국내 석탄화력발전소에서는 매년 800만 톤 이상의 석탄회가 배출되고 있으며, 이에 대한 최종적인 처리는 현재 약 70% 수준의 재활용, 그리고 해안 회처리장을 통해 매립 처리하고 있다. 그러나 실질적으로 개별 발전시설의 회처리장마다 수년 내에 만지(포화) 시기의 도래가 예상되며, 석탄회처리장 건설로 인한 환경영향에 대한 우려로 신규 확보도 어려운 상황이다. 향후 "제7차 전력수급기본계획"을 반영하여 추가적으로 건설될 석탄화력 발전시설을 고려했을 때(2020년 기준 1,000만 톤 배출 예상), 회처리장의 신규조성이 불가피하다. 그러나 회처리장 조성으로 인해 기존의 양호한 자연해안지역이 훼손되는 문제가 우려될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 석탄회로 인한 환경영향을 최소화하기 위해, 근본적으로 추가적인 석탄화력 발전시설과 회처리장의 건설을 줄여나가고 더불어 배출된 석탄회의 유효이용 및 재활용 활성화를 위한 정책적 방안을 제시하고자 하였다.
The characteristics of the landfill of coal ash and ironwork wastes are investied by performing the basic geotechnical experiments and groundwater quality analyses in the landfills. The results show that the waste materials themselves have good characteristics that can be used as reclamation materials. However, landfills need either some ground improvement or costly foundation and excavation methods to be used as construction sites, because of the careless management during the period of waste disposal.
Coal ash is a by-product of the combustion of pulverized coal, and much of this is dumped in landfills. The disposal of coal ash is one of the major issues for environmental problems. In this paper, the effects of the kinds and replacement ratio of coal ash on the durabilities of concrete mixtures are investigated. Fine aggregate was replaced with coal ash(fly ash and bottom ash) in five different ratios, of 0%, 10%, 20%, 35%, and 50% by volume. Test results indicated that the compressive strength increased with the increase in fly ash percentage. The loss of compressive strength of bottom ash concrete mixes after immersion in sulphuric acid solution was less than in the control mix(BA0). In addition, the carbonation depth of fly ash concrete mixes was lower than the control mix(FA0).
매년 화력발전소에서 약 800톤이상 되는 석탄재가 발생되고 있다. 발생되는 석탄재 중 재활용되고 남은 석탄재는 회처리장에 매립되고 있다. 현재 회처리장 용량에는 한계가 있고, 석탄재 매립으로 인한 환경영향의 우려로 회처리장 신규 확보도 어려운 상황이다. 환경영향 최소화라는 측면에서 석탄재 재활용 및 유효이용이 향후 장기적 국가적으로 시급하게 해결해야 할 문제로 인식되고 있다. 따라서, 본 연구는 국내 석탄재 재활용 확대를 가로막고 있는 문제점을 분석하여 해외 사례를 바탕으로 친환경적 국토관리와 자원순환사회를 위한 석탄재 재활용 확대 방안을 제안 하고자 하였다. 국내 석탄재 재활용 확대 방안은 다음과 같다. 첫째, 석탄재를 재활용 할 수 있는 법적 근거를 마련하는 것이다. 이를 위해서는 환경성 예측 평가에 대한 기법과 기준 및 체계 개발이 필요하다. 둘째, 이해관계자들의 인식 전환을 유도하는 것이다. 석탄재의 환경 안전성에 대한 연구 및 홍보가 필요하며 이해관계자들의 적극적인 의사소통 및 정보 제공이 필요하다. 셋째, 석탄재 재활용을 활성화 할 수 있는 실제적인 지원방안이 필요하다. 정책방안으로는 석탄재 처리비 지원, 석탄재 공급센터 설치 등이 있다.
Bottom ash generated from thermal power plants is mainly disposed in landfills, from which metals may be leached by infiltrating water. To evaluate the effect of metals in leachate on soil and groundwater, we characterized bottom ash generated from burning cokes, bituminous coal, the mixture of bituminous coal and wood pellets, and charcoal powder. The bottom ash of charcoal powder had a relatively large particle size, and its wood texture was well-preserved from SEM observation. The bottom ash of charcoal powder and wood pellets had relatively high K concentration from total element analysis. The eluates of the bottom ash samples had appreciable concentrations of Ca, Al, Fe, SO4, and NO3, but they were not a significant throughout the batch test. Therefore, it is considered that there is low possibility of soil and groundwater contamination due to leaching of metal ions and anions from these bottom ash in landfills. To estimate the trend of various trace elements, long-term monitoring and additional analysis need to be performed while considering the site conditions, because they readily adsorb on soil and aquifer substances.
The recycling of coal bottom ash generated from coal power plants in Korea has been limited due to heterogenous characteristics of the materials. The most common management option for the ash is disposal in landfills (i.e. ash pond) near ocean. The presence of large coarse and fine materials in the ash has prompted the desire to beneficially use it in an application such as fill materials. Prior to reuse application as fill materials, the potential risks to the environment must be assessed with regard to the impacts. In this study, a total of nine test cells with bottom ash samples collected from pretreated bottom ash piles and coal ash pond in a coal-fired power plant were constructed and operated under the field conditions to evaluate the leachability over a period of 210 days. Leachate samples from the test cells were analyzed for a number of chemical parameters (e.g., pH, salinity, electrical conductance, anions, and metals). The concentrations of chemicals detected in the leachate were compared to appropriate standards (drinking water standard) with dilution attenuation factor, if possible, to assess potential leaching risks to the surrounding area. Based on the leachate analysis, most of the samples showed slightly high pH values for the coal ash contained test cells, and contained several ions such as sodium, potassium, calcium, magnesium, chloride, sulfate, and nitrate in relatively large quantities. Three elements (aluminum, boron, and barium) were commonly detected above their respective detection limits in a number of leachate samples, especially in the early leaching period of time. The results of the test cell study indicate that the pollutants in the leachate from the coal ash test cells were not of a major concern in terms of leaching risk to surface water and groundwater under field conditions as fill materials. However, care must be taken in extending these results to actual applications because the results presented in this study are based on the limited field test settings and time frame. Structural characteristics and analysis for coal bottom ash may be warranted to apply the materials to actual field conditions.
Solid waste incinerator is expected to become widely used in Korea. The incineration of solid waste produces large quantities of bottom and fly ash, which has been disposed of primary by landfilling. However, as landfills become undesirable other disposal method are being sought. In this study, an experimental research is conducted to determine the geotechnical properties of municipal solid waste incinerator fly ash(MSWIF) in order to evaluate the feasibility of using the material for geotechnical applications. Basic pysicochemical characteristics, moisture-density relationship, strength, permeability, and leaching characteristics are examined. The results of MSWIF are compared to other MSWIF and coal fly ash which are used as construction material. In addition, the effectiveness of cement stabilization is investigated using various mix ratios. The result of stabilized mixes are compared to the unstabilized material. Cement stabilization is found to be very effective in reducing permeability, increasing strength, and immobilizing heavy metals. This results indicate that MSWIF with cement stabilization may be used effectively for geotechnical application.
From a practical perspective, sustainable development requires the optimization of current natural resources and the minimization of derived wastes. A major concern with respect to sustainable infrastructure development is the continued depletion of easily-available natural resources and environmental matters are more serious, the concerned about waste materials which are inevitably produced in the manufacturing of the product is getting worse. These wastes must be handled and properly disposed, and many times, although this waste may be environmentally inert, it has been discarded in landfills. But current disposal methods of these by-products create not only a loss of profit for the power industry, but also environmental concerns the breed negative public opinion. therefore, this study evaluates the ECO artificial aggregate and bricks were designed and tested for the end use of fly ash.
Municipal and sanitary landfills can pose environmental problems due to leachate, landfill gas md unstable geotechnical properties. Most governmental bodies delay the correction of landfill problems or landfill replacement until a crises stage is reached. The replacement of a landfill is often made difficult due to costly regulatory controls, public opposition to siting and the high cost of closure for the previous landfill unit. Solutions to extending landfill life and capacity Involve waste minimization by recycling, refuse compaction and waste-to-energy incineration. Incineration can reduce the volume of refuse by 50-95%. The largest installed bases of municipal waste Incinerators are located in Japan and the U.S. The volume of waste contained in a landfill can be estimated by load count tabulations, weight-and-volume measurements or a material balance analysis based on the trash profile of user categories. for an existing landfill, core samples may be collected and analyzed for use in a material balance analysis. Newly generated refuse contains approximately 50% of the heating value of coal. However, landfill properties vary significantly due to the waste profile of the contributors and biodegradation due to time and weathering. The volume of the Nanji-do landfill
본 연구는 장기간 중금속 오염에 노출된 폐 석탄매립지의 토양 및 자생식물을 조사하고 온실 재배 실험을 통해 자생식물의 중금속 축적 능력을 평가하여 식물정화 기술 적용 가능성을 위해 수행되었다. 강원도 정선 화절령에 위치한 폐 탄광 주변에서 자생하는 식물상을 조사하였다. 그리고 본 연구 지역에 생육하는 동일속의 자생식물 2 종 (Carex breviculmis. R. Br., Salix koriyanagi Kimura ex Goerz., )과 일반적으로 분포하는 식물 3 종 (Artemisia japonica Thunb., Hemerocallis hakuunensis Nakai 및 Saussurea pulchella (Fisch.) Fisch.)을 온실에서 인공적으로 오염된 토양에서 12 주 동안 재배하였다. 비소와 납으로 오염된 토양은 각각 25, 62.5, 125, 250 mg kg-1의 비소 농도 구배와 200, 500, 1000, 2000 mg kg-1의 납 농도 구배로 생성하였다. 실험 결과 비소 고농도 처리 (125 및 250 mg kg-1)로 5 개 식물이 모두 죽었고, 일부 식물은 2,000 mg kg-1 납농도 처리토에서 죽었다. 식물 이동계수는 비소 처리에서 H. hakuunensis에서 가장 높았고 납 처리에서는 A. japonica에서 각각 가장 높았다. 생물 축적계수는 비소 처리에서 모든 식물종에서 1 이상이었고 H. hakuunensis에서 가장 높았다. 그리고 모든 식물종은 납 처리에서 1 미만이었다. 특히 2000 mg kg-1 농도 납 처리에서 A. japonica는 1000 mg kg-1 이상의 납을 축적하여 납 과다 축적 물질이 될 것으로 예상되었다. 결론적으로 A. japonica와 H. hakuunensis는 비소 중금속 축적이 뛰어났고 S. koriyanagi는 납 축적능이 우수하였다. 따라서 위의 3 가지 자생식물은 식물정화 기술에 적용성이 높은 것으로 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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