알칼리성 산업부산물의 혼합에 따른 연안 오염퇴적물의 성상 변화를 평가하기 위해 해수 교환을 고려한 mesocosm 실험을 수행 하였다. 실험시작 1개월 후 실험구의 인산인 농도는 대조구 대비 간극수와 직상수에서 각각 19.0, 0.4 mg/L 낮게 검출되었다. 이는 GCA에서 용출된 칼슘이온과 인산인의 흡착반응을 통한 간극수 내의 인 고정 및 직상수로의 용출 억제에 따른 결과로 판단된다. 실험구의 간극수 내 황화수소 농도는 5.0 mg/L로 112.5 mg/L인 대조구에 비해 매우 낮게 나타났으며, 실험구 직상수의 DO 농도는 대조구에 비해 3.47 mg/L 높게 나타났다. 이상의 결과로부터 알칼리성 산업부산물인 GCA는 연안 오염퇴적물의 개선에 효과적인 재료임을 확인하였다.

최근 온실가스에 의한 지구온난화에 대한 국내외의 관심이 급증하여, 주요 선진국을 필두로 하여 국제적인 협약 체결을 맺어 온실가스를 감축하고자 노력하고 있다. 한국도 온실가스 저감 목표를 세우고 이를 달성하기 위해 다양한 분야에서 관련 기술을 개발하고 있다. 특히, 한국 온실가스 배출 분야에서 온실가스 감축 잠재력이 비교적 큰 것으로 알려진 콘크리트의 주재료인 시멘트에 의한 온실가스 저감 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이는 한국뿐만 아니라 국제적으로 공통적인 큰 관심 연구 분야이다. 시멘트의 1 ton 생산 시에는 주요 온실가스인 이산화탄소가 0.7~1.0 ton 배출되는 것으로 알려져 있으며, 이는 전체 이산화탄소 배출량의 7~8%를 차지한다. 따라서 콘크리트 제조 시에 시멘트를 대신하여 고로슬래그, 플라이애쉬 등의 산업부산물을 활용하여, 시멘트 사용량을 줄여서 이산화탄소 배출량을 저감하고자하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 산업부산물을 적용한 알칼리 활성 콘크리트의 탄소 흡수 및 물리역학적 특성을 확인하여 실제 시멘트 대체용으로 활용 가능성을 확보하고자 하였다. 콘크리트 제조 시에 첨가되는 시멘트를 고로슬래그 및 플라이애쉬로 대체함으로써, 시멘트 사용량 저감을 통해 간접적으로 이산화탄소의 배출을 줄이고, 활성화시킨 고로슬래그를 활용하여 직접적으로 이산화탄소를 포집하였다. 또한 양생조건에 따른 이산화탄소 흡수능 및 이산화탄소 흡수 전후의 화학적 특성을 확인하고자 20~80℃ 범위에서 양생한 시료의 이산화탄소 흡수 및 물리역학적 특성을 비교하였다. 탄소 포집용 알칼리 활성 콘크리트를 제작함에 앞서, 기초 실험을 통해 다양한 산업부산물 중에서 이산화탄소 활성화제 및 시멘트 대체용으로 동시에 활용 가능한 최적의 산업부산물로 고로슬래그를 선정하였다. 고로슬래그의 수경성 확보를 위해 수산화칼슘 및 규산나트륨을 활성화제로 사용하였다. 바인더와 활성화제, 증류수를 투입하여 혼합한 알칼리 흡수제는 질소 충진한 항온 챔버에서 24시간 동안 보관하였다. 20℃에서 양생한 시료의 이산화탄소 흡수량은 51.5 g-CO2/kg였으며, 40℃에서 양생할 때 이산화탄소 흡수량은 59.3g-CO2/kg으로 가장 높았으나, 60, 80℃에서 양생한 시료의 경우 CO2 흡수량이 20, 40℃에서 양생한 시료에 비해 낮았다. 압축강도를 측정한 결과도 이산화탄소 흡수 실험결과와 동일한 추세를 보였다. 이산화탄소 흡수 및 압축강도 실험결과들을 바탕으로, 본 연구에서 개발한 알칼리 활성 콘크리트는 이산화탄소 흡수제 기능을 갖는 건축재료로써 활용이 가능하며, 특히 40℃에서 양생 할 경우 알칼리 활성 콘크리트의 이산화탄소 흡수능이 극대화 될 것으로 판단된다.

국내･외 간접탄산화 연구는 기술의 경제성 확보를 위해 용제 재사용 방안에 초점을 맞추고 있으며, 효과적으로 재사용이 가능한 새로운 용제에 대한 연구를 필요로 하고 있다. 이에 본 연구에서는 킬레이트제인 trisodium citrate, malonic acid disodium salt, adipic acid disodium salt를 이용하여 알칼리 산업부산물인 제지슬러지 소각재(PSA)와 시멘트 킬른 더스트(CKD)로부터 칼슘을 용출하는 실험을 수행하였으며, 탄산화를 통해 고순도 탄산칼슘을 생성하고 용제를 재사용하는 방법을 알아보았다. 각 용제 별로 PSA와 CKD로부터 칼슘을 용출하고 탄산화하는 과정을 3회 반복하였고, 용제 재사용을 위한 칼슘용출 및 탄산화반응의 적정조건을 도출하였다. 실험결과, 모든 용제에 대해 칼슘용출효율은 CKD가 PSA보다 더 높았으나, 탄산화효율은 두 가지 산업부산물의 차이가 거의 없었다. 또한 3회의 용제 재사용 실험이 진행되는 동안 칼슘용출효율, 탄산화효율, 탄산칼슘 생성량 및 순도가 일정하게 유지되는 것을 확인하였다. 고액비 1:50 조건에서 PSA와 CKD로부터 칼슘을 용출하는 용제의 최적농도는 0.1~0.3 M이었으며, 탄산화효율은 70~90 %이었다. 용제를 3회 반복 사용하여 얻은 평균 이산화탄소 저장량은 용제별로 차이가 있었고, trisodium citrate, malonic acid disodium salt, adipic acid disodium salt 용제에 대해 각각 199, 125, 102 kg-CO2/ton-waste이었다. 탄산칼슘 생성량은 세 가지 용제에 대해 각각 452, 284, 232 kg-CaCO3/ton-waste이었다. 수득한 탄산칼슘은 XRD 분석을 통해 calcite임을 확인하였으며, 탄산칼슘의 순도는 최대 99.6 %이었다.

Due to a world trend on renewable energy, biomass that is one of renewable energy resources has to be applied at thermochemical process, actively. However, in commercial plant, one of many problems is an agglomeration production at biomass thermochemical process, because it leads to disturb continuous operation on thermochemical process. Thus, in this study, the EFB (empty fruit bunch), one of palm oil industry by-products was used as a biomass fuel, and washed by water and nitric acid solution (0.1wt.%) with different total washing times for resolving this problem at biomass thermochemical process. After washing, ash content was decreased from 5.9wt.% to 1.53wt.% using all of the washing treatments, and the Alkali & Alkaline Earth Metallic (AAEM) was removed over 80wt.% of total AAEM, such as potassium, magnesium, calcium and sodium. Additionally, SEM with XRD was analyzed to confirm the characteristics of produced agglomeration, and the agglomeration production ratio was measured: it revealed that the ratio was resulted in decrease over half, in the case of using all of washed EFBs.