• 자원리싸이클링
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• 제26권6호
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• pp.73-83
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• 2017

소형가전 제품은 종류가 다양할 뿐만 아니라 구성부품의 재질도 복잡하여 폐기시 재활용이 매우 어려운 실정이다. 특히, 폐소형가전의 경우 흑색 플라스틱의 함유량이 높을 뿐만 아니라 재질이 다양하여 재활용 공정에서 발생하는 플라스틱의 재질을 인식하여 효율적으로 선별 회수하는 것이 매우 어렵다. 본 연구에서는 기존 선별기술이 가지고 있는 흑색 플라스틱의 재질별 선별에 대한 기술적 한계 및 단점을 보완하기 위하여 레이저유도붕괴분광법(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS)을 기반으로 하는 흑색 플라스틱의 재질별 자동선별 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 정량 공급장치, 위치 자동인식 장치, 레이저유도기반분광분석(LIBS) 장치, 선별분리장치 및 Control unit 등으로 구성되어 있다. 레이저유도붕괴분광법(LIBS)을 이용하여 흑색 플라스틱의 재질별 특성 스펙트럼 데이터를 획득하고, 인공지능형 알고리즘을 적용한 분류기를 설계하여 적용함으로써 흑색 플라스틱의 재질을 효율적으로 인식하고 분류할 수 있다. 본 연구에서 개발한 방사형기저함수신경회로망(RBFNNs) 분류기의 분류율은 약 97% 이상으로 나타났으며, 자동선별 시스템의 흑색 플라스틱의 재질별 인식률은 약 94.0% 이상, 선별효율은 80.0% 이상으로 조사되었다. 본 연구에서는 실험실 규모의 자동선별장치를 개발하였으며, 본 장치에 대한 실험결과를 바탕으로 흑색 플라스틱 재질인식 및 선별효율 등을 분석하므로써 향후 폐소형가전의 재활용 현장에 적용할 예정이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.86-92
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• 2016

하이브리드 자동차나 전기 자동차에는 대용량의 배터리를 장착하여 동력 및 전장품의 전원으로 사용하고 있다. 대용량의 배터리를 이용하여 ECU(Electronic control unit) 및 조명, 라디오, 네비게이션 등의 전장품의 전원으로 사용하기 위해서는 DC 240-400V의 높은 전압을 DC 12-14V의 낮은 전원으로 변환해 주는 DC 컨버터가 필요한데 이것을 LDC(Low Voltage DC-DC Converter)라 한다. LDC는 생산 공정 중에 잠재적인 불량을 줄이기 위해 장시간의 에이징(Aging)을 실시하고 있다. 일반적인 에이징 방법으로는 LDC가 DC-DC 컨버터이기에 입력에 직류전원공급기와 출력에 전자부하기를 연결하여 사용한다. 안정적인 동작을 위해 LDC 보다 10%이상 큰 용량의 제품을 사용하며, 출력에 걸리는 전력을 100% 열로 소비하는 구조이다. 때문에 LDC를 테스트 위해 2개의 장비를 사용함에 따른 부피의 문제와 전자부하기의 발열에 따른 문제가 존재한다. 이에 본 논문에서는 부하장치에서 열로 소비되는 전기의 상당부분을 입력 측으로 되돌려 보내는 재생형 방식의 부하시험방법을 제안하고 재생형 부하 시험기의 효율 개선을 통하여 열로 소비된 전기의 80% 이상 절감을 실현하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제27권2호
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• pp.99-107
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• 2018

In order to design the improvement process for T-N removal, the treatment process of Suyoung, Gangbyeon, and Noxan sewage treatment plants (STP) in Busan was anlayzed. Suyoung STP shows a T-N removal efficiency of about 69.8% with MLE(Modified Ludzack ettinger) and A2O+MBR. However, it is necessary to improve the process to maintain over DO of 1 mg/L and is required to install a flow control tank to minimize the rainfall effect. Gangbyun STP shows a about 70.2% T-N removal efficiency with A2O+GFF(gravity fiber filtration). However, in order to improve T-N removal efficiency, it is needed to install MLE process to treat recycle water. Noksan STP shows a T-N removal efficiency of about 71.0% with MLE+Chemical treatment and shows stable T-N concentration in effluent. However, it is required a toxic chemical management process because bad wastewater flows into the STP, also is necessary a process improvement in order to increase internal recycling ratio. Especially, it is required a process improvement to increase HRT of nitrification tank because Suyoung and Gangbyeon STPs shows low nitrification efficiency during winter season.

• 유기물자원화
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• 제13권1호
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• pp.61-70
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• 2005

우리나라 음식물 쓰레기를 자원화하여 사료나 퇴비로 활용되는 과정에서 일어나는 고농도의 염분 문제를 해결하고 자원화 공정에서 배출되는 침출수의 수질 개선을 위하여 음식물 쓰레기에 소량의 물을 첨가하여 희석/탈수방법에 의한 로터리식 저염화 공정설비를 설계 제작하여 음식물 쓰레기에 함유된 염분 저감 실험을 수행하였다. 개발된 로터리식 저염화 공정설비는 시간당 0.5톤의 음식물 쓰레기를 연속적으로 투입할 수 있는 파이롯트 설비이며, 설비 가동시 첨가되는 물의 양은 음식물 쓰레기의 함수율에 따라 산출되는데 음식물 쓰레기 1kg당 약 0.8리터의 수돗물이 일정한 유속으로 로터리형 저염화 반응조에 분사 투입되면서 희석/교반/탈수공정에 의하여 저염화가 진행되는 구조이다. 설비의 성능 평가를 위하여 대학의 구내식당에서 배출되는 음식물 잔반을 수거한 그대로 설비에 투입하여 시험가동을 거친 후 실증 실험을 수행하였는데 염소이온의 침전 적정법, 전극에 의한 salinity측정법으로 염분의 저감도를 평가한 결과 음식물 쓰레기를 1차 탈수한 후 희석/교반/탈수에 의한 운영방법으로 항상 50%이상의 염분 저감효율을 얻을 수 있었다. 설비가동시 배출되는 침출수는 첨가된 물의 양을 포함하여 음식물 쓰레기 1kg당 약 1.1리터가 배출되는데 유기고형물질의 양이 매우 많아서 망에 의한 중력여과와 원심분리에 의한 고액분리에 의하여 유기성 고형 물질을 대부분 회수하여 자원화용으로 반출될 제품에 재투입하여 자원화용으로 반출될 제품의 품질 저하를 감소시킬 수 있었으며, 최종 침전조 상등수의 TS가 최저 $200mg/{\ell}$까지 수질 개선 효과를 얻을 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제12권1호
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• pp.55-64
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• 2003

현재 국내에서는 원유처리과정에서 발생하는 FCC 폐촉매로부터 금속 제거를 통한 촉매의 재활용은 시도된 적이 없으며 금속 불순물에 대한 분리 기술도 현재 정립되어있지 않은 상태이다. 현재 폐기물로서만 취급되어 온 FCC 페촉매로부터 유용성분의 회수 및 탈금속 가능성의 여부를 확인한다면 폐기물의 재활용 측면뿐만 아니라 폐기물의 효율적 처리, 그리고 경제적 소재화 측면에도 기여하는 바가 클 것으로 생각된다. 본 연구에서는 폐촉매에 부착된 Fe, Ni, V 등 금속의 물리화학적 성질에 따라 직접 혹은 산화 가열한 후, 자력 선별법을 통해 폐촉매로부터의 불순물 분리에 대한 조사를 수행하고 이에 따른 촉매의 재사용 가능성에 대해 검토하였다. 자력선밀 실험결과, 산화된 FCC 폐촉매에 비해 비산화 폐촉매가 상대적으로 자력에 의한 선별성이 높은 것으로 관찰되었으며, 스크린 매트릭스 방법보다 볼 매트릭스 방법을 적용하였을 경우 선별력이 양호한 것으로 나타났다. 선별효율은 자장세기의 증가에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 볼 매트릭스 방법은 최대 51.10%의 선별력을 가지고 있는 것으로 나타났다. 선별된 시료들의 ICP 분석결과, V, Ni, Fe 의 순으로 금속성분이 존재하는 것을 관찰할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제27권1호
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• pp.74-83
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• 2018

본 연구에서는 폐타이어를 재활용하여 고무를 회수하는 폐 고무 재활용 기술에 대한 전과정평가를 실시하였다. 환경 영향은 지구온난화, 자원고갈, 산성화, 부영양화, 광화학적산화물생성, 오존층파괴의 6가지 범주로 나누어 평가하였다. 폐타이어 1ton을 재활용할 때, 지구온난화는 1.77E+02 kg $CO_2-eq.$, 자원고갈은 1.23E+00 kg Sb-eq., 산성화는 5.92E-01 kg $SO_2-eq.$, 부영양화는 1.23E-01 kg $PO{_4}^{3-}eq.$, 광화학적산화물생성은 3.42E-01 kg $C_2H_4-eq.$, 오존층파괴영향은 1.87E-04 kg CFC11-eq.로 환경영향이 나타났다. 전체 환경영향범주에 있어 고무 컴파운딩 공정에서 사용되는 카본, 연화제, 전기가 가장 큰 영향을 미치기 때문에 카본과 연화제의 대체나 사용량 감축 방안이 요구된다. 또한, 에너지 효율을 개선 및 환경영향이 낮은 에너지원으로 변경, 신재생에너지를 적용하는 방안 등을 고려해 보아야 한다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권2호
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• pp.28-36
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• 2020

폐유리병을 순환 잔골재로 활용하여 재활용률을 향상시키기 위해 다양한 파분쇄 산물의 입도, 입형, 에너지 분석을 통해서 재활용 공정에 적용할 수 있는 최적의 장비 선정을 위한 파분쇄 특성 연구를 수행하였다. 파분쇄시 발생하는 힘의 종류인 충격, 압축, 마모가 특징적으로 나타는 장비인 해머크러셔, 슈레더 및 롤크러셔, 볼밀 총 4가지 장비를 선정하여 실험을 진행하였다. 각 장비의 파분쇄 산물의 입도분석을 수행한 결과 슈레더에서 발생한 산물만이 콘크리트용, 아크팔트용 순환 잔골재의 품질 기준을 만족시키는 것으로 확인되었다. 화상소프트웨어(Image J, National institute of health)를 이용한 입형 분석 결과 대부분 입자의 입형이 1.6 이하의 값을 가지고 있어 순환 잔골재로 재활용하기에 위험성이 적고 편장석 비율 규정 조건 또한 충족하는 것으로 판단되었다. 또한 각 장비에서 소모되는 에너지를 측정해본 결과 에너지 대비 입자의 감소 비율이 슈레더의 산물이 가장 높은 것으로 확인되었다. 따라서 10mm 이하의 일정 입도구간에서 폐유리병 파분쇄시 적용될 수 있는 최적의 장비는 슈레더임을 판단할 수 있었다. 본 연구를 통해서 폐유리병 파분쇄 공정의 에너지 효율 및 제품의 경쟁력 향상에 큰 기여를 할 수 있을 것이라고 사료된다.

• 자원리싸이클링
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• 제12권3호
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• pp.31-37
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• 2003

수용액중의 암모니아를 리싸이클링하여 황산암모늄을 제조하기 위한 1단계 공정으로 air stripping에 의한 암모니아 탈기특성을 조사하였다. 수용액중 암모니아 탈기실험을 위하여 내경 40mm의 아크릴관을 탈기 column으로 사용하고 하단에 미세한 기체방울을 생성시키기 위하여 air sparger를 설치하는 한편 탈기가스로는 공기를 사용하였다. 탈기실험 결과 수용액 pH가 증가할수록 암모니아 탈기효율이 향상되었으며, 적정 pH범위는 10∼12 인 것으로 나타났다. 공기유량변화가 암모니아 탈기에 미치는 영향에 있어서는 공기유량이 증가함에 따라 탈기량이 비례하여 증가하지는 않았다. 또한, 수주 높이 20 cm 이상에서 절대 탈기량은 수주 높이에 관계없이 일정하게 나타났다. 탈기 온도를 높일수록 암모니아 탈기속도는 크게 증가하여 pH 12.8, 탈기 온도 $60^{\circ}C$에서 14시간 탈기시 초기 암모니아의 90% 정도를 탈기시킬 수 있었으며, 탈기 온도는 수용액 pH와 함께 암모니아 탈기공정의 가장 중요한 변수임을 확인할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제22권3호
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• pp.73-80
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• 2013

산업적 요구에 따른 금속 소재의 사용량은 급증하고 있으나, 한정된 유용가능 자원으로 인해 원소재 가격이 급속도로 상승하고 있어, 이들 금속 자원의 안정적 확보가 국가 경쟁력 확보 및 지속적인 경제 성장의 핵심 요소로 인식되고 있다. 전량 수입에 의존하고 있는 마그네슘 소재의 경우, 수명을 다한 자동차 및 3C(Camera, Computer, Communication) 제품의 폐부품과 마그네슘의 용해 과정에서 발생하는 슬러지 및 드로스 등의 저품위 스크랩은 전량 폐기되고 있어 자원순환의 효율성을 제고하고 독자적인 원소재 수급 체계를 확립하기 위해서는 저품위 스크랩의 재활용 기술 개발 및 상용화가 절실하다. 본 연구에서는 폐마그네슘의 재활용 기술에 대한 특허와 논문을 분석하였다. 분석범위는 1974년~2012년까지의 미국, 유럽연합, 일본, 한국의 등록/공개된 특허와 SCI 논문으로 제한하였다. 특허와 논문은 키워드를 사용하여 수집하였고, 기술의 정의에 의해 필터링 하였다. 특허와 논문의 동향은 연도, 국가, 기업, 기술에 따라 분석하여 나타내보았다.

• 유기물자원화
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• 제12권3호
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• pp.126-133
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• 2004

본 연구는 복합형공정을 이용한 고농도 양돈폐수의 유기물 및 질소 인 제거율을 검토하기 위한 것으로 단일 SBR공정과 복합형 공정을 각각 Run I(SBR), Run II(Struvite Tank - SBR)로 명명하고 고도처리 반응기의 유무에 따른 각 Run별 처리효율을 비교하였다. 각 Run별 유기물 제거율을 살펴보면 Run I의 경우 TS 제거율은 43%, VS 제거율은 39%, SS 제거율은 88%, COD 제거율은 70%이고 Run II의 TS 제거율은 52%, VS 제거율은 52%, SS 제거율은 88%, COD 제거율은 82 %으로 struvite tank가 설치된 Run II의 유기물 제거율이 더 높았다. 또한 각 Run별 암모니아와 T-P제거효율은 Struvite Tank를 설치한 Run II의 암모니아와 T-P의 제거율이 각각 90%와 57%로, Run I의 56 %와 49%보다 효율이높았다. 특히 암모니아의 경우 Run II가 Run I 보다 매우 높은 효율을 보였으며, Struvite Tank의 설치가 질소와 인의 제거에 매우 효율적인 공정임을 알 수 있었다. 따라서 본 실험 결과 고도처리반응기(Struvite Tank)와 SBR(Sequencing Batch Reactor)을 조합한 복합형 공정이 고농도의 양돈폐수처리에 매우 적합한 공정으로 판단되어진다.