본 연구는 소각시설을 규모별, 유형별로 평가하기 위하여 이행지표를 설정한 후 설문조사를 실시하였다. 설문대상 수는 2012년 기준 전국 184개 중 약 15%인 28개를 선정하였다. 규모별로 대규모 (≥100 t/d), 중규모(50~<100 t/d), 소규모(<50 t/d)로 나누고, 유형별로는 스토커, 열분해, 유동층으로 분류하였다. 이행지표는 기술성, 경제성, 환경성으로 대별한 후 각각 6개, 10개, 30개의 세부항목을 설정 하고 5등급으로 나누어 점수를 부과하였다. 평가결과 소각시설 규모별로는 기술성, 경제성, 환경성 평가 에서 모두 대규모 시설이 소규모 시설 보다 높은 점수를 받았으며, 종합점수에서도 동일한 경향을 나타 내어 소각시설의 규모가 증가할수록 더 높은 평가 점수를 받는 것을 알 수 있었다. 소각시설 유형별로 는 기술성, 경제성, 환경성을 종합 평가한 결과에서 스토커식(65.3점)이 유동상(59.0점) 및 열분해(58.3 점) 보다 우수한 평가결과를 나타내었다. 특히 소각시설 평가시 기술성, 경제성, 환경성 중 경제성에서 뚜렷한 차이를 나타내었다.

This study was carried out to examine the improvement plan by analyzing the characteristics of imported wastes, operation rate, and benefits of energy recovery for incineration facilities with a treatment capacity greater than 50 ton/ day. The incineration facility capacity increased by 3,280 tons over 15 years, and the actual incineration rate increased to 2,783 ton/day. The operation rate dropped to 76% in 2010 and then rose again to 81% in 2016. The actual calorific value compared to the design calorific value increased by 33.8% from 94.6% in 2002 to 128.4% in 2016. The recovery efficiency decreased by 29% over 16 years from 110.7% to 81.7% in 2002. Recovery and sales of thermal energy from the incinerator (capacity 200 ton/day) dominated the operation cost, and operating income was generated by energy sales (such as power generation and steam). The treatment capacity increased by 11% to 18% after the recalculation of the incineration capacity and has remained consistently above 90% in most facilities to date. In order to solve the problem of high calorific value waste, wastewater, leachate, and clean water should be mixed and incinerated, and heat recovery should be performed through a water-cooled grate and water cooling wall installation. Twenty-five of the 38 incineration facilities (about 70%) are due for a major repair. After the main repair of the facility, the operation rate is expected to increase and the operating cost is expected to decline due to energy recovery. Inspection and repair should be carried out in a timely manner to increase incineration and heat energy recovery efficiencies.

본 연구에서는 음식물류폐기물 종량제 방식 중에 하나인 RFID(Radio frequency identification, 이하 RFID)기반 음식물류폐기물 관리시스템 중 개별계량방식을 사용하고 있는 공동주택의 음식물류폐기물 배출량을 조사하여 원단위를 파악하고자 본 시스템을 사용하고 있는 2년 이상 된 아파트 3곳을 조사하여 원단위를 분석하엿다. 그 결과, 아파트 2년간 1인당 1일 평균 원단위 발생량은 2016년에서 0.140kg/인/일, 2017년에 0.134kg/인/일로 산출되었으며, 2년 평균은 0.137kg/인/일로 나타났다. 계절별로는 봄<겨울<가을<여름의 순을 보였으며, 1년차보다 2년 차에 더 적은 원단위를 나타내었다. 가구원수가 적을수록 원단위가 높아지는 경향을 나타내었으며, 공급면적이 작을수록 높은 원단위를 보였다. 지금까지 생활수준이 높으면 발생량이 높다는 것과는 반대의 결과이며, 역으로 전술한 것과 같이 1인가구 등에서 발생량이 증가하는 경향과 같다. 본 결과 값들은 RFID 시스템에 기록된 2년간의 실질 데이터를 조사 및 분석한 신뢰성이 높은 데이터로서 향후 음식물류폐기물 정책 수립 시 유용한 기초자료로서 활용되기를 기대한다.

폐기물 다량배출 사업장에 대한 감량화 제도를 운영하였으나, 자발적 목표 설정 방식 등으로 실질적 성과의 한계가 있으며, 이에 폐기물 다량배출사업장 대상 자원순환 성과목표(순환이용률, 최종처분율)를 설정･이행 관리하는 자원순환성과관리제도 시행되고 있으나, 업체별 실질적인 재활용 실적 산정 및 순환이용 목표설정을 위해 재활용 실질 재활용율 산정 필요하며, 재활용 과정에서 발생하는 잔재물의 실중량 자료 확보가 어려운 경우 폐기물 종류별 및 재활용 방법별 표준계수 적용을 통한 잔재물 발생량 추정이 필요하다. 그러나, 현재 국내에서 집계하고 있는 재활용실적에 대한 통계는 재활용시설에 반입되량을 기준으로 산출하지만 재활용시설에 반입되는 폐기물의 대부분은 재활용 과정 중 협잡물, 이물질의 형태로 발생되며, 열처리 혹은 생물학적처리 과정 중에 증발 등으로 수분으로 소실되기 때문에 실질적인 재활용 실적이라고 보기 어렵다. 또한 잔재물 발생특성은 재활용 유형별, 폐기물 종류별, 재활용 시설별로 상이하기 때문에 각 특성을 반영한 잔재물 발생계수 산정방안이 마련되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 데이터 확보를 위한 현장 및 설문조사, 문헌조사를 진행하였고, 이를 바탕으로 선행연구와 재활용 유형별, 폐기물 종류별, 재활용 시설별 잔재물 발생특성 분석을 통해 잔재물 발생계수 산정방안을 마련하였다. 또한, 본 연구의 한계성과 이를 검증 및 보완을 통해 향후 실질적인 폐기물 잔재물 발생계수를 산정하기 위해 필요한 추가 연구 내용을 제시하였다.

기술 및 산업의 발달로 매년 많은 양의 전기, 전자제품이 생산 및 소비, 폐기되고 있다. 뿐만 아니라 문화수준, 생활수준의 향상으로 최근에는 내구년한의 도래로 인한 고장에 의하여 폐기되는 것이 아닌 제품의 디자인, 트렌드 변화에 의하여 제품이 폐기되는 경우도 발생하고 있다. 전기, 전자제품의 폐기 주기가 빠르게 진행됨에 따라 매년 그 발생량이 증가하는 추세를 보이고 있다. UNU의 보고서에 따르면 2021년 세계전기, 전자 폐기물의 발생량은 약 52 백만 톤이 발생할 것으로 예상하였다. 이러한 폐전기전자제품에는 다양한 유가 자원이 포함되어 있으며, 대부분의 전기 전자제품에 포함되어 있는 인쇄회로기판(printed circuit board)에는 철, 알루미늄, 코발트, 구리, 니켈 팔라듐, 금, 은 등이 포함되어 있다. 폐 전기, 전자제품의 발생량이 증가함에 따라 해당 제품에서 발생되는 각종 유가자원의 발생량 또한 증가하고 있는 실정이다. 이에 따라 폐 전기, 전자제품 관리의 중요성이 높아지고 있으며, 이를 위해 전기, 전자제품의 발생량 및 폐 속자원의 발생량 통계의 필요성이 대두되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 폐 전기, 전자제품의 통계 작성을 위한 폐 전기, 전자제품의 발생량을 추정하기 위한 방법을 제시하고 해당 방법을 이용하여 폐 전기, 전자제품의 발생량을 추정, 제시하였다. 본 연구에서 폐 전기, 전자제품의 발생량을 추정하기 위해 사용된 방법은 1) 수명분포 함수를 이용한 추정, 2) 보급률 데이터를 이용한 추정, 3) 생산량 대비 출고량 및 교체량을 이용한 추정의 세 가지 방법을 이용하였으며, 각 제품 품목별 이용 가능한 데이터에 따라 각기 적용 가능한 방법을 이용하여 발생량을 산출하였다. 본 연구를 통하여 산출된 우리나라 폐 전기, 전자제품의 발생량은 2019년 기준 696,122톤~2023년 기준 874,828톤이며, 본 값은 UNU보고서의 국내 발생량인 2016년 기준 665,000톤을 보정하여 비교하였을 때, 약 4.5%의 오차율을 보임에 따라 유의한 값으로 판단되었다. 본 연구에서는 분석 품목에 따라 확보 가능 자료에 한계가 있어 세 가지 방법을 이용하여 발생량을 추정하였으나 향후 신뢰성 있는 통계 데이터를 구축하기 위해서는 각 제품별 출고량 및 수명에 대한 데이터 베이스가 구축되어야 할 것이며, 이에 따른 정책적 기반이 다져져야 할 것으로 판단된다.

기술 및 산업의 발달로 매년 많은 양의 전기, 전자제품이 생산 및 소비, 폐기되고 있다. UNU보고서에 따르면 2016년 기준 세계 전기, 전자 폐기물의 발생량은 44,700,000톤이며, 연간 발생 원단위는 6.1kg/인으로 나타났다. 그러나 44.7 백만톤의 전체 전기, 전자 폐기물 중 약 20% 수준인 8.9 백만톤의 전기, 전자 폐기물만이 적정한 방법을 통하여 재활용되고 있는 것으로 나타났다. 또한, 전 세계적으로 폐 전기, 전자제품에 대한 규제를 적용받고 있는 인구의 수는 66% 수준이며, 폐 전기, 전자제품 관련 통계를 시행하고 있는 국가는 41개국에 그치는 것으로 조사되었다. 우리나라의 경우에도 폐 전기, 전자제품에 대한 명확한 통계를 보유하고 있지 않으며, 발생 현황 등을 파악하기 쉽지 않은 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 해외 폐 전기, 전자제품 관리제도 및 통계 사례를 분석하고 국내 통계 작성을 위한 제언을 하고자 한다. 본 연구를 통하여 조사된 전 세계 지역별 전기, 전자 폐기물 규제 현황은 다음과 같다. 오세아니아 지역의 전기, 전자 폐기물 관련 법률은 호주에서 시행하고 있는 ‘전국 텔레비전 및 컴퓨터 재활용 계획’ 하나이며, 아메리카 대륙에서는 미국에서만 주별로 상이한 전기, 전자 폐기물 관련 정책을 시행중에 있다. 아시아 지역의 경우 일본, 중국, 인도, 한국 정도만이 전기, 전자 폐기물 관련 정책을 시행중에 있으며, 아프리카의 경우 관리 제도가 시행되고 있는 나라가 없는 것으로 조사되었다. 세계적으로 가장 전기, 전자 폐기물 관련 규제가 강력하게 시행되고 있는 지역은 유럽 지역이며 WEEE, RoHS 등을 비롯한 제도들이 시행중에 있다. 또한 유럽지역은 유일하게 국제 규격의 전기, 전자제품 관련 통계를 작성, 보유하고 있는 지역이다. 국제 통계 자료 및 전기, 전자 폐기물 관련 제도 현황 분석 결과 현재 가장 관련 제도 및 통계 작성이 국제 기준에 적합하고, 우수한 지역은 유럽 지역이며, 이에 따라 국내 전기, 전자 폐기물 관련 통계 또한 EU의 제도 및 통계 작성 방법을 벤치마킹 하는 것이 타당할 것으로 판단된다. 국내 시행중인 환경성 보장제의 제품 구분은 그대로 유지하되, 품목별 통계 데이터 작성 및 자료 공표 시에는 EU의 WEEE 품목 구분에 맞추어 제공함으로써 국제 통계 자료와의 일치성을 확보할 필요가 있을 것으로 판단된다. 또한 EU 및 UN의 국제 통계 작성 시 사용되는 추정방법으로써 가장 보편적으로 쓰이는 방법인 수명 분포 함수를 이용한 발생량 추정을 적용하기 위하여 출고량 및 제품 품목별 수명 데이터 등의 데이터 확보가 필수적이다.

1996년부터 환경부에서 시행된 전국폐기물통계조사는 매 5년을 주기로 조사를 실시하며 폐기물의 종류별 발생 및 처리현황 파악 및 폐기물 발생원에 따른 발생원단위를 산정한다. 우리나라 현행 ｢폐기물관리법｣ 상에서는 폐기물을 생활계와 사업장계로 분류하고 있으며 사업장폐기물은 사업장일반계, 건설폐기물계, 지정폐기물계로 분류하고 있음. 지정폐기물계는 폐유, 폐산 등 환경을 오염시킬 수 있는 폐기물과 인체조직, 실험동물 사체 등의 의료폐기물로 규정하고 있다. 사업장 폐기물의 경우 올바로 시스템에 매년 실적보고를 하며 전국폐기물통계조사는 실적보고 자료와 별도의 추가 설문조사를 통해 사업장의 경제데이터를 확보한다. 제 5차 전국폐기물통계조사에서는 객관성 높은 통계 자료를 얻기 위해 모든 폐기물에 동일한 방법론을 적용했던 기존의 조사･분석 방법에서 사업장에 특성에 따른 조사를 실시하였고 무응답 조정 가중치 산출, 캘리브레이션 가중치 산출, 변동계수 산출 등 통계적 기법을 추가하였다. 의료폐기물과 지정폐기물의 경우 분석 시 공동운영기구 등 실적보고 대행업체를 고려, 원단위 오차를 줄였다. 의료폐기물은 격리의료폐기물, 병리계폐기물, 생물화학폐기물 등 총 8종이 있다. 전국폐기물 통계조사에서는 의료폐기물을 배출하는 업체를 종합병원, 병원, 의원 등 9개의 항목으로 구분하였고, 종사자수, 건물면적, 병상 수 등의 경제데이터를 수집하여 경제데이터 당 발생원단위를 산정하였다. 제 5차 전국 폐기물 통계조사에서 처음으로 신설된 항목은 병상 수(bed 수)이다. 법적으로 의료기관 구분 시병상 수를 기준으로 나눈다. 특히 의료기관의 경제데이터별 발생원단위를 살펴보면 종사자수, 건물면적보다 병상 수와 의료폐기물 발생량의 상관성이 높음을 볼 수 있다. 따라서 향후 통계조사에서 병상 수 항목을 유지하여 시계열성을 확보한다면 보다 활용도 높은 통계결과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

1996년부터 환경부에서 시행된 전국폐기물통계조사는 매 5년을 주기로 조사를 실시하며 폐기물의 종류별 발생 및 처리현황 파악 및 폐기물 발생원에 따른 발생원단위를 산정한다. 사업장 폐기물의 경우 올바로 시스템에 매년 실적보고를 하며 전국폐기물통계조사는 실적보고 자료와 별도의 추가 설문조사를 통해 사업장의 경제데이터를 확보한다. 제 5차 전국폐기물통계조사에서는 객관성 높은 통계 자료를 얻기 위해 모든 폐기물에 동일한 방법론을 적용했던 기존의 조사･분석 방법에서 사업장에 특성에 따른 조사를 실시하였고 SAS프로그램을 이용한 무응답 조정 가중치 산출, 캘리브레이션 가중치 산출, 변동계수 산출 등 통계적 기법을 추가하였다. 사업장 일반폐기물은 대기, 수질, 소음진동 등에서 규정하는 사업장에서 배출되는 배출시설계 폐기물과 배출시설계 외 1일 300 kg이상 배출하는 사업장 생활계폐기물(공사 및 작업관련 폐기물 5톤이상 포함)로 규정하고 있다. 본 연구에서는 배출시설계 폐기물과 사업장생활계폐기물이 포함된 사업장 일반폐기물 간의 발생원단위를 비교하였다. 향후 조사에서는 환경영향평가 등에 활용 가능하도록 배출시설계 폐기물의 경우 사업체 규모에 따라 나누어 발생원단위 산정을 하는 것이 필요하다고 사료된다. 또한 현재 경제데이터 조사방식인 임의조사의 한계를 보완하기 위해 추가 표본조사 실시를 권장하며, 장기적으로는 법 개정을 통해 올바로시스템 전수조사 방법을 제안한다.

최근 ｢녹색성장기본법｣과 RPS 제도 등의 시행으로 화석연료에 의존하는 기존의 에너지 시장이 신･재생에너지 시장으로 변화되어감에 따라 국내 신･재생에너지 시장의 확대가 이루어지고 있다. 또한 에너지 자립의 측면에서 국내･외적으로 유기성폐자원 바이오가스화에 대한 관심이 증가하고 있는 실정이다. 이에 따라 각 정부부처는 유기성폐자원의 바이오가스화 처리의 확대를 추진 중에 있다. 하지만 다수의 자자체 및 단체에서 바이오 가스화 시설의 설치를 예정하고 있으나 설치 및 운영 인력들의 대한 바이오가스화 시설에 대한 전문성이 확보되지 않은 상태에서 설치 및 시설 운영으로 가동률 저하가 발생하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 유기성폐자원 바이오가스화 부문 산업현황 조사와 바이오가스화 부문 업체 및 종사자 인원을 조사 및 전문인력 대상 설문조사를 통해 교육체계 개발의 타당성을 입증하였다. 또한 NCS 및 전문인력의 수행 및 요구 직무를 분석하여 유기성폐자원 바이오가스화 시설의 기획단계, 설계단계, 시공단계, 운영단계까지의 필요 교육내용과 교육체계를 단계별로 도출하였다. 유기성폐자원의 바이오가스화를 주도할 수 있는 전문인력을 양성하는 프로그램을 개발하는 것으로 목적으로 하고 있다. 현재 운영되고 있는 바이오가스 산업분야에 대한 현황을 조사, 분석하여 교육체계 프로그램을 개발하여 전문인력의 전문성 제고 방안을 마련하였다. 이로 인하여 유기성폐자원 바이오가스화 부문의 전문성이 확보되고 안정적인 유기성폐자원 바이오가스화 처리가 가능하여 바이오가스화 산업의 확대가 기대된다.

현재 우리나라 환경부에서 발간하는 ‘전국 폐기물 발생 및 처리현황’에 의하면 소각재의 구분은 ‘소각재’, ‘연소재’로 구분되어 있으며 ‘사업장배출시설계폐기물’ 항목으로 집계되고 있다. 소각재 및 연소재의 발생 현황을 살펴보면 연소재의 경우 최근 5년간의 발생량은 큰 변화 없이 약 8,000천톤 내외로 일정한 양을 보였지만, 소각재는 매년 증가경향을 보였으며 2010년 약 1,667천톤에서 2014년 약 3,054천톤으로 두 배정도가 증가하였다. 또한, 2014년 기준 소각재의 발생비율은 소각재 및 연소재의 총 발생량(11,410.3천톤) 중 26.8%를 차지하고 있다. 발생하고 있는 소각재의 재활용은 폐기물종류 및 업종에 따라 다르지만, 일반적으로 비산재는 중금속의 유해특성이 높아 재활용이 극히 제한적이고, 바닥재는 상대적으로 유해성이 낮아 재활용 가능성이 높아 다양한 용도로 재활용이 가능하다. 본 연구는 최근 자원순환법 제정, 폐기물관리법 개정 등 환경부의 재활용활성화 정책을 적극 추진하고 있고, 바닥재가 경량골재, 재활용 벽돌, 아스팔트 채움제 등으로 다양하게 재활용되고 있는 상황을 고려하여 중금속 용출특성과 물리･화학적 특성 중심으로 제지소각바닥재에 대한 재활용의 용도 및 방법을 다양화시키기 위한 목적이 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 7개 제지업체에서 발생하는 제지소각바닥재의 중금속 용출특성과 물리･화학적 특성을 중심으로 석탄재와 비교분석하였다. 그 결과 석탄재의 수분 및 강열감량에 대한 재활용 환경기준은 없으나, 재활용 제품 품질기준을 제시하고 있고, 제지소각재의 수분과 강열감량은 석탄재 재활용 제품의 품질기준을 만족하는 경우(유동상식)와 그렇지 않은 경우(스토커식)로 나타났다. 중금속용출은 전 항목 지정폐기물, 바닥재 재활용, 요업제품 원료기준의 용출기준을 모두 만족하였으며, 석탄재와 차이가 거의 없었다. 화학성분은 석탄재와 비교하였을 때 비슷한 범위를 보였지만, 재활용 제품 품질기준을 만족하는 경우(유동상식)와 그렇지 않은 경우(스토커식)로 나타났다. 이와 같이 유동상식에서 배출된 제지소각 바닥재의 물리화학적 특성, 중금속 용출농도가 석탄재와 큰 차이가 없고, 품질기준을 만족하는데도 불구하고 재활용이 활성화되어있는 석탄재와 비교하였을 때 제지소각 바닥재는 상대적으로 재활용의 제약을 받고 있는 것으로 보인다. 본 연구결과 유동상식에서 배출된 제지소각 바닥재는 ｢자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률｣ 별표 4에 제시되어 있는 석탄재의 재활용용도 중 콘크리트 및 시멘트 제품(콘크리트 혼화재, 시멘트 및 시멘트 클링커 제조 원료)으로서 재활용이 가능할 것으로 평가되며, 일부 품질기준을 충족시키지 못하는 경우(스토커식), 소각로 방식을 유동상식으로 변경할 경우 품질기준을 충족하는 것이 가능할 것으로 보인다.

음식물류 폐기물은 2005년부터 분리배출 되고 있으며, 퇴비화, 사료화 등을 비롯하여 다양하게 자원화가 이루어지고 있다. 2015년 기준 생활 폐기물 중 음식물류 폐기물의 재활용률은 13,690톤/일로 전체 생활폐기물 대비 96.6%를 기록하였다. 이 중 49%가 사료화, 29%가 퇴비화, 7.3%가 바이오가스화, 14.7% 기타방법으로 처리되고 있는 실정이다. 정부의 음식물류 폐기물 자원화 정책에도 불구하고 음식물류 폐기물 자원화 업체의 제품 품질 문제, 퇴비의 미부숙 문제 등 자원화 업체에 대한 관리 감독 미흡, 자원화 시설 및 중간처리 등의 문제로 음식물류 폐기물의 자원화가 건전하게 이루어지지 않고 있는 실정이다. 또한 음식물류 폐기물 자원화 산물의 유통체계 미흡 및 부정적 인식으로 자원화 제품의 유통이 원활히 이루어지지 않는 문제점이 대두되었다. 음식물류 폐기물의 처리 실태 파악을 위하여 퇴비화, 사료화, 바이오가스화 등의 음식물류 폐기물 자원화 업체를 대상으로 방문 및 설문 조사를 실시하였다. 현재 음식물류 폐기물의 처리 실태를 파악하였다. 음식물류 폐기물 자원화 적격업체 심사 기준으로 음식물류 폐기물 자원화 업체를 관리 감독하고 있지만, 미부숙 퇴비 유통, 자원화 제품의 이물질 과다 포함 등의 문제로 자원화 제품 이용에 부정적 영향을 주는 것으로 나타났다. 따라서 음식물류 폐기물 자원화 건전성 확보를 위하여 본 연구에서는 음식물류 폐기물 자원화 업체에 대한 관리감독 개선 방안과 음식물류 폐기물 처리 선진화, 자원화 제품의 부정적 인식 등의 개선방안을 마련하였다.

2005년부터 음식물류 폐기물 분리배출제도 도입을 비롯하여 음식물류 폐기물의 자원화 방안에 대해 여러 가지 방법이 강구되고 있다. 이러한 자원화 노력으로 되어왔지만, 조리 전 생 쓰레기 형태의 음식물류 폐기물에 대해 구체적인 재활용 방안이 없는 실정이다. 과채류의 유통경로에 따라 생산현장 및 가공현장에서 발생하는 세척, 다듬기 후 발생하는 부산물은 사료의 원료로 활용가능하나, 그 동안 적절한 유통체계 없이 사료로 활용되거나 퇴비화 또는 소각처리 하고 있다. 본 연구에서는 과채류 부산물의 정의를 세우고, 농림축산식품부의 농수축산물 표준코드 및 기타 관련 논문을 통해 과채류 부산물의 분류 기준을 마련하였다. 전국 공영도매시장의 과채류 부산물 처리 현황을 조사하고, 시장 유형에 따라 대표 지역을 선정하여 과채류 부산물의 유통구조와 과채류 부산물 발생량을 추정하였다. 전국 4개 시장과 N 대형마트의 물류센터를 대상으로 과채류 부산물을 구분하고, 삼성분, 발열량, 원소분석 등을 측정하였고, 시장 내 중도매인 180여명을 대상으로 과채류 종류별 부산물 발생량 설문 조사를 실시하였다.

현재 우리나라 환경부에서 발간하는 ‘전국 폐기물 발생 및 처리현황’에 의하면 소각재의 구분은 ‘소각재’, ‘연소재’로 구분되어 있으며 ‘사업장배출시설계폐기물’ 항목으로 집계되고 있다. 소각재 및 연소재의 발생 현황을 살펴보면 연소재의 경우 최근 5년간의 발생량은 큰 변화 없이 약 8,000천톤 내외로 일정한 양을 보였지만, 소각재는 매년 증가경향을 보였으며 2010년 약 1,667천톤에서 2014년 약 3,054천톤으로 두 배정도가 증가하였다. 또한, 2014년 기준 소각재의 발생비율은 소각재 및 연소재의 총 발생량(11,410.3천톤) 중 26.8%를 차지하고 있다. 발생하고 있는 소각재의 재활용은 폐기물종류 및 업종에 따라 다르지만, 일반적으로 비산재는 중금속의 유해특성이 높아 재활용이 극히 제한적이고, 바닥재는 상대적으로 유해성이 낮아 재활용 가능성이 높아 다양한 용도로 재활용이 가능하다. 본 연구는 최근 자원순환법 제정, 폐기물관리법 개정 등 환경부의 재활용활성화 정책을 적극 추진하고 있고, 바닥재가 경량골재, 재활용 벽돌, 아스팔트 채움제 등으로 다양하게 재활용되고 있는 상황을 고려하여 중금속 용출기준을 중심으로 바닥재에 대한 재활용의 용도 및 방법을 다양화시키기 위한 목적이 있다. 따라서 본 연구에서는 중금속 용출기준으로 제지소각 바닥재를 고경량골재, 재활용 벽돌, 아스팔트 채움제로서 재활용시 유해성의 여부를 검토하였다.

‘전국폐기물 통계조사’는 폐기물 관리법 제 11조에 의거 매 5년 단위로 수행되고 있으며, 폐기물의 종류별 발생 및 처리현황과 폐기물 발생원에 따른 발생 원단위 등의 조사가 이루어진다. 본 통계조사는 폐기물처리시설의 설치 등 폐기물관련 계획수립에 필요한 자료와 관리정책수립에 필요한 기초자료 확보를 목적으로 한다. 통계조사는 크게 생활폐기물과 사업장폐기물로 구분되며, 사업장 폐기물은 배출시설계 폐기물, 지정폐기물, 의료폐기물, 건설폐기물로 나누어져 있다. 본 연구에서는 사업장폐기물에 대한 분석연구를 실시하였다. 통계조사는 현재 4차 조사까지 완료되었고, 5차 조사가 진행 중에 있으며, 1차, 2차, 4차(3차는 발생원단위를 산정하지 않아 제외)조사를 비교 분석하여 개선사항을 도출하였고 5차 조사에 반영하였다. 조사방법을 보면, 1차와 2차는 우편을 통한 표본조사 방식이고, 4차와 5차는 ‘한국환경공단’에서 운영하는 “올바로시스템”을 통해 실적보고 자료를 전수조사하고 경제데이터는 별도의 팝업창을 통해 임의수집 하는 방식이다. 경제데이터가 의무가 아닌 임의적으로 확보가 되었기 때문에 확보된 사업체 데이터를 표본으로 하여 모수를 추정하는 추가적인 통계적 작업이 필요하다고 판단하였고, 무응답 조정 가중치 등 통계적 객관성을 높이는 작업을 하도록 제시하였다. 또한 변동계수(CV)와 관측치를 산출표에 별도로 표기하여 사용자들이 데이터의 신뢰도를 판단, 선택적으로 사용할 수 있도록 하였다. 산업단지 관련, 환경영향평가서를 작성하는 실제 이용자들로부터 4차 조사의 배출시설계폐기물 발생원단위가 과대평가되었다는 의견이 있었다. 따라서 배출시설계 폐기물의 경우 산업단지와 일반 사업체를 구분하여 원단위를 산정하여야 하고 규모별 원단위를 구해 환경영향평가 등에 활용됨에 있어 오류를 최소화시킬 필요가 있다고 판단된다. 건설폐기물의 경우 다년도 공사와 단 년도 공사를 구분하고, 현재 건설폐기물 원단위 이용 시 가장 보편적으로 사용되는 건설표준품셈의 폐기물 분류기준을 적용한다면 보다 좀 더 활용도 높은 원단위 산정이 가능해질 것으로 보인다. 현재 실적보고를 통해 배출량은 의무적으로 전체 사업체가 제출하고 있지만 종사자 수, 면적 등의 경제데이터는 의무사항이 아니기 때문에 원단위 값의 객관성을 높이기 위한 데이터 추가확보가 필요하다. 무엇보다도 실적보고 제출 시 종사자 수, 면적 등을 의무적으로 기입하도록 법이 개선되는 것이 가장 바람직하다고 사료된다.

농촌진흥청에서 고시하고 있는 비료공정규격에 따르면 퇴비의 적정 염분은 2% 미만으로 규정하고 있으며 이 기준은 일반퇴비 및 음식물류폐기물퇴비(이하 음식물퇴비) 구분없이 동일한 기준이 제시되고 있다. 실제 농가에서는 음식물퇴비 내 염분이 높다는 편견이 있어 작물을 키우는데 음식물퇴비를 사용할 경우 작물이 죽거나 잘 자라지 않는 등의 의식이 팽배하여 작물재배 및 농가에서 음식물퇴비의 사용량이 저조하며 의식이 부정적인 상황이다. 따라서 본 연구에서는 음식물퇴비의 염농도, 혼합율에 따른 작물재배 실험을 진행하였으며 작물 재배 시 염분농도에 따라 작물이 받는 영향에 대해 알아보고자 하였으며 토양의 염분농도, 음식물퇴비의 염분농도, 토양과 음식물퇴비의 혼합율에 따라 작물의 발아율, 성장정도의 변화를 살펴보고자 하였다. 실험은 토양별 염분농도, 음식물퇴비의 염분농도, 토양과 음식물퇴비의 혼합율, 총 3가지 조건에 변화를 주어 실험을 진행하였다. 실험은 총 5일주기로 각 작물의 발아율, 성장정도, 토양 내 염분농도를 측정하였으며 염분농도의 유실량 및 작물로의 흡수량을 보기위해 염분농도 측정 대조군을 측정용으로 설정하였다. 첫 번째 실험은 토양 염도가 작물에 끼치는 영향을 알아보기 위해 토양 내 염분농도를 각각 0.5%, 1.0%, 1.5%, 1.7%, 2.0%, 2.2%, 2.5%로 조절하여 작물 재배 실험을 진행하였다. 두 번째 실험은 토양에 혼합하는 음식물퇴비의 염분이 작물에 끼치는 영향을 알아보기 위해 토양과 음식물퇴비를 20:1로 혼합하였으며 혼합하는 음식물퇴비에 염분농도를 1%, 2%, 3%, 4%, 5%로 추가 조절하여 작물 재배 실험을 진행 하였다. 세 번째 실험은 음식물퇴비와 토양의 혼합율이 작물에 끼치는 영향을 알아보기 위해 토양과 음식물퇴비의 혼합비를 각각 1%, 3%, 5%, 10%로 조절하여 작물재배 실험을 진행하였다. 실험 결과 음식물 퇴비의 혼합 없이 토양의 염도를 추가해준 경우, 작물이 재배될 수 있는 최대 염분농도는 2.0% 미만으로 측정되었으며, 토양 내 혼합하는 음식물퇴비의 적정염도는 5% 이하에서 가장 높은 효율을 나타냈다. 음식물퇴비를 사용하여 작물을 재배 할 시 일반적으로 혼합되는 비율인 20:1로 혼합하였을 경우 음식물퇴비의 적정 염도는 5%로 확인되었다. 이는 시중에서 판매하는 음식물 퇴비보다 1%높은 염분농도임을 확인하였다. 이는 음식물퇴비의 혼합비율은 작물의 발아율에 부정적인 영향을 주지 않는다는 것으로 판단되며 음식물퇴비를 이용하여 작물 재배를 하였을 시 기존보다 우수한 발아율 및 성장정도를 나타내는 것으로 보인다.

혐기성소화 공정은 기본적으로 가수분해단계(Hydrolysis), 산생성 단계(Acidogenesis), 메탄생성단계(Methanogenesis) 총 3단계로 구분지울 수 있으며, 메탄생성단계에서 아세트산(Acetic acid)과 수소 등의 유기물이 메탄으로 전환되면서 혐기발효의 안정화가 이루어진다. 유기성 폐기물의 혐기성 소화는 유기성 폐기물을 기질로 하여 가수분해와 산발효 및 메탄발효 과정을 통하여 메탄으로 생성된다. 혐기 발효 시 유기산과 pH 변화는 혐기발효의 중요한 영향인자 중 하나이며, 혐기 발효의 안정성을 판단할 수 있는 지표가 된다. 본 연구에서는 보편적으로 사용되는 단상 혐기 발효조를 이용하여 투입되는 유기물(VS)농도, 원료배합(돈분 중 분 성분이 30%, 뇨 성분이 70%) 등 운전조건의 변화에 따라 유기성 폐기물의 혐기성 발효가 진행되는 과정을 분석하였으며, 발효 과정 중 생성되는 아세트산, 프로피온산, 부틸산 등 총 9종류의 유기산 분석과 이에 따른 바이오가스 생산량과 메탄발생량을 분석하였다. 혐기성 발효조는 호기성 산화열을 이용하여 혐기성 소화조를 간접적으로 가온하였으며, 중온 혐기성 소화를 진행하였다. 음식물류 폐기물과 돈분뇨 혼합비에 따라 CASE 1, CASE 2, CASE 3로 분류하였으며, CASE 1의 비율은 음식물류 폐기물 8kg과 돈분뇨 20L, CASE 2 음식물류 폐기물 10kg과 돈분뇨 20L, CASE 3는 음식물류 폐기물 8kg과 물 20L의 조건으로 실험을 진행하였다. 본 실험에서 혐기성 소화조의 pH는 평균 8.17로 나타내어 안정적인 혐기 소화 효율을 나타내었다. 혐기성 소화조의 온도는 평균적으로 38℃로 중온소화가 가능한 것으로 확인되었다. 혐기성 발효 과정 중 생성된 유기산의 농도는 33.67∼1,452.81mg/L로 분석되었다. 일반적으로 혐기발효시 안정적인 VFA의 농도는 500mg/L 이하이며, 운전기간 동안 전체 유기산 농도는 432.86mg/L로 분석되어 안정적인 혐기 발효가 진행되었다고 판단하였다. 바이오가스 발생량의 경우 CASE 1에서 0.29~0.31㎥/day로 나타났으며, CASE 2는 0.325㎥/day로 나타났다. 본 연구를 통하여 혐기 발효시 발생되는 유기산 농도와 pH 변화에 따라 유기성 폐기물의 혐기 발효 시 안정성을 판단한 결과 운전기간 동안 혐기발효는 안정적으로 이루어 졌다고 판단되었다.

우리나라는 심각한 매립지 부족 문제를 해소하기 위하여 2016년 5월 ｢자원순환사회기본법｣을 제정･공포(2018년 1월 시행)하여, 소각 및 매립량이 많은 지자체 및 폐기물 배출자에게 높은 경제적 부담을 지우는 등 매립제로를 위한 강화된 규제를 도입할 계획이다. 경기도 G군의 경우 2020년경 매립지가 포화상태에 도달하고, 처분부담금도입에 따른 지자체 재정부담이 증가할 것으로 예상되기 때문에 매립되는 폐기물의 양을 줄이고, 매립지 가용용량을 늘릴 수 있는 효과적인 방안마련이 필요하다. 신규매립지 확보 및 소각시설 설치는 막대한 비용이 소요될 뿐만 아니라 민원 등으로 부지확보가 용이하지 않기 때문에 현 매립지를 효율적으로 활용할 수 있는 방안모색이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 G군 폐기물 매립제로화를 통해 G군 폐기물매립지 가용용량을 확대함으로써 매립지 사용연한을 늘려 G군 폐기물관리의 지속가능성을 확보하는 방안을 검토하였다. G군 폐기물매립지의 가용용량을 확대하는 방안으로 기매립된 폐기물 중 에너지화가 가능한 가연성폐기물을 선별하여 에너지화함으로써 매립지의 가용용량을 확대하는 순환형 매립지 정비사업이 있다. 이를 위해 가연성폐기물 에너지화사업의 경제성 확보 및 선별된 가연성폐기물의 안정적 에너지화 가능여부를 살펴보았다. 우선 선행연구사례를 적용, G군매립지의 폐기물의 성상을 추정하여 보았다. G군매립지의 매립폐기물의 평균 함수율을 20%로 산정하여 가연성폐기물 선별률 80%를 적용하면, G군매립지의 매립폐기물 중 선별가능한 가연성폐기물의 양은 97천톤이다. 분해율이 높은 유기성폐기물(음식물류폐기물 및 종이류 등)을 제외하고, 플라스틱류 및 섬유류만 선별한다고 할 경우 선별가능한 가연성폐기물의 양은 약 80천톤이다. 다음으로 전국 폐기물 발생 및 처리현황 통계의 G군 매립량 및 매립폐기물의 성상통계자료를 토대로 추정하였다. 1996년 ~ 2016년까지의 총매립량은 219천톤이며, 이 중 음식물류폐기물 및 종이류의 선별은 어렵다고 보고 기타 가연성폐기물을 선별한다고 할 경우 총매립량의 약 40%가 선별가능 가연성 폐기물이 되며, 이 중 약 80%를 최종선별 한다고 할 경우 에너지화 대상 최종선별 가연성폐기물의 양은 70천톤이다. 이상의 결과를 종합하면 G군 매립지의 매립폐기물 중 에너지화 대상폐기물로 최종선별가능한 폐기물은 70천톤~80천톤으로 추정된다. 현재 매립량(27톤/일)을 그대로 유지하고 1~3단계 매립지 대상 순환형 매립지 사업을 통해 372,850㎥의 기매립된 폐기물 중 가연성폐기물은 선별하고, 토사류는 복토재로 재활용할 경우 28.1년의 추가적인 매립지 사용기간 연장가능하다. 종량제봉투폐기물 전처리설비의 효율이 증가하여 일평균 매립량이 27톤/일에서 7톤/일로 감소하고, 2~3단계 매립지만을 대상으로 순환형 매립지 사업을 진행한다고 할 경우 279,250㎥의 매립공간을 확보할 수 있으며, 매년 2,555㎥의 폐기물이 매립된다고 할 경우 최대 96.7년의 매립지 수명연장이 가능하다.

우리나라는 현재 지방자치제도를 시행하고 있다. 지방자지제도란 일정한 지역을 바탕으로 하는 단체 혹은 해당지역의 주민이 스스로 산출한 기관이 해당 지방의 행정을 관할하는 제도이다. 그렇기에 지방자치단체(이하 지자체)에서 발생하는 생활폐기물의 수집운반 업무의 책임 또한 해당 지자체의 장이 지고 있다. 생활폐기물 수집운반 업무는 각 해당 지자체가 직접 조직을 구성하여 운영하는 이른바 직접운영과 민간업체에 해당 업무를 위탁하여 진행하는 위탁운영으로 구분할 수 있다. 직영은 각 지자체가 직접 수집운반에 소요되는 비용을 지불하고 있으나 위탁의 경우 앞서 언급한 직영과는 조금 다른 비용지불법을 사용하고 있다. 이는 업무의 효율과 투명성을 높이기 위해 공개입찰제를 시행하고 있는데 이 과정을 통해 선정된 폐기물 수집운반업자에게 비용을 지불하고 해당 업무를 진행하고 있다. 하지만 해당 업무에 필요한 예산은 지자체가 임의로 배정하는 것이 아니라 지자체 혹은 폐기물 수집운반 업자가 아닌 제 3자가 계상하고 있으며 제 3자가 비용의 계상시에도 지자체가 비용을 지불하고 있는데, 이를 추산해본 결과 전국적으로 매년 약 25억원을 지출하고 있는 것으로 나타났다. 하여 본 연구의 목적은 매년 생활폐기물 수집운반업무의 민간위탁시 원가산정으로 낭비되는 비용을 저감키 위함이다. 이를 위해 각 지자체의 폐기물 수집운반 원가산정 보고서를 분석하였으며 그 결과 폐기물 수집운반 원가는 해당 업무에 소요되는 시간을 산정하고 이를 바탕으로 인건비, 장비 사용료 등을 계상하고 있음을 파악하였다. 하여 생활폐기물 수집운반 소요시간 산정모델을 개발하였다. 수집운반에 소요되는 시간을 산정하면 이를 바탕으로 수집운반 소요원가를 산정할 수 있음에도 불구하고 소요시간만 산정하는 모델을 개발한 이유로는 각 지자체마다 각기 다른 기준을 적용하여 생활폐기물 수집운반 소요원가를 산정하고 있기 때문이었다. 본 연구를 진행키 위해 폐기물 수집운반 현장조사를 진행하기로 하였으며, 대상지역을 선정하였다. 선정기준은 인구밀도이며 국내에 존재하는 모든 지자체의 인구밀도를 각 지자체에서 발간하는 ‘통계연보’를 통해 수집하였다. 이후 이를 내림차순으로 정렬하고 상위에서 25%씩 총 4그룹으로 분할하였다. 그리고 각 구간별 인구밀도의 평균과 가장 가까운 지자체 총 12개가 선정되었다. 그리고 지자체별 폐기물 수집운반업체를 찾아 폐기물 수집운반 차량에 GPS를 장착하고 추적조사를 통해 차량이동 궤적, 이동소요시간, 이동거리를 수집하고 설문조사를 통해 차량종류, 작업원 수, 폐기물 수집량을 수집하였다. 수집된 정보 중 폐기물 수집소요시간에서 폐기물 수집량을 나누어서 단위생활폐기물 수집소요시간(hr/ton)을 구하였고 이를 이용하여 이것과 다른 데이터들의 상관관계를 회귀분석을 통해 진행하였다. 그 결과 단위생활폐기물과 가장 유의성이 높은 인자는 주택밀도(호/km²)로 분석되었고 단위생활폐기물 수집소요시간과 주택밀도와의 회귀분석식을 통해 나타난 식을 이용하여 생활폐기물 수집운반에 소요되는 시간을 산정할 수 있음을 확인하였다.

This research examined the possibility of the temperature maintenance of an anaerobic digestion reactor without external heating by the oxidation heat generated in an aerobic fermenter, considering the difficulties of anaerobic digestion because of the winter season in Korea. For the experiment, an anaerobic digestion chamber was installed inside, the device with aerobic fermentation installed outside was used, the anaerobic digestion chamber was covered, and the raw material was used in the perspective of handling livestock excretion and food waste. During 230 days of operation in total, normal operation was started after about 120 days, and during that operating time, the temperature change, degradation behavior of organisms, and digestion yield were analyzed; the results are shown below. In the situation excluding the aerobic reactor in the summer season, maintaining the temperature of the digestion chamber at 30°C was possible through heat storage within the house, but the temperature decreased to about 20°C because of the outside temperature in the winter season, and maintaining the temperature of the digestion chamber at 25°C was possible as long as the aerobic fermentation chamber maintained its temperature of more than 50°C. Regarding the results for the effects of the inside and outside temperature of the house on the aerobic reactor chamber temperature, a significant effect was not examined, and it was identified that the aerobic reactor temperature relied on the degree of aerobic microorganism vitalization. When using a hot-water system with solar heat, the possibility of usage as complementary energy in the unstable winter season was checked. Even in the winter season, maintaining the temperature of the anaerobic digestion chamber without external heating was possible, and even during the time of operation, although the temperature changed from 25°C to 38°C, methane gas was stably produced.

정부의 지속적인 음식물 처리 및 감량에 대한 정책추진으로 ’08년부터 음식물류폐기물 발생량 연평균 3% 이상 감량 성과를 달성하였으나 통계청에 따르면 우리나라 인구는 2020년까지 연평균 0.32%씩 증가가 예상되고 1인 가구 증가, 외식문화의 발달로 인한 음식물류폐기물에 대한 지속적인 대책 마련이 필요한 실정이다. 또한, 음식물류폐기물은 분리배출 기준 및 단지별 종량제 등으로 인한 주민불편과 자원화 시설의 기술 및 법･제도상의 문제, 제품의 유통 관리 미비로 인하여 음식물류폐기물의 체계적 관리방안의 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 주민 편의 증대 및 자발적 자가 감량 유도와 지역별 맞춤형 지원 순한 사회 구현을 목적으로 음식물류폐기물의 문제점을 도출하고 개선사항을 검토하고자 한다. 본 연구에서는 음식물류폐기물의 문제점 및 개선사항 검토를 위해 배출부터 이용까지의 물질흐름 분석, 주민 설문 및 문헌조사를 통한 민원 발생･신고 현황, 해외 우수사례 현황, 과거 음식물류폐기물 관련 종합대책 세부추진 비교･분석, 자원화 업체 현장조사, 각종 포럼 참석을 통한 현황 파악, 관련 법 및 제도의 물질흐름 작성 등을 시행하였다. 이를 통해 발생원 관리, 수집･운반 체계 관리 및 선진화, 지역별 맞춤형 자원화 방법 도입, 자원화 시설 관리, 자원화 제품의 이용 촉진에 대한 개선사항과 각각의 세부사항을 검토하였다. 각 단계별로 도출된 대표적인 문제점은 다음과 같다. 배출단계에서는 종량제 봉투 내 이물질 혼입 문제, 낮은 주민부담률로 인한 지자체 청소행정비용의 부담 문제, 음식물류폐기물의 분리배출 기준에 대한 주민 불편 문제 등이 도출되었다. 수집･운반 단계에서는 양질과 저질의 음식물류폐기물이 혼합되어 수거되는 문제, 종량제 방식(종량제 봉투, RFID, 납부필증, 전용용기)별 문제, 공동주택 단지별 종량제(공동용기 배출)로 인한 비용부담의 형평성 문제, 수집･운반 차량으로 인한 악취, 침출수 등의 미관 저해 및 환경문제, 수집･운반 대행자 선정 기준의 공정성 문제 등이 도출 되었다. 또한 자원화(처리) 및 이용단계에서 도출된 가장 큰 문제점으로는 시설의 문제와 음식물류폐기물을 이용하여 생산된 자원화 제품의 유통과 수요창출 등의 문제가 도출되었다. 본 연구에서는 음식물류폐기물의 종합관리체계 구축을 위해 첫째, 발생원 관리를 통한 자가감량 유도대책 추진(분리 배출기준 확대, 가정 내 간이 탈수기 사용 장려, RFID 종량제 확장 및 다양화, 주민부담률 현실화 등) 둘째, 수집･운반 개선을 통한 무게 종량제 확대 및 수거체계 다양화(단독주택 거점 수거 확대, 수거차량 현대화 및 다양화 등) 셋째, 처리 다각화를 통한 지역별, 폐기물특성별 맞춤형 대책 추진(지역별 맞춤형 자원화 방법도입, 바이오 가스화 시설 병합처리 유도, 수분 감량기기 부산물의 이용 확대 등) 넷째, 자원화 제품 관리를 통한 인식제고 및 관리 강화(재활용 사료･퇴비에 대한 인식 개선 홍보 추진, 생산･유통 추적 시스템 구축 등)를 개선사항으로 검토하였다. 향후 연구 진행에 있어서는 중앙정부, 지자체, 관련업체, 주민들의 의견을 수렴하여 음식물류폐기물의 발생억제와 관리체계 선진화, 재활용 다각화 및 활성화를 위한 연구를 진행해야할 것으로 사료된다.