R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201616TBIP-C093846-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 건식세척장치를 이용한 도상자갈 재생기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-04-27 ~ 2017-04-26 | |||||
| 연구책임자 | 오승택 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
8명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
14명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 375,000,000 원 기업 : 250,000,000 원 계 : 625,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 753,000,000 원 기업 : 502,000,000 원 계 : 1,255,000,000 원 |
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| 연구기관명 | (주)오이코스 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-001880-01 | |||||
| ISBN | 해당없음 | |||||
| 주요 내용 |
현재 국내에서 발생되는 오염된 철도도상자갈은 대부분 그대로 방치되고 있으며, 일부 사용이 불가한 잔자갈에 대해서는 지정폐기물로 매립하여 처리하고 있다. 오염된 도상자갈은 자갈 자체의 오염 뿐만 아니라 자연침투나 강수에 의해 주변 토양과 지하수를 오염시키게 되며, 국내 일부 철도부지에 대하여 오염토양에 대한 복원 명령이 내려진 바 있다. 이러한 부지에 과산화수소를 이용한 산화처리기술과 계면활성제를 이용한 습식세척기술이 적용된 바 있지만, 토양정화법 상 도상자갈은 정화범위에 해당되지 않아 오염된 도상자갈의 경우 여전히 폐기물로 매립처리되고 있는 실정이다. 한편 국회에서는 순환이용할 수 있는 폐기물을 소각.매립하는 경우 그로 인한 사회적 비용을 부담금(폐기물처분부담금)으로 부과하는 것을 골자로 하는 자원순환사회 전환 촉진법 제정안을 제정하였고, 이 법은 국회통과 후 본 연구가 완료되는 2017년 1월 시행예정에 있다. 법이 시행되면 현재와 같이 도상자갈을 폐기물로 매립처리하는 것이 불가능해지므로, 도상자갈 재생기술의 정립이 필요한 실정이다. 본 사업에서는 이러한 도상자갈의 재활용을 위하여 한국철도기술연구원이 개발한 오염자갈 건식세척기술을 이전받아 이를 보완?개량하여 기존의 오염자갈 처리기술에 비하여 처리효율이 매우 높고, 처리시간도 짧으며, 2차 오염물질 생성량이 매우 적은 철도 도상자갈 재생장치를 개발하고자 한다. 철도기술연구원의 오염자갈 건식세척기술은 세계 최초 개발기술로써 특허 및 녹색기술인증을 완료하였고, 한국철도공사 및 한국철도시설공단에서도 시연회를 참관하며 본 기술의 성능을 확인한 우수한 기술이다. 하지만 오염자갈의 특성에 대한 고려가 부족하여 일괄적으로 건식세척과정에 투입하게 설계되어 오염성상 및 표면의 수분함량에 따라 건식세척을 통한 세척효과가 달라지고, 배출되는 토사 및 잔류유류성분의 폐기물 처리비용이 추가적으로 발생한다는 단점이 존재한다. 본 사업에서는 오염자갈을 건식세척장치에 투입하기 전에 1차적으로 협잡물을 배제시킨 후 진동선별기를 거쳐 입도가 작은 토사를 분리하여 세척효율을 극대화시키고, 이와 더불어 토양정화공법에 사용되는 열탈착 기술을 응용하여 오염자갈이 투입되기 전에 오염자갈을 건조시켜 건식세척효율을 증대시키고자 한다. 이 기술은 단순히 오염자갈을 건조시키는 전처리에만 그치는 것이 아니라 선별과정에서 분리된 유류성분이 집약되어 있는 토사와 건식세척과정에서 떨어져 나오는 토사 및 건식세척을 마치고 배출된 세척미디어에 열을 가하여 유류성분을 탈착시킴으로써 배출되는 유류성분을 최소화하여 2차 오염을 방지할 수 있다. 개발된 설비를 이용해 세척한 오염자갈에는 어떠한 화학물질도 남지 않기 때문에 바로 철도부지에 적용할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 용도의 건축용 자재로도 활용이 가능하다는 장점이 있다. 이를 통해 신자갈 채취를 위한 신규 석산 개발 등에 의한 환경파괴를 최소화할 수 있으므로 본 기술은 매우 친환경적인 기술이다. 경제성과 관련하여 처리비용도 기존의 지정폐기물로 매립하는 비용보다 저렴하여 훨씬 경제적이다. 개발된 기술을 토대로 한국철도기술연구원과의 협력을 통해 기존 건식세척기술과의 연계 적용성 평가를 통해 도상자갈의 재생효율 및 재생된 도상자갈의 활용가능성을 평가하고, 이를 통해 사업화 가능성 여부 및 도상자갈 재생 시의 사회적 비용저감효과 등을 분석하여 본 기술의 실용성을 극대화하고자 한다. 또한 최종 성과물을 토대로 도상자갈 재생설비에 관한 특허출원 및 건설신기술(또는 환경신기술) 인증을 통하여 사업화 추진 및 본 정화기술의 최대 수요처인 한국철도공사 및 한국철도시설공단과의 긴밀한 협력을 통해 지속적 매출을 도모하고자 한다. 이러한 사업화 결과에 따라 향후 해외기술이전 및 장치임대, 운영 등 다각도의 해외수출방안을 마련하고자 한다. [최종목표] 철도기술연구원이 보유하고 있는 오염자갈 건식세척기술을 이전받아 도상자갈 재생기술의 적용성 및 처리 효율성을 분석하고 사업화를 위한 Field Scale 장치의 설계인자를 도출한다. 주관기관이 보유하고 있는 기술을 기존 건식세척장치와 연계하여 도상자갈 재생기술의 효율성을 극대화하고, 잔류 오염 및 2차 오염물질의 발생 가능성을 최소화한다. 본 사업을 통해 추가되는 설비는 건조 및 배출토사?유류성분 처리 공정으로 오염자갈을 건식세척장치에 투입되기 전에 선별공정을 거쳐 건조시킴으로써 세척의 효율성을 증대시키고, 발생하는 오염토사와 기타 협잡물, 잔류 유류성분을 추가적으로 처리하여 2차 오염을 방지한다. 기존 건식세척장치에 본 사업을 통한 추가 설비를 연계적용하여 시간당 처리속도 5t, 자갈표면오염저감 80%의 철도 도상자갈 재생장치를 개발한다. 신규 공정설비를 표준화하여 설계운전 지침 및 시방서를 작성하고, 운영과정에서의 보완점을 개선하여 신기술 인증 및 사업화, 기술 수출을 위한 원천기술을 확보한다. [연구내용 및 범위] 1차년도에는 신규 기술과의 연계를 통해 기존 기술의 효율성을 극대화할 수 있는 연계 공정을 설계하고자 한다. 이에 기존 오염자갈 건식정화기술의 적용성을 분석하고, 신규기술 설계인자를 도출하며, 연계공정을 설계하여 신규 설비를 제작하고자 한다. 2차년도에는 장치 제작 및 연계공정의 적용성, 경제성, 사업성 분석을 통한 기술의 표준화를 수행하고자 한다. 이에 통합 설비를 제작하고, 연계공정 적용성을 평가하고, 경제성 및 사업성 분석하여 기술 개선 및 표준화를 모색할 예정이다. 1단계(’15.03~’15.12)에는 기존 기술의 도상자갈 세척효율 평가, 연계공정 가능성 평가를 통하여 기존 기술의 적용성을 분석하고, 선별설비 설계인자 도출, 건조 및 배출토사 유류성분 처리설비 설계인자 도출, 분진 및 배가스 처리설비 설계인자 도출을 통한 신규기술 설계인자를 도출하며, 신규 설비와 기존 설비와의 연계공정 설계를 수행하고자 한다. 2단계(’16.01~’16.10)에는 신규 설비 시작품 설계, 기존 오염자갈 건식세척설비와의 연계장치 제작, 시운전 및 장치보완을 통하여 통합 신규 설비를 제작하고, 연계공정의 도상자갈 재생효율 평가, 도상자갈 재활용 기준 마련을 통하여 현장 적용성을 평가하고자 한다. 마지막 3단계(’16.11~’17.02)에는 기존 도상자갈 처리공법과의 경제성 비교, 경제성 및 효율성을 종합한 사업성 분석, 유관기관과의 공조를 통한 사업화 추진을 통하여 경제성 및 사업성을 분석할 예정이며, 설비 운영을 통한 기술개선방안 도출, 개발기술 표준화 및 시방서 작성으로 기술개선 및 표준화를 모색하고자 한다. 추가 개발기술과 기존 건식세척기술과의 연계 적용성 평가를 통해 도상자갈의 재생효율 및 재생된 도상자갈의 활용가능성을 평가하고, 이를 통해 사업화 가능성 여부 및 도상자갈 재생 시의 사회적 비용저감효과 등을 분석하여 연구개발 최종목표의 실용성 여부를 판단한다. 또한 최종 성과물을 토대로 도상자갈 재생설비에 관한 특허출원 및 건설신기술(또는 환경신기술) 인증을 통하여 사업화 추진 및 수요처와의 긴밀한 협력을 통해 지속적 매출을 도모하고자 한다. 개발된 최종성과물의 운영과정에서 발생하는 문제점이나 부족한 기술을 지속적으로 개선?보완하여 완성도 높은 기술을 확립함으로써 기술개발기관인 오이코스와 철도기술연구원, 그리고 수요처 3자간 MOU 체결을 통해 지속적인 사업화와 매출을 창출할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 자원순환사회 전환 촉진법 제정안이 국회통과 후 본 연구가 완료되는 2017년 1월 시행예정에 있어, 법이 시행되면 현재와 같이 도상자갈을 폐기물로 매립처리하는 것이 불가능해지므로 도상자갈 재생기술의 정립이 필요한 실정이므로, 이에 따른 철도공사의 대안 및 환경경영정책의 일환으로 경제성 및 효율성, 친환경성이 우수한 건식세척기술을 이용한 철도 도상자갈 재생장치를 도입할 수 있도록 협력관계를 유지하고자 한다. |
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| 색인어 | 한글 | 건식세척 | 도상자갈 | 유류오염 | 선별장치 | 건조/전처리장치 |
| 영문 | dry-washing | ballast | oil pollution | separation equipment | drying/pre-treatment equipment | |
| 최종보고서 | 16TBIP-C09384_최종보고서.pdf | |||||