석탄을 이용한 대규모 가스화 설비들은 전력생산과 연료합성에 있어서 실제 상업적으로 많이 적용되어 이용되고 있다. 그러나, 상대적으로 수급과 가격에 있어 장점이 있는 폐기물을 원료로 이용한 가스화기술의 적용과 상용화기술의 개발은 석탄가스화기술과 비교하여 적용실적 및 분야가 다소 부족한 것이 사실이다. 이러한 필요성에 의해 폐기물을 원료로 이용한 가스화기술의 개발이 국내뿐 아니라 국외에서 많은 연구와 관심의 대상이 되고 있다. 폐기물 가스화시 폐기물을 구성하는 원료 물질들은 대부분 가스상 오염물질들로 전환된다. 이런 과정을 통해 가스화기에서 생산된 합성가스는 분진, H2S, COS, HCl, NH3, HCN, 중금속등의 다양한 오염물질들을 포함하고 있다. 폐기물을 원료로 하여 개발되고 있는 에너지생산 및 화학합성 공정들은 장치의 부식방지, 촉매피독, 오염물 농도 규제치를 만족시키기 위해 엄격한 정제수준이 요구된다. 이러한 정제수준의 달성을 위해 석탄과 폐기물을 원료로 한 가스화 공정에 대하여 고온조건에서 필터와 흡착제를 활용한 정제기술들이 개발되어왔다. 본 연구는 파일럿 규모의 실험설비를 이용하여 폐기물 합성가스 내에 존재하는 오염물질들의 처리, 제거 특성을 살펴보고 기초적인 운영특성을 알아보았다. 유량, 온도, 압력등의 다양한 공정조건에서 기초적인 기능을 수행하는 고온백필터 운영을 통한 집진성능을 알아보았다. 사업장폐기물과 폐자동차에서 발생하는 ASR을 대상으로 가스화 후 발생되는 분진에 대한 집진성능을 평가하였으며 1차백과 2차백으로 구성된 2개의 필터를 이용하여 총괄 집진이 이루어졌다. 1차백에서 평균 입구농도가 36,923 mg/m³, 출구농도가 4,351 mg/m³으로 나타났으며 평균 제거효율은 90.05%로 나타났다. 2차백의 평균 입구농도는 4,351 mg/m³, 출구농도가 7.2 mg/m³으로 나타났으며 2차백의 평균 제거효율은 99.83%로 나타났다. 1차/2차백을 모두 통과한 전체 가스의 총 제거효율은 99.98%로 입구평균농도가 36,923 mg/m³인 조건에서 출구농도가 7.2 mg/m³를 나타내었다.

경계석이란 차도와 인도 또는 차도와 차도의 경계부에 설치하는 석제품으로 주행하는 차량으로부터 보도의 통행자를 보호하는 기능, 보도의 높이를 일정하게 유지하여 구획하는 경계 기능, 운전자에게 주행로의 구분이 명확히 하여 진행방향을 유도, 노면배수를 유도, 자동차의 차도이탈 방지, 충돌차량의 노외이탈시 속도저하 및 그 진행방향을 바로 잡는 기능이 있다. 경계석의 종류로는 보차도경계석, 도로경계석, 다운경계석, 경사경계석 등으로 구분되어 제조 및 현장에 설치하여 적용되고 있다. 보행자와 운전자간의 경계로서 기존에 사용되고 있는 경계석은 상대적으로 저가의 화강암, 및 현무암 등을 활용하여 제조하고 있는데, 이중에서 현장에서 적용되는 대부분의 경계석은 화강암을 절단하여 제조공정을 최소화하는 방법을 기존업체에서 가장 많이 선호하고 있으나 콘크리트 경계석에 비해 물리적･화학적인 내성이 강하지만 석산개발에 따른 심각한 자연훼손 문제를 안고 있다. 교통사고는 층간소음, 도시홍수 등과 더불어 국민의 일상생활 속에 상존하는 대표적인 사회문제 중 하나로 야간 교통사고 사망자수는 연간 교통사고 사망자수의 50%을 지속적으로 유지하고 있다. 운전자는 도로 주행 중 필요한 정보의 90% 이상을 시각을 통해 획득하며 따라서 야간 도로의 시환경은 교통사고와 밀접한 관련이 있다. 이에 정부는 국가교통안전관련 최상위 계획인 교통안전기본계획(제7차, ‘12~‘16)을 통해 야간 교통사고 사망자수 50% 감소를 추진목표로 설정한바 있다. 종래의 경계석은 보행자와 운전자간의 단순한 경계의 의미로 사용되어 야간에서는 상향에서 비쳐지는 불빛에 의존하여 보행자와 운전자의 경계를 구분하고 있어 보행로와 도로와의 명확한 구분이 어려운 실정에 놓여있다. 특히 우수기 및 새벽의 짙은 안개로 인한 차도 및 보도의 명확한 시야확보가 되지 않는 환경에 노출될 경우 보행자와 운전자 모두 위험한 상황에 노출되어 사고로 인한 차량 및 인명피해가 예상이 된다. 본 연구에서는 건설폐기물의 대표적인 종류인 폐콘크리트를 자원순환하여 재생산된 골재 활용, 기존 암석위주의 도로경계석으로 인한 환경파괴 및 폐석분/폐석재의 처리문제를 개선하고자 광섬유 및 태양광 전지판을 활용하여 주간에 축적한 빛에너지를 사용하여 야간에 도로경계부에 전달함으로써 보행자 및 운전자 모두 시환경 개선에 활용가능한 순환골재를 적용한 도로경계석 개발에 관한 연구이다.

2012년 현재 우리나라 냉매 사용현황은 프레온류(CFCs, HCFCs, HFCs)는 연간 약 23,000톤으로 추정되며 HFCs 사용량은 1만 톤(R134a, 410a), CFCs, HCFCs 사용량은 1.3만 톤이다. 산업 분야별로는 자동차용이 4,000톤(R134a), 가정용･상업용이 7,000톤(R410a, R600), 산업용이 3,000톤(R22, R123, R134, NH3)이며 나머지 9천톤은 기타 유지보수용으로 사용되고 있으며, 이중 HFCs는 거의 대부분 자동차용 냉매로 사용되고 있다. 본 연구는 3단으로 구성된 연소장치에 배가스 재순환 기술과 2중관 선회식 연소공기 공급기술을 개발하고자 한다. 폐냉매 전용 소각을 위한 연소장치의 최적 설계를 위한 수치해석적 방법을 이용하여 설계인자를 도출하고 모델 연소로 성능 실험을 수행하고자 한다. Fig. 1에 2중관 선회식 연소장치 개발을 위한 수치해석용 연소장치와 연료로 사용한 메탄 연소반응 후 온도장을 나타내었다. 연소용 공기 주입은 연소장치 하단에서 주입되는 1차공기와 측면에서 공급되는 2차 공기로 구분되며, 2차 공기는 다시 주입위치에 따라 1단, 2단, 3단으로 구분된다. 2차 공기는 2중관 외부에서 예열되어 강력한 선회 유동으로 연소실 내부 각 단 상부에서 하부로 내부면을 선회하면서 공급된다.

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.

사업장에서 배출되는 폐기물은 음식물이 거의 없으며 액상의 경우 오니 또는 유기용제로 분류되어 지정폐기물로 따로 처리되고 있어 함수율이 비교적 낮다. 이러한 이유로 파쇄나 선별과 같은 비교적 간단한 전처리를 통해 효율적으로 재자원화가 가능하다. 이렇게 가공된 폐자원은 각종 산업설비의 보조연료로써 사용되기도 하며 기술적 선진국인 유럽과 일본에서는 전용 보일러가 도입된 발전시설의 연료로 사용될 수 있다. 최근에는 화석연료의 가격상승과 맞물려 화학원료의 생산단가 상승으로 이어지고 있으며 원가절감을 위한 화석연료의 대체에 폐자원의 활용이 효과적일 것으로 전망된다. 본 연구는 폐자동차를 재활용하고 남은 잔재물(ASR, Automobile Shredder Residue)과 폐기물 고형연료(SRF, Solid Refuse Fuel)를 제조하는 과정에서 발생되는 부산물을 가스화용융 시스템에 적용하였다. 폐기물의 종류와 투입 속도, 산화제 및 보조연료의 공급 조건의 변화에 따라 합성가스의 생산에 미치는 영향에 대해 고찰하였으며 사용된 폐기물의 발열량은 약 4,000 ~ 6,500 kcal/kg이었으며 가스화용융로의 반응 온도는 약 1,200 ~ 1,500℃의 범위에서 운전되었다.

고분자 재료의 역학적 특성 및 내열성을 향상시키기 위해 탄소섬유 및 유리섬유로 가열 혼합하여 섬유 강화 플라스틱(FRP)하는 방법이 알려져 있으며, 그 물성의 향상은 수지와 섬유의 밀착도가 크게 영향을 준다. 그러나 FRP는 재활용이 아니며, 유리 섬유는 소각로의 폐기물 처리가 곤란하고, 환경 부하가 크기 때문에 현재는 유리 섬유의 대안으로 천연 소재를 사용한 바이오 복합 연구가 많이 보고되고 있다. 식물계 천연 섬유는 비교적 저렴하고 적절한 처리를 겪는 것으로 적절한 강도와 강성을 얻을 수 있어, 식물 섬유를 이용한 섬유 강화 재료는 전자 기기의 케이스, 자동차 재료와 건축 자재의 사용이 주목 받고 있다. 하지만 아직 연구 단계이며, 바이오매스 자원의 유효 활용은 널리 보급되어 있지 않은 것이 현실이다. 본 연구는 수지의 물성의 향상을 도모한 환경 저 부하 섬유 복합재료의 개발을 목표로 비 가식성 식물 자원이며, 충분한 연구가 이루어지지 않은 Erianthus 와 고분자 재료의 복합화에 대해 검토했다. 본 연구는 범용성이 높은 Polypropylene (PP)을 모체로 Erianthus fibers(ETF)의 첨가에 의한 기계적 강도의 변화 및 섬유 길이의 차이에 의한 영향에 대해 검토 한 결과를 말한다. 그 결과 복합 재료의 기계적 특성을 인장 시험 및 굽힘 시험에서 수지와 충전제인 섬유의 계면 접착력을 상용화제인 Maleic anhydride-modified polypropylene을 첨가하여 개선한 결과, 무-첨가시에 비해 기계적 특성을 크게 향상시킬 수 있었다. 또한 분급한 섬유를 필러로 이용한 결과, 섬유 표면적의 차이가 기계적 특성, 그리고 열분해 성에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. Erianthus 섬유의 크기를 제어하여 Erianthus 가 polypropylene섬유 강화 성분으로 기능하는 것은 충분히 기대할 수 있는 것으로 나타났다.

In recent years, the research of 3D mapping technique in urban environments obtained by mobile robots equipped with multiple sensors for recognizing the robot’s surroundings is being studied actively. However, the map generated by simple integration of multiple sensors data only gives spatial information to robots. To get a semantic knowledge to help an autonomous mobile robot from the map, the robot has to convert low-level map representations to higher-level ones containing semantic knowledge of a scene. Given a 3D point cloud of an urban scene, this research proposes a method to recognize the objects effectively using 3D graph model for autonomous mobile robots. The proposed method is decomposed into three steps: sequential range data acquisition, normal vector estimation and incremental graph-based segmentation. This method guarantees the both real-time performance and accuracy of recognizing the objects in real urban environments. Also, it can provide plentiful data for classifying the objects. To evaluate a performance of proposed method, computation time and recognition rate of objects are analyzed. Experimental results show that the proposed method has efficiently in understanding the semantic knowledge of an urban environment.

발전한 경제만큼 안전하고 편안한 이동과 여가생활을 위해 자동차 및 도로의 보급이 확대 되고 있다. 이로 인해 폐자동차의 발생율도 높아지고, 도로 포장층이 받는 부담도 커지고 있는 실정이다. 폐차과정에서 발생하는 폐기물 중 일부는 재활용이 가능하지만 수지, 섬유, 고무 등의 자동차 파쇄 잔재물(ARS)은 재활용할 방법이 마땅치 않아 2차적인 환경오염의 원인이 되어 사회적인 문제를 발생시키게 된다. 또한 도로 포장층이 받는 증가된 하중으로 포장층의 파손 발생이 운전자들의 안전을 위협하고 있다. 따라서 본 연구에서는 도로의 피로수명 연장과 파쇄 잔재물의 재활용률을 높이기 위해 파쇄 잔재물을 활용한 섬유보강 아스팔트 콘크리트에 대해 고려하였다. 폐카펫에서 추출한 나일론을 개질재로서 아스팔트 콘크리트 포장 성능에 미치는 영향을 평가 하였다. 4점 휨 피로시험을 통해 일반 아스팔트 대비 피로수명이 10%향상되었음을 확인 하였으며, 이를 통해 경제성 분석을 실시한 결과 35년간 약 5억 원의 유지보수비용 절감을 기대 할 수 있다. 폐나일론 섬유 보강 아스팔트는 친환경적 공법으로 유지보수 비용 절감과 폐자재 사용으로 환경처리비용의 이점을 가지며, 도로수명 연장으로 운전자에게 안정감과 편안함으로 경제적, 사회적 효과를 기대 할 수 있다.

희토류자석은 통상 네오디뮴자석(Nd-자석)을 의미한다. 이는 본래 네오디뮴 자석(Nd-자석) 외에 사마륨-코발트(Sm-Co) 계열 자석, 그리고 사마륨-질화철(Sm-Fe-N)계열 자석을 통칭하는 용어이나, Nd-자석을 제외한 나머지 희토류자석들은 시장이 상대적으로 작기 때문이다. 희토류자석(Nd-자석)은 자기특성 즉, 에너지적(BHmax)등이 우수하여 가전, 자동차 전기장치용 모터류 뿐 아니라 풍력발전, 하이브리드/전기자동차 분야에서도 핵심부품으로 주목받고 있다. 또한 희토류자석의 주 원료인 네오디뮴(Nd)과 디스프로슘(Dy)이 공급불안정성과 청정산업분야 중요성 양면에서 높은 우선순위를 보이는 등 자원고갈대비, 자원안보 차원의 중요성이 부각되면서 폐희토류자석의 자원순환 활성화가 이에 대한 대비책 중 하나로 평가받고 있다. 본 연구는 자원순환 촉진을 위한 현황 조사 측면에서 폐희토류자석의 하부흐름을 분석하였다. 이를 위하여 국내 폐희토류자석 하부흐름을 개념적으로 (1)배출 (2)수거 (3)분리/해체 (4)자원회수 (5)제품생산 5단계로 구분하였으며, 희토류자석을 주로 사용하는 대형폐가전(냉장고, 세탁기, 에어컨)과 일반자동차, 하이브리드/전기 자동차를 중심으로 하부흐름의 각 단계를 분석하였다. 그 결과, 모터나 컴프레셔 등에 포함되어 있는 희토류자석은 별도의 분리해체 과정없이 다른 고철류와 함께 처리되거나 일부 업체에서는 이를 별도 저장하고 있는 것으로 파악되었다. 이와 같이 하부흐름 상 분리/해체 단계가 주된 병목(bottle-neck)으로 작용하는 주된 이유로는 폐모터의 규격이 제품마다 다양하여 자동화가 어려우며, 분리해체에 수작업이 필요하여 인건비 부담이 높은 점 등을 들 수 있다. 따라서, 향후 폐희토류자석의 효율적인 자원화를 위해서는 우선적으로 분리/해체 단계에 기술개발 및 정책적 지원이 검토될 필요가 있다.

석유나 석탄은 사용하면 원래의 형질이 소멸되는 반면 금속은 사용후에도 폐기물 속에 소재의 특성과 기능이 그대로 남아 있다는 점에 착안한 것으로, 도시광산(Urban Mining)이란 산업원료인 광물금속이 제품 또는 폐기물 형태로 생활주변에 소량으로 넓게 분포되어 양적으로 광산규모를 가진 형태를 의미한다. 이러한 도시광산은 천연광산보다 높은 비율의 광물자원을 포함하고 있다. 폐전기전자제품은 귀금속을 비롯한 다량의 유가금속을 함유하고 있는 대표적 도시광석 중 하나이며, 경제성장과 국민소득의 증가로 발생량이 꾸준히 증가하고 있다. 환경보전과 자원 확보를 동시에 만족시키는 대안으로서 ‘자원순환형 사회건설’은 세계적 추세이며, 세계 각국은 재활용 관련 법안을 제정하여 폐전기전자제품의 재활용을 의무화하는 정책을 펼치고 있다. 우리나라는 폐전자제품의 효율적인 처리 및 순환자원화를 위하여 2003년에 ‘생산자책임재활용제도’를 도입한 이래, 2007년 제정된 ‘전기전자제품 및 자동차의 자원순환에 관한 법률’에서 전기전자제품 10종과 자동차를 자원순환 대상 제품으로 확대하였다. 전기전자제품과 자동차 등의 배터리로 사용되는 리튬계 전지는 현재까지 세계에서 기술 성능이 가장 좋은 충전식 화학 전지이며, 최근 카메라폰, DMB폰, 스마트폰 등 휴대용 디지털 전자기기의 융합화로 수요가 급격하게 증가하는 추세이다. 또한 전동공구, 하이브리드 자동차, 전기스쿠터, 전기자전거 등 새로운 분야에 대한 수요가 증가하고 있어 사용범위는 확대될 전망이다. 이러한 폐리튬계 전지는 2005년부터 ‘생산자책임재활용제도’의 재활용 의무대상으로 지정되었으며, 일부의 재활용 업체에서 처리하고 있다. 그러나 양극활물질 내의 코발트, 니켈, 망간, 리튬 등의 회수를 위한 연구만 활발하게 진행되고 있어, 양극 및 음극 활물질을 도포하고 있는 Cu와 Al(각각 리튬계 전지의 5-10%)의 회수를 위한 기술개발은 미비한 실정이다. 본 연구에서는 폐리튬 전지의 활물질을 도포하고 있는 Cu와 Al을 대상으로 색채선별 연구를 수행하였으며, 입자 크기, 시료의 공급량, CCD 카메라의 감도, 처리횟수 등 다양한 조건을 변화하며 최적 분리조건 및 분리효율을 규명하여 대상 시료의 본 선별법을 통한 분리 가능성을 확인하였다.

폐전지란 일상적으로 사용하는 각종 전자기기의 전원으로 사용되는 일차전지와 핸드폰, 노트북, 자동차용 배터리 등 충전이 가능한 이차전지가 수명이 다해 발생하는 폐기물을 일컫는다. 이와 같은 폐전지에는 코발트, 니켈, 아연, 망간, 리튬, 구리 등의 유가금속들이 포함되어 있어 유한한 자원을 효율적으로 재활용하기 위해 폐전지 재활용 기술 개발이 요구되어지고 있다. 따라서 본 연구는 6가지 종류의 폐전지, 알카리인, 망간, 니켈 카드튬, 니켈 수소, 리튬 1차, 리튬 이온전지를 질량비 1:1의 비율로 혼합한 전지로부터 유사한 성분함량을 가지는 0.5% Fe, 0.7% Al, 0.1% Cu, 1% Zn, 0.7% Cd, 12% Mn, 7.5% Co, 4% Ni, 3.5% Li을 함유한 모의 용액을 제조하였고 불순물의 제거 및 D2EHPA를 이용한 Zn과 Mn의 추출 후 발생되는 용액으로부터 Co와 Ni을 회수하기 위한 연구를 수행하였다. 실험은 Co를 회수 후 Ni을 회수하였으며 Co를 회수하기 위한 유기 용매로 Cyanex 272, Ni을 회수하기 위한 유기용매로 Versatic 10 acid를 사용하였다. 또한 추출실험에 영향을 주는 인자로써 용매의 농도, O/A 비율, pH에 따른 연구를 수행하였고 탈거실험에 영향을 주는 인자로 O/A 비율과 탈거액인 황산의 농도에 따라 실험을 수행하였다. 모든 분석은 AAS로 진행하였다. 그 결과 4배 농축된 Co와 Ni을 회수할 수 있었다.

현재 우리나라에서는 2010년을 기준으로 약 1,700만대의 자동차가 등록되어 있으며, 매년 약 67만대의 사용 종료 자동차(End of Life Vehicles)가 발생하고 있다. 자원순환법에 따라 국내 자동차업계에서는 폐 자동차에 대하여 2014년까지 중량 대비 85%, 2015년부터 95%의 재활용율 목표를 달성하여야 하는데 이러한 재활용율 목표 달성을 위해서는 자동차 파쇄 잔재물(ASR)의 적정재활용이 관건이라고 할 수 있다. 폐 자동차 처리과정에서 최종 배출 되는 ASR은 연간 약 15만톤으로 승용차 1대당 약 15% 정도가 발생하고 있으며, 총 발생량의 극히 일부분만이 소각･매립 처리되고 있지만 물질 자체의 발열량이 높고 난연성이기 때문에 효율적으로 소각되지 못하고 특히 그중에 함유된 염소화합물이나 중금속류 등의 영향으로 유해 가스상 오염물질들을 다량으로 배출하기 때문에 처리에 어려움이 많은 실정이다. 금속 제련 용융 시설에서 열원으로 사용되는 Lump coal 대체 연료로써 처리 상용화가 실현 될 경우, ASR의 안정적인 처리와 열에너지 및 유가금속 회수를 통한 물질 재활용 등이 가능할 것으로 사료되며, 이에 따라 폐 자동차의 재활용율 또한 향상 될 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 국내의 폐 자동차 파쇄 재활용 업체 1곳을 선정하여, 폐 자동차 파쇄 재활용 과정에서의 물질 수지 및 ASR 배출 공정에 따른 각각의 발생량, 구성 물질, 입도, 발열량 분석, 원소 분석, 공업 분석, 열 중량 분석, 중금속 분석 등의 물리･화학적 특성 및 환경유해성 평가를 실시하여 ASR의 기초적인 특성을 파악하였으며, ASR의 용융 출탕조건 및 유가금속 회수 가능성을 도출하기 위하여 ASR의 염기도 및 용융온도에 따른 용류도를 측정하였다. 또한, 용류도 측정 결과를 바탕으로 원 시료와 ASR의 배합비율, 용융온도 등의 조건 설정 후 각 조건에서의 슬래그 내 구리 함량을 측정하여 유가 금속 회수 가능성을 평가하였다. 연구결과, 기존 공정 시료에 포함되는 lump coal의 양이 미량이기 때문에 기존 공정 시료의 용류도 측정값과 거의 유사하였으며, 이러한 실험 결과로 보아 기존 동 제련 설비에서 lump coal을 ASR로 대체할 경우, 염기도 및 용융온도 조건을 적절히 조절한다면 용융물의 흐름성에는 거의 영향을 미치지 않을 것으로 사료된다.

휘발성 유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)은 자연계에서 발생하지만, 대부분 인간의 산업 활동에 의해 배출된다. 이는 주로 도장, 인쇄, 금속표면처리, 드라이클리닝 등 유기용제의 사용 외에 액체연료의 수송, 저장, 사용 등의 고정 배출원과 자동차 등과 같은 이동 배출원에서 배출된다. 이들은 증기압이 높아 대기중으로 증발되면, 대기 중에서 질소산화물(NOx) 존재 하에 오존, OH 라디칼 등과 같은 광화학 옥시던트를 발생시키며, 자극성 및 독성이 매우 강하여 인체에 피해를 준다. 또한 각종 산업분야에서 발생되는 VOC는 각각의 발생원에 따라 농도, 조성 및 가스량, 온도 등의 조건이 크게 다르므로, VOC를 경제적이고 효율적으로 제어하기 위해서는 각각의 조건이나 처리목적에 따라 처리방식과 적절한 방지기술이 선정되어야 한다. 현재까지의 VOC 처리장치에 의한 제어기술은 저농도나 회수가 불가능할 경우 이용되는 분해기술과 회수하여 재사용하고자 하는 회수기술로 분류되며, VOC 파괴기술로는 연소기술이 이용되는데, 재생열 회수장치를 포함한 열 산화법과 촉매산화법이 이 기술에 해당한다. VOC 회수기술에는 흡착, 흡수, 응축 등이 포함되며 이외에도 생물학적 처리법, 분리막법, 플라즈마 기술이나 Hybrid기술을 이용한 방지기술이 개발되어 활용되고 있다. 본 연구는 VOCs 및 악취를 동시에 처리하기 위한 하이브리드 시스템에서 사용하고자하는 촉매의 선정과 촉매특성에 관한 내용으로, 알루미나 지지체에 담지된 촉매별 톨루엔의 제거 특성을 실험규모에서 실시하였는데, 비교적 저온 영역인 400℃이하에서 니켈과 망간이 톨루엔의 분해 전환율이 99%로 매우 높았으며 또한 암모니아에 대한 분해 특성도 망간이 99%로 매우 우수하여 하이브리드 촉매로 망간을 선정하였다. 망간의 담지량은 대략 3 ~ 7% 담지시 매우 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었으며, 또한 망간 5%담지된 알루미나 촉매의 경우 반응 실험 결과 공간속도가 20,000~24,000 hr-1 범위에 있을 때 동시 처리가 가능함을 알 수 있었으며, 망간 촉매의 톨루엔 유입농도 특성을 분석한 결과 400 PPM까지는 안정적인 분해가 이루어졌으며, 암모니아의 경우 유입농도가 증가할수록 분해효율이 감소하는 현상을 나타내고 있었는데 이는 톨루엔과는 다르게 암모니아 산화반응에서는 암모니아 자체가 열 공급원의 역할을 하지 않고 단지 산소를 소모시키게 되므로 더욱 많은 열에너지가 필요함을 확인할 수 있었다.

직물제조에서 발생되는 폐기물은 크게 준비공정에서 나오는 Waste, 잔사(殘絲)와 제직공정에서 발생하는 변사(邊絲) 폐기물이 대표적이다. 보통 이러한 폐기물은 소각하거나 일부 재활용하고 있으나 사용범위가 제한적이라 할 수 있다. 섬유산업의 메카인 대구에서 발생하는 제직폐기물은 연간 43,200ton으로 재활용율은 50%미만인 것으로 파악되며 특히 제직공정에서 발생하는 폐기물은 여러 섬유소재가 혼용되어 재활용율이 더 낮은 것으로 판단된다. 이러한 제직공정의 폐기물의 자원화 개발과 폐기물의 재상품화 개발이 절실한 상황으로 폐기물의 자원화 및 제품화할 수 있는 방안이 개발되어야 할 것이다. 이러한 방법 중 하나로 제직 폐기물의 단섬유화를 통해 산업용 부직포 제품을 개발하는 방법을 모색하고 있다. 본 개발은 Pilot 규모의 단섬유 설비를 이용하여 제직폐기물을 균일한 길이 절단하며 응집부위를 제거하여 재생단섬유(Recycle Staple Fiber)로 1차 가공하고, 개섬(Carding)공정을 통해 단섬유를 균일하게 분리하여 부직포 용도에 적합한 원료형태로 2차 가공을 진행한다. 제조된 재생 부직포원료를 압축(Pressure) 및 니들펀칭(Needle Punching), 캘린더링(Calendering) 공정을 통해 2~3회 반복 실시하고 열성형을 통해 차량용 내외장재로 적용할 수 있다. 현재까지 적용한 결과 제직시 발생하는 폐기물을 이용한 재생단섬유와 신재 단섬유 50:50 비율로 적용할 경우 자동차 내장재에 충분하게 접목할 수 있는 강도인 12~14 kgf를 나타냈으며, 원료의 선별관리를 통해서 충분하게 폐기물의 자원화 및 고부가가치 산업용 제품전개가 가능할 것으로 판단된다.

자동차 부품 등에 많이 사용되어 지는 고무 성형 제품에서 고무와 금속의 이성분접합 공정에서 다수의 불량 성형품이 발생되고 있다. 이러한 불량품을 재활용 할 수 있는 특별한 기술적인 방안이 개발되지 않아 대부분 소각 처리하여 고무를 분리시킨 후 금속은 고철로 처리하는 경우가 대부분이었다. 강한 고온의 열에 의해 금속이 변형되기 때문에 고온 소각 처리 방법으로 고무를 제거하고 금속을 회수하는 공정은 적절한 방법이 되지 않으며 금속 부품의 물성을 변화 시킨다. 고무 금속 이성분 성형품의 재가공 혹은 재처리에 관한 기술적인 보고는 현재까지 상용화 되어 있지 않으며, 소각 처리가 가장 보편화된 기술이다. 따라서 고무 성형 불량품의 재사용을 위한 처리 기술을 확보하고 고주파 열처리, 프레스공정 및 화학적 처리를 통해서 금속의 변형을 방지하면서도 효과적으로 금속과 불량 성형된 고무를 분리 혹은 제거하여 경제적인 손실을 최소화 하고자하는 것을 본 연구의 목적으로 한다. 이를 위해 성형불량과정에서 발생하는 이성분 폐부품의 효과적인 재활용을 위해서 물리화학적인 방법을 개발하여 분리 세정하는 기술을 확보하고, 불량 성형품의 재처리 공정은 고주파 열처리, 프레싱, 용제 세정제를 통한 재생공정을 실시하여, 기존의 소각 및 폐기되던 불량 성형품을 금속소재의 변형 없이 재활용 혹은 재사용 가능한 소재로 재생하였다.

현재 자동차 부품이나 일반 산업용 고무제품의 생산공정에서 발생하는 폐고무 및 EPDM의 발생이 많은 량을 차지하고 있다. 이를 처리하기 위하여 일부는 소각을 통해 폐기 처리됨에 따라 정부시책에 반하는 문제가 발생하며 소각시 발생되는 Gas 유해 성분 등도 문제시 되고 있으며, EPDM을 이용한 제품의 생산, 폐기 단계에 따른 환경부하를 근본적으로 해결하고 비용을 최소화하기 위한 재활용 기술이 이슈화 되고 있다. 국내 재생기술로는 기계적 분쇄공정을 거쳐 분말화하여 레진과 섞어 성형하여 생산하는 방진 관련 제품으로 사용되어지거나 소각연료로 사용됨에 따라 고비용 저부가가치 생산방법이나 처리방법을 사용하고 있는 것이 현실이다. 본 연구에서는 고부가가치의 재생고무생산을 위해 다단식 전단열분해 방식을 통한 내후성이 우수한 자동차용 부품 및 호스 등 내외장재 생산공정을 제안하고 해리기술에 필요한 공정기술을 확립하여 수요처에서 요구하는 재생고무특성을 실현하였다. 첫 번째 시제품은 EDPM Scrap 고무 종류별(Solid/Sponge Type)로 동일 조건의 첨가제로 레시피를 구성하여 생산한 결과 Sponge Type의 경우는 Solid Type 대비 경도가 낮으나 신장률에서 우수함을 나타내었다. 두번째 시제품의 경우, 고상 및 고점도용 첨가제를 개발하여 변량 적용하여 평가한 결과로 첨가제 비율 2, 4, 6%의 변수를 두었을 때 첨가제 비율이 높아짐에 따라 경도는 높아지지만 신장률이 하락하는 경향을 나타내었다. 이를 통하여 수요처에서 요구하는 재생고무 물성에 대응하여 고무의 종류 및 첨가제를 활용한 제품설계에 대한 기준을 마련하였다.

고무와 폐플라스틱의 경우 재활용에 있어서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 단순 소각을 통한 열원이용으로 그 경제성은 매우 형편없는 실정이다. 자원 재활용에 있어서 경제성은 매우 중요한 척도이다. 위와 같은 열원이용은 그 처리규모와 폐자원의 형태 및 기능에 대한 제한은 없지만 초기 시설투자비용이 높고 일차원적 소각처리라는 점에서 경제적으로 많은 문제점을 지닌다. 이에 대한 대안으로 90년대 폐타이어의 가공이용 방법이 부각되기 시작하였고 고무블록 및 매트 제작을 통한 탄성바닥포장 재활용 제품으로 각광받기 시작하였다. 그러나 이 역시 폐타이어 재활용 사업을 고부가가치 사업으로 이끌기에는 부족했으며 중국산 수입 고무 칩의 무분별한 사용으로 인한 인체 유해성 문제로 그 시장이 축소되기에 이르렀다. 타이어의 구성요소인 고무와 강철은 현대 산업사회를 이끌어 가는 중요한 자원으로 이를 재자원화 하는 방안은 매우 시급한 실정이다. 현재 해외 선진사례에서는 폐타이어 고무 칩의 미 분쇄를 통하여 이를 재자원화하는 연구개발이 이루어지고 있다. 특히 폐자원을 활용한 복합신소재 개발은 자동차 부품 및 스포츠 용품, 의료용 소재, 기계부품 등과 같은 다양한 분야에 응용이 시도되고 있다. 본 연구에서는 폐타이어 재활용에 일반적으로 사용되고 있던 Cutting방식에 Shear방식을 도입, 칼날의 모양 및 분쇄드럼 개선을 통하여 기존 분쇄기보다 효율성을 증대시켜 미세 분말(0.5 mm이하) 형태의 고무플라스틱 재생 원료를 생산하는 기술을 개발하였고 또한 폐타이어에 함유된 철심은 재자원화가 가능하도록 하는 분리･선별 process를 구축하였다.

가솔린 증기와 브라운 가스를 혼합한 연료를 사용하여 변형을 가하지 않은 다양한 종류의 가솔린 엔진을 성공적으로 작동하였다. 이 때 일정한 ‘rpm’ 상태에서 사용된 가솔린 증기와 브라운가스 (또는 브라운 가스 발생 전기에너지)의 총열량 소모를 순수한 액상 가솔린을 사용한 경우와 비교하였을 때 일반적으로 연료가 50% 이하로 소모되는 획기적인 결과를 나타내었다. 가솔린 분무에 의한 엔진의 작동의 근본적인 문제점 중의 하나는 분무 연소(spray combustion)에 따른 무화(atomization)와 기화(evaporation) 그리고 산소와의 난류혼합(turbulent mixing) 과정에 소요되는 시간상의 지연과 산화제 공기에 포함된 질소 분자의 존재 때문에 액상 가솔린 연료의 에너지는 짧은 엔진 작동 시간동안에 효율적으로 동력으로 전환되지 못하고 높은 온도의 배기가스로 방출된다. 그러므로 현대의 자동차 엔진은 에너지 효율이 20 ~ 30% 정도에 머무르고 있으며 따라서 가솔린의 열량의 70 ~ 75%는 유용한 동력으로 전환되지 못하고 배기가스에서 열로 소모되고 있는 것으로 나타난다. 본 연구에서는 가솔린 증기와 브라운 가스를 혼합한 기상상태의 연료를 공기와 예혼합하였다. 예혼합하는 방식은 전기분해를 통해 발생하는 브라운 가스를 가솔린 통을 통과시켜 브라운 가스 버블과 액상 가솔린간에 버블 동역학적인 물질전달현상에 의하여 가솔린 증기와 브라운가스가 혼합되는 장치를 고안하였다. 결론적으로 본 연구에서는 액상 가솔린 연료의 분무 연소에 따른 시간상의 지연에 따른 문제점을 보완하기 위하여 가솔린 수증기를 사용하였으며 순수한 가솔린 수증기의 절대 열량의 부족을 브라운가스의 폭발적인 연소 특성과 질소분자의 양을 줄이는 독창적인 아이디어를 고안하였으며 그에 요구되는 장치를 구현하였다. 전산해석적인 방법에 의하여 액상 가솔린과 가솔린 증기와 브라운 가스를 혼소한 경우 각각의 연료와 산화제의 조성을 가지고 3차원 원통형 연소로에서 연소를 시켜 정상상태의 화염특성을 비교하였다. 연료의 양과 조성이 매우 상이함에도 불구하고 화염의 양상과 온도 분포가 매우 유사한 결과는 가솔린증기와 브라운가스의 혼소한 경우 작은 양의 연료에도 불구하고 같은 수준의 동력이 나타남을 의미하는 것으로서 실험과 일치하는 결과라 할 수 있다. 위의 결과는 전체 열량의 관점에서는 액상 가솔린 사용시 산화제 공기에 포함된 질소분자의 가열에 필요한 불필요한 열량손실을 줄인 반면에 브라운가스와 가솔린 증기 혼소에 의하여 효과적인 연소를 촉진한 결과로 해석된다.

본 연구는 최근 관광 및 학술적으로 중요성과 가치를 인정받고 있는 천연기념물 제374호 제주 평대리 비자나무 숲을 대상으로 방문객 인식, 숲의 자원과 시설 수준에 대한 기대도, 만족도, 기대일치도를 조사하여 개선방안을 마련하고자 하였다. 첫째, 비자나무 숲 방문객은 남성(39.8%)보다 여성(60.2%), 30대 이상의 중장년층(85%), 대졸이상의 고학력자(58.7%), 주부(21.8%)와 회사원(28.2%), 수도권지역 거주민(47.9%), 자동차(74.8%)를 타고 오는 방문객이 많은 비중을 차지하였으며, 가족과 함께 자연경관 감상(46.6%), 가족과 여가(21.4%), 휴식을 위해(19.9%), 처음 방문하는 경우(69.4%)가 많았다. 둘째, 비자나무 숲의 천연기념물 지정사실(67.0%), 관련 전설 및 유래(68.9%), 비자나무 열매 효능 등을 모르는 경우(52.0%)가 많았으나, 방문 후 천연기념물로서의 가치를 인식하고 있었으며 비자나무 숲 방문으로 정신적, 신체적 피로가 회복되었다(99%)고 응답하였다. 셋째, 전체적으로 비자나무 숲에 대해 높은 만족을 보이고 있었다. 경관적요소, 식물적요소, 편의시설, 유지관리는 기대보다 만족도가 높은 요소였으며 대체적으로 기대감이 낮은 것을 확인 할 수 있었다. 넷째, 경관적요소와 식물적요소에 대한 기대일치도(각3.88)가 가장 높게 나타났으며, 이 두 요소는 기대도와 만족도가 모두 높았다. 또 편의시설의 기대일치도(3.36)는 낮게 나타났다. 다섯째, 식물적 요소에 대한 기대일치가 높을수록(상관계수 0.196) 전체만족도가 높아지는 것으로 평가되었다. 따라서 천연기념물로서의 가치를 잃지 않도록 지속적으로 비자나무의 생육상태를 체크하고 원시림의 상태로 비자나무 숲을 보존하는 것이 가장 중요하겠다.

일본은 ‘네오 재패니스크(Neo Japanesque)’ 전략을 활용한 상품 및 공간 100선을 2006년 발표했다. ‘일본다움’을 강조하는 전략으로 패션 · 디자인 · 자동차 · 테마파크 · 문화상품 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 제품이나 공간을 통한 일본문화의 우수성을 홍보하기 위한 정책이다. 상품에서 문화적 이미지를 표면적으로 입히는 시대에서 벗어나, 일상 제품을 통한 고유문화나 민족의 우수성을 홍보하기 위한 전략이다. 전근대적인 문화상품에 대한 인식과 유통구조, 낙후한 디자인, 마케팅 전략의 부재에서 벗어나 문화상품을 통한 우리 고유문화의 재발견을 통해, 가치를 높여 갈 문화상품 산업정책이 필요하다. 특히 지방정부가 전문 디자이너와 경영자, 지역의 학자 등 ‘문화연대’를 통해 지역의 가치와 도시의 브랜드를 높일 수 있도록 지원과 다양한 기회를 만들어 가야 한다. 상품이나 공간에 스토리텔링과 독특한 문화의 거리를 조성하고 상설 전시·판매와 프리마켓 운영과 지역 축제와 함께 연계 하는 모델이 있어야 한다. 제품이나 공간 등 생활 속에서 문화의 우수성을 느낄 수 있도록 문화상품 디자인과 축제나 박람회를 통한 다양한 문화 체험 및 홍보 효과가 극대화 할 수 있어야 한다. 우리 고유의 문화를 자연스럽게 체험 할 수 있는 ‘문화상품다움’를 통해 자긍심과 홍보를 극대화 할 수 있는 모델이 있어야 한다.