This study measured the energy recovery rate of each municipal waste incineration facility according to the revised energy recovery rate estimation method, which targeted four municipal waste incineration facilities (Unit No. 7). The results calculated by the measuring instruments were used for each factor to estimate the recovery rate, and the available potential of available energy was examined by analyzing the energy production and valid consumption. As a result of the low heating value, 2,540 kcal/kg was calculated on average when the LHVw formula was applied, which is approximately 116 kcal/kg higher than the average design standard of 2,424 kcal/kg. The energy recovery rate was calculated as 96.9% on average based on production and 67.5% based on effective consumption, and the analysis shows that approximately 29.4% energy can be used.

The Stockholm Convention, which was adopted in Sweden in 2001 to protect human health and the environment, includes regulations for Persistent Organic Pollutant Rotors such as toxic and bioaccumulatives. Currently, there are 28 types of materials. This prohibits and limits the production, use, and manufacture of products. Korea is a member of the Convention, and it is necessary to prepare management and treatment plans to address the POP trends. Thus, we experimentally investigate whether the environmentally stable incineration is achieved when the sample is thermally treated using the Lab-scale (1 kg/hr). The target samples is pesticides in liquid phase and solid phase. In this study, organic chlorinated pesticides and their thermal characteristics were analyzed. We calculated the theoretical air volume based on the element analysis results. Because the interior of the reactor is small, more than 10 times of the air ratio was injected. The retention time was set to at least 4 seconds using a margin. The incineration temperature was 850℃ and 1100℃. Thus, we experimentally investigated whether the environmentally stable incineration was achieved when the sample was thermally treated using the Lab-scale (1 kg/hr). We analyzed five types of exhaust gas; the 02 concentration was high, but the CO amount decreased. Complete combustion is difficult because of the small size of the furnace due to the nature of Lab-scale. The organic chlorine-containing pesticide had an average decomposition rate of 99.9935%. Considering the decomposition rates of organic chlorine-containing pesticide in this study, the incineration treatment at over 2 ton/hour, which is typical for a conventional incinerator, is possible. Considering the occurrence of dioxins and unintentional persistent organic pollutants, it can operate at more than 1,100℃.

Domestic automotive shredder residue (ASR) recycling facilities must comply with 60% of the energy recovery criteria calculated by the waste control act, based on resource circulation of electrical and electronic equipment and vehicles. The method of calculating energy recovery criteria was newly enacted on November 6, 2017, and it has been judged that it is necessary to consider applicability. In this study, the energy recovery efficiency of 7 units was calculated by past and present calculation methods. Furthermore, this study attempts to find applicability and a method of increasing the energy recovery efficiency by taking advantage of available potentials. An analysis of the calculation results showed that the average values calculated by past methods, present methods, and the method that includes available potentials are 76.35%, 70.68%, and 78.24%, respectively. Therefore, the new calculation method for energy recovery efficiency is also applicable to domestic automotive shredder residue recycling facilities.

The quality standards of solid refuse fuel (SRF) define the values for 12 physico-chemical properties, including moisture, lower heating value, and metal compounds, according to Article 20 of the Enforcement Rules of the Act on Resource Saving and Recycling Promotion. These parameters are evaluated via various SRF Quality Test Methods, but problems related to the heavy metal content have been observed in the microwave acid digestion method. Therefore, these methods and their applicability need improvement. In this study, the appropriate testing conditions were derived by varying the parameters of microwave acid digestion, such as microwave power and pre-treatment time. The pre-treatment of SRF as a function of the microwave power revealed an incomplete decomposition of the sample at 600 W, and the heavy metal content analysis was difficult to perform under 9 mL of nitric acid and 3 mL of hydrochloric acid. The experiments with the reference materials under nitric acid at 600 W lasted 30 minutes, and 1,000 W for 20 or 30 minutes were considered optimal conditions. The results confirmed that a mixture of SRF and an acid would take about 20 minutes to reach 180 oC, requiring at least 30 minutes of pre-treatment. The accuracy was within 30% of the standard deviation, with a precision of 70 ~ 130% of the heavy metal recovery rate. By applying these conditions to SRF, the results for each condition were not significantly different and the heavy metal standards for As, Pb, Cd, and Cr were satisfied.

According to the revised version of Waste Control Act to enter into force in 2017, Wastes could only be recycled assuming that the use of recycled wastes is safe for the environment and human health by environmental safety assessment. Even before this revision of the law, inorganic sludges could have been recycled as alternative materials for filler and cover materials by mixing with soil. However, in case of inorganic sludge from car-washing facilities, the revised law provides that the waste has to be landfilled. To assess the possibility of recycling this waste, we investigate the characteristics of the generation and concentration level of hazardous substances and evaluate the safety of recycling this material to assess whether this process meets the environmental standards. We obtained a total of eight sludge samples from car-wash shops, such as those in gas stations, car-repair shops and car-wash facilities. According to the results of leaching tests, most of the samples(8) fell under the detection limit and thus could be legally treated as general waste. However, in the results of contents some heavy metals, such as hexavalent chromium, lead, copper and zinc, exceeded the standards for soil contamination. We can conclude that the recycling of inorganic sludge from car-wash facilities could cause pollution in soil media when recycled and should not be recycled for filler and cover materials.

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.

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.

소각시설에서의 폐기물 저위발열량은 소각로의 연소성능 및 특성 파악 측면에서 핵심적 요소로 작용하는 인자이다. 기존 저위발열량 측정 방법은 시료 채취를 통하여 발열량계 측정, 원소분석법 등을 적용하도록 규정하였으며, 소량의 시료를 바탕으로 함에 따라 폐기물의 불균질성 등을 충분히 반영하지 못하여 결과의 객관성이 부족한 문제점을 야기하여 왔다. 이에 환경부는 저위발열량 산정 관련 지침의 개정을 통하여 산정방법의 객관화를 추진하였다. 그러나 개정된 지침의 생활폐기물 저위발열량 산정식은 일반･고온 소각시설에 적용되는 산정 방법이다. 현재 국내에는 17개소의 열분해(가스화)･고온용융 소각시설이 운영되고 있으며 투입 보조연료, 연소로 운전 온도, 잔재물 배출 특성 등 일반소각방식과 달리 열분해･용융 처리방식의 공정 특성을 반영한 산정식의 필요성이 제기되었다. 이에 본 연구에서는 국내 열분해･고온용융 소각시설에서의 열정산을 통하여 열분해･고온용융 처리방식의 특성이 반영된 저위발열량 산정방법의 산정계수와 최종 산정식을 도출하였다. 또한 도출된 산정식을 바탕으로 대상 시설에서의 투입 폐기물에 대한 저위발열량을 산정･평가하였다. 입･출열 특성 분석결과 출열에너지 중 증기 흡수열이 약 77.1%로 가장 많은 비율을 차지하였으며, 배출가스 보유열은 약 15.3%, 그 밖의 기타 출열에너지는 약 7.6% 수준으로 나타났다. 이러한 열정산 결과를 바탕으로 저위발열량 산정식의 상수값과 최종 산정식을 도출하였으며, 미연 및 방열손실 계수(α)는 1.098, 부가 입열량 계수(β)는 1.189, 배출가스 열손실 계수(γ)는 0.002의 상수값을 도출하였다. 아울러 도출된 열분해･고온용융 시설 LHVw 산정식을 적용을 적용한 저위발열량 산정 결과 11개호기 평균 약 2,160.8 kcal/kg 수준으로 나타났다. 산정식 도출결과는 현재 운영 중인 시설에서의 실측데이터를 적용한 결과로, 국내 열분해･용융 시설에 적용가능한 객관적이고 정형화된 저위발열량 산정방법일 것으로 사료된다. 또한 본 연구의 결과는 향후 저위발열량 산정방법 개정 등을 위한 소각시설에서의 주요 모니터링 인자 도출 및 관리방안 마련을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

국가별 환경, 정채 흐름에 따라 상이하게 적용되어온 폐기물 에너지화 기술은 도시고형폐기물을 비롯한 폐자원을 증기, 열, 전력 등으로 전환하는 기술을 의미한다. 국내 ｢신재생에너지 개발･이용･보급촉진법｣에 의거하여 사업장에서 폐기물을 변환시켜 생산된 연료 및 소각 열에너지를 신재생에너지로 정의하고 있으며, ｢자원순환기본법｣의 소각처분부담금 감면을 위한 에너지 회수율 증진을 목적으로 폐기물 에너지화 기술이 주목을 받고 있다. 폐기물 에너지화 기술 중 열적처리의 시장 규모는 연간 190만 달러, 연평균 4.3%의 성장세를 보이고 있으나, 선진국 대비 국내 폐기물 에너지화 기술력은 50% 이하의 낮은 수준을 보유하고 있는 실정이다. 또한 국내 생활폐기물 소각시설의 평균 증기발전 효율이 10% 정도로 매우 낮으며, 사업장폐기물 소각시설은 주로 발전 보다 증기의 직접적 이용에 편향된 경향을 보이고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 사업장폐기물 소각시설 공정에 요소기술 적용 시 에너지 절감량을 열정산법에 따라 산정하여 에너지 고효율화 및 온실가스 감축 효과를 분석하고자 하였다. 소각시설에 적용한 요소기술은 증기 회수 및 활용을 중점으로 ①열 회수 능력강화(저온이코노마이저, 낮은 공기비 연소), ②증기의 효율적 이용(저온촉매탈질, 고효율 건식 배기가스 처리, 백연저감 미적용 또는 가동 중지, 배수폐쇄 시스템 미적용), ③증기터빈 시스템의 효율 향상(고온고압 보일러)으로 구분하여 결과를 정리하였다. 에너지 절감 및 온실가스 감축량 산정은 요소기술 적용 시 추가적으로 회수할 수 있는 증기량을 기준으로 보일러 배기가스량, 폐기물 저위발열량, 각 요소기술 변화 요인(과잉공기비, 출구온도 등), 국가고유 전력배출계수를 바탕으로 산정하였다.

자원순환기본법 제정 및 폐기물관리법의 개정으로 폐자원의 재활용 방향성을 확대하고 직매립 제로화 정책 추진에 따른 2035년 매립률 1.0% 목표의 달성을 위해 재활용 다양화 등 처리개선을 통한 매립억제방안 도출 및 효과 분석이 필요하다. 올바로시스템을 통한 사업장배출시설계폐기물 중 무기성폐기물의 열적처리폐기물류 약 91%(23,799,183 톤/년)는 재활용 처리되고 있으며, 약 8%(2,002,584 톤/년) 매립처분되고 있다. 사업장의 업종에 따라 발생되는 열적처리폐기물의 성상은 매우 다양할 것으로 나타난다. 따라서 한국표준산업분류코드(9차)를 이용하여 업종을 세분화시켜 매립처분량이 많은 업종을 분류하였다. 대분류 21개로 분류하고 제조업(C)의 경우 중분류 항목이 24개로 산업내용의 유사성을 정리하여 8개 항목으로 재분류하였다. 한국표준산업분류코드에 따라 광재류의 매립처분을 살펴본 결과, 매립처분이 가장 많은 업종은 제조업(C)으로 매립처분비율은 49.6%(81,762 톤)를 차지하고 있다. 제조업에서 재분류된 금속업 매립처분 비율이 25.5%(42,020 톤)로 가장 높았으며, 다음으로 전기·전자기계 제조업에서 매립처분비율이 17.3%(28,599 톤) 나타났다. 소각재의 매립처분을 확인한 결과, 전체 발생량 대비 78.8%가 대부분 매립처분 되고 있다. 매립처분량이 가장 많은 업종은 하수･폐기물 처리, 원료재생 및 환경 복원업(E)에서 매립처분비율이 75.7%(1,135,109 톤)을 나타냈다. 또한 제조업(C)에서 매립처분비율 17.9%(268,431 톤)을 나타냈으며 제조업 중 재분류된 업종인 목재 및 제지업에서 매립 처분비율이 13.6%(203,359 톤)로 제조업 중 가장 높은 비율을 차지하고 있다.

다양한 산업 활동에 따라 배출되는 폐기물 중 낮은 경제성 때문에 재활용되지 못하고 매립되는 폐기물이 증가하고 있다. 폐자원의 재활용 방향성을 확대하고 미처리폐기물의 매립 제로화를 추진하여 2035년 까지 폐기물 매립처분 비율을 1.0%까지 감소시키고자 목표를 설정하였다. 국내 전체 폐기물의 매립처분 비율은 2015년도 기준 9.2%(38,308 ton/day)이다. 이중 사업장배출시설계폐기물이 약 62%(23,577 ton/day)로 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 무기성폐기물 중 열적처리 잔재물류의 매립량은 10,637 ton/day로 사업장배출시설계폐기물 매립량의 45.1%을 차지하고 있는 것으로 조사되었다. 본 연구에서는 강열감량, 총유기탄소, XRF 등의 분석을 통하여 무기성폐기물의 물질 특성을 나타내었다. 사업장 제품 특성 및 배출 폐기물의 성상에 따라 성분 함량이 상이함을 확인할 수 있었다. XRF분석결과, 광재는 Fe 성분 비율이 2.3~69.9%로 나타났으며 대부분 Fe로 형성되어 있음을 확인할 수 있었다. 분진의 경우 Mg, Al, Si, Ca 등 다양한 형태의 원소들이 함유되어 있었으며 Ca 성분이 0.5~57.5%로 높게 나타났고 Si 성분이 1.3~55.6%로 나타났다. 연소재의 경우 대부분 Si, Ca 성분으로 이루어져 있었으며, Si는 3.6~57.1%, Ca는 4.1~55.9% 함유되어 있음을 확인할 수 있었다.

폐기물에너지는 폐기물을 변환시켜 연료 및 에너지를 생산하는 기술이며 고형연료제품이 이에 해당한다. 고형연료제품은 가연성 생활폐기물, 폐플라스틱, 폐타이어, 폐목재 등의 고체폐기물을 파쇄, 분리, 건조, 성형 등의 공정을 거쳐 제조한다. 고형연료제품 사용은 폐기물 발생을 최소화할 수 있고 폐기물 중 가용 자원의 재활용을 극대화 할 수 있는 장점이 있다. 하지만 고형연료제품은 소각을 통해 열에너지를 회수하므로 그 과정에서 오염물질이 발생하는 단점이 있다. 따라서 오염물질 발생을 줄이기 위해 고형연료제품의 품질기준에 적합한 제품을 사용해야 할 것이다. 고형연료제품의 품질기준 시험은 환경부고시 제 2014-135호 󰡔고형연료제품 품질 시험․분석방법󰡕을 기준으로 수행한다. 따라서 품질기준 적합성 여부를 판단하기 위해서는 고형연료제품 품질시험방법의 정확성이 요구된다. 하지만 현행 고형연료제품 품질시험방법은 국외 고형연료제품 품질시험방법과 폐기물공정시험기준을 참고하여 번역․제정하였고, 그 과정에서 국내 실정에 맞지 않거나 용어, 문장의 오류가 다수 발견되었다. 그러므로 현행 시험방법을 개선하고 오류를 수정하여 고형연료제품 품질시험방법을 개정해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 품질시험방법의 개정을 위해 고형연료제품 품질표시 시험기관의 의견을 수렴하였고 개정의견의 타당성은 전문가 회의, 적용성 시험을 통해 검토하였다. 적용성 시험은 고형연료제품 시료 운반 온도에 따른 성분 변화 분석, 회분시험 시료량의 변화에 따른 회분함량 분석, 마이크로파 전력 및 반응시간에 따른 고형 연료제품의 중금속 함량 변화 분석을 수행하였다.

In the past, the role of incineration facilities was mainly to reduce waste and stabilize disposed material. However, as a key aspect of waste management policy, the concept of “waste Minimization and sustainable resource circulation society” has become an issue, and the effective use of waste has been emphasized. As a result, to promote the recycling of wastes from January 1, 2018, the Framework Act on Resource Circulation has been implemented. In this study, estimation factors that can affect the increase of energy recovery are selected by reviewing the estimation method of industrial waste incineration facilities having a separate boiler; moreover, the effect of calculation factors on energy recovery was quantitatively evaluated. According to this study, when the heat loss, condensate temperature, and power consumption decrease by 10%, the energy recovery of the target facilities increase by 0.4% (0.22 ~ 0.63%), 1.09% (0.57 ~ 1.32%), and 1.16% (0.52 ~ 2.13%) on an average.

Recently, the concept of “sustainable resource circulation society” has become a global issue and a key part of waste management policy. For resource circulation, Korea has established the primary foundation via the enactment of the “Framework act on resource circulation.” Waste energy recovery is attracting considerable attention because of such policy changes, and efforts are being made to maximize the use of heat at incineration facilities. Moreover, to ensure the objectivity and validity of the estimation method’s results, the ministry of environment has recently revised the guidelines for the energy recovery rate estimation method and lower heating value (LHV) of waste at incineration facilities. In the revised guidelines, for estimating the LHV of waste, a formal formula is presented at general incineration facilities for municipal solid waste (MSW). However, generally, the LHV-formula at incineration facilities is difficult to apply to pyrolysis-melting facilities because it does not reflect characteristics of the pyrolysis-melting treatment method. Thus, in this study, the actual condition of pyrolysis-melting facilities was investigated, and the LHV-formula for pyrolysis-melting facilities was derived using the derivation method of the EU’s NCV-formula.

Insulation materials used for building save energy and can be classified into inorganic and organic materials. Organic insulation emits toxic gases in a fire and has lower water resistance. Inorganic insulation is heavy and has poorer thermal performance than that of organic material. This study evaluated the physical properties and fire resistance of lightweight inorganic insulation foaming material made of waste glass powder. The test results showed that the inorganic material performed well with low density and low thermal conductivity for an insulation material. Foam insulation material manufactured from glass powder was sufficient as a fire-resistant product.

하수슬러지와 음식물류폐기물을 포함한 유기성폐기물은 도시의 산업화, 인구 증가에 따라 그 규모와 발생량이 증가하고 있는 추세이다. 하수슬러지의 경우, 2003년 이후로 연평균 4.6 %씩 꾸준히 증가하여 2014년 기준 597 개소 하수처리장에서 약 10,112.7 ton/d 정도 발생되었다. 같은 해 음식물류폐기물은 총 생활폐기물 발생량의 27.4 %인 13,697.4 ton/d 규모로 배출되었다. 2012년 이후 음식물류폐기물을 필두로 해양투기가 전면 금지되면서 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. 전국 12개소 하수슬러지 단독 및 병합처리 바이오가스화 시설을 대상으로 현장조사 및 정밀모니터링을 실시하였다. 사계절 평균으로 정밀모니터링 결과를 정리하였을 때, 시설의 효율성 분석에서 유기물분해율은 VS 기준 55.2 %, CODcr 기준 48.7 %로 나타났다. 병합처리 시설의 유입 VS 농도는 단독처리시 2.59 % 보다 1.6배 높은 4.05 %로 조사되었다. 대상 시료의 원소분석시 평균 C/N비는 유입 7.7, 유출 6.5로 낮은 수치를 보였다. 시설의 안정성 분석에서 혐기소화조 유출액의 VFAs은 수분석시 427 mg/L, 기기분석시 42 mg/L로 분석되었으며, 소화슬러지 탈리여액의 질소와 인은 TN 1,229 mg/L, TP 155 mg/L 등으로 안정적인 운전범위에 속하였다.

국내 하수처리장의 바이오가스화 시설은 낮은 농축율로 인한 저농도 유입수, 공정 흐름별 운영기술에 대한 노하우 부족 및 관리 미숙으로 인하여 혐기소화 효율이 미국 등 선진국 대비 약 54.2 %에 불과한 실정이다. 환경부는 바이오가스화 효율을 증진하고 하수슬러지를 바이오매스로 활용하기 위하여 2010년부터 전국적으로 에너지자립화 사업을 추진하였다. 특히 혐기소화조가 미설치된 하수처리장을 대상으로 음식물류폐기물과 병합소화시 연계 하수처리장의 유입 수질 등을 사전에 검토한 후 신규 소화조를 건설을 진행하고 있다. 하수슬러지 단독 및 병합처리 시설의 혐기소화조 내부 유출액에 대한 최우점 미생물 종을 분석하고 바이오가스화 시설의 주요 운전인자(유기물부하율, 메탄가스 발생량, C/N 비 등) 간의 정준상관분석을 실시하였다. 하수슬러지 단독 및 병합처리 시설의 상관관계 분포가 뚜렷이 구분되었으며, 메탄가스 생성율은 음폐수의 영향으로 VFAs, C/N비, VS/TS 등과 비례관계를 보임과 동시에 Mesotoga, Methanosaeta 미생물 군이 우점하는 경향을 보였다. 또한 하수슬러지 단독처리 바이오가스화 시설의 혐기소화조에서는 Copro-thermobacter, Methanosarcina 등의 미생물 분포가 높게 나타났다.

우리나라는 자원이 부족하여 총 공급에너지의 95.8 %를 수입에 의존하고 있어 신재생에너지의 개발과 합리적인 이용방안이 절실하다. 폐기물 에너지는 재생에너지 종류 중 하나로 가정이나 사업장에서 배출되는 폐기물을 열분해를 통해 고형연료, 폐유 정제유, 플라스틱 열분해 연료유, 폐기물 소각열 등의 에너지를 생산할 수 있어 활용가치가 매우 높다. 그 중 고형연료는 ｢자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률｣에 따라 인정된 생활폐기물(음식물류 제외), 폐합성수지, 폐지 등 가연성물질만을 선별･분리하여 제조한 연료로 현재 SRF(Solid Refuse Fuels) 와 BioSRF(Biomass Solid Refuse fuel)로 관리되고 있다. 폐기물 연료는 화석연료뿐만 아니라 바이오매스도 포함하고 있기 때문에 부분적인 이산화탄소 중립연료로 간주될 수 있다. 특히 혼합된 폐기물연료를 소각하는 곳에서 배출되는 가스 중에는 바이오매스 기원물질을 제외 할 때에 비로소 순 온실가스 배출량을 산정할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 폐기물에너지 중 가연성폐기물을 원료로 한 고형연료제품 종류별 사용시설에서 배출되는 가스를 포집하여 CO2 중의 생물학적 기원물질의 바이오매스를 14C 방법으로 분석하였다. 또한 고형연료에 대한 분석을 SDM(Selective Dissolution Method)방법과 14C 방법으로 분석하여 비교하였고 배출가스에서의 측정․분석을 수행함으로서 폐기물에너지 사용시설에 적용 가능한 가장 적합한 측정․분석방법을 고찰해보았다.

국내 폐기물 발생량은 급격한 산업화와 인구 증가 등의 요인으로 인해 꾸준히 증가하고 있으며 이에 따라 다양한 폐기물 처리방법이 수행되고 있다. 폐기물 처리방법 중 하나인 고형연료제품 제작은 폐기물 발생을 최소화할 수 있고 폐기물 중 가용 자원의 재활용을 극대화 할 수 있기 때문에 신재생에너지로 간주되고 있다. 고형연료는 고체폐기물 중 폐합성수지류, 폐지류, 폐목재류 등 가연성 물질을 선별하여 파쇄, 건조 등의 처리과정을 거쳐 연료화시킨 것을 통칭하며 소각시설이나 발전시설에서 연료로 사용되고 있다. 하지만 최근 미세먼지 문제가 심각해지면서 고형연료에 대한 부정적 인식이 늘고 있으며 이를 극복하기 위해서는 고형연료가 안전한 제품으로 인식될 수 있도록 다수의 품질기준 적합성 검사가 필요하다. 고형연료 품질기준 중 중금속 함량 분석은 이러한 인식 제고에 반드시 필요한 시험 항목이기 때문에 정확성이 확보되어야 하며 현재 고형연료 품질시험방법에 따른 중금속 분석방법은 전처리 과정에서 고형연료 시료가 완전히 분해되지 않는 문제점이 발견되었다. 본 연구에서는 기존 고형연료의 중금속 함량 분석 방법을 개선하기 위해 마이크로파 전처리 조건의 산 종류, 마이크로파 전력(W), 반응시간에 변화를 주어 이에 따른 17종의 중금속(As, Cd, Pd, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Li, Mg, Mn, Ni, Sb, Sr, Ti, V, Zn)함량 변화를 확인하였다. 대상 시료는 인증표준물질 ERM-EC680k를 사용하였고 마이크로파 전처리를 통해 제조된 액상시료는 유도결합플라즈마 분광분석기(ICP-OES)를 통해 분석하였다.

최근 산업발전에 따른 폐기물의 발생량과 재활용되지 못하고 매립되는 폐기물이 증가하고 있다. 우리나라는 국토환경의 제약에 따라 매년 증가하는 폐기물에 대해 “미처리폐기물의 매립제로화를 주요과제로 추진하고 있다. 또한 2035년까지 재활용가능 폐기물의 직매립을 금지하고, 에너지 회수를 통한 온실가스 감축과 매립처분율 1% 이하의 정책목표를 달성하고자 한다. 본 연구는 고형연료화 시설에서 발생하는 잔재물의 매립최소화를 위한 연구로, 고형연료의 생산수율 향상과 발생 잔재물에 대한 효율적 관리를 위해 4개 사업장의 생활폐기물 고형연료시설 잔재물에 대한 국내･외 평가항목과 적정 관리 기준을 알아보고자 하였다. 우리나라는 현장적용 및 측정분석의 용이함과 데이터의 신뢰도 및 재현성을 고려할 때 생물학적 지표보다 화학적 지표로 발열량과 탄소(C)함량의 기준이 적절할 것으로 판단되며, 적용기준의 수준은 유럽연합과 유사한 정도에서 우선적으로 검토하여야 할 것으로 판단되었다. 또한 보다 편리한 시험방법의 적용이 필요한 경우 삼성분 분석에 따른 가연성분(VS)의 함량기준을 활용할 수 있을 것으로 판단되었고, 생물기원 물질 (바이오매스) 함량의 지표로 용해선별법(SDM)시험방법도 아울러 검토하였다.