폐기물 자원화에 대한 고찰

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폐기물 자원화에 대한 고찰에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

류로 볼 수 있으며 유사기술로 RDF 제조기술을 들 수 있다. MBT기술은 생활폐기물을 파쇄와 선별을 거쳐서 가연성 성분은 RDF화하여 에너지로 회수하고 유기성 성분은 혐기성 소화를 통하여 Bio-gas를 발생시키거나 퇴비화로 자원화 하는 공정이다. 본 기술은 과열증기를 이용하여 MBT의 파쇄, 분리를 대처하여 자원화 시스템을 구성하게 되며 여기서 분리 선별된 유기성 성분은 혐기성소화, RDF화, 퇴비화 등 설비의 지역적 특징과 요구에 따라 다양한 방법으로 자원화 된다. 기술 적용 대상인 생활폐기물은 매립과 소각대상의 폐기물로서 발생원에서 배출시 재이용 가능한 자원들은 대부분 회수되며 음식물의 분리수거로 유기성 성분 함량이 높지 않아 전통적인 수작업을 통해서는 자원화가 거의 불가능하다.
2.4.1 국내현황
국내의 생활폐기물 자원화 기술은 주로 유기물을 분리하지 않고 금속이나 PVC를 선별한 후 성형하여 RDF를 생산하는 고형연료화 방향으로 진행되어왔다. 생물학적 분리기술(bio-drying)은 국내에 설치되어 운전되어 왔으나 생산물인 부숙토 등에 대한 국내 인식의 미비로 원활한 가동이 어려운 상태이다. 과열증기를 이용하는 기술은 국내의 경우 연구실적은 전무하며 최근 기초연구를 준비하고 있는 연구기관 및 기업이 있는 것으로 파악되고 있으나 연구대상은 생활폐기물이 아닌 하수슬러지, 축분 등의 유기성 폐기물의 분해 방법으로 고온고압의 증기 접촉방법이 시도되고 있다. 과열증기를 생활폐기물의 유기성 성분회수에 적용하는 기술은 국내에서 본 기술이 유일하고 할 수 있다.
2.4.2 국외현황
국외의 생활폐기물 자원화 기술은 주로 고형연료화 기술이다. 생활폐기물은 자체로 높은 열량을 가지고 있는 훌륭한 에너지원이기 때문에 단순 소각을 하더라도 자원화가 가능하다. 미국의 경우 생활폐기물의 처리는 대부분 매립에 의존하고 있으나 RDF의 ASTM 기준을 마련하여 자원으로 이용하고 있다.
일본은 주로 RDF제조기술이 차지하고 있으며 유럽 또한 RDF를 제조하고 있으나 최근에 독일을 중심으로 MBT system이 시장을 넓혀가고 있다. 일본의 경우 1990년대 중반에 중소형 소각로에서 배출되는 다이옥신이 사회적으로 심각한 문제가 됨에 따라 중소형 소각로를 대체하여 RDF제조설비를 설치하여 57곳의 RDF생산시설과 5곳의 RDF 전용발전소가 운영되고 있다. 유럽의 경우 RDF제조시설과 RDF와 석탄을 혼소하는 발전설비 등이 있으나 생활폐기물 내에 포함되어있는 유기성 폐기물의 처리에 중점을 두는 MBT시스템이 약 50여 곳 운영되고 있다.
<표 5> 국내 생활폐기물 자원화 기술
기술명
업체명
특징
비고
고온고압물질전환
EETC
200℃이상의 증기를 폐기물에 직접 접촉시켜 유기물 분해 및 물질전환
Pilot plant보유
K-RDF제조
고려자동화
생활폐기물 파쇄 선별 후 건조 성형
RDF 생산
생산시설보유 40톤/24시간(원주)
RDF제조
제일ENC
폐기물의 선별 파쇄 후 RDF생산
시멘트 소성로의 원료로 사용
Fluff타입의 RDF 생산
<표 6> 해외 생활폐기물 자원화 기술
기술명
업체명
특징
비고
PSC(미)
World Waste Industries
생활폐기물에서 Cellulose성분을 분리하여 제지원료로 활용
500톤/24시간 상용설비 시운전 중
MMCS(일)
Eco-Meet
하수슬러지를 물질변환하여 액상비료 제조
30톤/24시간 상용설비 운전 중
RDF제조 발전
히타치조센
스토카 타입 소각, 유동상방식의 가스화 용융으로 에너지 회수
스토카타입 200톤/24시간
유동상식 160톤/24시간
RDF제조 발전(일)
가와사키 중공업
내부 순환유동상 방식 소각으로 에너지 회수
315톤/24시간
RDF제조 발전(일)
JFE엔지니어링
샤프트로 방식의 가스화 용융으로 에너지회수
314톤/24시간
MBT시스템(스)
Hasse
기계적 분리선별을 거쳐 유기성성분을 혐기성 소화(건식소화)하여 Bio-gas 생성
660톤/24시간
MBT시스템(이)
Foster Wheeler Italiana
가연성 성분은 RDF, 유기성 퇴비화
660톤/24시간
MBT시스템(독)
Valorga
기계적 분리선별을 거쳐 유기성성분을 혐기성 소화(습식소화)하여 Bio-gas 생성
1000톤/24시간
분리 수거된 유기성 폐기물 퇴비화
2.4.3 고온고압증기를 이용한 국내ㆍ외 생활폐기물 자원화 기술 현황
국외에서 폐기물 중 유기성분을 고온고압의 증기를 이용하여 처리하는 기술은 일본 eco-meet 사에서 일본의 동경공업대학의 기술 이전으로 하수 슬러지를 대상으로 한 홋카이도에 30톤/24시간 용량의 상용플랜트가 운전 중에 있으며 이를 생활폐기물에 적용하는 방법을 연구 중에 있다. 미국에서는 생활폐기물을 대상으로 생활폐기물에 포함된 cellulose 성분을 추출하는 설비가 University of Alabama에서 개발되어 500톤/24시간의 상용화 시운전 중에 있다.
<표 7> 국내ㆍ외의 연구현황
연구수행 기관
연구개발의 내용
연구개발성과의 활용현황
에너지기술연구원
축산분뇨 자원화 기술
계획 중
동경공업대학
하수슬러지 자원화 기술
상용플랜트 운전 1기(30톤/24시간)
University of Alabama
생활폐기물 자원화 기술
상용플랜트 운전 1기 (5000톤/24시간)
3. 결론
생활폐기물 자원화 기술은 생활폐기물의 자원으로서의 유용성이 확인되면서부터 지속적으로 개발되어 왔으나 기존의 생활폐기물 자원화는 자원의 재활용보다는 폐기물의 처리와 안정화에 더 많은 비중을 두어왔다. 이는 생활폐기물의 복잡한 성분과 성분간의 분리선별이 비교적 어렵기 때문으로 사료된다. 그러므로 생활폐기물의 자원화 공정 중 발열량이 높은 가연성분, 수분함량이 높은 유기성 성분 및 불연성 성분의 분리는 공정의 최적화와 효과적인 개발에 핵심적인 인자이다. 과열증기를 생활폐기물에 직접 접촉시킴으로써 기계적인 파봉과 파쇄 공정을 대체하고 유기성 성분을 분체화하여 효과적인 분리선별이 가능하다. 과열증기를 이용한 생활폐기물 자원화 기술은 생활폐기물 성분간의 분리선별을 원활히 함으로써 폐기물이 보유하고 있는 자원으로서의 가치를 상승시킬 수 있다.