폐합성고분자 발생 및 처리현황

목차

I. 합성고분자 개요 1

Ⅱ. 고분자 일반현황 2
1. 고분자의 종류 2

Ⅲ. 폐기물 발생현황 3
1. 폐합성고분자 발생현황 4
2. 폐합성고분자 처리현황 6
3. 폐합성고분자 재활용업체 현황 분석 10
3.1 폐합성고분자 재활용업체 현황 및 재활용폐기물량 10
3.2 폐합성고분자 재활용 공정 11
3.2.1 수거·운반·재활용 경로 조사 11
3.2.2 재활용중간생성물별 재활용과정(방법, 프로세스) 12
3.2.3 재활용업체의 시설운영 현황 및 재활용제품 조사 13

Ⅳ. 폐합성고분자의 재활용기술 14
1. 물리적, 화학적, 생물학적 재활용기술 14
1.1 물리적 재활용 기술 14
1.2 화학적 재활용 15
1.3 생물학적 재활용 16

<그림 3 - 1> 폐기물 발생량 변화 추이 4
<그림 3 - 2> 폐합성고분자 발생현황 5
<그림 3 - 3> 폐합성고분자 배출 및 처리 흐름도 5
<그림 3 - 4> 지정폐기물 중 폐합성고분자 발생현황 6
<그림 3 - 5> 폐합성고분자 처리방법 변화 추이(생활폐기물) 7
<그림 3 - 6> 폐합성고분자 처리방법 변화 추이(사업장배출시설계폐기물) 8
<그림 3 - 7> 폐합성고분자 처리방법 변화 추이(건설폐기물) 8
<그림 3 - 8> 전체 지정폐기물 종류별 처리방법 비율 9
<그림 3 - 9> 폐합성고분자 재활용업체 현황 및 재활용폐기물량에 따른 판매량 10
<그림 3 - 10> 폐합성고분자 재활용 폐기물량 및 가동업체수 11
<그림 3 - 11> 폐합성수지 수거ㆍ운반ㆍ재활용 체계 12
<그림 3 - 12> PET 재활용공정 및 재활용제품 12
<그림 3 - 13> PE, PP, PS 재활용공정 및 재활용제품 13
<그림 3 - 14> EPS 재활용공정 및 재활용제품 13
<그림 3 - 15> 폐합성고분자 재활용업체 시설운영 현황 조사 계획 13
<그림 3 - 16> 폐합성고분자 지역별 재활용업체 분포 현황 14
<그림 3 - 17> 지역별 폐합성고분자 재활용량 분포 현황 14
<그림 4 - 1> 폐합성고분자를 이용한 가스화 기술 16
<그림 4 - 2> 폐합성고분자를 이용한 유화 기술 16

<표 2 - 1> 화학적구조에 의한 구분 2
<표 2 - 2> 열적성질에 의한 구분 2
<표 2 - 3> 원료에 의한 구분 3
<표 3 - 1> 폐합성고분자 발생현황 4
<표 3 - 2> 지정폐기물 중 폐합성고분자 발생현황 5
<표 3 - 3> 폐합성고분자 처리방법 변화 추이(생활폐기물) 6
<표 3 - 4> 폐합성고분자 처리방법 변화 추이(사업장배출시설계폐기물) 7
<표 3 - 5> 폐합성고분자 처리방법 변화 추이(건설폐기물) 8
<표 3 - 6> 전체 지정폐기물 종류별 처리방법 현황 9
<표 3 - 7> 폐합성고분자 재활용업체 현황 및 재활용폐기물량 10
<표 3 - 8> 폐합성고분자 재질별 재활용폐기물량 및 판매량(2007년) 11
<표 3 - 9> 재생원료 용어해석 12

본문내용

활용공정 및 재활용제품
3.2.3 재활용업체의 시설운영 현황 및 재활용제품 조사
<그림 3 - 15> 폐합성고분자 재활용업체 시설운영 현황 조사 계획
가. 지역별 재활용업체 현황
'07년도 재활용업체(허가 및 신고업체)는 16개 지역 중 경기도가 472개, 경상북도 329개, 경상남도 215개, 충청북도 144개, 충청남도 120개소로 전국의 73 %로 대부분이 5개 지역에서 분포했다.
자료 : 전국 폐기물중간처리업(재활용전문) 허가 및 재활용신고 업체 현황, 한국환경자원공사, 2007
<그림 3 - 16> 폐합성고분자 지역별 재활용업체 분포 현황
나. 지역별 폐합성수지 재활용량
'07년도 폐합성고분자 재활용량은 4,021,785 톤/년이고, 이중 경기도가 24.6 %인 991,302 톤/년으로 가장 높게 나타났다.
자료 : 전국 폐기물중간처리업(재활용전문) 허가 및 재활용신고 업체 현황, 한국환경자원공사, 2007
<그림 3 - 17> 지역별 폐합성고분자 재활용량 분포 현황
Ⅳ. 폐합성고분자의 재활용기술
1. 물리적, 화학적, 생물학적 재활용기술
1.1 물리적 재활용 기술
물리적 재활용은 생활용품, 컨테이너, 벤치, 토목, 건축자재, 섬유, 시트 등에 제품으로 사용되어진 후 버려지는 폐합성고분자를 원료로 하여 새로운 제품을 만드는 기술이다.
Material Recycling(물질 재활용)이 되는 것은 지금까지 주로 산업계 폐합성고분자이었다. 폐합성고분자의 제조, 가공이나 상품의 유통단계에서 배출되는 산업계 폐합성고분자는 수지의 종류가 확실하고 더러움이나 이물질이 적으며 양적으로 통합 되었다는 이유 때문에 원료로 하기 쉬웠던 것이다. 최근에는 생산자책임재활용제도가 시행되고, 가정이나 업계, 사무소에서 버리는 복합재질 폐합성고분자도 대상이 되고 있다.
폐합성고분자 중 PET, PE, PP 등이 재활용에 주로 이용되고 있는데, 선별→분쇄→세척→gpd굼→분리 등의 재활용공정을 거쳐 Flake나 페렛 상태(Flake를 조립기에 의해 열로 녹여 입상(粒狀)으로 한 것)의 재생원료가 된다. 이 후, 재생원료는 재생공장으로 배송되어 다시 녹여져서 섬유나 시트가 되어 제품으로 가공된다.
가. 수지의 성형방법
(1) 압출성형(Extrusion 성형)
수지를 용융시켜 스크류에서 압출하여 연속적인 단면을 갖는 성형품을 만든다. 제품은 파이프, 시트, 피복전선 등이 있다.
(2) 사출성형(Injection 성형)
가열 용융시킨 수지를 금형 내에 사출한 후, 고화시켜 성형품을 만든다. 제품은 세면기, 양동이, 플라스틱 모형, 대형인 것은 범퍼나 팔레트 등으로 다양하다.
(3) Blow 성형
압출이나 사출성형을 할 수 있는 파리손을 금형에 끼우고 공기를 넣어 부풀려서 샴푸용 같은 다양한 병을 만든다. PET병은 연신Blow법을 이용하고, 고연신을 함으로써 깨지기 어렵게 만들고 있다.
(4) 진공성형
시트를 가열 후 연화시키고, 금형으로 끼운 후 진공으로 하여 금형에 밀착시켜 컵이나 Tray로 한다.
(5) Inflation법
압출성형의 일종으로 용융시킨 수지를 원통 상태로 부풀리면서 필름을 성형한다. Resister봉지 등의 성형에 이용된다.
1.2 화학적 재활용
화학적 재활용 기술(Chemical Recycle)로서 고분자를 해중합(Depolymerization)에 의하여 원료로 환원시켜서, 다시 중합하여 원래의 재료로 만드는 방법, 또는 열이나 촉매에 의하여 저분자로 분해해서 중합의 원료로 하거나 연료로서 이용하는 방법의 유화처리기술, 즉 열분해(Pyrolysis), 수소화(Hydrogenation), 가스화(Gasification) 등이 포함된다.
가. 가스화 기술
폐합성고분자를 가스로 하여 화학공업 원료로 한다. 폐합성고분자의 주성분은 탄소와 수소이다. 따라서 보통 태우면 이산화탄소(탄산가스)와 물이 된다. 폐합성고분자 가스화 프로세스에서는 가스화에 필요한 산소와 증기를 공급하여 가열한다. 그러나 산소량이 제한되어 있기 때문에 대부분의 폐합성고분자는 탄화수소, 일산화탄소, 그리고 수소가 된다.
구체적으로는 1단계의 저온 가스화로 내부에서는 600～800℃로 가열한 모래가 순환하고 있고, 투입된 폐합성고분자는 이 모래에 닿아 분해 되어 탄화수소, 일산화탄소, 수소, 탄화고형물 등이 만들어진다. 또 염소를 포함한 폐합성고분자로부터 염화수소가 발생한다. 금속이나 유리를 포함한 폐합성고분자 제품의 경우는 금속이나 유리가 그대로 불연물로 회수된다.
2단계의 고온 가스화로 온도는 1,300～1,500℃이고, 저온가스화로에서 나온 가스는 증기와 반응하여 일산화탄소와 수소주체의 가스가 된다. 로(爐)의 출구에서의 가스는 물에 의해 200℃이하까지 급냉 되어 다이옥신의 생성을 방지하고 있다. 또 배출되는 수쇄(水碎) Slug는 토목이나 건축자재로 이용된다. 또한 가스는 가스세정 설비를 통과하고, 잔존하는 염화수소는 알칼리로 중화되어 합성가스에서 제거 된다. 이 합성가스가 수소, 메탄올, 암모니아, 초산 등 화학공업의 원료가 된다.
<그림 4 - 1> 폐합성고분자를 이용한 가스화 기술
나. 유화 기술
폐합성고분자는 석유가 원료이므로, 제조와 반대 프로세스로 거슬러 올라가면 석유로 돌아갈 것이다. 1970년대 후반부터 폐합성고분자 유화기술의 개발이 착수되어 그 기술이 현재까지 확립되어 있다. 그러나 지금까지 가동한 설비는 처리하기 쉬운 산업계 폐합성고분자가 대상이었다. 최근에는 가정 등의 일반 폐기물로부터 분리수거가 되고 있는 폐합성고분자에 대한 처리를 두고 강력한 요구가 나오면서 염화비닐을 포함한 많은 종류의 폐합성고분자를 동시에 유화하는 기술개발이 필요하게 되었다.
<그림 4 - 2> 폐합성고분자를 이용한 유화 기술
1.3 생물학적 재활용
생분해성(生分解性) 폴리머의 사용으로 폐기물을 미생물에 의하여 분해시켜 최종적으로는 물과 이산화탄소(탄산가스)로 돌아가게 하는 방법이다.
합성고분자 포장재료의 재활용에는 이러한 방법을 조합시켜 시행하게 되나 시장에서는 앞으로 계속적으로 기능을 갖는 포장재료를 필요로 할 것이므로 환경의 대응과 기능추구라는 양면을 조화시킨 재료나 성형기술의 개발이 요망된다.

키워드

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