• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.70-78
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• 2023

철강산업 부산물인 고로슬래그는 대부분이 콘크리트 혼화재 등으로 재활용되고 있지만, 제강슬래그는 아직까지 뚜렷한 재활용 용도가 마련되지 않고 있다. 특히 제강슬래그는 배출과정에 있어서 다량의 유리석회(Free CaO)를 함유하고 있어, 유리석회에 의한 팽창 붕괴성을 가지고 있기 때문에 콘크리트용 골재로 재활용하기 위해서는 이에 대한 검토가 필요한 실정이다. 최근에는 고온의 액상 제강슬래그를 고압의 압축공기로 분무하여 슬래그를 매우 작은 크기의 입자로 공기 중에 노출시킴으로써 급냉하는 방식인 아토마이징 공정이 개발되어 적용되고 있다. 따라서 이러한 방법으로 배출되는 전기로 산화슬래그 잔골재를 콘크리트용 골재로 사용하기 위해서는 충분한 물리·화학적 검토가 필요하다. 본 연구에서는 국내 E사에서 철강제조 공정의 부산물로 배출되는 전기로 산화슬래그 잔골재를 대상으로 물리·화학적 검토를 실시하였다. 즉, 아토마이징 공정을 통해 생산되는 전기로 산화슬래그 잔골재가 콘크리트용 골재로서 사용 가능한가에 대하여 실험적으로 검토함으로써 향후 전기로 산화슬래그 잔골재의 활용에 기초적인 자료를 제공하고자 한다. 실험결과, 전기로 산화슬래그 잔골재는 대부분의 항목에서 콘크리트용 잔골재의 품질규준을 만족하고 있는 것으로 나타났다.

• 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.

• 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.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.260-266
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• 2023

최근 세계적으로 이산화탄소(CO₂)의 과도한 배출로 기후변화가 야기되며 CO₂를 제거하고 활용하는 기술이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 철도의 선로에서 발생하는 콘크리트 철도 침목 폐기물을 CO₂ 흡수 소재의 활용 가능성을 평가하고 CO₂ 흡수 반응 전/후의 물리화학적 성질 분석을 통해 CO₂ 제거 메커니즘을 연구하였다. 콘크리트 철도 침목 폐기물은 대부분 Si(26.60 %)로 이루어져 있고 Ca 함유량이 9.82 %로 포틀랜드 시멘트, 일반 콘크리트 폐기물 시료와 비교하였을 때 가장 적음에도 불구하고 함유량의 98 %가 CO₂ 포집 반응에 참여하여 CO₂ 포집 소재로의 우수한 활용 가능성을 입증하였다. TGA와 XRD 분석을 통해 콘크리트 철도 침목 폐기물 기반 CO₂ 포집 소재가 함유하고 있는 Ca가 CO₂ 기체와의 반응을 통해 CaCO₃로 전환되는 탄산화 반응이 CO₂ 제거의 주요 메커니즘임을 확인하였다. 또한 SEM 분석 결과 CO₂ 포집 반응 이후에 0.1 ㎛ 이하 크기의 CaCO₃ 입자가 다량 형성되었으며, 이는 CO₂ 포집 소재 내부에 거대기공을 메조기공으로 변환시켜 포집 소재의 비표면적 증가를 야기하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.188-195
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• 2024

최근 환경문제와 골재난의 해결방안으로 건설폐기물을 재활용한 순환골재의 사용이 주목받고 있다. 순환골재의 재활용을 촉진하기 위해 마련된 여러 다양한 방안에도 불구하고, 순환골재는(특히 순환잔골재) 일반골재에 비하여 품질이 떨어지기 때문에, 구조체용 골재로서의 사용은 제한되고 있어, 순환골재 품질 향상에 관한 연구가 시급하다. 본 연구에서는 순환잔골재 품질 향상을 위해 1시간이라는 짧은 시간 동안 다양한 농도의 아크릴 수지 수용액에 순환잔골재의 침지를 진행하였고, 침지가 종료된 순환잔골재의 흡수율 및 진밀도 측정을 통해 적정 침지농도를 선정한 후, 모르타르 시험체를 제작하고 이의 역학적 성능을 평가하여 순환잔골재 재활용을 촉진시키는 처리방법을 제시하고자 하였다. 실험 결과에 따르면, 아크릴 수지 농도가 높아질수록 순환잔골재의 흡수율과 진밀도는 감소하였으며, 흡수율의 경우 아크릴 수지 농도 6~8 % 수준에서 가장 낮게 나타났으나, 아크릴 수지에 침지시킨 순환잔골재 모르타르의 압축강도는 이보다 낮은 농도인 4 %에서 가장 높게 나타나, 높은 농도의 아크릴 수지 사용이 모르타르 압축강도를 오히려 저하시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국자원식물학회지
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• 제25권5호
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• pp.624-632
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• 2012

본 연구는 주요 구성지방산이 Oleic acid인 유채유, 동백유, 올리브유와 Palmitic acid가 주요 구성 지방산인 팜유를 기준으로 중량비로 혼합하여 지방산 조성 및 물성변화를 관찰 하였다. 지방산 조성의 변화를 전체적으로 살펴보면 50:50(w/w)비율에서는 Oleic acid은 유채유와 대두유의 혼합 시 42.8%로 가장 낮았고 동백유와 유채유의 혼합비율에서 72.1%로 가장 높았다. 75:25(w/w)유채유와 대두유 혼합비율에서 가장 낮았고 동백유와 올리브유의 혼합비에서 가장 높았다. 팜유를 기준으로 식물성 유지를 혼합하였을 시에는 다른 유지와 혼합 후 총 포화지방산은 감소하였다. 혼합 후 지방산 조절을 통한 산화안정성 및 저온에서의 유동성 개선이 기대 된다. 혼합 후 동백유 > 올리브유 > 유채유 순으로 산가 안전화 경향을 보였으며 이는 Oleic acid 함량에 따라 기인한 것으로 보인다. 또한 혼합을 통한 산화안정성을 개선시킬 수 있을 것으로 판단되며, 색도는 비율 및 유지에 따른 유의적인 변화를 보이지는 않았으나 바이오디젤 생산 정제공정에 있어서 혼합비율 조절에 따른 정제비용 절감이 기대 된다. 본 연구를 통하여 유지간 혼합에 의한 특성변화를 확인하고, 혼합유의 원료 다양성 확보 및 품질개선을 위한 정보를 얻어 향후 연구수행의 기초자료로 활용이 가능할 것으로 생각된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.79-87
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• 2004

폐 PET 병을 재활용하여 경량콘크리트용 잔골재로 활용하기 위하여 폐 PET 병 활용 경량골재(WPLA)의 품질 및 WPLA를 사용한 콘크리트(WPLAC)의 유동성, 단위용적 중량, 공기량 및 강도특성에 대하여 검토하였다. WPLA의 품질을 검토한 결과 WPLA를 $50\%$ 이하로 치환하는 것이 바람직하며, WPLA를 $50\%$ 치환한 경우 잔골재의 비중 및 흡수율이 강모래보다 각각 23 및 $75\%$ 정도 크게 감소하였으며, 콘크리트의 제물성에 크게 영향을 미쳤다. nU를 치환한 굳지 않은 콘크리트의 워커빌리티는 WPLA 치환율 및 물-시멘트비가 클수록 향상되었으며, 잔골재의 비중이 2.6에서 1.7로 감소함에 따라 콘크리트의 슬럼프 증가율은 약 $45 {\~} 120\%$로 나타났다. WPLA를 $75\%$치환한 콘크리트의 단위용적중량은 보통 콘크리트 보다 약 $17\%$ 정도 감소하였다. WPLA를 25 및 $50\%$ 치환한 콘크리트의 재령 28일 압축강도는 물-시멘트비 변화(W/E=B5 49 및 $53\%$)에 관계없이 30MPa를 상회하였으며, WPLA $25\%$ 치환 콘크리트의 비강도는 물-시멘트비 $49\%$에서 $15.11{\times}10^3 MPa{\cdot}m^3/kg$로 보통콘크리트보다 크게 나타났다. 재령 조일 압축강도, 인장강도 및 탄성계수와의 비는 일반 경량콘크리트와 비슷한 경향을 보였다. 이상의 결과로 WPLA를 경량 콘크리트용 잔골재로 활용하는 것이 가능하다고 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.23-33
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• 2021

우리나라는 식량부족문제를 해결하고, 농업용수의 공급을 목적으로 많은 저수지의 건설이 이루어졌으나, 현재 75.6%에 달하는 저수지가 준공년도로부터 50년 이상 경과되어 노후화가 심각한 상태이다. 이러한 노후 저수지의 경우, 제체 내부에서의 세굴과 침식으로 인한 안정성이 매우 감소한 상태이며, 최근 이상기후로 인한 집중강우가 발생할 경우 노후 저수지가 붕괴되어 많은 재산 및 인명피해로 이어질 수 있다. 이에 따라 노후 저수지를 관리하는 각 기관에서는 보통 포틀랜드 시멘트를 주입재로 사용하여 그라우팅 공법을 적용하고 있다. 그러나 보통 포틀랜드 시멘트의 경우, 시간이 경과함에 따라 열화가 발생하여 누수가 다시 발생할 수 있고, 환경적으로도 천연자원의 소비 및 온실가스의 발생과 같은 문제가 있어 보통 포틀랜드 시멘트를 대체할 수 있는 새로운 재료 및 공법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 국내 산업기준을 만족하지 못해 재활용에 어려움을 겪고 있는 발전부산물을 활용하여 보통 포틀랜드 시멘트와 유사한 경화반응을 유도할 수 있도록 개발된 고화재를 노후 저수지의 그라우트재로 사용하였다. 이를 위해 실내시험을 통한 기본적인 성능 분석과 현장에서의 시험시공 후, 전기비저항탐사, 표준관입시험, 현장투수시험을 실시하고, 보강효과를 분석하였다. 연구결과, 발전부산물을 재활용한 그라우트재의 경우 압축강도는 2.9~3.2배, 변형계수는 2.3~3.3배 큰 값을 나타내어 강도적으로 우수하여 보통 포틀랜드 시멘트를 대체하여 사용이 가능한 것으로 분석되었다. 또한 현장에서의 표준관입시험 및 투수시험 결과, 제체의 N값은 1~2 상승하고, 투수계수는 8.9~42.5% 수준으로 감소하여 차수 측면에서도 충분한 보강효과를 나타내어 보통 포틀랜드 시멘트의 대체가 가능할 것으로 분석되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.36-43
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• 2024

폐어망은 해양 플라스틱 폐기물의 50% 이상을 차지하며, 해양생태계를 파괴하는 주요 원인으로 지목되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 폐어망은 소각, 매립, 기계적 재활용 등의 방법으로 처리되고 있으나, 부가가치가 낮은 제품으로 재활용되며, 오염 물질을 배출한다는 한계가 존재한다. 하지만 플라스틱 고분자로 구성된 폐어망은 열분해 방법을 통해 처리할 경우, 합성가스 및 열분해유와 같은 유용한 자원으로 재활용할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CO₂ 기반에서 폐어망을 촉매 열분해하여 고순도의 H₂를 생산하는 공정을 제안하였다. 제안된 공정은 다음 3단계로 구성된다. 첫째, 전처리 된 폐어망을 CO₂ 기반 하 Ni/SiO₂ 촉매 열분해 반응을 통해 합성가스 및 열분해유를 생산한다. 둘째, 생성된 열분해유를 연소시켜 열분해 반응의 에너지원으로 재사용한다. 마지막으로, 합성가스를 WGS (Water-Gas-Shift) 및 PSA (Pressure Swing Adsorption)를 통해 고순도의 H₂로 전환한다. 본 연구에서는 제안된 공정의 열분해 결과를 일반적인 열분해 조건인 기존 N₂ 기반 열분해 결과와 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 폐어망 500 kg/h을 열분해 시 N₂ 기반에서는 2.933 kmol/h의 고순도 H₂를, CO₂ 기반에서는 3.605 kmol/h 의 고순도 H₂를 생산 가능했다. CO₂ 기반 폐어망 열분해에서 CO 생산이 향상되어 최종적으로 H₂ 생산량이 증대된 결과가 도출되었다. 또한 폐어망 열분해 시 CO₂ 기반에서는 공정 운전 과정에서 배출되는 CO₂를 포집 후 활용함으로써, N₂ 기반 열분해에 비해 CO₂ 배출량을 89.8% 줄일 수 있었다. 연구 결과를 바탕으로 CO₂ 기반에서의 제안 공정은 폐어망 재활용과 더불어 친환경적인 수소 연료생산이라는 목표를 달성할 수 있을 것으로 기대된다.

• 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.