• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.89-96
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• 2023

산업부산물인 페로실리콘을 사용한 시멘트 콘크리트의 내구성능을 평가하기 위하여 페로실리콘의 치환율을 3단계로 변화시켜 제조한 시멘트 경화체의 염화물침투저항성, 알칼리실리카 반응성에 대하여 평가하였다. 페로실리콘을 사용한 시멘트 콘크리트의 내구성능은 화학조성이 유사한 실리카흄과 비교하여 평가하였으며, 에너지 분산형 X선 분광법, 공극측정 및 X선 회절분석 등 기기분석을 통하여 페로실리콘 콘크리트의 미세 구조적 특성을 고찰하였다. 그 결과, 페로실리콘을 10 % 치환한 경우 OPC콘크리트보다 높은 강도발현 특성을 보인 반면 치환율이 20 %, 30 % 증가할수록 압축강도는 낮게 발현되었다. 그러나 염화물 침투저항성에 대한 결과는 치환율이 증가할수록 우수한 결과를 나타내었으며, 실리카흄을 사용한 경우에 비하여 페로실리콘을 사용한 콘크리트의 내구성은 약간 떨어지지만 OPC에 비해서는 우수한 결과를 나타내었다. 이는 페로실리콘의 실리카(SiO₂) 함량이 높아 더 많은 C-S-H 겔을 생성하여 더 밀실한 공극 구조를 만들었기 때문이라 생각된다. 길이변화시험을 통한 규산염 바인더에 대한 알칼리실리카반응의 위험성은 대부분 0.2 % 미만으로 나타났으며, 페로실리콘 및 실리카흄을 사용한 모르타르 모두 치환율이 증가할수록 알칼리실리카 반응에 대한 저항성은 우수한 것으로 나타났다. 따라서 고가의 실리카흄을 사용하는 대신 산업 폐기물을 재사용하면 제조 중 환경 부하를 줄이고 비용을 절약할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권11호
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• pp.77-85
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• 2007

본 연구에서는 준설토 및 Bottom ash를 동시에 재활용하기 위하여 개발된 복합지반재료의 역학적 특성을 고찰하였다. 본 실험에서 제작된 복합지반재료는 부산 신항 건설현장에서 채취한 준설토, 시멘트, 기포 및 삼천포 화력발전소에 서 발생한 Bottom ash로 구성되어졌다. 다양한 배합비로 제작된 복합지반재료의 역학적 특성을 고찰하고, 특히 Bottom ash 혼합에 의한 역학적 거동 특성을 조사하기 위하여 다양한 실내실험이 수행되어졌다. 복합지반재료에 대한 실험결과 응력-변형 관계와 일축압축강도는 배합조건에 크게 의존하는 것으로 나타났고, 특히 Bottom ash 혼합시 압축강도 및 응력-변형 곡선의 기울기가 증가하는 Bottom ash 보강효과를 확인하였다. 복합지반재료의 압축강도는 양생기간이 증가할수록 증가하며, 28일 강도는 7일 강도의 약 $1.7{\sim}1.8$배 증가하는 것으로 나타났다. 복합지반재료의 단위중량은 기포함량에 크게 의존하였다. 복합지반재료의 변형계수($E_{50}$)은 Bottom ash의 혼합으로 인해 강도가 증가함에 따라 증가되었다.

• 유기물자원화
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• 제18권1호
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• pp.98-103
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• 2010

기후변화에 따른 집중호우와 장마로 댐 내에 가장 많이 유입되는 초목류와 2012년부터 해양투기가 전면 금지되는 하수슬러지의 자원재활용 방안으로 퇴비화 연구를 수행하였다. 처리구는 댐부유물 톱밥, 참나무수피, 하수슬러지, 계분을 30 : 20 : 40 : 10 (S-1)과, 댐부유물 톱밥, 참나무수피, 하수슬러지, 계분을 30 : 30 : 30 : 10(S-2)로 설정하여 퇴비화 과정 중 이화학적 특성 등을 분석하였다. S-1과 S-2 처리구 모두 퇴적더미 내부온도가 $65^{\circ}C$ 이상에서 10일 정도 유지되어 대부분의 병원균이 사멸되었고, 최종 90일째 pH는 S-1 처리구가 7.78로 S-2 처리구보다 약간 더 높았다. C/N율은 S-1 처리구가 15.3, S-2 처리구는 16.9 였다. 최종 제품의 품질은 부산물비료 퇴비공정규격에 적합하였다. 부숙도 평가에서 발아지수는 S-1이 91, S-2가 84로 S-1이 더 높은 부숙도를 보였다. 따라서 우수한 품질과 안전성, 그리고 댐부유물 톱밥과 하수슬러지의 이용량이 가장 많은 배합비율인 S-1(댐부유물 톱밥 : 참나무수피 : 하수슬러지 : 계분 = 30 : 20 : 40 : 10)으로 제품을 생산하는 것이 바람직하다.

• 자원리싸이클링
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• 제33권4호
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• pp.3-14
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• 2024

시멘트 제조공정 중 예열 및 소성 공정은 시멘트 반제품인 클링커를 생산하는 주요 공정으로, 고온의 열에너지를 발생시키기 위해 많은 양의 화석연료를 사용한다. 하지만, 최근 환경오염 문제의 심각성으로 인해 시멘트 산업에서 화석연료로부터 기인하는 탄소 배출량을 저감하고자 하는 시도가 지속되고 있다. 대표적인 해결 방안으로 화석연료 대신 폐기물 유래 연료(RDF, Refuse-Derived Fuel)와 같은 대체연료의 사용량을 증대시키기 위한 선행 연구 사례들이 많다. 대체연료는 탄소뿐만 아니라 질소산화물 발생량 또한 저감시킬 수 있고 폐기물을 매립하는 대신 예열실 및 소성로에서 연소시켜 처리할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 다양한 성분으로 구성된 대체연료의 특성상 열량을 추정할 수 없다는 문제점이 있으며, 이로 인해 대체연료 사용량을 증대시키고 안정적으로 예열실을 제어하는 데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 심층 신경망을 기반으로 예열실 온도를 예측하는 모델을 개발하여 미래의 예열실 온도에 대한 비교적 정확한 예측 값을 제공하고, 설명가능 인공지능을 활용하여 최적의 연료 투입량을 제시하는 솔루션을 제안하였다. 제안된 솔루션은 실제 예열 공정 현장에 적용되어 화석연료 사용량 5% 감소, 대체연료 대체율 5%p 증가, 예열실 온도 변동 35% 감소하는 성과를 달성할 수 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제32권4호
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• pp.348-354
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• 2013

가축사체 액상부산물을 이용하여 액비의 최적조건(미생물, pH, 미생물 주입량)을 조사하였고, 이들 최적 조건하에서 112일간 부숙하여 액비의 품질을 평가하였다. 가축사체 액상부산물 액비 부숙시 최적 LP 미생물의 주입량은 0.5 mL/100 mL이었으며, pH는 7 조건에서 각각 50점으로 완숙판정을 받았다. 최적조건하에서 112일 동안 부숙시킨 액비의 부숙도는 부숙 후 28일에 50점을 받아 완숙판정을 받았으며, 부숙기간이 길어짐에 따라 부숙 56일에는 온도가 $60^{\circ}C$를 넘어 최고점인 55점을 받았고, 이후 온도가 조금씩 낮아져 부숙 후 112일에는 실온조건에 이르렀다. 완숙된 가축사체 액상부산물 액비의 품질을 평가해본 결과, 최적조건하에서 부숙시킨 액비의 경우에는 T-N, $P_2O_5$ 및 $K_2O$의 함량이 28일에 가장 높았으며, 시간이 경과함에 따라 약간 감소하는 경향이었다. 또한, 유해성분(As, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb 및 Zn)의 함량은 28일, 56일 및 112일 부숙시킨 액비에서 모두 비료공정규격 기준치에 적합하였다. 이상의 결과를 미루어 볼 때 가축사체 액상부산물을 농업적 재활용을 위한 액비화 조건은 pH 7조건에서 LP 미생물을 0.5 mL/100 mL 주입한 경우이다. 하지만 본 연구에서 비교된 가축분뇨 발효액은 공시재료(가축사체)가 상이하여 향후 가축사체를 이용한 액비의 부숙도 기준이 개선되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제34권4호
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• pp.296-306
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• 2014

본 연구는 농식품 부산물을 TMR 원료로 이용하여 사료비 절감 효과와 축산물 품질향상에 도움이 될 수 있도록 그 이용을 활성화하기 위한 농식품 부산물 발생현황조사 및 분석, TMR 이용 현황 및 문제점 조사, 사료이용 시 문제점 및 법률과 제도적 대안을 제시코자 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 폐기물관리법에서 관리되고 있는 유기성폐기물은 폐식용유 10,488톤, 동식물성잔재물 832,493톤, 동물사체 5,740톤, 동물성잔재물 1,171,892톤, 식물성잔재물 2,172,415톤, 왕겨와 미강 12,905톤 등 총 4,205,931톤이었으며 TMR 원료로 이용할 수 있는 식물성 잔재물과 왕겨 그리고 미강이 전체의 51.7%를 차지하였으며 발생지 별로는 전국 상위 10개 지자체에서 76~100% 발생되고 있어 이의 체계적 수급관리시스템이 필요하였다. 둘째, TMR 원료로 사용되는 10대 주요 농식품 부산물은 콩비지, 미강, 깻묵, 맥주박, 주정박, 맥강, 장유박, 감귤박, 버섯부산물 및 기타 식품부산물(빵, 국수, 과자 등)이었다. 셋째, 농가가 농식품 부산물을 이용하는데 가장 큰 애로사항은 농식품 부산물이 폐기물관리법에 의해 폐기물로 관리되고 있어 이를 사용하기 위해서는 재활용신고나 재활용시설설치 등 법률적 의무가 있어 사료이용 활성화를 위해 폐기물 지위 종료제와 같은 제도 개선과 전국적으로 10여 개의 공적 유통센터 설립이 필요한 것으로 사료되었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권6호
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• pp.517-525
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• 2017

레드머드(Red mud)는 보오크사이트 원광석으로부터 수산화알루미늄($Al(OH)_3$) 및 산화알루미늄($Al_2O_3$)을 제조하는 공정에서 발생되는 산업부산물로 Bayer Process를 통하여 함수율 50%의 슬러지 상태로 국내에서 연간 약 30만톤이 발생되고 있다. 본 논문에서는 함수율 50%의 레드머드 슬러지를 가열 공정없이 건설산업 현장에 사용할 수 있도록 적정 혼합수 및 첨가제를 사용하여 액상화하고 점도, 입도, 침전지수와 같은 분산특성을 검토하였다. 본 논문의 범위에 한정하여 액상화 레드머드의 안정적인 분산을 위해서는 초기 점도를 2000cP에서 8000cP을 적용하고 목표 침전지수를 20%이하로 설정하는 것이 타당할 것으로 사료된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제27권
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• pp.68-79
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• 1984

An increased population and rapidly expanding industrial development have led to enormous amounts of various domestic and industrial wastes. The proper disposal of ever-increasing wastes is a growing global problem. Land treatment is one of the rational approaches that are environmentally safe and economically practical. It has long been practised in many sites. Recycling of industrial wastes on agricultural land can provide better possible means for maintaining environmental quality and utilizing waste-resources. Even though industrial wastes are beneficial as soil amendment and fertilizer, they have some limitation on land application because of wide variability as well as physicochemical problem in their composition. A direct application of solid and liquid wastes on land is being practised in Korea and some experimental results are presented. The direct application of fermentation waste on rice resulted in a 6 percent yield increase. Another organic residue from glutamic acid fermentation is widely used not only as a direct application as a liquid fertilizer but also for a raw material of organic compound fertilizer. These wastes are much promising as sources of plant nutrients, since they have large amounts of nutrients, especially nitrogen with few toxic metals. On the other hand, fertilizers developed from inorganic industrial wastes include calcium silicate, calcium sulfate and ammonium sulfate. The calcium silicate fertilizer simply produced from slag, by-product of iron and steel manufacturing plant is one of the most successful example of the conversion of wastes to fertilizer and slag production capacity totals to over three million MT/year. About 200,000 MT of calcium silicate fertilizer is currently applied in the paddy rice every year. Calcium sulfate, a waste from the wet phosphoric acid process is to some extent used as a filler of compound fertilizers but quite large quantites are directly applied for the reclamation of tidal flat.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.227-234
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• 2002

With the increasing environmental consideration and stricter regulations, gasification of waste is considered to be more attractive technology than conventional incineration for energy recovery as well as material recycling. The experiment for combustible waste mixed with plastic and cellulosic materials was performed in the fixed bed gasifier to investigate the gasification behavior with the operating conditions. Waste pelletized with a diameter of 2~3cm and 5cm of length was gasified at the temperature range of 1100~145$0^{\circ}C$. It was shown that the composition of H$_2$ was in the range of 30~40% and CO 15~30% depending upon oxygen/waste ratio. Casification of waste due to thermoplastic property from mixed plastic melting and thermal cracking shows a prominent difference from that of coal or coke. It was desirable to maintain the top temperature up to foot to ensure the mass transfer and uniform reaction through the packed bed. As the bed height was increased, the formation of H$_2$ and CO was increased whilst $CO_2$ decreased by the char-$CO_2$ reaction and plastic cracking. From the experimental results, the cold gas efficiency was around 61% and heating values of product gases were in the range of 2800~3200㎉/Nm3.

• 공업화학
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• 제28권4호
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• pp.485-489
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• 2017

Polyethylene terephthalate (PET)는 화학적 안정성과 높은 기계적 강도를 가지고 있어 식품, 의류 등 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 이로 인해 PET는 주요 폐플라스틱 폐기물 중 하나이다. 본 연구에서 PET를 재활용하기 위해 ethylene glycol (EG)와 glycolysis의 반응을 이용하여 단량체 회수에 관한 연구를 수행하였다. 마이크로 튜빙 반응기를 사용하여 EG/PET비율 1~4, 반응시간 15~90 min, 반응온도 $250{\sim}325^{\circ}C$에서 망간, 구리 촉매 조건하에서 연구를 진행하였다. 10 wt% $Cu/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매에서 반응온도, 시간과 EG/PET의 비가 각각 $300^{\circ}C$, 30 min와 1 : 2였을 때 가장 높은 89.46%의 bis (2-hydroxyethyl) terephthalate monomer (BHET) 수율을 나타내었다.