COVID-19 대유행으로 인해 병원, 진료소, 검역소 및 의료 연구 기관을 포함한 의료 시설에서 매일 수많은 의료 폐기물이 발생함에 따라 의료폐기물 처리가 심각한 문제가 되고 있다. 이전에는 전통적인 소각방법이 사용되었지만 매립지 부족 및 관련 환경 문제로 인 해 공중 보건이 위험에 처해 있다. 이런 문제를 극복하기 위해 멸균분쇄용 파쇄기를 개발하였다. 본 연구에서는 유해 및 감염성 의료폐 기물에 대한 작동 성능을 결정하기 위해 분쇄용 파쇄 시스템의 설계 및 수치해석을 수행하였다. 파쇄기의 부품은 CAD 소프트웨어를 이용하여 모델링하였으며, ABAQUS를 사용하여 유한요소해석을 수행하였다. 정적, 동적 및 피로하중 조건 하에서 파쇄기 절단 날의 해석을 수행하였으며, 의료 폐기물을 분쇄하는데 필요한 절단력을 기반으로 절단 날의 형상이 효과적임을 입증하였다. 모달 해석을 통해 구조물의 동적 안정성을 검증하였다. 또한, 절단 날의 수명을 예측하기 위해 고주기 피로해석을 통해 S-N 선도를 생성하였다. 이 를 통해 적절한 분쇄용 파쇄 시스템이 멸균 장치와 통합되도록 설계하여 의료 폐기물의 양과 처리 시간을 줄임으로써 환경 문제와 잠 재적인 건강 위험을 극복하는 방안을 제시하였다.

This study was conducted to evaluate the possibility of expanding the usage of whole crop silage from beef cattle and dairy cow to hogs and chickens. For this purpose, a crushing device was developed to crush whole crop silage. The crushed silage was sealed, and analyzed for its feed value. The silage varieties used for the experiment included Saessal barley and Geumgang wheat. Whole crop barley and wheat were crushed in the crushing system as a whole without separating stems, leaves, grains, etc.. When the crushed whole crop silages (CWCS) were analyzed, full grain, grains above 10 mm in size, grains 5～10 mm in size, and grains below 5 mm in size accounted for, 20%, 4%, 27%, and 49 %, respectively. In order to facilitate the fermentation of CWCS, inoculated some fermenter into each CWCS sample (barley or wheat). As control, another set of sample was not inoculated. Crude protein (CP), ether extract (EE), crude fiber (CF), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF), lignin, cellulose content, total digestible nutrient (TDN), and relative feed value (RFV) of fermenter-inoculated Saessal barley were 2.45 %, 1.61%, 8.95%, 16.94%, 9.52%, 1.01%, 8.51%, 81.38%, and 447.5%, respectively. The CP, EE, CF, NDF, ADF, lignin, cellulose content, TDN, and RFV in the other sample of Saessal barley without inoculation of fermenter were 2.57%, 1.62%, 9.61%, 18.25%, 10.13%, 1.10%, 9.04%, 80.90%, and 412.9%, respectively. The CP, EE, CF, NDF, ADF, lignin, cellulose content, TDN, and RFV of fermenter-inoculated Geumgang wheat sample were 2.43%, 1.27%, 10.99%, 19.49%, 11.23%, 1.46%, 9.77%, 80.03%, and 382.6%, respectively. The CP, EE, CF, NDF, ADF, lignin, cellulose content, TDN, RFV of the other set sample of Geumgang wheat sample without the inoculation of fermenter were 2.28%, 1.44%, 10.08%, 18.02%, 10.44%, 1.26%, 9.18%, 80.65%, and 416.9%, respectively. The TDN and RFV content in the fermenter-inoculated Saessal barley were 81.38% and 447.5%, respectively, while the one in the fermenter-inoculated Geumgang wheat were 80.03% and 382.6% respectively. When the feed value of whole crop barley and wheat silage without crushing process was compared to the feed value of whole crop barley and wheat silage made from crushing system, the latter appeared to be higher than the former. This could be due to the process of sealing the crushed silage which might have minimized air content between samples and shortened the golden period of fermentation. In conclusion, these results indicate that a crushing process might be needed to facilitate fermentation and improve the quality of silage when making whole crop silage.

The study of grinding behavior characteristics on the metal powders has recently gained scientific interest due to their useful applications to enhance advanced nano materials and components. This could significantly improve the property of new mechatronics integrated materials and components. So, a new evaluation method for standardizing grinding equipment and a comparative study for the grinding experiment during the grinding process with various grinding mills were investigated. The series of grinding experiments were carried out by a traditional ball mill, stirred ball mill, and planetary ball mill with various experimental conditions. The relationship between the standardization of equipment and experimental results showed very significant conclusions. Furthermore, the comparative study on the grinding experiment, which investigated changes in particle size, particle morphology, and crystal structure of materials with changes in experimental conditions for grinding equipment, found that the value of particle size distribution is related to the various experimental conditions as a revolution speed of grinding mill and media size.

The study of grinding behavior characteristics on aluminum powders and carbon nano tubes (CNTs) has recently gained scientific interest due to their useful effect in enhancing advanced nano materials and components, which significantly improves the property of new mechatronics integrated materials and components. We performed a series of dry grinding experiments using a planetary ball mill to systematically investigate the grinding behavior during Al/CNTs nano composite fabrication. This study focused on a comparative study of the various experimental conditions at several variations of rotation speeds, grinding time and with and without CNTs. The results were monitored for the particle size distribution, median diameter, crystal structure from XRD pattern and particle morphology at a given grinding time. It was observed that pure aluminum powders agglomerated with low rotation speed and completely enhanced powder agglomeration. However, Al/CNTs composites were achieved at maximum experiment conditions (350 rpm, 60 min.) of this study by a mechanical alloy process for Al/CNTs mixed powders because the grinding behavior of Al/CNTs composite powder was affected by addition of CNTs. Indeed, the powder morphology and crystal size of the composite powders changed more by an increase of grinding time and rotation speed.

음식물류폐기물은 배출, 수거 및 처리단계에서 여러 문제점을 내포하고 있다. 배출 및 수거 단계에서는 보관용기 주변에서 발생되는 악취 및 해충 등 위생상의 문제점, 처리 단계에서는 음식폐기물 재활용 산물의 낮은 품질로 인한 유통상의 문제점 등을 들 수 있다. 또한 서울연구원에서 실시한 설문조사에 따르면, 가정 생활폐기물을 배출하는 데 있어서 가장 어려움을 느끼는 것이 음식폐기물의 배출(50.7%)이라고 응답하였고 주방용오물분쇄기(이하 디스포저) 사용이 허용된다면 사용할 의사가 있다는 응답이 매우 높았다(82.8%). 이에 따라 서울시에서는 디스포저 도입의 타당성을 평가하기 위하여 2009년과 2010년 및 2015년에 배수전처리, 정화조병합, 고액분리 등 총 3가지의 전처리시스템에 대한 시범사업을 실시하였다. 모니터링 항목에는 음식폐기물발생원단위, 디스포저 오수 발생량 및 오염부하량, 디스포저 사용 전후 오수의 성상 변화, 및 주민설문조사 등이 포함되었다. 시범사업의 모니터링 결과, 음식물류폐기물 발생원단위는 0.12~0.15kg/cap･dayfh 측정되었는데, 이는 환경부 통계 자료의 30~50% 수준이었다. 주방오수발생량원단위는 29.9L/cap･day, 분쇄오수발생량원단위는 4.1L/cap･day로 측정되었으며, 이는 일본의 국토교통성에서 제시한 자료(30L/cap･day, 5L/cap･day)와 거의 일치하였다. 디스포저 사용 후 배수전처리시설과 정화조병합처리시설 및 고형물회수시설 후단에서 측정된 각각의 BOD는 20.9, 67.8 및 129.0mg/L, SS는 63.7, 47.5 및 63.0mg/L, n-Hexane 추출물질은 18.8, 27.5 및 54.0mg/L를 나타내었다. 시범사업을 통해 전처리시설을 설치하고 디스포저를 사용하는 경우에 공공하수도에 미치는 영향이 매우 적은 것으로 확인되었고, 사용 주민을 대상으로 한 설문조사에서도 현재 법으로 금지되어 있는 디스포저 사용이 허용될 경우 90% 이상의 주민이 사용할 의향이 있다고 조사되었다.

미국이나 일본 같은 외국의 사례와는 달리, 한국에서는 음식물 분쇄기의 사용이 법적으로 허용되지 않고 있다. 음식물 쓰레기의 성상과 특징상 다른 종류의 그것과는 그것을 일일이 분류하여 일정한 장소에 갖다놓고 수거하는 것에 대한 번거로움과 어려움이 있다는 것은 주지의 사실이다. 또한 많은 사람들이 해외에서 합법적으로 사용되고 있는 주방용 오물분쇄기의 합법화를 원하고 있는 실정이다. 본 연구는 2007년도에 이루어진 가정용 오물분쇄기의 도입에 대한 제주지역 주민들을 대상으로 실시한 설문 분석을 토대로 WTP를 추정하고 이에 영향을 끼치는 요인을 분석한다. 나아가 본 분석을 토대로 현재까지도 논의중에 있는 우물분쇄기 전면허용에 대한 함의점을 찾고 정책적 시사점을 제공 하는 것이다. 제주시의 사례에서 나타난 바는 응답자의 WIP가 초기 제시가격이 높고 환경친화성향이 강할수록 높았으며 비용편익비율이 1.09로 나타났다.

국내에서 발생하는 음식물쓰레기는 퇴비화･액비화, 사료화, 바이오가스화 등의 방법으로 처리되고 있으나 사료화 및 퇴비화 시 과다한 에너지 소비로 인한 비효율성이 대두되면서 음식물쓰레기의 에너지 가치 및 바이오에너지화에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 또한, 가정용 음식물쓰레기 분쇄기(디스포저)를 이용할 경우 음식물쓰레기 보관, 배출, 수거, 운반 등으로 인한 환경적 문제를 해소하고 분쇄물의 메탄화로 에너지 생산이 가능하다. 현재 판매가 허용된 디스포저 제품은 본체와 2차 처리기(거름망, 회수기)가 함께 있는 일체형으로, 그 규격을 음식물쓰레기가 고형물 무게 기준 80% 이상 회수되거나 하수관으로의 배출량이 20% 미만인 제품으로 규정하고 있다. 그러나 현재 개발되어 있는 디스포저를 이용한 음식물쓰레기 처리 시 투입되는 수돗물로 인해 가용 성분이 씻겨나가는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 표준음식물쓰레기를 디스포저로 처리 후 배출되는 오수를 체거름하여 각 시료의 3성분을 분석하고 가연분 함량에 따른 가스발생량 및 바이오에너지화 가능성을 확인하고자 한다. 한국환경산업기술원에서 제시하고 있는 방법에 따라 표준음식물쓰레기를 만들고 회분식 디스포저(KD 132, National社, Japan)를 이용하여 디스포저 오수를 제조하였다. 제조한 디스포저 오수는 6.70, 4.00, 0.71, 그리고 0.25 mm 크기의 체를 연속으로 설치하여 고형물을 분리하였으며 각 크기의 체로 인해 걸러진 고형물과 0.25 mm 이하의 부유물이 포함된 액상의 3성분을 분석하였다. 시료의 3성분 분석은 국내 폐기물공정시험법에 따라 수행되었으며, 이를 바탕으로 수분함량, 회분함량 및 가연분 함량을 구하였다. 분석 결과, 회수된 총 휘발성 고형물(VS)은 6.70 mm 이상이 전체 발생된 음식물쓰레기 중 휘발성 고형물 무게의 30.3%, 6.70 mm 에서 4.00 mm 사이가 25.0%, 4.00 mm 에서 0.71 mm 까지 20.3%, 0.71 mm 에서 0.25 mm 까지 21.0% 이었으며, 0.25 mm 이하의 액상에서 3.3%가 회수되었다. 체거름 후 회수된 액상에도 0.25 mm 이하의 부유물로 인한 휘발성 고형물이 포함되어 있는 것으로 확인되었으며, 이로 인한 가스발생 및 회수가능성이 있을 것으로 판단된다. 이에 Biochemical Methane Potential(BMP) test 등 추가 연구를 통해 음식물쓰레기 분쇄기 오수의 메탄발생량 및 바이오에너지화 가능성의 보다 상세한 분석이 필요할 것으로 사료된다.