생활폐기물 소각 바닥재의 재활용을 위한 복합 전처리 공정에 관한 연구 A study on pre-treatment method combined with washing and CO2 aging for recycling bottom ash at the waste incinerator원문보기
우리나라는 1990년대부터 급속한 산업화와 인구증가로 도시 폐기물양이 증가하고 있다. 생활폐기물은 매립, 소각, 재활용 등의 방법으로 처리되는데 최근 국내 및 국외 선진국에서는 최대한 폐기물을 자원순환하려는 방향으로 폐기물과 관련된 정책 및 패러다임이 변하고 있다. 그래서 국토를 효율적으로 이용하는 동시에 매립 처리시 발생하는 환경적 문제점을 줄이기 위해 매립처리 보다 재활용 및 소각으로 처리되는 생활폐기물의 양이 증가하게 되었다. 소각은 반입되는 폐기물의 부피를 약 90% 이상 감소시킬 수 있는 장점이 있으나, 소각 후 잔재물인 재가 발생된다. 발생되는 소각재는 비산재와 바닥재로 나뉘고, 비산재는 소각재의 약 20%를 차지하며, 상대적으로 가볍고 ...
우리나라는 1990년대부터 급속한 산업화와 인구증가로 도시 폐기물양이 증가하고 있다. 생활폐기물은 매립, 소각, 재활용 등의 방법으로 처리되는데 최근 국내 및 국외 선진국에서는 최대한 폐기물을 자원순환하려는 방향으로 폐기물과 관련된 정책 및 패러다임이 변하고 있다. 그래서 국토를 효율적으로 이용하는 동시에 매립 처리시 발생하는 환경적 문제점을 줄이기 위해 매립처리 보다 재활용 및 소각으로 처리되는 생활폐기물의 양이 증가하게 되었다. 소각은 반입되는 폐기물의 부피를 약 90% 이상 감소시킬 수 있는 장점이 있으나, 소각 후 잔재물인 재가 발생된다. 발생되는 소각재는 비산재와 바닥재로 나뉘고, 비산재는 소각재의 약 20%를 차지하며, 상대적으로 가볍고 다이옥신 및 유해 중금속성분들이 많아서 지정 폐기물로 처리되고 있다. 반면 바닥재는 소각재의 약 80%를 차지하며, 대부분 일반폐기물로 매립되고 있는 상황이다. 생활폐기물 소각재 중 많은 양을 차지하고 있는 바닥재는 그 성분이 골재 및 자갈의 특성과 유사하다. 따라서 여러 선진국에서는 바닥재를 도로건설의 경량 골재로 이용하거나 아스팔트 또는 콘크리트의 골재로 재이용하고 있고, 다른 재활용 제품으로의 사용을 위한 다양한 연구가 진행 중이다. 현재 우리나라에서도 변화된 정책에 따라 소각재를 콘크리트 및 건설 자재 등으로 이용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 국내에서는 바닥재를 재활용하기 위해서 “폐기물관리법 제14조의 3 제2항 [별표 5의2] 폐기물의 재활용 기준 및 구체적인 재활용 방법”을 두고 해당 기준을 만족한 바닥재만 재활용하도록 되어 있으며, 그렇지 못한 바닥재의 재활용을 위해서는 적절한 전처리를 하도록 요구하고 있다. 본 연구에서는 서울시 자원회수시설에서 발생되는 바닥재의 물리·화학적 특성 분석을 수행하여, 재활용 여부를 판단하였으며 그 결과 해당 바닥재가 재활용 기준치를 만족하지 못하였다. 따라서 바닥재를 재활용하기 위한 전처리[세정, 강제숙성 및 복합 전처리(세정+주입)]를 수행하였으며, 그 후 화학적 특성을 비교·평가하여 최적 전처리방법을 도출하였다. 실험 결과 세정과 강제숙성 처리로는 일부항목에 한해서 기준치를 만족하였고, 복합 전처리 후에는 강열감량 항목을 제외하고 모든 기준을 만족하여 복합 전처리가 효율적인 것으로 판단되었다. 추가적으로 XRF, XRD 및 SEM을 통해 복합 전처리 후 화학적 변화를 확인한 결과 바닥재를 재활용할 때 팽창의 원인이 되는 알칼리 금속이 감소하고, pH 안정화 및 중금속 안정화를 이루었다. 따라서 소각 바닥재의 복합 전처리가 기존의 전처리보다 효율적이라는 것을 확인할 수 있었다.
우리나라는 1990년대부터 급속한 산업화와 인구증가로 도시 폐기물양이 증가하고 있다. 생활폐기물은 매립, 소각, 재활용 등의 방법으로 처리되는데 최근 국내 및 국외 선진국에서는 최대한 폐기물을 자원순환하려는 방향으로 폐기물과 관련된 정책 및 패러다임이 변하고 있다. 그래서 국토를 효율적으로 이용하는 동시에 매립 처리시 발생하는 환경적 문제점을 줄이기 위해 매립처리 보다 재활용 및 소각으로 처리되는 생활폐기물의 양이 증가하게 되었다. 소각은 반입되는 폐기물의 부피를 약 90% 이상 감소시킬 수 있는 장점이 있으나, 소각 후 잔재물인 재가 발생된다. 발생되는 소각재는 비산재와 바닥재로 나뉘고, 비산재는 소각재의 약 20%를 차지하며, 상대적으로 가볍고 다이옥신 및 유해 중금속성분들이 많아서 지정 폐기물로 처리되고 있다. 반면 바닥재는 소각재의 약 80%를 차지하며, 대부분 일반폐기물로 매립되고 있는 상황이다. 생활폐기물 소각재 중 많은 양을 차지하고 있는 바닥재는 그 성분이 골재 및 자갈의 특성과 유사하다. 따라서 여러 선진국에서는 바닥재를 도로건설의 경량 골재로 이용하거나 아스팔트 또는 콘크리트의 골재로 재이용하고 있고, 다른 재활용 제품으로의 사용을 위한 다양한 연구가 진행 중이다. 현재 우리나라에서도 변화된 정책에 따라 소각재를 콘크리트 및 건설 자재 등으로 이용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 국내에서는 바닥재를 재활용하기 위해서 “폐기물관리법 제14조의 3 제2항 [별표 5의2] 폐기물의 재활용 기준 및 구체적인 재활용 방법”을 두고 해당 기준을 만족한 바닥재만 재활용하도록 되어 있으며, 그렇지 못한 바닥재의 재활용을 위해서는 적절한 전처리를 하도록 요구하고 있다. 본 연구에서는 서울시 자원회수시설에서 발생되는 바닥재의 물리·화학적 특성 분석을 수행하여, 재활용 여부를 판단하였으며 그 결과 해당 바닥재가 재활용 기준치를 만족하지 못하였다. 따라서 바닥재를 재활용하기 위한 전처리[세정, 강제숙성 및 복합 전처리(세정+주입)]를 수행하였으며, 그 후 화학적 특성을 비교·평가하여 최적 전처리방법을 도출하였다. 실험 결과 세정과 강제숙성 처리로는 일부항목에 한해서 기준치를 만족하였고, 복합 전처리 후에는 강열감량 항목을 제외하고 모든 기준을 만족하여 복합 전처리가 효율적인 것으로 판단되었다. 추가적으로 XRF, XRD 및 SEM을 통해 복합 전처리 후 화학적 변화를 확인한 결과 바닥재를 재활용할 때 팽창의 원인이 되는 알칼리 금속이 감소하고, pH 안정화 및 중금속 안정화를 이루었다. 따라서 소각 바닥재의 복합 전처리가 기존의 전처리보다 효율적이라는 것을 확인할 수 있었다.
The amount of municipal solid waste (MSW) has increased due to the rapid industrialization and the population growth since 1990 in Korea. It was treated by landfill, recycling, and incineration. The policy and paradigm related to the waste recently have been changed into recycling of resource in dom...
The amount of municipal solid waste (MSW) has increased due to the rapid industrialization and the population growth since 1990 in Korea. It was treated by landfill, recycling, and incineration. The policy and paradigm related to the waste recently have been changed into recycling of resource in domestic or foreign developed countries. So, the amount of MSW which is disposed of recycling and incineration increases instead of reducing landfill for efficient use of the land and removal of the environmental problem from it. The incineration makes the volume of waste decreasing about 90% and generates ashes(fly ash and bottom ash). Fly ash occupies approximately 20% of generated ash and contains many hazardous material, such as dioxin and heavy metals. So, it is classified as the specified waste. While bottom ash occupies about 80% of generated ash and relatively contains less hazardous material. So, it is treated as general waste. The physical characteristics of bottom ash is similar to that of aggregate. Therefore, many developed countries have utilized it as lightweight aggregate, asphalt, and so on. Many studies are trying to use it as different recycling materials. Now, many studies are processed to reuse bottom ash as concrete or construction materials according to “Waste Control Act” in Korea. However, if bottom ash satisfies the criteria of the act for recycling in Korea, it can be recycled. Otherwise, it should be necessary to pretreat it. In this study, physical and chemical characteristics tests of the sample (bottom ash) were conducted and then the possibility of the recycling was evaluated. However, this sample didn't satisfy the criteria of the recycling. So, the pre-treatment methods [washing, aging, combined treatment(washing+injection)] were performed for recycling. Moreover, the optimal condition of pre-treatment would be derived after comparing and assessing three kinds of pre-treatments. As a result of the test, some items of the criteria are satisfied in the case of washing and aging. In the case of combined treatment, it is the most effective method because all items except for ignition loss of the criteria are satisfied. In addition, the chemical changes of the bottom ash after combined treatment are analyzed through XRF, XRD and SEM. As a result of this study, pH and heavy metal are stabilized and alkali metals which cause the expansion are reduced. Therefore, the combined treatment is more effective than the other pre-treatment(washing, aging).
The amount of municipal solid waste (MSW) has increased due to the rapid industrialization and the population growth since 1990 in Korea. It was treated by landfill, recycling, and incineration. The policy and paradigm related to the waste recently have been changed into recycling of resource in domestic or foreign developed countries. So, the amount of MSW which is disposed of recycling and incineration increases instead of reducing landfill for efficient use of the land and removal of the environmental problem from it. The incineration makes the volume of waste decreasing about 90% and generates ashes(fly ash and bottom ash). Fly ash occupies approximately 20% of generated ash and contains many hazardous material, such as dioxin and heavy metals. So, it is classified as the specified waste. While bottom ash occupies about 80% of generated ash and relatively contains less hazardous material. So, it is treated as general waste. The physical characteristics of bottom ash is similar to that of aggregate. Therefore, many developed countries have utilized it as lightweight aggregate, asphalt, and so on. Many studies are trying to use it as different recycling materials. Now, many studies are processed to reuse bottom ash as concrete or construction materials according to “Waste Control Act” in Korea. However, if bottom ash satisfies the criteria of the act for recycling in Korea, it can be recycled. Otherwise, it should be necessary to pretreat it. In this study, physical and chemical characteristics tests of the sample (bottom ash) were conducted and then the possibility of the recycling was evaluated. However, this sample didn't satisfy the criteria of the recycling. So, the pre-treatment methods [washing, aging, combined treatment(washing+injection)] were performed for recycling. Moreover, the optimal condition of pre-treatment would be derived after comparing and assessing three kinds of pre-treatments. As a result of the test, some items of the criteria are satisfied in the case of washing and aging. In the case of combined treatment, it is the most effective method because all items except for ignition loss of the criteria are satisfied. In addition, the chemical changes of the bottom ash after combined treatment are analyzed through XRF, XRD and SEM. As a result of this study, pH and heavy metal are stabilized and alkali metals which cause the expansion are reduced. Therefore, the combined treatment is more effective than the other pre-treatment(washing, aging).
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