간행물
한국폐기물자원순환학회 학술대회자료집
- 발행기관 한국폐기물자원순환학회
- 자료유형 학술대회
- 간기 부정기
- 수록기간 1984 ~ 2018
- 주제분류 공학 > 환경공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 539DDC 628
권호리스트/논문검색
2016년 추계학술발표회 논문집 (2016년 11월) 134건
포스터발표
81.
2016.11
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Elemental mercury has a very high volatility allowing easy dissipation from water or soil into air. To better understand how the kinetics of diffusion of elemental mercury through a medium, which is soil in this study, a mercury diffusion column experiment was done. The correlation between temperature and equilibrium concentrations of mercury in standardized soil samples and a pure mercury standard were determined. Total mercury concentrations were analysed using CVAFS. The effect of time and soil depth to the kinetics of mercury diffusion were determined. Differences in mercury concentrations at different sampling probes were observed during the first few gas phase analyses. Equilibrium was reached through the column after 72 hours.
82.
2016.11
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수은은 환경에서 자연적으로 발생하는 중금속이다. 무기 수은의 상당량은 주로 광물, 광산, 산업 폐기물 등의 인위적인 원천에서 습식 및 건식 대기 증착을 통해 수생 시스템을 들어가게 된다. 대체로 물가의 바닥에 사는 박테리아에 의해 무기물의 수은 메틸화 반응은 수중 먹이 사슬에 있는 생물들에게 농축이 된다. 높은 농도의 수은과 메틸수은에 노출 될 때 인체에 미치는 영향은 신경과 생식의 죽음에 이르기 까지 하여 큰 국제적 문제를 일으킨다. 최근 철강 산업 도시인 포항의 형산강, 구무천, 칠성천의 재첩과 퇴적물에서 높은 수은 농도가 검출 되었다고 보고되었다. 구무천과 칠성천은 포항 산업 단지를 포함하고 있고 형산강으로 합류되는 하천임을 보았을 때, 두 개의 강에서 수은 오염에 산업 폐수의 영향과 형산강과 연관이 있는지 알아보기 위한 연구는 필수적이다. 따라서, 이 예비 연구의 목적은 형산강, 구무천, 칠성천에서 수집 된 퇴적물의 총 수은과 메틸수은 농도를 조사 하는 것이다.
83.
2016.11
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2012년 현재, 국내 광공업 중 자동차 및 트레일러 제조업, 금속가공제품 제조업 등 금속가공을 필요로 하는 사업체는 전체 광공업 사업체 중 약 40%를 차지하고 있으며, 이와 같은 금속가공 과정에서 필요로 하는 것이 절삭유이다. 그러나 절삭유 내에는 50~80% 정도의 미네랄 오일 외에 amins, carboxylates, chlorine, glycols와 같은 부식방지제, 안정제, 습윤제, 극압 첨가제 등 20여종 이상의 화학성분이 다량 함유되어 있으며, 인체에 지속적으로 노출 시 호흡기 자극, 천식, 폐렴, 피부염, 모낭염 및 피부암 등을 일으키게 된다. 또한 고농도의 유기성분이 함유되어 있으며 유기성분 외에도 금속가공유 내 함유된 암모니아성 질소는 수생태계에 방류되면 부영양화 및 녹조현상과 같은 문제를 일으키며, 수중에서 산화반응을 하여 아질산성 질소와 질산성 질소로 변화되면서 수계의 용존산소를 감소시켜 수계 내 오염을 일으켜 각별한 처리가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 수용성 절삭유의 효율적인 처리를 위해 용성전극인 알루미늄과 SUS316전극을 이용하여 전극간격, 전압, NaCl 농도변화를 통해 암모니아성 질소 제거 효율에 미치는 영향을 검토하여, 전극 특성과 각 인자에 따른 제거양상을 비교하였다. 본 연구에서 사용한 시료는 수용성 절삭유 W1-1종을 초순수와 함께 5%(V/V) 희석하여 사용하였으며 성상은 Table 1과 같다. 장치구성은 반응조, 전극, 전원공급장치, 전압안정기(AVR)로 진행하였으며, 장치모식도는 다음 Fig. 1에 나타내었다.
84.
2016.11
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본 연구는 전국에서 사육되고 있는 돼지 중 전라북도 내에서만 12%(1,151,406 두수)에 달하는 돼지를 사육하고 있으며, 다량의 악취를 배출하고 있는 돼지 사육두수가 많아 지속적으로 주변지역에 악취 영향을 미치고 있다. 특히 돼지는 최소취기감지농도가 낮은 악취물질을 배출함으로써 사람이 느끼는 심리적인 영향이 크고, 대부분 악취대책은 우선순위에서 제외된다. 특히 익산농장, 금오농장, 신촌 농장은 대규모 축사시설로 악취발생의 주요 원인으로 주목되고 있다. 주요 축산시설 익산시 민원 중 가축 분뇨에 대한 민원이 18% 이였으며, 축사 민원이 16%, 분뇨냄새에 대한 민원이 23%로 총 민원의 50% 이상이 축사와 분뇨 냄새에 대한 민원 이였다. 민원은 여름철 6,7,8월 여름철 민원이 많이 차지하고 있었다. 완주군 민원조사에서는 전체 악취 중 축산에 관련된 민원은 33%이상를 차지하고 있었으며, 공업 악취와 같이 가장 많은 비중을 차지하고 있다. 악취 중 왕궁 축산단지 근처 둔산리 악취 민원이 25%, 김제 용지면 근처 혁신도시 민원이 8%로 나타났다. 축사시설 배출원별 복합악취 측정결과는 익산 소규모 2, 익산 중대규모 2, 김제 소규모1, 정읍 중대규모 1 시설이 기준치를 초과 하였다. 특히, 김제 소규모 1은 복합악취 희석배수가 100배로 기준치의 6배를 넘는 수치를 보여주었으며, 배출원별 지정악취 주요 측정결과는 전체 축사시설에서 암모니아, 황화수소, 메틸멀캅탄 모두 부지경계선 지정악취 배출허용 기준을 초과하지 않았다. 메틸멀캅탄의 경우는 모든 지역에서 불검출 되었으나, 규모별로 평가 시 김제시 소규모 축사시설에서 암모니아는 337.4 ppb, 황화수소는 3.7 ppb 로 가장 높은 농도를 보여주었다. 연구결과를 토대로, 주변지역에 미치는 악취 영향권 분석을 수행하여 효율적인 악취저감을 위한 시설관리방안과 악취저감 정책을 제안하여, 지자체에서 축산단지의 효율적인 악취 민원관리를 제시하고자 한다.
85.
2016.11
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86.
2016.11
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최근 선진국을 중심으로 자원고갈 및 기후변화에 대응하기 위하여 폐기물을 이용한 에너지화 기술(WTE)이 주목을 받고 있으며, 국내에서도 폐자원을 활용한 자원순환형사회 구축을 위해 폐기물 연료화 시설(MBT, Mechanical Biological Treatment)로 고형연료 즉, SRF(Solid Refuse Fuels)를 생산하여 발전하는 시설이 도입되고 있다. 유럽에서는 1990년부터 최근까지 300개 이상의 MBT 시설이 설치 운영 중에 있으며, 초기에는 폐기물의 매립량 최소화 또는 매립지의 환경부하를 절감하기 위한 방법에서, 최근에는 SRF 생산 또는 에너지 생산에 주목적이 되고 있다. 국내에도 ‘16년 현재 부산광역시, 수도권매립지 등 약 20여개의 생활폐기물 연료화 시설이 가동 및 계획 중에 있으나, 생물학적 처리공정(BT, Biological Treatment)이 결여된 MT(Mechanical Treatment)위주의 공정으로 인해 고형연료로 회수할 수 있는 가연성물질이 상당부분 저품위 잔재물로 배출되어 매립 또는 소각처리 되고 있다. 이에 유럽을 중심으로 가연성폐기물을 대상으로 생물학적 처리(BT, Biological Treatment) 기술이 포함된 MBT 시설이 증가하고 있으며, 이 중 하나의 기술인 호기성 미생물의 활동으로 인해 발생되는 열을 이용하여 폐기물에 포함된 수분을 건조시키는 Bio-drying 공법이 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 국내 운영되고 있는 생활폐기물 연료화 시설에서 고형연료로 회수되지 못하고 배출되는 저품위 잔재물에 포함된 수분을 Bio-drying 공법을 이용하여 건조하는 과정에서 발생되는 악취의 특성을 평가하고, 악취를 저감하기 위한 적정 약품을 선정하여, 향후 저품위 잔재물 건조공정의 악취 저감 기술을 개발하기 위한 자료로 활용하고자 한다.
87.
2016.11
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Adsorption using highly porous and highly functionalized sorbents is a straightforward removal technology currently being employed, however the range of contaminants is limited. A novel sorbent was synthesized from activated carbon and Zr-based UiO66 metal organic framework to remove both cationic and oxyanionic metals from aqueous solutions. The composite was characterized using FSEM-EDS, FT-IR, XRD, and TGA, and showed successful integration of UiO66 on the surface of activated carbon. Batch adsorption tests with ICP-OES reveal that the composite has removal efficiency >95% for Pb (II), Cu (II), Se (IV), and As (V). The hybrid material is a promising sorbent for the removal of both cationic and oxyanionic metals for wastewater purification.
88.
2016.11
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The re-emission of mercury (Hg), as a consequence of the formation and dissociation of the unstable complex HgSO3, is a problem encountered in flue gas desulphurization (FGD) treatment in coal-fired power plants. A model following a pseudo-second-order rate law for Hg2+ reduction was derived as a function of [SO32-], [H+] and temperature and fitted with experimentally obtained data to generate kinetic rate values of (0.120 ± 0.04, 0.847 ± 0.07, 1.35 ± 0.4) mM-1 for 40°, 60°, and 75℃, respectively. The reduction of Hg2+ increases with a temperature increase but shows an inverse relationship with proton concentration. Plotting the model-fitted kinetic rate constants yields ΔH = 61.7 ± 1.82 kJ mol-1, which is in good agreement with literature values for the formation of Hg0 by SO32-. The model could be used to better understand the overall Hg2+ re-emission by SO32- happening in aquatic systems such as FGD wastewaters.
89.
2016.11
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불소는 다양한 산업 분야에서 주로 활용되고 있는 물질로, 불소를 사용하는 산업공정의 예로는 대표적으로 반도체, 전자 산업의 세정 공정뿐만 아니라 액정 디스플레이, 금속 산업, 유리･세라믹 산업, 냉매, 고분자 산업 등 국가 주력 산업을 다수 포함되어 있다. 불소를 함유하는 폐수는 이러한 산업공정에서 폐기물로서 다량 발생하며 또한 R-124a와 같은 폐 냉매제의 처리 과정에서도 상당량 발생하는 것으로 알려져 있다. 이러한 불소는 일정량 이상이 인체에 유입이 되면 갑상선 장애, 신경 손상 등의 인체 손상을 일으킨다. 따라서 불소의 배출은 법률에 의해서 엄격하게 규제되고 있으며, 배출량을 제어하기 위한 적절한 처리 방법의 적용이 필수적으로 요구되고 있다. 더불어 불소의 원료물질인 형석(불화칼슘, CaF2)은 매장량이 한정적이며 점점 부가가치가 높아지고 있어, 불소 함유 폐수에서의 불소 회수 공법은 그 필요성이 점차 커지고 있는 실정이다. 불산 폐수의 처리 방법으로는 석회 침전법, 흡착법, 이온 교환법, 역삼투, 미세여과, 막분리 공정 등이 있으며 가장 일반적으로 사용되는 기술은 폐수 내의 불소를 난용성 CaF2으로 전환하여 제거하는 침전법이다. 침전법은 불소 함유 폐수에 칼슘염을 주입하여 용해도가 매우 낮은 CaF2를 생성하고 이를 침전시켜 제거하는 방법이다. 침전법의 다양한 문제점을 회피하기 위하여 유동층 반응기(fluidized bed reactor)를 이용한 결정화 방법을 고려해 볼 수 있다. 본 연구에서는 불소 재생을 위한 효율적인 유동층 반응기의 설계를 위하여 Seed 물질인 CaCO3 입자를 통해 반응기 내에 적절한 유동층을 형성하는 문제에 주안점을 두고, superficial velocity(SV, 공탑속도)와 유입구의 형상을 변수로 하여 최적의 유동화를 이룰 수 있는 주입방법 및 조건에 대한 수치 해석적 연구를 수행하였다.
90.
2016.11
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1900년대 초부터 금속 가공 장비의 수명 연장 및 가공물의 품질 향상을 위해 금속 가공 공정에 절삭유가 이용되어 왔다. 금속 가공 특성에 따라 절삭효율 향상을 위해 각종 첨가제를 포함시켜 여러 종류의 절삭유가 제조되고 있으며, 일반적으로 수용성과 비수용성으로 분류된다. 비수용성 절삭유의 경우, 폐유처리과정에서 유독성 물질 발생, 발연･발화 등의 문제로 수용성 절삭유의 사용이 점차 증가해 왔으며, 국내에서 이용되는 절삭유의 60% 이상이 수용성 절삭유이다. 사용된 수용성 절삭유는 비수용성 절삭유와 같이 소각처리 하기에는 비용이 크며, 수계로 유출시 COD 약 30,000~100,000ppm의 고농도 유기성분에 의해 인근 수계를 오염시킬 수 있으므로 각별한 처리가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Ti-IrO2전극을 이용하여 NaCl 첨가, 인가전압 변화를 통해 수용성 절삭유 내 오염물질의 전기화학적 처리에 미치는 영향을 검토하고, 수용성 절삭유의 전기화학적 처리에 대한 기초자료를 제공하고자 한다. 시료는 U사의 W1-1종 수용성 절삭유를 이용하였으며 증류수와 혼합하여 5% 농도의 인공 시료를 제조하였다. 시료의 특성은 Table 1, 실험 조건은 Table 2에 나타내었다.
91.
2016.11
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92.
2016.11
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산업단지에 입주한 업체에서 발생되는 폐수는 업종별로 성상이 다양하고 같은 성분이라도 수십배의 함량차이를 보이고 있어 대부분의 산업단지 폐수종말처리장에서는 안정적인 처리 효율을 유지하기 위해 업체별로 개별 처리한 처리수를 폐수종말처리장으로 유입시켜 처리하고 있는 실정이다. 따라서 폐수 발생 업체들은 폐수를 생물학적 방법, 물리･화학적인 방법을 이용하여 폐수를 처리하고 있으며, 화학적 처리 방법을 채택하고 업종이 많은 것으로 알려져 있다. 주를 이루고 있다. 한편 폐수 처리 과정에서 발생되는 슬러지는 자체 처리하는 경우도 있지만, 대부분 탈수 처리한 후에 지정 페기물 해당 여부에 따라 상이한 방법에 의해 위탁 처분되고 있다. 그러나 이러한 폐수 처리 과정에서 발생되는 슬러지의 성상에 대해서는 지정 폐기물 해당 여부를 판단하기 위한 자료만 있으며, 지정 폐기물 기준 항목 이외의 성분에 대한 다양한 정보와 축적된 자료가 전무하여 발생 슬러지에 대한 체계적으로 관리하기에는 한계가 있다. 따라서 산업단지내 업종별 발생 슬러지의 특성을 파악하고 이들 슬러지 관리 체계의 구축을 위한 기초적 자료를 확보하기 위해 대구지역 S 산업단지내에 입주하고 있는 폐수 발생 업체 중 18업체(6개 업종)에 대해 원수, 처리수 및 슬러지를 채취하여 그 성상을 비교･검토하였다. 연구 대상 업체에 대한 슬러지를 조사･분석한 결과, 염색 업종은 상대적으로 알루미늄의 함량이 높은 것으로 나타났으며, 일부 업체는 100g/kg을 상회하였다. 특히 도금 업종에서는 300g/kg을 상회하는 업체도 있는 것으로 나타났다. 철은 조립 금속 업종에서 가장 많이 함유된 것으로 나타났으며, 칼슘의 함유량은 대부분의 업종에서 높게 나타났다. 그리고 석유 화학 업종이 타 업종에 비해 인의 함유량이 높은 것으로 나타났다, 검토한 업종별 슬러지에서 100g/kg을 상회하는 함유량을 보인 성분은 알루미늄, 철, 크롬, 칼슘이었다. 알루미늄, 철, 칼슘은 대부분 폐수의 처리 과정에서 투입된 응집제에서 기인된 것으로 판단되며, 크롬은 도금 업종에서 배출된 것으로 나타났다.
93.
2016.11
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현대축산업에서 발생되는 수질오염 물질은 축사에서 배출되는 축산분뇨가 대부분을 차지하고 있다. 소규모 축산 농가는 대규모 축산 농가와 달리 정확한 배출현황의 파악이 어려운 비점오염원으로써 관리와 통제가 어렵고 잘 이뤄지지 않고 있다. 이에 따라 다량의 유기, 무기 오염물질들과, 특히 부영양화, 녹조, 수화현상을 발생시키는 인과 질소 중 용존물질인 인산염, 질산성질소, 아질산성질소, 암모니아성질소의 처리가 시급하다. 현재의 처리방법은 가격이 저렴하고 간편한 화학적 처리방법을 이용하고 있다. 하지만 이는 슬러지의 양을 증대시키고 화학응집제에 의한 이차적인 문제를 야기한다. 따라서 이런 문제를 해결할 방안 중 하나로 전기분해와 응집을 통한 축산폐수 처리가 모색하고 있다. 하지만 소규모 축산농가는 대체로 도서 산간지역에 있어 전기분해와 전기응집에 필요한 전기를 얻기 위해 송전탑과 배전설비를 설치하는 것은 매우 비효율적이다. 이를 개선하기 위해 태양광설비를 이용하여 소규모 축산농가에서 자체적으로 전력을 확보, 전기분해와 응집을 진행하려 한다. 생산된 전기는 플랜트의 전력수급 뿐만 아니라 잉여전력은 생활전력으로 활용하여 환경적 이점과 경제적 이익을 동시에 취할 수 있게 될 것이다. 따라서 위와 같이 소규모 축산농가에서 환경적, 경제적 두가지 장점을 모두 취할 수 있는 플랜트를 개발･제시하는 것이 이 연구의 핵심이라 할 수 있다. 따라서 소규모 축산농가 폐수처리를 위해 태양광설비를 이용하여 전력을 자체적으로 수급하여 전기분해와 응집을 통해 질소와 인의 농도를 줄이고, 독자적인 처리 플랜트를 개발･발전시키는 것이 이 연구의 핵심이라 할 수 있다. 본 연구는 실험실 규모의 장치를 이용하여 항온 70℃를 유지하며, anode(+)에 Fe, Cathode(-) 316-SUS, 전극간격은 10mm를 유지하여, 1A CC(Constant Current)조건으로 시간에 따른 인산염(PO43-), 질산성질소(NO3-), 아질산성 질소(NO2-), 암모니아성 질소(NH4+)의 농도를 측정하였다. 자외선 원자흡광광도계(UV spectro photometer)를 이용하여 분석 한 결과 인은 초기 30분 이내에 초기농도 1000ppm에서 280ppm 감소한 720ppm으로 약 28%대의 저감효율을 가지는 것으로 나타났으며 질소는 초기 2시간 이내에 초기농도 6000ppm에서 2280ppm 감소한 3720ppm으로 약 38%대의 저감효율을 가지는 것으로 나타났다.
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2016.11
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최근 온실가스에 의한 지구온난화에 대한 국내외의 관심이 급증하여, 주요 선진국을 필두로 하여 국제적인 협약 체결을 맺어 온실가스를 감축하고자 노력하고 있다. 한국도 온실가스 저감 목표를 세우고 이를 달성하기 위해 다양한 분야에서 관련 기술을 개발하고 있다. 특히, 한국 온실가스 배출 분야에서 온실가스 감축 잠재력이 비교적 큰 것으로 알려진 콘크리트의 주재료인 시멘트에 의한 온실가스 저감 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이는 한국뿐만 아니라 국제적으로 공통적인 큰 관심 연구 분야이다. 시멘트의 1 ton 생산 시에는 주요 온실가스인 이산화탄소가 0.7~1.0 ton 배출되는 것으로 알려져 있으며, 이는 전체 이산화탄소 배출량의 7~8%를 차지한다. 따라서 콘크리트 제조 시에 시멘트를 대신하여 고로슬래그, 플라이애쉬 등의 산업부산물을 활용하여, 시멘트 사용량을 줄여서 이산화탄소 배출량을 저감하고자하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 산업부산물을 적용한 알칼리 활성 콘크리트의 탄소 흡수 및 물리역학적 특성을 확인하여 실제 시멘트 대체용으로 활용 가능성을 확보하고자 하였다. 콘크리트 제조 시에 첨가되는 시멘트를 고로슬래그 및 플라이애쉬로 대체함으로써, 시멘트 사용량 저감을 통해 간접적으로 이산화탄소의 배출을 줄이고, 활성화시킨 고로슬래그를 활용하여 직접적으로 이산화탄소를 포집하였다. 또한 양생조건에 따른 이산화탄소 흡수능 및 이산화탄소 흡수 전후의 화학적 특성을 확인하고자 20~80℃ 범위에서 양생한 시료의 이산화탄소 흡수 및 물리역학적 특성을 비교하였다. 탄소 포집용 알칼리 활성 콘크리트를 제작함에 앞서, 기초 실험을 통해 다양한 산업부산물 중에서 이산화탄소 활성화제 및 시멘트 대체용으로 동시에 활용 가능한 최적의 산업부산물로 고로슬래그를 선정하였다. 고로슬래그의 수경성 확보를 위해 수산화칼슘 및 규산나트륨을 활성화제로 사용하였다. 바인더와 활성화제, 증류수를 투입하여 혼합한 알칼리 흡수제는 질소 충진한 항온 챔버에서 24시간 동안 보관하였다. 20℃에서 양생한 시료의 이산화탄소 흡수량은 51.5 g-CO2/kg였으며, 40℃에서 양생할 때 이산화탄소 흡수량은 59.3g-CO2/kg으로 가장 높았으나, 60, 80℃에서 양생한 시료의 경우 CO2 흡수량이 20, 40℃에서 양생한 시료에 비해 낮았다. 압축강도를 측정한 결과도 이산화탄소 흡수 실험결과와 동일한 추세를 보였다. 이산화탄소 흡수 및 압축강도 실험결과들을 바탕으로, 본 연구에서 개발한 알칼리 활성 콘크리트는 이산화탄소 흡수제 기능을 갖는 건축재료로써 활용이 가능하며, 특히 40℃에서 양생 할 경우 알칼리 활성 콘크리트의 이산화탄소 흡수능이 극대화 될 것으로 판단된다.
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2016.11
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지속적인 경제 성장으로 인한 생활 패턴 및 소비구조의 변화에 의해 폐기물 발생량은 급격히 증가하였으며, 발생 및 특성에 따른 적정처리에 대한 어려움을 겪고 있다. 특히, 유기성 폐기물은 2012년 해양 투기의 전면금지에 따라서 대체할 수 있는 처리 방안에 대해 지속적으로 방법을 강구하고 있는 실정이다. 음식물 폐기물의 경우 높은 유기물 함량과 높은 수분함량으로 직접적인 연료화보다는 퇴비화 및 사료화 등으로 처리하고 있으나, 악취 및 폐수 처리문제 등이 야기되고 있다. 본 연구에서는 수열탄화를 이용하여 Biochar를 생산하고, 생산한 Biochar 특성변화에 대한 연구를 진행하였다. 수열탄화의 온도변화에 따라서 음식물퓨 폐기물의 유기물의 특성 변화 및 연료 특성 변화에 대한 상관관계와 적용성에 대한 평가하였으며, 실험조건은 180-240℃에서 1시간동안 반응하였다. Biochar의 특성분석을 위행원소분석, 공업분석, 발열량 및 유기물 변화 등을 분석하였다. 수열탄화를 통해 발열량이 증가하였으며, 탈수성이 향상되는 결과를 얻었다. 음식물의 유기물의 용해에 의해 Product yield는 낮아지는 결과를 보였다. 화학적으로는 탄소함량의 증가를 통해 발열량이 증가하였다고 판단되며, 높은 온도에서는 분해율이 높아서 고형물 및 탄소 함량이 낮아지는 결과를 알수있었다. 수열탄화를 통해 얻어진 Biochar는 국내 Bio-SRF 기준에 적합한 결과를 보였으며, 수열처리는 음식물류 폐기물 처리의 한 방법으로 제시가능하다고 판단된다.
96.
2016.11
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기존의 하수슬러지 처리는 슬러지의 안정화와 감량화를 주목적으로 하였으나 최근 슬러지 처리계획은 처리 후 슬러지의 유효이용을 포함하게 되었다. 특히 유럽, 미국, 일본 등에서는 하수슬러지를 biosolids로 정의하고 슬러지 처리방법을 자원화에 이용하고 있으며, 매립지 부족 및 대체에너지 확보를 위한 하수슬러지 감량화/에너지화 기술수요가 증가하고 있다. 이에 따라 국내에서도 슬러지의 에너지화에 대한 관심이 급증하였고 에너지화의 대표적인 방법으로 혐기성 소화가 이용되고 있으며, 연구의 초점이 소화조 설비 및 가용화 기술에 대한 연구에 집중되어 있다. 하지만 최근 유럽, 일본 등지에서는 혐기성 소화 이외에 하수슬러지 내에 포함된 지방 및 지질 성분으로부터 화학 촉매를 적용하여 바이오디젤로 전환하는 기술이 연구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내의 하수 슬러지의 지질 함량에 대한 연구를 진행하고 지질회수율과 지질회수율을 높일 수 있는 방법에 대한 연구를 진행하였다. 하수슬러지의 지질 함량을 확인하기 위한 방법으로 화학적 방법인 지질의 용매 회수법을 사용하였으며, 지질회수율의 증대를 위한 전처리 방법으로 열적 전처리를 사용하여 지질회수율 증대를 확인하였다. 최적의 지질의 용매 회수법을 선정하기 위하여 3가지 용매를 사용하여 실험을 진행하였고, 열적 전처리의 최적 조건을 찾아보고자 125~250℃의 온도를 25℃ 범위로 시행하였다.
97.
2016.11
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산업발달로 인한 화석 연료의 급격한 사용으로 기후변화와 연료고갈 문제가 대두되고 있어 폐기물자원화 및 신재생에너지에 대한 관심이 급증하고 있다. 선행되어온 연구들은 바이오매스나 플라스틱의 대체연료 가능성 연구들로 국한되어 진행되었다. 폐플라스틱 필름의 경우 많은 연구가 진행되어 왔으나, 현재 발생되는 폐플라스틱 필름에 관한 연구는 미비한 상황이다. 많은 폐플라스틱 필름의 발생량에 비해 절반정도를 웃도는 재활용처리 비율은 다른 폐플라스틱 필름 처리방안 마련이 필요하다는 점을 시사한다. 열분해를 이용한 오일 및 화학원료 생산에 대한 관심이 높아지고 있다. 따라서 본 연구에서는 폐플라스틱 필름의 물리･화학적 특성 분석 및 열중량분석기를 통한 동역학분석과 파이롤라이저-가스크로마토그래피 /질량분석기를 이용한 반응 생성물 분석하여 폐플라스틱 필름의 열분해 공정 도입 가능성을 추가 확인하고자 한다. 또한 현재 배출되는 폐플라스틱 필름류의 열분해 특성과 어떤 성분이 생성되는지 알아보고 공정설계 기초자료로 활용되고자 폐플라스틱 필름의 열분해 특성연구를 수행하였다.
98.
2016.11
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수열탄화(HTC, HydroThermal Carbonization)는 수분함량이 높은 바이오매스를 바로 적용하여 닫힌계에서 (closed system)에서 승온시키면 150℃~250℃범위에서 열수(hot water)에 의하여 고형물의 유기물 일부가 분해되기 시작하여, 탈카르복실화(decarboxylation)와 탈수(dehydration)반응이 유도되며 O/C, H/C 비율을 낮추고 탄소고정을 통해 바이오매스 고형연료의 에너지밀도를 높여 연료로서의 특성이 향상된다. 또한 수열탄화 반응시 높은 수분함량을 건조하여 수분을 증발시키지 않고 물로 분리함으로서 수분 제거시 소비되는 에너지를 일반건조기술 대비 50%이상 절감함으로서 하수슬러지 고형연료화의 경제성을 향상 시킬 수 있다. 이렇게 분리된 액체생성물에는 유기물 분해에 의해서 용해성 유기물이 다량 농축되어 혐기소화의 전처리 기술로도 적용되고 있다. 본 연구에서는 Lab scale과 1ton/day pilot plant를 이용하여 수열탄화를 하수슬러지에 적용하여 반응특성 및 연료 효율 향상을 확인하였다. 반응온도별 각 반응생성물의 특성 파악을 통해서 최적의 반응조건을 도출하였다. 또한 수열탄화 반응물에서 후단의 혐기소화 공정의 저해인자 제거를 위한 질소회수 공정으로 생기는 pH 변화에 따른 탈수특성 변화와 원인을 확인하였다.
99.
2016.11
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본 연구는 응집제 자동투입장치를 탈수기 전단에 장착하여 농축슬러지의 플록상태에 따른 고분자 응집제 주입량을 다르게 함으로써 탈수케이크의 함수율 저감 및 응집제 사용량 절감, 탈수여액의 수질개선 등 탈수특성에 미치는 영향을 평가하는데 그 목적이 있다. 응집제 자동투입장치를 B시 S하수처리장의 벨트프레스 전단에 적용한 결과 고속회전 및 응집제 분사를 통한 균일한 플록이 형성됨에 따라 기존 시스템 대비 탈수케이크 함수율 및 응집제 주입율 저감효과를 나타내었다. S하수처리장 농축슬러지(TS; Thickened sludge)에 대한 여름철, 가을철 및 겨울철의 기존 시스템 대비 응집제 자동투입장치의 최적 운전조건은 탈수케이크의 함수율 기준으로 판단해 볼 때 각각 DS-P(14%), DS-P(13%) 및 DS-P(12%)로, 이때의 탈수케이크 저감율은 25.3%, 30.7% 및 13.3%를, 고분자 응집제(P; Polymer) 저감율은 17.6%, 16.7% 및 20.0%를 각각 나타내었다. 응집제 자동투입장치의 회전속도와 유입 농축슬러지량 대비 고분자 응집제 주입율과의 상관관계를 평가한 결과 회전속도를 900~1,200 rpm의 범위 내에서 운전시 플록형성이 양호하게 나타났다.
100.
2016.11
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염색가공 공정 중 텐터 후처리 과정은 섬유에 다양한 기능성을 부여하기 위해 화학약품 처리 후 건열에 의한 섬유의 셋팅을 하는 단계로 건조에 필요한 고온의 열원이 필요로 한다. 고온의 열원에 의해 기계작동을 위한 윤활유가 증발되면서 유증기(Oil-mist)형태와 각종 첨가제에서 증발된 오염성분이 함께 배출되게 된다. 또한 열원 에너지 특성상 150~160℃ 고온의 폐열이 상당량 발생한다. 염색가공 산업의 에너지 비용은 제품가격의 상승을 가져오고 있으며 이에 따른 저인금 개발도상국간의 경쟁력 저하를 발생시키고 있어 배기되는 폐열을 회수/재이용을 하는 시스템 도입이 시급한 과제이다. 기존 텐터후단에서 발생되는 폐열을 회수하기 위한 연구사례가 있지만 배기가스 중 함유된 분진 및 폐유로 인한 열교환 모듈의 폐쇄에 따른 열교환 효율 미비로 성공적인 상용화 모델이 없는 실정이다. 이를 해결하고자 섬유업종 텐터 후단에서 발생되는 고온의 배기가스를 전단 열교환식 스크라바와 건식전기집진 기술을 접목하여 폐열 회수와 동시에 악취유발물질인 폐유를 회수하고 회수 된 폐유는 정제연료유로써 재활용 가능성을 평가하였다. 본 연구를 위해 400CMM 규모의 열교환 스크라바 건식전기집진 시설을 부산에 위치한 ‘D’사의 염색가공업체에 설치하여 폐열에너지 회수량, 폐유 회수량, 회수된 폐유의 총발열량등을 평가 하였다. 평가 기술 적용대상 업체는 합섬 섬유(폴리에스테르)원료로 해포, 염색, 가공 등의 공정을 거쳐 염색된 화학섬유를 제품으로 생산하는 염색 가공업체로 360 m3 용량의 텐터 1대를 보유 하고 있다. 기존 개발된 건식전기집진시설의 낙모와 폐유로 인한 집진모듈의 오염으로 인한 관리 어려움을 개선하기 위한 열교환식 스크라바를 적용 하여 부산 염색공단내 보급화에 성공하였다. 운전 성능 평가 결과 회수되는 폐유는 0.032 L/m3･hr으로 평균 수분량 8.1~8.2%의 양질의 폐유를 회수 하였으며 발열량은 100,444 kcal/kg으로 B-C유 발열량과 유사 하였다. 배기가스에서 회수된 폐열(에너지)회수량은 평균 발생량 대비 67%인 16 kcal/m3･hr이며 암모니아와 톨루엔의 제거효율 70%이상의 우수한 결과를 나타냈다.
