간행물
한국폐기물자원순환학회 학술대회자료집
- 발행기관 한국폐기물자원순환학회
- 자료유형 학술대회
- 간기 부정기
- 수록기간 1984 ~ 2018
- 주제분류 공학 > 환경공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 539DDC 628
권호리스트/논문검색
2017년 추계학술발표회 논문집 (2017년 11월) 117건
1.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
급격한 경제적･사회적 변화에 따라 제조업에서 발생하는 폐기물의 종류와 발생량 역시 다양하고 복잡하게 변화하고 있다. 사업장폐기물은 위해성에 따라 사업장일반폐기물과 지정폐기물로 분류되며, 지정폐기물은 사업장폐기물 중 주변 환경을 오염시킬 수 있거나 오염성 폐기물 등 인체에 위해를 줄 수 있는 유해성분을 지니고 있는 폐기물로써, 적정한 처리를 위해 관리 및 감시 등의 조치가 필요하다. 이러한 이유로 폐기물관리법에서는 올바로시스템을 통하여 지정폐기물의 발생량과 처리량 통계조사를 1년마다 실시토록 하고 있다. 따라서 본 연구에서는 지정폐기물 통계조사를 효과적으로 활용하기 위하여 물질의 흐름을 분석하여 정량적이고 체계적으로 평가하였다. 올바로시스템를 통하여 통계자료를 수집하였으며 2007년에서 2012년 사이의 자료는 통계방식이 다소 상이함으로 2005년과 2015년에 대하여 발생량과 처리량을 비교 분석하였다. 이에 본 연구에서는 국내 제조업에서 발생하는 지정폐기물에 대한 업종별 물질흐름분석을 통해 주요 발생물질과 발생원을 파악하고 지정폐기물 관리 및 정책 수립의 기초자료를 제공을 목적으로 한다.
2.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
국가 통계(National Statistics)는 국가의 정책방향을 결정하는 매우 중요한 기반이다. 국가 통계의 정확성, 시의성, 접근성 등 통계품질이 좋아야 국제적으로 신뢰성을 확보할 수 있다. 이러한 배경에서 수행한 이전 연구에서는 국가 폐기물통계에 담긴 데이터에 대한 정확성과 접근성을 살펴보고 기후변화 대응과 자원순환사회 구축을 위한 정책을 펼치는데 개선이 필요하다는 점과 방향을 제시한 바 있다. 국제연합(UN)에서는 국가통계의 기본원칙에 국제기준 사용에 대한 내용을 담고 있다. 국제기준 사용은 각 국가 통계기관이 국제적인 개념, 분류, 방법을 이용하는 것은 국가기관 모든 수준의 통계 체계에 대한 정합성(일관성) 및 효율성을 향상시킨다고 명시하고 있다. 물론 권고사항이기에 반드시 국내에서도 OECD등과 같은 국제기구 통계와 정합성을 맞추기 위한 의무는 없다. 하지만 한국의 국제적 위상이나 앞으로 펼쳐질 자원순환 기본법과 기후변화협약 시행이 예정되어 있어 국가가 발행하는 폐기물통계에 대한 중요성이 조명 받는 점을 고려하면 국제기준과 정합(整合)성에 대한 논의가 필요하다고 생각한다. 대표적으로 OECD통계와의 정합성 부문을 중심으로 살펴본 결과, OECD통계에서는 폐기물처리를 회수(Recovery)와 처분(Disposal)으로 구분하고 있다. 회수는 물질재활용, 퇴비화･혐기성소화, 소각(에너지회수 ○), 기타로 구분하고, 처분은 매립과 소각(에너지회수 ×), 기타로 구분한다. 반면 국내 폐기물통계는 재활용(Recycle), 소각(Incineration), 매립(Landfill)으로 구분하고 있다. 국내와 OECD통계상 구분하는 체계는 다르지만 이것만을 가지고 정합성이 떨어진다고 볼 수 없다. 다만 국내에서는 재활용에 폐기물고형연료(SRF)를 집계하는 점과 소각시설에서 에너지 회수하는 기준도 시설을 설치하고 있는지 여부만 가지고 평가하고 있는 점은 OECD 주요 회원국인 EU나 미국 그리고 일본의 통계와 정합성이 다르다. OECD통계와 정합성을 이루기 위해서는 우선적으로 폐기물처리 용어 정의나 에너지회수 기준을 명확히 해야 한다.
3.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
현재 스마트폰을 비롯하여 전기자동차(EV), 드론, ESS(Energy Storage System) 등 여러 번 충·방전이 가능한 리튬이차전지가 들어가지 않는 첨단기기를 찾아보기 어려운 상황이다. 이와 같이 이차전지 시장이 크게 성장함에 따라 효용 만료, 폐기 등을 통해 폐배터리의 형태로 그 배출 또한 급증하고 있어 관리체계가 구축될 필요가 있다. 리튬이차전지는 기존 전지 대비 에너지 밀도가 3배 정도 높고 무게가 가벼워 널리 활용되고 있으나, 폭발 위험이 있어 안전 측면에서 관리가 필요하다. 해외 각국에서는 리튬이차전지 시장이 급속히 확대됨에 따라 향후 발생할 폐배터리의 배출에 대비하여 친환경적인 자원회수 및 유해물질 관리 등을 통하여 폐배터리가 환경에 미칠 영향을 최소화하고 원재료를 대체해나가고 있다. 미국의 경우, 연방법 ｢Mercury-Containing and Rechargeable Battery Management Act｣하에 폐리튬이차전지를 관리하고 있다. 유럽연합(EU) 역시 ｢Battery Directive｣를 통하여 폐배터리를 관리하고 있으며, 생산자책임제도에 기초하여 수거 및 재활용 체계를 구축하고 있다. 한편, 국내의 경우 ｢자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률｣에 따라 생산자책임재활용제도(EPR)제도를 통하여 니켈카드뮴전지 등 폐배터리를 관리하고 있으나, 리튬이차전지는 포함되어 있지 않다. 또한 전기차 폐배터리(보조금 지급대상)의 경우 ｢대기환경보전법｣에 따라 지자체에 반납하도록 하고 있으나, 이후 관리체계가 부재한 상황이다. 이에, 본 연구에서는 전기차 폐배터리를 대상으로 배출-수거-자원회수-활용에 이르기까지 각 단계별 관리체계를 마련하고 자원순환성을 제고하기 위한 방안을 검토하였다.
4.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
수은은 실생활에서 형광등, 전지, 치과용 아말감이나 시약 및 의약품 등에 많이 사용되고 산업적으로도 전기스위치 등에 중요하게 사용된다. 수은은 증기형태로 흡입할 경우, 폐렴을 일으키고 중추신경계 및 신장에 매우 유해하여 전 세계적으로 수은 및 수은 화합물의 사용이 금지되거나 제한을 받고 있으며 대체물질과 대체 공정에 대한 개발이 이루어지고 있다. 최근 몇 년 사이에 병원이나 학교에서의 혈압계나 온도계의 수은 누출사고와 형광등 생산시설의 해체 및 철거 중 근로자의 수은 중독 및 환경오염 사고와 비철금속업체의 수은 폐기물 처리문제에 대한 논쟁이 불거지게 되었다. 전국 병원 2,500개소 설문조사 결과, 143개 병원에서 혈압 및 체온계의 약 4천여개 (약 140 kg-Hg)가 회수와 폐기가 필요한 것으로 조사되었다. 또한 미나마타협약에서 요구되는 수은 수출･입, 공급원 파악, 임시보관 및 유통･보관, 회수, 처리 등 단계별 수은의 회수, 유통, 관리에 대한 체계 구축이 미흡하다. 수은 폐기물은 미나마타협약에 의하여 ‘수은 구성 폐기물’, ‘수은 함유 폐기물’, ‘수은 오염 폐기물’로 나눠지고 본 연구에서는 ‘수은 및 수은화합물’을 포함하여 수은 제품 및 폐기물에 대하여 수출입, 유통, 회수, 폐기 등 전과정 단계별 흐름 분석을 통하여 수은의 국내 흐름을 파악하고 관련 법 제도의 문제점을 분석하고자 함에 있다. 또한 수은 관련 유통량을 조사하고 폐기물의 처리 공정을 파악하여 대상 물질, 원료 사용량, 시스템 경계설정, 데이터 수집 및 분석, 계산과 검증 등의 절차를 걸쳐 물질수지에 근거하여 ‘물질흐름도’를 작성하여 도출하였다. 물질흐름분석을 보다 쉽게 활용하고 적용할 수 있도록 ‘물질흐름분석 소프트웨어(STAN 2.5)를 활용하여 공정 내의 데이터 유입과 유출을 Shankey diagram 형태로 표현하였다. 수은의 정적물질흐름분석 결과, 2015년 기준 국내 유입량은 약 3톤(제조량: 0 ton, 수입량: 2.2 ton)으로 집계되고 수입된 수은은 대부분 형광램프 제조, 시약 및 촉매 제조 등의 용도로 사용된 것으로 나타났다. 수은의 국내 회수 가능량은 대략 0.6 ton/yr으로 보인다. 수은의 동적 물질흐름분석 결과, 국내 형광등은 2013년 기점으로 감소하고 향후 LED 램프로 교체될 것으로 예상된다. 수은 배출량 역시 2020년 약 758 kg-Hg으로 예상되었고 2030년에는 약 22 kg-Hg에 불과할 것으로 예상된다.
5.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
최근 유럽은 2015년 순환경제사회로의 정책 기조 발표에 따라 자원효율성 지표 개발 등 관련 활동을 추진하고 있으며, 국내에서도 자원순환기본법이 2018년부터 시행될 예정이다. 또한 기존의 전자제품등자원순환법에서는 재활용 소재 사용에 따른 재활용 분담금 감면 정책이 시행되는 등 폐기물 최소화 및 순환자원 확보를 위한 정책 및 제도가 확대되고 있다. 이에, 국내외 자원순환 관련 정책 및 제도에 사전 대응하기 위해 국내 기업의 재활용 플라스틱 사용 현황을 파악하고, 재활용 소재 활성화 방안을 마련하고자 한다. 본 연구에서는 전기전자제품 완제품 제조업체를 대상으로 설계단계의 소재선정에 대한 일반현황, 재활용 소재 사용 현황, 재활용 플라스틱 사용 활성화 방안, 재활용 플라스틱 표준화 방안에 대한 설문조사를 진행하였다. 응답 기업의 주요 생산제품은 소형기기, 중형기기, 대형기기, 통신사무기기 순이며, 제품에 사용되는 플라스틱으로는 ABS, PVC, EP 등이 있다. 또한 응답 기업의 41%는 제품 설계단계에서 소재선정 및 검토의 주목적으로 성능 및 품질향상, 바이어 및 법적요구사항 만족으로 답변하였으며, 86%의 기업은 재활용 플라스틱 사용에 대해 현재 적용하고 있거나 확대 예정이라고 응답하였다. 응답 기업의 95%는 재활용 플라스틱 사용 시 재활용 분담금 감면 제도에 대해 인지하고 있으나 감면인정금액이 적어 활용하기 어렵다고 응답하였다. 이에, 재활용 플라스틱 활성화를 위해서는 금융･조세지원의 제도적 보완뿐만 아니라 재활용 소재 기술개발 지원, 국가표준 제･개정, 재활용 사용비율 의무화 도입 등의 방안이 필요한 것으로 나타났다. 특히, 응답 기업의 100%가 재활용 플라스틱 함유율 산정 방법 등 재활용 플라스틱 관련 표준 제정의 필요성을 인지한바, 표준 제정이 재활용 플라스틱의 보급‧확산에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다.
6.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
인구 증가와 인구의 도시 집중 발생, 이에 따른 도시의 변화와 생활양식의 변화 등은 자연환경에 끊임없는 부담을 가중시켜 환경문제를 발생시키고 있다. 현대 산업사회의 대량생산, 대량소비 등으로 인한 폐기물 문제는 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 이에 발생량이 증가하면서 폐기물문제는 사회적 이슈로 등장하게 되었다. 이러한 문제가 대두됨에 따라 스위스 제네바의 연방 폐기물 정책은 미래의 재활용을 위해 가정용 폐기물을 분류하는데 초점을 맞춤으로써 자원 보호의 목적을 달성하게 되었다. 연방 및 시의 권위자는 각 가정들의 폐기물 분류를 향상시키기 위하여 강화된 정책기구 또는 사회기반시설을 바탕으로 하는 기구들, 그리고 설득력 있는 기구들을 이용하여 제네바에서 2002년부터 2013년까지의 가정용 폐기물을 분류하고, 재사용하는 정책에 대해 평가와 현 상황의 분석을 함께 진행하였다. 정책 평가의 결과는 소각세 등 강화된 기구들이 제네바 자치당국의 분류 시스템 및 사회기반시설들이 효율적으로 향상되는 것을 보여준다. 아직 이러한 연구가 미흡한 우리나라 가정생활폐기물에 대해 제네바의 선행연구를 바탕으로 폐기물흐름분석과 향후의 각 도시별 트랜드를 예측하는 지표를 개발함으로서 가정계 생활폐기물의 적정관리 방안 마련을 위한 기초자료로 활용하기 위해 연구를 진행하였다.
7.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
국가통계포털의 주요 연령계층별 추계 인구에 따르면 우리나라는 2018년에 65세가 넘는 고령 인구가 고령사회의 기준인 14%를 넘어 14.3%가 되고 그 비율이 2025년에는 20%, 2031년에는 25.3%된다. 이는 4명 중 1명이 고령자인 현재 일본의 수준이 된다. 또한 우리나라의 독거노인의 비율 7.4%이고, 전라남도의 경우 16.8%에 이르고 있어 고령화 사회의 폐기물 대책을 마련해야 할 시점이다. 우리보다 앞서서 고령화 사회로 진입한 일본이 겪고 있는 고령화 사회의 폐기물 문제는 유품정리 폐기물의 적정처리, 집에서 발생하는 의료폐기물의 안전처리, 고령자로 구성된 세대의 쓰레기 배출 서비스 제공이다. 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 일본에서는 독거하던 고령자가 사망할 경우 유품을 후손이 직접 정리하기 어려운 경우가 많고, 유품정리업체에 의뢰하는 경우가 많다. 그러나 가재도구 등 생활용품을 모두 일괄 수탁 받아 유가물은 선별하여 팔고 잔재물은 쓰레기로 처리하고 있으나 이에 대한 처리체계가 확립되어 있지 않아 문제가 발생하고 있다. 둘째로 일본에서는 집에서 치료를 받거나 인슐린 자가 주사에 사용된 주사바늘이 가정쓰레기와 함께 섞여 배출되어 수집 작업원이 주사바늘에 찔리는 사고가 발생하고 있다. 이에 따라 동경도는 자체적으로 가정에서 발생하는 주사바늘을 약국을 통하여 수집하여 처리하는 체계를 구축하였다. 셋째, 일본에서는 거동이 불편하여 스스로 쓰레기를 배출할 수 없는 고령자만 있는 세대가 증가하고 있다. 따라서 지자체 중 23%가 이런 세대를 위한 폐기물배출 지원 서비스제도를 시행하고 있다. 또한, 고독사 대책과 연계하여 여러 날 쓰레기를 배출하지 않을 경우, 수집 작업원이 안부를 묻는 서비스를 제공하는 곳이 폐기물배출 지원 서비스를 제공하는 지자체 중 73%에 이르고 있다. 본 연구에서는 위에서 우리나라가 앞으로 발생할 위의 세 가지 문제를 해결하기 위해 어떻게 대응하여야 하는 지에 대하여 검토하여 그 방안들을 제시하였다.
8.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
EU WEEE, EU ErP, EU ELV, 국내 자원순환법 등 국내외 자원순환 관련 규제가 점차 강화됨에 따라 규제의 이행방안은 제품의 설계단계에서 원재료 사용량을 절감과 제품별 재활용률 목표치를 요구하고 있다. 현재 제품은 소비자의 다양한 기호 및 제품별 기능성을 부여하기 위해 재활용이 어려운 복합소재로 구성되어 있어 폐기단계에서 재활용이 어려운 실정이다. 재활용 용이 설계를 위해 기업별 제품 설계 가이드라인이 존재하나, 다양한 산업군에서 적용하기에는 방법론이 상이하여 전 산업에서 고려할 수 있는 가이드라인이 필요하다. 이에, 본 연구에서는 환경성 평가 항목을 중심으로 유니소재화 제품 평가 가이드라인을 개발하고, 전기전자제품을 적용한 사례를 제시하고자 한다. 유니소재화 제품 평가항목은 소재 종류 단순화, 재활용 가능성, 소재의 범용성, 체결 공수 최소화, 체결 종류 단순화, 구조 단순화, 순환자원 이용 가능성, 자원의 소비효율성으로 구성되며, 각 항목별 가중치는 전문가를 통한 AHP 기법을 적용하였다. 평가항목은 기존의 사후평가 항목을 기반으로 구성하였으며, 국내 자원순환법, EU에서 논의중인 자원효율성 표준 항목을 참고하여 개발하였다. A사 셋톱박스를 대상으로 유니소재화 제품 평가를 진행하여 적용가능성 여부를 판단하였고, 가중치가 높은 소재종류 단순화와 재활용가능성 항목은 각각 20점 만점에 14.2점, 16.4점으로 확인되었다. 종합점수는 100점 만점에 70.0점으로 유니소재화 제품 평가 결과는 적합으로 나타났다. 재활용 용이 설계를 위한 유니소재화 전략을 수립하는 기업들에게 평가 기준을 마련함으로써 전략 도출 방향을 제시하고 평가를 통해 제품의 실현 가능성을 점검할 수 있다. 그러나 환경성 중심의 평가로 인한 기술성의 차별성 및 경제적인 효과 등의 부재는 본 방법론의 평가를 통해 적용가능성 판단 후 별도의 비용편익분석 및 특허분석을 수행하여 보완할 필요가 있다.
9.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
환경오염시설 통합관리에 관한 법률(이하:통합법)이 입법화되고 이에 따른 통합환경관리제도가 2017년부터 단계적으로 시행됨에 따라, 전통적으로 대기, 수질, 등 매체 별로 관리하던 기존 인허가 체계가 통합 허가 체계로 변경되었다. 이러한 통합환경관리제도의 핵심인 BAT(최적가용기법)이란 배출시설 및 방지시설의 설계･설치･운영 및 관리에 관한 환경관리기법으로 오염물질 등의 배출을 가정 효과적으로 줄일 수 있고 기술적･경제적으로 적용가능한 관리기법을 말하고 있다. 하지만, 이를 적용하기 위해서는 해당 산업체의 관련기술 개발과 경제성 확보를 위한 공정기술 개발이 관건이나 이에 대한 준비가 현실적으로 미흡한 실정이다. 따라서, 최적가용기법(BAT)의 산업체 보급을 위해 관련된 기술의 연구개발이 정부적 차원에서 시급하게 필요한 실정이다. 본 연구에서는 BAT 적용의 첫 단계로써 국내외 소각시설을 중심으로 기술개발 현황을 파악하고 최적가용기법(BAT) 개발 및 적용을 위한 R&D 필요성을 논의하고자 하였다.
10.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
우리나라의 폐기물 정책은 안정적 처리에서 자원순환으로의 변화를 추구함으로 선진화 기반을 마련하고 있다. ｢자원순환기본법｣에서는 자원순환사회로의 전환을 위한 기본사항들을 규정함으로써 물질재활용 뿐만 아니라 에너지재활용을 극대화하기 위한 정책을 제시하고 있다. 이처럼 폐기물을 처분 대상 물질이 아닌 순환자원으로 활용함으로써 천연 자원과 에너지 소비의 절감 및 온실가스 배출량 감축 등 국가차원의 정책 목표를 달성하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 소각처리는 폐기물 적정처분과 폐기물에너지를 열원 또는 전력으로 회수할 수 있는 중요한 역할을 담당하고 있으며, 소각시설에서의 에너지 회수효율은 국내 폐자원 에너지 활용 수준 파악과 개선방안 마련을 위한 척도 및 기초자료로 활용되고 있다. 최근 환경부에서는 소각시설에서의 에너지 회수효율 산정방법을 개정하였으며, 산정 방법 및 결과의 객관성과 타당성을 확보하고자 하였다. 개정된 산정방법에서는 소각시설에서 생산된 에너지 중 실제 유효하게 사용된 에너지만을 포함하도록 제시하고 있으며, 각 산정인자에 적용되는 데이터는 계측기기를 통한 객관적인 실측 자료를 적용하도록 규정하고 있다. 본 연구에서는 국내의 열분해･고온용융 소각시설을 대상으로 저위발열량 및 에너지 회수효율을 산정하였으며 잠재적 활용가능 에너지량을 파악하였다. 대상 시설은 총 7개소로 에너지 회수효율 산정결과 평균 약 40.5%의 결과를 나타냈으며, 투입에너지의 약 34.2%가 에너지 가용잠재량으로 파악되었다. 가용잠재량은 생산된 에너지 중 실제 사용되지 못하고 버려지는 에너지량으로 판단할 수 있으며, 외부 수요처 확대 및 소내 열에너지 공급을 통하여 에너지 회수효율을 증가시킬 수 있는 잠재량을 의미한다. 아울러 열분해･고온용융 소각방식은 연료를 생성하고 처리잔재물을 용융시킴으로써 다이옥신 등의 유해물질을 파괴하는 환경적으로 유리한 장점을 가진 방식이다. 향후 이와 같은 열분해･고온용융 소각방식의 친환경적 장점 등이 반영된 에너지 회수효율 세부 산정방법의 도출이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 실질적인 소각열 에너지 유효 사용량에 대한 정량적 분석･평가를 수행하였으며, 이러한 측면에서 본 연구의 결과는 향후 국가 수준의 에너지 회수효율 증진 방안 마련 및 기술개발 등을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
11.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
시멘트 산업에서는 폐자원의 재활용과 비용절감 및 생산 효율성을 증가시키기 위하여 고로슬래그, 석탄재, 폐수처리오니, 폐타이어, 폐합성수지 등 다양한 폐기물이 보조연료 및 대체원료로 사용되고 있다. 그러나 이로 인하여 시멘트 제품의 유해성, 주변 환경 영향 등에 대한 논란을 유발하고 있다. 이에 따라 시멘트 제품의 품질의 안전성과 환경 유해성에 대한 사회적 논란을 해소하기 위해서 시멘트 중 육가크롬을 20 mg/kg으로 관리 중이며, 육가크롬을 포함하여 6개 중금속(Cr6+, As, Cu, Cd, Pb, Hg)에 대하여 매월 모니터링 중이다. 모니터링에 분석되는 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트를 대상으로 함에 따라 다른 종류의 시멘트에 대한 중금속 함유량을 파악할 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 고로슬래그를 이용한 고로슬래그 시멘트에 대한 중금속 함유특성을 파악하고자 하였다. 그 결과 고로슬래그 시멘트의 경우 대부분 고로슬래그와 보통 포틀랜드 시멘트가 50 % : 50 %로 혼합하여 생산되고 있었으며, 고로슬래그가 혼합됨에 따라 중금속 함유량이 낮아지는 것을 파악하였다. 또한, 공사현장에서 초기 강도가 낮은 단점이 있으나 자원 재활용 및 유해물질 안전관리 측면에서 볼 때 고로슬래그 시멘트의 사용은 부가가치 및 환경성이 높다고 평가된다.
12.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
전 세계적으로 폐전자제품의 연간 발생량은 약 5,000 만톤에 달하고 있으나, 재활용되는 비율은 약 15 %미만으로 폐전자제품의 처리에 대한 EU의 WEEE 지침 등이 지속적으로 강화되고 있다. 폐가전제품(e-waste)에는 철금속류, 알루미늄 및 구리 등의 비철금속류 등 유용자원 뿐만 아니라 다량의 플라스틱류가 포함되어 있다. 특히, 폐소형가전의 경우 제품의 종류나 구성 물질이 매우 다양하며, 재질 중 흑색 플라스틱의 비율이 높을 뿐만 아니라 적정 선별기술이 없어 효율적인 재활용이 되지 못하고 있는 실정이다. 2014년부터 폐중･소형가전까지 EPR제도의 확대 시행으로 폐가전제품의 발생량은 지속적으로 증가할 것으로 예측된다. 폐소형가전 민간재활용업체에서는 특정 선별기술을 적용하지 못하고 인력에 의하여 일부 고가의 유용자원만을 선택적으로 선별/회수하여 재활용하고 있으며, 일부 경제성이 낮은 흑색 플라스틱의 경우에는 혼합물의 형태로 매각하고 있는 실정이다. 다량의 유용자원을 포함하고 있는 폐소형가전의 효율적인 재활용을 위해서는 해체/파쇄 기술뿐만 아니라 다양한 구성 물질 특히, 흑색 플라스틱의 재질을 자동으로 인식하고 선별할 수 있는 기술의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 폐소형가전으로부터 발생하는 흑색 플라스틱의 재질을 레이져 기반 기술을 이용하여 재질별 자동 인식하였으며, 획득한 흑색 플라스틱 재질별 데이터는 인공지능을 이용한 알고리즘으로 분류기를 설계하였다. 폐소형가전으로부터 발생하는 흑색 플라스틱의 재질별 선별을 위한 자동선별 시스템을 개발하였으며, 흑색 플라스틱의 재질별 인식율 및 선별효율 향상 등을 위하여 자동선별 시스템의 성능 개선 및 보완 등의 연구를 수행 중에 있다.
13.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
산성광산배수(acid mine drainage, AMD)는 가행탄광 또는 폐광지에서 지속적으로 수질 및 토양 환경오염을 일으키는 오염원이다. 산성광산배수를 무해화 하기 위한 많은 공법들이 연구되고 개발되었다. 산성광산배수는 대기 중에 노출된 황철석(FeS2), 백철석(FeS) 등의 황화광물이 산소 및 물과 반응하여 산화되면서 형성되며, pH가 낮아 산성을 띠고 있으며, 황산염을 비롯한 철, 알루미늄, 망간 등 금속함량이 높은 것이 특징이다. 산성광산배수의 처리방법은 크게 적극적 처리법(active treatment)과 소극적 처리법(passive treatment)으로 나누어진다. 적극적 처리법은 중화제를 이용한 pH 조절, 이온교환과 흡착, 응집, 여과 등의 방식을 이용하는 방법으로서, 대표적인 적극적 처리법으로는 역삼투압법, 이온교환법, 전기투석법 등이 있다. 소극적 처리법은 유기물과 석회석 등을 이용하여 동력을 투여하지 않는 방식으로 대표적인 소극적 처리법으로는 SAPS (successive alkalinity-producing systems) 등이 있다. 특히, 소석회(Ca(OH)2)를 이용하여 산성광산배수를 중화시켜 산성광산배수에 포함된 금속들을 슬러지로 침전시켜 시멘트 회사 등으로 운송되어 폐기물로 처리하고 있다. 본 연구에서는 산성광산배수에서 폐기물로 처리되는 산성광산 슬러지를 바이오가스 정제 분야 등에 이용할 수 있는 흡착제를 제조하여 폐기되는 슬러지의 배출량을 절감시키는 기술을 적용하여 바이오가스 산업에 경쟁력을 부여하기 위한 결과를 얻었다.
14.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
우리나라에서는 자원순환기본법이 2015년 5월 29일에 공포되어 2018년 1월 1일부터 시행된다. 이 법에 따라 국가의 중장기 단계별 자원순환목표를 달성하기 위해 시･도와 산업폐기물 배출자를 대상으로 자원순환 성과관리제가 도입된다. 그 대상 주체는 최종처분율, 순환이용률의 목표의 이행계획을 제출하고 목표를 이행한 후에 그 이행실적을 보고해야 한다. 그러나 현재 국내에서는 폐기물 종류별, 업체별 순환이용률을 산정하기 위한 통계 기반이 미흡하다. 이 성과관리제의 성공적 실시를 위해서는 일선 업체별 폐기물 종류별 폐기물의 순환이용 실태 파악과 자원순환률 산정방법의 정립이 필요하다. 현재 ‘전국 폐기물 발생 및 처리현황’통계는 1차 재활용시설로 반입된 폐기물이 전량 재활용(순환이용)된 것으로 간주하여 재활용률을 산정하고 있다. 폐기물에 따라서는 1차 재활용시설에서 재생원료 및 재활용제품이 생산되는 경우도 있으나 여러 단계의 가공 및 정제 공정을 거쳐 재생원료나 재활용제품이 생산되는 경우도 있고, 이들 재활용 공정에서 이물질 제거와 공정손실이 발생하므로 이를 고려하여 재활용률(순환이용률)을 산정하여야 한다. 본 연구에서는 재활용 폐기물의 특성(물리･화학적, 함수율 등)과 재활용공정을 고려하여 그 유형을 구분하고, 회수된 재활용 폐기물의 전 공정에 대한 물질흐름을 조사하여 실제로 천연자원을 대체하여 순환 이용된 유효재활용률을 산정하였다. 현재 재활용률의 산정방법에 대하여 국제적으로 통일된 방법이 없기 때문에 재활용 폐기물의 투입 시점, 1차 해체･선별하여 재활용 원료로 판매하는 시점, 최종 재생원료 또는 재활용품 생산시설의 투입 시점과 최종 재생원료와 재활용품의 제조완료 시점으로 구분하여 다양한 관점에서 재활용률을 산정하여 이를 비교･분석하였다. 이를 통하여 물질재활용에 대하여 폐기물 특성과 재활용 공정을 고려하여 합리적인 물질재활용률 산정방법을 제시하였다. 또한 다양한 재활용 공정의 물질흐름 분석을 통하여 폐기물의 유효재활용률의 향상방안과 재활용 정책의 기초자료를 수집･제시하였다. 본 연구 결과는 향후 자원순환 성과관리제도의 정착에 크게 기여할 것으로 판단된다.
15.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
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.
16.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
자원의 효율적 이용 및 폐기물의 자원화를 통해 천연자원의 소비를 감축하고자 환경부에서는 2018년 1월 1일부터 자원순환기본법이 시행된다. 기본원칙으로 폐기물의 발생을 최대한 억제하고 발생된 폐기물에 대해서는 재사용하고 재사용이 곤란한 경우 재생이용하고 둘 다 곤란한 경우에는 최대한 에너지를 회수⋅이용하여 열원(온수, 증기 등) 또는 전기 등의 에너지로 활용하고자한다. 이에 따라 소각시설에서 에너지 생산량에 기여하는 출열 분포의 중요성이 높아지고 있다. 따라서 본 연구에서는 사업장폐기물 소각시설을 대상으로 각각의 출열인자별 양을 산정하고 출열분포 특성에 대하여 고찰하고자 한다. 본 연구는 사업장폐기물 소각시설 7개 시설(10개 호기)를 대상으로 진행하였다. 대상시설의 출열항목은 폐열보일러의 설치형태(일체형, 분리형)에 따라 결정하였다. 소각로와 보일러가 붙은 경우를 일체형이라 하고 증기흡수열, 배출가스 보유열, 보일러 방열손실, 소각로 방열손실, 바닥재 배출열, 미연탄소분 열손실, 블로우다운 배출열의 총 7가지 출열항목을 산정하였으며, 소각로와 보일러가 분리되어 있는 경우를 분리형이라 하여 배출가스 보유열, 소각로 방열손실, 바닥재 배출열, 미연탄소분 열손실의 총 4가지 출열항목을 산정하였다. 이를 출열분포를 산정하기 위해 계측기를 이용하여 관련한 데이터를 일별로 수집하였으며, 계측이 되지 않는 항목에 대하여는 직접 측정하여 산정하였다. 출열분포 특성을 살펴본 결과 일체형 보일러를 설치한 소각시설의 경우 증기 흡수열이 출열분포가 큰 것으로 나타났으며, 분리형 보일러를 설치한 소각시설은 배출가스 보유열이 가장 많이 차지하는 것으로 나타났다.
17.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
최근 석유연료의 과다 사용으로 인한 지구온난화와 환경오염 등의 문제가 심각하게 대두되고 있다. 이에 따라 탄소 중립적이며 잠재량이 풍부한 바이오매스를 활용하는 바이오에너지 생산기술 연구가 친환경 대체에너지로서 주목받고 있다. 특히 우리나라의 경우 목재 수요의 증가로 인해 폐목재는 꾸준히 발생하고 있으나 신재생에너지 중 바이오매스 에너지는 약 10%일정도로 생산 측면에서의 활용은 상당히 빈약한 상황이다. 따라서 본 연구는 이미 유렵과 북미 지역을 중심으로 활발히 연구 및 상용화가 진행되고 있는 열화학적 변환 공정 중 하나인 급속열분해 공정을 채택하였다. 급속열분해 공정은 무산소 조건에서 400~600℃의 반응온도로 간접 가열하여 바이오매스를 열적으로 분해하는 공정으로서, 2초 내외의 짧은 체류시간으로 에너지밀도가 높은 액상 생성물인 바이오오일의 수율을 극대화할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 본 실험에 사용된 원뿔형 분사층 반응기는 일반적으로 이용되고 있는 기포 유동층에 비하여 바이오매스 입자와 유동매질 간 열 및 물질전달 속도가 높고, 비교적 큰 시료 입자도 열분해 가능하기 때문에 입자 분쇄에 소요되는 에너지를 절감할 수 있으며, 내부에 분산판이 없어 압력강하량이 적은 장점을 가진다. 본 연구에서는 바이오매스의 급속열분해 운전 조건이 열분해 생성물에 미치는 영향을 확인하기 위한 폐목재의 급속열분해 실험을 수행하였다. 폐목재의 급속열분해 실험은 반응온도와 질소유량 그리고 시료의 투입속도 등 원뿔형 분사층 반응기 내부의 운전조건 변화를 통하여 진행하였으며, 실험을 통해 생산된 액상 생성물인 바이오 오일의 물리-화학적 특성을 분석하여 열분해 조건에 따른 급속열분해 특성을 고찰하였다.
18.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
지구의 온도가 지속적으로 상승하는 기후 변화가 가속화되고 있는 현재 상황에서 신재생에너지의 활용을 적극적으로 검토하여 한다. 또한 1차 에너지원의 대부분을 수입하고 있는 국내의 현실을 감안하면 저급자원이고 필연적으로 발생하고 있는 폐기물 또는 바이오매스의 적극적인 활용에 관심을 기울여야 할 필요성이 강하다고 판단된다. 특히 SRF 가스화를 통하여 합성가스를 생산하여 활용할 경우 발전, CO/H2 생산 및 각종 화학물질생산 등 넓은 산업 분야에서 환경 친화적임과 동시에 고효율로 활용할 수 있으므로 전 세계적으로 연구개발이 활발하게 진행되고 있다. SRF를 가스화할 때에 발생하는 합성가스의 조성 및 성능 예측을 통하여 미리 설계조건 또는 운전조건에 반영할 수 있다면 연구 개발 및 상업용 플랜트 설계 시에 유용하게 활용될 수 있다. 그러나 SRF 가스화의 경우 비교적 낮은 출구온도, 이에 따라 화학적 평형상태로 보기 어려운 점 등으로 인하여 조성 및 유량 등의 합성가스의 특성을 사전에 예측하기에 어려운 점이 있다. 이에 본 연구에서는 SRF 가스화 시의 합성가스 조성과 유량 계산, 성능 예측 및 운전조건 사전 설정 등을 가능하게 하여 연구 및 상업용 플랜트개발에 도움을 줄 수 있는 프로그램을 개발하고자 하였다. 우선 평형상태 계산으로부터 일반적인 SRF 가스화 운전조건에서 화학적 평형상태에서는 CH4, C2 이상 물질 및 타르 등이 생성되지 않으므로 이들 물질의 생성에 대한 관계식이 필요함을 알 수 있었으며, 이에 본 연구의 선행연구에서 진행된 각종 실험결과를 이용하여 관계식을 만들고, 합성가스 내에 가장 중요한 조성인 CO, CO2, H2, H2O에 대해서는 화학적 평형상태 계산을 수행할 수 있도록 하였다. 또한 가스화 시스템의 에너지 정산을 수행할 수 있는 각종 보조 수식을 적용하여 에너지정산을 수행하고, 합성가스 조성 계산과 에너지 정산이 완벽하게 맞게 되는 산소공급량을 반복계산법으로 구할 수 있도록 프로그램을 구성하였다. 개발된 프로그램을 활용하여 SRF의 발열량, 가스화기의 열손실 및 산소부화조건 등의 운전조건 변화에 따른 합성가스 조성 및 가스화 시스템의 성능 변화를 비교 및 고찰하였다. 열손실 및 탄소전환율이 가스화 시스템의 성능에 아주 큰 영향을 미치는 인자임을 알 수 있었다.
19.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
열분해와 가스화 기술은 유기성 폐자원 또는 바이오매스로부터 에너지를 회수할 수 있는 유용한 기술로 생산된 생성가스는 연소기, 가스터빈, 엔진 등의 화석 대체연료, 연료전지 연료, 메탄올과 탄화수소의 생산, 수소 및 합성천연가스 생산 원료 등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 그러나 열분해 및 가스화 시 발생되는 가스에는 중질 탄화수소로 이루어진 타르를 포함하고 있다. 타르는 생성가스를 이용하는 후속공정에서 해결해야 할 다양한 문제를 일으키는 요인이다. 그 대표적인 예로 가스 터빈 및 내연기관에 사용하기 전에 압축 과정을 필요한데 이 과정 중 생성가스에 포함된 타르 성분은 응축되어 관로의 막힘이나 엔진 및 터빈 내부의 손상을 가져온다. 그러므로 타르의 제거는 열분해/가스화 공정에서 필요한 가스 처리기술이다. 타르의 촉매 크래킹과 개질에 의한 생성가스 전환과 같은 고온 청정가스 기술은 가스화 공정에서 타르문제를 해결하는 가장 좋은 방법으로 알려져 있다. 귀금속 촉매는 촉매 활성이 상당히 우수하나 가격이 비싸고 탄화물 참착(coke deposition)에 의한 탈활성화(deactivation)에 대하여 매우 민감한 특성을 가지고 있어 대체 방안으로 활성탄, 석탄 촤, 바이오매스 촤 등의 탄화물이 타르 크래킹이나 개질 촉매 또는 그 지지체 적용에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 상용 활성탄을 마이크로웨이브 탄소 수용체로 하여 벤젠 전환 특성을 파악하기 위하여 크래킹 분해와 이산화탄소-수증기 혼합 또는 각각에 대한 개질 전환에 대하여 실험을 진행하였다. 또한, 탄소 수용체의 촉매 담체 특성을 파악하기 위해 활성탄에 니켈과 철을 함침 코팅한 후 건조하여 만들어진 탄소 수용체 촉매에 대한 타르전환과 생성가스 특성을 파악하였다. 벤젠 전환은 크래킹만 하였을 경우 99%로 가장 크고 이산화탄소만 공급된 경우 98.5% 그 다음이고 이어서 이산화탄소-수증기가 동시에 공급된 경우 95-97% 그리고 수증기만 공급된 경우 94%의 순으로 작은 값을 가졌다. 촉매 탄소 수용체의 벤젠 전환은 이산화탄소 개질의 경우 니켈과 철 촉매 모드 미세하게 증가되었으며 H2/CO비는 감소되었으나 발열량은 증가되었다. 반면 수증기 개질의 경우 두 촉매 모두 벤젠 전환율이 다소 감소되었으나 H2/CO비와 발열량이 증가되었다.
20.
2017.11
서비스 종료(열람 제한)
범지구적인 산업활동으로 인하여 발생된 지구온난화에 대처하기 위하여, 기후변화협약 당사국총회에서는 신 기후변화체제 합의문인 파리 협정을 채택하였다. 이를 위해 대부분 국가가 다양한 에너지 정책을 펼치고 있으며, 우리나라는 2035년까지 신재생에너지 보급률 11 % 달성을 위하여 제4차 신재생에너지 기본계획을 수립, 발표하였다. 이러한 신재생에너지는 다양한 에너지원으로 구성되어 있으며, 이 중 폐기물 에너지화 기술로부터 생산된 폐기물에너지는 신재생에너지 보급량 중 63.5 %로 가장 높은 보급량을 차지하고 있다. 현재 폐기물의 효율적인 자원화 기술 중 하나인 고형연료(SRF, solid refuse fuel)를 이용한 발전 사업이 추진되고 있다. 국내에서 생산되는 SRF의 경우, 생활폐기물 속 재활용 자원을 최대한 회수함으로써 가연분 함량이 높아 대체 에너지로서의 가능성이 높게 평가받고 있으며, 본 연구에서는 경제성을 확보하기 위해 성형 SRF가 아닌 비성형 SRF를 사용하여 연구를 진행하였다. 또한, 열 회수 및 합성가스(H2+CO) 생산을 위해 가스화 공정을 적용해보았으며, 고정층 반응기인 down draft fixed bed와 유동층 반응기인 bubbling fluidized bed의 가스화 특성을 알아보고자 하였다. 이뿐만 아니라 가스화 공정의 주요 운전 요인 중 하나인 ER(Equivalent Ratio)에 따른 합성가스 조성, 가스 수율, 고 탄화수소 물질인 C2-C6의 함량, 합성가스의 저위발열량 그리고 가스화 효율의 가장 중요한 지표라 할 수 있는 냉가스 효율과 탄소 전환율을 통해 최적 조건을 도출하고자 하였다.
