농업폐기물중 유기물이 상당부분인 축산폐기물(분뇨)는 하천의 수질악화, 호소의 부영양화 및 지하수오염 등의 자연환경오염의 주범중의 하나로 잘 알려져 있다. 그러나 축산폐기물은 그 처리방법에 따라서 환경오염을 줄일 뿐만 아니라, 적정공정을 통하여 퇴비화에 의한 자원화가 가능하다는 것은 이미 알려진 사실이다. 대체적으로 기초적이며 공통적인 부분에 관한 축산폐기물 처리시설 및 공정체계는 이미 제품화가 되어 가동중에 있고, 단지 지역적 특성이나 다양한 규모의 제약조건하에서 실행가능한 중소규모 시설에 관해서는 일련의 실험들을 통하여 개발ㆍ적응해 나가고 있는 추세라 할 수 있겠다.(중략)

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.

폐시멘트, 폐콘크리트, 제강 슬래그, 폐수 등을 포함하여 다양한 폐기물들이 여러 산업으로부터 배출되고 있다. 그런데 이러한 폐기물들은 Mg2+ 이온, Ca2+ 이온을 다량 포함하고 있다고 알려져 있다. 폐기물 처리 시 이러한 금속 이온을 활용한다면 MgCO3, CaCO3 등 다른 유용한 물질로 전환시킬 수 있다. 이를 위해 지구온난화를 일으키는 주요 원인으로 알려진 이산화탄소를 사용할 수 있고, 이는 이산화탄소 저감 및 폐기물 처리를 동시에 해결할 수 있을 것으로 보인다. 본 연구에서는 CO2의 용이한 전달을 돕기 위한 습식 흡수제에 대해 제안하고 Henry constant, Diffusivity, 총괄반응속도상수(kov)를 측정하였다. 흡수제는 7 wt% 암모니아, 3 wt% ʟ-Arginine, 1 wt% 부식방지제(Imidazole과 1,2,3-Benzotriazole)를 물에 녹여 제조하였다. 암모니아는 기존에 습식흡수제로 사용되던 MEA보다 저렴한 가격을 가지고 있으며 CO2 흡수 능력 또한 우수하다고 알려져 있다. 최근 아미노산은 우수한 CO2 흡수능력과 친환경적인 특성으로 많은 연구가 진행되고 있으며 두 종류의 부식방지제는 암모니아에 의해 발생할 수 있는 플랜트 장비의 부식을 방지하기 위해 첨가되었다. 303.15 K에서 333.15 K의 온도에서 실험이 진행되었으며 실험 결과와 CO2/N2O analogy를 이용해 각 값을 계산하였다.

This study aims to analyze region-specific trends in changing greenhouse gas emissions in incineration plants of local government where waste heat generated during incineration are reused for the recent five years (2009 to 2013). The greenhouse gas generated from the incineration plants is largely CO2 with a small amount of CH4 and N2O. Most of the incineration plants operated by local government produce steam with waste heat generated from incineration to produce electricity or reuse it for hot water/heating and resident convenience. And steam in some industrial complexes is supplied to companies who require it for obtaining resources for local government or incineration plants. All incineration plants, research targets of this study, are using LNG or diesel fuel as auxiliary fuel for incinerating wastes and some of the facilities are using LFG(Landfill Gas). The calculation of greenhouse gas generated during waste incineration was according to the Local Government's Greenhouse Emissions Calculation Guideline. As a result of calculation, the total amount of greenhouse gas released from all incineration plants for five years was about 3,174,000 tCO2eq. To look at it by year, the biggest amount was about 877,000 tCO2eq in 2013. To look at it by region, Gyeonggido showed the biggest amount (about 163,000 tCO2eq annually) and the greenhouse gas emissions per capita was the highest in Ulsan Metropolitan City(about 154 kCO2eq annually). As a result of greenhouse gas emissions calculation, some incineration plants showed more emissions by heat recovery than by incineration, which rather reduced the total amount of greenhouse gas emissions. For more accurate calculation of greenhouse gas emissions in the future, input data management system needs to be improved.

2006년 런던 의정서에 의해 가축분뇨는 2012년, 음･폐수는 2013년 해양투기가 전면 금지되었으며 이로 인해 발생하는 하수슬러지의 육상 처리 문제가 대두 되었다. 이에 따라 하수슬러지의 재활용량은 2006년 1,139톤/일(15.3%)에서 2,397.4톤/일(27.4%)로 증가 하였다. 하수슬러지 처리시설에서 처리되고 있는 주된 처리방법으로는 고화, 건조연료화, 부숙화, 탄화, 소각 등이 있다. 특히 단순 소각보다 하수 슬러지를 자원으로서 활용하자는 견해가 증가함에 따라 부숙화 및 건조연료화 방안이 채택되고 있다. 그 중 하수슬러지의 연료화방안의 문제점으로 하수슬러지의 80%에 이르는 높은 함수율로 인해 건조에 따른 연료비가 과다하게 발생되는 단점이 있으며 완전 건조 이후에도 고위 발열량이 4400kcal/kg 정도로 경제성이 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 하수슬러지 연료화의 경제성 보완을 위한 대책으로 건조비용을 줄이는 사전처리 방법의 개발과 발열량이 높은 폐기물을 혼합하는 대책을 연구하고자 하였다. 이러한 대책의 일환으로 건조비용을 줄이는 사전처리 방법으로 bio-drying공법을 적용하고 하수슬러지의 발열량을 향상시키기 위해 고발열량의 폐기물을 혼합하였다. 혼합폐기물로서 커피찌꺼기를 이용하여 bio-drying 효과를 이끌어내는 동시에 건조연료화를 위한 발열량 향상 효과를 평가하였다.

전국의 2012년도 가축분뇨 발생량은 <표 1>에서 보듯이 46,489천톤이 발생하였다. 2012년도부터 가축분뇨의 해양투기가 전면금지 되었기 때문에 전량 육상처리하고 있으며, 이 중 퇴비로 처리되는 량이 81%로 가장 많이 차지한다. 한편, 충남 보령시는 가축농가가 차지하는 비율이 높은 편이며 가축사육시설 및 가축분뇨 처리과정에서 발생하는 악취로 인한 민원발생이 많은 지역이다. 가축분뇨는 2,055톤/일 발생하며 이중 퇴비로 처리되는 양이 68%이다. 가축분뇨는 2012년부터 해양투기가 전면금지 됨에 따라 전량 육상 처리되고 있으나, 가축농가의 분뇨처리시설용량 부족으로 및 가축분뇨 부적정 처리로 인한 악취발생, 환경오염 문제가 발생하고 있다. 가축분뇨를 자원화하는 것은 유용한 자원으로 소득에 기여할 뿐만 아니라 폐기물을 발생시키지 않아 환경을 보전하기도 한다. 최근 국내의 가축 사육 규모가 커짐에 따라 가축분뇨의 처리문제와 악취로 인한 민원이 증가하여 사화문제화 되고 있다. 악취민원은 2003년 이후 연평균 14.5% 증가하고 있고, 축산관련 악취는 약 7%로 해마다 지속적인 증가를 보이고 있다(환경부, 2007). 축종별로 보면 양돈 관련 악취 민원이 약 54%로 많은 부분을 차지하고 있다. 퇴비는 음식물쓰레기, 축산분뇨 등을 발효 및 부숙시켜서 농작물, 원예, 임야에 시비하는 것이다. 퇴비 생산시에는 음식물쓰레기 및 축산분뇨와 같은 퇴비대상물이 수분이 85%정도로 높아 부패하기 쉽기 때문에 퇴비에 적합하도록 수분조절재(톱밥, 왕겨등)를 사용하여 수분을 60~65%로 조절하여야 한다. 퇴비는 퇴비대상물이 함유한 유기물을 분해 안정화시켜서 토양미생물의 활성을 도와주는 역할을 하며, 퇴비 조건이 맞지 않을 경우 발효가 잘 일어나지 않거나 악취가 많이 발생되기도 한다. 이러한 경우 퇴비의 발효를 촉진시키기 위하여 발효촉진재를 첨가하여 퇴비화가 원활하게 진행하게 한다. 시판되고 있는 퇴비 발효제는 대부분 미생물제로써 토양이나 유용한 미생물을 추출, 배양하여 주로 액상으로 공급하고 있다. 개발된 기술은 퇴비 발효촉진재로써 미생물제가 아닌 무기물로 구성된 미생물활성재이다. 본 퇴비 발효촉진재는 퇴비대상물(가축분뇨+톱밥)에 5%정도 혼합하면 악취발생이 거의 없고 고온이 장기간 지속되어 완숙퇴비가 되게 만들어주는 기능을 가지고 있다. 구체적으로는 발효촉진재의 성분에 의해 폴리실리케이트 망목을 형성하여 악취물질을 흡착하는 기능이 있어 악취를 70%정도 억제하는 기능, 친수성 수화물질의 수화반응 및 경화반응에 의한 수분증발 기능, 발효촉진제는 약알칼리성으로 퇴비를 시비할 경우 산성토양을 중화시키는 기능, 초기발열 및 고온균 활성화로 퇴비기간을 기존의 50일에서 40일로 약20% 단축시키는 기능, 고온균 및 방선균 활성화 및 고온 장기지속 등으로 완숙퇴비를 만들어 주는 기능을 가지고 있다. 따라서 발효촉진제가 비록 분말이지만 단립화기능이 있으므로 첨가량 만큼 톱밥 사용량을 줄일 수 있다. 발효촉진재의 용도는 퇴비 첨가물로써, 가축분뇨 및 음식물쓰레기 등을 퇴비화 할 경우, 가축분뇨 및 음식물 쓰레기에 톱밥을 혼합 한 후 추가로 발효촉진재를 무게비로 5%정도 혼합해 주면 된다. 따라서, 본 사업을 통해, 화력발전소에서 발생하는 바텀애쉬 및 공장의 폐흡착제는 충 발효촉진재의 대체원료로의 사용함으로써, 바텀애쉬 및 폐흡착제의 재활용 수요처를 확보함과 아울러 부산물처리 비용의 절감효과를 기대할 수 있다. 아울러, 생산업체에서는 발효촉진재의 대체원료 활용을 통해 안정적인 수급과 원가절감 효과를 기대 할 수 있다. 폐기물 자원화 네트위크 구축사업으로 생산되는 발효촉진제는 가축농가 퇴비장에 지원하여 악취문제를 근원적으로 해결함으로써 지역 편익을 증진시킬 수 있는 사업이다.

This paper is a research on the economical analysis of the food waste recycling in order to enhance the proper management of food waste. In Korea, food waste is separated from the source compulsorily and treated on the feed, compost and other recycling plant. In this study the present economical evaluations of food waste recycling plants, such as collection & transportation, construction, operation cost and B/C analysis, is investigated. Based on a food waste recycling plants with a 50 ton/day, costing analysis was conducted by the present value criterion technique. The actual operation costs for directly operated plants were 88,358 won/ton for feed production, 79,015 won/ton for composting, 49,934 won/ton for other recycling, and 96,285 won/ton for incineration. When the profit from products sale for each recycling system and the depreciation cost of plants were considered, the costs for direct operation were 95,784 won/ton for feed production system, 96,824 won/ton for composting system, 56,576 won/ton for other recovery system and 143,776 won/ton for incineration system. And when a new facility is constructed, feed production could be favorable in operation cost and environmental aspects.

In this study, life cycle assesment (LCA) was conducted based on a functional unit of 1 ton of food waste recycling from collection and transportation to treatment processes such as feed production, composting, other recycling and incineration for 45 public food waste recycling plants. The Korean life cycle inventory (LCI) data were used for the main input material and energy. For the other input data, which could not be provided by the Korean LCI database, data of other countries were used from the database by Ecoinvent, and the strength of food wastewater for LCI DB was divided low and high concentration. In case of low strength of food wastewater, environmental impacts were suggested incineration, composting and feed production in the order, where collection and transportation were identified as the major influencing factors by contribution analysis and sensitive analysis. Contrary, in case of high strength of food wastewater, environmental impacts were suggested composting, feed production and incineration in the order, where treatment of food wastewater was identified as the major influencing factor. Therefore, discharge volume as well as concentration of food wastewater was found to be important parameter of the LCA.