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[환경신기술] 전자빔 이용한 절연유 중 PCBs 처리 기술
2010년 09월 02일 (목) 11:00:03 워터저널 webmaster@waterjournal.co.kr



폐절연유 대량 처리 가능…공정 중 발생 부산물도 기준 적합
  환경산업기술원, 환경신기술로 인증
원자력연구원 이면주 박사·에너가이아㈜ 공동개발



   
▲ 변압기 절연유에 포함된 치명적인 독성물질인 PCBs를 전자빔을 이용해 완벽하게 제거하는 기술인 ‘전자빔을 이용한 절연유 중 PCBs 처리 기술’이 환경신기술로 등록됐다.

변압기 절연유에 포함된 치명적인 독성물질인 PCBs를 전자빔을 이용해 완벽하게 제거하는 기술이 환경신기술로 등록됐다.

환경부와 한국환경산업기술원(원장 김상일)은 ‘전자빔(Electron Beam)을 이용한 절연유 중 PCBs(Polychlorinated Biphenyls) 처리 기술’에 대한 신기술인증서 제301호·기술검증서 제126호 및 기술검증보고서를 교부했다고 지난 8월18일 밝혔다.

‘전자빔을 이용한 절연유 중 PCBs 처리 기술’은 한국원자력연구원의 이면주 박사와 에너가이아㈜ 등이 지난 2005년부터 기술개발을 시작, 올해 기술의 우수성을 평가받아 환경부로부터 기술검증서를 받게 된 것이다.

이 기술은 PCBs가 함유된 폐절연유를 상온·상압의 조건에서 전자빔으로 처리해 PCBs에 결합되어 있는 염소기를 분리시키는 작용을 한다. 전기 기계의 절연을 위해 쓰이는 절연유는 유입 변압기, 유입 차단기 등 우리 생활 주변에서 널리 쓰이고 있으나 잔류성 유기오염 물질(POPs, Persistent Organic Pollutants)중의 하나인 PCBs가 함유돼 있어 별도의 처리가 필요하다.

PCBs는 독성이 강하고 환경 중에서 잘 분해되지 않으며 생물에 농축된다. 이 물질이 인체에 농축될 경우 암, 간기능 이상, 갑상선 기능저하, 갑상선 비대, 피부발진, 손톱 및 피부착색, 염화좌창, 면역기능 장애, 기억력·학습·지능 장애, 반사신경 이상, 생리불순, 저 체중아 출산 등의 현상이 유발될 수 있는 것으로 알려져 있다.

지난 2004년 발효된 스톡홀름 협약은 오는 2025년까지 PCBs를 함유한 제품의 사용을 금지하고 2028년까지 PCBs를 함유한 폐기물을 환경 친화적으로 처리하도록 의무화하고 있다.
이에 따라 EU(2010년), 캐나다(2014년), 일본(2016년) 등 세계 각국은 목표시한을 설정하고 PCBs가 함유된 제품과 폐기물을 단계적으로 감축하기 위한 노력을 추진하고 있다.

전자빔 처리 방식은 PCBs의 경제적 처리가 가능하며 염소의 결합방식에 따라 달라지는 209종의 PCBs 이성체를 거의 완벽한 수준으로 처리해 성능이 뛰어나다.

특히 소각방식이 아니므로 다이옥신이 발생할 위험이 없는 것도 장점이다. 이 외에도 상온·상압에서 처리하는 공정으로 안전하고 물을 사용하지 않는 무수 처리 방식이라 경제적이다.

   
▲ [그림 1] 전자빔 이용한 폐절연유 처리 전체 공정도

이번 기술에서 절연유에 함유된 PCBs를 전자빔으로 분해하기 위해서는 먼저, 전자빔을 형성하기 위한 전자들을 만들어야 하는데, 전자는 전자총(Electron Gun)에서 생성된다. 즉, 전자총의 필라멘트(Filament)에 전류를 흘려 가열시키면, 필라멘트의 온도가 약 섭씨 2천700도의 고온으로 상승되며, 이때 많은 수의 자유 전자가 방출돼 절연유를 처리하게 된다.

   
▲ 냉각공정 및 대기오염방지 공정. 좌측상단부터 시계방향으로 냉각기, 후로트 처리공정, 촉매 산화장치, 배출가스 흡수장치.
한국환경산업기술원은 이번 기술로 PCBs 오염 폐절연유를 처리할 경우 저농도(2ppm)에서 고농도(200ppm) 범위의 PCBs 오염 폐절연유를 대량으로 처리할 수 있고, 처리 공정 중 발생하는 부산물 또한 관련법규를 만족하여 안전하게 처리할 수 있는 기술이라고 밝혔다. 실제로 기술원의 기술검정 결과 전자빔 처리 후에는 PCBs 불검출 수준의 처리효과를 보였다.

한국원자력연구원 이면주 박사는 “지금까지 PCBs를 처리하려면 수십억 원을 들여 외국에 위탁해야 했다”며 “국내에 신고되지 않은 폐절연유의 양이 수천 톤에 이르는 점을 감안하면 최대 1000억 원 이상의 외화절감 효과가 기대된다”고 말했다. 

한편, 지난 1968년 일본에서는 카네미 미강유의 PCBs 오염 사건으로 1천800명이 발진증상의 피해를 입었고 미국은 미시간호 지역에서 PCBs에 오염된 생선을 섭취한 주민이 피해를 입었다. 1999년 벨기에에서는 가축사료가 오염돼 약 36조 원에 달하는 피해를 봤다.


 

 

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전자빔 반응기 설치 모습.

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