간행물
한국폐기물자원순환학회 학술대회자료집
- 발행기관 한국폐기물자원순환학회
- 자료유형 학술대회
- 간기 부정기
- 수록기간 1984 ~ 2018
- 주제분류 공학 > 환경공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 539DDC 628
권호리스트/논문검색
2014년 추계학술발표회 논문집 (2014년 11월) 142건
61.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
국내 가전제품 시장은 매우 크게 형성되어 있고, 소비자의 문화수준 향상 및 신제품 교체주기의 단축에 따라 제품성능의 향상 또한 급격히 발전하고 있는 추세이며, 이러한 동향에 따라 폐 가전제품의 발생량 또한 증가하고 있다. 발생된 폐 가전제품은 생산자의 효율적인 회수사업을 통하여 권역별 리사이클링센터로 반입되어 품목별로 친환경적인 공정을 통하여 적정하게 재활용 되고 있다. 그러나 주로 냉장고의 단열재로 사용되는 폴리우레탄 폼의 경우, 과거부터 다양한 재활용 기술개발에 주력하고 있으나, 환경성, 경제성, 지속성 등을 이유로 상용화 되지 못하고 있으며, 현재에는 거의 모든 재활용센터에서 위탁 소각되고 있는 실정이다. 냉장고에서 사용되는 폴리우레탄 폼은 경질 폴리우레탄 폼으로, 양문형 냉장고 기준으로 1대당 약 11~15%를 포함하고 있어 그 발생량이 매우 많은 것으로 조사되었다. 이에 따라 본 연구소에서는 폐 우레탄의 열에너지 회수를 위하여 폐 우레탄의 연료화를 위한 성형설비를 개발 중에 있으며, 성형실험 시 생산된 생산연료에 대하여 법적기준에 따른 분석 및 평가를 실시한 결과, 생산된 고형연료는 법적기준에 만족하는 것으로 분석되었다. 또한, 현재 최적 생산조건 도출 및 상용화를 위한 생산성 확보에 주력하고 있다. 한편, 본 연구에서는 폐 우레탄 고형연료의 환경성 분석 및 수요처확보를 위하여 lab. scale의 연소반응기를 이용하여 연소특성 분석을 실시하였다. 연소실험은 1,000℃에서 공기비 1.5, 1.8 조건에서 실시하였고, 수요처의 고형연료 투입 특성을 고려하여 우레탄 고형연료 100%, 우레탄고형연료 30% : 일반 SRF 70%, 우레탄고형연료 50% : 일반 SRF 50% 비율로 혼합하여 세가지 투입조건을 설정하여 실시하였다. 시료의 투입은 5g/min으로 진행하였으며, 연소 시 발생하는 가스 중 O2, CO2, CO 등 일부 발생가스는 실시간 분석장치를 이용하여 측정하였고, HCN, NH3 등의 일부 발생가스는 대기오염공정시험방법에 의거하여 흡수액을 이용하여 측정을 실시하였다.
62.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
팜 오일 산업에서 fresh fruit bunch(이하 FFB)는 팜 오일을 만드는데 사용되며, 오일 생산 과정에서 부산물인 empty fruit bunch(이하 EFB)가 약 20 wt. %이상 배출된다고 보고되고 있다. 한편, 우리나라는 신･재생에너지 공급 의무화 제도에 따라 신･재생에너지원의 확보와 이에 대응할 수 있는 기술개발이 필요한 실정이다. 따라서, EFB를 바이오매스로써 활용한다면 신･재생에너지원 확보와 청정기술개발에 이바지 할 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 EFB는 배출방식에 의해 회분 함량이 높고, 문헌에 따르면 이는 균질한 바이오오일을 생산하고 열화학공정에서의 효율을 증가시키기 위해 제거해야 한다고 제안한다. 또한, 바이오매스에 함유된 알칼리 금속은 바이오 오일의 품질에 악영향을 미친다고 보고된 바 있다. 따라서, 본 연구에서는 EFB를 일반 수돗물, 증류수와 질산용액(0.1 wt. %)을 이용하여 세척한 후, 공업분석과 ICP분석을 통해 회분과 알칼리금속의 제거효과를 정량화 하고자 하였다. 세척한 EFB는 24시간 건조 후에 공업분석으로부터 회분의 함량변화를 분석하였고, ICP 분석을 통해 EFB와 세척한 EFB들 간에 알칼리금속 함량도 비교･분석하였다. 비교 결과, 회분은 5.9 wt. %에서 1.53 wt. %로 감소하였고, 알칼리금속은 총 양의 80% 이상 제거되었다. 경제적 효율성을 고려하여 일반 수돗물(1일)과 질산용액(2일)으로 처리한 EFB를 실험에 이용하였다. 열분해실험 결과, 일반 수돗물로 세척한 EFB를 500℃ 조건에서 실험했을 때 가장 높은 수율(48 wt. %)을 얻을 수 있었다. 추가로, 바이오 오일의 특성변화를 확인하기 위해 GC-MS 분석, 원소분석, 디지털 현미경으로 균질성 분석을 수행하였다.
63.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
폐기물들을 통해 자원화 및 재생 가능한 원료를 활용하여 원료비용 및 처리에 따른 비용절감을 통해 폐기물 축적에 대한 환경영향을 줄이기 위한 방안을 모색할 필요가 있다. 그러나 현재 바이오매스 및 폐기물 각각의 원료에 대한 가스화 연구는 많이 수행되고 있으나 혼합원료에 대한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 바이오매스와 폐플라스틱을 혼합한 신연료(라디에타 소나무, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌)를 이용한 촉매･혼합가스화를 통해 에너지원으로 활용하는 데 기초자료를 제공하고자 한다. 바이오매스와 폐플라스틱의 촉매･혼합가스화 특성을 살펴보기 위해 배치반응기를 이용하여 실험을 수행하였다. 반응온도는 700~900℃, 공기비는 0.2, 바이오매스에 대한 플라스틱의 혼합비는 20%, 40%로 하였고, 활성탄, 돌로마이트, 올리빈 촉매를 이용하여 최적의 반응조건을 도출하였다. 실험결과 바이오매스와 폐 폴리프로필렌 혼합시료는 반응온도가 증가할수록 Boudouard reaction, Water gas reaction 등의 영향으로 H2, CO, CH4 등의 조성비가 증가하여 가스의 발열량이 증가하였다. 촉매를 이용한 가스화반응에서는 돌로마이트를 사용할 경우 H2 생성율(34.03~35.58%)이 가장 높았고, 그 외 CO 26.70~27.52%, C2H2 0.29~0.34% C2H4 7.85~11.56%가 생성되었다. 활성탄 역시 H2생성에 영향을 주었으나 다양한 크기의 세공들을 이용하여 흡착을 통한 촉매역할을 하는 활성탄보다 돌로마이트의 CaO, MgO가 Carbon formation reaction을 활발하게 진행시켜 고분자 물질들이 촉매분해를 통해 H2생성이 활발하게 진행된 것으로 사료된다. 올리빈의 경우 돌로마이트나 활성탄에 비해 크게 합성가스 조성의 긍정적인 역할을 하지 못하였다.
64.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
신재생에너지의 종류에는 수소에너지, IGCC, 연료전지, 바이오에너지 등 여러 종류가 있지만, 기존의 화석연료를 대체할 수 있는 에너지는 바이오매스가 유일하다. 바이오매스는 광합성 과정을 통해 체내 이산화탄소를 축적하므로 대기 중의 이산화탄소 농도를 변화시키지 않아 기후변화 완화에 기여를 하고 있다. 바이오오일은 수송용 연료로 사용이 가능하고 그 외에 다양한 화학물질들이 존재하여 화학시장의 새로운 플랫폼이 될 수 있는 자원으로 인식되고 있다. 바이오오일을 만드는 방법은 여러 가지가 있지만 열분해는 가장 간단하면서도 다양한 물질이 생성되어 그 활용가치가 매우 높다. 열분해 후에는 바이오촤, 바이오 오일, 바이오가스가 생성되는데 이번 연구에서는 바이오 촤와 바이오 오일의 분석에 집중하였다. 생성된 바이오오일은 탄화수소 계열 화학물질 외에 다양한 유기화합물이 존재하는데 화학산업의 기초가 되는 유기물질들이 다량 존재한다. 바이오촤는 활성탄으로 사용이 가능하고 석탄을 대체할 연료로 고려되고 있는 단계로 가치가 높게 받아들여지고 있다. 본 연구에서는 목재 펠릿 제조 후 남는 폐 톱밥을 이용하였고 화학 처리는 되지 않았다. ZSM-5 촉매를 사용하여 열분해를 진행하였고, Si/Al ratio가 다른 촉매를 이용하여 최적의 촉매와 조건을 찾아내었다. 촉매와 폐톱밥을 균질하게 섞어 촉매 반응이 원활하게 진행되도록 유도하였고 생성되는 바이오촤와 바이오 오일에 촉매의 영향이 있는지 확인하였다. 대조군으로 무촉매 조건을 두었는데 이 때 온도는 350, 400, 450, 500, 550℃로 변화를 주며 실험을 진행하였다. 촉매 조건에서는 400, 500℃로 실험을 진행하였다. 열분해하여 나오는 생성물을 성상별로 분류하여 고체와 액체 물질이 어느 촉매 조건에서 많이 나오는지 비교하였다. 바이오 촤는 질량비교와 원소분석을 이용하여 분석하였고 바이오 오일은 질량 비교와 GC-MS를 이용하여 분석하였다.
65.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
현재 화석연료의 매장한정량에 따른 고갈가능성과 환경적 문제에 대한 위기감이 높아짐에 따라 대체에너지원의 필요성이 더욱 높아지고 있다. 대체 에너지원 중 하나인 바이오매스는 에너지원과 화학물질 원료로서 이용 가능하며 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 바이오매스는 지속가능한 자원이며 탄소중립적인 특징을 가진다. 또한, 유기성화합물로 이루어져 있어 화석연료를 대체할 수 있는 에너지원으로 각광받고 있다. 바이오매스 이용을 위한 열화학적 변환 공정으로는 연소, 가스화, 열분해 방법이 있다. 열분해방법은 무산소 조건, 400~600℃ 하에서 열적분해가 일어나는 공정으로 고형분인 바이오촤, 바이오오일, 바이오가스를 얻을 수 있다. 액상인 바이오 오일은 다양한 유기화합물이 혼합되어 있는 상태로 이를 분리하여 화학물질의 원료, 수지합성, 의약품, 유기용매로의 이용 가능성이 매우 높다. 바이오오일의 분리방법으로 용매추출법, 분자증류법, column chromatography 외에도 다양한 연구가 진행되고 있다. 이번 연구에서는 바이오오일 유용물질 회수를 위한 기초실험으로 용매추출법을 이용한 상분리 실험을 진행하였다. 본 연구에서는 폐톱밥을 원료로 느린 열분해를 통해 생성된 바이오오일의 상분리 실험을 진행하였다. 선행 실험을 통해 셀룰로오스로부터 유도되는 유용 물질중 하나인 Furfural 생성 최적 조건을 찾은 후 극성이 다른 용매를 선택하였다. 용매와 바이오오일의 부피비는 1:1로 설정하였으며 상분리 결과는 GC/MS로 분석하였다. 각 용매와 분리 조건에 따른 soluble, insoluble 상의 결과를 GC/MS를 통해 비교하였다. Furfural 및 기타 유용물질 분리에 적합한 용매를 선정하였으며 주요 유기물질 회수방안에 대한 연구를 진행하였다.
66.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
석탄가스화 복합발전(IGCC)은 석탄을 고온 고압의 조건에서 산화제(산소 또는 공기) 또는 수증기와 반응시켜 합성가스(CO + H2)로 전환시키는 공정과 유해가스 정제공정 그리고 전력을 생산하는 발전 공정 등의 싸이클이 결합된 복합 시스템이다. 이러한 IGCC 발전방식에 의한 효율향상은 기존의 미분탄 발전방식에 비해 CO2 와 SOx와 NOx 발생을 현실적으로 저감시킬 수 있는 방법이며 기타 바이오매스나 폐기물 연료에도 적용이 가능한 기술로서 이에 대한 일련의 연구가 지속적으로 수행되어오고 있다. 분류층 가스화기는 고정층 가스화기와 같이 뚜렷하지는 않지만 일반적으로 열분해와 휘발화 물질 연소영역, 가스화와 연소가 동시에 발생하는 영역 그리고 순수한 가스화 영역 등 3개의 특성을 가진 영역으로 구분된다. 이렇게 다른 영역에서 석탄 입자나 검댕이 그리고 수증기를 포함하는 가스화기내의 온도분포는 당연히 다양한 입자 구성 매질특성 때문에 복사열전달에 큰 영향을 받는다. 이러한 복사 열전달의 효과는 본격적으로 온도가 상승하지 않은 미연지역보다는 온도가 높으며 검댕이(soot)와 CO2나 H2O와 같이 복사에 관여하는 물질이 많은 화염대 후류 영역에서 복사열전달이 더욱 중요한 인자가 되는 것으로 나타나고 있다. 본 연구에서는 습식 석탄가스화 장치에서 석탄입자의 크기분포에 따른 내부 열유동 분포 변화와 가스화 효율에 미치는 영향에 대한 상관관계를 살펴보았다. 석탄 가스화를 위한 수치해석은 가스와 입자의 2상 반응유동에 대한 많은 물리적인 모델들을 포함하고 있으며 모델검증에 필요한 석탄의 반응성과 실제 가스화기의 운전결과와 같은 방대한 실험적인 자료를 필요로 한다. 본 연구에서는 1.0ton/day 용량의 가스화기를 대상으로 석탄의 입도분포에 따른 전산해석을 수행하였다. 계산결과는 물리적으로 의미 있는 결과를 나타내었으며 특히 평균입도보다 큰 입자의 존재는 그 질량 분율이 크게 많지 않은 경우에도 가스화의 성능에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 나타나고 있다.
67.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
할로겐 화합물에 대한 연소는 화염억제 치원에서 화염현상에 대한 기본 연구(burning velocity 나 flammability limit 등)나 적은 양의 산업폐기물에 대한 thermal destruction을 위한 소각 연구가 주류를 이루었다. 그러나 최근 국내외적으로 오존층 파괴나 온난화지수가 높은 다양한 불화염화탄화수소에 대한 본격적인 열적처리 문제가 대두됨으로써 실제적인 연소로 규모에서 이 화합물에 대한 연소현상에 대한 관심이 높아지기 시작하였다. 본 연구에서는 이러한 불화염화탄소로 이루어진 다양한 연소특성을 가진 냉매에 대한 다양한 연료와의 혼소에 의한 보다 효율적인 열적처리를 위한 기초연구를 수행한 것이다. 본 연구 결과로 나타난 LNG와 CCl4의 화염특징은 주어진 메탄 양에 대하여 사염화탄소의 양이 증가할수록 화염의 온도는 높아졌으나 반응은 지연되어 화염의 형성이 후류 영역에서 형성되는 양상을 나타냈다. 이는 사염화탄소 주입에 따라 연료의 절대양은 증가하였으나 사염화탄소 연료의 낮은 발열량과 같은 연소 성능의 저하의 복합적인 결과로 판단되었다. 사염화탄소의 혼소양이 10% 이하일 경우 사염화탄소에 대한 99.99%의 효과적인 처리가 이루어졌으며 Deacon 반응을 고려한 계산 결과는 사염화탄소 혼소양이 10%인 경우에도 실질적인양의 Cl2가 생성될 수 있음을 시사하고 있다. 그러나 향후에 특히 난류반응모델에서 사염화탄소의 화염억제 작용이 가능한 영역에 대한 보정된 난류 반응 모델과 함께 Deacon 반응에 대한 화학반응속도 개념을 고려한 난류반응모델에 대한 보완이 추후의 연구로서 요구된다.
68.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
인구의 증가와 도시화 및 산업화로 인해 발생되는 하수슬러지의 막대한 양은 지속적으로 문제시 되고 있으며 런던협약에 의한 유기성 폐기물의 해양투기 금지(2012)는 슬러지 처리 문제를 더욱 가중시킨다, 이를 해결하기 위한 방법으로, 유기성 물질로 구성되어 있는 슬러지는 에너지로 전환할 수 있을 것으로 보여 많은 연구가 진행 중이다. 슬러지는 세포벽 내부의 수분으로 인해 높은 함수율을 가진다. 수분의 함유량이 많으면 높은 열량을 가지는 연료 생산이 어려워진다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 전처리가 필요할 것으로 보인다. 전처리는 세포벽을 파괴하여 내부수를 외부로 용출시키는 역할을 한다. 따라서 본 연구는 슬러지의 함수율을 감소시키는 동시에 슬러지로부터 에너지 회수 가능성을 평가하기 위해 열수처리의 방법을 이용하였다. 열수처리를 통해 슬러지의 물리적 구조를 변화시키고 화학적 특성의 개선의 효과를 나타낼 것으로 기대되었으며, 온도에 따른 반응 정도를 비교하고자 200℃부터 50℃간격으로 350℃까지 진행하였다. 실험 후 얻어진 시료는 공업분석과 원소분석, FTIR spectrum의 분석을 하였다. 분석 결과, 200℃이상의 온도에서는 고정탄소의 함유량이 감소하는 것으로 나타났다. 또한 원소분석 값을 이용하여 계산된 발열량값은 200℃에서는 열수처리를 하지 않은 슬러지에 비해 증가하였으나, 이후의 온도에서는 감소였다. 이를 통해 슬러지를 통한 에너지 회수는 고온의 조건에서 효율이 낮은 것으로 평가되었다.
69.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
Biogas is a gaseous mixture produced from microbial digestion of organic materials in the absence of oxygen. Raw biogas, depending upon organic materials, digestion time and process conditions, contains about 45-75% methane, 30-50% carbon dioxide, 0.3% of hydrogen sulfide gas and fraction of water vapor. Pure methane has a caloric value of 34,400 kJ/m³, but the lower heating value of raw biogas changes between 13,720 and 27,440 kJ/m³. To achieve the standard composition of the biogas the treatment techniques like absorption must be applied. In this paper the experimental results of the methane purification in simulated biogas mixture consisted of methane, carbon dioxide and hydrogen sulfide were presented. The air-lift reactor is performed with MEA in order to increase the simultaneous purification for the gaseous mixtures of CO2 and H2S which are main components of the biogas. The effects of feed pressures and mixed gas on the separation of CO2-CH4 by membrane are investigated. It was shown that it was possible to achieve the purification of methane from the concentration of 55% up to 99%. The flow cell reactor was used to measure the reaction rate constant and to determine the optimal conditions of process for improving process efficiency.
70.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
PFCs (Perfluorocompounds)는 열･화학적으로 매우 안정한 특성을 가지고 있으며 반도체 및 전기전자, 제조, 제철 분야등 광범위하게 사용되고 있다. 생태계에서 강한 독성이 생물체에 축적되는 특징을 가지는 반면 대기중으로 배출된 PFCs의 가장 큰 문제점은 CO2의 수만배에 달하는 온실효과를 가지는 것이다. 특히 반도체 제조공정 중 CVD (Chemical Vapor Deposition)공정과 etching 공정에 주로 사용되는 NF3 (Nitrogen trifluoride)와 SF6 (Sulfur hexafluoride)는 지구온난화지수 (Global warming potential) 가 CO2 대비 약 17,000~24,000배에 달하며 lifetime 또한 740~3200년으로 지구온난화에 미치는 영향이 장시간 지속 될 것으로 생각된다. 따라서 PFCs의 대기 중 배출에 대한 규제는 더욱 강화 될 것으로 전망되며 우리나라 산업구조에서 반도체산업분야가 차지하는 비중이 큰 만큼 PFCs 배출 규제 대한 대비책 마련이 요구된다. 반도체 산업에서 배출되는 폐가스 중 PFCs를 처리하기 위해 연소 및 플라즈마, 촉매, 회수 등 여러가지 기술이 이용되고 있다. 회수법은 PSA(Pressure Swing Adsorption) 방식의 흡착제 또는 분리막을 이용하여 폐가스 속의 PFCs을 회수하는 방법으로 PFCs를 재활용한다는 것이 장점이지만 처리용량이 제한적이며 탈착과정에서 불화가스의 누출 가능성이 있고, 촉매와 마찬가지로 흡착제의 수명이 다하여 재사용이 불가능한 흡착제를 처리해야한다는 문제점을 가지고 있다. 전자빔(Electron-beam)은 진공상태에서 전자총(cathode)으로부터 방출되는 전자를 고전압에 의해서 빛의 속도로 가속시킨 높은 에너지의 전자들의 흐름집단을 말하며, 가속된 전자가 분자 또는 화합물에 조사되면 그 대상물질이 에너지를 흡수하여 이온화 및 여기 상태의 분자와 자유라디칼을 생성한다. 이러한 원리를 이용하여 대기제어분야에서 SOx, NOx, VOCs 처리 등에 적용되며 활발한 연구가 진행 중이다. 전자빔을 이용한 대기오염물질처리기술의 장점은 상대적으로 짧은 시간에 반응이 진행되어 처리속도가 매우 빠르고 연소식과 플라즈마에 비해 저온에서 운전되기 때문에 에너지효율 측면에서 경제성을 가진다고 보고되고 있다. 특히 연소에 의한 분해가 아니기 때문에 산소의 공급이 필요 없으며 이에 따라 SOx, NOx가 발생하지 않는 장점을 가지고 있다. 반도체 제조공정의 특성상 여러 공정을 거치면서 NF3, SF6 등 다양하고 복합적인 PFCs가 동시에 배출되기 때문에 효과적인 제어공정설계를 위해서는 각각의 단일물질에 대한 선행연구가 진행되어야 한다. 본 연구에서는 전자빔을 이용하여 반도체 산업에서 배출되는 PFCs의 대표적인 물질인 NF3와 SF6를 제어하는데 목적을 두고 있다. 전자빔 조사에 대한 분해효율(destruction and removal efficiency, DRE) 및 첨가제 주입(H2)에 따른 효율 상승효과 그리고 반응 후 생성물질(F2, HF, particles)의 농도 및 성분을 비교하여 차이점을 도출하고 그 원인분석에 대한 연구를 수행하였다.
71.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
비료생산을 위해 미국 플로리다, 인도, 중국 등 전 세계적으로 인산제조시설이 운영되어 왔고, 제한적으로 시멘트첨가제, 도로보조 기층재, 석고보드 등의 용도로 재활용되고 있으나 발생한 인산석고를 대부분 공장부지 인근에 장기적치하고 있어 적치장의 관리비용 증가와 자연재해로 인한 환경유출이 우려되고 있는 실정이다. 국내 폐기물관리법 상 폐인산석고의 재활용 방법은 공유수면(바다만 해당)의 매립면허를 받은 지역의 성토재 또는 바다에 접한 매립시설의 복토재, 시멘트첨가제 등으로 한정되어 있으며, 건축경기, 방사능우려, 탈황석고 사용, 비료사용량 감소, 사회적인 문제 등으로 재활용량이 감소되어 왔다. 그러나 국내에서 다양한 재활용 연구와 기술개발 등 재활용 확대를 위한 여러 가지 연구를 하고 있지만 재활용 용도에 맞는 대량 사용시설 및 재활용 장소를 찾지 못하고 있다. 또한 재활용에 따른 토양, 지하수, 하천수 등 환경에 미치는 부정적인 영향도 우려하고 있다. 본 연구에서는 연속회분식실험장치를 이용하여 pH에 따른 인산석고의 용출특성을 파악하고자 국내에서 발생한 인산석고를 대상으로 연속회분식 용출실험을 수행하였다. 인산석고와 용매(pH 4, 6, 8, 10, control)를 무게비로 1:10이 되게 교반용기에 넣고, 교반기의 회전속도 200 rpm으로 약 60일 동안 용출실험을 진행하였다. 조사항목은 pH, 전기전도도를 측정하고, 나트륨, 카드뮴 등 중금속을 분석하여 용출량 특성을 비교하였다. 또한 인산석고 용출특성에 대한 선행연구결과 및 환경매체별 환경기준과도 비교･검토하였다.
72.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
우리나라는 폐기물의 유해성을 판정하기 위한 규제항목 및 시험방법이 환경 선진국에 비해 부족한 실정이다. 새로운 국제 환경규제에 대응하고 지정폐기물 관리 선진화를 위해 독성 등을 고려한 유해물질의 규제항목 조정과 단계적 확대방안 마련이 필요하다. 또한 규제 제안항목 확대에 따른 환경변화의 비용, 가치를 수치화하고 지정폐기물 발생량 예측, 산업체의 경제적 효과 등에 대한 평가를 함으로써 업체에 미치는 영향을 최소화할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 선진국의 국제협약 및 지정폐기물 관리 현황을 비교･조사하고 지난 6년간 국내 폐기물의 배출실태조사를 통해 용출 및 함량기준치를 초과하는 항목에 대한 지정폐기물 발생량을 추정하였다. 또한 항목 확대에 따른 산업체의 경제적 영향을 파악하기 위해 사회적 비용을 산정하였으며, 규제 제안 항목 확대시 기본 고려사항(7가지)을 근거로 신규 규제 제안항목 확대를 위한 단계적 항목 확대방안을 제시하고자 수행하였다. 신규 규제 제안물질 확대에 따른 지정폐기물 발생량을 산정하기 위하여 신규 규제물질 중 우선 고려대상 항목인 불소, 니켈, 아연의 용출 기준을 초과하는 폐기물의 발생량을 산정한 결과 F, Ni, Zn 3항목의 용출 규제 제안항목 확대시 추가로 발생되는 폐기물은 분진, 폐수처리오니 등이며 폐기물은 각각 2,813톤, 134톤, 86,425(톤/년)이 발생되는 것으로 예측되었다. 신규 규제물질 8항목(F, Ni, Zn, Be, Sb, Se, Ba, V)의 함량에 대한 폐기물 발생량을 산정한 결과 약 464만 4천(톤/년)이 발생하는 것으로 나타났다. 대부분 열처리공정(10코드)에서 함량기준을 초과하는 것으로 나타났으며 정유, 철강, 주물공장에서 발생된 폐기물이 전체 폐기물량의 50 % 이상 차지하는 것으로 조사되었다. F, Ni, Zn을 우선 고려한 분석 및 처리 비용은 약 102억의 추가 비용이 발생하며 Be, Sb, Se, Ba, V의 추가 비용의 1.9배 정도 많은 것으로 조사되었다. 기존 규제 제안물질 7항목(Pb, Cd, Cu, As, Hg, Cr6+, CN)의 함량 기준이 초과되는 폐기물은 공통적으로 분진이 포함되며, 기존의 규제 물질에 대하여 함량 규제 기준 설정시 예상되는 분석과 추가 처리비용은 약 3,915.7 억원으로 나타났다. 신규 규제 제안물질의 항목 확대시 국제협약 관리대상 물질, 국내･외 관리물질, 국내 토양환경기준, 오염사고 사례, 재활용제품 관리 규제물질, 시험방법, 독성 등 7가지 기본 원칙을 고려하여 신규 8항목(F, Ni, Zn, Be, Sb, Se, Ba, V)의 단계적 확대 방안을 마련하여 제시하였다. 용출과 함량에 대한 규제 항목은 3단계로 나누어 추진 방안을 제시하였으며 1단계로 F, Ni, Zn의 용출 기준을 먼저 적용하는 것을 제안하였으며 시행 시기는 국내 여건을 고려하여 조정이 가능할 것으로 판단된다.
73.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
석탄재는 4개 시멘트제조사에서 ‘02년부터 일본에서 수입하여 시멘트 대체원료로 사용하고 있으며 수입량은 매년 증가하고 있다. 2011년 1,110천톤, 2012년 1,231천톤, 2013년 1,347천톤의 석탄재를 수입하였으며, 주 용도는 점토대체재와 정제회로 재활용하고 있다. 이에 수입석탄재(비산재)의 적정성 및 유해성 검토 필요성이 제기되어 수입폐기물의 유해물질 함유실태 및 재활용 과정의 유해물질 배출실태를 조사하여 폐기물의 수입규제 강화 등 적정 관리방안 마련을 위해 조사를 수행하였다. 수입석탄재는 선박의 해치에서 호퍼나 압송으로 사이로나 벨트컨베이어로 하역하며 BCT나 트럭으로 이송하여 보관한다. 수입석탄재의 주성분은 SiO2, Al2O3, Fe2O3로 구성되며 국내 석탄재와 유사하다. 2013년 일본의 15개 발전소에서 총 19건의 수입석탄재를 시료 채취하여 중금속 용출･함량, 다이옥신 등 유해물질 농도 분포를 비교･분석하여 유해성 검토하였다. 무기물질류 18항목을 분석하여 이 중 폐기물관리법 시행규칙의 지정폐기물에 함유된 중금속 용출기준과 비교한 결과 6항목(Cr6+, Cu, Cd, As, Hg, Pb) 모두 법적기준 이내이었으며 PCBs(7종)는 19건 모두 불검출, PAHs(7종)는 불검출~0.004mg/kg으로 미량 검출, PCDD/DFs(17종) 또한 불검출~0.043 I-TEQ(pg/g)으로 검출되었다. 우리나라는 폐기물 수출･입을 신고와 허가제도로 이원화하여 관리하고 있으며 허가제도는 폐유기용제 등 바젤협약 유해폐기물(63품목) 및 OECD 황색폐기물(23품목) 86품목을 지정하여 유해폐기물의 국가간 이동으로 인한 환경오염을 방지하고 유해폐기물의 수출입을 규제하는 제도로 1994년 12월부터 운영하고 있다. 신고제도는 허가대상 외의 수입폐기물(25품목)에 대해서 수출입 관리를 강화하여 적정처리 유도하는 제도로 2008년 8월시행하고 있다. 현재 수입석탄재는 신고대상 품목에 포함되어 관리되고 있어 방사능 및 유해성, 국민정서를 고려하여 허가대상 품목 및 수입금지 품목으로의 제도개선도 검토해야 할 것이다.
74.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
2003년부터 시행된 EPR(생산자책임재활용)제도는 우리나라의 대표적인 재활용제도로 재활용품의 분리수거기반 조성 및 재활용산업을 활성화하는 견인차의 역할을 수행하고 있다. 이러한 재활용업체를 중심으로 한 지원정책은 폐기물의 수요시장을 확대하여 폐자원 가격을 상승시킴으로 인해 폐자원은 모으면 돈이 된다는 시장 인식이 확산되고 있는 추세이다. 이러한 EPR제도의 운영에 있어서 가장 중요한 재활용 프로세스는 수집운반, 선별, 재생품생산의 단계로 나누어 지는데 본 연구에서는 그 중 선별단계에 대하여 대도시 S구의 종합선별장을 집중조사･분석, EPR대상 포장재의 선별현황에 대하여 연구하였다. 본 연구에서 주로 조사･분석한 내용은 종합선별장에서 EPR포장재 재활용품 반입, 선별, 잔재물처리까지의 물질흐름을 파악하고, 포장재별 반입량에 따른 선별량의 비율조사 및 분석, 버려지는 잔재물의 성상분석을 실시하여 재활용품의 발생부터 선별까지의 물질수지량을 분석함으로써 현재 대도시의 EPR대상 포장재의 수집운반, 선별현황을 파악하고자 하였다. 연구결과, 대도시 S구의 종합선별장의 2013년 재활용폐기물의 총 반입량은 13,855.680톤이며, 이 중 38.89%의 양인 5,388.309톤만이 품목별로 선별되어 재활용업체로 판매되는 실정이다. 선별된 재활용품의 품목은 파지, PET, PP, PE, PS, 철캔, 알루미늄캔, 백색폐병, 갈색폐병, 녹색폐병, 잉고트, 따대기, 고철, 의류, 비철, 잡선, 작업철, 생활철, 양은, 스템레스, 고무통, 신주, 필터, 생수통, 옷걸이, 키판, 중철, 잡병, 파동, 샷시, 아크릴로나위어 선별되고 있었다. 이 중 EPR대상 포장재의 선별량은 PET병이 964.340톤으로 가장 많았으며(17.9%), 플라스틱 단일재질인 PS(요구르트병 등)가 40.810톤으로 가장 적은양이 선별되고 있었다(0.76%). 또한 선별되지 않고 버려지는 선별잔재물에 대하여 성상분석을 한 결과, 복합재질 필름류인 포장비닐이 가장 많은 양인 3,696.272톤으로 가장 많이 재활용되지 않고 버려지는 것으로 분석되었으며, 재생가치가 높은 철캔, 알루미늄캔의 경우 거의 잔재물이 발견되지 않는 것이 확인 되었다. 본 연구를 통하여 현재 대도시의 선별장에서는 재활용쓰레기 중 약 39%의 재활용품만이 선별되어 재생용품으로 생산되고 있으며, 재생가치가 낮은 필름류의 경우 거의 재생되는 양보다 버려지는 양이 많다는 것을 알 수 있었다. 이렇게 버려지는 필름류의 경우에도 제대로 선별되어 재활용 된다면 양질의 고형연료 또는 재생유로 재활용되어 유용한 자원으로 쓰일 수 있기 때문에 이러한 버려지는 재홀용품의 선별량 확대를 위한 노력이 꾸준히 이루어져야 할 것으로 판단된다.
75.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
수은은 인체의 신경계뿐만 아니라 인체 내 다른 여러 부정적인 영향을 준다. 수은의 위해성이 알려짐에 따라 최근에는 국제적인 움직임으로 UNEP(United Nations Environment Programme)에서 수은협약(Minamata Convention on Mercury)이 채택되었다. 이 협약의 목적은 수은 및 수은화합물의 인위적 배출로부터 공중보건 및 환경을 보호하는 것이다. 주요 협약 내용을 살펴보면 수은 및 수은화합물의 생산부터 폐기까지의 전과정을 관리하고, 수은제품을 단계적 금지, 배출원 파악 및 배출량 저감 등 다양한 내용을 담고 있다. 국내에서는 국제 사회의 요구에 따라 환경부와 국립환경과학원을 중심으로 하여 수은 유통 기초조사 및 수은 함유 폐기물 배출 실태조사 등이 이루어지고 있다. 다만 아직까지 폐기물처리시설 내에서 수은의 거동특성에 대해 연구자료는 해외에 비해 다소 부족한 실정으로, 이에 대해 좀 더 자세히 살펴볼 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 수은함유 폐기물 처리시설 내 수은의 물질흐름분석을 통해 시설 내 수은의 거동특성을 자세히 살펴보고자 한다. 본 연구에서는 문헌조사를 통해 수은 배출이 많을 것으로 판단되는 시설을 선정하여 현장조사를 실시하였다. 현장조사를 통해 확보된 데이터와 시설 내 수은의 샘플링을 통해 수은의 물질흐름 데이터를 분석하였다. 물질흐름분석은 Stan 2.5 Software를 통해 실시하였다. 연구결과, 하/폐수처리시설에서는 수은의 상당량이 슬러지형태로 배출되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 소각시설에서는 수은의 상당량이 비산재 형태로 배출되어 시설의 후단집진설비에 의해 폐기물로 배출되었다.
76.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
현재 폐기물 자원회수시설은 폐기물을 감량화‧무해화하고 소각처리시 발생되는 열을 이용하여 지역 기저 난방부하를 담당하고 있으며, 주민들에게 각종 편의를 제공하는 등 지역의 중요한 에너지원으로 자리하고 있다. 2012년 신재생에너지 통계에 따르면 전체 신재생에너지의 원별 공급비중에 있어서 폐기물에너지가 차지하는 비중은 67.8%로 나타나며, 그 중 산업폐기물 및 생활폐기물의 자원회수시설로부터 회수되는 에너지 생산량이 차지하는 비중은 전체 폐기물 에너지 생산량의 약 35%로 신재생에너지의 전체 공급비중을 고려할 경우 23.6%에 해당할 만큼 매우 중요한 비중을 차지하고 있다. 그러나 폐기물의 발생 및 성상이 불균일하고 특히 계절별로 상당한 차이가 있으며, 난방 열수요 또한 계절별로 큰 차이를 가지고 있다. 그로인해 에너지자원으로의 활용도는 감소한다. 본 연구에서는 폐기물 중간처리시설로서 자원회수시설들의 에너지 생산 및 활용실태를 파악하고 이를 효율적으로 이용하기 위한 기초자료를 확보하고자 한다. 에너지 전환효율을 평가하기 위해 수도권 소재 생활폐기물 자원회수시설 5곳을 대상으로 2011년 ~ 2013년 월별 에너지 생산, 손실, 공급량 등을 조사하였으며, 회수율법, R1, 손실율법을 이용하여 에너지 회수효율을 산정하였다. 5개 시설 전체 에너지 회수효율을 산정한 결과, 2013년 기준 회수율법 69.8%, R1 80.9%, 손실율법 68.8%를 나타내어 산정방식별로 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서는 회수된 여열을 사용량 기준으로 산정하였으며, 4개 시설(2012년 가동된 E 시설 제외) 3년간 평균 71.1%로 기존의 여열 생산량 기준으로 산정된 회수효율 75.5%와 다소 차이가 있었다. 각 시설별로 회수율법을 이용하여 최근 3년간 평균 에너지회수효율을 산정한 결과, A, B, C, D, E시설은 각각 74.6%, 69.3%, 71.7%, 64.6%, 61.0%을 나타내었으며, 시설규모가 가장 작은 E시설이 가장 회수효율이 낮았다. D시설의 경우, 대기오염방지시설 규모가 크고 옥외에 노출되어 있어 방열 및 기타 열손실이 많았으며, 이로 인해 에너지 회수효율이 비교적 낮았다. 계절별로는 하절기에 5개 시설 평균 63.4% ~ 68.9%의 회수효율을 나타낸 반면, 하절기를 제외한 연평균 회수효율은 71.2% ~ 76.1%를 나타내었는데, 이는 하절기에 열수요가 감소하여 생산된 에너지를 제대로 활용하지 못 했기 때문인 것으로 판단된다. 전기를 생산하는 시설은 2곳이었으며, 이들 시설은 하절기에 에너지 회수효율이 비교적 높게 나타나 에너지 회수방법을 다양화하였을 경우 그 효율도 높아짐을 확인할 수 있었다.
77.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
2011년 말 기준 전국에 가동 중인 공공하수처리시설은 500 m³/일 이상이 505개소에 시설용량은 25,017,730 m³/일이고, 500 m³/일 미만은 2,858개소에 시설용량은 210,376 m³/일에 달한다. 이는 2003년부터 하수도 보급률 78.8%에서 해마다 약 3%씩 증가하여 2011년도 말에는 90.9%로 증가되고, 인구증가 등의 요인에 따른 것이다. 또한 매년 하수처리시설의 유입유량과 유입하수농도의 변화는 지속적으로 증가하고 있다. 하수처리시설의 주 처리방법은 고액분리와 용존성 물질의 고형화하는 방법이 주를 이루며 이외에도 산화의 방법, 필터에 의한 방법 등으로 수중의 오염물을 배제시킨다. 특히, 용존성 물질을 고형화 하는 과정에서 대부분 유기성 물질로 구성된 오염물을 미생물의 처리과정으로 처리가 되어 지는데, 이 때 하수처리시설에서 생물 반응조의 상태를 보기 위하여 대부분이 SVI를 측정한다. 이는 미생물의 상태를 간접적으로 확인하고, 후단 공정에서의 고액분리의 정도를 예측하는 중요한 방법으로 많이 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 SV30의 측정방법에 대하여 높이에 따른 광원의 조사와 측정된 값을 인식 가능성에 대하여 실시하고자 하였다. 연구에 대상으로 사용된 슬러지는 경기도 안산시 A공공하수처리장의 생물반응조 내의 슬러지를 채수하여 실험에 사용하였으며, 이 때 사용된 슬러지의 TS는 3,428 mg/L, VS는 2,491 mg/L로 측정이 되었다. 광원으로 사용된 램프는 LED(White, Foryard Co. Ltd, Taiwan)으로 하단에서 최초 높이 20mm 정도를 제외하고 높이 17mm간격으로 20개를 설치하였다. 광원 검출기(Perkin Elmer Co., German)도 동일한 방법으로 설치하고 광원과 검출기 사이에 SV30을 실험하는 방법을 기준으로 1,000mL의 유리재질의 매스실린더를 사용하였으며, 광의 조사 및 검출의 외부 환경은 외란광이 존재하는 조건에서 실험을 실시하였다. 사용된 검출기의 특징은 외부 광원을 에너지로 인식하고 광원이 조사되면 저항(단위 Ω, R)이 내려가고, 광원이 차단되면 저항이 올라간다. 외란광의 환경에서 하부에서 상부로 갈수록 외란광의 차단효과가 적어져 메스실린더 내의 슬러지 투입전의 1,000 mL 위치에서 LED 램프 조사전은 4.78 kΩ, 0 mL에서 27.75 kΩ, 조사시는 1,000 mL 위치에서 3.49 kΩ, 0 mL에서 5.92 kΩ으로 측정이 되었다. 활성슬러지 투입시 압밀침전 전까지 슬러지 침강속도는 43.6 mm/min이었으며, 압밀침전의 속도는 3.58 mm/min으로 측정이 되었다. 이 때, 슬러지 계면이 있을 경우와 없을 경우의 측정차는 약 90 kΩ이상이 발생하여 슬러지 계면의 정도에 따른 측정이 가능할 것으로 판단된다.
78.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
국내 음식물류폐기물은 생활폐기물 발생량의 약 30%의 비율로 매우 많은 양 발생되고 있으며, 이러한 음식물류폐기물은 우리나라의 음식문화 특성으로 인한 높은 염분농도와 수분함량으로 침출수 및 악취문제 등 여러가지 환경문제를 야기해왔다. 이에 따라 2005년 이후 직매립을 금지시킴으로써 음식물류폐기물의 재활용 정책이 도입되고 자원화 시설이 설치되었다. 현재 국내에서는 습식 및 건식 사료화, 퇴비화, 탄화, 기계적 감량화 등 다양한 방법을 통하여 음식물류폐기물을 자원화 하고 있으며 그 중 사료화와 퇴비화 시설이 가장 보편적으로 운영되고 있다. 이와 같은 음식물류폐기물 재활용 정책의 적극적인 도입과 시설 증축으로 국내에서는 95%이상의 음식물류폐기물 재활용률을 달성 하였지만 실제 처리시설에서의 낮은 공정수율, 대량의 음폐수 발생, 악취, 운송과정에서의 부패 등 여러 가지 환경 문제점이 여전히 나타나고 있다. 따라서 본 연구에서는 실제 처리공정의 효율, 공정의 특징, 문제점 등을 파악하고자 하였으며, 이를 위하여 대전광역시 음식물류폐기물 처리시설 4곳(퇴비화 1곳, 사료화 3곳)을 중심으로 시설별 일반적 사항을 비롯한 투입 및 배출 물질의 종류와 양, 시설별 공정 주요 특징과 문제점 등을 조사하였다. 또한 조사 결과를 바탕으로 처리시설별 물질흐름분석을 통하여 물질수지를 마련함으로써 대전광역시 음식물류폐기물 처리시설의 운영 실태를 파악하고 문제점의 개선방안을 마련하였다. 본 연구에서는 대전광역시에서 발생하는 음식물류폐기물을 처리하는 시설을 바탕으로 현장조사를 실시하였다. 현장조사를 통해 확보된 투입 및 배출 물질에 대한 데이터를 바탕으로 시설별 물질흐름분석을 수행하고 물질전환계수를 산정하였다. 아울러 Stan 2.5 Software를 활용하여 분석을 실시하였다. 연구결과, 대전광역시 음식물류폐기물 처리 시설 중 반입 음식물류폐기물 대비 재활용 제품의 양의 비율은 건식 및 습식사료화 시설에서 가장 높은 것으로 나타났으며, 퇴비화 시설에서 가장 낮은 것으로 나타났다. 음폐수의 경우 퇴비화시설에서 반입되는 음식물류폐기물의 1.5배를 초과하는 대량의 음폐수가 발생되는 것으로 나타났으며, 이는 처리 공정 중 물질의 이동을 위하여 대량의 공정수가 불가피하게 투입되기 때문인 것으로 분석되었다. 이러한 낮은 공정수율, 대량의 음폐수 발생 등과 같은 문제점은 대부분 처리공정의 개선을 통하여 보완 가능한 사항들이기 때문에 보다 효율적이고 친환경적 관리를 위해서 스크류, 탈수기, 선별기 등의 시설개선이 반드시 필요할 것으로 분석되었다. 또한 적정 관리 방안 마련을 위해서는 보다 정밀한 관리시스템의 분석과 다양한 측면에서의 환경평가가 필요할 것으로 판단된다.
79.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
최근 들어 건축물의 규모 및 범위가 확대되어 각 구조물 부재의 크기가 커짐에 따라 건조수축 균열 발생확률이 증가하는 한편 콘크리트 제조용 원재료의 품질은 열악해지고 있는 상황이고, 레미콘의 경우도 작업성의 향상을 위해 단위수량을 증가시키는 등 여러 가지 원인으로 건조수축 균열발생에 의한 품질저하 문제가 자주 대두되고 있다. 이러한 건조수축을 개선하기 위해서는 경화 시에 적당한 팽창성과 chemical prestress를 부여하여 수축량을 보상해 주는 방법이 있는데 이러한 팽창반응을 일으키는 물질로는 칼슘설포알루미네이트(CalciumSulfoAluminate, 3CaO·3Al2O3·CaSO4)가 매우 효과적이며 이는 수화반응으로 에트린가이트(Ettringite, C3A·CaSO4·32H2O)를 생성하여 시멘트 몰탈 및 콘크리트를 팽창시키고 미세공극을 충진 함으로서 이의 첨가로 시멘트 콘크리트에 조강성, 팽창성, 고강도성 등의 우수한 특성을 부여 할 수 있으며, CSA클링커의 합성에는 석회질 원료, 알루미나질 원료 및 석고가 필요한데 이들은 모두 산업 부산물 및 폐기물로 대체 가능한 것이다. CSA는 1970년대 일본의 電氣化學工業에 의해 개발되어, 이후 중국의 Beijing Polar Bear Materials 등 몇몇 기업에 의해 상업생산이 이루어지고 있다. 한국의 경우, 특수시멘트 수요의 증가로 개발요구가 늘어나면서 1990년대 이후 석회석, 굴패각, 명반석, 폐촉매 등을 활용한 몇 차례의 CSA 개발이 이루어졌지만 원재료 조달, 운반비용, 소성 등 제조비용의 문제로 일본 및 중국업체 제품에 경쟁력을 갖추기 어려워, 현재 상업적인 국내 생산은 이루어지지 않고 있는 실정이다. CSA는 토목･건축용 재료의 속경, 조강, 팽창성 물성 발현제품의 용도로 다양하게 사용될 수 있으나 국내생산의 미비로 대부분 중국산으로 수입되고 있는 실정이다. 중국산 클링커의 연간 수입규모는 10,000톤 내외이며, 수입액은 30 ~ 35억원 정도이다. 건설재료 시장에서 CSA가 차지하는 시장규모는 1% 미만으로 경기변동에 따른 영향이 적은 편이다. 그러나 교량, 터널 등 고난도의 공사가 늘어나고 있고 그동안 높은 가격 때문에 사용량이 제한되어 왔음을 감안할 경우 잠재수요는 상당할 것으로 판단된다. 본 CSA 생산기술은 정유공장의 탈황석고와 알루미늄 주물업체의 폐알미늄 드로스를 주 원료로 사용함으로서, 기존의 석회석/보크 사이트 등 천연원료를 사용하는 수입산 제품에 비해 가격경쟁력이 우수할 뿐 아니라 산업부산물을 재활용함으로서 경제적･환경적으로도 큰 이점이 있다. 다만, 원재료 혼합공정의 안정화와 재료의 혼합/교반과정에서 발생하는 악취, 발열, 분진 등의 처리 등의 문제가 있어 이를 해결해야 사업화가 가능할 것이다. 최종적으로 본 사업을 바탕으로 현재 전량 수입에 의존하고 있는 CSA를 국산 제품으로 대체하고 장기적으로는 일본/중국 등에 상품 또는 기술 수출을 계획 중에 있다. 또한 품질향상 및 이를 발판으로 시멘트 혼화재로서의 γ-C2S와 같은 신제품개발을 목표로 하고 국내건설 산업에 이바지하고자 하는 것이다.
80.
2014.11
서비스 종료(열람 제한)
국내에서 하천의 제방을 보호하는데 중점을 둔 공법으로는 콘크리트 호안 블록을 설치하는 공법과 콘크리트 매트공법을 들 수 있으며, 식물의 생육에 중점을 둔 공법으로는 양재천에 도입되었던 유럽의 여러 공법들을 들수 있다. 또한 최근에는 식물의 식재를 위해 구멍이 뚫린 콘크리트 블록(유공블록)을 설치하는 방법들이 시도되고 있다. 제방의 보호에 중점을 둔 공법들의 경우, 특히 콘크리트 매트공법은 제방을 튼튼하게 보호하는 방법으로는 가장 좋은 효과를 보일 수 있으나 전혀 식생이 정착할 수 없는 비 환경적인 방법이며, 콘크리트 호안블록을 시공하는 경우는 블록의 사이에 잡초가 생육하기는 하지만 일부분에 한정되며, 블록의 틈새에서만 물과 공기의 공급이 가능하므로 제방의 전체에 식물이 생육하거나 미생물, 소동물의 생육이 불가능 하므로 생태 친화적인 공법이 될 수 없다. 국내에 도입된 외국의 여러 공법들은 식생이 정착되는 데는 유리한 점이 있지만 제방의 안전성을 확보하는데는 부족한 점이 많다. 특히 홍수기에 많은 물이 일시에 흐르는 우리나라의 하천 환경특성에는 적합하지 않다고 판단된다. 식물의 식재를 위해 블록의 일부를 제거한 형태의 콘크리트 블록을 시공한 경우 흐르는 물에 의하여 구멍에 채워진 토양이 유실되어 질뿐만 아니라 식물도 함께 유실되므로 블록의 이면에 두꺼운 부직포를 설치하게 되므로, 실질적으로 제방의 토양과는 완전히 분리되어 식물이 생육하므로 쉽게 식물이 유실될 수 있다. 일반적으로 콘크리트에서 식물을 재배할 경우, 식물이 자라지 못하는 이유는 콘크리트 자체가 높은 알칼리성을 나타내며, 뿌리 공간과 발아 공간이 없고 투수성 및 보수성이 낮으며, 식물에 필요한 영양분이 없기 때문이다. 따라서 식물을 생육시키기 위해서는 식생콘크리트의 pH을 줄이고, 공극률을 확보하여 뿌리 및 발아공간을 제공해 주어야 한다. pH을 줄이고, 공극률을 확보하기 위하여 고로슬래그 시멘트를 사용하여 옥상녹화블록을 연구 및 상용화한 사례가 있다. 즉, 잔골재를 사용하지 않고 굵은골재만을 사용하여 식물의 뿌리와 물 공기가 통과할 수 있는 연속공극을 형성하고, 이 연속공극을 통하여 식물의 뿌리가 지반까지 도달하여 블록과 지반과의 일체화로 구조적 안정성을 확보하였다. 이러한 옥상녹화블록 경험을 토대로 제철에서 발생하는 서냉 고로슬래그 골재를 생태하천복원용 식생블록골재 적용성을 검토함으로써 제철회사는 서냉 고로슬래그 골재의 수요처를 확보하는 동시에 폐기물 처리 비용의 절감 효과를 기대할 수 있다. 또한, 식생블록 생산업체는 저가의 골재 활용을 통해 안정적인 골재 수급과 원가절감 효과를 기대할 수 있고, 최종 성과활용 기관은 저가의 제품을 구입하여 공사비용을 절감할 수 있음으로써, 공급처, 수요처, 활용처 모든 참여업체가 WIN-WIN 할 수 있는 네트워크를 구축하는 사업이다.
