본 연구는 폐 컴퓨터를 자원회수에 긍정적인 영향을 주고자 폐 컴퓨터(PCB)를 이용한 유가금속회수 공정에서 비중선별에 의한 분리 특성 및 금속함량에 관한 연구를 통해 효과적인 유가금속 회수를 위하는데 그 목적이 있다. 실험재료로 폐 컴퓨터(PCB)를 사용하였으며, PCB리드커터기를 이용해 PCB기판의 부착물 제거 후 고속분쇄기(1차분쇄) 및 미분쇄기(2차분쇄)를 이용하여 일정 크기에 따라 분쇄를 실시하였다. 분쇄물들은 체선별을 통해 입경크기별(n<0.2, 0.2<n<0.5, 0.5<n<1.0, 1.0<n<2.0 및 2.0<n)로 구분하여 중액분리를 실시하였다. 중액분리는 TBE(Tetrabromoethane)를 사용하였다. 5 min, 10 min, 15 min, 20 min 및 30 min의 시간을 주어 시간에 따른 비중선별 정도를 확인하였으며, 중액의 비중변화를 위해 희석액으로 에탄올을 사용해 비중액 비중(1.6, 1.85 및 2.1)을 변화시켜가며 실험을 진행하였다. 전체적인 비중선별 결과 비교시 비중 2.1과 1.85의 결과 값에서 큰 차이가 나타나지 않았으며, 경제적인 면으로 볼 때 비중 1.85가 적합하다고 판단되며, 플라스틱 및 산화물의 함량은 부유물에서 높은 것으로 나타남에 따라 유용금속의 및 기타금속의 함량은 침전물에서 높은 것으로 나타났다.

본 연구는 수산양식업 활동에 의해 발생한 굴 패각 폐기물이 미처리야적 및 무단 투기되면서 악취, 환경위해성 및 연안환경악화 등의 문제를 해결하고, 낭비되는 자원인 굴 패각 폐기물의 재활용 방안 수립을 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 실험에 사용된 시료는 부산광역시 강서구 용원동 일원에 미처리 야적된 굴 패각 폐기물을 직접 채취하여 사용하였다. 굴 패각 폐기물의 유기물 및 염분 등의 제거를 위하여 솔을 이용하여 수세척한 뒤, 105℃에서 24시간 건조하였다. 소성공정은 온도(600~1,200℃) 및 시간변화(1~6시간)를 주면서 실험하였으며, 소성한 굴 패각을 분쇄하여 입도분리 공정을 통해 100 mesh 이하로 체 거름 하였다. 그 결과 최적 소성조건은 CaO 함량 및 기타불순물 함량에 의해 900℃ 2시간으로 나타났으며, 개발된 재생석회를 이용하여 광산폐수의 중금속 제거를 위한 Jar-test를 이용한 회분식 흡착실험을 진행하였다. 광산폐수 주입량은 300 mL로 하였고 재생석회 주입량(3~9 g) 및 교반시간(10~120분) 변화에 따른 pH 및 중금속(As, Zn, Pb, Fe 및 Cu) 분석을 하였다. 광산폐수 원수의 pH는 3.08로 나타났으며, 중금속 중 As 불검출, Zn 10.89 mg/L, Cd 0.16 mg/L, Pb 0.10 mg/L, Fe 70.52 mg/L 및 Cu 13.00 mg/L로 나타났다. Jar-test를 통한 흡착실험 결과, 최적 흡착실험조건은 재생석회 주입량 7 g, 교반시간 10분으로 나타났으며, 이때 광산폐수 pH는 12.80, As 불검출, Zn 0.31 mg/L, Cd 불검출, Pb 불검출 mg/L, Fe 0.02 mg/L 및 Cu 불검출 되었다. 이와 같이, 본 연구에서는 굴 패각 폐기물의 재활용 방안 중 석회로서 수처리제로의 광산폐수 처리에 주안점을 두고 연구를 진행하였으며, 향후 보다 많은 재활용 방안에 대한 연구가 진행된다면 굴 패각 폐기물에 의한 연안환경 악화 개선 및 낭비되는 자원의 재사용이 가능할 것으로 판단된다.

This study identified concentrations, toxicities, and sources of polycylic aromatic hydrocarbons (PAHs) and heavy metals in roadside sediment from different areas of Gwangju City. Samples were collected from 13 sites of heavy traffic area (TA), downtown area (DA) and park area (PA) during February and June in 2014. The results showed a wide distribution range of PAHs concentrations between 0.139 mg/kg and 1.740 mg/kg. The highest concentration of PAHs appeared in heavy traffic area (TA). The toxic equivalent quotients (TEQs) of PAHs in the roadside sediment ranged from 27 ng/g to 159 ng/g. The TEQs and PAHs ratio of heavy traffic area and downtown area was 9.1 to 11.0%, respectively. The contributions from potential sources to PAHs in roadside sediment were estimated by the principal component analysis (PCA) and diagnostic ratios between PAHs. Vehicular (gasoline and diesel engine) emissions were found to the predominant contributor of PAHs. The concentrations of heavy metals were highest in the heavy traffic areas. The correlation analysis among traffic intensity and heavy metals, showed that AADT correlates very strongly with Cr, Cu and Pb concentrations. From the results of pollution index (PI) calculation for roadside sediment, heavy traffic area was severly polluted by heavy metals such as Cr, Cu, Pb and Zn. Contaminants in roadside sediment were found to be much affected by the vehicles. Therefore, roadside deposited sediments would be expected to be managedon a regular basis.

This study was conducted to determine physico-chemical properties and degree of heavy metal contamination of sediments collected at Yeosu harbor. Outside of harbor (Y1, Y2, and Y3) showed relatively lower ignition loss than those for Y4 and Y5. All sediment samples had similar oxides and minerals based on the XRD and XRF analyses. Heavy metal contamination of the sediments was evaluated using USEPA, Ontario sediment quality guidelines, index of geoaccumulation and total enrichment factor. In summary, sediment Y5 was classified as moderately contaminated region based on index of geoaccumulation and heavily polluted based on standards of USEPA, Ontario sediment quality guidelines, and total enrichment factor. Sample Y5 obtained from the inner side of harbor showed the highest heavy metal contents. Among five heavy metals measured at Y5, Cu concentration was extremely high, which indicated that harbor activity might influence the Cu concentration in harbor sediment.

Due to a world trend on renewable energy, biomass that is one of renewable energy resources has to be applied at thermochemical process, actively. However, in commercial plant, one of many problems is an agglomeration production at biomass thermochemical process, because it leads to disturb continuous operation on thermochemical process. Thus, in this study, the EFB (empty fruit bunch), one of palm oil industry by-products was used as a biomass fuel, and washed by water and nitric acid solution (0.1wt.%) with different total washing times for resolving this problem at biomass thermochemical process. After washing, ash content was decreased from 5.9wt.% to 1.53wt.% using all of the washing treatments, and the Alkali & Alkaline Earth Metallic (AAEM) was removed over 80wt.% of total AAEM, such as potassium, magnesium, calcium and sodium. Additionally, SEM with XRD was analyzed to confirm the characteristics of produced agglomeration, and the agglomeration production ratio was measured: it revealed that the ratio was resulted in decrease over half, in the case of using all of washed EFBs.

광석에서 순도 높은 금은을 추출하기 위해 사용된 청화법으로부터 시안이 유출되어 광석 내 존 재하는 중금속들과 결합하여 다양한 형태의 시안화합물이 생성된다. 이러한 시안화합물은 난분해성 오염물질로서 인간을 포함한 생태계에 악영향을 끼친다. 결합력에 따라서 중금속과 결합한 시안화합 물은 공유결합성 화합물(weak acid dissociable, WAD)과 착화합물(strong acid dissociable, SAD) 등으 로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 시안화합물의 존재 형태별 광촉매 산화 효율을 비교 평가하였다. 특히 자외선 LED 광원의 파장과 광촉매 표면 개질이 시안화합물의 분해에 미치는 영향을 살펴보았 다. 실험 결과, 동일한 광촉매 산화 조건에서 자유 시안보다는 중금속과 결합한 시안화합물의 광산화 분해 효율이 떨어짐을 알 수 있었다. 그리고 자유 시안의 경우에는 짧은 파장에서 광촉매 산화가 효과 적이었지만 중금속과 결합한 시안화합물의 경우에는 긴 파장에서 광산화 분해능이 더 높게 나타났다. 그리고 광촉매 표면 개질에 의하여 광촉매 산화 공정의 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

The main objective of this study is to recovery valuable metals with metal particle size distributions in waste cell phone PCBs(Printed Circuit Boards) by means of pulverization and nitric acid process. The particle size classifier also was evaluated by specific metal contents. The PCBs were pulverized by a fine pulverizer. The particle sizes were classified by 5 different sizes which were PcS1(0.2 mm below), PcS2(0.20~0.51 mm), PcS3(0.51~1.09 mm), PcS4(1.09~2.00 mm) and PcS5(2.00 mm above). Non-magnetic metals in the grinding particles were separated by a hand magnetic. And then, Cu, Co and Ni were separated by 3M nitric acid. Particle diameter of PCBs were 0.388~0.402 mm after the fine pulverizer. The sorting coefficient were 0.403~0.481. The highest metal content in PcS1. And the bigger particle diameter, the lower the valuable metals exist. The recovery rate of the valuable metals increases in smaller particle diameter with same leaching conditions. For further work, it could improve to recovery of the valuable metals effectively by means of individual treatment, multistage leaching and different leaching solvents.

For 63 soil series distributed in Jeju Island, natural uncultivated soils in each soil series were collected, and their physicochemical properties and their concentrations of 19 heavy metals including 8 heavy metals which are regulated by Korean Soil Environment Conservation Law, were analyzed. Moreover, the correlations between physicochemical properties and heavy metal concentrations, and between heavy metal concentrations were analyzed. The heavy metals distributed in the higher concentrations and the lower concentrations with arithmetric mean value, were Mn(730 mg/kg) and Ba(493 mg/kg), and Hg(0.146 mg/kg) and Tl(0.096 mg/kg), respectively. The correlations between pH(H2O) and heavy metals(Hg, Ni, Co, Se), between pH(NaF) and heavy metals(Hg, Ba, Se, Tl), and between organic matter content and heavy metals(Hg, Tl) were significant at the 0.01 level. From the correlations between heavy metal concentrations, there were 22 where there were significant at the 0.01 level and they showed positive correlation. Among those, the heavy metals showing the correlation higher than r=0.5, were Sb-V(0.878), Mo-Sn(0.867), Co-V(0.654), Co-Sb(0.648), Be-Sn(0.546), and Sn-Tl(0.528).

본 연구에서는 세계적으로 문제가 되고 있는 하천 및 수계내의 중금속 오염 방지와 대책을 강구하기 위해 고로슬래그가 중금속흡착에 유리한 물리, 화학적 특성을 지녔다고 판단하여 흡착제로서의 중금속흡착능이 충분한지에 대해 검토하였다. 흔히 중금속흡착제로 알려진 활성탄의 경우 제거효율은 좋지만, 경제적인 부담감을 안고 있으며, 현재 최근 활발한 산업 활동으로 인하여 나오는 건설폐기물이나 산업부산물의 문제를 해결하기 위해 이를 이용한 중금속 제거 기술이 보고되고 있다. 특히, 고로슬래그의 경우 선철 1t당 0.5~1t정도의 양이 배출되며, 이에 고로슬래그의 흡착제로서의 사용 검토가 된다면 제철부산물의 처리와 하천 및 수계내의 수질개선에도 도움이 된다고 판단했다. 고로슬래그는 체가름시험을 통하여 1.2~2.5mm의 치수를 사용하였으며, 중금속은 Cd, Cu, Pb, Zn으로 선정하여 등온흡착실험을 진행하였다. 중금속의 초기농도는 1ppm, 2ppm, 5ppm로 설정하고 120분간 128rpm으로 교반하여 진행하였으며, 일정 시간간격을 두어 샘플을 채취하여 시간 당 중금속의 부하량을 산정하였다. 그 결과 Cd의 경우 120분간 선형의 그래프를 나타내며 제거 되었으며, Cu, Pb, Zn은 20~30분까지 급격하게 중금속의 농도가 감소하다가 120분까지 서서히 감소되었다. 초기농도에 관계없이 120분동안 중금속 제거량은 총 1ppm 정도였으며, 결과적으로 고로슬래그의 중금속 흡착제로서의 흡착능이 뛰어나다고 판단된다. 이를 통해 하천 및 수계내의 수질개선을 위한 비점오염저감시설이나 장치의 흡착제나 또는 여과저류지등의 여재로 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

Storm water pollution has been the various concerns over the past decade. Decreasing the contamination levels of runoffs to the minimum accepted levels to protect the water quality of rivers, estuaries, streams, lakes, seas, and other bodies of waters have been the objectives of various storm water best management practices (BMP) implemented. BMPs has been augmented to existing water treatment facilities to provide additional resources for potable water usage. Novel filter materials are used to improve the performance of media filters and extend their capabilities to removing other pollutants such as organic/aromatic hydrocarbons and heavy metals. Among the novel materials being considered are photocatalyst nanoparticles coated into the sand media filter. Photocatalysts have been applied in the degradation of organic pollutants with the help of visible light irradiation. This paper describes the synthesis and use of nanoparticle–coated zeolite media filter to remove dissolved metals (Cu and Zn). Catalyst surface analysis revealed that the Cu and Zn were chemically adsorbed, and were transformed into its corresponding elemental forms.

The effect of the metal oxide catalyst in the dimerization of waste vegetable oil was investigated. The high efficiency and recyclability has allowed different metal oxides to be used as catalysts in numerous synthetic reactions. Herein, clay, aluminum, titanium, calcium, magnesium and silicon oxide micro/nanoparticles are used in a Diels-Alder reaction to catalyze the production of the dimer acids. The metal oxides assist the electron transfers during cyclization to produce the desired product. Liquid chromatography mass spectroscopy (LC-MS) and gel permeation chromatography (GPC) were used to verify the production of dimer acids. For the confirmation of cyclization, compounds were analyzed using the nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. From the analysis, silylated or pristine clay showed its effectiveness as a catalyst in dimerization. Furthermore, alumina and alumina/silica composite showed successful performance in the reaction to yield cyclic dimer acids. These result suggested that metal oxides and montmorillonite might be used in synthesis of dimer acids for the recycle of waste vegetable oils.

본 연구에서는 해양오염퇴적물 내 Ni, Cu, Pb 및 Zn 등 중금속에 대하여 벤토나이트를 이용한 안정화 처리를 수행하였다. 안정화 실 험은 해양오염퇴적물에 벤토나이트 첨가 후 150일간 습윤 양생 하여 실시하였다. 중금속 연속추출 결과로부터, 미처리 오염퇴적물과 비교해서 Ni, Cu, Pb 및 Zn은 용이하게 용출가능한 존재형태(이온교환, 탄산염, 산화물 형태)가 벤토나이트에 의해 각각 8.5%, 5.6%, 19.2% 및 28.2% 감 소하였다. 또한, 안정화제 의한 오염퇴적물의 용출저감 평가를 위해 TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure)를 수행한 결과, 미처리 오염퇴적물과 비교하여 안정화 처리 퇴적물인 경우 중금속의 용출량이 각각 Ni 95.7%, Cu 96.8%, Pb 99.2%, Zn 85.9%씩 크게 감소하는 것을 확인하였다. 이러한 결과로부터, 벤토나이트를 해양오염퇴적물의 피복소재로 사용할 경우 시험 대상 중금속의 안정화 효과가 확인되었다.

슬래그를 매립한 토양을 대상으로 자기분리연구를 수행하였다. 토양세척을 거친 토양과 토양세척 전 토양을 대상으로 습식자기분리와 건식자기분리를 수행하여 분리된 부분과 분리되지 않은 부분의 중금속 농도를 측정하여 중금속의 농축효과를 측정하였다. 습식자기분리의 경우 토양세척 전 시료의 자력분리율이 상대적으로 높으며 토양세척 후 시료의 경우 약 40% 정도가 자기분리 되었다. 토양 : 물의 비가 농축효과에는 큰 영향을 미치지 못하며, Fe, Pb, Cu, Zn, Cd의 세척 전 토양과 세척 후 토양의 자기분리에 의한 평균 농축비는 3.2, 2.1, 12.1, 2.5, 1.5와 17.4, 7.0, 15.7, 9.6, 7.0으로 토양 세척을 거친 경우 자기분리에 의해 토양 세척 전 토양에 비해 더 큰 토양 부피 감량효과를 기대할 수 있다. 건식자기분리의 경우에도 자기분리에 의해 중금속의 농축효과를 얻을 수 있으나 자기분리에 의한 회수율이 너무 높은 경우 오염토 저감을 기대하기 어렵다. 철과 같은 강자성체를 포함하는 토양의 경우 자기분리에 의해 토양세척의 효과와 유사하게 오염토양의 양을 줄일 수 있고, 오염이 한쪽에 농축되는 결과를 얻을 수 있다.

인양장비는 원자력발전소에서 발생하는 사용후핵연료를 운반하는 운반용기를 인양하기 위해 사용된다. 본 연구는 원자력 안전위원회고시 제2013-27호와 미국 10CFR Part 71 §71.45에서 규정하는 기술수준에 따라 이론적인 방법과 유한요소방법 으로 인양장비의 구조적안전성을 평가하였다. 이론적으로 평가한 결과 모든 구성 요소에서의 응력이 응력제한치 내에 있어 운영상 발생하는 구조적 안전성을 확보하고 있는 것으로 판단하였다. 또한 유한요소해석을 통한 평가결과, 항복과 극한조건 모두에서 설계기준을 만족하는 것으로 평가되었다. 모든 구성요소에서 충분한 안전여유도(항복조건에서 3 이상의 안전율, 극한조건에서 5 이상의 안전율)를 갖는 것으로 나타나 구조적으로 안전하다고 판단하였다.

폐-광석으로부터 금속구리분말을 회수하기 위하여 더미 미생물용출, Fe 제거와 전기분해실험을 수행하였다. Cu가 0.034% 함유된 폐-광석시료에 대하여 더미 용출실험을 수행한 결과, Cu 용출률은 박테리아 용출-용액에서 61%, 황산 용출-용액에서 62%로 나타났다. Fe를 효과적으로 제거하기 위하여 더미 용출-용액에 NaOH, H2O2 및 Ca(OH)2를 각각 적용한 결과 H2O2가 가장 효과적인 Fe 제거제로 선정되었다. 전해질 용액을 준비하기 위하여 H2O2를 더미 용출-용액에 처리한 결과 박테리아 용출-용액에서 Fe가 99%, 황산 용출-용액에서 60%로 제거된 반면에 Cu 제거율은 각각 5%와 7%로 나타났다. 이 용액에 대하여 전기분해 실험을 수행한 결과 Cu 회수율이 박테리아 용출-용액에서 98%, 황산 용출-용액에서 76%로 나타났다. 모수석 형태의 금속구리분말이 양쪽 용출-용액에서 회수되었다.

폐기물을 사용한 가스화용융 공정에서 발생되는 폐수와 슬랙은 폐기물의 특성상 납, 비소, 카드뮴, 수은, 구리, 크롬 등 다양한 종류의 중금속을 함유하고 있어 오염문제를 야기할 수 있다. 따라서 이러한 중금속들을 제어할 수 있는 정제 과정과 슬랙에서 배출되는 용출수의 중금속 분석이 필요하다. 본 연구에서는 Pilot 규모의 폐기물 가스화 공정에서 사용한 폐기물, 운전 시 사용한 폐수, 폐수를 여과 처리한 처리수, 생성된 슬랙 및 슬랙에서 나온 용출수의 중금속 함량을 비교함으로써 가스화 및 오염물질 정제 과정에서 관찰되는 중금속 물질의 거동을 확인하였다. 폐기물은 울산지역의 사업장폐기물과 용인지역의 사업장 폐기물 그리고 자동차파쇄잔재물(ASR)을 사용하였다. 폐기물 가스화 공정 중에 발생하는 바닥재는 용융되어 슬랙의 형태로 배출된다. 그리고 폐기물 가스화 공정 내 오염물질 정제 과정은 입자상물질 제거장치, 중화세정탑, 탈황세정탑 및 미세입자상물질 제거장치 순으로 진행된다. 각 시료의 중금속 함량 분석 결과 여과 처리를 거친 처리수의 경우 중금속 함량이 대부분 검출되지 않았으며, 구리 1.76mg/L, 니켈 0.46mg/L, 바륨 0.56mg/L로 환경부 배출 허용기준치에 미치지 못하는 극소량이 분석되었다. 또한 슬랙 내부에 대부분의 중금속이 포획되어 슬랙 용출수에서는 대부분 검출되지 않았으며 일부 중금속의 경우 0.1mg/kg 미만으로 분석되었다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 Pilot 규모의 폐기물 가스화 공정을 거친 폐기물은 생명체에 치명적인 중금속 오염 문제를 야기하지 않음을 보여준다.

원자력시설의 해체 시 발생하는 폐기물은 금속 조각, 콘크리트, 토양 등 종류도 다양할 뿐만 아니라 발생량 또한 방대하다. EC(European commission)의 자료에 의하면 앞으로 60년 동안 유럽 국가들에 있는 원자력시설의 해체 시 발생되는 금속폐기물의 양이 스테인레스강은 약 30만 톤, 연강이나 탄소강은 약 100만 톤, 알루미늄과 구리는 약 2~3만 톤 정도가 될 것이며, 전 세계적으로는 향후 50년 동안 약 1,200만 톤의 스테인레스강은 약 95만 톤, 탄소강은 870만 톤, 구리 220만 톤이 발생할 것으로 예측하고 있다. 국내적으로도 최초의 원자로인 연구로 2호기 및 우라늄 변환시설의 퇴역으로 제염･해체 사업이 완료되었으며, 현재 연구로 1호기가 해체 중에 있다. 연구로 2호기 및 원자력연구원 내 우라늄변환시설의 해체로 인해 구조재, 배관재 등을 포함하여 수십 톤이상의 금속폐기물이 발생하여 임시 저장 중에 있다. 원전시설에서 규모가 큰 구성품(열교환기, 습분 분리기, 증기발생기) 교체나 해체 시 발생하는 다량의 금속폐기물을 그대로 수용하기에는 부족한 폐기물 처분장 문제뿐만 아니라, 지속적으로 처분 단가의 증가가 예상되므로 방사성 금속 폐기물의 효과적인 감용 및 재활용 기술이 요구된다. 방사성 금속폐기물 감용 및 자체처분기술은 근본적으로 금속 방사성폐기물을 저감하는 기술로 다양한 단위기술의 조합이다. 금속용융제염 기술은 유럽을 추축으로 미국과 일본에서 활발히 연구되었으며 원자력 선진국에서는 대부분 상용규모의 처리시설을 갖추어 원자력시설에서 발생하는 금속폐기물을 처리하고 있다. 국내에서도 2004년부터 금속용융제염 요소기발을 시작으로 파이롯 규모의 금속용융제염 기술개발 및 Scale-up 데이타 회득을 통해 현재는 금속성 해체폐기물 감용 및 실용화 시설 구축 사업을 통해 350 kg/1회 규모의 고주파유도용융로를 원자력연구원내 구축하여 해체폐기물을 용융제염하고 있다. 시설은 금속폐기물 인수 및 절단실, 용융실, 주괴 인출 및 오염검사실, 주괴 임시저장 및 반출실로 구성되어 있다. 용융되는 금속폐기물은 전량 자체처분 대상 폐기물이며 2차폐기물로는 슬래그와 더스트를 포함하여 투입되는 금속폐기물 대비 약 3%이하로 발생되었다. 금속폐기물의 회수율은 약 99% 이다.