선박에 싣기 위하여 컨테이너 장치장에서 반출하는 컨테이너 상단에 다른 컨테이너들이 장치되어 있다면 위의 컨테이너들을 임시 로 옮기는 작업이 필요한데 이런 작업을 재취급이라 하며, 이로 인하여 장치장의 생산성은 떨어지게 된다. 장치장에서 반출 작업을 수행할 때 재취급 작업을 하지 않도록 하기 위하여, 적하 계획이 수립된 후 선박이 도착하기 전까지의 유휴 시간을 이용하여 컨테이너들을 미리 정리하는 작업을 재정돈 작업이라고 한다. 보통의 경우 베이내의 이동만으로 재정돈 작업 계획을 수립하는데, 컨테이너가 장치된 상태에 따라 너무 많은 시간을 사용한 후 결국 해를 구하지 못하는 경우가 발생한다. 본 논문에서는 이웃한 베이의 상단을 임시 저장 공간으로 활용하여 재정돈 작업 계획을 수립할 수 있는 방안을 제안한다. 이 방안이 복잡한 장치상태에서도 허용된 시간 내에 작업 계획을 수립할 수 있다는 것을 보이기 위하 여, 수치실험을 통해 제안한 방안의 성능을 평가하였다. 다양한 베이를 대상으로 실험한 결과 복잡한 베이에 대하여 허용된 시간 내에 유효하 고 효율적인 계획을 수립할 수 있음을 확인하였다.

철 킬레이트 화합물을 이용한 친환경 황화수소(H2S) 제거공정은 1960년 영국의 Hartley에 의해 처음으로 소개 되었다. 철 킬레이트 화합물을 이용한 액상 촉매산화법은 황화물 기체의 물에 대한 용해도와 철 킬레이트 화합물의 산화환원 원리를 이용한 방법으로 상온상압 운전이 가능하며, 폐수 및 2차 오염이 없고, 운전 및 설비비용이 저렴하여 최근에 혐기소화 발생 바이오가스에 응용되고 있다. 철 킬레이트 화합물의 황화수소 제거 메커니즘은 다음과 같다. H2S (g) = H2S (aq.) : Henry's law H2S (aq.) + 2Fe(III)-Chelates = 2Fe(II)-Chelates + S(s) + H+. O2 (g) = O2 (aq.) 4Fe(II)-Chelates + 2H2O+ O2(aq.) = 4Fe(III)-Chelates + 4OH-. 본 연구에서는 상금속 킬레이트 촉매를 이용한 황화수소의 제거에서 가스는 액상 킬레이트용액에 용해되고 용해된 황화수소는 산소와 반응하여 물로 전환된다. 특히 수용액 중 황이온은 산소에 의해 고체황으로 침전되지만 일반적으로 산화작용을 촉진시키기 위하여 금속촉매를 사용하는 경우가 있다. 황화수소제거에서 주로 이용되는 경우는 철염과 킬레이트 EDTA를 사용하며 FeSO4-EDTA촉매를 개발하여 황화수소제거를 위해 흡수탑공정에 적용하였다. 공정변수별로 철킬레이트 촉매를 이용한 2가나 3가 철을 사용하여 황화수소를 제거하기 위해 철염의 농도, 온도 그리고 pH 등을 달리하여 제거효율을 측정하여 보았다.

2010년 기준 온실가스 발생을 10% 저감하기 위해서는 11조원 이상의 비용이 발생할 것으로 추정하고 있다. 이러한 기후변화협약의 후속조치로 이산화탄소 배출저감을 위해 노력하고 있으며 장기적으로 에너지절약기술 추진, 청정에너지 이용확대, 첨단 환경기술개발, 이산화탄소 흡수원 확대 및 차세대 에너지 기술개발을 통하여 이산화탄소 배출을 줄이기 위한 혁신적인 계획을 제시하고 있다. 또한 저효율 에너지기기의 보급 확대, 대체연료 개발의 가속화, 풍력 및 태양광 발전의 개발, 메탄가스의 연료화 기술 및 장치개발 등이 거론되고 있으나, 이러한 기술접목에 따른 구체적인 이산화탄소 저감대책에 대한 환경적인 평가 등이 제대로 수립되지 못한 실정이다. 최근 정부에서도 저탄소 녹생성장을 국가의 추진동력으로 생각하고 있으며 이를 구체화하기 위한 일환으로 녹색마을 600개 시범사업 등을 통해서 저탄소 녹색도시를 그 대책의 일환으로 추진하고 있다. 이에 따라 국내 신재생에너지 기술개발도 기후변화협약에 대한 장기적인 대책으로 연구개발을 추진할 필요성이 있으며, 대체에너지 기술개발 등 기후변화협약에 능동적으로 대처할 수 있는 대응책이 필요하다. 이러한 상황에 대비하고 저탄소 녹색마을을 제도적으로 보급하기 위해서는 주민들에게 유효 에너지단위당 방출되는 온실효과 유발가스를 양으로 환산하여 에너지기술과 시스템을 비교하고 우열을 가릴 수 있도록 하는 새로운 저탄소녹색마을 기본설계방안을 연구 방안으로 강구되어야 할 것이다. 이러한 바이오매스를 적절히 에너지로 전환하는 경우 산업 및 농업시설에서의 냉난방용 에너지원으로, 더 나아가서는 녹색 마을단위의 에너지원으로 활용하여 농업생산력의 제고 및 국가차원의 대체에너지개발 및 온실가스 감축의 효과를 기대할 수 있을 것이다. 그러므로 저탄소 녹색도시의 성패는 신재생에너지 기술과 그 기술을 녹색마을에 어떻게 접목하는 가가 중요한 이슈가 될 것이다. 그 중에서도 바이오에너지의 경우는 녹색마을에서 쉽게 접목이 가능하고 이를 통해서 탄소중립소재를 활용하여 현재 사용하고 에너지원에서 발생하는 CO2배출량을 저감할 수 있는 방안으로 바이오에너지별 적용하고 져 한다. 따라서 본 논문에서는 경기도내에서 발생하는 바이오매스인 임산폐기물 및 축분 등의 바이오에너지원과 태양열 및 지열을 이용하여 전과정적으로 CO2발생량을 계산하고 이를 저탄소 녹색마을에 적용하는 데 있다. 이를 위하여 경기도내 P 도시의 년 CO2발생량을 산정하고 이를 토대로 바이오매스를 재활용한 대체에너지 등의 기술적용을 통하여 실제 CO2배출량을 저감할 수 있는 방안의 일환으로 연구를 시도하는 것이다.

우리나라에서 배출된 음식물쓰레기가 연간 420만톤 발생하고 있고, 음식물쓰레기의 배출량은 전체 배출량의 65%를 차지하고 있어, 이 분야의 폐기물 배출이 국내의 폐기물 분야에 크게 기여하고 있는 것으로 나타났다. 이러한 혐기발효에서 발생하는 바이오가스는 전기를 생산하는 경우보다 연료로 사용할 경우에 환경성과 경제성은 더욱 증가하는 것으로 평가되고 있다. 이러한 바이오가스 중에 메탄과 이산화탄소 발생량 보다 황화수소 발생량은 소량이지만 금속의 부식성과 장비의 유지관리를 어렵게 하기 때문에 유해가스인 황화수소를 분리 제거하는 것이 메탄의 분리정제에 앞서 중요한 과제이다. 이를 위해 적용할 수 있는 분리기술은 크게 흡착법, 흡수법, 생물학적 제거법 등이 있는 데 사용용도, 재이용 및 경제성 등을 고려하여 흡수법의 기술적인 방법을 선택하는 것으로 중요하다. 바이오가스 내 황화수소를 제거하기 위해서 주로 사용하는 방법으로 금속철을 이용한 흡착법이나 흡수법 등이 주로 이용하여 왔다. 황화수소가스를 제거하기 위하여 화학흡수제인 무기화합물인 철화합물을 사용한 사례는 많치만 철킬레이트(Fe-EDTA)를 이용하는 처리방법 등은 국내에서는 석유화학공정 및 제지공장 등의 화학처리공정 및 악취가스처리를 위해 황화수소를 제거하기 위해 제한적으로 사용되어 왔다. 혐기발효를 위해 생성되는 바이오가스 내 황화수소를 흡수반응에 의해 철킬레이트 화합물을 본격적으로 적용된 예는 외국에서는 있지만 국내에서는 적었다. 만일 황화수소를 철킬레이트의 화학적인 흡수반응을 이용하면 황으로의 침전은 안전하고도 쉽게 분리가 가능하며 화학적으로도 안정적이고 인체에 무해하며 부식성이 없다. 또한 사용 후 재이용이 가능하고 고효율의 분리정제가 가능하기 때문에 바이오가스 분리를 위해 최적의 조건에서 분리정제를 위한 방법을 고려할 수 있다. 그러므로 EDTA에 의한 철킬레이트 화합물이 바이오가스 성분으로부터 황화수소가 쉽게 산화되면서 적절한 공정조건에 의해 여과나 침전방법에 의해 제거가 가능하다.

DNA damage such as genotoxicity was identified with comet assay, which blood cell of a marine parrot fish (Oplegnathus fasciatus) was exposed to an acidified seawater, lowered pH gradient making of CO2 gas. The gradient of pH were 8.22, 8.03, 7.81, 7.55 with control as HBSS solution with pH 7.4. DNA tail moment of fish blood cell was 0.548 ± 0.071 exposed seawater of pH 8.22 condition, on the other hand, DNA tail moment 1.601 ± 0.197 exposed acidified seawater of pH 7.55 lowest condition. The approximate difference with level of DNA damage was 2.9 times between highest and lowest of pH. DNA damage with decreasing pH was significantly increased with DNA tail moment on blood cell of marine fish (ANOVA, p < 0.001). Ocean acidification, especially inducing the leakage of sequestered CO2 in geological structure is a consequence from the burning of fossil fuels, and long term effects on marine habitats and organisms are not fully investigated. The physiological effects on adult fish species are even less known. This result shown that the potential of dissolved CO2 in seawater was revealed to induce the toxic effect on genotoxicity such as DNA breakage.

Biogas from anaerobic digestion of biological wastes is a renewable energy resource. It has been utilized to provideheat and electricity. Raw biogas contains about 55~65% methane, 30~45% carbon dioxide, 0.5% of hydrogen sulfidegas and fraction of water vapor. The presence of CO2 and H2S in biogas affects less caloric value of raw biogas andcorrosion of engine etc.. Reducing CO2 and H2S contents improves a quality of fuel. In this paper, the absorption processusing aqueous monoethanol amine has been investigated as one of the leading technologies to purify the biogas. Liquidabsorbent is circulated through the reactor, contacting the biogas in countercurrent flow. The experimental results of themethane purification in simulated biogas mixture consisted of methane, carbon dioxide and hydrogen sulfide werepresented. It was shown that using aqueous solution used is effective in reacting with CO2 in biogas and it was possibleto achieve the purification of methane from the concentration of 55% up to 98%. This technique proved to be efficientin enriching and purifying of biogas, and has to be used to improve process efficiency.

Biogas is a clean environment friendly fuel that is produced by bacterial conversion of organic matter underanaerobic condition. Raw biogas contains about 55~65% methane, 30~45% carbon dioxide, 0.5% of hydrogensulfide gas and fraction of water vapor. Pure methane has a caloric value of 9,800 kcal/m3, but the caloric value ofraw biogas is about 5,000kcal/m3. To achieve the standard composition of the biogas the treatment techniques likeabsorption or membrane separation must be applied. In this paper the experimental results of the methane purificationin simulated biogas mixture consisted of methane, carbon dioxide and hydrogen sulfide were presented. It was shownthat the using the hollow fiber module with polysulfone membrane it was possible to achieve the purification ofmethane from the concentration of 55% up to 97%. The membrane material was resistant to the small concentrationsof sour gases and for the prevention of methane losses the membrane system has to be used to improve processefficiency.

2010년 기준 온실가스 발생을 10% 저감하기 위해서는 11조원 이상의 비용이 발생할 것으로 추정하고 있다. 이러한 기후변화협약의 후속조치로 이산화탄소 배출저감을 위해 노력하고 있으며 장기적으로 에너지절약기술 추진, 청정에너지 이용확대, 첨단 환경기술개발, 이산화탄소 흡수원 확대 및 차세대 에너지 기술개발을 통하여 이산화탄소 배출을 줄이기 위한 혁신적인 계획을 제시하고 있다. 또한 저효율 에너지기기의 보급 확대, 대체연료 개발의 가속화, 풍력 및 태양광 발전의 개발, 메탄가스의 연료화 기술 및 장치개발 등이 거론되고 있으나, 이러한 기술접목에 따른 구체적인 이산화탄소 저감대책에 대한 환경적인 평가 등이 제대로 수립되지 못한 실정이다. 최근 정부에서도 저탄소 녹생성장을 국가의 추진동력으로 생각하고 있으며 이를 구체화하기 위한 일환으로 녹색마을 600개 시범사업 등을 통해서 저탄소 녹색도시를 그 대책의 일환으로 추진하고 있다. 이에 따라 국내 신재생에너지 기술개발도 기후변화협약에 대한 장기적인 대책으로 연구개발을 추진할 필요성이 있으며, 대체에너지 기술개발 등 기후변화협약에 능동적으로 대처할 수 있는 대응책이 필요하다. 이러한 상황에 대비하고 저탄소 녹색마을을 제도적으로 보급하기 위해서는 주민들에게 유효 에너지단위당 방출되는 온실효과 유발가스를 양으로 환산하여 에너지기술과 시스템을 비교하고 우열을 가릴 수 있도록 하는 새로운 저탄소녹색마을 기본설계방안을 연구 방안으로 강구되어야 할 것이다. 이러한 바이오매스를 적절히 에너지로 전환하는 경우 산업 및 농업시설에서의 냉난방용 에너지원으로, 더 나아가서는 녹색 마을단위의 에너지원으로 활용하여 농업생산력의 제고 및 국가차원의 대체에너지개발 및 온실가스 감축의 효과를 기대할 수 있을 것이다. 그러므로 저탄소 녹색도시의 성패는 신재생에너지 기술과 그 기술을 녹색마을에 어떻게 접목하는 가가 중요한 이슈가 될 것이다. 그 중에서도 바이오에너지의 경우는 녹색마을에서 쉽게 접목이 가능하고 이를 통해서 탄소중립소재를 활용하여 현재 사용하고 에너지원에서 발생하는 CO₂ 배출량을 저감할 수 있는 방안으로 바이오에너지별 적용하고 져 한다. 따라서 본 논문에서는 경기도내에서 발생하는 바이오매스인 임산폐기물 및 축분 등의 바이오에너지원과 태양열 및 지열을 이용하여 전과정적으로 CO₂발생량을 계산하고 이를 저탄소 녹색마을에 적용하는 데 있다. 이를 위하여 경기도내 P 도시의 년 CO₂발생량을 산정하고 이를 토대로 바이오매스를 재활용한 대체에너지 등의 기술적용을 통하여 실제 CO₂배출량을 저감할 수 있는 방안의 일환으로 연구를 시도하는 것이다.

철 킬레이트 화합물을 이용한 친환경 황화수소(H2S) 제거공정은 1960년 영국의 Hartley에 의해 처음으로 소개 되었다. 철 킬레이트 화합물을 이용한 액상 촉매산화법은 황화물 기체의 물에 대한 용해도와 철 킬레이트 화합물의 산화환원 원리를 이용한 방법으로 상온상압 운전이 가능하며, 폐수 및 2차 오염이 없고, 운전 및 설비 비용이 저렴하여 최근에 혐기소화 발생 바이오가스에 응용되고 있다. 철 킬레이트 화합물의 황화수소 제거 메커니즘은 다음과 같다. H2S (g) = H2S (aq.) : Henry's law H2S (aq.) + 2Fe(III)-Chelates = 2Fe(II)-Chelates + S(s) + H+. O2 (g) = O2 (aq.) 4Fe(II)-Chelates + 2H2O+ O2(aq.) = 4Fe(III)-Chelates + 4OH-. 본 연구에서는 상금속 킬레이트 촉매를 이용한 황화수소의 제거에서 가스는 액상 킬레이트용액에 용해되고 용해된 황화수소는 산소와 반응하여 물로 전환된다. 특히 수용액 중 황이온은 산소에 의해 고체황으로 침전되지만 일반적으로 산화작용을 촉진시키기 위하여 금속촉매를 사용하는 경우가 있다. 황화수소제거에서 주로 이용되는 경우는 철염과 킬레이트 EDTA를 사용하며 FeSO4-EDTA촉매를 개발하여 황화수소제거를 위해 흡수탑 공정에 적용하였다. 공정변수별로 철킬레이트 촉매를 이용한 2가나 3가 철을 사용하여 황화수소를 제거하기 위해 철염의 농도, 온도 그리고 pH 등을 달리하여 제거효율을 측정하여 보았다.

유기탄소와 Cr(VI)와의 반응을 연구하여 위하여 컬럼 실험을 실시하였다. 컬럼 실험은 거름토의 유기탄소와 수용액 속의 Cr(VI)와의 반응 후 시간별로 채취한 컬럼의 유출수와 반응 후 컬럼에 남은 고체물질에 대하여 화학분석과 SEM 관찰을 실시하였다. 컬럼에 공급된 Cr(VI)은 초기 유출수에서는 검출되지 않다가 약 8 PV (pore volume) 후 급격한 농도 증가를 보이며 공급수의 농도(20 mg/kg)까지 높아져 본 실험 조건에서 초기에 유기탄소와 Cr(VI)과의 반응에 의하여 일정 기간 동안 제거됨을 보인다. 전반적으로 유출수에서 측정된 양이온과 음이온의 농도는 PO4를 제외하고 초기에 증가하였다가 시간이 지나면서 감소하는 경향을 보인다. 대부분의 이온들이 공급수에는 검출되진 않았거나 매우 낮은 농도임을 감안하면 이 이온들은 주로 유기탄소에서 유출된 것으로 판단된다. SEM 관찰결과 Cr은 유기탄소 표면에 Fe와 함께 공침되었음을 보이고 일부 침전물에 Mn, Ni, Co 등과 같은 금속들이 함께 함유되어있음을 보여준다. 이는 유기탄소 표면의 환원환경에서 Cr(VI)가 환원이 되어 Cr(OH)3로 침전되면서 Fe(OH)3와 같이 공침하였음을 보여주며 Fe의 존재가 Cr의 침전에 있어서 매우 중요함을 지시한다. 추후 용해성 Fe와 Mn과 같은 원소들이 더 이상 용출되지 않으면 Cr(VI)는 더 이상 침전 반응으로 제거되지 않는다. 다른 이온들과 달리 PO4의 경우 초기 유출수에서 감소를 보이고 추후에 농도가 증가하는데 이는 유기탄소에 포함되어 있던 PO4가 유출된 후에 Cr과 Fe의 침전물에 효과적으로 흡착이 되고 침전물이 더 이상 생성되지 않게 되면 원래 유기탄소로부터 용해되어 나온 PO4의 농도로 회귀되어 일정한 값을 보이는 것으로 생각된다.

Several experiments have done to investigate the removal of hydrogen sulfide(H2S) synthetic gas from biogas streams by means of chemical absorption and chemical reaction with 0.1 M – 1 M Fe/EDTA solution. The hydrogen sulfide of biogas was bubbled through an gas-lift column with Fe/EDTA resulting in the formation of sulfur particles. Wide range of optimal operating conditions were tested for both Fe/EDTA solution and the biogas, and the optimal ratio of Fe/EDTA concentration for efficient removal of hydrogen sulfide was found. The roles of Fe/EDTA were studied to enhance the removal efficiency of hydrogen sulfide because of oxidizing by Fe+3/EDTA. The motivation of this investigation is first to explore the feasibility of enhancing the toxic gas treatment in the biogas facility. The biogas purification strategy affords many advantages. For instance, the process can be performed under mild environmental conditions and at low temperature, and it removes hydrogen sulfide selectively. The end product of separation is elemental sulfur, which is a stable material that can be easily disposed of with minor potential for further pollution. The process to address over 90% removal efficiency of hydrogen sulfide does offer considerable advantages unrealized.

Chronic effects such as reproduction and population dynamics with elevated CO2 concentration were evaluated using two representative marine benthic species, copepod (Tisbe sp.) and amphipod (Monocorophium acherusicum) adopting long-term exposure. Juvenile copepod and amphipod individuals were cultivated in the seawater equilibrated with control air (0.395 mmol CO2/air mol) and high CO2 air having 0.998, to 3.03, 10.3, and 30.1 mmol CO2/air mol during 20 and 46 days, respectively. After the exposure period, the number of benthic invertebrate was counted with separate larval and juvenile stage such as naupliar, copepodid and adult for copepod, or neonate and adult for amphipod, respectively. The individual number of both test species at each life-stage was significantly decreased in seawater with 10.3 mmol CO2/air mol or higher. Recently, the technology of marine CO2 sequestration has been developed for the reduction of CO2 emission, which may cause climate change. However, under various scenarios of CO2 leaks during the injection process or sequestrated CO2 in marine geological structure, the potential risk to organism including various invertebrates can be expected to exposure. So the results of this study suggested that the detailed consideration on the adverse effect with marine ecosystem can be prerequisite for the marine CO2 sequestration projects.

컨테이너 터미널의 수출 컨테이너 처리 과정은 장치장에 반입하는 작업과 선박에 적하하는 작업으로 이루어진다. 선박에 적하할 때는 선박의 안전성을 고려하여 무거운 컨테이너를 선박의 아래쪽에 배치하는 것을 원칙으로 한다. 이 때문에 적하를 위하여 장치장에서 컨테이너를 반출할 때 재취급이 발생하게 되며, 재취급 횟수는 전체 작업의 성능에 중요한 영향을 미치게 된다. 재취급을 줄이기 위한 방안으로 컨테이너가 장치장에 반입이 완료된 뒤의 유휴시간을 이용하는 방안이 많이 연구되었으나 본 논문에서는 컨테이너가 장치장에 반입되는 시점에 컨테이너의 무게 정보를 이용하여 선처리를 실행하여 재취급을 줄이는 방안들을 제안한다. 이 방안들은 적하를 위한 반출시 발생할 수 있는 재취급을 반입시에 줄이는 선처리 방법들로서, 시뮬레이션을 통한 실험 결과 선처리를 실행하지 않은 경우에 비하여 효과가 있음이 확인되었다.