충주시 생활폐기물 관리를 위한 성상변화 특성 및 온실가스 산정

조병렬 ( Byung-yeol Cho ),강병욱 ( Byung-wook Kang ),이원재 ( Won-jae Lee ),한양수 ( Yang-su Han ),연익준 ( Ik-jun Yeon ) 한국환경기술학회 2013 한국환경기술학회지 Vol.14 No.1

본 연구에서는 충주시의 생활폐기물 관리를 위하여 폐기물의 특성 및 폐기물 관리의 전과정 분석을 통해 온실가스 산정을 수행하였다. 생활폐기물의 관리, 발생, 활용 등에 대한 전반적인 특성을 알아보고 이를 통하여 충주시 폐기물 처리 방법 및 시설운영에 따른 온실가스발생량 및 감축량 산정을 통하여 효율적인 온실가스 관리 방안에 관한 기초자료를 제공하고자 한다. 충주시 생활폐기물 발생량은 2007년 159.4톤/일에서 2010년 227.3톤/일로 42.6% 증가하였으며, 폐기물 처리방법별로 살펴보면 매립 비율은 2003년 52.2%에서 2010년 8.4%로 감소하였으며, 소각 비율은 0.0%에서 26.4%로 증가하였고, 충주시 생활폐기물의 발열량 산정결과 2004년 평균 2,541.0kcal/kg에서 2010년 평균 3,392kcal/kg로 분석되었다. 충주시 온실가스 산정은 수집운반, 시설운영, 공정운영으로 나누어 산정하였으며, 수집ㆍ운반의 경우 수집ㆍ운반과정에서 발생하는 온실 가스량은 재활용부문이 가장 컸으며 매립이 그 다음으로 많았다. 연도별 온실 가스 발생량은 매립부문은 점차 감소하는 경향이 있으며, 재활용부문은 점차 감소하다 증가하는 경향이 있고, 소각은 증가하는 것으로 나타났다. 시설운영 단계에서 온실가스 발생량은 재활용부문이 타 부문보다 월등히 큰 것으로 나타났다. 공정운영의 경우 온실가스발생량은 실제 공정 운영시 타 공정보다 가장 적다. The purpose of this study was to calculate the amount of greenhouse gases emission based on the life cycle analysis of waste management and the variation of physical composition characteristics for the MSWs(muncipal solid wastes) generated from Chung-ju city. This study tried to suggest a more effective management methods through the calculation of greenhouse gas emission depending on treatment method and operation of environmental facilities. The amount of greenhouse gas emission was derived from consideration of various MSWs characteristic categories such as management, generation, recycles. The amount of MSWs generated from Chung-ju were 227.3tons/day in 2010, which was were up 42.6 % from 2007(159.4tons/day). For the disposal of MSWs, 52.2% of landfill ratio in 2003 was decreased to 8.4% in 2010. On the other hands, incineration ratio was increased from 0.0% to 26.4% during the same period. The apparent density of MSWs were in the range of 149.9kg/㎥ ~ 165.6kg/㎥, the ration of combustible components and incombustible components was 87.6% ~ 94.1% and 5.9% ~ 12.4%, respectively. The results of elemental analysis showed C 49.1 ~ 50.6%, O 39.4 ~ 39.7%. The calorific value was calculated as 2,541.0kcal/kg in 2004 and 3,392kcal/kg in 2010. In the calculation of greenhouse gas emission depending on treatment methods such as incineration, landfill and recycling, we were concerned in three categories including collection and transport waste, operation of facilities and management of process. From the calculated results, amount of greenhouse gas emission in collection and transport waste category was order in recycling > landfill > incineration. The amount of annual greenhouse gas emissions was gradually decreased from landfill and increased from incineration. And it was increased after decrease from recycling In the category of operation of facilities, the amount of greenhouse gas emitted from recycling was significantly greater than from landfill and incineration. The results of management of process was less than other categories.

A Study of Bio-Energy Production using Suspended Wood Waste from Dam

조중식(Cho, Jung-Sik),신수정(Shin, Soo-Jeong),조병렬(Cho, Byung-Yeol),이병찬(Lee, Byung-Chan),이준호(Lee, Jun-Ho),연익준(Yeon, Ik-Jun) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.05

The use of renewable energy sources is becoming increasingly necessary to minimize the problems derived from the global warming impacts caused by the utilization of fossil fuels as well as their limited supply and reservoir. Also, localized heavy rain has occurred in many areas. As a result, suspended wood waste is being inflow into the dam and the problem of waste disposal has occurred. It is a unique renewable and alternative source for the production of energy. The experiment using wood waste (dry weight 25.0g) was conducted for extraction sugars such as xylose, lactose and glucose. For the sugar extraction from wood waste, hydrolysis experiment using wood waste was conducted by two steps. First step was reacted with 72% sulfuric acid (24.0N and 37.5 ml) for 1hr at 30?C and second step was reacted at 105?C for one hour after adding 2.45times of hot water. Extracted sugar was used in the experiment of sugar consumption to estimate feasibility of ethanol production using yeast(P. Stipitis and S cerevisiae). As a result, sugar extracted from wood waste was effective consumed by yeast(P. Stipitis and S cerevisiae). The consumption rate by yeast was S. cerevisiae was faster than that of P. stipitis. It can be confirmed that resource as ethanol production using wood waste was available.

임목폐기물의 산 가수분해 후 중화제에 따른 에탄올 제조 비교 분석

조중식 ( Jung-sik Cho ),김광렬 ( Kwang-yul Kim ),주붕비 ( Zhu Pengfei ),조병렬 ( Byung-yeol Cho ),연익준 ( Ik-jun Yeon ) 한국환경기술학회 2015 한국환경기술학회지 Vol.16 No.6

임목폐기물을 이용하여 바이오 에탄올과 같은 고부가 가치 에너지 회수를 위해서는 산 가수분해 후 발효 효모를 접종하기 전에 산 가수분해로 생성된 당화액 중의 잔류 산에 대한 중화가 필요하다. 본 연구에서 임목폐기물의 산 가수분해 후 중화제에 따른 에탄올 생산성을 비교 분석한 결과 중화제로 KOH보다는 Ca(OH)₂가 우수하며 S. cerevisiae와 Y. stipitis의 에탄올 전환반응 특성을 종합하여 볼 때 에탄올 생산성은 Y. stipitis보다 S. cerevisiae가 더 우수한 것으로 보여 임목 폐기물을 이용한 에탄올 제조 시 중화제로 Ca(OH)₂와 S. cerevisiae가 더 효율적인 것으로 나타났다. 또한, A(혼합활엽수)보다 B(혼합침엽수)의 에탄올 농도가 높았으며, 이 결과 침엽수가 에탄올 생산에 더 적합할 것으로 판단된다. The neutralization of the residual-acid in wood hydrolyzate produced by the acid- hydrolyzed is required, after the acid-hydrolyzed and before the injection of the yeast fermentation, for high-value energy recovery, such as bio-ethanol using of forest tree waste. In this study, productivity of ethanol by each different neutralizer after the acid- hydrolyzed was compared. As a result, Ca(OH)₂ is better than KOH in the performation of neutralizer. And S. cerevisiae is better than Y. stipitis in the productivity of ethanol from the ethanol conversion characteristics. From the result, as neutralizer, Ca(OH)₂ and S. cerevisiae was effective in ethanol production using the forest waste. Also, the ethanol concentration was higher than A(mixed-broadleaf tree) and B(mixed-needleleaf tree). thus needleleaf is determined to be more suitable for ethanol production.

NaNO₃ 용액의 생물학적 탈질

조병렬 ( Byung-yeol Cho ),전태성 ( Tae-sung Jun ),연익준 ( Ik-jun Yeon ) 한국환경기술학회 2006 한국환경기술학회지 Vol.7 No.3

본 연구에서는 고농도 질산성질소를 포함하는 NaNO₃ 합성 모의용액을 만들어 Psudomonas halodenitrifications sp. nov.를 이용하여 아세트산을 탄소원으로 하여 미생물에 의한 탈질과정에서 pH, 온도, 질산성질소 농도 및 기질과 전자공여체의 비 등을 변수로 하여 탈질현상을 관찰하였으며 이를 바탕으로 폐기물의 미생물을 이용한 탈질처리에 대한 가능성을 검토하였다. 생물학적 탈질을 이용하여 고농도 질산성 질소를 함유한 산업폐기물의 처리가 가능 가능하였고, 고농도의 NaNO₃에 의한 저해현상은 없었고, 미생물의 성장과 안정성을 고려할 때 바람직한 운전 조건은, pH는 6.5∼8.5, 온도는 300℃ 부근, acetic acid/nitrate 비율 1.2 부근이 바람직한 것으로 나타났다. This study is a biodenitrification for synthetic industrial waste with high concentrated sodium nitrate using Psudomonas halodenitrifications sp. nov. The experiment carried out biodenitrification using carbonaceous substrate from acetic acid in batch reactor under various experimental conditions such as pH, A/N(acetic acid/nitrate) ratio, temperature, rpm and concentrations of nitrate etc. It was found the possibility that biodenitrification is able to denitrify the industrial waste included with high concentrated sodium nitrate solution. Optimal conditions for cell growth and biodenitrifications were as follow; pH range; 7.5-8, Temperature; 30℃, Acetic acid/Nitrate ratio; 1.0, rpm; above 20, respectively.

여과지를 이용한 유기탄소의 측정 오차 보정

강병욱(Byung-Wook Kang),연익준(Ik-Jun Yeon),조병렬(Byung-Yeol Cho),박상찬(Sang-Chan Park),이학성(Hak Sung Lee),전준민(Jun-Min Jeon),나광삼(Kwangsam Na) 한국대기환경학회 2011 한국대기환경학회지 Vol.27 No.1

회분식 반응조를 이용한 고농도 질산염의 생물학적 탈질

최정동 ( Jeongdong Choi ),최두식 ( Doo Sik Choi ),송재석 ( Jea Seok Song ),조병렬 ( Byung Yeol Cho ) 한국환경기술학회 2018 한국환경기술학회지 Vol.19 No.5

고농도 질산염 함유 폐수는 핵연료 공정, 스테인레스강 생산 공정, 화학비료 및 의약품 생산 공정에서 발생한다. 이러한 고농도 질소를 포함한 폐수가 적절하게 처리되지 않고 수계로 방류되면 수자원의 황폐화를 비롯하여 생태계 전반의 건강에까지도 위협을 받게된다. 본 연구에서는 고농도의 질산염 처리를 위해서 Pseudomonas halodenitrifican 미생물 식종 회분식 반응조가 사용되었다. 반응조의 원활한 운전을 위해서 아세트산을 탄소원으로 사용하였으며 pH, 아세트산/질산염 비율, 온도, 교반 속도, 및 질산염의 농도를 운전인자로 설정하여 최적 운전 조건을 도출하고자 하였다. 실험 결과를 바탕으로 고농도 질산염의 생물학적 탈질 가능성이 확인되었으며 최적의 운전 조건은 pH 7.5∼8.5, 온도 30 ℃, 아세트산/질산염 비율 1.0 으로 나타났다. High concentration of nitrate containing industrial wastewater is produced in nuclear fuel operation, the stainless steel manufacturing process, chemical fertilizers and pharmaceuticals. If this produced water is discharged into water bodies without proper treatment, water basin would be deteriorated and eventually affected the health of ecosystem. In this study, the characteristics of high concentration of nitrate treatment was investigated in batch reactor inoculated Pseudomonas halodenitrifican sp. The reactor was run with acetic acid as a carbon source under various experimental conditions: pH, A/N(acetic acid/nitrate) ratio, temperature, agitation speed (rpm) and concentrations of nitrate. The results indicated that industrial wastewater containing high strength nitrate could be reduced in biological denitrification process. Optimal conditions of reactor operation and cell growth were as the follows; pH range; 7.5∼8.5, temperature; 30 ℃, acetic acid/nitrate ratio; 1.0, respectively.

LFG 조성분석에 의한 소규모 매립지 MCF 도출방안 연구

이원재 ( Won-jae Lee ),조병렬 ( Byung-yeol Cho ),정지선 ( Ji-sun Jung ),이호익 ( Ho-ik Lee ),연익준 ( Ik-jun Yeon ) 한국환경기술학회 2015 한국환경기술학회지 Vol.16 No.3

매립지에서 발생되는 메탄배출량 예측에 있어 MCF는 2006 IPCC GL에서 제시하는`관리된 혐기성 매립`의 기본값인`1`을 적용하고 있다. 하지만 매립지의 매립형태(혐기성, 준호기성, 호기성)를 고려하지 않은 채 일률적인 MCF 적용은 메탄배출량 예측에 오차가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구 에서는 현장측정을 통해 매립지에서 배출되는 메탄 배출비율(%)을 구하였으며, 직선보간법을 이용하여 Mustsufuji의 연구결과(준호기성 CH₄=20%, 혐기성 CH₄=50%)와 2006 IPCC GL MCF 기준값(관리된 준호기성=0.5, 관리된 혐기성=1)과의 회귀방정식을 산정한 후, 메탄 배출비율(%)을 회귀방정식에 적용하여 연구대상 매립지에 대한 MCF를 추정하였다. 연구결과 H 매립지의 경우, MCF의 범위는 0.79~1.00으로 추정되었으며, 추정된 값의 평균인 0.93을 최종 MCF로 추정하였다. Y 매립지의 경우, MCF의 범위는 0.40~1.00으로 추정되었으며, 추정된 값의 평균인 0.71을 최종 MCF로 추정하였다. The MCF(Methane Correction Factor) has been used tod predict methane emission generated by landfill, it uniformly apply`1`as `managed-anaerobic` default of 2006 IPCC guideline. But to apply MCF=1 without understanding landfill types(anaerobic, semi-aerobic, aerobic) of landfill bring the errors on the prediction of methane emission. In this study, estimated methane emission proportion(%) in target landfill through field measurement. And regression equation was estimated between Mustsufuji`s research(semi-aerobic CH₄=20%, anaerobic CH₄=50%) and 2006 IPCC GL default(manager-semi-aerobic=0.5, managed- anaerobic=1) using liner interpolation. After then, MCF of the target landfill was decided by applying the methane emission proportion(%) in filed measure to regression equation. By estimating results, in the case of H landfill, ranged of MCF was estimated to 0.79 to 1.00. And average of estimated MCF was 0.93, it was a final MCF. In the case of Y landfill, ranged of MCF was estimated to 0.40 to 1.00. And average of estimated MCF was 0.71, it was a final MCF.

충주시 미세입자 (PM<SUB>2.5</SUB>) 농도특성에 대한 사례 연구

이성희(Sung-Hee Lee),강병욱(Byung-Wook Kang),연익준(Ik-Jun Yeon),최준락(Jun-Rack Choi),박현필(Hyun-Pill Park),박상찬(Sang-Chan Park),이학성(Hak Sung Lee),조병렬(Byung-Yeol Cho) 한국대기환경학회 2012 한국대기환경학회지 Vol.28 No.5

건설소음이 자라의 생존, 성장률 및 호르몬분비에 미치는 영향

박종호 ( Jong Ho Park ),조규석 ( Kyu Seok Cho ),이병찬 ( Byung Chan Lee ),연익준 ( Ik Jun Yeon ),조병렬 ( Byung Yeol Cho ),박상찬 ( Sang Chan Park ) 한국물환경학회 ( 구 한국수질보전학회 ) 2006 한국물환경학회지 Vol.22 No.4

재활용 기반시설에서 발생하는 선별 잔재물의 자원화를 위한 도시생활폐기물과의 혼합소각 가능성 평가

신택수(Taek Soo Shin),성백남(Baek Nam Sung),연익준(Ik Jun Yeon),조병렬(Byung Yeol Cho),김광렬(Kwang Yul Kim) 大韓環境工學會 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.10

본 연구는 재활용 기반시설에서 발생하는 선별 잔재물을 자원화 하기 위해 가연성 생활폐기물과 혼합하여 도시폐기물소각로에서 소각 처리할 수 있는 가능성에 대해 고찰하였다. 선별 잔재물을 대상으로 성상과 조성, 삼성분, 발열량을 조사하여 가연성 생활폐기물의 경우와 비교·분석하였고, 도시생활폐기물 소각로에서 가연성 폐기물과 함께 혼합소각 함으로써 연소특성과 오염물질 배출특성 변화에 대해 실험하였다. 연구결과 재활용 기반시설 선별 잔재물이 가연성 생활폐기물에 비해 발열량 (5,865 kcal/kg)이 높고, 수분과 회분 함량은 적었다. 또한, 재활용 기반시설 선별 잔재물을 30%와 50% 혼합하여 연소시킬 경우, 가연성 생활폐기물만을 연소하는 경우와 비교할 때, 먼지(dust), SO₂, NO₂, CO 농도 변화는 크지 않았을 뿐만 아니라, 현행 배출허용기준을 만족하였다. 다만, 재활용 기반시설 선별 잔재물을 50% 혼합소각할 경우, HCl 농도(최고 33.7 ppm)가 배출허용기준을 초과하므로 30%까지 혼합하여 소각하는 것이 바람직하였다. The purpose of this study was to investigate the possibility of an alternative fuel resource by incinerating a mix of combustible MSW (municipal solid waste) and offals after separating recyclable material at the MRF (material recovery facilities) location. We analyzed the physical and chemical properties including the 3-contents, the calorific value, and chemical compositions of the separation rejects in MRF, and compared the results with combustible MSW. Moreover, we experimented the trend of combustible properties and the concentration change of air pollutants at mixed incineration in the MSW incinerator. According to the results of the experiment, the separation rejects showed higher heating value (5,865 kcal/kg), and lower moisture and ash content than combustible MSW. Since we have incinerated MSW in the MSW incinerator mixing the offals at 30% and 50% respectively, we know that the change of the concentration of dust, SO₂, NO₂, and CO did not appear significant, and not exceed the pollutants emission regulation. But, considering the enhancement of the HCl emission concentration (max. 33.7 ppm) at the co-incineration of the 50% offals, we believe that the proper mixing ratio of the separation rejects would become within 30%.