[논문 리뷰] Analysis of a wet scrubber network in the air remediation of industrial workplaces: benefit for the city air quality

Alessandro Avveduto, Cesare Dari Salisburgo외 7명|arXiv (Cornell University)|2015. 05. 17.

Air Quality and Health Impacts참고 문헌 7인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 섬유유리 공장과 폐기물에서 에너지로 전환하는 시설에서 산업 현장 내 공기 중 오염물질 제거를 위한 3단계 습식 세척기 네트워크를 평가하며, 유기화합물(VOC) 농도를 40% 감소시키고 미세먼지(PM>1) 농도를 크게 저감함을 입증한다. 이 시스템은 정화된 공기를 재순환시켜 근로자 안전을 향상시키고 산업원천에서 유래하는 도시 대기오염도 감소시킨다.

ABSTRACT

Industrial activities carried out in confined spaces are characterized by a very specific type of air pollution. The extended exposure to this kind of pollution is often highly harmful, resulting in dramatic effects both on health and safety aspects. The indoor industrial abatement systems, adopted to purify the air, are typically applied to the emission points. The processed air is subsequently emitted outside. In this study we present the experimental results of three-stage wet scrubber systems installed in the industrial workplace of a (i) fiberglass processing plant, where the highest exposure levels to volatile compounds are nowadays today monitored,and of a (ii) waste-to-energy plant, characterized by a very high particulate matter level. The adopted technology, to be used as complementing strategy,does not require special disposal procedures and the processed air is re-emitted in the same work environment for the benefit of the work operators. The operation of the scrubbers network during the working activities, in both the examined environments, has a) reduced the level of volatile compounds by about 40% and b) maintained the particulate matter concentration PM > 1 to a very low level. Industrial plants are disseminated in mega-cities and represent dangerous diffuse pollution emission sources. Remediation of highly polluted industrial plants inside our towns, especially for the conventionally untreated emissions, is of extreme benefit for the cities air quality.

연구 동기 및 목표

• 산업 현장 내 공기 중 오염물질을 줄이기 위한 3단계 습식 세척기 네트워크의 효과성을 평가하는 것.
• 높은 배출량을 보이는 산업 환경에서 세척기 시스템이 유기화합물(VOC)과 미세먼지(PM>1)에 미치는 영향을 평가하는 것.
• 산재한 산업원천에서 유래하는 도시 대기오염을 줄이기 위해 공장 내 공기 정화 시스템의 잠재력을 조사하는 것.
• 폐기물 처리가 필요 없는 지속 가능한 공기 정화 전략을 입증하여 근로자 안전과 도시 대기질 향상을 동시에 달성하는 것.

제안 방법

• 섬유유리 가공 공장과 폐기물에서 에너지로 전환하는 시설에 3단계 습식 세척기 네트워크를 설치 및 운영하는 것.
• 제한된 산업 공간 내 배출원에 세척기 시스템을 적용하는 것.
• 정화된 공기를 작업 환경으로 다시 순환시켜 실내 공기질을 유지하는 것.
• 세척기 설치 전후의 VOC 및 PM>1 농도를 모니터링하는 것.
• 실험 데이터를 활용하여 오염 감소 및 시스템 성능을 정량화하는 것.
• 특수 폐기물 처리 절차가 필요 없이 기존의 오염 저감 전략과 보완적으로 적용 가능한 시스템의 평가

실험 결과

연구 질문

• RQ1 3단계 습식 세척기 네트워크는 산업 현장 내 유기화합물(VOC) 농도를 어느 정도 감소시킬 수 있는가?
• RQ2 세척기 시스템은 높은 배출량을 보이는 산업 환경에서 미세먼지(PM>1)를 얼마나 효과적으로 제어하는가?
• RQ3 대도시에 위치한 산업 시설에서 공장 내 공기 정화 시스템이 도시 대기질에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 특수 폐기물 처리 절차 없이도 공기질 향상을 유지하면서 세척기 네트워크를 구현할 수 있는가?

주요 결과

• 습식 세척기 네트워크는 섬유유리 가공 공장에서 유기화합물(VOC) 농도를 약 40% 감소시켰다.
• 폐기물에서 에너지로 전환하는 시설에 세척기 설치 후 미세먼지(PM>1) 농도는 매우 낮은 수준을 유지하였다.
• 이 시스템은 VOC와 PM>1를 고도로 오염시키는 두 가지 다른 산업원천의 배출가스를 효과적으로 처리하였다.
• 세척기 네트워크는 특수 폐기물 처리 절차 없이도 운영되어 지속 가능한 적용 가능성을 입증하였다.
• 정화된 공기의 재순환으로 외부 환경으로 오염물질를 방출하지 않으면서도 근로자들의 실내 공기질을 향상시켰다.
• 본 연구는 공장 내 세척기 시스템이 산재한 산업원천에서 유래하는 도시 대기오염을 크게 줄일 수 있음을 확인한다.