국내 폐기물 총 발생량은 2019년도 기준 약 50만 톤이며 그중 산업폐기 물은 약 88.3%를 차지하고 있다. 우리나라의 산업폐기물에 대한 처리현황을 살펴보면 99% 이상이 재활용되고 있는 것으로 보고되고 있다. 하지만 환경부의 2019년도 전국 불법폐기물 현황을 조사한 결과 약 120만 톤이 존재 하고 있는 것으로 나타나 이를 가만하면 실질적인 재활용률은 약 25% 수준인 것으로 판단된다. 이처럼 불법폐기물이 존재하는 이유는 늘어나는 폐기물의 위탁처리비용이 최근 4년 사이 3배 이상 상승하여 경제적 부담이 가중됨에 따라 불법 야적, 방치되고 있는 것으로 판단된다. 그 외에도 사후관리 방안에 대한 법규제가 마련되어 있지 않아 처리에 곤란함을 겪고 있는 산업폐기물도 존재하고 있었다. 본 연구는 이렇게 문제가 되고 있는 산업폐 기물을 세 가지 형태로 분류하여 대표적인 산업폐기물을 선정 후 이에 대한 재활용 및 유용자원 회수 방안에 관한 연구를 고찰하였다. 또한 본 연구 결과를 토대로 정부의 ...
국내 폐기물 총 발생량은 2019년도 기준 약 50만 톤이며 그중 산업폐기 물은 약 88.3%를 차지하고 있다. 우리나라의 산업폐기물에 대한 처리현황을 살펴보면 99% 이상이 재활용되고 있는 것으로 보고되고 있다. 하지만 환경부의 2019년도 전국 불법폐기물 현황을 조사한 결과 약 120만 톤이 존재 하고 있는 것으로 나타나 이를 가만하면 실질적인 재활용률은 약 25% 수준인 것으로 판단된다. 이처럼 불법폐기물이 존재하는 이유는 늘어나는 폐기물의 위탁처리비용이 최근 4년 사이 3배 이상 상승하여 경제적 부담이 가중됨에 따라 불법 야적, 방치되고 있는 것으로 판단된다. 그 외에도 사후관리 방안에 대한 법규제가 마련되어 있지 않아 처리에 곤란함을 겪고 있는 산업폐기물도 존재하고 있었다. 본 연구는 이렇게 문제가 되고 있는 산업폐 기물을 세 가지 형태로 분류하여 대표적인 산업폐기물을 선정 후 이에 대한 재활용 및 유용자원 회수 방안에 관한 연구를 고찰하였다. 또한 본 연구 결과를 토대로 정부의 기후변화 대응을 위한 2050탄소중립 정책 및 순환경제 구축을 보다 효과적으로 구현하는데 있어 실질적인 자원순환의 일례를 보여줌으로써 정부의 보다 적극적인 재활용제도 및 효율 개선 방안 마련에 도움이 될 수 있는 응용연구로써 수행 목적을 두었다. 첫 번째는 굴 패각의 콘크리트 저수조용 코팅제의 재활용 방안에 관한 연구로써 굴 패각은 매년 28∼32만 톤이 발생되고 있으며 처리비용 부담 으로 야적, 방치되고 있다. 굴 패각은 92.07%가 탄산칼슘으로 이루어져 있으며, 시멘트의 수화 반응에 기인하여 강도 증가 및 중성화를 촉진시켜 폴리머와 안정적인 입자 간 네트워크 구조를 형성시킬 수 있다는 측면에서 콘크리트 저수조용 코팅제로 활용 가능성을 판단하였다. 제조된 코팅 제의 부착강도는 27.8kgf/cm 2 로써 시멘트 혼입 폴리머계 방수·방식재(KS F 4919)와 세라믹 메탈계 방수·방식재(KS F 4929)의 품질기준을 만족하였다. 또한, 56항목의 먹는 물 수질기준과 44항목의 위생안전기준 용출시험에서 ‘적 합’ 판정을 받아 수도시설 코팅제로 재활용 가능성이 확인되었다. 두 번째는 태양광 폐 모듈의 비 파손 셀 회수 및 재활용에 관한 연구로써 25년 이상 사용한 노후 태양광 폐 모듈을 열 분리 지그를 활용하여 승온 속도 15℃/min기준 열처리 온도 450∼500℃에서 30∼40분간 처리하여비 파손 셀을 회수할 수 있었으며, 회수된 비 파손 셀을 에칭페이스트 공정을 통해 웨이퍼를 재제조 하였다. 재제조된 웨이퍼의 MCLT 측정 결과 1.8 4us 값을 나타내어 웨이퍼로서 재활용이 가능하였고, 재제조 웨이퍼를 이용하여 재생태양전지를 제조하였다. 솔라 시뮬레이터를 통해 재생태양전지의 발전 효율을 측정한 결과 13.31%로 초기 효율 12.9% 보다 높은 효율을 나타내었 다. 즉, 지그를 활용해 확보한 비 파손 셀을 이용하여 재생태양전지의 활용이 가능한 것으로 확인되었으며 이는 기존 유럽의 9단계 폐 모듈 재활용 공정(P V CYCLE)을 7단계 재활용 공정으로 개선이 가능하여 웨이퍼 및 셀 제조에 소요되는 약 35%의 경제적 절감 효과가 있을 것으로 판단하였다. 세 번째는 추출수지를 이용한 추출잔액 내 유용자원(Pt, Pd) 회수에 관한 연구로써 버려지고 있는 전자폐기물 재자원화 공정에서 발생되는 추출잔액을 대상으로 추출잔액에 잔존하는 저품위의 백금(Pt), 팔라듐(Pd)을 회수하기 위한 추출수지를 합성하고, 회분식, 순환식 추출성능시험 평가를 통해 회수율을 평가하였다. 회분식 추출성능시험 결과 백금 98.57%, 팔라듐 98.18%의 회수율을 나타내었고, 순환식 추출성능시험 결과 백금, 팔라듐 모두 99.86%의 회수율을 나타내어 추출수지 이용 시 버려지는 추출잔액 내유용자원을 효율적으로 회수할 수 있을 것으로 판단하였다.
국내 폐기물 총 발생량은 2019년도 기준 약 50만 톤이며 그중 산업폐기 물은 약 88.3%를 차지하고 있다. 우리나라의 산업폐기물에 대한 처리현황을 살펴보면 99% 이상이 재활용되고 있는 것으로 보고되고 있다. 하지만 환경부의 2019년도 전국 불법폐기물 현황을 조사한 결과 약 120만 톤이 존재 하고 있는 것으로 나타나 이를 가만하면 실질적인 재활용률은 약 25% 수준인 것으로 판단된다. 이처럼 불법폐기물이 존재하는 이유는 늘어나는 폐기물의 위탁처리비용이 최근 4년 사이 3배 이상 상승하여 경제적 부담이 가중됨에 따라 불법 야적, 방치되고 있는 것으로 판단된다. 그 외에도 사후관리 방안에 대한 법규제가 마련되어 있지 않아 처리에 곤란함을 겪고 있는 산업폐기물도 존재하고 있었다. 본 연구는 이렇게 문제가 되고 있는 산업폐 기물을 세 가지 형태로 분류하여 대표적인 산업폐기물을 선정 후 이에 대한 재활용 및 유용자원 회수 방안에 관한 연구를 고찰하였다. 또한 본 연구 결과를 토대로 정부의 기후변화 대응을 위한 2050탄소중립 정책 및 순환경제 구축을 보다 효과적으로 구현하는데 있어 실질적인 자원순환의 일례를 보여줌으로써 정부의 보다 적극적인 재활용제도 및 효율 개선 방안 마련에 도움이 될 수 있는 응용연구로써 수행 목적을 두었다. 첫 번째는 굴 패각의 콘크리트 저수조용 코팅제의 재활용 방안에 관한 연구로써 굴 패각은 매년 28∼32만 톤이 발생되고 있으며 처리비용 부담 으로 야적, 방치되고 있다. 굴 패각은 92.07%가 탄산칼슘으로 이루어져 있으며, 시멘트의 수화 반응에 기인하여 강도 증가 및 중성화를 촉진시켜 폴리머와 안정적인 입자 간 네트워크 구조를 형성시킬 수 있다는 측면에서 콘크리트 저수조용 코팅제로 활용 가능성을 판단하였다. 제조된 코팅 제의 부착강도는 27.8kgf/cm 2 로써 시멘트 혼입 폴리머계 방수·방식재(KS F 4919)와 세라믹 메탈계 방수·방식재(KS F 4929)의 품질기준을 만족하였다. 또한, 56항목의 먹는 물 수질기준과 44항목의 위생안전기준 용출시험에서 ‘적 합’ 판정을 받아 수도시설 코팅제로 재활용 가능성이 확인되었다. 두 번째는 태양광 폐 모듈의 비 파손 셀 회수 및 재활용에 관한 연구로써 25년 이상 사용한 노후 태양광 폐 모듈을 열 분리 지그를 활용하여 승온 속도 15℃/min기준 열처리 온도 450∼500℃에서 30∼40분간 처리하여비 파손 셀을 회수할 수 있었으며, 회수된 비 파손 셀을 에칭페이스트 공정을 통해 웨이퍼를 재제조 하였다. 재제조된 웨이퍼의 MCLT 측정 결과 1.8 4us 값을 나타내어 웨이퍼로서 재활용이 가능하였고, 재제조 웨이퍼를 이용하여 재생태양전지를 제조하였다. 솔라 시뮬레이터를 통해 재생태양전지의 발전 효율을 측정한 결과 13.31%로 초기 효율 12.9% 보다 높은 효율을 나타내었 다. 즉, 지그를 활용해 확보한 비 파손 셀을 이용하여 재생태양전지의 활용이 가능한 것으로 확인되었으며 이는 기존 유럽의 9단계 폐 모듈 재활용 공정(P V CYCLE)을 7단계 재활용 공정으로 개선이 가능하여 웨이퍼 및 셀 제조에 소요되는 약 35%의 경제적 절감 효과가 있을 것으로 판단하였다. 세 번째는 추출수지를 이용한 추출잔액 내 유용자원(Pt, Pd) 회수에 관한 연구로써 버려지고 있는 전자폐기물 재자원화 공정에서 발생되는 추출잔액을 대상으로 추출잔액에 잔존하는 저품위의 백금(Pt), 팔라듐(Pd)을 회수하기 위한 추출수지를 합성하고, 회분식, 순환식 추출성능시험 평가를 통해 회수율을 평가하였다. 회분식 추출성능시험 결과 백금 98.57%, 팔라듐 98.18%의 회수율을 나타내었고, 순환식 추출성능시험 결과 백금, 팔라듐 모두 99.86%의 회수율을 나타내어 추출수지 이용 시 버려지는 추출잔액 내유용자원을 효율적으로 회수할 수 있을 것으로 판단하였다.
The total amount of waste generated in Korea is about 500,000 tons as of 2019, of which industrial waste accounts for about 88.3%. Looking at the waste treatment status according to the Resource Circulation Basic Plan for Industrial Waste, it is reported that more than 99% of t hem are recycled. How...
The total amount of waste generated in Korea is about 500,000 tons as of 2019, of which industrial waste accounts for about 88.3%. Looking at the waste treatment status according to the Resource Circulation Basic Plan for Industrial Waste, it is reported that more than 99% of t hem are recycled. However, as a result of a survey on the state of ille gal waste nationwide in 2019 by the Ministry of Environment, it was f ound that there were about 1.2 million tons. If this is allowed, the actu al recycling rate is estimated to be about 25%. The main reason for th e existence of illegal waste is that the cost of consignment treatment has increased more than three times in the past four years compared t o the increasing amount of waste, which has increased the economic b urden of treatment cost and lowered the resource circulation efficiency. Besides that, there are parts that are experiencing difficulties in waste disposal because there is no legal system for follow-up management. In this study, industrial waste in question is divided into three forms, a nd the method of recycling and recovery of useful resources is studied. First, a study on the recycling of coatings for concrete storage tanks in oyster shells. The annual production of oyster shells ranges from 28 0,000 to 320,000 tons, and is neglected due to the burden of treatment costs. 92.07% of oyster shell is made of calcium carbonate, and it was judged that it could be used as a coating agent for concrete water sto rage in terms of forming a stable network structure between polymer and particles by promoting strength and neutralization due to form a s table network structure between polymer and particles. The adhesion s trength of the manufactured coating agent was 27.8 kgf/cm2, satisfyin g the quality standards of cement-mixed polymer waterproofing and pl anting (KSF499) and ceramic metal waterproofing and planting (KSF49 29), and the possibility of recycling was confirmed by the 56 drinking water quality test and 44 hygiene safety standards. The second is a study on the recovery and recycling of non-damage d cells in solar waste modules. The aged photovoltaic waste module, which has been used for more than 25 years, could recover non-dama ged cells by treating them at a heat treatment temperature of 450~500° C for 30~40 minutes using a thermal separation jig, and the recovered non-damaged cells were re-manufactured through an etching paste pro cess. As a result of measuring the MCLT of the re-manufactured waf er, it was possible to recycle as a wafer, and a recycled solar cell was manufactured using the re-manufactured wafer. As a result of measuri ng the power generation efficiency of a regenerative solar cell through a solar simulator, it was 13.31%, which was higher than the initial (12.9%). That is, the possibility of recycling solar cells using non-damaged cells was confirmed. In addition, this waste module recycling process was judged to have an economic effect of about 35% as it was possibl e to utilize the 7-stage recycling process compared to the 9-stage recy cling process (PV CYCLE) in Europe. Third, it is a study on the recovery of useful resources (Pt, Pd) in t he extraction balance using the extraction resin. The extraction resin f or recovering platinum (Pt) and palladium (Pd) remaining in the extrac tion balance was synthesized for the extraction balance generated in th e discarded electronic waste re-resource process, and the recovery rate was evaluated through batch and cyclic extraction performance tests. The batch extraction performance test showed a recovery rate of 98.5 7% platinum and 98.18% palladium, and the cyclic extraction performan ce test confirmed that both platinum and palladium showed a recovery rate of 99.86%, enabling efficient recovery of useful resources in the e xtraction balance.
The total amount of waste generated in Korea is about 500,000 tons as of 2019, of which industrial waste accounts for about 88.3%. Looking at the waste treatment status according to the Resource Circulation Basic Plan for Industrial Waste, it is reported that more than 99% of t hem are recycled. However, as a result of a survey on the state of ille gal waste nationwide in 2019 by the Ministry of Environment, it was f ound that there were about 1.2 million tons. If this is allowed, the actu al recycling rate is estimated to be about 25%. The main reason for th e existence of illegal waste is that the cost of consignment treatment has increased more than three times in the past four years compared t o the increasing amount of waste, which has increased the economic b urden of treatment cost and lowered the resource circulation efficiency. Besides that, there are parts that are experiencing difficulties in waste disposal because there is no legal system for follow-up management. In this study, industrial waste in question is divided into three forms, a nd the method of recycling and recovery of useful resources is studied. First, a study on the recycling of coatings for concrete storage tanks in oyster shells. The annual production of oyster shells ranges from 28 0,000 to 320,000 tons, and is neglected due to the burden of treatment costs. 92.07% of oyster shell is made of calcium carbonate, and it was judged that it could be used as a coating agent for concrete water sto rage in terms of forming a stable network structure between polymer and particles by promoting strength and neutralization due to form a s table network structure between polymer and particles. The adhesion s trength of the manufactured coating agent was 27.8 kgf/cm2, satisfyin g the quality standards of cement-mixed polymer waterproofing and pl anting (KSF499) and ceramic metal waterproofing and planting (KSF49 29), and the possibility of recycling was confirmed by the 56 drinking water quality test and 44 hygiene safety standards. The second is a study on the recovery and recycling of non-damage d cells in solar waste modules. The aged photovoltaic waste module, which has been used for more than 25 years, could recover non-dama ged cells by treating them at a heat treatment temperature of 450~500° C for 30~40 minutes using a thermal separation jig, and the recovered non-damaged cells were re-manufactured through an etching paste pro cess. As a result of measuring the MCLT of the re-manufactured waf er, it was possible to recycle as a wafer, and a recycled solar cell was manufactured using the re-manufactured wafer. As a result of measuri ng the power generation efficiency of a regenerative solar cell through a solar simulator, it was 13.31%, which was higher than the initial (12.9%). That is, the possibility of recycling solar cells using non-damaged cells was confirmed. In addition, this waste module recycling process was judged to have an economic effect of about 35% as it was possibl e to utilize the 7-stage recycling process compared to the 9-stage recy cling process (PV CYCLE) in Europe. Third, it is a study on the recovery of useful resources (Pt, Pd) in t he extraction balance using the extraction resin. The extraction resin f or recovering platinum (Pt) and palladium (Pd) remaining in the extrac tion balance was synthesized for the extraction balance generated in th e discarded electronic waste re-resource process, and the recovery rate was evaluated through batch and cyclic extraction performance tests. The batch extraction performance test showed a recovery rate of 98.5 7% platinum and 98.18% palladium, and the cyclic extraction performan ce test confirmed that both platinum and palladium showed a recovery rate of 99.86%, enabling efficient recovery of useful resources in the e xtraction balance.
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