본 연구에서는 고염/고방사성 폐액 내 함유된 주요 고방사성핵종인 Cs 제거를 목적으로 고효율의 복합 흡착제(potassium cobalt ferrocyanide (PCFC)-loaded chabazite (CHA)) 합성 및 이의 적용성을 평가하였다. 복합 흡착제는 Cs을 비롯한 다 른 입자를 수용할 수 있는 CHA를 지지체로 선정하였으며, CoCl2 및 K4Fe(CN)6 용액의 단계적인 함침/침전을 통해 PCFC를 CHA 세공 내에 고정화함으로써 합성하였다. 복합 흡착제의 합성 시 평균 입자크기가 10 ㎛ 이상의 CHA를 지지체로 사용할 경우, PCFC 입자는 안정적인 형태로 고정화되었다. 또한, 합성 시 복합 흡착제의 정제를 증가시키는 세척 방법을 최적화함으로써, 복합 흡착제의 물리적 안정성이 향상되었다. 최적의 합성법을 통해 얻은 복합 흡착제에 의한 Cs 흡착 시, 담수(무염 조건) 및 해수(고염 조건)에서 모두 빠른 흡착 속도를 보였으며, 염 농도와 무관하게 비교적 높은 분배계수 값(104 mL·g-1 이상)을 나타내었다. 그러므로, 본 연구에서 합성한 복합 흡착제는 CHA 및 PCFC가 각각 가지고 있는 물리적 안정성과 Cs 에 높은 선택성 등을 고려하여 촤적화한 소재이며, 고염/고방사성폐액에 함유되어 있는 Cs을 고효율로 신속하게 제거할 수 있음을 알 수 있다.

2005년부터 음식물류폐기물의 직매립이 금지됨에 따라 이에 따른 처리수단으로 자원화(민간 사료화, 공공퇴비화 위주)시설을 많이 설치하여 운영하였다. 하지만 음식물류폐기물을 이용하여 생산된 사료와 퇴비에 대한 사용자들의 부정적인 인식으로, 생산된 부산물이 다시 폐기물로 되는 악순환이 지속되어 왔다. 또한 런던협약에 의해서 2012, 2013, 2014년에 하수슬러지, 음폐수, 축산분뇨 및 하수슬러지 등 유기성폐기물의 해양배출이 금지됨에 따라 고농도의 유기물을 육상에서 처리해야 했기 때문에 부수적으로 바이오가스를 얻을 수 있는 혐기성 소화에 많은 관심을 갖게 되었다. 그러나 많은 지자체에서 혐기성 소화의 이해와 운전기술의 부족으로 시설 운영에 실패 또는 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 음식물류폐기물과 음폐수의 혼합소화 운전을 하고 있는 대전광역시 내 바이오 에너지화 시설의 혐기성 소화 효율을 실험적으로 분석하고 향후 유기성폐기물의 혐기소화를 이용한 처리 가능성을 살펴보았다. 음식물류폐기물과 음폐수의 총 반입량은 평균 353.17 ton/day이며 그 중 296.47 ton/day이 혐기성 소화조에 투입되었으며 나머지 56.7 ton/day는 매립처리하는 것으로 측정되었다. 시설 내 중간 저장조, 혐기성 소화조, 안정화조의 경우 평균 TS 제거 표율은 72.5%, VS는 80.2%로 측정되었으며 평균 바이오 가스 발생량은 26,450 Nm3/day, 이중 CH4 함량은 63.83%로 측정되었다. VS당 바이오 가스 및 CH4 발생량은 0.77 Nm3-biogas/kg-VS, 0.49 Nm3-CH4/kg-VS로 측정되었으며, VS/TS 비는 중간 저장조, 혐기성 소화조, 안정화조에서 각각 87.0%, 72.5%, 62.5%로 나타났다. 이와 같은 결과를 기반으로, 바이오 에너지화 시설 내 혐기성 소화조 및 안정화조에서 메탄생성세균이 활발하게 성장하고 있어 소화조 효율이 높은 것으로 판단되었다.

Since 2005 the landfilling of food waste has been prohibited, and many recycling facilities (private, domestic, animalfeed conversion, public composting) have been constructed and operated as waste-treatment centers. However, due to the negative attitude of users on the domestic animal feed and compost produced from food waste, the byproducts of waste have created a vicious cycle, needing treatment themselves. In addition, the London Convention prohibited the discharge of organic waste such as sewage sludge into the ocean in 2012 and of food-waste leachate in 2013. An alternative to landfilling and incineration is to treat biomass with anaerobic digestion. However, the anaerobic-digestion efficiency of the Daejeon City bioenergy facility, which has adopted a mixed digestion process of food waste and food waste leachate, has not been reproduced in other municipalities due to a misunderstanding of anaerobic digestion and a lack of operating skill. Thus, the anaerobic-digestion efficiency of the bioenergy facility in Deajeon is analyzed, and it provides basic information for the anaerobic co-digestion of organic wastes.

지속 가능한 신재생 에너지에 대한 수요는 전 세계적으로 증가하는 반면 공급은 제한적인 상황이다. 본 논문에서는 대전광역시 내에서 발생하는 가연성 생활폐기물로부터 생산되는 고형연료(SRF)를 전용 소각로에서 소각하여, 생산된 스팀을 터빈 발전기를 이용하여 전기를 생산하고 잉여스팀을 대덕산업단지에 공급하고, 음식물류폐기물 및 음식물 쓰레기 침출수의 혐기성 소화로 인해 발생기는 바이오가스를 대전열병합발전(주)에 공급하는 방안에 대한 경제적 타당성을 분석하였다. 잉여 바이오가스 공급의 경우 음식물류폐기물 및 음식물 침출수 재활용 과정에서 발생하는 바이오가스 26,300m³/day 가운데 23,200m³/day를 대전열병합발전(주)에 공급하도록 하고 잉여스팀 공급의 경우 2023년에 약 204,000ton/yr까지 수요가 꾸준히 증가할 것으로 예상되므로 25.7ton/hr의 증기를 155day/yr 기준으로 공급할 것으로 예상된다. 대덕산업단지의 추가 증기 수요는 연간 101,537ton으로 추정된다. 바이오가스 구매 비용은 생산 단가의 30%로 계획하고 잉여 바이오가스의 예상 공급량은 23,200m³/day로 대전열병합발전(주)의 기존 소비량인 18,627m³/day보다 많으나, 대덕산업단지에 공급되는 잉여스팀의 연간 예상 공급량은 96,000ton/yr로 대덕산업단지의 추가 증기 수요인 101,537ton/yr보다 적다. 이것은 잉여 자원의 순환이 대전의 에너지 수요의 균형을 이룰 수 있는 가능성을 나타낸다. 이를 통해, 잉여스팀 활용 측면에서 대전광역시는 50%의 매출 발생, 대전열병합발전(주)은 40%의 부가적 이윤 창출, 대덕산업단지와 인근 지역사회는 10% 비용 절감 효과를 기대할 수 있으며, 잉여 바이오가스 활용 측면에서 대전광역시는 30%의 매출 발생, 대전열병합발전(주)은 60%의 부가적 이윤 창출, 대덕산업단지와 인근 지역 사회는 10%의 비용 절감 효과를 기대할 수 있다. 또한 화석연료 사용 절감을 통하여 그에 대한 에너지 의존도를 줄이고 온실가스 감축 효과로 인한 국가 환경에너지 정책에 기여하여 환경적인 측면으로 우수한 성과를 얻을 수 있으며, 지역 기업의 경쟁력 강화를 도모하고 에너지 자금 사용에 따른 법인세 감면 및 온실가스 감축 사업을 통한 수익창출을 기대할 수 있다. 본 연구는 지역난방을 지역 사회에 공급하고 스팀을 에너지원으로 대덕산업단지에 공급하기 위한 에너지 네트워크를 구축하기 위해 수행되었다. 잉여스팀 및 바이오가스의 사용과 관련된 초기 투자비용, 운영 및 유지 보수비용이 계산되었고 NPV 및 IRR 분석 결과 경제적으로 실현 가능함이 밝혀졌다.

This study evaluated the heating value derived from waste trees generated by thinning in Daejeon Metropolitan City. These trees are generated and stored in the forest without being handled separately after thinning. They can be used as a source of energy as they have a high heating value and, to avoid landslides during heavy rain, must be taken away from the forests properly. In 2014, statistical data of waste trees in Daejeon showed there were 2,152,352 m3 of conifers, 924,836 m3 of broad-leaved trees, and 662,914 m3 of mixed forest. The moisture content of conifers was 15.8%, that of broad-leaved trees was 11.5%, and that of mixed forest was 13.7%. The ash content of conifers was 7.0%, that of broadleaved trees was 4.0%, and that of mixed forest was 11.4%. All three types of tree satisfy the moisture and ash content criteria for fluff type Bio-SRF, i.e., 25% and 15%, respectively. Therefore, they are deemed sufficiently valuable as a source of energy. The heavy metal (Hg, Cd, Pb, As, Cr) content of conifers, broad-leaved trees and mixed forests each satisfies the heavy metal content criteria for Bio-SRF, i.e., 0.6 mg/kg, 5.0 mg/kg, 100 mg/kg, 5.0 mg/kg, and 70 mg/kg, respectively. The lower heating value of conifers was 5,070 kcal/kg, that of broad-leaved trees was 4,660 kcal/kg, and that of mixed forest was 4,820 kcal/kg. All three types of tree satisfy the lower heating value criteria for Bio-SRF, which is 3,000 kcal/kg, and, therefore, are deemed sufficiently valuable as a source of energy.

This study performed a basic test to evaluate the energy value of food waste and ground coffee residue, and measured the calorific value of mixtures of food waste and ground coffee in the mass ratios of 1 : 1, 1 : 2, and 2 : 1. According to the results of this study, food waste, ground coffee, and their mixtures are technically viable as energy resources because they all meet Korea’s quality criteria for Bio-SRF. The proximate analysis results for food waste and ground coffee mixture showed 51.6% moisture, 46.2% combustibles, and 2.2% ash content. The high calorific value and low calorific value measured by the SE-C5500 Bomb Calorimeter were 4,602 kcal/kg and 3,927 kcal/kg, respectively. Heavy metal analysis showed the absence of mercury (Hg) and arsenic (As). Therefore, food waste, ground coffee residue, and their mixture sample met Korea’s quality criteria for Bio-SRF, which are technically and economically viable for use as bio-solid fuel (Bio-SRF).

우리나라 에너지 소비는 지속적으로 증가하는 추세를 보이고 있으며 그동안 사용의 편의성으로 인해 화석에너지에 대한 의존도가 계속 증가하고 있다. 그러나 화석연료의 고갈과 화석에너지 가격 상승으로 인해 신재생에너지원에 대한 관심이 커지고 있다. 이에 정부는 신재생에너지 산업화를 유도하고 2035년까지 전체에너지의 11%를 신재생에너지로 공급하겠다는 계획을 설정하였다. 간벌폐기물은 산림에서 간벌작업 시 발생하는데, 대부분 따로 처리하지 않고 산림에 적재하게 된다. 산림에 적재하면 자연적으로 썩게 되고 거름으로 이용되어 산림에 도움이 된다. 하지만 목재가 높은 발열량을 가지고 있어 에너지원으로 사용될 수 있고, 무분별한 적재 때문에 산사태를 유발할 가능성이 있기 때문에 적절한 처리가 필요한 실정이다. 대전광역시의 임상별 임목축적은 2014년 기준 침엽수 2,152,352m³, 활엽수 924,836m³, 혼효림 662,914m³ 이다. 본 연구에서는 대전광역시 간벌폐기물의 발열량 측정과 기초실험을 통하여 에너지원으로서의 가치를 평가하였다. 삼성분 분석 결과, 수분은 평균 13.6%, 가연분은 78.9%, 회분은 평균 7.5%로 나타났다. 모든 항목이 Bio-SRF의 기준을 만족하였다. 원소분석 결과, C는 평균 53.6%, H는 5.7%, O는 34.8%, S는 0.02%, Cl은 0.2%로 나타났다. 중금속의 경우 Hg, Cd, Pb, As 모두 평균 0.1mg/Kg, Cr은 1.1mg/Kg으로 나타났다. 모든 항목이 Bio-SRF 기준을 만족하였다. 발열량의 경우 발열량계로 측정한 저위발열량은 평균 4,850Kcal/Kg, 위에서 분석한 삼성분 값을 활용하여 Dulong's equation을 통한 저위발열량은 평균 4,411Kcal/Kg으로 측정되었다. 모두 고형연료(Bio-SRF)제품의 저위발열량 품질기준인 3,000Kcal/Kg을 충족하였으므로 에너지원으로써 충분한 가치가 있다고 판단된다.

About 4,800 soil drums were generated in the process of maintenance on KRR site (Korea Research Reactor) in Seoul. Most of the drums are processed by regulatory clearance in 2007-2008 and the remaining 1800 drums are currently stored in KAERI (Korea Atomic Energy Research Institute). To decide a treatment method of radioactive soil for final disposal, the soil is classified according to a particle size. Based on the results of the radioactivity concentration for the classified soil, methods such as regulatory clearance, decommissioning, and solidification were decided. Many papers show that radioactive soil is disposed of using a decontamination agent or other method. But it is difficult to decontaminate radioactive particles from fine soil particles because the adsorptive power of fine soil particles is too strong. This study was focused on finding a particle size distribution of radioactive soil that can be used as an operating range for cement solidification produced by a suitable ratio of radioactive soil for final disposal. Workability, free-standing water, compressive strength, immersion, and leaching tests were carried out to evaluate characteristics of the cement solidification. Cement solidification is the only method for final disposal because radioactive soil particle sizes below 500 μm exceed the regulatory clearance criteria (< 0.1 Bq/g). According to the test results for cement solidification, 0.4 water/cement and 0.5 soil/cement ratios are the most appropriate operating ranges.

2014년 기준 대전광역시의 생활폐기물 발생량은 총 1451.2톤/일로 재활용품 496.7톤/일, 분리배출 음식물 400.1톤/일, 가연성폐기물 495.1톤/일, 불연성폐기물 59.3톤/일인데 매립으로 227.8톤/일이, 소각으로 297.6톤/일이, 재활용으로 925톤/일이 처리되어지고 있다. 이를 해결하기 위한 금고동 위생매립장은 대전광역시 전역에서 발생하는 생활폐기물 등 1일 평균 약 780톤을 매립 개시 후 1996년 8월부터 2020년(예상)까지 안정적으로 처리할 수 있는 대단위 위생매립장이다. 그러나 매립되는 폐기물의 성상 변화 및 2020년으로 예상되어지는 매립연한 때문에 문제가 발생하고 있다. 이를 해결하기 위해 환경에너지종합타운을 조성하여 반입되는 생활폐기물의 일부를 SRF 시설을 통해 고형연료화 할 예정이다. SRF 시설은 폐기물에 함유된 수분, 금속, 유리 등과 같은 불연성분을 건조, 파쇄, 선별 등의 공정을 통하여 제거하고 가연성분을 가공해 고체 연료화 하는 시설이다. 폐기물의 청정 처리는 물론, 에너지 효율도 높아 에너지 부족 문제 해결과 더불어 주거 및 대기환경 문제 해결이 가능하기 때문에 우리나라의 현실에 상당히 적합한 기술이라고 판단할 수 있다. 또한, 기존의 폐기물 소각시설에 비해 운영 비용이 적게 들며, 청정처리 과정을 거치기 때문에 님비(NIMBY) 현상에 따른 지역 주민들의 반발 우려도 적은 편이다. 2018년 2월 가동 예정중인 SRF 시설은 200톤/일×2계열 = 400톤/일 시설규모로써, 설계기준 가동 일수는 261일/년이고 가동시간은 16hr/일이다. 이 시설을 통해 매립장으로 반입되는 생활폐기물중 286톤/일 (400톤/일 × 261일/년 ÷ 365일/년)이 고형연료로 전환된다. 전환된 비성형 상태의 고형연료는 폐기물연료화부속시설의 보일러를 통해 에너지가 회수된다. 2018년 2월부터 시설이 본격적으로 가동되면 매립장으로의 반입폐기물량 변화는 불가피하다. 이를 분석한 결과 매립대상폐기물인 생활폐기물과 사업장생활계폐기물이 전처리시설로 투입됨으로써 매립되는 폐기물량이 17~21%까지 감소될 수 있으며, 이에 따라 매립장 사용연한의 연장도 꾀할 수 있다고 판단되어진다.

Soil-Cement is an outstanding paving material, as it is economic, easy to construct and environmental-friendly due to its usage of natural soil. However, compared to current methods of paving, soil-cement shows low strength and low resistance on cracking, so it is necessary to supplement those drawbacks by use of some admixtures. This paper attempts to take an in-depth study of material characteristics of soil-cement mixtures with rice husk ash which is discarded as waste to enhance the strength and durability of soil-cement. To figure that out, XRF analysis was performed. From the XRF analysis results of the chemical content in rice husk ash, SiO2 is contained as much as 64.85%. Though SiO2 content is major in the rice husk ash, it is less than the amount expected. It is due to incineration temperature and time away from ideal environment for maximum SiO2 content. In addition, it figured out the strength property and durability of rice husk ash added soil-cement mixture by compressive strength test. The compressive strength test of soil-cement mixtures showed the highest strength with 10% of rice husk ash added. This suggests rice husk ash has high potential as one of pozzolanic materials.

According to a report ‘2012 Present Condition of National Household Refuse Resource Recovery Facility’, about 582,178 tons/year of household refuse were processed in the incineration plant, and 465,087 tons/year of bottom ash and 117,091 tons/year of fly ash were produced respectively. As incineration ash contains many kind of heavy metals such as soluble salt, copper and lead, it may lead to the leaching potential of heavy metals according to the environmental change, so it requires special care in landfill and recycling. In this study CO2 was injected into the bottom ash, so that environmental stability such as leaching of heavy metals was reduced and increased the possibility of CO2 fixation ability of the bottom ash was analyzed. Bottom ash of the household refuse incineration plant of I City was used as the sample of the fixation ability particle size was divided into 3 sections to analyze its components before and after carbonation using XRF. Stability of the sample was identified by the leaching test through KSLT and TCLP, and CO2 fixation ability by the DT-TGA analysis. Test results of the fixation ability shows that stabilization of the bottom ash produced in the household refuse incineration plant by carbonation is evaluated as there is little environmental problem caused by heavy metals when it is utilized into the recycled aggregate, and economic profits can be expected due to securing new agents of the supply and demand for the recycled aggregates, the greenhouse gas emission reduction by CO2 fixation.

Global increase in energy consumption has been known to cause the depletion of fossil fuels, and results in the increase of coal and oil price. Recently, waste to energy policy has received attention more and more, Korea imports approximately 97% of its total energy consumed, and there is an urgent necessity for the development of alternative energy source. Domestic waste management policy aims at zero waste community, which can be explained as the concept of 4R. The 4R consists of existing 3R (Reduce, Reuse and Recycle) and Recovery policies. Conversion of waste to energy, a form of renewable energy, has been known as an effective alternative for the increasing energy crisis. In this study, waste wood generated in D city was investigated as one of the alternative energy source. Expecially, the conversion of waste wood to solid refuse fuel (SRF) as an energy source was focused on. As an initial step to evaluate the applicability of waste wood as the alternative energy source, the waste wood sample were characterized by a proximate analysis and element and heavy metal contents analyses. In addition, heating values of the waste wood were calculated by presumption equation and Dulong's equation, and measured by bomb calorimeter. In summary, waste wood can be considered as one of the alternatives for effective energy source by meeting Korea standards for the quality and grade of SRF such as in lowheating values, contents of moisture, sulfur, and chlorine, and heavy metal contents

Recently, many countries have been interested in waste-to-energy policy and technology due to the economic crisis from high oil price and the demands on securing the sustainable energy sources. As one of the efforts to achieve the sustainable society and maintain low impact of global warming in Korea, the act on the promotion of saving and recycling resources was enacted to implemetnt the effective reduction of waste at source level, reduce, recycling and recovery of waste to energy. Attaining an efficient recovery of waste heat in a cogeneration plant from incineration facilities is important as a resource recovery of waste to energy. In this study, the waste heat recoveries changed by reducing feed pressure in incineration conditions were analyzed. As results, changing the operating condition in steam header resulted in stable heat supply and increase of waste heat recovery.