초록

폐기물의 종류 및 조건별 제조공정 특성과 그 효율에 대한 실험적 비교평가를 실시하여 최적의 개발 조건을 제시할 것이며, 한편 제설제를 제품화할 수 있는 공정 및 시스템을 구성하고 개발된 제설제의 노면 미끄럼특성 및 부식저항 특성을 정량화 하는 실내실험을 실시한다. 또한 각종 조건의 개선 및 효율성을 고려한 평가법을 개발한다

Abstract ▼

This research presented one of useful recycling methods by using wastewater sludge, food waste. It should provide an innovative idea in the area of recycling environments. The primary objective of this study was to propose three categories; First, devlopment of deicing salt by using environment wast

This research presented one of useful recycling methods by using wastewater sludge, food waste. It should provide an innovative idea in the area of recycling environments. The primary objective of this study was to propose three categories; First, devlopment of deicing salt by using environment wastes. Second, application and performance evaluation of environment friendly organic acid deicing salt on the road. Third, evaluation of the corrosion damage in the structure induced by the salt penetration for practical application.
There are three targets in this research. First of all, we propose the optimum case of development of environment friendly organic acid deicing salt. This work would be done by considering a kind of wastes, producing techniques, and experimental validations and comparisons. Second, performance evaluation of road was performed on the basis of sliding resistance property. In this job, the data of practical field was applied. Finally, quantitative estimation of chloride attack in the bridge structure and the feasibility of a new deicing salt was verified by both theoretical and experimental studies. Also, snow removal emperor's road surface skid characteristic and corrosion resistance characteristic that compose process and system that can tell snow removal subject product Tuesday and is developed a room experiment that do quantification enforce. Also, development of estimation law that consider mends and efficiency of various condition.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...5
• 목차 ...8
• 그림 목차 ...18
• 표 목차 ...32
• CONTENTS ...37
• Figure content ...47
• Table conten ...64
• 제 1 장 서 론 ...70
• 1.1 연구배경 및 필요성 ...71
• 1.2 연구목적 ...73
• 1.3 연구내용 및 범위 ...73
• 제 2 장 국내.외 기술개발 현황 ...75
• 2.1 국내 기술 동향 ...76
• 2.2 국외 기술 동향 ...78
• 2.3 기술 동향 분석 결론 ...80
• 제 3 장 연구 수행 내용 및 결과(제설제 개발분야) ...82
• 3.1 이론적 접근 방법 ...83
• 3.1.1 국내외 슬러지 처리 기술 개발 현황 ...83
• 가. 혐기성 발효 ...83
• 나. 가수 분해 반응 ...84
• 다. 산 생성 효율에 영향을 미치는 인자들 ...87
• 3.1.2 분리막 결합 유기산 발효조의 성능평가를 위한 수학적모델 ...89
• 가. 모델 이론 ...89
• 3.1.3 MAP 에 의한 혐기성 발효액 중의 질소.인 제거 특성 ...93
• 가. 혐기성 소화시 인방출과 재고정 ...95
• 나. 인의 존재 형태별 분석 ...97
• 다. 혐기성 소화시 형성되는 인 침전물...99
• 3.1.4 Struvite의 물리.화학적 특징 ...102
• 3.1.5 Struvite 생성에 영향을 미치는 인자 ...102
• 가. 온도의 영향 ...103
• 나. PH의 영향 ...105
• 3.1.6 Struvite 형성 열역학 ...106
• 가. Solubility Product Constant ...106
• 나. 용액의 IAP 결정 ...107
• 3.1.7 역삼투 공정 ...109
• 가. 역삼투 원리 ...109
• 나. 분리막의 재료 ...112
• 다. 역삼투 분리막의 구조 ...113
• 라. 역삼투막 모듈의 특징 비교 ...115
• 3.1.8 경제성 평가 ...116
• 3.2 실험적 접근 방법 ...118
• 3.2.1 유기산 발효 효율 증대를 위한 최적 전처리 ...118
• 가. 운전 인자에 따른 산발효 효율 실험 ...118
• 나. 유기산 생성에 있어서의 율속 기질 성분 실험 ...120
• 다. 산 생성 효율 증대를 위한 전처리 특성에 관한 실험 ...120
• 라. 전기투석에 의한 아세트산의 농축 특성 실험...126
• 3.2.2 분리막을 이용한 발효 슬러지의 정밀여과 특성실험 ...129
• 가. 실험 장치 및 방법 ...129
• 나. 막 여과 저항 측정 ...131
• 다. 적정 분리막공경의 선정 ...133
• 라. 분리막공경에 따른 막투과유속 ...133
• 3.2.3 분리막 결합 유기산 발효조의 성능평가를 위한 수학적 모델개발 ...134
• 가. 시뮬레이션 조건 ...134
• 3.2.4 슬러지 성상 및 PH 변화에 따른 질소.인 용출 특성실험 ...136
• 3.2.5 MAP에 의한 혐기성 발효액 중의 질소.인 제거 특성실험 ...137
• 가. 대상폐수 및 시약 ...138
• 나. 마그네슘 및 인산염 인의 주입량 결정 ...139
• 다. PH변화에 따른 결정화 효율 ...139
• 라. 반응시간에 따른 결정화 효율 ...140
• 3.2.6 정밀여과(MF)및 역삼투(RO)에 의한 유기산 농축 실험 ...140
• 가. 실험 장치 및 방법 ...140
• 나. 농축액의 수질특성 ...141
• 3.2.7 제설제 경제성 평가 방법 ...141
• 3.3 실험 결과 및 분석 ...143
• 3.3.1 유기산 발효 효율 증대를 위한 최적 전처리 ...143
• 가. 운전 인자에 따른 산발효 효율 실험결과 ...143
• 나. 유기산 생성에 있어서의 율속 기질 성분 결과 ...150
• 다. 산 생성 효율 증대를 위한 전처리 특성 결과 ...153
• 라. 전기투석에 의한 아세트산의 농축 특성 결과 ...160
• 3.3.2 분리막을 이용한 발효 슬러지의 정밀여과 특성 ...169
• 가. 분리막공경에 따른 막투과유속 ...169
• 나. 막간차압과 막연유속이 막투과유속에 미치는 영향 ...171
• 다. 발효액의 부유고형물 농도와 PH에 따른 막투과유속의 변화 ...173
• 라. 막공경에 따른 여과수질 ...174
• 3.3.3 분리막 결합 유기산 발효조의 성능평가를 위한 수학적 모델개발 ...176
• 가. 가수분해 상수 (k)와 유기물 부하율 (OLR)의 영향 ...176
• 나. 분리막 여과율과 난 분해성 물질 비의 영향 ...177
• 다. 수리학적 체류시간 (HRT)의 영향 ...180
• 3.3.4 생성 유기산 염의 이화학적 특성 ...181
• 3.3.5 슬러지 성상및 PH 변화에 따른 질소, 인 용출 특성 ...189
• 3.3.6 MAP에 의한 혐기성 발효액 중의 질소.인 제거 특성 ...190
• 가. 마그네슘 및 인산염 인의 최적 주입량 ...190
• 나. pH의 영향 ...192
• 다. 반응시간의 영향 ...192
• 3.3.7 정밀여과(MF)및 역삼투(RO)를 이용한 산발효액으로보터의 유기산 농축 ...193
• 3.3.8 정밀여과 및 역삼투를 이용한 산발효액으로부터의 유기산 농축 특성...196
• 가. 발효액, 정밀여과 여과액, 역삼투 농축액의 비교 ...196
• 나. 역삼투 농축액의 수질분석 ...199
• 3.3.9. 제설제 비용 산출 ...199
• 3.3.10 실용화 검토 ...201
• 3.4 결 론 ...203
• 3.4.1 제설제 개발 분야 ...203
• 제 3 장 연구 수행 내용 및 결과(B-제설제 도로성능 평가분야) ...209
• 3.1 이론적 접근 방법 ...210
• 3.1.1 제설제 일반 ...210
• 가. 염화물계 제설제 ...211
• 나. 비염화물계 제설제 ...211
• 다. 마찰제 ...213
• 3.1.2 국내외 겨울철 제설 현황 ...214
• 가. 국내 제설현황 ...215
• 나. 국외 제설현황 ...218
• 3.1.3 제설제의 물리.화학적 요구특성 ...224
• 가. 제설제의 융빙 메커니즘 분석 ...224
• 나. 제설제의 융빙성능 관련 영향인자 ...226
• 3.1.4 겨울철 도로노면의 미끄럼저항 ...229
• 가. 미끄럼저항 ...229
• 나. 결빙 및 압설 노면의 미끄럼저항 ...236
• 다. 결빙 및 압설 노면의 마찰계수 ...238
• 3.1.5 제설제가 콘크리트 도로포장에 미치는 영향 ...241
• 가. 동결 융해 작용 메커니즘 ...242
• 나. Scaling ...242
• 다. 열충격 ...243
• 3.2 실험적 접근 방법 ...244
• 3.2.1 제설제의 물리?화학적 특성 평가 ...244
• 가. 사용 재료 ...244
• 나. 열량계법을 이용한 용해열 측정 ...245
• 다. 어는점 및 공융점 실험 ...246
• 3.2.2 제설제의 실내 융빙성능 평가 ...247
• 가. 얼음 용융실험 ...247
• 나. 얼음 침투깊이 측정 실험 ...248
• 다. 포장 종류 별 실내 미끄럼저항 측정 ...249
• 3.2.3 제설제가 콘크리트 포장에 미치는 영향 ...252
• 가. 열충격 실험 ...252
• 나. 표면 박리 실험 ...254
• 다. 제설제에 의한 압축강도 영향평가 ...257
• 3.2.4 제설제의 현장 기초 융빙성능 평가 ...259
• 3.2.5 친환경제설제의 성능향상을 위한 배합성분 변경 ...260
• 3.2.6 EFD의 사용 지침 제시를 위한 실내 실험 ...261
• 3.2.7 친환경 제설제의 현장 융빙성능 검증 ...262
• 가. 1차 현장 실험(결빙 노면) ...265
• 나. 2차 현장 실험(압설 노면) ...266
• 3.3 연구 결과 및 분석 ...269
• 3.3.1 제설제의 성능 평가 실험 ...269
• 가. 용해열 및 어는점 측정결과 ...269
• 나. 용융실험 및 침투실험 결과 ...271
• 3.3.2 미끄럼저항 측정 ...273
• 가. 노면 결빙 후 제설제 사용에 따른 미끄럼 저항 측정결과 ...273
• 나. 제설제 사용 후 잔류 제설제에 의한 미끄럼저항 측정 ...279
• 3.3.3 제설제가 콘크리트에 미치는 영향 ...280
• 가. 열특성 실험결과 ...280
• 나. 표면박리 실험결과 ...284
• 다. 압축강도 실험결과 ...288
• 3.3.4 현장 기초 성능 평가 실험결과 ...290
• 가. 실험 1(다져진 눈높이 0.4cm, 제설제 17g살포)...290
• 나. 실험 2(다져진 눈높이 1.2cm, 제설제 35g살포)...294
• 3.3.5 친환경제설제의 성능향상을 위한 배합성분 변경 ...298
• 3.3.6 친환경제설제의 사용지침 제시를 위한 실내 실험 ...301
• 가. 어는점 및 공융점 실험 ...301
• 나. 얼음 용융 실험 ...307
• 다. 얼음 침투깊이 실험 ...309
• 라. 현장 살포를 위한 EFD의 사용지침 제시 ...310
• 3.3.7 친환경 제설제의 현장 융빙성능 검증 ...310
• 가. 1차 현장 실험(빙결 노면) ...310
• 나. 2차 현장 실험(압설 노면) ...312
• 다. 현장실험 결과 분석 ...314
• 3.4 결 론 ...317
• 3.4.1 도로 성능평가 분야 ...317
• 제 3 장 연구 수행 내용 및 결과(제설제 환경영향 평가분야) ...319
• 3.1 이론적 접근 방법 ...320
• 3.1.1 제설제가 식물에 미치는 영향 ...320
• 가. NaCl ...320
• 나. CaCl2 ...320
• 다. MgCl2 ...321
• 라. CMA ...322
• 3.2 실험적 접근 방법 ...322
• 3.2.1 제설제가 식물의 발아에 미치는 영향 ...322
• 가. 실험실내에서 수행한 식물의 발아에 미치는 영향 ...322
• 나. 야외에서 매토종자의 발아에 미치는 영향 ...324
• 3.2.2 제설제가 식물의 생장에 미치는 영향 ...326
• 가. 생장 실험 식물 선정 ...326
• 나. 제설제 처리액 준비 ...328
• 다. 생장 실험 절차 ...330
• 3.2.3 제설제가 조류(Algae)에 미치는 영향 ...335
• 가. 제설제 처리전 원수 및 제설제의 농도별 처리 ...335
• 나. 조류 조사방법 ...337
• 3.3 실험 결과 및 분석 ...338
• 3.3.1. 제설제가 식물의 발아에 미치는 영향 ...338
• 가. 실험실내에서 제설제가 식물의 발아에 미치는 영향 ...338
• 나. 야외에서 제설제가 매토종자의 발아에 미치는 영향 ...357
• 3.3.2 제설제가 식물 생장에 미치는 영향 ...368
• 가. 야외 자생 소나무의 생장 ...368
• 나. 실내 재배 열무 및 참싸리의 생장 ...370
• 다. 야외 재배 소나무의 생장 ...377
• 라. 야외 재배 참싸리의 생장 ...381
• 마. 야외 재배 열무의 생장 ...386
• 바. 야외 재배 강낭콩의 생장 ...391
• 3.3.3 제설제가 조류(Alga)에 미치는 영향 ...396
• 가. 제설제의 농도와 시간에 따른 외관상의 수질변화모습 ...396
• 나. 종류가 다른 제설제의 농도별 조류(algae)의 군집변화 ...400
• 3.4 결론 ...412
• 3.4.1 제설제가 식물에 미치는 영향 ...412
• 제 3 장 연구 수행 내용 및 결과(구조물 내구성 평가분야) ...415
• 3.1 이론적 접근방법 ...416
• 3.1.1 염화물 확산 ...416
• 가. 염화물의 침투 메커니즘 ...416
• 나. 염화물 확산에 영향을 미치는 인자들 ...416
• 다. 콘크리트의 염화물 구속능력 ...417
• 3.1.2 염화물 확산에 대한 시뮬레이션 ...419
• 3.1.3 철근 부식 ...421
• 가. 철근의 부식에 영향을 미치는 요소 ...421
• 나. 철근 부식 반응 경로에 대한 메커니즘 ...423
• 다. 콘크리트 내부 철근의 부식속도 측정법 ...426
• 3.1.4 철근과 콘크리트의 부착 메커니즘 ...429
• 가. 철근 콘크리트의 부착저항의 주요소와 과정 ...429
• 나. 철근의 콘크리트에 대한 부착응력에 영향을 주는 요인 ...432
• 3.2 실험적 접근방법 ...432
• 3.2.1 기존 제설제에 의한 부식 피해조사 ...432
• 가. 실험 측정항목 ...433
• 나. 실험 절차 및 방법 ...434
• 다. 조사 시기 및 조사위치 ...437
• 3.2.2 염화물 확산과 부착 모델링 분석 ...438
• 가. 염화물 확산 모델링 분석 ...438
• 나. 부착 강도 저하를 고려한 해석 모델링 분석 ...438
• 3.2.3 제설제에 따른 부식저항성 평가 ...440
• 가. 사용재료 및 배합 ...440
• 나. 실험변수 및 측정방법 ...441
• 3.3 실험 결과 및 분석 ...445
• 3.3.1 제설제에 의한 현장 부식 피해 조사 결과 ...445
• 가. 강도 및 탄성계수 ...445
• 나. 염화물 침투 깊이 ...446
• 다. 탄산화 깊이 ...447
• 라. 깊이별 염화물량 ...448
• 마. 염화물 확산계수...449
• 바. 표면 염화물량의 측정값과 예측값의 비교 ...449
• 3.3.2 상용 프로그램을 이용한 확산 및 부착 해석 ...450
• 가. 확산 모델링의 결과 분석 ...450
• 나. 부착 강도 저하를 고려한 해석 모델링 분석 ...453
• 3.3.3 제설제에 따른 부식 저항성 평가 ...459
• 가. 압축강도 ...459
• 나. 침지실험 ...459
• 다. RCPT 실험 ...460
• 라. 슬래브 피복두께 실험(분극 저항) ...461
• 3.3.4 염분 침투로 인한 철근 콘크리트 구조물의 휨강성 평가 ...462
• 가. 2D 도로 구주물의 해석적 연구 ...464
• 3.4 결론 ...465
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ...467
• 4.1 연구개발 목표의 달성도 ...468
• 4.2 타 산업 및 국내외 연계 협력 가능성 ...471
• 4.3 향후 전망 ...471
• 제 5 장 연구 개발 결과의 활용 계획 ...473
• 5.1 기술적 측면 ...474
• 5.2 경제 산업적 측면 ...474
• 제 6 장 연구 개발 과정에서 수집한 해외과학 기술 정보 ...475
• 6.1 국외 제설제 적용 기준 ...476
• 6.2 국외 제설제 개발 현황 ...479
• 제 7 장 참고 문헌 ...481