The use of mechanical treatment (MT) for preparing solid refuse fuel (SRF) using municipal solid waste has been growing in Korea. One of the problems with using this treatment measure is the generation of residual waste from the MT, which will not be contained in the SRF. Most of this waste will be dumped into landfill instead of being used for the production of SRF. Much of the waste will be organic portions originating from food and biodegradable wastes. Consequently, the organic portion dumped into the landfill generates methane gas, which is a strong greenhouse gas. In this paper, the waste from MT was investigated directly at the MT facility located at Su-Do-Kwon landfill site to develop proper treatment measures to avoid disposing of the MT waste in landfill, which is prohibited in Germany and England.

Mechanical Biological Treatment (MBT), widely spread in Europe, is a process combined with mechanical separation and biological treatment. This is an alternative technology that can accomplish WtE (Waste-to-Energy) and landfill diversion. Bio-drying, aimed to produce high quality SRF, focused on removing moisture of waste through generated heat when biodegradable organic material is partially degraded by micro-organism. However, most of SRF production facilities in Korea consist of mechanical treatment. In those, 40% of input waste have been generated as residue disposed of in landfill. As a result of physico-chemical characteristic analysis of residue from target facilities, composition of food wastes, papers and plastics ranged 6.7 ~ 18.3%, 9.1 ~ 17.3%, and 5.8 ~ 12.2%, respectively. The moisture content of residue was about 43%, and low heating value was analyzed a range of 1,300 up to 1,900 kcal/kg. Results showed that combustible material having potential to produce SRF is discarded and the amount of biodegradable material such as food waste is still large. Therefore, we assumed it may cause pollution in terms of landfill gas emission and high concentrated leachate generation. In this study, recent trends of Bio-drying is discussed as the alternative technology to solve problems at SRF production facilities in South Korea.

최근 선진국을 중심으로 자원고갈 및 기후변화에 대응하기 위하여 신재생에너지의 개발 및 생산에 많은 노력을 기울이고 있으며, 특히 폐자원으로 에너지를 확보하기 위한 정책을 적극적으로 추진하고 있다. 국내에서도 폐자원의 자원순환형사회 구축을 위해 폐자원의 에너지화를 위한 폐기물 연료화 시설(MBT, Mechanical Biological Treatment)을 설치하여 고형연료 즉, SRF(Solid Refuse Fuels)를 생산하기 위한 시설의 도입을 적극추진하고 있다. 유럽에서는 1990년부터 최근까지 300여개소의 MBT 시설이 설치 운영 중에 있으며, 초기에는 폐기물의 매립량 최소화 또는 매립지의 환경부하를 절감하기 위한 방법에서, 최근에는 SRF 생산 또는 에너지 회수가 주목적이 되고 있다. 국내에도 2015년 현재 수도권매립지 등 약 20여개의 생활폐기물 연료화 시설이 가동 및 계획 중에 있으나, 생물학적 처리공정(BT, Biological Treatment)이 결여된 MT(Mechanical Treatment) 위주의 공정으로 인해 고형연료로 회수할 수 있 수 있는 가연성물질의 상당부분이 잔재물로 배출되어 매립 또는 소각처리 되고 있다. 이에 본 연구에서는 국내 운영되고 있는 생활폐기물 연료화 시설을 대상으로하여 고형연료로 회수되지 못하고 배출되는 잔재물에 대한 공업분석, 원소분석, 발열량 등의 특성을 분석하여, 향후 이를 고형연료로 회수하는 공정을 개발하기 위한 자료로 활용하고자 한다.

국내 폐자원 에너지분야에서 큰 비중을 차지하는 가연성 폐기물 에너지화는 주로 소각 여열회수와 고형연료생산을 통해서 이루어지고 있다. 고형연료화시설은 가연성 폐기물을 적정 가공하여 장기간에 걸쳐 보관이 쉽고, 운송이 용이, 매립량을 줄이는 점 등에서 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 고형연료화시설에서 최종 공정을 거친 잔재물이 발생, 매립되고 있어 이를 개선하기 위한 연구가 필요한 것으로 판단된다. 본 연구에서는 고형연료화시설의 설계, 운영시 효율적인 바이오매스 관리를 위하여 국내 고형연료화시설 2곳을 선정, 각 공정에서 처리되는 가연물과 유기물 그리고 잔재물을 대상으로 물리･화학적 성상분석을 통하여 가연물 및 유기물의 흐름을 파악하였다. 또한, 발열량과 유럽표준시험방법인 SDM의 상관관계를 비교･분석함으로써 각 공정별 시료의 바이오매스 특성을 분석하였다. 연구 결과 육안 선별과 SDM의 상관관계는 높은 것으로 나타났으나 발열량과 SDM을 비교하였을 때에는 상관관계의 경향이 일정하지 않았다. 이는 각 공정별로 처리되어 혼합되는 가연물 및 유기물이 바이오매스 조건에 충족될지라도 성상이 상이함에 따라 차이가 나타나는 것으로 사료된다. 향후 국내와 해외 고형연료화시설간의 프로세스를 분석한 고찰을 통하여 공정에 따른 바이오매스 관리 기준을 모색할 필요성이 있다. 본 연구 자료는 바이오매스 특성을 고려한 고형연료화 시설의 설계, 운영에 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

This paper examined energy consumption distribution by process and energy production-effect of MBT facilities inKorea. Generally, facilities that use fossil fuels for drying consumed energy about 70~80% in drying and exhaust gasestreatment process and energy distribution was heavily affected a position of drying and a kind of fuel. Energy production-effect by the ratio of input-energy to output-energy ranged from 4.54 to 9.60, however, if generation efficiency is reflected,it was standardized to low levels from 3.10~3.77. So we were able to confirm that the superiority of energy production-effect between facilities is not considerable.

Solid wastes are among the most pressing environmental and resource concerns in Korea. The Korean government has been implementing various management alternatives to reduce the production of solid wastes and recover valuable resources from them. Refuse-derived fuel (RDF) manufacturing facilities are one of projects that aim at recovering energy from solid wastes. This study used the emergy evaluation procedure to assess the feasibility of an RDF manufacturing facility in Wonju, Korea. By converting 10,442.6 tons of combustible solid wastes into 5,801 tons of solid fuel in 2007, this facility prevented the loss of useful resources with an emergy quantity of 3.70 × 1019 sej/yr. This amounted to a potential worth of 7.04 billion emW/yr. Total emergy input required to produce 5,801 tons of RDF was 5.91 × 1019 sej/ yr with an emvalue of 11.3 billion emW/yr. The Wonju RDF manufacturing facility contributed more to the Korean economy beyond its investment cost as revealed by the emergy yield ratio of 2.67. Direct emergy benefits and costs of the RDF facility were calculated as 1.20 × 1010 emW/yr and 3.31 × 109 emW/yr, respectively, resulting in the net emergy benefit/cost ratio of 2.62. This indicates that the RDF facility was a feasible option for managing solid wastes for the city of Wonju in Korea. This study demonstrated the usefulness of the emergy concept and methodology in evaluating management alternatives for solid wastes in Korea.