• 대한환경공학회지
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• 제38권11호
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• pp.589-595
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• 2016

본 연구는 전과정평가 기법으로 석유화학업체에서 발생하는 폐수처리슬러지의 매립처리에 대한 잠재적인 환경영향을 평가하고 매립가스 활용에 의한 환경영향의 저감을 평가하였다. 본 연구의 기능단위는 '폐수처리슬러지 1 ton의 매립'이며, 시스템경계는 폐수처리슬러지가 매립장으로 투입 처리되는 과정을 포함하며 외부에너지 생산 및 이용까지 확장하였다. 환경영향은 매립공정 및 침출수처리공정에서 높게 나타났으며, 지구온난화 및 광화학적산화물생성은 매립공정에서, 자원고갈, 산성화, 부영양화, 오존층파괴는 침출수처리공정에서 높게 나타났다. 영향범주별 주요원인물질은 Crude oil(자원고갈), $NO_X$(산성화, 부영양화), $CH_4$(지구온난화, 광화학적산화물생성), $Cl_2$(오존층파괴) 이었다. 자원고갈, 산성화, 부영양화는 침출수처리과정 중 사용되는 전기의 생산에 의한 부하가 주원인으로 나타났으며, 지구온난화, 광화학적산화물생성은 포집되지 않는 매립가스에 포함된 메탄이 주원인이었다. 이에 매립가스에 의한 전기 생산, 공정개선 등으로 전기사용량을 저감하거나 메탄가스 회수율 향상, Flaring system, 매립가스의 연료대체 등으로 메탄배출량을 저감하는 것이 환경영향을 저감하는 방안이 될 수 있다. 한편, 영향범주별 환경영향은 지구온난화-자원고갈-광화학적산화물생성 순으로 나타나 지구온난화가 약 90% 이상의 절대적 환경영향을 미치는 것으로 나타났다. 이에 환경영향을 줄이는데 메탄의 배출량을 저감하는 것이 전기사용량을 저감하는 것보다 우선순위가 높은 것으로 나타났다. 매립가스의 연료대체에 의한 회피효과를 검토한 결과, B-C유 또는 LNG를 대체할 경우 각각 32.7%, 12.0%의 환경영향을 저감할 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권8호
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• pp.915-921
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• 2007

본 연구는 매립가스내 siloxanes 측정의 기초 연구로서 국내 매립지를 대상으로 하여 용매흡수법으로서의 최적 용매를 선정하고자 수행하였으며, n-hexane, acetone 및 methanol을 흡수용매로 하여 각 용매의 siloxanes 검출 특성을 비교 분석하였다. 연구결과 표준물질의 GC분석에서 사용된 3가지 흡수용매 중 methanol이 용매와 silane 피크의 겹침현상이 발생하지 않아 분리능이 가장 우수하게 나타났다. 검출되는 siloxanes 농도는 흡수용매에 따라 최대 2.6배의 농도차를 보였으며, 포집유속과 포집 임핀저 단수에 대한 의존성에 대해서도 높은 것으로 나타났다. Methanol은 siloxanes 총 농도가 가장 높을 뿐만 아니라 휘발성이 적어 임핀저 단별 흡수에서도 가장 이상적인 형태를 보여주었으며, 가장 낮은 상대표준편차를 나타내 실험대상 매립지에 가장 적합한 것으로 나타났다. 그러나 용매의 적합성은 매립지의 쓰레기 성상, 매립이력에 따라 다를 수 있다고 판단된다.

• 에너지공학
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• 제20권1호
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• pp.13-20
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• 2011

마이크로 가스터빈의 높은 연료 다양성은 광범위한 범위의 적용처에 적용할 수 있도록 설계되었다. 최근에는 가스터빈 발전시스템의 연료로서, 유기성폐기물의 소화가스와 쓰레기 매립지로부터 발생되는 바이오 가스에 대한 수요가 증가하고 있다. 우리는 매립지 가스를 이용하여 마이크로 가스터빈 열병합 발전시스템의 성능특성 및 운전 특성에 대한 영향을 연구하고 있다. 메탄과 이산화탄소를 동시에 회수하는 공정을 개발하여 현장 실증 플랜트 규모로 시험을 수행하였으며, 유리온실에 농작물의 이산화탄소 고농도 집적을 목적으로 철-킬레이트 화합물을 기본으로 하는 액상촉매를 이용하여 매립지 가스내에 있는 불순물을 저렴한 비용으로 제거하고자 한다. Fe-EDTA(철-킬레이트)를 이용한 내부순환 다판식 기포탑 반응기에 의하여 농축정제와 이산화탄소 제거가 매립지 가스의 최적화 연료화를 추진하였다. 매립지가스의 유량은 0.207 $m^3$/min이고 5.5 kg/$cm^2$의 압력으로 공급되며 메탄농도 70%, 이산화탄소 27%로 공급되도록 농축반응기를 설계하였고 황화수소 99% 제거를 목표로 한다. 유리온실은 마이크로 가스터빈 배가스와 온수를 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도에서 1500 ppm의 농도범위로 공급되도록 설계되었다.

• 에너지공학
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• 제25권3호
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• pp.104-113
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• 2016

본 연구에서는 신기후체제 대비를 위한 온실가스 감축 수단으로써 신재생에너지원인 매립가스의 에너지이용 확대를 위해 현장 매립폐기물을 적용하여 음폐수 주입에 따른 메탄가스 생산량 증대 및 이에 따른 온실가스 감축효과를 분석하고자 하였다. 메탄가스 생산량 증대를 위해 주입하는 음폐수는 $35^{\circ}C$, pH 6으로 전처리한 후 사용하였고, 전처리 반응조는 타공성 담체가 고정된 상향류식 고정층 반응기를 이용하였다. 실제 매립폐기물을 이용한 pilot-scale 바이오리액터 운전결과 음폐수 주입시 강우를 활용한 대조군에 비해 6배의 매립가스 증가율을 보였으며, 평균 매립가스 발생량은 $56{\ell}/day/m^3$으로 $1m^3$ 매립지용적에서 연간 약 $20m^3$의 메탄가스가 생산 가능함을 확인하였다. 이를 에너지원으로 활용할 경우 25만 $m^3$ 이상의 중규모 매립지에 적용시 사업성이 확보될 뿐만 아니라 기 등록되어 있는 매립가스 활용 CDM 사업 및 방법론을 기준으로 폐기물 처리용량 25만 $m^3$ 규모의 매립지를 대상으로 온실가스 감축량을 산출한 결과 연간 약 4~5만 톤의 온실가스 감축효과가 있음을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.219.2-219.2
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• 2010

가스하이드레이트(gas hydrate)는 고압과 저온 조건에서 물분자간의 수소결합으로 형성되는 3차원 격자구조에 동공(cavity)이라는 빈 공간이 생기고 이 동공에 가스가 물리적으로 포획되어 생성되는 것으로, 수소결합을 하는 물의 격자(Host) 내에 메탄등의 저분자가스(Guest)가 포획된 결정체이다. 가스 하이드레이트는 미량의 물을 첨가, 가압하면 부피비로 약 200배의 가스를 고상의 형태로 저장할 수 있으며, 열역학적으로 안정된 결정체이기 때문에 하이드레이트로 존재하기 위한 최소한의 온도, 압력조건이 충족되면 고상으로 항구적인 존재가 가능할 수 있어 가스의 수송 및 저장에 높은 경제성을 가지는 방법이다. 현재 운영중인 전국의 242개소 매립지 중에서 발전 및 연료로 활용가능한 조건을 같춘 자원화 대상 매립지는 약 14곳에 불과한 형편이고 이들 중 대부분 시설은 자원화 시설을 운영하고 있으나. 중소규모 매립지에서 발생하는 LFG에 대하여 효율적인 이용 및 처리 방안이 없어 태워 없어지거나 방치하는 등 매립가스를 활용하는 기술은 미흡한 실정이다. 이러한 LFG는 많은 환경적인 문제를 야기하지만, 50vol% 이상의 고농도 메탄이 함유되어 있어 이를 대체에너지원으로 이용할 경우 환경적인 문제를 해결함과 동시에 신재생에너지원으로 활용 가능하다. 본 연구에서는 중소규모 매립지에서 발생하는 LFG를 활용하기 위하여 하이드레이트 형성/해리 Pilot plant의 제작을 통하여 $CH_4$와 $CO_2$(단일, 복합가스의 실험)의 하이드레이트화 연구를 진행 중이다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1996년도 사용종료 매립지의 안정화 에 관한 국제 세미나
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• pp.87-95
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• 1996

The stabilization and reclamation of old disposal sites is becoming more important as significant numbers of disposal sites are closed and abandoned. This technical paper covers an overview of the key issues and methodologies for stabilizing and constructing facilities on old landfills. The slide portion of this presentation also include photographs showing actual construction activities. The key issues that are prevalent in remediating and closing old landfills are : correcting the stormwater flow, leachate breakout, constructing cover caps, controlling landfill gas migration and odors, cleanup groundwater and stabilizing side slopes. Some key techniques for constructing facilities on old landfills include： use of piling, installation of active landfill gas systems, providing LFG barriers under buildings, using utilidors and flexible utility interfaces and designing for site settlement. This Paper provides proven conceptual methods for solving these problems.

• 한국자원공학회지
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• 제55권6호
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• pp.649-659
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• 2018

본 연구는 매립장 매립가스 발전소를 대상으로 발전소 운영 데이터들을 수집 후, 딥러닝(Deep Learning) 기법을 적용하여 향후 메탄가스 농도를 예측하였다. 2017년 1월부터 11월까지 88일치에 대해서 23개 포집공에서 메탄가스 농도, 이산화탄소 농도, 황화수소 농도, 산소 농도, 밸브 개방정도, 기온, 습도 데이터를 수집하였다. 수집 데이터로 딥러닝 모델을 학습한 후 실제 데이터와 비교하였다. 추정 결과 23개 포집공 모두에서 매우 정확한 추정결과를 보였다.

• 유기물자원화
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• 제8권4호
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• pp.121-128
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• 2000

본 연구에서는 매립 폐기물 분해와 사전안정화를 위한 최적 산소 전달 방식을 평가하기 위하여 대상 매립지와 모형매립조 실험을 수행하였다. 매립년한이 오래된 매립지의 경우 낮은 유기물 함량으로 인해 저압/저유량의 연속 공기 주입방식이 효과적인 것으로 나타났다. 또한, 공기 주입 및 매립가스 추출은 유기물의 생분해 보다 매립지 내부의 공기 치환에 의한 SVE (Soil Vapor Extraction)효과가 보다 큰 것으로 나타났다. 따라서, 매립지의 공기주입 방식은 매립지의 조기안정화뿐만 아니라 매립지 굴착, 선별 및 이송시 발생될 수 있는 가스 문제를 사전에 저감할 수 있을 것으로 판단된다.

• 신재생에너지
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• 제6권2호
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• pp.27-32
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• 2010

Low Calorific Gas Turbine (LCGT) has been developed as a next generation power system using landfill gas (LFG) and biogas made from various organic wastes, food Waste, waste water and Livestock biogas. Low calorific fuel purification by pretreatment system and carbon dioxide fixation by green house system are very important design target for the optimum applications of LCGT. Main troubles of Low Calorific Gas Turbine system was derived from the impurities such as hydro sulfide, siloxane, water contained in biogas. Even if the quality of the bio fuel is not better than natural gas, LCGT may take low quality gas fuel and environmental friendly power system. The mechanical characterisitics of LCGT system is a high energy efficiency (>70%), wide range of output power (30 kW - 30 MW class) and very clean emission from power system (low NOx). A green house has been designed for four different carbon dioxide concentration from ambient air to 2000 ppm by utilizing the exhaust gas and hot water from LCGT system. LCGT is expected to contribute achieving the target of Renewable Portfolio Standards (RPS).

• 신재생에너지
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• 제7권3호
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• pp.67-73
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• 2011

MGT fuelled by landfill gas was tested to asses feasibility of its exhaust gas application for $CO_2$ enrichment. The exhaust gas was analyzed during start-up and normal operation with different MGT load conditions. Due to the changes of air/fuel ratio and combustion mode, $O_2$, $CO_2$, CO and NOx concentration were varied within wide ranges during the MGT start-up. Especially, NOx emissioin level was increased up to 20.01 ppmv. Different tendencies of $O_2$, $CO_2$, CO and NOx concentrations were observed with MGT output changes. $O_2$ and CO concentrations were shown to be decreased and NOx and $CO_2$ concentrations were shown to have opposite trends. NOx emission level (0.8~1.88 ppmv) was very low compared to other types of combustion based power generation equipment. Unburned hydrocarbon emission level was substantially decreased with MGT load increase. Especially, $C_2H_4$ concentration was below the detection limit(0.2 ppmv) around the nominal load condition. The exhaust gas from landfill gas fuelled MGT system was shown to be feasible for $CO_2$ fertilization. Concentrations of major components were within or below the maximum allowable ranges.