분진작업의 종류(산업보건기준에 관한 규칙 별표1)

대기오염 유발물질은 크게, 입자상 물질, 가스상 물질로 나눌 수 있습니다.   입자상 물질을 제거하는 방법으로는 중력제거방법, 원심력 분리 제거방법, 세정방법, 전기집진방법, 여과방법 등을 사용하는데, 대체적으로 공장에서 배출되는 가스에 포함된 먼지나 발전소나 소각로에서 발생하는 배가스의 처리를 위해서 사용되는 방법들입니다.   중력침강법은 말 그대로 입자의 무게로 인해서 자연적으로 침강하도록 하는 것으로, 침강실로 들어가는 기체의 먼지가 고르게 분포되어 있고, 유속이 느리면 느릴수록 집진효율이 좋습니다. 또한 가로 길이가 길고 침강실의 높이가 낮으면 낮을수록 좋습니다. 먼지 입자가 큰 경우에는 좋은 효율을 보이지만, 미세한 입자는 곤란할 경우가 많습니다. 하지만, 온도에 크게 구애를 받지 않기 때문에, 다른 집진장치의 앞에 위치하여 전처리용으로 사용할 경우가 많습니다. 설치비나 유지비는 적게 소요됩니다만 장치의 크기가 커다는 단점이 있습니다.   원심력 분리 제거 방법으로는 대체적으로 사이클론을 많이 씁니다. 원리는 고속으로 유입되는 공기를 오른쪽으로 20도 되는 경사벽에 부딪히게 되면 공기의 흐름이 바뀝니다. 그러면서 공기의 속도도 줄어들게 됩니다. 다시 20도 되는 경사벽에 부딪히면 다시 공기의 흐름이 바뀌면서 먼지들은 각 벽에 부딪히기도 하고, 떨어진 유속으로 인해서 아래로 가라앉습니다. 관성을 이용한다고 봐야겠죠.   세정방법은 말 그대로 물을 가스에 뿌려주면, 물에 먼지들이 묻어서 가라앉습니다. 가스는 아래에서 위쪽으로 천천히 불어지고, 물은 위에서 아래로 뿌려집니다. 미세하게 뿌릴수록 효과가 있습니다. 물과의 접촉을 증가시키기 위해서 충전물을 채우고 그 충전물을 통과하는 방법도 있습니다.(물 묻은 모래를 통과한다고 생각하면 됩니다. 모래의 공극 사이로 가스가 지나가면서 접촉면과 접촉시간이 길어지게 됩니다.)   하지만, 가스가 산성을 띌 경우, 처리된 물도 산성을 띄고 있으므로, 물을 재사용하기 위한 처리에 비용이 들고, 물을 뿌리는 장치 등에 부식을 가져올 수도 있습니다. 또한 가스 양에 따라서 사용하는 물의 양이 정해지므로, 수원의 확보도 문제가 될 수 있습니다.   전기집진방법은, 강력한 전기 코로나를 발생시켜 집진기로 들어오는 가스의 입자를 +나 -의 동일 전하로 대전시킵니다. 그러면 가스의 입자들은 모두 하나의 전하로 통일되어 있는 상태에서 집진기 안으로 유입됩니다. 집진기 내에서 양 벽면에 먼지와 반대되는 전하를 만들어 주면, 가스는 그대로 통과하고 먼지들은 반대된 전하를 띈 판에 붙어서 떨어집니다.   연속적인 유입 유출이 가능하고, 효율이 99%이상이며, 효율은 시간이 지날수록 떨어지는 경향이 있습니다. 폭발이나 부식의 위험이 없으나 최근 다이옥신이 전기 집진기 내에서 합성되는 문제가 발생하였고, 유지 관리 및 시설의 비용이 많이 들며, 고압의 전기를 사용하기 때문에 전기 안전장치가 따로 필요합니다.   여과방법은 흔히들 백필터라고 합니다. 쉽게 설명하면, 가스가 흐르는 방향에 수직으로 천을 댑니다. 완전히 막아버리면 천이 찢어질 수도 있기 때문에 지그재그로 댑니다. 그러면 가스가 통과하면서 천에 먼지가 묻어납니다. 천은 주기적으로 털어주면, 천에 묻어있던 먼지가 아래로 떨어지고, 아래에서 먼지를 제거합니다.   이것을 표면여과라하고, 천으로 풍선을 만든다음 그 안으로 가스를 통과시키면, 천의 실 사이사이로 공기가 새어나갑니다. 먼지는 천의 내부에 쌓이게 됩니다. 이 방법은 천이 고온에 견디기 힘들기 때문에, 고온의 가스는 온도를 낮춰주는 전처리과정이 필요합니다.   그리고 수분이 많이 함유된 가스는 천에 눌러 붙어버리기 때문에 좋지 않습니다. 또한 천을 주기적으로 털어주기 때문에 찢어지는 경우도 발생합니다. 그래서 천을 주기적으로 교체해야하고 그에 따른 비용이 듭니다. 하지만 집진효율이 좋고, 천이 찢어지거나 막히는 경우, 들어가는 가스와 나오는 가스의 압력차가 크면 막힌 것이고 압력차가 너무 낮으면 천이 찢어진 경우이기 때문에 조기 발견이 가능합니다. 하지만 찌어지는 경우 효율이 현저하게 낮아집니다.     가스상 오염물질   가스상 오염물질은 먼지를 포함하지는 않으나 가스 자체에 오염물질이 포함되어 있는 경우입니다.   1) 오존의 발생과, 광화학 스모그의 원인이 되는 NOx   대기중에는 주로 N2O, NO, NO2 의 형태로 존재하며, 연료의 연소로 발생되는 기체로서 인체에 헤모글로빈과 결합해서 산소운반능력을 방해하고, 호흡기에 장애를 주며, 식물의 변색에도 영향을 주고 있습니다. 주 원인은 자동차의 운행 및 소각로, 발전소 등으로 대기중으로 방출되어 태양의 자외선을 받아 오존을 축적시키고 탄화수소(HC)와 만나 광화학 산화물을 만듭니다.   저감대책은 질소가 적게 포함된 연료를 사용하는 것(가스연료)이 좋으나 현재 사용하는 석유가 일정하므로, 다음으로는 연료를 연소함에 있어서 산소를 거의 넣어주지 않으면 됩니다. 이론공기량은 공기가 연소하기 위해서 필요한 이론적으로 계산한 공기의 양인데, 최소 이 양 이상이 되어야 원할한 연소가 됩니다. 이 양보다 적게 공기를 넣어주면 NOx는 적게 발생하나 불완전연소로 인해서 이산화탄소가 많이 발생하게 됩니다.   여기에서 나오는 배기가스를 20-30%의 공기로 다시 연소시켜줍니다. 이를 이단연소라고 합니다. 이런 방법으로 발생되는 NOx의 양을 30%가량 줄일 수 있습니다. 배기가스 재순환방법은 가장 실용가능한 방법으로, 연소하고 나오는 배기가스의 일부분을 다시 연소로 안으로 넣어주는 방법으로, 연소를 위한 예열공기의 역할을 하므로 비용을 줄일 수 있으며, 2단연소의 효과를 얻을 수 있습니다.   이미 연소되어 나온 가스는 촉매를 사용하여 분해하는 촉매분해법과 촉매를 사용하여 환원시켜 제거하는 촉매환원법이 있습니다. 촉매로는 자동차 배기구에서 많이 사용하는 3원촉매를 많이 씁니다. (백금, 니켈하고 하나 더 있는데, 생각이....^^) 배기가스의 성분 중에서 선택해서 환원시키는 선택적촉매환원법(SCR)과 그냥 아무것이나 환원시키는 비선택적촉매환원방법이(SNCR) 있습니다. 각각의 방법에 사용되는 촉매는 서로 다릅니다.   2) SOx 제거   대기중에 SO2로 가장 많이 존재하며, 산성비의 원인이되고 안개와 결합해서 백무를 현상을 일으켜 시야방해를 하며, 안개가 황산으로 변해 가죽이나 종이, 금속 등의 부식을 일으킵니다. 사람의 호흡기에 피해를 주며, 식물의 잎에 황색이나 황갈색의 반점이 생기는 피해를 주기도 합니다.   제거방법으로는 금속산화물을 이용한 흡착제거, 접촉수소화제거, 생물학적 제거 등이 있습니다만, 가장 많이 사용하는 방법으로는 접촉수소화제거가 있습니다. 석회석이나 산화알루미나, 활성산화망간 등의 첨가제를 넣어 제거하기도 하고, 실리카겔이나 활성탄을 사용하여 흡착하기도 하며, 물 등을 사용하여 세정하기도 합니다.   3) VOC 제거 휘발성 물질로 제거하는 방법은 여러가지가 있습니다. 물리, 화학, 생물학적으로 제거하는 방법이 있습니다. 화학적인 방법은 가스를 모아서 연소시켜버리는 직접연소방법, 촉매를 사용하여 연소하는 접촉연소방법이 있습니다. 포발의 위험이 있습니다. 물리적인 방법으로는 물로 씻어내는 세정이 있으나, 물과 친하지 않은 가스는 처리하기가 힘듭니다.   여과는 여과재의 재질이 비싸고, 부식의 우려가 많습니다. 다른 방법으로는 깨끗한 공기로 희석해 버리는 방법으로 마스킹법이라고도 합니다. 권하지는 않으며 여타의 다른 대안이 없을 경우 사용합니다. 생물학적인 방법으로는 토양에 가스를 통과시켜 토양의 미생물이 가스를 분해하도록 하는 방법인데, 부지가 많이 들고, 토양 미생물에 대한 연구가 있어야 합니다.