The catalytic activity of Ni-0.2%YSZ (Yttria-Stabilized Zirconia) with different promoters was evaluated for CO2 methanation. The catalysts were weighed for mixing and they were dried at 110 for molding into disks. The concentration of CO2 and CH4 for conducting of CO2 methanation were analyzed by gas chromatography and the physical characteristics of the disk-type catalyst formed were analyzed by X-ray diffraction, scanning electron microscope and energy dispersive x-ray spectrometer. The addition of CeO2 as a promoter for Ni-0.2%YSZ (denoted as Ni-5%Ce-0.2%YSZ) resulted in the highest CO2 methanation. It also showed catalytic activity at a low temperature(200°C). Following this, ZrO2, SiO2, Al2O3 and TiO2 were added to Ni-5%Ce-0.2%YSZ to compare the CO2 methanation, and the highest efficiency was found for. Ni-1%Ti-5%Ce -0.2%YSZ Then, the concentration of Ti was increased to 10% and the catalytic activity was estimated using seven different types of commercial TiO2. In conclusion, ST-01 TiO2 showed the highest efficiency for CO2 methanation.

유기성폐기물(음식물, 하수슬러지 등)은 2005년부터 육상 직매립이 금지되었고, 2006년에 발효된 런던협약에 따라 2013년 1월부터 해양투기 또한 금지되어 폐기물의 처리 및 재활용이 시급한 실정이다. 따라서, 이러한 유기성 폐기물의 효과적인 자원화 방법 중 하나인 혐기성소화가 각광받고 있는 실정이며, 혐기성소화조에서 발생되는 바이가스는 일반적으로 CH4 50~90%, CO2 10~50%, 소량의 H2S 및 NH4로 알려져 있다. 이러한 바이오가스의 정제방법으로는 탄소흡착법, 막분리법 등이 있으나 높은 운전비용과 공정구성의 어려움, 2차 폐기물 발생 등 많은 문제를 일으키고, CO2의 재활용이 아닌 폐기시키고 있어 자원순환적인 측면에서 바람직하지 못하다. CH4의 전환방법중 하나인 CO2 methanation반응은 1M의 CO2와 4M의 H2가 반응하여 1M의 CH4와 2M의 H2O가 생성되는 반응이다. CO2는 열역학적으로 매우 안정된 물질로, 반응에 필요한 에너지를 공급하기 위해서는 수소 등과 같은 높은 에너지의 환원제를 같이 반응에 참여시켜 주어야 한다. 그러나 열역학적 평형으로 인해 전환이 제한되는 경우가 많아, 적절한 반응속도와 선택도를 달성하기 위해 촉매가 요구되며, CO2 methanation 반응에 사용되는 촉매는 주로 Ni, Fe, Al 등 금속계 촉매가 주를 이루고 있다. 따라서 본 연구에서는 바이오가스의 정제효율을 높이기 위하여 CO2 methanation 촉매를 다양한 조건에 따라 제조하였으며 각각의 촉매별 CO2 전환율을 평가하였다.

The purpose of this study was to evaluate the characteristic and efficiency of anaerobic digestion (AD) of various organic wastes, and to find a way to enhance the efficiency of AD. Ten types of organic wastes including slaughterhouse waste (SHW), agricultural by-products (AB), animal manure (AM), sewage sludge, and food waste (FW) were selected. Elementary analysis was carried out to confirm the effect of C/N ratio on AD. Elementary analysis of the AB of maize showed the highest C/N ratio of 42.55. The lowest C/N ratio of 3.41 and 3.46, respectively, appeared from the SHW of the blood from cattle and swine. The cattle rumen content of SHW had a C/N ratio of 19.2, which was included at range of optimum C/N ratio, and AM showed a low C/N ratio because of the lack of a carbon source. The AB of beets had the highest biogas yield of 0.81 m3/kgVS, which was measured by the BMP test. Biodegradability was also calculated based on the BMP test result. FW was found to have the highest biodegradability of 92.14%. However, cattle rumen contents had low biodegradability (34.02%) because their substrate material consists of fibroid, while AM had the lowest biodegradability (15.34%) because of its low C/N ratio.

In this study the optimum conditions for recovery of valuable metal in Electric Arc Furnace Dusts were investigated. 2M of H2SO4, 1~5 of solid/liquid ratio, 0~180 min of leaching time has been established for leaching condition, and for electrowinning, each of Pt, C, Zn, Pb anode and Zn, Cu cathode was compared respectively at pH 2, 4 and 6. The result of elemental analysis of Zn crystal, a lagre quantity of Fe and H has been observed with Zn and other heavy metal, therefore, impurities removing process would be requir for enhancing purity of Zn. As the result, about 60% of Zn has been recovered under condition of 2 M of H2SO4, 1:2 of S/L ratio at 120 min, and Pt or Pb for anode, Zn for cathode has been shown the highest efficiency of electrowinning at pH 6.

본 연구에서는 바이오메탄을 생산하는 혐기성 소화에 대한 연구를 다루었다. 특히 여러 원료의 병합소화가 단일소화에 비해 높은 효율을 보였으며, 이를 기반으로 병합소화의 효율을 개선하기 위한 연구를 수행하였다. 병합소화의 원료로는 도축폐기물, 도축하수슬러지 및 탈수케이크, 가축분뇨, 그리고 농업 부산물을 사용하였으며, 각 원료의 기초성상분석과 성분분석을 통하여 최적의 혼합비율을 찾아내는 것이 목적이다. 혼합비율 최적화는 C/N비를 기반으로 하여 진행하였으며, 각 원료의 단일 혐기성소화 효율 및 혼합비율별 병합 혐기성소화 효율을 BMP test를 통하여 확인하였다. 질소의 함량이 높은 도축 및 분뇨 폐기물과 탄소원이 많은 농업 부산물의 병합 혐기성소화는 적절한 C/N비를 도출하는 데에 있어서 가장 적합하다고 판단되며, 이를 이용하여 다양한 유기성 폐기물의 혼합처리 기술의 개발이 가능할 것으로 예상된다.

최근 산업화가 가속됨에 따라 환경오염에 관한 문제가 주목받고 있다. 현재까지의 수질관리는 생활하수나 산업폐수와 같은 점오염원 중심으로 이루어졌지만, 점오염원의 관리로는 수질개선에 한계가 있기 때문에 비점오염원의 처리가 주목받고 있다. 비점오염원은 도로, 주차장 등 불투수성을 가진 표면에 쌓인 오염원이 강우 시 우수와 함께 하천으로 유출되는 것으로, 원인이 명확하지 않고 발생량 및 배출량이 기상에 많은 영향을 받으므로, 체계적인 관리가 어렵다. 정부의 4대강 물 관리 종합대책에 따르면 수계 전체 오염원중 비점오염원이 차지하는 부하가 42~69%에 달하는 것으로 추정하고 있으며, 2015년에는 65~70%이상 증가할 것으로 예상하고 있어, 적절한 수질관리가 필요한 시점이다. 비점오염원의 처리방법 중 하나인 인공습지는 인간이 특정한 목적을 위하여 자연습지를 모방하여 설계 및 건설하고, 운영하는 습지를 지칭한다. 이러한 인공습지는 비점오염원을 저감하여 오염정도를 완화시키고 수생태계 복원에 효과가 있다고 알려져 있다(허재규, 인공습이 조성 후 오염물질 제거와 미생물 생태계의 변화, 2007). 따라서 본 연구에서는 남양주시 사능천·진건천 인공습지의 수질 및 유량을 조사하여, 수집된 결과를 바탕으로 비점오염저감 및 오염하천의 정화를 위해 타당성을 평가하고자 한다.