도시쓰레기 소각재의 안전처리

가. 서론

우리나라 쓰레기정책은 발생량 자체를 줄일 수 있는 감량화가 우선 목표이며 다음은 발생된 쓰레기를 최대한 재활용하는 것이고 최종적으로 소각 또는 매립하는 것을 우선순위로 정하고 있다. 쓰레기를 매립할 경우에는 국토잠식 뿐만 아니라 침출수 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 일정 비율까지는 소각을 계속 확대할 필요가 있다. 이를 위하여 정부는 2001년까지 □98년 말 현재 9%인 소각처리율을 20%까지 확대하는 정책목표를 정하고 있다.  우리나라에서 소각재가 문제가 되기 시작한 시기는 □97년 소각시설의 다이옥신류 문제가 크게 등장하면서부터 이며 이는 쓰레기 소각율이 높아지고 대형 소각시설이 증가하면서부터 이다. 이에 따라 □97년 9월에 정부는 소각재 대책을 마련하기 시작하였으며 그 주요 내용은 운영중인 소각시설에 대하여 소각역사가 깊은 선진국의 예에 따라 바닥재와 비산재를 별도로 분리배출 및 보관할 수 있는 시설을 □97년말까지 설치하고 비산재는 지정폐기물로 처리하도록 조치하는 것이었다.

그러나 최근 도시쓰레기 소각시설에서 배출되는 소각재중 당초 무해할 것으로 판단하였던 바닥재에서 지정폐기물 기준을 초과하는 납(Pb)이 검출되어 매립지 반입이 금지됨에 따라 소각장에 바닥재가 적체되는 등의 문제점이 발생되어 비산재뿐만 아니라 바닥재에 대한 적정 처리가 시급한 환경문제로 대두되고 있다.

나. 소각재의 발생현황

우리나라는 □98년 말 현재 1일 50톤 이상 생활쓰레기 소각시설에서 발생하는 소각재는 '98년 말 현재 운영중인 9개 소각장에서 소각량의 14.7%∼19.5% (평균 16.2%)의 소각재로 발생하며, 이중 약 5%가 비산재, 95%가 바닥재이다.

표 5.4.1. 소각재 발생현황 (□98)

구 분	소각량(톤/년)	소각재량(톤/년)			비고
		계	바닥재	비산재
계	674,455	109,128	106,402	2,726	9개 소각장

표 5.4.2. 소각재종류별 배출량

소각재종류		쓰레기 1톤당 배출량 (kg)
바닥재	Grate ash	300
	Grate sifting	5
비산재	보일러재	5
	집진재	20
	산성가스 처리잔재물	12
굴뚝배출재	먼지	약 0.05

(출처 : International Ash Working Group, 1994)

다. 소각재중 오염물질

도시쓰레기 소각재의 특성은 도시폐기물의 특성 및 종류, 소각시설의 운영조건, 소각시설 및 오염방지설비의 특성, 잔재물의 종류  (예. 수냉각 여부, 비산재, 바닥재, 혼합재)에 따라 각기 다른 특성을 나타낸다.  다음 표 5.4.3에는 소각재중 포함된 중금속 등 무기오염물질과 다이옥신류의 함유량 농도분포를 나타내었다.  실제 환경중에 노출되는 중금속 등의 용출특성은 바닥재의 경우 대략 매립처분기준을 만족하고 있지만 Pb이나 Cd이 기준치를 상회하는 값을 나타내는 예도 볼 수 있다. 비산재와 소각재를 비교하면 함유량의 차이 등을 반영하여 비산재에서의 용출이 다소 높은 경향이 있다.

라. 소각재의 처리방법

(1) 바닥재

현재 우리나라에서도 당초 무해할 것으로 판단하였던 바닥재에서 지정폐기물 기준을 초과하는 Pb이 검출되어 매립지 반입이 금지되는 사례가 있어 소각장에 바닥재가 적체되는 등의 문제점이 발생되어 바닥재에 대한 적정관리대책 마련이 필요하게 되었다.

소각시설에서 Pb는 그림 5.4.1과 같이 물질수지상 바닥재에 많이 포함되어 있다. 소각처리방식에 따라 변화될 수 있으나 약 13%가 배가스상태로 이행되며 바닥재에 약 87%가 남게 되며, 배가스로 이행한 납성분은 집진장치에서 약 95%가 제거되어 쓰레기중 납의 약 13%가 집진재(비산재)중으로 이행된다. 집진장치를 통과한 납은 가스세정장치에서 약 33%가 제거되고 최종적으로 배가스로 굴뚝으로 배출되는 납은 쓰레기중 납의 약 0.4%가 된다.

소각로	□	집진기	□	가스세정기	□	배가스
□	13.2%	□	0.6%	□	0.4%
바닥재 86.8%		집진재 12.5%		가스세정수 0.2%

그림 5.4.1. 소각시설에서 납의 거동

본래 비산재나 바닥재 중에 포함되고 있는 납은 소각되는 쓰레기 중에 포함되는 것이며 그 원인이 되는 폐기물의 종류를 파악할 수 있다면 이것을 삭감하기 위한 대책수립도 가능할 것이다.

표 5.4.3. 도시쓰레기 소각재중 오염물질의 농도분포

무기물질	비산재 (mg/kg)	혼합재 (mg/kg)	바닥재 (mg/kg)	다이옥신류	비산재 (ng/g)	혼합재 (ng/g)	바닥재 (ng/g)
알루미늄(Al)	5300∼176000	5000∼60000	5400∼180000	다이옥신류
안티모니(Sb)	4.4∼760	20∼<260	1∼600	MCDD	2	nd	nr
비소(As)	1∼750	2.9∼<1200	1∼80	DCDD	0.4∼200	nd∼120	nr
바륨(Ba)	80∼9000	79∼2700	40∼2000	T3CDD	01∼01∼82	nd∼33	nr
베릴륨(Be)	nd∼<4	nd∼2.4	nd∼<0.44	T4CDD	nd∼250	0.14∼14	<0.04∼410
붕소(B)	5∼5654	24∼174	85	PCDD	nd∼722	0.07∼50	nd∼800
브롬(Br)	21∼250	nr	nr	H6CDD	nd∼5565	0.07∼78	nd∼1000
카드뮴(Cd)	0.3∼2100	0.18∼100	0.2∼442	H7CDD	nd∼3030	0.07∼120	nd∼290
칼슘(Ca)	3000∼290000	4100∼85000	5900∼112000	OCDD	nd∼3152	0.07∼89	nd∼55
탄소(C)	17000∼74000	nr	10000∼287000	2,3,7,8-TCDD	nd∼330	0.02∼0.78	<0.04∼6.7
세슘(Cs)	2100∼12000	nr	nr	Total PCDD	5∼10883	6.2∼350	nd∼2800
염소(Cl)	1160∼253000	nr	2000∼10000	퓨란류
크롬(Cr)	110∼13000	12∼1500	13∼10000	MCDF	41	1.1	nr
코발트(Co)	2.3∼5000	1.7∼91	3∼62	DCDF	nd∼90	nd∼42	nr
구리(Cu)	69∼3100	40∼28460	80∼26000	T3CDF	0.7∼550	nd∼14	nr
불소(F)	1500∼3100	nr	130∼300	T4CDF	nd∼410	2.3∼9	10.1∼350
철(Fe)	900∼87000	690∼133500	1000∼320000	PCDF	nd∼1800	1.6∼37	0.07∼430
납(Pb)	6∼26600	31∼36600	0.2∼17000	H6CDF	tr∼2.353	1.2∼35	nd∼920
리튬(Li)	7.9∼34	6.9∼37	7∼19	H7CDF	Tr∼887	0.62∼36	nd∼210
마그네슘(Mg)	2000∼40000	700∼16000	400∼18000	OCDF	nd∼398	0.18∼8.4	nd∼11
망간(Mn)	65∼8500	14∼3130	50∼390000	2,3,7,8-TCDF	0.05∼5.4	0.41∼12	nd∼13
수은(Hg)	nd∼40	<0.020∼1.5	nd∼3.5	Total PCDF	3.73∼2396	6.14∼153.9	nd∼1600
몰리브덴(Mo)	9.2∼700	2.4∼290	2∼500	PCB류
니켈(Ni)	9.9∼1966	13∼12910	9∼1300	Mono CB	0.29∼9.5	nd	nd∼1.3
질소(N)	nd	nr	nd∼3500	Di CB	0.13∼9.9	0.126∼1.35	nd∼5.5
인(P)	1000∼12000	290∼5000	400∼17800	Tri CB	nd∼110	0.35∼14.3	nd∼80
칼륨(K)	4300∼74800	290∼12000	920∼24100	Tetra CB	0.5∼140	16.5	nd∼47
셀레늄(Se)	0.48∼16	0.10∼<780	nd∼7	Penta CB	0.87∼225	nd	nd∼48
실리콘(Si)	1783∼320000	47000∼120000	1333∼460000	Hexa CB	0.45∼65	nd∼39	nr
은(Ag)	nd∼77500	0.05∼93.4	nd∼38	Hepta CB	nd∼0.1	nd	nr
나트륨(Na)	477∼80000	1100∼33300	1800∼69000	Octa CB	nd∼1.2	nd	nr
스트론튬(Sr)	98∼1100	12∼640	81∼1000	Nona CB	nd	nd	nr
황(S)	4000∼40000	nr	1750∼20000	Deca CB	nd	nd	nr
토륨(Th)	nr	nr	70∼300	Total PCB	nd∼360	nd∼32.15	nd∼180
주석(Sn)	<100∼12500	13∼1000	40∼1300	nd : 불검출, nr: 보고되지 않음
티타늄(Ti)	<50∼42000	1000∼28000	400∼11400
바나듐(V)	22∼298	13∼150	36∼90
아연(Zn)	120∼152000	92∼46000	200∼36100

소각로에 혼입되는 납의 유래제품을 추정하는 방법은 지금까지 주로 2가지 방법이 시도되고 있다. 하나는 납을 함유하는 것으로 알려진 제품을 모두 선택하여 함유농도나 제품의 생산량을 조사하는 것에 따라 폐기량을 추정하는 수법으로 미국 EPA에 의한 연구사례가 있다. 또 하나의 수법은 소각쓰레기를 상세하게 제품 종류별로 분별하여 각 세분별마다 납농도를 측정함으로써 납함유 제품을 확인하는 것으로 일본에서의 조사사례가 있다. 다음 표 5.4.4∼5.4.5에는 일본에서 조사된 제품별 Pb와 Cd의 농도를 나타내었다.

표 5.4.4. 일상적으로 배출되는 폐기물중 Pb와 Cd의 농도(종이, 유리, 금속류)

종이류	Pb (ppm)	Cd (ppm)	유리류	Pb (ppm)	Cd (ppm)	금속류	Pb (ppm)	Cd (ppm)
신문지	3.1	<0.1	식생활용품 등	1.6	<0.1	상품, 사용후 버려지는 전기회로, 기타 용기·포장재	2	<0.1
서적류	7.9	<0.1	형광등(직선형)	<1	<0.1	건전지	1,200	180
사용하고 버려지는 상품	6.9	<0.1	형광등(곡선형)	6	0.14	음료캔	<1	<0.1
홍보용 전단	4.7	<0.1	전구	4.8	<0.1	식료품캔	<1	<0.1
식료품용 종이상자	6.8	<0.1	병	<1	<0.1	작은 상자, 캔상자	<1	<0.1
일회용품용 종이상자	10.2	<0.1	계	1	0.1	스프레이캔	<1	<0.1
마분지 상자	11.5	0.13				도료캔	1,200	0.52
포장지·종이봉지	14.4	0.17				식료품의 복합 알루미늄 박지	13	<0.1
기타	9.0	<0.1				계	75	10.8
계	7.7	0.1

표 5.4.5. 일상적으로 배출되는 폐기물중 Pb와 Cd의 농도 (플라스틱류)

종 류			Pb (ppm)	Cd (ppm)
종류	계통	색상
식생활용품	비염화비닐	혼색	<2.3	<0.1
장남감·스포츠용품	염화비닐	혼색	9.2	4.7
	비염화비닐	혼색	2.3	1.3
기타 상품·사용후 버려지는 상품	염화비닐	혼색	47.0	<0.1
	비염화비닐	혼색	<2.3	<0.1
음료수·식료품의 플라스틱 병류	염화비닐	기타색	22.5	<0.1
	비염화비닐	황·백색	19.7	<0.1
	비염화비닐	기타색	6.1	<0.1
일회용품 플라스틱 병류	염화비닐	황·백색	5.4	<0.1
	염화비닐	기타색	11.7	<0.1
	비염화비닐	황·백색	8.5	<0.1
	비염화비닐	기타색	<2.3	<0.1
식료품트레이·팩·컵(발포제제외)	염화비닐	황·백색	3.8	0.1
	염화비닐	기타색	4.0	0.1
	비염화비닐	황·백색	<2.3	<0.1
	비염화비닐	기타색	25.8	<0.1

표 5.4.5. (계속)

종 류			Pb (ppm)	Cd (ppm)
종류	계통	색상
일회용트레이·팩·컵	염화비닐	기타색	21.6	<0.1
발포트레이·팩·컵	비염화비닐	백색	5.4	<0.1
	비염화비닐	황색	<2.3	<0.1
랩	염화비닐	기타색	8.7	<0.1
비닐봉지	비염화비닐	백색	16.0	<0.1
	비염화비닐	황색	54.0	<0.1
	비염화비닐	기타색	8.0	<0.1
식품병속의 플라스틱 비닐	비염화비닐	혼색	2.3	<0.1
식료품의 대·중·소	비염화비닐	기타색	39.9	<0.1
일회용품의 대·중·소	비염화비닐	황·백색	10.1	<0.1
	비염화비닐	기타색	35.2	<0.1
기타	비염화비닐	혼색	16.7	0.1
계			17.0	<0.1

(2) 비산재

비산재의 처리방법은 크게 아래에 표시하는 4가지 방법이 있다.

(가) 용융설비를 사용하여 충분히 용융하고 나서 고화하는 동시에 용융에 따라 발생하는 오니 또는 비산재에 대해서도 (나), (다) 또는 (라)의 방법에 의해 처리하는 방법

(나) 시멘트 고화설비를 사용하여 중금속이 용출하지 않도록 화학적으로 안정된 상태로 하기 위해 충분한 양의 시멘트와 균질하게 반죽하여 섞는 동시에 적절하게 조립 또는 성형한 것으로 충분히 양생하여 고화하는 방법

(다) 약제처리설비를 사용하여 충분한 약제와 균질하게 반죽하여 섞고 중금속이 용출되지 않도록 화학적으로 안정된 상태로 하는 방법

(라) 산 기타의 용매에 중금속을 충분히 용출시키고 나서 탈수처리하는 동시에 해당 용출액중 중금속을 화학적으로 안정된 상태로 하는 방법

1) 비산재를 화학적으로 안정화하는 방법

가) 시멘트고화

본 방식은 비산재의 중금속 용출방지 및 비산방지를 목적으로 하고 비산재에 포틀랜드시멘트와 물을 가하고 조립 또는 성형이 행하여진다. 시멘트고화는 시멘트중 규산칼슘 등의 조성광물이 물과 결합하고 수화물결정을 형성하여 경화하는 과정에서 유해물질의 흡착이나 고형화를 동반하고 시멘트의 강한 알카리성에 의해 수용성중금속을 수산화물로 불용화시킨다. 또 시멘트 속의 에트린가이드는 중금속 고정작용을 한다.

표 5.4.6. 시멘트의 종류와 특징

고화체	용도	특징	가격비*
포틀랜드시멘트	중금속함유량이 작지 않은 비산재	보통의 토목건축용시멘트이며 경화(결정화)할 때 유해물질을 흡착한다.	1
초조강시멘트	염류가 많이 함유된 비산재	초강성이 있고 염류에 의한 고화물의 팽윤이 적지 않다.	3.8
특수시멘트	6가크롬, 납을 함유한 비산재	초강성과 함께 6가크롬, 납에 효과가 있고 전체에 밸런스를 취한 고화제이다.	4.5
포틀랜드시멘트와 첨가제 병용	중금속함유량이 많은 비산재	첨가제는 함유금속에 의해 적절한 것을 가한다.	1+□

* 포틀랜드시멘트를 1로 한다.

나) 약제처리

이 방법은 비산재에 중금속 고정약제와 물을 섞어 비산재중의 중금속류와 반응시켜 불용성의 중금속화합물을 만드는 것이다.

비산재중 중금속류의 고정화에 유효하다고 생각되는 약제로서는 질소 및 유황계의 유기계 킬레이트제나 유황을 포함하지 않는 무기계 약제 등이 있다.

표 5.4.7. 액체킬레이트의 성상 및 특성비교

킬레이트 종류	피리딘계	이민계	칼바민계
형상	담황색액체	담황색액체	담황갈색액체
비중	1.15∼1.20 (25℃)	1.10∼1.30 (25℃)	1.10∼1.30 (25℃)
pH	약 11∼12	약 11∼12	약 11∼12
점도	4∼10 cp(25℃)	3∼30 cp(25℃)	4∼6 cp(25℃)
평균분자량	7,000∼9,000	3만∼5만	저분자량
내열성	300℃	200℃	150℃
응고점	-18℃	-4℃	-4℃
공기안정성	공기와 접촉시 거의 열화하지 않고 안정	공기와 접촉시 부패	공기와 접촉시 부패
냄새	암모니아냄새	아민냄새	아민냄새
금속과의 결합상태	配位結合 M:금속이온	이온결합 M:금속이온	이온결합 M:금속이온
금속과의 결합력	강력한 킬레이트결합	pH영역에 의해 결합이 끊어지는 경우가 있다	pH영역에 의해 결합이 끊어지는 경우가 있다
특징	황화수소가스의 발생	황화수소가스발생	황화수소가스발생(미량)
비산재에 대한 사용량(평균)	2.50%	5.00%	3.50%

2) 산 등 기타의 용매에 의한 안정화

산 등의 용매에 의한 방법에는 주로 산추출처리와 배기가스 중화처리가 있다.

가) 산추출·황화물처리

본 방식은 비산재에 물을 가하여 슬러리상으로 하여 염산을 가하고 비산재중 중금속을 금속이온으로 만들고 수황화소다 등으로 중금속 황화물로서 불용화하여 탈수제거하는 방법이다. 비산재와 오수를 혼합조에서 혼합하여 슬러리화한 후 반응조에서 pH 6∼8까지 염산용액을 가하여 중금속류 등을 추출한 후 반응조에서 pH 7∼9까지 수황화소다를 가하여 불용성의 중금속황화물 슬러리로 만들고 슬러리는 탈수기로 고액분리된다. 본 방법은 다른 화학반응에 의한 안정화처리방법에 비하여 다소 장치가 복잡하지만 보다 안정화되고 염회수를 통해 재활용할 수 있는 특징을 가지고 있다.

나) 배기가스중화처리

본 처리방식은 비산재를 오수 등에 현탁시키고 비산재중 중금속 및 염류를 용출시킨 후 쓰레기 소각배기가스의 일부를 불어넣어 배기가스중에 포함되어 있는 탄산가스에 의해 중금속류를 탄산염으로 만들어 침전분리한 후 탈수처리하는 것이다.

비산재는 혼합조에 보내져 재오수로 현탁되고 배기가스 중화조에서 배기가스중의 탄산가스와 반응하고 중금속은 탄산염화된 후에 탈탄산처리를 실시하여 탈수기로 탈수된다.  비산재는 알카리류를 많이 포함하고 있으며 물에 현탁했을 때 높은 알카리성을 나타낸다. 본 방식은 운전비가 저렴하다는 특징이 있다. 비산재중 알루미늄, 아연 등의 양쪽성 금속과 알카리 성분의 반응에 의해 발생하는 수소가스 발생대책이 요구된다.

(나) 비산재를 열적으로 안정화하는 방법

1) 용융고화

본 방식은 연료의 연소열이나 전기에서 얻어진 열에너지 등에 의해 피처리물을 1,200∼1,400℃의 고온하에서 가열, 용융하고 무기물은 유리질의 슬래그화 하는 방법이다. 용융슬래그는 SiO2, Al2O3, CaO를 주성분으로 하는 유리질이 되고 슬래그에서의 중금속류의 용출은 거의 없다. 비산재 등에 포함되어 있던 저비점의 중금속은 배기가스중으로 휘산된 후 배기가스처리장치로 포집되는 용융비산재속에 농축된다. 용융의 열원은 연료의 연소열에 의한 방법, 전기의 열에너지에 의한 방법으로 크게 나눌 수 있다.

용융슬래그는 아래와 같은 여러 가지의 용도를 생각할 수 있으나 재생이용에 있어서는 재생이용처의 기준에 적합할 필요가 있다.

가) 토목건축용 자재 등 : 노상재, 하층노반재, 상층노반재, 되메움재, 외입재, 토양개량재, 복토용재, 성토용재, 방화용토낭·묘상(수재배), 관엽식물용 모래

나) 콘크리트제품 : 보도용 평판블록, 인터로킹 블록

용융고화의 목적은 유해성제거, 저비점중금속의 불용화에 있다. 그러나 현재 개발되고 있는 타입의 용융방식에는 Pb 와 Zn 등의 저비점 중금속과 염류의 반이상이 배가스중으로 휘산된다.  용융기술이 소각재 등의 무해·용융기술로서 다른 것과 비교하여 탁월한 방식인 반면에 주요한 목적에 있어 저비점 중금속의 슬래그화 라고 말하는 점에 있어서는 극히 효과가 나쁠수도 있다.  용융고화법는 기존기술의 응용에 의해 충분히 개발가능하다고 판단되며 이에 대한 개발시 법개정등이 대응이 필요하다.

표 5.4.8. 용융고화방식의 분류

구 분	용융고화방식
연료식용융로	필름용융로
	내부용융로
	코크스베드용융로
	선회류용융로
전기식용융로	전기아크로
	전기저항로
	플라즈마용융로
	전기가열로

(3) 비산재의 처리기술의 정리

앞 절에서 설명한 각 처리기술에 대한 장래의 과제는 다음과 같다.

(가) 화학적 처리법의 과제

1) Cd, Pb 등의 매립기준치가 보다 엄격하게 된 경우의 약제의 사용량 증가 대책

2) 비산재의 중간처리시 매립지에서의 거동, 특히 중금속류의 불용화물의 산성비 영향하에서의 거동에 대한 연구 추진

3) 매립완료후 다이옥신류의 축적대책(매립지에서 비산재중 다이옥신류는 그 일부가 자외선 등에 의해 분해되는 것이 생각되지만 그 대부분은 그대로 축적된다).

4) 감량·감용화 대책, 화학적으로 안정화하는 방법에서는 기본적으로 매립처분이 되기 때문에 안정화의 과정에서 감량, 감용화가 중요하다.

(나) 열적 처리방법의 과제

1) 다이옥신류 제거를 고려한 배기가스 처리장치의 필요성

2) 용융비산재의 처리기술의 개발(용융비산재의 자원적 측면을 착안하면 비철금속원료로 간주할 수도 있다).

3) 처리에너지의 저감화(용융처리를 위한 에너지의 원단위는 1,200kWh/톤 또는 1.8Mcal/톤으로 소각재 단독 용융에 비하여 1.5배정도 크다).

표 5.4.9. 도시쓰레기 소각비산재의 처리방식 비교표

	화학적인 안정화법			열적인 안정화법
	시멘트고화	약제처리	산추출	용융
현재의 기술확립	○	○	△	△
처리비	○	△	△	×
건설비	○	○	△	×
매립처분량	×	△	△	○
장기 안정성	×	△	△	○
유효 이용성	×	×	△	○
자원순환가능성	×	×	○	○

(주) 위의 ○, △, ×는 현 단계의 상대적인 판단에 의한 것이며 금후의 기술개발 등에 의해 변화될 수 있다.

참고문헌

1. 古角雅行, 東京都□飛灰對策□現狀, 廢棄物學會誌, Vol. 5, No. 1, 1994

2. 일본폐기물연구재단, 폐기물핸드북, 1997

3. USEPA Municipal Solid Waste Combustion Ash Database, 1994

<참고> 소각재 처리방법의 비교

항 목	1.용융고화법	2. 시멘트고화법	3. 약제혼련법 (액체킬레이트)	4. 용매용출법
				산추출	배기가스중화
처리기술의 원리와 특징	연료의 연소열과 전기에너지에 의하여 피처리물질을 1,200∼1,400℃에서 가열·용융, 무기물을 유리질의 슬래그로 만든다. 바닥재 또는 비산재와 혼합처리는 실용화되어 있지만, 비산재을 대상으로 기술은 실증단계이다. 부생되는 용융비산재는 2, 3, 4 방법에 의해 처리한다.	충분한 량의 시멘트와 균질히 혼합한 뒤 造粒 또는 성형하여 충분히 양생하여 고화한다. 운전이 용이하며,건설비는 낮고 기술적으로 확립되어 가장 많이 채용되고 있다.	킬레이트와 비산재중의 중금속과 반응에 의하여 중금속을 고정화하여 화학적으로 안정한 상태로 만든다. 운전이 용이하고 건설비가 낮다. 고화물에서 금속회수의 가능성이 있다. 그러나 킬레이트이외의 약제로는 Pb용출억제는 불충분하다.	비산재를 산성용매(염산을 사용)중에 현탁시켜 용출한 중금속을 화학적으로 안정한 상태(황화물)로 만든다.	비산재를 산성용매중에 현탁시켜 용출한 중금속을 쓰레기 연소배기가스(CO2)와 접촉시켜 화학적으로 안정한 탄산염 상태로 만든다. 쓰레기 소각로의 배가스·재오수 등을 이용하기 위한 운전비는 낮다.
대상물의 요건
형상	비산재가 있으면 특히 제한된다.	좌동	좌동	좌동	좌동
전처리	입경, 조성상의 조건에서 필요한 경우가 있음	불필요	첨가수는 중금속이온용출을 위해 10∼40% 사용한다. 혼합공정을 통해 pH을 6∼10으로 유지한다.	저류조에 고착 및 이물의 혼입방지	비산재의 용해공정에서 중금속을 완전히 용출되는 것이 필요
조성	금속, 수분, 미연물 함유율에 의해 제한되는 경우가 있음	강알카리 비산재에는 pH조정제를 첨가. 비산재 pH 10∼11 CaO 30∼60%	강알카리 비산재에는 pH조정제를 첨가. 비산재 pH 10∼11 CaO:30∼60%	전기집진재·백필터재 pH 10이하 CaO :30∼60%	전기집진재·백필터재 pH 10이하 CaO 30∼60%
열특성	염기도제한을 받지 않는 것이 많지만 버너방식으로 용융점강하제을 이용한 저온용융을 하는 방식도 있다
시스템
처리 기준	건회 (coke bed방식은 습회)	건회	건회	건회	건회
온도 관리등	용융공정은 자동온도제어가능 재저류조에서 브리지방지을 위해 가온한다(60∼100℃).	재저장조에 브리지방지를 위하여 가온한다(60∼100℃).	재저장조에 브리지방지를 위하여 가온한다(60∼100℃).	pH제어의 안정화가 중요. 재저장조에 브리지방지를 위하여 가온한다(60∼100℃).	재저장조에 브리지방지를 위하여 가온한다(60∼100℃).
처리 능력	50∼8,000 kg/h (방식에 따라 차이는 큼)	50∼4000kg/h 2000□ (400kg/h)	50∼4000kg/h 2000□(400kg/h)	50∼500kg/h 시멘트고형화의 1.5∼2배가 필요	50∼2000kg/h 2500□(400kg/h)

참고 (계속)

항 목	1.용융고화법	2. 시멘트고화법	3. 약제혼련법 (액체킬레이트)	4. 용매용출법
				산추출	배기가스중화
동특성		기동·휴지시의 용이성 곤란 부하변동 허용범위: 50%∼ 긴급시 조치:고화장치휴지시 공구의 청소필요	기동·휴지시의 용이성: 용이 부하변동 허용범위: 50%∼ 긴급시 조치:약제공급정지	기동·휴지는 단기간용이 부하변동 허용범위: 50%∼ 긴급시 조치:비산재·약제공급정지	기동·휴지시의 용이성: 곤란 부하변동 허용범위 :50%∼ 긴급시 조치:배가스·배가스의 공급정지
기타	비용이점 : 열효율상승	중금속·염류의 함유정도에 따라 시멘트의 종류·적정 가수량을 결정 대상물의 성상에 함유된 혼합·조립·성형방식을 결정	킬레이트제는 처리대상의 중금속만 아니라 다른 중금속에도 작용하는데 첨가량은 총금속이온량을 기준으로 한다.
물질수지
무해화	용융슬래그로 부터의 중금속의 용출은 없지만, 용융비산재의 안정화처리가 필요하다. 비산재중에 함유된 고농도의 다이옥신류를 분해할 수 있다.	용출특성: 매립기준을 만족 장기적으로 중금속·염류의 용출위험성이 크다. 다이옥신류는 분해할 수 없다.	염류의 용출은 있지만 중금속의 용출위험은 비교적으로 작다. 다이옥신류는 분해할 수 없다.	용출특성: 염폐수발생용매중에 이행된 중금속의 불용방법여하에따르지만 장기적으로는 중금속의 용출위험을 따른다. 다이옥신류는 분해할 수 없다. 산으로는 염산이 양호하지만 비용적으로 황산과의 2단처리가 보편적이다.	용출특성: 염폐수발생 중금속의 불용화도는 탄산염전환율에 의한다. 탈수처리한 처리잔사는 장기적으로는 용출위험을 따른다. 다이옥신류는 분해할 수 없다.
안정화	장기안정성을 유지	시멘트의 첨가량이 적고 양생시간이 짧으면균열·붕괴된다. 25%정도의 시멘트를 첨가하여도 용출억제는 불충분하며, 약제와 병용이 필요. 고화강도는 10kg/□ 이하	시멘트고화법에 비교하여 안전성있고, 장기적으로 위험성은 따른다.	안정도는 불용화방법에 좌우된다.	환경중에서의 탄산염의 화학적 안정도에 좌우된다. 산성우에는 대부분 무효
감용 감량	1/5∼1/6 0.9∼1.0배	1/2.5∼1/3(시멘트,물포함) 1.4∼1.5배	1/3∼1/4 (킬레이트, 물포함) 1.3∼1.4배	1/3∼1/4 0.3∼0.5배	1/4∼1/5 0.5∼0.6배(탈수후)
부대설비
배가스처리 장치	백필터+유해가스제거장치	불필요	비산재 처리과정에서 수소가스가 발생하므로 환기장치가 필요	비산재 처리과정에 수소가스가 발생하므로 환기장치가 필요	소각 배가스 처리장치에 합하여 처리 비산재 처리과정에서 수소가스가 발생하므로 환기장치가 필요

참고 (계속)

항 목	1. 용융고화법	2. 시멘트고화법	3. 약제혼련법 (액체킬레이트)	4. 용매용출법
				산추출	배기가스중화
폐수 처리 장치	세정수 0.5□/재t의 처리	세정수 0.5□/재t의 처리	불필요	추출액 처리:중금속·염류의 처리	재냉각수조방식을 채용하는 경우는 재오수가 사용하기 위해서는 전용폐수처리가 필요하다.
기타 장치	용융비산재 처리장치	집진장치	가연성 가스검지기	가연성 가스검지기	가연성 가스검지기
유틸리티조건
	연료식 기름: 200∼300L/재t 전기:150∼180kwh/재t 전기식 전력:700∼1200kwh/재t 물,약제등을 사용한다.	전력: 300kwh/재t 시멘트: 200kg/재t 소모품교환 1회/1∼2년	전력: 25kwh/재t 물: 300□/재t 소모품: 킬레이트 :30kg/150kg/재t	비산재처리량: 5t/일 전력: 약 20kwh/일 용해수: 약25t/일 염산: 약 0.5t/일 황산; 약 1.0t/일	전력: 40kwh/재t 물: 10□/재t 소모품교환 : 1회/년 탈수조제: 0.25/재t
처리 가격	대규모 설비와 대량의 에너지투입이 필요하기 때문에 건설비·유지비도 대단히 높다.	건설비·유지비가 비교적 싸다.	건설비는 가장 싸지만 약제가 비싸기 때문에 유지비는 높다.	복잡한 설비가 필요하기 때문에 건설비·유지비가 비싸다.	건설비는 비교적 싸며 유지비는 가장 싸다.
매립 처분량	가장 감용화되며 슬래그의 재이용을 기대할 수 있으면 매립처분량은 용융비산재의 처리잔사만 된다.	시멘트의 첨가량만큼 매립처분량이 증가한다.	중량적으로 처리전과 동일하다(건조기준).	중량적으로 처리전과 동일하다(건조기준).	중량적으로 처리전과 동일하다(건조기준).
유지 관리성	출재량이 적은 경우는 간결출재와 전문의 숙련기능원이 필요하다. 안정한 운전을 가능하게 하는 기술이 확립되어 있지 않다. 쓰레기 소각보다 고온이기 때문에 내화재의 마모가 심하고 빈번한 점검·보수가 필요하다.	기동·정지가 용이하지 않고 고화장치의 정지시에는 청소가 필요하다.	기동·정지는 용이하고. 혼합성능이 중요하다.	기동·정지는 용이하고 용해·교반·pH제어와 탈수기의 유지관리가 중요하다.	기동·정지는 대단히 용이하지는 않으나 Ca분이 많은 폐수의 경우는 배관의 폐색이나 부식에 주의가 필요하다. 용해·교반·pH제어와 탈수기의 유지관리가 중요하다.
기술의 성숙도	비산재만의 용융처리기술은 실험단계이다. 비산재보다 고농도의 저비점중금속을 함유하고 있는 용융비산재와 용융로내의 용융비산재상으로 분리·퇴적하는 용융염이 실용적인 처리기술 또는 재활용기술개발이 필요하다.	실용되어 있으며 유지관리에 시간이 걸리지만 처리경비가 안정되고 가장 많이 채용되고 있다.	실용되어 있으며 처리잔사중 중금속의 안정성이 뛰어나다. 약제가 싸면 더 보급될 것으로 판단된다.	실증단계에 있으며 처리잔사중 중금속의 안정성은 꽤 뛰어 나지만 유지관리에 시간과 경비가 소요된다.	실용되어 있으며 유지관리에 꽤 시간은 걸리지만 처리경비는 가장 싸다.
처리 설비	소각재처리가 주류	비산재처리가 주류	비산재 단독처리	비산재 단독처리	비산재 단독처리