• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.179-188
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• 2019

석탄화력 발전시 석탄은 석탄회로 발생하게 되는데 비회(fly ash)가 80%, 저회(bottom ash)가 20% 비율로 발생된다. 그러나 이들 대부분은 재활용되지 못하고 매립장에 전량 폐기되고 있고, 비회 및 저희를 매립하는 매립장이 포화될 경우 새로운 대체 매립장을 건설하지 못하는 한 석탄화력발전소의 운영을 중지해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 비회를 재활용하여 자원화하기 위해 습식 부유선별기술(부선과정)을 이용하여 비회 내 유용성분{미연탄소(unburned carbon, UC), 뮬라이트(ceramic microsphere, CM), 실리카(cleaned ash, CA)}을 회수하였으며, 회수된 유용성분들의 특성분석으로 산업 소재로 재활용 가능성을 조사하였다. 비회로부터 회수된 유용성분의 회수율은 UC 92.10%, CM 75.75%, CA 69.71%로 부선과정을 통하여 UC가 다른 성분보다 회수율이 16 ~ 22% 더 우수한 것으로 나타났다. UC의 연소가능성분(combustible component, CC)은 52.54wt%, 발열량도 $4,232kcal\;kg^{-1}$로 높아서 석탄 기준 C의 함량 100%일 경우 $8,100kcal\;kg^{-1}$로 감안할 때 산업용 연료로 사용이 가능할 것으로 사료된다. CM과 CA의 분리는 pH의 영향으로 UC 보다는 화학적 분리가 효과적이었으며, 회수된 CA의 $SiO_2$ 함량은 78.66wt%, CM의 $SiO_2$ 함량은 53.55wt%로 나타나 산업용 소재로 재활용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.5-13
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• 2021

인구증가와 산업발달로 산업폐기물의 발생량은 매년 증가하고 있으며, 미분된 석탄을 사용하는 화력발전소에서는 석탄의 연소 후에 많은 양의 석탄회가 발생된다. 이 중 비산재(fly ash)는 시멘트 제조 원료 및 콘크리트 혼화재 등으로 재활용되고 있으나, 약 20%는 활용되지 못하고 매립되고 있다. 이러한 많은 양의 석탄회가 지속적으로 매립됨으로 인해 매립지의 포화문제와 토양 및 수질오염 등의 환경오염 문제로 석탄회의 올바른 처리와 재활용 방안의 모색이 필요하다. 최근 지하구조물 공사와 고성토부의 교대 뒷채움 공사 등 장소가 협소하여 다짐작업이 어려운 공사가 증가하고 있으며 특히, 복토 및 뒤채움 작업은 굴착과정 중 자연지반의 교란을 수반하기 때문에 복토에 따른 철저한 다짐관리가 구조물과 지반의 안정에 필수적이다. 그러나 배후지반이 협소하거나 적절한 다짐장비의 부족, 과다짐으로 인한 구조물의 손상 등의 문제로 인하여 다짐관리가 어려운 실정이다. 따라서, 최근에는 다짐작업이 필요하지 않으면서도 적정한 강도를 발휘할 수 있는 유동성 성토재료의 사용이 증가하고 있다. 유동성 성토재료는 주재료인 토사에 물과 시멘트 등의 고화재를 혼합하여 조성된 안정처리토로서 경화되기 전에는 높은 유동성을 지니고 있어 다짐작업이 필요하지 않으며, 경화 후에는 일반 토사에 비해 높은 강도와 지중매설물에 작용하는 토압 감소효과를 얻을 수 있기 때문에 다짐이 곤란한 장소에서의 되메우기나 충전 등에 활용되고 있다. 본 연구에서는 고함수비의 점성토와 산업폐기물인 석탄회를 활용한 유동화 처리토의 사용 가능성을 평가하기 위하여 재료의 유동 특성, 강도, 지지력 특성을 분석하고 지중매설물에 적용 시 토압감소 효과를 규명하고자 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권4호
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• pp.300-307
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• 2009

차수막이 설치되어 있지 않은 매립장에서 하부 지반으로 누출된 침출수의 이동을 고려하였다. 일련의 Monte-Carlo 시뮬레이션의 결과를 검토하여 지반의 수리지질학적, 화학적 불균질성이 침출수 이동에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서는 (1) 수리전도도(K)와 분배계수($K_d$)가 균질, (2) 수리전도도만 불균질, (3) 수리전도도와 분배계수가 모두 불균질 경우 등 3단계의 공간 변동성이 있는 가상 매립지 시스템을 시뮬레이션하였다. 포화 유동 모델과 오염물 이동 모델을 이용하여 지구통계학적 입력 인자들로부터 생성된 역상관관계의 랜덤 수리전도도-분배계수 장 내 침출수 이동을 평가하였다. 100회의 Monte-Carlo 시뮬레이션으로부터 얻은 결과에 대하여 평균, 표준편차, 변이계수와 같은 점기반 통계치들을 계산하였다. 통계치 결과에 따르면 매립 지반의 수리전도도와 분배계수의 불균질성은 침출수 농도를 제어하는 주요한 인자로서 수리전도도와 분배계수의 복합 불균질성을 반영함에 따라 오염물 이동의 변동성이 증가하였다. 또한 오염원과 감시정간의 거리가 커질수록 각 실현 간 침출수 농도의 변동성이 증가하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권5호
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• pp.1-8
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• 2006

본 연구에서는 매립장에서 하부 지반으로 누출된 침출수의 이동에 흡착 불균질성이 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 차수막이 설치되어 있지 않은 매립장을 대상으로 일련의 Monte-Carlo 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 검토하였다. 균질한 지층에서 강불균질 지층에 이르는 다양한 불균질도를 가진 랜덤 분배계수 장에 대하여 포화 유동 모델과 오염물 이동 모델을 연결시켜 침출수의 이동을 계산하였다. 100회에 걸쳐 수행된 Monte-Carlo 시뮬레이션의 결과치로부터 얻은 평균, 표준편차, 변이계수와 같은 점기반 통계치들을 이용하여 화학적 불균질도의 영향을 평가하였다. 통계치 결과에 따르면 매립지반의 분배계수 분포가 지반 내 침출수 농도를 결정하는데 매우 중요한 인자로 나타났다. 균질 흡착의 경우와 비교할 때 불균질 분배계수 장에서는 실현 간 침출수 농도 분포의 변동성이 나타났다. 분배계수 장의 분산 및 오염원과 감시정 간의 이동 시간이 커질수록 농도의 변동성이 증가하였다. 이러한 결과는 화학적 변동성이 큰 지반 내에서의 침출수 이동을 예측할 때 단일 분배계수 값을 사용하면 상당한 오차를 유발할 수 있음을 나타낸다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.55-61
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• 2023

본 연구에서는 매립 석탄저회를 활용한 긴급복구용 CLSM 채움재의 실용화 기술개발의 일환으로서 매립 석탄저회의 입도분포 및 미립분 함량 등의 물성을 파악한 결과 저회와 비회, 일반 흙이 섞여 있는 상태로 밀도 2.03, 잔입자 통과율 7.8 %인 입도분포 불량한 모래(SP)군인 것으로 나타났다. 유동화제 및 감수제와 같은 화학 혼화제를 사용하지 않고 단위수량으로 유동성을 확보하는 CLSM 재료는 Bleeding에 의한 재료분리 위험성이 크며 본 실험결과 석탄저회 사용량이 많고 배합수 추가가 많은 실험체의 경우 Bleeding ratio이 기준을 만족하지 않는 것으로 나타났다. 압축강도 시험결과 4시간 0.5 MPa 이상 강도발현은 반수석고를 단위결합재량 200 이상으로 사용한 시험체의 경우 만족하는 것으로 나타났으며 나머지 석고는 강도발현이 저조한 결과를 나타냈다. 매립 석탄저회를 CLSM 재료로 사용이 가능한 것으로 판단되나 발전사별 회처리장에 매립되어 있는 석탄저회의 물리, 화학적 특성을 파악하여 적용하는 것이 필요하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.81-91
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• 2010

기존의 최종복토시스템에 대한 문제를 해결하기 위한 단층형 복토시스템의 복토재로서 석탄회(저회)의 활용성을 검토하기 위해서 현장대형토조시험을 수행하였다. 산업부산물의 관련 활용규정에 준하여 석탄회를 일반토사와 혼합하여 현장에서 설치한 대형토조에 채워 넣어 관측기간동안(2007년 7월~2008년 2월) 단층형 복토시스템의 복토재로 서 그 활용성를 일반토사만을 채운 처리구 그리고 일반토사에 건설폐기물을 혼합한 처리구와 함께 비교하였다. 그 결과 일반토사에 석탄회를 적용시킨 처리구가 매립지의 복토재로서 우선시 되는 수분저류능력과 식물의 생육면에서 가장 좋은 결과가 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권9호
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• pp.1035-1043
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• 2007

본 연구는 침출수 재순환 공법과 산소요구량과 탄소요구량의 절감이 가능한 단축질소제거공법(shortcut biological nitrogen removal: SBNR)을 병합하여 침출수중의 암모니아와 유기물을 효과적으로 제거하는 방안에 대해 부피 약 200 $m^3$의 pilot 규모 매립지를 만들어 연구하였다. 매립지에서 발생한 침출수는 연속회분식반응기(sequencing batch reactor: SBR)형태의 on-site reactor에서 암모니아성 질소를 아질산으로 부분질산화 시킨 후 매립지로 재유입 시켜 지중탈질(in-situ denitrification)을 유도하였다. 침출수는 매립면적에 따른 년평균 강우량을 기준으로 약 221 L/cycle을 주당 3회 재순환 하였다. 그 결과 반응시간은 약 6시간으로 운전하였을 때 $NO_2^{-}-N/NO_x-N$의 비는 약 0.8에 이르러 효과적인 아질산 축적을 이룰 수 있었으며 온도저하로 인해 질산화의 저해가 일어나기 이전의 질산화 효율은 약 80%에 달하여 단축질소제거공정을 위한 아질산 축적이 가능함을 보여주었다. 이와 같이 SBR을 통해 질산화하여 재순환한 침출수의 $NO_x$-N는 모형 매립지 내에서 모두 제거할 수 있었으며, 침출수에 비교적 높은 농도의 황산염이 존재하여 황산염환원 및 황을 이용한 독립영양탈질반응이 매우 중요한 반응기전이 되는 것으로 나타났다. 따라서 침출수 재순환 공법과 단축질소제거공법을 병합한 조기안정화 기술은 매립지의 조기안정화와 침출수의 질소제거에 효과적인 공법으로 사용할 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제9권6호
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• pp.121-129
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• 2009

중소규모 건축물의 시공 현장은 기초의 크기가 작고 터파기 깊이가 얕은 경우가 많다. 이런 경우 일반 거푸집을 이용하여 2회에 걸쳐 타설하는 기존의 재래식 공법보다 매립형 보조거푸집을 이용하여 기초 및 지중보와 바닥슬래브를 동시에 타설하는 공법을 사용하면 지하층 골조공기의 단축과 그에 따른 원가절감을 기대 할 수 있다. 기존의 매립형 보조거푸집은 거푸집의 종류에 따라서 자재와 인건비에 따른 원가, 품질상의 문제들이 있기 때문에 사용에 제약이 있다. 따라서 본 연구에서는 개선방안으로써 발포폴리스티렌을 매립형 보조거푸집으로 이용한 기초 및 지중보와 바닥슬래브 콘크리트 동시 타설공법을 제안하고, 기존의 공법들과 비교하며, 공법별 평가를 통하여 효용성을 검증하고자 한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.59-77
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• 2015

본 연구에서는 매립재료에 대한 새로운 요구를 만족하기 위해 석탄회(bottom ash)와 해안준설토를 혼합한 혼합토를 준설매립지반에 적용하기 위한 연구를 계획하였다. 화력발전소에서 발생되는 석탄회는 크게 비회와 저회로 구분된다. 비회의 경우 입자가 작아 재활용 시 투수계수가 작기 때문에 환경적인 부분에서 문제가 제기되지 않아 연구가 많이 진행되었으나 저회의 경우 입도가 크고 투수계수가 커 재활용 시 환경적인 문제가 제기되어 그동안은 활용이 제한되었다. 하지만 최근에 발표된 연구결과에 따르면 bottom ash를 활용한 지반개량구간에서 추출한 침출수의 수질분석 실험을 실시한 연구결과 중금속 오염수치가 기준치 이내로 나타나 환경적인 문제는 크게 없는 것으로 나타나 향후 bottom ash의 활용이 크게 늘어날 것으로 평가된다. 이러한 bottom ash는 모래의 입도를 가지고 있으며, 그동안은 대부분이 폐기되기 때문에 재료 수급 시 운반비만 고려하면 되며, 대부분의 화력발전소가 해안에 위치하고 있어 배를 이용하여 운반하면 운반비를 줄일 수 있어 경제적인 측면에서도 준설매립에 가장 적당한 재료로 판단된다. 또한 새만금사업 등 해안준설 매립에 대한 수요가 크기 때문에 준설토보다 시공기간과 공사비 절감의 효과를 극대화할 수 있는 혼합토의 연구가 필요한 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 최근 해안매립지반의 새로운 개발 요구에 따라 bottom ash와 카올리나이트를 혼합한 혼합토에 대한 실내 자중압밀실험을 실시, 혼합토의 시료처리과정과 혼합방법에 따른 자중압밀특성에 대해 연구하였으며, 이 연구결과는 향후 대규모 해안 준설매립지반의 적용시 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 1996년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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• pp.55-59
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• 1996

전회의 극치확률모형에 의한 해면분석(최, 1982)은 자료연장이 증가됨에 따라 재분석(update)이 이루어졌다. 검조자료의 연장이 35년 정도로 확장된 시점에서 특히 주요검조소의 인근에서 방조제, 하구둑(군산, 목포), 검조소 이전(인천), 대규모 매립(여수)이 수행되어 조석체계가 변화되는 양상이 있어 년극치 역시 동질성의 확보에 문제가 있어 년조석분석과 동시에 이러한 조석변화를 확인하였다. 더불어 년극치(annual extreme) 역시 그룹핑시켜 이를 분석하였다. (중략)