국내 고형연료 제조시설 잔재물 특성 및 평가항목 고찰

최익원,김규연,이상우,이동진,박재성,김영란,김기헌 한국폐기물자원순환학회 2013 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2013 No.2

최근 인류의 도시화 산업화에 따라 화석연료의 소비가 늘어나면서 기후변화와 초대형 기상이변 등이 자주 발생하고, 이러한 현상들로 인하여 기후변화와 에너지 부족에 관해서 많은 관심이 쏟아지고 있다. 이러한 관심에 의해 기후변화와 에너지위기에 대비한 많은 정책들과 기술투자가 이루어지고 있다. 이 중에서 폐자원 에너지화 분야에서는 폐기물로부터 다양한 에너지원으로 이용 가능한 물질을 회수하기 위해서 고형연료 제조시설이 설치 운영되고 있다. 하지만 고형연료의 제조시설에서도 상당량의 잔재물이 발생되고 있으며, 이렇게 발생 된 잔재물의 최종처분에 대한 문제점이 항상 대두되고 있다. 잔재물의 최종처분은 소각 및 매립이 주로 행해지고 있는데, 현재 국내에서는 발생되는 잔재물의 발생저감방안과 최종처분을 위한 평가기준이 마련되어 있지 않다. 유럽의 경우는 EU매립지침(1999/31/EC)에서 생분해성 물질의 매립량을 단계적으로 감량하여 매립량을 1995년 기준 2016년까지 35%로 목표를 정하였고, 국가별로 중간처리가 안된 생분해성 물질이나 유기탄소함량 또는 발열량을 기준으로 일정 수준 이상은 매립을 금지하는 기준을 마련하고 있다. 따라서 국내에서도 매립량에 대한 저감방안과 매립금지 평가기준 등이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 국내에 설치 운영중인 고형연료 제조시설 중 4개 업체를 선정하여 공정과 잔재물을 비교한 결과 시설별로 선별조합 및 건조방식 등에 차이가 있었다. 각 시설들의 공정별 잔재물에 대한 발생량, 삼성분, 원소함량, TOC, SDM 및 발열량 등 잔재물 특성을 분석하여 에너지화 유도를 통한 매립량 저감방안과 평가항목에 대해서 검토하였다.

A-02 : 국내 고형연료 제조시설 잔재물 특성 및 평가항목 고찰

최익원,김규연,이상우,이동진,박재성,김영란,김기헌 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2013 No.-

최근 인류의 도시화 산업화에 따라 화석연료의 소비가 늘어나면서 기후변화와 초대형 기상이변 등이 자주 발생하고, 이러한 현상들로 인하여 기후변화와 에너지 부족에 관해서 많은 관심이 쏟아지고 있다. 이러한 관심에 의해 기후변화와 에너지위기에 대비한 많은 정책들과 기술투자가 이루어지고 있다. 이 중에서 폐자원 에너지화 분야에서는 폐기물로부터 다양한 에너지원으로 이용 가능한 물질을 회수하기 위해서 고형연료 제조시설이 설치 운영되고 있다. 하지만 고형연료의 제조시설에서도 상당량의 잔재물이 발생되고 있으며, 이렇게 발생된 잔재물의 최종처분에 대한 문제점이 항상 대두되고 있다. 잔재물의 최종처분은 소각 및 매립이 주로 행해지고 있는데, 현재 국내에서는 발생되는 잔재물의 발생저감방안과 최종처분을 위한 평가기준이 마련되어 있지 않다. 유럽의 경우는 EU매립지침(1999/31/EC)에서 생분해성 물질의 매립량을 단계적으로 감량하여 매립량을 1995년 기준 2016년까지 35%로 목표를 정하였고, 국가별로 중간처리가 안된 생분해성 물질이나 유기탄소함량 또는 발열량을 기준으로 일정 수준 이상은 매립을 금지하는 기준을 마련하고 있다. 따라서 국내에서도 매립량에 대한 저감방안과 매립금지 평가기준 등이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 국내에 설치 운영중인 고형연료 제조시설 중 4개 업체를 선정하여 공정과 잔재물을 비교한 결과 시설별로 선별조합 및 건조방식 등에 차이가 있었다. 각 시설들의 공정별 잔재물에 대한 발생량, 삼성분, 원소함량, TOC, SDM 및 발열량 등 잔재물 특성을 분석하여 에너지화 유도를 통한 매립량 저감방안과 평가항목에 대해서 검토하였다.

Distribution Characteristics of Heavy Metals in Soil in the Vicinity of King Sejong Station, King George Island, Antarctica

최익원,서동철,강세원,이상규,서영진,한종학,허종수,조주식 한국토양비료학회 2012 한국토양비료학회지 Vol.45 No.1

To investigate distribution characteristics of heavy metals in soils in the vicinity of King Sejong Station of King George Island, Antarctica, Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Co, Cd, Cr, Ni and Mo contents were investigated under different distances and directions from King Sejong Station. 13 sample sites were distributed from King Sejong Station. In site 4, the Cd content was higher than that in other sites. The Cr content was the highest in site 9, and the Ni and Mn contents were high in site 12. Cu, Co and Zn were highly contained in distance 1~2km from King Sejong Station. Cd, Cr, Ni and Mo contents were lower, whereas Fe, Mn, Cu, Zn, Pb and Co contents were higher than other heavy metal contents at all sites.

국내 생활폐기물 전처리시설 잔재물의 분석항목 간 상관관계

최익원,이수웅,김규연,김영란,전선애,김기헌 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2014 No.-

우리나라는 폐자원의 에너지화를 위해 생활폐기물 전처리 (MBT:Mechanical Biological Treatment)시설을 확충하고, 2013년 1월 “자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률” 에 고형연료의 품질 기준과 제조시설 및 저장시설에 대한 규정을 개정하는 등의 많은 노력을 하고 있으나, 여전히 고형연료화시설의 수율 향상과 MBT시설의 경제성 확보 및 다량 발생하는 잔재물의 처리에 대한 해결방안 등의 필요성이 대두되고 있다. EU 회원국(독일, 오스트리아)의 경우에는 고형연료화 시설에서 재활용률을 높이고 잔재물의 매립을 억제하기 위하여 발생잔재물에 대한 매립지 반입기준으로 고형물기준 : 발열량 ≤ 6.0~6.6 MJ/kg (1,433~1,587 Kcal/kg) 또는 총유기탄소량 (TOC ≤ 18%)과 생분해도 기준 : AT4 (≤ 5~7 mg O2/g, 호기조건), GB21 (≤ 20 L/kg, 혐기조건)을 적용하고 있었다. 이러한 매립지 반입기준 검사를 위해서 고가의 장비를 구입하거나 분석에 많은 시간과 인력을 필요로 한다. 그러나 대부분은 이러한 매립지 반입기준 검사에 많은 비용을들이기를 꺼려하고 있다. 그러므로 본 연구에서는 고가의 분석장비를 필요로 하지 않고 손쉽게 분석이 가능한 강열감량법을 이용하여 신뢰성 있는 데이터를 확보할 수 있는지를 검토하기 위하여 국내 MBT시설의 잔재물 결과를 중심으로 TOC와 가연분, 고위발열량과 가연분 함량의 상관관계를 조사하였다. 그 결과 가연분과 TOC와의 상관관계에서 R²값이 0.64로 나타났고 가연분과 고위발열량과의 관계에서 R²값이 0.63로 나타났다. 따라서 TOC 및 고위발열량 뿐만 아니라 가연분의 함량 또한 매립지 반입기준으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

남극 킹조지섬 세종기지 주변지역 토양의 물리화학적 특성

최익원,박양주,서동철,강세원,전원태,강위금,성환후,허태영,허종수,조주식 한국토양비료학회 2011 한국토양비료학회지 Vol.44 No.5

In order to collect basic data of soil environment in the Vicinity of King Sejong Station, King George Island,Antarctica, the physico-chemical characteristics of soils were investigated. Soil samples were collected in Barton Peninsula from 13 sites according to direction from the Sejong Cape. Soils from 13 sites were divided into three groups. The sand percentage of soils were much higher as above 90% than silt and clay percentages of soils at the all sites. Soil texture was classified sandy (10 sites) and loamy sand (3 sites). In distribution characteristics at different soil particles according to direction, large particles (>500 μm) were higher in the order of Group 1 (Marian cove coast regions) > Group 2 (Inland regions) > Group 3 (Maxwell bay coast regions). On the other hand, small particles (<355 μm) were higher in the order of Group 3 > Group 2 > Group 1. Chemical characteristic of soils showed significant differences at different areas. pH ranged 4.5-6.7,showing it was slightly acid and EC ranged 0.06-0.16 dS m^-1. T-N, OM and T-C contents were high at #6, #8,#12 and #13 sites. T-P and P2O5 contents were high at #9 and #12 sites. The results of this study will be helpful to understand soil environment in the Antarctic Peninsula and surrounding islands.

Adsorption Characteristics of Cd, Cu, Pb and Zn from Aqueous Solutions onto Reed Biochar

최익원,김재훈,이수형,이재관,서동철,조주식 한국토양비료학회 2016 한국토양비료학회지 Vol.50 No.4

Carbon-based sorbents such as biochar and activated carbon have been proven to be cost-effective in removing pollutants containing heavy metals from wastewater. The aim of this study was using batch experiment to evaluate the adsorption characteristics of heavy metals in single-metal conditions onto reed biochar for treating wastewater containing heavy metals. The removal rates of heavy metals were in the order of Pb > Cu ≒ Cd ≒ Zn, showing the adsorption efficiency of Pb was higher than the other heavy metals. Freundlich and Langmuir adsorption isotherms were used to model the equilibrium adsorption data obtained from adsorption of Pb on reed biochar. For reed biochar, the Langmuir model provided a slightly better fit than the Freundlich model. Lead was observed on the biochar surface after adsorption by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The main functional groups of reed biochar were aromatic carbons. Overall, the results suggested that reed biochar could be useful adsorbent for treating wastewater containing Pb.

국내 고형연료화시설 잔재물의 국외 매립기준 적용에 따른 매립예상량 산정

최익원,이수웅,김규연,김영란,전선애,이동진,김기헌 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2014 No.-

고형연료화 시설에서 고형연료의 생산수율을 향상시키고 잔재물의 발생을 억제하기 위한 방안으로 유럽연합에서는 EU매립지침(1999/31/EC)을 통해서 중간처리가 안된 생분해성 물질이나 고형연료화 시설에서 발생한 잔재물에 대한 매립지 반입기준을 적용하여 매립의 최소화를 실현시키고 있다. 반면, 국내에서는 고형연료화 시설에서의 잔재물 발생비율이 상당히 높음에도 불구하고 발생되는 잔재물의 발생저감방안과 최종처분을 위한 기준이 마련되어 있지 않다. 따라서 유럽에서 적용하고 있는 수준의 매립지 반입기준을 국내 고형연료화 시설 잔재물에 적용하였을 경우 발생될 수 있는 물질흐름변화 및 매립예상량을 조사하였다. 본 연구에서는 국내 가동 중인 4개의 고형연료화 시설에 대해서 물질흐름을 조사한 결과, 잔재물 발생비율은 19~42% 이었다. 국내 고형연료화 시설 잔재물에 대하여, 유럽의 잔재물 매립에 대한 고형물기준 적용 시 국내 고형연료화 시설 잔재물의 대부분(70~100%)이 기준을 초과하였다. 기준을 통과하지 못한 잔재물은 매립이 불가능하기 때문에 각 시설에서 공정개선을 통해서 잔재물을 고형연료화시설에 재투입하거나 소각처리 후 최종처분을 하여야 한다. 본 연구에서는 이 두가지의 경우에 대한 물질흐름변화를 추산한 결과 소각처리를 할 경우의 잔재물은 기존 잔재물 발생량에 비해서 59.3~63.1%가 줄어들 것으로 산정되었고, 고형연료화시설에 재투입할 경우의 잔재물은 기존 발생량에 비해서 27.5~42.2%가 줄어들 것으로 산정되었다.

비점오염원 저감을 위한 죽산천 인공습지의 오염물질 정화효율 평가

최익원(Ik-Won Choi),서동철(Dong-Cheol Seo),강세원(Se-Won Kang),이상규(Sang-Gyu Lee),서영진(Young-Jin Seo),임병진(Byung-Jin Lim),박종환(Jong-Hwan Park),김갑순(Kap-Soon Kim),허종수(Jong-Soo Heo),조주식(Ju-Sik Cho) 한국토양비료학회 2012 한국토양비료학회지 Vol.45 No.4

주암호 상수원 상류지역인 죽산천에 위치한 죽산천 인공습지의 수생태학적 특성을 평가하기 위해 수질에서의 영양염류 처리효율, 수생식물의 무기성분 흡수량 및 퇴적물내 화학적 특성을 평가하였다. 수질에서의 영양염류 처리효율은 COD와 SS를 제외하고 전반적으로 낮았다. 죽산천 인공습지의 주요 우점종의 영양염류 흡수량을 조사한 결과, T-N 및 T-P 흡수량은 8월에 노랑꽃창포 > 수련 > 노랑어리연꽃 순으로 최대흡수량을 나타내었다. 퇴적물내 O.M 함량은 시기별로 큰 차이가 없었고, T-N 및 T-P의 함량은 봄에서 여름으로 시기가 변함에 따라 낮아져서 겨울까지 낮은 함량을 유지하였다. 퇴적물내 microbial biomass C:N:P의 비율은 봄, 여름, 가을 및 겨울이 각각 117~140:1~4:1, 86~126:5~6:1, 68~101:2~6:1 및 47~138:2~4:1로 나타났다. 죽산천 인공습지는 질소와 인의 처리효율이 낮고, 겨울철 수질 정화효율이 낮아 습지의 정화효율 향상을 위한 개선이 필요할 것으로 판단된다. To evaluate the water quality in Juksancheon constructed wetlands for treating non-point source pollution, the removal rates of nutrients in water and the total amounts of T-N and T-P uptakes by water plants were investigated. Chemical characteristics of T-N and T-P in sediment were investigated. The concentrations of BOD (Biochemical Oxygen Demand), COD (Chemical Oxygen Demand), SS (Suspended Solids), T-N and T-P in inflow were 0.07∼1.47, 0.60∼2.65, 0.50∼4.60, 1.38∼6.26 and 0.08∼0.32 ㎎ L?¹, respectively. The removal rates of BOD, COD, SS, T-N, and T-P were ?¹0, 51, 66, -3 and 5%, respectively. The maximum amount of T-N uptake by water plants in August was 368.7 ㎎ plant?¹ in the 2<SUP>nd</SUP> treatment stage by Nymphoides peltata, 1314.6 ㎎ plant?¹ in the 3<SUP>rd</SUP> treatment stage by Iris pseudacorus, 1160.4 ㎎ plant?¹ in the 4<SUP>th</SUP> treatment stage by Nymphaea tetragona GEORGI, respectively. The maximum amount of T-P uptake by water plants in August was 121.7 ㎎ plant?¹ by Nymphoides peltata in the 2<SUP>nd</SUP> treatment stage, 268.7 ㎎ plant?¹ by Iris pseudacorus in the 3<SUP>rd</SUP> treatment stage and 212.0 ㎎ plant?¹ by Nymphaea tetragona GEORGI in the 4<SUP>th</SUP> treatment stage, respectively. Organic matter contents in sediments were not different. Contents of T-N and T-P in sediments were higher in spring. Microbial biomass C:N:P ratios in sediments in spring, summer, autumn and winter were 117~140:1~4:1, 86~126:5~6:1, 68~101:2~6:1 and 47~138:2~4:1, respectively. We could conclude that Juksancheon constructed wetlands show high removal efficiencies of COD and SS. However, improvements of management in winter season should be considered to improve the removal efficiencies of pollutants.

페로니켈슬래그를 이용한 비료의 시용이 배추의 생육에 미치는 영향

최익원 ( Ik Won Choi ),강병화 ( Byung Hwa Kang ),서동철 ( Dong Cheol Seo ),강세원 ( Se Won Kang ),서영진 ( Young Jin Seo ),이상규 ( Sang Gyu Lee ),박주왕 ( Ju Wang Park ),허종수 ( Jong Soo Heo ),조주식 ( Ju Sik Cho ) 한국환경농학회 2013 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2013 No.-

국내 페로니켈 제련소가 2008년에 완공되어 15만톤/년 이상의 페로니켈(Ferro-Nickel)이 생산되 고 있으며, 이 제련과정에서 100만톤/년 이상의 페로니켈슬래그(Ferro-Nickel Slag)가 발생되고 있 다. 페로니켈슬래그는 천연사문석과 화학적 조성이 유사하고, 기존의 슬래그보다 염기도가 낮아 농 업적 이용가능성이 높다. 따라서 페로니켈 슬래그에 풍부하게 함유되어 있는 SiO2 와 MgO 성분을 이용하여 FNS 고토비료와 FNS 토양개량비료를 제조하고 제조된 비료와 기존의 규산질비료의 시비 에 의한 배추의 생육특성, 배추의 양분흡수 특성, 토양의 이화학적 특성 그리고 작물 비해를 조사 하였다. 배추생육특성은 생육기, 수확기 모두 대조구에 비해 모든 처리구에서 생육이 우월하였다. 생육기의 지상부 생체중은 FNS 토양개량비료 처리구가 대조구에 비해 73.3% 증가하였다. 수확기 의 주중은 규산질비료 처리구가 대조구보다 26.0% 증가하였으며, 결구긴도는 대조구보다 FNS 토 양개량비료 처리구에서 21.1% 더 우월한 것으로 나타났다. 구폭, 구고 또한 대조구에 비해 FNS 토 양개량비료 처리구에서 우월하게 나타났다. 배추의 무기성분 및 중금속 함량 특성에서 무기성분 함량은 생육기에 비해 수확기에 배추에서 낮아지는 현상을 보였으나, 뿌리에서는 대조구 및 모든 처리구에서 Na2O가 증가 하였다. 식물체 중금속 함량에서 대조구나 각 처리구의 비료종류에 따른 어떠한 경향을 보이지는 않았다. 토양의 이화학적 특성은 생육시험 전보다 생육시험 후에 EC와 T-N이 모두 증가 하였고, CEC는 대조구에서만 증가하였다. 중금속 함량은 대조구나 처리구 모두 유사하며, Ni함량 역시 유사하게 나타났다. 본 연구결과 FNS를 이용한 토양개량비료 및 FNS 고토 비료는 배추재배에서 비해를 보이지 않았으며 시비효과도 양호하였다.

영화 비디오를 위한 클러스터링 기반의 계층적 장면 구조 구축

최익원(Ickwon Choi),변혜란(Hyeran Byun) 한국정보과학회 2000 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.27 No.5

최근 들어 멀티 미디어 정보의 사용이 급격히 증가하면서, 여러 미디어 형태 중 비디오가 많은 각광을 받으며, 다른 타입의 모든 미디어 정보를 하나의 자료 흐름으로 묶고 있다. 디지털 비디오의 실용 가능성은 크게 증대되고 있으나 비디오의 방대한 길이와 비구조적 형식 때문에 효과적인 비디오의 접근은 어려운 실정이다. 따라서 최근에 개발되는 영상과 비디오 정보 관리 시스템은 본 논문에서 제안하는 사용자의 최소 상호 작용과 비디오 구조의 명확한 정의를 필요로 한다. 본 논문에서는 사용자가 쉽게 비디오 내용을 요약한 형태로 보고, 임의로 접근 할 수 있도록 클러스터링 기반 비디오 계층 구조 구축 시스템을 제시한다. 제안된 시스템은 크게 샷 경계면 검출과 계층 구조구축 단계로 이루어진다. 샷 경계면 검출 단계에서는 복수 특징들을 추출하고, 이웃한 프레임 쌍들에 대한 상호관계를 고려한 시간 적응적 필터링 기법을 이용하여 오판될 수 있는 왜곡 성분을 제거함으로써 성능을 향상시켰다. 처리된 복수 특징들은 임계치를 필요로 하지 않는 k-means 클러스터링의 입력으로 사용되어 샷 경계면을 검출한다. 결과인 순차적인 샷 리스트는 시간 지역성과 장면 구조를 효과적으로 모델링 하는 특성을 가진 지능적 비감독 클러스터링 기법에 의해 계층 구조로 표현된다. 실험은 정적 영화 비디오와 동적 영화 비디오를 대상으로 수행하였으며, 샷 경계면 검출에서는 평균적으로 95%의 정확성을 보였으며 장면 경계면 검출을 하는 비디오 계층 구조 구축에서도 어느 정도 정확한 장면 경계면 검출 결과를 보였다. Recent years, the use of multimedia information is rapidly increasing, and the video media is the most rising one than any others, and this field integrates all the media into a single data stream. Though the availability of digital video is raised largely, it is very difficult for users to make the effective video access, due to its length and unstructured video format. Thus, the minimal interaction of users and the explicit definition of video structure is a key requirement in the lately-developing image and video management systems. This paper defines the terms and hierarchical video structure, and presents the system which construct the clustering-based video hierarchy, which facilitate users by browsing the summary and do a random access to the video content. Instead of using a single feature and domain-specific thresholds, we use multiple features that have complementary relationship for each other and clustering-based methods that use normalization so as to interact with users minimally. The stage of shot boundary detection extracts multiple features, performs the adaptive filtering process for each features to enhance the performance by eliminating the false factors, and does k-means clustering with two classes. The shot list of a result after the proposed procedure is represented as the video hierarchy by the intelligent unsupervised clustering technique. We experimented the static and the dynamic movie videos that represent characteristics of various video types. In the result of shot boundary detection, we had almost more than 95% good performance, and had also good result in the video hierarchy.