다양한 산업 활동에 따라 배출되는 폐기물 중 낮은 경제성 때문에 재활용되지 못하고 매립되는 폐기물이 증가하고 있다. 폐자원의 재활용 방향성을 확대하고 미처리폐기물의 매립 제로화를 추진하여 2035년 까지 폐기물 매립처분 비율을 1.0%까지 감소시키고자 목표를 설정하였다. 국내 전체 폐기물의 매립처분 비율은 2015년도 기준 9.2%(38,308 ton/day)이다. 이중 사업장배출시설계폐기물이 약 62%(23,577 ton/day)로 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 무기성폐기물 중 열적처리 잔재물류의 매립량은 10,637 ton/day로 사업장배출시설계폐기물 매립량의 45.1%을 차지하고 있는 것으로 조사되었다. 본 연구에서는 강열감량, 총유기탄소, XRF 등의 분석을 통하여 무기성폐기물의 물질 특성을 나타내었다. 사업장 제품 특성 및 배출 폐기물의 성상에 따라 성분 함량이 상이함을 확인할 수 있었다. XRF분석결과, 광재는 Fe 성분 비율이 2.3~69.9%로 나타났으며 대부분 Fe로 형성되어 있음을 확인할 수 있었다. 분진의 경우 Mg, Al, Si, Ca 등 다양한 형태의 원소들이 함유되어 있었으며 Ca 성분이 0.5~57.5%로 높게 나타났고 Si 성분이 1.3~55.6%로 나타났다. 연소재의 경우 대부분 Si, Ca 성분으로 이루어져 있었으며, Si는 3.6~57.1%, Ca는 4.1~55.9% 함유되어 있음을 확인할 수 있었다.

게르마늄은 세계적으로 고가의 희소금속 중 하나로 국내에서는 게르마늄 광산이 없으며, 전량 수입에 의존하고 있는 금속이다. 게르마늄 주요 용도는 PET 수지 제조용 촉매, 광섬유, 반도체 등 국가 주력산업의 핵심 소재로 광범위하게 사용된다. 특히, 광섬유에는 1km당 0.54g의 게르마늄을 함유하고 있으며, 관련기술 미비로 국내외 모두 재활용이 시도되지 않고 있으므로, 기술 선점 시 그 파급효과가 매우 클 것으로 판단되어진다. 따라서 본 연구는 폐 광섬유에서 게르마늄을 경제적으로 회수할 수 있는 가능성을 입증하기 위해 pyrometallurgy와 hydrometallurgical reactions을 결합한 하이브리드 방식을 통해 게르마늄 농축을 하고자 하였으며, 반응 온도, 반응 시간 등을 변화 시키며 게르마늄 농축 거동을 관찰하였다.

광케이블은 유리를 가는 실처럼 만든 광섬유에 빛을 통하여 신호를 보내어 정보를 보내는 원리로써, 송신측에서 반도체 레이저에 의하여 정보를 빛으로 변환한 후 전송하면 수신측에서 전기 신호로 변환하여 정보를 수신하는 체계이며, 주요 성분은 PE등의 플라스틱 수지와 철, 알루미늄, 광섬유(SiO2 또는 GeO2)등으로 구성되어 있다. 현재 광케이블의 수요가 급증함과 동시에 폐광케이블 발생량 또한 급속도로 증가되고 있으며, 연간 약 3만톤 가량이 발생되나 재활용업체에서는 소형규모의 단순탈피장치로 외피인 HDPE(합성고밀도폴리에틸렌)만을 회수하고 다량의 플라스틱 수지와 알루미늄, 광섬유에 포함되어있는 광물자원(Ge 150만원/kg) 등은 단순 적재해 놓거나 매립, 소각하는 등 관련 재활용 기술이 매우 낮은 실정이다. 따라서 본 연구는 폐광케이블 재활용을 위하여 자동화 공급 기술, 선택적 국부가열, 절개 및 선별등의 기술을 통하여 각각의 유용자원을 분리/회수할 수 있는 1Ton/day 이상의 폐광케이블 자원회수장치를 연구하였다.

최근 산업발전에 따른 폐기물의 발생량과 재활용되지 못하고 매립되는 폐기물이 증가하고 있다. 우리나라는 국토환경의 제약에 따라 매년 증가하는 폐기물에 대해 “미처리폐기물의 매립제로화를 주요과제로 추진하고 있다. 또한 2035년까지 재활용가능 폐기물의 직매립을 금지하고, 에너지 회수를 통한 온실가스 감축과 매립처분율 1% 이하의 정책목표를 달성하고자 한다. 본 연구는 고형연료화 시설에서 발생하는 잔재물의 매립최소화를 위한 연구로, 고형연료의 생산수율 향상과 발생 잔재물에 대한 효율적 관리를 위해 4개 사업장의 생활폐기물 고형연료시설 잔재물에 대한 국내･외 평가항목과 적정 관리 기준을 알아보고자 하였다. 우리나라는 현장적용 및 측정분석의 용이함과 데이터의 신뢰도 및 재현성을 고려할 때 생물학적 지표보다 화학적 지표로 발열량과 탄소(C)함량의 기준이 적절할 것으로 판단되며, 적용기준의 수준은 유럽연합과 유사한 정도에서 우선적으로 검토하여야 할 것으로 판단되었다. 또한 보다 편리한 시험방법의 적용이 필요한 경우 삼성분 분석에 따른 가연성분(VS)의 함량기준을 활용할 수 있을 것으로 판단되었고, 생물기원 물질 (바이오매스) 함량의 지표로 용해선별법(SDM)시험방법도 아울러 검토하였다.

한국은 광물자원의 90 %, 에너지의 97 % 이상을 수입하는 국가이며, 매립되거나 단순소각 되는 폐기물 중에 회수 가능한 물질이 56 % 포함되어 있다. 2015년 발생 폐기물의 매립처분 비율은 9.2 %(38,308 ton/day)이다. 이중 사업장배출시설계폐기물이 약 62 %(23,577 ton/day)로 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 사업장배출시설계폐기물에서 무기성폐기물의 매립처리량은 소각재 4,283 ton/day, 연소재 3,910 ton/day, 폐주물사류 939 ton/day 순으로 높게 나타났다. 무기성폐기물 중 열적처리 잔재물류의 매립량은 10,637 ton/day로 사업장배출시설계폐기물 매립량의 45.1 %을 차지하고 있는 것으로 조사되었다. 본 연구에서는 무기성폐기물의 매립억제 및 재활용 가능성을 알아보기 위해 강열감량, 총유기탄소, XRF 등의 분석을 통하여 화학적 조성 및 물질특성을 살펴보았다. 예로, 재생연을 생산하는 S사 광재류의 경우 Fe(43.0 %), S(23.1 %), Na(19.4 %) 함유량이 주로 높게 나타났다. 망간 합금철을 생산하는 D사의 광재는 Mn(29.9 %), Si(23.4 %), Ca(23.1 %)의 높은 함량을 나타내었다. M사 폐주물사의 경우 Si (74.2 %)로 대부분이 Si로 형성되어 있음을 확인할 수 있었다.

Domestic industrial waste small-scale industrial incinerators produce less than 200 kg/hr; this study chose 13 of the 249 potential facilities. The target average emissions for air pollutants resulting from the facilities were SOx 13.56 ppm, NOx 82.74 ppm, NH3 19.95 ppm, HCl 54.33 ppm, HF 0.84 ppm, Hg N.D, As 0.1 ppm, H2S N.D. Dust and heavy metal analysis results for the facilities revealed Dust 32.51 mg/Sm3, Cd 0.04 mg/Sm3, Pb 0.20 mg/Sm3, Cr 0.08 mg/Sm3, and Cu 0.03 mg/Sm3. Combustion indicators were O2 11.58% and CO 271.20 ppm. Average PCDDs/DFs were 17.87 ng ITEQ/ ton. The target facilities were equipped with anti-pollution facilities. However, some items were found to exceed the emission standards. These results are even equipped with control facilities due to manual limitation actions of the management personnel. Therefore, it is determined that the emission control of contaminants is difficult.

최근 산업발전에 따른 폐기물의 발생량과 재활용되지 못하고 매립되는 폐기물이 증가하고 있다. 우리나라는 국토환경의 제약에 따라 매년 증가하는 폐기물에 대해 “미처리폐기물의 매립제로화”를 주요과제로 추진하고 있다. 또한 2035년 까지 재활용가능 폐기물의 직매립을 금지하고, 매립처리비율 1% 이하로 달성하고자 한다. 따라서 2015년도 “폐기물 발생 및 처리현황(2015)” 에서 매립처리가 23,577 톤/일로 가장 많은 사업장배출시설계 폐기물을 분석하였다. 그중 오니류 폐기물의 매립처리가 8,926 톤/일로 사업장배출시설계폐기물의 매립처리량대비 약 38 %의 비율을 차지하고 있다. 오니류의 경우 유기성과 무기성으로 구분되어지고 하수처리오니, 폐수처리오니 등으로 구분되어진다. 특히 폐수처리오니의 경우 사업장 별 업종이 무수히 다양하기 때문에 매립억제를 위한 특성조사는 한국표준산업분류코드를 이용하여 구분하였다. 본 연구는 매립되는 하･폐수처리오니를 유･무기성으로 분류하고 배출사업장 업종별로 구분한 처리현황과 매립되고 있는 오니류의 에너지회수 대상으로서 가능성을 보기위한 삼성분, 발열량 및 원소분석의 특성을 고찰하였다. 전체 업종의 유기성오니류 평균은 수분함량 71.7 %, VS의 함량은 60.6 %, FS의 함량은 39.4 %이며, 발열량은 2,948 kcal/kg로 나타났다. 무기성오니류의 수분함량은 65.8 %, VS의 함량은 27.1 %, FS의 함량은 72.9 %이며, 발열량은 1,096 kcal/kg로 나타났다. 따라서 유기성오니류의 에너지회수 가능성을 확인하였고 이를 통한 사업장배출시설계폐기물의 매립저감이 예상된다.

우리나라는 국토환경의 제한과 매년 증가되는 폐기물로 인한 대책으로 미처리폐기물의 매립제로화를 추진하고 있다. 특히 자원순환촉진법 제정을 통해 2035년까지 이용 가능한 폐기물의 직매립을 금지하여 매립비율을 1 % 이하로 목표하였다. 2015 국내 전체 폐기물의 매립처리량은 38,308 톤/일이며 이중 사업장배출시설계폐기물의 매립처리량은 23,577 톤/일로 약 62 %를 차지하고 있다. 사업장배출시설계폐기물인 유기성, 무기성오니류의 매립처리량은 8,926 톤/일로 매립제로화를 달성하기 위하여 재활용과 감량화가 필요하다. 본 연구에서는 유･무기성오니류를 배출사업장 업종별로 구분하여 에너지회수로서 재활용 활성화 방안 등과 같은 간접적인 측면과 열적감량을 통한 감량과 같은 직접적인 측면을 통한 매립억제 가능량에 대해 고찰하였다. 유기성오니류의 경우 수분 전처리를 통한 감량화 및 에너지회수로 매립비율 감소효과가 오니류 매립처리량의 40 %의 감소가 예상되며, 무기성오니류에 대하여 추가적으로 직접적인 반입기준을 강열감량 5 ~ 10 % 적용을 한다면 오니류 매립처리량의 73 % 매립처리량 감소가 가능할 것으로 추산된다.

게르마늄은 주로 광섬유, 반도체 등에 사용되고 있으며, 고가의 희소금속이므로 게르마늄에 대한 회수 및 재활용 기술 개발은 각국에서 경쟁적으로 진행되고 있다. 하지만 국내에서는 게르마늄에 대한 재활용 실적이 전무하며, 전량을 수입해서 사용하는 희소금속이므로 게르마늄에 대한 재활용 기술 개발이 필수적이다. 특히, 광케이블에 사용되는 광섬유에는 1km당 약 0.54g의 게르마늄을 함유하고 있으므로, 본 연구에서는 광섬유를 게르마늄 추출 대상으로 선정하였다. 또한, 게르마늄은 1kg당 150만원의 고가 희소 금속이므로 관련 기술 개발시 파급효과가 클 것으로 판단하였다. 본 개발 기술은 광섬유에서 실리카(Si)와 합금형태로 존재하는 게르마늄을 추출하기 위하여 Na 화합물과 염산을 이용한 선택적 추출을 적용하였으며, 게르마늄의 추출 효율을 알아보기 위하여 추출액에 대한 ICP 분석을 실시하였다. 본 연구에서 사용한 Na 화합물은 광섬유의 주성분인 실리카 성분을 석출시켜 제거하는 역할을 하며, 추출 용매인 염산은 질산, 황산과의 추출 효율을 비교하여 최종 추출 용매로 선정하여 실험을 진행하였다.

최근 정부는 매립지로 최종 처분되는 미처리폐기물의 매립제로화를 핵심국정과제로 추진하기로 하였으며, 또한 ‘자원순환기본법’ 제정 및 ‘폐기물관리법’ 개정으로 자원의 재활용 방향성을 확대하였고, 제4차 ‘국가환경 종합계획’에서 2035년까지 폐기물 매립처분 비율을 1%까지 감소시키고자 목표를 설정하였다. 국내 전체폐기물 매립처리량은 37,907 톤/일로 발생량 대비 9.4% 매립비율을 보이고 있다. 이중 사업장배출시설계 폐기물의 매립처리량은 24,606 톤/일로 매립폐기물 중 약 65%로 가장 많은 비율을 차지하고 있고, 이중 유･무기성 오니류의 비중이 매우 높다. 본 연구에서는 유･무기성오니를 배출사업장 업종별 오니류로 구분하여 성상분석에 따른 오니류의 특성을 파악하고, 매립억제와 관련한 경제적 유인책, 반입규제, 재활용활성화 방안 등의 조건 설정에 따른 감소량 산정, 경제적 유인책에 따른 매립억제 효과와 직접적인 반입기준 적용등에 따른 매립억제 가능량에 대해 고찰하였다. 현재 국내 현황으로 토지개량제 등 생물학적 용도로서의 오니류 사용효과가 미미하기 때문에 수분 전처리를 통한 감량화 및 에너지회수를 위한 소각 등 열적처리 방안이 오니류의 매립비율 감소효과가 클 것으로 판단된다. 오니류 매립저감 가능량의 산정 결과, 간접적인 폐기물처분부담금 등 경제적 매립억제 강화에 따른 건조･에너지회수 등 적극적 재활용을 통해 ‘15년 오니 매립량 중 약 40%의 매립처분량을 감소할 수 있을 것으로 추산되었다.

가축분뇨를 포함한 유기성폐기물의 직매립과 해양배출이 전면 금지되면서 바이오가스화는 유기성폐기물을 신재생에너지원으로 활용할 수 있는 대안으로 각광받고 있다. 가축분뇨의 국내 발생량은 2012년을 기준으로 173,052 m³/day 정도 발생하고 있으며, 전국 양돈장에서 발생되는 돈분뇨의 89.3%는 자원화(퇴비, 액비화), 9.7%는 위탁 처리하고 있다. 또한 국내에서 가축분뇨를 유기성폐기물로 활용하는 바이오가스화 시설은 평균 9.6 m³/ton의 바이오가스를 생산하고 있다. 이에 비하여 음식물류폐기물은 109.7 m³/ton, 음식물류폐기물 폐수(음폐수)는 40.9 m³/ton으로 가축분뇨가 현저히 적은 가스발생량을 보이고 있어 바이오가스화 효율 기준을 만족시키지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 돈분뇨의 발생원인 양돈장에 대한 유기물 성상분석 및 바이오가스 발생량을 산정하므로써 실제 바이오가스화시 발생될 수 있는 잠재적인 메탄수율을 도출하고자 한다. 현재 운영 중인 양돈장에서 사육되는 돼지의 생애주기별, 농가 구조 및 분뇨 수거 방식을 고려한 샘플링을 실시하였다. 총 7곳의 농가를 대상으로 현장조사를 수행하여 기본적인 이화학적 성상인 삼성분(수분, 가연분, 회분), 영양성분(탄수화물, 단백질, 지방), 원소분석(C, H, N, S), 질소(총질소, 암모니아성 질소) 등을 분석하여 농가에서 발생되는 돈분뇨의 잠재적인 메탄수율을 산정하였다.

일본의 경우 전국에 약 1,300여 개의 폐기물소각로가 운전되고 있고 하루에 20만톤의 폐기물이 소각 처리되고 있으며, 그 중에서 약 900여개의 소각로에서 폐열 에너지를 회수하고 있고, 약 1,400 MW 규모의 발전 설비가 설치되어 있는 것으로 나타나고 있다. 유럽에서는 MSW 소각에너지를 회수하여 일차에너지로 이용하는 양은 2007년도에 6.1 Mtoe를 기록한 것으로 추정되며, 이는 전년도에 비해 약 6.3% (361.9 ktoe)가 증가한 것으로 조사되었다. 2012년 기준으로 국내 폐기물 발생량의 약 6.0 %는 소각으로 처리하고 있다. 2012년 기준 운영되고 있는 생활 및 사업장폐기물 소각시설은 총 552개소(시설용량 32,130 ton/day)이며, 환경 및 에너지 수급 측면에서 WTE 기술이 점점 중요해지고 있지만 관련 기술수준 측면에서 최고기술 보유국 대비 66~72%, 기술격차는 6~7년 정도가 존재하여 지속적인 연구개발 투자가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 폐기물소각시설 발전효율을 향상시키기 위해 열 회수능력 강화와 관련하여 급수예열 장치와 저공기비연소의 활용 및 증기의 효율적 이용과 관련하여 저온촉매탈질을 활용하여 발전효율 향상효과를 분석하였다. 급수예열장치 출구배기가스 온도를 300, 260, 230, 210, 190℃까지 저온화 함에 따라 기준 배기가스 온도인 250℃의 결과와 비교하면, 250℃ 이상에서는 보일러 효율이 약 5%가 감소하였으며, 250℃ 이하로 낮추어 보일러 효율을 산정한 결과 저위발열량 2,300 kcal/kg, 출구온도 190℃에서 약 6% 보일러 효율이 증가되는 것으로 나타났다. 연소 공기를 기존의 평균값 1.8에서 1.0까지 감소시키는 경우 저위발열량 값에 따라 차이는 있지만 보일러 효율의 경우 최대 6.2%까지 증가하는 것으로 나타났으며, 발전효율의 경우 최대 1.6%까지 증가가 가능한 것으로 나타났다. 탈질을 위해 저온촉매를 적용한 경우 저위발열량 2300 kcal/kg, 촉매탑 입구온도 200℃에서 180℃까지 10℃ 간격으로 변화시킨 결과, 최소 0.19%에서 최대 0.79% 발전효율을 증가시킬 수 있는 것으로 나타났다.

1인 가구 및 핵가족의 증가 등의 소비구조의 변화와 농식품 유통의 다각화로 유통채널별로 적합한 농식품의 포장재가 중요 한 요인이 되고 있다. 물류형태에 따른 포장재 재질과 포장 디자인의 이용실태를 분석하기 위하여 직접유통 농가와 간접유 통 농가 112호를 중심으로 2015년 3월 27일부터 5월 30일까지 설문조사를 실시하였다. 설문 문항의 일반적 특성을 파악 하기 위해 빈도분석과 교차분석을 실시하였고, 가설검증을 위해 독립표본 t-검정과 카이제곱(χ2) 검증을 실시하였다. 분석 결과 H1. 유통 채널별로 포장박스를 구별하여 제작하는 것에 대하여 집단 간의 차이가 있을 것이다는 가설이 채택되어서 간접유통 농가집단 보다 직접유통 농가집단이 포장박스 제작을 유통채널별로 보다 더 구별하여 제작하고 있었다. H2. 포 장박스 제작 시 중요 결정요인에 대하여 집단 간의 차이가 있을 것이다는 가정이 채택되어 간접유통 농가집단과 직접유통 농가집단은 제작 시 중요결정 요인은 유통채널별로 구별하여 제작한다는 것을 알 수 있었다. 따라서 연구결과를 토대로 유 통채널의 다각화에 따른 포장재 활용방안을 제시하면 다음과 같다. 첫째, 택배 물류의 농식품은 소비자가 직접유통 중에서 물류시스템이 더 복잡한 전자상거래로 구입이 많기 때문에 좀 더 견고하게 제작되어야 하고, 비택배 물류의 농식품은 마트 나 상점에서 구입하기 때문에 국립농산물품질관리원 규정을 준수하여 제작되어져야 한다. 둘째, 직접유통의 경우에는 소비 자와 생산자의 상호 신뢰와 면대면을 통해서 거래가 이루어지기 때문에 포장 디자인을 크게 부각해야 할 필요는 없지만 간 접유통의 경우에는 소비자와 생산자의 상호신뢰가 형성되지 않았거나 미흡하기 때문에 포장 디자인을 통한 상품의 우수성 을 강조하여 포장 디자인을 차별화해야 한다. 셋째, 유통채널에 따른 포장재 표기방식에서 부각해야 할 부분을 고려해야 한다. 본 연구는 농식품의 유통채널에 따른 포장재 재질과 포장 디자인의 다양화가 필요하다는 근거를 제시하여 향후 농식 품 포장의 선진화에 바탕이 될 것을 기대한다.

적외선 열화상 카메라는 피사체의 실물을 보여주는 것이 아닌 피사체의 표면으로부터 복사(방사)되는 전자파의 일종인 적외선 파장 형태의 에너지(열)을 검출, 피사체 표면 복사열의 강도를 측정하여 강도의 양에 따라 각각의 다른 색상(false or pseudo color)으로 표현하여 주는 카메라이다. 이는 대상물체 또는 임의의 범위에 존재하는 열의 차이(온도)를 비접촉 방식으로 측정이 가능하다. 현재 방열손실의 온도 측정은 KS법에 의한 지점별 온도측정을 하고 있으나, 이는 접촉하는 지점마다 온도가 달라 평균적인 온도를 구하는 데는 문제점이 있다. 이를 개선하기 위해 공정별 표면온도를 고분해능 검지기를 이용한 적외선열화상카메라로 방열손실률을 측정 분석하고자 한다. 본 연구에서는 적외선 열화상 카메라 Laser Marker(-60℃ ~ 760℃)를 이용하여 Laser의 표면온도를 측정할 수 있는 미국제조회사인 FLIR社의 T650sc 모델을 이용하여 사업장 폐기물 소각시설의 소각로의 벽면의 온도를 측정하였다. 측정된 온도를 이용하여 복사 열 전달률을 구하기 위한 Stefan-Boltzmann법칙과 대류 열 전달율을 구하기 위한 Newton의 냉각 법칙과 소각로의 면적을 이용하여 로벽의 방열되는 손실을 계산해 보고자한다. 국내의 사업장 폐기물 소각시설 78개 호기 중 소각 방법별(일반소각, 고온소각), 소각로 타입별(Stoker, R/K + Stoker, R/K)로 나누어 대상 시설을 선정하여 현장실측을 진행하였다. 계산 시 사용되는 데이터는 1년간 자료를 이용하여 설문조사된 데이터를 바탕으로 계산되었으며 이를 이용하여 방열손실 계산에 적용하여 분석하였다.

2005년부터 육상 매립 시 발생하는 침출수 및 악취 등의 환경적 영향 때문에 유기성폐기물의 육상 직매립이 금지되었고 2006년 발효된 런던협약에 따라 유기성폐기물의 해양투기(‘13.1)가 전면 금지되고 있다. 따라서 육상처리 및 재활용처리 등의 방안마련이 시급한 시점이며 사료화와 퇴비화의 경우 음식물의 높은 함수율로 인해 실효성이 낮은 것으로 평가받고 있어 정부는 바이오가스화 방식을 확대하려 하고 있다. 바이오가스 생산기술의 경우 유기성폐기물의 에너지 생산･활용을 통해 에너지 자급률을 높일 수 있으며, 폐기물 발생량을 감소시킴으로써 폐기물 처리비용 절감을 통한 원가상승률을 낮추는 효과를 얻을 수 있다. 유럽의 경우 단일 유기성폐기물을 대상으로 처리하기 보다는 생분해성 폐기물을 하나로 통합 관리하는 방안을 적극적으로 추진하고 있다. 따라서 본 연구에서는 유기성폐기물 해양투기 금지에 따른 대안 마련 및 유기성폐기물의 에너지화를 통한 국가 에너지원 확보를 위해 생활계의 음폐수와 사업장의 음료제조업(맥주제조업, 유가공제조업) 폐수처리슬러지, 하수슬러지를 대상으로 바이오가스화 가능성을 평가하였다. 음폐수의 병합 소화 가능성 평가를 위한 BMP 실험결과 음폐수와 유가공 제조업에서 발생하는 폐수처리슬러지를 1:9, 3:7, 5:5 혼합한 병합시료에서 각각 117.87, 175.36, 222.85 CH4 mL/g VS의 메탄가스가 발생하는 것으로 나타났으며, 음폐수와 맥주제조업의 폐수처리슬러지의 경우 1:9, 3:7, 5:5 혼합시료에서 각각 175.72, 232.57, 263.41 CH4 mL/g VS의 메탄가스가 발생하는 것으로 나타났다. 음폐수의 혼합비율이 높아질수록 메탄가스 발생량은 커졌고 대상 업체에서 발생하는 폐수처리슬러지와 음폐수의 혼합 비율에 따른 병합처리 시 폐수처리슬러지 단독 처리에 비해 다량의 메탄가스가 발생되었다. 따라서 단독 혐기소화에 비해 병합혐기소화를 통한 바이오가스화 가능성이 높은 것으로 분석되었다. 생분해도는 폐수처리슬러지 단독소화의 경우 유가공제조업은 40.6%, 맥주제조업은 50.7%로 음폐수와의 병합비율이 증가할수록 생분해도는 증가하였다.

유기성슬러지는 바이오가스를 생산할 수 있는 우수한 원료물질로서 선진국에서는 이를 이용한 에너지 생산이 급증하고 있다. 국내의 경우 음식물쓰레기, 가축분뇨 및 하수슬러지를 대상으로 하는 바이오가스 생산 및 공급을 상용화하는 단계에 있다. 하지만 산업폐기물의 경우 에너지 가용 잠재력은 많으나 활용이 미흡하고, 산업단지에서 발생하는 유기성슬러지를 비롯한 유기성 폐자원은 일부 대규모 사업장에서 자체 에너지화 등을 통해 발생된 폐기물을 활용하고 있으나 대부분의 중･소규모 사업장은 일정 비용을 지불하고 위탁처리하고 있는 실정이다. 일부 대규모 사업장에서 생산된 적은 양의 바이오가스는 자체적으로 소각 또는 보일러용으로만 사용하고 있어 잉여 가스를 이용한 수익창출이 어려운 실정이다. 유럽의 경우 단일 유기성폐기물을 대상으로 처리하기 보다는 생분해성 폐기물을 하나로 통합 관리하는 방안을 적극적으로 추진하고 있다. 따라서 본 연구에서는 유기성폐기물 해양투기 금지에 따른 대안 마련 및 유기성폐기물의 에너지화를 통한 국가 에너지원 확보를 위해 생활계의 음폐수와 사업장의 음료제조업(맥주제조업, 유가공제조업) 폐수처리슬러지를 대상으로 바이오가스화 가능성을 평가한 결과, BMP 실험의 경우 1:9, 3:7, 5:5 비율로 병합 처리한 경우 각각 약 233, 298, 344 CH4 mL/gVS의 메탄가스가 발생하였다. BMP 실험을 통해 생산된 메탄가스의 누적생산 곡선을 Modified Gompertz model과 first order kinetic model에 적용하여 추정한 결과, 메탄생성량은 Modified Gompertz model에서는 238.5, 302.3, 353.6 mL/gVS 발생하였고 first order kinetic model에서는 242.8, 312.5, 365.5mL/gVS로 음폐수와의 혼합비율이 증가할수록 높게 나타났으며, 최대 메탄생성속도의 경우 3:7비율에서 48.2 mL/gVS·day로 최대 메탄생성 속도를 보였다. first order kinetic model의 1차 반응속도상수 k값은 1:9, 3:7, 5:5 비율에 따라 0.32, 0.22, 0.08day-1 나타났다. 1차 반응속도 상수의 경우 음폐수의 혼합비율이 낮을수록 높게 나타났다. Modified Gompertz와 first order kinetic model 모두 실험결과를 잘 모사하였으며, 실험결과와 모의결과의 적합도를 나타내는 상관계수(R2)의 경우 0.92∼0.98으로 높은 상관성을 나타내었다.

국내 폐유리 발생량은 2013년 기준으로 약 65만톤에 이르며 폐유리 이용량은 약 49만톤으로 나타나 재활용률은 75.6%로 나타났다. 하지만 폐유리병의 재활용을 제외한 기타 폐유리의 재활용율은 16%로 나타나 매우 저조한 실정이다. 국외 폐유리 재활용은 폐유리를 종류별로 구분하여 각 원료에 따른 재활용 기술을 확보하여 상용화하는 단계에 이르렀다. 그러나 국내 폐유리 재활용 기술은 대부분 유리병 재활용에 의존하고 있으며, 다양한 종류의 폐유리에 대한 재활용 기술 확보가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 기존 폐유리 재활용 공정 중 소성 공정의 높은 에너지 소비로 인한 공정의 경제성 확보가 어려운 점을 보완하고자 하였으며, 폐유리 분말이 폐플라스틱이 녹는 온도에서 사출하여 고분자 수지에 폐유리 분말이 혼입되는 기술을 적용하였다. 또한 폐유리는 중량기준으로 최대 70%, 폐플라스틱은 30%까지 적용하여 가격 경쟁력을 확보하고자 하였다. 폐유리와 폐플라스틱을 활용한 시제품 생산에 대한 기초 연구로써 폐유리를 분쇄하여 미립화하는 실험과 폐유리 분말을 혼합한 플라스틱 사출 실험을 실시하였으며, 제조된 시제품에 대하여 열변형성, 인장강도, 신율 등의 물성을 분석하였다. 폐유리 분쇄는 V-볼링기를 이용하여 실시하였으며, 모니터 유리, 자동차 유리, 사이다병 유리, 맥주병 유리를 실험 재료로 이용하였다. 폐유리의 분쇄 정도를 파악하기 위하여 분쇄 시간에 따라 폐유리 분말 시료를 채취하였으며, 채취한 시료는 PSA 분석을 통하여 입도 분포를 검토하였다. 폐유리와 혼합한 폐플라스틱의 사출 실험은 다대식 방식의 사출기를 이용하여 진행하였으며 블록과 컵, 인장시편을 제조하기 위하여 사출 금형을 제작하였다. 사출기에 폐유리와 폐플라스틱의 혼합 재료를 주입하는 압력은 45bar이며, 사출온도는 180℃로 설정하였다. 사출을 통하여 제조된 시제품은 캐릭터 블록과 컵이며, 사출 원료를 각기 달리하여 총 6가지의 시제품을 제조하였다. 또한 인장시편은 인장강도와 신율의 분석을 위하여 제조하였으며, 사출 원료에 따라 총 4가지의 인장시편을 사출 제조하였다. 제조된 시제품은 저온 및 고온에서의 열변형성과 회분을 분석하였고 인장시편은 인장강도, 신율, 회분을 분석하였으며, 모든 분석은 공인인증기관에서 플라스틱 일반 시험방법 시험 KS M ISO 868에 의하여 진행되었다.

바이오매스는 산업혁명을 거치며 전 세계적으로 화석연료가 이용되기 시작한 이후에도 여전히 중요한 에너지원의 일부를 차지해 왔다. 이는 탄소 중립적인 연료로써 적절한 활용을 통해 지구 온난화 문제해결의 중요한 대안의 하나이며, 신재생연료로 활용가치가 매우 크다고 평가받고 있다. 또한 현대 문명이 만들어낸 혁신적인 제품으로서 20세기를 주도하는 기술 중 하나인 플라스틱은 생산과 소비가 증가함에 따라 빚어진 부산물로 폐플라스틱의 소각 처리 시 높은 발열량과 제 2차 오염물질 발생 등으로 인해 심각한 환경오염 문제를 일으키는 요인으로 알려져 있다. 따라서 목재 및 플라스틱의 재활용에 대한 필요성이 대두됨에 따라 이들 혼합연료를 에너지원으로 사용하기 위한 연구가 선행되어져 있으나 그 중에서도 바이오매스량 산정에 대한 방법과 기초데이터는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 목질계 바이오매스인 목재와 PE를 혼합 목재의 함량을(100%, 80%, 50%, 30%, 10%, 0%)한 연료를 실험실의 반응로에서 연소시켜 배출되는 가스를 포집하여 배출 가스 내의 바이오매스 함량을 가속기질량분석법 (AMS: Accelerator Mass Spectrometry)를 통해 분석하였다. 또한 목재와 PE을 혼합한 고체 연료를 용해선별법(SDM: Selective Dissolution Method)을 통해 고체 혼합연료 내의 바이오매스 함량을 분석하였다. 분석한 결과 연소 후 배출가스를 통한 AMS분석은 목재를 100%, 80, 50, 30, 10, 0의 비율로 연소시켰을 때 결과 값이 100%, 73, 40, 22, 9, 2의 바이오탄소 함량 결과를 얻었으며, 고체연료의 SDM을 통해서는 목재가 100%, 80, 50, 30, 10, 0의 비율로 혼합되었을 때 99%, 74, 44, 27, 9, 1의 바이오매스 함량 결과를 얻었다. 목재와 PE의 바이오매스 함량은 일반적으로 100%와 0% 이나 목재 중의 이물질이 포함되어 있고, PE의 경우 순수한 원료가 아닌 농촌폐비닐을 재활용한 재생 PE제품으로 이에 따른 바이오매스 함량이 변화가 있음을 알 수 있었다. 또한 연료의 혼합 비율에 따라 바이오매스가 포함 되어있고, 연소 후 배출가스 속의 바이오탄소 함량이 고체 연료의 바이오매스 함량과 비교하였을 때 오차가 5%이내 임을 알 수 있었다.

In order to contain as much information as possible in a single image, a wide FOV(Field-Of-View) imaging system is required. The catadioptric imaging system with hyperbolic cylinder mirror can acquire over 180 degree horizontal FOV realtime panorama image by using a conventional camera. Because the hyperbolic cylinder mirror has a curved surface in horizontal axis, the original image acquired from the imaging system has the geometrical distortion, which requires the image processing algorithm for reconstruction. In this paper, the image reconstruction algorithms for two cases are studied: (1) to obtain an image with uniform angular resolution and (2) to obtain horizontally rectilinear image. The image acquisition model of the hyperbolic cylinder mirror imaging system is analyzed by the geometrical optics and the image reconstruction algorithms are proposed based on the image acquisition model. To show the validity of the proposed algorithms, experiments are carried out and presented in this paper. The experimental results show that the reconstructed images have a uniform angular resolution and a rectilinear form in horizontal axis, which are natural to human.