[폐기물처리기사 필기] 16년 1회차 시험지 PDF 다운로드
16년 1회차
쓰레기 발생량 예측방법으로는 시계열 추세를 이용하는 경향법, 여러 인자를 반영하는 다중회귀모델, 시스템 거동을 모사하는 동적모사모델이 대표적으로 쓰인다.
반면 물질수지법은 투입·산출 물질의 흐름을 따져 현재의 발생량을 산정하는 조사·계산 방법이지, 장래 발생량을 예측하는 기법은 아니다.
따라서 물질수지법은 발생량 예측방법에 해당하지 않는다.
일반적으로 생활수준(소득수준)이 높을수록 소비와 포장재 사용이 늘어나 쓰레기 발생량이 증가하고 폐기물의 종류도 다양해지는 경향을 보인다.
제시된 설명은 이와 반대로 발생량이 적고 종류도 단순하다고 서술하고 있어 실제 경향과 어긋난다.
수거빈도·쓰레기통 크기, 재활용품 회수·재이용률, 관련 법규는 모두 쓰레기 발생량에 영향을 미치는 요인으로 알려진 내용과 일치한다.
연료(폐기물)가 연소할 때 생성되는 수분(수증기)이 응축되면서 방출하는 잠열을 포함하느냐 제외하느냐에 따라 고위발열량과 저위발열량이 구분된다.
고위발열량(HHV)은 연소 생성수분이 응축되어 그 잠열까지 회수된 것으로 가정한 값이므로, 의 관계가 성립한다.
폐기물 압축기의 구조와 작동 원리를 구분하는 문항이다. 3번이 틀린 이유는 백(bag) 압축기의 구조 설명이 부정확하기 때문이다. 백 압축기는 회전판 위에 백이 열려진 상태로 놓이는 것이 아니라, 백을 폐쇄된 상태로 압축실 내에 위치시키고 피스톤이 하강하여 압축하는 방식으로 작동한다. 1번은 고정압축기가 수압(유압)으로 작동한다는 설명으로 정확하고, 2번도 수평식·수직식 분류가 맞으며, 4번의 회분식(배치식) 정의도 올바르다.
n차 반응의 속도식은 이며, 반응속도 의 단위는 농도/시간이다.
2차 반응()이라면 이므로 단위는 이 된다.
RDF(Refuse Derived Fuel)는 폐기물에서 불연성분을 제거하고 가연성분을 정제·가공하여 만든 고형연료로, 가공 정도에 따라 Fluff, Powder, Pellet 등 여러 형태로 나뉜다.
이 중 Fluff RDF는 파쇄한 상태 그대로 성형하지 않은 형태여서, 추가로 건조·미분화·성형 공정을 거치는 다른 RDF에 비해 수분과 회분 함량이 높고 열용량(발열량)은 가장 낮은 편에 속한다.
반면 Pellet·Powder RDF는 성형·미분화 과정에서 수분과 이물질을 더 제거하므로 상대적으로 발열량이 높고 성상이 균질하다.
폐기물의 전체 질량은 밀도와 부피를 곱해 구한다: .
비가연성 물질이 중량비로 67.5%를 차지하므로, 가연성 물질의 비율은 이다.
따라서 가연성 물질의 양은 이 된다.
전단파쇄기는 고정칼과 왕복 또는 회전칼의 교합으로 폐기물을 전단하는 방식으로, 충격파쇄기에 비해 파쇄 속도는 느리지만 파쇄물의 크기를 비교적 고르게 만들 수 있다는 장점이 있다.
반면 단단한 금속이나 돌 같은 이물질이 섞여 들어오면 칼날이 손상되기 쉬워, 전단파쇄기는 충격파쇄기에 비해 오히려 이물질 혼입에 취약한 편이다.
제시된 설명은 이를 반대로 "이물질의 혼입에 강하다"고 서술하고 있어 가장 거리가 먼 것이 된다.
관거(pipeline)를 이용한 폐기물 수거 방식은 밀폐된 관로로 폐기물을 이송하므로 자동화·무공해화가 가능하지만, 한번 관 속으로 투입된 폐기물은 도중에 즉시 회수하기 어렵다는 단점이 있다.
제시된 설명은 이와 반대로 잘못 투입된 폐기물의 즉시 회수가 용이하다고 서술하고 있어 실제 특성과 맞지 않는다.
또한 관거 방식은 설치비가 높고 한번 가설하면 경로 변경이 곤란하며, 장거리 수송에는 적합하지 않다는 한계도 함께 지적된다.
도시 쓰레기 수거계획을 수립할 때는 수거 인부, 수거 빈도, 수거 장비 등 여러 요소를 고려해야 하지만, 이 중에서도 수거 노선의 결정이 수거 효율과 비용, 소요 인력·장비 규모를 함께 좌우하는 핵심 변수로 가장 중요하게 다뤄진다.
따라서 수거계획 수립 시 가장 중요하게 고려하여야 할 사항은 수거 노선이다.
지정폐기물 가운데 폐유기용제는 세척·탈지, 도장, 인쇄, 전자부품 제조 등 광범위한 산업 공정에서 대량으로 사용된 뒤 배출되기 때문에 발생량이 특히 큰 항목에 속한다.
분진, 슬러지(오니류), 폐합성고분자화합물도 지정폐기물로 배출되지만, 제시된 항목 가운데에서는 폐유기용제의 연간 발생량이 가장 많은 것으로 집계된다.
고정압축기(stationary compactor)의 작동 과정은 통상 적하(loading), 충전(fill charging), 램압축(ram compacts)의 단계로 설명된다.
반면 "카셋용기(cassettes containing bag)"는 백(bag)을 이용하는 백압축기 계열에서 쓰이는 용어이므로, 고정압축기의 작동에 관한 용어로는 가장 거리가 멀다.
폐기물 관리계획 단계에서 조사·예측하는 항목은 배출원별 배출량과 그 시간적 변동량, 수집·운반 및 처리·처분 방법에 따른 소요비용, 재활용·자원화 가능 여부 등 계획의 규모와 방식을 결정하는 데 직접 필요한 사항이다.
반면 중간처리 과정에서 배출되는 폐기물(잔재물)의 질과 양은 처리방식과 시설이 정해진 뒤 시설의 설계·운영 단계에서 산정되는 사항이므로, 관리계획 수립 시 조사·예측 항목으로는 가장 거리가 멀다.
전과정평가(LCA)는 목적 및 범위의 설정에 이어 목록분석(투입·산출 물질과 에너지 흐름 정리), 영향평가(환경영향의 범주화·특성화), 개선평가(해석 및 개선방안 도출)의 요소로 구성된다.
"과정분석"은 LCA의 구성요소로 사용되는 용어가 아니므로, 구성요소로 보기에 가장 거리가 멀다.
고형 폐기물의 공업분석(Proximate Analysis)은 수분(moisture), 휘발분(휘발성 고형물), 고정탄소(fixed carbon), 회분(ash)의 네 가지 성분을 대상으로 한다.
이 네 항목을 정확히 짝지은 것은 "고정탄소, 회분, 휘발성고형물, 수분함량"이며, 다른 항목들은 고정산소·고정질소·고정황·고정원소분 등 공업분석의 대상이 아닌 개념을 포함하고 있다.
쓰레기를 밀폐된 관을 통해 이송하는 파이프라인(pipeline) 방식은 수거·수송 과정에서 폐기물이 외부에 노출되지 않아 악취 확산이나 매개체(해충·동물) 접근, 비산 등의 문제가 적어 여러 수송방식 중 가장 위생적인 방법으로 평가된다.
Kick의 법칙에 따른 파쇄 소요에너지는 로 나타낼 수 있다.
20 cm를 5 cm로 파쇄할 때 이므로 이다.
이 상수를 15 cm에서 5 cm로 파쇄하는 경우에 적용하면 이 된다.
두 폐기물의 비중이 같다고 보면, 혼합 후 함수율은 부피(질량)를 가중치로 한 함수율의 가중평균으로 구할 수 있다.
따라서 혼합 폐기물의 함수율은 약 37%가 된다.
여기서 묻는 부피(%)는 압축으로 줄어든 부피의 비율, 즉 부피감소율을 뜻한다.
밀도 인 상태에서 질량 인 폐기물의 부피는 이고, 밀도 로 압축된 뒤의 부피는 이다.
따라서 로 표현된다.
자가시멘트법(Self-Cementing Process)은 별도의 시멘트를 첨가하지 않고 폐기물 자체에 함유된 성분이 고화체 형성에 기여하도록 하는 고형화 방법이다.
특히 연소가스 탈황(FGD) 과정에서 발생하는 슬러지처럼 황산칼슘·아황산칼슘 등을 다량 함유한 폐기물의 처리에 주로 적용된다.
소각로의 열효율을 높이려면 열분해 생성물을 완전 연소시키고, 배기가스가 갖고 나가는 현열 손실과 연소잔사의 현열 손실을 줄이는 대책이 필요하다.
"전열 효율의 감소"는 오히려 열효율을 떨어뜨리는 방향이므로, 열효율 향상 대책으로는 가장 거리가 먼 서술이다.
지중배수시설(subsurface drainage system)은 매립지 주변의 지하수위를 낮추고 오염 확산을 막기 위한 시설로 유해폐기물 매립장 등에 널리 이용되며, 대체로 12 m 이하의 얕은 깊이에 설치된다.
철·망간·칼슘 등 반응성 화학물질이 지하수에 녹아 있으면 배수관 내부에 침적되어 막힘이 발생하기 쉬운 것도 잘 알려진 유지관리상의 문제다.
다만 지중배수시설이 반드시 연직차수시설과 함께 사용되어야 하는 것은 아니며, 지하수위 저감 등을 목적으로 독립적으로도 활용될 수 있으므로 이 설명이 가장 거리가 멀다.
관리형 매립지는 차수시설로 주변 지하수의 유입을 차단하고, 우수배제시설로 주변에서 흘러드는 지표수(run-on)를 최대한 배제하도록 설계된다.
이렇게 외부 유입수가 통제된 상태에서 침출수의 주된 발생원은 매립층 상부로 강우가 침투하여 폐기물층을 통과하면서 생성되는 물이다.
폐기물 자체의 수분이나 분해수도 침출수 발생에 기여하지만, 강우 침투수만큼 지배적인 비중을 차지하지는 않는다.
가열에 필요한 기본 열량은 로 구한다.
분뇨 투입량 50 kL/일을 비중 1로 환산하면 질량은 이고, 온도차는 이므로 이다.
소화조에서 열손실이 30% 발생하는 것을 감안하면, 실제 공급해야 하는 열량은 이 된다.
Kick의 법칙 를 이용하면, 평균입경 10 cm를 2 cm로 파쇄할 때 이므로 이다.
이 상수를 20 cm에서 2 cm로 파쇄하는 경우에 적용하면 이 된다.
퇴비화로 생산된 퇴비는 화학비료에 비해 비료가치(영양성분 함량)가 낮고, 원료 폐기물의 성상이 일정하지 않아 제품 품질의 표준화가 어렵다는 것이 대표적인 단점으로 꼽힌다.
반면 완성된 퇴비를 토양의 이화학적 성질을 개선하는 토양개량제로 활용할 수 있다는 점은 장점이다.
다만 퇴비화는 소각처럼 큰 감량 효과를 기대하기 어려워 부피가 80% 이상 감소한다고 보기는 어려우며, 오히려 감량 효과가 크지 않다는 점이 퇴비화의 한계로 지적된다.
퇴비 생산 공정은 수분함량, 온도, pH, 영양소(C/N비 등) 함량, 산소농도 등 여러 조건의 영향을 받으며, 슬러지처럼 수분이 많은 원료에는 통기성 확보를 위해 bulking agent(수분조절제)를 섞어준다.
퇴비화 적정 온도는 대체로 55~65℃ 범위로 유지하는 것이 바람직하며, 80℃를 넘으면 미생물 활동에 오히려 불리하다.
다만 퇴비화의 최적 수분함량은 통상 50~60% 수준으로 알려져 있어, 70% 가량을 최적 수분함량으로 서술한 것은 지나치게 높게 잡은 것이므로 가장 거리가 멀다.
메탄산화세균(methanotroph)은 메탄을 산화시켜 이산화탄소로 바꾸는 미생물로, 이 산화반응에 산소를 이용하는 호기성 미생물이다. 따라서 이를 혐기성 미생물이라고 설명하는 것은 사실과 다르다.
메탄산화세균은 메탄을 유일한 탄소원이자 에너지원으로 이용한다는 점에서 자가영양(독립영양) 미생물로 분류되며, 산소가 유입되는 매립지 복토층 부근에서 활발히 서식한다.
이들이 산화시킨 메탄은 최종적으로 이산화탄소로 바뀌어 대기 중으로 방출되므로, 나머지 설명들은 모두 타당하다.
BTEX는 토양·지하수 오염을 대표하는 휘발성 방향족 화합물군으로, 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 에틸벤젠(Ethylbenzene), 자일렌(Xylene)의 머리글자를 딴 명칭이다.
따라서 BTEX를 구성하는 물질은 벤젠·톨루엔·에틸벤젠·자일렌이며, 에틸렌(Ethylene)은 이 네 가지 방향족 화합물에 포함되지 않는 별개의 물질이다.
농축 전후에도 슬러지 속의 건조 고형물량(건량)은 그대로 보존되므로, 각 함수율에서의 슬러지 부피는 건량을 (1 - 함수율)로 나누어 구할 수 있다.
함수율 90%일 때의 슬러지 부피는 이고, 이를 함수율 80%까지 농축한 뒤의 부피는 이다.
농축조에서 빠져나오는 분리액의 양은 두 부피의 차이이므로 이 된다.
압축매립공법(Baling System)은 쓰레기를 매립하기 전에 압축·성형기로 고밀도 덩어리(블록) 형태로 압축한 뒤 이를 매립지에 쌓는 방식이다. 따라서 매립 후에 다짐기계로 압축을 실시한다는 설명은 이 공법의 실제 처리 순서와 맞지 않는다.
압축된 쓰레기 덩어리는 부피가 줄어 운반이 용이하며, 지가가 비싼 지역에서 매립 부지를 절약할 수 있어 유효한 방법이다. 또한 층별로 정렬하여 쌓고 매립 각 층마다 일일복토를 실시하는 것이 일반적인 시공 방식이다.
매립지의 침출수 발생량은 매립지 표면적에 내리는 강우량 중 침출수로 전환되는 비율을 곱하여 구하며, 인구나 쓰레기 배출량은 이 계산과 직접 관련이 없는 조건이다.
강우량 1,350 mm/year(=1.35 m/year) 중 40%가 침출수로 발생하므로, 침출수량은 이다.
침출수의 비중을 1로 가정하면 이는 곧 약 270,000톤/년에 해당한다.
혐기성 위생매립 바닥저부에 침출수 배제 집수관을 설치하며 오수대책을 세운 구조이다. 일반적으로 매립지 장외에 저류조를 설치하고 침출수를 배제하는 오수 관리를 주체한 구조로 되어 있으며, 현재 시행되고 있는 위생매립의 대부분이 이에 속한다.
지문의 핵심은 혐기성 위생매립을 기본으로 하되 바닥 저부에 침출수 배제 집수관을 설치하고, 매립지 밖 저류조로 침출수를 뽑아내어 관리한다는 점이다. 이는 단순 혐기성 위생매립에 침출수(오수) 대책을 덧붙여 보완한 형태이므로 개량형 혐기성 위생매립에 해당한다.
비교되는 준호기성 매립은 침출수 집·배수관의 관경을 크게 하여 그 관을 통해 외기가 매립층 내부로 자연 유입되도록 유도하고, 매립층 하부를 부분적으로 호기성 상태로 유지해 유기물 분해와 안정화를 촉진하는 구조다. 지문에는 공기 유입이나 산소 공급에 관한 언급이 전혀 없다.
즉 이 설명은 산소 공급이 아니라 침출수 배제·저류에 의한 오수관리만을 특징으로 들고 있고, 현재 시행되는 위생매립 대부분이 이 형태라고 서술하고 있으므로 개량형 혐기성 위생매립의 설명과 일치한다.
석회기초법(Lime-based Process)은 석회를 이용해 폐기물을 고화·안정화하는 방법으로, 별도의 탈수 공정 없이도 처리가 가능한 것이 이 공법의 특징 중 하나이다. 따라서 탈수가 반드시 필요하다는 설명은 이 공법의 실제 특성과 맞지 않는다.
이 공법은 pH가 낮아질 경우 폐기물 성분의 용출 가능성이 증가하는 한계가 있으며, 재료인 석회 자체의 가격이 저렴하여 널리 이용된다.
또한 산성 폐기물과 알칼리성 폐기물처럼 성질이 다른 두 가지 폐기물을 동시에 처리할 수 있다는 장점도 갖는다.
보통 포틀랜드 시멘트의 주성분은 석회석에서 유래한 CaO(산화칼슘)가 60%대의 비중으로 가장 많고, 그 다음으로 SiO2(이산화규소)가 20%대를 차지한다.
따라서 CaO 65%, SiO2 22%인 조합이 실제 조성비에 가장 가깝다. CaO와 SiO2의 비율을 서로 뒤바꾸어 놓았거나, Al2O3·MgO를 주성분 자리에 올려놓은 나머지 조합들은 시멘트의 실제 성분비와 맞지 않는다.

그림은 가로축이 매립경과 시간, 세로축이 침출수 농도이고, 매립 초기에 급격히 치솟았다가 감소해 바닥 수준으로 떨어지는 곡선들과, 뒤늦게 상승하여 일정한 값에서 평탄하게 유지되는 곡선 A가 함께 그려져 있다.
초기에 급증했다가 감소하는 인자는 산 생성 단계에서 대량으로 만들어졌다가 메탄생성 단계로 넘어가며 소비되는 휘발성 유기산·COD 같은 유기물 지표다. 반면 A는 이 유기산 봉우리가 지나간 뒤에야 상승하기 시작해 그 이후로는 끝까지 거의 변하지 않는 값을 유지하므로, 농도가 계속 감소하는 오염물질이 아니라 pH로 보아야 한다.
매립 초기 산 생성 단계에서는 유기산이 축적되어 pH가 5~6까지 낮아지고, 메탄생성 단계에 들어서면 유기산이 메탄과 이산화탄소로 전환·소비되면서 pH가 7~8 수준으로 회복된 뒤 안정하게 유지된다. 그림에서 뒤늦게 상승해 평탄해지는 A 곡선이 바로 이 거동이다.
펜톤(Fenton) 공정은 강력한 화학적 산화력으로 난분해성(생물학적으로 분해되기 어려운) 유기물질을 산화·분해하여 처리성을 높이는 공정이며, 뒤이은 RBC(회전원판법)는 이렇게 처리성이 향상된 유기물을 생물학적으로 마무리 처리하는 역할을 한다.
따라서 기존 공정만으로 COD 기준을 만족하지 못한다면, 이는 생물학적으로 분해되지 않는 난분해성 유기물질이 과다하게 유입되었기 때문일 가능성이 가장 크며, 이를 보완하기 위해 펜톤 산화 공정을 추가한 것으로 볼 수 있다.
후반기: Bacillus
후반기: Enterbacter
후반기: Pseudomonas
후반기: Thermoactinomyces
퇴비화 과정의 고온단계에서는 온도 상승 전반부에 내열성 세균인 Bacillus속이 먼저 우점하여 유기물 분해를 주도한다.
온도가 더욱 높아지는 후반부에는 고온성 방선균인 Thermoactinomyces가 주된 역할을 담당하며 분해를 이어간다.
토양세척법(Soil Washing)은 오염물질이 흡착된 입자를 물리적으로 씻어내는 원리를 이용하는데, 점토(clay)는 입자가 매우 작아 비표면적이 크고 오염물질을 강하게 흡착하기 때문에 세척으로 분리해 내기가 가장 어렵다.
반면 자갈이나 모래, 미사와 같이 입경이 상대적으로 큰 토양은 표면에 붙은 오염물이 세척수에 의해 비교적 잘 떨어져 나가므로 토양세척법의 처리 효율이 높다.
프로판(C3H8)의 완전연소 반응식은 이므로, 1 Sm³ 연소에 필요한 이론산소량은 5 Sm³이고 이론공기량은 이다.
이론습연소가스량은 연소생성물(CO2+H2O)과 공기 중 질소의 합인 이며, 여기서 수증기(H2O) 4 Sm³를 제외하면 이론건조연소가스량은 이 된다.
다이옥신 저감 방법은 통상 발생 이전 단계에서 관리하는 제1차적(사전방지) 방법, 소각로 내 연소조건을 관리하는 제2차적(로내) 방법, 배출 후 집진·흡착 등으로 제거하는 제3차적(후처리) 방법의 세 단계로 구분된다.
전자선조사법과 같은 별도의 4차적 단계는 다이옥신 억제 방법의 일반적인 분류 체계에 속하지 않는다.
연소실의 부피는 이고, 시간당 발생 열량은 저위발열량과 연료 사용량의 곱인 이다.
연소실 열발생률은 이 열량을 연소실 부피로 나눈 값이므로 이 된다.
여러 개의 부채형 화격자를 로폭 방향으로 병렬 조합하여 한 조의 화격자를 구성하고, 편심캠 구동으로 화격자가 역방향으로 왕복하면서 쓰레기를 뒤집어 이송·교반하는 방식의 스토커를 반전식(Traveling back Stoker)이라 한다.
계단식이나 병열계단식이 화격자를 계단 형태로 배열해 쓰레기를 아래쪽으로 밀어 내리는 구조인 데 비해, 반전식은 화격자 자체의 역주행 운동으로 쓰레기층을 반전시켜 교반하는 점이 특징이다.
다단로(Multiple Hearth Furnace)는 각 단에서 레이크(rabble arm)가 폐기물을 뒤섞으며 이송하는 구조이기 때문에, 이 교반 과정에서 미세 입자가 비산하여 오히려 분진 발생율이 높은 편이다. 따라서 열용량이 높아 분진 발생율이 낮다는 설명은 다단로의 실제 특성과 맞지 않는다.
다단로는 체류시간이 길어 휘발성이 낮은 폐기물의 연소에 유리하며, 열용량이 크고 온도 반응이 느려 보조연료 사용 조절이 어렵다는 단점을 갖는다.
또한 단별로 건조·연소·후연소 등 여러 연소영역이 형성되어 있어 전체적인 연소효율을 높일 수 있다는 장점도 있다.
소각 전 쓰레기의 부피는 이고, 소각 후 발생한 소각재의 부피는 이다.
용적감소율은 로 계산된다.
유동상(Fluidized Bed) 열분해 장치는 모래 등 유동매체와 폐기물이 활발히 섞이면서 열전달이 빨라 반응속도가 빠르고, 수분함량이 변하더라도 비교적 안정적으로 운전할 수 있다.
다만 유동매체를 유동시키기 위한 송풍 등에 에너지가 많이 소요되어 열손실이 크고, 유동상태 유지를 위한 정밀한 제어가 필요해 운전이 까다롭다는 단점을 가진다.
중유 중 황(S) 함량은 이며, 연소로 생성된 SO2를 CaCO3로 완전히 탈황하려면 S와 CaCO3가 1:1의 몰비로 반응한다.
S의 몰수는 이므로, 필요한 CaCO3(분자량 100)의 양은 이다.
탄소 70%, 수소 30%로 구성된 연료 1 kg의 이론산소량은 이고, 이론공기량은 이다.
발생하는 CO2량은 이며, 이론건조연소가스량은 공기 중 질소와 CO2의 합인 이다.
따라서 최대 탄산가스율은 로 계산된다.
열분해공정에서 저온법은 고온법에 비해 오히려 타르, 유기산, 탄화물(Char) 및 액체상태의 연료가 더 많이 생성되는 방법이므로, 적게 생성된다는 설명은 실제와 반대이다.
고온법은 통상 1,100~1,500℃의 높은 온도에서 진행되어 가스 성분의 생성 비중이 커지며, 폐기물의 수분함량이 많을수록 열분해에 소요되는 시간이 길어지고, 입경이 미세할수록 열이 잘 전달되어 열분해가 쉽게 일어난다.
배기가스 중 염화수소의 부피는 이며, 이를 몰수로 환산하면 이다.
중화 반응식 에서 HCl과 Ca(OH)2는 2:1의 몰비로 반응하므로, 필요한 Ca(OH)2의 몰수는 이다.
Ca(OH)2의 분자량(74)을 곱하면 필요량은 로 계산된다.
1일 40톤의 폐기물을 8시간 동안 처리해야 하므로, 시간당 처리량은 이다.
로스톨의 면적은 시간당 처리량을 단위면적당 소각능력으로 나눈 값이므로 가 된다.
증발연소는 나프탈렌, 파라핀, 황과 같이 용융점이 비교적 낮은 고체연료가 가열에 의해 녹으면서 액체연료처럼 증발하여 연소하는 현상을 말한다. 따라서 용융점이 높은 고체연료가 이렇게 증발연소한다는 설명은 실제 특성과 맞지 않는다.
분해연소는 증발온도보다 분해온도가 낮은 경우 열분해로 생긴 휘발성분이 표면에서 떨어져 나와 연소하는 현상이며, 표면연소는 휘발분이 거의 없는 목탄·코크스 등이 표면에서 산소와 직접 반응하는 현상이다.
또한 열분해로 생긴 휘발분이 점화되지 않고 다량의 연기를 내며 표면반응을 일으키는 경우를 발연연소라 한다.
고위발열량(HHV)은 연소 시 생성되는 수분의 응축잠열을 포함한 발열량이며, 소각로 설계 시에는 배출가스가 실제로 수증기 상태로 배출되는 점을 반영해 응축잠열을 제외한 저위발열량(LHV)을 기준으로 삼는다. 고위발열량을 응축잠열을 뺀 값이자 소각로 설계기준이라고 설명하는 것은 두 가지 모두 사실과 다르다.
폐기물의 저위발열량은 가연분·수분·회분의 조성비로부터 추정할 수 있으며, 단열열량계로 측정할 때는 시료를 있는 그대로(습량 기준)의 상태로 사용한다.
또한 폐기물이 외부 보조연료 없이 자체적으로 소각처리되려면 대략 1,500 kcal/kg 정도의 자체 발열량이 필요한 것으로 본다.
이론연소온도는 실온에 연소에 의한 온도 상승분을 더하여 구하며, 온도 상승분은 저위발열량을 이론연소가스량과 가스의 평균정압비열의 곱으로 나눈 값이다.
로, 약 660℃에 해당한다.
액체 주입형 연소기(Liquid Injection Incinerator)는 액상폐기물을 그대로 분무·연소시켜 재(고형 잔류물)가 거의 발생하지 않는 방식이므로, 별도의 소각재 처리설비가 필요하지 않은 것이 이 방식의 특징이다. 따라서 소각재 처리설비가 필요하다는 설명은 타당하지 않다.
이 연소기는 고형분 농도가 높은 폐기물을 주입하면 버너가 막히기 쉽다는 제약이 있지만, 비교적 광범위한 종류의 액상폐기물을 처리할 수 있으며 화격자와 같은 구동장치가 없어 기계적 고장이 적다는 장점이 있다.
연료 종류마다 고유한 값을 갖는 이론공기량과 이론연소가스량을, 연료 중 탄소분이 저위발열량에 대략 비례한다는 관계를 이용해 발열량만으로 추정하도록 정리한 경험식을 Rosin의 식이라 한다.
이 식을 이용하면 연료의 정밀한 원소분석 없이도 발열량만으로 이론공기량과 이론연소가스량을 개략적으로 산정할 수 있다.
주어진 조성은 수분(H2O) 3%를 포함한 습윤 기준이므로, 건조연료 기준으로 환산하려면 탄소·수소 비율을 수분을 제외한 건조분(97%)에 대한 비율로 다시 계산해야 한다. 건조 기준 탄소분은 , 수소분은 이다.
이론산소량은 이며, 이론공기량은 이 된다.
연소실 출구온도를 850℃ 이상으로 유지하고, 연소가스의 체류시간을 2초 이상 확보하며, 연소실 내부 상태를 육안으로 확인할 수 있는 구조로 설계하는 것은 스토카식 생활폐기물 소각로의 일반적인 설계기준에 해당한다.
다만 소각 후 바닥재(소각재)의 강열감량은 소각이 얼마나 완전하게 이루어졌는지를 나타내는 지표로, 실제 설계·관리 기준에서는 이보다 훨씬 낮은 수준으로 요구된다. 따라서 20% 이하라는 수치는 기준으로 보기에 지나치게 완화된 값이어서 옳지 않다.
가연성 물질은 공기와 섞인 농도가 폭발(연소)범위 안에 들어 있을 때 화염이 전파되며, 하한계보다 희박하면 연소반응이 유지되지 않는다. 따라서 폭발한계보다 적을 때 연소반응이 일어나고 폭발한계를 넘으면 일어나지 않는다는 서술은 연소의 성립 조건과 맞지 않는다.
오염물질 자체의 발열량이 연소에 필요한 전체 열량의 50% 이상이면 보조연료 사용을 줄일 수 있어 경제적으로 유리하며, 안전한 연소장치 설계를 위해서는 오염물의 폭발한계와 인화점을 사전에 파악해야 한다.
또한 화염온도가 1,400℃ 이상으로 높아지면 공기 중 질소가 산화되어 질소산화물이 생성될 우려가 있다.
기체크로마토그래피법에 의한 PCBs 분석에서는 검출감도가 높은 전자포획검출기(ECD)를 사용하며, DB-1·DB-5·DB-608 등 규격에 맞는 모세관 칼럼을 사용하고, 농축 단계에서는 구데르나다니쉬농축기나 회전증발농축기를 이용하는 것이 표준적인 절차이다.
다만 시료로부터 PCBs를 추출할 때는 사염화탄소가 아니라 노말헥산(n-헥산) 등의 용매를 사용하여 추출한 뒤 알루미나 칼럼 등으로 정제하는 것이 일반적이므로, 사염화탄소로 추출한다는 설명은 옳지 않다.
고상 폐기물의 pH를 측정할 때는 시료 10 g에 증류수(정제수) 25 mL를 넣어 잘 교반한 후 30분 이상 방치하여 생긴 현탁액을 검액으로 사용하는 것이 표준적인 방법이다.
따라서 시료량을 5 g으로 줄여 잡거나 방치시간을 20분으로 짧게 잡은 설명들은 시험기준에서 정한 조건과 맞지 않는다.
백석면(크리소타일)은 사문석계 석면으로, 섬유가 꼬인 물결 모양으로 휘어져 있는 것이 형태상의 특징이다. 곧은 물결 모양의 섬유는 각섬석계 석면(갈석면) 쪽의 형태 기재에 가까우므로, 백석면의 특징으로 보기 어렵다.
백석면은 이 밖에 다발의 끝이 여러 가닥으로 흩어져 분산되어 있고, 편광 하에서 색이 달라지는 다색성을 보이며, 가열하면 무색에서 밝은 갈색 계통으로 색이 변하는 특징을 갖는다.
알루미늄, 규소 등과 같이 산소와 결합하여 해리되기 어려운 내화성 산화물을 잘 형성하는 원소는 일반적인 공기 조연 불꽃으로는 충분히 원자화되지 않는다.
이런 경우 일반 불꽃보다 훨씬 높은 온도를 낼 수 있는 아세틸렌-일산화이질소(N2O-C2H2) 불꽃을 사용하여 내화성 산화물을 효과적으로 해리시켜 원자화한다.
수용액 100 g을 기준으로 하면(밀도 1로 가정) 30% 수산화나트륨 수용액에는 NaOH가 30 g 녹아 있으며, 이는 용액 100 mL(0.1 L)에 해당한다.
NaOH의 몰수는 이므로, 몰농도는 이 된다.
비중 1.18인 염산 100 mL의 질량은 이다.
물 1000 mL와 염산 100 mL를 혼합했으므로 전체 용액의 부피는 로 본다. W/V% 농도는 용질의 질량을 전체 용액 부피(mL)로 나눈 백분율이므로 가 된다.
전체 부피를 물의 부피(1000 mL)만으로 잘못 잡으면 11.8%가 나와 어느 보기와도 맞지 않으므로, 혼합 후의 전체 부피를 기준으로 계산해야 한다.
질산-과염소산에 의하여 유기물분해시에 분해가 끝나면 공기 중에서 식히고 정제수 50mL를 넣어 서서히 끓이면서 ( ㉠ ) 및 ( ㉡ )을/를 완전히 제거한다. 납의 분석시에는 황산이온이 존재하면 물 대신 (㉢) 50mL를 넣고 가열하여 전처리한다.
질산-과염소산 분해법의 마무리 조작을 묻는 문제다. 분해가 끝난 용액에는 분해 과정에서 발생한 질소산화물과 유리염소가 남아 있으므로, 정제수를 넣고 서서히 끓여 이들을 완전히 날려 보내야 한다. 이들이 남아 있으면 이후의 정량 단계에서 방해작용을 일으킨다.
납을 분석할 때 시료에 황산이온이 존재하면 난용성인 황산납(PbSO4)이 침전되어 측정값이 낮게 나온다. 이를 막기 위해 물 대신 아세트산암모늄용액을 넣고 가열해 침전을 용해시킨 상태로 전처리한다.
따라서 괄호에는 순서대로 질소산화물, 유리염소, 아세트산암모늄용액이 들어간다. 유기물이나 수산화물은 이 단계에서 끓여 제거하는 대상이 아니며, 황산을 넣으면 오히려 황산납 침전을 조장하므로 납 전처리 용액이 될 수 없다.
빛의 30%를 흡수했다는 것은 나머지 70%가 그대로 투과했다는 뜻이므로 투과율 이다.
흡광도는 투과율의 역수에 상용로그를 취한 값이므로 로 계산된다.
폐기물공정시험기준의 유기인 시험법(기체크로마토그래피법)은 시료 중에 들어 있는 유기인계 농약 성분을 대상으로 하며, 이피엔(EPN)·다이아지논·파라티온·펜토에이트·메틸디메톤 등이 측정대상 성분으로 규정되어 있다.
반면 디티온은 이 시험법의 측정대상 성분 목록에 들어 있지 않아 나머지와 거리가 멀다.
폐기물공정시험기준에서 수분(함수율) 측정을 위해 시료를 채취할 때는 하부면적이 넓은 평량병 또는 증발접시에 시료를 담되, 건조가 고르게 일어나도록 시료층의 두께가 10 mm를 넘지 않을 정도로 얇게 펴서 담는 것을 기준으로 한다.
시료층이 이보다 두꺼우면 내부까지 건조열이 고르게 전달되지 않아 수분 측정값에 오차가 생길 수 있다.
"(A→B)" 표시는 용질 A를 전체가 B가 되도록(용매를 더해) 만든 농도를 뜻하므로, 농도(%)는 으로 구할 수 있다.
이 식으로 각각 계산하면 가 되어, 네 가지 중 농도가 가장 낮은 것은 3%로 만들어진 것이다.
표준 pH 완충액은 종류에 따라 고유한 pH 값을 가지며, 대략 수산염(옥살산염) 표준액이 가장 낮고 그 다음 프탈산염, 인산염 순으로 높아지며 붕산염 표준액이 가장 높은 pH를 나타낸다.
따라서 제시된 네 가지 표준액 중 pH값이 가장 높은 것은 붕산염 표준액이다.
시료 중에 6가크롬을 다이페닐카바자이드와 반응시켜 생성하는 ( ㉠ )의 착화합물의 흡광도를 ( ㉡ )에서 측정하여 6가크롬을 정량한다.
6가크롬의 자외선/가시선 분광법은 산성 조건에서 6가크롬이 다이페닐카바자이드와 반응하여 생기는 적자색 착화합물을 이용하는 방법이다. 발색 색상과 측정파장은 한 쌍으로 묶어 외워야 하는 항목이다.
이 적자색 착물의 최대 흡수파장은 540 nm이며, 이 파장에서 흡광도를 측정한 뒤 검량선과 대조하여 6가크롬을 정량한다.
황갈색 발색에 420 nm 부근을 쓰는 조합은 네슬러 시약을 이용한 암모니아성 질소 정량 등 다른 항목의 조건이며, 6가크롬-다이페닐카바자이드 반응의 조건이 아니다.
불꽃광도검출기(FPD)는 시료가 불꽃 속에서 연소할 때 인화합물과 황화합물이 각각 고유한 파장에서 내는 화학발광을 광학필터로 골라 검출하는 방식이라, 인 또는 유황화합물에 대해 선택적으로 높은 감도를 보인다.
TCD(열전도도검출기)는 일반적인 무기 기체를 폭넓게 검출하고, FID(불꽃이온화검출기)는 탄화수소 전반에 반응하며, ECD(전자포획검출기)는 할로겐화합물처럼 전자친화도가 큰 물질에 민감해 각각 선택성이 다르다.
휘발성 저급 염소화 탄화수소류(트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌 등)를 정량하는 표준시험법은 시료를 헥산으로 추출한 뒤 기체크로마토그래피로 분석하며, 검출기로는 전자포획검출기(ECD) 또는 전해전도검출기(ELCD)를 사용하는 절차로 구성된다.
반면 자기장형·사중극자형 질량분석계는 GC-MS 계열 분석에서 쓰이는 구성으로, 이 시험법의 표준 검출 방식에 대한 설명으로는 맞지 않는다.
마이크로파에 의한 유기물분해는 밀폐용기 안에서 시료를 마이크로파로 직접 가열하는 방식이라 가열속도가 빠르고 온도·압력 조건을 일정하게 재현하기 쉬워, 폐유처럼 유기물이 많이 섞인 시료의 전처리에 적합하다.
회화(건식 회화)법이나 산 분해법은 가열에 시간이 오래 걸리고 유기물이 많은 시료에서는 휘발성분 손실이나 불완전 분해가 일어나기 쉬워 상대적으로 불리하다.
크롬을 자외선/가시선 분광법으로 측정할 때는 시료 중에 3가와 6가로 섞여 있는 크롬이온 전체를 과망간산칼륨으로 산화시켜 6가크롬으로 통일한 다음 발색 반응으로 정량한다.
염화제일주석산과 아연분말은 오히려 환원제로 쓰이는 시약이고, 중크롬산칼륨은 표준용액을 만드는 데 쓰이는 시약이라 산화 목적의 시약과는 역할이 다르다.
원자흡수분광광도법으로 비소를 정량할 때는 이염화주석 등을 이용해 시료 중의 비소를 3가비소로 환원하고, 이를 수소화물(수소화비소)로 발생시켜 아르곤-수소 불꽃에서 원자화한 뒤 193.7 nm 부근의 파장에서 흡광도를 측정한다.
제시된 설명 중 원자화 후 340 nm에서 흡광도를 측정한다는 부분은 이 시험법의 실제 측정 파장과 맞지 않는다. 정량한계나 이염화주석에 의한 환원 절차에 대한 설명은 옳다.
자외선/가시선 분광광도계의 광원부에서 자외부(중자외부) 파장 영역은 중수소방전관을 광원으로 사용하고, 가시부는 텅스텐램프를 사용한다.
나트륨 램프는 특정 파장의 선스펙트럼을 내는 광원이고 중공음극 램프는 측정하려는 원소의 선스펙트럼을 내도록 만든 원자흡수분광법용 광원이라, 넓은 파장 범위의 연속 스펙트럼이 필요한 분광광도계의 자외부 광원으로는 쓰이지 않는다.
감염성 미생물 검사는 의료폐기물 등이 실제로 멸균되었는지를 확인하는 것이 목적이므로, 아포균 검사법, 세균배양 검사법, 멸균테이프 검사법처럼 멸균 여부를 직접 확인하는 방법들이 쓰인다.
반면 최적확수(MPN) 검사법은 물·폐수 중 대장균군 등의 농도를 통계적으로 추정하는 정량 방법으로, 멸균 여부 확인을 목적으로 하는 감염성 미생물 검사법과는 성격이 달라 거리가 멀다.
생활폐기물 수집·운반 대행자에게 영업정지 처분을 해야 하지만 그로 인해 생활폐기물이 처리되지 못하고 쌓여 지역주민의 건강에 위해가 발생하거나 발생할 우려가 있는 경우, 그 영업정지에 갈음하여 과징금을 부과할 수 있다.
이때 부과할 수 있는 과징금의 상한액은 1억원이다.
폐기물처리시설 주변지역 영향조사기준에서 미세먼지와 다이옥신의 조사지점은 해당 시설에 인접한 주거지역 중 3개소 이상의 일정한 곳을 선정해 조사하도록 정하고 있다.
매립시설의 기술관리인 자격기준은 침출수 처리, 토양·수질 관리, 매립구조물의 시공·유지관리 등 매립시설 운영에 밀접한 분야와 관련되어 있어, 수질환경기사, 토양환경기사, 토목기사 등이 자격으로 인정된다.
반면 대기환경기사는 대기오염 방지시설(주로 소각시설 등)과 관련이 깊은 자격으로, 매립시설 기술관리인의 자격기준에는 포함되지 않는다.
폐기물관리법은 지정된 장소가 아닌 곳에 사업장폐기물을 매립하거나 소각하는 행위를 엄격히 금지하며, 이를 위반한 자에게는 7년 이하의 징역이나 7천만원 이하의 벌금에 처하도록 정하고 있다.
종량제 봉투의 무단 제작·유통, 시정명령 불이행, 부정한 방법으로 허가를 받는 행위 등은 각각 이와는 다른 수위의 벌칙이 적용되는 별도의 위반행위다.
폐기물처리업자 등의 조업중단으로 보관 중이던 폐기물이 그대로 방치되면 처리명령의 대상이 되는데, 그 판단 기준은 조업이 중단된 기간으로 정해져 있다.
이때 동물성 잔재물이나 의료폐기물 중 조직물류폐기물처럼 부패·변질 우려가 있는 폐기물은 짧은 기간에도 악취·병원성 미생물 증식 등 위생상 문제가 급격히 커지므로, 일반적인 폐기물보다 훨씬 짧은 15일의 조업중단 기간을 처리명령 대상 기준으로 삼는다.
폐기물관리법상 의료폐기물은 보건·의료기관, 동물병원, 시험·검사기관 등에서 배출되는 폐기물 중 감염 등의 위해를 방지하기 위해 특별한 관리가 필요한 폐기물로, 그 구체적인 범위는 보건복지부령이 아니라 환경부령으로 정한다.
제시된 폐기물감량화시설, 처분, 폐기물의 정의는 실제 법률상의 용어 정의와 일치한다.
폐기물관리법령상 교육대상에는 폐기물처리업자·폐기물처리 신고자 및 그 기술요원 과정, 사업장폐기물배출자 과정, 폐기물 처분시설·재활용시설 기술담당자 과정 등이 있다.
이때 폐기물 수집·운반업자도 폐기물처리업자에 해당하여 교육대상에서 제외되지 않으므로, "수집·운반업자는 제외한다"는 설명은 실제 교육대상 범위와 맞지 않는다.
위해의료폐기물 중 혈액오염폐기물은 폐혈액백, 혈액투석 시 사용된 폐기물처럼 혈액이 유출될 정도로 포함되어 있어 특별한 관리가 필요한 폐기물을 말한다.
반면 혈액·체액·분비물·배설물이 함유된 탈지면·붕대·거즈·일회용 기저귀·일회용 주사기 등은 위해의료폐기물이 아니라 일반의료폐기물로 따로 분류된다. 따라서 혈액오염폐기물의 예로 혈액이 함유된 탈지면을 든 연결은 잘못됐다.
손상성폐기물의 파손된 유리재질 시험기구, 병리계폐기물의 시험·검사용 배양액, 생물·화학폐기물의 폐백신 연결은 옳다.
기술관리인을 두어야 하는 소각시설은 시간당 처리능력이 600킬로그램(의료폐기물을 대상으로 하는 소각시설은 200킬로그램) 이상인 시설이므로, 시간당 처리능력 100킬로그램 이상이라는 조건만으로는 대통령령으로 정하는 폐기물처리시설에 해당하지 않는다.
반면 지정폐기물을 매립하는 면적 3천300제곱미터 이상의 매립시설, 1일 처리능력 100톤 이상의 압축·파쇄·분쇄·절단시설, 1일 처리능력 5톤 이상의 사료화·퇴비화·연료화시설은 모두 기술관리인 배치 대상에 해당한다.
환경부장관이나 시·도지사는 폐기물처리공제조합에 방치폐기물의 처리를 명하려면 주변환경의 오염 우려 정도와 방치폐기물의 처리량 등을 고려하여 ( ㉠ )의 범위에서 그 처리기간을 정하여야 한다. 다만, 부득이한 사유로 처리기간 내에 방치폐기물을 처리하기 곤란하다고 환경부장관이나 시·도지사가 인정하면 ( ㉡ )의 범위에서 한 차례만 그 기간을 연장할 수 있다.
방치폐기물 처리기간과 그 연장기간을 함께 묻는 문제다. 환경부장관이나 시·도지사가 폐기물처리공제조합에 방치폐기물의 처리를 명할 때에는 주변환경의 오염 우려 정도와 처리량 등을 고려하여 2개월의 범위에서 처리기간을 정한다.
부득이한 사유로 그 기간 내에 처리하기 곤란하다고 인정되는 경우에는 1개월의 범위에서 한 차례만 연장할 수 있다. '한 차례만'이라는 제한도 함께 출제되는 부분이다.
따라서 괄호에는 순서대로 2개월과 1개월이 들어간다. 연장까지 모두 더하면 최대 3개월이 되지만, 처음 정하는 처리기간 자체를 3개월로 보면 안 된다.
폐기물관리법에 따른 폐기물통계조사 중 폐기물 발생원 등에 관한 조사는 5년마다 실시하는 것을 원칙으로 한다.
폐기물처리시설 중 사용이 끝나거나 폐쇄된 뒤에도 침출수 처리, 지반 안정, 매립가스 발생 등을 계속 관리해야 하는 시설은 매립시설뿐이므로, 폐기물관리법은 매립시설에 대해서만 별도의 사후관리 의무를 규정하고 있다.
소각시설, 멸균분해시설, 탈수시설은 가동을 멈추면 매립시설처럼 장기간 잔류하는 위해요소가 남지 않아 사후관리 대상에서 제외된다.
대통령령으로 정하는 생활폐기물 처리대행자에는 한국환경공단이 포함되지만, 그 업무는 농업활동으로 발생하는 폐플라스틱필름·시트류의 재활용이나 폐농약용기 등 폐농약포장재의 재활용·소각 업무에 한정된다.
이러한 업무를 "제외한다"고 서술하면 실제 규정의 취지와 반대가 되어 틀린 설명이 된다.
폐기물처리시설의 검사기관은 시설 유형별로 따로 지정되어 있다. 소각시설은 한국환경공단·한국기계연구원·한국산업기술시험원 등이, 매립시설은 한국환경공단 등이, 멸균분쇄시설은 한국환경공단·보건환경연구원·한국산업기술시험원이 검사기관으로 규정되어 있다.
반면 음식물류 폐기물 처리시설의 검사기관은 한국환경공단과 한국산업기술시험원 등으로 정해져 있고 보건환경연구원은 여기에 포함되지 않으므로, 음식물류 폐기물 처리시설의 검사기관을 보건환경연구원으로 연결한 것이 잘못이다.
폐농약은 유해성이 높은 지정폐기물로, 액체상태인 경우 고온소각하거나 고온용융처분해야 하고 고체상태인 경우 고온소각·고온용융처분하거나 차단형 매립시설에 매립하도록 처리기준이 정해져 있다.
폐촉매, 폐주물사, 광재는 성상이나 유해도의 특성이 달라 이러한 고온소각·차단형 매립 위주의 처리기준이 적용되는 대표 품목으로 규정되어 있지 않다.
환경부령으로 정하는 음식물류 폐기물 배출자에는 대규모점포를 개설한 자, 관광숙박업을 경영하는 자, 농수산물도매시장·농수산물공판장·농수산물종합유통센터를 개설·운영하는 자, 그리고 일정 규모 이상의 집단급식소를 운영하는 자가 포함된다.
다만 집단급식소는 1일 평균 총 급식인원이 100명 이상인 곳이 기준이므로, 급식인원 50명 이상이라고 서술한 것은 실제 기준과 맞지 않는다. 식품위생법상 집단급식소의 정의(1회 50명 이상에게 식사를 제공)와 혼동하기 쉬운 부분이다.
폐기물관리법령상 중간처분시설은 처분방식에 따라 기계적 처분시설(파쇄·분쇄·탈수·건조 등), 화학적 처분시설(중화·산화·환원·응집·침전 등), 생물학적 처분시설(호기성·혐기성 분해 등), 소각시설로 구분된다.
"탈수·건조 시설"은 이미 기계적 처분시설의 예로 분류되는 항목이므로, 이를 다시 소각시설의 예시로 연결한 것은 중복되고 잘못된 분류다.
지정폐기물 분류표에서 폐농약은 농약의 화학적 계열에 따라 유기인계, 유기염소계, 카바메이트계 등으로 세분되어 있다.
시안화합물을 함유한 폐기물은 폐농약이 아니라 별도의 폐시안(시안화합물) 항목으로 분류되므로, "시안계 농약"은 폐농약의 분류번호에 해당하지 않는다.
폐기물매립시설의 사용이 종료되거나 폐쇄된 토지는 안정화가 충분히 이루어지지 않았을 수 있어 곧바로 다른 용도로 쓰기에 부적합할 수 있다.
이 때문에 폐기물관리법은 토지이용의 제한기간을 사용종료·폐쇄일부터 30년 이내의 범위에서 정하도록 하고 있다.