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2019년 12월 17일 (화) 19:22 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : QR코드를 이용한 플라스틱 자동분류 쓰레기통

영문 : Automatic Plastic Sorting Bins Using QR Code

과제 팀명

BBIBI-BIN

지도교수

장서일 교수님

개발기간

2019년 9월 ~ 2019년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 환경공학부 20158900** 안**(팀장)

서울시립대학교 환경공학부 20158900** 김**

서울시립대학교 환경공학부 20158900** 배**

서울시립대학교 환경공학부 20158900** 이**

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

플라스틱은 자연적으로 분해되지 않고 소각할 경우 유독가스가 발생하며, 소각 잔재물을 매립하는 경우에 잔존 중금속으로 인해 2차 환경오염을 유발한다. 따라서 플라스틱 폐기물은 재활용 처리하는 것이 가장 바람직하다. 따라서 플라스틱 폐기물의 재활용률 향상을 위한 움직임으로 ’QR코드를 이용한 플라스틱 자동분류 쓰레기통, BBIBI-BIN’을 개발한다. 시민의 참여로 이루어지는 분리배출단계에서 비교적 재활용이 용이하고 양질의 재생수지를 얻을 수 있는 PET와 5대 범용 플라스틱(HDPE, PVC, LDPE, PP, PS)을 세분화하여 분류한다. QR코드 태그를 통해 투입구가 자동 개폐되므로 폐기물의 혼입과 오염을 줄이고, 선별 과정의 비용과 시간을 절약한다. 태그를 통해 수거 시간, 플라스틱의 종류 등의 데이터를 구축하여 플라스틱 폐기물에 대한 정량적인 데이터를 구축한다. 수집한 빅데이터를 통해 현재 미비한 수준인 플라스틱 재활용률 통계가 유의미한 자료로 활용되도록 한다. 또한, 수거경로, 수거 시기, 쓰레기통의 용량 산정과 같은 플라스틱 폐기물 관리의 전반적인 부분에 기여한다.

개발 과제의 배경 및 효과

2016년 기준 우리나라의 플라스틱 폐기물 발생량은 약 10.1백만 톤으로 세계 1위 수준이며, 국내 생활폐기물 중 플라스틱 폐기물의 양은 5.2백만 톤으로 약 50%의 높은 비중을 차지한다. (환경부, 2017) 또한 2016년 플라스틱 수요량은 약 617만 톤이지만, 2015년 폐플라스틱 발생량은 약 690만 톤으로 플라스틱 발생이 연간 수요를 초과하여 발생한다. (서울시, 2017)
2013년 기준 OECD 통계에서 한국의 플라스틱 재활용률은 59%로 세계 2위를 기록했지만, 경기대학교 이승희 환경에너지공학과 교수에 따르면 우리나라의 폐기물 재활용 현황은 재활용 처리 업체로 들어가는 양만을 산정하고 있어 실제 처리가 어떻게 되는지는 알 수 없어 실제로는 약 30% 정도일 것으로 예상된다. 또한, 정부의 추산은 공공선별장에서 나온 자료만을 대상으로 하므로 민간업체로 가는 70%는 파악하지 못한 유의미하지 않은 통계수치이다.
자원순환사회경제연구소 홍수열 소장에 따르면 현행 시스템으론 플라스틱 물질 재활용 비율을 50% 이상으로 높이는 것은 불가능하다. 따라서 재활용 시스템의 개선이 필수적이다.
환경부는 2030년까지 플라스틱 재활용률 70%를 목표로 하는 재활용 폐기물 관리 종합대책으로 선별 잔재물 발생 비율을 28.8%이상 저감하고자 한다.
플라스틱의 종류와 재질이 다양하고 이에 따라 재활용 방법이 다르지만, 현재 플라스틱 분리배출 정책은 모든 플라스틱을 하나로 분류하고 한 번에 수거하고 있다. 다양한 플라스틱의 종류와 소재 특성에 따른 재활용 방법을 [표 1]과 [그림 1]에 나타내었다.

플라스틱 폐기물은 자연적으로 분해되지 않으며 소각할 경우 유독가스를 발생시키므로 재활용하여 처리하는 것이 가장 환경친화적이다. 폐기물 감축, 재이용, 재활용(Reduce, Reuse, Recycle)을 원칙으로 하는 3R 운동에 따라 순환구조를 통해 해결하고자 한다.
재활용 과정을 살펴보면 제조·생산>유통·소비>분리배출>수거·선별>재활용으로 이루어진다. 그러나 노동집약적인 우리나라의 선별작업은 극히 일부의 재활용 폐기물만을 선별하고, 이마저도 인력 부족, 인건비 상승으로 생략되는 경우가 대부분이다. 재활용 과정에서 이해관계자들의 입장을 정리 하여 [표 2]에 나타내었다.

개발 과제의 목표와 내용

소비자(이하 시민)의 참여로 이루어지는 ‘분리배출’ 과정 개선을 통해 재활용 가능한 물질 회수 비율을 높여 플라스틱 재활용률을 높이고자 한다.
‘QR코드를 이용한 플라스틱 자동분류 쓰레기통, BBIBI-BIN’을 개발하여 플라스틱에 QR코드를 부여하고 쓰레기통에 직접 태그 하는 방식으로 시민들의 분리배출 어려움을 해소하고 재활용 가능한 자원의 회수 비율을 높이고자 한다. 초기 폐기물 혼입을 막고, 선별의 어려움을 해소하여 재활용 가능한 플라스틱의 회수 비율을 높이고자 한다.
본 과제에서는 재생이용이 가능하고 비교적 높은 질의 재생 수지를 얻을 수 있는 단일재료 플라스틱인 5대 범용 플라스틱(PP, PS, LDPE, HDPE, PVC)과 PET를 대상으로 올바른 분리배출을 유도함으로써 선별과정에서의 시간 및 비용을 절약하고, 재활용 가능한 플라스틱의 회수를 높여 플라스틱 재활용율 향상에 기여한다.

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

내용

경제적 및 사회적 파급효과

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

조립도

내용

조립순서

내용

부품도

내용

제어부 및 회로설계

내용

소프트웨어 설계

내용

자재소요서

내용

결과 및 평가

완료작품 소개

프로토타입 사진

내용

포스터

내용

특허출원번호 통지서

내용

개발사업비 내역서

내용

완료 작품의 평가

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향후평가

내용

부록

참고문헌 및 참고사이트

내용

소프트웨어 프로그램 소스

내용

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 *중국 : 중국은 2017년 주요 도시 내 생활 쓰레기 분리수거 강제시행 계획을 밝힘에 따라 쓰레기를 재활용품, 유해 쓰레기, 젖은 쓰레기, 마른 쓰레기 등 4종으로 분류해서 버리도록 하였다. 이에 따라 안면인식 쓰레기통이 개발되기도 하였는데, 이는 쓰레기통에 카메라와 작은 스크린이 설치되어 있다. 종류별 쓰레기통에 달린 카메라가 주민의 얼굴을 인식하면 미리 등록한 데이터베이스에서 자동으로 인식한 사람의 얼굴을 확인해 쓰레기통을 열어준다. 또한 개인별로 분리수거 포인트도 쌓아 향후 생필품과 교환할 수 있도록 하였다.
 *일본 : 일본은 크게 가연성 쓰레기, 비가연성 쓰레기, 재활용 쓰레기 등 크게 3가지로 나뉜다. 가연성 쓰레기는 집에서 나오는 일반 쓰레기의 대부분이 가연성 쓰레기로 분류된다. 한국에서는 종량제 봉투를 사용하지만 일본은 안이 들여다보이는 투명한 일반봉투를 사용해도 된다. 또, 음식물 쓰레기라는 개념이 없어서 가연성 쓰레기와 함께 버리면 된다. 비가연성 쓰레기는 금속류, 깨진 접시나 밥그릇, 냄비 같은 식기들 등이 이에 속한다. 재활용 쓰레기는 캔, 유리병, 플라스틱, 페트병 등의 재활용이 되는 쓰레기 병류는 내용물을 비우도록 하고 라벨지와 뚜껑을 분리해서 배출해야 한다. 종이류는 바듯하게 묶거나 정리해서 배출해야 한다.
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