초록 ▼

I. 제목
해양폐기물 종합처리시스템 개발(III)
II. 연구목적
연안해역의 부유 또는 침전된 해양폐기물의 실태, 피해조사를 기초로 하여 첨단 해양과학 기술을 접목한 실용성 있는 정화시스템 기술 개발 및 국내 해양환경 특성에 적합한 해양페기물 관리체제를 구축함으로서 향후 연안환경 개선, 선박의 안전성 확보 및 해양 생태계 보호 등에 기여하고자 함.
III. 연구의 배경 및 필요성
가. 산업화,도시화에 따라 증가한 해양폐기물이 해양생태계 훼손 및 해양생산성을 저하
- 현재 해양폐기물의 경우,

I. 제목
해양폐기물 종합처리시스템 개발(III)
II. 연구목적
연안해역의 부유 또는 침전된 해양폐기물의 실태, 피해조사를 기초로 하여 첨단 해양과학 기술을 접목한 실용성 있는 정화시스템 기술 개발 및 국내 해양환경 특성에 적합한 해양페기물 관리체제를 구축함으로서 향후 연안환경 개선, 선박의 안전성 확보 및 해양 생태계 보호 등에 기여하고자 함.
III. 연구의 배경 및 필요성
가. 산업화,도시화에 따라 증가한 해양폐기물이 해양생태계 훼손 및 해양생산성을 저하
- 현재 해양폐기물의 경우, 하천 유입 및 직접 투기 등을 통해 지속적으로 발생하고 있으며, 이에 우리나라의 연안해역은 산업화·도시화에 따라 해양 쓰레기 등의 해상 유입으로 급속히 황폐화되고 있음.
- 도시를 배후지로 하고 있는 항만은 육상쓰레기의 다량 유입으로 오염이 심화되고 있어 선박의 안전운항 및 쾌적성을 저해할 뿐 아니라 정기적인 준설사업을 위한 상당의 예산이 소요되고 있음.
- 국내 수산업, 항만운영 등 경쟁력 있는 해양경제활동의 기본적인 토대인 건강한 연안환경의 조성을 위해서는 해양폐기물의 수거 및 처리가 시급한 현안으로 부각되고 있음.
- 해양폐기물은 바다 미관을 훼손하여 국민의 여가공간 및 관광자원으로서 해양의 가치를 저하시킴.
- 어로작업시 해양폐기물이 어획물과 함께 인양됨으로써 어획능률과 수산물 품질을 저하 및 해양폐기물의 바다밑 퇴적으로 바닥양식장 축소와 해양오염을 유발.
- 해양생물이 해양폐기물을 섭취하거나 폐어구·어망 등에 걸려 자연사함으로써 수산자원 감소 및 해양생태계 파괴를 초래 및 부유 또는 침적된 해양폐기물은 선박의 고장을 일으키거나 선박의 안전운항을 위협하고 있음.
나. 한반도 주변해역에 대한 배타적 경제수역의 적용으로 연안어장 및 해양공간의 국토가치가 새롭게 부상
- UN 해양법 발효에 근거한 한·중·일 3국의 배타적 경제수역 선포로 연근해 어장 축소 ('80) 1,372천톤 → ('90) 1,542천톤 → ('96) 1,624천톤 → ('98) 1,308천톤
- 연근해 어업 자원조성 및 기르는 어업 확대가 수산업의 장래를 결정
- 국민의 소득증대에 따른 해양레저 수요가 증가하면서 깨끗한 바다환경에 대한 국민적 관심 및 욕구의 증대
다. 효율적인 수거·처리시스템 미개발 및 관리체제 미흡
- 해양을 무한한 자정능력이 있는 공간으로 오인, 폐기물의 해역배출을 최종처리 방법으로 인식하고 있으며, 해양폐기물이 해류, 조류에 의해 광역적으로 이동함으로 폐기물 수거·처리에 소극적임.
- 해양폐기물 수거에 사용되고 있는 어항청소선 및 정화선이 절대적으로 부족하며, 수거성능도 저조하여 효율적인 수거작업이 곤란하며, 어장청소 또는 해양폐기물 수거사업을 전문적으로 수행할 전문업체 부족실정임.
- 해양폐기물 처리를 위한 전용시설이 미흡하고 폐어구, 스티로폼부자 등 난분해성 폐기물의 처리대책 부족 및 해양폐기물 재활용에 대한 기술 및 지원미비로 재활용율이 극히 저조한 실정임.
- 하천의 폐기물 관리체계가 미흡함으로써 해양에서 최종적으로 수거하는데 따른 과다한 비용소요 및 지방자치 단체사이의 폐기물 관리책임 회피문제가 발생하고 있음.
현재 국내 연안해역은 선박 및 어업활동에서 야기되는 쓰레기 뿐 아니라 육지에서 유입되는 각종 쓰레기의 발생을 억제하는 한편, 효율적으로 저감하고, 수거·처리함으로써 쾌적한 해양이용권을 확보하는 것이 시급한 과제임.
IV. 연구용역 내용 및 범위(2001년도)
V. 주요연구결과
가. 해양폐기물 예방기술
(1) 부유쓰레기 해양유입 차단막 실용화 기술개발
* 개발목표 : 육상기인 해양유입 쓰레기의 효율적인 차단막 개발
* 연구내용 및 범위 :
▶ 외부환경에 적합한 부유쓰레기 차단막 개발
- 설치 대상해역의 최대유속, 바람특성 등 인자결정
- 설치 조건에 따른 차단막 보완 및▶ 부유쓰레기 확산 방지 계류시스템 설계 및 제작
- 설치 대상해역의 해저특성 조사
- 차단막 장력을 고려한 계류장치 설계·제작 및 설치
▶ 부유쓰레기 그물망 및 데빗(Davit) 제작
- 콘베이어 시스템을 이용한 자동수거장치 보완
- 교환이 편리한 자루형 그물망 제작
- 자루형 그물망의 이송을 위한 데빗 제작(2톤이상)
▶ 해상유입 차단막 및 수거장치를 대상해역에 설치 검증
- 대상해역 : 강화도 석모수로
나. 해양폐기물 수거기술
(1) 다기능 해양폐기물 전용 수거선 기술 개발(II)
* 개발목표 : 위치정보, 해저폐기물 탐지의 기능을 보유, 해저,부유쓰레기의 수거가 가능하며, 작업의 고효율화, 생인력화가 실현된 다기능 해양폐기물 수거시스템 개발
* 연구내용 및 범위 :
▶ 다기능 수거시스템 실해역시험
- 작업 및 이동시 파랑에 의한 제한조건 설정
- 수심 15m급 다관절 수거시스템 안전성 평가
- 수거시스템 성능검증
- 바아지선 임대(1.5개월)
- 예인선/상하가/장착공사 및 도색
- 다관절 수거시스템 탑재 및 실해역 시험
▶ 위치정보시스템 및 탐지시스템 성능 최적화
- 탐지화면 고해상도구현 및 수중카메라 해저면 거리측정능력 확보
- 탐지조명등 배치 최적화로 폐기물 식별능력 향상
- 전자해도 기반 해양폐기물 조사결과 D/B 구축
- 인공위성을 이용한 선박위치정보시스템 구축
- 선박내의 운용실과 다관절 수거시스템과의 인터페이스 구성
- 음향소나(Acoustic lens sonar) 현장검증 시험
▶ 다관절 수거시스템 시제품 제작
- 다관절 수거시스템 업데이트(작업깊이 15m)
- 그랩, 잔여폐기물 수거장비, 부유폐기물 수거장비 제작
- 스틸와이어 커터 회전장착대 제작, 조종실개조 및 유압공사
▶ 선박형 해양폐기물 전용수거선 설계
- 수거시스템 설계도 작성
- 선박형 해양폐기물 전용수거선 초기설계도(남해안, 동해안 대상)
- 주요제원 및 수거시스템 탑재에 따른 안전성 평가
▶ 예인식 수거시스템 구성
- 감는장치 제작(정격용량 5톤, 전동유압)
- 예인식 갈구리(1조) 및 작업망(2조) 제작
(2) 첨단 해양폐기물 조사·수거장비 기술개발(II)
* 개발목표 : 국내 연안해역에 유입된 해양폐기물을 해역환경 조사 및 수거를 위한 차세 대 첨단정화장비의 개발로 생인력화, 수거효율이 우수한 수중용 장비 개발
* 연구내용 및 범위 :
▶ 해저면 특성에 적합한 구동시스템 구성(Ⅱ)
- 트랙형 해저면 주행시스템 및 구동 장치 설계
▶ 해저폐기물 수거시스템 구성(Ⅱ)
- 작업팔 그랩핑(Gripping)에 의한 수거장치 설계
▶ 해저면 정화작업을 통제·감시하는 모니터링 시스템(Ⅱ)
- 수중카메라를 이용한 모니터링시스템 설계
다. 해양폐기물 처리기술
(1) 해양폐기물 전용소각로 설계 및 폐스티로폼 감용장치 개발
* 개발목표 : 수거된 폐스티로폼 감용장치 개발에 따른 안정적 처리 및 재활용 기술 개발
* 연구내용 및 범위 :
▶ 해양폐기물 전용 소각시스템 설계(처리능력 : 100kg/hr)
- 설계도 작성, 제작시방서 작성
▶ 폐스티로폼 감용시스템 설계(감용능력 100kg/hr)
- 파쇄기 선정/ 건조기 설계 / 이송시스템 설계 및 송풍기 선정
▶ 폐스티로폼 감용시스템 제작 및 운전
- 요소설비 제작 및 시스템 구성/시운전 및 수정/보완 및 성능시험
▶ 현장 적용 시험
- 현장 이동 설치/신뢰성 운전시험
▶ 폐스티로폼 감용시스템 보완
- 세정기 보완(해수용 SUS재질로 교환)
- 교반용 원형건조기 제작
- 성형기 온도 자동조절장치 보완
라. 위탁연구
(1) 부유쓰레기 이동경로 실해역 시험
* 개발목표 : 강, 댐에서 흘러 나온 해상용 부유쓰레기의 이동경로 추적시험강 하구원에서 발생하는 부유쓰레기의 특성
▶ 인공위성을 및 데이터 취득
▶ 부유쓰레기 이동경로 추적 시험 : 대상해역 : 낙동강 하구원
▶ 실시간 부유쓰레기 확산프로그램의 검증
(2) 해양 중층쓰레기 조사 및 피해평가
* 개발목표 : 해양 중층쓰레기의 조사방법 개발 및 이에 따른 피해평가 분석
* 연구내용 및 범위 :
▶ 경기만 해역의 중층쓰레기의 특성 분석
▶ 중층쓰레기 조사내용 및 결과 분석
▶ 중층쓰레기의 피해평가
- 어민을 대상으로 한 피해평가
- 어획량에 대한 조사
- 어선 수리업체 설문조사 결과
▶ 바다 밑 폐어망 분포조사
(3) 해양 침적폐기물 수거처리에 따른 해양환경 개선효과
* 개발목표 : 해양 침적폐기물의 수거전·후 성상분석에 따른 해양환경에 미치는 영향 분 석 및 평가
* 연구내용 및 범위 :
▶ 해양침적 폐기물 수거에 따른 저서생물의 변화(수거전)
- 대상해역 : 대변항
▶ 해양침적 폐기물 수거에 따른 저서생물의 변화(수거후)
- 대상해역 : 대변항
▶ 장봉도 조간대의 폐그물로 인한 저서생태계의 변화
(4) 열가소성 물질의 효과적인 연소제어 기술개발
* 개발목표 : 400kg/hr 규모의 하향통풍식 건류소각화 소각로 설계 기술개발
* 연구내용 및 범위 :
▶ 해양 폐기물의 물리적·화학적 특성
- 물리적, 화학적 특성 및 열중량 특성 분석
▶ 400kg/h 하향통풍식 건류가스화 소각로 설계
- 공기공급계통
- 주변장치 설계
- 대기오염 방지설비
연구용역 개요
1. 과업의 목적
연안해역의 부유 및 침적 해양폐기물의 실태, 피해조사를 기초로 하여 첨단 해양과학 기술을 활용한 실용성 있는 수거·처리 시스템 개발 및 국내 해양환경 특성에 적합한 해양폐기물 관리체제를 구축함으로써 연안환경개선, 선박의 안전성 확보 및 해양생태계 보호 등에 기여함.
2. 과업의 배경 및 필요성
- 우리나라의 연안해역은 산업화·도시화에 따라 해양 쓰레기 등의 해상 유입으로 급속히 황폐화되고 있으며 현재도 하천 유입 및 직접 투기 등을 통해 지속적으로 해양폐기물이 발생하고 있음.
- 해양폐기물은 어로작업시 어획물과 함께 인양되어 어획능률과 수산물 품질을 저하시키거나 바다 밑에 퇴적하여 바다양식장 축소와 해양오염을 유발하고 또한 해양생물이 해양폐기물을 섭취하거나 폐어구·어망 등에 걸려 자연사하여 수산자원 감소와 해양생태계 파괴를 초래하고 있음
- 또 부유 또는 침적되어 있는 해양폐기물들은 바다미관을 훼손하여 국민의 여가공간 및 관광자원으로서의 해양의 가치를 저하시키고 선박의 안전운항 및 쾌적성을 저해할 뿐 아니라 폐기물 수거를 위한 준설사업 등에 상당의 예산이 소요되고 있음.
- 따라서 국내 수산업, 항만운영 등 경쟁력 있는 해양경제활동의 기본적 토대인 건강한 연안환경의 조성을 위해서는 선박 및 어업활동에서 야기되는 쓰레기 뿐만 아니라 육지에서 유입되는 각종 쓰레기의 발생을 억제하는 한편, 이를 효율적으로 저감하고, 수거·처리함으로써 쾌적한 해양이용권을 확보하는 것이 시급한 과제임.
3. 과업의 범위
가. 지리적 범위
본 과업의 지리적 범위는 연안환경의 오염문제가 야기되는 전체 연안해역을 대상으로 한다.
나. 내용적 범위
▶ 부유쓰레기 해양유입 차단막 실용화 기술개발
- 외부환경에 적합한 부유쓰레기 차단막 개발
- 부유쓰레기 확산 방지 계류시스템 설계 및 제작
- 부유쓰레기 그물망 및 데빗(Davit) 제작
- 해상유입 차단막 및 수거장치를 대상해역에 설치 검증
▶ 다기능 해양폐기물 전용 수거선 기술 개발(II)
- 다기능 수거시스템 실해역시험
- 위치정보시스템 및 탐지시스템 성능 최적화
- 다관절 수거시스템 시제품 제작
- 선박형 해양폐기물 전용수거선 설계
- 예인식 수거시스템 구성
▶ 첨단 해양폐기물 조사·수거장비 기술개발(II)
- 해저면 특성에 적합한 구동시스템 구성(Ⅱ)
- 해저폐기물 수거시스템 구성(Ⅱ)
- 해저면 정화작업을 통제·감시하는 모니터링 시스템(Ⅱ)
▶ 해양폐기물 전용소각로 설계 및 폐스티로폼 감용장치 개발
- 해양폐기물 전용 소각시스템 설계(처리능력 : 100kg/hr)
- 폐스티로폼 감용시스템 설계(감용능력 100kg/hr)
- 폐스티로폼 감용시스템 제작 및 운전
- 현장 적용 시험
- 폐스티로폼 감용시스템 보완
▶ 위탁연구
- 부유쓰레기 이동경로 실해역 시험
- 해양폐기물 중층쓰레기 조사 및 피해평가
- 해양 침적폐기물 수거처리에 따른 해양환경 개선효과
- 열가소성 물질의 효과적인 연소제어 기술
4. 추진체계
5. 성과물(2001년도)
- 해양폐기물 수거·처리 종합시스템 개발 연구 - 연차보고서 100부
- 부유쓰레기 해양유입 차단막 300m - 1식
- 부유쓰레기 차단막용 계류시스템 - 1식
- 그물망을 이용한 수거시스템 - 1식
- 그물망 수거용 데빗(Davit) - 1식
- 전자해도를 이용한 부유쓰레기 확산예측 프로그램 - 1식
- 해양폐기물 다관절 수거 시스템 - 1식
- 해양폐기물 전용소각로 설계도 - 1식
- 폐스티로폼 감용장치(용량 : 100kg/hr) - 1식
- 해양폐기물 전용수거선 건조도면
- 위치정보시스템(DGPS) 실용화장비(모니터,프로그램)
- 예인식 수거시스템 윈치, 수거장비(1개), 작업망(2개)

목차 Contents

• 제1부 육상폐기물 해양유입 예방기술 개발
  제1장 부유쓰레기 해양유입 차단막 실해역 현장설치 성능시험 적지 선정
  제1절 서론
  제2절 차단막 실해역 현장설치 성능시험 적지 선정
  2-1. 성능시험 적지 선정을 위한 현장조사(낙동강 해역)
  2-2. 성능시험 적지 선정을 위한 현장조사(강화도 해역)
  2-3. 성능시험 적지 선정 결과
  제2장 부유쓰레기 해양유입 차단막 실해역 현장설치 성능시험
  제1절 실해역 현장설치 성능시험(1차 실험)
  1-1. 부유쓰레기 차단막시스템
  1-2. 성능시험 개요
  1-3. 기술적 문제점 및 해결방안
  제2절 실해역 현장설치 성능시험(2차 실험)
  2-1. 성능시험 개요
  2-2. 2차 성능시험시의 개선사항
  2-3. 2차 성능시험시의 전장 및 설치방법
  2-4. 2차 성능시험시의 전장/설치 과정 설명
  2-5. 유속, 수심 및 장력 계측 결과 분석
  제3절 차단막 실해역 설치 2차 성능시험의 기술적 성과
  제3장 차단막 실해역 현장설치를 위한 기술검토
  제1절 향후 차단막 실해역 설치시의 고려사항
  제2절 실해역 현장설치 방법 제안
  2-1. 오일붐의 전장 방법
  2-2. 부유쓰레기 수거망의 전장 방법
  2-3. 부유쓰레기 차단막의 전장 방법
  제3절 강(하천) 설치시의 바다(예, 강화도 해역) 설치시의 비교 분석
  제4장 부유쓰레기 해양유입 차단막 설치예상 하천 조사
  제1절 한국 하천 현황
  제2절 차단막 설치예상 하천 조사
  2-1. 한강권역 하천유역
  2-2. 낙동강권역 하천유역
  2-3. 금강권역 하천유역
  2-4. 영산강권역 하천유역
  2-5. 섬진강권역 하천유역
  제2부 해양폐기물 수거기술 개발
  제1장 다기능 해양폐기물 수거선 개발
  제1절 다기능 수거선의 상세설계
  1-1. 다기능 수거선의 개발 요구조건 및 운용환경
  1-2. 다기능 수거선의 시스템 설계
  1-3. 다기능 수거선의 상세설계
  1-4. 다기능 수거선의 파랑중 제한조건
  제2절 다관절 수거시스템 및 자동 탈부착베드 설계
  2-1. 다관절 수거시스템 수거장비
  2-2. 자동탈부착 베드
  2-3. 선수 보호 블록 및 윈치 시스템
  제3절 위치정보시스템 및 탐지시스템 성능최적화
  3-1. 위치정보 시스템
  3-2. 탁도의 정의 및 측정원리
  3-3. 탐지 시스템 최적화 시험
  3-4. 탐지 및 위치정보 시스템의 무선화
  3-5. 음파 렌즈 탐지 장치(DIDSON)
  제4절 다관절 수거시스템 탑재 및 실해역 시험
  4-1. 시험목적 및 시험장소
  4-2. 시험내용 및 준비
  4-3. 다기능 수거시스템의 자동 탈부착 및 성능시험
  4-4. 시연결과
  제5절 선박형 다기능 수거선 설계
  5-1. 선박형 다기능 수거선 요구조건
  5-2. 선박형 다기능 수거선 개념개발
  5-3. 선박형 다기능 수거선의 초기설계
  5-4. 선박형 수거작업의 안정성 평가
  5-5. 개략 일반사양
  제2장 첨단 해양폐기물 조사.수거장비 기술 개발
  제1절 개발의 필요성 및 배경
  제2절 해양폐기물 조사.수거 장비 개요
  2-1. 시스템 사양 설계
  제3절 SELSCUVE의 구성
  3-1. System Block Diagram
  3-2. 시스템 구성 및 역할
  3-3. 시스템 구성
  제4절 APPENDIX
  4-1. SELSCUVE의 동력학적 모델링과 자세제어
  4-2. 위치 및 자세제어 시스템의 구성
  4-3. SELSCUVE의 위치 및 자세추정 알고리즘 설계
  4-4. 무인잠수정 위치 및 자세제어 알고라즘 설계
  4-5. Hydraulic System의 설계
  제3부 어구용 페스티로폼 감용시스템 개발 및 해양폐기물 전용 소각시스템 설계
  제1장 서론
  제1절 해양폐기물의 발생 및 처리
  제2절 연구목적 및 내용
  제2장 해양폐기물 처리시스템 설계 및 제작 기술 개발
  제1절 어구용 폐스티로폼 감용시스템 개발
  1-1. 투입
  1-2. 파쇄
  1-3. 세정 및 탈수
  1-4. 건조
  1-5. 저장
  1-6. 성형 및 절단
  1-7. 제어판
  제2절 폐스티로폼 감용시스템 운전 방법
  제3절 개발 감용시스템의 운전 특성
  제4절 육상에서 발생된 폐스티로폼과의 감용 결과 비교 및 일본에서의 폐스티로폼 재활용 현황
  제5절 어구용 폐스티로폼 감용시스템 수정 배치도
  제6절 개발 감용시스템의 관리 및 운영 예측
  제7절 감용시스템 도면 모음
  제8절 설비 기능 강화
  제3장 수거된 해양폐기물의 처리
  제1절 종래의 해양폐기물 처리상황
  제2절 해양폐기물 처리 기본 방향
  제3절 수거된 해양폐기물 처리시설의 필요성
  제4절 현재의 상황 요약
  제4장 해양폐기물 전용 소각시스템 설계
  제1절 설계개요
  제2절 설계기준
  2-1. 소각대상 폐기물
  2-2. 소각설비 설계기준
  2-3. 환경오염방지 설계기준
  제3절 설계주안점 요약
  3-1. 기본사항
  3-2. 중점사항
  3-3. 최적연소조건 설계
  제4절 유틸리티(전력, 용수) 검토
  제5절 시스템 배치기준
  제6절 소각방식 선정
  제7절 소각시설 공정개요
  제8절 에너지 절약 방안
  제9절 운영 및 유지관리계획
  제10절 비상상황 및 조치
  10-1. 비상상황 조치계획
  10-2. 정전시 대책
  10-3. 용수의 단수
  10-4. 폐기물 반입중단
  10-5. 화재시 대책
  제11절 시운전 계획
  11-1. 시운전 계획
  11-2. 시운전 업무 흐름도
  11-3. 주요 처리설비 계획
  제5장 주요 핵심 소각설비 설계 및 시방
  제1절 반입.소각 및 재처리설비
  1-1. 폐기물 저장조
  1-2. 크레인
  제2절 소각로 본체
  2-1. 설비개요
  2-3. 소각로 형식 선정 기준
  제3절 폐열회수 및 공해방지 설비
  3-1. 폐열회수 설비
  3-2. 연소가스 처리설비
  제4절 소각설비 기계분야 기술시방
  4-1. 반입 및 공급설비
  4-2. 소각로 본체
  4-3. 재처리 장치
  4-4. 냉각 배출장치
  4-5. 연소가스 냉각설비
  4-6. 연소가스 처리설비
  제5절 소각로 주요부품 설계 도면
  제6절 실증 소각시스템의 활용 계획
  제6장 결론
  부록 1 : 해양 중층쓰레기 조사 및 피해평가
  제1장 서언
  제2장 연구배경
  제1절 바다쓰레기의 폐해
  제2절 해양오염의 원인 물질 및 영향
  제3절 바다쓰레기 관련 규제
  3-1. 국제 조약
  3-2. 해양오염 방지법
  제3장 연구방법
  제1절 조사시기 및 지역
  1-1. 중층쓰레기 및 설문조사
  1-2. 바다밑 페어망
  제2절 시료 채취 및 방법
  2-1. 중층쓰레기
  2-2. 바다밑 폐어망
  제3절 시료의 처리 및 성상구분
  3-1. 중층쓰레기
  3-2. 바다밑 폐어망
  제4장 결과
  제1절 중층쓰