바이오매스는 지속가능한 에너지원의 일종으로 다양한 공정에 따라 바이오 에탄올, 바이오 디젤, 바이오 가스 등으로 회수하여 석유자원의 대체제로 사용 가능하다. 그 중 목질계 바이오매스는 주로 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌으로 이루어져 있으며, 셀룰로오스는 바이오 에탄올 등의 연료화를 통해 이용되고 있으나, 리그닌의 경우 펄프 공정 내 부산물로 여겨져 단순 연소를 통한 열에너지원으로서의 역할을 하고 있다. 하지만 리그닌은 자연에서 가장 많이 존재하는 페놀성 고분자 화합물의 일종으로, 이를 이용한 페놀 수지, 에폭시 수지, 접착제 등의 화학약품화 및 탄소섬유로 소재화하는 등의 리그닌 부가가치화 연구사례가 많아지고 있다. 본 연구 대상인 폐목재는 2015년 기준 연간 약 170만 톤이 발생하고 있으며 약 70%가 재활용되어지고 있으나, 3등급 폐목재의 경우 가공과정에서 페인트, 기름, 방부제, 접착제 등 다량의 불순물이 함유되어 재활용 시 많은 제약을 두고 있다. 이러한 폐목재의 특성을 고려한 재활용 방안에 대한 연구의 필요성이 존재한다. 본 연구는 3등급 폐목재를 대상으로 organosolv 전처리법을 이용한 최적 리그닌 분해 조건 도출 및 UF/NF 멤브레인 시스템 적용을 통한 폐목재 내 목적으로 하는 분자량을 가진 리그닌의 고순도 분리 추출을 목적으로 하고 있다. 또한 분리된 리그닌의 FT-IR, NMR, TGA 분석을 통해 폐목재 리그닌의 재활용 가능성을 검토해보고자 한다.

최근 세계적으로 신재생에너지에 대한 관심이 커지고 있으며, 국내의 경우 폐바이오매스를 이용하는 친환경적인 에너지원으로써 활용할 수 있는 연료화 기술이 각광받고 있다. 국내 폐바이오매스는 크게 식품폐기물, 축산폐기물, 농산부산물, 임산부산물 및 하수슬러지 등으로 구분할 수 있으며, 이를 에너지원으로 전환하는 공정은 생물학적, 열화학적 공정으로 크게 구분할 수 있다. 국내 하수슬러지의 경우, 해양투기가 금지된 이후 에너지로 전환하여 재활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 2014년 환경부에 따르면 전국 하수슬러지 처리시설은 98개 지자체에서 96개의 하수슬러지 처리시설이 운영되고 있고, 추가적으로 18개의 시설이 설계 및 건설되고 있다. 이 중 대부분의 시설은 고화 및 건조연료화를 통해 하수슬러지 처리량 저감을 하고 있으나, 고화 및 건조 연료화를 통한 하수슬러지 저감은 슬러지 자체의 높은 수분함량으로 인해 상대적으로 많은 에너지를 필요로 한다. 본 연구는 하수슬러지의 연료화를 위해 열화학적 공정 중 하나인 반탄화 공정을 이용하여 10 TPD급 폐바이오매스 반탄화 반응 시스템을 구성하였다. 원료물질인 하수슬러지의 높은 수분함량에 따른 열량 부족 문제를 극복하기 위해 폐목재를 혼합하여 사용하였으며, 반응온도(250-350℃)와 하수슬러지와 폐목재 혼합물의 혼합비(6:4, 4:6)에 대하여 운전 조건의 최적화 연구를 수행하였으며, 결과적으로 반탄화물 수율 70% 이상, 생성된 탄화물의 고위발열량 4,000 kcal/kg 이상의 운전조건을 도출할 수 있었다. 이와 더불어 생산된 반탄화물의 원소분석에 따른 C, H, O의 구성비는 저품위 석탄과 유사하게 나타남을 확인할 수 있었다.

Using a mixture of sewage sludge and woody waste, optimal conditions for the bio-briquette process of carbonization residue were evaluated by compressive strength and bulk density. For the bio-briquette process, the optimal conditions were determined to be a molding temperature of 110oC and a moisture content of 10%. As the lignin in the carbonization residue can be used as a natural binder because of its plasticizing property, the bio-briquette process uses this property. To increase the compressive strength to >3.50 MPa, binders such as polyvinyl alcohol (PVA), guar gum, and starch were mixed in the carbonization residue. At 3 wt.% of PVA, 3 wt.% of guar gum, and 5 wt.% of starch, the conditions of binder usage were evaluated. To examine the cost in the bio-briquette production with the addition of the binder, the proportion of binder cost for the bio-briquette production were evaluated at 9.2% for PVA, 8.6% for guar gum, and 3.3% for starch, and starch was determined to be the best binder for the bio-briquette process.

최근 석유연료의 과다 사용으로 인한 지구온난화와 환경오염 등의 문제가 심각하게 대두되고 있다. 이에 따라 탄소 중립적이며 잠재량이 풍부한 바이오매스를 활용하는 바이오에너지 생산기술 연구가 친환경 대체에너지로서 주목받고 있다. 특히 우리나라의 경우 목재 수요의 증가로 인해 폐목재는 꾸준히 발생하고 있으나 신재생에너지 중 바이오매스 에너지는 약 10%일정도로 생산 측면에서의 활용은 상당히 빈약한 상황이다. 따라서 본 연구는 이미 유렵과 북미 지역을 중심으로 활발히 연구 및 상용화가 진행되고 있는 열화학적 변환 공정 중 하나인 급속열분해 공정을 채택하였다. 급속열분해 공정은 무산소 조건에서 400~600℃의 반응온도로 간접 가열하여 바이오매스를 열적으로 분해하는 공정으로서, 2초 내외의 짧은 체류시간으로 에너지밀도가 높은 액상 생성물인 바이오오일의 수율을 극대화할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 본 실험에 사용된 원뿔형 분사층 반응기는 일반적으로 이용되고 있는 기포 유동층에 비하여 바이오매스 입자와 유동매질 간 열 및 물질전달 속도가 높고, 비교적 큰 시료 입자도 열분해 가능하기 때문에 입자 분쇄에 소요되는 에너지를 절감할 수 있으며, 내부에 분산판이 없어 압력강하량이 적은 장점을 가진다. 본 연구에서는 바이오매스의 급속열분해 운전 조건이 열분해 생성물에 미치는 영향을 확인하기 위한 폐목재의 급속열분해 실험을 수행하였다. 폐목재의 급속열분해 실험은 반응온도와 질소유량 그리고 시료의 투입속도 등 원뿔형 분사층 반응기 내부의 운전조건 변화를 통하여 진행하였으며, 실험을 통해 생산된 액상 생성물인 바이오 오일의 물리-화학적 특성을 분석하여 열분해 조건에 따른 급속열분해 특성을 고찰하였다.

하수슬러지는 2006년 런던협약이후 해양투기 금지 대상물질로 지정되어 효율적인 처리에 대한 연구가 진행되고 있다. 이에 대한 방안으로 각광 받고 있는 반탄화 공정은 시료의 분쇄성을 높여 혼소에 용이하며, 처리 후 시료가 소수성을 띄기 때문에 미생물에 대한 오염이 적다. 또한 에너지밀도를 높일 수 있어 원시료에 비해 높은 발열량을 가진다. 하지만 다량의 수분을 함유하고 있어 그 이용이 제한적이다. 본 연구에서는 고 함수율 시료인 하수슬러지의 단점을 보완하고자 저 함수율 시료인 폐목재를 1:1로 혼합하여 lab규모 실험을 통해 반탄화 특성을 파악하였다. 반응시간 20분 조건에서 반응온도를 200 ℃에서 50 ℃ 간격으로 550 ℃까지 승온시켰으며, 반응온도 250 ℃, 300 ℃조건에서 반응시간 10분에서 10분 간격으로 50분까지 증가시켰다. 생성된 반탄화물에 대하여 공업분석, 원소분석 및 발열량분석을 진행하였으며, 이를 통해 에너지수율, 연료비, 탄소비 등 반탄화물의 특성을 파악하였다. 반탄화물의 공업분석결과 반응온도 및 반응시간이 증가할수록 가연분은 감소하였으며, 회분과 고정탄소는 증가하는 경향을 보였다. 발열량의 경우 반응온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보이다가 반응온도 400 ℃에서 최대 값(5082.7 kcal/kg)을 보인 후, 감소하는 경향을 보였다. 또한 원소분석결과를 기반으로 석탄 종의 O/C와 H/C의 비(Van Krevelen Diagram)을 비교하였다. 수소 및 산소는 반응온도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타냈으며, 탄소함량은 전반적으로 증가하는 경향을 보였다.

Since sewage sludge has low heating value as an energy source, it is desirable that sewage sludge is mixed with woody waste to enhance energy potential. Among thermal methods for waste to energy, carbonization process is used in this study. In order to estimate reaction kinetics for carbonization process using mixture of woody waste and sewage sludge, the content of sewage sludge is varied from 10 ~ 30% in mixture of woody waste and sewage sludge in carbonization process. Carbonization time is changed from 10 min to 50 min and carbonization temperature is varied from 250oC to 350oC. The carbonization process for mixture of woody waste and sewage sludge was optimized at carbonization temperature of 300oC for 20 min, 20% of sewage sludge content. As increased carbonization temperature, reaction rate constant, frequency factor and degree of carbonization were increased. As increased the content of sewage sludge, conversion, ash content and degree of carbonization were decreased. At optimal conditions for carbonization process, frequency factor and activation energy in Arrhenius equation can be decided by 3.61 × 10−2 min−1, 7,101.8 kcal/kmol respectively.

폐바이오매스를 이용하여 Bio-SRF로 활용을 위해 제시되고 있는 반탄화(Torrefaction) 기술은 대표적인 신재생에너지 활용 방안으로, 원료의 공급 안정성 및 제한적 처리 방법으로 인해 각광받고 있다. 일찍부터 해외에서는 반탄화 기술을 통해 생성된 탄화물의 높은 적용성을 인지하여 상용규모의 기술 개발이 활성화 되어 있으며, 주로 활용 가능한 폐바이오매스가 많이 발생되는 유럽 및 북미 지역에서 활발하게 수행되고 있다. 반면 국내에서는 기존 폐바이오매스는 매립 위주로 처리되어오고 있으며, 최근에서야 폐바이오매스의 자원 인식 전환을 통해 적극적으로 기술개발사업에 노력을 기울이고 있는 추세이다. 이러한 생산된 반탄화물은 소수성 및 낮은 함수율로 인해 운송 용이성 확대와 더불어 고정탄소 성분의 증가에 따른 높은 에너지 밀도로 석탄발전 설비에서의 혼합 연소를 통한 활용이 기대되고 있다. 반탄화물은 무산소 조건 상에서 200~300℃의 반응 온도 영역에서 열분해 과정 중 폐바이오매스 내 함유된 수분 및 휘발분 제거를 통해 얻을 수 있다. 반면에 국내에서 시행되고 있는 Bio-SRF 기준은 탄화물을 에너지원으로 활용하는 측면에서 엄격하게 다뤄져 적용 가능한 폐바이오매스 종류가 한정적이다. 이러한 배경은 원료로 사용되고 있는 폐바이오매스 종류별 함유하고 있는 염소, 황분 및 회분 함량이 다양하며, 이러한 성분들은 향후 반탄화물이 적용 될 소각 및 가스화 시스템 내부 부식 등에 따른 연속운전 저해 요소로 작용이 가능하기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 적용범위가 제한적인 폐바이오매스를 활용하여 Bio-SRF 규격을 충족시키는 반탄화물을 생산하기 위해 다수의 폐바이오매스의 혼합비율에 따른 반탄화물 특성을 검토하였다. 대상 원료로, 폐목재와 고품질 하수슬러지 및 저품질 하수슬러지별 반응 온도 및 반응 시간에 따라 생산된 반탄화물 특성 실험결과를 이용하여 Bio-SRF 기준을 충족시키는 원료의 최적 혼합비율을 도출하였다. 저품질 하수슬러지와 폐목재를 활용할 경우 습윤 기준 하수슬러지 60% 및 폐목재 40% 의 혼합비율이, 고품질 하수슬러지의 경우 습윤기준 하수슬러지 80% 및 폐목재 20%가 최적조건으로 도출되었다. 본 연구를 통해 처리 방법이 제한적인 폐바이오매스를 이용한 반탄화물 생산이 가능할 것으로 기대되며, 향후 폐바이오매스의 대상 범위를 확대를 통해 혼합 폐바이오매스를 이용한 반탄화물 기술 개발에 중요한 가이드라인으로 제시될 것으로 사료된다.

발생 폐목재는 점진적으로 증가하고 있으나 국내 낮은 재활용 기술 수준과 관리체계가 미흡하여 적절한 분리, 수집이 이루어지지 않고 일부만 재활용 한 후 버려지는 문제점이 있으며 혼합폐기물의 형태로 발생하여 불법 매립 및 소각에 의하여 처리되고 있는 실정이다. 단순 소각 보조재로 사용하고 있는 폐목재를 에너지 회수에 가치가 있는 대상으로 하여, 물리･화학적 성상을 조사하여 2차 환경오염 유발에 대한 기초 조사와 에너지화시설 설치 등의 방안을 제안하는 것이 연구의 시작점이다. 대전광역시에서 발생하는 폐목재의 발생량 및 성상을 분석하고 이를 통하여 안정적인 처리 방안과 다방면의 활용 방안, 그리고 가연성 폐자원 에너지 회수 방안을 검토한 결과 다음과 같은 결론을 도출할 수 있다. 첫 번째, 대전광역시 내 발생되는 폐목재는 평균 약 40톤/일로 발생되며 발생원에서 1차적으로 각 구에서 운영하는 재활용 센터로 반입되어 1차적 재활용 및 간이 파쇄를 거쳐 남은 폐목재는 구분 없이 최종 처리장인 폐목재 파쇄장으로 반입되어 처리 된다. 두 번째, 폐목재 파쇄장에서 파쇄 후 야적된 폐목재를 채취하여 분석한 결과 수분 전체 평균 13.3%, 가연분 80.0%, 회분 6.7%로 나타났으며 원소분석 결과 C 46.3%, H 5.8%, O 36.5%, N 2.1%, S 0.1%, Cl 0.3%로 나타났다. 세 번째, 폐기물 내 중금속 분석을 시행한 결과 전체 평균 Hg 0.1mg/kg, Cd 0.1mg/kg, Pb 3.9mg/kg, As 1.4mg/kg, Cr 5.1mg/kg으로 분석되어 중금속 용출 등에 대한 우려는 발생하지 않는 것으로 판단된다. 네 번째, 발생 폐목재에 대한 저위 발열량 분석을 수행한 결과 이론적 저위발열량은 전체 평균 3,860kcal/kg으로 분석되었으며, 열량계 측정 결과 3,955kcal/kg으로 분석되었다. 이론적 발열량과 열량계 측정 결과의 차이는 약 100kcal/kg으로 채취된 시료의 수분함량의 변화에 따라 다소 차이가 나타난 것으로 사료된다. 발생 폐목재의 특성과 대전광역시 내 발생되는 폐목재의 특성을 고려한 분석 결과를 기준으로 폐목재만을 처리하는 전용 보일러 설치로 여열 회수 등의 에너지화 방법을 통하여 처리 효율 및 경제성 등이 적절하다고 사료된다.

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, the energy supply uses mostly fossil fuels such as coal, petroleum, natural gas etc... however, they are limited and they present an issue for the environment. Biomass derived energy is considered promising for reducing the emissions of CO2, the significant contributor to global warming. Also it can be converted to various forms of energy through thermochemical conversion processes. In this study, a screw gasifier has been engineered for wood biomass gasification. Waste wood chip was used as biomass and the producer gas, tar; char were then achieved by gasification in the presence of CO2. The results showed that with the increase of the gasification temperature, the producer gas increased and the tar decreased. Also, due to thermal cracking, the light tar increased by the decomposition of the gravimetric tar. And a development of char pore structure was confirmed by SEM. The gasification of biomass in the presence of CO2 at 800oC produced an increase in the concentration of carbon monoxide according to the Boudoudard reaction and an increase in the char pore surface as well as its adsorption capacity. Thus the biomass gasification in the presence of CO2 was confirmed to be effective for the production of CO and the development of char.

Forest waste was interested as biomass to produce new renewable energy among various materials. To find appropriate conditions of the bio-ethanol production, acid hydrolysis and glucose fermentation experiments were conducted under various conditions. The acid-hydrolysis experiment results show that yield of glucose were increased as raise of temperature, acid concentration and reaction time. As a result, the optimal conditions for producing glucose from forest waste was under 110oC, 35%, and 100 min, respectively. The yield of glucose, which was generated from acid-hydrolysis experiment, was 2.419 mg/g·g from softwood and was 1.192 mg/g·g from hardwood. Also, it was investigated that acetic acid was more efficient than sulfuric acid for acid-hydrolysis process.

The IPCC methodology for estimating methane emissions from a solid waste landfill is based on the first order decay (FOD) method. One emission factor in the model is the methane generation potential (L0) that is estimated from the amount of decomposable degradable organic carbon (DOC) in a solid waste landfill. L0 is estimated based on the fraction of DOC in the waste, the fraction of the degradable organic carbon that decomposes under anaerobic conditions (DOCf), methane correction factor (MCF), and the fraction of methane in generated landfill gas (F). The other emission factor is the methane generation rate constant (k). The IPCC recommended that every country needs to develop country-specific key parameters (DOC, DOCf, k) more appropriate for its circumstances and characteristics. The objective of this research was to investigate the greenhouse gas emission factor (k) and parameters (DOC, DOCf) for wood wastes in a solid waste landfill. To investigate DOC, DOCf, and k for wood wastes, the biodegradable rate of wood wastes was determined by comparing the composition of excavated samples (L-1, L-2) with their fresh ones (F-1, F-2). The DOC values were found to be 48.36% and 45.27% for F-1 and F-2, respectively. It showed that the IPCC default value of DOC for wood wastes is appropriate for estimating methane emission. The maximum DOCf (0.17 and 0.18) or each wood waste excavated from G landfill was found to be lower compared with those for IPCC. The IPCC provided that default values of DOCf 0.5. The k values were found to be 0.0055 and 0.0058 year−1 for F-1 and F-2, respectively. The result confirmed that the biodegradation rate of wood wastes was very slow due to its lignin.

우리나라는 에너지의 97%를 수입하고 있어 에너지 의존도가 매우 높으나 폐기물의 발생량은 점차 증가하고 있어 효율적인 처리방안 강구가 시급한 실정이며 폐기물 에너지화 기술의 발전 및 증가추세 등을 감안할 때 그 중요성이 점차 증가하고 있다. 과거 폐기물 연료인 폐기물 고형연료(RDF), 폐플라스틱 고형연료(RPF) 폐목재(WCF), 폐타이어(TDF) 등으로 세분화되어 폐기물 운송에 따른 비산먼지와 제조 시 보관처리에 따른 악취 및 오염 또는 고형연료 연소 시 대기오염에 따른 다이옥신, 중금속 문제 등으로 사용 및 품질기준이 엄격히 제한되는 동시에, 낮은 효율 및 과다한 예산 등의 문제로 인해 연료로 사용하는데 많은 제약이 따르고 있다. 그러나 2013년 4월부터 모든 폐기물재활용 연료를 일반 SRF(Solid Recovery Fuel)와 바이오 SRF로 이분화하여 품질등급기준이 완화되었다. 그러므로 단순소각, 연료화, 물질 재활용 등 사용량에 급격한 증가가 예상되므로 전국 주요도시에서 발생하는 폐목재의 SRF로써의 잠재성을 평가하여 활용가능성을 진단하는 역할이 시급하다고 사료된다. 따라서 본 연구에서는 대전광역시에서 발생되는 폐목재의 에너지화를 통한 잠재력 분석 및 활용가능성 그에 따른 경제성을 평가하여 RPS(Renewable Portfolio Standard) 정책에 부응하는데 그 목적이 있다. 대전광역시에서 발생되는 폐목재는 임시보관장에서 해체작업을 거쳐 금고동 위생매립장의 폐목재 파쇄장에서 파쇄처리 후 음식물 퇴비화 수분조절제(톱밥) 및 소각장의 보조연료로 사용되고 있다. 이러한 용도로 사용되고 있는 대전광역시 내 폐목재에 대한 삼성분, 중금속 용출시험, 원소분석, 발열량분석 등을 통하여 대전광역시에서 발생하는 대형폐기물의 SRF적합성을 평가한 결과 수분함량이 평균 13.4wt.%로 성형품의 기준10 wt.% 이하를 초과하는 문제가 예상되나 임목폐기물(17.5 wt.%)를 제외하고 폐목재와 가구류만의 평균 11.35 wt.%로 충분한 시간 보관하여 자연건조 한다면 수분량이 기준이하로 감소 될 것으로 판단되고, 중금속, 원소분석, 발열량 검사결과 SRF기준에 부합하여 고형연료제품으로의 사용이 가능 할 것으로 사료된다. 이와 같은 대전광역시 발생 폐목재를 이용한 SRF를 이용하여 RDF 전용발전소･신형폐기물소각･신일동소각로의 발전효율을 비교한 결과 RDF 전용발전소 > 신일동소각로 > 신형폐기물소각순으로 절감효과를 기대할 수 있으나 “설치비용과 운전관리비용 등을 고려할 때 SRF를 제조하고 열에너지 이용을 위해 새롭게 전용보일러를 설치하는 것보다 기존 대형소각로를 대상으로 에너지 회수 효율을 높이거나 발전설비를 부착･보완하는 방안의 검토와 아울러 민간기업에 위탁하여 RDF 전용발전에의한 에너지를 절감 하는 것이 바람직하다”판단된다.

In order to utilize waste wood chip for pavement, a polyurethane resin that is both eco-friendly and suitable for bindingwood chip was developed as the binder, and workability was examined through laboratory experiment for characteristicsof waste wood chip mixture using the polyurethane resin and through test pavement on the field. The new resin was aVOC reduction type free from plasticizer and solvent classified as endocrine-disrupting chemicals and environmentalhazardous substances, and NCO equivalents were set at 8, 9, 10 and 11% by modifying the polyisocyanate-polyol ratio.Laboratory experiment showed that polyurethane resin with NCO equivalent of 9% and 10% had excellent characteristicsas binder for waste wood chip. In the field experiment applying waste wood chip and polyurethane resin in the massratio of 1:0.8, tensile strength of the pavement system was about 30% higher than that using polyurethane resin currentlybeing sold, and permeability coefficient and elasticity thereof were the same as that using the resin currently being sold.Also, examination of compaction methods for waste wood chip pavement system showed that non-heating hand rollerand compactor had the problem of the “waste wood chip - resin mixture” sticking to the roller during the compaction but that heating hand roller had excellent workability and could achieve good planation surface relatively easily.

본 연구는 폐목재칩과 기존에 시판되고 있는 우레탄 수지를 결합재로 사용하여 표층재료로 한 폐목재칩 보도포장에 관한 것으로 시간경과에 따른 포장체의 물성변화와 유지보수방안을 검토하였다. 사용 재료로서 폐목재칩은 건설현장에서 수거된 폐목재를 분쇄한 것, 벌목 시 발생하는 나무뿌리를 포함한 임목폐기물를 분쇄한 것 및 장방형으로 분쇄한 소나무 임목부산물을 체 크기 10 mm체로 쳐서 통과시킨 것을 다시 3 mm 체로 쳐서 그 위에 잔류된 것을 사용하였으며, 우레탄수지는 국내 K사의 1액 상온 습기 경화형을 사용하였다. 폐목재칩과 우레탄수지의 배합은 질량비 1:0.8로 하였으며 시공 직후 및 1년과 2년경과 후 그의 표면상태, 투수성, 탄력성 및 인장강도를 검토하였다. 투수계수는 시간경과에 따라 다소 감소하는 경향이었으나 그 값은 투수성 포장의 요구조건을 만족하는 범위 이내이었으며, GB 및 SB계수로 측정한 탄력성은 시간경과에 따라 큰 변화를 나타내지 않았다. 그러나 포장체의 인장강도는 시공직후에 비해 시공 1년 및 2년 후 각각 50% 및 60% 정도 감소되었으며 나무뿌리를 포함한 임목폐기물을 사용한 경우 이외에서는 폐목재의 이탈이 증가하는 것으로 나타났다. 현장실험결과 1년경과 시마다 폐목재칩 보도포장의 표면에 1 m2당 0.5 kg의 우레탄 수지를 도포함으로써 폐목재칩의 이탈을 방지할 수 있었으며 표면강도 또한 개선되는 것으로 나타나 경과시간에 따른 우레탄 수지의 추가 도포에 의한 유지보수는 폐목재칩을 활용한 보도포장의 내구성을 증진시키는 좋은 방법으로 평가되었다.

폐목재칩과 우레탄수지 바인더를 결합하여 보도포장의 표층재료로써 활용하기 위한 연구의 일부로 다짐방법에 대한 검토와 보행자의 선호도를 조사하였다. 폐목재칩을 활용한 친환경 보도포장의 현장시공에서 사용된 다짐장비는 가열식 핸드롤러(무게 30 kg, 온도 200 ~ 250℃), 비가열식 철제 핸드롤러(무게 45 kg) 및 콤팩터(출력 5HP 3600 rpm, 무게 88 kg)의 3종류를 대상으로 작업의 용이성, 보도표면의 평탄성, 인장강도, 투수성 및 탄력성을 검토하였다. 보도포장 표층다짐 시 사용된 다짐장비 중 비가열식 핸드롤러 및 콤팩터는 다짐과정에서 폐목재칩과 수지 혼합물이 롤러에 부착되거나 양호한 평탄성을 얻기 어려운 문제점이 있었으며, 가열식 핸드롤러의 경우에는 시공성이 우수하고 양호한 평탄면을 얻을 수 있었다. 폐목재칩 결합용 우레탄 수지를 새로 개발하고 이를 결합재로 하여 폐목재칩과 우레탄수지를 질량비 1:0.8로 하였을 때 시공 후의 보도포장체의 물성은 다짐방법에 따라 다르나 대체로 인장강도 1.0 MPa, 투수계수 0.5 mm/sec, GB와 SB계수 모두 30% 전 후로 측정되었다. 사용자의 설문조사에서는 보도포장체의 종류별로 안전성, 보행감, 주변환경과의 조화, 친환경성, 미끄럼 저항성 등의 항목에 대하여 평가하도록 하였으며, 폐목재를 활용한 친환경 보도포장은 보행감 및 주변환경과의 조화항목에서 가장 높이 평가되었으며, 기타 항목에 있어서도 우수한 것으로 평가되었다.

지구온난화 및 자원의 고갈에 의하여 에너지 및 자원에 대한 관심이 급증하고 있으며, 온실가스를 감축하기 위한 수단으로서 신재생에너지 등을 확보하기 위하여 다양한 노력을 경주하고 있다. 1차 에너지원인 석유, 석탄, 가스 등의 확보가 어려워지고, 온실가스 감축을 위한 신재생에너지의 확보의 일환으로 바이오매스에 대한 관심이 증가하면서 목재산업에 영향이 미치고 있다. 제도적으로는 RPS제도가 2012년에 시행되었고, 2015년부터는 온실가스배출권거래제도가 시행될 예정에 있어 에너지관련 시장에서 바이오매스의 수요가 증가할 것으로 예측된다. 폐목재의 질적 수준에 따라 단계적인 이용을 추진하고, 적정 공급체계의 구축을 통한 재활용 활성화를 도모하고, 등급별 폐목재 적정 재활용 및 처리 강화 등의 관리방안 마련이 요구된다. 본 연구에서는 폐목재 발생 및 처리업체 현장조사, 불법 처리실태조사, 국내 폐목재 관리제도 및 조사를 실시하였다. 폐목재의 관리체계는 수집･운반, 처리 및 처분에 있어 ｢폐기물관리법｣, ｢자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률｣, ｢건설폐기물의 재활용 촉진에 관한 법률｣, 환경부 및 농림수산부 고시 등 여러 법률 및 제도로부터 관리중이다. 폐목재를 발생시키는 자와 수집･운반업을 하려는 자, 처리 및 처분하려는 자는 ｢폐기물 관리법｣ 및 ｢건설폐기물의 재활용촉진에 관한 법률｣에 따라 지정된 서류를 제출한 후 허가를 득하여야 관련 업을 시작 또는 유지할 수 있다. 또한 재활용체계에 있어서는 환경부 고시 제 2009-162호에 의하여 폐목재 발생원 및 종류별로 등급이 분류되고, 그에 따른 재활용용도 및 방법이 명시되어 있다. 폐목재를 재활용하려는 자는 환경부 고시 제 2009-162호 및 ｢폐기물관리법｣ 시행규칙 별표 5의 2에 명시되어 있는 폐목재의 재활용용도 및 방법을 준수하여야 하며, 이를 준수하지 않을 경우 불법처리로 간주되어 처벌을 받을 수 있다. 폐목재 관리체계의 문제점으로는 폐목재 수집･운반업 허가에 대한 사항 및 폐목재 불법 반출 및 소각, 폐기물 처리시설 외폐목재 연료이용에 관한 사항 등이 도출되었다. 폐목재 수집･운반업 허가의 경우 건설폐기물 중 건설폐목재만을 전문적으로 수집･운반하는 것으로 건설폐기물 수집･운반업 허가를 받은 업체의 경우는 건설폐목재만을 수집･운반할 수 밖에 없으며 사업장 생활계 혹은 사업장 배출시설계 폐목재를 수집･운반할 경우에는 별도의 수집･운반업 허가를 얻어야 한다. 폐목재 불법 반출의 경우 건설현장에서 건설폐목재를 수집･운반업 허가를 받지 않은 업자가 불법반출 하는 문제가 있었으며, 폐기물 처리시설 외 폐목재 연료이용자의 경우 ｢폐기물관리법 시행규칙｣ 제10조 6호에서 페인트･기름･방부제 등이 묻지 아니한 목재와 벌채, 산지 개간 또는 건설공사 등에서 발생한 나무뿌리･가지를 연료용으로 사용하는 경우는 폐기물처리시설 외의 장소에서 폐기물 처리행위가 가능한 것으로 규정하였으나, 오염된 건설폐목재를 연료로 사용하거나 연료용도로의 반출이 빈번한 것으로 나타났다. 조사를 통하여 도출된 문제점을 바탕으로 종합적인 폐목재의 재활용 활성화 방안을 마련하였다.

SLC has installed and operated a 50 tons/day scale pilot plant of construction & demolition waste (c&d waste) separation/ selection pilot plant in order to utilize wood wastes among construction wastes carried into landfill sites as energy sources, etc. In the present study, for optimized operation of the aforementioned pilot plant, the characteristics of operation of the plant were assessed in relation to changes in operation conditions and the characteristics of inputted wastes. Based on the results of an experiment conducted to select sieves of vibrating screens for the discharge of incombustible materials, wood waste recovery rates were the highest when 8mm sieves were applied but the purity of wood wastes and combustible materials was higher when 20 mm sieves were applied. By supplementing the shape of the overflower of the wet separator, combustible materials stagnant in the water tank were reduced and the rate of recovery of combustible materials including wood was improved by around 10%. It was identified that not only the amounts of wood wastes and combustible materials among inputted wastes but also the ratio of coarse combustible materials to entire combustible materials could affect operation time. Therefore, if processes to select or smash coarse combustible materials in advance are added and bottle neck points are supplemented to be prepared for an increases in the amount of inputted combustible materials, construction wood waste selection/separation facilities could be stably operated even when the characteristics of inputted wastes are changed.