[실기] 온실가스관리기사 - 6. 폐기물 처리의 개념과 계산문제

1. 고형폐기물

상당량의 CH4가 발생 = 혐기성분해

매립초기의 배출량이 가장 크고

박테리아에 의해 C가 소비되면서 점차감소

 

차단형 매립시설

지하수나 빗물의 유입으로부터 폐기물을 저류

콘크리트 구조물 설치후 내 외부 방수처리

추가분해 필요없는 무기폐기물 매립

매립 이전 최대한 건조

 

관리형 매립시설

침출수가 흘러나가는 걸 막기위해

점토류, 토목합성수지 라이너로 차수시설을 설치, 운영

기초지반, 저류구조물, 차수시설

우수집배수시설, 침출수집배수시설, 침출수처리시설

매립가스처리시설

 

시설규모에 따라서

따로 없는 순발열량 제외 모두 Tier 1

 

보고대상 온실가스

CH4 : Tier 1

 

계산되어야하는것

1. 처리량 2. 배출계수 3. 산정방법론

 

제공되는 것

배출계수

1. 분해가능한 유기탄소 비율, 메탄발생속도상수 (유형별로 표)

2. 메탄으로 전환가능한 분해가능한 유기탄소비율 (0.5)

3. 메탄보정계수(유형에 따라서 표)

관리형매립혐기 1.0 준호기성 0.5

비관리형매립고 5m이상 0.8 미만 0.4

기타 0.6

4. 산화율(0.1)

5. 메탄부피비(고유)

 

계산

처리량

- 1981년 1월 1일 이후 매립된 것에 대해서만

7.5 5.0 2.5사용(분기별 실시된 활동자료)

과거 매립실적자료 추정시

- 과거 폐기물매립량은 매년 동일하다 가정

- 관리인구, 1인당 평균발생량, 지자체 매년매립비율에 따라 계산

= 매립지관리입구X전국평균1인당발생량X지자체폐기물매립비율/100%

연평균폐기물 매립량

= 전체기간 총 매립량 / (가장최근연도 - 가장오래된연도+1)

 

산정방법론

메탄방출량(tCH4)

= [최대메탄방출량-메탄회수량]X(1-산화율)

최대메탄방출량(tCH4)

= 혐기분해된 유기탄소량(tC)X메탄부피비X1.336

혐기분회된 유기탄소량(tC)

= 전년까지 누적된 유기탄소량(tC)X(1-e^-메탄속도상수)

전년까지 누적된 유기탄소량(tC)

=전년매립 혐기분해 유기탄소량(tC)+(전전년혐기분해 유기탄소량Xe^-메탄속도상수)

전년매립 혐기분해 유기탄소량(tC)

= 전년매립량(t)X분해가능유기탄소비율(tC/t)

X메탄으로 전환가능한 분해가능유기탄소비율X호기성분해에 대한 메탄보정계수

 

이 때,

메탄회수량/CH4발생량이 0.75이하인 경우에는 그대로 적용하지만

0.75초과인 경우에는

= 메탄회수량X(1/0.75)

메탄회수량

= 연간바이오가스회수량X바이오가스연평균메탄농도X표준상태CH4부피와 무게 환산계수(0.7156X10^-3)

 

2. 고형 폐기물 생물학적 처리

사료화, 퇴비화, 소멸화, 부숙토 생산시설과 혐기성분해시설

 

시설규모에 따라서

따로 없는 순발열량 제외 모두 Tier 1

 

보고대상 온실가스

CH4 : Tier 1

N2O : Tier 1

 

계산되어야하는것

1. 처리량 2. 배출계수 3. 산정방법론

 

제공되는 것

처리량

1. 유기폐기물의 양(측정불확도 플마 7.5, 5.0, 2.5)

2. 메탄회수량(측정불확도 7.5, 5.0, 2.5)

배출계수(Tier 1 : 처리유형, 건량과 습량에 따라 표, 나머지 고유)

 

산정방법론

CH4배출량(tCH4)

=(처리유형에 따른 유기폐기물양(t)X배출계수(gCH4/kg))의합/1000-메탄회수량(tCH4)

이 때,

메탄회수량/(유기폐기물양X배출계수/1000)이

0.75이하일 경우 그대로 사용

0.75이상일 경우

= 메탄회수량(tCH4)X(1X0.75)

메탄회수량

= 연간바이오가스회수량X바이오가스연평균메탄농도X표준상태CH4부피와 무게 환산계수(0.7156X10^-3)

 

N2O배출량(tN2O)

= (처리유형에 따른 유기폐기물양(t)X배출계수(gN2O/kg))의합/1000

= 메탄과 비교했을 때 회수량이 없음

2. 하수, 폐수 처리

하수와 폐수를 처리하는 과정에서 CH4와 N2O배출

CO2는 생물기원으로 산정에서 제외

CH4는 유기물분해과정에서 배출(유기물질, 온도, 유형에 따라 변화)

N2O는 질소성분 처리과정에서 배출(탈질화,질산화작용에 의해)

하수처리과정에서 폐수 유입시에는 하수처리로 산정

폐수처리과정에서 하수 유입시에는 폐수처리로 산정

 

배출대상시설

가축분뇨공공처리시설, 폐수종말처리시설

공공하수처리시설, 분뇨처리시설

 

시설규모에 따라서

따로 없는 순발열량 제외 모두 Tier 1

 

보고대상 온실가스

CH4 : Tier 1 (하수, 폐수 둘 다)

N2O : Tier 1 (하수처리만)

 

계산되어야하는것

1. 처리량 2. 배출계수 3. 산정방법론

 

제공되는 것

처리량 : 유입수, 방류수 유량(측정불확도 플마 7.5, 5.0, 2.5)

배출계수 : 고유

 

산정방법론

2-1. 하수처리

CH4와 N2O에 대해서 Tier 1 계산

하수처리에 폐수유입시 하수처리에 포함

CH4배출량(tCH4)

=[유입수BOD(mg-BOD/L)X유량(m3)

-방류수BOD(mg-BOD/L)X유량(m3)

-반출슬러지BOD(mg-BOD/L)X반출량(m3)]/1000000X배출계수(kgCH4/kg-BOD) - 메탄회수량

이 때, 위의 식에서 메탄회수량을 제외한 값이

0.75이하인 경우 위 식 그대로

0.75초과인 경우

= 메탄회수량 X 1/0.75

메탄회수량

= 연간바이오가스회수량X바이오가스연평균메탄농도X표준상태CH4부피와 무게 환산계수(0.7156X10^-3)

 

N2O배출량(tN2O)

=[유입수 질소농도(mg-T-N/L)X유량(m3)

- 방류수 질소농도(mg-T-N/L)X유량(m3)

- 반출슬러지 질소농도(mg-T-N/L)X반출량(m3)]/1000000X배출계수(kgN2O-N/kg-T-N)X1.571

※ 1.571 = N20분자량(44.013) / N2분자량(28.013)

 

2-2. 폐수처리

CH4에 대해서만 Tier 1계산

폐수처리과정에서 하수 유입시 폐수처리로 계산

메탄배출량(tCH4) = BOD를 COD로 바꾸어 하수처리와 동일

 

3. 폐기물의 소각

고형, 액상폐기물의 연소로 CO2, CH4, N2O배출

바이오메스폐기물(음식물, 목재)CO2는 생물유래로 제외

 

배출대상시설

소각보일러, 특정폐기물.일반폐기물.폐가스.적출물.폐수 소각시설

 

시설규모에 따라서

산정방법론 모두 Tier 1

폐기물처리량 1, 2, 3

배출계수 1, 2, 3

 

보고대상 온실가스

CH4 : Tier 1 (하수, 폐수 둘 다)

N2O : Tier 1 (하수처리만)

 

계산되어야하는것

1. 소각량 2. 배출계수 3. 산정방법론

 

제공되는 것

소각량 : 성상별소각량, 총소각량, 폐가스소각량 등(측정불확도 플마 7.5, 5.0, 2.5 ; 매월 1회)

CO2배출계수 : Tier 3 기상폐기물 제외 성상별 표

NH4, N2O : 형태, 기술별 고유 표

 

계산

CO2배출계수 Tier 3 기상폐기물

= 몰당 성분질량(g/mol)/성분 총 몰당 성분질량(g/mol)X44.010X성분C원자수/성분몰질량

44.010 = CO2분자량

 

산정방법론

고상폐기물

CO2배출량(tCO2)

= [성상별소각량(t)X건조물질질량분율X성상별C함량(tC)XC질량분율X산화계수(소각효율)]의합X3.664

3.664 = CO2분자량/C원자량

액상폐기물

CO2배출량(tCO2)

= [성상별소각량(t)X성상별C함량(tC)X산화계수(소각효율)]의합X3.664

기상폐기물

CO2배출량(tCO2)

= [폐기물소각량X배출계수(tCO2/t)X산화계수(소각효율)]의합

전체폐기물에 대해서

CH4,N2O배출량(tCH4,tN2O)

= 총폐기물소각량(t)X배출계수(kgCH4/t,kgN2O/t)/1000