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문제 정의
- 본 연구는 음식물류폐기물 자원화시설의 최적화 이행지표를 적용하여 퇴비화시설과 사료화시설을 평가하고자 실시되었으며, 얻어진 결론은 다음과 같다.
- 본 연구에서는 폐기물처리시설 중 음식물류폐기물 자원화시설의 최적화 개념을 평가하기 위하여 음식물류폐기물의 발생 및 처리현황을 파악하고, 최적화 이행지표를 적용하여 타당성을 검증하고자 하였으며, 운영관리 정보시스템을 구축하기 위한 방안을 마련하기 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
- 본 연구에서는 폐기물처리시설 중 음식물류폐기물 자원화시설의 최적화 개념을 평가하기 위하여 음식물류폐기물의 발생 및 처리현황을 파악하고, 최적화 이행지표를 적용하여 타당성을 검증하고자 하였으며, 운영관리 정보시스템을 구축하기 위한 방안을 마련하기 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
- 경제성 평가지표는 Table 3와 같이 톤당 운영비, 인건비, 보수비용, 에너지 판매수익, 에너지 사용비용, 이물질 처리비용, 자원화 생산물 판매수익, 약품비, 용수사용비용의 9가지 항목으로 구성하였다. 톤당 운영비, 인건비, 보수비용, 에너지 사용비용의 경우 용량별, 지자체 운영방법별로 상이하므로 이번 평가를 통해 운영비 표준화 및 적정 운영비 산출이 가능할 것으로 판단된다.
- 경제성 평가지표는 Table 3와 같이 톤당 운영비, 인건비, 보수비용, 에너지 판매수익, 에너지 사용비용, 이물질 처리비용, 자원화 생산물 판매수익, 약품비, 용수사용비용의 9가지 항목으로 구성하였다. 톤당 운영비, 인건비, 보수비용, 에너지 사용비용의 경우 용량별, 지자체 운영방법별로 상이하므로 이번 평가를 통해 운영비 표준화 및 적정 운영비 산출이 가능할 것으로 판단된다.
- 기술성 평가지표는 음식물류폐기물 자원화시설의 실제 가동현황에 관련된 6가지 항목으로 구성하였다(Table 2). 가동률(%)은 음식물류폐기물 자원화시설의 계획가동일수 대비 실제가동일수 비율을 나타낸 것이며, 부하율(%)은 실제 처리 되는 폐기물량을 설계시 계획폐기물 반입량으로 나눈 값으로 계획반입량 대비 실제처리비율을 나타낸다.
- 본 논문에서는 조사 자료에 따라 부과된 점수는 제시된 Table 6~9를 참조하는 것으로 하고[3] 주로 실제 조사된 자료를 중심으로 고찰하기로 하였다. 부과된 점수는 종합평가시 활용될 것이다.
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2. 최적화 이행평가지표 설정
설문조사 결과를 바탕으로 음식물류폐기물 자원화시설 최적화 평가를 실시하기 위하여 이행평가지표를 설정하였다
. 평가지표는 기술성, 경제성, 환경성 분야로 나누었으며, 각 평가항목과 내용 및 배점기준을 Table 2~4에 나타내었다[3]. - 주요 설문항목은 기본현황, 기술성, 경제성, 환경성, 기타 사항으로 구성하였으며, 운영현황의 객관성을 높이기 위해 운영비 집행내용, 보수내용 및 기타사항을 추가로 조사하였다. 시설현황 및 운영기초현황에 대한 정보를 수집하기 위하여 운영담당자, 운영기관, 감독기관, 자원화방식 및 설계용량, 가동년도, 운영형태, 반입함수율, 시설명, 처리공정 등도 조사 하였다.
- 주요 설문항목은 기본현황, 기술성, 경제성, 환경성, 기타 사항으로 구성하였으며, 운영현황의 객관성을 높이기 위해 운영비 집행내용, 보수내용 및 기타사항을 추가로 조사하였다. 시설현황 및 운영기초현황에 대한 정보를 수집하기 위하여 운영담당자, 운영기관, 감독기관, 자원화방식 및 설계용량, 가동년도, 운영형태, 반입함수율, 시설명, 처리공정 등도 조사 하였다.
- 앞에서 논의된 기술성, 경제성, 환경성에 대하여 점수로 부과된 자료(Table 6~9 참조)를 바탕으로 퇴비화시설과 사료화 시설에 대하여 종합 평가를 실시하였다[3]. 점수는 기술성, 경제성, 환경성에 대하여 가중치를 각각 30%, 40%, 30%로 설정하여 다음과 같이 산정하였다.
- 환경성 평가지표는 에너지 사용량, 톤당 폐수발생 및 용수 사용량, 수질오염물질 배출농도, 약품사용량으로 대별하여 준비하였다(Table 4). 에너지 사용량은 에너지 자립률, 톤당 연료량 및 전기사용량, 그리고 환경위반횟수 평가로 구성되었고, 물 관련 부분에서는 처리되는 폐기물 톤당 폐수발생량과 상수, 지하수, 재이용수 사용량을 평가하고자 하였다. 수질오염물질 농도와 약품사용량의 각 해당 내용은 Table 4에 자세히 제시되어 있다.
- 환경성 평가를 위하여 에너지 사용량, 톤당 폐수발생 및 용수사용량, 수질오염물질 배출농도, 약품사용량으로 대별하여 실시하였다. 에너지사용량에서는 4가지 항목을 평가하였다 (Table 8). 먼저 두 시설 모두 경제성 평가에서 에너지 판매수익이 없는 것처럼 에너지 자립률은 전혀 없는 것으로 평가되었다.
- 음식물류폐기물 자원화시설을 지역 및 시설용량별로 구분한 후 선정된 자원화시설을 방문하여 설문 목적을 설명하고 지차체 담당자의 협조로 설문지를 작성하였다. 2012년 기준 음식물류폐기물 자원화시설의 전국 현황 및 설문지 대상 지자체 상황을 Table 1에 나타내었다[3].
- 음식물류폐기물 자원화시설을 지역 및 시설용량별로 구분한 후 선정된 자원화시설을 방문하여 설문 목적을 설명하고 지차체 담당자의 협조로 설문지를 작성하였다. 2012년 기준 음식물류폐기물 자원화시설의 전국 현황 및 설문지 대상 지자체 상황을 Table 1에 나타내었다[3].
- 앞에서 논의된 기술성, 경제성, 환경성에 대하여 점수로 부과된 자료(Table 6~9 참조)를 바탕으로 퇴비화시설과 사료화 시설에 대하여 종합 평가를 실시하였다[3]. 점수는 기술성, 경제성, 환경성에 대하여 가중치를 각각 30%, 40%, 30%로 설정하여 다음과 같이 산정하였다. 예를 들어, 기술성의 경우 평가항목은 6가지이므로 1항목당 5점을 만점으로 배정하였으며, C1의 경우 기술성에서 6가지 항목의 총합이 1.
- 주요 설문항목은 기본현황, 기술성, 경제성, 환경성, 기타 사항으로 구성하였으며, 운영현황의 객관성을 높이기 위해 운영비 집행내용, 보수내용 및 기타사항을 추가로 조사하였다. 시설현황 및 운영기초현황에 대한 정보를 수집하기 위하여 운영담당자, 운영기관, 감독기관, 자원화방식 및 설계용량, 가동년도, 운영형태, 반입함수율, 시설명, 처리공정 등도 조사 하였다.
- 주요 설문항목은 기본현황, 기술성, 경제성, 환경성, 기타 사항으로 구성하였으며, 운영현황의 객관성을 높이기 위해 운영비 집행내용, 보수내용 및 기타사항을 추가로 조사하였다. 시설현황 및 운영기초현황에 대한 정보를 수집하기 위하여 운영담당자, 운영기관, 감독기관, 자원화방식 및 설계용량, 가동년도, 운영형태, 반입함수율, 시설명, 처리공정 등도 조사 하였다.
- 환경성 평가를 위하여 에너지 사용량, 톤당 폐수발생 및 용수사용량, 수질오염물질 배출농도, 약품사용량으로 대별하여 실시하였다. 에너지사용량에서는 4가지 항목을 평가하였다 (Table 8).
대상 데이터
- 연간보수일수도 평가지표에 포함시켰으며, 폐기물처리량 대비 생산되는 퇴비 또는 사료와 같은 자원화물에 대한 지표(자원화물 생산율(%))도 포함시켰다. 이 밖에 폐기물처리시설용량에 소요되는 운영인원과 고형물 회수율도 지표로 선정하였다. 각 항목별 산정 값을 구하는 방법은 Table 2에 제시되어 있다.
- 2012년 기준 음식물류폐기물 자원화시설의 전국 현황 및 설문지 대상 지자체 상황을 Table 1에 나타내었다[3]. 자원화시설은 전국 69개소의 퇴비화시설과 사료화시설 중 10개 시설을 선정하여 조사하였다. 퇴비화시설은 대․중․소 규모별로 각 2개소에서 답변을 얻었으나 사료화시설은 대규모에서는 협조를 얻지 못하였다.
- 2012년 기준 음식물류폐기물 자원화시설의 전국 현황 및 설문지 대상 지자체 상황을 Table 1에 나타내었다[3]. 자원화시설은 전국 69개소의 퇴비화시설과 사료화시설 중 10개 시설을 선정하여 조사하였다. 퇴비화시설은 대․중․소 규모별로 각 2개소에서 답변을 얻었으나 사료화시설은 대규모에서는 협조를 얻지 못하였다.
성능/효과
- 경제성 평가 항목 중 음식물류폐기물 톤당 운영비를 살펴보면 평균 약 8만원 정도가 소요되는 것으로 조사되었다(Table 7). 그러나 시설별로 살펴보면 퇴비화시설은 약 84천원으로 사료화시설의 73천원보다 높게 나타나 운영비 면에서는 사료화시설이 퇴비화시설보다 유리하였다.
- 13명으로 시설규모나 시설 종류에 따른 차이는 거의 없었다. 고형물 회수율은 퇴비화시설의 평균 고형물 회수율이 20%미만으로 사료화시설의 약 55%보다 상대적으로 낮은 값을 보였고, 특히 C4는 0.4%로 고형물 회수가 거의 되지 않는 것으로 나타났다.
- 13명으로 시설규모나 시설 종류에 따른 차이는 거의 없었다. 고형물 회수율은 퇴비화시설의 평균 고형물 회수율이 20%미만으로 사료화시설의 약 55%보다 상대적으로 낮은 값을 보였고, 특히 C4는 0.4%로 고형물 회수가 거의 되지 않는 것으로 나타났다.
- 3점) 보다 크게 높은 것으로 나타났다. 기술성, 경제성, 환경성을 종합 평가한 결과에서도 100점 만점 중 사료화시설은 61.5점으로 퇴비화시설의 52.7점을 크게 앞서는 것으로 나타났다. 이는 향후 각 지자체에서 음식물류폐기물 자원화시설 선정시 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- 에너지사용량에서는 4가지 항목을 평가하였다 (Table 8). 먼저 두 시설 모두 경제성 평가에서 에너지 판매수익이 없는 것처럼 에너지 자립률은 전혀 없는 것으로 평가되었다. 음식물류폐기물 톤당 연료사용량은 사료화시설(0.
- 생산 에너지를 판매한 이익 부분 평가에서 두 자원화시설 모두 아직까지는 에너지 판매수익이 전혀 없는 것으로 평가되었다. 습식사료화시설과 호기성 퇴비화 시설에 집중된 재활용 방식은 음식물류 폐기물의 자원화 비율을 낮추며 제품의 부가가치를 떨어뜨리는 문제를 일으킨다[8].
- 생산 에너지를 판매한 이익 부분 평가에서 두 자원화시설 모두 아직까지는 에너지 판매수익이 전혀 없는 것으로 평가되었다. 습식사료화시설과 호기성 퇴비화 시설에 집중된 재활용 방식은 음식물류 폐기물의 자원화 비율을 낮추며 제품의 부가가치를 떨어뜨리는 문제를 일으킨다[8].
- 퇴비화시설은 대․중․소 규모별로 각 2개소에서 답변을 얻었으나 사료화시설은 대규모에서는 협조를 얻지 못하였다. 설문 조사대상은 10개소로 다소 부족하다고 판단될 수 있으나 전국의 음식물류폐기물 자원화시설이 총 69개인 것을 감안한다면 약 15%를 조사한 것으로 현황 파악 및 문제점 도출에 의미 있는 결론을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.
- 시설 운영 과정에서 발생하는 폐수발생량을 평가한 결과 퇴비화시설과 사료화시설에서 각각 1.18 m 3 ton-1과 0.99 m 3 ton-1을 발생시키는 것으로 나타났다(Table 8). 퇴비화시설과 사료화시설은 상수사용량에서도 각각 0.
- 시설 운영 과정에서 발생하는 폐수발생량을 평가한 결과 퇴비화시설과 사료화시설에서 각각 1.18 m 3 ton-1과 0.99 m 3 ton-1을 발생시키는 것으로 나타났다(Table 8). 퇴비화시설과 사료화시설은 상수사용량에서도 각각 0.
- 시설 운영 과정에서 배출되는 5가지 주요 오염물질에 대하여 평가한 결과 BOD, COD, SS는 사료화시설이 퇴비화시설 보다 월등히 높은 것으로 나타났으며, T-N, T-P에서는 반대로 퇴비화시설이 사료화시설 보다 높은 것으로 평가되었다 (Table 9). 음식물류폐기물의 퇴비화 과정 중 T-N의 변화를 살펴본 연구에서는 숙성퇴비의 초기 3.
- 시설 운영 과정에서 배출되는 5가지 주요 오염물질에 대하여 평가한 결과 BOD, COD, SS는 사료화시설이 퇴비화시설 보다 월등히 높은 것으로 나타났으며, T-N, T-P에서는 반대로 퇴비화시설이 사료화시설 보다 높은 것으로 평가되었다 (Table 9). 음식물류폐기물의 퇴비화 과정 중 T-N의 변화를 살펴본 연구에서는 숙성퇴비의 초기 3.
- 습식사료화시설과 호기성 퇴비화 시설에 집중된 재활용 방식은 음식물류 폐기물의 자원화 비율을 낮추며 제품의 부가가치를 떨어뜨리는 문제를 일으킨다[8]. 에너지 사용에서는 톤당 비용이 전체적으로 약 13천원이었으나, 사료화 시설이 약 14천원으로 퇴비화시설의 약 12천원 보다 많은 에너지가 소요되는 것을 알 수 있었다(Table 7).
- 톤당 보수비는 자원화시설 전체가 약 15천원 정도로 나타났으나, 시설별로는 퇴비화시설(약 16천원)이 사료화 시설(약 12천원)보다 높았다. 운영비, 인건비, 보수비를 살펴보면 전반적으로 사료화시설보다 퇴비화시설에서 더 많은 비용이 소요되는 것으로 평가되었다.
- 6천원보다 높았다. 음식물류폐기물 톤당 약품비는 퇴비화시설이 약 7.7천원으로 사료화시설의 약 2.3천원보다 높아 약 3배의 약품비를 지출하는 것으로 나타났다. 용수사용비에서도 퇴비화시설이 약 0.
- 6천원보다 높았다. 음식물류폐기물 톤당 약품비는 퇴비화시설이 약 7.7천원으로 사료화시설의 약 2.3천원보다 높아 약 3배의 약품비를 지출하는 것으로 나타났다. 용수사용비에서도 퇴비화시설이 약 0.
- 그러나 경제성에서는 사료화시설이 퇴비화시설 보다 확연히 높은 점수를 보이고 있다. 이 세가지를 종합하였을 때에도 사료화시설의 종합 점수는 61.5점으로 퇴비화시설의 52.7점 보다 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 향후 지자체에서 음식물류폐기물 자원화시설을 선정할 때에 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 이물질 톤당 처리비용을 평가한 결과 퇴비화시설이 약 144천원으로 사료화시설의 약 51천원 보다 월등히 높은 것으로 나타났다. 두 시설의 평균 처리비용은 약 91천원이었다.
- 이물질 톤당 처리비용을 평가한 결과 퇴비화시설이 약 144천원으로 사료화시설의 약 51천원 보다 월등히 높은 것으로 나타났다. 두 시설의 평균 처리비용은 약 91천원이었다.
- 부과된 점수는 종합평가시 활용될 것이다. 전체적으로 퇴비화 시설의 가동률은 전부 95%이상을 나타내어 상대적으로 사료화 시설보다 다소 높은 것으로 나타났다(Table 6). 사료화 시설의 경우 F3, F4와 같은 소규모 시설에서는 86%로 다소 낮았지만 중규모(F1, F2)에서는 100% 이상의 높은 가동률을 나타내었다.
- 부과된 점수는 종합평가시 활용될 것이다. 전체적으로 퇴비화 시설의 가동률은 전부 95%이상을 나타내어 상대적으로 사료화 시설보다 다소 높은 것으로 나타났다(Table 6). 사료화 시설의 경우 F3, F4와 같은 소규모 시설에서는 86%로 다소 낮았지만 중규모(F1, F2)에서는 100% 이상의 높은 가동률을 나타내었다.
- 최적화 이행지표 평가 결과 기술성에서 사료화시설이 30점 만점 중 18.3점으로 퇴비화시설의 17.7점 보다 다소 높았으며, 환경성에서도 사료화시설이 30점 만점 중 18.3점으로 퇴비화시설의 16.7점 보다 다소 높았다. 그러나 경제성 평가에서는 사료화시설이 40점 만점 중 25.
- 최적화 이행지표 평가 결과 기술성에서 사료화시설이 30점 만점 중 18.3점으로 퇴비화시설의 17.7점 보다 다소 높았으며, 환경성에서도 사료화시설이 30점 만점 중 18.3점으로 퇴비화시설의 16.7점 보다 다소 높았다. 그러나 경제성 평가에서는 사료화시설이 40점 만점 중 25.
후속연구
- 톤당 운영비, 인건비, 보수비용, 에너지 사용비용의 경우 용량별, 지자체 운영방법별로 상이하므로 이번 평가를 통해 운영비 표준화 및 적정 운영비 산출이 가능할 것으로 판단된다. 또한 운영 중 발생되는 에너지 및 자원화 생산물 판매를 통해 발생되는 수익을 평가하여 처리시설의 효율성 및 자원화 생산물 활용방안 등 유용한 기초자료도 확보할 수 있다.
- 7점을 크게 앞서는 것으로 나타났다. 이는 향후 각 지자체에서 음식물류폐기물 자원화시설 선정시 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- 7점을 크게 앞서는 것으로 나타났다. 이는 향후 각 지자체에서 음식물류폐기물 자원화시설 선정시 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- 7점 보다 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 향후 지자체에서 음식물류폐기물 자원화시설을 선정할 때에 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 경제성 평가지표는 Table 3와 같이 톤당 운영비, 인건비, 보수비용, 에너지 판매수익, 에너지 사용비용, 이물질 처리비용, 자원화 생산물 판매수익, 약품비, 용수사용비용의 9가지 항목으로 구성하였다. 톤당 운영비, 인건비, 보수비용, 에너지 사용비용의 경우 용량별, 지자체 운영방법별로 상이하므로 이번 평가를 통해 운영비 표준화 및 적정 운영비 산출이 가능할 것으로 판단된다. 또한 운영 중 발생되는 에너지 및 자원화 생산물 판매를 통해 발생되는 수익을 평가하여 처리시설의 효율성 및 자원화 생산물 활용방안 등 유용한 기초자료도 확보할 수 있다.
- 경제성 평가지표는 Table 3와 같이 톤당 운영비, 인건비, 보수비용, 에너지 판매수익, 에너지 사용비용, 이물질 처리비용, 자원화 생산물 판매수익, 약품비, 용수사용비용의 9가지 항목으로 구성하였다. 톤당 운영비, 인건비, 보수비용, 에너지 사용비용의 경우 용량별, 지자체 운영방법별로 상이하므로 이번 평가를 통해 운영비 표준화 및 적정 운영비 산출이 가능할 것으로 판단된다. 또한 운영 중 발생되는 에너지 및 자원화 생산물 판매를 통해 발생되는 수익을 평가하여 처리시설의 효율성 및 자원화 생산물 활용방안 등 유용한 기초자료도 확보할 수 있다.
- 수질오염물질 농도와 약품사용량의 각 해당 내용은 Table 4에 자세히 제시되어 있다. 환경성 평가에서는 처리과정에서 사용되는 에너지, 톤당 폐수발생 및 용수사용량, 약품비와 환경오염물질 발생을 평가할 수 있어 향후 음식물류폐기물 자원화시설 설치시 유용한 자료로 활용 가능할 것으로 기대된다.
- 수질오염물질 농도와 약품사용량의 각 해당 내용은 Table 4에 자세히 제시되어 있다. 환경성 평가에서는 처리과정에서 사용되는 에너지, 톤당 폐수발생 및 용수사용량, 약품비와 환경오염물질 발생을 평가할 수 있어 향후 음식물류폐기물 자원화시설 설치시 유용한 자료로 활용 가능할 것으로 기대된다.
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