폐기물의 연소적합성 평가는 가연성·발열량과 유해성분 유무를 함께 고려해야 한다는 점이 핵심이다. 음식물 분리수거는 시료의 수분을 줄여 저위발열량과 회수 가능한 폐열을 늘리며, PVC처럼 염소를 포함한 물질은 소각 시 HCl과 다이옥신 생성으로 소각에 부적합하다. SRF는 염소와 연소먼지가 문제이고 유황은 비교적 적다는 점을 기억해야 한다.
출제기준 단원 「기타 폐기물 연소특성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
묻는 꼴
문제 수
무엇을 묻나
음식물 분리수거 영향 판별
1
수분 변화에 따른 저위발열량·폐열의 인과 관계를 가리기
퇴비화 고려사항 선별
1
분뇨 슬러지 퇴비화 시 필수 고려 항목인지 판정하기
중금속 독성 증상 식별
1
특정 중금속의 피부·점막 손상 및 발암성 여부를 가리기
뜻
음식물쓰레기 등 수분이 많은 폐기물을 따로 분리 수거하면 시료의 수분 함량이 감소한다는 점을 우선 이해한다. 수분은 태울 때 열을 흡수하는 요소이므로 수분이 줄면 동일 질량 기준으로 연소 시 방출되는 저위발열량이 증가하고, 그 결과 회수 가능한 폐열도 증가한다는 인과관계를 정확히 잡아야 한다.
소각의 적합성 평가는 가연성·발열량뿐만 아니라 포함 성분의 유해성까지 검토해야 한다는 점을 강조한다. 폐종이·폐목재·폐유는 가연성과 발열량이 높아 소각에 적합한 반면, PVC 등 염소 함유 물질은 소각 시 염화수소(HCl)와 조건에 따라 다이옥신을 발생시켜 소각 설비와 환경에 문제를 일으키므로 소각에 부적합하다고 판단한다.
SRF(고형연료폐기물)는 폐플라스틱과 폐목재 등으로 만든 가공 연료로서 사용 시 전용 연소 설비와 숙련된 운전이 필요하고 원료 수급의 품질·공급 신뢰성이 문제될 수 있다. 또한 염소 함량과 연소먼지가 실제 문제이며 유황 함량은 상대적으로 낮아 SOx 발생은 적은 편이라는 특성을 기억한다.
퇴비화 관점에서 분뇨 슬러지는 농토에 살포하기 전에 생화학적으로 안정화되어 악취가 나지 않고 취급이 쉬운 상태가 되어야 하며, 병원균과 회충란의 사멸은 필수적 위생 요건이라고 정리한다.
연료로서의 열량 평가는 원소분석 결과를 시료 기준으로 환산한 뒤 둘롱식과 물 보정을 적용해 저위발열량(LHV)을 계산한다는 원리를 설명한다. LHV 식은 C·H·S의 기여분과 산소에 의한 보정, 그리고 수분과 결합수소로 인한 열량 차감을 포함하는 형태로 적용한다.
예제
저위발열량 계산의 절차는 세 단계로 정리한다. 첫째, 휘발분 중 원소 조성이 주어진 경우 휘발분율을 곱해 시료 전체 기준으로 환산한다. 둘째, 둘롱식의 주요 항인 8100C + 34000(H − O/8) + 2500S를 계산한다. 셋째, 물 보정 항 −600(9H + W)를 빼 최종 LHV를 구한다는 순서를 따른다. 문제 풀이에서는 이 순서를 누락하지 않는 것이 핵심이다.
소각 적합성 판단 예시는 다음과 같다. 폐종이·폐목재·폐유는 가연성과 발열량이 높아 소각에 적합하나, PVC는 염소 성분 때문에 HCl과 다이옥신 생성 위험이 있어 소각 처리에 가장 부적합하다고 판단한다. SRF는 Cl와 연소먼지가 주된 문제이며 SOx는 상대적으로 적다.
퇴비화 관련 예시는 분뇨 슬러지를 퇴비로 사용할 때 생화학적 안정·무취·취급 용이성이 필요하고 병원균·회충란 사멸이 필수 조건이라는 점을 기준으로 오답 선지를 소거할 것을 권한다.
대표 기출 3문항
생활폐기물 성상 변화에 따른 영향에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
음식물쓰레기 분리수거되면서 습중량의 수분함량 감소, 건중량중의 유기물함량 감소
유가자원의 분리수거가 진행되어 불연물이 감소되고, 소각 후의 연소재 발생량 감소
음식물쓰레기가 분리 수거되어 저위발열량이 감소하여, 폐열발생량이 증가
음식물 및 유가자원의 분리수거로 겉보기 밀도의 감소
정답과 해설 보기
정답 ③ · 음식물쓰레기를 분리 수거하게 되면 폐기물 내의 수분 함량이 크게 감소합니다. 이는 소각로의 보조 연료 사용량을 절감시키고 연소 효율을 높여 결과적으로 폐열 발생량이 증가하는 효과를 가져옵니다.
정답 ③ · 피부염·피부궤양과 흡입에 의한 코·폐·위장 점막 병변 및 폐암을 유발하는 중금속을 찾는 문제이다. 6가 크롬은 도금·안료 등에서 취급되는 대표적 발암성 중금속으로, 피부 접촉 시 피부염과 피부궤양을 일으키고 흡입 시 코 점막 궤양(비중격 천공 포함)과 폐암을 유발한다.