저회가 고추 생육과 토양 화학적 특성에 미치는 효과

조한나,윤진주,박재혁,이승규,김소희,조주식,강세원 경상대학교 농업생명과학연구원 2022 농업생명과학연구 Vol.56 No.5

본 연구는 고추 재배 시험을 통해서 발전소로부터 배출되는 저회 (BA, bottom ash)의 농업적 활용 가능성을 평가하고자 수행되었다. 저회의 시용수준은 5 (BA5), 10 (BA10), 15 (BA15) 및 20 (BA20) ton ha-1으로 조절하였으며, 대조구는 퇴비를 일반 기비로 사용한 관행처리 방법으로 하였다. 고추의 생육 특성은 퇴비 처리구가 저회 처리구에 비해 생육이 증가되었고, 저회 사용수준에 따른 고추의 생육은 전반적으로 BA15 ≓ BA10 > BA20 > BA5 처리구 순으로 증가되었다. 고추 재배 후 조사된 토양의 화학적 특성은 저회의 시용수준이 증가될수록 pH, EC, SOC, 그리고 CEC 함량이 증가되는 경향을 보였다. 특히, 작물의 생육과 관련이 깊은 pH, SOC 및 CEC의 지표는 저회 처리구가 대조구에 비해 각각 0.20~0.82, 1.16~8.92 g kg-1 및 0.29~0.74 cmolc kg-1 범위로 증가되어 저회가 토양 탄소 함량 증진을 포함한 토양 비옥도 개선에 효과적인 역할을 한 것으로 판단된다. 따라서 본 시험의 결과로 미루어 볼 때 저회의 시용은 관행처리에 비해 고추의 수확량은 적지만 토양환경을 개선하는데 효과적인 것으로 판단되어 토양개량제로서 저회의 농업적 활용은 가능하다고 판단된다. A field experiment was carried out on hot pepper (Capsicum annuum L.) cultivation in an upland area. The objective of this study was to investigate the effect of bottom ash (BA) on crop production and soil fertility. BA was applied at rates of 5, 10, 15, and 20 ton ha-1 (BA5, BA10, BA15, and BA20, respectively), and a compost (20 ton ha-1) treatment was used as a control. Hot pepper growth results were best under 10 and 15 ton ha-1 application conditions. BA-treated soil had improved soil pH, SOC, and CEC than those in Compost treatment. In particular, the pH, SOC, and CEC in BA-treated soil increased by ranges of 0.20~0.82, 1.16~8.92 g kg-1 and 0.29~0.74 cmolc kg-1, compared with Compost treatment, respectively. Therefore, the results gathered from these studies is a key tool to suggest agricultural utilization of BA as soil amendment for benefits of agriculture and environment.

저회 적용에 따른 상추 생육과 토양개량에 미치는 효과

이승규 ( Seung-gyu Lee ),김소희 ( So-hui Kim ),강세원 ( Se-won Kang ),윤진주 ( Jin-ju Yun ),박재혁 ( Jae-hyuk Park ),조주식 ( Ju-sik Cho ) 한국환경농학회 2021 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2021 No.-

최근 탄소 배출량 감소정책으로 기존 노후화된 석탄발전소를 폐기하거나 다른 자원종류의 바이오매스로 전환하는 추세이다. 하지만 바이오매스 연료로 발전하여 발생하는 회분의 양은 비회 약 3,066 ton, 저회 약 24,000 ton 정도이며, 전량 매립되고 있다. 그로 인해 매립지 만지 현상이 도래되고 있으며 재활용 방안에 대하여 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 저회(Bottom ash, BA)를 재사용하기 위해 상추재배 시 저회 시비에 따른 작물생장과 토양특성에 미치는 영향을 평가하였다. 공시토양의 화학적 특성은 pH 4.5 유기물 함량 3.14% CEC 5.62 cmolc kg^-1로 산성토양이었으며, 공시재료 저회의 pH는 9.07, EC는 16.0 dS m^-1, 유기물 함량은 17.9%, CEC는 11.66cmolc kg^-1로 토양개량제로 사용되는 바이오차(Biochar, BC)와 유사하게 pH와 유기물 함량이 높아 시중에 판매하는 왕겨 바이오차와 함께 상추를 재배하여 생육을 비교하였다. 왕겨 바이오차와 저회의 시용수준을 각각 토양의 1, 3, 5 및 10%로 처리하여 연구를 진행하였고, 사용된 작물은 적상추(Lactuca sativa L.)를 사용하였으며, 약 4주 동안 재배하였다. 상추 생육 실험결과 대조구에 비해 바이오차와 저회의 높은 함량 처리구(5, 10%)에서 생육지표(엽장, 생체량, 건중량)의 우위를 보였다. 상추의 무기성분 흡수량은 바이오차 처리구보다 저회 처리구에서 조금 더 높은 흡수량을 확인하였고, 수확 후 토양의 이화학적 특성 또한 바이오차보다 저회 처리구에서 더 높았으며, 특히 BA10 처리구에서 pH가 7.31, 유기물 함량은 10.56%로 대조구에 비해 증가되었다. 따라서 저회를 활용하여 작물재배에 적용시킨 결과 효과적인 토양개량제로 활용할 수 있을 것으로 보인다.

저회 경량골재를 적용한 수목용 외과수술의 채움재 개발에 관한 연구

문종욱,강기문,김경모,김상혁,오현준,윤석규 국제차세대융합기술학회 2021 차세대융합기술학회논문지 Vol.5 No.2

본 논문은 기존의 수목외과수술의 단점인 식물의 유해성을 보완하고 공기 단축과 비용 절감을 위해 실험 하여 새로운 수목용 외과수술용 채움재 공법 개발에 대해 진행하였다. 숯 코팅 저회경량골재와 저회경량골재의 투 과율 및 함수율 비교 실험과 골재의 투과율 및 함수율 실험을 통한 측정값이 식물 성장에 영향을 미치는지 파악 하기 위하여 식물을 식재하여 관찰하였다. 실험을 통해 선정된 재료를 바탕으로 외과수술용 채움재 배합 시험 비 율을 산정하였다. 결과적으로, 흡수율 및 상태에 따른 밀도에서 비교적 우수하고 투과율과 함수율 시험을 통해 2.5-5mm, 5-10mm 이하인 숯 코팅 저회경량골재를 선정하였다. 숯 코딩 저회경량골재에 대한 배합 비율실험을 통해 식물의 뿌리 성장을 도울 수 있는 배합 비율을 맞추었다. 이 채움재는 기존 채움재 프로세스보다 더욱 간결 하여, 수목외과수술 적용 단가 절감에 도움이 될 것이라 예상한다. This paper discusses the development of a new tree surgical filling technique by complementing the harmfulness of plants, which are disadvantages of conventional tree surgery, and experimenting with air reduction and cost reduction. Plant planting was observed to determine whether the measurements by testing the transmittance and functionality of low- and low-gray low-gray aggregates and the transmittance and moisture-rate experiments of aggregates affected plant growth. Based on the materials selected through the experiment, the ratio of the filling mixture test for surgery was calculated. As a result, charcoal-coated lightweight aggregates were selected with relatively good density according to absorption rate and condition and less than 2.5-5mm and 5-10mm by testing penetration and moisture content. Mixing ratio experiments with low-grain charcoal-coded aggregates have been conducted to match the mixing ratio that can help plant root growth. This filling material is expected to be more concise than the existing filling process, helping to reduce the unit price of tree surgery.

저회의 입도변화에 따른 CLSM의 공학적특성

이용수(Yongsoo Lee),김태연(Taeyeon Kim),이봉직(Bongjik Lee) 한국지반환경공학회 2020 한국지반환경공학회논문집 Vol.21 No.10

해양투기 금지와 같은 여러 환경적 제약으로 인해 산업부산물의 재활용에 대한 요구가 증가함에 따라 이들의 재활용에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 이 중 석탄회는 화력발전에 따른 산업부산물로 석탄회중 비회의 재활용을 위한 연구는 활발히 진행되어 다방면에서 재활용되는 반면 저회의 경우에는 발생량의 일부분만 2∼4mm 또는 2mm 이하의 입도로 1차 가공하여 주로 원예용 및 경량골재 등에 사용되고 대부분은 회처리장에 매립됨에 따라 저회의 활용방안을 모색하기 위한 다양한 연구가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 CLSM의 골재로 활용하기 위한 저회의 최적입도와 혼합비를 도출하기 위하여 화강풍화토와 저회의 혼합비, 혼합되는 저회의 입도 및 고결제 첨가율에 따라 제작된 CLSM을 대상으로 유동특성, 강도변화 특성 등을 구명하고, 중금속 검출시험을 수행하여 CLSM 골재로 저회의 활용성을 평가하였다. As the demand for the recycling of industrial by-products increases due to various environmental restrictions including the prohibition of ocean disposal, various studies regarding the recycling of industrial by-products are currently being carried out. One of the industrial by-product, coal ash is produced from thermal power generation; studies on the recycling of fly ash have been actively carried out and it is currently recycled in various fields. In the case of bottom ash, however, only a portion of the total amount generated is primarily processed into a particle size of 2∼4mm or less than 2mm to be used for gardening purpose and light weight aggregate and so on. The remaining amount is buried at ash disposal sites. Therefore, various studies are needed to develop measures to use bottom ash. This study aimed at identifying the optimal particle size and mixing ratio of bottom ash to be used as CLSM aggregate. To this end, it evaluated the usability of bottom ash as CLSM aggregate, by investigating the flowability and strength change characteristics of CLSM produced with regard to the mixing ratio of weathered granite soil and bottom ash, particle size of bottom ash to be mixed and soil binder addition rate and conducting a heavy metal leaching test.

저회 펠렛 시용이 배추 재배에 미치는 영향

조한나,강세원 경상국립대학교 농업생명과학연구원 2023 농업생명과학연구 Vol.57 No.5

본 연구는 바이오매스 전소 화력발전소에서 배출되는 저회에 유기 물질을 혼합하여 펠렛화한 후 배추 재배 미치는 영향을 평가하기 위해 수행되었다. 배추 재배는 노지(UC, upland cultivation)와 시설재배지(GC, greenhouse cultivation)에서 진행되었으며, 처리조건은 대조구(Cont, control)와저회(BA, bottom ash), 유기질 비료(OF, organic fertilizer), 저회 펠렛(BP, pelleted bottom ash) 처리구로 나누었고, 배추 이식 7일 전에 저회,유기질 비료 및 저회 펠렛을 각각 1 ton 10a-1 수준으로 시용하였다. 배추의 생체중은 재배지역에 상관없이 OF와 BP 처리구에서 가장 높았으며,Cont 처리구에 비해 각각 15.7-41.6 및 9.7-51.5% 범위로 생체중이 증가하였다. BP 처리구에서 배추 수확 후 토양의 화학적 특성은 전반적으로OM, TN, Avail. P2O5 등의 함량이 개선되는 효과를 보여주었으며, 이는 OF 처리구와 유사하였다. 노지와 시설재배지에서 배출된 N2O 배출량은BP 처리가 OF 처리에 비해 29.7 및 11.0%로 각각 감소되는 결과를 보였다. 따라서, 저회 펠렛의 시용은 관행처리구와 비교해 볼 때, 배추 생육,토양 특성 및 N2O 배출적인 측면에서 효과가 있는 것으로 판단된다. This study was conducted to evaluate the effect of pelleted bottom ash including organic materials from biomass-based thermal powerplant on Kimchi cabbage cultivation. A field experiment was carried out on upland cultivation (UC) and greenhouse cultivation (GC). Each of the bottom ash (BA, applied at 1 ton 10a-1), organic fertilizer (OF, applied at 1 ton 10a-1), pelleted bottom ash (BP, appliedat 1 ton 10a-1) treatments areas were separated by a control (Cont) treatment area. The BA, OF, and BP were applied by hand andplowed to a soil depth of 15 cm 7 days before Kimchi cabbage transplanting. Regardless of the cultivations, fresh weight of Kimchicabbage was best under OF and BP treatments, and increased by 15.7-41.6 and 9.7-51.5%, respectively, compared to the Cont treatment. The soil chemical characteristics after Kimchi cabbage in the BP treatment had improved OM, TN, and Avail. P2O5, and which similarto the effect of OF the treatment. Compared to the OF treatments, total N2O flux was lower with BP treatment (flux decreased by29.7% in UC and 11.0% in GC). These results indicate that Kimchi cabbage yield, soil quality, and N2O emission when cultivatedin soil conditions such as those in Kimchi cabbage field in South Korea, can be improved by application of BP.

저회의 성토재료 활용성에 대한 실험적 연구

정상화,최명진,이봉춘,최영준,Jung, Sang-Hwa,Choe, Myong-Jin,Lee, Bong-Chun,Choi, Young-Jun 한국건설순환자원학회 2010 한국건설순환자원학회지 Vol.5 No.4

Recently, many researches on bottom ash which is produced in the burning process of power plant are actively performed for its utilization for soil-subbase materials. In this paper, bottom ashes from 5 different power plants are prepared and several tests including compaction, CBR, and tri-axial compression are carried out for mixed bottom ash and weathered soil considering 3 replacement ratio of 30%, 50%, and 70%. Through the tests, CBR result over 20 are evaluated without plastic property, which shows availability of subbase material. With higher increase in replacement ratio of bottom ash, CBR of mixed soil increases due to the higher mechanical performance of bottom ash. However, replacement effects of bottom ash on friction angle and cohesion are evaluated to be little since bottom ash plays a little role in rearrangement of mixed soil. Bottom ash with a good mechanical property is evaluated to have reasonable bearing capacity which shows a good property for subbase materials. 최근 들어 산업부산물인 저회를 지반 매립재로 활용하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 국내 5개 사에서 채취된 저회와 풍화토 혼합하여, 3가지 저회의 혼합비 (30%, 50%, 70%)에 따른 다짐실험, CBR 실험 및 삼축 압축실험 등이 수행되었다. 실험 결과, 저회를 혼입한 혼합토의 CBR값은 20을 상회하였으며, 소성을 보이지 않아 성토재료로 사용이 가능할 것으로 평가되었다. 혼합토에 사용된 저회의 역학적 성능이 풍화토보다 우수하므로, 혼합비가 증가할수록 혼합토의 CBR값은 뚜렷한 증가를 나타내었다. 그러나, 배합후 입자배열에는 큰 영향을 주지 못하므로, 혼합비에 따른 내부마찰각 및 점착력의 변화는 뚜렷하게 평가되지 못했다. 저회는 시료 자체의 강성이 있으므로, 지지력이 풍화토에 비하여 크게 평가되었으며, 성토재료로서의 활용할 수 있음을 실험적으로 규명하였다.

친환경 고결제와 저회를 활용한 유동성 복토재의 공학적특성

박기호,김태연,이용수,이봉직 한국지반환경공학회 2019 한국지반환경공학회논문집 Vol.20 No.5

In general, pipe laying works are performed by constructing underground facilities such as pipes and then refilling the rest of the area with sand or soil. However, there are many problems in the compaction process such as difficulties in tampering around the underground facility and low compaction efficiency. Such problems cause deformation and damage to the underground pipes during refilling work and ultimately cause road sinks. Construction methods using CLSM are one of the typical methods to solve these issues, and recently, studies on CLSM using coal ash, which has similar engineering properties as sand, have been actively performed to protect environment and recycle resources. While many studies have been conducted to recycle fly ash in many ways, the demand for recycling bottom ash is increasing as most of the bottom ash is not recycled and reclaimed at ash disposal sites. Therefore, in order to find bottom ash applications using eco-friendly soil binders that are environmentally beneficial and conform with CLSM standards, this study investigated flow characteristics and strength change characteristics of eco-friendly soil binders, weathered granite soil, a typical site-generated soil, bottom ash, and fly ash mixed soil and evaluated the soil pollution to present CLSM application methods using bottom ash. 일반적으로 관매설공사는 관 등의 매설물을 시공하고 나머지 부분을 모래나 토사를 이용하여 되메우는 방식으로 진행된다. 그러나 매설물 주변의 다짐이 어렵거나 다짐효율이 떨어지는 등 다짐 시 많은 문제가 발생하고 있으며, 되메우기 공사 시 매설관의 변형과 파손을 유발하여 궁극적으로 도로함몰의 원인으로 발전하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안 중 대표적으로 유동화토를 활용한 공법이 있으며, 최근 환경보호와 자원 재활용의 차원에서 모래와 공학적 성질이 유사한 석탄회를 활용한 유동화토에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 석탄회 중 비회는 많은 연구가 진행되어 여러 방면으로 재활용이 이루어지는 반면, 저회는 대부분 재활용되지 못하고 회처리장에 매립됨에 따라 저회에 대한 재활용 요구가 증가되고 있다. 이에 본 연구는 친환경 고결제를 활용하여 환경적으로 유리하며 유동화토 기준에도 적합한 저회의 활용방안을 모색하기 위하여 친환경 고결제와 대표적인 현장발생 토사인 화강풍화토 및 저회, 비회 혼합토를 대상으로 유동특성, 강도변화 특성 등을 구명하고, 토양오염도 평가를 수행하여 저회를 활용한 유동성 복토재의 활용방안을 제시하였다.

저회(Bottom Ash)와 폐타이어를 활용한 성토구조물 거동에 관한 연구

이성진(Lee Sung Jin),신민호(Shin Min ho),고태훈(Koh Tae hoon),황선근(Hwang Seon Keun) 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 C Vol.29 No.1

기존의 연구에서 이미 경량성토재료로서 적용된 바 있는 저회(Bottom Ash), 폐타이어-흙 혼합토의 성능을 토대로 하여, 전통적인 성토재료인 흙 대신 저회를 활용하는 새로운 경량성토재료를 제안한 바 있다. 이어서 이 연구에서는 저회-폐타이어 혼합토의 경량성토재료로서의 적용성을 평가하기 위해 현장다짐시험과 실대형 성토 모형실험을 수행하여 기존의 성토재료인 풍화토만으로 조성된 성토구조물과 저회-폐타이어 혼합토로 조성한 성토구조물에 대한 침하, 토압, 지지력, 진동저감효과 등을 평가하였다. 그 결과 토압 및 진동은 저감되는 효과를 보였으며, 정동적 하중에 따른 침하거동은 두 재료(풍화토 단면, 저회-폐타이어 혼합재료)에서 유사하게 평가되었다. Based on the proven feasibility of bottom ash and tire shred-soil mixtures as lightweight fill materials, tire shred-bottom ash mixtures were suggested as a new lightweight fill material to replace the conventional construction material (soil) with bottom ash. Therefore, we carried out the field compaction test and performance test of large scale embankment in order to evaluate their suitability for the use of lightweight fill materials. In these tests, we could assess the settlement, earth pressure, stress-strain relation, vibration of large scale embankment which were made with tire shred-bottom ash mixture and the conventional fill material(weathered soil) respectively. The earthpressure and vibration transmission was decreased and the settlement behaviour of the 2 materials (tire shred mixture and weathered soil) was measured similarly under static/cyclic loading condition.

저회 되메움재의 열저항 특성

정혁상(Hyuksang Jung),조삼덕(Sam-Deok Cho),김주형(Ju-Hyong Kim),박종식(Jongsik Park),공진영(Jin-Young Kong) 한국지반환경공학회 2016 한국지반환경공학회논문집 Vol.17 No.6

본 논문은 화력발전소 부산물인 저회를 뒤채움재로 활용하고자 열저항 특성에 대한 연구내용을 다루었다. 석탄회의 일종인 저회는 공학적 특성이 모래와 유사하여 모래 대체재로 사용 가능하다. 그러나 열적 특성을 무시한 무분별한 적용은 오히려 기존 구조물에 악영향을 미칠 수 있기 때문에 이에 대한 신중한 선택이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 저회의 열전도도를 확인하기 위해 실내시험을 실시하였으며, 뒤채움재로 활용될 수 있는 현장유용토, 성토재료, 모래 등과 열저항 특성에 대하여 비교 · 분석하였다. 또한, 이들 재료들의 열저항 특성이 함수비에 따라 큰 영향을 미칠 수 있어 이에 대해 분석을 실시하였고 저회가 뒤채움재로 유효 활용될 수 있도록 방안을 제시하였다. This paper deals with the result of thermal resistance test with backfill materials as bottom ash by using backfill material. Bottom ash, one of coal ashes, can be reused to replace sand because of its similar engineering properties. But without considering the thermal property, the abuse of bottom ash resulted in damage for existing structures. To investigate the thermal conductivity of bottom ash, laboratory tests for thermal resistance of that were carried out in this study. Thermal properties of bottom ash was compared with those of in-situ soil, sand, backfill material which can be applied as filling material. The tests were classified by water contents defined as the major influence factor. The beneficial use method of bottom ash was suggested as backfilling material.

비회 및 저회 혼합토의 공학적 특성 연구

김용성 ( Yong-seong Kim ),어민석 ( Min-seak Ea ),이무재 ( Moo-jae Lee ),박태영 ( Tae-yeong Park ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

현재 우리나라는 산업발전에 따른 전력 수요가 증가함에 따라 화력발전소의 석탄사용이 급증하고 있으며 이로 인해 연간 약 835만 톤의 많은 석탄회가 부산 되어 64%만이 재활용이 이루어지고 나머지는 매립되고 있다. 이중 비회는 산업전반에 걸쳐 재활용이 이루어지는데 반해 저회는 그 활용이 어려워 대부분을 매립하고 있다. 본 연구에서는 비회 및 저회 혼합토에 대한 공학적 특성을 구명하고자 비회 및 저회 토사의 혼합비율을 1:4:5로 구성된 Ø50*100mm, Ø100*200mm, Ø150*300mm의 시료를 각각 제작하여 다짐시험을 통해 최적함수비와 최대건조밀도를 구한 후 이를 기준으로 강도시험용 공시체를 제작하였다. 시멘트 비는 총 중량의 4%, 6%, 8%, 10%를 적용하였고, 재령 3일, 7일, 28일 및 91일로 양생하여, 일축압축강도시험 및 전단강도시험과 동결융해시험, 건습시험을 실시하였다. 아울러 공시체의 크기 및 재령일수에 따른 강도 특성과 SEM, EDS, X-ray 회절분석 및 용출시험을 통해 구성입자 및 경화특성 분석 등 공학적 및 환경학적 특성을 구명하고 비회 및 저회 혼합토의 건설현장 적용을 위한 기초 자료를 제시하였다.