※ 폐기물처리 세미나

콘크리트와 유기성폐기물을 원료로 한 대체농토의 생산과 그 이용

과 목 명	:	고형폐기물처리공학

학    과	:	환경공학과(야)

학    번	:	99006222, 99006198

이    름	:	이 원진, 강 민정

담당교수	:	장 정국님

- 목 차 -

1. 폐콘크리트 재활용의 필요성

2. 폐콘크리트 발생 원인

3. 발생량 예측

4. 폐콘크리트의 재활용

1) 재생골재를 사용한 콘크리트

2) 콘크리트와 유기성 폐기물을

원료로 한 대체농토의 생산과

그 이용

I   서 론

Ⅱ  실험방법

Ⅲ  결론

1.콘크리트 재활용의 필요성

† 폐콘크리트의 현실→ 현행 골재

(질적 우수, 경제적인 대체재료 없다.)

→·자연훼손에도 불구하고 현행 골재

채취방식 고수

·1990년대 이후 폐콘크리트는 매립지의        용량한계로 또 다른 환경문제로 인식

† 국내의 경우

→·도로공사의 성토재료나 매립지의 복토재       로만 활용(구조용 재료 사용 사례 없음)

·고부가가치를 지닌 재료로 개발

2. 폐콘크리트 발생 원인

† 노후 건축 구조물

† 노후 토목 구조물

† 보도 블록

† 전신주

† 불량도로

† 불량제품

3. 발생량 예측

→발생량예측의 어려움

; 봄·가을에 집중. 종류 다종 다양.

발생장소가 일치하지 않음.

→인식도 낮음. 적제 & 불법투기 빈번

→다른 폐기물에 비해 적정처리 및

이용비율이 낮음.

4. 발생량 예측방법

○ 서성원(1995)의 논문 건설부산물의

발생량 예측방법:

ⅰ) 부산물의 건설공사별 발생량

ⅱ) 건설부산물의 종류별 발생량 원단위를

기초로 하여 산정

※원단위란 건축단위 면적당 폐기물 발생        량으로 정의

1)해체공사시 발생량 예측방법

2)건축공사시 건설부산물 발생량 예측방법

4. 폐콘크리트의 재활용

1)재생골재를 사용한 콘크리트

† 폐콘크리트에서 분리 수거한 조골재, 세골재,

콘크리트 가루를 다시 콘크리트 구조물에

사용하는 방안이 연구

† 재생골재 특징:

시멘트 수화물가루 다량포함, 흡수율 높음

○ 단점

·필요수 양이 많음

·굳을 때 건조수축이 큼

·굳은 후의 강도 및 탄성율이 낮음

·동결융해가 반복되면 강도 낮아지기 쉬움

∴ 재생골재를 보통골재에 소량만을 혼합, 개선

→ 일반 구조용 콘크리트에 이용

2) 콘크리트와 유기성 폐기물을 원료로 한

대체농토의 생산과 그 이용

서론

† 매립지 재자연화와 조경

→ 폐기물을 원료, 생산 폐 콘크리트+여러가지 유기성      폐기물을 혼합

† 재활용과 농토의 부족 두 가지 문제를 동시에 해결

→ 폐콘크리트에 유기성폐기물을　혼합하여 농토로의

사용방안 연구가 필요

† 재자원화에 사용되는 농토 조건

→ 충분한 영양분과 수분을 공급

○ 유기성 폐기물이 첨가, 서로 반응하여

무기１유기 복합체를 형성하면서 새로운

특성을 나타냄

※폐기물학회의 규정

○ 검사항목은 고형물과 침출수로 구분,

6개의 등급 (Z0, Z1, Z2, Z3, Z4, Z5 )나눔

¸Z0 : 자연의 토양과 같은 용도

¸Z1 : 공원이나 정원 등의 조경용

¸Z2 : 지하수보호층이 설치된 시설,

즉, 폐기물 매립지의 최종 복토용으로      사용

¸이하의 등급에 해당 매립을 해야 함

[Table 1] A kind and limited of hazardous material

determined in waste society of Germany.

Items	Solid experiment					Leachated experiment
	단위	Z 0	Z 1.1	Z 1.2	Z 2	단위	Z 0	Z 1.1	Z 1.2	Z 2
pH		5.5	5.5-8	5-9			6.5-9	6.5-9	6-12	5.5-12
EC						mS/cm	0.5	0.5	1	1.5
As	mg/kg	20	30	50	150	mg/l	0.01	0.01	0.01	0.06
Cd	mg/kg	0.6	1	3	10	mg/l	0.002	0.002	0.005	0.01
Cr	mg/kg	50	100	200	600	mg/l	0.015	0.03	0.075	0.15
Cu	mg/kg	40	100	200	600	mg/l	0.05	0.05	0.15	0.3
Hg	mg/kg	0.3	1	3	10	mg/l	0.0002	0.0002	0.001	0.002
Ni	mg/kg	40	100	200	600	mg/l	0.04	0.05	0.1	0.2
Pb	mg/kg	100	200	300	1,000	mg/l	0.02	0.04	0.1	0.2
TI	mg/kg	0.5	1	3	10	mg/l	0.001	0.001	0.003	0.005
Zn	mg/kg	120	300	500	1,000	mg/l	0.1	0.1	0.3	0.6
CN	mg/kg	1	10	30	100	mg/l	0.01	0.01	0.05	0.1
EOX	mg/kg	1	3	10	15
IR-KW	mg/kg	100	300	500	1,000
LH-KW	mg/kg		1	3	5
BTEX	mg/kg		1	3	5
PAＬ	mg/kg	1	5	15	20
PCB	mg/kg	0.02	0.1	0.5	1
Phenol						mg/l	0.01	0.01	0.05	0.1
Chloride						mg/l	10	10	20	30
Sulfide						mg/l	50	50	100	150

EOX : extractable organic halogens (추출가능 유기활로겐물질)  IR-KW : Infrared Hydrocarbon (총탄화수소)

LH-KW : lightly volatile halogenated hydrocargons              BTEX  ( Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylol)

2.  실험

2.1  사용된 폐기물

→ 도시하수슬러지, 제지공장슬러지, 톱밥과

대패밥 사용

→ 폐콘크리트 구성 물질은  모래０자갈, 석회

2.2　혼합물의　조제

폐콘크리트과 유기성 폐기물의 종류와 양 달리 → 10 종류의 혼합물을 만듦→ 각각　９개 화분

，4,5 리터－에 채움

→ 지붕과 벽이 쇠격자로 된 실험장에서　식물

(겨자와 Rotschwingel)을 재배(강수,수도물 첨가)

□> 풀의 한 종류

[Table 2] The mixture and component used in experiment

	Concrete Waste	Sewage Sludge	Paper Sludge	Wood Waste
Soil 1	70	30
Soil 2	70		30
Soil 3	70			30
Soil 4	70	20		10
Soil 5	70	20	10
Soil 6	85	15
Soil 7	85		15
Soil 8	85			15
Soil 9	85	10		5
Soil 10	85	10	5

2.3  실험방법

각 폐기물의 함유물질의 농도를 고형물과

침출수로 구분하여 개별적으로 조사하였다.

† 고형물의 함유물질의 분석: 혼합초기와

약＝개월 후에 각각 1 kg 씩의 토양체

시료가 채취

† 침출수 실험: 혼합하고 약 2개월 후와

11개월 후에 각각 1liter 의 침출수가 채취

∀유해물질의　함유량

† 식물실험: 겨자가 2개월간 재배되었고,

겨자를 수확한 후에는 Rotschwingel 을

약 4개월간 재배

∀수확량으로부터 생물량과 건물량이 측정

3.  실험 결과  및 고찰

3.1　폐기물

3.1.1  pH 값과 전기전도도

[그림1]폐기물의고형물과침출수의pH값

[그림 2]  폐기물의 전기전도도

3.1.2  영양물질

[Table 3]  고형물에 함유된 영양물질(mg/kg)

	Concrete Waste	Sewage Sludge	Paper Sludge	Wood Waste
P	424.5	4,972	3,354	309.4
K	1,921	180	117	346
Mg	4,150	796	446	182
Ca	56,400	81,400	1,230	949

[Table 4]  폐기물침술수에 함유된 영양물질mg/l)

	Concrete Waste	Sewage Sludge	Paper Sludge	Wood Waste
NO3-N	78,9	0.09	0.08	0.02
NH4-N	4,92	234.2	26.2	0.1
P2O5	1.67	35.5	3.07	7.47
K20	211	108	7.49	60.4

3.1.3  유해물질

[Table 5] Toxic Substance in soil waste (mg/kg)

Item	Concrete Waste	Sewage Sludge	Paper Sludge	Wood Waste
As	4	1.7	0.74	0.11
Cd	0.113	0.932	0.333	0.085
Cr	13.9	11.6	47	0.85
Cu	10.4	257	5.2
Hg	0.05	1.08	0.11	0.1
Ni	8.26	19.1	6.29	0.85
Pb	18.2	33.3	6.23	1.4
Tl	0.5	0.5	0.5	0.5
Zn	62.3	609	31	13.6
CN	0.10	0.10	0.54	0.10
EOX	1.0	1.3	10.9	1.0
BTEX	0.06	0.06	0.06	0.13
LHKW	0.02	0.02	0.02	0.04
PAＬ	4.3	0.5	0.5	0.5
PCB	0.01	0.02	0.01	0.01
HC	120	11,000	430	52

[Table 6] Toxic Substance in Leachate waste

Item	Concrete Waste	Sewage Sludge	Paper Sludge	Wood Waste
Chloride compound	482	7	12	60
Sulfide compound	814	366	158	129
As	0.0054	0.0027	0.0025	0.0025
Cd	0.0020	0.0020	0.0020	0.0020
Cr	0.143	0.025	0.025	0.025
Cu	0.276	0.089	0.041	0.009
Hg	0.001	0.001	0.001	0.001
Ni	0.324	0.427	0.337	0.065
Pb	0.040	0.040	0.040	0.042
Tl	0.003	0.003	0.003	0.003
Zn	0.054	0.109	0.175	0.551
cyan compound	0.67	0.12	0.01	0.010
Phenol	0.03	22	0.18	0.15

3.2.  혼합물

[그림 3] 토양고형물의 pH값

[그림 4]  토양침출수의 pH 값

[그림 5]  토양침출수의 전기전도도

3.2.2 영양물질

[표 7]  토양고형물내의 영양물질 (단위 mg/kg)

	P	K	Mg	Ca
토양1	2,650	1,050	3,690	73,300
토양2	537.4	1,040	3,460	41,100
토양3	362.4	1,010	3,370	43,000
토양4	1,536	1,280	3,980	78,400
토양5	1,736	1,290	3,780	48,400
토양6	1,380	1,250	4,410	63,900
토양7	423.3	1,170	3,650	48,800
토양8	364.2	1,106	3,130	47,200
토양9	1,182	1,230	4,080	65,300
토양10	1,100	1,700	3,880	53,600

[표 8] 토양침출수내의 영양물질 (단위 mg/kg)

	NO3-H	NH4-H	P2O5	K2O
토양 1	44.5	0.27	2.59	59.2
토양 2	0.01	0.02	3.3	69.3
토양 3	0.12	0.26	2.98	119
토양 4	8.72	101.3	9.94	147
토양 5	1.08	29.2	9.12	109
토양 6	221.7	19.9	5.13	149
토양 7	0.26	0.03	3.39	105
토양 8	46.9	0.57	0.53	164
토양 9	147.7	37.3	4.14	207
토양 10	221	10.8	4.7	110

3.2.3 중금속

토양고형물의 실험결과 - 토양 1, 2, 3, 7 과 10은 폐기물학회

규정의 Z1 에 해당,

- 토양 4, 5, 6, 8과 9는 Z2에 해당

[Table 9] Toxic compound contain in Solid soil (mg/kg)

Item	soil 1	soil 2	soil 3	soil 4	soil 5	soil 6	soil 7	soil 8	soil 9	soil 10
As	5.7	3.1	1.7	3	2.4	3.3	2.9	52.6	3.1	3.1
Cd	0.271	0.135	0.101	0.238	0.203	0.135	0.102	0.101	0.135	0.135
Cr	17.2	17.5	14.2	15.8	16.4	15.6	16	159	14.8	13.3
Cu	61.4	10.6	8.27	37.7	39.3	29.2	9.4	9.48	20.8	20.9
Ni	12.3	11.4	8.87	11	11	10.2	10.2	10.2	10.4	8.56
Hg	0.23	0.05	0.07	0.17	0.16	0.14	0.04	0.05	0.09	0.08
Pb	24.4	16.3	13.9	19.1	21.1	17.9	17.1	14.6	17.5	15
Zn	169	57.5	57	126	118	116	54.4	2.3	95	75.2
CN	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10
HC	260	120	81	240	210	210	79	38	130	100
PAH	2.5	2.3	2.3	3	2.4	2.6	2.1	4.7	3.8	3.4
EOX	1.0	1.0	1.43	4.23	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
BTEX	0.06	0.06	0.06	0.06	0.06	0.06	0.06	0.06	0.06	0.06
LHKW	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02
PCB	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.03	0.02	0.02	0.05	0.03

[Table 10] Toxic compound contain in Leachate soil (mg/l)

Item	soil 1	soil 2	soil 3	soil 4	soil 5	soil 6	soil 7	soil 8	soil 9	soil 10
As	0.0083	0.004	0.0042	0.0078	0.0075	0.0077	0.0025	0.0028	0.0134	0.0078
Cd	0.002	0.002	0.002	0.002	0.002	0.002	0.002	0.002	0.002	0.002
Cr	0.025	0.025	0.025	0.025	0.025	0.025	0.025	0.025	0.025	0.025
Cu	0.046	0.0075	0.0075	0.017	0.046	0.017	0.008	0.0075	0.016	0.013
Ni	0.057	0.044	0.025	0.033	0.066	0.029	0.025	0.025	0.028	0.032
Hg	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001
Tl	0.057	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001
Zn	0.025	0.025	0.025	0.025	0.03	0.025	0.025	0.025	0.025	0.025
CN	0.010	0.010	0.010	0.010	0.010	0.010	0.010	0.010	0.010	0.010
Phenol	0.010	0.010	0.010	0.010	0.02	0.010	0.010	0.02	0.02	0.02
Chloride	7	22	18	7	7	7	7	10	7	7
Sulfide	1,046	995	340	302	688	838	482	198	642	786

3.3 식물 실험

○ 식물 실험에서는 생물량과 건조량이 측정

† 두 가지 식물 모두에 있어서 하수 슬러지가

혼합되지 않은 토양 2, 3 과 7, 8 에서는

거의 자라지 않았다.

[Table 11] Harvest weight of Mustard and Rotschwingel

	Biomass			Dry weight
	Weight	Mustard	Rotschwingel	Weight	Mustard	Rotschwingel
up	70g 이상	6, 9	1, 5	10 g 이상	1, 6, 9	1, 5, 10
middle	40-70 g	1, 4, 5, 10	6, 10	5 g -10 g	4, 5, 10	4, 6, 9
under	40 g 미만	2, 3, 7, 8	2, 3, 4, 7, 8, 9	5 g 미만	2, 3, 7, 8	2, 3, 7, 8

*겨자와 Rotschwingel 아래칸의 숫자는 토양번호임

4.  결론

†고형물의 실험결과,

→ 폐기물을 원료로 하여 생산된 토양은

매립지의 재자연화를 위한 최종복토용 사용

† 침출수의 실험결과,

시간이 지남에 따라서 전기전도도의

값이 급격히 감소

→ 전기전도도의 값이 폐기물학회의

기준치 이하로 저하될 경우, 매립지의      최종복토층은 물론 공원과 정원등의       조경용으로 사용