우리나라의 경우 비 감염 및 감염가축 처리 및 예방 목적으로 대부분의 사체는 매몰처리 되고 있으며 일부 소각처리 되고 있다. 2013~2016년 동안 백신처방 유무와 관계없이 AI, 구제역 발병에 따른 세계 살처분 대비 한국이 차지하는 비중은 AI는 두 번째, 구제역은 첫 번째로 매우 높은 살처분율을 나타내고 있다. 가축사체 처리방법에는 매몰, 소각, 랜더링, 호기호열성, 퇴비화, 알칼리 가수분해, 혐기성 분해 등이 있다. 매몰 방식을 이용한 사체처리의 경우, 정상적으로 진행되었을 경우에도 가축사체의 부패에 따른 침출수 및 악취 발생의 부작용이 발생할 수 있다. 2011년부터 호기호열성 처리법이 시도되었으나 여전히 침출수 문제 등 많은 문제를 야기하고 있으며, 2014년부터 도입된 AI구제역 발생후 FRP통에 넣어 매몰한 저장조의 매몰 가축사체가 부패가 일어나지 않고 3년이 지나도록 썩지 않고 미라처럼 그대로 있어 재처리가 불가피하며, 정부 예산이 이중으로 낭비되고 있는 실정이다. 소각방법은 소각 후 잔재물이 2~3%로 적게 발생되지만, 장비 구입비가 비싸고, 이동 및 보관 등 유지ㆍ관리가 어려우며, 이동형 소각기에 대한 법률 적용근거 미흡에 따른 사용 전 협의가 필요하기 때문에 현재는 관련 연구가 진행되지 않고 있는 상황이다. 렌더링 처리방법은 가축사체를 친환경적으로 자원재활용하기 위한 방법들 중 하나로 각광을 받았지만, 동물성 기름과 잔존물이 과다 발생하며, 추가적인 부산물 처리법이 요구되는 단점이 있다. 그러므로 기존 사체처리 방식(매몰, 소각, 랜더링 등)들은 침출수 및 잔여 바이러스 유출, 주변 환경오염 유발 등의 여러가지 문제점을 야기하기 때문에 이를 최소화하고 가축사체를 유용자원으로써 재활용하기 위한 자원화 개념이 도입되어야 하고, 또한 높은 안전성과 내구성, 저렴한 투자비와 유지관리비, 재활용에 따른 경제성과 환경성을 확보할 수 있는 혁신적이고 새로운 사체처리 기술개발이 절실히 필요한 실정이다.

국제적으로 런던협약에 의하여 2013년 이후 음폐수의 해양 투기가 금지되어 육상에서의 처리가 시급한 실정이다. 이에 따라 국내외에서 유기성 폐기물의 혐기성 소화를 통한 부피 저감과 에너지화에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이에 대하여 독일 등 유럽국가와 중국 등이 유기성 폐기물을 이용한 혐기성 소화가 활발히 진행되어오고 있으며, 해외의 혐기성 공법으로 Dranco, Valorga, SEBAC, Schwarting 공법 등이 있다. 국내에는 이러한 공법을 기반으로 한 혐기성 소화시설이 적용되어 가동 중에 있으나 해외의 인정받은 공법 임에도 국내에 적용된 시설에서의 운전상의 미숙 문제나 유기성 폐기물 성상 차이에 의한 소화 효율의 저하 및 가동 중지 등 운전상에 문제가 발생하고 있어 국내 음폐수 특성에 맞는 공법과 운전 방법에 관한 연구가 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 음폐수의 처리에 대한 방안 마련을 위하여 혐기성 소화 공법 중 독일의 Schwarting 공법을 응용하였다. 기존 다공판이 설치된 내부 구조에 층 분리 효과를 더 강화하여 혐기성 소화를 촉진하고자 다공판을 추가하여 이중으로 엇갈린 다공판이 설치된 소화조를 설계하여 비교하는 실험을 진행하였다. 실험에 사용된 시료는 D시에서 발생되는 음폐수를 대상으로 하였으며, 혐기성 미생물의 식종은 D시의 혐기성 소화조의 미생물을 활용하여 독일의 Schwarting 공법이 응용된 공법의 효율성을 검토하고자 하였다.

The aim of this project was to explore the potential of the torrefaction treatment for upgrading sewage sludge into valuable product. An ancillary investigation on the cold fluidization and the behavior of sewage sludge was analyzed. The effects of the main torrefaction variables, temperature and residence time, on the performance parameters such as fixed carbon, calorific value; molar ratios, ultimate and proximate analysis, chemical exergy etc. were investigated for torrefied sewage sludge. Results for both the reactors showed that the thermochemical transformations that sewage sludge underwent, as a results of the release of volatile matter due to thermal decomposition of its organic constituents, resulted in significant improvement of their chemical and physical properties. Results obtained from this study showed that despite the leverage that fluidized bed offers (heat and mass transfer) fixed bed configuration was more pronounced for torrefaction of sewage sludge. However, a decisive conclusion cannot be made at this stage as more detail study would be required to draw a definitive conclusion over the preference of reactor for torrefaction.

질소산화물 등의 배출규제 강화로 인한 사용처의 확대로 SCR(선택적 촉매 환원) 촉매 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 폐촉매 발생량도 증가할 것으로 예상된다. 폐촉매는 지정폐기물로 분류되어 처리시에 비용이 발생하여, 물리적으로 재생하여 재사용 하거나 유가금속을 회수하는 방법으로 재활용하고 있다. 그러나 재생의 횟수가 제한적이고, 유가금속 회수는 비용이 고가이며 촉매의 85~90%를 차지하는 TiO2가 폐기된다는 문제점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 SCR 촉매를 경제적이며 지속적으로 사용하기 위해 피독된 SCR 촉매 내 피독물질만 화학적으로 수세 및 정제하고 유가금속/TiO2의 함량을 높이는 최적의 세정 용매를 도출하는 촉매 재활성을 위한 기초연구를 수행하였다. 비교대상 촉매인 Poisoned 촉매를 5가지 세정용매로 화학적 처리결과, acetic acid 용매가 V2O5 1.19 wt%의 높은 함량과 57.6%의 높은 피독물질 제거효율을 나타내며 다른 산 처리 용매에 비해 촉매 재생성이 높은 것으로 분석되었다. 세정 용매의 농도와 세정 시간에 따른 V2O5 함량과 피독물질 제거효율에 미치는 영향을 알아보기 위해 각각 변수를 두어 실험을 진행하였다. 본 연구를 통해 0.1 N acetic acid로 처리한 촉매가 가장 높은 NOX전환율을 나타냈으며, 유가금속/TiO2 함량 또한 높게 나타나 본 연구 목표에 가장 적합한 세정용매로 판단되었다.

글로우 고압 방전 방식에 의한 저온 플라즈마(Non-thermal Plasma, NTP) 공정은 액상에서 광전자, 전자, OH-라디칼, 전자기 에너지 등 반응성이 높은 화학물질의 형성할 수 있다. 이 NTP는 공기를 carrier 가스로 활용하여 반응성이 높은 화학종을 생성하는데, 유기물을 효과적으로 산화시키는 고도산화공법의 일종이다. NTP의 강력한 산화력에도 불구하고, NTP 공정에서 발현되는 오염물질의 분해 메커니즘과 그 중간부산물 및 최종 생성물의 경로는 명확하게 밝혀지지 않아 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 폐수 내 다양한 오염물질이 어떠한 메커니즘으로 분해되는가를 실험적으로 규명하고, 2종(sulfamethazine sodium salt와 sulfathiazole sodium salt)의 sulfonamide 계열 항생제에 NTP 공정을 적용하여 제거성능과 분해경로를 검증한다. 또한, 대상 항생제의 분해가 폐수처리 과정에서의 분해 동역학 및 생태 독성과 어떻게 관련되는지를 확인하기 위해 주요 중간부산물 및 신규생성물의 fate를 확인한다. NTP 공정의 진보된 효과를 증명하기 위해 반응성 화학종인 과산화수소 (H2O2)의 순간 생성량을 정량하였으며, OH-라디칼 생성의 간접지표인 N-Dimethyl-4-Nitrosoaniline (RNO) 물질의 분해동역학적 성질을 바탕으로 분해속도계수를 산출하였다. H2O2의 농도는 초기 NTP 공정 적용 시 300 mg/L 까지 증가하였고, 1440 min 적용 시 약 12 mg/L로 감소하며 OH-라디칼 생성과 오염물질 분해에 관여하는 것을 확인하였다. 또한 RNO 물질은 일차함수 형태로 감소하며, 0.91/hr의 속도로 제거되었다. LC-MS/MS (6410 LC-ESI/MS/MS (QQQ), Agilent, USA) 분석을 통해 검출된 중간부산물과 신규생성물을 통해 분해경로를 확인하였다. 문헌과 실험결과의 비교는 NTP 공정이 OH-라디칼 발생 및 산화 환원제와 반응종의 상호 작용으로 인한 산화력 측면에서 다른 산화 공정보다 우수함을 보여준다. Daphnia magna를 이용한 생태독성(Toxicity Unit, TU) 결과는 폐수처리에 대한 NTP 공정 적용이 반응성 화학종의 생성촉진을 통해 독성의 저감에 기여함을 보여주며, 실험결과 TU 값은 초기 2.2 대비 24 hr 적용 후 0.8로 크게 감소하였고, 충분한 체류 시간이 핵심 설계요소임을 밝혔다. 궁극적으로 본 연구는 항생제의 효과적인 제어 및 부산물 관리방안에 대한 유용한 정보를 제공한다.

반도체 산업에서 발생되는 고농도 폐액은 반도체 세정액으로 초고순도의 산용액을 사용하기 때문에 폐액이라고 하여도 일반 공업용 산용액에 비해 농도가 매우 높은 편에 속한다. 특히 반도체업계를 포함한 IT산업의 급속한 발달로 인하여 불산페액 발생량이 증가하는 추세를 보이고 있다. 규모에 따른 발생량을 추정해보면 국내 반도체 업계에서 연간 15,000ton의 불산폐액이 발생되고 LCD업계와 태양광산업에서 발생되는 불산폐액을 합산하면 국내 발생량은 약 50,000ton 정도로 예상된다. 또한 성장성과 경쟁력으로 볼 때 투자/매출 증가에 따른 폐액 발생 증가분을 예측해보면 향후 5년 내 현재 발생량의 약 2배에 이르게 될 전망이다. 발생된 불산 폐액은 일반적인 생물학적 처리가 불가능하며 현재 물리화학적 처리를 통해서 처리하고 있으나 재활용이 어렵고 2차폐기물이 발생하여 실용성이 떨어진다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결하기 위해 반도체 업체에서 발생하는 불산폐액을 분리막을 이용한 투과증발 공정을 통해 수분을 분리하고 불산의 농도를 3배(약 20%, w/w)이상으로 농축을 가능케 하여 폐수 처리에 대한 부담을 줄였으며, 불산폐액에 포함된 이물질을 제거하기 위해 전처리로써 Activation Carbon과 제올라이트를 이용한 흡착법, Struvite 결정화 공법, 암모니아 stripping, 이온교환법을 이용하여 불산폐수 내 포함된 이물질의 제거를 꾀하였다.

IPA는 에폭시 수지제조 등과 같은 화학물질 및 화학제품 제조업과 반도체 제조공정, LCD 제조공정 등과 같은 전자부품 제조업에서 많이 사용 하며, 의료용 물질 및 의약품 제조업에서 시약원료, 인쇄 및 기록매체 복제업에서 잉크의 용제로 쓰인다. 일반적으로 IPA를 사용하는 공정에 따라 다양한 중량%의 IPA가 포함된 폐수가 발생된다. 이렇게 발생된 폐수는 유기화합물, 그중에서도 알코올의 회수라는 측면에서 보면, 증류공정을 이용하여 분리농축 시 원 폐수의 IPA농도가 낮으면 경제성이 없으며 증류공정이 가능하더라도 공비혼합물을 생성하면서 87.9%의 IPA가 물과 함께 존재하여 분리･농축의 한계를 가진다. 한편으로 이러한 IPA폐수를 수처리라는 측면에서 보면, IPA의 농도가 너무 높아 IPA의 농도를 1%이하로 낮추어 희석･처리해야하는 또 다른 문제점이 상존한다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 투과증발분리막공정이 상용화 되었지만, 현재는 증류공정의 전 단계 공정으로써 이용되고 있다. 이와 다르게 증기투과분리막공정을 이용한다면 증류공정의 한계가 가지는 공비혼합물의 생성 없이 IPA폐수로부터 수분을 제거하여 IPA를 선택적으로 분리할 수 있고, 90~99 중량% 이상의 농도로 농축하여 재활용 할 수 있다. 본 연구는 증기투과분리막공정을 이용하여 30~80 중량%의 IPA를 증기투과공정으로 수분을 제거하여 90~99 중량% 이상의 농도로 농축하였으며 유입IPA의 농도, 유입유량, 온도, pH, 스윕 가스량 등 다양한 인자들에 대하여 최적화된 공정인자들을 도출하고자 하였다.

예부터 한국, 중국, 일본 등 동아시아 국가들은 경중의 계약을 체결할 때 도장과 인주를 사용하는 문화가 있다. 인주의 주성분은 유화수은이고 이를 사용하는 대표 국가인 일본은 인주에서 발생하는 수은을 무기 수은 화합물로 규제하고 있다. 국내에서는 관-공서, 일반가정 등 인주가 보편적으로 이용되고 있으나 이와 관련된 규정이 없어 인주의 사용량, 발생량 등에 대한 정보가 부족한 실정이다. 수은에 대한 국제적인 관심은 2013년 일본 구마모토에서 미나마타 협약을 채결하면서 높아졌다. 또한, 바젤 협약에서 수은 폐기물에 대한 수은 함량 기준을 5 mg/kg 이하로 논의되면서 수은 처리에 대한 관심도 증가하였다. 본 연구에서는 폐 인주에서 발생하는 수은함량을 분석하여 바젤 협약에서 논의된 기준과 비교해 폐 인주의 유해성을 파악하여 국내의 추가적인 규정이 필요한 지를 검토하였다. 수은 함량 분석을 위한 시료는 국내에서 주로 판매 및 유통하고 있는 3개사의 제품을 대상으로 설정하여 분석을 실시하였다. 시료는 US EPA(United States Environmental Protection Agency)method 7473이 적용된 Direct Mercury Analyzer(DMA-80)으로 분석하였다. 인주의 수은 함량 분석결과 폐 인주에 관련된 별도의 규제는 필요하지 않으나, 이에 대한 위험성은 다소 의식하여야 한다.

사용 후 폐기되는 폐가전제품은 전 세계적으로 연간 약 5,000 만톤이 발생하고 있으나, 재활용되는 비율은 약 15.0 % 미만으로 폐가전제품의 처리 및 재활용에 대한 관심이 높아지고 있다. EU의 WEEE 지침뿐만 아니라 국내의 EPR 제도 확대시행 및 2018년 1인당 6.0 kg의 WEEE 재활용 목표 관리제 등의 규제가 강화되고 있는 실정이다. 폐가전제품(e-waste)에는 철금속류, 알루미늄 및 구리 등의 비철금속류 등 유용자원 뿐만 아니라 다량의 플라스틱류가 포함되어 있다. 특히, 폐소형가전의 경우 다양한 종류의 재료 및 부품이 사용되고 있으며, 철금속류, 구리 및 알루미늄 등의 비철금속류, PCBs 및 플라스틱 등 재활용이 가능한 유용자원을 다량으로 함유하고 있다. 특히, 폐소형가전의 경우 대형가전에 비해 플라스틱의 함유량이 높을 뿐만 아니라 다양한 재질의 플라스틱을 사용하고 있다. 플라스틱의 재질선별에 가장 널리 사용되고 있는 근적외선분광법(NIR 선별)의 경우 흑색 플라스틱의 재질을 인식하지 못하는 한계점 등으로 인하여 흑색 플라스틱의 재질선별 및 재활용 공정에 적용을 하지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 레이저 기술을 기반으로 흑색 플라스틱 자동선별 시스템을 개발하였으며, 자동선별 시스템은 흑색 플라스틱 시료의 위치 자동인식 장치, 실시간으로 흑색 플라스틱의 재질을 인식하는 레이저유도기반분광 분석(LIBS) 장치, LIBS로부터 획득한 플라스틱의 재질별 특성 데이터의 분류를 위한 인공지능형 알고리즘 S/W, 재질별 선별/회수를 위한 선별분리장치 및 선별시스템 각각의 장치를 제어하기 위한 Control unit 등으로 구성되어 있다. 레이저 기술을 기반으로 흑색 플라스틱의 재질별 특성을 분석하였으며, 획득한 흑색 플라스틱 재질별 특성 데이터를 주성분 분석법(PCA)과 인공지능형 알고리즘 기법의 분류기를 적용하였다.

휘발성 유기화합물(VOCs)은 유기용매를 주로 사용하는 산업공정에서 배출되는 일반적인 대기오염물질 중 하나로 그 물질 자체가 독성 및 발암성을 지니기도 하고 오존 생성의 전구체로 작용하기도 하여 인체 건강과 환경에 부정적인 영향을 주고 있다. 또한 최근 초미세먼지 2차생성에 기여하고 있음이 알려짐에 따라 VOCs 저감에 대한 국제적인 관심은 더욱 높아지고 있는 실정이다. 중소규모 사업장에서는 VOCs 처리를 위해 주로 활성탄 흡착탑을 이용하고 있으며 활성탄의 짧은 파과점으로 일정기간 사용 후 교체가 필요하지만, 교체 비용 부담에 따른 적절한 유지관리가 미흡하여 VOCs가 직접 대기로 방출되는 문제가 발생되고 있다. 따라서 본 연구에서는 활성탄 파과 후 현장에서 재생이 가능한 흡탈착 공정에 대하여 연구를 수행하였다. 기존 재생 공정인 열탈착(TSA) 공정은 에너지 비용이 많이 소요되며 수분 또는 고온 가스를 사용해야하므로 재생 시간이 길고 부대시설이 필요한 단점이 있어 현장에서 흡착 후 직접 재생하기에는 다소 무리가 따른다. 저온 감압탈착(VSA) 공정은 상대적으로 저온(80∼90℃)에서 진공펌프를 이용하여 탈착하는 방식으로 감압시에 VOCs가 휘발하는 온도가 낮아지므로 상대적으로 낮은 온도에서 탈착이 가능하다. 이에 따라 현장에서 자체재생 가능한 탈착 방법으로 저온 VSA 기술을 적용하였으며, 30 CMM급 흡탈착 시스템을 제작하여 실제 도장 공장의 배출가스에 대한 현장 적용성 연구를 수행하였다. 또한 저온 VSA 공정을 통해 배출되는 탈착가스는 재생시 캐리어가스 유량이 상대적으로 적어 고농도로 배출되므로 회수하여 유기용매로 재활용할 경우 원료 절감에 따른 경제적 효과가 매우 크다. 따라서 VOCs를 회수하기 위한 방법으로 기액 접촉 효율이 높은 용매 직접접촉식 응축 방식을 적용하였으며, 30 LPM 직접접촉식 회수장치를 제작하고 실 탈착가스를 이용한 회수실험을 수행함으로써 본 기술에 대한 현장 적용 가능성에 대하여 평가해보고자 하였다.

최근 환경기준이 강화되면서 하수 처리공정에서 생물학적 처리와 탈인시설을 조합한 하이브리드형 고도처리 공정이 빠르게 도입되고 있다. 현재 도입되고 있는 탈인시설은 대부분 응집제 투여를 바탕으로 하는 화학적 처리공정으로 비교적 처리공정과 유지관리가 간단하여 처리효율의 신뢰도가 높은 장점이 있는 반면에 화학약품 비용과 발생된 슬러지의 처분비용 등이 매우 높다는 단점이 있다. 이에 반해 하이브리드형 고도처리시스템을 구축하는데 있어 가장 단순하고 안정적인 단위공정의 하나로 알려진 흡착법은 이온성 물질의 동시제거가 가능하면서도 기후 및 농도에 관계없이 처리효율이 비교적 일정하고, 부생독성물질을 생성시킬 위험성이 없다는 장점을 가지고 있다. 그럼에도 불구하고 흡착법이 하수처리의 탈인공정으로 널리 활용되지 못하는 이유는 인산이온만을 선택적으로 흡착할 수 있는 흡착제가 없기 때문이다. 최근 저자들은 하수처리수를 이용한 컬럼실험을 통해 강염기성은 물론 약염기성 음이온교환수지 모두 하수 중에 다량 함유되어 있는 황산이온의 방해로 인산이온을 거의 흡착하지 못함을 확인하였다. 즉, 고정층 컬럼 실험을 통해 얻은 인산이온의 흡착량은 인산이온만 있을 경우 134 mg/g인데 반해 실폐수의 경우 Cl과 SO4이온의 흡착경쟁 때문에 10.4 mg/g으로 감소하여 실폐수 적용이 불가능하였다.

최근 미세조류를 에너지원으로 활용하는 기술이 많은 관심을 받으면서 미세조류 고액분리 기술에 대한 연구가 진행 중이다. 미세조류 분리 기술에는 미세조류의 밀도차를 이용하여 분리하는 방법인 원심 분리법, 중력･응집 침전법, 부유선별법과 막 여과법이 있다. 그 중 막 여과법은 다른 공정에 비해 거의 모든 미세조류를 여과 할 뿐만 아니라 가장 간단한 구조로 초기비용이 적게 발생한다는 장점이 있다. 그러나 고밀도의 미세조류는 막오염(fouling)을 야기한다는 단점이 있다. 막 오염(fouling)은 처리수의 투과 수량을 감소시킬 뿐만 아니라 2차 적인 수질오염을 야기시킬 수 있다. 이에 따라 온도가 높은 유입수와 상대적으로 온도가 낮은 처리수의 온도차이로부터 발생하는 증기압 차이를 사용하는 막 증발법을 이용하고자 하였다. 막 증발법은 압력을 구동력으로 사용하는 일반적인 분리막 공정에 비해 온도차를 구동력으로 사용하기 때문에 유입수 중 입자성 물질의 막 표면으로의 물리적인 이송(convection)이 없으므로 막 오염(fouling)이 상대적으로 적게 발생한다는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 선행연구에서 도출한 공정인자를 이용하여 미세조류를 고액 분리에 따른 투과 성능 및 막 세정 효과를 분석하고자 하였다. 이를 위하여 세정 주기와 세정 방법이 막 회복 및 제거율에 미치는 영향을 살펴보고자 한다.

Since the membrane distillation (MD) has attached to anaerobic fermentation (AF) process, all suspended solid contents including acetogenic and methanogenic microorganism can be retained inside the system to expect the more effective degradation of organic matter under operational parameters of hydraulic retention time (HRT) and solid retention time (SRT). In this study, we only focused to monitor the carbohydrate and protein parameters inside the single AF compared to the AF coupled with MD. Synthetic high-strength wastewater was used as a substrate by using the composition of 99 g glucose/L, 34 g/l NH4HCO3, 60 g yeast extract/L, 3 g KH2PO4/L, and K2HPO4 g K2HPO4/L. HRT was 20 days with feed flowrate of 0.3 L/d. The steady state of single AF and the AF coupled with MD were monitored for 60 days and 30 days, respectively. The configuration of AF coupled with MD used the circulation rate of 1.5 L/min, cross flow velocity of 0.014 m/s, and temperature difference of 30℃. pH changed from 7.6 in the single AF to 8.2 in the AF coupled with MD. The wastewater quality was analyzed everyday according to total carbohydrate, soluble carbohydrate, total protein, and soluble protein in the influent and effluent of both reactors. The average removal of total and soluble carbohydrate in the single AF were 98.4% and 97%, respectively. The average removal of total carbohydrate in the AF coupled with MD was 98% (in the effluent AF) and the average rejection was 97.8% (in the effluent MD as permeate). The average removal of soluble carbohydrate in the AF coupled with MD was 95% (in the effluent AF) and the average rejection was 97.5% (in the effluent MD as permeate). For the single AF, the average increased of total protein was 86% while the average removal of soluble protein was 42%. The average total protein in the AF coupled with MD increased to 75.6% in AF and the average rejection was 99.7% in the effluent MD. Furthermore, the average soluble protein in the AF coupled with MD increased to 87.7% in AF and the average rejection was 97% in the effluent MD. After attaching MD to AF, the hydrolysis microbial biomass changed by reducing the concentration of total protein and increasing the concentration of soluble protein in the AF process. This effect warrants further investigation which associated with changes in the microbiology in the microbiology or physicochemical aspects.

지구온난화 문제와 유기성 폐기물의 처리문제는 해결이 시급한 환경문제이며, 바이오가스는 이러한 문제를 동시에 해결할 수 있는 장점으로 크게 주목받고 있다. 그러나 바이오가스 중에 함유된 황화수소나 암모니아는 발전설비의 부식 및 대기오염을 유발하기 때문에 전처리가 필수적이다. 기체상 오염물질의 처리를 위한 다양한 기술 중 수세정(scrubber)은 기액간의 접촉을 유도하여 액상으로 오염물질을 흡수 및 제거하는 기술로 널리 활용되고 있는 기술이다. 또한 황화수소나 암모니아는 물에 대한 용해성이 높기 때문에 수세정 공정을 활용하기 유리하다. 그러나 고농도의 황화수소나 암모니아를 효율적으로 처리하기 위해 가성소다 등의 약품을 세정액에 용해시켜 활용하는 것은 세정 후 약액의 2차 처리문제를 야기한다. 이에 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 수세정공정에 전기화학적으로 생성된 free chlorine을 유입시켜 흡수된 황화수소 및 암모니아를 산화함으로써 물질전달률을 높일 수 있도록 하고자 하였다. 이를 위해서는 황화수소와 암모니아의 물질전달률의 평가가 필수적이며, 본 연구에서는 10mM의 NaCl이 용해된 수용액에 1,000 ppm의 황화수소와 암모니아가 4 L/min의 유량으로 단독으로 유입될 때와 동시에 유입될 때의 물질전달계수를 비교하였다. 수용액의 pH가 8일 때 황화수소 단독 물질전달계수(KLa-H2S)는 0.1214 min-1이고, 암모니아 단독 물질전달계수(KLa-NH3)는 9.9×10-5 min-1으로 산정되었다. 그러나 황화수소와 암모니아 각 1,000 ppm이 동시에 유입되었을 때 KLa-H2S는 0.2247 min-1, KLa-NH3는 1.6×10-4 min-1으로 물질전달속도가 상승하였다. 따라서 수세정 공정에서 황화수소와 암모니아의 동시유입이 제거율의 향상에 도움이 되는 것으로 나타났다. 또한, free chlorine에 의해 액상 황화수소와 암모니아가 제거된다면 추가적인 물질전달계수의 향상이 가능하다.

The amount of sewage sludge emission is gradually increasing every year. However, the Ocean dumping of sewage sludge was prohibited since 2012 by london convention 96 protocol. Therefore, ground disposal method for recycling organic waste or utilizing to energy technology was needed. The heat is generated when sewage sludge has decomposed with the aerobic microbes. In this study, the heat would be applied to dehydrate sewage sludge. The drying efficiency was evaluated according to Air Flow Rate(AFR) and the mixing proportion of the returned sludge. At the experiments used returned sludge Which was dried at 40% moisture content. As a result, the most high temperature was indicated when it mixed 30% and optimal AFR for maintaining aerobic condition was 200 mL/min.kg. During 14days of Biodrying, the highest temperature of reactor was 46℃ and maintained 5~7days are higher than 40℃. and also 18.8% of moisture was eliminated. These results show that using Biodrying to sewage sludge has economic potential compared to hot-air drying and can be one of the method to produce SRF with additional treatment.

생활계에서 배출되는 폐기물은 주로 소각처리 또는 소각처리 후 매립 등의 방법이 주로 사용되고 있으며, 소각 또는 매립처리의 경우 2차 환경오염을 유발하는 등의 환경영향을 주는 것으로 보고되고 있다. 생활계에서 발생하는 폐기물의 소각 및 매립처리 등으로 인하여 발생하는 2차 환경오염 문제를 해결하기 위하여 다양한 방법의 적정처리 기술에 대한 연구가 진행되어 왔으며, 국내의 경우 10여년 전부터 생활계 폐기물 중 다량으로 함유되어 있는 가연성 폐기물을 최대한 선별/회수하여 재활용하기 위한 생활계 폐기물 전처리 기술이 도입되어 현재 국내에서 약 20여기가 가동 중에 있다. 대부분의 생활계 폐기물 전처리 설비는 가연성 폐기물을 기계적 선별, 건조 공정 및 성형공정을 통하여 에너지를 생산하고 있으며, 반입되는 폐기물의 성상 특히, 수분함량의 영향으로 일부 시설의 경우 운영상에 문제점을 야기시키는 실정이다. 본 연구에서는 국내에서 운영되고 있는 생활계 폐기물 전처리 시설 중 성형 고형연료(SRF)를 생산하는 대표적인 폐기물 종합처리시설을 선정하여 운영 현황 등을 분석하였다. 폐기물 종합처리시설의 운영 현황 등의 분석을 통하여 성형 고형연료(SRF) 생산시설에서 발생할 수 있는 문제점 등을 파악하고, 보다 효율적인 처리시설의 운영 및 고형연료(SRF)의 생산을 위한 개선 방향을 모색하여 향후 생활계 폐기물 종합처리시설의 설치 및 운영 등에 자료로 활용하고자 한다.

수은의 노출로부터 인간의 건강과 환경을 보호하기 위해 수은에 관한 미나마타 협약(Minamata Convention on Mercury)이 UNEP에 의해 2013년 10월에 채택되었다. 협약문 제11조에서는 3가지 종류의 수은폐기물에 관한 내용을 다루고 있다. 이 중 수은오염폐기물이 가장 큰 비중을 차지하며 산업시설로부터 다양한 종류의 부산물로써 환경으로 배출된다. 국내 산업시설에서 배출되는 수은오염폐기물은 폐기물관리법 공정시험법에서 지정하고 있는 용출시험법에 지정폐기물 또는 산업폐기물로 분류되고 있다. 본 연구에서는 산업시설에서 배출된 3가지 종류의 고상시료(생활폐기물 소각시설 비산재, 의료폐기물 소각시설 비산재, 비철금속 재련시설 폐슬러지)의 적정처리를 위해 안정화기술을 적용하였다. 환경에서 수은은 HgCl2, HgS, HgO 등의 형태로 존재하며 각 화합물은 열적안정도 또는 용해상수가 서로 다르다. 이와 같은 이유로 수계나 토양으로의 유출특성과 안정도를 알아보기 위해 총 5단계의 용출용매로 구성된 단계적 용출법(Sequential Extration Procedure, SEP)을 적용하였다. 용출용매로써 0.5M NH4Cl(1단계), 0.01M HCl+0.1M CH3COOH(2단계), 1M KOH(3단계), 12M HNO3(4단계) 및 Aqua regia(5단계)를 사용하였다. 1,2단계에서 용출된 수은화합물의 경우 다른 단계에 비해 이동도가 커 자연조건에서 쉽게 용출될 가능성이 높다. 3단계는 1,2 단계보다 상대적으로 강한 구조로 결합된 화학종이 용출된다. 4,5단계에서 용출된 수은화합물은 안정도가 높고 이동도가 낮아 자연조건에서 용해되기 어려운 화학종이라고 판단된다. EDTA는 중금속의 이동성을 높여주며 용액에 이온화된 상태로 수은화합물을 전환시켜 오히려 용출률을 높여 줄뿐만 아니라 수용액 상태로 용해시키기 위해서는 pH를 높여줄 첨가물이 필요하다. 이를 위해 Na2S를 사용하였고 Na로 인한 용액의 pH 상승과 S2-를 이용하여 이온화된 Hg2+를 HgS로 전환하여 더욱 안정화된 수은화합물을 형성하였다. 이를 확인하기 위해 안정화 처리 후 발생된 고상시료를 대상으로 단계적 용출법을 재적용 하였으며 5단계의 비율이 증가하는 것을 확인하여 안정화 처리기술을 검증하였다.

최근 ｢녹색성장기본법｣과 RPS 제도 등의 시행으로 화석연료에 의존하는 기존의 에너지 시장이 신･재생에너지 시장으로 변화되어감에 따라 국내 신･재생에너지 시장의 확대가 이루어지고 있다. 또한 에너지 자립의 측면에서 국내･외적으로 유기성폐자원 바이오가스화에 대한 관심이 증가하고 있는 실정이다. 이에 따라 각 정부부처는 유기성폐자원의 바이오가스화 처리의 확대를 추진 중에 있다. 하지만 다수의 자자체 및 단체에서 바이오 가스화 시설의 설치를 예정하고 있으나 설치 및 운영 인력들의 대한 바이오가스화 시설에 대한 전문성이 확보되지 않은 상태에서 설치 및 시설 운영으로 가동률 저하가 발생하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 유기성폐자원 바이오가스화 부문 산업현황 조사와 바이오가스화 부문 업체 및 종사자 인원을 조사 및 전문인력 대상 설문조사를 통해 교육체계 개발의 타당성을 입증하였다. 또한 NCS 및 전문인력의 수행 및 요구 직무를 분석하여 유기성폐자원 바이오가스화 시설의 기획단계, 설계단계, 시공단계, 운영단계까지의 필요 교육내용과 교육체계를 단계별로 도출하였다. 유기성폐자원의 바이오가스화를 주도할 수 있는 전문인력을 양성하는 프로그램을 개발하는 것으로 목적으로 하고 있다. 현재 운영되고 있는 바이오가스 산업분야에 대한 현황을 조사, 분석하여 교육체계 프로그램을 개발하여 전문인력의 전문성 제고 방안을 마련하였다. 이로 인하여 유기성폐자원 바이오가스화 부문의 전문성이 확보되고 안정적인 유기성폐자원 바이오가스화 처리가 가능하여 바이오가스화 산업의 확대가 기대된다.