최근 산업발전에 따른 폐기물의 발생량과 재활용되지 못하고 매립되는 폐기물이 증가하고 있다. 우리나라는 국토환경의 제약에 따라 매년 증가하는 폐기물에 대해 “미처리폐기물의 매립제로화”를 주요과제로 추진하고 있다. 또한 2035년 까지 재활용가능 폐기물의 직매립을 금지하고, 매립처리비율 1% 이하로 달성하고자 한다. 따라서 2015년도 “폐기물 발생 및 처리현황(2015)” 에서 매립처리가 23,577 톤/일로 가장 많은 사업장배출시설계 폐기물을 분석하였다. 그중 오니류 폐기물의 매립처리가 8,926 톤/일로 사업장배출시설계폐기물의 매립처리량대비 약 38 %의 비율을 차지하고 있다. 오니류의 경우 유기성과 무기성으로 구분되어지고 하수처리오니, 폐수처리오니 등으로 구분되어진다. 특히 폐수처리오니의 경우 사업장 별 업종이 무수히 다양하기 때문에 매립억제를 위한 특성조사는 한국표준산업분류코드를 이용하여 구분하였다. 본 연구는 매립되는 하･폐수처리오니를 유･무기성으로 분류하고 배출사업장 업종별로 구분한 처리현황과 매립되고 있는 오니류의 에너지회수 대상으로서 가능성을 보기위한 삼성분, 발열량 및 원소분석의 특성을 고찰하였다. 전체 업종의 유기성오니류 평균은 수분함량 71.7 %, VS의 함량은 60.6 %, FS의 함량은 39.4 %이며, 발열량은 2,948 kcal/kg로 나타났다. 무기성오니류의 수분함량은 65.8 %, VS의 함량은 27.1 %, FS의 함량은 72.9 %이며, 발열량은 1,096 kcal/kg로 나타났다. 따라서 유기성오니류의 에너지회수 가능성을 확인하였고 이를 통한 사업장배출시설계폐기물의 매립저감이 예상된다.

우리나라는 국토 환경의 제약과 매년 증가되는 폐기물 발생량에 대한 대책으로 ‘미처리폐기물의 매립제로화’를 주요과제로 추진하고 있다. ‘자원순환기본법’의 제정 등을 통하여 2035년 까지 재활용 가능한 폐기물의 직매립을 없애고, 매립처리비율 목표를 1% 이하로 달성하고자 노력하고 있다. 이를 달성하기 위해서는 현재 매립처리되고 있는 폐기물 중 성상이 비교적 균일하고, 매립량이 약 6,500 톤/일인 하수 및 폐수처리오니의 매립감소가 필요할 것으로 보인다. “폐기물 발생 및 처리현황(2014)”에서 분류하고 있는 사업장배출시설계 폐기물에서 오니류는 가연성 및 불연성으로 구분되고 세부항목으로는 하수처리오니, 공정오니, 정수처리오니, 폐수처리오니로 나눠진다. 유럽연합의 ‘Waste Framework Directive(06/12/EC)’은 처분방법의 하나로 오니류의 토지 내 이용을 규정하고 있으며, 퇴비생산 등 생물학적 처리방법을 재활용 방법으로 규정하고 있다. 토양보호요건 ‘Sewage Sludge Dir. (86/278/EEC)’를 만족하는 경우 농업에도 이용할 수 있으며, 현재 발생량의 약 40%이상을 농녹지 환원으로 처분하고 있다. 국내에서도 ‘폐기물관리법’에서 고형연료제품 및 복토재, 그리고 부숙토 제품으로 재활용 방안을 법으로 명시되어 있지만 수요 및 사업장의 부족과 엄격한 규제로 인해 재활용이 어려운 실정이다. 본 연구는 매립처리되는 폐수처리오니를 한국표준산업분류코드에 따른 업종 별로 구분하여, 업종 별 폐수처리오니의 현황 및 직매립량을 조사하였다. 또한 하수 및 폐수처리오니의 매립억제 방안을 검토하기 위한 항목으로서 하수처리장에서 발생되는 하수처리오니에 대한 원소분석(C, H, N, S), 발열량 및 각 한국표준산업분류 코드에 명시되어 있는 업종 별 폐수처리오니의 원소분석 및 발열량을 검토하고자 한다.

2005년부터 육상 매립 시 발생하는 침출수 및 악취 등의 환경적 영향 때문에 유기성폐기물의 육상 직매립이 금지되었고 2006년 발효된 런던협약에 따라 유기성폐기물의 해양투기(‘13.1)가 전면 금지되고 있다. 따라서 육상처리 및 재활용처리 등의 방안마련이 시급한 시점이며 사료화와 퇴비화의 경우 음식물의 높은 함수율로 인해 실효성이 낮은 것으로 평가받고 있어 정부는 바이오가스화 방식을 확대하려 하고 있다. 바이오가스 생산기술의 경우 유기성폐기물의 에너지 생산･활용을 통해 에너지 자급률을 높일 수 있으며, 폐기물 발생량을 감소시킴으로써 폐기물 처리비용 절감을 통한 원가상승률을 낮추는 효과를 얻을 수 있다. 유럽의 경우 단일 유기성폐기물을 대상으로 처리하기 보다는 생분해성 폐기물을 하나로 통합 관리하는 방안을 적극적으로 추진하고 있다. 따라서 본 연구에서는 유기성폐기물 해양투기 금지에 따른 대안 마련 및 유기성폐기물의 에너지화를 통한 국가 에너지원 확보를 위해 생활계의 음폐수와 사업장의 음료제조업(맥주제조업, 유가공제조업) 폐수처리슬러지, 하수슬러지를 대상으로 바이오가스화 가능성을 평가하였다. 음폐수의 병합 소화 가능성 평가를 위한 BMP 실험결과 음폐수와 유가공 제조업에서 발생하는 폐수처리슬러지를 1:9, 3:7, 5:5 혼합한 병합시료에서 각각 117.87, 175.36, 222.85 CH4 mL/g VS의 메탄가스가 발생하는 것으로 나타났으며, 음폐수와 맥주제조업의 폐수처리슬러지의 경우 1:9, 3:7, 5:5 혼합시료에서 각각 175.72, 232.57, 263.41 CH4 mL/g VS의 메탄가스가 발생하는 것으로 나타났다. 음폐수의 혼합비율이 높아질수록 메탄가스 발생량은 커졌고 대상 업체에서 발생하는 폐수처리슬러지와 음폐수의 혼합 비율에 따른 병합처리 시 폐수처리슬러지 단독 처리에 비해 다량의 메탄가스가 발생되었다. 따라서 단독 혐기소화에 비해 병합혐기소화를 통한 바이오가스화 가능성이 높은 것으로 분석되었다. 생분해도는 폐수처리슬러지 단독소화의 경우 유가공제조업은 40.6%, 맥주제조업은 50.7%로 음폐수와의 병합비율이 증가할수록 생분해도는 증가하였다.