• 청정기술
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• 제19권3호
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• pp.201-211
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• 2013

바이오차는 바이오매스를 이용하여 산소가 없는 환경에서 열분해할 때 만들어지는 탄소함량이 높은 고체 물질이다. 바이오차의 탄소격리, 재생 에너지, 폐기물 관리, 농업 생산성 개선, 환경복원 관점에서의 중요한 기능으로 인해 최근에 크게 주목을 받고 있다. 바이오차는 토양에서 수천 년간 안정적으로 보존될 수 있기 때문에, 결국에는 분해될 수 밖에 없어 탄소중립이라 불리는 바이오매스 에너지와는 달리 탄소 네가티브의 특징을 가지고 있다. 게다가 바이오차를 토양에 적용하면 바이오차의 높은 pH와 물 및 영양분의 우수한 보유능으로 인해 농업 생산성이 크게 개선될 수 있다. 본 논문은 바이오차의 탄소격리 원리와 물리화학적 특징, 농업 및 환경에의 적용과 관련된 최근의 연구 동향을 총설하여 기술하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.112.2-112.2
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• 2011

미곡종합처리장에서 발생되는 농업부산물인 왕겨는 대부분 퇴비의 재료로 활용되고 있으며, 수익성이 없는 것으로 알려져 있다. 근래에 화석자원의 고갈이 진행되면서, 왕겨, 볏짚을 포함한 농업부산물은 화석연료와 달리 재생이 가능하고 지속 가능한 자원으로 각광을 받고 있다. 바이오매스를 이용하는 신재생에너지 기술로는 생물학적, 열화학적, 물리적 변환 기술 등이 있다. 그중 열화학적 변환 기술은 반응시간이 짧고, 단위부피당 처리량이 높으며 공정상의 폐기물이 적은 장점을 지니고 있어 왕겨의 에너지 활용에 효율적인 기술로 알려져 있다. 왕겨의 열분해 가스화는 CO, $H_2$, $CO_2$, 및 $CH_4$ 가스가 주성분인 합성가스로 전환되는 것을 말하며, 생산된 합성가스는 가스엔진의 발전 연료로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 농업부산물인 왕겨를 이용한 열분해 가스화기에서 발생된 합성가스를 정제한 후, 20kW급 가스엔진을 적용하여 합성가스 에너지 활용특성에 관하여 고찰하였다. 그 결과 왕겨의 열분해/가스화반응에 의해 발생된 합성가스를 가스엔진으로 안정적으로 공급하였으며,16kw의 전력이 생산되는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.503-503
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• 2010

국제협약에 따라 2012년부터 유기성폐기물의 해양배출이 금지됨에 따라 환경문제를 유발하는 축산분뇨, 음식물쓰레기, 농축산 폐기물 등의 처리가 곤란한 실정이다. 그러나 최근 저탄소 녹색성장으로 정부가 폐자원 에너지화에 관심을 기울이면서 위의 폐기물을 바이오가스로 전환하는 바이오가스 플랜트(Biogas Plant, BGP)의 이용이 보다 활성화 될 전망이다[1]. 이 바이오가스 처리방법에서 유기물은 메탄가스로 배출되고[2], 나머지 영양성분들(질소, 인산, 칼륨 등)은 모두 소화액에 남아있으므로[3] 이들은 친환경농업에서 필요한 액비로도 활용이 가능하며, 혐기소화 처리방법은 일반적인 가축분뇨 처리과정에서 발생되는 악취문제도 해결할 수 있는 장점 또한 가지고 있다. BGP는 유기성 폐기물에서 혐기성소화를 통해 바이오가스를 만드는 장점이 있는 반면, 가스를 만들고 남은 소화액은 액비로 활용이 가능하지만, 액비로 활용이 불가능할 경우 악성 폐수로 그 처리가 매우 까다로운 단점이 있다. 일반적인 생물학적인 폐수처리방법으로는 처리가 곤란하며, 환경기준을 맞추도록 처리하는데 많은 비용이 소요된다. 이러한 폐액처리를 위해 공정의 단순화와 높은 처리 효율[4]을 가지면서, 액비 또는 정화처리공정이 가능한 방법으로서 분리막공정이 바람직하나, BGP 발생폐액의 성상이 고농도의 오염물질을 함유하고 있어 적용이 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 이를 보안할 수 있는 와류발생형 막모듈을 이용하여 Biogas Plant의 발생폐수에 대하여 분리막을 이용한 효과적인 처리공정을 개발하고 그에 따른 최적의 조건을 찾는 연구를 하고자 한다. 와류발생형 막모듈을 막과 막 사이에 와류를 발생시킴으로써 막에 전단력을 가하여 막의 가장 큰 단점인 막오염을 줄이는 방법으로 기존의 막모듈과 큰 차이가 있을 것으로 예상된다. 본 연구에서는 기존의 분리막 모듈[5]과 와류발생형 막모듈의 차이를 실험을 통해 확인하며, 막에 가해지는 압력, 막을 통과하는 유량 등의 차이를 두어 최적조건을 탐색하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 지질환경재해 및 복원기술
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• pp.213-234
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• 2002

우리 나라는 70년대까지 광업은 부흥하였으나, 그 이후 급속히 위축되면서 80년대 이후 거의 대부분 광산들이 폐광 또는 휴광된 실정이다. 그 결과 현재 전국 각지에 다수의 폐갱도가 존재하게 되었으며, 이제는 지반침하 및 각종 침출수의 원인자로 간주될 정도이다. 최근 지자체에서는 이런 폐갱도를 지역 자원으로서 가치를 인정하고 지역 활성화를 위해 재 이용하려는 움직임이 보이고 있는데, 구체적으로는 관광시설, 연구시설, 농업생산시설, 저장시설, 폐기물처리시설 등이다. 일본은 폐광된 금속광산 재활용을 위해 입지여건과 주변지역, 입갱 가능성 등 기초조사를 하였다. 조사결과 폐갱도의 문제점으로 입갱이 가능한 광산이 적다는 점을 들 수 있다. 대부분의 광산은 갱구가 함몰되었거나, 갱내에 지하수가 차 있어 접근이 불가능한 경우가 대부분이다. 비교적 양호한 암반 경우는 서브 레벨 스토핑, 잔주, 주방식 등의 채굴법에 의해 대규모 공동이 잔존하고 있는 경우도 있지만 그리 많지 않았다. 폐광된 광산 재활용 여건은 우리 나라와 일본이 대동소이 경우로 현실적으로 활용이 가능한 폐광은 많지 않으며 활용코자 할 때에는 기존갱도를 활용하면서 암반이 견고한 곳에 새로운 갱도를 설치하여야 한다. 그러나 몇몇 곳에서는 매우 유용하게 잘 활용되고 있는 곳도 있고, 연구 검토하면 충분한 활용성이 있다고 생각되는 곳도 있다. 그러므로 현재의 상황을 보고 판단할 것이 아니라, 활용기술과 접목해서 활용성을 검토함으로써 불용 자산의 유용화 방안이 검토되어야 할 것이다. 현재 가행중인 광산은 입지여건 및 암반이 양호하고, 대형갱도를 굴착하는 석회석광산 등을 선택하여 폐광 후 활용이 가능토록 채광기술 발전시켜 나가야 하며, 인간 중심적인 시설 또는 산물 중심적인 시설로 구분하여 폐광 후 복구비용을 우선 지원하는 방식 등을 통하여 시추, 탐광굴진, 현대화, 수갱굴착, 자금융자 등을 지원하는 우리 공사와 산업자원부가 지자체, 산림청, 건교부, 농림부 등과 연계하여 종합적인 지원육성책을 마련하여야 할 것이다. 결과적으로, 지방자치단체 등에서 관심을 갖고 있는 저장시설, 폐기물처리시설, 관광시설, 농업생산시설, 연구시설 등을 중심으로 ＆apos;광산 채굴적을 미래에 어떻게 활용한 것인가＆apos;를 선진외국 사례를 벤치마킹하고, 연구ㆍ검토하여 친환경적인 광산개발이 되도록 기본적인 방향과 개념을 갖도록 하여 관련 정책을 계획적이고, 체계적으로 수립 일관성 있게 추진해 나가야 할 것이다.

• 한국환경농학회지
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• 제42권2호
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• pp.159-167
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• 2023

Food waste (FW) emissions in South Korea amounted to 4.77 million tons in 2021, and continue to increase. Various technologies have been developed to treat FW, with recent research focusing on biochar production through pyrolysis to reduce FW. However, the agricultural application of food waste-biochar (FWBC) is limited by the salt accumulated during pyrolysis. This study investigated salt removal from and the kinetic characteristics of FWBC, and subsequently evaluated its agricultural applications. FW was pyrolyzed at 350℃ for 4 h, and subsequently washed for 0.1, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 5, 15, and 30 min to remove salt. FWBC had a salt concentration of 5.75%, which was effectively removed through washing. The salt concentration decreased rapidly at the beginning (1 min) and then slowly decreased, unlike in FW, in which the salt decreased continuously and slowly. The salt removal speed constant (K) was 1.5586 (Stage 1, FWBC) > 0.0445 (Stage 2, FWBC) > 0.0026 (FW). In a lettuce cultivation experiment, higher biomass was achieved using washed FWBC than when using unwashed FWBC and FW, and soil properties were improved. Overall, these findings suggest that although FW reduction using pyrolysis causes a salt accumulation problem, the salt can be effectively removed through washing. The use of washed FWBC can enhance plant growth and soil properties.

• 유기물자원화
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• 제21권2호
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• pp.51-55
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• 2013

본 연구에서는 축산폐기물과 농업부산물을 이용한 펠릿연료의 성분 분석과 연소 특성에 대한 연구를 수행하였다. 축산폐기물을 이용한 고형 연료 특성 분석 결과 삼성분, 원소분석 및 발열량 등에 있어 고형연료화 기준에 적합한 것으로 나타났다. 또한 회분의 경우 다량의 K, P, Na 등이 함유되어있어 토양개량제로 사용이 가능할 것으로 기대된다. 그러나 축분만을 이용할 경우 낮은 발열량으로 인하여 연료로서의 적합하지 않을 것으로 판단된다. 이를 위해 농가의 수분조절용으로 사용되는 왕겨 및 톱밥과 같은 고발열물질의 혼합 성형하여 발열량과 초기점화성을 높일 경우 충분히 연료로써의 활용가치가 높을 것으로 기대된다.

• 유기물자원화
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• 제29권3호
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• pp.17-25
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• 2021

본 연구는 음식물류폐기물건조분말(FWP) 및 유기질비료(MOF)와의 혼합물의 처리별 청경채의 생장특성을 비교하기 위해 수행되었다. FWP 처리 후 청경채의 생장 조사 결과, FWP 처리구(2,500 kg/ha, 5,000 kg/ha, 10,000 kg/ha)는 무처리구나 대조구보다 생장이 감소하였다. FWP와 MOF 혼합물(FWP10, FWP20, FWP30) 처리 후 청경채의 생장은 대조구(MOF)와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 혼합물 중 염분 함량과 청경채의 생장 지수는 부의 상관성(P<0.05)을 보였다. FWP와 MOF 혼합물 중에서 FWP10의 처리량(FWP10: 2,500 kg/ha, 2FWP10: 5,000 kg/ha, 3FWP10: 7,500 kg/ha, 4FWP10: 10,000 kg/ha)별 청경채의 생장은 FWP10, 2FWP10, 3FWP10 처리구는 화학비료 처리구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았고, 4FWP10 처리구는 화학비료 처리구보다 감소하였다. FWP10 시비수준(1~3배)에 따른 염분 공급량과 청경채의 생장 비교 시 부의 상관성(P<0.01)을 나타내었다. 상기 결과들을 종합할 때, 음식물류폐기물건조분말은 유기질비료의 원료로 사용이 가능하며, 음식물류폐기물건조분말이 함유된 유기질비료의 시비에 따른 토양중 염분의 농도가 증가한 경우 청경채의 생장을 감소시킨다는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.50-50
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• 2022

한국농어촌공사 산하의 농업용저수지 중 3786개소에 대한 수질조사를 '19년도에 실시한 결과, TOC 기준 4등급 초과 저수지 비율은 약 20%로써, 도심 근교 저수지에서 녹조현상 빈발로 인해 수질, 악취, 미관 등의 환경문제 개선 민원이 다수 발생하고 있다. 현재 녹조 발생 사후관리를 위해 주로 사용되고 있는 대형 조류제거선은 저수심 수변부에서의 적용성에 한계가 있고, Al 기반의 응집제를 사용하여 조류를 수거해서 폐기하고 있는 실정이다. (주)이엔이티는 농어촌연구원, (주)코레드, (주)삼호인넷과 함께 호소나 정체하천의 수변지역에 적용될 수 있는 저에너지형 유해조류 포집시스템 개발과, 수거된 조류부산물을 무독화하여 농업재료로 재활용하는 방안을 연구하고 있다. 저수지나 정체수역의 녹조는 바람, 수면유동 등에 의해 수변에 집적되는 특성이 있어, 인공지능 기술로 녹조현상을 감시하여 조류 밀집구간에 접근할 수 있는 자율이동식 수상이동장치를 개발 중이다. 수상이동장치는 조류포집장치를 탑재하기 위한 부력체, 원격 운전이 가능한 무인항법장치, 수변식생대 및 저수심지역 이동을 고려한 수차방식 추진체, 전체 장치의 전원 공급을 위한 고성능 배터리 등으로 구성하여 상세 도면 설계를 진행하고 있다. 조류포집장치에는 표층에 주로 분포하는 남조류를 선택 흡입하는 포집 부표를 적용하였고, Al계 응집제 사용을 배제한 분리막 실험을 통해 침지형 막분리조 및 가압형 농축조를 설계하였다. 유해조류 포집 및 농축은 수상에서 이동체에 탑재하여 이뤄지고, 육상에서는 자원 회수가 가능하도록 회분식 응집공정으로 구분하였다. 조류 밀집지역에서 수거된 조류의 무독화 및 농업재료 자원화 타당성 평가를 위해 특용 버섯균주를 활용한 시료별 분석항목을 선정하고 실험 매트릭스에 따라 실증실험을 수행하였다. 수거조류를 전처리하여 성분 및 발열량을 분석하고 버섯재배 전후의 마이크로시스틴 독소(LR, RR, LR)를 포함한 성분 분석을 수행하여, 고체연료, 비료 및 사료로 활용방안을 검토하였다. 무인자율이동 조류포집장치는 실증화 규모로 제작하여 기선정된 테스트베드에서 현장적용성 평가를 수행할 예정이다. 본 연구를 통해 개발된 유해조류 포집 시스템은 기존의 녹조제거 방안을 보완하여 정체수역의 생태계 복원 및 친수공간의 환경개선 등에 적용되며, 무독화가 입증된 유해조류의 농업재료 자원화 기술은 고부가 상품 개발 및 환경폐기물 감축에 활용될 것이다.

• 유기물자원화
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• 제18권4호
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• pp.31-37
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• 2010

가축분뇨는 적절하게 처리되기만 하면 가치 있는 자원이 될 수 있다. 년간 42백만톤에 달하는 가축분뇨의 84%가 퇴비와 액비 생산에 이용되고 있으며 최근에는 혐기소화를 통한 바이오가스 생산에 대한 관심이 고조되고 있으나, 혐기소화액의 농업적인 활용은 아직 인증되지 않은 실정이다. 본 연구에서는 가축분뇨와 음식물류폐기물을 혼합하여 소화시킨 통합혐기소화액을 이용하여 벼 재배시 생육과 논토양 환경에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 통합혐기소화액은 돈분과 음식물류 폐기물을 70:30(v/v)으로 혼합하여 HRT(Hydro-logic retention time) 14일의 고온혐기소화공정을 거쳤으며, 안전성을 평가하기 위해 모니터링을 수행하였다. 질소전량 기준으로 통합혐기소화액을 와그너 포트에 시용하고 침출수를 채취하여 양분의 용출과 생육을 조사하였다. 통합혐기소화액을 시용한 처리구에서는 토양중 치환성 칼륨, 구리, 아연 등이 증가하였으며, 통합혐기소화액 처리후 침출수 중의 질산태 질소 농도는 처리 농도가 증가할수록 높았으며 모든 처리구에서 2주 만에 침출되어 빠져나가는 것으로 나타났다. 생육반응에 있어서 분얼수는 처리간에 차이가 없었으며, 초장은 통합혐기소화액을 추천시비량 질소 기준으로 2배 시용한 처리구에서 가장 높았으나, 벼의 생육을 고려하면 오히려 도복의 위험이 높은 것으로 나타났다. 토양중 염류 집적을 고려하여 추천시비량 질소 기준에 맞게 시용하는 것이 바람직하며, 통합혐기소화액이 화학비료 대체제로서의 가치가 있는 것으로 판단되었다. 향후 장기적인 면에서 통합 혐기소화액의 논토양 환경에 미치는 영향에 대한 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.

• 분석과학
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• 제22권6호
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• pp.471-479
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• 2009

본 연구에서는 PCBs 함유 고상폐기물의 효율적 관리를 위해 현행 폐기물 공정시험방법의 용출 시험방법을 고상폐기물 종류별 표면채취법, 부재시험방법, 세정시험방법 등의 함량시험방법과 비교검토하여 PCBs 함유 고상폐기물의 시험방법(안) 및 기준(안)을 마련하였다. 우리나라의 표면채취법에 의한 비함침성 고상폐기물의 규제기준은 미국 및 일본과 같은 수준으로 각 국의 액상폐기물인 절연유 기준과 표면채취법에 의한 처리기준의 수치적 관계를 이용하여 산출하는 것이 타당한 것으로 판단되어진다. 이에 PCBs 함유 고상폐기물 중 규소강판 등 표면채취가 가능한 평면형 비함침성 부재는 표면채취법으로 시료를 채취하여 함량분석법으로 분석하는 경우, 비함침성 고상폐기물의 규제기준(안)을 $0.4 {\mu}g/100cm^2$으로 설정하였다. 또한, 표면채취가 어려운 시료를 일정한 크기로 잘라 부재를 채취한 후 함량분석법으로 분석하는 경우에는 규제기준을 0.04 mg/kg을 제안하였다.