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문제 정의
- 9) 또한 뉴타운 개발 등 향후 꾸준한 인구증가로 인한 음식물류폐기물 및 음폐수의 증가가 예상되고 있다. 따라서 A시의 장래 인구 예측에 따른 발생량을 추정하여 향후 이를 바탕으로 음식물류폐기물과 음폐수의 적정 처리방안 모색 및 중장기 처리계획의 추진 등 관련 행정의 기초자료로 활용하기 위하여 배출특성에 대한 기초조사를 수행하였다.
제안 방법
- 자원화 단계에서 음폐수가 발생되며 각각의 업체에서 자체 보유한 처리시설에서 고형물기준 8% 미만으로 1차 처리한 후 전량 해양배출하고 있는 실정이다.10-12) 각 자원화시설에서 음식물류폐기물을 여름철 2회, 가을철 2회 총 4회에 걸쳐 시료를 채취하였으며, 발생되는 음폐수는 여름부터 가을에 걸쳐 총 8회에 걸쳐 채취하였다.
- COD분석은 CODCr법과 CODMn법을 병행하여 TCOD와 SCOD를 분석하였으며, 그 결과를 Fig. 2 및 Fig. 3에 나타내었다. 공동주택의 TCODCr은 31,620~146,200 mg/l, SCODCr은 22,010~97,200 mg/l, TCODMn은 12,120~66,693 mg/l, SCODMn은 4,184~50,013 mg/l로 측정되었으며, 단독주택의 TCODCr은 2,640~8,350 mg/l, SCODCr은 2,080~6,800 mg/l, TCODMn은 746~3,820 mg/l, SCODMn은 579~1,023 mg/l로 공동주택이 단독주택에 비하여 대체로 높게 측정되었다.
- 아울러 A시의 장래인구를 인구변화추이자료를 이용하여 등차급수, 등비급수, 최소자승법에 의한 3가지 수학적인 방법7)과, 관련 상위 계획인 2020 A시도시기본계획15)에서 제시한 장래인구를 고려한 방법을 이용하여 추정하였으며, 인구추정에 따른 음식물류폐기물 발생량 및 음폐수 발생량을 예측하였다.
- 음식물류폐기물 시료는 대표성이 있게 혼합된 시료를 채취하여 분쇄기를 사용하여 4,000~6,000 rpm에서 1분간 분쇄한 후 시료성상이 일정할 수 있도록 교반하여 분석하였다.
- 음식물류폐기물은 pH, 삼성분 분석, 원소분석, 발열량을 측정하였으며, 음폐수는 pH, alkalinity, CODCr, CODMn, TN, TP, Cl−, 고형물분석을 실시하였다.
- 음식물류폐기물의 원소분석은 시료를 건조한 후 원소분석기를 이용하여 C, H, O, N, S, Cl 등을 분석하였으며, 그 결과를 한국환경자원공사에서 실시한 2006-2007 전국폐기물통계자료의 4대지역(서울 마포구, 대전 중구, 경북 경주시, 전북 부안군)의 성상분석 자료12)와 비교하여 Table 2에 정리하였다. 전국평균 및 배출된 음식물류폐기물의 원소분석 결과는 대체로 비슷하게 나타나 지역적으로 큰 차이를 나타내지 않는 것으로 조사 되었다.
- 음폐수 분석은 배출원 별로 각 자원화시설의 배출폐수 처리시설 유입 전후로 구분하여 총 8회 시료를 채취해 분석하였다. pH는 공동주택의 경우 평균 4.
대상 데이터
- 본 연구에서는 음식물류폐기물을 민간처리업체를 통해 전량 사료화 처리하고 있는 경기도 소재 중소도시인 A시를 대상으로 하였다. A시의 경우 현재 도시 내에서 발생하는 음식물류폐기물과 인근 수도권지역에서 위탁되어지는 처리물량을 포함하여 처리과정에서 발생하는 음폐수가 전량 해양 배출되고 있는 실정이다.
성능/효과
- 1. 음식물류폐기물 pH 및 원소분석결과는 배출원의 지역적 특성보다 계절적 영향을 더 많이 받는 것으로 나타났고, 음식물류폐기물의 삼성분 및 발열량은 계절적 영향보다 배출원의 지역적 특성에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.
- 2. 음폐수는 자원화시설로 유입되는 음식물류폐기물의 성상 및 폐수처리시설에 따라 성상의 차이를 보였으며, 수분함량 및 고형물 함량의 경우 여름철 강우 등 계절적 영향을 받는 것으로 나타났다. 특히 자원화시설의 운영방법 표준화를 통한 최소의 음폐수의 농도를 나타낼 수 있도록 보완 운영되어야 할 것으로 사료된다.
- 3. 장래인구 예측결과에 따라 A시의 2020년 인구는 280,000명에 이를 것으로 예측되었으며, 이에 따라 2020년 음식물류폐기물 발생량은 54톤/일, 음폐수 127.3톤/일 발생될 것으로 추정되었다.
- 1에 나타내었다. 건조 고위발열량은 4,504~5,615 kcal/kg으로 3지역 모두 전국평균보다 높게 측정되었으나, 고위발열량은 809~1,329 kcal/kg으로, 저위발열량은 258~792 kcal/kg으로 전국평균보다 낮게 측정되었다. 발열량 또한 삼성분의 변화와 같이 계절적인 차이보다 지역적인 차이가 더 큰 것으로 나타났다.
- 3에 나타내었다. 공동주택의 TCODCr은 31,620~146,200 mg/l, SCODCr은 22,010~97,200 mg/l, TCODMn은 12,120~66,693 mg/l, SCODMn은 4,184~50,013 mg/l로 측정되었으며, 단독주택의 TCODCr은 2,640~8,350 mg/l, SCODCr은 2,080~6,800 mg/l, TCODMn은 746~3,820 mg/l, SCODMn은 579~1,023 mg/l로 공동주택이 단독주택에 비하여 대체로 높게 측정되었다.
- 4에 나타내었다. 공동주택의 TN은 1,738~3,914 mg/l로 측정되었고, 단독주택의 TN농도는 45~161 mg/l로 측정되었다. 공동주택의 TP는 1,738~3,914 mg/l로 측정되었고, 단독주택의 TP농도는 45~161 mg/l의 농도로 측정되었으며 TN과 마찬가지로 큰 차이를 보였다.
- 공동주택의 TS와 VS는 단독주택에 비하여 수분함량과 유기물함량이 상대적으로 매우 낮게 측정되었으며, 단독주택의 경우 수분함량이 99% 이상으로 높게 측정되었다. 배출원별 큰 차이를 나타내는 원인으로는 재활용업체별 음폐수 처리공정의 차이에 기인한 것으로 예측된다.
- 수분함량은 수도권유입 시료가, 가연분함량은 단독주택 시료가 가장 높게 측정되었으며, 회분함량은 시료의 구분 없이 대체적으로 비슷하게 측정되었다. 음식물류폐기물의 삼성분은 계절적인 차이보다 지역적인 차이가 더 큰 것으로 조사되었다.
- 장래인구의 예측은 음식물류폐기물의 발생량 추정뿐만 아니라 모든 도시계획 및 도시행정체계 등의 방향 산정을 위한 기본적인 지표로서 과거의 인구변화추이자료를 이용하여 등차급수, 등비급수, 최소자승법에 의한 3가지 수학적인 방법 및 관련 상위 계획인 2020 A시도시기본계획에서 제시한 장래인구를 고려하여 자연적 증가와 사회적 증가를 구분하여 예측하고 이를 합산하는 방법을 이용하여 장래인구를 추정하여 Table 4에 정리하였다. 수학적 방법은 단순히 인구변화추이자료를 통해 추정된 결과이며, 도시계획에 의한 사회적증가분이 반영된 2020 A시도시기본계획에서 제시한 추정인구가 최대의 증가율을 나타내었다. 이를 바탕으로 2005년 현재 A시의 인구는 160,061명에서 2010년 240,000명, 2020년에는 280,000명에 이를 것으로 예측되었다.
후속연구
- 4. 기존 음식물폐기물 자원화시설 또는 음폐수 처리시설을 거친 후 환경기초시설과의 연계하는 방안 또는 수도권 광역 음폐수 처리시설과 연계하는 방안도 적정한 육상처리를 위해 고려해 볼 수 있는 대안이라 사료된다.
- 음폐수는 자원화시설로 유입되는 음식물류폐기물의 성상 및 폐수처리시설에 따라 성상의 차이를 보였으며, 수분함량 및 고형물 함량의 경우 여름철 강우 등 계절적 영향을 받는 것으로 나타났다. 특히 자원화시설의 운영방법 표준화를 통한 최소의 음폐수의 농도를 나타낼 수 있도록 보완 운영되어야 할 것으로 사료된다.
- 수도권 소재 중소도시인 A시를 대상으로 배출되는 음식물류폐기물 및 음폐수의 특성에 대하여 조사 연구하였고, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 향후 지역 관련 행정의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.
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