우리나라의 음식물류폐기물은 수분함량이 80~85% 정도로 높고 부패되기 쉬운 유기성 물질로서 수집과 운반과정에서 악취 및 침출수 유출로 인해 심각한 환경오염을 유발하고 있으며, 특히 음식물자원화 공정에서 고농도의 유기성 폐수(이하 “음폐수”라 함)가 다량 발생되고 있다. 현재 음식물자원화 공정에서 발생하는 음폐수는 공공수역 방류를 위해 자체처리 또는 하수처리장 등 환경기초시설과의 연계처리가 필요하나, 방류수 수질기준 준수부담으로 인해 음폐수를 자체처리한 후에 그 처리수를 하수처리장으로 연계 이송시켜 처리하는 방법이 육상처리법으로 주로 사용되고 있다. 하지만 처리비용 부담 및 처리시설 부족 등으로 육상처리보다 해양배출을 선호하고 있는 실정이다. 그러나 2013년부터 런던협약 󰡔‘96 의정서󰡕의 발효에 따라 해양배출의 제약사항이 강화되었고, 이에 따라 가축분뇨 및 하수오니, 음식물류폐기물 등이 순차적으로 해양배출이 금지되어 앞으로 이들 폐기물의 육상처리가 불가피해진 상황에 처해 있다. 이러한 이유로 정부에서는 “음식물류폐기물 처리시설 발생폐수 육상처리 및 에너지화 종합대책(2008~2012)”을 마련하여 추진하고 있으나 현재까지 실증설비가 없어 업체와 정부가 확실한 공법과 수행 가능한 사업비 예측에 어려움을 겪고 있다. 또한 외국의 사례를 바탕으로 음식물류폐기물을 고형폐기물로 혐기성 소화 처리하는 방법을 도입하여 국내에 적용하고 있지만 음식물류폐기물 성상이 상이하여 부적절한 전처리, 혐기성 소화에 대한 이해 부족, 유기물부하, 낮은 메탄회수율, 소화조 운영 경험미숙 등의 기술적 한계로 인한 운영상 어려움을 격고 있는 실정이다. 따라서 해양배출 금지라는 측면과 더불어 기술･경제적인 측면에서도 음폐수를 바이오가스로 전환․자원화하기 위한 혐기성 공정의 개발이 시급한 상태이다. 본 연구에서는 “고순환형 고온 혐기성 소화공정(N-HTAD, High circulating type Thermophilic Anaerobic Digestion System)” 이라 불리우는 고농도 유기성 음폐수의 처리공정을 개발하였으며, 공정구성은 음폐수 유입 → 음폐수집수조 → 음폐수집진기 → 산생성조 → 메탄생성조 → 가압부상조 → 연계처리조 → 방류의 순서로 이루어져 있다. 또한 본 연구에서는 실증시설(음폐수 처리 설계용량 258.4㎥/일)의 실험을 통해 N-HTAD System의 음폐수 처리특성 및 효율을 평가하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 음폐수 일일 평균 투입수량은 261.8㎥였고, 이에 따른 VS 평균 부하량은 11,906kgVS/일, VS 평균 제거율은 86.6%로써 이때 바이오가스 생산효율은 1.15㎥/kg투입VS와 1.18㎥/kg제거VS로 나타났다. 2. 본 처리공정에서는 33.6~63.4㎥/㎥음폐수(평균 50.4㎥/㎥음폐수, 표준편차 6.3㎥/㎥음폐수)의 범위로 바이오가스가 발생되었고, 메탄(CH4)함량은 64.1~69.6%(평균 66.9%, 표준편차 1.4%)로서 시스템이 매우 안정적으로 운전되고 있음을 보여주었다. 3. 약 12개월의 실증실험 기간 동안에 산생성조와 메탄생성조의 pH는 각각 5.0~5.8 및 7.2~7.7이고 온도는 각각 55±2℃및 54±2℃로써 자동계측․제어장치를 통해 이들 운전인자들의 안정성을 높일 수 있었다.