본 연구에서는 선박용 디젤 엔진에서 발생되는 크랭크케이스 수트(soot)의 재활용 가능성을 검토하기 위하여, 수트를 배기관에서 발생하는 수트와 크랭크케이스에서 발생한 수트로 분류하고, 열처리에 따른 수트의 구조적 특성을 분석하였다. 열처리는 아르곤 가스 분위기에서 2,000℃와 2,700℃로 열처리를 수행하였고, 샘플의 구조적 특성 분석을 위해 라만분광법(Raman spectroscopy)과 고분해능 전자현 미경(HRTEM)을 활용하였다. 또한, 취득한 HRTEM 이미지를 정량적으로 분석하기 위해 디지털 이미지 처리(Digital Image Processing) 기법을 활용하였다. 라만 분석 결과, 배기 수트와 2,700℃로 열처리한 수트에서 상대적으로 높은 G/D ratio가 나타났다. HRTEM 이미지에서는 두 수트 모두 유사한 형태의 흑연화된 나노 구조를 확인할 수 있었으나, 수트의 종류와 열처리 온도차에 따른 흑연화 정도의 차이를 정량 적으로 도출할 수 없는 한계가 있었다. 이에 Digital Image Processing을 통해 HRTEM 이미지의 fringe의 길이와 곡률을 정량적으로 분석하였으며, 라만 분석과 일치하는 결과를 도출할 수 있었다. 이는 배기 수트가 크랭크케이스 수트에 비해 더 흑연화 된 구조를 가지는 것을 의미하며, 더 높은 온도에서 열처리 할 경우 흑연의 구조로 더 잘 발달함을 의미한다. 본 연구의 결과로 크랭크케이스 수트 역시 배기 수트 와 마찬가지로 흑연계 재료로 재활용이 가능함을 확인하였다.

PURPOSES: Using recyclable materials in asphalt pavement industry is one of the essential tasks not only for saving construction budgets but also for mitigating environmental pollutions. Over the past decades, several efforts have been made by road maintenance agencies to incorporate various recyclable materials into virgin asphalt paving mixtures. As a result, reclaimed asphalt pavement (RAP), which consists of old pavement material was selected as one of most widely used recyclable materials. In this paper, the effects of using different amounts of single-recycled RAP (SRRAP) and double-recycled RAP (DRRAP) on the low-temperature characteristics of asphalt mixtures were investigated. METHODS: To evaluate the low-temperature characteristics of SRRAP and DRRAP mixtures, two experiments, the bending beam mixture creep test and semicircular bending fracture test were performed. The experimental parameters: creep stiffness, m-value, thermal stress, critical cracking temperature, fracture energy, and fracture toughness were computed then compared. RESULTS : RAP mixtures (SRRAP or DRRAP) showed lower mechanical performance compared with conventional asphalt mixtures. The differences became distinct with increased RAP addition. However, the performance differences between SRRAP and DRRAP mixtures were not significant in all cases, which indicate the possible application of re-recycling technology (DRRAP) in the asphalt pavement industry. CONCLUSIONS : The addition of RAP to virgin asphalt can mitigate low-temperature performance despite the improvement in fracture performance observed in some cases. Therefore, using RAP (SRRAP or DRRAP) mixtures on inter or sublayer construction, but not on the surface layer, is recommended. Moreover, the possibility of applying double-recycling technology in asphalt pavement industry can be introduced in this study because not significant performance differences were found between SRRAP and DRRAP mixtures especially at low temperature.

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.

현재 우리나라 환경부에서 발간하는 ‘전국 폐기물 발생 및 처리현황’에 의하면 소각재의 구분은 ‘소각재’, ‘연소재’로 구분되어 있으며 ‘사업장배출시설계폐기물’ 항목으로 집계되고 있다. 소각재 및 연소재의 발생 현황을 살펴보면 연소재의 경우 최근 5년간의 발생량은 큰 변화 없이 약 8,000천톤 내외로 일정한 양을 보였지만, 소각재는 매년 증가경향을 보였으며 2010년 약 1,667천톤에서 2014년 약 3,054천톤으로 두 배정도가 증가하였다. 또한, 2014년 기준 소각재의 발생비율은 소각재 및 연소재의 총 발생량(11,410.3천톤) 중 26.8%를 차지하고 있다. 발생하고 있는 소각재의 재활용은 폐기물종류 및 업종에 따라 다르지만, 일반적으로 비산재는 중금속의 유해특성이 높아 재활용이 극히 제한적이고, 바닥재는 상대적으로 유해성이 낮아 재활용 가능성이 높아 다양한 용도로 재활용이 가능하다. 본 연구는 최근 자원순환법 제정, 폐기물관리법 개정 등 환경부의 재활용활성화 정책을 적극 추진하고 있고, 바닥재가 경량골재, 재활용 벽돌, 아스팔트 채움제 등으로 다양하게 재활용되고 있는 상황을 고려하여 중금속 용출기준을 중심으로 바닥재에 대한 재활용의 용도 및 방법을 다양화시키기 위한 목적이 있다. 따라서 본 연구에서는 중금속 용출기준으로 제지소각 바닥재를 고경량골재, 재활용 벽돌, 아스팔트 채움제로서 재활용시 유해성의 여부를 검토하였다.

The recyclability of waste generated in Korea was determined by sampling ten kinds of sludge to analyze its chemical composition and organic content. We also analyzed the regulatory items for waste control laws and soil environmental laws. Investigation of the leaching property revealed that all sludge samples were classified as general waste and the sludge samples were not types of waste that are prohibited or restricted from being recycled. The S1 sample was evaluated as organic sludge upon measuring the organic content and finding it to be 40% or higher; the other samples were deemed inorganic. Organic sludge S2 exceeded the Zn in the second regional standard of soil environmental laws. Among the inorganic sludge samples, S2 and S8 were considered most likely to be recycled because there were no hazardous substances that exceeded the standard. However, they should be recycled safely after the evaluation of their recyclability according to the recycling purpose and method. Especially the S5 sample was deemed difficult to recycle because it exceeded the third regional standard, which is the highest soil standard.

파리기후변화 협약이후, 대한민국은 BAU대비 2030년 37%의 이산화탄소를 감축하는 목표를 설정하였다. 하지만 국내의 실정을 고려하였을 때, 37%의 이산화탄소를 감축하기 위해서는 현재진행중인 이산화탄소 감축 기술을 적용하기에는 한계점이 존재한다. 따라서 기존에 진행된 이산화탄소 포집 및 저장과 신재생에너지를 적용한 이산화탄소 저감을 실행하기 전에 이를 완화하기 위한 대응기술의 적용이 요구되는 상황이다. 이산화탄소저감 대응기술은 여러 가지가 존재하고 있지만, 2016년 정부 부처간 협약된 결과를 고려하면 탄소광물화는 이산화탄소를 저감하기 위한 완화대응기술이라고 할 수 있다. 하지만 현재까지 국내에서 개발된 대부분의 기술은 고농도(80% 이상)의 이산화탄소를 이용한 탄소광물화의 연구들이 대부분이기 때문에 실제 산업에서 배출되는 저농도 이산화탄소(5~20%)를 이용한 연구는 거의 전무한 상태이다. 고농도의 이산화탄소를 이용한 탄소광물화는 반응속도가 매우 빠르다는 장점이 있지만, 저농도의 이산화탄소를 농축하기 위한 추가공정(Carbon Capture)이 필요하다는 것이 단점이다. 따라서 본 연구에서는 저농도의 이산화탄소를 농축공정이 필요없는 연구로 반응촉매제(용매)를 사용하여 산업에서 배출되는 소각재 및 폐자원을 이용한 연구를 수행하였다. 수행결과 이산화탄소의 빠른 전환을 촉진하기 위해 사용된 용매는 고농도 이산화탄소를 사용한 경우보다 반응속도가 매우 빠르다는 것을 확인하였으며, 현재 매립처리를 하고 있는 폐기물을 재순환하여 산업 등에 활용 할 수 있는 가능성을 확인하였다.

전국폐기물 발생 및 처리현황(2014, 환경부)에 따르면 우리나라에서 발생하는 폐기물 중 건설폐기물의 비율이 48% 수준으로 가장 높은 비율을 차지하고 있으며, 이러한 건설폐기물은 수집･운반업체를 거쳐 반입되거나 건설폐기물 중간처리업체를 경유하여 사업장 폐기물로써 최종처리를 위해 매립지로 반입되고 있다. 이러한 건설폐기물에 포함된 가연물은 고형연료로써 재활용하는 연구가 추진되어 왔으며, 불연물에 대해서도 입자가 5mm 미만인 토사류를 대상으로 식생토 등으로의 활용가능성이 검토되어 왔다. 매립지로 반입되는 5mm 미만의 건설폐토사를 재활용재료로 활용하기 위해서는 반입경로에 따른 건설폐기물간의 특성 차이와 실제 현장에 적용하기 위한 균질성 확보 여부를 검토할 필요가 있었다. 따라서 이번 연구는 매립장으로 반입되는 건설폐토사를 반입경로에 따라 월별로 조사 분석하고, 입도에 따른 분류 및 특성조사를 통하여 성상의 균질화 여부 등을 확인하였다. 실험 결과, 수집･운반업체를 통하여 반입(직반입)되는 건설폐기물 중의 폐토사 pH는 7.67~8.53이고, 중간처리업체를 경유하여 반입(중간반입)되는 건설폐토사의 pH는 7.76~8.61의 범위를 나타내었으며, 직반입 건설폐토사의 전기전도도는 13.15~15.15 dS/m범위로 시료 채취한 월에 따른 차이가 크지 않으나, 중간반입 폐토사는 7.28~14.05 dS/m 범위로 조사시마다 변동폭이 크게 나타났다. 또한 치환성양이온 중 칼슘성분은 반입경로와 상관없이 조사시점마다 큰 차이를 보였다. 입도(1 mm 미만, 1~2 mm, 2~5 mm)에 따른 삼성분 조사결과, 입도가 작은 폐토사에도 목재부스러기 등이 다량 함유되어 가연분 함량이 크게 감소하지 않는 것으로 확인되었다. 또한 마이크로 단위의 체를 이용하여 석고성분 등 특정성분을 선별할 수 있는지 검토한 결과, 특정성분이 입도에 따라 다량 존재하기는 하나 순도를 높이기가 어려웠고, 미세 체를 이용함에 따라 대량선별이 용이하지 않은 한계를 확인하였다.

연근해 양식산업이 발전하면서 굴이나 조개류 등을 대량으로 양식하여 가공 및 판매하고 있다. 그 과정에서 발생한 대량의 패각류는 사업장폐기물로 분류되며 적정한 방법으로 처리하거나 재활용 할 수 있다. 패각(굴)의 성분은 자연계에서 생성된 탄산칼슘이 주성분인 얇은 막으로 여러 겹 둘러싸인 다공체질의 물질로 국내에서는 1962년부터 본격적으로 굴 양식이 이뤄지고 있다. 2009년 굴패각 발생량은 304,796톤으로 그 중 138.375톤(45.4%)을 비료 등으로 자원화하고 나머지 166,421톤(54.6%)은 미처리 상태로 방치되고 있다. 굴패각의 재활용방법으로 소성과정을 거친 패각분말을 이용하여 황토블럭, 황토포장 등 친환경건축자재로 활용가능성을 평가하고 관리방안을 모색하였다. 소성패각 분말의 유해성을 파악하기 위하여 카드뮴, 비소 등 중금속의 용출특성과 함량특성, pH 등 9가지 항목을 분석하여 평가하였다. 수은, 납, 구리 등 중금속 6종의 용출분석결과 모두 불검출되어 지정폐기물에 함유된 유해물질의 용출 규제기준 이내로 나타났다. 중금속의 함량분석결과 토양오염우려기준(1･2지역)이하로 나타났다. 수분함량은 1.7%로 공유수면 매립지의 성토재로 재활용하는 경우 폐패각 수분함량 70%이하 기준보다 휠씬 낮은 수준이었다. 소성패각 분말의 pH는 12.4 수준으로 폐기물의 재활용기준 중 고화처리물, 폐주물사, 바닥재 등의 기준과 비교할 때 다소 높게 나타났다. 폐패각을 가공하여 생산한 소성 패각 분말을 황토포장, 황토미장, 황토블럭 등 시멘트 대체용 경화제 원료로 재활용하는 경우 사용분야에 따라 영향이 발생할 수 있어 황토의 혼합비율, 소성온도, 물 혼합 등 pH를 낮추는 과정이 필요할 것으로 판단된다.

Recently, the explosion of powder fire extinguisher led to the replacement of old extinguishers with new ones in Korea. As a result, the amount of waste fire extinguishing agents from discarded fire extinguishers has been increasing. In this study, to determine the recyclability of the fire extinguishing agents, content and leaching test were conducted to identify their health hazards in accordance with the Korean standard method for waste and soil. To this end, nine powders in four new products and five discarded products were sampled from five companies. Analysis of discarded powder of fire extinguishers showed that levels of heavy metals (Pb, Cd, Cr6+,Cr, Hg, Cu, Ni, As, Zn), organic phosphorus, oil, TCE, and PCE were within the levels set out in the Wastes Control Act, the Fertilizer Control Act and the Soil Environment Conservation Act. Only arsenic level in some new and discarded powder of fire extinguisher samples exceeded the acceptable levels as set forth in the Wastes Control Act (1.5 mg/L) and the Soil Environment Conservation Act (25 mg/kg) but within the acceptable arsenic level of 45 mg/kg as set forth in the Fertilizer Control Act. Concentrations of arsenic in the samples ranged from 0.039 to 2.578 mg/L, 6.72 to 38.36 mg/kg. The most commonly used chemical for ABC dry chemical extinguisher is mono-ammonium phosphate, which generally contains up to 0.005% of arsenic and be used as fertilizer. The result confirmed that powder of fire extinguishers could be recycled as fire extinguisher powder or fertilizer as practiced in Japan, USA and UK. But it is necessary to pretreat and meet the regulation of fireextinguisher and fertilizer.

이산화탄소의 증가에 따른 온실가스 저감방법에 대한 연구들이 활발히 진행이 되고 있다. 이산화탄소는 지구온난화를 야기하는 대표적인 온실가스이다. 이를 저감하기 위한 방안으로는 CCS(Carbon Capture and Storage)를 예로 들 수 있다. 하지만 CCS기술은 에너지의 소비가 비교적 높은 기술이며, 분리된 이산화탄소를 안정적으로 저장하기 위한 방법과 공간의 부재가 문제가 되고 있다. 이를 보완하기 위한 방안으로 CCU (Carbon Capture and Utilization)을 예로 들수 있다. CCU기술은 금속이온이나 생물학적인 방법으로 이산화탄소를 재이용하는 기술을 의미한다. 하지만 이러한 기술의 경우도 고온(500℃ 이상), 고압(20bar 이상)의 에너지 다소비 공정이라는 것과, 고정화를 하기위한 물질들의 안정적인 공급이 뒷받침이 되어야한다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구는 종래의 CCS/CCU기술의 문제점인 이산화탄소의 저장과 고정화물 feeder의 안정적인 공급을 위하여 이산화탄소 전환 및 고정화에 대한 연구를 수행을 하였다. 또한 연구는 기존의 고온, 고압을 탈피한 상온(30℃), 상압(1bar)의 조건으로 유지를 하여 에너지의 소비가 적은 조건에서의 가능성을 실험하였다. 고정화물을 형성하기 위한 feeder는 정유･석유화학에서 발생되는 petro ash를 사용하였다. petro ash내 포함되어있는 금속양이온은 약 48%를 넘기 때문에 안정적인 탄산염의 생성이 가능할 것으로 예측을 하였다. 실험결과 이산화탄소의 전환량을 5% MEA를 기준으로 0.241 mol-CO₂/mol-MEA였으며, 생성된 탄산염은 대부분 CaCO₃의 형태를 띄는 것으로 확인하였다. 전환용액에 포함되어있는 이산화탄소는 2차 탈거과정을 통하여 대부분이 탄산염의 형태로 전환이 되었다는 것을 확인하였다. 위와같은 실험을 통하여 이산화탄소의 안정적인 저장과 산업부산물로 발생되는 ash등의 재활용이 가능할 것이라 예측할 수 있었다. 더 나아가 생성된 탄산염의 정제과정을 추가 연구하게 된다면 부가적인 이익을 창출할 수 있는 방안이라 생각한다.

Expanding economic growth, the increased and shortened of electronic products rapidly last a couple of decades in Korea. Furthermore, as converting to digital broadcasting system, the amount of discarded analog type TV containing cathode ray tube(CRT) glasses are increasing significantly. Accordingly, since there is no demand for CRT glass anymore, it is very important to find out how to recycle a waste CRT glass. The research was carried out to investigate the best available technologies for recycling waste CRT glass. Primary feasibility studies to find the appropriate technologies were performed in advance and then the use as aggregates of cement bricks was found as a simple and economic way of recycling CRT panel glass cullet. Based on the selection of proper technology, which is the aggregate of cement bricks fabrication using CRT glass crushed, the evaluation of recyclability were made by replacing CRT glass particles to aggregates in the mixture of cement bricks. Up to 50% of sand or stone powder was replaced and the bricks with CRT glasses were manufactured and tested in their qualities as concrete bricks. The bricks including 20 to 30% of CRT particles instead sand or stone powder were good enough to meet the standard in bending strength and absorption rate.

This research was performed to evaluate the physicochemical characteristics of waste oil, waste solvent, and waste paint as waste derived fuel (WDF) feeding materials and WDF. Low heating values (LHVs) were in the ranges of 8,313.8 ~ 10,989.5 kcal/kg for waste oil, 4,109.1 ~ 9,890.6 kcal/kg for waste solvent, 5,733.7 ~ 8,051.0 kcal/kg for waste paint, and 5,184.2 ~ 10,679.0 kcal/kg for WDF. Sulfur contents showed 0.010 ~ 1.900% for waste oil, 0.000 ~ 0.073% for waste solvent, 0.004 ~ 0.581% for waste paint, and 0.001 ~ 0.700%, respectively. Chloride contents showed the ranges of 2 ~ 4,870 mg/kg for waste oil, 0 ~ 12,900 mg/kg for waste solvent, 0 ~ 10,700 mg/kg for waste paint, and 'not detected' ~ 4,070 mg/kg for WDF. Cd, As, and Hg were detected minimally in a few sample only. Other heavy metals showed below standard permission value for WDF. Feeding materials for WDF showed greatly different characteristics within even same sorts of wastes. And, as results of LHV, S, Cl, and heavy metal contents, WDF samples investigated in this research satisfied the standard permission value for WDF.