국내 폐기물 매립시설의 침출수 배출허용기준항목 실태조사에 관한 연구

윤수철 ( Su-chul Yoon ),김상민 ( Sang-min Kim ),박민선 ( Min-seon Park ),이남훈 ( Nam-hoon Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2019 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2019 No.-

국내 「폐기물관리법」의 침출수 배출허용기준은 1987년 쓰레기처리시설의 관리기준에 침출수 배출허용기준이 명시되어 있었으나, 당시는 오직 BOD (150ppm이하) 기준만 명시가 되어있었다. 1991년에 「수질환경보전법」 수질오염배출허용기준 항목인 27개 항목을 침출수 배출허용기준에 적용하는 것으로 개정되어, 1995년까지 수질환경보전법을 적용하였다. 1996년에 「폐기물관리법」에 침출수 배출허용기준이 총 26개 항목으로 신설되며, 1997년에 관리기준(공통기준)에서 설치기준(개별기준)으로 개정되면서 항목도 총 질소에서 암모니아성 질소와 무기성 질소로 전환되었다. 단, 1997년도에 침출수 배출허용기준의 항목 및 기준치 농도가 마지막으로 개정되었으며, 현재까지 한 번도 개정된 적이 없는 상황이다. 이에 반하여, 현재 국내에 시행되고 있는 「물환경보전법」수질오염물질 배출허용기준의 항목은 1991년 27개 항목에서 1992년 28개, 2006년 30개, 2008년 31개, 2010년 43개, 2013년 48개, 2016년 50개, 2017년 총 55개로 개정을 하였다. 이는 하천 등 같은 수계로 배출되는 방류수가 「폐기물관리법」 또는 「물환경보전법」 중 법규에 따라 큰 차이를 나타내고 있어 일원화가 필요한 시점이다. 또한, 현재 국내 폐기물매립지의 침출수를 대상으로 「물환경관리법」 수질오염 배출허용기준항목에 관한 실태조사를 한 연구는 없으며, 또한 매립지 침출수 중 수질오염물질의 농도를 측정한 연구도 없는 실정이다. 이에 본 연구에서는 1997년 이후의 국내 매립지 침출수 특성변화에 따른 침출수의 실태조사를 재조사할 필요가 있다고 사료되어, 국내에서 비교적 침출수 배출량이 많고 고농도가 유지될 수 있으며, 최근 5년 이내 운영중인 총 7개소의 매립시설을 선정하여 실태조사를 진행하였다. 선정된 매립시설의 원수 및 침출수는 배출허용기준 27개의 항목에 대해 분석하였으며, 3개의 매립시설은 수질오염 배출허용기준의 29개 항목을 추가로 분석하여 각 매립시설의 배출실태를 조사하였으며, 이는 향후 「폐기물관리법」의 침출수 배출허용기준의 항목 추가 및 기준치 개정을 위한 기초자료가 될 수 있을 것으로 사료된다.

논문(論文) : 황입자를 이용한 T. denitrificans에 의한 질소제거 최적화 연구

윤수철 ( Su Chul Yoon ),주재영 ( Jae Young Joo ),남덕현 ( Duck Hyun Nam ),박철휘 ( Chul Hwi Park ) 대한상하수도학회 2008 상하수도학회지 Vol.22 No.2

축산시설에서 발생하는 지정악취물질과 환경변수간의 상관관계 규명

윤수철 ( Su-chul Yoon ),조현준 ( Hyeon-jun Cho ),김민성 ( Min-sung Kim ) 한국폐기물자원순환학회 2023 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2023 No.-

축산폐기물 저장 및 처리 시스템 기술 개발

윤수철 ( Su-chul Yoon ),황채림 ( Chae-rim Hwang ),조현준 ( Hyun-jun Jo ),김세빛 ( Se-bit Kim ) 한국폐기물자원순환학회 2022 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2022 No.-

논문(論文) : 황입자를 이용한 독립영양탈질 미생물 군집분포 특성분석에 관한 연구

윤수철 ( Su Chul Yoon ),주재영 ( Jae Young Joo ),남덕현 ( Duck Hyun Nam ),박철휘 ( Chul Hwi Park ) 대한상하수도학회 2008 상하수도학회지 Vol.22 No.6

메탄의 최적산화조건을 위한 충전매질의 CO₂ 흡수속도 평가

윤수철 ( Su-chul Yoon ),유명수 ( Myoung-soo Yu ),이남훈 ( Nam-hoon Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-

폐기물 매립지에서 폐기물이 매립되어 최종처분 되는 과정에서 유기물질이 혐기성 분해되어 메탄과 이산화 탄소가 주요 조성물인 매립가스가 발생하게 된다. 특히 메탄과 이산화탄소는 대표적인 온실가스로서 페기물 매립지는 온실가스 배출원으로 지목되고 있다. 국내 폐기물 분야의 온실가스 배출량은 2014년 기준 15.4백만톤 CO_2eq로 국가 총 배출량의 2.2%를 차지하였으며, 폐기물 매립 부분이 7.3 백만톤 CO_2eq로 폐기물 분야 전체 배출량의 47.5%로 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 또한 국내 230개소의 매립지 중 대규모 매립지 17개 시설에서만 매립가스 자원화 시설을 운영하고 있으며, 매립지에서 발생하는 메탄의 29%만을 자원화로 이용하고 있다. 나머지 중소규모매립지를 포함하여 71%의 메탄은 무방비 상태로 대기상으로 유출되고 있다. 유럽 등 여러 국가에서 중소규모 매립지에서 미생물을 이용하여 CH₄를 산화시키는 기술인 메탄산화시스템을 제시하였다. 이러한 생물학적 산화시스템은 매립지 복토층에 서식하는 미생물을 이용하여 메탄을 이산화탄소로 산화시키는 기술이다. 미생물 복토층을 최적의 서식 조건으로 조성함으로써 메탄산화 효율을 증진시킬 수 있으며, 미생물의 메탄 산화 속도 및 매립 가스 발생량에 따라 메탄저감 효율이 좌우되며, 매립가스 발생량이 적은 경우 100%까지도 산화가 가능한 바이오필터와 같이 인위적인 메탄산화 시스템을 운영할 수도 있다. 이러한 생물학적 메탄산화기술은 미생물의 서식환경에 따라 메탄산화효율이 좌우되므로 최적의 환경으로 조정해야 할 필요성이 있다. 매립지에서 발생하는 CO₂는 토양의 수분에 흡수되어 탄산화로 인해 토양의 pH를 떨어뜨리며 고농도의 CO₂는 호기성 미생물이 서식하는 최적 산화효율을 감소시킨다. 그러므로 매립지에서 발생하는 CO₂는 메탄산화의 중요한 영향 인자라고 판단할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 호기성 메탄세균의 최적 산화 조건을 위한 CO₂ 흡수 충전 매질을 선정하고자 각 충전 매질의 CO₂ 흡수속도를 평가하고자 하였다. 사사: 이 논문은 환경부의 “글로벌탑 환경기술개발사업” 중 “Non-CO₂ 온실가스 저감기술개발 사업단” (과제번호: 2017002410008)에서 지원받았으며 이에 감사드립니다.

P6-22 : 축산폐기물 저장 및 처리 시스템 기술 개발

윤수철 ( Su-chul Yoon ),황채림 ( Chae-rim Hwang ),조현준 ( Hyun-jun Jo ),김세빛 ( Se-bit Kim ) 한국폐기물자원순환학회 2022 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2022 No.1

국내 매립지 토양의 메탄산화균 군집분포 특성 비교분석에 관한 연구

윤수철 ( Su-chul Yoon ),이진수 ( Jin-soo Lee ),김상민 ( Sang-min Kim ),이남훈 ( Nam-hoon Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-

메탄은 산업혁명 이후 중요한 온실가스로서 이슈화되고 있으며, 온실가스에 의한 지구온난화 중 20%가 메탄에 의해서 발생하고 있다. 이에 따라 기후 변화와 관련된 전 지구적 위험을 평가하고 대책을 마련하기 위하여 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)에서는 메탄에 대한 배출량을 감축시키기 위한 국제적인 노력을 기울고 있다. 특히 매립지에서 발생하는 메탄을 처리하기 위해서 국내에서는 바이오가스발전, 연소처리, 메탄 산화 등의 기술을 적용하고 있지만, 실질적으로 발생하는 메탄의 약 29%만이 처리되고 있는 상황이며, 이에 메탄처리 효율을 높일 수 있는 기술이 필요한 실정이다. 따라서 최근에는 자원으로 회수가 어려운 저농도로 발생하는 메탄을 제거하는 처리 방안으로서 메탄을 분해하는 미생물을 이용한 생물학적 산화 기술에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 비교적 경제적인 기술로 메탄을 처리할 수 있고, 매립지의 규모에 상관없이 적용할 수 있다는 큰 장점이 있다. 위와 같이 현재 생물학적 산화 기술 연구에 대한 필요성이 확대되는 반면에 현장적용의 기초자료로서 확보되어야 할 국내 매립지들의 호기성 메탄산화균의 군집분포에 대한 현황 및 특성에 관한 세부적인 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 선정한 2개의 매립지(C 매립지, S 매립지)에서 채취한 매립토에 분포되어있는 메탄산화균을 분리 배양한 후 16S rRNA 염기서열 분석법을 통하여 군집을 분석하고 특성을 비교함으로써 추후 메탄산화균을 활용한 기술 적용의 기초자료가 될 수 있을 것으로 기대된다. 사사: 이 논문은 환경부의 “글로벌 탑 환경기술개발사업” 중 “Non-CO₂ 온실가스 저감기술개발 사업단” (과제번호 :2017002410008)에서 지원받았으며 이에 감사드립니다.

이산화탄소 포집 시스템 개념설계 개발을 위한 시스템 엔지니어링 기반 접근방법

이창환,홍대근,윤수철,서석환,서활원,Lee, Chang Hwan,Hong, Dae Geun,Yoon, Su Chul,Suh, Suk-Hwna,Sur, Hwal Won 한국시스템엔지니어링학회 2013 시스템엔지니어링학술지 Vol.9 No.2

Plant industry is one of technology-intensive and most prosperous industries in Korea because of its recent prosperity and promising outlook in export. However, no Korean EPC company has yet been well prepared in lifting their capacity sufficient enough to get the upstream conceptual or basic design and engineering orders for sizable plant projects which are known as the more value-added. If systems engineering, a methodology which developed complex systems such as airplanes and has been justified its effectiveness in Defense and NASA projects, can be integrated with plant engineering which should be developed and applied based on the requirements of so many stakeholders, conditions, lifecycle concepts, and constraints of the projects, huge synergic effect is expected particularly in developing a specific upstream design, which is a conceptual or basic design. The notion of integration with each other between systems engineering and plant engineering can be really the crux of EPC's success in any plant projects. This paper suggests an approach showing a methodology how to dig out, analyze, evaluate, verify and implement the stakeholders' requirements into a plant design in conceptual phase using the theory and skills of systems engineering. ISO/IEC 15288 well known systems engineering standards is used. Carbon capture system is used for a case study, for it is an emerging technology in reducing emissions of carbon dioxide causing global warming from flue gas after combustion. Here systems engineering was proven to play a substantial role in enhancing the capability of designers in developing a conceptual design of whole plant or certain part of crucial plant systems.

하수처리시설 및 사업장에서 발생하는 지정악취물질의 실태조사

조현준(Hyeon-Jun Cho),윤수철(Su-Chul Yoon) 대한환경공학회 2024 대한환경공학회지 Vol.46 No.3

목적: 악취는 발생물질의 종류와 배출원이 다양하고, 여러 물질이 복합적으로 작용하며, 생활환경과 사람의 심리상태에 따라서 오염도에 대한 인식이 달라지는 특성이 있어 다른 대기오염물질과는 달리 발생원을 효과적으로 관리하고 저감 대책을 수립하는 데에 어려움이 있다. 방법: 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 대표적인 생활악취 발생원 중 하수처리시설과 사업장을 대상으로 현장에서의 데이터 수집을 통해 악취 배출특성을 파악하고 계절별 악취 발생 경향을 분석하였으며, 최종적으로 악취기여도를 통해 하수처리시설 및 사업장 악취에 기여하는 물질에 대한 평가를 수행하고자 하였다. 결과 및 토의: 연구 결과, 하수처리시설은 고농도로 배출되는 물질이 Propionic acid, isoValeric acid, n-Valeric aicd 등의 지방산류 물질인 반면, 사업장은 Toluene, Xylene, Butyraldehyde, Trimethylamine, iso-Valeraldehyde 등 다양한 악취물질들이 배출되었다. 결론: 발생농도와 더불어 악취기여도도 큰 차이를 보이는데, 이는 하수처리시설과 사업장의 특성상 악취를 유발하는 약품이나 제조과정에서의 차이인 것으로 사료되나, 두 시설 모두 주요 악취 원인물질이 Trimethylamine과 n-Valeric acid 물질로 나타났다. Objectives : Odor emissions pose a challenge due to the diversity of odor-producing substances, their various sources, and the complex interactions between different compounds. Moreover, peoples perception of odor intensity can vary based on their living environment and psychological state, making it difficult to effectively manage and develop mitigation measures for odors, in contrast to other air pollutants. To address this issue, this study focuses on two prominent sources of residential odors, namely wastewater treatment plant and industrial estate. Methods : Through on-site data collection, the study aims to investigate the characteristics of odor emissions and analyze seasonal trends in odor generation. Ultimately, the study seeks to assess the substances contributing to odors in wastewater treatment plant and industrial estate through odor contribution analysis. Results and Discussion : The research findings reveal that wastewater treatment plants predominantly emit high concentrations of fatty acid substances such as Propionic acid, iso-Valeric acid, and n-Valeric acid. In contrast, industrial estates release a variety of odor-causing substances, including Toluene, Xylene, Butyraldehyde, Trimethylamine, and iso-Valeraldehyde. Conclusion : Significant differences are observed both in terms of odor concentration and odor contribution. These disparities are attributed to the specific characteristics of wastewater treatment plants and industrial processes that induce odors. Nevertheless, in both types of facilities, Trimethylamine is identified as a major contributor to odors.