보고서 정보
주관연구기관 |
수원대학교 산학협력단 |
연구책임자 |
최우진
|
참여연구자 |
권영식
,
이항윤
,
배재흠
,
백정열
,
이영현
,
윤민재
,
연응진
,
강석환
,
김정하
|
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2013-05 |
과제시작연도 |
2012 |
주관부처 |
환경부 |
사업 관리 기관 |
한국환경산업기술원 |
등록번호 |
TRKO201400011995 |
과제고유번호 |
1485010379 |
DB 구축일자 |
2014-11-14
|
초록
▼
연구개발 결과
본 연구에서는 재활용선별장에 반입되는 재활용대상 폐자원에서 선별 공정전·후에 이물질 등의 효율적 제거와 후단 선별 공정에서 선별효율을 개선하기 위한 전처리장치에 대한 요소 기술 개발 및 전처리장치 5종에 대한 설계 및 시작품의 제작, 시험가동을 수행하였다.
본과 제1차년도에는 유기성이 물질 등의 제거가 가능한 다이나믹 선별기, Filmsplitter 및 정량공급장치 등 3종의 전처리장치를 제작하였으며, 2차년도에는 파봉기, 삼원비중 선별기 등을 제작하였으며 또한, 기존 색상 선별기를 보완, 개선시킨 Colo
연구개발 결과
본 연구에서는 재활용선별장에 반입되는 재활용대상 폐자원에서 선별 공정전·후에 이물질 등의 효율적 제거와 후단 선별 공정에서 선별효율을 개선하기 위한 전처리장치에 대한 요소 기술 개발 및 전처리장치 5종에 대한 설계 및 시작품의 제작, 시험가동을 수행하였다.
본과 제1차년도에는 유기성이 물질 등의 제거가 가능한 다이나믹 선별기, Filmsplitter 및 정량공급장치 등 3종의 전처리장치를 제작하였으며, 2차년도에는 파봉기, 삼원비중 선별기 등을 제작하였으며 또한, 기존 색상 선별기를 보완, 개선시킨 Color Sorting 선별기 등 3종의 시작품 제작을 완료하였음. 또한, 제작된 전처리장비의 성능평가를 위하여 재활용대상 폐자원 시료를 이용하여 현장적용성 실험을 수행하였음. 다이나믹 선별기의 경우 폐자원에 함유된 유기물 등 재활용이 어려운 폐기물을 우선 분리 선별하여 제거함으로서 후단 선별 공정의 선별효율 향상에 기여함을 확인하였음. 다이나믹 선별기의 경우 30 mm 스크린을 적용하여 실험한 경우 유기물 등이 물질의 대부분이 효율적으로 제거되었으며, 제거된 회수물 중 병 뚜껑, 야쿠르트 병 등과 같은 재활용 가능 물질이 약 0.5 ~ 0.6% 포함되어, 재활용 가능 품목의 회수율 증가에 크게 기여하였음. 또한, 본 연구에서는 기존재활용선별장의 재활용대상 폐자원에 대한 물리적 성상조사와 기존 선별장의 성능 조사 등을 추가로 수행하였음.
본 연구과제에서 수행된 실험 결과를 요약하면 다음과 같음.
- 재활용선별시설에 반입되는 폐기물은 비닐봉투나 마대자루에 담겨져 반입되는데 선별시설을 자동화할 경우 담겨져 있는 폐기물에 대한 파봉장치의 도입이 필요할 것으로 판단된다.
- 플라스틱류 시료의 구성비를 보면 200 mm와 150mm 초과에서 플라스틱 중 혼합 플라스틱에 대한 비율이 높았으며, 혼합 플라스틱은 플라스틱 의자동선별 장치인 광학 선별장치의 적용에 어려움을 줄 수 있기 때문에 상대적으로 크기가 큰 폐기물은 미리 제거하여 선별장치에 투입하는 방법이 고려되어야 할 것으로 판단된다.
- 플라스틱류 시료에 대한 성상분석 결과 재활용 폐기물이 약 98.38%, 비재활용 폐기물은 0.62%로 재활용 폐기물 비율이 월등히 높았으며, 특히 재활용 폐기물 중 플라스틱류의 비율이 가장 높았으며, 또한 이중 PET 재질이 가장 많이 분포되어 있다. PET 용기류 중 음식물이나 물이 들어 있어선 별장치에 영향을 줄 수 있는 특이 사항도 7.32%에 달하였다.
- 유리병류를 색깔별로 분류하였을 때 투명과 청록색 비율이 높고, 크기별 구분 결과 투명과 갈색병의 경우는 소(小) 크기의 병이 많이 분포되어 있다. 유리병류는 비중이 무겁고 파손으로 인하여 취급과 저장이 용이하지 않기 때문에 플라스틱류와 혼합하여 분류하는 것보다 우선적으로 별도 분류하고, 파손으로 인하여 인력에 의한 수선별시 부상의 위험이 있으며, 또한 선별효율 등도 크게 저하될 수 있기 때문에 자동선별시스템의 도입이 필요한 것으로 판단된다.
- 재활용선별시설의 단위 공정 구성시 반입되는 폐기물의 특성은 선별장치를 설치할 때 가장 중요하다. 특히, 폐기물의 크기별성상분석을 통해 폐자원전 처리장치 구성에 대한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
Abstract
▼
Ⅱ. The Objective & Necessity of the Research
In general, recyclable items are separately discharged from households and then, hand-sorted into different types of valuables at materials recovery facilities(MRFs). However, most of residues after hand-sorting are finally end up with landfill and/or
Ⅱ. The Objective & Necessity of the Research
In general, recyclable items are separately discharged from households and then, hand-sorted into different types of valuables at materials recovery facilities(MRFs). However, most of residues after hand-sorting are finally end up with landfill and/or incineration due to lack of separation technologies and economical reasons.
In order to improve the separation efficiencies of the recyclables discharged from the households, large-scaled automatic sorting system should be developed to improve the final quality of the products after separation and to promote the recycling of the wastes. Furthermore, the efficient utilization of wastes for value addition improves the economics of the overall recycling process and reduces the environmental pollution.
In the present work, several different types of pretreatment machines have been developed for automatic sorting system. The pretreatment machines we developed include dynamic separator, film splitter, bag breaker, etc. and the overall performance of the machines are also tested at actual MRFs sites. In addition, the reduction of CO2 emission and economic benefits by recycling are also evaluated based on the adoptation of the automatic sorting system.
Ⅲ. Contents and Scope
- The main contents and the scope of the present work are as follows :
· Development of core technologies for pretreatment facilities.
· Design and manufacturing of pretreatment machines.(Dynamic separator, etc.)
· Testing of pretreatment machines at the actual operation sites.
· Upgrading of color sorting system for color separation of bottles.
· Development of full-scale automatic sorting system for material recovery facilities.
Ⅳ. Outcomes
- In the present study, physical properties on recyclable items obtained from an MRFs are investigated to improve the recovery of valuables. The results of physical compositions based on the sizing tests are presented.
- The core technologies for pretreatment facilities are developed to remove impurities and non-recyclable items obtained from the households.
- The pretreatment equipments we developed include dynamic separator, film splitter, feeder for bag rupturing device, two-stage gravity separator and bag rupturing device with independent reduction gear for blade drums.
- The equipments we developed have been tested at actual MRFs sites to remove non-recyclables and impurities from the wastes for recycling and to improve the recovery of the valuables.
- In addition, some of the equipments we developed have been successfully operated at the several actual MRFs sites.
- In the present work, an automatic sorting system have been developed to enhance the recycling of the wastes. The main concept of the system we developed is as shown in Fig. 1.
- Based on this automatic sorting system, the recovery ratio of valuables could be obtained over 90% compared to the conventional hand sorting method(only upto 50%).
- In the present study, environmental and economic benefit based on the recycling are also evaluated to compared the conventional hand sorting method.
- Recycling helps reduce the greenhouse gas emissions that effect global climate. Recycling resulted in an annual savings of at least 25,900 tons of CO2 eq.
- As a result of this work, fundamental information is now available for full-scale testing of the automatic sorting system. The system has proven to be one of the viable pretreatment and subsequent separation processes in recycling of the recyclable items and MSW.
- The system could be used in various applications, such as MBT(mechanical-biological treatment), ASR treatment, e-wastes, waste cables, waste plastics, etc.
Ⅴ. Business Application Based the Outcomes
- As a result of this work, three patents have been nationally applied for approvals.
- The pretreatment facilities have been tested at the actual MRFs sites for future commercial applications. The total revenue for sales of the pretreatment facilities and separation equipments in the results of the current study is achived in over 300 million wons.
- Makets has been developed and still are developing(Domestic market 0.6 billion won/year, World market 500 billion won/year). To promote the business application in worldwide, the development of recycling technologies to maximize the recovery of resources and minimize carbon footprint should be strengthened in the near future.
목차 Contents
- 제 출 문 ... 1
- 요 약 서 ... 2
- 요 약 문 ... 5
- SUMMARY ... 10
- 표 차 례 ... 15
- 그 림 차 례 ... 17
- 제 1 장 서 론 ... 20
- 제1절 연구개발 과제의 개요 ... 20
- 1. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 20
- 2. 연구개발 대상 기술의 차별성 ... 22
- 제2절 연구개발의 국내외 현황 ... 23
- 제3절 연구개발의 내용 및 범위 ... 26
- 1. 연구개발의 최종목표 ... 26
- 2. 연도별 연구개발 목표 및 평가방법 ... 26
- 3. 연도별 추진체계 ... 27
- 제 2 장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 29
- 제1절 연구개발 결과 및 토의 ... 29
- 제2절 연구개발 결과 요약 ... 122
- 제 3 장 목표 달성도 및 관련분야 기여도 ... 126
- 제1절 연도별 연구개발 목표의 달성도 ... 126
- 제2절 관련분야의 기술발전 기여도 ... 127
- 제 4 장 연구개발 결과의 활용계획 ... 129
- 제1절 연구개발 결과의 활용계획 ... 129
- 제2절 연구개발 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 130
- 제3절 연구개발 결과의 보안등급 ... 144
- 제4절 NTIS에 등록한 연구시설·장비현황 ... 145
- 제 5 장 참고문헌 ... 147
- 부 록 ... 149
- 끝페이지 ... 245
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