• 청정기술
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• 제6권1호
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• pp.61-69
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• 2000

본 연구에서는 시멘트 산업에서 이용 가능한 무기질 산업폐기물의 발생현황 및 물성을 조사하여 시멘트원료, mineralizer/flux, 시멘트 혼합재, 특수시멘트 제조원료 등 용도별 재활용 방안을 결정하고 적용실험을 하였다. 산업폐기물의 시멘트 원료로의 이용에 있어, 철질원료 대체용으로는 Cu-slag, Zn-slag, 전기로 슬래그 및 전로 슬래그 등이, 규석질 원료의 대체용으로 폐주물사가 사용되었다. 제당회사에서 발생되는 $CaF_2$가 주성분인 폐소석회와 아연제련 공정에서 부산되는 폐기물인 jarosite를 mineralizer/flux로 사용하여 클린커의 소성온도를 약 $100{\sim}150^{\circ}C$ 낮출 수 있었다. 혼합재료의 이용에 있어, Cu-slag와 STS sludge를 혼합 첨가한 경우 시멘트 혼합재로서의 충분한 물성을 얻을 수 있었고, fly ash 및 석회석도 시멘트의 혼합재로 적당량 첨가함으로서 시멘트의 성능을 향상시킬 수 있었다. 특수 시멘트의 원료로의 이용에 있어서는, 알루미늄 폐슬러지를 원료로 속경성 클린커를 제조하고 이를 이용하여 2시간내에 $300kg/cm^2$강도를 발현하는 초속경 시멘트를 제조하였고, 두 종류의 도시쓰레기 소각회를 원료로 이용하여 $C_3S(3CaO{\cdot}SiO_2)$와 $C_{11}A_7{\cdot}CaCl_2(11CaO{\cdot}7Al_2O_3{\cdot}CaCl_2)$가 주요 광물인 시멘트를 제조할 수 있었다.

• 한국환경보건학회지
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• 제28권5호
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• pp.42-52
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• 2002

배수관망에서의 박테리아 재 증식은 큰 현안문제로 대두되고 있으며 이를 억제하기 위한 염소소독 또한 발암성의 부산물인 THMs(trihalomethanes)등을 생성시킬 우려 때문에 미국에서는 오존살균처리 또는 나노여과 (nanofiltration) 법으로 대체해 오고 있다. 그러나 종래의 많은 bench scale 실험결과를 통해 이러한 처리 이후에 잔존하는 미량의 유기물(assimilable organic carbon)이 박테리아 재 증식에 계속하여 영향을 주고 있다는 결과가 AOC(assimilable organic carbon)와 박테리아 재증식의 상관관계를 통하여 밝혀지고 있다. 그러나 현재까지 이러한 연구결과를 full-scale규모의 현장시설에서 직접 검토한 예는 없다. 따라서 본 실험은 미국플로리다주에 위치한 두 지역의 full-scale배수관망 시설을 선정하여 실시하였다. 첫 번째 시설은 오존 살균처리를 그리고 다른 한곳은 나노여과와 석회 연수법 (lime softening)을 병행한 처리법을 사용하고 있다. 박테리아 증식은 R2A 배지를 사용하는 HPC(heterotrophic plate counts)법으로 평가했으며 오존이 공급된 배수관망에서의 HPC 는 각 셈플링 지점의 AOC값을 이용한 지수모델과 높은 상관관계가 있음이 판명되었다($R^2$=0.97). 또한 오존처리는 100%이상의 AOC 농도증가를 나타냈다. 나노여과법과 석회연수법을 병행하고 있는 시설에서도 AOC에 근거한 지수모델과 상관관계를 나타냈다($R^2$=0.75). 그러나 BDOC(biodegradable dissolved organic carbon)는 박테리아 증식에 있어 매우 낮은 상관관계 값을 표시했다($R^2$=0.11). 결과적으로 종래의 많은 bench scale실험결과와 같이 AOC는 배수관망에서의 박테리아 증식과 크게 상관관계를 갖고 있는 것으로 밝혀졌다.

• 한국토양비료학회지
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• 제8권2호
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• pp.89-96
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• 1975

본(本) 실험(實驗)은 양회공업(洋灰工業)의 부산물(副産物)로 다량 생산(生産)되고 있는 양회분진(洋灰粉塵) 이화학적(理化學的) 특성(特性)과 수도(水稻)에 대한 토양개량제(土壤改良劑)로서의 효과(効果)를 검토(檢討)키 위해 실시하였다. 채취사용(採取使用)된 양회분진(洋灰粉塵)은 Suspension Preheater에서 별도로 집진한 By Pass (B. P)와 Cottrell 전기진기(電氣塵機)에서 집녹(集鹿)한 Electric Precipitate (E. P)의 두 종류이었다. 강원도(江原道) 철원군(鐵原郡) 동송면(東松面) 장흥리(長興里), 현무암지대(玄武岩地帶)에서 발달된 중점질(重粘質)의 산성토양(酸性土壤)에서 포장시험(圃場試驗)을 실시하였으며, 반당(反當) 양회분진(洋灰紛塵) 시용량(施用量)은 Ep, Bp 각 100kg, 200kg, 300kg과 대조구(對照區)를 포함(包含)한 7개 처리(處理)이었으며, 이 지방(地方) 장려품종인 농백(農白)을 공시(供試)하였다. 그 결과(結果)는 다음과 같이 요약(要約)할 수 있었다. 1. 양회분진(洋灰粉塵)은 농업용(農業用) 산성토양개량제(酸性土壤改良劑)로서 그 성분조성(成分組成)이 적합(適合)하다. Bp에 있어서 알카리도(度) 55%, 가용성(可溶性) 석회(石灰)와 고토(苦土) 함량(含量)이 각 41.7%와 9.8% 이고 수용성(水溶性) 규산(珪酸)은 4.5% 가리(加里)는 1%였다. Ep에있어서는 알카리도 53.5%, 가용성(可溶性) 석회(石灰)와 고토(苦土) 함량(含量)이 각 41.7%와 8.3% 이고 수용성(水溶性) 규산(珪酸) 함량(含量)은 1% 였다. 2. 분말도(粉末度)가 대단히 높아 토양중(土壤中)에서의 분응속도(反應速度)가 빠르고 석회물질(石灰物質)로서의 상대적(相對的) 효과(効果)가 높다. Ep는 270mesh를 전량(全量) 통과(通過)하고 Bp는 150mesh 이상이 95% 통과하고 270mesh를 통과하는 것은 68%였다. 3. 수도(水稻)의 대한 증수효과(增收効果)가 있었다. 석회소요량(石灰所要量)에 따른 양회분진(洋灰粉塵) 시용(施用)으로 (100kg/10a) Bp, Ep 각기 21%와 15%의 증수효과(增收効果)를 보았다. 증수원인(增收原因)은 주당수수(株當穗數), 수당입수(穗當粒數)와 천입중(千粒重)의 증가에 의한 것이었다. 4. 적당량(適當量)의 양회분(洋灰粉塵) 시용(施用)은 수도(水稻)의 수확량(收穫量)과 양분흡수량(養分吸收量)을 높였으나 과량(過量)의 시용(施用)은 오히려 이롭지 못했다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권3호
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• pp.304-314
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• 2010

본 연구는 산성광산배수 (AMD)의 처리 과정에서 생성되는 부산물 ochre의 이화학성, 광물학적 특성 및 환경 분야 활용 가능성을 확인하기 위해 수행하였다. 이를 위하여 적극적 처리법인 물리 화학적 정화 처리시설에서 생성된 ochre-H와 수동적 처리법인 자연 정화 처리시설에서 생성된 ochre-D, ochre-S의 특성을 비교 분석하였다. Ochre-H는 광물 내 침철석 (goethite) 함량 및 철 성분 함량이 다른 시료에 비해 상대적으로 낮게 나타났지만, 소석회 내 칼슘 이온의 인 흡착 능력과 상대적으로 높은 흡착 표면적 등이 장점으로 작용할 수 있다. 또한 환경 생태계의 중금속 오염 가능성이 희박하고 물리 화학적 정화 처리시설에서 균일한 특성의 ochre를 대량 생산할 수 있으므로 실용적이며, 경제성이 높을 것으로 판단된다. Ochre-H의 인 흡착 특성은 Freundlich 흡착등온식모델에 적합하였다. 또한 ochre의 흡착 특성이 단분자층 흡착이 아닌 여러 분자층으로 흡착되어 매우 높은 흡착량을 가지기 때문에 인 출현곡선 (BTC)은 1이 아닌 0.3~0.4 상대농도 범위에서 평형에 도달하였다. 실제로 물 중 인 제거 능력을 평가한 실험에서 인 농도 외에 다른 오염원이 존재할 것으로 예상되는 수질 시료의 경우를 제외한 나머지 시료에서는 수질 및 수생태계 생활환경기준상의 인 농도 I 등급 기준치 이하로 검출되어 정화능력이 우수함을 확인하였다. 또한 정화 처리 과정 중 ochre내의 철 성분이 수질 내로 용출되는 양은 많지 않은 것으로 나타났다. 실험을 통하여 확인한 ochre의 높은 인 제거능력을 이용하여 부영양화 현상에 대한 정화제로 환경 분야에 적용하기 위해서는 오염원이 유입되는 하천 등의 위치를 정확히 파악한 후, 현장에 필터 형태의 pilot을 제작하여 설치하는 것이 중요하며, 또한 슬러지의 일종인 ochre 내 철 등으로 인한 수질오염의 발생 여부를 확인하여 유해하지 않음이 검증되어야 한다.

• 한국환경농학회지
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• 제20권4호
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• pp.258-261
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• 2001

제지부산물인 종이소각재의 산도교정 효과와 적정 혼합비율을 구명하기 위하여 산도가 다른 두 육묘상토를 사용하여 개량제 혼합비율별로 발아율, 생육상황 및 시험전후 토양의 이화학적인 특성을 살펴본 결과는 다음과 같다. 1. 종이소각재는 pH가 11.4로 강알카리성이었으며, 중금속 함량은 부산물 비료의 규제농도 보다는 낮았다. 2. 처리별 발아 및 묘의 생육은 배합토에서는 종이소각재를 0, 5% (v/v)혼합시 발아율이 높았고, 후기생육은 10% (v/v) 혼합이 가장 좋았다. 피트머스의 경우는 소각재 5% (v/v) 혼합율이 높았고, 생육은 10, 15% (v/v) 혼합시 가장 양호하였다. 3. 개량제 혼합 비율별 육묘상토의 이화학적 변화정도는 배합토와 피트머스 모두 종이소각재 처리가 소석회보다는 산도교정 정도는 낮았으나 산도교정 효과는 인정되었으며, 혼합비율이 높을수록 유기물 함량은 적었고, 치환성 양이온의 함량은 많았다. 4. 육묘상토의 중금속함량은 피터머스와 종이소각재를 혼합한 경우 그 함량이 증가하였으며 특히 크롬 (Cr)의 경우 토양오염 우려기준치 보다 높았다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.369-374
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• 2004

$C_4A_3S$ 합성은 천연원료인 석회석과 산업폐기물 및 부산물인 수산화알루미늄, 이수석고를 일정혼합비로 균일하게 혼합하여 20, 400, 600, $1200^{\circ}C$에서 1시간 소성 후 급냉하여 $C_4A_3S$ 클링커를 합성하였다. 합성한 클링커를 보통 포틀랜드 시멘트에 10 wt%치환하여 수중 양생하에서 수화반응 및 물성특성을 조사하였다. $1200^{\circ}C$에서 $C_4A_3S$ 클링커가 합성됨을 X-Ray diffraction pattern으로 관찰할 수 있었다 $1200^{\circ}C$에서 소성된 시료는 급결성을 띠었으며, 압축강도는 보통 포틀랜드 시멘트보다 20~30% 정도 높게 나타났다. 주요 수화생성물은 ettringite, 수산화 칼슘이며, ettringite의 팽창으로 인하여 모르타르의 건조수축이 보통 포틀랜드 시멘트보다는 낮게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.195-201
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• 2011

이 연구에서는 나선 철근으로 횡 구속된 전기로 산화 슬래그 골재를 사용한 콘크리트의 구조적 성능을 평가한다. 전기로 산화 슬래그는 철강 산업의 부산물로서, 그동안 유리석회와 유리마그네슘의 팽창성질 때문에 저부가가치적인 용도로만 이용되어 왔지만 최근 제강 기술의 발달에 힘입어 안정화된 전기로 산화 슬래그 골재의 생산이 가능하여 졌다. 구조용 콘크리트에 대한 전기로 산화 슬래그 골재의 적용성을 검증하기 위하여, 직경이 150 mm이고 높이가 300 mm인 실린더형 실험체를 총 27개 제작하고 횡 구속 실험을 수행하였다. 실험 변수는 골재의 종류와 나선 철근의 항복 강도로 하였다. 실험 결과, 전기로 산화 슬래그 골재를 사용한 실험체의 구조적 성능이 천연골재를 사용한 횡 구속된 콘크리트와 비교하여 동등 이상인 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.23-33
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• 2002

산업부산물인 제지회의 연약지반 표층고화처리 등을 목적으로 하는 지반개량재로써의 활용가능성을 모색하였다. 100% 제지회와 강도증진 등을 위한 2차 첨가재로써 시멘트 및 소량의 황산염(sulfate)성분을 첨가한 각각의 제지회 혼합토에 대하여 일축압축강도, 전자주사현미경관찰, pH분석 등을 수행하였다. 모든 경우에 있어서 양생이 진행됨에 따라서, 혼합비의 증가에 따라서, 혼합토의 강도는 증가하나 혼합초기에 거의 대부분의 강도가 발현되며 강도증가 효율면에서는 흙과의 혼합비가 9% 내외에서 최대 효율을 나타낸다. 제지회만을 사용하는 경우에 비하여 제지회에 함유된 시멘트량이 10~30%까지는 약 2배의 강도가 증가하며 시멘트 함유량이 40%일 경우에는 5~8배 정도 강도가 증가한다. 포졸란 반응 및 수화물의 생성에 유리한 환경을 나타내는 조건은 시멘트 함유량이 20%이상의 제지회를 7%이상 흙과 혼합했을 경우이다. 제지회만을 사용하는 경우에는 수화반응 또는 포졸란 반응이 활발하지 못하며, 흙과의 혼합비가 10% 이상에서 활발하게 유산석회수화물이 생성된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권6호
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• pp.334-339
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• 2005

인산 제조공정에서 생산되는 부산물인 인산석고는 시설재배지 토양 pH의 조정과 칼슘을 포함한 여러가지 필수 무기영양원소를 공급하는 면에서 토양 개량제나 양분급원의 일종으로 그 효과를 발휘할 수 있을 것이다. 인산석고를 참외에 시용한 결과, 초기 생육 상황을 기준으로 판단해 볼 때 고토석회 처리구와 비교하여 우선 가시적으로 매우 현저한 생육 촉진 효과를 보였으며, 두 차례의 생육 조사 결과에서도 이러한 효과가 입증되었다. 토양 산성화, 염류장해, 유해금속 문제 등 인산석고가 유발할 수 있는 것으로 우려한 문제는 참외 재배 하우스 토양에서 나타나지 않았으며 작물생육에 관련된 부작용 또한 발생하지 않았다. 현재까지 나타난 참외에 대한 인산석고의 효과는 Ca의 원활한 공급 외 다른 원인은 아직 구명하기 어려우나, 적절한 시용 수준에서의 인산석고의 농업적 재활용은 충분히 부작용 없이 가능한 것으로 판단되었으며, Ca 공급 측면과 시설재배지 토양에서 pH를 과도하게 증가시키는 석회를 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.267-273
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• 2012

이 연구에서는 전기로 산화슬래그 골재를 사용한 철근콘크리트 기둥의 휨 성능을 평가하고자 한다. 전기로 산화슬래그는 철 스크랩을 제련하는 과정에서 얻어지는 부산물이다. 전기로 산화슬래그는 천연 광물과 유사한 석회(CaO)와 실리카($SiO_2$)가 주성분이기 때문에 콘크리트용 골재로 이용 가능하다. 이 연구에서는 골재종류를 실험변수로 총 3체의 직사각형 기둥 실험체를 제작하고 휨 실험을 수행하였다. 모든 실험체는 실험구간에서 $250{\times}250$ (mm)의 단면과 1,500 mm의 높이를 가지며, 반복 역대칭 모멘트와 일정한 축력을 받도록 계획하였다. 실험 결과 전기로 산화슬래그 골재를 사용한 실험체가 천연골재를 사용한 실험체보다 동등 이상의 휨 성능을 가짐을 알 수 있었다.