본 연구는 음식물류 폐기물 공공 자원화 시설 운영의 문제점과 제도 개선방안을 위하여 실시하였다. 기존 음식물류 폐기물 공공자원화 시설에 대한 실태조사를 통해 운영에 따른 문제를 분석하였으며, 이를 위하여 음식물류 폐기물의 발생량 및 자원화 현황, 공공 및 민간 자원화시설 현황, 전국의 주요 음식물류 폐기물 공공 자원화 시설의 실제 운영과정에서 나타난 문제점을 분석한 결과는 다음과 같다: 현재 국내 음식물류 폐기물의 분리 수거량은 약 97%인 것으로 나타났다. 그리고 대부분의 공공 자원화시설은 음식물류 폐기물의 자원화가 아닌 단순처리에 급급한 것으로 나타났으며 경제성도 없는 것으로 분석되었다. 특히, 바이오가스시설 대부분은 실시설계와는 달리 가스 생산량 및 수요량이 전혀 맞지 않는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 음식물류폐기물처리시설의 시설운영에 대한 전반적인 문제점 분석을 통해 음식물류폐기물처리시설의 효율적인 운영관리방안을 제시하고자 음식물류폐기물 관련 연구보고서와 자료를 수집 분석하였다. 음식물류폐기물처리시설에서 발생하는 악취의 특성을 알아보기 위하여 퇴비화시설과 사료화시설의 악취시료를 채취하여 분석하였다. 퇴비화 및 사료화시설의 주요 악취발생인이 큰 투입공정, 파쇄공정, 발효공정에 대하여 악취를 측정 분석한 결과 파쇄공정이 악취농도가 가장 높았다. 퇴비화시설의 주요 악취성분은 황화수소, 메틸머캅탄, 다이메틸설파이드, 암모니아였으며, 사료화시설의 주요 악취성분은 메틸머캅탄, 트라이메틸아민, 아세트알데하이드이었다.
본 연구는 음식물류폐기물 공공 자원화 시설 운영의 문제점과 제도 개선방안을 위하여 실시하였다. 현재 운영중인 음식물류 폐기물의 가동율 현황과 자원화 시설의 확충 계획에 대한 분석을 통해 시설의 무분별한 신규건설로 인한 국가의 예산이 낭비되지 않도록 그 대안을 제시하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 공공 자원화시설 신규 확충보다는 기존 민간 자원화시설을 활용하여 예산을 절약하고 음식물류 폐기물의 안정적인 처리는 물론 자원순환을 촉진시킬 수 있는 정책전환이 필요하다. 음식물류 폐기물을 친환경적인 방법으로 안정적으로 처리하기 위해서는 제도개선이 필요하며, 이를 위해 민간 자원화시설 가동률 저하를 줄일 수 있는 준공영제 도입이 필요하다. 또한, 공공 자원화시설의 검증된 기술과 경제성 확보 방안 마련이 필요하다.
현재 전국 대형생활폐기물 소각시설은 음식물류폐기물 분리배출로 인하여 반입폐기물의 가연분 함량은 증가하고 수분 함량은 감소하는 성상의 변화를 보이고 있다. 이러한 폐기물 성상의 변화는 반입폐기물의 발열량을 증가시켜 소각시설의 수명 단축 및 가동률을 저하시키는 문제를 발생시키고 있다. 따라서 본 연구는 인천광역시의 점증하는 생활폐기물에 대한 효율적인 소각시설운영방안을 제안하기 위한 연구로써 인천광역시 생활폐기물의 성상변화가 소각시설에 미치는 문제점과 음식물류폐기물 혼합소각에 의한 발열량 관리방안에 대하여 검토하였다. 그 결과 음식물류폐기물과 생활폐기물의 혼합소각은 폐기물의 발열량이 지속적으로 상승하고 있는 추세를 감안할 때 발열량의 저감 역할을 함으로써 소각시설의 적정운영과 동시에 음식물류폐기물의 처리비용을 절감 할 수 있는 경제적 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
현재 전국에는 255개의 음식물류 폐기물 자원화시설이 공공시설(95개소) 및 민간시설(160개소)에 의하여 운영되고 있으며, 이들 시설들은 97년도부터 지속적으로 설치되고 있다. 정부에서는 설치 및 운영에 관한 지침과 설치검사기준 등을 정하여 시행하고 있으나, 시설 설치 절차에 따른 세부적인 검토사항, 설계, 공정기준 등이 명확하지 않아 운영관리 체계 미흡, 처리효율 저하, 시설 하자 등이 문제점이 발생되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 이들 문제점을 최소화하기 위한 시설 운영방안을 제시하기 위해 음식물 공공자원화시설 95개소를 대상으로 설문 및 현장방문조사를 실시하였다. 조사결과 전처리시설에서는 2계열 및 호퍼덮개 미설치, 음식물 과적 및 이송 물량 과다, 주처리시설은 운전미숙으로 인한 2차 환경오염발생, 과다 음식물투입으로 시설효율 저하, 시설운영상 부적합한 운전관리 기준 등이 문제점으로 조사되었다. 악취 및 음폐수(음식물류폐기물 처리과정 중 발생 폐수) 처리시설에서는 운영미숙, 주기적인 점검 부족, 처리시설 용량 부적절 등이 문제점으로 조사되었다. 이와 같이 조사되어진 문제점을 근거로 하여 효율적인 운영방안을 제시하였으며, 향후 음식물류 폐기물 자원화시설을 설치 및 운영하는데 있어 처리효율 제고, 시행착오 및 하자를 최소화할 수 있을 것으로 판단된다.
산업사회의 발달과 더불어 지속적으로 증가되고 있는 음식물류 폐기물은 현재 여러 가지 방법으로 재활용되고 있다. 본 연구는 국내 음식물류 폐기물의 처리현황을 조사하고, 음식물류 폐기물 감량의무사업장으로 분류되어 있는 전국공영농산물도매시장을 대상으로 음식물류 폐기물의 합리적인 사업화를 위한 재활용 개선방안을 제시하고자 한다. 국내 음식물류 폐기물 처리업체 분포는 경기지역이 39.5%로 가장 많았으며 그 외 지역은 10% 이내로 나타났다. 이중 공공처리시설이 38.0% 이었고 민간처리시설이 62.0%이었다. 그리고 재활용 방법은 사료화가 47.5%, 퇴비화는 36.4%, 기타 12.6% 등의 순으로 나타났다. 특히 2011년 이후로는 혐기성소화의 비율이 5.4%로 뚜렷한 성장세를 나타내고 있다. 따라서 향후 음식물류 폐기물의 재활용 방향이 정부 정책과 부합되는 혐기성 소화방법으로 전환되고 있음을 나타내고 있다. 전국 33개 공영 농산물 도매시장의 전체 거래량 중 서울가락시장, 서울강서시장, 대구시장, 부산엄궁시장, 구리시장이 각각 34.67, 7.47, 6.98, 5.41, 5.30% 차지하는 것으로 나타났다. 그리고 농산물 거래량 대비 평균 음식물류 폐기물 처리량은 2.65% 이었다. 특히, 2006년 농림수산식품부의 무 및 배추의 포장화 정책으로 서울가락시장의 음식물류 폐기물 처리량은 1/3으로 감소하였다. 전국 공영 농산물 도매시장의 음식물류 폐기물 처리방법은 2010년 탈수가 56.3%, 원상반출이 33.7%, 탈수 후 건조가 10.0%로 탈수처리가 가장 높게 나타났다. 그러나 2013년 원상반출이 56.30%, 탈수 37.5%, 탈수 후 건조가 6.3%로 원상반출이 급증하였는데 이는 전체 거량이 가장 많은 서울 가락동시장이 원상반출 처리량이 증가하였기 때문이다. 농산물 도매시장의 음식물류 폐기물은 수분함량(평균 88%)이 높고 염분함량(평균 0.02%)이 낮은 특성을 가지고 있다. 따라서 농산물 도매시장의 음식물류 폐기물은 원상반출 및 탈수 보다는 탈수 후 건조가 처리능력을 향상 시킬 수 있는 것으로 판단된다. 그리고 탈수 후 건조된 음식물류 폐기물은 양질의 퇴비화 원료를 활용할 수 있기 때문에 농산물 도매시장의 음식물류 폐기물은 탈수 후 건조하여 퇴비화 방법으로 재활용사업화를 추진하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
본 연구는 음식물류 폐기물의 처리과정에서 발생하는 음식물류 폐수를 생활폐기물 소각시설에서 생활폐기물과 음식물류폐수를 혼합하여 소각처리 방법과 소각시 음식물류 폐수를 이용한 질소산화물 제거 및 배출가스의 영향등을 조사하였다. 해양투기용으로 발생된 음식물류폐기물 폐수는 성상이 94-96%의 함수율을 갖고 있다. 음식물류폐기물 폐수를 주입하였을 때 소각로 출구 온도는 $897^{\circ}C$이였으며, 평상시는 $925^{\circ}C$로 약 $28^{\circ}C$도 떨어졌다. 음식물류폐기물 폐수를 각각 $200{\ell}/hr$, $300{\ell}/hr$ 투입시 질소산화물의 평균배출농도는 각각 50ppm, 46ppm 이었다. 연관식 폐열보일러는 음식물류 폐수의 투입량이 많을수록 튜브 막힘 현상이 있었으며, 막힘 튜브는 압축공기를 이용한 튜브 청소로 원상태를 유지 할 수 있어 연속적 소각에는 방해가 되지 않았다. 유기성 폐기물인 음식물류 폐수의 자원화 처리방법과 더불어 기존 소각시설을 이용한 소각처리가 육상처리의 한 방법으로 자리매김 할 수 있으며, 소각시 배출가스의 질소산화물이 제거됨으로써 질소산화물 제거용 암모니아, 요소수 등 화학약품비용 절감하는 효과도 있는 것으로 나타났다.
국민 소득수준이 향상되고 주택의 도시화 및 경제속도가 빠르게 진행됨에 따라 주거용 생활 폐기물과 음식물류 폐기물이 급격하게 증가하고 있다. 우리나라에서는 1991년 개정된 "폐기물관리법"을 기초로 1995년 생활 폐기물 종량제가 시행되었다. 하지만 시행 이후에도 여전히 음식물류 폐기물의 악취 및 이를 위한 신속한 처리 과정이 사회적 문제로 지속되고 있다. 이러한 이유로 음식 쓰레기 재활용사업이 주목받고 있으며, 음식물류 폐기물의 사료화, 퇴비화, 기타자원화 등 자원 재활용하는 역할에 관하여 본 논문에서는 자원화 과정의 비효율성을 줄이기 위한 음식물류 폐기물 재활용 시(時) 사업장의 경영성과를 향상시킬 요인이 무엇인가에 연구하였으며, 2020년 말 기준 국내 자원 재활용사업을 영위 중인 사업장 394개(공공 238개, 민간 156개) 중(中) 시설물 자료가 미흡한 업체를 제외, 전국 33개 시설 사업장의 투입물과 산출물의 관계를 "자료포락분석"(DEA:Data Envelopment Analysis)을 통해 조사하고, 음식물류 폐기물 시설의 상대적 경영성과에 중요한 역할이 무엇인가에 대하여 연구하였다. 음식물류 폐기물 재활용 사업을 영위 중인 업체의 업력, 시설용량, 자본금, 기계장치가 매출액에 미치는 영향이 무엇인가를 가설로 검증한다.
본 연구에서는 공동주택 단지에서의 음식물류폐기물을 수거 이송하여 대용량처리시설에 자원화 혹은 재활용하는 기존 방식과 발생지인 공동주택 내에서 처리하는 제안 방식을 가상하여 차량수거방식, 자동집하방식, 자동집하처리방식, 소규모분산처리방식, 오수처리연계방식으로 시나리오를 설정하고 각 시나리오별 초기 투자비용, 석유 사용량, 이산화탄소 배출량, 음식물류폐기물 처리 운영비용, 입주자 부담 관리비를 비교 분석하였다. 기존처리 방식에 비해 제안하는 소규모분산처리방식이 초기 투자비용, 연간 석유사용량, 이산화탄소 배출량이 가장 낮았으며 적용, 도입 가능성이 높았다. 음식물류폐기물 처리 운영비용은 기존 처리방식과 비교하여 1톤당 334,465원(약 91%)이 절감되며 세대 당 월 1,500원인 입주자 부담 관리비용 또한 902원으로 약 40% 절감이 가능하다고 분석되었다. 각 시나리오별 초기 투자비용과 석유사용량, 이산화탄소 배출량을 비교한 결과, 초기 투자비용이 낮은 처리방식이 연료 사용량과 이산화탄소 발생량도 낮은 경향을 나타내었다. 초기 투자비용과 석유사용량, 이산화탄소 배출량이 가장 낮은 시나리오는 소규모분산처리방식이며 가장 높은 시나리오는 오수처리연계방식이었다. 연구의 공간적 범위를 공동주택 단지로 설정할 때 소규모분산처리방식이 음식물류폐기물 제로화 모델로서 가장 적합한 방식으로 판단된다.
폐기물처리시설의 지속적인 설치·정기검사에도 불구하고 현장 처리시설에서는 과다소각, 불법투기 악취 등에 대한 민원이 지속적으로 발생하는 것으로 보아 현재의 폐기물처리시설 설치정기 검사방법의 개선이 필요하다고 판단되었다 이에 현재 운영중인 폐기물처리시설(6개분야)을 대상으로 현장조사를 실시하여 각 분야별 폐기물처리공정을 파악하고 검사에 적용된 주요한 운영인자를 파악하고, 주요공정별 물질·에너지수지를 산정하여 폐기물처리시설의 적정 운영 여부를 확인하였다. 주요 운영인자 조사 결과 소각 및 시멘트 소성로, 소각열회수시설 등의 경우 소각에 필요한 소각로의 온도 유지 및 발생되는 대기오염물질의 처리가 가장 주요한 인자였으며, 매립시설의 경우 옹벽의 안정성, 매립 후 발생되는 침출수 및 배출가스 관리가 주요한 인자로 나타났다. 멸균·분쇄시설의 경우 멸균여부(아포균검사)가 가장 중요한 주요인자 이었으며, 음식물류폐기물처리시설의 경우 발효(소화, 부숙) 시 체류시간 및 악취관리가 주요한 인자로 나타났다. 또한 물질에너지수지 산정 결과 소각시설의 경우 폐기물 투입량 대비 바닥재 발생량은 약 14%, 비산재 발생량은 약 3%로 적정 운영되고 있을을 확인하였다. 또한 음식물류폐기물시설 중 혐기성분해시설의 경우 유입량 대비 바이오가스 발생량은 약 17%, 바이오가스 전환효율은 약 81%로 나타났고, 퇴비화시설의 경우 유입폐기물 대비 약 11%의 퇴비가 생산되어 모두 적정운영 되고있음을 확인하였다. 이에 따라 폐기물처리시설 검사방법의 고도화를 이루기 위해 세부검사방법의 정량적 기준 적립 뿐만 아니라 각 시설의 정기검사 시 1년간의 운영자료 등을 수집하여 폐기물의 흐름을 파악하고 처리시설의 적정운영 여부를 판단한다면, 처리시설의 운영 및 관리효율이 상승할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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