KR101977582B1 - 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 공업단지나 산업단지에서 유출되는 유출수를 통제하는 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법에 있어서, 상기 수환경 시스템이 유출수의 수질을 실시간으로 모니터링하는 단계(S100); 상기 수환경 시스템이 수질경보기준을 확인하는 단계(S200); 상기 확인하는 단계(S200)에서 수질경보기준을 초과하면, 상기 수환경 시스템이 초과기준에 따른 처리를 하는 단계(S300); 상기 수환경 시스템이 연계처리 가능성을 검토하는 단계(S400); 상기 수환경 시스템이 연계처리 가능 시 공공 하,폐수처리시설에 연계처리하는 단계(S20); 상기 수환경 시스템이 연계처리 불가능 시 위탁처리하는 단계(S30); 상기 수환경 시스템이 상기 확인하는 단계(S200)에서 수질경보기준을 초과하지 않으면, 상기 수환경 시스템이 강우량을 확인 하는 단계(S500); 상기 강우량을 확인 하는 단계(S500)에서 미리지정된 수치 이상 강우 시, 상기 수환경 시스템이 강우 시에 대한 처리를 하는 단계(S510); 상기 수환경 시스템이 수질을 분석하는 단계(S520); 상기 수환경 시스템이 수질분석 결과 상등수일 경우 하천방류하는 단계(S10); 상기 수환경 시스템이 수질분석 결과 침전수일 경우 상기 공공 하,폐수처리시설에 연계처리하는 단계(S20)를 수행하는 단계 및 상기 강우량을 확인 하는 단계(S500)에서 미리지정된 수치 미만 강우 시, 상기 수환경 시스템이 상기 하천방류하는 단계(S10)를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법 {Monitoring and Prevent leakage Method of harmful chemical substances into water environment}
본 발명은 고농도 폐수의 유해화학물질이 수환경에 노출되지 않도록 하는 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법에 관한 것이다.
수질오염 측정 및 모니터링 시스템의 세계 시장은 2015년 1,870억 달러 규모를 형성하였으며, 연평균 9.5% 증가율을 보여 2018년에는 2,500,달러 규모로 확대될 전망이다.
한편 우리나라 화학산업은 국내 제조업 생산의 14%(약 88조원)를 차지하는 등 그 규모가 날로 증대하고 있고, 이에 따라 화학물질로 인한 사고와 그 피해규모도 증가하고 있어 화학사고 발생의 사전예방과 사고발생시 신속한 대응이 시급한 과제로 대두되고 있다.
하지만 4만여 종의 화학물질이 국내 유통되고 있는 상황에서 대규모 화학사고 발생시 원인물질이 식별되지 않은 상태에서 소방서 등 초동대응기관의 신속한 대응에 한계점이 나타난다.
국내에 유통되는 화학물질은 이용목적과 용도에 따라 7개 부처에서 관리되고 있었기 때문에, 화학사고 대응에 있어 관계 부처 간 소관 다툼이나 늦장대응 등의 문제점이 발생한다.
2012년 발생한 구미 불산 사고 이후, 정부는 화학사고 전문기관으로 화학재난합동방재센터와 화학물질안전원을 신설하여, 화학사고 발생 시 현장에서는 화학재난합동방재센터를 중심으로 대응을 하고화학물질안전원이 사고대응정보시스템을 바탕으로 관련 정보 제공 등의 지원역할을 하고 있다. 화학재난합동방재센터는 2013년 12월 구미를 시작으로 전국 6개 주요 산업단지(서산, 익산, 여수, 시흥, 구미, 울산)에 환경부, 국민안전처, 고용노동부 등의 협업기관으로 설치되었다.
한편 화학사고 발생 시 화학물질의 거동은 도 1과 같다. 현재 이에 대한 화학물질/시나리오 별 물질 거동 및 체계로는 화학사고 유형 별 확산 범위 예측 방법론은 있으나 화학적인 거동에 대한 체계적인 정보는 부재하다. 또한 화학사고 발생 시, 강우시/비강우시에 따른 화학물질의 물리적/화학적 거동에 대한 정보도 부재하다. 또한, 강우 시, 빗물과 같이 대기 중으로 뿌려진 화학 물질들이 수계로 들어가게 되며, 비 강우 시 대지에 축적되어 강우나 측방유입으로 화학물질이 수계로 투입이 되지만, 현재 이러한 거동을 고려한 수치모델 역시 부재하다. 즉, 사고 유형별 사고 물질의 확산 형태뿐만 아니라 사고 유형에 따른 사고 물질의 화학적인 변화에 대한 연구가 필요한 실정이다.
KR 10-1649726 B1 KR 10-1328026 B1
본 발명은 상기와 같은 단일 매체 거동모델을 통한 부정확한 피해범위 산정으로 인해 환경피해정도 산출의 정확도가 낮고, 환경피해영향조사에서 피해범위 예측 단계로 쓰이는 CARIS는 사고 현장지역 중심의 대기 내 확산 예측 수준에 불과한 점을 해결하기 위하여 환경 매체의 특성, 기상 조건, 초기 확산 형태 등이 세밀하게 반영된 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법을 제공하고자 한다.
상기의 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 공업단지나 산업단지에서 유출되는 유출수를 통제하는 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법에 있어서, 상기 수환경 시스템이 유출수의 수질을 실시간으로 모니터링하는 단계(S100); 상기 수환경 시스템이 수질경보기준을 확인하는 단계(S200); 상기 확인하는 단계(S200)에서 수질경보기준을 초과하면, 상기 수환경 시스템이 초과기준에 따른 처리를 하는 단계(S300); 상기 수환경 시스템이 연계처리 가능성을 검토하는 단계(S400); 상기 수환경 시스템이 연계처리 가능 시 공공 하,폐수처리시설에 연계처리하는 단계(S20); 상기 수환경 시스템이 연계처리 불가능 시 위탁처리하는 단계(S30); 상기 수환경 시스템이 상기 확인하는 단계(S200)에서 수질경보기준을 초과하지 않으면, 상기 수환경 시스템이 강우량을 확인 하는 단계(S500); 상기 강우량을 확인 하는 단계(S500)에서 미리지정된 수치 이상 강우 시, 상기 수환경 시스템이 강우 시에 대한 처리를 하는 단계(S510); 상기 수환경 시스템이 수질을 분석하는 단계(S520); 상기 수환경 시스템이 수질분석 결과 상등수일 경우 하천방류하는 단계(S10); 상기 수환경 시스템이 수질분석 결과 침전수일 경우 상기 공공 하,폐수처리시설에 연계처리하는 단계(S20)를 수행하는 단계 및 상기 강우량을 확인 하는 단계(S500)에서 미리지정된 수치 미만 강우 시, 상기 수환경 시스템이 상기 하천방류하는 단계(S10)를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 화학사고 물질/유형별 정확한 피해영향 범위 산출 기법, 다매체 화학물질 반응 및 거동정보를 활용하여 화학사고 발생 시 수질 오염측정을 위한 최적 모니터링 지점을 찾는 효과를 갖는다.
도 1은 화학사고 발생 시 화학물질의 거동을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법의 초과기준에 따른 처리 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법의 화학사고 유출방지 시스템을 포함한 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법의 강우 시에 대한 처리 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법에 적용할 수 있는 완충저류시설을 활용한 사고수의 처리방안의 실시 예이다.
도 7은 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법을 적용한 모의사고상황 실시 예에 대한 흐름도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
설명에 앞서 본 명세서에는 다수의 양태 및 실시양태가 기술되며, 이들은 단순히 예시적인 것으로서 한정하는 것이 아니다.
본 명세서를 읽은 후에, 숙련자는 다른 양태 및 실시예가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 가능함을 이해할 것이다.
본 발명을 수행하는 주체는 사람 뿐만 아니라 제어기 등과 같은 기계일 수 있다.
도 1은 화학사고 발생 시 화학물질의 거동을 나타내고, 도 2는 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법의 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법의 초과기준에 따른 처리 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법의 화학사고 유출방지 시스템을 포함한 흐름도이고, 도 5는 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법의 강우 시에 대한 처리 흐름도이고, 도 6은 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법에 적용할 수 있는 완충저류시설을 활용한 사고수의 처리방안의 실시 예이고, 도 7은 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법을 적용한 모의사고상황 실시 예에 대한 흐름도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법에 대해 설명토록 한다.
본 발명에 따른 공업단지나 산업단지에서 유출되는 유출수를 통제하는 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법에 있어서, 상기 수환경 시스템이 유출수의 수질을 실시간으로 모니터링하는 단계(S100); 상기 수환경 시스템이 수질경보기준을 확인하는 단계(S200); 상기 확인하는 단계(S200)에서 수질경보기준을 초과하면, 상기 수환경 시스템이 초과기준에 따른 처리를 하는 단계(S300); 상기 수환경 시스템이 연계처리 가능성을 검토하는 단계(S400); 상기 수환경 시스템이 연계처리 가능 시 공공 하,폐수처리시설에 연계처리하는 단계(S20); 상기 수환경 시스템이 연계처리 불가능 시 위탁처리하는 단계(S30); 상기 수환경 시스템이 상기 확인하는 단계(S200)에서 수질경보기준을 초과하지 않으면, 상기 수환경 시스템이 강우량을 확인 하는 단계(S500); 상기 강우량을 확인 하는 단계(S500)에서 미리지정된 수치 이상 강우 시, 상기 수환경 시스템이 강우 시에 대한 처리를 하는 단계(S510); 상기 수환경 시스템이 수질을 분석하는 단계(S520); 상기 수환경 시스템이 수질분석 결과 상등수일 경우 하천방류하는 단계(S10); 상기 수환경 시스템이 수질분석 결과 침전수일 경우 상기 공공 하,폐수처리시설에 연계처리하는 단계(S20)를 수행하는 단계 및 상기 강우량을 확인 하는 단계(S500)에서 미리지정된 수치 미만 강우 시, 상기 수환경 시스템이 상기 하천방류하는 단계(S10)를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 초과기준에 따른 처리를 하는 단계(S300)는, 상기 수환경 시스템이 사고발생 신고를 하는 단계(S310); 상기 수환경 시스템이 사고유출수조 및 초기우수조에 저류하는 단계(S320) 및 상기 수환경 시스템이 일반항목 및 유해물질항목에 대해 수질을 분석하는 단계(S330)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 확인하는 단계(S200)에서 수질경보기준을 초과하면, 상기 수환경 시스템이 수문을 제어하고 시료분석결과를 전송하는 화학사고 유출방지 시스템을 동작하는 단계(S210); 상기 수환경 시스템이 경보발령 여부를 검토하는 단계(S220) 및 상기 검토하는 단계(S220)에서 경보발령 결정 시, 상기 수환경 시스템이 해당 산업단지 및 인근 거주민에게 알림 문자를 발송하는 단계(S230)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수환경 시스템이 상기 강우 시에 대한 처리를 하는 단계(S510)는, 상기 수환경 시스템이 초기우수조에 저류하는 단계(S511) 및 상기 수환경 시스템이 침전시키는 단계(S512)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 화학사고 유출방지를 위한 수환경 시스템에는 실시간(연속) 자동측정이 가능하도록 하기 위해 수질TMS를 연계하여 사용할 수 있다. 이를 위해서는 통신표준규격을 따르고 측정데이터를 수신할 수 있어야한다. 그리고 수문을 제어할 때 관리자가 모바일을 통해 원격으로 제어할 수 있다.
다음은 도 7을 참고하여 사고상황에서 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법의 적용 실시 예를 설명하도록 한다.
A. 고농도 폐수가 폐수처리장에 유입되면 B. 고농도 폐수로 인해 폐수처리장의 내부 폐수처리 기능이 저하된다. 그러면 C. 완전히 처리되지 못한 방류수가 방류구를 통해 유출되게되고, D. 방류구에서 수질 측정 장치를 통해 수질 할 때 이상 상황을 확인하게 된다. 폐수처리장 내부에서는 E-1. 방류수 방류를 차단하고, F-1 완충저류조로 관로 변경 및 방류수 저류 및 각 기관에 공유하게되고, G-1 폐수처리장 내부 기능이 정상화 되면, H-1 저류된 방류수를 재처리한다. 폐수처리장 외부에서는 E-2 유해화학 확산모델을 통한 화학물질 확산 및 영향에 대해 평가하고, F-2 유해화학물질 확산 방지를 위한 차단지점을 확인하고 수질을 측정한다. G-2 확인한 차단지점까지 사고대응을 수행하고, H-2 주요 지점에서 지속적인 수질을 측정한다.
다음은 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법에 적용할 수 있는 제어체계1 내지 3에 대해 상세히 설명하도록 한다.
기본적으로 유해화학물질 배출 경로별, 유출 농도별, 유출 유량에 따라 3가지 제어체계를 탑재하며, 수동/자동 제어가 가능하다. 이로 인해 폐수처리장내 시설을 비상시설로 적극 활용이 가능하게된다.
다음은 제어체계1에 대해 상세히 설명하도록 한다.
유해화학물질이 폐수관로를 통해 유출되었을 때, 폐수처리시설 기능을 저하 또는 상실할 수 있는 고부하량이 유입되는 경우에 폐수처리시설 유입 전 완충저류지 등 비상시설로 유로 변경하고 저류된 사고수는 폐수처리시설로 적정량 유입하여 처리하거나 위탁처리한다.
다음은 제어체계2에 대해 상세히 설명하도록 한다.
유해화학물질이 폐수관로를 통해 유출되었을 때, 적정부하량이 폐수처리시설로 유입되었으나 완전처리가 되지 않은 경우 방류 전 완충저류지 등 비상시설로 유로 변경하고, 저류된 방류수는 폐수처리시설로 적정량 유입하여 처리하거나 위탁처리한다.
다음은 제어체계3에 대해 상세히 설명하도록 한다.
유해화학물질이 우수관로를 통해 유출되었을 때, 수환경 유입 전 완충저류지 등 비상시설로 유로 변경하고 저류된 우수는 수질분석을 통해 위해성이 낮은 경우 완충저류지에서 방류하고, 처리가 필요한 경우 폐수처리시설에서 처리하거나 위탁처리한다.
따라서 본 발명에 따른 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법은 사고현장에 바로 적용할 수 있는 유해화학물질 통합 운영 관리 기술이며, 유해화학물질과 기존 오염지표(COD, TP, TN 등), 미래오염지표(항생재 등)를 적용하여 사용할 수 있다.
이를 실시간 수질 진단·공정 개선 및 화학사고·재난 대응에 실용화할 수 있으며, 화학사고 발생 시 정확한 원인규명과 신공한 대응으로 경제적 피해 최소화할 수 있다는 효과를 얻을 수 있을 것이다. 또한 폐수처리, 하수종말처리, 상수도처리시설 등 수처리시스템 전반에 폭 넓게 적용하여, 수환경이 유해화학물질에 노출된 다양한 종류(배출 경로별, 유출 농도별, 유출 유량 등)의 사고에도 효율적으로 대응 할 수 있다.
이상 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (4)

  1. 공업단지나 산업단지에서 유출되는 유출수를 통제하는 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법에 있어서,
    상기 수환경 시스템이 유출수의 수질을 실시간으로 모니터링하는 단계(S100);
    상기 수환경 시스템이 수질경보기준을 확인하는 단계(S200);
    상기 확인하는 단계(S200)에서 수질경보기준을 초과하면,
    상기 수환경 시스템이 초과기준에 따른 처리를 하는 단계(S300);
    상기 수환경 시스템이 연계처리 가능성을 검토하는 단계(S400);
    상기 수환경 시스템이 연계처리 가능 시 공공 하,폐수처리시설에 연계처리하는 단계(S20);
    상기 수환경 시스템이 연계처리 불가능 시 위탁처리하는 단계(S30);
    상기 수환경 시스템이 상기 확인하는 단계(S200)에서 수질경보기준을 초과하지 않으면,
    상기 수환경 시스템이 강우량을 확인 하는 단계(S500);
    상기 강우량을 확인 하는 단계(S500)에서 미리지정된 수치 이상 강우 시,
    상기 수환경 시스템이 강우 시에 대한 처리를 하는 단계(S510);
    상기 수환경 시스템이 수질을 분석하는 단계(S520);
    상기 수환경 시스템이 수질분석 결과 상등수일 경우 하천방류하는 단계(S10);
    상기 수환경 시스템이 수질분석 결과 침전수일 경우 상기 공공 하,폐수처리시설에 연계처리하는 단계(S20)를 수행하는 단계 및
    상기 강우량을 확인 하는 단계(S500)에서 미리지정된 수치 미만 강우 시,
    상기 수환경 시스템이 상기 하천방류하는 단계(S10)를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 초과기준에 따른 처리를 하는 단계(S300)는,
    상기 수환경 시스템이 사고발생 신고를 하는 단계(S310);
    상기 수환경 시스템이 사고유출수조 및 초기우수조에 저류하는 단계(S320) 및
    상기 수환경 시스템이 일반항목 및 유해물질항목에 대해 수질을 분석하는 단계(S330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 확인하는 단계(S200)에서 수질경보기준을 초과하면,
    상기 수환경 시스템이 수문을 제어하고 시료분석결과를 전송하는 화학사고 유출방지 시스템을 동작하는 단계(S210);
    상기 수환경 시스템이 경보발령 여부를 검토하는 단계(S220) 및
    상기 검토하는 단계(S220)에서 경보발령 결정 시,
    상기 수환경 시스템이 해당 산업단지 및 인근 거주민에게 알림 문자를 발송하는 단계(S230)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 수환경 시스템이 상기 강우 시에 대한 처리를 하는 단계(S510)는,
    상기 수환경 시스템이 초기우수조에 저류하는 단계(S511) 및
    상기 수환경 시스템이 침전시키는 단계(S512)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해화학물질의 수환경 유출방지 및 모니터링을 위한 수환경 시스템을 이용하는 방법.
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