Nanomaterials affect human and environmental health through applications, such as waste-containing nanomaterials (WCNMs) generation, product use, treatment and disposal. As the number of applications increases, more and more nanomaterial waste will be generated. The increased use of nanomaterials introduces nanoparticles intentionally or unintentionally into waste streams. This study examined WCNMs in a domestic industrial area and selected silicon dioxide as an objective nanomaterial because it is ranked first in circulation and quantity of use. We analyzed leaching and concentration of heavy metals in nano-waste. Chemical composition was determined using X-ray powder diffraction (XRD) and X-ray fluorescence (XRF), and the unique properties of nano-waste were examined using particle size distribution analyzer and transmission electron microscopy (TEM). The results of the leaching test showed lower or undetectable concentrations than those of standard hazardous substances in Korea. However, some samples had higher concentrations than criteria of hazardous chemicals in contaminated soil. The XRF results revealed that silicon dioxide was the major component with a known particle size < 100 nm in liquid waste samples.

국내 폐기물공정시험기준의 용출시험방법(KLP)과 독일의 용출시험방법(DIN 19529) 비교하기 위해 본 연구에서는 독일의 용출시험방법(DIN 19529)과 국내 용출시험방법을 비교하여 신뢰성 있고 효과적인 시험방법을 제시하고자 하였다. 독일의 용출시험(DIN 19529)절차는 물과 시료를 2:1로 혼합한 시료를 회전 속도 5~10 U･min-1의 진탕기로 24시간 진탕하여 0.45 ㎛의 여과지로 여과한 용액을 시료 용액으로 한다. 국내 폐기물공정시험기준의 용출시험(KLP)방법은 물과 시료를 10:1로 혼합한 시료를 진탕 횟수가 200 회･min-1, 진폭이 4~5 cm인 진탕기를 사용하여 6시간 동안 연속 진탕한 다음 1 ㎛의 여과지로 여과한 용액을 시료 용액으로 한다. 시료는 총 5개의 시료를 분석하였으며 분석항목으로는 Al, As, B, Ba, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sr, V, Zn로 총 17개 항목이었다. 분석한 결과, Al은 독일 시험방법의 경우 N.D~430.87 mg/L, 국내 시험방법의 경우 1.98~247.93 mg/L의 범위로 나타났다. B은 독일 시험방법의 경우 N.D~0.746 mg/L, 국내 시험방법의 경우 N.D~0.182 mg/L의 범위로, Ba은 독일 시험방법의 경우 N.D~3.409 mg/L, 국내 시험방법의 경우 0.309~2.817 mg/L의 범위로, Cr은 독일 시험방법의 경우 N.D~0.345 mg/L, 국내 시험방법의 경우 N.D~0.078 mg/L의 범위로, Cu은 독일 시험방법의 경우 N.D~19.436 mg/L, 국내 시험방법의 경우 불검출로 나타났다. Fe은 독일 시험방법의 경우 모두 불검출, 국내 시험방법의 경우 N.D~0.257 mg/L의 범위로 나타났다. Mn은 독일 시험방법의 경우 N.D~1.108 mg/L, 국내 시험방법의 경우 모두 불검출로 나타났다. Sr은 독일 시험방법의 경우 N.D~1.384 mg/L, 국내 시험방법의 경우 모두 불검출로 나타났다. V은 독일 시험방법의 경우 N.D~8.080 mg/L, 국내 시험방법의 경우 N.D~1.885 mg/L의 범위로, Zn은 독일 시험방법의 경우 0.514~0.926 mg/L, 국내 시험방법의 경우 N.D~1.573 mg/L의 범위로 나타났다. 나머지 항목인 As, Be, Cd, Ni, Pb, Sb, Se은 모두 불검출로 나타났다.

｢폐기물관리법｣이 개정(법률 제13411호, 2015.7.20. 공포, 2016.7.21. 시행)됨에 따라 폐기물 재활용 기준을 설정하고 이를 충족할 경우 재활용이 가능하도록 규제방식을 원칙허용･예외금지 방식으로 변경하고, 일정규모 이상의 폐기물을 토양･지표수 등에 직접 접촉시키는 등의 방법으로 재활용하는 경우에는 재활용환경성평가를 거쳐 승인을 받도록 하는 등의 내용으로 개정되었다. 개정된 폐기물관리법의 재활용환경성평가 절차 및 방법 중 매체접촉형 재활용 유형은 상향류 투수방식의 유출시험을 통한 평가절차가 신설되었다. 본 연구에서는 재활용환경성평가 절차 중 상향류 투수방식의 유출시험과 국내 폐기물공정시험기준의 용출시험(KLP)을 비교하여 각각의 시험방법에 따른 무기물질류의 용출특성을 비교･고찰하고자 하였다. 상향류 투수방식의 유출시험은 유출액의 부피(l)와 유리관(column) 내의 시험대상 물질(kg)의 비를 2(L/S ratio)로 하여 일정 유속으로 유출액을 얻은 후 수질오염공정시험기준으로 분석하였고, 국내 폐기물공정시험기준의 용출시험(KLP)방법은 물과 시료를 10:1로 혼합한 시료를 진탕 횟수가 200 회･min-1, 진폭이 4~5 cm인 진탕기를 사용하여 6시간 동안 연속 진탕한 다음 1 ㎛의 여과지로 여과한 용액을 분석하였다. 시료는 폐기물 5종을 대상으로 총 18개 항목(Al, As, B, Ba, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sr, V, Zn)을 분석하였다. 폐기물의 종류에 따른 유출시험 분석결과 모든 대상시료에서 Al 항목이 0.02 mg/L ~ 84.17 mg/L으로 나타났다. 소각재 시료는 Cr, Cu, Zn 항목이 각각 0.46, 2.20, 0.92로 나타났으며 석탄재 시료는 Ba, Sr 항목이 각각 0.20, 1.10으로 나타났다. 폐기물의 입경에 따른 유출시험은 석탄재 시료에 대하여 입자크기를 32 mm, 16 mm, 5 mm, 2 mm로 구분하여 각각 유출시험을 수행한 결과로써 입자크기 32 mm의 경우 대부분의 항목이 검출한계 이하로 나타났으며, 입자크기 2 mm > 5 mm > 16 mm 순으로 일부 같은 항목에서 용출농도가 높게 나타났다.

산업발달로 인한 화석 연료의 급격한 사용으로 기후변화와 연료고갈 문제가 대두되고 있어 폐기물자원화 및 신재생에너지에 대한 관심이 급증하고 있다. 선행되어온 연구들은 바이오매스나 플라스틱의 대체연료 가능성 연구들로 국한되어 진행되었다. 폐플라스틱 필름의 경우 많은 연구가 진행되어 왔으나, 현재 발생되는 폐플라스틱 필름에 관한 연구는 미비한 상황이다. 많은 폐플라스틱 필름의 발생량에 비해 절반정도를 웃도는 재활용처리 비율은 다른 폐플라스틱 필름 처리방안 마련이 필요하다는 점을 시사한다. 열분해를 이용한 오일 및 화학원료 생산에 대한 관심이 높아지고 있다. 따라서 본 연구에서는 폐플라스틱 필름의 물리･화학적 특성 분석 및 열중량분석기를 통한 동역학분석과 파이롤라이저-가스크로마토그래피 /질량분석기를 이용한 반응 생성물 분석하여 폐플라스틱 필름의 열분해 공정 도입 가능성을 추가 확인하고자 한다. 또한 현재 배출되는 폐플라스틱 필름류의 열분해 특성과 어떤 성분이 생성되는지 알아보고 공정설계 기초자료로 활용되고자 폐플라스틱 필름의 열분해 특성연구를 수행하였다.

산업단지에 입주한 업체에서 발생되는 폐수는 업종별로 성상이 다양하고 같은 성분이라도 수십배의 함량차이를 보이고 있어 대부분의 산업단지 폐수종말처리장에서는 안정적인 처리 효율을 유지하기 위해 업체별로 개별 처리한 처리수를 폐수종말처리장으로 유입시켜 처리하고 있는 실정이다. 따라서 폐수 발생 업체들은 폐수를 생물학적 방법, 물리･화학적인 방법을 이용하여 폐수를 처리하고 있으며, 화학적 처리 방법을 채택하고 업종이 많은 것으로 알려져 있다. 주를 이루고 있다. 한편 폐수 처리 과정에서 발생되는 슬러지는 자체 처리하는 경우도 있지만, 대부분 탈수 처리한 후에 지정 페기물 해당 여부에 따라 상이한 방법에 의해 위탁 처분되고 있다. 그러나 이러한 폐수 처리 과정에서 발생되는 슬러지의 성상에 대해서는 지정 폐기물 해당 여부를 판단하기 위한 자료만 있으며, 지정 폐기물 기준 항목 이외의 성분에 대한 다양한 정보와 축적된 자료가 전무하여 발생 슬러지에 대한 체계적으로 관리하기에는 한계가 있다. 따라서 산업단지내 업종별 발생 슬러지의 특성을 파악하고 이들 슬러지 관리 체계의 구축을 위한 기초적 자료를 확보하기 위해 대구지역 S 산업단지내에 입주하고 있는 폐수 발생 업체 중 18업체(6개 업종)에 대해 원수, 처리수 및 슬러지를 채취하여 그 성상을 비교･검토하였다. 연구 대상 업체에 대한 슬러지를 조사･분석한 결과, 염색 업종은 상대적으로 알루미늄의 함량이 높은 것으로 나타났으며, 일부 업체는 100g/kg을 상회하였다. 특히 도금 업종에서는 300g/kg을 상회하는 업체도 있는 것으로 나타났다. 철은 조립 금속 업종에서 가장 많이 함유된 것으로 나타났으며, 칼슘의 함유량은 대부분의 업종에서 높게 나타났다. 그리고 석유 화학 업종이 타 업종에 비해 인의 함유량이 높은 것으로 나타났다, 검토한 업종별 슬러지에서 100g/kg을 상회하는 함유량을 보인 성분은 알루미늄, 철, 크롬, 칼슘이었다. 알루미늄, 철, 칼슘은 대부분 폐수의 처리 과정에서 투입된 응집제에서 기인된 것으로 판단되며, 크롬은 도금 업종에서 배출된 것으로 나타났다.

폐 바이오매스의 열 화학적 전환 공정 중 하나인 급속열분해 공정은 공정변수에 따라 열분해 생성물의 수율 및 특성이 변화한다. 급속 열분해 반응이 이루어지는 반응기는 전체 급속 열분해 공정의 핵심이며, 폐 바이오매스의 급속열분해 반응을 위해서는 1,000~10,000℃/s의 빠른 열전달 속도, 500℃의 열분해 반응온도, 1~2초이내의 열분해 생성물 체류시간이 요구된다. 따라서 이를 실현하기 위한 급속열분해 반응기 개발에 많은 연구가 진행되었다. 현재 개발되어 사용 중인 대표적인 급속열분해 반응기는 기포 유동층, 순환유동층, 분사층, Augur형, 융해열분해, 진공열분해 등의 반응기가 있다. 이중 분사층 반응기는 기체-고체 간의 열 및 물질전달이 우수하고, dilute spouted bed regime 에서는 반응기 내 열분해 가스의 체류시간이 짧아 오일의 수율을 기존 유동층 반응기 보다 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 분사층 급속열분해 반응기 내 폐 바이오매스의 급속 열분해 반응은 기체-고체간의 수력학적 특성과 열전달 특성에 영향을 받는다. 따라서 분사층 급속열분해 반응기의 최적 설계와 운전을 위해서는 반응기 내 수력학적 특성과 열전달 특성에 대한 정보가 필요하다. 그러나 현재까지 분사층의 운전조건에 따른 분사층 내 열전달 특성에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 분사층 내 열전달 특성 연구를 위하여 열전달 센서를 설계/제작하였으며, 제작된 열전달 센서를 통하여 분사층내 기체-고체간의 열전달 특성을 측정하였다. 분사층 내 기체-고체간의 열전달 실험은 공탑 속도, Geldart 입자분류, bed 높이를 실험변수로 하여 실험을 수행하였으며, 실험을 통하여 실험변수에 따른 분사층 내 기체-고체간의 열전달 계수의 변화를 연구하였다.

자동차 산업 발달로 인하여 해마다 증가하는 폐타이어 발생과 그에 따른 처리에 관한 문제는 날로 심각해지고 있다. 폐타이어는 연소 시 오염물질 발생으로 인한 2차 환경오염을 야기하므로 보다 안정적으로 재생 에너지화 하는 폐기물 처리 방법에 대한 기술개발 중요성이 날로 증대되고 있다. 또한 국내 폐타이어의 주 이용 분야가 시멘트 킬른 또는 단순 소각에 의한 열원으로의 이용이 약 60%를 차지한다는 점에서 폐타이어의 재생에너지원으로서 경제성을 향상 시키는 요구가 나타나고 있다. 따라서 폐타이어 재생 에너지화의 경제성 문제를 해결하기 위하여 부가가치를 높이는 기술 개발이 절실히 요구되고 있다. 폐타이어를 자원화 하는 열분해 기술은 무산소 조건에서 400~600℃ 정도의 반응온도로 폐타이어를 가열하여 고분자 물질을 분해하는 친환경적인 공정으로, 열분해오일, 카본블랙, 철심과 같은 열분해 부산물의 회수를 통하여 경제성 또한 높일 수 있는 이점을 가지고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 폐타이어의 재생 에너지화 연구를 위하여 폐타이어의 열분해 특성 연구를 수행하였다. 폐타이어의 열분해는 기체-고체간 열 및 물질 전달이 우수한 원뿔형 분사층 반응기를 사용하여 실험을 수행하였다. 폐타이어 열분해 실험은 열분해 반응온도와 시료의 투입속도를 실험 변수로 선정하여 실험을 수행하였으며, 실험 조건별로 생산된 열분해 오일의 물리-화학적 특성을 분석하여 폐타이어 열분해 오일의 특성을 연구하였다.

This paper describes the findings of the study conducted to evaluate compressive strength characteristics of high-strength concrete containing waste pottery fine powder. The experimental variables selected were 5, 10, and 15 percent replacements of cement with waste pottery fine powder. The findings are summarized as follows: (1) compared with the strength of the control specimens with no replacement rate, compressive strength of the concrete at 7days decreased by 4% at 5% replacement rate of cement with waste pottery fine powder, but (2) compressive strength of the concrete at 28days increased slightly by 1.3%..

Compressive strength characteristics of mortar containing waste pottery fine powder were investigated in this study. The experimental variables selected were 5, 10, and 15 percent replacements of cement with waste pottery fine powder. The findings are summarized as follows: (1) compared with the strength of the control specimens with no replacement rate, compressive strength of the mortar at 7days decreased by 3% and 9.3%, respectively at 5% and 10% replacement rate of cement with waste pottery fine powder, but (2) compressive strength of the mortar at 28days increased by 5.9% and 6.9%.

There is an increasing demand for sustainable resources due to a steady increase in energy demand. As the1996 Protocol to the London Convention takes effect, conversion of sewage sludge to energy is increasing. To use waste as fuel, it is important to understand its combustion characteristics. Using thermogravimetric analysis, the combustion of coal, dried sewage sludge, and SRF was characterized in this study. Dried sludge and SRF showed similar combustion behavior at all temperature increase rates of 5, 10, 25, 40, and 100oC/min. Coal burned at a higher temperature as the temperature rate increased. This may be ascribed to the much higher volatile matter contents of dried sludge and SRF comparative to coal.

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.

A manufacturing method is proposed for a sorbent material comprised of functional ceramic loess balls mixed with food waste and regenerated activated carbon. The physical characteristics and adsorption performance were also evaluated. Adding activated carbon improved the porosity and increased the specific surface area of the balls. The iodine-adsorbing capacity was evaluated with different mixing ratios of activated carbon. The capacity was improved as the mixing ratio was increased. The activated carbon was regenerated through a high-temperature burning process after reaching the breakthrough point. A column test was conducted to examine the methylene blue adsorption, and the adsorption rate also increased with the activated carbon mixing ratio. At mixing ratios of above 5%, the adsorption rate showed a high increase in the early stage and reached equilibrium after 6 minutes of reaction. However, it was impossible to reach the equilibrium state without activated carbon in the loess balls. Thus, it is apparent that activated carbon plays an important role in improving the adsorption efficiency. The optimum mixing ratio of activated carbon was 5%. At this ratio, the iodine adsorption rate showed a moderate rise, the adsorption efficiency was relatively high, and the methylene blue adsorption reached equilibrium.

This paper assesses the feasibility of producing fuel energy from sewage sludge via four processes: microwave-induced pyrolysis/gasification and conventional pyrolysis/gasification. Both pyrolysis and gasification produced gas, char, and tar. The gas produced for the gasification contained mainly hydrogen and carbon monoxide with a small amount of methane and hydrocarbons (C2H4, C2H6, C3H8). However, the gasification produced higher carbon monoxide instead of the hydrogen. The microwave gasification generated higher heavy tar compared to other processes. As a light tar, benzene generated higher value for both the pyrolysis and gasification. The sludge char showed a vitreous-like texture for the microwave process and a deep crack shape for the conventional heating process. These results indicate that the gas produced from the microwave processes of wet sewage sludge might be usable as a fuel energy source, but this would require removal of the condensable PAH tars. The sludge char produced could also be used as a solid fuel or adsorbent.

Recycling technology research in the copper smelting industry is necessary because the recovery of valuable metals from generated waste can offset the cost of raw materials. The cost of imported raw materials, can exert a significant impact on profitability. In order to perform this research review of previous studies about the base characteristics of the target waste was needed. In this study, copper slag and copper alloy smelting slag generated in the process, along with slag, ash, and sludge, were analyzed for particle size, distribution of the waste, physical characteristics, chemical composition, and inclusion of heavy metals. Copper slag and copper alloy particle separation results were able to remove most of the metal pieces that were at least 1 mm in size. In this waste, zinc, copper-containing metal were less than 80%. toxic substances, such as cadmium, arsenic and mercury, were removed by utilizing a hydrometallurgical process. The data suggests that this industry should be able to take advantage of new technologies the recover valuable metals from copper smelting waste.

This paper was conducted experimental work to energy recovery and syngas production using a pilot scale fixed bed gasification process of solid waste. The temperature of gasifier bottom section was the highest at about 522 ~ 808oC. The syngas composition was contained CO 10.0 ~ 11.4%, H2 8.4 ~ 11.3%, CH4 3.7 ~ 3.9%, CnHm 3.3 ~ 4.3% with lower heating value 1,500 kcal/Nm3. About 68.8% of the waste and the air energy is converted to syngas. Approximately 8.4% is lost in heat of heat exchanger and cleaning process and about 0.8% of the heat energy is recycled into the gasifier in the form of preheated air. The electric power output rate was found to range 10.5 to 12.5 kW.

The purpose of this study is to investigate the regional waste discharge and characteristics in Incheon Metropolitan City, and to evaluate the potential energy recovery for combustible wastes being discharged from Incheon province as well as currently being landfilled in the Sudokwon Landfill Site. Approximately, 2,466 ton and 0.879 kg/(capita·day) were estimated for annual average discharge of domestic wastes and daily domestic waste discharge rate per person in Incheon during the period from 2007 to 2013. The least squares methodology indicates those values to decrease to 1,120 ton and 0.347 kg/(capita·day), respectively in year 2021. The assessment of potential energy recovery for the landfilled household solid wastes indicated that total energy of 1.00 × 107 GJ and 212 billion Won of electric charges could be recovered and saved each year. For the construction wastes, recoverable annual energy and electric charges were 1.04 × 107 GJ and 269 billion Won, respectively.

This study evaluates heavy metal(Cu and Cr) adsorption characteristics produced from food waste charcoal extracted in an optimal operation condition after analyzing activated charcoal of iodine adsorption and heavy metals that derived from an activation process of carbide by the developed by-products of food waste treatment facility using the methods from previous studies. As experiment apparatus, this study used a tube-shaped high temp furnace. The mixing ratio of by-products of food waste treatment facility, carbide, and activation component(ZnCl2) was 1:1. The experiment was proceeded as adjusting the activation temperature from 400 to 800℃ and activation time from 30 to 120 minutes. The optimal activation condition for iodine absorption was 90 minutes at 700℃ and by using the produced food waste charcoal, this study conducted an experiment on absorption of heavy metals (Cu and Cr) as changing pH of artificial wastewater and stirring time. As a result, pH 7 showed the highest heavy metal decontamination ratio and in terms of stirring time, it revealed balance adsorption after 10 minutes. This result can be particularly applied as basic data for recyclability of high concentration organic waste, by-products of food waste treatment facility, as an food waste charcoal.

A total of 15 different solid waste materials were analyzed for toxic substances such as Pb, Cd, Cu, As, Hg, Cr (VI)by the Korean standard leaching test and as total content. These wastes were also tested for corrosivity characteristicsusing an ionic electrode for pH and a circular steel for corrosion rate. Based on the results of the leaching test, the solidwaste samples did not exceed the regulated leaching levels. Thus, the analyzed wastes may be classified and managedas general industrial waste, not hazardous waste. Four solid waste samples were greater than total content levels proposedby other previous study. In case of the corrosive property of the solid waste leachate (1:2.5), the highest pH of the wastesample exhibited the lowest corrosion rate of 0.065mm/yr. However, the waste samples with low pH values exhibiteda greater corrosion rate. It is difficult to determine the correlation between pH and corrosion rate of the solid waste leachate.Therefore, the testing of the solid wastes are needed to further investigate the corrosion of a glass electrode method ratherthan the corrosion rate measurement. In the future, other hazardous properties such as ecotoxicity should be also examinedto properly manage the solid waste materials.

This paper describes the findings of the study conducted to evaluate early-age strength characteristics of rapid-setting concrete containing waste pottery powder. The experimental variables selected were 5, 10, and 15 percent replacements of cement with waste pottery powder. The findings are summarized as follows: (1) slump of the concrete decreased as the replacement rate of cement with waste pottery powder increased, and (2) compared with the strength of the control specimens with no replacement rate, compressive strength of concrete increased at 5% replacement rate, and was comparable to the control at 10% replacement rate; however, at 15% replacement rate, compressive strength actually decreased.

Due to the problems on BW (Bulky Waste) from SRF (Solid Refused Fuel) facilities in terms of operation andmaintenance, we investigated the characteristics of bulky waste about physical composition ratio, discharge type and ratio,etc. BW are 5.83% in MSW (Municipal Solid Waste) and composition ratio is as below; fiber (28.22%), plastic (19.18%),paper (17.95%), wood (17.02%), metal (11.49%), vinyl (3.3%), styrofoam (2.84%). Paper was mostly packing box, wood;chipboard, pieces of wood, branch, vinyl; big vinyl bag, plastic; home appliance, toy, big piece of plastic, fiber; clothing,mattress, sponge, styrofoam; pieces of styrofoam box, metal; broken metal stuff. BW has characteristics that is bulky andmainly consist of recycle waste compared with general MSW. We compare the composition ratios of only BW, MSWincluding BW and not including BW in order to extend to which variation in BW affects on physical composition ratioof general MSW. As a result of these researches, physical composition ratio between MSW not including BW and BWhas some difference but correspond closely with MSW including BW. This is because BW component ratio is so smallthat have little effect on composition ratio of total waste. Conclusively BW component and physical composition ratio,discharging type should be investigated for characterizing BW. But BW composition ratio needs not to be included onlyfor analyzing physical composition ratio of waste.