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문제 정의
- 따라서 중소도시 규모의 도시에 폐기물 자원회수시설이 설치된 경우에는 현재 의 퇴비화나 사료화 등 자원화 일변도의 음식물류 폐기물 처리방식을 소각로에서의 혼합소각 방식으로의 전환도 적극적으로 고려할 필요가 있다. 본 연구에서는 음식물류 폐기물 직매립 금지에 따른 도시 생활폐기물 조성변화를 직매립금지 이전인 2004년과 실시 직후인 2005년, 직매립금지 조치가 안정적인 단계에 접어든 2007년 등 시간의 경과에 따라 비교함으로써, 음식물류 폐기물에 대한 정책의 변화가 도시 생활폐기물의 조성에 미친 영향을 파악하고. 이로부터 중소도시의 도시 생활폐기물 관리 개선방안을 제 시 하였다.
- 본 연구에서는 음식물류 폐기물 직매립 금지에 따른 도시 생활폐기물 조성변화를 직매립금지 이전인 2004년과 실시 직후인 2005년, 직매립금지 조치가 안정적인 단계에 접어든 2007년 등 시간의 경과에 따라 비교함으로써, 음식물류 폐기물에 대한 정책의 변화가 도시 생활폐기물의 조성에 미친 영향을 파악하고. 이로부터 중소도시의 도시 생활폐기물 관리 개선방안을 제 시 하였다.
제안 방법
- 폐기물 시료를 얻고자 생활폐기물 매립지에서 반입차량의 종량제 쓰레기 봉투를무작위로 샘플링하였다. 폐기물의 물리적 조성은 매립지 현장에서 평평한 바닥 위에 넓은 비닐 시트를 깔고, 그 위에 채취한 시료를 파봉하여 소형 삽으로 잘 혼합한 후, 원추사분법"에 의해 축분하여 최종 시료의 양이 20kg 내외가 되도록 하였다.
- [Table 3]에 2007년에 조사한 생활폐기물의 원소분석 결과를 정리하였으며, 각 년도별로조사된 원소분석 결과를 당해 연도 폐기물의 저위발열량 계산에 적용하였다. 조사된 결과는 타 연구 결과의 원소분석 결과와 대체로 유사한 값을 보였다12).
- 발열량은 폐기물의 물리적 조성과 각 조성별 3성분 분석 결과, 원소분석 결과를 이용하여 가연분 성분별로 개별 발열량을 산정한 후, 이를 물리적 조성비율에 근거하여 가중평균하여 구하였다3, .
- 본 연구는 폐기물 정책변화에 따라, 특히 음식물류폐기물의 직매립 금지 조치에 따른 생활폐기물의 조성변화를 직매립 금지 전인 2004년과 직매립 금지 직후인 2005년도, 직매립 금지조치가 안정화 단계에 접어든 2007년에 동일한 지자체에서 도시생활폐기물 조성분석을 실시하여 파악하였고, 이로부터 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 본 조사에서는 분석결과를 타 조사결과“와 비교하기 용이하도록 원소조성에 의한 방법을 이용하였다.
- 즉, 수분함량은 105 ℃에서 시료의 중량이 일정하게 될 때까지 약 4시간 건조시켰으며, 건조시킨 시료를 다시 600℃의 전기로에서 강열하여 회분과 가연분 함량을 분석하였다. 원소분석은 풍건시킨 시료를 잘게 자른 후 한국기초과학지원연구원에 의뢰하여 원소분 석기 (Flash EA 1112 Series) 로 분석하였다.
- 감소하였다. 이를 폐기물 매립장에서의 폐기물 계량 자료로부터 직접 확인하기 위하여 J시 생활폐기물 매립지의 최근 4년간 매립폐기물 반입량과 음식물류 폐기물 수거량을 입수하여 [Table 4]에서 비교하였다8). 이때 비교 자료는 청소 용역업체가수거한 생활폐기물과 음식물 쓰레기 및 시직영으로 수거한 생활폐기물에만 한정하였으며, 군부대 쓰레기, 개별적인 차량으로 반입된 대형폐기물 등 기타 폐기물은 제외하였다.
- 현장 성상분석시 채취한 시료는 수분 증발이 되지 않도록 비닐봉투에 담아 실험실로 가져와서 가위로 잘게 자른 후 삼성분 분석을 실시하였다9). 즉, 수분함량은 105 ℃에서 시료의 중량이 일정하게 될 때까지 약 4시간 건조시켰으며, 건조시킨 시료를 다시 600℃의 전기로에서 강열하여 회분과 가연분 함량을 분석하였다. 원소분석은 풍건시킨 시료를 잘게 자른 후 한국기초과학지원연구원에 의뢰하여 원소분 석기 (Flash EA 1112 Series) 로 분석하였다.
- 축분된 시료는 현장에서 손으로 물리적 조성을 다음과 같이 구분하여 선별 후 저울로 무게를 측정하였다.
- 각각 채취하여 성상분석을 실시하였다. 폐기물 시료를 얻고자 생활폐기물 매립지에서 반입차량의 종량제 쓰레기 봉투를무작위로 샘플링하였다. 폐기물의 물리적 조성은 매립지 현장에서 평평한 바닥 위에 넓은 비닐 시트를 깔고, 그 위에 채취한 시료를 파봉하여 소형 삽으로 잘 혼합한 후, 원추사분법"에 의해 축분하여 최종 시료의 양이 20kg 내외가 되도록 하였다.
- 현장 및 실험실에서 조사된 결과와 2004년부터 J시 생활폐기물 매립지에 반입된 매립대상 폐기물 및 음식물류 폐기물의 월별 통계자료8)를 토대로 음식물류 폐기물의 직매립 금지정책 전후의 도시생활폐기물의 성상 변화를 비교하고, 이러한 변화가 도시 생활폐기물의 폐기물 관리에 미치는 영향을 검토하였다.
- 현장 성상분석시 채취한 시료는 수분 증발이 되지 않도록 비닐봉투에 담아 실험실로 가져와서 가위로 잘게 자른 후 삼성분 분석을 실시하였다9). 즉, 수분함량은 105 ℃에서 시료의 중량이 일정하게 될 때까지 약 4시간 건조시켰으며, 건조시킨 시료를 다시 600℃의 전기로에서 강열하여 회분과 가연분 함량을 분석하였다.
대상 데이터
- 인구 14만명의 충북 J시에서 발생하는 도시 생활폐기물을 직매립금지 실시 이 전인 2004년 8월 직매립 금지가 본격적으로 실시된 직후인 2005년 5월 그리고 직매립 금지 조치가 안정적인 단계에 접어든 2007년 6월에 각각 채취하여 성상분석을 실시하였다. 폐기물 시료를 얻고자 생활폐기물 매립지에서 반입차량의 종량제 쓰레기 봉투를무작위로 샘플링하였다.
성능/효과
- 1. 음식물류 폐기물의 직매립금지 정책으로 생활폐기물 중의 음식물류의 함량은 직매립금지전과 비교하여 중량기준으로 29 % 감소하였으며, 종이류는 23%, 비닐/플라스틱류는 8 % 증가하였다.
- 2. 도시생활폐기물의 겉보기 밀도는 직매립 금지 전 248.7 kg/m3에서 직매립 금지 후 122.9 kg/m3로 크게 감소하여 도시 생활폐기물의 부피 감소 방법의 도입이 중요하게 되었다.
- 3. 생활폐기물의 3성분은 음식물류 폐기물 직매립 금지 이후 수분 15.9 %, 가연분 65.7 %. 회분 18.
- 4. 저위발열량은 음식물류 폐기물의 직매립 금지 이전 1, 801 kcal/kg에서 직매립 금지 후 3, 566 kcal/kg으로 급격히 증가하여 폐기물 소각시 폐열회수의 중요성이 증가하였다. 중소도시의 중소규모 소각시설은 폐열이용율이 낮은 점을 감안할 때 음식물 폐기물을 소각로에서의 혼합소각하는 방식을 적극 검토할 필요가 있다.
- 6. 음식물류 폐기물의 분리배출에 따라 매립 폐기물량이 감소하고, 악취발생과 침출수 수질 개선 등과 같은 환경영향 측면에서의 긍정적 효과가 관찰되었다.
- 3]에 나타내었다. 대부분의 음식물 쓰레기가 종량제 봉투에서 배제됨에 따라 일부 포함된 음식물류의 경우에도수분함량이 직매립 금지 전의 73.9 %에서 47.7 %로 26.2 %나 낮아졌으며, 이에 따라 종이류의 수분함량도 함께 낮아져서 평균 수분함량이 직매립 금지 전 46.4 %에서 직매립 금지 후 15.9 %로 30.5 %나 감소한 결과를 보였다. 반면 가연분 함량은 20.
- 6 % 증가하여 전체적으로 발열량의 증가요인이 되었다. 따라서 음식물류 폐기물의 직매립 금지조치는 폐기물의 조성과 3성분 모두에서 큰 변화를 야기하고 있음을 알 수 있었다.
- 0 %로 거의 비슷하였다. 따라서 음식물류 폐기물의 직매립금지 조치는 [Fig. 1]에 나타낸 바와 같이 도시 생활폐기물의 주된 3 대성분인 음식물, 종이, 비닐/플라스틱류의 조성에 있어서 큰 변화를 가져왔고, 이에 따라 함수율과 발열량도 크게 변화하였다.
- 발열량의 증가는 폐기물의 조성에서 비닐/플라스틱류와 종이류의 비중이 증가한 결과로서 종이류의 경우 저위발열량이 직매립 금지 전과 비교했을 때 2.3배 (652 kcal/kg 증가) 종가하였으며, 비닐/플라스틱 (926 kcal/kg 증가) 의 경우 1.9배로 증가하여 대부분이 두 가지 조성의 함량 증가에 기인함을 알 수 있다. 음식물류의 함량이 낮아짐에 따라 폐기물의 함수율이 감소한 것도 저위 발열량 증가에 일부 기여 하였으나, 그 기여도는 크지 않았다.
- 음식물류 폐기물 배출량은 직매립이 안정화 단계에 접어듦에 따라 전체 도시생활폐기물의 28 % 수준으로 증가하였으며 , 이 로부터 수거될 수 있는 음식물류 폐기물은 거의 전량 분리 배출/수거되고 있는 것을 확인할 수 있었다. 2007년도 자료에 근거하면 J시의 1인당 1일 음식물류 폐기물 배출량은 0.
- 6 %로 증가하였다. 전체 폐기물에서 불연성 성분이 차지하는 비율은 직매립 금지 전이 6.7 %이었고, 직매립 금지 후가 7.0 %로 거의 비슷하였다. 따라서 음식물류 폐기물의 직매립금지 조치는 [Fig.
- 조사된 결과에 의하면 음식물류 폐기물의 조성은 직매립 금지 정책에 의하여 급격히 감소되어 직매립 전에 34.1 %이었으나, 직매립 금지조치가 정착된 후에는 5.5 %로 낮아졌다.
- 음식물류의 함량이 낮아짐에 따라 폐기물의 함수율이 감소한 것도 저위 발열량 증가에 일부 기여 하였으나, 그 기여도는 크지 않았다. 즉, 2007년도 발생 폐기물에 대한 발열량 계산에서 폐기물의 조성은 2007년도 값을 적용하고, 수분함량 만 2004년도 자료를 대입 하여 폐기물의 저위발열량을 비교한 결과 수분함량 감소에 따른 발열량의 증가분은 102 kcal/kg으로 나타나, 2007년도 폐기물의 저위발열량 기준으로 수분함량 감소는도시생활폐기물의 발열량의 증가는 반드시 긍정적인 것은 아닌데, 최근 저위발열량의 급격한 증가로 당초 계획시설용량을 충분히 활용하지 못하고. 낮은 가동율로 운전되는 소각시설이 많은 실정이며3, 소각시설용량이 소규모이거 나, 시 외 곽에 위치 하여 인근에 대 규모 열 수요처가 없는 경우에는 폐열이용율도 낮은 실정이다".
- 7 %. 회분 18.6 %로 수분 함량이 직매립 금지 이 전보다 30.5 % 감소하였다.
후속연구
- 생활폐기물의 조성이 고발열량화 할수록 에너지 회수에 대한 관심은 더욱 높아질 것으로 예상되며, 이때 에너지 회수 과정 (연소과정)에서 발생될 수 있는 환경 유해물질 발생을 저감할 수 있는 기술의 개발 및 적절한 폐기물 정책의 도입은 에너지 회수의 성공 여부에 크게 작용할 것으로 전망된다.
- 지역 주민의 반대가 심해서 생활폐기물 매립지를 신규로 조성하는 것이 쉽지 않은 실정임을 감안하면, 생활폐기물의 소각비율은 향후 지속적으로 높아질 것이며, 따라서 배출되는 생활폐기물의 성분과 특성이 정확히 조사되어야만 소각시설의 효율적이고, 안정적인 운전이 가능할 것이다.
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