본 연구는 Mechanical Biological Treatment system(이하 MBT system)에서 선별된 생활폐기물의 에너지회수 가능성을 평가하고자 하였다. 투입 생활폐기물의 성상분석 결과 수도권매립지에 반입되는 폐기물과 성상이 유사하였으며, 함수율은 다소 높은 값을 나타내었다. 도시고형유기성폐기물에 대해 BMP(Biochemical Methane Potential) test를 실시한 결과 60 ~ 80 mL $CH_4/g$-VS의 메탄($CH_4$)가스가 발생하여 문헌 등에서 보고된 메탄발생량에 비해 낮은 값을 나타내었는데 비닐플라스틱류의 비중이 높았기 때문으로 추측된다. 수도권매립지에 설치된 MBT system에서 선별된 유기성폐기물을 각 성분별로 BMP Test를 실시한 결과 음식폐기물 및 종이류에서는 각각 193, 102 mL $CH_4/g$-VS 수준의 메탄이 발생하였으나 비닐, 고무에서는 전혀 발생하지 않았고, 선별이 어려운 others에서는 매우 낮은 30 mL $CH_4/g$-VS 수준의 메탄이 발생하였다. 이로 미루어볼 때 유기성폐기물에서 비닐플라스틱, 고무류의 선별이 필요할 것으로 판단된다.
본 연구는 Mechanical Biological Treatment system(이하 MBT system)에서 선별된 생활폐기물의 에너지회수 가능성을 평가하고자 하였다. 투입 생활폐기물의 성상분석 결과 수도권매립지에 반입되는 폐기물과 성상이 유사하였으며, 함수율은 다소 높은 값을 나타내었다. 도시고형유기성폐기물에 대해 BMP(Biochemical Methane Potential) test를 실시한 결과 60 ~ 80 mL $CH_4/g$-VS의 메탄($CH_4$)가스가 발생하여 문헌 등에서 보고된 메탄발생량에 비해 낮은 값을 나타내었는데 비닐플라스틱류의 비중이 높았기 때문으로 추측된다. 수도권매립지에 설치된 MBT system에서 선별된 유기성폐기물을 각 성분별로 BMP Test를 실시한 결과 음식폐기물 및 종이류에서는 각각 193, 102 mL $CH_4/g$-VS 수준의 메탄이 발생하였으나 비닐, 고무에서는 전혀 발생하지 않았고, 선별이 어려운 others에서는 매우 낮은 30 mL $CH_4/g$-VS 수준의 메탄이 발생하였다. 이로 미루어볼 때 유기성폐기물에서 비닐플라스틱, 고무류의 선별이 필요할 것으로 판단된다.
This study was carried out to evaluate the possibility of resource recovery for municipal solid waste(MSW) that sorted by a MBT system. First, physical property of MSW was similar to wastes carried into Sudokown landfill site. However, moisture of MSW was little higher than that. As a result of BMP ...
This study was carried out to evaluate the possibility of resource recovery for municipal solid waste(MSW) that sorted by a MBT system. First, physical property of MSW was similar to wastes carried into Sudokown landfill site. However, moisture of MSW was little higher than that. As a result of BMP test using organic fraction of MSW(OFMSWs), approximately 60 ~ 80 mL $CH_4/g$-VS of methane was occurred. Compared to the other studies, the value of methane is lower. It seems to be caused that high ratio of vinyl/plastic in OFMSWs. The other BMP test using sample of MBT system located in Sudokwon landfill was conducted each physical properties. According to the result of experiment, food waste makes 193 mL $CH_4/g$-VS, and paper is 102 mL $CH_4/g$-VS. However, there was not methane production in vinyl and rubber. Additionally, others that can't sort no more show 30 m $CH_4L/g$-VS of methane production. From the result of experimental data OFMSWs has high fraction of vinyl, rubber and other substance that difficult for biodegradation. Therefore it is need to sort of them.
This study was carried out to evaluate the possibility of resource recovery for municipal solid waste(MSW) that sorted by a MBT system. First, physical property of MSW was similar to wastes carried into Sudokown landfill site. However, moisture of MSW was little higher than that. As a result of BMP test using organic fraction of MSW(OFMSWs), approximately 60 ~ 80 mL $CH_4/g$-VS of methane was occurred. Compared to the other studies, the value of methane is lower. It seems to be caused that high ratio of vinyl/plastic in OFMSWs. The other BMP test using sample of MBT system located in Sudokwon landfill was conducted each physical properties. According to the result of experiment, food waste makes 193 mL $CH_4/g$-VS, and paper is 102 mL $CH_4/g$-VS. However, there was not methane production in vinyl and rubber. Additionally, others that can't sort no more show 30 m $CH_4L/g$-VS of methane production. From the result of experimental data OFMSWs has high fraction of vinyl, rubber and other substance that difficult for biodegradation. Therefore it is need to sort of them.
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문제 정의
특히, 작은 비닐이나 플라스틱류와 같은 이물질이 다량 섞인 도시고형유기성폐기물에 대한 적용사례는 보고된 바 없으며, 혐기소화에 대한 연구는 아직 초기단계에 있다. 이에 본 연구에서는 생활 폐기물 중 가연성폐기물과 도시고형유기성폐기물(Organic fraction of municipal solid wastes, OFMSWs)에 대한 RDF 및 혐기소화 방식을 통해 자원화 가능성을 평가하고자 하였다.
제안 방법
수거된 시료는 Fig. 1과 같이 구성된 MBT 시스템에 투입하여 파봉 후 가연성폐기물, 도시고형유기성폐기물 그리고 불연성폐기물로 구분하였다.
선별된 생활폐기물 중 가연성 폐기물은 RDF로의 활용 가능성을 평가하고자 하였으며, 도시고형유기성폐기물에 대해서는 에너지회수 가능성을 평가하고자 BMP test를 실시하였다. 한편, 도시고형유기성폐기물의 성상별 메탄발생량을 평가하기 위하여 S 매립지 가연성폐기물 자원화 설비(이하 S 매립지 MBT)에서 채취한 도시고형유기성폐기물에 대해서도 성상별로 BMP test를 실시하였다.
시료를 가연분 6종(음식물류, 종이류, 비닐/플라스틱류, 목초류, 섬유류, 고무/피혁류), 불연분 3종(금속류, 유리/자기류, 토사류)으로 수선별(Hand sorting)한 후 수분이 발산되지 않도록 즉시 습윤기준 중량을 측정하였다. 총 무게에 대한 각 성분의 중량비(측정된 중량/전체 폐기물의 총 중량)를 바탕으로 각 조성별 함량으로 산정하였다.
압롤차량으로 수거된 상태로 사용하여 생활폐기물의원형 보존율을 최대한 유지하면서 5회로 나누어 MBT 시스템으로 투입하였다. 투입된 생활폐기물의 물리적 성상을 확인하기 위하여 종량제봉투에 담겨져 있는 상태의 생활폐기물 중 일부를 무작위로 추출하여 10성상을 5회 분석하였다.
압롤차량으로 수거된 상태로 사용하여 생활폐기물의원형 보존율을 최대한 유지하면서 5회로 나누어 MBT 시스템으로 투입하였다. 투입된 생활폐기물의 물리적 성상을 확인하기 위하여 종량제봉투에 담겨져 있는 상태의 생활폐기물 중 일부를 무작위로 추출하여 10성상을 5회 분석하였다.
선별된 생활폐기물 중 가연성 폐기물은 RDF로의 활용 가능성을 평가하고자 하였으며, 도시고형유기성폐기물에 대해서는 에너지회수 가능성을 평가하고자 BMP test를 실시하였다. 한편, 도시고형유기성폐기물의 성상별 메탄발생량을 평가하기 위하여 S 매립지 가연성폐기물 자원화 설비(이하 S 매립지 MBT)에서 채취한 도시고형유기성폐기물에 대해서도 성상별로 BMP test를 실시하였다.
대상 데이터
생활폐기물의 대표성을 위하여 H시의 협조를 받아 당일 오전에 수건된 약 10 ton의 생활폐기물을 대상시료로 하였다. 수거된 시료는 Fig.
성능/효과
H시에서 회수한 생활폐기물은 종이류가 34.62%, 비닐/플라스틱류가 24.95%로 조사되었으며, 이는 수도권매립지에 반입되는 생활폐기물의 성상과 유사한 것으로 나타났다. 수분은 30.
S 매립지 MBT에서 채취한 도시고형유기성폐기물에 대해 각 성분별로 실험한 결과 음식물 및 종이류에서는 각각 193, 102 mL CH4/g-VS의 메탄이 발생하였다. 그러나 비닐과 고무류에서는 전혀 발생하지 않았고, 선별이 어려운 기타물질에서는 매우 낮은 30 mL CH4/g-VS 의 메탄이 발생하여 이들이 도시고형유기성폐기물 내에 함유되어 있어 메탄수율이 낮은 것으로 사료된다.
선별된 가연성폐기물은 함수율을 제외한 발열량 및 염소, 황 등 항목이 RDF 규정을 만족하고 있어 활용성이 충분할 것으로 판단되며, 함수율을 RDF 기준에 충족시키기 위해서는 추가적인 건조시설이 필요할 것으로 사료된다. 도시고형유기성폐기물에 대해 BMP test를 실시한 결과 6080 mL CH4/g-VS의 메탄(CH4)가스가 발생하여 문헌 등에서 보고된 메탄발생량에 비해 낮은 값을 나타내었다, 이는 도시고형유기성폐기물 중 비닐, 고무 등 생분해도가 낮은 성분이 함유되어 있었기 때문으로 판단된다.
후속연구
그래프를 살펴보면 도시고형유기성폐기물의 편차가 매우 큰 것으로 나타났으며, 이는 도시고 형유기성폐기물 내에 메탄수율이 낮은 비닐, 고무 등의 혼합비율에 따라 차이가 발생한 것으로 판단된다. 따라서 도시고형유기성폐기물의 메탄발생량을 증가시키기 위해서는 메탄수율이 낮은 비닐, 고무 및 기타 가연성 폐기물에 대한 추가적인 선별이 이루어져야 할 것으로 사료된다.
그런데 기타 가연성 폐기물의 메탄 발생량을 평가한 결과에서도 매우 낮은 값을 나타내어 예측한 결과를 나타내었다. 따라서, 도시고형유기 성폐기물을 혐기소화에 활용하기 위해서는 이들 시료에 대한 추가적인 선별장치가 필요할 것으로 보인다.
선별된 가연성폐기물은 함수율을 제외한 발열량 및 염소, 황 등 항목이 RDF 규정을 만족하고 있어 활용성이 충분할 것으로 판단되며, 함수율을 RDF 기준에 충족시키기 위해서는 추가적인 건조시설이 필요할 것으로 사료된다. 도시고형유기성폐기물에 대해 BMP test를 실시한 결과 6080 mL CH4/g-VS의 메탄(CH4)가스가 발생하여 문헌 등에서 보고된 메탄발생량에 비해 낮은 값을 나타내었다, 이는 도시고형유기성폐기물 중 비닐, 고무 등 생분해도가 낮은 성분이 함유되어 있었기 때문으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
MT란?
MBT는 기계적 처리(Mechanical Treatment, MT)와 생물학적 처리(Biological Treatment, BT)로 구성되어 매립지 혹은 소각시설로 투입되기 전에 도시폐기물에 포함되어 있는 가연성폐기물, 도시고형 유기성폐기물, 불연성폐기물 등을 선별하는 장치이다. MT는 재활용 가능한 물질과 재활용이 불가능한 물질로 선별하는 시스템으로서 파쇄, 비중선별, 풍력선별 등을 통해 가연물과 금속류 등으로 선별해 내도록 구성 되어 있다. 생활폐기물은 발열량이 높은 비닐류, 종이류 등을 선별해 냄으로써 재활용, 소각이 용이하게 되면 RDF(Refuse Derived Fuel)생산을 통해 자원의 재이용 측면에서도 유리하여 새로운 폐기물 처리방법으로 대두되었다.
생활폐기물 중에서 고형연료 등으로 재활용이 가능한 가연물은?
8 ton으로 전체의 약 83%가 가연물로 조사되었다. 특히 이 중에서 고형연료 등으로 재활용이 가능한 가연물이 11,197.9 ton으로 전체 생활폐기물의 51.63%에 달해 가연물의 선별은 곧 매립량의 감소로 이어지며 나아가 전 지구적 관점에서 에너지 절약으로 이어진다고 할 수 있다1,2).
MBT란?
이러한 정책의 일환으로 도입된 방안중의 하나가 기계적생물학적 전처리 설비(Mechanical-Biological Treatment System, MBT System) 이다. MBT는 기계적 처리(Mechanical Treatment, MT)와 생물학적 처리(Biological Treatment, BT)로 구성되어 매립지 혹은 소각시설로 투입되기 전에 도시폐기물에 포함되어 있는 가연성폐기물, 도시고형 유기성폐기물, 불연성폐기물 등을 선별하는 장치이다. MT는 재활용 가능한 물질과 재활용이 불가능한 물질로 선별하는 시스템으로서 파쇄, 비중선별, 풍력선별 등을 통해 가연물과 금속류 등으로 선별해 내도록 구성 되어 있다.
참고문헌 (21)
Komilis, D. P., Ham, R. K., Stegmann, R. 1999: "The effect of landfill design and operation practices on waste degradation behavior : A review", Waste Management & Research, 17, pp. 20-26.
Leikam, K., Stegmann, R., 1999: "Influence of mechanicalbiological pretreatment of municipal solid waste on landfill behavior", Wastemanagement & Research, 17, pp. 424-429.
Lomage, R., Redon, E., Lagier, T., Hebe, I. and Carre, J., 2007: "Study on the treatment of size reduced MSW without mechnical sorting", Waste Manage. 27, pp. 1755-1764. Fig. 4. Methane yield and standard deviation of BMP test Results.
van praagh, M., Heerenklage, H., Smidt, E., Modin, H., Stegmann, R., and Persson, K. M., 2009: "Potential emissions from two mechanically-biologically pretreated (MBT) wastes", Waste Manage. 29, pp. 859-868.
Bong-Hyun Park, Suk-Joon Park, Seok-Kyu kwon, Dong-Cheon Seo, Jung-An kwon, Sung-Han Yoon, Dong-Hoon Lee, Dong-Hyuk Choi, 2003: "The variation of MSW degradation and landfill behavior by mechanical-biological pretreatment", Journal of Korea Society of Waste Management, 20(6), pp. 632-643.
Sang-Hagk, Jong-Sub Ban, Su-jin Km, Chae-Gun Phae, 2011: "Effect of biodegradable waste particle size on aerobic stabilization reactions in MBT system", Journal of Korea Society of Environmental Engineers, 33(7), pp. 523-529.
Kyoon-Duk Yoon, Eun-Hee Jeong, Yeon-Ho Kwak, 2010: "Size distribution and physical charateristic of MSWs in Sudokwon landfill", Journal of Korea Society of Waste Management, 27(5), pp. 450-455.
Jung-Kwon Kim, 2009: "Study on applicability of RDF in municipal waste landfill site", Journal of the Environmental Sciences, 18(10), pp. 1181-1187.
Gi-Sun Kim, Sung-Keun Bae, 2012: "The generation characteristic of MSW according to the type of region and residence in Changwon", Journal of Korea Society of Waste Management, 29(4), pp. 404-413.
Weon-Joon Lee, Oh-Sub Yoon, 2012: "Comparative study of RDF combustion characteristic produced by different RDF production processes using MSW", Journal of Korea Society of Waste Management, 29(3), pp. 310-316.
Yeon Seok Choi, Du Su Jeong, Sang Hoon Lee, 2012: "A study on energy effect and economic benefit in the wonju MSW RDF manufacturing plant", Journal of Korea Society of Waste Management, (29)4, pp.372-378
Yasuhara, A., Katami, T., Ohno, N. and Shibamoto, T., 2001: "Formation of dioxins during the combustion of newspapers in the presense of sodium chloride and polyvinyl chloride", Environmental Science and Technology, 35(7), pp. 1373-1378.
Yasuhara, A., Tatnaka, Y., Katami, T., and Shibamoto, T., 2005: "The role of metals in dioxin formation from combustion of newspapers in and incinerator", Chemosphere, 57(7), pp. 891-896.
Yong-Jin Kim, 2008: "Discharge of dioxins by open-air burning of domestic and agricultural wastes", Journal of Korea Society of Waste Management, 25(1), pp. 66-72.
Hye-Jin Kim, Sae-Rom Jung, Jin-Kyu Park, Nam-Hoon Lee, 2008: "Evaluation of anaerobic biodegradability of organic waste considering diauxic growth", Journal of Korea Society of Waste Management, 25(7), pp. 652-658.
Davidsson A., Gruvberger C., and Christensen T. H., 2007: "Methane yield in source-sorted organic fraction of municipal solid waste", Waste Management, 27(3), pp. 406-414.
Jin-Kyu Park, Sang-Hoon Song, Sae-Rom Jung, Min-Soo Jung, Nam-Hoon Lee, Byoung-Chul Lee, 2008: "Size distribution and physicochemical characteristics of MSW for design of its mechanical biological treatment process", Journal of Korea Organic Recycling Association, 16(1), pp. 62-69.
Tong X., Smith L. H., and McCarthy, P. L., 1990: "Methane fermentation of selected lignocellulosic materials", Biomass, 21, pp. 239-235.
Hang-Sik Shin, Hyun-Woo Kim, Sang-Hyoun Kim, Sun-Kee Han, 2001: "Research on optimal mixing ration in anaerobic co-digestion of sewage sludge and food waste", Seminar and Oralpresentation, Autumn, 2001, Korea Organic Recycling Association, pp. 103-107.
Sung-Jin Bae, Eun-Jeong Jeon, Dong-Hoon Lee, Dong-Cheon Seo, Rae Park, Seung-Kyu Chun, Nam-Hoon Lee, Sun-Ho Song, Jae-Young Kim, Han-Sang Cho, Yong-Jin Kim, 2004: "Evaluation of biodegradability according to component of waste by BMP test", Korea Society of Waste Management, Proceeding of Autumn Conference, pp. 398-401.
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