This study examined the potentials for greenhouse gas reduction by material recovery and energy recovery from municipal solid waste between 2017 and 2026 in Daejeon Metropolitan City (DMC), which is trying to establish a material-cycle society by constructing a waste-to-energy town by 2018. The town consists of energy recovery facilities such as a mechanical treatment facility for fluff-type solid refuse fuel (SRF) with a power generation plant and anaerobic digestion of food waste for biogas recovery. Such recycling and waste-to-energy facilities will not only reduce GHGs, but will also substitute raw materials for energy consumption. The emissions and reduction rate of GHGs from MSW management options were calculated by the IPCC guideline and EU Prognos method. This study found that in DMC, the decrease of the amount of MSW landfilled and the increase of recycling and waste-to-energy flow reduced GHGs emissions from 167,332 tonCO2 eq/yr in 2017 to 123,123 tonCO2 eq/yr in 2026. Material recycling had the highest rate of GHG reduction (-228,561 tonCO2 eq/yr in 2026), followed by the solid refuse fuels (-29,146 tonCO2 eq/yr in 2026) and biogas treatment of food waste (-3,421 tonCO2 eq/yr in 2026). This study also shows that net GHG emission was found to be -30,505 tonCO2 eq in 2017 and -105,428 tonCO2 eq, indicating a great and positive impact on future CO2 emission. Improved MSW management with increased recycling and energy recovery of material waste streams can positively contribute to GHGs reduction and energy savings. The results of this study would help waste management decision-makers clarify the effectiveness of recycling MSW, and their corresponding energy recovery potentials, as well as to understand GHG reduction by the conversion.

Local government should have waste treatment facilities to provide good service to local residents, even though private recycling is working. There was a problem with plastic waste management in Korea in 2018. Therefore, study was conducted on whether local government has the capacity to handle additional waste streams. The study was conducted, solely using government statistics, on domestic mixed solid waste. The amount of additional plastic waste to be disposed was 2,418 ton/day (incinerate 713 ton/day + landfill 1,705 ton/day), and paper waste was 4,469 ton/day (incinerate 1,104 ton/day + landfill 3,365 ton/day). Current incinerator capacity is sufficient, and if paper waste is added, the incinerator capacity is found to be under1,544 ton/day. Landfill capacity is sufficient even if plastic and paper waste is added, but the residual life of the landfill was reduced from 31.4 years to 25.4 years. Regionally, Gyeongbuk, Daejeon, Jeju, and Sejong should develop new plans for waste management.

폐기물은 발생원을 기준으로 생활폐기물, 사업장폐기물 및 건설폐기물로 구분된다. 폐기물 처리는 재활용을 우선적으로 정책이 이루어지고 있다. 그러나 폐기물을 재활용하기 위해서는 기술적인 한계성과 경제성 등이 해결되어야 하며 이러한 이슈가 극복되지 않으면 재활용에는 한계가 따른다. 국내에서 도입된 네가티브 재활용 제도가 다양한 기술을 재활용로서 적용될 수 있도록 하였으며, 그 중 폐기물 에너지화 기술로써만 인식되어온 폐기물 가스화 기술은 에너지회수 기술 뿐 만 아니라 원료를 대체할 수 있는 재활용 기술로도 적용될 수 있게 되었다. 폐기물의 재활용은 물질재활용 기술로서 3R기술 위주로 재활용되어 왔으나 화학전환 기술에 의한 재활용을 위해서는 가스화 기술이 많은 기여를 할 것으로 기대된다. 또한 폐기물의 에너지 회수기술은 소각에 의한 에너지회수 또는 고형연료를 생산하여 연소보일러에 의한 에너지회수 방법이 주로 이용되어 왔으며 이러한 기술은 열에너지를 회수하는 기술에 국한되어 있다. 그러나 폐기물 가스화 기술은 열에너지와 화학에너지의 생산이 가능하므로 다양한 에너지로의 회수 기술과 고효율 에너지 이용기술의 적용이 가능한 기술이다. 따라서 본 연구에서는 폐기물 가스화를 통한 에너지회수 기술과 화학전환 기술로서 원료대체를 통한 재활용 기술로서의 특성을 고찰하였다. 폐기물 가스화 기술은 가연성물질이 함유된 폐기물의 대부분을 대상으로 적용이 가능하지만 합성가스를 이용하는 기술에 따라서 합성가스의 생산품질을 만족하기 위해서는 폐기물의 적정 발열량이 확보되어야 된다. 폐기물의 종류에 따라 기준은 달리 적용되겠지만 저위발열량 기준으로 3,200 kcal/kg이상인 경우 안정적인 합성가스를 생산할 수 있다고 판단되며, 폐기물종류 및 이용기술에 따라서는 3,000 kcal/kg이상인 경우 합성가스 생산품질을 유지할 수 있다. 폐기물 가스화를 통해 생산된 합성가스를 에너지회수 기술로서는 스팀터빈, 가스터빈, 가스엔진, 연료전지 등의 기술을 적용할 수 있고, LNG, 경우, 석탄, LPG 등 화석연료를 대체하는 가스연료로 적용할 수도 있다. 또한 합성가스의 주요성분인 일산화탄소와 수소는 고순도 수소 및 고순도 일산화탄소 자체로도 원료대체가 가능하며, 화학촉매 또는 미생물촉매 전환 공정을 통해 다양한 화학원료로 대체하는 재활용기술로서의 적용이 가능한 특성을 가지고 있다.

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.

전국 폐기물발생 및 처리현황(2015년도 수정본)에 따르면 우리나라 폐기물발생량은 지정폐기물을 제외하고 1일 404,812톤이며, 이중 345,114톤이 재활용되어 재활용률은 85.2%이다. 우리나라의 생활폐기물 재활용률은 폐기물을 실제로 재활용제품이나 원료로 생산하여 자원으로 순환하여 이용한 양을 기준으로 하지 않고 생활폐기물을 수집하여 선별시설이나 재활용업체에 반입하거나 공급한 재활용 폐기물량을 생활폐기물의 총 수집량으로 나누어 계산하고 있다. 생활폐기물에 재활용대상 품목이 아닌 것이 섞이거나 부착되어 배출되면 재활용품의 선별과정이나 재활용 공정에서 제거되어 폐기물로 처리된다. 그러나 현재의 재활용률 산정방식에서는 이러한 이물질도 재활용량에 포함되기 때문에 재활용량이 실제로 자원으로 순환 이용된 양(최종 재활용제품이나 재생원료의 생산량)보다 많아 재활용성과가 과대평가된다. 따라서 주민이 분리배출에 잘 협조하여 재활용품에 혼입되는 이물질이 줄어들면 재활용률이 낮아지게 되는 모순이 생긴다. 폐기물재활용률을 산정할 때 재활용량을 산정하는 기준은 세계적으로 통일되어 있지 않다. 또한 동일 국가에서도 폐기물 관리 법규의 정의 등에 따라 재활용량으로 인정되는 처리방법과 재활용제품 등의 양을 산정방법이 다른 경우도 있다. 따라서 재활용률을 상호 비교할 때는 그 수치만을 비교해서는 안 되고 폐기물의 발생량과 재활용량을 어떤 기준에 의해 정하여 재활용률이 산정되었는지 살펴봐야 한다. 세계환경전략연구소(IGES)의 보고서에서는 재활용률 산정방법을 첫째, 어떤 제품 생산에 사용된 재활용 폐기물의 비율이다. 둘째, 사용종료 제품이나 폐기물을 물질재활용 공정에 투입한 비율이다. 셋째, 재활용을 위한 폐기물의 수집 비율이다. 넷째, 폐기물을 매립과 단순 소각에 의해 처리하지 않은 비율이다. 우리나라의 폐기물 통계의 재활용방법은 이중 두 번째에 해당된다. 또한 EU 국가에서 에너지회수와 성토재 등으로 사용한 양은 재활용량에 넣지 않는다. 본 연구는 국내･외 법규 등의 재활용 정의와 재활용률 산정방법을 비교･분석하여 합리적인 재활용 성과평가하기 위한 재활용률 산정방안을 제시하였다.

급증하는 폐기물량을 극복하기 위해 국내에서는 1991년부터 재활용 정책을 적극적으로 도입하여, 현재 국가 통계로는 세계 1위의 재활용율을 보유하고 있다. 또한, 2016년에는 폐기물 목록을 재정비하였고, 그간의 재활용 용도 및 방법에 대한 제도를 전면적으로 혁신하여 네가티브 재활용 관리제도를 도입하였다. 하지만, 현행 제품 기준은 폐기물 재활용으로 인한 사람의 건강이나 환경에의 유해성을 적정하게 제어하기에는 미흡한 상황으로, 대부분의 제품기준은 폐기물 원료로 사용하는 것을 전제하지 않고 있어서 중금속, 유독물질 등의 유해물질 기준이 설정되어 있지 않다. 특히, 골재제품의 경우에는, 실질적으로 토양, 지하수 등의 자연매체와 직접적으로 접촉하여 환경오염의 우려가 매우 높음에도 불구하고 입도, 강도 등 물리적 기준 위주의 제품기준만이 설정되어 있는 상태이므로, 폐기물 자체 혹은 제조 과정의 특성에 따라 위해 우려가 높은 재활용제품과 원료에 대한 제품기준을 마련하고, 기준 초과 시 이의 제조․유통을 금지․제한함으로써 재활용 확대에 따른 환경안정성을 확보할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 재활용 확대에 따른 환경안정성을 확보하기 위해 폐기물관리법 시행규칙 별표4의2에서 정한 재활용 유형 중 매체접촉형인 R-4-2, R-5, R-6, R-7을 대상으로 인체 및 환경 유해성 정도를 고려한 매체 접촉형 재활용 유형별 물질 및 재활용 제품군을 도출하고, 매체 접촉형 재활용 원료인 폐기물의 성상 및 유해성 정도에 따른 원료 기준 및 재활용 제품에 대한 유해성분 용출 및 함량 기준을 설정하였다.

In this study, we analyzed all of the waste streams associated with household waste to provide a basis for incorporating the individual characteristics of municipalities in setting targets for waste-to-resource circulation. Toward this end, we examined how household waste is treated based on the disposal method (mixed waste disposed of in standard volumerate garbage bags, separation recyclable waste, and food waste) and the amount of residuals generated at their respective treatment facilities. The actual recycling rate or actual waste-to-energy conversion rate was calculated as the ratio of the actual amount of waste that is recycled or converted to energy against the amount of waste intake at waste treatment facilities. The conversion factor of actual recycling rates at 17 municipalities showed an average of 63.9% for public material recovery facilities (MRFs) with those for individual municipalities ranging from 50.4% to 93.2%, and an average of 93.8% for private and public food waste treatment facilities with slightly higher rates found for public facilities (70.4 ~ 100%) than private facilities (63.3 ~ 100%). The actual waste-to-energy conversion factor was 59.3% on average for combustible waste-to-energy facilities (17.2 ~ 72.3%) and 92.0% on average for biological waste-to-energy facilities (77.1 ~ 99.5%). To achieve the national target for the actual recycling rate, additional strategies for recycling or converting the residuals generated at recycling or combustible waste-to-energy facilities into resources are needed. The actual recycling and waste-to-energy conversion rates provided in this study based on a full examination of household waste streams hold valuable insights for incorporating the individual situations of municipalities in setting their targets for wasteto- resource circulation indicators and creating new strategies for improving the actual recycling rate.

Bottom ash char, which is released and collected from a solid refuse fuel (SRF) gasification pilot plant, has been used as a feed material for one more step of the gasification process. This char contains higher unburned materials than the bottom ash collected from incineration plants. This could have sufficient potential for application to gasification technology. The lab-scale gasification experimental process consists of a downdraft gasifier, a cyclone, a scrubber, and a filtering system for the analysis of syngas. To find the optimal conditions and to decrease loss on ignition, the air equivalent ratio (ER) was adjusted from 0.1 to 0.5. The results of this experiment showed that 0.2 ER was the optimal condition, with 32.41% of cold gas efficiency and 40.41% of carbon conversion ratio. However, compared to the general gasification process, this efficiency and conversion ratio still seem to be low since the feedstock was the leftovers of the gasification process with a lower amount of volatile carbonaceous components. Furthermore, with increasing ER, the loss on ignition of the bottom ash in this experiment decreases due to the enhancement of the oxidation reaction. On average, it decreased by up to about 20% compared to the feedstock.

원자력시설의 해체 시 발생하게 되는 해체 방사성폐기물을 나누면 크게 금속, 콘크리트, 토양 및 기타 폐기물 등으로 나뉘는데, 이중에서 콘크리트폐기물은 80%이상을 차지하고 있으며, EC(European Commission)의 보고서에 의하면 2060년까지 원자력시설의 해체에 따라 유럽에서만 약 500만 톤의 콘크리트폐기물이 발생할 것으로 예상하고 있다. 상용 원전의 경우 해체 콘크리트폐기물이 약 50∼55만 톤 정도 발생하고 있으며 이들 방사성폐기물은 약 5% 이내로 1기의 상용 원자로를 해체 할 경우 방사성 콘크리트폐기물은 약 25,000 톤이 발생한다. 이는 원전 수명기간에 발생하는 방사성폐기물의 총량을 훨씬 상회하는 물량이다. 이에 원자력 선진국에서는 해체 콘크리트폐기물의 감용 및 재활용에 대한 기술개발이 이미 진행되고 있으며, 국내의 경우에도 2030년 이내 12기의 원전 해체가 예상됨에 따라 해체 콘크리트폐기물을 처리/처분하기 위한 기반기술 확보가 수행되어야 한다. 이러한 기술개발은 방사성 콘크리트폐기물의 부피감용과 환경안전성 및 재활용을 통한 국내 부존자원의 활용 극대화 관점에서 반드시 필요하다. 본 연구에서는 해체 콘크리트폐기물의 재활용에 필요한 핵심기술로서 오염 해체 콘크리트폐기물의 감용 및 재활용하기 위한 기술현황을 논의하였다. 해체 콘크리트폐기물 처리기술에서 가장 중요한 요소기술은 대부분의 방사성 물질이 농축되어 있는 미세분말을 처리하여 재생시멘트, 재생골재 등으로 재활용하는 것이다. 유럽의 경우 해체 콘크리트폐기물의 65%를 방사성폐기물 저장고의 폐기물 드럼이나 컨테이너의 Encapsulation material, 방사성 보호 차폐물을 위한 콘크리트, 제한된 장소에서 새로운 시설의 건설에 이용하고 있다. 일본은 환경적 부담과 방사성폐기물의 감용을 위해서 원자력시설에서 발생하는 콘크리트폐기물의 재활용 기술 연구를 통해 생산된 고품질 재생골재의 특성 및 환경적 영향을 평가하고자 Wall model과 Building model을 세워 일반 콘크리트와 비교 평가 중에 있다. 또한 일부 혼합재는 잡고체 폐기물의 처분을 위한 모르타르로 재활용하고 있는데 이는 일반 혼합재보다 고비용이지만 life cycle cost를 고려할 경우 재활용 시멘트 보다 경제적인 것으로 평가되고 있다.

원자력시설의 해체 시 발생되는 금속폐기물의 양은 전 세계적으로 향후 50년 동안 스테인레스강 약 95 만톤, 탄소강 870 만 톤, 구리 220 만 톤으로 총 1,200 만 톤 정도 발생할 것으로 예측되고 있다. 해체 시 발생하는 금속 조각은 대부분 방사능에 아주 미미하게 오염되어 있기 때문에 이중에서 대부분은 무구속 방출이나 약간의 제염 처리 후 일정한 공정을 거쳐 핵 시설내의 폐기물 저장 용기나 처분 상자, 폐기물 드럼, ISO 컨테이너 등으로 재활용되고 있거나, 앞으로 재활용할 수 있다고 보고되고 있다. 국내 원자력시설 해체 시 다량으로 발생될 것으로 예상되는 금속 조각을 수용하기에는 폐기물 처리장이 매우 부족할 뿐만 아니라, 지속적으로 처분 단가의 증가가 예상되므로 이러한 문제를 해결하기 위해서 방사성 금속폐기물의 효과적인 감용 및 재활용 기술이 요구되고 있다. 금속 폐기물의 감용 및 재활용 기술 중 현재까지 가장 적절한 기술로서 용융 기술이 있다. 유럽을 주축으로 미국과 일본에서 활발히 연구되어져 온 용융 기술은 다른 처분 방법에 비해 부피 감용비가 가장 높아 최종처분시설 공간을 절약할 수 있으며 탄소강, 스테인레스강 및 인코넬 등 많은 양의 금속을 회수하는 것이 가능하다. 또한, 이 기술은 휘발성 핵종(Cs 등)이나 금속과 반응성이 적은 핵종(U, Pu 등)을 슬래그 속에 포집하여 제염하거나, 방사성 핵종들이 주괴에 균일하게 분포하고 금속의 결정 격자속에 고정화시킬 수 있기 때문에 보다 안정화시킬 수 있다는 장점들을 가지고 있다.

The recyclability of waste generated in Korea was determined by sampling ten kinds of sludge to analyze its chemical composition and organic content. We also analyzed the regulatory items for waste control laws and soil environmental laws. Investigation of the leaching property revealed that all sludge samples were classified as general waste and the sludge samples were not types of waste that are prohibited or restricted from being recycled. The S1 sample was evaluated as organic sludge upon measuring the organic content and finding it to be 40% or higher; the other samples were deemed inorganic. Organic sludge S2 exceeded the Zn in the second regional standard of soil environmental laws. Among the inorganic sludge samples, S2 and S8 were considered most likely to be recycled because there were no hazardous substances that exceeded the standard. However, they should be recycled safely after the evaluation of their recyclability according to the recycling purpose and method. Especially the S5 sample was deemed difficult to recycle because it exceeded the third regional standard, which is the highest soil standard.

전 세계적으로 지속적인 화석연료의 사용으로 인하여 화석 연료가 고갈되고 있을 뿐만 아니라 화석 연료를 사용하면서 발생하는 환경오염 때문에 대체에너지를 찾는데 많은 연구가 진행되고 있다. 이와 더불어 정부는 신재생에너지 보급을 늘리기 위하여 노력하고 있으며, 국내 연간 신재생에너지 생산량 중 폐기물 및 바이오매스에 의한 신재생 에너지 보급률이 약 70% 이상을 차지하고 있다. 특히, 국내에서 발생되는 폐기물은 높은 재활용률 덕분에 가연분 함량이 높아 열 회수 시설에 적용 시 화석원료의 대체제로 사용 가능성이 크다고 할 수 있다. 그러나 폐기물 고형 연료화 시설의 경우 반입량 대비 30 ~ 45%의 비율로 잔재물이 배출되어 매립되거나 일부는 소각시설에 의해 처리되고 있는 실정이다. 특히 이를 그대로 매립 하였을 경우 오염부하를 증가시킬 수 있으며, 매립에 의한 처분비용으로 전체 시설 운영비의 약 20%가 소요되는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 폐기물 고형 연료 잔재물을 이용한 소각 공정에서 적용하였으며 이러한 공정에서 발생한 바닥재를 보도나 광장의 포장에 사용되는 인터로킹 블록으로 활용하는 방안을 마련하였다. 이에 바닥재에 대한 기초특성분석을 하고 혼합된 벽돌의 흡수율, 휨강도, 압축강도, 치수 등을 분석하여 바닥재 혼합비에 따른 블록 특성 변화를 관찰하였다.

본 연구에서는 지자체의 권역별‧지역별 특성을 고려한 자원순환 목표 설정을 도모하기 위해 가정생활폐기물을 대상으로 폐기물 처리 전과정 흐름분석을 실시하였다. 이를 위해 가정생활폐기물 배출형태(종량제봉투, 재활용품 및 남은 음식물류)에 따라 어떤 처리흐름에 따라 처리되는지를 살펴보고, 그 과정에서 잔재물로 배출되는 양 또는 재활용시설 등을 거쳐 추가적으로 최종 처분되는 양 등을 파악하였다. 여기서 폐기물 실질 재활용률 또는 실질 폐기물에너지화율은 폐기물 처리시설 반입량 대비 실질 재활용량 또는 실질 폐기물에너지화된 양(반입량-잔재물 발생량)을 의미한다. 17개 지자체의 실질 재활용률은 재활용품 선별시설의 경우 평균 72.2%로 50.4-93.2%의 범위를 나타내고 있으며, 음식물류폐기물 자원화시설의 경우 공공시설 평균은 90.9%, 범위는 72.2-100%이며, 민간시설 평균은 94.0%, 63.3-100%의 범위를 나타내고 있다. 실질 에너지화율은 가연성폐기물 연료화시설의 경우 평균 41.5%로 17.2-72.3%의 범위를 나타내고 있으며, 유기성폐기물 에너지화시설의 경우 평균 91.5%로 77.1-99.5%의 범위를 나타내고 있다. 이를 기초로 17개 지자체의 순환이용률을 산정한 결과, 평균 41.5%, 28.4-59.6%의 범위를 나타내고 있다. 국가의 자원순환 목표인 순환이용률 달성을 위해서는 재활용품 선별시설 및 가연성 에너지화시설 잔재물의 2차 재활용 또는 에너지화 방안을 추가적으로 강구할 필요가 있다. 본 흐름분석을 통해 산출된 실질 재활용률 및 실질 폐기물에너지화율을 기반으로 지자체의 현실을 반영한 자원순환 목표지표 설정이 가능할 것이며, 순환이용률 향상 방안 마련을 위한 기초자료로 활용될 것이다.

Slag and coal ash were selected to evaluate the recyclability of waste generated during the heat treatment processes. A list of waste types and recyclable types of the two wastes were identified. A recycling environmental hazardous assessment was reviewed step by step. In addition, the hazardous properties of slag and coal ash were investigated, and the chemical components, leaching, and content of harmful substances in the waste were analyzed. The two selected wastes were classified as general wastes. As a result of chemical analysis with XRF, the two wastes did not produce toxic gases in contact with water and show leaching toxicity from the analysis of harmful substances. In addition, waste is often brought into contact with the soil when recycled, so the content of slag and coal ash is analyzed and compared with the 2 region standard of soil; two samples were within the standard. Therefore, the surveyed wastes can be recycled in non-matrix contact types and the recycling purpose and method permitted by the new law is excluded from the recycling environmental hazardous assessment. However, to recycle wastes for new uses, the recycling environmental hazardous assessment is required.

2005년도부터 전국적으로 음식물류폐기물이 분리･배출됨에 따라 음식물류폐기물의 발생억제 및 감량, 분리 배출 및 수거, 자원화를 위한 다양한 제도 및 정책이 시행되었고, 대부분의 국내 음식물류폐기물은 퇴비화, 사료화, 바이오가스화 등의 방법으로 자원화되고 있다. 그러나 배출에서 자원화까지 소요되는 높은 비용 부담률은 음식물류 폐기물 배출자 및 재활용 종사자들의 편익 저해 요인으로 꼽히고 있는 상황이며 도시 외지, 도서 및 산간 지역에 위치한 가정 및 상업시설 (펜션, 요식업소 등) 의 경우 지정학적 위치로 인한 수집운반 비용이 높게 형성되어 있어 음식물류 분리수거 환경 조성을 어렵게 하고 있다. 이러한 문제점들을 해결하고자, 본 연구에서는 도시 외곽 및 산간지역에 위치한 가정 및 상업시설의 음식물류폐기물을 ‘자가 재활용형 도시 음식물 류폐기물 발효소멸 퇴비화장치’ (이하 소형퇴비화장치)를 개발하여 해결하고자 하였다. 본 연구에서는 5kg 내외의 음식물류폐기물을 발효･소멸화시켜 퇴비를 생산하는 장치를 제작하고, 이에 대한 최적 운영조건 도출과, 사용자의 편의를 위한 무인자동화운전 시스템의 운영 가능성을 살펴보았다. 소형 퇴비화 장치는 약 180L의 용적을 가진 밀폐형 육각원통으로 제작하였으며, 구동모터를 설치하여 육각원통을 360°회전시켜 교반작업을 수행할 수 있도록 제작하였고, 내부에 블로워 설치를 통해 1.3L/min의 공기를 주입･배출하는 공기주입구를 제작하여 호기성 반응에 필요한 공기량을 조절 할 수 있도록 제작하였다. 장치운영에 필요한 전력은 단결정 태양광 패널로써 충당하였다. 실험 방법은 퇴비화 장치 내 호기성 소화를 돕는 호기성매질(톱밥+호기성퇴비)을 최초 1회 생성 후 음식물류 폐기물을 5kg/day 투입하였으며, 장치운영 조건은 음식물류폐기물 1회 5kg/day 투입, 교반 작업 6h/1회, 블로워 작동주기 10~15min/h로 하여 소화조 내 호기성 산화 반응에 따른 온도 변화량 및 내부물질의 성분, pH, 염도 변화를 살펴보았다. 또한 장치 운행 중 사용자의 편의를 위한 음식물류폐기물 투입과정 이외의 교반작업, 공기주입 작업은 타이머를 설치하여 자동화 운영 가능성을 살펴보았다. 실험결과 생산된 퇴비의 VS와 FS의 평균 측정값은 각각 82.82%, 17.17%를 나타내었고, 함수율은 평균 56.87% 를 나타내었다. 염도의 평균값은 0.49%로 측정되었으며, pH 값은 7.23으로 확인되었다. 이 같은 결과는 비료 공정 규격에 명시되어있는 기준 항목인 함수율, 염도, pH 중 함수율을 제외한 모든 항목에서 적정수치를 나타냈으며, 함수율은 추후 공기투입량 조정을 통해 일부 개선할 수 있을 것으로 보인다. 블로워 작동주기를 12h/day 미만으로 하였을 시 장치의 전력부족 현상이 발생하지 않았다. 본 연구를 통해 소형퇴비화장치의 발생 재활용물의 퇴비화과정의 적정성을 확인하였으며, 추후 생산된 퇴비에 관한 중금속함량 검사를 통해 음식물퇴비로써의 사용가능성을 검토할 것이다. 또한 장치의 무인 자동화 운영 가능성을 확인 하였고 이를 통한 도시 외지, 도서 및 산간지역에 위치한 가정 및 상업시설에서 소형퇴비화 장치 운영이 가능할 것으로 보인다. 이에 따라 도시 외지에서 발생하는 음식물류폐기물의 효율적인 처리가 가능할 것으로 사료된다.

유엔환경계획(UNEP)의 미나마타 협약으로 유해물질인 수은에 대하여 국제적으로 관심의 대상이 되고 있으며, 수은을 포함한 형광등에 대한 안전한 처리방안이 필요하다. 국내 폐형광등 발생량은 2014년 기준으로 약 1억 4천만개 정도이며, 폐형광등의 재활용량은 약 4천 3백만개 정도로 나타났다. 이는 폐형광등의 국내 생산자 책임재활용제도(EPR System)의 의무율은 2014년 기준 35.5%에 비해 실제 재활용율은 32.7%로 의무율을 달성하지 못하고 있는 실정이다. 폐형광등을 재활용하거나 관리하는 것은 유해물질인 수은이 포함되어 있기 때문이며, 이러한 유해물질은 폐기물을 재활용하고 관리하기 위하여 제거 되어야 한다. 이러한 유해물질을 제거하기 위해서는 폐기물 내 유해물질의 분포를 파악하는 것이 중요하며, 이를 파악하고자 U-type 폐형광등 재활용 공정의 폐기물 흐름을 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 국내에서 발생되는 폐형광등 중 약 25%정도 차지하는 U-type 폐형광등의 재활용 공정의 폐기물 흐름 평가는 유입과 유출을 이용한 기본적인 방법을 이용하여 실시하였으며, 재활용 시설의 계(System)는 각 공정시설로 설정하고 각 공정별로 주위(Boundary)를 설정하여 전체적으로 물질에 대한 흐름을 검토하였다. 폐기물 흐름 평가는 U-type 폐형광등 1 ton에 대한 기초 자료를 이용하여 분석하였다. U-type 폐형광등에 포함되어 있는 유리, 플라스틱, 금속류 등의 물질을 대상물질로 하여 폐기물 흐름을 평가한 결과, 유리 84.40%, 플라스틱 12.60%, 철금속 1.93%, 형광분말 1.07%로 나타났다. 또한 U-type 폐형광등 재활용 공정에서 발생되는 유해물질인 수은은 기상수은과 투입된 물질에 포함된 수은으로 구분하여 수은에 대한 흐름을 평가하고자 하였다.

In this study, the recycling processes of construction and demolition waste (C&D waste) were analyzed, and its national recycling rate was determined using material flow analysis (MFA). Available statistical data provided by Ministry of Environment and Korea Environment Corporation were used for the MFA study. The collected data were carefully examined and validated by field investigations. System boundary for MFA covered from waste generation from construction sites to final disposal in 2013. The field investigation showed that recycled aggregate is produced through mechanical shredding, separation, and screening processes of C&D waste. The production efficiency (or process yield) was estimated to be approximately 81.2% on average. The foreign materials in the waste accounted for 18.8% by weight. The separated impurities were sent to recycling facilities, incineration facilities, or landfill sites, depending on the physicochemical characteristics. Efficiency of recycling facilities and the statistical data were integrated to estimate the national actual recycling rate, which turned out to be 87.7% in 2013. Approximately 49.1% of the construction-related waste was recycled as recycled aggregate for concrete production and road base layer for asphalt pavement. Based on the result of MFA, there is 9.8% difference between the actual recycling rate in this study and reported recycling rate by national statistics. In the future, more various C&D waste treatment and disposal facilities, along with aggregate recycling facility, should be investigated to verify the actual recycling rate determined by this study. Statistical accuracy should be further refined through additional field investigations. Our findings can be applicable to development of recycling policies and best management practices for C&D waste streams.

The purpose of this study was to analyze the physicochemical characteristics of bottom-ash recycling from municipal solid waste incineration (MSWI) and investigate the possibility of the use of bottom ash for Lightweight Aggregate for Structural Concrete and Bottom Ash Aggregate for Road Construction according to Korean Industrial Standards (KS). Samples were taken from the MSWI bottom ash collected at the resource recovery facilities “A” and “B.” In the results, both samples did not satisfy the criteria of the particle sizes. In particular, the two samples failed to comply with the physical and chemical characteristics criteria of the Lightweight Aggregate for Structural Concrete. On the other hand, both bottom ash samples met the physical characteristics criteria of the Bottom Ash for Road Construction. Therefore, the recycling of Bottom Ash Aggregate for Road Construction can be more a suitable method for recycling, provided that proper pre-treatment as a screening process for bottom ash is performed.

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.