디스포저는 음식물쓰레기 처리 과정의 불편을 해소하기 위해 음식물쓰레기를 갈아서 배수설비를 통해 오수와 함께 배출하는 기기이다. 우리나라는 1985년에 디스포저가 도입되었지만 배관폐색, 하수처리장의 유기물 부하량 증가 등의 문제가 예상되어 1995년에 디스포저의 사용을 금지하였다. 하지만 2007년 이후 서울․경기 지역에서 실시한 디스포저 시범사업 결과들을 바탕으로, 사용자 임의로 배출량을 조작할 수 없는 일체형 제품이고, 음식물쓰레기가 고형물 무게 기준으로 80% (by dry wt.) 이상 회수될 경우에 한해 디스포저 사용이 가능하다. 이 때문에 고형물 회수율 조건을 만족시키는 동시에 더 많은 고형물을 자원화하기 위해서는 디스포저 분쇄오수의 고형물 회수율을 향상시켜야 하고, 그중 한 가지 방법이 분쇄오수를 응집시키는 것이다. 고형물 회수율을 높이기 위해 응집제를 사용할 경우 분쇄오수로부터 추가적인 고형물을 회수할 수 있지만, 사용된 응집제가 회수된 고형물의 자원화 과정에 어떤 영향을 주는지에 대해서는 조사된 바가 없다. 이전 연구에서 응집 및 재순환으로 고형물 회수율이 높아지는 것을 확인하였기 때문에, 사용된 응집제(Chitosan, PAC)가 혐기소화 과정에서 메탄 생성량 및 생분해도 등에 미치는 영향을 연구하고자 하였다. 본 연구에서는 Biochemical Methane Potential(BMP) test를 통해 응집제가 혐기소화에 미치는 영향을 살펴보았다. 환경부 고시 2012-203에 제시된 방법에 따라 표준음식물쓰레기를 만들고, 디스포저 (Thinkmom, Energy1, Korea) 를 이용하여 분쇄오수를 제조하였다. 제조한 분쇄오수를 체 1.0 mm, 원심분리기(HANIL, New Supra 22K) 1,213 rpm, 30 min 의 조건에서 고액분리하였고, 배출된 여액은 이전 연구에서 수행된 최적 응집조건에 따라 pH 6.5 ± 0.2에서 Chitosan과 PAC 응집제를 각각 20ppm, 50ppm의 양을 주입하여 응집하였다. 이후 250 ml serum bottle에 기질 (5g-VS/L), 영양 배지 (90 ml), 혐기성 미생물 식종슬러지 (10 ml)를 주입하여 35℃에서 Triplicate로 수행되었다. 영양 배지는 Shelton & Tjedje (1984)에 의해 제시된 조성에 따라 제조하였고, 식종슬러지는 서울 D-환경자원센터에서 반출한 소화슬러지를 사용하였으며 Control assay는 기질 주입 없이 수행되었다. 55일 동안의 실험 결과, 응집제 미사용, Chitosan 응집제 사용, PAC 응집제 사용 등 3가지에서 각각 단위 g-VS 당 누적메탄발생량이 247.6 ± 10.9, 256.6 ± 14.3, 243.6 ± 16.8 ml/g-VS 로 나타났고, 메탄전환율은 각각 51.1 ± 2.3 % , 53.0 ± 1.8%, 50.3 ± 1.9%로 나타났다. T-test 결과 3가지 시료에 대해 메탄발생량과 메탄전환율에서 유의미한 차이가 없는 것으로 판단되었으며, 이것은 회분식 실험에서 응집제의 사용이 메탄발생에 유효한 차이를 발생시키지 않은 것을 의미한다. 본 연구는 이후 응집제 사용이 혐기소화에 미치는 영향에 대해 추가적으로 분석하기 위한 연속식 반응조(CSTR) 실험의 기초자료로 활용될 수 있다.

The disposal of food waste has raised environmental concerns. The use of food waste disposers can be a convenient measure to manage household organic wastes. This device can be introduced to resolve the inconvenience of separating food wastes and implement the policy for converting food wastes into resources. However, the use of disposer has been prohibited in Korea unless the total solid recovery rate is greater than 80% (by dry wt.). Therefore, it is important to separate solid portions from disposer wastewater as much as possible to meet the standard. The objective of this study is to examine the control factors such as sieve size of screen, coagulation, RPM of centrifuge on solid-liquid separation. The result revealed that the use of sieve less than or equal to 0.3 mm could meet the total solid recovery rate of 80% (by dry wt.). Also, the coagulation filtrate recirculation using a coagulant, PAC, improved the solid recovery rate of 11.0% (by dry wt.) in using the sieve of 0.6 mm. This led to the total solid recovery rate of 79.3% (by dry wt.). Although RPM variation of centrifuge hardly influences the total solid recovery rate, when the separated solid residue is processed to compost or feedstock it is good because of low moisture content.

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.

A food waste disposer is an electrically powered device installed under a kitchen sink. It is located between the sink’s drain and the trap which shreds food waste into tiny pieces so that they can go through plumbing. Use of this unit is convenient and hygienic for discharging food waste in kitchen. Nevertheless, this unit has been illegal until now in Korea because of both conflict with the government’s policy-resource recovery from food waste-and perceived threat to the city’s sewer system. An attempt was made recently to meet growing need to introduce this unit for advantage of using disposer and maintenance of sewer system, etc. So an attempt was made to introduce the food waste disposer system of ‘treatment type before discharging to sewer’, but it was inappropriate for conditions in Korean. In this study, we developed a suitable disposer system for Korea based on an innovative solid recovery technology. And continuous operating experiments were carried out to evaluate the performance of the system for 18 days. The amount of food waste fed into the system was equivalent to the daily amount of food waste made from 30 households living in apartment units, which was calculated to be 14.44 kg/day. After grinding, SS/TS of food waste was 60 percent and it was the maximum amount of solid that could be recovered using this system. In the system of solid collection type using screw press, more than 70 percent of suspended solids were recovered. And less than 20 percent of total soilds were discharged through wastewater and it satisfied the legal standard of Korea. This novel food waste disposer system will satisfy with both the government’s environmental policy and higher quality resource recovery from food waste in the facilities.