최근 생활방식의 변화로 인하여 실내 생활이 점점 증가함에 따라 다양한 인테리어 자재의 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 인테리어 스톤 제품 생산 과정에서 발생하는 산업 폐기물인 슬러지의 발 생도 더불어 증가하고 있다. 발생하는 슬러지는 전량 소각 및 매립되어 처리되고 있으며 환경파괴 및 매립지 부족 등의 문제로 슬러지 처리에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이와 더불어 최근 건설 현장의 골재 수급은 매우 어려운 상황이며 이는 직접적으로 레미콘의 품질 및 가격에 영향을 미치게 된다. 이 러한 문제점의 해결을 위하여, 본 연구에서는 모르타르 내부의 잔골재를 인테리어 스톤 슬러지로 치환 하여 슬러지의 친환경적 재활용성을 검토하고자 하였다. 선행 연구를 바탕으로 시멘트, 슬러지, 잔골 재, 고유동화제 등을 활용하여 배합비를 설정하였으며, 이에 대한 시험체를 제작 하였다. 잔골재 무게 대비 슬러지는 각각 5, 10, 15, 20%를 치환하였으며, 각 배합에 대한 유동성과 재령별 압축강도를 측 정하였다. 관입저항 실험을 통해 각 시편의 초결과 종결 시간을 확인하였으며 수은압입법을 통해 시편 별 내부의 공극을 측정하였다.

폐 한방슬러지의 pH는 5.3으로 주재료인 콘코프의 pH5.2와 비슷하였으나, 환원당 함량은 4.8mg/g으로 콘코프의 1.9mg/g 보다 2.5배 높게 나타났다. 평판배지를 사용하여 폐 한방슬러지의 첨가농도를 검토한 결과 폐 한방슬러지를 첨가하지 않은 대조구보다 5, 15 및 10%(w/w) 첨가 순으로 팽이버섯 균사 성장이 왕성하였다. 콘코프 및미송톱밥배지에 폐 한방슬러지를 각각 10% 첨가하여 제조한 배지를 시험관에 충진시킨 다음 팽이버섯 액체종균을 접종하여 25oC에서 6일 동안 배양한 결과 대조구에서는 약 2.2~3.4cm, 시험구에서는 약 5.8~6.4cm의 균사성장이 이루어졌다. 그리고 팽이버섯뿐만 아니라 표고버섯및 녹각버섯(영지버섯 일종)을 접종한 시험구에서도 동일한 결과를 얻었다. 폐 한방슬러지를 10% 첨가한 배지로현장실험을 행한 결과 팽이버섯의 수확량은 대조구보다약 5%정도 떨어졌지만 기형버섯 발생율과 2등품 버섯의생산량은 시험구에서 월등하게 적었다. 팽이버섯의 생산량이 16만병/1일 행하는 재배사를 기준으로 경제성 분석을 행한 결과 당해 년에는 약 5천만원이 절약되고 그 다음해부터는 인건비와 운영비를 제외한 약 1억3천만원의생산단가 절약이 예상되었다.

버섯의 생산단가를 낮추기 위하여 폐 한방슬러지를 이용한 버섯배지의 첨가제 개발을 행하였다. 폐 한방슬러지는 시내의 한의원에서 무작위로 수거하여 자연건조 시킨 다음 80 mesh정도로 분쇄하여 사용하였으며, 폐 한방슬러지의 일반성분은 AOAC법, 첨가 농도 및 버섯의 균사성장 검토는 평판배지를 제조한 다음, 배지의 중앙에 팽이버섯 균사체를 접종한 후 25℃에서 배양하면서 버섯균사 성장 직경을 측정하였다. 팽이버섯 배지로 사용되는 콘코프, 비트펄프를 비롯한 폐 한방슬러지 등의 수분함량은 10% 미만이었으나 미송톱밥의 경우는 약 62% 정도였다. 미강 및 밀기울 등의 pH는 6.59~7.1의 중성, 한방슬러지, 미송톱밥, 콘코프 및 비트펄프는 pH 4.9~5.4 정도의 약산성을 띄었다. 조지방 함량을 측정한 결과 미강은 약 19.7%, 폐 한방슬러지는 4.4~6.4%를 나타내었으나 톱밥, 비트펄프 및 콘코프는 0.5~1.1%로 낮은 함량을 나타내었다. 폐 한방슬러지의 조단백 함량은 6.9~10.5로 한방약재의 종류에 따라 많은 차이를 나타내었다. 폐 한방슬러지 첨가 평판배지에서의 버섯균사 성장은 배양일 수가 경과됨에 따라 대조구인 PDA평판배지에서 보다 왕성하게 이루어졌으며, 그 첨가농도는 10%첨가 시험구에서 균사성장 속도 및 밀도가 약간 양호하였다. 이상의 결과로 한의원 등에서 배출되는 폐 한방슬러지를 이용한 팽이버섯 배지 개발 가능성은 충분히 있는 것으로 판단되다.

버섯의 새로운 배지 첨가제를 개발할 목적으로 한의원 등에서 대량 배출되는 폐 한방슬러지를 첨가하여 제조한 배지에 팽이버섯, 녹각버섯 및 표고버섯 등의 균사성장을 검토한 다음, 팽이버섯의 현장실험을 행하여 버섯의 수확량, 기형버섯 및 버섯의 질병 발생률 등을 검토하였다. 현장실험은 1,100 mL 버섯재배용 병에 배지중량의 10%(W/W) 폐 한방슬러지를 첨가하여 행하였고, 대조구는 팽이버섯 재배농가에서 사용하는 배지 그대로를 사용하였다. 시험관에서 검토한 버섯 균사성장은 배양 6 일째에 대조구에서 보다 폐 한방슬러지를 첨가한 시험구에서 약 2배정도 왕성하였으며 균사의 밀도도 조밀하게 성장하였다. 팽이버섯의 현장실험결과 흰곰팡이 및 세균성 갈색무늬병 등의 버섯 질병발생은 대조구 및 시험구 모두 관찰할 수 없었으나 병당 팽이버섯의 수확량은 대조구가 시험구보다 약간 높은 것으로 나타났다. 그러나 기형버섯 발생율과 2등품버섯의 생산량은 폐 한방슬러지를 첨가한 시험구에서 월등하게 적었으나 다소의 생육부진 현상이 관찰되었다. 이상의 결과로 팽이버섯의 생육부진 현상을 조절한다면 폐 한방슬러지를 이용한 팽이버섯 배지의 개발가능성은 충분히 있는 것으로 판단되었다.

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.

This research intends to develop a photocatalytic concrete enabling to decompose the nitrogen oxides (NOx) using a titanium oxide photocatalyst for reducing the cost. In details, this research develops the mix composition of the photocatalytic concrete exhibiting photolytic characteristics and establish the technology enabling to reduce the emission of air pollutant caused by nitrogen oxides.

폐슬러지와 황토, 점토를 혼합하여 Bio-block을 제조하였다. 슬러지로부터 유래하는 유기물질은 소성 중 완전히 분해되기 때문에 용출되지 않으므로 블록으로부터 용출되어 나올 수 있는 물질은 제조 원료에 존재할 수 있는 중금속류이다. Bio-block 제조에 사용된 건조 폐슬러지, 황토 및 점토와 제조된 Bio-block 내에 함유되어 있는 중금속 용출로 인한 토양 및 지하수 등의 환경에 유해를 가할 수 있기 때문에 환경으로의 용출정도를 평가하기 위해 폐기물공정시험방법에 규정된 용출시험법(Korea Leaching Test; KLT)을 이용하여 각각의 중금속 함량을 분석하였다. 중금속 용출 실험은 건조 폐슬러지, 황토 및 점토와 제조된 Bio-block을 입경 5 mm 이하가 되도록 분쇄한 후 국내 폐기물 공정시험방법에 의한 용출시험(KSLT : Korea Standard Leaching Test)방법에 따라 용출시험을 실시하였으며, 용출된 시료를 원자흡광광도계(AA 240FS, Varian)로 Cd, Cu, Pb 및 As의 농도를 측정하였다. 중금속 용출시험 결과 용출액 중의 유해물질 함유량의 항목에서 Dry sewage sludge의 경우 Cu 항목에서 5.31mg/L로 환경기준을 초과하는 농도가 검출되었으며, Cd, Pb 및 As는 환경기준을 초과하는 농도를 보이지는 않았다. Loess는 모든 항목에서 낮은 농도를 보였으며, Clay의 경우는 As가 73.66㎍/L로 가장 높은 농도를 보였으나 기준을 초과하지는 않았다. 제조된 Bio-block에서 용출된 Cd, Cu, Pb 및 As의 농도를 측정한 결과 모든 Bio-block에서 환경기준을 초과하는 농도를 보이지는 않았다. Bio-block의 표면 및 내부 형상 분석은 제조된 Bio-block을 60±5℃에서 24시간 건조시킨 후 백금 코팅으로 전처리를 수행하여 박편을 제작하였으며, 전계방사형 주사전자현미경(Field emission Scanning Electron Microscope; FE-SEM, S-4800+EDS; HORIBA : EX-250, Japan)을 이용하여 관찰하였다. Bio-block의 표면 및 내부의 형상을 살펴보면 슬러지 비율이 증가할수록 표면 및 내부 결합 구조가 좋아지는 것을 볼 수 있었다. 또한 Bio-block 내 기공이 커지고 증가하며, 표면 및 결합 구조가 복잡하게 형성되어 있는 것을 볼 수 있었다. 이는 슬러지 비율이 증가할수록 소성과정을 통하여 Bio-block 내 폐슬러지가 회화되면서 기공을 크게 형성하고, 기공의 수 또한 증가하는 것으로 판단된다. 슬러지 비율이 15%인 Bio-block과 20%인 Bio-block의 경우 기공의 크기와 분포가 다른 Bio-block들에 비해 뚜렷이 구별된다. 그러나 슬러지 비율이 20%인 Bio-block은 기공의 크기는 크지만 표면 및 결합 구조가 다소 약하고 거칠어 보이는 것으로 나타났다.

This study provides an experimental result of thermal mercury reduction and condensation characteristics for inventing a mercury recovery technology from the waste sludge which contains high concentration of mercury. Thermal treatment was conducted in the temperature range of up to 900oC from 600oC with different residence time using a waste sludge from domestic industrial facility. Properties of powder material condensed after thermal treatment were analyzed to assess the effectiveness of thermal processing. Leaching characteristics of bottom ash and condensed powder material were analyzed by Korean Standard Leaching Test method (KSLT). Cold vapor atomic absorption spectroscopy (CVAAS) Hg analyzer was used for the analysis of mercury content in solid and liquid samples. We found that mercury contents was concentrated compared with waste sludge. However, the mercury concentration of leached solution from the condensed powder material was very low. The chemical characteristics of condensed powder material was estimated using experimental analysis and literature survey. In order to recover purified elemental mercury, the further researches of refining experiments would be required.

Waste heavy oil sludge is considered oil waste that can be utilized as a renewable energy source. Although it has high calorific values, it should be treated as a designated waste. During the recycling process of construction and demolition wastes or the trimming process of woods, a lot of sawdust is produced. In this study, the feasibility of BOF (biomass and waste heavy oil sludge fuel) as a source of renewable energy was estimated. To investigate its combustion characteristics, a lab scale batch type combustion reactor was used, and temperature fluctuation and the flue gas composition were measured for various experimental conditions. The results could be summarized as follows: The solid fuel pellets manufactured from waste heavy oil sludge and sawdust had C 50.21 ~ 54.77%, H 10.25 ~ 12.66%, O 25.84 ~ 34.83%, N 1.01 ~ 1.04%, S 1.03 ~ 1.07%. Their lower heating values ranged from 4,780 kg/kcal to 5,530 kg/kcal. The density of the solid fuel pellets was increased from 0.63 g/cm3 to 0.85 g/cm3 with increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge. The maximum CO2 concentration in the flue gas was increased with increasing waste heavy oil sludge content in BOF. SO2 concentration in the flue gas was showed a tendency such as the highest CO2 concentration in the flue gas. With increasing waste heavy oil sludge content in BOF, the combustion time became rather shorter although the increase of the CO2 concentration in the flue gas was delayed. Because the carbon conversion rate showed small difference with increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge in BOF, BOF with the mixing ratio of waste heavy oil sludge of 30% was effective for combustion. With increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge in BOF, activation energy and the amount of total CO emissions were increased, while activation energy was decreased with increasing the air/fuel ratio. Therefore, the optimal air/fuel ratio for the combustion of BOF was 1.5.

Waste heavy oil sludge is considered oil waste that can be utilized as a renewable energy source. In this study, an attempt has been made to convert the mixtures of waste heavy oil sludge and sawdust into solid biomass fuels. The solid fuel pellets from waste heavy oil sludge and sawdust could be manufactured only with a press type pelletizer. The mixing ratios of waste heavy oil sludge and sawdust capable of manufacturing a solid fuel pellet were 30 : 70, 40 : 60 and 50 : 50. Ultimate analysis result revealed that these mixtures had C 50.21 ~ 54.77%, H 10.25 ~ 12.66%, O 25.84 ~ 34.83%, N 1.01 ~ 1.04%, S 1.03 ~ 1.07%. With increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge, the carbon and hydrogen content in solid fuel pellets were increased, while the oxygen content was decreased. But the nitrogen and sulfur content in solid fuel pellets did not show much difference. Their lower heating values ranged from 4,780 kg/kcal to 5,530 kg/kcal. The density of the solid fuel pellets was increased from 0.63 g/cm3 to 0.85 g/cm3 with increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge and the collapse of the solid fuel pellets occurred at a moisture content of 21%. As the mixing ratio of waste heavy oil sludge in the solid fuel pellets was increased, the reaction of thermal cracking became faster. It was also observed that the solid fuel pellets were thermally decomposed in two steps and their DTG curves were simpler with increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge. The activation energy and the pre-exponential factor of the solid fuel pellets ranged from 18.90 kcal/mol to 21.36 kcal/mol and from 201 l/sec to 8,793 l/sec, respectively. They were increased with increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge.

Waste oil sludge was generated from waste oil purification process, oil bunker, or the ocean plant. Although it has high calorific values, it should be treated as a designated waste. During the recycling process of construction and demolition wastes or the trimming process of woods, a lot of sawdust is produced. In this study, the feasibility of BOF (biomass and waste oil sludge Fuel) as a source of renewable energy was estimated. To estimate combustion characteristics, a lab scale batch type combustion reactor was used and temperature fluctuation and the flue gas composition were measured for various experimental conditions. The results could be summarized as follows: the maximum CO2 concentration in the flue gas was increased with increasing waste oil sludge content in BOF. SO2 concentration in the flue gas was showed a tendency such as the highest CO2 concentration in the flue gas. With increasing waste oil sludge content in BOF, the combustion time was rather shorter although the increase of the CO2 concentration in the flue gas was delayed. Because the carbon conversion rate showed small difference with increasing the mixing ratio of waste oil sludge in BOF, BOF with the mixing ratio of waste oil sludge of 40% was effective for combustion. With decreasing the air/fuel ratio and the mixing ratio of waste oil sludge in BOF, activation energy and frequency factor were increased. The optimal air/fuel ratio for the combustion of BOF was 1.5.

The large amount of waste oil sludge was generated from waste oil purification process, oil bunker, or the ocean plant. Although it has high calorific values, it should be treated as a designated waste. During the recycling process of construction and demolition wastes or the trimming process of woods, a lot of sawdust is produced. In this study, the feasibility of BOF (biomass and waste oil sludge fuel) as a renewable energy source was estimated. For manufacturing a BOF, a press type pelletizing was better than an extruder type and also 40 ~ 60% of mixing ratio in waste oil sludge was appropriate to produce a pellet. The pellet was 13 mm in diameter and 20 mm in length. There was no fixed carbon in waste oil sludge, and its carbon content and higher heating value were 63.90% and 9,110 kcal/kg, respectively. With an increse of mixing ratio of sawdust, the carbon content and heating value of the BOF were dropped, but fixed carbon content was increased. The heating value of BOF was in the range of 6,400 ~ 7,970 kcal/kg at the mixing ratio of 40 ~ 60% in waste oil sludge. It means that the BOF can be classified as the 1stgrade solid fuel. In TGA experiment carried out at heating rate of 10oC/min and under nitrogen atmosphere, thermal decomposition of sawdust was occurred in two steps, but waste oil sludge was destructed in one step. The initiated cracking temperature of sawdust and waste oil sludge was 300 and 280oC in respective and after 450oC the thermal decomposition process of sawdust was slowly progressed by 800oC in contrast to waste oil sludge. Thermal decomposition of waste oil sludge was finished around 600oC. It can be considered that this difference is due to the fixed carbon content. Thermal decomposition pattern for the pellet of mixing ratio over 50% in waste oil sludge was similar to that for waste oil sludge and thermal cracking was occurred between 300 and 350oC. As the mixing ratio of waste oil sludge in the pellet increased, the reaction of thermal cracking became fast.

인구의 증가와 도시화 및 산업화로 인해 발생되는 하수슬러지의 막대한 양은 지속적으로 문제시 되고 있으며 런던협약에 의한 유기성 폐기물의 해양투기 금지(2012)는 슬러지 처리 문제를 더욱 가중시킨다, 이를 해결하기 위한 방법으로, 유기성 물질로 구성되어 있는 슬러지는 에너지로 전환할 수 있을 것으로 보여 많은 연구가 진행 중이다. 슬러지는 세포벽 내부의 수분으로 인해 높은 함수율을 가진다. 수분의 함유량이 많으면 높은 열량을 가지는 연료 생산이 어려워진다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 전처리가 필요할 것으로 보인다. 전처리는 세포벽을 파괴하여 내부수를 외부로 용출시키는 역할을 한다. 따라서 본 연구는 슬러지의 함수율을 감소시키는 동시에 슬러지로부터 에너지 회수 가능성을 평가하기 위해 열수처리의 방법을 이용하였다. 열수처리를 통해 슬러지의 물리적 구조를 변화시키고 화학적 특성의 개선의 효과를 나타낼 것으로 기대되었으며, 온도에 따른 반응 정도를 비교하고자 200℃부터 50℃간격으로 350℃까지 진행하였다. 실험 후 얻어진 시료는 공업분석과 원소분석, FTIR spectrum의 분석을 하였다. 분석 결과, 200℃이상의 온도에서는 고정탄소의 함유량이 감소하는 것으로 나타났다. 또한 원소분석 값을 이용하여 계산된 발열량값은 200℃에서는 열수처리를 하지 않은 슬러지에 비해 증가하였으나, 이후의 온도에서는 감소였다. 이를 통해 슬러지를 통한 에너지 회수는 고온의 조건에서 효율이 낮은 것으로 평가되었다.

고형연료의 제조 가능성을 살펴보기 위해 사용된 폐오일슬러지는 총 3종류이다. 3종류의 발생원 중 첫 번째 발생원이 주유소, 버스나 지하철차량 정비공장, 철공소, 기계공장, 제강압연공장 그리고 산업기계공장 등에서 발생하는 윤활유계통이다. 두 번째 발생원이 자동차정비공장, 기계공장, 제강･압연공장, 버스나 지하철차량 정비공장, 출판인쇄 그리고 고무제품 공장 등에서 발생하는 세정유 계통이다. 마지막으로 오일저장탱크에서 발생되는 중유계통이며, 앞서 언급한 3종류의 폐오일슬러지와 톱밥의 혼합비율별로 고형연료를 제조하였다. 압출식 제조 장치에서는 폐오일슬러지와 톱밥의 혼합은 충분히 이루어졌지만, 고형연료의 형태유지는 이루어지지 않았다. 압밀식 제조 장치에서는 고형연료 내 폐오일슬러지 함유량이 20~60%일 때 폐오일슬러지 함수량 5, 12, 18%에서 제조가 가능한 것으로 조사되었다. 또한 폐오일슬러지 내 수분함량으로 인해 고형연료의 형태유지 범위가 증가하는 것을 알 수 있었다. 고형연료 제조 시 폐오일슬러지의 함유량이 60% 이상이 될 때 폐오일슬러지가 톱밥에 잘 스며들지 않아 고형연료 제조가 어려운 것으로 나타났다. 따라서 본 실험의 분석범위는 폐오일슬러지 함유량이 30%, 40% 그리고 50%로 설정하였다. 중유계통의 폐오일슬러지의 특징으로는 인화점(60-90℃), 수분(0.5-10%), 회분(4-10%)인 것으로 조사되어진바 있다. 폐오일슬러지 내 함수량의 경우 2%미만의 낮은 범위에서는 연소에 문제가 없지만 함수량이 5%이상이 될 경우 연소가 불안정하게 된다. 따라서 본 실험에서는 폐오일슬러지 내 수분을 변수(1.5, 5, 10%)로 하여 본 실험에서는 오일저장탱크에서 발생되는 중유계통의 폐오일슬러지로 제조한 고형연료의 제조 특성을 살펴보았다.

연소특성을 살펴보기 위하여, 1kg용량의 회분식 스토카 소각로를 제작하였으며, 소각로내의 온도분포와 화격자의 온도변화를 관찰하기 위하여 로 하부로부터 높이 180 mm와 450 mm지점에 K-type의 열전대를 장착하였고, 공기공급을 위해 로의 좌･우측 및 하부에 총 64개의 공기 nozzle을 설치하였으며, 2마력 용량의 콤퓨레샤(compressor) 2대를 이용해 로 내로 공기를 공급하였다. 연소 배가스 분석을 위하여 연소가스 냉각기와 시료 채취용 Champer를 소각로 후단부에 각각 설치하였다. 연소 배가스의 성분분석은 Champer에 연결된 배가스 분석기(GreenLine 9000, Eurotron, Italy)를 이용하여 측정하였다. 소각로의 초기온도는 850℃로 설정하였고, 공기비는 2.5로 설정한 후 연소계산을 이용해 연소에 필요한 공기량을 산출하였다. 또한 로내 시료투입시 외부공기의 유입으로 인한 로내온도 변화를 최대한 방지하기 위해 빠른 시간 내에 시료 50g을 스토커 위에 장착한 후 다시 문을 닫아서 7분간 연소실험을 수행하였다. 연소실험이 진행되는 동안 K-type 열전대를 이용하여 로내 온도와 화격자 상부의 온도를 측정하였으며, 연소로 인해 생성된 가스가 로내에서 충분히 혼합될 수 있도록 산정된 공기량을 기준으로 좌우와 하부에서 각각 30%와 70%의 공기가 유입되게끔 조절하였다. 운전 초기 고형연료의 투입과 함께 외부공기 유입으로 인해 로 내의 온도가 급격히 감소하였으며, 이후 시료가 연소되면서 약 50초가 경과하면 로 내 초기 설정온도보다 높은 화격자 상부의 연소온도가 감지되었다. 또한, 연소실험 중 최대온도가 감지되는 구간에서 배기가스의 산소농도가 최저치로 기록되어 연소가 가장 활발하게 진행되고 있음을 알 수 있었다. 배기가스 중의 최저산소농도는 시료투입 후 약 100초가 경과한 이후에 나타났고, 폐오일슬러지의 혼합비율이 감소할수록 로 내 최저산소농도가 나타나는 시점이 빨라졌다. 이는 폐오일슬러지의 양이 적어질수록 톱밥의 양이 증가하기 때문에 착화가 상대적으로 빨리 이루어지기 때문인 것으로 판단된다. 그리고 오일슬러지 함유량이 감소할수록 CO2 농도도 낮은 것으로 관찰되었는데 이는 폐오일슬러지 감소에 따른 C 함량의 감소에 의한 영향으로 사료된다. CO의 경우 휘발분과 고정탄소의 연소로 인한 2개의 peak가 나타나지 않았는데, 이는 폐오일슬러지의 높은 휘발분 함량으로 인해 1차 peak만 나타난 것으로 보인다. 그리고 고형연료의 폐오일슬러지 함유량이 증가하여도 CO 농도는 큰 변화를 보이지 않았다. 이것은 고형연료 내 C의 연소와 함께 발생되는 배기가스 중 CO의 재연소가 충분히 이루어지는 것으로 사료된다. NOx의 경우 고형연료의 폐오일슬러지 함유량에 상관없이 고형연료의 연소와 함께 발생하였다.

본 연구에서는 유기성 슬러지와 섬유폐기물의 물성, 열적 특성을 파악하여 고형연료탄을 제작하여 고형연료탄에 대한 공업분석, 발열량분석등을 통해 고형연료로서의 활용가능성을 평가하였다. 제조된 고형연료탄의 공업분석결과 하수 슬러지 건조물과 섬유폐기물 혼합 연료탄(ST)은 평균 수분 3.5%, 휘발분 65.58%, 회분 9.12%, 고정탄소 25.30% 이며, 하수슬러지 건조물(S) 연료탄은 수분 10.2%, 휘발분 56.75%, 회분 33.73%, 고정탄소 9.52%로 측정되었다. 발열량의 경우 ST 연료탄 의 경우 평균 고위발열량 5,820 Kcal/kg, 저위발열량 5,520 Kcal/kg으로 나타나 슬러지 연료탄의 경우 평균 고위발열량 3,732 Kcal/kg(저위발열량 3,350 Kcal/kg) 보다 높게 나타났다. 국내 무연탄과 하수슬러지 고형연료탄의 기본적 물성치를 비교하면, 주 가연분에는 하수슬러지는 휘발분이 대부분이며, 무연탄에는 고정탄소가 대부분임을 알 수 있다. 때문에 하수슬러지 고형연료탄을 석탄의 보조연료로 사용할 시 휘발분에 대한 연소특성을 고려해야 할 것으로 사료된다. 더하여 발열량은 유사한 범위를 보였고, 원소분석 비교에서 석탄에 비해 N, S의 함량 비가 다소 높은 것으로 나타나 연소시 배가스 중 질소화합물과 황화합물의 양이 증가할 것으로 판단되며 이를 효과적으로 관리할 수 있는 배가스 저감시설에 대한 고려가 필요하다.