• 공업화학
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• 제27권2호
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• pp.171-178
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• 2016

세계 각국은 석유자원의 고갈로 인한 고유가, 지구온난화 등의 환경문제를 해결하기 위하여 많은 노력을 하고 있다. 그중 기존 화석연료를 대체할 수 있는 재생 가능한 청정 에너지원으로 바이오 연료가 주목받고 있다. 그러나 기존의 바이오연료 생산기술은 식량자원인 사탕수수, 옥수수 등을 사용하므로 이를 대체하는 기술개발이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 식량자원을 대체할 폐기물의 가스화와 혼합 알코올 합성공정이 연계된 간접 알코올 전환 공정의 기술 경제성 평가를 수행하였다. 국내에서 공급되는 바이오매스 폐기물 자원량을 고려한 2000톤/일 급의 전환 공정에서 매일 533000 L의 연료용 에탄올을 생산한다고 가정하였고 이를 위해 필요한 경제성 자료는 기발표된 자료들로부터 계산되어 경제성 분석에 이용되었다. 경제성 분석은 원금회수기간과 내부수익률(internal rate of return, IRR) 및 순현재가치(Net Present Value, NPV)로 진행되었으며, 원료비용과 초기 투자비, 주요 공정비용 및 에탄올 가격 변화, 운용비용의 민감도 분석을 진행하여 각 항목별 민감도를 고찰하였다.

• 유기물자원화
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• 제25권3호
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• pp.99-111
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• 2017

본 연구는 유기성폐자원 (가축분뇨, 음식물류폐기물, 음식물류폐수 등)을 병합 소화하는 시설을 대상으로 적정 설계 기준치를 충족하기 위한 설계 및 운전 기술지침서 마련하고자 현장조사와 정밀모니터링을 실시하였다. 현장조사시 도출된 결과를 바탕으로 설계 및 운전 사항, 모니터링 항목 및 주기, 시운전 기간 등 바이오가스화 시설의 전반적인 가이드라인을 제시하였다. 초기 혐기소화 처리용량 설계시 유입 원료별 배출 특성을 고려하여 처리용량의 10~30 %의 여유율을 적용하였다. 공정별 설계 지침의 경우, 반입 및 전처리 설비의 유기물 반입 농도를 TS 10 % 이하로 제한하고 혐기소화조 운전시 저해요인 제한 농도을 제시하였다. 또한 병합기준 유기물부하율 $1.5{\sim}4.0kgVS_{in}/(m^3{\cdot}day)$, 소화가스 이용설비는 탈황 및 제습 방법, 호기액비화조의 적정 설계 운영인자 등을 제안하였다. 바이오가스화 시설의 운전인자는 pH (산발효조 4.5~6.5, 메탄발효조 6.0~8.0), 온도변화폭 $2^{\circ}C$ 이내, 휘발성지방산과 암모니아를 각각 3,000 mg/L 이하로 유지할 것을 권장하였다.

• 유기물자원화
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• 제14권2호
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• pp.63-70
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• 2006

본 연구에서는 폐기물매립지의 안정화 정도를 용이하게 평가하기 위하여 매립폐기물의 분해정도를 수치화 할 수 있는 매립지의 안정화 지수 개발을 목적으로 하였다. 안정화 지수를 개발하기 위하여 50개소의 사용종료 매립지를 대상으로 침출수 수질, 매립가스 조성, 매립폐기물의 물리화학적 특성 자료를 수집하여 이들의 매립연령별 환경특성을 고찰하였다. 그리고 이들 환경지표중 폐기물매립지의 안정화와 상관도가 높은세부 환경지표로서 침출수의 BOD/CODcr, 발생가스중의 $CH_4$농도, 매립폐기물의 C/N가 안정화 지표로 선정하였다. 각 지표에 대한 매립연령별 추세선을 이용하여 지수화한 결과 매립지 안정화 지수로 다음과 같은 식을 얻을 수 있었다. $$I_{LS}=S_L+S_G+S_W$$ $$S_L=-\{4.892+16.587{\cdot}ln[BOD/COD_{Cr]\}$$ $$S_G=53.872-12.782{\cdot}ln[CH_4]$$ $$S_W=79.382-20.013{\cdot}ln[C/N]$$ (단, $S_L$, $S_G$, and $S_W$는 각각 33.3점이 최대값이다.) 여기서, $I_{LS}$ : 매립지 안정화 지수 $S_L$ : 침출수의 안정화 점수 $S_G$ : 매립가스의 안정화 점수 $S_W$ : 폐기물의 안정화 점수.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권4호
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• pp.501-509
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• 2016

황함유량이 높아 독성 폐기물로서 분류되는 석유코크스를 역청탄 및 아역청탄과 혼합하여 가스화 공정을 통해 액체연료를 생산하는 공정의 경제성을 분석하였다. 공정의 경제성을 분석하기 위한 2,000 톤/일 규모의 액화 공정은 가스화, 정제, Fischer-Tropsch 전환 등으로 이루어진다. 기발표된 자료들로부터 적절한 검토 기준을 통해 건설비용 및 매출액을 산정하였고 석유코크스/석탄의 혼합비에 따른 경제성을 평가하였다. 경제성 평가 결과, 원소황의 생산과 판매 증가로 인해서 석유코크스의 경제성이 석탄보다 우수했으며 수분 함량이 낮은 역청탄과의 혼합이 보다 높은 경제성을 가지는 것으로 나타났다. 아역청탄의 경우, IRR (Internal rate of return)이 10% 이상이 되기 위해서는 석유코크스와의 혼합이 적어도 40 wt% 이상이 되어야 함을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제18권6호
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• pp.612-617
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• 2007

본 연구는 음식물류폐기물의 직매립 금지가 매립지가스, 악취 및 침출수 발생에 미치는 영향을 평가하고 현행 제도의 타당성을 평가하기 위하여 실시하였다. 음식물류폐기물을 각각 약 45% (Exp.45)와 약 15% (Exp.15)를 충전한 2개의 매립모형조를 비교하였다. 570일 동안 매립지가스 발생량은 Exp.45가 1400 L로 Exp.15의 906 L보다 많았다. 매립가스 조성은 두 반응기 모두 메탄과 이산화탄소가 1 : 1 정도로 발생되어 큰 차이는 없었다. 황화수소는 Exp.15와 Exp.45에서 각각 2~7 ppmv과 2~30 ppmv가 발생하였다. 침출수량에는 큰 차이가 없었으나 $BOD_5$가 Exp.45는 37000 mg/L, Exp.15는 25630 mg/L를 나타내었고 $COD_{Cr}$도 각각 45480 mg/L와 30294 mg/L를 나타내었다. TOC의 농도도 운전기간 동안 Exp.45가 Exp.15보다 2~3배 정도 높았다. 음식물류폐기물 함량이 높은 폐기물 매립은 가스발생량을 증가시켰지만 악취발생 및 침출수 수질 악화 등 환경적 악영향을 더 많이 유발하였기 때문에 현행 음식물류폐기물의 분리배출 및 직매립 금지조치는 적절한 것으로 평가되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.353-359
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• 2015

본 연구는 실제 아파트 단지의 재생이 필요한 환경 인프라를 경제적이고 효율적인 녹색 인프라 기술로 재생하기 위한 계획을 수립하였으며, 단지내 물과 폐기물의 자원 순환 및 재이용을 위해 단지형 도시 중수 생산 기술과 단지형 유기성 폐기물 에너지화 기술, 무막힘 탄성포장 우수 재이용 기술, 도시농장 기술을 현장에 적용한 결과를 보여주고 있다. 도심 중수 생산 기술은 하수, 우수, 지하수를 대상으로 중수를 생산하여 단지내 공공용수로 이용하기 위한 기반 기술이며, 무막힘 탄성포장 우수배수구 기술은 단지 내에서 우수의 재이용율 극대화시키기 위한 기반 기술이다. 유기성 폐기물 에너지화 기술은 단지에서 발생하는 음식폐기물 및 분뇨 등의 유기성 폐기물을 처리하는 과정에서 바이오가스와 비료를 만들어 에너지원으로 활용할 수 있으며, 도시농장은 재생용수, 재생에너지, 재생비료를 활용하여 주거민들의 건강 및 여가공간으로 활용할 수 있는 기반기술이다. 이를 통해 단지 내에서 자원 순환 및 재이용이 가능한 하나의 에코시스템을 구축하였으며, 재생 후 녹색지표결과에서 에너지 부문은 4.23, 물부문은 0.32, 폐기물 부문은 0, 토지이용 부문은 0, 환경부문은 2.12가 상승하는 결과를 가져올 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제15권2호
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• pp.118-127
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• 2007

본 연구에서는 음식물류 폐기물의 탈리액을 이용하여 TS 농도를 변화시켜가면서 그 영향에 대하여 검토하였다. 산발효조와 메탄발효조가 연계되어진 $35^{\circ}C$의 중온소화조인 2상법 소화조(Dual digestion)에 의하여 TS 농도를 5%~10%까지 변화시켜 가면서 실험을 실시하였으며, 그 결과 원수의 투입 TS 농도가 7~8%일 때, 평균적인 제거효율 및 안정화를 나타냈으며 TS 농도 8%이후에는 대부분의 처리수 제거효율이 현저하게 감소하는 추세를 보였다. 반응조가 안정화한 단계에서 $0.3m^3/kg{\cdot}vs$이상의 가스발생량을 보였으며, 염분축적, pH상승의 등의 현상은 관찰되지 않았다. 본 연구를 통해서 음식물류 폐기물 탈리액의 혐기성소화에 있어서 TS 농도의 증가시 공정상에 처리 및 안정화에 미치는 영향이 있으나, TS 농도가 8%이상에서 그 영향이 큰 것으로 분석되었으며, 최종적으로 TS 농도를 8%이내에서 제어하면서 운전하는 것이 가장 효과적인 방법인 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제24권4호
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• pp.11-20
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• 2016

천연자원의 고갈과 온실가스의 감축은 우리가 당면하고 있는 현안이다. 이러한 이유로 폐기물의 재활용은 국제사회적으로도 큰 관심사이며, 국내에서도 비용 대비 효과적인 처리 및 재활용 기술의 개발이 지속적으로 이루어져야 하는 과제를 안고 있다. 본 연구에서는 유기성 폐기물의 처리 및 재활용에 따른 비용원단위 등을 비교 분석 함으로써 효과적인 자원화 방안에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서 조사된 유기성 폐기물은 폐수처리오니류, 공정오니, 동 식물성 잔재물 등이며, 해당 폐기물을 배출하는 80개 사업장을 대상으로 처리현황 및 처리비용을 조사하였다. 유기성 폐기물의 경제성 있는 적정 처리방법은 퇴비화와 시멘트 부원료로 사용되는 것으로 나타났다. 유기성 폐기물의 성상, 유해물질 등에 따라 경제성 분석이 다를 수 있겠지만, 조사대상 업체로부터 현실적인 폐기물의 처리결과를 바탕으로 분석하였다. 특히, 유기성 폐기물을 퇴비화 제품으로 재활용한다면, 비료의 원료가격 등이 상승됨에 따라 비료가격은 증가 추세로 보이기 때문에 경제적인 효과가 있을 것으로 판단된다. 유기성 폐기물의 안정적인 처리 및 재활용을 위해서는 폐수처리오니 등 유해특성을 갖고 있는 폐기물과 유기성 폐기물의 재활용 처리시 기술적 어려운 점인 악취, 침출수, 이물질에 대한 기술적인 노력을 기울여야 할 것이다.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.87-97
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• 2021

본 연구는 폐자원에너지 활성화를 위한 폐자원에너지 인센티브제도(안)을 마련하기 위하여 수행되었다. 선행연구와 경제성 분석을 통해 에너지이용 형태별 가중치를 마련하였고, 폐자원에너지 인센티브(안)은 에너지이용 형태별로 에너지효율을 감안하여 산정되었다. 바이오가스화 시설 11개소의 경제성 분석 결과, B/C 수치가 0.16 ~ 1.69로 매우 다양하게 나타났다. 편익에서는 폐기물처리 반입료 수입이 전체의 68.4 ~ 99.3 %로 매우 높게 나타났고, 경영수지가 흑자(+)가 되는 '1' 이상인 시설이 4개소로 나타났다. 에너지 이용량을 판매량 Nm³ 단위로 환산하기 위해 '단위환산' 계수로 발전 0.58 Nm³/KW, 스팀 0.17 Nm³/kg, 중질가스 1.00 Nm³/Nm³으로 산정하였고, '가중치'는 이용 형태별 각각 발전 0.249, 스팀 0.656, 중질가스 0.806으로 산정하였다.

• 신재생에너지
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• 제4권2호
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• pp.21-30
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• 2008

Anaerobic digestion (AD) is the most promising method of treating and recycling of different organic wastes, such as OFMSW, household wastes, animal manure, agro-industrial wastes, industrial organic wastes and sewage sludge. During AD, i.e. degradation in the absence of oxygen, organic material is decomposed by anaerobes forming degestates such as an excellent fertilizer and biogas, a mixture of carbon dioxide and methane. AD has been one of the leading technologies that can make a large contribution to producing renewable energy and to reducing $CO_2$ and other GHG emission, it is becoming a key method for both waste treatment and recovery of a renewable fuel and other valuable co-products. A classification of the basic AD technologies for the production of biogas can be made according to the dry matter of biowaste and digestion temperature, which divide the AD process in wet and dry, mesophilic and thermophilic. The biogas produced from AD plant can be utilized as an alternative energy source, for lighting and cooking in case of small-scale, for CHP and vehicle fuel or fuel in industrials in case of large-scale. This paper provides an overview of the status of biogas production and utilization technologies.