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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2018년도 춘계학술연구발표회 (2018년 5월) 117건
구두발표
101.
2018.05
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1996년부터 환경부에서 시행된 전국폐기물통계조사는 매 5년을 주기로 조사를 실시하며 폐기물의 종류별 발생 및 처리현황 파악 및 폐기물 발생원에 따른 발생원단위를 산정한다. 사업장 폐기물의 경우 올바로 시스템에 매년 실적보고를 하며 전국폐기물통계조사는 실적보고 자료와 별도의 추가 설문조사를 통해 사업장의 경제데이터를 확보한다. 제 5차 전국폐기물통계조사에서는 객관성 높은 통계 자료를 얻기 위해 모든 폐기물에 동일한 방법론을 적용했던 기존의 조사･분석 방법에서 사업장에 특성에 따른 조사를 실시하였고 SAS프로그램을 이용한 무응답 조정 가중치 산출, 캘리브레이션 가중치 산출, 변동계수 산출 등 통계적 기법을 추가하였다. 사업장 일반폐기물은 대기, 수질, 소음진동 등에서 규정하는 사업장에서 배출되는 배출시설계 폐기물과 배출시설계 외 1일 300 kg이상 배출하는 사업장 생활계폐기물(공사 및 작업관련 폐기물 5톤이상 포함)로 규정하고 있다. 본 연구에서는 배출시설계 폐기물과 사업장생활계폐기물이 포함된 사업장 일반폐기물 간의 발생원단위를 비교하였다. 향후 조사에서는 환경영향평가 등에 활용 가능하도록 배출시설계 폐기물의 경우 사업체 규모에 따라 나누어 발생원단위 산정을 하는 것이 필요하다고 사료된다. 또한 현재 경제데이터 조사방식인 임의조사의 한계를 보완하기 위해 추가 표본조사 실시를 권장하며, 장기적으로는 법 개정을 통해 올바로시스템 전수조사 방법을 제안한다.
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2018.05
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1996년부터 환경부에서 시행된 전국폐기물통계조사는 매 5년을 주기로 조사를 실시하며 폐기물의 종류별 발생 및 처리현황 파악 및 폐기물 발생원에 따른 발생원단위를 산정한다. 우리나라 현행 ｢폐기물관리법｣ 상에서는 폐기물을 생활계와 사업장계로 분류하고 있으며 사업장폐기물은 사업장일반계, 건설폐기물계, 지정폐기물계로 분류하고 있음. 지정폐기물계는 폐유, 폐산 등 환경을 오염시킬 수 있는 폐기물과 인체조직, 실험동물 사체 등의 의료폐기물로 규정하고 있다. 사업장 폐기물의 경우 올바로 시스템에 매년 실적보고를 하며 전국폐기물통계조사는 실적보고 자료와 별도의 추가 설문조사를 통해 사업장의 경제데이터를 확보한다. 제 5차 전국폐기물통계조사에서는 객관성 높은 통계 자료를 얻기 위해 모든 폐기물에 동일한 방법론을 적용했던 기존의 조사･분석 방법에서 사업장에 특성에 따른 조사를 실시하였고 무응답 조정 가중치 산출, 캘리브레이션 가중치 산출, 변동계수 산출 등 통계적 기법을 추가하였다. 의료폐기물과 지정폐기물의 경우 분석 시 공동운영기구 등 실적보고 대행업체를 고려, 원단위 오차를 줄였다. 의료폐기물은 격리의료폐기물, 병리계폐기물, 생물화학폐기물 등 총 8종이 있다. 전국폐기물 통계조사에서는 의료폐기물을 배출하는 업체를 종합병원, 병원, 의원 등 9개의 항목으로 구분하였고, 종사자수, 건물면적, 병상 수 등의 경제데이터를 수집하여 경제데이터 당 발생원단위를 산정하였다. 제 5차 전국 폐기물 통계조사에서 처음으로 신설된 항목은 병상 수(bed 수)이다. 법적으로 의료기관 구분 시병상 수를 기준으로 나눈다. 특히 의료기관의 경제데이터별 발생원단위를 살펴보면 종사자수, 건물면적보다 병상 수와 의료폐기물 발생량의 상관성이 높음을 볼 수 있다. 따라서 향후 통계조사에서 병상 수 항목을 유지하여 시계열성을 확보한다면 보다 활용도 높은 통계결과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.
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2018.05
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기술 및 산업의 발달로 매년 많은 양의 전기, 전자제품이 생산 및 소비, 폐기되고 있다. UNU보고서에 따르면 2016년 기준 세계 전기, 전자 폐기물의 발생량은 44,700,000톤이며, 연간 발생 원단위는 6.1kg/인으로 나타났다. 그러나 44.7 백만톤의 전체 전기, 전자 폐기물 중 약 20% 수준인 8.9 백만톤의 전기, 전자 폐기물만이 적정한 방법을 통하여 재활용되고 있는 것으로 나타났다. 또한, 전 세계적으로 폐 전기, 전자제품에 대한 규제를 적용받고 있는 인구의 수는 66% 수준이며, 폐 전기, 전자제품 관련 통계를 시행하고 있는 국가는 41개국에 그치는 것으로 조사되었다. 우리나라의 경우에도 폐 전기, 전자제품에 대한 명확한 통계를 보유하고 있지 않으며, 발생 현황 등을 파악하기 쉽지 않은 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 해외 폐 전기, 전자제품 관리제도 및 통계 사례를 분석하고 국내 통계 작성을 위한 제언을 하고자 한다. 본 연구를 통하여 조사된 전 세계 지역별 전기, 전자 폐기물 규제 현황은 다음과 같다. 오세아니아 지역의 전기, 전자 폐기물 관련 법률은 호주에서 시행하고 있는 ‘전국 텔레비전 및 컴퓨터 재활용 계획’ 하나이며, 아메리카 대륙에서는 미국에서만 주별로 상이한 전기, 전자 폐기물 관련 정책을 시행중에 있다. 아시아 지역의 경우 일본, 중국, 인도, 한국 정도만이 전기, 전자 폐기물 관련 정책을 시행중에 있으며, 아프리카의 경우 관리 제도가 시행되고 있는 나라가 없는 것으로 조사되었다. 세계적으로 가장 전기, 전자 폐기물 관련 규제가 강력하게 시행되고 있는 지역은 유럽 지역이며 WEEE, RoHS 등을 비롯한 제도들이 시행중에 있다. 또한 유럽지역은 유일하게 국제 규격의 전기, 전자제품 관련 통계를 작성, 보유하고 있는 지역이다. 국제 통계 자료 및 전기, 전자 폐기물 관련 제도 현황 분석 결과 현재 가장 관련 제도 및 통계 작성이 국제 기준에 적합하고, 우수한 지역은 유럽 지역이며, 이에 따라 국내 전기, 전자 폐기물 관련 통계 또한 EU의 제도 및 통계 작성 방법을 벤치마킹 하는 것이 타당할 것으로 판단된다. 국내 시행중인 환경성 보장제의 제품 구분은 그대로 유지하되, 품목별 통계 데이터 작성 및 자료 공표 시에는 EU의 WEEE 품목 구분에 맞추어 제공함으로써 국제 통계 자료와의 일치성을 확보할 필요가 있을 것으로 판단된다. 또한 EU 및 UN의 국제 통계 작성 시 사용되는 추정방법으로써 가장 보편적으로 쓰이는 방법인 수명 분포 함수를 이용한 발생량 추정을 적용하기 위하여 출고량 및 제품 품목별 수명 데이터 등의 데이터 확보가 필수적이다.
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2018.05
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기술 및 산업의 발달로 매년 많은 양의 전기, 전자제품이 생산 및 소비, 폐기되고 있다. 뿐만 아니라 문화수준, 생활수준의 향상으로 최근에는 내구년한의 도래로 인한 고장에 의하여 폐기되는 것이 아닌 제품의 디자인, 트렌드 변화에 의하여 제품이 폐기되는 경우도 발생하고 있다. 전기, 전자제품의 폐기 주기가 빠르게 진행됨에 따라 매년 그 발생량이 증가하는 추세를 보이고 있다. UNU의 보고서에 따르면 2021년 세계전기, 전자 폐기물의 발생량은 약 52 백만 톤이 발생할 것으로 예상하였다. 이러한 폐전기전자제품에는 다양한 유가 자원이 포함되어 있으며, 대부분의 전기 전자제품에 포함되어 있는 인쇄회로기판(printed circuit board)에는 철, 알루미늄, 코발트, 구리, 니켈 팔라듐, 금, 은 등이 포함되어 있다. 폐 전기, 전자제품의 발생량이 증가함에 따라 해당 제품에서 발생되는 각종 유가자원의 발생량 또한 증가하고 있는 실정이다. 이에 따라 폐 전기, 전자제품 관리의 중요성이 높아지고 있으며, 이를 위해 전기, 전자제품의 발생량 및 폐 속자원의 발생량 통계의 필요성이 대두되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 폐 전기, 전자제품의 통계 작성을 위한 폐 전기, 전자제품의 발생량을 추정하기 위한 방법을 제시하고 해당 방법을 이용하여 폐 전기, 전자제품의 발생량을 추정, 제시하였다. 본 연구에서 폐 전기, 전자제품의 발생량을 추정하기 위해 사용된 방법은 1) 수명분포 함수를 이용한 추정, 2) 보급률 데이터를 이용한 추정, 3) 생산량 대비 출고량 및 교체량을 이용한 추정의 세 가지 방법을 이용하였으며, 각 제품 품목별 이용 가능한 데이터에 따라 각기 적용 가능한 방법을 이용하여 발생량을 산출하였다. 본 연구를 통하여 산출된 우리나라 폐 전기, 전자제품의 발생량은 2019년 기준 696,122톤~2023년 기준 874,828톤이며, 본 값은 UNU보고서의 국내 발생량인 2016년 기준 665,000톤을 보정하여 비교하였을 때, 약 4.5%의 오차율을 보임에 따라 유의한 값으로 판단되었다. 본 연구에서는 분석 품목에 따라 확보 가능 자료에 한계가 있어 세 가지 방법을 이용하여 발생량을 추정하였으나 향후 신뢰성 있는 통계 데이터를 구축하기 위해서는 각 제품별 출고량 및 수명에 대한 데이터 베이스가 구축되어야 할 것이며, 이에 따른 정책적 기반이 다져져야 할 것으로 판단된다.
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2018.05
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폐기물 다량배출 사업장에 대한 감량화 제도를 운영하였으나, 자발적 목표 설정 방식 등으로 실질적 성과의 한계가 있으며, 이에 폐기물 다량배출사업장 대상 자원순환 성과목표(순환이용률, 최종처분율)를 설정･이행 관리하는 자원순환성과관리제도 시행되고 있으나, 업체별 실질적인 재활용 실적 산정 및 순환이용 목표설정을 위해 재활용 실질 재활용율 산정 필요하며, 재활용 과정에서 발생하는 잔재물의 실중량 자료 확보가 어려운 경우 폐기물 종류별 및 재활용 방법별 표준계수 적용을 통한 잔재물 발생량 추정이 필요하다. 그러나, 현재 국내에서 집계하고 있는 재활용실적에 대한 통계는 재활용시설에 반입되량을 기준으로 산출하지만 재활용시설에 반입되는 폐기물의 대부분은 재활용 과정 중 협잡물, 이물질의 형태로 발생되며, 열처리 혹은 생물학적처리 과정 중에 증발 등으로 수분으로 소실되기 때문에 실질적인 재활용 실적이라고 보기 어렵다. 또한 잔재물 발생특성은 재활용 유형별, 폐기물 종류별, 재활용 시설별로 상이하기 때문에 각 특성을 반영한 잔재물 발생계수 산정방안이 마련되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 데이터 확보를 위한 현장 및 설문조사, 문헌조사를 진행하였고, 이를 바탕으로 선행연구와 재활용 유형별, 폐기물 종류별, 재활용 시설별 잔재물 발생특성 분석을 통해 잔재물 발생계수 산정방안을 마련하였다. 또한, 본 연구의 한계성과 이를 검증 및 보완을 통해 향후 실질적인 폐기물 잔재물 발생계수를 산정하기 위해 필요한 추가 연구 내용을 제시하였다.
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2018.05
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대도시에서 핵가족화의 이유 등으로 1인 단독세대 증가가 매우 빠르게 진행되고 있다. 그러나, 1인 단독세대에서 발생하는 생활쓰레기와 재활용쓰레기 발생량 등은 구체적으로 조사 및 연구가 부족한 현실이다. 결국, 1인 단독세대의 생활쓰레기 발생증가와 함께, 원룸 등 소규모 세대, 특히 1인 가구에 대한 재활용율 증가를 위해서는 우선적으로 정확한 배출흐름과 성상별 조사, 그리고 왜 재활용량이 저조한가에 대한 현장조사가 중요하다. 1인 가구 증가에 의해 배출되는 생활쓰레기의 성상 및 종류는 기존의 대규모 가족거주 주택에서 배출되는 쓰레기와는 많은 차이가 있을 것으로 예상된다. 이에, 1인 가구 증가에 따른 재활용품 분리배출량 증가를 위한 현장조사 및 DB화 작업이 매우 중요하다. 본 연구는 대전시 5개 기초자치단체별로 원룸 등 1인 가구에 대하여 생활쓰레기와 재활용품에 대한 배출실태에 관한 기초 연구이다. 이를 위해 이번 연구에서는 1인 가구에서 배출되는 종량제쓰레기와 재활용량에 대한 배출실태, 1인가구의 생활쓰레기 배출실태의 문제 및 의식 등을 조사하였다. 구체적으로는 1인 가구 학생을 대상으로 직접 자가배출량을 실측 및 기입하였다. 또한 1인 가구 학생을 대상으로 인터뷰조사를 실시하였다. 그리고 대전시 5개 기초 자치단체별로 1인가구로 판단되는 원룸 주변을 현장 방문 조사하여, 1인가구인 원룸가의 생활폐기물 배출실태 및 현황 모니터링하였다.
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2018.05
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｢전국 폐기물 발생 및 처리현황｣의 발생원단위 산정방법은 처리구역 내 인구 대비 1일 생활폐기물 발생량을 말한다. 생활폐기물은 실제 제주특별자치도민의 생활폐기물과 관광객의 관광폐기물이 모두 집계되고 있으며, 실제 도민의 발생원단위는 보고된 발생원단위에 비해 낮을 것으로 사료된다. 관광객 1일 생활폐기물 발생량에 관한 기존 반영사례의 경우 관광객수, 관광객 체류기간을 반영하여 도민 1일 발생량과 관광객 1일 발생량을 구분한다. 산정식의 인자는 제주도 1일 생활폐기물 발생량, 제주도 인구, 제주도 방문 관광객수, 관광객 체류기간이며, 생활폐기물 발생량을 통해 2014년 기준 도민 1.26kg/인･일, 관광객 0.01kg/인･일로 발생원단위 산정이 가능하다. 기존연구는 도민이 관광객에 비하여 과도하게 많은 폐기물을 배출하는 결과를 나타내고 있으므로 정확한 관광폐기물 발생원단위의 산정을 위하여 관광객의 여행 실태를 고려한 주요 관광폐기물 배출 발생원을 고려한 연구가 필요하다. 이는 관광폐기물량을 활용하여 처리체계 구축 및 감량대책을 구축하여 효율적인 폐기물 관리 정책을 모색할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 외부인구 배출 폐기물 발생원을 각 업종별로 검토를 통해 선정하고, 이 중 운수업, 도매 및 소매업, 숙박 및 음식점업, 관광업으로 표본업체를 설정하였다. 각 표본별 폐기물량을 서면 및 방문조사하여 외부인구 배출 폐기물 발생량을 파악하고, 폐기물의 발생량 및 발생원단위 보정을 통해 제주특별자치도 도민 실제 발생원단위를 산정하였다. 클린하우스 배출 업체의 경우 폐기물 발생량 추정 불가로 인해 발생원 표본에서는 제외하였다. 제주특별자치도는 펜션 등 소규모 숙박시설, 렌트카, 관광버스 등에서 분리되지 않는 재활용품 및 폐기물 발생량이 증가하고 있으며, 관광지역 소재 사업장에서 발생되는 폐기물을 주변 클린하우스에 다량 배출하여 클린하우스 넘침 현상 유발 등의 문제가 있다. 다량배출사업장 기준 관리 강화 및 실명제 관리, 클린하우스 배출 사업장 제한을 하고, 렌트카 이용자 및 관광버스 승객 대상 재활용품 분리배출 협조요청 교육실시가 필요하다고 판단된다. 나아가 그린텍스(Green tax) 도입으로 개별 배출자에 대한 오염자 부담원칙 제도를 시행하기 위한 기초 분석자료로 활용을 기대할 수 있을 것이다.
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2018.05
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인류의 문명이 점점 고화됨에 따라 부수적으로 폐기물 또한 증가하고 있는 실정이다. 최근 이러한 폐기물의 발생억제(reduce), 재사용(reuse), 재활용(recycle), 에너지자원화(recovery)에 국내를 비롯한 전 세계적인 노력이 활성화 되고 있다. 폐기물 에너지화(Waste to Energy, WTE) 기술이란 폐기물을 에너지 공급에 사용할 수 있는 다양한 연료로 전환시키는 기술이다. 도시에서 발생되는 고형폐기물(Municipal Solid Waste, MSW)을 활용한 발전보일러는 폐기물의 매립을 최소화하고, 환경 오염물질 배출을 감소시킬 뿐만 아니라, 전기나 증기와 같은 열에너지를 얻을 수 있어 각광 받고 있다. 하지만 MSW는 일반적으로 종이류, 플라스틱류, 고무류, 섬유, 가죽, 나무, 음식물 및 금속류 등 다양한 재료로 구성되어 있으며, 지역에 따라 구성요소 또한 차이가 난다. 이러한 다양 구성요소로 이루어진 MSW는 염소(Cl)등의 여러 가지 부식성 물질과 카드뮴(Cd), 납(Pb), 아연(Zn), 비소(As)등의 물질을 함유하고 있다. 이들 물질들은 연소 중에 서로 반응하여 염화물을 형성하여 탄소강 또는 Cr-Mo의 저합금강으로 제작된 페라이트계 보일러 튜브의 심각한 부식을 야기시킨다. SRF(Soiled Refuse Fuel) 연소 보일러의 열교환 장치(Water Wall Panel, Super Heater Tube, Economizer)를 염화물과 같은 부식성 물질로부터 보호할 필요가 있다. SRF 연소 보일러의 열교환 장치 표면을 각종 부식성 물질로부터 보호하기 위한 표면개질 방법에는 내열합금 오버레이 용접, 열융사 코팅, SiC-Epoxy 코팅, Castable 도포 등의 방법이 주로 사용된다. 본 연구에서는 SRF 연소 보일러 열교환 장치에 적용되는 내열합금 오버레이 용접을 중심으로 나머지 표면개질 방법과 비교하였다.
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2018.05
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국내 폐기물관리정책이 매립, 소각 등 처리 중심에서 기후변화, 자원･자원･에너지 고갈에 대웅하기 위한 자원순환 중심으로 변화함에 따라 자원에너지의 낭비를 최소화한 자원순환사회를 실현하기 위하여 ’13년 7월부터 자원순환사회로의 전환을 위한 입법을 추진하여 ’16년 5월 29일 자원순환기본법이 제정‧공포됨에 따라 ’18년 1월 1일부터 ‘자원순환기본법(이하 자원순환법)’을 시행. 이에 자원순환사회 구축을 위한 광주광역시 전략수립을 위하여, 국내･외 자원순환 정책현황 조사 및 법･제도 분석을 통하여 광주광역시에 적용 가능한 정책을 도출하고, 실효성 높은 정책방향을 제시하고자 한다. 기존 폐기물처리 기본계획이 폐기물처분시설에 대한 설치현황과 향후 설치계획 등을 계획했다면, 자원순환 시행계획은 폐기물처분시설은 물론 자원순환시설(순환자원으로 인정받을 수 있도록 처리하는 시설)을 포함한 계획에 따라 ‘자원순환법’에서 정의된 자원순환시설은 ‘자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률’, ‘전기전자제품 및 자동차의 자원순환에 관한 법률’, ‘폐기물관리법’ 등에서 정의하는 시설로 생산 공정에서 발생하는 폐기물의 양을 줄이거나 폐기물을 활용하여 순환자원으로 인정받을 수 있는 물질 또는 물건을 생산･가공･조립･정비하는 시설･장비･설비 등을 모두 지칭한다. 본 조사에서는 광주시 내에 존재하는 모든 자원순환시설에 대한 현황을 파악하고, 그에 따른 운영 및 설치 계획 등을 수립하여, 자원순환 기본계획수립과 그에 따른 추진목표 설정, 발생억제, 순환이용 활성화 방안을 제시하여 ‘자원순환법’ 시행에 따른 순환자원 이용확대를 통한 재활용시장과 일자리 창출 등의 경제적 효과를 기대하고 있으며, 폐기물처분부담금 도입을 통한 ‘매립장 수명 연장’과 ‘배출자와 매립지 주변 지역 간 상생’을 도모하는 환경적･사회적 효과도 기대된다.
110.
2018.05
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환경오염물질 배출 사업장에서는 환경오염 물질 배출에 대한 규제에 대응하고 나아가 자체적인 환경오염 물질 배출 개선을 위한 환경 모니터링 시스템 운영이 필수적이다. 현재 환경관리공단에서는 일정 규모 이상의 사업장을 대상으로 TMS(Tele Metering System)를 설치하여 전국적으로 환경오염 배출 물질을 실시간 감시 중에 있으며, 환경오염 배출 기준치 초과 시에는 예･경보를 발생시키도록 대처하고 있다. 그러나 기존 대부분의 환경 모니터링 시스템들은 환경 배출 물질 초과 발생 시 원인 분석 기능이 없고 특정 측정 장소(굴뚝 상단의 배출구나 특정 수질 측정소 등)에서의 환경오염 물질 농도 데이터만 활용하고 있다. 특히 이력이 제대로 관리되지 않기 때문에 유사 문제 혹은 동일한 문제 발생 시에도 즉각적인 조치가 이루어지지 못한다. 이에 본 연구에서는 기존 환경 모니터링 시스템의 한계점을 적극 보완하여 개선된 시스템을 기획하며, IoT 센싱 기술을 기반으로 하여 실시간으로 사업장 내 이상 상황을 인지하고 원인을 분석하여 해당 조치를 작업자에게 즉각적으로 지원하는 원스톱 환경 모니터링 및 감시 진단 시스템을 개발하고자 한다.
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2018.05
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본 연구에서는 음식물류폐기물 종량제 방식 중에 하나인 RFID(Radio frequency identification, 이하 RFID)기반 음식물류폐기물 관리시스템 중 개별계량방식을 사용하고 있는 공동주택의 음식물류폐기물 배출량을 조사하여 원단위를 파악하고자 본 시스템을 사용하고 있는 2년 이상 된 아파트 3곳을 조사하여 원단위를 분석하엿다. 그 결과, 아파트 2년간 1인당 1일 평균 원단위 발생량은 2016년에서 0.140kg/인/일, 2017년에 0.134kg/인/일로 산출되었으며, 2년 평균은 0.137kg/인/일로 나타났다. 계절별로는 봄<겨울<가을<여름의 순을 보였으며, 1년차보다 2년 차에 더 적은 원단위를 나타내었다. 가구원수가 적을수록 원단위가 높아지는 경향을 나타내었으며, 공급면적이 작을수록 높은 원단위를 보였다. 지금까지 생활수준이 높으면 발생량이 높다는 것과는 반대의 결과이며, 역으로 전술한 것과 같이 1인가구 등에서 발생량이 증가하는 경향과 같다. 본 결과 값들은 RFID 시스템에 기록된 2년간의 실질 데이터를 조사 및 분석한 신뢰성이 높은 데이터로서 향후 음식물류폐기물 정책 수립 시 유용한 기초자료로서 활용되기를 기대한다.
112.
2018.05
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본 연구에서는 폐자원 합성가스를 이용한 고온전이반응용 Ce가 첨가된 Cu/γ-Al2O3 촉매의 물리 화학적 특성을 비교 분석하였다. 합성방법에 따른 촉매의 특성을 비교하기 위해 활성물질의 담지 순서를 변경하여 Ce/Cu/γ-Al2O3, Ce-Cu/γ-Al2O3, Cu/Ce/γ-Al2O3, Cu/γ-Al2O3 촉매를 제조하였다. 제조된 촉매 중 Ce/Cu/γ-Al2O3 촉매가 가장 높은 활성도 및 안전성을 나타냈다. 제조된 촉매의 물리-화학적 특성은 XRD, H2-TPR, XPS, Raman, Photoluminescence 등으로 분석하였다. 그리고 CO 전환율에서도 CeO2로 첨가된 모든 Cu/γ-Al2O3 촉매는 Cu/γ-Al2O3보다 높은 CO 전환율을 보였다. 이 연구결과는 CeO2의 첨가가 고온전이반응에서 Cu/γ-Al2O3 촉매의 성능을 향상 시킨 것을 나타낸다. 또한, Ce/Cu/γ-Al2O3 촉매의 높은 촉매 활성은 주로 고농도 산소저장능 및 환원된 Cu종과 관련이 있음을 알 수 있었다.
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2018.05
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유기성폐자원의 바이오가스화는 혐기소화를 통한 메탄가스(CH4)를 생산하는 시설로 현 상황에 대응하는 방안으로 15년도 기준 전국 61 개소의 하수처리장에서 하수슬러지 소화시설을 운영 중에 있다. 생산된 바이오가스는 스팀보일러를 가동하거나 발전기를 가동하여 전기를 생산하게 된다. 최초 혐기소화조에서 생산된 바이오가스는 유입된 폐기물에 따라 메탄함량 약 55~70%이며, 황화수소(H2S) 2,500~5,000ppm, 상대습도 약 90%를 나타난다. 바이오가스를 전처리 없이 바로 사용하게 되면 황화수소가 수분과 결합하여 황산을 생산하게 된다. 황산은 기계적 마찰이 많은 발전기 내부를 마모시키고 부식시키는 원인이 되고, 배관의 부식을 유발한다. 우리나라는 급격하게 바이오가스화 시설이 추진되면서 많은 시행착오로 인한 고장과 효율이 낮은 문제점이 보여 왔다. 전국 11개 바이오가스화 시설의 각 공정 별 가스상의 수분을 측정하였고, 해외기과 발전기 운전적정 수분값을 구하여 바이오가스 이용을 위한 수분함량 가이드라인 설정을 하고자 한다. 국내 소화조 후단 바이오가스 수분측정 결과 음식물/음폐수의 경우 노점온도 26.8 ℃, 절대습도 25.7 g/m3, 상대습도 82.9%로 측정되었고, 가축분뇨는 노점온도 28.7 ℃, 절대습도 28.0 g/m3, 상대습도 82.7%이고, 하수슬러지의 경우 노점온도 24.8 ℃, 절대습도 22.6 g/m3, 상대습도 77.2%로 측정되었다. 또한 제습설비가 운영되고 유지가 잘된 시설의 경우 절대습도 25.5 g/m3에서 12.0 g/m3으로 약 51.1% 감소되었고, 상대습도도 77.2%에서 34.9%로 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 반면 제습설비가 미흡한 시설에서는 역으로 증가하는 추세를 보였다. 따라서 국내 바이오가스화 시설에서는 제습처리가 적정수준으로 처리할 경우 노점온도 약 14 ℃를 만족하며, 절대습도 15.4 g/m3과 평균 가스온도인 31 ℃ 기준 상대습도 48%를 유지할 수 있을 것으로 판단하였다.
114.
2018.05
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상업적으로 HTS (High Temperature Shift reaction) 반응에서 사용되는 Fe2O3/Cr2O3 촉매는 사용 후 6가 크롬 (Cr6+)의 침출에 따른 환경적/인체적 문제를 일으킬 수 있는 잠재성을 가지고 있어 친환경 크롬-프리 촉매개발을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 크롬을 사용하지 않고 우수한 성능을 나타낼 수 있는 Fe/Al, Fe/Al/Cu, 그리고, Fe/Al/Ni 촉매를 제조하고 성능을 비교 평가하였다. 단계함침법으로 금속산화물(Cu와 Ni)과 알루미늄이 함유된 Fe계 촉매를 제조하고 촉매반응장치를 이용하여 각 촉매의 활성을 분석하였다. 그 결과 Fe/Al/Cu 촉매는 가혹한 조건(COconc. = 38.2%; 천연가스 대비 약 5.7 배 높은 CO 농도)에서도 탁월한 성능(XCO = 84.3% at 400 ℃)을 나타내었다. 이 결과는 Fe/Al/Cu 촉매의 강한 환원력과 활성종인 Fe3O4의 높은 열적 안정성에 기인한 것으로 확인되었다. 또한 강한 소결 저항성을 가진 Fe/Al/Cu 촉매는 400°C에서 100시간 동안 뚜렷한 비활성화를 보이지 않아 높은 안정성을 지닌 것으로 확인되었다.
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2018.05
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우리나라는 인구의 증가 및 도시의 산업화, 소비에 따른 축산업의 발달로 인해 하수처리 및 음식물류와 가축 분뇨폐기물인 유기성폐자원의 처리규모와 발생량이 매년 증가하는 추세이다. 유기성폐기물의 육상처리와 신재생 에너지원으로서 효과적 활용에 대한 정책 추진과 연구가 진행되어왔다. 매립, 소각을 포함한 육상처리 방법 중, 바이오가스화는 혐기소화 과정에서 신재생 에너지원인 메탄가스를 생산하는 시설로 현 상황에 대응하는 새로운 방안으로 각광받고 있다. 국내 유기성폐자원의 바이오가스화 시설은 신규설치가 많이 이루어지는 반면, 시설의 메탄가스 생산량이 아직 미흡하거나 생산된 바이오가스를 이용하지 못하는 경우가 많은 실정이며, 15년도 유기성폐자원 바이오가스화 시설 중 하수슬러지를 이용한 바이오가스 발생량은 10.99 m3/ton이며, 음식물 72 m3/ton, 가축분뇨 14.84 m3/ton, 병합처리 14.51 m3/ton을 생산하고 있어, 혐기소화효율이 미국 등 선진국대비 약 54.2%에 불과한 실정이다. 전국 8개 시설에 대해서 다양한 유기성폐자원의 원료유입에서 기원하는 유입에너지와 바이오가스화 설비 운전을 위한 전력 소비에너지를 유입에너지로 설정하고, 혐기소화를 통한 바이오메탄의 잠재에너지와 미분해 유기물의 잠재에너지를 유출에너지로 산정하여 에너지수지분석을 진행하였다. 음식물/음폐수 시설의 바이오가스 에너지전환율은 80.1%이며, 가축분뇨 86.5%, 하수슬러지 22.8~57.7%로 분석되었다. 유입원료의 생산효율로는 음식물/음폐수 시설이 72.2% 이상으로 분석되었고 일부 유입에너지의 과소평가 및 바이오가스 생산량 과다측정으로 이론적으로 불가능한 수치로도 분석되었다. 따라서 에너지수지분석은 에너지전환효율과 시설 효율과 시설 효율을 평가할 수 있는 중요한 수단이지만 정확한 측정을 위한 유량계측 표준화 및 설비 별 전력사용량을 확인할 수 있는 전력계측 표준화작업이 요구되어진다.
116.
2018.05
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플라스틱 중 크기가 5 mm 미만인 미세플라스틱은 다양한 모양, 색, 재질을 가진다. PP(polypropylene), PE(polyethylene), PET(polyethylene terephthalate), SBR(styrene butadiene rubber) 등의 다양한 재질을 가지는 미세플라스틱은 해양뿐만 아니라 토양 및 대기에도 존재한다. 환경에 넓게 분포되어 있는 미세플라스틱은 넓은 비표면적과 소수성을 지니고 있어, 난분해성 유기오염물질(POP; persistent organic pollutant) 및 금속의 흡착이 가능하다. 또한 플라스틱의 내구성을 개질하기 위해 첨가되는 폴리브롬화 다이페닐에테르(PBDEs;polybrominated diphenyl ethers), 프탈레이트(phthalate), 비스페놀 A(bisphenol A) 등의 가소제(plasticizer)는 환경호르몬으로 알려져 있다. 이러한 미세플라스틱을 생물들이 먹이로 오인하여 섭취할 수 있으며, 크기가 작은 동물플랑크톤도 미세플라스틱을 섭취할 수 있다는 보고가 있다. 섭취된 미세플라스틱은 생물체내에서 오염물질이 탈착/용출되는 결과를 초래하여 생물농축(bioaccumulation)과 생물증폭(biomagnification)을 유발할 수 있다. 환경으로 미세플라스틱을 배출하는 오염원으로는 투기된 폐플라스틱의 자연적인 파쇄 및 분해, 타이어의 마모에 의한 SBR(styrene butadiene rubber), 세탁에 의한 섬유, 개인위생제품에 함유된 마이크로비즈(microbeads)등이 있다. 다양한 오염원에서 배출된 미세플라스틱은 하수처리시설에 유입되고 처리되지 못한 일부가 해양 등 수계로 방류되고 있다. 특히 합류식 관거를 사용하는 하수처리시설의 경우에는 우수에 의해 도로의 분진이 가중될 것이다. 본 연구에서는 합류식 관거를 사용하는 하수처리시설에 유입되는 미세플라스틱인 타이어분진을 확인하여, 토양 중의 미세플라스틱이 하수처리시설을 통하여 해양으로 방류될 가능성을 확인하였다.
117.
2018.05
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지구 부존자원의 채굴량 한계, 산업규모의 증가 등으로 인해 원료 자원의 수요에 비해 공급량 부족 현상이 발생할 것으로 예상됨에 따라 이미 사용수명이 다한 폐기물로부터 유효한 자원을 회수하는 재활용 이슈가 부각되고 있다. 특히, 근대화된 도시로부터 발생하는 폐기물은 기하급수적으로 증가하고 있으며, 이 중 자동차의 경우 전기․전자제품과 더불어 주요 대체자원으로서 중요성이 점점 증가하고 있는 실정이다. 이처럼 대체자원의 활용 및 환경오염 방지 전략의 일환으로 1998년 독일의 주요 산업체들은 자발적으로 철 및 비철금속이 75% 이상 함유된 폐 자동차(ELV : End-of-Life Vehicle, 이하 ELV & 폐 자동차)의 재활용처리규정을 제정하고 실행하였으며, 이러한 기본 규정을 바탕으로 EU 위원회에서 2000년 EU 폐차처리규정(EU ELV Regulation)을 발효시킨 점 등은 대표적인 실례라고 할 수 있다. 폐자동차의 재활용 공정을 살펴보면, 최초 해체업자에게 인도되어 재활용할 수 있는 부품 및 폐유, 폐타이어나 폐배터리 등을 분리하여 적정한 처리를 하고, 남은 body 등은 슈레더 업체에 인도된다. 슈레더 사업자는 body, 유리, 시트 등을 포함하고 있는 폐차를 파쇄/분별하여 철, 비철금속 등 재이용할 수 있는 금속 스크랩을 회수한다. 유가금속을 회수하기 위한 슈레더 공정을 거치고 나면, 재이용이 곤란한 합성수지, 유리, 고무 등의 잔재물이 남는데 이러한 잔재물을 ASR(Automobile Shredder Residue)이라 한다. 자동차 중량의 25%를 차지하는 ASR은 금속에 비해 재활용률이 낮고 관련 기술이나 인프라가 구축되어 있지 않아 대부분 소각이나 매립에 의하여 처리되고 있다. 소각하여 감용화 하는 것이 가능한 고체 산업폐기물은 소각하여 매립하는 것이 일반적이지만, ASR의 소각이나 매립은 폐자동차의 재활용율 감소와 매립지의 부족, 환경오염 문제 등을 야기하고 있어 재활용을 위한 기술개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 ASR 재활용률 80% 달성을 위하여 단위 선별기술이 융합된 복합선별시스템을 개발하였다. 재활용에 필수적인 물질수지 분석을 위하여 ASR을 이루는 물질의 구성비를 바탕으로 기존 단위 공정 연구결과에 따른 예상 회수율을 적용하였다. 그리고 물질항목 당 예상되는 재활용률을 계산하고 이를 합산하여 총 재활용률을 확인하였다.
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