환경기술

환경기술 • 화학공학교육과 201003766 노은비 • 화학공학교육과 201003776 조아라

환경 공학 기술 • 환경 기술의 범위와 분류 • 환경 기술의 현황과 전망 • 환경공학 기술 발전 전략 • 환경정책 및 기술개발 현황의 문제점 • 환경공학 기술 발전을 위한 정책 제언

21세기 환경정책 패러다임의 전환과 정책 목표

환경기술의 범위와 분류 1세대 기술 (사후처리기술) 2세대 기술 (청정기술) 3세대 기술 (환경복원/재생기술) 사후처리위주의 환경관리 사전오염예방 위주의 환경관리 피오염체 위주의 환경기술 • 집진기술 • 유해가스 제거기술 • 폐수 처리기술 • 저공해 생산공정기술 • 저공해 원료사용기술 • 토양, 지하수, 생태 • 복원기술 • 지구환경 보전기술 • 환경 기술이 발전이 미치는 범위 : • 환경 오염 문제의 해결 측면 : 현안 환경 문제의 해결 • 환경 산업 발전 측면 : 환경 정책의 요구에 부응하기 위한 환경 산업 발전 • 환경기술의 발전 양상

1세대 대표적 신기술

수 처리기술 화학적 처리 방법 물리적 처리 방법 생물학적 처리방법 고도처리법 • 앞의 세 가지 방법으로 처리하고 난 후 질소와 인의 영양염류는 생물학적 처리를 개선한 혐기조의 인축적 미생물과 호기조의 탈질미생물을 이용하여 제거하는 것 중화법 살균법 약품응집법 스크린(screen)을 사용하는 방법 침전법 침사지를이용하는 방법 부상(flotation)법 여과법, 흡착법 오,폐수에 존재하는 유기물질 중에서 생물에 의해 분해 가능한 유기물을 분해시켜 제거하는 방법 활성슬러지법, 산화지법, 소화법등

대기오염 방지기술 가스상 오염물질 방지기술 입상 오염물질 방지기술 • NOX제거기술 • SOX제거 기술 • VOC 제거 기술 • CO2제거 기술 • 사이클론 집진장치 • 세정집진장치 • 여과집진장치 • 전기집진장치 대기오염 방지기술

대기오염 방지기술 • 가스상 오염물질 제거 원리 • 기상 물질을 액상 물질로 이동시켜 흡수 ∙ 제거 • 고상 물질로 이동시켜 흡착∙ 제거 • 기상오염물질을 연소에 의해 물과 이산화탄소로 전환

대기오염 방지기술 • NOx제거 기술:대기 중에는 주로 N2O, NO, NO2의 형태로 존재하는 질소산화가스를 제거. • 이단연소 방법: 가능한 산소를 적게 넣어 주어 NOx의 양을 줄이고 이 배기가스를 20-30%의 공기로 다시 연소함. • 이미 연소되어 나온 가스 촉매환원법 • 일산화탄소나 탄화가스 촉매분해법 • 자동차 배기 가스의 오염 물질 제거 3원촉매법

SOx • 산성비의 원인 • 안개와 결합해서 백무 현상 시야 방해 • 안개가 황산으로 변해 가죽이나 종이, 금속 등의 부식 • 사람의 호흡기에 피해, 식물의 잎에 황색이나 황갈색의 반점이 생기는 피해 • SOx제거 기술 • 대기 중으로 배기가스가 나오면 SO2로 가장 많이 존재. • - 제거 방법 :흡착 제거, 접촉수소화제거, 생물학적 제거 등 • - 기타 석회석이나 산화알루미나, 활성산화망간 등의 첨가제를 넣어 제거하기도 하고, 실리카겔이나 활성탄을 사용하여 흡착하기도 하며, 물 등을 사용하여 세정하는 방법도 있음. 대기오염 방지기술

VOC 제거 기술:대기 중 휘발성 물질 제거 기술. • 화학적인 방법 • - 가스를 모아서 연소시키는 직접연소방법 • - 촉매를 사용하여 연소하는 접촉연소방법 • 물리적인 방법 • - 물로 씻어내는 세정 • - 여과 방법 • - 마스킹법 • 생물학적인 방법 • - 토양에 가스를 통과시켜 토양의 미생물이 가스를 분해하도록 하는 방법 대기오염 방지 기술

CO2 제거 기술; • - 근래에 이산화탄소가 온난화의 주범으로 심각 • - 이산화탄소 처리기술은 다시 공장, 자동차로부터 배출되는 이산화탄소나 이미 공기 중에 배출된 이산화탄소를 걷어(모아)들이는 기술인 이산화탄소 포집기술, 그리고 모아진 이산화탄소를 안전하게 저장(주로 바다 속에)하는 기술인 이산화탄소 저장기술 및 고정화 기술로 나눔. • - 이산화탄소 저감기술 중 현재 가장 실용화 가능성이 높고 효율이 좋은 방법이 고온 순산소 연소기술임. 대기오염 방지 기술

대기오염 방지 기술 이산화탄소 처리기술

대기오염 방지 기술 • 이산화탄소 포집(회수)기술 • 흡수법 • 새로운 흡수액의 개발 및 이산화탄소를 흡수한 흡수액의 재사용 등이 중요 과제. • 흡착법 • - 물리흡수법이미 화학공장에서 상용화. • - 막분리법은 고분자막, 무기막, 탄소막 등을 이용 • - 수산화폴리아미드아민덴드리머를 붙인 고분자막이 가장 실용성이 큰 것으로 확인.

대기오염 방지 기술 • 이산화탄소 저장기술 • - 이산화탄소를 50기압으로 액화 후 해저 500m 아래로 파이프를 통해 방출, 용해시키는 방법 • - 40℃에서 밀도를 이용한 원리로써 액체 CO2는 해수의 밀도가 이보다 낮아서 해저 3000m로 침강 할 수 있다. • - 약 1000년 간 저장이 가능. • CO2 를 고정화하고 재활용하여 고부가가치를 지닌 상품 생산을 위해 화학적, 생물학적, 광학적, 전기화학적 기술이 개발 진행 중.

대기오염 방지 기술 • 고온 순산소연소기술 • 연소에 사용되는 산화제로서 공기대신 산소를 사용 • 약 30% 정도의 에너지를 절감할 수 있는 매우 유망한 기술. 고온순산소연소기술 시스템

분해성 고분자를 이용한 플라스틱의 개발 • - 20세기 후반부터 분해성 고분자들이 개발되기 시작. • - 분해성 고분자에는 광분해성 플라스틱, 산화분해 플라스틱, 가수분해 플라스틱, 생분해 플라스틱 등이 있으며 이 외에 복합분해 플라스틱 등이 있음. • - 개발 초기 : 생붕괴성 고분자나 광분해성 고분자 플라스틱 개발 생붕괴성 고분자 광분해성 고분자 일반적으로 가격 면을 고려, 생분해성 고분자 물질을 일반 플라스틱과 분해촉진제를 섞어 만든 고분자 일반적으로 태양의 자외선을 이용 플라스틱의 분자 고리를 끊어 궁극적으로 분자량을 저분자로 만들어 분해되는 플라스틱. 토양오염 방지기술

토양오염 방지기술 • 분해성 고분자를 이용한 플라스틱의 개발 • 생분해 플라스틱 • 1970년대 폴리카프로락탄이생분해성을 갖는 것이 확인된 후 이를 계기로 여러 나라에서 많은 생분해플라스틱이 개발. 대개 가격이 너무 비싸 크게 성공하지 못했음. • 많은 과학자들로부터 향 후 10여 년간 가장 유망하게 사용될 것으로 전망되는 폴리유산(Poly Lactic Acid, PLA)플라스틱이 2001년 미국의 카길다우사에서 개발 생산. • - 2002년 일본 기업들이 이를 상품화시켰고 우리나라에서도 원료를 수입하여 생활용품을 제조하고 있으나 아직 까지는 가격에 문제가 있음. • 많은 학자들이 지구상에서 가장 많이 사용되고 있는 폴리에틸렌 플라스틱을대체할것으로 믿고 있음 • 식물 바이오매스로부터생분해성 고분자를 개발하려는 연구가 활발히 진행

토양오염 방지기술 • PLA 의 특징 • - 폴리유산(PLA)은 투명하며 강도가 높고, PS 및 PET 에 가까운 수지 • - 융점은 170℃, 유리전이점은59℃의 열가소성폴리머 • - 필름 및 용기 등의 압출성형, 사출 성형과 섬유, 병, 라미네이트, 발포체로의 가공이 가능한 특징을 가지고 있다. • - 수분에 따라 완만히 분해되어 유산으로 돌아가는 성질 • - 안정성과 연소열이작음 • - 원료인 유산(젖산)은 옥수수와 감자를 가공해서 전분을 얻은 후 이 전분을 발효해 얻음.인체에 해가 없음 • PLA 프라스틱의분해 • 주쇄간의 가교점이분해 →측쇄의 분해 → 주쇄의에스터 결합에서 분해 ▲ PLA 플라스틱의 생산부터 분해까지의 과정 Ester bond

토양오염 방지기술 • 분해성고분자 플라스틱의 전망 • - 분해성고분자 플라스틱의 전망을 보면 분해성 고분자는 지구 환경 보존, 지구 오염 방지라는 측면에서 앞으로 꼭 해결해야 할 과제. • - 아직까지는 기능, 종류 등에 제한이 있어 기존 플라스틱을 완전 대체하기는 불가능하지만 점점 유럽 및 미국에서는 생분해성 플라스틱 사용을 의무화. • - 국내에서도 생분해성 고분자 프라스틱에 대한 연구 및 개발, 산업화가 필요하나 아직까지는 준비가 미비한 상태. • - 기대되는 응용분야 : 농수산업 자재, 토목, 건설 자재, 기타( 야외, 레저용품, 일회용품, 쓰레기봉투, 기저귀 등 위생용품, 사무용품, 의약품, 농약, 비료 등의 포장재 및 의료용 재료)

환경 기술의 현황 및 전망 우리나라 환경 기술의 현황 • 1992년,G-7프로젝트에 환경공학 기술개발사업이 포함되면서 본격화 • 각종 제도개선을 통해 기술 선진화와 경쟁력 확보를 위한 정부 차원의 지원이 지속됨. • 환경기술의 수준은 선진국의 50~70% 수준에 머물고 있음. • G-7프로젝트의 연구개발 과제 중 결과가 상업화된 건수는 전체의 20%에 그치는 등 실용화가 미흡하고, 외국기술의 도입에 의한 기술 확보 비중이 큼. • 국가 지원 사업의 대부분이 응용연구에 집중되고 있으며, 기초기술 지원이 빈약하다. • 환경 모니터링 기술을 포함하여측정, 평가, 예측기술에 대한 장기적인 발전 계획이 수립되어야 한다.

환경 기술의 현황 및 전망 지구 환경 보전을 위한 국내외 기준과 규제가 점차 강화 환경 문제 = 지구 전체의 문제 환경산업 시장이 지구 전체로 확대 • 환경 기술의 수요 전망 - IIT에서 2009년에 발표한 “우리기업의 친환경시장 진출방안” 보고서에 따르면, 세계 환경기술 시장은 2005년 1조$ 규모에 달하는 것으로 추산되며, 2020년에는 2조2천억$ 규모에 이를 것으로 전망. (선진국들은 친환경 산업이 산업 생산에서 가장 규모가 큰 산업 중 하나가 될 미래 유망산업이라 판단하고, 전략적인 육성에 경쟁적으로 나서고 있음) - 환경 분야의 기초 기술과 응용 기술, 그리고 실용화 기술이 조화 있게 발전되어야 함. - 경쟁력 있는 원천 환경기술을 개발

환경 기술의 현황 및 전망 미국 일본 독일 • 녹색산업을 차세대산업으로 육성 • 세계 최고 수준의 기술을 보유 • 2008년5월, 21개 핵심 녹색 기술개발을 위한 쿨어스(Cool Earth) 계획을 마련하여 추진중임. 뉴 아폴로 프로젝트 오바마행정부는 향후 10년간 1,500억$를 투입 대규모 녹색산업 육성책 선진국 사례

환경 기술의 현황 및 전망 • 신환경 산업의 창출이 예상 • 사후처리 중심에서 사전예방으로 환경 관리의 패러다임이 변화 사전예방 환경 분야의 기술에 대한 투자가 증가할 것으로 예상  산업생태학을 이용한 청정기술 수요 증가 예상 • 현재 자국의 환경 문제를 중심으로 하는 지역 중심의 환경 이슈가 광역적, 전 지구 차원의 환경 이슈로 관심 확대  지구 환경 피해 유발 물질 대체 및 CO2 제어, 이용 기술 증가 • 에너지와 자원의 고갈을 최소화하도록 자원, 에너지 전 과정 평가에 기초한 자원 재활용, 재이용 기술 확대  공산품 제조 시 재활용, 재사용 가능한 재료로 생산 • 오염원 관리 중심에서 실제 피해를 보는 인간 및 자연 생태의 수용체 중심 관리로 전화되면서 생태학적 환경 관리 기술의 창출이 예상  복원 및 자연정화 관련기술 수요 증가  생명공학/유전공학 기술 발달 • 환경 오염 현상에 대한 규명, 평가, 예측 및 관리 방법 개발의 소프트웨어적 기술 수요 증가 예상  GIS 기술과 연계된 모델 개발 기술  산업체 청정관리 기술의 컨설팅 서비스 산업 발달

환경 기술의 현황 및 전망 • 환경공학 기술 발전 전략 • 문제점 (1) : 환경 기술 개발 측면에서 • 환경기술의 발전이 시급히 요구되는 데에 반해, 우리나라는 GDP 대비 환경 산업의 비율이 1.2%(1994년)로 선진국의 절반 수준에 불과할 정도로 내수 시장이 미성숙되어, 기술발전을 선도하지 못하고 있음. • 세계 시장 점유율은 환경산업 분야에서 2%에 불과함 • 환경산업체는 규모가 영세 분업화와 전문화가 부족한 실정임. • 환경 기술 투자의 부족(1997년 GDP의 0.02%)과 기술인력의 체계적인 양성이 미흡함. (1997년 기준; 인구 1만명 당 연구원 수는 미국이 38.1명, 일본이 43.3명인데 비해, 우리나라는 22.4명에 불과함)

환경 기술의 현황 및 전망 • 문제점 (2) : 환경 정책 측면에서 • 정부의 환경 정책 및 기술개발 사업이 각 부서별로 추진  종합적 조정이 이루어지지 않음 • 첨분 분야에 대한 원천기술 확보가 미흡 • 환경 관련 인력이 부족 • 환경 분야 기술개발이 외국기술의 도입, 소화, 개량 위주로 진행  자체 기술의 개발 성과는 미미함. • 환경 기술개발에 필요한 관련 기술 정보가 체계적으로 관리 보급되지 못함  환경 기술개발의 효율성 저하 • 중앙기관, 공공기관, 기업체에서 외국 기술을 선호하며, 국내 기술의 채택을 기피하고 있는 실정임.

우리나라 환경 기술 발전 전략 환경 선진국이 되기 위한 정책방향 • 중장기 환경 공학 기술 개발 계획 수립 • 선택과 집중 원칙에 의한 전략적 기술 개발 추진 • 3세대 환경 기술에 대한 투자 확대 • 개발된 기술의 실용화 지원 및 환경 산업의 육성 • 공학 기술의 환경 친화적 발전

우리나라 환경 기술 발전 전략 • 중장기 환경공학 • 기술개발 계획 수립 • 다양한 수요의 우선순위  수행하는 환경 기술개발에 대한 중장기 계획 수립 • 중복을 최소화,경쟁력 확보가 가능한 분야를 정하여 중점 투자 • 환경부 뿐만 아니라, 민간 부문을 포함하여 국가 전체의 환경 기술의 미래를 전망하고, 목표 달성을 위한 역할 분담을 바탕으로 계획이 이루어져야한다. • 환경 분야 기술의 분류 체계 재정비 • 각 분야의 수요를 장기적인 안목에서 판단  과학적 근거와 신뢰성에 입각한 우선 순위

우리나라 환경 기술 발전 전략 • 선택과 집중 원칙에 의한 전략적 기술 개발 추진 • 세계 환경시장 변화를 적극 수용하여 유망 환경 기술을 선정해서 집중 개발 국제 환경시장에서 경쟁력 • 국제 환경시장에서의 전략적인 수출을 위해 유망한 환경 기술을 개발도상국과 선진국을 구분, 전략적 기술 개발에 집중 아시아 지역의 신규시장 확보를 위해, 기존 환경기술을 패키지화. 선진국을 대상으로 환경친화적 신제품, 청정기술, 저오염 설비 생산 등을 사전 오염물질 저감기술의 개발에 집중. • 국제 협약의 쟁점이 되는 현안들에 대한 철저한 분석  적절한 대책 &기술적 지원

우리나라 환경 기술 발전 전략 • 3세대 환경기술에 대한 투자 확대 • 지속적인 투자  오염 복원 및 환경 관리기술의 개발 • 환경 분야에 생명공학, 전자공학, 나노소자, 우주공학 등의 기술이 접목  환경기술이 첨단기술의 하나로

우리나라 환경 기술 발전 전략 • 개발된 기술 실용화 지원 및 환경산업 육성 • 대규모 자본과 기술을 확보한 환경산업체로 성장할 수 있도록 법적, 제도적 장치 보완 • 환경경영, 그린마케팅 등의 도입 기업들의 적극적인 환경 투자를 유도, 내수기반을 확충 • 전문 환경업체의 육성 환경 산업의 전문화 도모 • 고유기술 확보 • 21세기 환경 인프라 시장 분석 및 효율적 대응

우리나라 환경 기술 발전 전략 • 공학기술의 • 환경친화적 발전 • 무절제한 기술 개발과 응용이 새로운 환경 문제를 야기하지 않도록 공학 기술의 환경친화성을 제고 • 환경호르몬, LMOs, 유해물질들의 개발은 심각한 환경 문제를 야기

Q&A

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