환경기능사 필기대비 - 폐기물의 감량 및 재활용
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기능사자격증으로/환경기능사 필기 대비

환경기능사 필기대비 - 폐기물의 감량 및 재활용

by molbania3 2022. 3. 1.
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환경기능사 필기대비 요약
폐기물의 감량 및 재활용


재활용 폐기물

폐기물의 압축목적
• 저장에 필요한 용적을 줄이기 위해
• 수송 시 부피를 감소시키기 위해
• 매립지의 수명을 연장시키기 위해


폐기물 압축률(CR)

폐기물압축률 구하기
폐기물압축률 구하기

** 공식을 응용해서 출제가 되기도한다.

 


폐기물 부피감소율(VR, 용적감소율, %)

폐기물 부피감소율 구하기 공식
폐기물 부피감소율 구하기 공식



파쇄 공정(Shredding)의 목적
특정성분의 분리(분리 위해 부순다)
겉보기 비중의 증가(작게 쪼개져서 비중증가, 크기가 증가하는게 아니다)
비표면적증가로 소각이나 매립 시 조기안정화에 유리
폐기물 입자크기의 균일화
유기물의 분리
부피를 감소시켜 수송효율을 증대
쓰레기에 의한 소각로의 손상을 방지

** 부식효과는 아니다.




파쇄공정에서 발생하는 문제점
비산먼지 발생
소음 및 진동 발생
폭발 발생


파쇄기에 작용하는 힘의 종류
절단작용
충격작용
압축작용
각각의 파쇄방식이다.



전단식 파쇄기의 특징
대개 고정칼, 회전칼과의 교합에 의하여 폐기물을 전단한다.
충격파쇄기에 비하여 파쇄속도는 느리나, 이물질의 혼입 시 어려움이 있다.
파쇄물의 크기를 고르게 할 수 있다.
목재류, 플라스틱류 및 종이류 파쇄에 이용된다.

** 종이만 전단하는게 아니다.

 




충격식 파쇄기의 특징은?
대량처리가 가능하다.
연성이 있는 물질에는 부적합한 편이다.
대게 회전식을 사용한다.
주로 유리나 목질류 등을 파쇄하는데 이용된다.

**연성 - 불이 잘 붙는다.




압축식 파쇄기의 특징
압착력을 이용하여 파쇄한다.
Rotary_Mill, Impact_Crusher 등을 사용한다.
마모가 적고, 비용이 적게 소요된다.
주로 나무, 플라스틱류, 건축폐기물 등을 파쇄 하는데 이용된다.
금속, 고무, 연질 플라스틱류에는 적용이 어렵다.


★폐기물 선별 공정의 목적은
재활용 가능한 성분의 분리



폐기물 선별방법중 공기선별방식의 특징
공기 중 각 구성물질 낙하속도, 공기저항의 차이에 따라 폐기물을 분별하는 방법
종이나 플라스틱과 같은 가벼운 물질과 유리, 금속 등의 무거운 물질을 분리하는데 효과적이다.



폐기물 선별방법중 스크린선별 방식
주로 큰 폐기물로부터 후속 처리 장치를 보호하거나 재료회수를 위해 많이 사용된다.
골재분리에는 진동식이,
도시폐기물 선별에는 회전식이 많이 사용된다. (트롬멜 스크린)
Trommel Screen


선별방법중 자석선별(Magnetic Separation) 방식
철, 금속류를 회수하는 가장 적합한 방법
동력이 소요량이 적고,
주입되는 폐기물의 양이 적어야 한다.

**자기장이나 전기장과는 다르다.

 



선별방식중 관성선별((Inertia)
가벼운 것과 무거운 것으로 분리한다.
중력이나 탄도학을 이용한 선별 방법
ballistic Seperator(탄도분리)

 

Jigs 방식
무거운 물질과 가벼운 물질을 변별하는 ★습식 선별법
상대적 비중이 무거운 것을 분리하는데 사용된다.

** Jig(지그) - 기계가공에서 가공위치를 쉽고 정확하게 정하기 위한 보조용 기구

** 습식 선별법 - 시험에 나왔다.

 



와전류(전자기 유도)선별의 특징
자장이나 전기장을 이용하여 선별한다.
금속과 비금속을 구분하여 폐기물 중에 비철금속 등을 선별 회수한다.
(Faraday's law) 패러데이법칙을 기초로 한다.

** 패러데이가 발견한 전자기 유도 법칙이다.

 



광학선별
불투명한 것과 투명한 물질의 분리에 이용되는 방법



선별효율, Worrel의 선별효율

폐기물 선별효율 구하기 공식
폐기물 선별효율



선별효율, Rietema의 선별효율

폐기물 선별효율 공식
폐기물 선별효율


★탈수방법, 진공여과(vacuum filtration)방식
Rotary_drum형,
Belt형,
Coil형



가압탈수기
여과막을 통해서 기계적인 입력을 가해 탈수한다.


원심탈수기
Basket형,
Disk_nozzle형,
Solid_Bowl형
슬러지 고형물의 비중이 물보다 커야 한다.
소모품이 많이 들어 정기적 보수, 점검이 필요하다.

** 회전 원심력은 비중의 차이이다.

 



필터 프레스(Filter Press)
여과천으로 덮여 있는 판사이로 슬러지를 통과, 탈수



벨트 프레스(Belt Press)방식의 특징
슬러지 탈수에 주로 사용되는 방식이다.
처음에는 중력에 의해 탈수되다가
롤러로 구동되는
1~2개의 투수성이 있는 면 사이의 압력으로
전단, 압축, 탈수가 연속적으로 일어난다.



★슬러지 탈수에 직접적인 요인은
여과비에 대한 저항


슬러지 탈수특성 향상을 위한 작업은?
슬러지 개량작업으로 농축, 감량작업 등이 있다.



슬러지 함수율(Moisture content) 구하기

슬러지 함수율 공식
슬러지 함수율 공식

** 함수율이 낮아지면 건 부피가 줄었다는 것이다. 부피를 차지하고 있던 물이 줄었다.
V1 = 탈수전 슬러시양
V2 = 탈수후 슬러지양
W1 = 탈수전 함수율(%)
W2 = 탈수후 함수율(%)




슬러지의 탈수성의 개량을 위한 약제는?
명반
철염
고분자 응집제

 

**명반(Alum) 일반적으로는 MⅠMⅢ(SO4)2ㆍ12 H2O의 화학식으로 표시되는 소금을 총칭한다. 단순히 명반이라 하면 황산, 칼륨, 알루미늄(칼륨 명반)을 가리킨다. 물에 잘 녹고, 약산성으로서 수렴성(收斂性)이 있다. 응집제나 가죽의 무두질, 매염제, 지혈제 등에 쓰인다. 출처 : [네이버 지식백과] 명반 [alum]

**철염(Iron salt)철의 염류를 말하며 제일철염과 제이철염이 있다. 전자는 철을 적당한 산에 용해하면 얻을 수 있다. 수용액은 일반적으로 담록색이며 산화되기 쉽다. 후자는 제일철염의 산화에 의해 생기고, 흑갈색으로 수용액은 다소 가수 분해하여 산성을 나타낸다. 황산제일철, 염화제이철 등이 이에 해당된다. 출처 : [네이버 지식백과]

 




슬러지 농축방법은?
중력식 농축
원심분리 농축
용존공기부상 농축
벨트식 농축



슬러지 농축으로 예상되는 이점은
슬러지 개량에 소요되는 약품량이 줄어 약품비용 절감
후속공정인 소화조의 부피를 감소한다.
탈수시설의 규모가 작아지므로 처리비용이 절감된다.
소화조 내의 미생물과 양분의 접촉을 좋게 하여 효율을 증가시킨다.
슬러지 수송의 경우 수송관과 펌프의 용량을 작게 할 수 있다.(비용을 줄인다.)



강열감량(중량법)을 위한 폐기물분석 절차
도가니 또는 접시를 미리 (600土25)℃ 에서 30분동안 가열하고
데시케이터 안에서 식힌 후 사용하기 직전에 무게를 측정한다.
수분을 제거한 시료 적당량(20g 이상)을 취하여 도가니 또는 접시와 시료의 무게를 정확히 측정한다.
질산암모늄 용액(25%)을 넣어 시료를 적시고
천천히 가열하여 탄화시킨 다음
(600土25)℃ 의 전기로 안에서 3시간 가열하고
실리카겔(또는 염화칼슘)이 담겨있는 데시게이터 안에 넣어 식힌 후 무게를 정확히 측정

** 무게측정은 전자저울을 사용

 



시료 채취를 위한 축소 방법, 교호삽법
분쇄한 대시료를 깨끗한 평면위에 원추형으로 쌓는다.
위의 원추를 장소를 바꾸어 다시 쌓는다.
원추에서 일정량을 취하여 장방형으로 도포하고 계속해서 일정량을 취하여 그 위에 입체로 쌓는다.


시료 채취를 위한 축소 방법, 구획법
모아진 대시료를 네모꼴로 엷게 균일한 두께로 편다.
이것을 가로 4등분 세로 5등분하여 20개로 구분.
20개의 각 부분에서 균등량씩을 취하여 혼합하여 하나의 시료로 한다


원추 4분법
분쇄한 대시료를 단단하고 깨끗한 평면위에 원추형으로 쌓아 올린다.
위의 원추를 장소를 바꾸어 다시 쌓는다.
원추의 꼭지를 수직으로 눌러서 평평하게 만들고 이것을 부채꼴로 4등분한다
마주보는 두 부분을 취하고 반은 버린다.
반으로 준 시료를 위의 조작을 반복하여 적당한 크기까지 줄인다


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