[논문]수거된 해양폐기물 자원화 기술 개발(II) - 어구용 폐스티로폼의 자원화를 위한 열적 감용시스템 개발 -

길상인; 김석준; 윤진한; 강창구; 유정석

수거된 해양폐기물 자원화 기술 개발(II) - 어구용 폐스티로폼의 자원화를 위한 열적 감용시스템 개발 -
Development of Resources Technique for the Marine Debris(II) - Development of thermal extrusion system for the resource of waste polystyrene buoy - 원문보기

어구용 폐스티로폼을 자원으로 활용할 수 있도록 하기 위하여 세정과 건조공정을 도입하여 감용하는 장치를 자체 개발하였으며, 시스템을 폐스티로폼 발생 지자체에 설치하여 설비의 운전 신뢰성을 확인하였다. 굴피 및 홍합피 등의 이물질을 완벽하게 제거하고 해수에 포함된 염분을 육상에서 발생되는 스티로폼 수준까지 낮춤으로써 어구용 폐스티로폼은 플라스틱의 원료로 탈바꿈할 수 있었으며, 종래의 처리 방법에 비해 1/10수준에 불과한 비용으로 어구용 폐스티로폼의 처리가 가능하도록 함으로써 설비의 설치나 운영에 따르는 경제성 문제를 해결하고자 하였다.

By the introduction of cleaning and drying processes, thermal extrusion system for the volume reduction of used polystyrene buoys was developed. It was tested in the costal area for the determination of operational reliability. By the removal of oyster shells and cleaning of salt, waste polystyrene buoys was changed to the raw material of plastics. The lower cost of one-tenth compared with that of the outer request treatment is promising the practical use of waste buoys' volume reduction system.

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문제 정의

본 연구에서는 어구용 폐스티로폼을 자원으로 활용할 수 있도록 하기 위하여 세정과 건조공정을 도입하여 감용하는 장치를 자체 개발하였으며, 시스템을 폐스티로폼 발생현장에 설치하여 설비의 운전 신뢰성을 확인하였다. 굴피 및 홍합피 등의 이물질을 완벽하게 제거하고 해수에 포함된 염분을 육상에서 발생되는 스티로폼 수준까지 낮춤으로써 어구용 폐스티로폼은 플라스틱의 원료로 탈바꿈할 수 있었으며, 종래의 처리 방법에 비해 1/10수준에 불과한 비용으로 어구용 폐스티로폼의 처리가 가능하도록 함으로써 설비의 설치나 운영에 따르는 경제성 문제를 해결하고자 하였다.
본 연구에서는 어구용 폐스티로폼을 자원으로 활용할 수 있도록 하기 위하여 세정과 건조공정을 도입하여 감용하는 장치를 자체 개발하였으며, 시스템을 폐스티로폼 발생현장에 설치하여 설비의 운전 신뢰성을 확인하였다. 굴피 및 홍합피 등의 이물질을 완벽하게 제거하고 해수에 포함된 염분을 육상에서 발생되는 스티로폼 수준까지 낮춤으로써 어구용 폐스티로폼은 플라스틱의 원료로 탈바꿈할 수 있었으며, 종래의 처리 방법에 비해 1/10수준에 불과한 비용으로 어구용 폐스티로폼의 처리가 가능하도록 함으로써 설비의 설치나 운영에 따르는 경제성 문제를 해결하고자 하였다.

제안 방법

4) 세정후의 습윤 스티로폼의 건조에는 열풍건조기를 사용하였으며 열원은 전기를 이용하였다. 건조방식은 예열공기를 이용한 유동층 방식으로서 일정시간 간격(통상 20분사용)으로 건조기 내부의 스티로폼을 순환시킴으로써 건조속도를 향상시키고자 하였다.
4) 세정후의 습윤 스티로폼의 건조에는 열풍건조기를 사용하였으며 열원은 전기를 이용하였다. 건조방식은 예열공기를 이용한 유동층 방식으로서 일정시간 간격(통상 20분사용)으로 건조기 내부의 스티로폼을 순환시킴으로써 건조속도를 향상시키고자 하였다. 어구용 폐스티로폼의 감용을 위해서는 함수율이 10%이내가 되는 것이 안전하며 함수율이 높게 되면 수팽창(수폭발)이나 스티로폼의 재발포 등의 현상이 일어난다.
3) 어구용 폐스티로폼 감용시스템의 구성은 투입, 파쇄, 세정, 탈수, 건조, 저장 그리고 감용으로 이루어져 있다. 이 시스템의 운전을 제어반에 의해 자동으로 이루어지도록 함으로써 운전인력을 최소화하였다.
전자부품이나 과일류 등의 포장에 많이 사용되는 육상용 스티로폼은 훼손이 심하지 않은 경우 전량 플라스틱으로 원료화하여 사용되고 있으며 이에 관한 기술 및 기계류는 이미 개발되어 있는 상태이다[2]. 해양에서 발생되는 어구용 스티로폼의 처리를 위하여 기존의 설비에 앞서 언급한 세정 및 이물질 제거 기능을 첨가하여 시스템을 구성하였다.

성능/효과

1) 현장에서 수집된 어구용 폐스티로폼 가운데 건축 폐자재나 이물질을 삽입한 불량부자도 상당수 확인할 수 있었다. 이러한 부자는 정상적인 부자에 비해 수명이 훨씬 짧을 뿐만 아니라(정상부자 10년, 불량부자 2년) 처리를 위해 작업자가 일일이 부수고 분리해야하는 등 시간적 경제적 손실을 야기시킨다.
2) 본 연구에서 개발된 어구용 페스티로폼 감용 시스템의 특징은 그동안 대상 스티로폼의 감용을 불가능하게 하는 염분과 굴피와 같은 이물질을 효과적으로 제거한 것이다. 본 시스템에서는 파쇄 및 세정, 탈수 그리고 건조시스템의 효과적 구성에 의해 안정적으로 감용할 수 있었다.
3) 어구용 폐스티로폼 감용시스템의 구성은 투입, 파쇄, 세정, 탈수, 건조, 저장 그리고 감용으로 이루어져 있다. 이 시스템의 운전을 제어반에 의해 자동으로 이루어지도록 함으로써 운전인력을 최소화하였다.
5) 스티로폼 인고트 내에 잔류하는 염분량 분석 결과 육상의 경우와 비슷한 수치를 나타냈으며 재활용에 전혀 문제가 없는 것으로 나타났다. 해양에서 수집되어 야적 상태로 빗물에 의해 장기간 자연 세정된 경우에도 염분 함유량은 낮게 나타났다.
해양에서 수집되어 야적 상태로 빗물에 의해 장기간 자연 세정된 경우에도 염분 함유량은 낮게 나타났다. 그러나 바다에서 바로 건져 올린 폐부자의 경우 세정이 이루어지지 않으면 염분 농도가 0.3~3%가 되어 재활용에 장애가 될 수 있는 것으로 확인되었다.
2) 본 연구에서 개발된 어구용 페스티로폼 감용 시스템의 특징은 그동안 대상 스티로폼의 감용을 불가능하게 하는 염분과 굴피와 같은 이물질을 효과적으로 제거한 것이다. 본 시스템에서는 파쇄 및 세정, 탈수 그리고 건조시스템의 효과적 구성에 의해 안정적으로 감용할 수 있었다.
본 연구에서 개발된 어구용 폐스티로폼 감용시스템은 경남 남해군에 설치되어 성능시험은 물론 현장 운전요원에 대한 교육까지 완료하였다.

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