연구배경

해양쓰레기

• 국내 해양쓰레기 연간 수거량 72,000톤
• 수거 처리 비용 연평균 528억
• 해양쓰레기 중 플라스틱 무게 비중 55.6%(연안 - 생활계 플라스틱 쓰레기 / 바다 - 폐어망 등의 어업용 쓰레기)

해양구조물

해양 환경에 노출된 콘크리트 구조물에 해수 및 대기 중 염분이 구조물 내부로 침투(철근의 부식과 콘크리트 균열 야기, 구조물 강도와 내구성 저하)

• 20000년부터 지소적인 해양쓰레기 재활용 기술 개발에도 전처리와 재활용 처리에 들어가는 비용이 옥상쓰레기 대비 높아 국내 산업화 진행되지 않음
• 플라스틱은 염분의 화학적 침투에 저항성 높음

해양쓰레기 재활용을 위한 대책 마련 : 해양플라스틱을 재활용하여 항만구조물의 보강재료 활용

• 해양쓰레기 수거율 및 재활용률 증가로 국가 투입예산 대비 극대화 효과
• 건설 시장의 상용 섬유 대비 제조단가 86% 절감으로 재활용 소비 효과 촉진
• 깨끗하고 안전한 해양 환경 유지로 인한 생태계 회복 및 해양관광 산업 활성화

연구목표

• 해양쓰레기의 어려운 전처리 공정을 단순화시키는 창의적이고 혁신적인 공정 개발
• 해양쓰레기를 재활용한 구조 재료 및 공법 제작기술 확보

연구내용

• 1. 해양쓰레기 전처리 기술 개발 : 잔존 유해 물질 제거를 위한 전처리 공정기술 연구
• 2. 해양쓰레기 재활용 구조재료 기술 개발 : 폐어망과 폐플라스틱을 재활용하여 콘크리트의 구조물의 내구성 향상을 위한 균열제어 성능개선 기술 개발
• 3. 해양쓰레기 재활용 구조공법 기술 개발 : 해양쓰레기 재활용 복합시트 및 패널의 보강성능 강화 기술 개발
• 4. 해양쓰레기 재활용 구조재료 및 공법의 적용 및 성능 평가 기술 개발 : 해양쓰레기 재활용 구조물 성능 평가와 적용기술 개발을 통해, 구조물 수명연장 효과 분석 및 공법의 경제성 평가

핵심기술 개발 연구 단계(해양플라스틱 재활용 공정)

1. 압연롤러
2. 집진기
3. 절단기
4. 1차 세척기
5. 파쇄공정
6. 2차 세척수조
7. 건조공정
8. 응용공정

1. STEP.1 : 폐어망, 로프 등 해양플라스틱 쓰레기 수거후 폐기물에 부착된 이물질은 압연 롤러로 제거하고 집진기를 사용해 분리
2. STEP.2 : 50cm 정도로 절단한 뒤 세척기에 공업용 세제와 함께 투입해 1차 세척
3. STEP.3 : 세척된 플라스틱을 파쇄하고 2차 세척 수조에 투입해 가라앉지 않는 플라스틱을 건져내 건조
4. STEP.4 : 두 번의 (녹인 후 압출) 용융과정을 거쳐 양질의 플라스틱 원료 생산

해양쓰레기 활용

어망&로프 활용

• Textile 보강 콘크리트 : 세척된 어망을 재활용한 TRC(textile reinforced concrete)제작
• 섬유 보강 콘크리트 : 분쇄딘 폐어망을 사용하는 폐어망 섬유 보강 콘크리트 제작
• 패널보강 공법 : 해양 플라스틱을 녹여 유리섬유를 보강하여 제작
• 시트보강 공법 : 방사된 섬유를 직조한 해양 플라스틱 보강 시트 제작