01분반 2조 Re보솜

프로젝트 개요

기술 개발 과제

국문 : 폐 침구류 재활용을 위한 회수 시스템 개선

영문 : Enhancing Recycling Systems for Reusing Bedding Waste

과제 팀명

Re:보솜

지도교수

서명원 교수님

개발기간

2024년 3월 ~ 2024년 6월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 환경공학부 20198900** 정*용(팀장)

서울시립대학교 환경공학부 20198900** 안*산

서울시립대학교 환경공학부 20198900** 최*영

서울시립대학교 환경공학부 20208900** 이*영

서론

개발 과제의 개요

개발 과제의 배경 및 필요성

• 폐 침구류가 발생하는 주거 환경 중, 특히 숙박업 특성 상 잦은 침구류 폐기가 발생함
• 현재 폐 침구류는 대형 폐기물 혹은 특수 종량제 봉투로 배출되어 소각 및 매립됨
• 표준화되지 않은 폐 침구류 배출방법으로 폐 침구류 발생량 산출 및 재활용 어려움
• 폐 침구류의 큰 부피 및 불규칙적 배출 주기로 인한 수거, 운송의 어려움
• 폐 침구류 재활용 시, 위생문제를 고려한 추가 공정의 도입 필요

개발 과제의 목표 및 내용

1. 개발 과제의 목표

• 폐 침구류 재사용을 위한 효율적인 수거 및 분류 방안 제시
• 수거 체계 도입을 통해 폐 침구류 소각 및 매립, 환경 영향 저감
• 숙박업 비율이 높은 강릉 지역 대상으로 수거 체계 적용 및 평가
• 효율적인 체계로 수거 및 운반으로 발생하는 탄소 배출 감축
• 폐 침구류 재사용 업체 현황 파악 및 협업 체계 제안

2. 개발 과제의 내용

관련 기술의 현황

State of art

1. 폐침구류 수거 기술

• 국내 폐침구류 수거 기술

- 부피가 작은 침구류의 경우, 헌 옷 수거함 또는 거주 지역 기준에 따른 일반쓰레기 처리.

- 부피가 큰 경우, 대형폐기물로 신고 후 집 앞에 배출. 폐기물 수거업체에서 수거.

• 해외 폐침구류 수거 기술

- 일본: 높이, 폭, 깊이가 30cm를 초과하는 경우 대형폐기물 처리권을 사전구매. 수거 업체에서 수거 또는 지역 기준에 따라 대형폐기물(자원순환) 센터, 또는 지정된 반입장에 직접 처리.

- 미국: 대형폐기물 수거 서비스 사전신청 및 수거 가능 일자 고지. 접근이 용이한 지정 장소에 배출. 폐기물 수거업체에서 수거.

• 분야별 폐기물 수거 기술 동향

- 사물인터넷(IoT): 위치와 상태 추적으로 폐기물 수거 경로 최적화

- 빅데이터: 공급과 수요 분석을 통한 폐기물 수거 효율성 향상

- 블록체인: 섬유폐기물의 기원부터 목적지까지 추적 가능한 보안 디지털 원장 제공

- 스마트 계약: 자동화된 계약으로 폐기물의 품질 및 양 보증

- 모바일 앱/플랫폼: 폐기물 관리 서비스에 대한 소통 및 조정 촉진

2. 솜 재생 공정

솜 재생 공정은 크게 분리, 살균, 세탁 및 건조로 나누어짐. 폐 침구류 내의 솜을 꺼내기 위해서 절단기를 사용하여 솜과 이불 커버를 분리하고, 살균기를 사용하여 솜의 세균 및 바이러스를 제거한 다음, 세탁 및 건조를 거쳐 위생적으로 깨끗한 상태의 솜으로 만듦.

• 절단기

최근 대규모 생산이나 산업용 절단기로 레이저 절단기가 개발됨. 레이저 절단기는 레이저 빔을 사용하여 솜이나 직물을 자르는 데 사용. 특히, CO2 레이저 절단기는 빠른 절단 속도, 높은 정밀도 및 우수한 절단 능력으로 인해 가장 널리 사용. 이산화탄소, 헬륨 및 수소의 혼합물을 사용하여 다양한 비금속 재료를 절단하고 조각할 수 있는 레이저를 생성. 레이저의 강도와 높은 정밀도 덕분에 가장자리가 매끄럽고 재료 낭비가 최소화된 복잡한 절단 디자인이 가능. 레이저를 사용하면 접촉 없이 정밀하게 절단될 수 있어 섬유를 손상시키지 않음. 다만, 낮은 광전 전환률, 높은 에너지 소비, 높은 운영 비용의 단점이 있음.

• 살균기

재생된 솜을 살균하여 안전한 제품으로 만들기 위해 사용.

자외선 살균기는 UV-C 파장을 사용하여 세균을 제거하는 장치로 자외선이 솜 내의 세균 및 곰팡이의 세포막과 핵에 침투하여 DNA 구조를 파괴하여 사멸시킴.

저온 플라즈마 살균은 과산화수소를 멸균제로 사용하여 40도에서 55도 사이의 온도에서 멸균이 되며, 진공상태의 환경에서 멸균 공정 진행. 과산화수소는 인체에 무해하며 산화력이 높아 멸균제에 적합. 과산화수소를 플라즈마에 노출시켜 세포막의 지질막, DNA, 기타 세포 필수 성분들을 파괴하는 hydroxyl-free radicals이 형성시켜 멸균이 이루어짐. 또한, 멸균력이 뛰어나 일반 소독제로는 제거할 수 없는 미생물의 아포(Spore)까지 제거 가능. 과산화수소는 살균 작용 후 물과 산소로 분해되기 때문에 환경 친화적임.

기술 로드맵

- (1995년) 쓰레기 종량제 전국 시행

- (1998년) 외한위기 시, 헌 옷 수거함 등장

- (2010년) 재사용 종량제 봉투 도입

- (2013년) 서울시, RFID 기반 무게 측정장치를 활용하여 음식물쓰레기 종량제 도입

- (2021년) 남양주시, 이불 전용 수거 봉투 도입

- (2022년) 양주시, 섬유 종량제 봉투 신설

- (2028년까지) EU, 의류 산업 환경 규제 강화