이 글의 목적은 폐플라스틱 재활용 공정에서 실제로 빈번하게 발생하는 화학안전 리스크를 공정 단계별로 구조화하고, 사업장이 즉시 적용할 수 있는 관리 기준·점검표·비상대응 체계를 제공하는 것이다.
1. 폐플라스틱 재활용 공정에서 화학안전 리스크가 커지는 이유
폐플라스틱 재활용은 원료의 출처가 다양하고 오염도가 일정하지 않다는 점에서 신규 원료 기반 성형 공정과 본질적으로 다르다. 같은 “PE, PP”로 보이는 폐플라스틱이라도 내용물 잔사, 접착제, 잉크, 코팅, 복합재, 금속 편심, 전자제품 유래 난연 첨가제 등이 혼입될 수 있다. 이 혼입물은 세척 공정에서는 반응성 세정약품의 사용량을 증가시키고, 분쇄·이송 구간에서는 분진 폭발과 정전기 점화 위험을 키우며, 용융·압출 구간에서는 열분해로 VOC와 자극성 가스가 발생할 가능성을 높인다. 화학안전 리스크는 “원료 불확실성”과 “열·마찰·화학약품”이 동시에 작동할 때 급격히 확대된다고 보는 것이 실무적으로 타당하다.
주의 : 폐플라스틱 재활용 공정의 사고는 “대형 설비 결함”보다 “원료 성상 변화 + 작업자 임의 조작 + 환기·집진 성능 저하”가 겹칠 때 발생하는 경우가 많다. 원료 변경과 설비 조건 변경을 같은 수준의 변경관리 대상으로 취급해야 한다.
2. 공정 흐름과 위험요인 한눈에 보기
현장에서 가장 많이 적용되는 기계적 재활용 공정을 기준으로 위험을 정리하되, 열분해·용해·해중합 등 화학적 재활용 공정의 핵심 리스크도 함께 포함한다.
| 공정 단계 | 대표 화학적 위험요인 | 노출/사고 형태 | 우선 관리 포인트 |
|---|---|---|---|
| 반입·보관 | 잔류 용제·연료, 내용물 잔사, 부패 유기물, 혼입 화학제품 | 악취·유기증기 노출, 자연발화/화재, 누출 | 원료검수, 격리보관, 온도관리, 발화원 통제 |
| 선별(수동/자동) | 전자제품 유래 난연 첨가제 가능성, 미지 혼합물 | 피부접촉, 분진 비산, 만성 노출 | 분리기준, 국소배기, 보호구, 작업시간 관리 |
| 파쇄·분쇄 | 플라스틱 분진, 미세분진, 정전기 축적 | 분진 폭발, 분진 흡입, 정전기 점화 | 집진·접지·본딩, 점화원 관리, 청소 기준 |
| 세척(알칼리/계면활성제) | 가성소다 등 알칼리, 산 세정, 계면활성제, 살균제 | 화학화상, 흄 흡입, 약품 혼합 반응 | 약품 농도·혼합 순서, 투입 인터록, 비상샤워 |
| 부상·건조 | 가열 시 VOC 발생, 건조 분진, 정전기 | VOC 노출, 화재, 분진 재비산 | 환기량, 온도 상한, 가스검지, 방폭 전기 |
| 용융·압출·펠릿 | 열분해 생성물(VOC, 자극성 가스), 첨가제 분해물 | 자극성 증기 노출, 화재, 누출 | 배기·스크러버, 공정온도 관리, 밀폐·국소배기 |
| 화학적 재활용(열분해/용해/해중합) | 가연성 가스, 산성가스, 용제, 촉매, 반응열 | 화재·폭발, 중독, 폭주반응 | 불활성화, 압력방호, 가스검지, HAZOP/LOPA |
| 폐수·슬러지 처리 | pH 조정제, 응집제, 소독제, 유분/용제 혼입 | 가스 발생, 화학 반응, 부식 | 혼합금지 매트릭스, 저장탱크 표지, 누출대응 |
3. 원료(폐플라스틱) 리스크 관리가 전체 사고를 좌우하다
3.1 원료 검수 항목을 “오염”이 아니라 “화학적 불확실성”으로 설계하다
원료 검수는 이물 비율을 줄이는 수준에서 끝나면 화학안전 관리가 실패하기 쉽다. 실무에서는 다음 4가지를 최소 단위로 관리하는 것이 유효하다. 첫째, 잔류 액체가 있는지 확인하고 누출 가능성이 있는 용기를 선별하여 격리하는 체계가 필요하다. 둘째, 전자제품·자동차 부품·케이블 등 난연 첨가제 사용 가능성이 높은 계통을 별도 스트림으로 분리하는 체계가 필요하다. 셋째, PVC 등 염소계 플라스틱이 혼입될 가능성을 공정별로 평가해야 한다. 염소계 혼입은 가열 공정에서 자극성 가스와 부식 문제를 유발할 수 있으므로 원료 단계에서 관리 난이도가 크게 낮아진다. 넷째, 냄새가 강하거나 유류 오염이 의심되는 원료는 세척 조건이 아니라 보관·환기·화재 안전 관점에서 별도 취급해야 한다.
주의 : 원료를 “가격” 기준으로만 바꾸는 관행은 재활용 공정에서 가장 위험한 변경관리 누락으로 이어지기 쉽다. 원료 공급처 변경, 계절별 조성 변화, 제품군 변경은 모두 안전성 영향 평가 대상으로 포함해야 한다.
3.2 원료 스트림 분리 기준 예시
| 분리 스트림 | 대표 유입원 | 왜 위험이 커지는가 | 권장 관리 |
|---|---|---|---|
| 포장재계(PE/PP 필름, 용기) | 생활계 포장재 | 내용물 잔사·악취·세척약품 사용량 증가 | 세척수 관리, 악취/VOC 환기, 위생·미생물 관리 |
| 공업용 스크랩 | 사출·압출 불량, 공정 스크랩 | 성분이 비교적 일정하나 분진·정전기 위험이 큼 | 집진·접지 강화, 분진 청소 기준 |
| 전기전자계(난연 가능) | 가전/IT 외장, 내부 플라스틱 | 난연 첨가제 혼입 가능성이 높고, 후속 제품 규격 이슈 발생 | 별도 저장·가공, 노출 저감, 출하 품질 검사 |
| 염소계 혼입 가능 스트림 | PVC 부품, 복합재, 라벨/코팅 | 가열 시 자극성 가스·부식·설비 손상 가능 | 검출·선별 강화, 가열공정 유입 제한 |
4. 세척 공정 화학안전 리스크와 관리 표준
4.1 세척 약품의 핵심 위험은 “농도”보다 “혼합 순서와 비정상 투입”이다
세척 공정은 가성소다 같은 알칼리, 산 세정제, 계면활성제, 산화제, 살균제 등이 조합될 수 있다. 이때 사고는 고농도 자체의 문제보다, 탱크에 서로 다른 약품이 남아 있는 상태에서 다른 약품이 추가 투입되거나, 배관 전환 오류로 혼입되는 형태로 발생하기 쉽다. 따라서 약품 관리 표준은 농도 관리와 더불어 “혼합 금지 조합”을 정의하고, 투입·전환·배출을 작업허가 수준으로 통제하는 것이 바람직하다.
4.2 세척 약품 관리 체크 포인트
| 관리 항목 | 표준 운영 기준 | 현장 확인 방법 | 이상 징후 |
|---|---|---|---|
| 약품 라벨·색상 체계 | 탱크·배관·밸브까지 동일 체계 적용 | 현장 동선 점검 | 임시 호스, 라벨 훼손 |
| 투입 순서·인터록 | 정량 투입, 역투입 방지 | 투입 기록/PLC 로그 | 수동 우회, 경보 무시 |
| 비상 샤워·세안 | 작업지점에서 접근성 확보 | 주 1회 작동 시험 | 수압 부족, 동절기 동파 |
| 보호구 적합성 | 화학장갑·보안면·앞치마 등 규격화 | 보호구 상태 점검 | 침투 흔적, 표준 외 제품 사용 |
| 폐수 pH 급변 대응 | 완충조·자동중화, 수동 투입 금지 기준 | pH 트렌드 확인 | 급격한 변동, 거품/발열 |
주의 : 세척 공정의 약품 누출은 피부 화상뿐 아니라 바닥 미끄럼으로 인한 낙상으로 이어지기 쉽다. 누출 대응에는 흡착재 비치뿐 아니라 미끄럼 방지·출입 통제·청소 인력 보호구까지 포함되어야 한다.
5. 파쇄·분쇄·이송 구간의 분진 폭발과 정전기 점화 리스크
5.1 재활용 공정의 분진은 “가연성”과 “부유성”을 동시에 가진다고 가정하다
플라스틱 분진은 입도, 수분, 첨가제, 혼입물에 따라 폭발 위험이 달라질 수 있다. 실무에서는 “폭발할 수 있다”를 기본 가정으로 두고, 점화원과 분진 축적을 구조적으로 줄이는 것이 효율적이다. 특히 집진기, 덕트, 설비 내부 청소·정비 시에는 분진이 부유하기 쉬워 점화 조건이 성립하기 쉽다.
5.2 기본 설계·운영 대책
첫째, 집진 시스템의 성능 저하가 분진 축적의 직접 원인이므로 차압 모니터링과 필터 교체 기준을 수치화해야 한다. 둘째, 설비·덕트·이송 라인의 접지와 본딩을 일관되게 적용하고, 이동식 호스나 임시 설비에도 동일 기준을 적용해야 한다. 셋째, 청소는 에어 블로잉 중심이 아니라 흡입 중심으로 표준화하는 것이 바람직하다. 넷째, 방폭 전기 적용 범위는 “가연성 가스”뿐 아니라 “분진”을 포함해 검토해야 한다. 다섯째, 작업자에게는 정전기·분진 폭발의 메커니즘을 사례 기반으로 교육하여 임의 행동을 줄여야 한다.
| 상황 | 자주 발생하는 위험 행동 | 대체 표준 | 관리 포인트 |
|---|---|---|---|
| 설비 주변 분진 청소 | 에어건으로 분진 비산 | 방폭형 흡입 청소 | 청소도구 지정, 작업허가 |
| 집진기 점검 | 전원 차단 없이 개방 | LOTO 후 개방 | 차단·확인 절차 |
| 임시 배관/호스 | 접지 생략 | 임시 설비도 접지 의무 | 점검표에 포함 |
6. 용융·압출·펠릿 공정의 VOC, 열분해, 자극성 가스 리스크
6.1 온도 관리가 곧 화학 노출 관리이다
재활용 원료는 첨가제와 오염물로 인해 가열 시 분해 거동이 일정하지 않을 수 있다. 따라서 압출 공정에서는 목표 품질을 위한 온도 설정뿐 아니라, “열분해를 억제하는 상한 관리”가 필요하다. 온도 상한은 수지 종류, 원료 오염 수준, 배기 처리 능력에 따라 달라질 수 있으므로, 트러블 발생 이력과 배출 농도 추세를 기반으로 관리해야 한다.
6.2 배기·처리 시스템을 공정 능력의 일부로 설계하다
압출기·다이 주변의 연무와 냄새는 국소배기 성능 저하를 보여주는 징후일 수 있다. 국소배기는 후드 형상과 포집 풍속이 핵심이며, 덕트에 침적물이 쌓이면 화재와 성능 저하가 동시에 진행될 수 있다. VOC 처리는 활성탄, 스크러버, 촉매 산화 등으로 구성될 수 있으나, 어떤 방식이든 전단의 포집이 실패하면 작업자 노출이 먼저 증가한다. 따라서 “포집→이송→처리→배출”을 하나의 체계로 점검해야 한다.
주의 : 배기 장치의 임시 해체나 덕트 개방은 작업자 노출을 급증시킬 수 있다. 정비 기간에도 임시 포집 또는 작업시간 제한을 포함한 노출 저감 대책이 필요하다.
7. 화학적 재활용(열분해·용해·해중합)에서 반드시 고려해야 할 위험
7.1 열분해 공정의 본질은 가연성 혼합가스와 고온 설비이다
열분해는 고온에서 폐플라스틱을 분해하여 오일·가스·잔재물을 생성하는 공정으로 구성된다. 이 과정에서 생성되는 가스는 가연성이고 조성이 변동될 수 있으며, 누출 시 화재·폭발 위험이 커질 수 있다. 또한 오일은 인화성 액체로 취급될 수 있으므로 저장·이송·샘플링 단계에서 정전기와 점화원 관리가 중요하다. 잔재물은 탄소 함량이 높아 분진화될 경우 분진 폭발 위험이 발생할 수 있으므로, 반응기 개방·청소·배출 절차를 표준화해야 한다.
7.2 용해·해중합 공정은 용제·촉매·반응열이 핵심 리스크이다
용제 기반 공정은 용제의 인화성, 독성, 증기압, 반응성에 따라 방폭·환기·누출 대응이 달라진다. 촉매나 반응제가 사용되는 경우에는 혼합 순서, 투입 속도, 냉각 능력, 비정상 정지 시 잔류 반응을 포함한 폭주 가능성을 평가해야 한다. 실무에서는 공정위험성평가를 단순 체크리스트로 끝내지 않고, 정상·비정상·정비·비상정지 상태를 포함하여 시나리오별로 보호계층을 설계해야 한다.
| 시나리오 | 주요 위험 | 필수 계측·인터록 | 운영 절차 핵심 |
|---|---|---|---|
| 불활성화 실패 | 산소 유입으로 폭발성 분위기 형성 | O2 모니터링, 퍼지 확인 | 퍼지 완료 확인 후 가열 |
| 압력 상승 | 반응기·라인 파손 | 압력 경보, 방호장치 | 배출 경로 확보, 비상정지 |
| 응축계 막힘 | 가스 체류 증가, 누출 | 차압·유량 감시 | 세정·점검 주기 표준화 |
| 샘플링·드레인 작업 | 증기 노출, 점화 | 국소배기, 접지 | 작업허가, 보호구 강화 |
8. 설비·운영·사람을 연결하는 화학안전 관리체계
8.1 위험성평가를 “공정별”이 아니라 “노출·사고 시나리오별”로 구성하다
폐플라스틱 재활용에서 유효한 위험성평가는 공정도 기준이 아니라 시나리오 기준으로 정리하는 방식이다. 예를 들어 “집진기 필터 교체”는 설비 정비 작업이면서 동시에 분진 부유가 발생하는 고위험 작업이다. “원료 공급처 변경”은 구매 이슈처럼 보이지만 실제로는 VOC와 산성가스 발생 가능성을 바꾸는 공정 조건 변경이다. 따라서 다음 항목을 표준 시나리오로 등록하고 정기적으로 재평가하는 것이 바람직하다. 원료 변경, 세척 약품 변경, 집진 성능 저하, 배기 덕트 막힘, 압출 온도 상승, 열분해 잔재물 배출, 폐수 약품 과투입, 비상정지 후 재가동이 대표 시나리오이다.
8.2 모니터링과 기록이 없으면 관리가 성립하지 않는다
현장에서 즉시 적용 가능한 모니터링 항목은 다음과 같이 정리할 수 있다. 분쇄·이송 구간에서는 집진 차압과 작업장 분진 수준을 추세로 관리해야 한다. 세척 구간에서는 약품 농도, pH, 온도, 누출 빈도를 기록해야 한다. 압출 구간에서는 배기 풍량, 작업장 냄새 민원, 스크러버 또는 흡착 설비의 성능 지표를 추세로 관리해야 한다. 화학적 재활용 공정에서는 O2, 압력, 온도, 가연성 가스 경보 이력을 운영지표로 포함해야 한다. 이 지표들은 “법적 의무” 여부와 무관하게 사고 예방에 직접 연결되는 최소 지표로 보는 것이 합리적이다.
9. 비상대응은 화학물질 종류보다 “초기 행동”이 성패를 가르다
9.1 상황별 초기 대응 원칙
| 사고 유형 | 초기 위험 | 현장 1분 행동 | 후속 조치 |
|---|---|---|---|
| 세척 약품 누출 | 화학화상, 미끄럼, 혼합 반응 | 접근 통제, 누출원 차단, 비상샤워 준비 | 흡착·중화는 표준에 따라, 폐기물 분리 |
| 압출 연무·자극성 냄새 급증 | 급성 흡입 노출 | 국소배기 확인, 작업자 이격, 공정 온도 확인 | 원료 격리, 배기 설비 점검 |
| 분진 폭발 징후(이상 소음·진동·연기) | 2차 폭발 | 정지·차단, 대피, 집진기 접근 금지 | 점화원 조사, 분진 축적 제거 계획 수립 |
| 열분해/용제 공정 가스 경보 | 폭발성 분위기 형성 | 점화원 통제, 불활성·차단 절차 수행 | 누출 위치 확인은 안전 확보 후 수행 |
주의 : “원인 확인을 위해 가까이 접근”하는 행동이 2차 피해를 만들기 쉽다. 가스 경보, 집진기 이상, 자극성 가스 의심 상황에서는 접근 금지와 대피가 우선이다.
10. 현장에서 바로 쓰는 주간·월간 점검표
| 구분 | 점검 항목 | 주기 | 합격 기준 예시 |
|---|---|---|---|
| 원료 | 원료 스트림 분리 상태, 잔류 액체 격리, 냄새·유류 오염 격리 | 매일 | 격리 구역 운영, 혼입물 즉시 분리 |
| 분쇄/집진 | 집진 차압, 덕트 누설, 분진 축적(바닥·빔·설비 상부) | 매주 | 차압 기준 범위 유지, 분진 축적 무 |
| 정전기 | 접지·본딩 상태, 임시 호스 접지, 정전기 경고 표지 | 매주 | 접지 이탈 무, 임시 작업도 적용 |
| 세척 약품 | 약품 라벨, 투입 기록, 비상샤워 작동, 보관 상태 | 매주 | 기록 누락 무, 비상 설비 정상 |
| 압출/VOC | 국소배기 풍량, 후드 위치, 처리설비 상태, 냄새 민원 징후 | 매주 | 풍량 기준 충족, 누출·침적 무 |
| 화학적 재활용 | O2·가연성 가스 경보 이력, 퍼지 절차 준수, 압력방호 점검 | 매월 | 우회 조작 무, 시험·점검 기록 완비 |
| 교육/절차 | 신규 원료 변경관리 기록, 작업허가(정비·청소·개방) 준수 | 매월 | 변경관리 누락 무, 허가서 보관 |
FAQ
폐플라스틱 재활용 공정에서 가장 흔한 화학안전 사고 유형은 무엇인가?
현장에서는 세척 약품 누출에 의한 화학화상, 분쇄·이송 구간의 분진 비산과 정전기 점화, 압출 구간의 VOC 노출과 국소배기 성능 저하가 반복적으로 나타나는 경향이 있다. 화학적 재활용 공정에서는 가연성 가스 누출과 불활성화 실패가 핵심 위험으로 관리되어야 한다.
원료가 자주 바뀌는 사업장은 무엇부터 표준화해야 하는가?
원료 스트림 분리 기준과 격리보관 기준을 먼저 표준화해야 한다. 그 다음으로 원료 변경 시 압출 온도 상한, 배기·처리 설비 운전 조건, 세척 약품 농도 범위를 함께 조정하는 변경관리 절차를 운영해야 한다.
분진 폭발을 막기 위해 가장 효과적인 현장 조치는 무엇인가?
분진 축적을 줄이는 집진 유지관리, 설비·덕트 접지와 본딩의 상시 유지, 에어 블로잉 청소 금지와 흡입 청소 표준화가 효과가 크다. 집진기 정비와 청소 작업을 작업허가로 관리하는 것도 사고 예방에 직접적이다.
압출 공정의 냄새 민원이 생기면 무엇을 우선 점검해야 하는가?
국소배기 후드 위치와 풍량, 덕트 침적물과 누설, 처리설비의 흡착재 포화 또는 스크러버 성능 저하를 우선 점검해야 한다. 동시에 해당 시점의 원료 스트림과 온도 설정 변화를 확인하여 원인 범위를 빠르게 좁혀야 한다.
폐수 처리에서 화학 반응 사고를 줄이는 방법은 무엇인가?
pH 조정제, 응집제, 산화제 등의 투입을 자동화하거나 정량화하고, 혼합 금지 조합을 탱크·배관 전환 절차에 반영해야 한다. 비정상 pH 급변, 거품, 발열 같은 징후를 운영지표로 관리하면 사고를 조기에 차단할 수 있다.