현재 국내에서 발생하는 음폐수의 해양투기 금지 및 음식물류 폐기물의 에너지화 정책에 따른 유기성 폐기물 육상처리의 일환으로 혐기소화를 통한 바이오가스화 시설이 지속적으로 설치 및 운영되고 있다. 그중에서도 음식물쓰레기는 처리 단가가 높고, 바이오가스 회수 잠재력 또한 높아 바이오가스화 시설의 경제성을 높여줄 유용한 폐자원으로 여겨지고 있다. 하지만 국내 발생 음식물쓰레기의 평균 고형물함량(TS)이 18~20% 수준으로 혐기소화를 통한 바이오가스화 이전에 전처리가 필수적이며, 단순 파쇄/선별을 통한 물리적 전처리만으로는 충분한 가용화가 어려운 부분이 있다. 이러한 유기성폐자원의 가용화를 위한 전처리 방법에는 가수분해/산발효를 통한 생물학적 처리, 산, 알칼리, 오존 등을 통한 화학적 처리, 초음파, 열, 압축 등에 의한 물리적 처리 등이 있는데 본 연구에서는 물리적 처리방법 중 하나인 열가수분해를 통한 음식물쓰레기의 가용화효율을 분석하였다. 이를 위해 1차로 물리적 파쇄/선별 처리한 음식물쓰레기에 대해 다양한 운전 조건(온도, 압력 변화)으로 열가수분해를 실시하여 각 운전조건별 음식물쓰레기 성상변화를 분석함으로써 음식물쓰레기 열가수분해를 위한 최적 운전조건을 도출하고자 하였다.

수분함량과 유기물 함량이 80% 이상으로 매우 높고, 염도가 높은 국내 음식물쓰레기는 저장 및 운송과정에서 쉽게 부패하는 문제가 있어 적정 처리에 대한 효과적 기술 개발 필요성이 증대되고 있다. 유기물질을 분해하는 미생물이 산소를 이용하는 호기성 퇴비화방법은 유기물을 안정화시키는 것으로 미생물이 음식물 쓰레기를 분해하여 부식질인 퇴비물질, 물과 이산화탄소로 전환시킨다. 본 연구에서는 음식물쓰레기 발효 소멸 시스템을 이용 음식물쓰레기를 처리 하여 음식물 쓰레기의 발효특성을 알아보았다. 이를 통해 운전 안정화를 위한 미생물 활성기반 제어인자를 도출 하고자 하였다. 수분 조절을 위한 통기 개량제는 우드칩이 사용되었고 교반기의 혼합은 3rpm으로 진행되었다. 반응온도는 가온없이 자체발열로 운전 하고 흡인송풍으로 공기가 공급되었다. 운전인자 도출을 위한 발효물질 분석은 공업분석, 원소분석 등이 수행되었고 pH, 함수율, 염도 등이 측정되었다.

This study was conducted to evaluate the effects of physical characteristics. Twelve specific odorous compounds and various sources of bacteria were tested via treatment of food waste using an ultra-thermophilic aerobic composting process. Food waste was mixed with seed material and operated for 47 days. During composting, the temperature was maintained at 80-90°C. The variations in O2, CO2 and NH3 production suggested typical microorganism-driven organic decomposition patterns. After composting, the concentrations of 12 specific odorous compounds other than ammonia did not exceed the allowable exhaust limits for odor. After composting, thermophiles represented 50% of all bacteria. After composting, the percentage of thermophile bacterial increased by 15%. Therefore, both stable composting operation and economic benefit can be expected when an ultra-thermophilic composting process is applied to food waste.

Livestock manure treatments have become a more serious problem because massive environmental pollutions such as green and red tides caused by non-point pollution sources from livestock manures have emerged as a serious social issue. In addition, more food wastes are being produced due to population growth and increased income level. Since the London Convention has banned the ocean dumping of wastes, some other waste treatment methods for land disposal had to be developed and applied. At the same time, researches have been conducted to develop alternative energy sources from various types of wastes. As a result, anaerobic digestion as a waste treatment method has become an attractive solution. In this study has three objectives: first, to identify the physical properties of the mixture of livestock wastewater and food waste when combining food waste treatment with the conventional livestock manure treatment based on anaerobic mesophilic digestion; second, to find the ideal ratio of waste mixture that could maximize the collection efficiency of methane (CH4) from the anaerobic digestion process; and third, to promote CH4 production by comparing the biodegradability. As a result of comparing the reactors R1, R2, and R3, each containing a mixture of food waste and livestock manure at the ratio of 5:5, 7:3, and 3:7, respectively, R2 showed the optimum treatment efficiencies for the removal of Total Solids (TS) and Volatile Solids (VS), CH4 production, and biodegradability.

Since 2013, due to the London Convention prohibiting marine dumping of waste, many problems have occurred because food waste generated every day must be handled on the ground. Owing to recent institutional efforts and various technical studies for eco-friendly food waste treatment, various methods of treating food waste using insects have been studied. However, efficiency of Korean food waste treatment is in fact known to be low due to the high salinity of Korean food waste. In this study, we evaluated the treatment efficiency of food waste with various salt and moisture contents by the black soldier fly (Hermetia illucens). The results showed that the moisture content does not affect food waste treatment efficiency by the black soldier fly and the decomposition ability of food waste is good even at salt contents as high as 3%.

A bioelectrochemical anaerobic digester for food waste was developed by installing an anode (−250 mV vs. Ag/AgCl) and a cathode (−550 mV vs. Ag/AgCl) inside a conventional lab-scale anaerobic digester. The performance of the bioelectrochemical anaerobic digester was investigated at different organic loading rates of 0.70-4.25 g VS/L.d. The bioelectrochemical anaerobic digester was rapidly stabilized within 25 days after start up, and at an organic loading rate of less than 1.97 g VS/L.d., state variables such as pH (7.0-7.8) and alkalinity (10-12 g/L as CaCO3) were very stable. The volatile fatty acids were maintained at 400-500 mg HAc/L with their main component being acetic acid (80%). At an organic loading rate of 1.97 g VS/L.d, the performance was significantly high in terms of the specific methane production rate (1.37 L CH4/L.d) and the methane content in the biogas (around 74%). The removal efficiencies of volatile solid and chemical oxygen demand were also as high as 80.1% and 85.1%, respectively, and the overall energy efficiency was 91.2%. However, the process stability deteriorated at an organic loading rate of 4.25 g VS/L.d.

전 세계적으로 음식물쓰레기의 에너지 가치 및 바이오에너지화에 관한 연구가 활발히 이루어지면서 혐기성소화에 대한 관심이 더욱 늘어나고 있다. 혐기성소화를 고온에서 운전할 경우 체류시간의 감소, 병원성 미생물의 감소, 바이오가스 생산량의 증가 등의 이점이 있는 것으로 알려져 있으나 아직까지 이에 대한 연구는 부족한 현황이다. 따라서 본 연구에서는 수거된 실제 음식물쓰레기를 중온과 고온에서 혐기소화하여 각 온도에서의 혐기성소화 효율성과 생물학적 안전성을 비교하고 운전 가능성을 검토하였다. 혐기성소화의 시료로 사용된 음식물쓰레기는 서울 G-구에서 발생하는 실제 음식물쓰레기를 수거하여 사용하였다. 사용된 음식물쓰레기가 대표성을 가질 수 있도록 총 4회 채취하였고, 수거된 음식물쓰레기의 불순물을 제거하는 작업 후에 모두 균질하게 갈아서 냉동 보관한 후 사용하였다. 음식물 시료의 수분, 가연분, 회분 함량은 각각 79.58, 18.55, 1.87% (by wet wt.)으로 측정되었다. 식종슬러지는 서울 D-환경자원센터에서 반출하여 사용하였으며, 추가적인 완충제나 알칼리도는 주입되지 않았다. 반응조는 항온 수조내에 위치시켜 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 제작되었으며, 중온 혐기성소화는 35℃, 고온 혐기성소화는 50℃에서 운전되었다. 중온과 고온에서 운전된 반응조는 각각 시료주입 45일, 105일차부터 안정적인 운전이 이루어졌다. 정상상태의 중온과 고온에서 운전된 반응조의 메탄발생량은 각각 207.23, 228.89 mL/g-VS/d 로 측정되었으며, 고온에서 운전된 반응조의 메탄발생량이 중온에서보다 약 10% (by wet volume) 높은 효율을 보였다. 그러나 고온 혐기성소화는 가속된 산생성단계와 메탄생성단계의 불균형으로 인한 지속적인 pH 및 알칼리도의 감소로 반응조 운전 124일차부터 급격한 메탄발생량의 감소가 확인되었다. 고온 혐기성소화의 pH 는 메탄생성균의 활동에 적합한 것으로 알려진 중성 범위 이하로 떨어지면서 휘발성 지방산(VFA)의 축적과 알칼리도의 소모가 확인되었으며, 이로 인한 pH 의 감소 및 FOS/TAC(Flüchtige Organische Säuren/Total Anorganic Carbonate)비의 급증이 반응조 운전 실패의 원인으로 판단된다. 본 연구를 통해 고온 혐기성소화의 메탄가스 발생 측면에서의 높은 효율은 확인 되었으나 가속된 유기물의 분해와 생물학적 안정성의 감소로 인해 반응조 운전은 실패하였다. 이에 음식물쓰레기의 효과적인 고온 혐기성소화의 운전을 위해서는 유기물 부하율(OLR)의 감소, 추가적인 완충제 및 알칼리도의 주입 등의 운전조건에 대한 수정과 보완이 필요할 것으로 사료된다.

음식물쓰레기의 적정 혼합비를 결정하기 위하여 음식물쓰레기 혼합량을 10, 20, 30, 40 및 50%로 혼입하여 반죽 후 구형으로 성형한 것을 약 24시간동안 자연 건조시키고 2시간 동안 105℃ dry oven에서 열풍건조, 900±10℃ 전기로에서 1시간동안 소성하여 제조･완성하였다. 적정 음식물쓰레기 혼합량에서 기계적 강도를 향상시키기 위하여 황토와 점토의 혼합비를 6:1, 5:2, 4:3 및 3:4로 혼입하여 황토볼을 제조하였다. 각 제조 조건에서 제조된 황토볼의 물성 평가를 위해 압축강도, 공극율, 흡수율, 비표면적을 측정하였다. 또한, 제조된 황토볼의 표면 및 내부의 형상은 주사전자현미경(Scanning electron microscope: SEM, DSM940A, Germany) 촬영을 통하여 관찰하였다. 황토와 점토의 주성분은 SiO2, Al2O3 및 Fe2O3로 분석되었는데, 특히, SiO2와 Al2O3가 전체 화학조성 중 높은 비율을 차지하고 있는 것으로 나타났다. SiO2의 경우 황토 및 점토에 대해 각각 약 45.28 및 60.38%로 점토가 약 15% 정도 더 높았으며, Al2O3의 경우 황토 및 점토에 대해 각각 약 21.98 및 20.35%로 비슷한 함량을 보였다. Fe2O3의 함량은 황토와 점토에 대해 각각 12.76 및 6.34%로 황토가 점토에 비해 약 2배 정도 더 높았다. SiO2의 경우 성형성, 결합성 및 건조강도를 좋게 하고, Al2O3는 압축강도와 내한성을 좋게 한다. 반면, Fe2O3의 경우 소성시 융제역할을 하여 기공률을 좋게 하지만 소성온도가 낮을 경우 기계적 강도가 낮아지는 것으로 보고되고 있다. 음식물쓰레기 혼합량이 증가함에 따라 압축강도가 감소하는 경향을 나타내었는데, 음식물쓰레기 함량 30%까지는 완만한 감소경향을 보이다가 이후 음식물쓰레기 혼합량이 증가함에 따라 직선적으로 급격한 감소 경향을 보였다. 공극율은 압축강도와는 상반되게 음식물쓰레기의 혼합량이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었는데 음식물쓰레기 함량 30% 까지는 직선적으로 증가하는 경향을 보였으나, 음식물쓰레기 혼합량 30% 이상에서는 증가 경향이 상대적으로 낮게 나타났다. 음식물쓰레기 혼합량 변화에 따라 제조된 황토볼의 흡수율과 비표면적은 음식물쓰레기 함량이 증가함에 따라 흡수율 및 비표면적 모두가 증가하는 경향을 나타내고 있는데, 흡수율은 공극율과 유사한 경향을 보이고 있는데 음식물쓰레기 혼합량 40% 까지 거의 선형적으로 증가하다가 이후 다소 완만한 증가를 보이고 있다. 비표면적은 음식물쓰레기 혼합량이 증가함에 따라 거의 비례적으로 증가하는 경향을 나타내었다.

SiO2 함량이 비교적 높고, 점착성과 소성시 내구성이 매우 크며, 손쉽게 구할 수 있고, 황토와 유사한 입자로 구성된 점토를 부가하여 황토볼의 기계적 강도를 높이고자 본 실험을 수행하였다. 점토의 함량이 증가함에 따라 제조된 담체의 압축강도가 증가하는 경향을 보였고, 반면 공극율, 흡수율 및 비표면적은 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 황토와 점토 혼합량 변화에 따른 황토볼의 압축강도 변화를 보면 점토 혼합비 10% 이상 30%까지는 점토 혼합량이 증가할수록 압축강도가 선형적으로 증가하는 경향을 보였으나 이후 증가율이 다소 완만하게 나타났다. 이로 미루어 볼 때 SiO2 함량이 높은 점토가 황토볼 제조시 기계적 강도를 증가시켜 줄 수 있음을 확인할 수 있었다. 점토 혼합량 변화에 따른 공극율 변화를 보면 압축강도 변화와는 상반되게 점토 함량이 증가함에 따라 공극율이 감소하는 경향을 나타내었는데, 점토 혼합량 20%까지는 감소율이 다소 크게 나타나다가 20% 이상부터는 상대적으로 감소율이 미미하게 나타났다. 흡수율과 비표면적 변화는 점토 혼합량이 증가함에 따라 거의 직선적인 감소 경향을 보였다. 황토만 사용했을 경우에 비하여 점토를 30%를 혼합할 때 압축강도는 매우 향상된 것으로 나타났으나, 공극율, 흡수율 및 비표면적의 감소가 크게 나타나 적정 혼합비라고 판단하기는 어려울 것 같다. 최적 황토 혼합량을 결정하기 위하여 radar graph 상에 총괄적으로 나타내어 평가해본 결과 공극율, 흡수율 및 비표면적의 감소는 다소 나타나지만 어느 정도의 압축강도의 향상을 보이고 있으며 상대적으로 양호한 물성을 가진 것으로 판단되는 점토 혼합량 20%를 최적 혼합비로 결정하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. SEM 촬영 사진을 보면 점토 혼합비가 비교적 적은 10% 및 20%의 경우는 박편이 작고 복잡하게 형성되어 있는 것으로 관찰되는데 반하여, 점토 혼합비가 상대적으로 많은 30% 및 40%는 박편이 다소 크게 형성되어 있는 것이 관찰되었다. 이상의 실험 결과, 기계적 강도를 나타내는 압축강도 및 결합구조 측면에서는 점토의 혼합량이 높은 것이 유리하나 공극율, 흡수율 및 비표면적이 작아지는 단점이 있으므로, 압축강도의 증가율이 크고, 공극율 및 비표면적의 감소율이 다소 작은 점토 혼합량 20%를 최적 혼합비로 결정하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

음식물쓰레기의 혼합량 변화에 따라 제조된 황토볼의 단면 및 외관을 살펴본 결과 동일한 조건에서 소성하였음에도 불구하고 음식물쓰레기의 함량이 높을수록 내부에 탄화물의 잔량이 많은 것으로 나타났다. 또한, 음식물쓰레기의 함량이 상대적으로 높은 경우 외부에도 탄화물이 형성되어 있으며, 소성시 음식물쓰레기의 연소가스가 빠르고 많이 방출됨에 따라 황토볼의 외부표면이 갈라지는 현상이 발생하거나 가스 분출구가 명백히 나타난 것이 관찰되었다. 음식물쓰레기 혼입량이 30%의 경우 내부에 약간의 탄화물이 남아있지만 공극이 많이 관찰되고 외관도 양호한 것으로 나타났다. 10% 및 20%의 경우 외관은 아주 양호하였지만 음식물쓰레기의 함량이 낮아 내부 공극은 많이 형성되지 못한 것으로 관찰되었다. 따라서, 제조된 황토볼의 내부 공극 및 외관상 양호성으로 볼 때 적정 음식물쓰레기 혼합비는 30%인 것으로 판단되었다. 외관이 양호한 황토볼의 내부를 주사전자현미경을 이용하여 관찰해본 결과 음식물쓰레기 혼입량이 많을 경우 내부 기공형성이 매우 잘 되어 비교적 큰 공극이 형성되었을 뿐만 아니라 박편이 매우 작고 복잡한 구조가 형성되어 있음을 알 수 있었으나, 적정량 이하의 경우 박편이 상대적으로 크고 기공 형성이 잘 되지 않아 공극이 작은 것으로 관찰되었다. 이러한 이유는 음식물쓰레기 혼합량이 적으면 소성시 황토볼 내부로부터 방출되는 연소가스가 상대적으로 강도가 약한 부분으로만 방출되기 때문에 내부구조가 단순해지고 기공이 잘 형성되지 않는 것으로 판단된다. 현미경 관찰 결과로부터 본 연구의 기능성 황토볼 제조시 적정 음식물쓰레기 혼합비는 30%임을 재확인할 수 있었다.

국내에서 음식물쓰레기 종량제 제도가 전국으로 확산(‘12년)되고 음식물류 폐기물의 해양배출이 금지(‘13년)됨에 따라 음식물쓰레기 저감 및 에너지화 관련 기술의 수요가 증가되고 있고, 정부는 음식물류 폐기물의 처리 및 자원화 정책을 추진하고 있다. 기존 음식물쓰레기 분리수거의 불편함을 해소하기 위해 가정용 음식물감량건조기가 등장하였는데, 사용 시 전기소모량이 크고 악취가 발생하는 등의 문제가 대두되었다. 그 후, 새로운 음식물쓰레기 분리수거 자원화 시스템의 개발이 필요하게 됨에 따라 가정용 디스포저 사용에 대한 연구가 진행되고 있다. 디스포저는 주방 음식물쓰레기를 갈아서 배수설비를 통해 오수와 함께 공공하수도로 배출하는 기기를 의미하는데, 환경부고시에 의거 고형물 회수율이 80% (by wet wt.) 이상이 되지 않으면 디스포저의 판매 및 사용이 금지된다. 현재 고형물 회수율 수준은 60% (by wet wt.) 이하에 그치는 상황이기 때문에 회수율에 영향을 미치는 여러 인자들에 대해 연구하여 고형물 회수율을 높일 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 분쇄입경, 분쇄시간, 급수량을 회수율에 영향을 미치는 인자로 선정하였고, 영향 인자별 고형물 회수율을 분석해서 최적 조건을 찾아 디스포저 설계인자에 반영하고자 한다. 실험에서는 한국환경산업기술원에서 제시하고 있는 방법에 따라 표준음식물쓰레기를 제조하고, 회분식 디스포저(KD 132, National社, Japan)를 이용하여 각 분쇄시간(15, 30, 60, 90 s)과 급수량(2 , 4, 6, 8 L/min) 조건하에 디스포저 오수를 제조한다. 제조한 디스포저 오수는 6.70, 5.60, 4.00, 2.00, 1.00, 그리고 0.60 mm 6가지 크기의 체를 연속으로 설치하여 분리하고, 분리된 오수는 원심분리기(HANIL, New Supra 22K)를 이용하여 900 rpm 으로 고형물과 여액을 분리한다. 그리고 국내 폐기물공정시험법에 따라 삼성분 분석을 진행하고, 초기 음식물쓰레기 대비 회수된 고형물의 질량비를 통해 고형물 회수율을 결정한다. 추가적으로 각 영향인자에 대한 결과의 비교․분석을 통해 고형물 회수율에 대한 최적 조건을 선정하여 디스포저 설계 인자에 반영할 수 있을 것으로 사료된다.

미국이나 일본 같은 외국의 사례와는 달리, 한국에서는 음식물 분쇄기의 사용이 법적으로 허용되지 않고 있다. 음식물 쓰레기의 성상과 특징상 다른 종류의 그것과는 그것을 일일이 분류하여 일정한 장소에 갖다놓고 수거하는 것에 대한 번거로움과 어려움이 있다는 것은 주지의 사실이다. 또한 많은 사람들이 해외에서 합법적으로 사용되고 있는 주방용 오물분쇄기의 합법화를 원하고 있는 실정이다. 본 연구는 2007년도에 이루어진 가정용 오물분쇄기의 도입에 대한 제주지역 주민들을 대상으로 실시한 설문 분석을 토대로 WTP를 추정하고 이에 영향을 끼치는 요인을 분석한다. 나아가 본 분석을 토대로 현재까지도 논의중에 있는 우물분쇄기 전면허용에 대한 함의점을 찾고 정책적 시사점을 제공 하는 것이다. 제주시의 사례에서 나타난 바는 응답자의 WIP가 초기 제시가격이 높고 환경친화성향이 강할수록 높았으며 비용편익비율이 1.09로 나타났다.

This paper describes the performance of the module-type drying apparatus for the composting of a food waste. The drying apparatus mainly consists of a screw-type food waste agitator, an air exhaust blower, a heat supply tube and a heat source. Two different discharging flow conditions of the drying apparatus, 4 and 5 m3/min, are introduced. Partly dried by-products after six hours drying operation in the drying apparatus is obtained while drying temperature keeps constant of 60oC. It is noted that the by-products needs to sufficient decay period for the composting. Deodorizing apparatus having a zigzag flow and a nozzle, which is connected to the drying apparatus, is also designed to enhance the removing performance of the odor. Throughout experimental measurements, time to the drying temperature of 60oC near the screw-type food waste agitator is shortened as discharging flow rate of the system decreases. The moisture content decreases to 50 percent after operation for 4 hours. Furthermore, the odor of the food waste is satisfied with the environment exhaust standard through the deodorizing apparatus.

The objective of this work was to treat complex mal-odor of food waste with micro-bubbles from enhanced wet scrubber system, where the pilot plant was operated. Micro bubbles from the enhanced reactor of venturi scrubber were successfully generated through the air atomizing process with high velocity more than 60 m/sec and played an important role in the removal of mal-odor. Mal-odor was effectively changed into the micro-bubble and treated with washing chemicals together. Through establishing two series connection of the reactors, 85.2 % removal efficiency of complex mal-odor was obtained in case of average 940 times of input air. 0.35 kg/hr of sulfuric acid, 0.188 kg/hr of sodium hydroxide and 0.043 kg/hr of hypochlorite were injected for chemical washing.

Recycling of food wastes was tried based on fermenting and composting food wastes using a microbial consortium. Manufactured compost (using 11.3% food waste) turned out to be effective in increasing soil fertility and crop growth (radish; Raphanus sativus). More specifically, the treatment of the composted food wastes enabled a stimulated growth of radish leaves by 80% and an increased uptake of δ15NAIR by 250% compared with a commercial organic compost. Moreover, the compost derived from the wastes appeared to allow a sustainable management of nitrogen fertilizer compared with the chemical fertilizer, minimizing nitrogen pollution. The microbial community analysis showed significant difference in the microbial community pattern in soil treated with the composted food wastes relative to soil treated with a commercial organic fertilizer or a chemical fertilizer. The results may indicate that the wastes processed by the consortium could result in an efficient recycling of the nuisance materials such as food wastes and other organic solid wastes.

국내에서 발생하는 음식물쓰레기는 퇴비화･액비화, 사료화, 바이오가스화 등의 방법으로 처리되고 있으나 사료화 및 퇴비화 시 과다한 에너지 소비로 인한 비효율성이 대두되면서 음식물쓰레기의 에너지 가치 및 바이오에너지화에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 또한, 가정용 음식물쓰레기 분쇄기(디스포저)를 이용할 경우 음식물쓰레기 보관, 배출, 수거, 운반 등으로 인한 환경적 문제를 해소하고 분쇄물의 메탄화로 에너지 생산이 가능하다. 현재 판매가 허용된 디스포저 제품은 본체와 2차 처리기(거름망, 회수기)가 함께 있는 일체형으로, 그 규격을 음식물쓰레기가 고형물 무게 기준 80% 이상 회수되거나 하수관으로의 배출량이 20% 미만인 제품으로 규정하고 있다. 그러나 현재 개발되어 있는 디스포저를 이용한 음식물쓰레기 처리 시 투입되는 수돗물로 인해 가용 성분이 씻겨나가는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 표준음식물쓰레기를 디스포저로 처리 후 배출되는 오수를 체거름하여 각 시료의 3성분을 분석하고 가연분 함량에 따른 가스발생량 및 바이오에너지화 가능성을 확인하고자 한다. 한국환경산업기술원에서 제시하고 있는 방법에 따라 표준음식물쓰레기를 만들고 회분식 디스포저(KD 132, National社, Japan)를 이용하여 디스포저 오수를 제조하였다. 제조한 디스포저 오수는 6.70, 4.00, 0.71, 그리고 0.25 mm 크기의 체를 연속으로 설치하여 고형물을 분리하였으며 각 크기의 체로 인해 걸러진 고형물과 0.25 mm 이하의 부유물이 포함된 액상의 3성분을 분석하였다. 시료의 3성분 분석은 국내 폐기물공정시험법에 따라 수행되었으며, 이를 바탕으로 수분함량, 회분함량 및 가연분 함량을 구하였다. 분석 결과, 회수된 총 휘발성 고형물(VS)은 6.70 mm 이상이 전체 발생된 음식물쓰레기 중 휘발성 고형물 무게의 30.3%, 6.70 mm 에서 4.00 mm 사이가 25.0%, 4.00 mm 에서 0.71 mm 까지 20.3%, 0.71 mm 에서 0.25 mm 까지 21.0% 이었으며, 0.25 mm 이하의 액상에서 3.3%가 회수되었다. 체거름 후 회수된 액상에도 0.25 mm 이하의 부유물로 인한 휘발성 고형물이 포함되어 있는 것으로 확인되었으며, 이로 인한 가스발생 및 회수가능성이 있을 것으로 판단된다. 이에 Biochemical Methane Potential(BMP) test 등 추가 연구를 통해 음식물쓰레기 분쇄기 오수의 메탄발생량 및 바이오에너지화 가능성의 보다 상세한 분석이 필요할 것으로 사료된다.

사람이 생활하면서 발생하는 대표적인 유기성 폐기물은 분뇨와 음식물쓰레기이며, 이 폐기물들은 주로 혐기성 소화에 의해 처리되고 있다. 중앙 집중식 시스템에 연결되지 않는 소규모 주거지역이나 독립처리 시설을 갖춘 곳에서 발생하는 분뇨와 음식물쓰레기의 병합소화는 유기성 폐기물의 처리에 대안이 될 수 있다. 소변에는 질소와 인과 같이 회수 시 자원으로 재활용할 수 있는 물질들이 다량 포함되어 있으므로, 분뇨과 음식물쓰레기를 병합 소화시 분뇨에서 소변을 미리 분리하는 것을 고려할 수 있다. 본 연구에서 분뇨 분리를 통해 분뇨와 음식물쓰레기의 병합소화에서 대변의 잔류 소변양이 바이오가스 발생량과 처리 효율에 미치는 영향을 확인하기 위해 Biochemical Methane Potential (BMP) test를 실시하였다. 분뇨 기질은 실생활에서 발생하는 조건을 모사하기 위해 소변, 화장지를 포함한 시료를 제조하였다. 본 실험에서 음식물쓰레기, 대변과 화장지 포함량을 동일한 조건으로 하고 잔류 소변량을 다르게 하여 실험을 실시하였다. 국내에서 음폐수를 제외한 음식물쓰레기, 대변과 소변은 각각 0.25 kg/인/일, 0.15 kg/인/일, 1.6 L/인/일 가량 발생되는 것으로 알려져 있다. 각 기질을 1인 기준으로 하여 잔류 소변량은 0, 15, 50 와 100%(v/v) 조건을 설정하고, 실험은 각각의 잔류 소변량 조건에 대해 triplicate로 45일간 진행하였다. 발생되는 가스의 부피는 실린지를 결합한 t-type valve system으로 측정하였으며, 조성은 TCD (Thermal Conductivity Detector)가 장착된 GC (Gas Chromatography, Younglin ACME 6100, Korea)를 이용하여 분석하였다. 이를 바탕으로 시간에 따라 얻어진 누적메탄발생량에 수정된 Gompertz 식을 적용하여 잠재메탄발생량을 구하였다. 0, 15, 50 와 100%(v/v)의 조건에서 45일 동안 측정한 누적메탄발생량은 각각 254.60, 276.85, 264.17와 306.66 mL･CH4/g･VS 로 측정되었고. 수정 Gompertz 식을 적용한 잠재메탄발생량은 281.24, 289.27, 265.34와 298.59 mL･CH4/g･VS 이였다. 소변의 포함량이 100%(v/v)인 경우에서 메탄이 많이 발생하였다. 소변에는 질소, 인을 포함하고 있어 혐기소화에서 영양분으로 사용되나 과량이 포함 된다면 저해요소가 된다. 그러나 BMP test의 잠재메탄생산량 결과는 제한적이고, 잔류 소변양이 가스 생산량과 처리 효율에 미치는 영향에 대한 연구가 더 필요하다.

In spite of the government's various efforts to reduce food waste, the food waste in Korea has increased about 3%every year, mainly due to the growing population, number of households, and income. Food waste occurs in the processesof production, transportation, distribution, storage and cooking of food ingredients. However, there has been little reliabledata about how households - a major food waste source - store and treat their food and how much food waste they produce.In this regard, we thought it was important to understand the exact amount and characteristics of food waste fromhouseholds in order to reduce the country's food waste, which is why we monitored kinds, storage periods, treatment,and waste of food consumed in 100 households in the Seoul metropolitan area. Households normally store their foodingredients in refrigerators - on average 33 kinds and 35kg of food are stored - and some of them stayed there for upto 3 years. Moreover, not a small portion of the food is thrown away nearly untouched, mostly because people tend topurchase too much food at one time or they don't know or miss their expiration dates. The amounts of food waste bytype were in the order of vegetable>side dish>frozen food>fruit>seasoning. Also, we suggest effective and realisticmeasures to reduce food waste and promote a more desirable food consumption culture.

정부에서는 2012년부터 음식물쓰레기 종량제를 시범실시하고 2013년부터 전체적으로 시행하는 법을 개정하여 시행하고 있으며, 부산시의 경우 2012년 칩 방식을 도입하여 200세대 이상 공동주택에서 월별 30 ~ 35%의 저감 비율을 나타내었다. 그러나 현행 시행하고 있는 칩 방식의 경우 시행 1년 정도에 단점들이 주민들에 의해 민원으로 제기되고 있다. 따라서 본 연구는 2013년부터 200세대 이상 부산시 공동주택 음식물쓰레기 종량제 시행 방식(칩 방식, RFID 방식, 일반수거 방식)에 따른 음식물쓰레기의 감량실태를 조사하고, 이를 위해 부산지역 대표성이 있는 공동주택을 선정하여 실제 현장조사 및 분석을 통하여 본 정책이 조기 정착될 수 있도록 수행하였다. 또한 계절별로 현장조사 및 분석을 통하여 음식물쓰레기가 다른 경로로 배출되고 있는 부분 역시 일부 조사하여 결과를 도출하였으며, 공동주택 주민들에게 음식물쓰레기 종량제에 따른 설문조사를 실시하여 주민들의 의식을 반영하였다. 먼저 공동주택 표본조사의 경우 부산시에서 비교적 낙후된 기장군과 강서구를 제외한 14개 구 중 경제성을 고려하여 다양한 평형대와 부산시 공동주택 평균 세대 수인 500세대 전･후인 공동주택을 선정하였으며, 이중 음식물쓰레기 수거방식인 일반수거방식, 칩 방식 및 RFID 방식으로 나누어 선정하였다. 칩 방식 및 RFID 방식의 음식물쓰레기 저감량을 비교해보면 칩 방식 및 RFID 방식의 저감량 및 저감비율은 0.72 kg/(일･세대), 0.64 kg/(일･세대) 및 저감비율은 32.2% 및 36.2%로 RFID 방식에서 다소 높은 음식물쓰레기 저감률을 나타내었다. 음식물쓰레기 겉보기 밀도(비중)의 경우 일반수거방식이 평균 92.5 kg/m³로 가장 높게 발생하였으며, 칩 방식이 가장 낮은 평균 82.3 kg/m³로 조사되었다. 칩 방식의 경우 가정에서 일정용량이 되기까지는 음식물을 음식물보관용기에 일정기간 보관해야하는 시스템으로 음식물 내 수분제거율이 다른 타 처리방식에 비해 다소 높아 비중이 낮은 것으로 판단된다. 3성분 결과 역시 겉보기 밀도(비중)와 유사한 결과를 나타내었다. 주민설문조사 결과 일반수거 방식 및 칩 방식에 비해 RFID 방식으로 음식물쓰레기를 처리하는 주민들의 만족도가 높은 것으로 조사되었다. 이는 주민들의 주관적인 위생도 및 경제성 만족도 등이 매우 높은 것으로 판단된다.

음식물쓰레기는 유통･가공 과정에서 손질 및 가공과정에서 발생된 쓰레기와 유통과정에서 손상되거나 못 쓰게된 쓰레기, 가정에서 조리과정 중 발생된 식재료, 보관 중 변질된 식재료･음식물 및 먹고 남은 음식물쓰레기, 조리과정 식재료쓰레기, 먹고 남은 음식물 등 크게 3가지 발생한다. 음식물쓰레기는 가정･소형음식점에서 70%, 대형음식점 16%, 집단급식소 10%, 농수산물시장 등에서 4%로 가정･소형음식점에서 가장 많이 발생한다. 음식물쓰레기는 인구, 세대수, 소득, 외식비 증가 등의 이유로 매년 증가추세를 보이고 있으며 정부는 음식물쓰레기 줄이기를 위해 1996년 음식물쓰레기 종합대책을 시작으로 그간 17년 동안 총 6번의 대책이 정책화되었다. 이에 음식물쓰레기의 재활용률은 높아졌으나 여전히 변하지 않는 음식문화에 따른 음식물쓰레기의 발생량 증가는 근본적인 원인이 해결되지 않았음을 의미한다. 특히, 2013년 음식물쓰레기 폐수의 해양투기 금지, 사료화 등의 재활용 기준 강화가 문제로 가시화되면서 음식물쓰레기 감량화 정책이 더욱 중요하게 되었다. 또한 주요 발생원인 가정에서 배출되는 음식물쓰레기의 경우 정부 차원에서 다양한 감량화 정책을 발표하고 시행하고 있음에도 구체적인 감량화 성과를 파악하기에는 어려움이 있었다. 이는 매년 발표되는 행정통계는 폐기물을 수거하여 처리되는 단계에서 파악되는 처리량 통계만 파악되고 발생된 폐기물의 효과적인 처리방안을 결정하기 위해서는 단순한 폐기물 발생량에 대한 조사뿐 아니라 발생원 단계의 폐기물 종류에 따른 발생량의 조사가 중요하다. 즉 가정이라는 기초 발생원에서 직접 배출되는 음식물쓰레기의 양, 종류, 보관형태, 처리기한, 배출형태 등 기초자료 확보와 성상파악이 감량화 성과의 구체적 자료 도출, 체계적인 수거체계, 음식물쓰레기 저감 촉진 방안 마련을 위해 가정에서의 음식물쓰레기 배출 실태파악이 필요하다. 수도권 거주 모니터링 대상 100가구를 주택비율을 고려하여 선정, 실제 가정에서 배출되는 음식물쓰레기의 발생특성을 조사하였다. 조사 시기는 봄(5월), 여름(7월), 가을(9월) 동안 1개월씩이며 참여자는 전업주부와 맞벌이부부, 1 ~ 2인 가구로 모니터링 가이드라인을 마련하고 이에 대한 교육을 실시한 후 모니터링을 수행하였다. 조사결과 가정에서 식재료를 보관할 때 냉장고에 크게 의존하고, 가구당 평균 33종류, 35 kg의 음식물을 보관하고 있으며 최장 3년동안 보관하고 있는 음식물도 있어 이에 대한 개선방법이 필요한 것으로 나타났다. 가정에서 음식물쓰레기 발생량은 0.30 ~ 0.46 kg/인/일로 2012년(환경부) 발생 예측량 0.35 kg/인/일 보다 다소 높게 발생하는 것으로 조사되었으며 계절적 음식물쓰레기 발생량은 과일류, 채소류의 발생량 증가 영향으로 여름> 가을>봄 순으로 음식물쓰레기 발생량이 증가하는 것으로 나타났다. 다만 가을철 조사 시점이 9월로 김장철로 인한 채소 발생량이 조사되지 못하여 가을철 음식물쓰레기 발생량은 더 증가할 것으로 예측된다.