도이며 사용 온도범위가 제한적이나, Ceramic의 경우 최고 사용온도가 950 ℃ 로 매우 높고 Regeneration시 온도차를 30℃ 내외로 관리할 수 있어 열회수율이 98% 에 달한다.

(2) 축열 연소 장치의 특징

폐열 회수 열교환기를 사용한 장치 등과 비교하여 다음과 같은 특징을 갖고 있음.

①. 높은 열회수 효율을 얻을 수 있고, 연료 소비량이 매우 절약된다.

②. 고온에서 직접 연소와 축열재 표면에서의 접촉연소로 완전히 산화 분해 되고 가스의 양, VOC성분 농도의 변동 등에 따라, 축열재의 온도가 변화 하지 않아 안정 된 연소가 가능함. 열 산화에 대해서도 강하며 장기 수명을 유지, 정비비도 저렴하다.

③. 구조가 간단, 압력손실도 비교적 적음. NOx발생이 적다.

 

5.1.4 축열식 촉매산화기술(Regenerative Catalytic Oxidation : RCO)

직접 연소 장치에 대응하는 촉매 연소 장치는 연소온도가 약 800℃에 비해 300~400℃로 낮고 연료 소비량은 반감하지만, 열회수 효율은 50~60% 정도 이므로 열효율을 올리기 위해서 개발된 것이 축열식 촉매 산화 장치다.

VOCs 및 악취제거 설비로써 휘발성 유기화합 및 악취 등을 세라믹 축열체를 이용하여 가열한 후 촉매층을 통과시켜 산화가 일어나게 하여 무해한 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)로 분해 시키는 설비로서 Burner, 세라믹 축열제, Catalyst, 연소실, Damper, System으로 구성되어 있다.

(1)기본원리

축열식 소각의 기본 원리는 배기가스의 폐열을 최대한 회수하여 이를 흡기가스 예열에 이용하는 것이며 이 폐열 회수를 극대화 하기 위하여 열교환기을 사용하지 않고 표면적이 넓은 ceramic을 직접 가열 및 냉각하는 Regeneration 방법을 사용한다.

축열식 촉매소각 (RCO, Regenerative Catalytic Oxidation)은 상기한 축열 소각기의 원리를 이용하며 산화 온도를 낮추기 위하여 축열재 상부에 산화촉매를 사용하는 방법으로 산화온도는 촉매 종류나 유기물에 따라 차이가 있으나 350~500℃ 내외에서 운전된다.

(2) 축열 연소 장치의 특징

다른 방식의 폐열 회수 열교환기를 사용한 장치 등과 비교하여 다음과 같은 특징을 갖고 있음.

①. 높은 열회수 효율을 얻을 수 있고, 연료 소비량이 매우 절약된다.

②. 안정 운전과 장기 장치 수명 대부분의 VOC 성분은 800℃~1000℃고온에서 직접 연소와 축열재 표면에서의 접촉연소로 완전히 산화 분해 되고 가스의 양, VOC성분 농도의 변동 등에 따라 축열재의 온도가 변하지 않아 안정된 연소가 가능하다. 또 고온부에 금속재료를 사용하고 있지 않아 안정된 연소가 가능하다.

③. 구조가 간단하고 압력손실도 비교적 적고 NOx 발생량이 적은 설비이다.

   

5.1.5 무화염 열산화법(Flameless Thermal Oxidation : FTO)

FTO는 많은 VOC와 HAP, 폐수처리 배출증기, 유·무기 쓰레기를 효과적으로 제거해 주며 염소화, 불화, 황화 VOC를 거의 포함해서 99.99% 이상의 안정적인 VOC 분해효율을 나타낸다.

(1) 기본원리

FTO는 유기화합물을 비활성 세라믹 대에서 연수과정이나 촉매 없이 무해한 이산화탄소, 수증기 또는 쉽게 중화될 수 있는 산성기체로 산화시킨다. 화염처리 전에 산화기가 예열되어야 하는데 천연가스가 충분히 연소될 수 있는 온도까지 세라믹 층의 상보가 예열된 다음 공기와 천연가스가 산화기로 유입되고 산화기 층 내에는 oxidation reaction front가 형성된다. 산화반응속도와 가스속도를 조절함으로써 제어되는 reaction front가 형성되면 천연가스와 희석용 공기를 조절하여 세라믹 층 내에 유지시킨다. 정 혼합기를 거친 증기가 반응기의 상온 혼합 구역에 들어가면 난류에 의해 탄화수소와 공기가 완전히 혼합된다. 매우 큰 열량의 상온 혼합구역은 역류현상을 방지하여 시스템을 더울 안전하게 만든다. 잘 혼합된 상온의 증기는 매트릭스를 통과하면서 871.1~982.2℃의 산화온도까지 가열되어 반응구역에 도달하는 데 매트릭스는 모든 증기가 반응구역으로 물리적으로 흘러 들어가도록 설계되어 있어 유기화합물의 완전 분해와 높은 파괴 및 제거효율(destruction & removal efficiency : DRE)을 이룰 수 있다.

(2) 특징

① FTO 시스템은 연소법에 비해 1/10정도의 에너지를 사용하며 전체 단가는 연소법의 1/4정도이다.

② 산화기의 설계는 이동부분이 없고 완전자동화 된다.

③ 연소불꽃이 없고 발생한 열이 닫힌 시스템 내부에 저장되므로 공해물질 배출원 가까이에 위치할 수 있다.

④ FTO는 오염물질을 99.99% 이상의 효율로 제거 한다.

⑤ 질소산화물이나 다이옥신이 생성되지 않는다.

5.1.6 흡·탈착 촉매산화법(Concentration Catalytic Oxidation : CCO)

(1) 기본원리

흡착법과 촉매산화법을 병행하는 시스템으로서 저농도로 연속적으로 배출되는 공정에 아주 적합한 시스템이다.

평상시 저농도인 VOC를 제거하기 위하여 촉매층에 연속적으로 가열하는 에너지를 절약하기 위해서 흡착제에 VOC가 포화하면 흡착부분을 가열하여 탈착시키고, 탈착되기 전에 미리 촉매층에 열을 가하여 촉매를 필요한 반응온도까지 올려서 탈착된 VOC를 촉매부분에서 완전 산화하는 hybrid 시스템이다.

이 시스템은 흡착제의 흡·탈착특성 및 촉매의 완전 산화특성이 조사된 후 흡착제와 촉매의 사용량과 가열간격, 시간 및 속도 등 가열방법에 따른 변수들을 제어할 수 있도록 구성되어야 한다.

(2) 특징

흡착 후 농축된 VOC를 제어하기 위해서 폭발한계점(UEL, LEL)을 벗어나서 제어하여야 하고 초기 투자비가 촉매산화법보다 다소 고가이긴 하지만, 유지비와 효율적인 면에서 볼 때 VOC 제어기술방법 중 가장 비용이 적게 들면서 고효율로써 VOC를 제어한다.

그러나 이 시스템에 대한 기초연구가 미비하여 실제 적용하기가 어려운 실정이다.

5.2 흡착·농축기술

5.2.1 흡착법

흡착은 기체상태의 VOC 분자가 고체 흡착제와 접촉해서 약한 분자간의 인력에 의해 결합하여 분리되는 공정이다. 흡착제의 수명을 연장시키기 위해서는 흡착된 VOC를 회수해서 흡착제를 재생하여 계속 사용한다.

① 활성탄은 VOC를 제거하기 위해 현재 가장 널리 사용되고 있는 흡착제이다. 활성탄 이외의 흡착제로는 실리카겔, 알루미나, 제올라이트 등이 있다. 활성탄 제조원료로는 나무, 석탄, 코코넛 열매와 같은 탄소함유 물질을 사용하며 종류로는 분말탄, 입상탄 그리고 섬유상 활성탄 등이 있다.

탄소 흡착제는 휘발성의 비탄소 성분을 제거하거나 표면적을 증가시키기 위해 특수 조건하에서 고온으로 원료물질을 가열해 줌으로써 활성화시켜 제조한다. 이중 입상활성탄은 충분히 넓은 표면적을 가지며 압력강하가 적고 흡착된 VOC를 비교적 쉽게 회수할 수 있어 가장 널리 사용되고 있다.

② 분말탄은 값은 싸지만 입상활성탄 보다 질이 떨어지고 충전탑에 사용할 때 압력강하가 너무 크기 때문에 사용에 많은 제한이 있다. 또한 분말활성탄은 거의 재생할 수 없어 사용 후 폐기하여야 한다.

③ 섬유상 활성탄은 최근 많은 각광을 받고 있는 흡착제이다. 섬유상 활성탄은 기공(Pore) 크기가 미세공으로만 이루어져 있으며 흡착부분이 섬유 표면으로부터 직접 미세공으로 연결되어 있어 흡착과 탈착속도가 빠르다. 그리고 벌집구조나 판형 등 여러 모양으로 만들 수 있어 표면을 최대한 사용할 수 있는 장점이 있다.

④ 탄소 흡착제에는 휘발성이 높은 VOC(분자량이 40 이하)는 흡착이 잘 안되며 비휘발성 물질(분자량이 130 이상이거나 비점이 150℃보다 큰 경우)은 탈착이 잘 안되기 때문에 효율적이지 못하다. 탑내의 과도한 열축적을 피하기 위해서 활성탄 흡착탑에는 농도가 10,000ppm을 초과하지 않는 것이 좋다.

⑤ 제올라이트는 탄소 흡착제보다 다양한 특성을 갖는 대체물로 점차 각광받고 있다. 제올라이트는 화산암으로부터 자연적으로 얻거나 인공적으로 합성 할 수 있는 수소화 규산염이다.

⑥ 제올라이트를 이용해 VOC를 처리하기 위해서는 배출가스중 수분보다 VOC를 더 잘 흡착할 수 있도록 친수성에서 소수성으로 변형시켜 사용한다. 보통 VOC를 흡착시키기 전에 배출가스에 포함된 수분을 제거해 주어야 하며 제올라이트를 변형시키면 소수성으로 바뀌면서 탄소 흡착제보다 상대습도에 적은 영향을 받게 된다.

또한 제올라이트는 비가연성이어서 흡착된 용제간에 있을 수 있는 발열반응으로 인한 영향에도 강하다. 마지막으로 제올라이트는 높은 흡착력 때문에 탄소 흡착제보다 저농도와 높은 유속에서도 성능이 우수하다.

⑦ 현재 사용되고 있는 흡착탑의 종류는 고정층과 유동층 형식의 두 가지가 있다.

가) 고정층 형식은 보통 2개나 그 이상의 흡착탑으로 되어 있다. 연속운전을 위해서는 한 흡착탑 에서는 흡착조작을 하며 다른 하나에서는 탈착을 수행한다. 탈착은 흡착탑의 흡착능력을 재생시켜 주며 탑의 사용기간(보통 2~5년)을 유지시켜 주기 위한 것이다.

탈착공정은 보통 1~1.5시간이 걸리며 흡착제 재생, 건조, 냉각의 3단계로 되 어 있다. 흡착제 재생은 스팀을 사용하여 탑의 온도를 높여주거나 진공에 의해 흡착되어 있는 휘발성 물질을 탈착시켜 주는 것이다. 탈착된 물질은 냉각시켜 액상으로 모아 분리하여 재사용하거나 폐기한다.

나) 유동층 흡착탑은 동일 장치에서 흡착과 탈착이 동시에 일어나도록 되어 있어 탑이 하나로 되어있다. VOC를 함유한 배출가스는 탑의 하부로 유입되며 흡착제는 운송가스에 의해 탑상부로 운송되어 배출가스와 향류로 접촉하면서 VOC를 흡착한다. VOC가 제거된 가스는 탑정으로 배출되며 VOC를 흡착한 흡착제는 탈착을 위해 탑저로 내려온다. 유동층에서는 흡착제의 혼합효과로 인해 국부적인 온도상승이 없으며 오히려 흡착열이 배출가스에 의해 제거되어 흡착열에 의한 흡착능력의 저하를 막을 수 있다. 그러나 흡착제가 계속 유동되면서 파쇄 되기 쉬워 보다 단단한 흡착제가 필요하다.

흡착탑의 고효율처리 여부는 흡착제의 적절한 선택과 이 흡착제와 오염증기를 함유한 배출가스간의 접촉시간을 적절하게 결정하는 등, Gas 흐름을 고려한 장치설계에 따라 결정지어진다. 흡착제로는 대부분의 가스에 적용하는데 무리가 없는 활성탄이 많이 사용되고 있다. 이러한 흡착탑은 악취제거와 벤젠, 에탄올, 에틸렌, 프레온 등과 같은 휘발성 유기화합물(VOC)의 제어, 회수, 건조와 같은 각종 산업시설에 주로 사용되고 있다.

5.2.2 농축법

농축법은 비교적 저농도의 배가스를 흡착제를 이용하여 고농도의 가스로 전환하는 것으로 흡착제에 있어 흡착현상은 발열현상이고 탈착현상은 흡열현상으로 그 열량은 거의 응축잠열(증발잠열)에 가깝다. 흡착제를 이용한 농축법은 이러한 현상을 이용하여 처리가스 중에 함유되어 있는 유기성분을 저온에서 흡착제에 물리흡착 시켜 소량의 가열 공기로 탈착시킴으로서 이루어진다.

농축장치에 있어 가열 및 탈착공정은 동시에 행해지며 농축배율은 처리가스의 풍량과 탈착용 가열 공기량의 비로 정해진다. 따라서 농축배율이 너무 높을 경우 탈착용 가열 공기량이 적게 되어 탈착에 필요한 열량을 얻을 수 없으며 충분한 탈착이 이루어지지 않아 농축성능이 저하된다. 농축장치는 구조상 흡착제를 하니컴 담체에 함침하여 이것으로 흡·탈착을 동시에 연속적으로 행하는 것과 입상 활성탄 흡착제의 이동 유·무에 따라 고정상식과 유동상식이 있다.

5.3 흡수·응축기술

5.3.1 흡수법

흡수는 기체와 액체가 향류 또는 병류로 접촉해서 VOC 함유기체로부터 VOC가 액상 흡수제로 전달되는 공정이다.

(1) 물질 전달의 구동력은 기체와 액체간의 VOC 농도 구배이다. 보통 흡수제로는 물, 가성소다 용액, 암모니아 또는 고비점 탄화수소 등이 있다.

(2) 흡수제의 선택은 VOC의 특성에 따라 달라지며 예를 들면 VOC가 수용성이면 물이 좋은 흡수제가 될 수 있다.

(3) 흡수장치는 보통 기체와 액체가 향류로 접촉되지만 병류와 교차흐름도 가능하다. 흡수장치는 다음 4가지 종류가 주로 사용되고 있다.

① 충전탑

② 분무탑

③ 벤츄리 스크러버(Veturi Scrubber)

④ 다단탑

(4) 충전탑은 탑내에 금속, 세라믹 또는 플라스틱 재료로 된 불규칙 충전물이나 규칙충전물로 채워져 있다. 액체는 기체와의 접촉면적을 크게 하기 위해 탑정에서 고르게 분산시켜주며 분산된 액체는 충전물의 표면에 얇은 필름을 형성하면서 아래로 흐르게 된다. VOC를 함유한 기체는 탑저로 보내 액체와 접촉하면서 VOC가 액상으로 전달되면서 탑정으로 빠져나가게 된다. 충전물은 기체와 액체의 접촉면적 즉 물질전달 면적을 최대화하기 위해 제작되었으며 최근에는 고효율의 충전물이 많이 개발되어 사용되고 있다. 충전탑을 설계할 때는 배출가스 중의 입자상 물질에 의해 막히거나 오염되어 유효 표면적이 작아지지 않도록 해야 한다. 그리고 탑정에서의 액체분산이 충전탑의 성능에 큰 영향을 받기 때문에 기체흐름을 방해하지 않는 범위내에서 액체가 전면적에 고르게 분산되도록 해 주어야 한다.

(5) 분무탑은 충전물 등을 사용하지 않고 VOC 함유기체가 액체흡수제의 아주 작은 액적과 접촉되면서 물질전달이 일어난다. 이 때 작은 액적은 VOC가 흡수되는데 필요한 표면적을 최대로 해준다. 분무탑은 기체와 액체의 접촉시간이 짧아 암모니아나 이산화황같이 물에 용해력이 큰 기체를 처리하는데 적합하다.

(6) 벤츄리 스크러버는 벤츄리 노즐에서 VOC 함유기체와 흡수제를 강제로 접촉시켜 VOC를 처리하는 방법이다. 벤츄리 스크러버도 기체와 액체의 접촉시간이 짧기 때문에 분무탑과 비슷하게 대부분의 VOC보다는 액체에 용해력이 큰 기체를 처리하는데 적합하다.

(7) 다단탑은 접속시간이 비교적 길고 각 단에 있는 액체에 기체가 고르게 분산되어 흡수탑으로 많이 사용되고 있다. 흡수에는 흡수제와 흡수된 VOC와의 반응성 여부에 따라 물리흡수와 화학흡수의 둘로 나눌 수 있다.

(8) 위에 서술한 4종류 중 충전탑과 다단탑이 VOC 함유가스를 처리하는데 많이 사용되고 있다.

5.3.2 응축법

냉각응축은 냉각조작에 의해 비 응축성 가스로부터 VOC를 분리해 주는 공정이다.

(1) 냉각응축은 일정한 압력에서 온도를 낮춰주거나 또는 일정한 온도에서 압력을 높여줌으로써 일어나게 할 수 있다. 응축기는 크게 2가지 형태로 구분된다.

① 첫째 직접응축기는 응축시켜야 할 기체가 냉매와 직접 접촉 혼합되면서 열적, 물리적 평형이 이루어지는 것으로 분무탑형이나 단탑형이 있다.

② 둘째로 간접응축기는 주로 다관식 열교환기 형태로 관내로 냉매를 통과시켜 관 외부를 지나는 가스를 응축시켜 준다.

(2) VOC를 응축시키는데 사용되는 냉매는 주로 냉수, 브라인, 염화불화탄소(CFC), 저온유체 등이 있으며 이들 냉매의 사용온도는 보통 냉수는 7℃, 브라인은 -35℃, 염화불화탄소는 -68℃ 등이다. 질소나 이산화탄소와 같은 저온유체는 온도를 -195℃까지 내릴 수 있다.

5.4 생물학적 처리법

생물학적 처리 방법은 미생물을 이용해서 VOC를 이산화탄소, 물 그리고 무기질로 변환시켜주는 공정이다. 생물처리공정은 생물막, Bioremediation, Bioreclamation, 생물처리 등을 포함한다. 이들 중 생물막이 악취제거기술로서 효과적이라는 것이 판명된 후에 타당성 있는 VOC제어기술로 부각되고 있다.

(1) 생물학적 처리에는 바이오 필터가 사용되는데 모든 바이오필터는 VOC를 무해한 물질로 변환시켜 주는 미생물을 포함하고 있는 흙이나 퇴비를 충전재로 사용한 장치이다.

(2) 탑은 대기와 밀폐되어 있거나 개방되어 있으며 하나 또는 여러 개의 탑이 사용될 수 있다.

(3) 바이오 필터 장치에서 VOC 함유기체는 먼저 먼지를 제거하고 냉각시킨 후 필요하면 가습시켜 송풍기에 의해 탑저로 유입시킨다.

(4) 탑에는 배양된 미생물들이 있으며 활성탄, 알루미나 등을 포함할 수 있다. 여기서 사용되는 미생물은 처리하고자 하는 VOC의 종류에 따라 달라지며 VOC 분해속도 역시 VOC 종류에 따라 다르다. 예를 들면 알데히드, 케톤, 알콜, 에테르나 유기산 등은 분해속도가 빠르며 할로겐화합물은 분해속도가 느리다.

(5) VOC 함유기체는 먼지를 제거하고 냉각과 가습을 시켜주어야 하는데 이런 전처리 조작은 탑의 운전에 매우 중요하다. 배출가스중의 먼지는 탑내에 공극을 막아 VOC분해효율을 감소시킨다. 가장 중요한 전처리인 가습은 탑의 균열 및 미반응 VOC가 대기중으로 빠져나가는 것을 막아준다.

(6) 탑내의 충전재 선정은 조업조건에 따라 달라진다. 흙은 퇴비보다 공극율이 작아 배가스 처리하는데 투과성이 적어 퇴비를 충전재로 사용하는 경우보다 탑의 크기가 커야 한다. 혼합물 충전재는 투과율이 크기 때문에 큰 유속에 적당하며 VOC가 쉽게 생분해되는 기체를 처리할 때 효율적이다.

5.5 그 외 신기술

5.5.1 증기 재생법

(1) 기본원리

증기 재생공정은 2단계 흡착공정의 두 번째에 해당되는 것으로 첫 단계에서는 과립상 활성탄(GAC)이나 중합체 구슬과 같은 흡착제에 유기 오염물질이 흡착되며 보통 사용된 흡착제는 다음 처리를 위하여 다른 곳으로 이동한다. 증기 재생공정에서는 약 260℃의 수증기를 이용하여 GAC에 흡착된 오염물질을 탈착시키고 탈착된 VOC 함유 기류는 700℃에서 작동되는 이동층 증발기를 통과하면서 VOC가 H2, CO, CO2로 전환된다. 이동층 증발기는 증기 재생공정의 열원으로 작용한다.

(2) 특징

다양하게 적용할 수 있는 증기 재생공정은 할로겐계를 제외한 VOC를 다른 부산물의 생성 없이 제거할 수 있고 설치비가 적게 소요되는 장점이 있는 반면 운영비가 많이 소요되고 회수된 용매를 재이용할 수 없다는 단점이 있다. 특히, HCl의 제거시 NaHCO3 슬러리의 공급이나 산성기체 제거장치를 설치하여야 하므로 그에 따른 부가경비가 소요되고 NaHCO3 슬러리의 사용 후 슬러리 처리에도 경비가 소요된다. 아울러 GAC 재생이나 교환에도 많은 운영비가 필요하다.

5.5.2 막 분리법

분리막 기술은 반투과성 막을 사용하여 배출가스로부터 VOC를 선택적으로 분리하는 공정이다. 막은 오랫동안 식용수를 처리하는데 사용되어 왔으며 이를 VOC 처리에 적용시키고자 하는 기술은 최근의 일이다.

(1) 기본원리

분리막 기술은 염소계 탄화수소나 염화불화탄소 등 과거에 회수하기 어려웠던 기체들을 회수하는데 효과적이다. 반 투과막은 합성 고분자로 만들며 분리 시 구동력은 막 사이의 압력차를 이용한다. 진공펌프를 사용하여 막모듈 내의 압력을 낮게 유지해주며 VOC 함유기체를 막을 통과시키면 VOC만 막을 통과하고 공기는 통과하지 못해 결국 VOC와 공기가 분리된다.

(2) 특징

막 분리공정의 가장 두드러진 장점은 연소나 분해공정에서 발생될 수 있는 부산물의 생성이 전혀 없다는 점으로 화합물은 다른 원하지 않는 부산물로 분해되지 않고 재이용할 수 있는 형태로 회수할 수 있다. 또한 고농도의 VOC를 포함한 배가스도 경제적으로 제어할 수 있다. 반면 진공펌프와 냉각장치를 이용하기 때문에 자본비와 운영비가 많이 소요되고 고농도의 VOC를 얻기 위해 다른 공정이 필요하며 그에 따른 자본비가 소요된다는 단점이 있다. 그러나 막 분리공정의 전반적인 운영비는 비교적 합리적인 것으로 알려져 있다.

5.5.3 Flares

Flares는 연소 장비중의 하나로 평소공정의 비이상적인 작동시 비상용으로 사용되며 때로는 VOC 제거에 도움을 주는 경우도 있다. 석유정제와 같은 몇몇 공정에서는 Flares가 주로 VOCs 제거용으로 사용된다. VOCs함유 폐가스가 수집관을 통해 들어오게 되는데 여기서 필요하면 물과 유기액적을 없애기 위해 Knockout Drum이 사용되는데, 물은 불을 끌 수 있기 때문에 제거되어야만 하고 유기액적은 소각후에 입자를 발생하기 때문에 제거되어야만 한다. VOC함유 가스흐름이 Knockout Drum을 빠져 나온 후에는 Water Seal과 Stock Seal을 통과하고 가스가 퍼지게 되어 불꽃이 역화되지 않도록 한다. 마지막으로 폐가스는 Flares를 통해 대기로 방출되는데, 여기에 설치되어 있는 버너는 처리가스를 태워 VOC를 파괴하게 된다.

5.5.4 코로나 방전법

(1) 기본원리

고 에너지 코로나 방전법은 전기방전 반응기에 사용되며 자유기(free radical)를 생성하는 기술로 자유기 산화는 중성의 기체분자로부터 전자를 이탈시켜 양이온으로 변화시키기 위해 전기장을 형성하는 것과 깊은 관련이 있다. 전자의 방출은 강한 전기장이 기체 내에 형성되어 기체분자를 이온화시키고 저온 플라즈마를 형성함으로써 이루어지며 강한 전기장은 중성의 기체분자로부터 전자를 이탈시켜 양이온으로 만들어 전류를 흐르게 한다.

이탈된 전자는 화학반응의 촉매로 작용하며 특히 산소 존재 하에서 산화반응이 일어아고 화합물은 분자량이 보다 작은 화합물로 분해 된다.

(2) 특징

고 에너지 코로나 방전법은 탄소흡착법이나 증기 재생과는 달리 저농도의 VOC도 효과적으로 제어할 수 있는 이상적인 VOC 처리법으로 전기만을 연료로 사용한다. 고농도의 VOC 처리에도 효과적이며 상온에서 작동되어 배가스를 예열하기 위한 장치가 필요 없다는 장점이 있다. 반면 배가스의 일부만이 전극 부근의 고온 플라즈마와 접촉하기 때문에 오염물질의 완전제거가 불가능하고 용매를 재이용할 수 없으며 생성되는 플라즈마의 에너지가 낮기 때문에 규모 확대의 문제가 발생할 수 있다.

막 분리법이나 소각 등의 다른 공정과 비교해 볼 때 코로나 공정의 특징은 자본비가 저렴하고 운영비의 대부분은 시스템을 작동하기 위한 연료비가 차지한다는 것이다.

5.5.5 비열 플라즈마 기술

(1) 기본원리

비열 플라즈마 공정은 전기 에너지의 대부분이 기체의 가열보다는 강력한 전자를 생산하는데 이용되며 변환점에서 플라즈마가 발생되는 원리를 이용한 것으로 전자 충격 해리(electron-impact dissociation)나 배경(background) 기체분자의 이온화를 통해 강력한 전자가 오염물질 분자를 산화, 환원, 또는 파괴할 수 있는 자유기와 이온 및 또 다른 분자를 생성하게 된다. 대부분 저농도 대기오염물질을 제어할 경우 에너지 선택성으로 인하여 비열 플라즈마 방법이 가장 많이 적용된다.

(2) 특징

고용량 저농도의 VOC를 처리할 경우 비열 플라즈마 기술로 코로나 또는 부전도성 장벽방전과 같은 전기방전 공정에 비해 운영비가 저렴하고 RTO, RCO, 혼성공정에 비해서도 가격 경쟁력이 있는 가능성 있는 기술로 평가되고 있다.

농도가 매우 낮을 때, 즉 1차 처리를 거친 배출가스 중에 포함된 저농도의 VOC를 제거하는 데는 연속적인 가열로 인한 에너지가 많이 소모된다. 그래서 새로운 개념의 효율적인 제어방법인 흡·탈착 촉매산화 하이브리드 시스템 개발 및 보급이 필요하다.

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VOC 개요

관련규제2016.06.26 11:58

VOC 개요

휘발성 유기 화합물(Volatiile Organic Compounds:VOC)

비점(끊는 점)이 낮아서 대기 중으로 쉽게 증발되는 액체 또는 기체상 유기화합물을 총칭으로서 VOC라고도 하는데, 산업체에서 많이 사용하는 용매에서 화학 및 제약공장이나 플라스틱 건조공정에서 배출되는 유기가스에 이르기까지 매우 다양하며 끓는점이 낮은 액체연료, 파라핀, 올레핀, 방향족화합물 등 생활주변에서 흔히 사용하는 탄화수소류가 거의 해당됨.

   

VOC는 대기 중에서 질소산화물(NOx)과 함께 광화학반응으로 오존 등 광화학산화제를 생성하여 광화학스모그를 유발하기도 하고, 벤젠과 같은 물질은 발암성물질로서 인체에 매우 유해하며, 스티렌을 포함하여 대부분의 VOC는 악취를 일으키는 물질로 분류할 수 있음.

   

주요 배출원으로는 유기용제사용시설, 도장시설, 세탁소, 저유소, 주유소 및 각종 운송수단의 배기가스 등의 인위적 배출원과 나무와 같은 자연적 배출원이 있음.

   

출처: <http://www.me.go.kr/mamo/web/index.do?menuId=10006>

   

규제대상

환경부고시 제2012-130호

  • 대기환경보전법 제2조제10호에 따라 「휘발성유기화합물 지정 고시」(환경부고시 제2009-198호, 2009. 8. 28)를 다음과 같이
    개정
    고시합니다.
  • 2012. 7. 27.
  • 환경부장관
  • 휘발성유기화합물 지정 고시(전문보기)

1. 관련근거 : 대기환경보전법 제2조제10호

2. 내 용 : 휘발성유기화합물의 종류

가 배출시설(대기환경보전법 시행령 제45조제1항)의 관리대상 휘발성유기화합물의 종류

연번

제품 및 물질명

  

분자식

CAS No.

1

아세트알데히드

Acetaldehyde

C2H4O[CH3CH0]

75-07-0

2

아세틸렌

Acetylene

C2H2

74-86-2

3

아세틸렌 디클로라이드

Acetylene Dichloride

C2H2C12

540-59-0

4

아크롤레인

Acrolein

C3H4O

107-02-8

5

아크릴로니트릴

Acrylonitrile

C3H3N

107-13-1

6

벤젠

Benzene

C6H6

71-43-2

7

1,3-부타디엔

1,3-Butadiene

C4H6

106-99-0

8

부탄

Butane

C4H10

106-97-8

9

1-부텐,

2-부텐

1-Butene,

2-Butene

C4H8[CH3CH2CHCH2)],

C4H8[CH3(CH)2CH3]

106-98-9,

107-01-7

10

사염화탄소

Carbon Tetrachloride

CCl4

56-23-5

11

클로로포름

Chloroform

CHCl3

67-66-3

12

사이클로헥산

Cyclohexane

C6H12

110-82-7

13

1,2-디클로로에탄

1,2-Dichloroethane

C2H4Cl2[Cl(CH2)2Cl]

107-06-2

14

디에틸아민

Diethylamine

C4H11N[(C2H5)2NH]

109-89-7

15

디메틸아민

Dimethylamine

C2H7N

124-40-3

16

에틸렌

Ethylene

C2H4

74-85-1

17

포름알데히드

Formaldehyde

CH2O[HCHO}

50-00-0

18

n-헥산

n-Hexane

C6H14

110-54-3

19

이소프로필 알콜

Isopropyl Alcohol

C3H8O[(CH3)CHOHCH3]

67-63-0

20

메탄올

Methanol

CH4O[CH3OH]

67-56-1

21

메틸에틸케톤

Methyl Ethyl Ketone

C4H8O[CH3COCH2CH3]

78-93-3

22

메틸렌클로라이드

Methylene Chloride

CH2Cl2

75-09-2

23

엠티비이(MTBE)

Methyl Tertiary Butyl Ether

C5H12O[CH3OC(CH3)2CH3]

1634-4-4

24

프로필렌

Propylene

C3H6

115-07-1

25

프로필렌옥사이드

Propylene Oxide

C3H6O

75-56-9

26

1,1,1-트리클로로에탄

1,1,1-Trichloroethane

C2H3Cl3

71-55-6

27

트리클로로에탄

Trichloroethylene

C2HCl3

79-01-6

28

휘발유

Gasoline

-

86290-81-5

29

납사

Naphtha

-

8030-30-6

30

원유

Crude Oil

-

8002-5-9

31

아세트산(초산)

Acetic Acid

C2H4O2

64-19-7

32

에틸벤젠

Ethylbenzene

C8H10

100-41-4

33

니트로벤젠

Nitrobenzene

C6H5NO2

98-95-3

34

톨루엔

Toluene

C7H8

108-88-3

35

테트라클로로에틸렌

Tetrachloroethylene

C2Cl4

127-18-4

36

자일렌(o-,m-,p-포함)

Xylene

C8H10

1330-20-7

(95-47-6, 108-38-3, 106-42-3)

37

스틸렌

Styrene

C8H8

100-42-5

배출시설(대기환경보전법 시행령 제45조제1항)의 관리대상 휘발성유기화합물의 종류

※ 비고

CAS No(Chemical Abstracts Service Registry Numbers)는 미국화학회(ACS; American Chemical Society)에서 동질성을 가지는 물질 등에 부여한 고유번호를 말한다.

나. 배출시설(시행령 제45조제1항) 외 관리대상 휘발성유기화합물의 종류 : 1기압 250˚C 이하에서 최소 비등점을 가지는 유기화합물. 다만, 탄산 및 그 염류 등 국립환경과학원장이 정하여 공고하는 물질은 제외

3. 행정사항

가. 시행일 : 이 고시는 발령한 날부터 시행함

나. 재검토 기한 : 「훈령·예규 등의 발령 및 관리에 관한 규정」(대통령훈령 제248호)에 따라 이 고시 발령 후의 법령이나 현실 여건의 변화 등을 검토하여 이 고시의 폐지, 개정 등의 조치를 하여야 하는 기한은 2015년 8월 27일까지로 함

분류별 휘발성유기화합물(VOCs) 배출량

  • 전체 배출량 866천톤 중 유기용제(도장시설, 세정시설, 세탁시설, 도로 포장 등) 발생량이 63.7% 차지하며, 특히 도장 시 유기용제 발생량의 63% 차지

구분

면오염원

  

  

점오염원

  

  

  

이동오염원

  

  

  

비산업

연소

에너지

수송 및

저장

유기용제

사용

에너지

산업연소

제조업

사용

생산공정

폐기물

처리

도로이동

오염원

비도로

이동

오염원

'10년(톤)

866,358

2,991

35,504

552,042

7,070

3,288

136,864

36,880

74,785

16,347

비율(%)

100

0.3

4.1

63.7

0.8

0.4

15.8

4.3

8.6

1.9

분류별 휘발성유기화합물(VOCs) 배출량

   

출처: <http://www.me.go.kr/mamo/web/index.do?menuId=10007>

   

   

VOC 물질별 위해성

번호

물질명

주요 위해성

비고

1

아세트알데히드

졸음, 의식불명, 통증, 설사, 현기증, 구토

특정대기유해물질1)

2

아세틸렌

현기증, 무기력증 및 액체상태로 접촉시 동상

오존 전구물질2)

3

아세틸렌 디클로라이드

현기증, 무기력증 및 액체상태로 접촉시 동상

-

4

아세틸렌

화상, 숨참, 통증, 수포, 복부경련

-

5

아크릴로니트릴

두통, 구토, 설사, 질식

발암성

특정대기유해물질

6

벤젠

졸음, 의식불명, 통증, 설사, 현기증, 경련, 구토

발암성 특히 백혈병 유발

특정대기유해물질

오존 전구물질

7

1,3 - 부타디엔

졸음, 구토, 의식불명, 액체상태로 접촉시 동상

발암성(B2)

특정대기유해물질

8

부탄

졸음, 액체상태로 접촉시 동상

오존 전구물질

9

1-부텐, 2-부텐

현기증, 의식불명, 액체상태로 접촉시 동상

오존 전구물질

10

사염화탄소

현기증, 졸음, 두통, 구토, 복통, 설사 / 발암성(B2)

특정대기유해물질

11

클로로포름

졸음, 두통, 통증, 설사, 현기증, 복통, 구토, 의식불명 / 발암성(B2)

특정대기유해물질

12

사이클로헥산

현기증, 두통, 메스꺼움, 구토

오존 전구물질

13

1,2-디클로로에탄

졸음, 의식불명, 통증, 설사, 현기증, 구토, 시야가 흐려짐, 복부경련

특정대기유해물질

14

디에틸아민

호흡곤란, 수포, 고통화상, 설사, 구토, 시력 상실

-

15

디에틸아민

복부 통증, 설사, 호흡곤란, 고통, 화상, 시야가 흐려짐

-

16

에틸렌

졸음, 의식불명

오존 전구물질

17

포름알데히드

호흡곤란, 심각한 화상, 통증, 수포, 복부경련

발암성(B1)

특정대기유해물질

18

n-헥산

현기증, 졸음, 무기력증, 두통, 호흡곤란, 구토, 의식불명, 복통

-

19

이소프로필 알콜

현기증, 졸음, 두통, 구토, 시야가 흐려짐

-

20

메탄올

현기증, 구토, 복통, 호흡곤란, 의식불명

-

21

메틸에틸케톤

현기증, 졸음, 무기력증, 두통, 구토, 호흡곤란, 의식불명, 복부경련

-

22

메틸렌클로라이드

현기증, 졸음, 두통, 구토, 의식불명, 화상, 복통, 발암성

-

23

엠티비이(MTBE)

현기증, 졸음, 두통

-

24

프로필렌

졸음, 질식, 액체상태로 접촉시 동상

오존 전구물질

25

프로필렌옥사이드

졸음, 질식, 두통, 메스꺼움, 구토, 화상, 발암성(B2)

특정대기유해물질

26

1,1,1,-트리클로로에탄

졸음, 두통, 구토, 숨참, 의식불명, 설사

-

27

트리클로로에탄

현기증, 졸음, 두통, 의식불명, 통증, 복통

특정대기유해물질

28

휘발유

졸음, 두통, 구토, 의식불명

-

29

납사

졸음, 두통, 구토, 경련

-

30

원유

두통, 구토

-

31

아세트산(초산)

두통, 현기증, 호흡곤란, 수포, 화상, 시력상실, 복통, 설사

-

32

에틸벤젠

현기증, 두통, 졸음, 통증, 시야가 흐려짐

특정대기유해물질

오존 전구물질

33

니트로벤젠

두통, 청색증(푸른 입술 및 손톱), 현기증, 구토, 의식불명

-

34

톨루엔

현기증, 졸음, 두통, 구토, 의식불명, 복통

오존 전구물질

35

테트라클로로에틸렌

현기증, 졸음, 두통, 구토, 의식불명, 수포, 화상, 복통

특정대기유해물질

36

자일렌 (o-,m-,p-포함)

현기증, 졸음, 두통, 의식불명, 복통

오존 전구물질

37

스틸렌

현기증, 졸음, 두통, 구토, 복통

특정대기유해물질

VOC 물질별 위해성

※ 주의

1) 특정대기유해물질 : 사람의 건강·재산이나 동·식물의 생육에 직접 또는 간접으로 위해를 줄 우려가 있는 대기 오염 물질(대기환경보전법시행규칙 제4조, 별표2)

2) 오존전구물질 : 대기중에서 오존을 생성시킬 수 있는 물질

   

출처: <http://www.me.go.kr/mamo/web/index.do?menuId=3755>

   

   

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