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여과한 하수와 하수원액의 VFAs 측정과 미생물 호흡률 측정법을 이용한 하수의 유기물 분액 방법에 관한 연구 (A Study of Organic Matter Fraction Method of the Wastewater by using Respirometry and Measurements of VFAs on the Filtered Wastewater and the Non-Filtered Wastewater)

  • 강성욱;조욱상
    • 유기물자원화
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    • 제17권1호
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    • pp.58-72
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    • 2009
  • 본 연구에서는 하수 내에 존재하는 유기물과 미생물량 분액을 위해 미생물 호흡률 측정기(Respirometer)를 구동하여 미생물에 의한 산소 섭취율(OUR : Oxygen Uptake Rate)을 측정하고, CG-FID 혹은 LC를 활용하여 VFAs(Volatile Fatty Acids)를 측정하였다. 유기물은 IAWQ (International Association of Water Quality)의 ASM(Activated Sludge Model)에서 명시된 유기물 분류법에 따라 분액 하였으며, ASM 중에서도 ASM No.2d를 기초하여 분액을 수행하였다. 하지만 슬러지를 첨가하지 않은 하수 원액의 미생물 호흡률 측정과 더불어 기존의 방법과는 다르게 여과한 하수의 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 수행하여 하수에 포함된 유기물량을 추정하였다. 이는 기존의 하수 원액을 이용한 미생물 호흡률 측정 방법에 있어 천천히 생분해되는 용존성 유기물질(S_S)에 의한 산소섭취율과 천천히 생분해되는 입자성 유기물질(X_S)에 의한 산소섭취율이 동일 그래프 안에 형성되어 정확하게 구분되지 못하는 단점과 슬러지 세척으로 인한 실험의 오차를 보완하고자 하였다. 또한 용존성 난분해 COD(S_I)을 측정하는 기준이 명확하지 않는 문제점이 발생하여 미생물 호흡률 측정 과정에서 그래프의 변화를 보고 정확한 용존성 난분해 COD(S_I)의 측정 시간을 선택할 수 있는 방법을 제시하였다. 여과한 하수를 대상으로 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 통하여 추정한 유기물 분액 결과 용존성 난분해 COD인 S_I는 $12.2g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 6.9%, 발효 부산물인 S_A는 $24.76g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 14.1%, 발효 가능한 유기물질인 S_F는 $58.54g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 33.2%, 천천히 생분해되는 입자성 유기물질인 X_S는 $61.1g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 34.7%, 입자성 난분해 COD인 X_I는 $10.2g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 5.8%로 추정되었다. 종속영양 미생물량인 X_H는 $9.3g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 5.3%로 추정되었다.

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축산폐수 처리 및 재활용을 위한 조건성연못의 메탄발효 (Methane Fermentation of Facultative Pond in Pond System for Ecological Treatment and Recycling of Livestock Wastewater)

  • 양홍모
    • 한국환경농학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.171-176
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    • 2000
  • 조건성연못의 메탄발효 환경조건은 용존산소가 없고, 혐기성 및 중성 pH가 유지되어야 하며, 온도변화가 적어야 한다. 분석결과 실험 조건성연못의 바닥은 이러한 조건들을 충족시키고 있어 설계인자가 비교적 적절하다고 본다. 조건성연못의 수심이 2.4m일 경우도 강한 바람이 불면 상충의 용존산소가 바닥으로 이동하여 연못바닥의 메탄발효를 일시적으로 저하시키는 현상이 있을 수 있다. 용존산소의 바닥침투를 완화하기 위해 수심을 깊게 설계할 수 있으나 수심이 깊어지면 연못바닥의 수온이 낮아져 메탄발효의 효율이 저하된다. 실험결과 조건성연못의 수심은 2.4m 정도가 적합하다고 본다. 최근에는 용존산소의 연못바닥 침투를 차단하기 위해 연못바닥에 Pit를 설치하는 방법이 연구되고 있으나 시설비용이 추가되는 단점이 있다. 실험 조건성연못의 슬러지층의 온도가 $16^{\circ}C$ 이상에서 메탄발효가 원활히 일어나고 있다. 기존 조건성연못의 메탄발효 연구에 의하면 연못바닥 슬러지충의 온도가 $19^{\circ}C$에서 슬러지 분해량과 침전량이 같아진다고 보고되고 있다. 실험 조건성연못에서는 $19^{\circ}C$보다 $3^{\circ}C$ 낮은 온도에서도 메탄발효가 원활히 일어나고 있다. 실험 조건성연못의 바닥온도 분석결과 메탄발효가 거의 정지되는 $14^{\circ}C$이하가 되는 기간이 약 7 개월이 되어, 매년 어느 정도의 슬러지는 바닥에 쌓이게 된다. 1997년 1월부터 9월까지 9개월 동안 연못바닥에 형성된 슬러지 깊이가 1.3cm였다. 따라서 연간 약 1.7cm가 쌓일 것으로 예측된다. 실험 조건성연못처럼 연못의 수심을 2.4m로 유지하고, 연못바닥에 슬러지 퇴적을 위해 여분의 0.3m 깊이를 두어 15 - 20년에 한번 슬러지를 제거할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다고 사료된다. 메탄발생이 왕성한 기간에 연못상충에서 포집한 가스의 83%가 메탄으로 구성되어 있어 축산폐수를 처리하면서 메탄가스를 회수하여 연료로 사용하는 것이 가능하다. Parker(1979)의 연구에 의하면 슬러지층이 형성되지 않은 연못이 슬러지층이 형성된 연못의 BOD제거수준에 이르는데는 약 1년이 소요된다.$^{24)}$ 메탄박테리아 활동이 슬러지층의 표면에서 훨씬 높기 때문이다. 본 연구는 조건성연못의 초기 메탄발효를 분석한 것으로 조건성연못이 생태적으로 적용하면 초기단계보다 메탄발효의 효율이 증가할 것으로 예측된다.

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건조 남은음식물 급여가 육성돈과 비육돈의 생산성에 미치는 효과 (Effects of Feeding Dried Leftover Food on Productivity of Growing and Finishing Pigs)

  • 조영무;김광현;고홍범;정일병;이지웅;배인휴;양철주
    • 유기물자원화
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    • 제12권2호
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    • pp.61-71
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    • 2004
  • 육성돈 시험은 평균체중이 약 22 kg 내외인 3원교잡종 ($Yorkshire{\times}Landrace{\times}Duroc$) 75두를 공시하여, 건조 남은음식물 무첨가구 (Control), 25%, 50% 첨가구와 사료내 단백질 함량을 10% 보강한 건조 남은음식물 25% 첨가구 및 단백질 함량을 20% 보강한 건조 남은음식물 50% 첨가구 등 총 5개 처리구로 하여 60일간 사양시험을 실시하였다. 육성돈의 일당증체량은 대조구가 모든 처리구중에서 가장 높았으나 건조 남은음식물 25% 첨가구와는 차이가 없었다 (P>0.05). 사료섭취량은 건조 남은음식물 첨가구가 대조구에 비해 다소 낮았으나 큰 차이는 없었고, 건조 남은음식물 첨가구중에서는 단백질을 20% 보강한 건조 남은음식물 50% 첨가구의 사료섭취량이 유의적으로 높았다 (P<0.05). 사료요구율은 처리간에 유의적인 차이는 없었으나, 건조 남은음식물 25% 첨가구가 다소 개선되는 경향이었다. 비육돈 시험은 평균체중이 약 70 kg 내외인 3원교잡종 ($Yorkshire{\times}Landrace{\times}Duroc$) 75두를 공시하여 49일간 사양시험을 실시하였으며, 처리내용은 육성돈의 시험과 같다. 비육돈의 일당증체량은 대조구에 비해 건조 남은음식물 첨가구가 유의적으로 낮았으나 단백질을 10% 보강한 건조 남은음식물 25% 첨가구는 대조구와 차이가 없었다 (P>0.05). 사료섭취량은 대조구에 비해 건조 남은음식물 첨가구가 유의적으로 감소하였으나 단백질을 보강한 건조 남은음식물 첨가구는 대조구와 차이가 없었다 (P>0.05). 사료요구율은 단백질 함량을 10% 보강한 건조 남은음식물25% 첨가구가 가장 낮았으나 대조구와는 차이가 없었고, 50%첨가구는 유의적으로 높았다 (P<0.05). 도체중은 건조 남은음식물의 첨가수준이 증가할수록 낮아지는 경향이었으며, 도체율, 등지방두께 및 도체등급은 처리간에 차이가 없었다. 비육돈의 1 kg 증체당 사료비는 단백질 함량을 10% 보강한 건조 남은음식물 25% 첨가구가 가장 적게 소요되었다.

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주방폐기물의 혐기성분해에 대한 나트륨이온의 영향: 저해 특성평가, 저해모델 (Effect of Sodium ion on the Anaerobic Degradation of Food Waste : Quantitative Evaluation, Inhibition Model)

  • 신항식;송영채;백병천
    • 유기물자원화
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    • 제2권2호
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    • pp.3-17
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    • 1994
  • 주방폐기물의 혐기성분해 반응에 대한 나트륨이온의 저해특성을 정량적으로 평가하기 위한 연구가 $0{\sim}20g\;Na^+/L$의 나트륨이온 농도에서 600mL 반응조를 이용한 저해효과실험을 통하여 수행되었다. $2g\;Na^+/L$ 이상의 나트륨이온에 노출된 혐기성미생물은 노출초기에 심각한 저해를 받는 것으로 평가되었으나, 혐기성미생물은 나트륨이온의 농도가 증가함에 따라 서로 다른 순응 및 저해 특성을 가지는 것으로 평가되었다. 나트륨이온에 의한 순응 및 저해효과를 정량적으로 평가하기 위한 방법으로 나트륨이온이 주입되지 않은 control에 대한 대상시료의 초기순응시간 및 최대메탄발생율의 비를 각각 상대적메탄화율 및 상대적순응시간으로 정의하였다. 나트륨이온이 $2g\;Na^+/L$에서 $20g\;Na^+/L$까지 증가함에 따라 상대적순응기는 약 19에서 90까지 지수적으로 급속히 증가하였으나, 상대적메탄화율은 0.97에서 0.02까지 선형적인 감소현상을 보였다. 주방폐기물의 혐기성분해 반응에서 최대메탄발생율, 1차반응속도 상수, 최종메탄발생량 등에 대한 나트륨이온의 영향은 일반화된 비선형 저해영향인자식에 의해 효과적으로 평가할 수 있었으며, 이와 같은 나트륨이온의 저해효과는 비경쟁저해모델에 의해서 가장 잘 설명가능한 것으로 밝혀졌다. 혐기성반응의 활성이 완전히 저해되는 나트륨이온의 농도는 사용한 모델에 의해서 약 $20{\sim}21g\;Na^+/L$로 평가되었으며, 약 $11g\;Na^+/L$의 나트륨이온에서 메탄화율이 50% 저해효과를 보이는 것으로 평가되었다. 본 연구결과는 높은 농도의 나트륨이온을 함유한 주방폐기물의 메탄발효공정의 설계 및 운전 인자의 결정에 유용하게 사용가능할 것으로 사료된다.

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하수처리오니 알칼리 안정화 처리시설에서의 암모니아 발생특성 (Characteristics of Ammonia in Alkaline Stabilization Facility of Sludge from Sewage Treatment Plant)

  • 김용준;정다위;정미정;유혜영;윤철우;신선경
    • 유기물자원화
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    • 제24권3호
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    • pp.23-33
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    • 2016
  • 본 연구는 하수처리시설의 유기성슬러지가 알칼리 안정화 처리시설을 거쳐 발생되는 암모니아의 특성을 조사하였다. 암모니아 검지관을 통해 알칼리 안정화 처리시설의 혼합 및 양생 공정에서 87.78 ppm($66.62mg/m^3$) ~ 1,933 ppm($1,467.01mg/m^3$) 으로 높은 농도의 암모니아가 검출 되었다. 이는 하수처리오니의 질소산화물이 생석회와 혼합되며 암모니아로 변환되는 것으로 예상된다. 일부 시설에서는 황화수소, 메틸메르캅단이 비교적 높은 농도로 검출되었으나, 대부분의 시설에서는 암모니아를 제외한 악취 물질은 검출되지 않았다. 공정 중 암모니아의 농도는 일반적으로 혼합 > 양생 > 반출 > 저장 > 건조 > 입고 순으로 높게 나타났다. 현재 운영 중인 5개 알칼리 안정화 처리시설에서 발생된 악취 물질들은 황산과 차아염소산 등을 사용하여 습식처리하는 것으로 조사되었다. 각 시설은 1 ppm($0.76mg/m^3$), 50 ppm($37.95mg/m^3$) 또는 100 ppm($75.89mg/m^3$)으로 방출되도록 설계되었으나 설계 기준을 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 암모니아의 경우, 일부 알칼리 안정화 처리시설은 노동부가 정한 노출기준을 초과하는 것으로 조사되었다. 이것은 향후 근로자의 안전을 위해 적절한 환기가 필요함을 의미하고 있다. 또한, 암모니아를 포함한 악취물질이 시설의 부지경계선에서 검지관으로 검출되지 않았으나, 현재의 운전상태로 볼 때, 미량의 악취물질이 존재할 것으로 판단된다.

거주중 공동주택의 지하주차장확대를 위한 흙막이공법 선정 (Selection of Retaining Wall System for Underground Parking Lots Expansion of Apartments)

  • 노영창;이찬식
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.99-107
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    • 2008
  • 경제수준의 향상에 따른 자동차보급율의 급격한 증가는 공동주택단지의 주차공간 부족현상을 심화시키고 있다. 준공 당시에는 주차장 설치기준을 만족하였겠지만, 현재의 법규나 주민의 요구를 만족시키지 못하는 실정이다. 노후 공동주택은 건물구조체의 내구성에 문제가 없음에도 불구하고, 설비의 노후화와 주차공간의 부족으로 기존의 건물을 철거하고 재건축하는 방법을 채택하는 경우도 있다. 이로 인한 국가적 차원의 자원낭비와 자원의 재활용 및 재사용 측면에서 문제가 많다. 또한 주차난으로 인한 화재 사망사고도 발생한 사례가 있다. 공동주택의 주차난은 단순한 불편함이 아닌 안전에 관계된 심각한 문제이다. 단지 전체의 리모델링이 아닌 주차장 확장만을 위한 리모델링이 필요하다. 본 연구는 주민들이 이주를 하지 않고 거주하는 중에 지하주차장 확대를 위한 흙막이 공법선정 방안을 제안하는 것을 목적으로 수행되었다. 흙막이공법 선정시 영향요인을 분석하고, AHP기법을 적용하여 가중치를 산정하였다. 전문가를 대상으로 흙막이공법의 적용성 평가를 실시하여 거주중에 적용 가능한 흙막이공법 선정방안을 제시하고 민감도분석을 실시하였다. 본 연구에서 제안한 공법선정 평가방법은 거주중 지하공사 흙막이공법 선정시 의사결정에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

전단보강이 없는 순환골재 철근콘크리트 보의 전단거동에 관한 연구 (A Study on the Shear Behavior of Recycled Aggregate Reinforced Concrete Beams without Stirrups)

  • 이정훈;김우석;백승민;강현구;곽윤근
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.389-400
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    • 2013
  • 몇몇 연구자들에 의해 순환골재를 사용한 철근콘크리트 보의 전단거동에 대한 연구가 수행되었다. 이 실험에서는 건물 구조체에 순환골재 콘크리트의 적용 가능성과 전단 성능에 대하여 조사하였다. 일반적으로, 전단보강이 없는 철근콘크리트 보의 전단강도는 콘크리트의 압축강도, 인장철근비 및 전단경간비의 영향을 받는다. 이 연구에서는, 전단보강이 없는 28개의 순환골재 철근콘크리트 보를 2점 가력하여 실험하였다. 순환골재 치환율(0, 15, 30, 50%), 전단경간비(a/d=2, 3, 4) 및 인장철근비(${\rho}$=0.80, 1.27, 1.84%)를 변수로 하였고, 순환골재 치환율 50%를 기준으로 압축강도 30 MPa을 목표로 배합하였다. 이 연구가 순환 골재 철근콘크리트 보의 전단설계식 제정에 기초적 자료로써 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 생각된다.

소비자 혁신성향이 친환경제품 만족도에 미치는 영향 : 혁신성향, 친환경성향 및 친환경 제품 혁신성의 상호작용효과 (Effects of Consumer Innovativeness on Environment-friendly Product Satisfaction)

  • 임미자;송미령;주우진
    • 유통과학연구
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    • 제17권10호
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    • pp.125-134
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    • 2019
  • Purpose - Environment-friendly behaviors are diverse and can be motivated by different factors. For example, magnitude of factors affecting recycling behavior could be different from those affecting purchasing of environmentally-friendly products. In this study, the focus is on usage satisfaction of consumers who have purchased environmentally-friendly products. Research design, data, and methodology - For this purpose, data were collected from a total of 345 users of environmentally-friendly products, consisting of 177 users of electric vehicles and 168 users of environmentally-friendly detergents. The study analyzed the relationships among consumer's innovation propensity, consumer's environmental concern, and usage satisfaction. In addition, the moderating effect of the product's innovativeness was examined. Results - The result shows that there is a relationship between consumer's innovation propensity and consumer's environmental concern. In particular, it is shown that both consumer's innovation propensity and consumer's environmental concern have positive effects on usage satisfaction. Further, there was a moderating effect of the product's innovativeness. Namely, products rated higher in innovativeness showed a greater effect of consumer's innovation propensity on usage satisfaction. The degree of the product's innovativeness also affected the directional paths of the relationships. In the electric vehicle (i.e., high product innovativeness) case, consumer's innovation propensity had a direct effect on usage satisfaction, as well as an indirect effect through consumer's environmental concern. In the environmentally-friendly detergent (i.e., low product innovativeness) case, consumer's innovation propensity only had an indirect effect on usage satisfaction, through consumer's environmental concern. Conclusions - Theoretical contributions of this study are as follows. Foremost, this is the first study that suggests an existence of a relationship between consumer's innovation propensity and consumer's environmental concern. Second, this study showed the positive effect of consumer's innovation propensity on usage satisfaction of environmentally-friendly products. Third, this study expanded the scope of previous studies by showing the interaction between consumer's innovation propensity and consumer's environmental concern. Lastly, this study showed that the effect of these variables on usage satisfaction can differ by the degree of innovativeness of the environmentally-friendly product. The results of the study will have implications for marketers and policy makers in formulating marketing activities and policies.

산업부산물을 활용한 아스팔트 포장용 채움재 개발 및 현장시공 성능평가 연구 (A Study on Asphalt Paving Filler Development from Industrial By-products and its Characteristics in Construction Site)

  • 조도영;박근배;우양이;문보경
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.227-234
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    • 2016
  • 국내 화력발전소의 추가 증설과 관련하여 발생 부산물의 신규 사용처 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 화력발전소에서 발생되는 플라이애시와 열병합발전소에서 발생되는 열병합애시, 배연탈황공정에서 발생되는 탈황석고 등 부산물로부터 아스팔트 포장용 채움재의 KS 규격을 만족하는 채움재를 제조하였다. 제조된 혼합 채움재와 기존 석회석 채움재의 특성을 비교하고, 각각의 채움재를 사용하여 아스팔트 혼합물을 제조하는 실내실험을 통해 특성을 비교하였다. 또한 혼합 채움재와 석회석 채움재를 사용하여 아스팔트 포장 현장실험을 실시하였다. 현장실험에 사용된 아스팔트 혼합물에 대해서 실내실험과 동일하게 동적안정도, 마샬안정도, 인장강도비, 포화도, 간극률, 흐름값을 평가하였다. 실내실험 및 현장시공시험 결과 기존 석회석 채움재를 사용한 경우보다 동적안정도 및 마샬안정도, 인장강도비에서 우수한 특성을 나타내었으며, 배합설계의 최적화를 통해 기존 석회석 채움재의 특성을 만족시키는 채움재 개발 가능성을 확인하였다.

무기계 건설폐기물을 이용한 재생시멘트 배합설계에 관한 이론적 제안 (Theoretical Proposal for the Mix Design of Recycled Cement Utilizing Inorganic Construction Wastes)

  • 김지훈;태성호;송훈;신현욱
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.250-258
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    • 2016
  • 오늘날 시멘트 산업은 시멘트 제조시 발생되는 이산화탄소($CO_2$)의 배출량을 줄이기 위해 각종 산업부산물을 연료의 대체재로 사용하거나 건설폐기물을 재활용한 콘크리트 제 2차 제품을 개발하는 등 환경부하 저감 산업으로 변모하기 위해 노력하고 있다. 이에 본 연구에서는 국내 발생되는 건설폐기물의 종류와 발생추이를 고찰함과 건설폐기물을 활용한 재생시멘트 개발에 관련된 선행연구를 분석함으로서 재활용 가능한 무기계 건설폐기물에 선정하고 수집하여 분석하였다. 수집된 무기계 건설폐기물의 각 화학성분은 XRF장비를 이용하여 분석하였으며, 국내 시판되는 시멘트의 화학성분을 기준으로 무기계 건설폐기물을 조합하여 보그(Bogue)식을 활용한 소성이후 생성되는 클링커(clinker)의 광물성분을 예측 분석하였다. 그 결과, 폐석고보드와 폐천장재가 다량의 산화칼슘(CaO)을 함유하고 있어 시멘트 제조시 중요하게 사용되는 석회석의 대체재로서 활용 가능한 것을 확인하였으며, 이러한 무기계 건설폐기물을 적절히 조합한다면 1종 이외에 다양한 포틀랜드 시멘트 개발도 가능할 것으로 사료된다. 본 연구는 실험적 연구에 앞서 이론적 배합에 관한 연구로 무기계 건설폐기물을 이용한 환경부하 저감형 재생시멘트 개발의 가능여부를 분석하고자 하였다.