간행물
한국폐기물자원순환학회 학술대회자료집
- 발행기관 한국폐기물자원순환학회
- 자료유형 학술대회
- 간기 부정기
- 수록기간 1984 ~ 2018
- 주제분류 공학 > 환경공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 539DDC 628
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2015년 춘계학술발표회 논문집 (2015년 5월) 108건
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2015.05
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현행 재활용기준비용은 2002년 연구용역 결과를 토대로 산정된 것으로 당시에 비하여 재활용 여건과 제도의 변화가 있었기 때문에 변화된 여건을 감안한 재활용 기준비용의 재산정이 필요하다. 재활용기준비용이 분담금 및 지원비의 기준으로써 역할을 하기 위해서는 회수와 재활용 단계를 구분한 단계별 순비용이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 회수 및 재활용 시스템의 각종 유형 및 비용변동 요인 등의 분석을 위해 재활용 품목별 특성을 고려하여 물질흐름도를 통해 재활용 표준 프로세스 수립에 목적을 두고 있다. 재활용가능자원의 회수와 관련된 영역은 크게 지자체 영역과 민간영역으로 구분된다. 지자체 회수영역은 단독주택 지역을 대상으로 한 혼합수거 및 종합선별을 하는 흐름이며, 회수 및 선별여건이 열악하고 많은 비용이 소요된다. 그리고 선별 후 발생하는 수익 대비 비용이 많이 들어가며 지자체의 재정으로 부담하고 있는 실정이다. 민간영역은 공동주택 등에서 배출되는 재활용품의 회수영역이며 단독주택 지역의 재활용품이 동네고물상을 거쳐 이 영역으로 들어올 수도 있다. 이 영역의 회수 시스템은 민간업체간 자율적인 경쟁과 계약에 의하여 작동하고 있기 때문에 매우 복잡한 체계를 가지고 있으나, 크게 종합선별시스템과 전문선별시스템으로 구분할 수 있다. 또한 재활용가능자원의 재활용 영역은 품목에 따라서 재활가능자원의 특성을 감안한 분석을 할 필요가 있다. 플라스틱은 재질(단일재질, 복합재질, PVC 등) 및 재활용 방법(재생원료, 재생제품, RFP, 유화 등)에 따라 구분하며 PVC의 경우 기준 수액백 위주의 비용산정이었기 때문에 기타 가정발생 포장재의 PVC에 대한 별도 비용산정이 필요하다. EPS의 경우 선별단계에서 잉코트 생산이 되고 있으며 통상적으로 회수경로가 다른 수산물 양식부자와 전자제품 역회수 물량, 농수산시장 등 다량발생원에 대한 별도 분석도 필요하다.
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2015.05
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우리나라에서는 5개 발전사의 10개 화력발전소에서 2013년 기준으로 약 891만 톤의 석탄재가 발생하고 있다. 석탄재는 약 82%가 비산재, 18%는 바닥재로 구성되어있으며, 이 중 비산재는 대부분 레미콘혼화제 및 시멘트 대체원료 등으로 재활용되고 있으나 바닥재는 발전소 내의 매립시설에 보관되어 있는 실정이다. 본 연구에서는 바닥재의 토양으로 재활용 가능성을 평가하고자 하였으며, 석탄재가 함유하고 있는 유해물질을 중심으로 석탄재의 환경영향 가능성 평가를 위해 SP 및 HD석탄재를 각각 단독 또는 토양과 혼합하여 컬럼시험(Percolation test)을 진행하였고, 대조군시험을 위해 비오염토양을 확보하여 동일하게 분석을 수행하였다. 컬럼시험에 사용한 유입수는 해수, 산성강우(pH 4.5), 증류수이며, 유입 유속을 1 mL/min으로 유지하여 운전하였다. 각 컬럼에서 2L씩 최대 15 Fraction의 용출액을 채취하였으며, 채취한 즉시 pH, 온도 및 전기전도도를 측정하였고, 이 외에 생태독성, 중금속 및 이온물질을 분석하여 유해물질 용출 패턴을 확인하였다. 컬럼 용출액 중 pH를 모니터한 결과, SP 석탄재는 8.20~8.78, HD 석탄재는 7.63~8.03 범위를 보였다. 석탄재에 함유되어 있는 다양한 중금속의 용출패턴을 확인한 결과, 전반적으로 유출량에 따른 뚜렷한 감소특성을 보이지 않았다. 철(Fe)은 초기 용출액에서 낮은 농도가 검출되다가 6 Fr 이후부터 높은 농도가 유출되었고, 다시 12 Fr 이후부터 감소하였다. 석탄재를 단독으로 사용한 컬럼에 비해 토양과 혼합한 컬럼의 용출액 중 보론(B) 농도가 낮은 것으로 나타났다. Al, Mn, Ni, Sb, Se 등은 특별한 경향을 보이지 않았으며, 이 외에 분석한 중금속 항목 중에 Cd, Cu, Pb, Zn, Hg, 6가크롬은 용출액에서 모두 불검출 되었다. 용출액을 가지고 물벼룩의 급성독성을 시험하여 유입수에 따라 독성 수준이 다른 것을 확인하였다. 즉, 석탄재 자체의 독성보다는 해수, 담수, 산성강우 등 유입수의 영향을 받는 것으로 보인다. 증류수를 유입한 컬럼 중 SP석탄재는 모두 불검출 되었고, HD석탄재에서는 첫 번째 유출액에서만 1 TU이상의 값이 나오다가 이후 감소되었다. 해수를 흘려준 컬럼에서는 염도의 영향으로 1~2 TU 이상이 5 Fr 까지 유지되었고, 산성강우를 흘려준 SP석탄재와, 토양과 혼합한 HD석탄재 컬럼에서는 10 Fr 까지 1 TU이상을 유지하였으며 최대 8.2 TU의 독성을 나타내었다. 국내에서는 생태독성을 산업폐수 배출허용기준으로 적용하고 있으며, 청정지역과 청정지역 외로 구분하여 각각 1 TU와 2 TU로 규제하고 있다. 미국 델라웨어주와 뉴욕주, 독일의 폐수종말처리장에서도 2 TU로 관리하고 있다. 석탄재중 용출시험 결과 2 Fr 이후부터는 2 TU 이하를 유지하는 것으로 나타났으나, 일부 컬럼의 초기 용출액에서 나타난 독성영향에 대해서는 추가적인 검토가 필요하다.
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2015.05
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2003년부터 시행된 우리나라의 대표적인 재활용제도인 EPR제도는 재활용품의 분리수거기반 조성 및 재활용산업을 활성화하는 견인차의 역할을 수행하였다. 그러나 제도운영 10년의 기간을 거치면서 재활용공제조합의 분리운영으로 인한 행정비용과다지출, 의무생산자의 개별위탁으로 인한 재활용 사업자간 과다경쟁심화, 낮은 재활용지원금으로 인한 재활용업체들의 채산성 악화 등 제도상의 여러 문제점이 발견되어 2013년 재활용촉진에 관한 법률이 개정되었다. 하지만 기본적으로 재활용사업자들이 재활용업체운영에 있어서 명확한 경제적 손익에 대한 분석이 이루어지지 않아 EPR제도의 가장 중요한 요소인 재활용지원금, EPR분담금, 재활용기준비용에 대한 설정이 매우 어려운 실정이며, 그 중에서도 가장 비율이 많은 합성수지류에 대한 회수 및 재활용단계의 경제성분석이 반드시 필요한 실정이다. 본 연구에서는 합성수지류 재활용품인 PET병, 단일재질용기류, 복합재질필름류 포장재에 대하여 회수 및 재활용업체 설문조사와 현장방문조사를 실시하여 현재 EPR제도상 합성수지류재활용품의 품목별, 단계별 표준프로세스를 설정하고, 그에 따른 회수재활용소요비용을 산출하여 손익정도를 분석한 후, 그에 따른 향후 재활용지원금 및 EPR분담금이 산정될 수 있는 기준을 마련하고자 하였다. 각 품목별 재활용지원금 및 분담금단가의 산정은 사회적인 표준인건비 및 적정 시설투자를 하였을 경우인 적정투자모델과 재활용업체가 적자를 메우고 수익을 창출하기 위하여 인건비 및 시설투자를 최소화한 현실투자모델로 나누어 산정하였다. 연구결과 재활용시장 활성화를 위하여 지급되어야할 회수재활용 적정 지원금은 적정투자모델Case PET병의 경우 무색 114.6원/kg, 유색 244.7원/kg, 복합재질 352.6원/kg, 단일재질용기류의 경우 116.2원/kg, 복합재질필름류의 경우 254.9원/kg의 재활용지원금이 필요한 것으로 분석되었으며, 현실투자모델Case PET병의 경우 무색 78.5원/kg, 유색 208.6원/kg, 복합재질 316.5원/kg, 단일재질용기류의 경우 77.6원/kg, 복합재질필름류의 경우 210.1원/kg의 재활용지원금이 필요한 것으로 분석되었다.
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2015.05
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현재 우리나라 인산제조시설에서 인산부산석고는 매년 150만 톤 정도 발생하는 것으로 추정되며, 발생량의 약 15% 정도는 시멘트 응결지연제, 석고보드, 기능성 비료 등 제한적으로 재활용되어 왔다. 그러나 대부분의 인산석고는 인산제조시설 인근에 있는 인산석고적치장에 장기 적치되어 시설관리비용만 연간 수십억 원이 들어가고 있으며, 강풍, 강우 등 자연재해가 발생할 경우 적치된 인산석고가 주변 토양, 바다, 지하수, 하천 등으로 유출될 수 있다. 또한 인산석고 적치장에서 근무하는 작업자의 건강에도 영향을 줄 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 상향류 컬럼통수시험(Up-flow percolation test)을 이용하여 환경성 평가방법을 정립하고, 토양혼합비를 50%까지 증가했을 때 용출농도에 따른 환경영향 및 현장시공 시 문제점을 검토하고자 하였다.
폐인산석고는 인산석고 적치장에서 충분히 혼합하여 건조한 다음 컬럼에 토양과 폐인산석고를 50:50으로 혼합한 후, 일반토양 충진컬럼(대조시료)과 일반토양과의 층상혼합(50:50(w/w))과 균질혼합(50:50(w/w))하여 충진한 컬럼(대상시료)실험 2가지를 수행하였다. 증류수를 60 mL/h, 선속도 15±2 cm/d, 고액비 0.1~10 L/kg로 흘려 10 Cycles을 받아 시험액으로 조제하여 분석하였다. 조사항목은 pH, 전기전도도, 중금속류(칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 비소 등 유해물질), 이온물질 (불소이온, 질산성질소이온, 염소이온, 황산염이온 등)을 폐기물공정시험기준을 참고하여 토양 깊이별로 시료를 채취한 후 분석하였다.
폐인산석고 혼합비와 매립방식 관련 상향류 컬럼통수시험(Up-flow percolation test) 결과, 시간에 따라 pH는 약간 증가하고, 전기전도도는 감소하는 특성을 보였고, 중금속 용출농도는 시간에 따라 칼슘농도는 완전혼합방식이 층상혼합방식보다 농도증가가 더 높게 나타나는 경향을 보이며, 대부분 유해중금속 농도는 미량으로 검출되었다. 불소이온은 시간에 따라 증가하고 혼합방식에 따라 농도차이가 나타났으나 황산염이온은 감소하는 경향을 보이며 혼합방식에 따른 차이는 크지 않았다.
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2015.05
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근래 들어 자원 및 화석 연료 절감을 위해 산업단지 입주 기업들은 비용 절감을 위해 다양한 노력을 하고 있으며 이를 달성하기 위해 녹색 성장을 화두로 내세웠다. 녹색 정장(Green Growth)을 정의하면 온실 가스와 환경 오염을 줄이는 지속가능한 성장이며 녹색 기술과 청정 에너지로 신성장 동력과 일자리를 창출하는 신국가 발전 패러다임이라 할 수 있다. 녹색 성장의 개념은 환경(Green)과 경제(Growth)가 상충된다는 고정 관념에서 탈피하여 양자의 시너지 효과를 극대화하고 경제 성장을 추구하되 자원 이용과 환경 오염을 최소하하여 이를 다시 경제 성장의 동력으로 활용하는 선순환 구조로 전환하는 것이다. 이러한 개념에 입각해 전통적인 제조업 중심의 산업단지를 부산물 및 에너지 교환을 통해 자원 효율성을 최적화하고자 생태산업단지 구축 사업을 추진하게 되었다. 생태산업단지(Eco-Industrial Park, EIP)는 먹이사슬로 공생하는 자연 생태계의 원리를 산업에 적용하는 개념으로 기업과 기업, 공장과 공장을 서로 연결시켜 생산 공정에서 배출되는 부산물, 폐기물, 폐에너지 등을 다른 기업이나 공장의 원료 또는 에너지원으로 쓸 수 있도록 재자원화하여 산업단지내의 부산물이나 오염물질을 최소화하는 “녹색 산업단지” 라 정의할 수 있다. 생태산업단지 구축 사업은 2005년부터 추진되어 왔으며 1단계 사업은 시범 사업으로 2005년부터 2010년까지 5개 산업단지(청주, 울산, 포항, 여수, 반월･시화)를 대상으로 추진 하였으며 2010년부터 2014년까지 2단계 사업으로 Hub & spoke 방식으로 8개 광역자치단체에서 추진 되었다. 그 동안의 성과를 바탕으로 2015년부터 3단계 사업으로 12개 광역자치단체를 대상으로 2019년까지 추진할 계획이다. 대전 생태산업단지 구축 사업은 2015년부터 3단계 사업을 본격적으로 추진하게 되었으며 지정 산업단지는 대덕산업단지, 대전산업단지, 대덕테크노밸리를 사업 범주로 하고 있다. 3단계 생태산업단지 구축 사업은 기 추진된 1･2단계 사업과 차별되는 것이 대상단지 대폭 확대 및 에너지 자원 순환의 다양한 공급자 및 수요자 확대 등을 통해 국가 규모 산업 공생망을 확대하고, 산업 공생을 산업단지 인근 지역까지 확대하여 산업과 지역 사회가 공생하는 지역 친화형 산업 공생망을 구축ㅎ사며 기 추진된 자원 순환 과제을을 보급형기술 package를 개발하여 민간 전문 컨설팅사를 활용하여 신성장 자원순환사업 기반 조성, 마지막으로 적극적인 해외 교류를 통한 개도국 EIP 확산을 위하여 다양한 협업으로 글로벌 협력체계를 강화하고자 한다. 3단계 사업의 비전으로 산업단지와 지역 사회가 상생하는 스마트 에코사회 실현 설정 하였는데 스마크 에코사회는 하나의 유기체로 간주하여 다양한 활동과 구조가 자연생태계가 지니고 있는 자립성, 순환성, 안전성을 가지며 에너지 절약, 이산화탄소 감축, 자원 재활용 등 환경 요소를 상당한 수준으로 개선 및 향상시키는 사회라 정의할 수 있다. 3단계 사업을 통해 원가 절감 및 매출 증대 5,000억원/년, 온실 가스 감축 200만톤/년, 일자리 창출은 5년간 800명, 기업 협력 동반 성장을 5년간 1천5백사를 이루고자 한다. 대전 생태산업단지 구축 사업도 3단계 사업의 목적 달성을 통해 다양한 사업 추진을 통해 기여하고자 한다.
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2015.05
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This study has intended to analyze the characteristics of Resource Circulation Networks: Focused on Chungbuk Eco-Industrial Park (EIP). To reach the goal, this study has divided the networks into such fields as energy, waste, and water, and analyzed the characteristics of each field's projects, already finished or in process, in accordance with network development process, environment, and economy. This study analyzed promotion system and treatment method of the network projects for network development process, and environmental pollution load decrease and air pollutants for environment, and treatment cost reduction, resource purchase cost reduction, etc. for economy. This study found the following results: 1) as for promotion system and business type in network development process field, 8 projects adopted corporate-led system and recycling network, and 3 projects governance system and value-added network project respectively; 2) as for environmental pollution load reduction, air pollutant reduction in environment field, both all projects in water and 6 projects in waste have reduced 92,800 t/year of pollution loads, and all projects in energy and 6 projects in waste have reduced 66,000 t/year of air pollutants, especially 48,000 t CO2/year; and3)as for economic benefits in economy field, it has been found that total economic benefits are 30 billion won.
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2015.05
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Torrefaction is a treatment which serves to improve the properties of biomass in relation to thermochemical processing techniques for energy generation. In this study, the torrefaction of sewage sludge, which is a non-lignocellulosic waste was investigated in a horizontal tubular reactor under nitrogen flow at temperature ranging from 150-600℃. The torrefied sewage sludge products were characterized in terms of their energy yield, ash content and volatile fraction. The energy and mass yields decreased with an increase in the torrefaction temperature. The pelletization and the combustion characteristics of the torrefied sewage sludge was studied in isothermal and non-isothermal conditions.
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2015.05
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우리나라는 현재 ‘폐기물 관리법’의 지정폐기물은 11종으로 대분류되고 74종으로 세분화 되어 있어서, EU 및 미국에 비하여 폐기물 목록의 분류가 세분화되어 있지 않고 포괄적으로 관리 되고 있다. 따라서 관리대상 유해폐기물의 항목이 적으며 유해특성의 적용범위가 제한적이고, 배출원 정보가 결여되어 있다. 이와 같은 문제점을 해결하고, 국제적 동향에 발맞추기 위해 폐기물 분류를 업종별, 공정별, 유해성분 등에 의해 명확히 분류해야 한다. 폐기물 목록 분류를 통해 폐기물 관리가 효율적으로 이루어 질 것이며, 폐기물 분류의 오류를 방지하고 국제적 환경변화에 발맞추어 대응 할 수 있을 것이다. 지정폐기물로 관리되고 있는 광재폐기물의 최근 발생량은 2008년부터 꾸준히 증가하고 있다. 연도별 광재의 연간발생량11)은 2007년 13,497 ton, 2008년 25,295 ton, 2009년 12,776 ton, 2010년 12,773 ton 그리고 2011년 15,112 ton 으로 평균 15,890 ton 이다. 또한, 2011년도 광재의 연간 처리량은 재활용이 9,386.6 ton, 매립 301.7 ton, 기타 처리 및 이월보관 합산량은 5,566.7 ton 으로 나타났다. 광재의 관리는 현행 폐기물 관리법12)에서 지정폐기물에 함유된 유해물질 7항목 (Hg, Pb, Cd, As, Cr6+, Cu, CN)에 대해 용출 시험에 의한 규제 기준으로 관리하고 있으며, 함량기준 및 시험방법은 마련되어 있지 않은 실정이다. 지정폐기물에 함유된 유해물질 기준은 Pb 3 mg/L, Cu 3 mg/L, As 1.5 mg/L, Hg 0.005 mg/L, Cd 0.3 mg/L, Cr6+ 1.5 mg/L, 그리고 CN은 1 mg/L 으로 관리되고 있다. 따라서 본 연구에서는 폐기물 발생량이 증가하고 있는 사업장 배출시설계 폐기물 중 광재류의 용출 및 함량특성을 조사하였다. 이에 따라 국내 열처리 공정 22개 사업장 25개 시료를 채취하여 무기물질류 7항목(Cr6+, Cd, Cu, Pb, Hg, As, CN)을 용출 및 함량분석하였다. 광재의 배출특성 조사결과 일반 폐기물로 관리되는 광재 중 폐기물관리법 용출기준을 초과하여 지정폐기물로 관리가 필요한 시료 (2건/13건)와 이와 반대로 지정폐기물에서 일반폐기물로의 관리가 필요한 시료 (11건/12건)가 있는 것으로 조사되었다. 이러한 분석결과에 따라서 일반/지정폐기물 가능성이 있는 광재에 대한 장기적인 모니터링이 필요하며, 향후 국내에서 발생되는 광재의 효율적인 관리를 통한 지정 및 일반폐기물 처리 체계를 보완해야 할 것으로 판단된다.
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