하수처리장의 바이오가스 발생·저장공정에 대한 위험성 평가

Abstract

본 연구에서는 현재 운영되고 있는 하수처리장의 바이오가스 발생·저장 공정의 위험성 평가를 통해 사고 피해 영향범위를 예측함으로써 실질적 안전대책을 수립하기 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 이는 통합 및 지하화되고 있는 바이오가스 플랜트의 추진 방향에 맞추어 향후 산업안전보건법에 따른 공정안전관리 이행시 적용하여 구체적이고 신속한 대처 및 안전 확보 방안에 활용할 수 있을 것으로 사료된다. 전체 공정 중 가장 고온, 고압으로 운영되는 바이오가스 발생·저장 공정에 대하여 위험성 평가를 실시하였다. 현재 안전조치를 반영하여 HAZOP 기법을 실시한 결과 부주의하면 피해가 발생할 가능성이 있는 빈도 3단계가 대부분의 시나리오에 적용되었다. 위험도 분석 결과 1등급 시나리오 2건이 도출되었으며 CA 기법을 적용하여 피해 영향범위를 분석하였다. 시나리오①은 소화조에서 누출이 발생한 경우이며 ALOHA program으로 피해 영향범위를 예측하였다. 최악의 시나리오 조건에서 폭발 시 38 m까지 7 kPa 과압 영향을 받는 것으로 나타났다. 시나리오②는 바이오가스 저장조에서 누출이 발생한 경우이며 TNT 당량 환산법과 PHAST program으로 피해 영향범위를 예측하였다. 밀폐공간에 메탄가스가 폭발 분위기를 조성하여 폭발이 발생할 경우 250 m까지 6.6 kPa 과압 영향을 받았다. 최악의 시나리오 조건에서 폭발 시 100.1 m까지 7 kPa 과압 영향을 받는 것으로 나타났다. 동일 조건에서 화재(Jet fire) 발생 시 28 m까지 4 kW/㎡ 복사열 영향이 도출되었다. 두 시나리오 모두 피해 영향범위의 끝점이 아파트 단지 구역 이전에 형성됨을 확인하였다. 그러나 0.9 MPa 이상의 압력을 사용하는 바이오가스 공정의 경우 영향범위가 최대 250 m까지 형성되므로 반드시 화재 및 폭발 피해 영향범위를 추정하여 안전관리를 해야 할 것이다. 비상 상황 발생 시 상부 생태공원 일부는 위험에 노출된 상황이다. 피해 범위를 줄이기 위해서는 가스가 외부로 퍼져나가는 것을 방지할 수 있는 벽 구조물을 설치하여야 한다. 또한 인접 도로 및 편의시설이 위치한 경우에는 해당 위치에서 피해반경 범위를 벗어날 수 있는 안내를 하여야 한다. 또한 비상 상황 발생 시 대피할 수 있는 1차 집결지와 2차 집결지를 나타내는 표지판을 생태 공원에 설치하여 지역주민이 신속한 대피를 할 수 있도록 해야 한다. 본 연구는 바이오가스를 취급하는 사업장의 위험성을 평가하고 비상 대응체계를 구축하는 데 활용할 수 있을 것이다.