재활용 가능성 검토를 위한 사업장 열적처리폐기물의 특성 연구

김규연 ( Kyuyeon Kim ),이수영 ( Suyoung Lee ),전태완 ( Taewan Jeon ),이영기 ( Youngkee Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2018 No.-

다양한 산업 활동에 따라 배출되는 폐기물 중 낮은 경제성 때문에 재활용되지 못하고 매립되는 폐기물이 증가하고 있다. 폐자원의 재활용 방향성을 확대하고 미처리폐기물의 매립 제로화를 추진하여 2035년 까지 폐기물 매립처분 비율을 1.0%까지 감소시키고자 목표를 설정하였다. 국내 전체 폐기물의 매립처분 비율은 2015년도 기준 9.2%(38,308 ton/day)이다. 이중 사업장배출시설계폐기물이 약 62%(23,577 ton/day)로 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 무기성폐기물 중 열적처리 잔재물류의 매립량은 10,637 ton/day로 사업장배출시설계폐기물 매립량의 45.1%을 차지하고 있는 것으로 조사되었다. 본 연구에서는 강열감량, 총유기탄소, XRF 등의 분석을 통하여 무기성폐기물의 물질 특성을 나타내었다. 사업장 제품 특성 및 배출 폐기물의 성상에 따라 성분 함량이 상이함을 확인할 수 있었다. XRF분석결과, 광재는 Fe 성분 비율이 2.3~69.9%로 나타났으며 대부분 Fe로 형성되어 있음을 확인할 수 있었다. 분진의 경우 Mg, Al, Si, Ca 등 다양한 형태의 원소들이 함유되어 있었으며 Ca 성분이 0.5~57.5%로 높게 나타났고 Si 성분이 1.3~55.6%로 나타났다. 연소재의 경우 대부분 Si, Ca 성분으로 이루어져 있었으며, Si는 3.6~57.1%, Ca는 4.1~55.9% 함유되어 있음을 확인할 수 있었다.

국내 매립지 굴착물의 선별기술 및 사례 조사

이수영 ( Suyoung Lee ),김규연 ( Kyuyeon Kim ),전태완 ( Taewan Jeon ),신선경 ( Sunkyoung Shin ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2019 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2019 No.-

과거 산업화와 경제발달 과정에서 크게 증가하였던 폐기물이 효율적인 재활용이나 적정 관리되지 못한 채생활주변의 저지대, 웅덩이에 단순 투기되거나 비위생 매립시설에 최종처분 되곤 하였다. 폐기물 발생량의 증가와 사용종료 및 신규 매립지 확보를 위해 사용 종료된 비위생매립지 정비사업의 시작과 「자원순환기본법」제정 등과 함께 폐기물의 자원화 정책이 강화되면서 매립억제 및 기매립 자원의 재활용을 위한 매립폐기물의 순환이용과 순환형매립지 조성사업이 확대되고 있다. 본 연구에서는 폐기물혼입굴착물질의 선별기술조사, 관리규정 및 국내외 굴착·선별 사례 등을 조사하였다. 폐기물혼입굴착물질의 국내 선별기술은 2000년대 초반부터 제도적으로 등록 및 인증이 이루어져, 현재 특허 및 실용신안과 환경신기술 분야에서 40여건을 확인할 수 있었다. 매립지 정비 및 순환형매립지 조성, 택지 개발 등 건설공사에 따른 폐기물혼입굴착물질에 대한 굴착·선별사례는 약 150여건으로 추산되며 비위생매립지 및 택지·대지개발공사가 많은 것을 알 수 있었다. 폐기물혼입굴착물질의 선별공정은 주로 토사류 등 불연물 선별을 위해 트롬멜 체망의 크기에 따른 선별, 가연분 선별을 위해 풍력, 갈퀴선별로 구성되어 있으며, 필요 시 추가적인 정밀선별을 실시하고 있었다. 매립 굴착물질의 함유 수분과 비닐류에 부착된 토사의 탈착분리, 투입장치의 정량적 공급방법이 주요한 운전 요소이자 효율적 선별의 평가 요소임을 알 수 있었다.

국내 폐기물혼입 굴착물의 선별ㆍ이용에 관한 연구

김규연 ( Kyuyeon Kim ),이수영 ( Suyoung Lee ),전태완 ( Taewan Jeon ),이영기 ( Youngkee Lee ),조창식 ( Changsik Cho ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-

과거 산업화와 경제발달 과정에서 폭발적으로 발생했던 폐기물이 충분히 재활용되지 못한 채 다양한 형태의 최종처분이 이루어졌다. 사전예방적 관리나 법률체계의 준비가 없던 시절에 이루어진 비위생적 매립처분이 빈번하였다. 최근 도시의 팽창과 개발에 따라 다양하게 이루어지는 건설공사 현장의 굴착과정에서 폐기물이 혼입된 토양이 발생되기도 한다. 그 동안 정부는 순환형 매립지조성, 매립지 정비사업 및 택지개발공사 등 다양한 굴착현장에서 발생하는 폐기물혼입 굴착물의 적정 관리와 효율적 자원회수를 위해 정비계획의 수립 및 관련 지침의 보완 등 친환경적 관리방안을 마련하여 추진하고 있다. 본 연구에서는 국내 폐기물 혼입 굴착물의 관리규정, 관리 동향, 굴착사례 및 관리기술, 선별공정 및 선별특성 조사 등을 살펴보았다. 선별기술은 주로 트롬멜스크린, 풍력, 갈퀴 등으로 구성된 일련의 선별과정을 통해 가연성분, 토사 및 기타 불연성 등으로 분리되어 외부 재활용 혹은 현장 복원에 이용된다. 2000년대 초반, 40여 건의 굴착ㆍ선별 기술의 특허나 환경신기술 등이 국내 등록이 진행되었음을 알 수 있었으며, 굴착사례는 비위생매립지 정비나 택지ㆍ대지개발과 관련한 경우의 비중이 높았다. 선별물 중 토사, 가연분, 불연분의 순으로 점유율이 높았음을 확인할 수 있었으며, 선별 가연분의 경우 에너지 회수이용을 위해 부착토사량의 저감이 주요 요소임을 알 수 있었고, 토사는 이물질의 함량기준에 따라 관리되고 있음을 알 수 있었다.

폐자원의 효율적 관리를 위한 사업장 무기성폐기물의 특성 연구

이수영 ( Suyoung Lee ),김규연 ( Kyuyeon Kim ),전태완 ( Taewan Jeon ),신선경 ( Sunkyoung Shin ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2017 No.-

한국은 광물자원의 90 %, 에너지의 97 % 이상을 수입하는 국가이며, 매립되거나 단순소각 되는 폐기물 중에 회수 가능한 물질이 56 % 포함되어 있다. 2015년 발생 폐기물의 매립처분 비율은 9.2 %(38,308 ton/day)이다. 이중 사업장배출시설계폐기물이 약 62 %(23,577 ton/day)로 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 사업장배출시설계폐기물에서 무기성폐기물의 매립처리량은 소각재 4,283 ton/day, 연소재 3,910 ton/day, 폐주물사류 939 ton/day 순으로 높게 나타났다. 무기성폐기물 중 열적처리 잔재물류의 매립량은 10,637 ton/day로 사업장배출시설계폐기물 매립량의 45.1 %을 차지하고 있는 것으로 조사되었다. 본 연구에서는 무기성폐기물의 매립억제 및 재활용 가능성을 알아보기 위해 강열감량, 총유기탄소, XRF 등의 분석을 통하여 화학적 조성 및 물질특성을 살펴보았다. 예로, 재생연을 생산하는 S사 광재류의 경우 Fe(43.0 %), S(23.1 %), Na(19.4 %) 함유량이 주로 높게 나타났다. 망간 합금철을 생산하는 D사의 광재는 Mn(29.9 %), Si(23.4 %), Ca(23.1 %)의 높은 함량을 나타내었다. M사 폐주물사의 경우 Si (74.2 %)로 대부분이 Si로 형성되어 있음을 확인할 수 있었다.

폐기물 혼입 굴착물의 특성 분석 사례 연구

이수영 ( Suyoung Lee ),김규연 ( Kyuyeon Kim ),전태완 ( Taewan Jeon ),이영기 ( Youngkee Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-

매립지의 사용종료 및 폐기물 발생량 증가에 대비하여 장기간 사용할 수 있는 신규 매립지 확보에 어려움이 나타나고 있다. 또한 발생 폐기물의 재활용 및 에너지화 정책의 추진에 비해 매립지의 자원화에 대한 정책은 미흡한 실정이다. 정부는 비위생매립지 정비사업, 순환형매립지 조성사업, 택지개발공사 등 다양한 굴착현장에서 발생하는 폐기물 혼입 굴착물의 적정관리와 효율적 자원회수를 위해 매립지 순환이용 정비사업 업무지침 및 사용종료매립지정비 및 사후관리 업무지침(2013. 04)을 통해 정비대상 매립지 선정 절차 및 매립폐기물 안정화, 매립지 순환이용과 굴착물 재활용을 제고하는 등 관리방안을 마련하여 추진하고 있다. 본 연구에서는 폐기물 혼입 굴착물의 특성을 파악하기 위하여 국내 폐기물 혼입 굴착물 선별 사업장에서 선별과정을 통해 가연성, 굴착토사 등으로 분리된 시료를 채취하였다. 선별가연물은 건조 후 세분류를 통하여 가연물, 불연물, 부착토사 등으로 나누어 분포도를 조사하였다. 세분류된 6개 가연물의 조성은 가연물 20∼68%, 토사 등 불연물 17∼75%의 범위로 나타났으며 부착토사의 점유율이 가장 높았음을 확인할 수 있었다. 선별 가연물의 에너지 회수이용을 위해서는 불연물뿐만 아니라 부착토사량의 저감이 주요 요소임을 알 수 있었다. 또한 세분류한 가연물의 원소분석 결과 평균 C(61.0%), H(8.3%), N(1.3%), S(0.2%)로 나타났으며 발열량 분석결과 평균 약 7,400kcal/kg으로 나타났다. 굴착토사의 경우 순환골재 및 매립지내 복토재 등으로 재활용되며 강열감량 결과 20∼30%로 유기물함량이 일부 포함되어 있을 것으로 나타났다.

매립폐기물 굴착물질의 선별기술 및 사례 연구

김규연(Kyuyeon Kim),이수영(Suyoung Lee ),전태완(Taewan Jeon),신선경(Sunkyoung Shin) 유기성자원학회 2019 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.춘계

과거 산업화와 경제발달 과정에서 크게 증가하였던 폐기물이 효율적인 재활용이나 적정 관리되지 못한 채 생활주변의 저지대나 웅덩이에 단순 투기되거나 사후관리가 계획되지 못한 비위생 매립시설에 최종처분 되곤 하였다. 폐기물 발생량의 증가와 사용종료 및 신규 매립지 확보를 위해 사용종료된 비위생매립지 정비사업의시작과「자원순환기본법」제정 등과 함께 폐기물처분부담금의 도입 등 폐기물의 자원화 정책이 강화되면서 매립억제 및 기매립 자원의 재활용을 위한 매립폐기물의순환이용과 순환형매립지 조성사업이 확대되고 있다. 본 연구에서는 폐기물혼입굴착물질의 선별공정 기술조사, 관리규정 및 국내외 굴착·선별 사례와 관리동향 등을 조사하였다. 폐기물혼입굴착물질의 국내 선별기술은2000년대 초반부터 제도적으로 등록 및 인증이 이루어져, 현재 특허 및 실용신안과환경신기술 분야에서 40여건을 확인할 수 있었다. 매립지 정비 및 순환형매립지 조성, 택지 개발 등 건설공사에 따른 폐기물혼입굴착물질에 대한 굴착·선별사례는 약150여건으로 추산되며 비위생매립지 및 택지·대지개발공사가 많은 것을 알 수 있었다. 폐기물혼입굴착물질의 선별공정은 주로 토사류 등 불연물 선별을 위해 트롬멜체망의 크기에 따른 선별, 가연분 선별을 위해 풍력, 갈퀴선별로 구성되어 있으며, 필요 시 추가적인 정밀선별을 실시하고 있었다. 매립 굴착물질의 함유 수분과 비닐류에 부착된 토사의 탈착분리, 투입장치의 정량적 공급방법이 주요한 운전 요소이자 효율적 선별의 평가 요소임을 알 수 있었다.

국내 매립폐기물 굴착물질의 물리화학적 특성 분석

이수영(Suyoung Lee ),김규연(Kyuyeon Kim),전태완(Taewan Jeon),신선경(Sunkyoung Shin) 유기성자원학회 2019 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.춘계

매립지 사용종료 및 폐기물발생량 증가에 대비, 장기간 사용할 수 있는 신규 매립지확보의 어려움과 발생폐기물의 재활용 및 에너지화 정책의 추진에 비해 매립지자원화정책은 미흡한 실정이다. 2009년도부터 신규매립지 부지난 해소 및 비위생매립지 정비 등을 위해 120여개의 매립지역에 대해 매립지 순환이용 사업 및 매립지개발사업을 실시하고 있다. 순환형 매립지 조성, 비위생 매립지 정비사업 및 택지개발 등 굴착이 진행되는 다양한 현장에서 발생하는 폐기물혼입굴착물질을 굴착·선별하여 가연성폐기물은 에너지로 회수하고 선별된 토사는 성토재, 복토재로 재활용할수 있는 순환형매립지 정비사업을 통한 매립자원의 순환이용을 도모하고 있다. 본 연구에서는 현재 국내에서 택지개발공사, 순환형매립지조성, 비위생매립지정비에서 폐기물혼입굴착물질이 발생되어 굴착·선별이 진행되고 있는 현장의 선별가연물, 선별토사를 채취하여 물리화학적 특성분석을 통해 매립자원의 활용성을 검토하고자 하였다. 선별가연물은 건조하여 수분을 제거한 뒤 수선별하여 가연물, 불연물, 부착토사로 세분류하였다. 세분류한 결과 가연물은 20∼70 %, 불연물 4∼38 %. 부착토사 9∼66 %의 범위로 나타났으며 그 중 수선별한 가연물의 발열량 분석결과6,244∼9,516 kcal/kg의 범위로 나타났다. 선별토사의 이물질함유량은 한국산업표준(KS F 2576)에 따라 분석한 결과 0.2∼10.7 %로 나타났으며 성토용 순환골재의 품질기준에 유기이물질함유량은 1.0 % 이하의 기준치를 규정하고 있다. 또한 선별토사의 TOC는 1.7∼9.5 %의 범위로 나타났으며 선별토사중에 폐기물의 분해산물이미세하게 분해되어 잔존하는 것으로 판단된다.

퇴비화 공정에서의 생분해성 플라스틱 분해에 관한 기초적 연구

김규연 ( Kyuyeon Kim ),손지환 ( Jihwan Son ),전태완 ( Taewan Jeon ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2017 No.-

생물분해가능 플라스틱의 생분해성은 퇴비화 시설 및 매립지의 최종 분해 과정에서 중요한 요소이다. 본 연구에서는 퇴비화 공정의 조건에서 바이오 폴리머의 호기성 생분해성에 대한 기초적 사례 실험을 수행하였다. 퇴비화의 가능성을 결정하기 위해 성숙한 퇴비를 접종하고 호기성 퇴비의 층내에서 바이오 폴리머의 생분해도를 평가하였다. 용기를 이용한 재발열 시험은 퇴비의 부숙도 평가하였고, 바이오 폴리머의 퇴비화 가능성을 평가하기 위해 수조에 의한 온도조절과 장치내 공기를 주입하였다. 퇴비층을 통과하는 공기는 하부를 통해 공급하였고, 용기 밖에 연결된 흡수병을 통과하여 배출하였다. PLA 펠릿을 평가대상 바이오 폴리머로 사용하였으며, 사례연구의 세부 사항에 대한 결과를 요약하여 제시하였다.

사업장 열적처리 잔재물의 특성에 따른 매립저감 가능성 연구

이수영(Suyoung Lee),김규연(Kyuyeon Kim),전태완(Taewan Jeon),신선경(Sunkyoung Shin) 유기성자원학회 2019 유기물자원화 Vol.27 No.1

정부는 ‘자원순환기본법’의 제정 및 ‘폐기물관리법’의 개정으로 폐자원의 재활용 방향성을 확대하고 재활용 다양화 등 처리개선을 통한 미처리폐기물의 매립제로화를 추진하고 있다. 2015년 기준 국내 전체 폐기물 매립처분량은 38,308 톤/일이며 그중 사업장배출시설계폐기물의 매립처분량은 23,577 톤/일로 매립폐기물 중 약 62 %를 차지하고 있다. 본 연구에서는 주로 유기성 및 가연성 물질의 연소 및 소각, 특정 성분의 추출 및 공정 구성에서 활용된후 폐기처분되는 열적처리잔재물의 특성을 파악하여 재활용 관련 기준에 따른 매립저감 효과 예측 및 매립 처분 감소 가능량을 추산하여 고찰하였다. 그 결과, 사업장배출시설계폐기물의 매립처분량은 전체 매립량의 약 62 %로, 이 중 소각재, 연소재 등의 열적처리잔재물류가 45.1 %을 차지하고 있다. 2035년 국가 매립목표 1 % 달성을 위해 열적처리 잔재물이 매립억제 주요대상 폐기물로 판단되었다. 또한 열적처리 잔재물의 재활용 기준을 확대하고 매립억제 정책 추진 시 현재 매립처분량 대비 약 5~42 %의 매립감소가 가능할 것으로 추산되었으며 매립처분 최소화를 위해 폐자원 재활용 유형의 다양성 확대와 재활용 제품의 의무사용 확대 방안이 필요할 것으로 판단되었다. The government is promoting recycling of waste resources through the enactment of Fundamental Law on Resource Circulation, the revision of the Wastes Control Act and zero-landfilling of untreated waste through improved processes such as recycling and diversification. As of 2015, the total amount of landfilled waste is 38,308 ton/day in Korea. The amount of landfilled waste from industrial sectors is 23,577 ton/day, accounting for 62 % of total landfilled waste. In the study, we investigated the characteristics of the thermal treatment residue among inorganic wastes and estimated the landfill reduction potential according to the relevant recycling criteria, which can go through recycling paths. As a result, it is estimated that about 5~42 % of the landfilled waste can be reduced in case mandatory recycling and landfill suppression policies such as recycling criteria for thermal processing residues and expansion of recycling obligation targets should be implemented. In order to minimize landfill disposal, it is necessary to expand the diversity of waste recycling type and the usage of recycled products.

사업장 무기성폐기물의 발생 업종별 재활용 및 매립 현황 조사

이수영 ( Suyoung Lee ),김규연 ( Kyuyeon Kim ),전태완 ( Taewan Jeon ),이영기 ( Youngkee Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2018 No.-

자원순환기본법 제정 및 폐기물관리법의 개정으로 폐자원의 재활용 방향성을 확대하고 직매립 제로화 정책추진에 따른 2035년 매립률 1.0% 목표의 달성을 위해 재활용 다양화 등 처리개선을 통한 매립억제방안 도출 및 효과 분석이 필요하다. 올바로시스템을 통한 사업장배출시설계폐기물 중 무기성폐기물의 열적처리폐기물류 약 91%(23,799,183 톤/년)는 재활용 처리되고 있으며, 약 8%(2,002,584 톤/년) 매립처분되고 있다. 사업장의 업종에 따라 발생되는 열적처리폐기물의 성상은 매우 다양할 것으로 나타난다. 따라서 한국표준산업분류코드(9차)를 이용하여 업종을 세분화시켜 매립처분량이 많은 업종을 분류하였다. 대분류 21개로 분류하고 제조업(C)의 경우 중분류 항목이 24개로 산업내용의 유사성을 정리하여 8개 항목으로 재분류하였다. 한국표준산업분류코드에 따라 광재류의 매립처분을 살펴본 결과, 매립처분이 가장 많은 업종은 제조업(C)으로 매립처분비율은 49.6%(81,762 톤)를 차지하고 있다. 제조업에서 재분류된 금속업 매립처분 비율이 25.5%(42,020 톤)로 가장 높았으며, 다음으로 전기·전자기계 제조업에서 매립처분비율이 17.3%(28,599 톤) 나타났다. 소각재의 매립처분을 확인한 결과, 전체 발생량 대비 78.8%가 대부분 매립처분 되고 있다. 매립처분량이 가장 많은 업종은 하수·폐기물 처리, 원료재생 및 환경 복원업(E)에서 매립처분비율이 75.7%(1,135,109 톤)을 나타냈다. 또한 제조업(C)에서 매립처분비율 17.9%(268,431 톤)을 나타냈으며 제조업 중 재분류된 업종인 목재 및 제지업에서 매립 처분비율이 13.6%(203,359 톤)로 제조업 중 가장 높은 비율을 차지하고 있다.