순환골재 수요증가로 순환골재에 의한 환경오염문제가 논란이 되고 있다. 순환골재를 수평배수층에 사용한 후 강알칼리성(pH11 이상) 침출수가 유출돼 철새가 집단 폐사하는 등 환경피해사례가 거듭 확인되자 순환골재를 안정적으로 활용할 수 있는 생산시설을 마련해야 한다는 목소리가 흘러나오고 있다.
이에 한국건설기술연구원(원장 우효섭)이 순환골재의 pH 농도를 안정적으로 저감할 수 있는 기술을 개발해 이목을 집중시키고 있다. 환경유해성을 고려한 순환골재 용출수 문제를 해결할 길을 열었다는 데 그 의미가 크다.
CO₂ 활용 중성화 기술 개발 성공
KICT에서 개발한 신기술은 회전믹서형 챔버와 CO2 순환장치를 활용해 강알칼리성의 순환골재 pH 저감과 도로공사용으로서 부족한 미립분량 증가로 입도를 개선시키는 기술로서, 강알칼리성 순환골재 용출수의 pH 저감은 골재표면에 부착되어 있는 모르타르 Ca(OH)2(수산화칼슘 : 강 알칼리)와 CO₂(이산화탄소 : 부산물)의 탄산화 반응으로CaCO₃(탄산칼슘)와 H₂O(물)를 생성시키는 중성화 원리를이용한 방법이다.
또한 250㎜ 높이의 6개 Blade(원방향)에 의해 골재가 회전낙하(15회/분)를 실시해 골재간의 마모, 골재낙하 등 상호마찰을 통한 골재입도의 개선효과(미분량 증가)가 있다.
KICT 미래건축연구실 이세현 박사 연구팀은 어류독성시험(시험결과 순환골재가 들어간 수조 내 물고기가 30분 이내 폐사했다)을 통해 강알칼리성의 순환골재 용출수 문제의 심각성을 확인한 후 연구개발에 박차를 가했고, 마침내 순환골재 용출수의 pH 및 입도개선을 물리·화학적으로 CO₂를 이용해 중성화 하는 기술 개발에 성공할수 있었다.
현재 이 기술은 특허 등록이 완료됐으며, 한국환경산업기술원의 환경신기술 인증·검증 또한 획득했다.
최적의 운전메커니즘 확보, 환경과 비용 고려 시 더 이익
생산능률은 1일 생산량으로 환산할 경우 200톤/일(25톤/시간×8시간)이며, 반응에 따른 CO2 순환은 반응공정 중 계속적으로 이뤄져 별도의 시간소요는 없다.
더불어 2차 오염물질 및 폐기물 발생도 없으며, 사용된 CO₂ 가스는 Compressor를 이용, 회수 후 재사용된다. 또한 CO₂농도(초기주입 98% 이상, 최고농도 70% 이상), 압력(대기방출 -0.5-0kgf/㎠, 반복순환 0.4-1.0kgf/㎠) 등 가스제어 및 통제설비를 표준화함으로써 최적의 운전조건을 갖췄다.
한편 순환골재 생산비(천연골재 가격의 40% 수준, 3,100원/톤)에 비해 1,880-2,200원/톤의 비용이 증가되나 환경문제로 인한 순환골재 사용제한 등을 고려할 때, 순환골재 공급의 어려움을 해소해 현장공급 및 판매가 가능하고, 30% 이상의 실질적인 판매효과 증가가 예상된다.
또한 천연골재 7,800원/톤(근거 : 한국물가정보)에 비해 저렴한 가격(5,000-5,320원/톤)으로 2,480-2,800원/톤의 비용절감 효과가 있을 것으로 나타났다.
아울러 향후 산업현장에서 포집된 CO2 가스의 공급 여건에 따라 전체 비용상 79%에 해당하는 CO₂ 가격의 절감이 가능토록 추진하고 있다.
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