• 공업화학
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• 제31권4호
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• pp.438-442
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• 2020

Calcium silicate, larnite, merwinite, akermanite 로 구성된 무해화된 폐석면으로부터 화학적 처리를 통한 유가금속 회수를 위한 성분별 회수 조건, 유가금속 회수 공정 최적화 등에 대한 연구를 수행하였다. DACW (detoxified asbestos-containing waste)의 주성분인 Si, Ca, Mg을 SiO₂, CaSO₄, Mg(OH)₂ 화합물 형태로 분리, 회수하였다. 분리된 각 성분은 XRD 및 ICP 분석을 통하여 확인하였다. 성분별 회수 조건은 산을 처리하여 SiO₂를 우선 분리하고 연속해서 H₂SO₄ 처리하여 Ca는 황산염인 CaSO₄ 형태로 회수하였다. 남은 Mg는 강염기 조건에서 Mg(OH)₂로 침전시켜 회수하였다. 본 연구는 지정 폐기물인 폐석면을 무해화하여 구성 성분을 회수 하여 매립에 의한 석면 폐기물의 기존 처리 과정을 자원 순환형 녹색 기술로의 전환이 가능함을 제시하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.110.2-110.2
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• 2011

바이오가스 생산은 현재 정부에서 추진하고 있는 저탄소 녹색성장으로 인해 더욱 그 가치의 중요성이 부각되고 있다. 스웨덴 Scandinavian Biogas Fuel AB(SBF) 사의 바이오 가스 생산 기술을 이용함으로 소화효율을 개선하고 바이오가스 발생량을 극대화하였다. 전국 403개 공공하수처리시설 중 소화조가 설치된 처리시설은 65 개소이며 이중 57 개소에서 총 64개 소화조를 운영 중이다. 하지만 국내 소화조의 효율은 유입수질 저하, 운영, 관리 미숙으로 인해 전진국의 1/4 수준으로 에너지 이용률이 미미한 편이다. 환경부는 2010년부터 에너지 이용, 생산사용 확대, 추진을 위해 하수처리시설별 이용 가능한 에너지 잠재력의 종류, 양, 지역 내 수요자, 공급자 의 현황 규모 등을 정리해 2012년부터 에너지 이용사업 확대를 추진한다. SBF의 기술을 바탕으로 하수처리시설에서 들어오는 하루 슬러지 $1370m^3$와 음식물쓰레기 180t을 함께 처리하며 바이오가스 생산량을 더욱 늘렸다. 각 $7,000m^3$의 달걀모양(egg shape) 소화조 2개를 운영하며 생 슬러지와 음식물 쓰레기 처리 후 바로 소화조로 투입, 혐기 소화하는 방식이며 슬러지 최종처분방법은 탈수 후 소각된다. 반입되는 생 슬러지의 평균 TS 1.7%, VS 63% 이며 농축 후에는 평균 TS 9%, VS 75% 이다. 또 소화조로 들어가는 음식물 쓰레기는 평균 TS 8%, VS 85% 이며 소화 후 평균 TS 3.6% VS 59% 이다. 그리고 소화조의 pH는 7.3~7.8,유기산의 농도는 150mg/L~350mg/L, 가스발생량은 하루 평균 $26,500Nm^3$이며 소화효율은 평균 67%이다. 혐기성소화는 산소가 없는 무 산소 상태 에서 분해 가능한 유기물을 분해시켜 메탄으로 전환시키고 우리는 현재 이 가스를 소화조 가온에 사용하고, 판매하고 있다. 소화효율을 높이기 위하여 가온과 교반이 행해지는데 가온방식은 직접가온방식(증기주입식)과 간접가온방식(열교환방식)이 있다. 그중 우리는 간접가온방식을 채택하여 소화효율을 높였고 일반중온 혐기소화온도보다 약간 높은 $38^{\circ}C$로 운전한다. 그리고 일반적으로 알려진 교반방식인 가스교반, 기계교반, 이 둘은 병행한 교반이 아닌 독자적인 방법을 이용, 소화조 내의 슬러지가 정체되어 교반되지 않는 부분을 최소화 하였다. 이때 미생물이 투입되기 힘든 소화조 아래 쪽 으로도 고루분포 되어 슬러지를 이용 하게 되고 소화조 상하부의 온도차가 $1^{\circ}C$ 이하로 거의 완벽한 교반상태를 보여 줌 으로써 소화효율을 최대한으로 한다. 더욱이 소화일수 부족으로 인한 전반적 소화효율 저하가 발생하지 않도록 input과 output 조절을 통한 적정소화일수 20~25일을 최대한 맞추어 운전하여 소화조 설계용량의 평균 90%를 활용하고 있다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권2호
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• pp.101-116
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• 2017

KURT(KAERI Underground Research Tunnel) 지하수에 존재하는 천연 유기물질과 6가 우라늄(U(VI))화학종의 상호작용을 레이저 분광학 기술을 이용하여 조사하였다. 지하수 시료에 266 nm 파장의 레이저 빛을 입사시켜 자외선 및 파란색 파장 영역에서 방출되는 천연 유기물질의 발광 스펙트럼을 관측하였다. $0.034-0.788mg{\cdot}L^{-1}$ 농도 범위의 우라늄이 함유된 지하수에서는 녹색 파장 영역에서 방출되는 U(VI) 화학종의 발광 스펙트럼을 측정하였다. 지하수에 함유된 U(VI) 화학종의 발광 특성(피크 파장 및 발광 수명)이 실험실에서 제조한 표준용액에 함유된 $Ca_2UO_2(CO_3)_3(aq)$의 발광 특성과 매우 유사하다는 것을 확인하였다. 지하수에 존재하는 U(VI) 화학종의 발광 세기는 표준용액에 함유된 같은 농도의 $Ca_2UO_2(CO_3)_3(aq)$의 발광세기에 비해 약하다. 표준용액의 $Ca_2UO_2(CO_3)_3(aq)$를 천연 유기물질이 함유된 지하수에 섞었을 때에도 $Ca_2UO_2(CO_3)_3(aq)$의 발광 세기가 감소한다. 이러한 현상의 원인을 지하수의 천연 유기물질과 Ca-U(VI)-탄산염 화학종의 상호작용으로 인해 비발광성 U(VI) 착물이 형성되기 때문인 것으로 설명하였다.

• 청정기술
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• 제17권4호
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• pp.325-328
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• 2011

플로렌 구조를 가진 다양한 아크릴계 에폭시 고분자화합물 합성의 전구물질인 9, 9'-비스[4-(2'-하이드록시-3'-아크릴로일옥시프로폭시)페닐]플루오렌 (3)에 대한 원자 효율적 (atom-efficient) 제조방법을 연구하였다. 사차 암모늄 또는 인산염을 촉매를 사용하여 9, 9'-비스[4-(글라이시딜옥시)페닐]플루오렌 (1)을 아크릴산과 개환 에스터화의 효율적 반응을 통하여 9, 9'-비스[4-(2'-하이드록시-3'-아크릴로일옥시프로폭시)페닐]플루오렌 (3)을 높은 수율로 얻을 수 있었다. 알킬 사차염의 종류와 반응조건이 반응에 미치는 영향에 대해 조사한 결과, 촉매의 종류가 반응에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 브롬화사부틸인 촉매(3 mol%) 존재 하에 플로레닐에폭사이드를 아크릴산과 $110^{\circ}C$에서 반응시켰을 때 원하는 생성물을 90% 수율로 얻을 수 있었다. 이 반응은 반응물질 사용량과 화학적 폐기물의 생성량을 최소화한 청정반응이다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권3호
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• pp.252-258
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• 2014

최근에 저탄소녹색성장 및 OPC 절감의 요구에 따라 BS와 같은 산업 부산물을 많이 사용하고 재건축의 증가 및 건설폐기물 발생량이 많아지면서 RA 사용 확대하게 되며, RA 및 무 시멘트 결합재 관심 증대 되고 있다. 무 시멘트 결합재와 RA의 활용을 모두 만족시키기 위하여, RA와 철강 산업 부산물인 BS을 혼합함으로써, 100% 순환자원만을 활용하여 무 시멘트 상태에서 강도발현성을 확인한 바 있다.이에 본 연구는 OPC를 사용하지 않고, BS과 RA 및 CS를 사용하여 모르타르를 제조함으로써 기존 강알칼리를 투입하여 제조하는 지오폴리머 모르타르(Geopolymermortar)와 또 다른 관점에서 접근하였다. 결과적으로, RFA의 유동성 저하 및 초기강도 저하문제만 해결 될 수 있다면, BS에 CS를 15% 치환하고 RFA골재를 사용하는 무 시멘트 모르타르가 OPC 100%를 사용한 종래의 시멘트 모르타르 만큼의 품질을 발휘할 수 있을 것으로 사료된다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권1호
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• pp.3-12
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• 2010

최근 정부의 저탄소 녹색성장 정책, 신재생에너지의무할당제(RPS)의 시행 추진, 국제 유가의 지속적인 상승 등으로 인해 폐자원 에너지화에 대한 관심이 높아지고 있다. 이와 관련하여 에너지를 많이 소비하는 업계에서는 폐기물 고형연료의 사용을 추진하고 있고, 특히, 폐플라스틱의 열분해유화기술은 중소, 중견기업들이 국내에서 개발된 기술의 상용화를 적극적으로 검토하고 있다. 본 논문에서는 폐플라스틱 열분해 기술의 소개와 폐플라스틱 자원, 기술 개발 및 상업화 등에 대하여 국내의 현황을 소개하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제7권4호
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• pp.248-255
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• 2020

본 연구에서는 국내 음식물쓰레기 (food waste, FW) 분야에 대한 재활용 현황을 분석하고 green house gases (GHG) 배출 관리방안에 대해 고찰하였다. 연구 결과, FW의 자원 활용성을 향상시키고 GHG 배출을 부가적으로 저감시키기 위해서는 적절한 선순환체계가 필요하다는 결론을 얻었다. 효과적인 퇴비화를 위해서 우선 GW의 활용이 고려되었다. 특히 3세대 바이오매스로써의 GW (phytoplankton, periphyton, macrophyte etc.)는 퇴비화 공정에서 FW의 단점을 보완하고 질적 능력을 향상시킬 수 있는 좋은 기능성 첨가제로 판단된다. 또 하나의 접근법은 최종산물 (예: 토양개량제)을 오염물질 완충이 가능한 bio-filter로 가공하여 그린인프라에 적용하는 방안이다. 이러한 생태공학적 접근과 시도는 안정화된 재활용 산물의 기존 활용 이외에도 FW 자원화에 대한 새로운 적용처를 제시할 수 있으므로 향후 효과적인 탄소 넷제로 (Net-Zero) 시스템 구축에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제16권3호
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• pp.182-190
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• 2010

시멘트공정 내 청정기술인 폐기물 재자원화 및 에너지회수공정을 이용하여 $CO_2$발생량 저감을 위한 타당성을 연구하였다. 원료투입물 대체방법으로써 용융슬래그를 시멘트 클링커 제조용 주원료로 사용하기 위한 전과정평가(life cycle assessment: LCA)를 실시하였다. 이를 통하여 시멘트소성로 내 탈탄산 과정에서 발생하는 이산화탄소의 양을 60% 이상 줄일 수 있었다. 이전 연구에서 환경영향평가 실시 후 우선순위로 선정된 시멘트 공정의 에너지효율 개선 및 대체에너지를 적용하여 현 시점에서 가장 빠른 시일 내에, 가장 경제적인 방법으로, 탄소중립적 에너지소비체계로의 전환을 위해 화석연료로 분류된 천연가스를 사용하여 가장 효율적인 녹색전략으로 $CO_2$배출량 저감을 위한 연구를 수행하였다.

• 산업진흥연구
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• 제9권1호
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• pp.259-273
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• 2024

본 연구에서는 2011년부터 2021년까지 중국의 31개 성(省)급 행정구역을 연구 대상으로 삼았으며, 자본, 노동, 토지 및 자원 투입을 투입 변수로, GDP 및 녹색 범위를 예상 산출량으로, 폐수, 폐가스 및 고형 폐기물 등의 배출을 바람직하지 않은 산출물로 하고, 지역 환경효율성을 측정하기 위해 super-SBM 모형을 이용하였다. 외부 환경요인이 환경효율성에 미치는 영향을 분석하기 위해 토빗 회귀분석을 이용하였다. 그 결과 중국의 평균 환경효율성 수준은 낮았고 동부지역의 환경효율성은 다른 지역보다 높았으며 서부, 북동부 및 중부 지역에서 큰 차이가 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.247-247
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• 2010

본 연구는 주류 제조과정에서 발생하는 생전분발효 부산물을 펠릿(pellet)연료로 전환하는 과정에서 효율적인 방법에 대해 기술한다. 술을 정제하는 과정에서 발생하는 주박을 펠릿화하고 재생청정에너지인 폐자원의 효율성을 높이기 위한 방법을 제안한다. 술을 정제하고 남은 지게미를 주박(酒粕, 술지게미)이라 하고 흔히 부드러운 것을 단단하게 뭉친 알갱이를 펠릿이라 한다. 현재 펠릿화는 폐목재를 분쇄후 성형, 가공하여 목재펠릿을 만들어 상용화하고 있다. 목재펠릿은 성형, 가공하는데 비용이 주박보다 많이 들고 열량도 더 낮음을 확인하였다. 목재소에서 나온 나무(톱밥)와 주박을 열량측정기를 이용하여 측정한 결과로 나무는 약 1850 Kcal이고 주박은 약 1989 Kcal가 측정되었다. 나무는 일반 목재소 세 곳에서 채취한 것이고 주박은 막걸리, 약주 및 청주의 술지게미를 실험에 사용한다. 주류업체에서도 술을 정제하고 남은 주박을 처리하는데 많은 곤란과 비용이 든다. 또한 주박을 해양에 투척하여 처리해 왔으나 2012년부터 해양투기가 금지되어 더욱 처리에 곤란을 겪게 된다. 최근 주박을 토양개량제(비료)로 개발하여 사용하기도 하나 본 연구에서 제안하는 장점은 농산물을 재배해서 주류제조시 발생되는 주박을 펠릿화하여 연료로 사용하고 남은 재를 토양개량제로 사용하는 장점이 있다. 제품의 전체 라이프 사이클을 통해 환경으로 방출되는 모든 것을 가능한 한 0(zero)으로 하는 활동인 제로-이미션(zero-emision)이 된다. 이는 단순히 배출량만을 줄이는 것이 아니라 폐기물을 유용한 자원으로 활용한다는 측면이 가장 큰 이점이 된다. 주박의 효율성을 높이기 위해 주박을 종류별로 주박과 목재를 섞는 방법으로 열량을 측정하였다. 먼저 열량이 높은 순서로 막걸리 주박과 약주 주박의 비율을 1:1, 1:0.5, 1:0.2, 두 번째 막걸리 주박과 청주 주박의 비율을 1:1, 1:0.5, 1:0.2, 세 번째 막걸리 주박과 나무 톱밥의 비율을 1:1, 1:0.5, 1:0.2로 섞어서 열량을 측정하였다. 열량이 높은 순서는 세 번째(2015Kcal), 두 번째(1995Kcal), 첫 번째(1868Kcal)의 순이었다. 가장 열량이 높은 막걸리 주박과 나무 톱밥을 섞은 것이 가장 효율성이 높다. 주박 펠릿의 장점은 친환경적인 소재이고 지속적으로 재생이 가능한 에너지원이다. 더욱이 주박 펠릿은 발열량이 높고 다른 바이오매스 원료에 비해 청정하다는 큰 장점을 지니고 있다. 또한 사용에 소요되는 유지 관리비용을 최소화할 수 있고 자동화가 가능하여 사용에 편리하다. 가격면에서 화석연료에 비해 안정적이고 체적 또한 작아 이송의 큰 장점을 가지고 있다. 현재 펠릿의 경우는 목재펠릿이 제품화되어 있지만 주박을 이용하여 제품의 펠릿화를 통한 연료원으로 사용하는 경우는 전 세계 전무한 상태로 폐자원을 재사용하는 효율성이 제시된다. 향후 과제로 주박을 이용한 펠릿 연료원의 기술이 개발되고 기계적인 시스템을 개발하면 저탄소 녹색성장 신재생에너지 연료의 획기적인 미래형 에너지시스템이 될 것이다.