2조. 흙으로 돌아가조

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 담배꽁초와 커피찌꺼기 동시 퇴비화 장치 및 수거시스템 개발

영문 : Development of Composting Device and Collection System for Cigarette butts and Coffee grounds

과제 팀명

흙으로 돌아가조

지도교수

000 교수님

개발기간

2020년 3월 ~ 2020년 6월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 환경공학부 20114300** 김**(팀장)

서울시립대학교 환경공학부 20114300** 김**

서울시립대학교 환경공학부 20114300** 이**

서울시립대학교 환경공학부 20114300** 한**

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

◇ 쓰레기로 취급되어 쓸모없다고 여겨지는 담배꽁초와 커피찌꺼기를 퇴비로 재활용하여 매립지 부족 문제를 해결하고 궁극적으로 자원순환사회를 구축하는 데 이바지하고자 한다.

◇ 국내에는 담배를 체계적으로 관리하는 방안이 미흡하며, 커피찌꺼기의 경우 퇴비로서의 가치가 충분하지만 수거 과정의 비용문제로 대부분 일반쓰레기로 버려진다.

◇ 담배꽁초와 커피찌꺼기를 각각 퇴비화하는 방안은 존재하지만 둘을 동시에 처리하는 방안은 존재하지 않는다.

◇ 따라서, 동시에 퇴비화하는 장치 및 시스템을 설계하여 수거 문제를 해결하고 퇴비로의 활용도를 높이고자 한다.

◇ 본 장치의 수거량을 계산하기 위해 담배꽁초 및 커피찌꺼기의 발생량을 산정하였다. 또한 담배꽁초와 커피찌꺼기가 혼합된 퇴비의 안정성을 확인하기 위하여 담뱃잎 비율에 따른 식물의 성장 실험을 진행하였다.

◇ 경제성 타당성을 확인하기 위해 B/C 분석을 진행하였다. 또한 담배꽁초와 커피찌꺼기에 관한 설문 조사를 진행하여 본 장치와 시스템의 활성화하기 위한 방안을 도출하였다.

개발 과제의 배경 및 효과

◇ 국내 매립지문제는 해가 지날수록 심각해지고 있으며 2025년까지 사용 가능할 것으로 예측됐던 수도권 매립지의 경우 조기 포화상태에 이를 것으로 보고되었다.

◇ 담배꽁초에는 독성물질과 미세플라스틱 등이 포함되어 있어 적절한 처리가 필요하나, 국내는 담배를 체계적으로 관리하는 방안이 미흡한 실정이다. 담배꽁초의 재활용을 통해 소각 시 배출되는 발암물질 및 미세플라스틱의 영향을 최소화한다.

◇ 한 해 수입량이 약 15만 8천 톤에 이르는 커피 원두는 1g 중 0.998g이 커피찌꺼기로 배출된다. 커피찌꺼기는 퇴비 가치가 충분하지만 수거 과정의 비용문제로 인해 대부분 일반쓰레기로 배출된다.

◇ 동시 퇴비화 기기를 개발을 통해 전처리를 하는 과정을 통해 담배꽁초와 커피찌꺼기를 자원화하여 재활용함으로써 지자체의 폐기물 처리 비용을 감축한다.

◇ 시민들의 폐기물 재활용 인식 개선을 통해 자원순환사회 구축한다. 또한, 시민들이 자발적으로 참여하는 수거 체계를 구축함으로써 커피찌꺼기 수거 비용을 최소화하여 재활용 시 가장 문제가 되었던 수거 문제를 해결할 수 있다.

개발 과제의 목표와 내용

◇ 담배꽁초와 커피찌꺼기를 대상으로 혼합하여 퇴비화하는 장치를 개발하여 처리 비용을 절감하고, 1차 처리된 퇴비는 조경용 비료 및 토양개량제로 활용할 수 있도록 한다.

◇ 담배꽁초와 커피찌꺼기를 수거하는 체계적인 시스템을 제안하고, 어플리케이션 및 포인트 제도를 활용하여 환경친화적인 사업에 소비자가 자발적으로 참여함으로써 궁극적으로 자원순환사회를 구축하고자 한다.

관련 기술의 현황

State of art

◇ 담배꽁초 퇴비화 1) 필터(미세플라스틱)와 분리하여 퇴비화미국의 테라사이클에서는 담배공장에서 발생하는 담배부산물의 비료로 활용되는 방법과 유사하게 미생물 등을 이용하여 쉽게 분해 가능한 궐련 부분만 퇴비화한다. 2) 필터와 분리하지 않고 퇴비화 (주)이지엠앤알에서는 담배꽁초를 미생물 Curtobacterium oceanosedimentum EG-C01을 이용하여 톱밥 및 볏집 등의 숙성혼합물과 교반 후 발효시켜 퇴비화하는 기술을 개발하였다.

◇ 커피찌꺼기 퇴비화 1) 미국 (특허명: Water-solulble iron supply agent with reducing power using coffee grounds or tea dregs as raw material): 식물 재배를 위한 이온공급제와 관련되며 안정하게 식물체에 장기간동안 수용성 철 이온을 공급하기 위해 커피찌꺼기와 차 찌꺼기를 이용하는 방법에 관한 것 2) 국내: 커피와 한약재, 차 찌꺼기, 음식물쓰레기 등을 혼합하여 퇴비화 하는 방안이 연구되고 있다.

기술 로드맵

특허조사

특허전략

◇ 신규성

1) 기존의 퇴비화 장치는 담배와 커피를 개별 처리하였으나, 본 발명에서는 두 재료를 혼합하여 동시에 처리한다.
2) 커피 소비자가 직접 커피찌꺼기를 수거하는 시스템은 개발되지 않았다.

◇ 진보성

1) 담배꽁초와 커피찌꺼기의 상호보완효과- 커피의 악취 저감 특성을 이용하여 담배꽁초의 악취를 감소시킬 수 있다. - 담뱃잎에 포함된 질소가 커피찌꺼기의 낮은 질소 함량을 보완해 적절한 퇴비조건을 맞    출 수 있다.- 커피찌꺼기의 중금속 흡착능력을 이용하여 담배에 포함된 카드뮴, 비소 등의 중금속이    우수로 유출되는 것을 방지한다.
2) 소비자의 참여를 통해 커피찌꺼기의 수거 비용을 최소화한다.

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

내용

경제적 및 사회적 파급효과

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

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개념설계안

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이론적 계산 및 시뮬레이션

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조립도

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조립순서

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부품도

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제어부 및 회로설계

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소프트웨어 설계

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자재소요서

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결과 및 평가

완료작품 소개

프로토타입 사진

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포스터

내용

특허출원번호 통지서

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개발사업비 내역서

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완료 작품의 평가

내용

향후평가

내용

부록

참고문헌 및 참고사이트

내용

소프트웨어 프로그램 소스

내용