응집제 사용이 디스포저 분쇄오수의 고형물 회수율 및 회수된 고형물의 자원화에 미치는 영향 연구

Abstract

국내에서 음식물쓰레기 종량제 제도가 전국으로 확산(12년)되고 음식물류 폐기물의 해양배출이 금지(13년)됨에 따라 음식물쓰레기 저감 및 에너지화 관련 기술의 수요가 증가되고 있고, 정부는 음식물류 폐기물의 처리 및 자원화 정책을 추진하고 있다. 기존 음식물쓰레기 분리수거의 불편함을 해소하기 위해 가정용 음식물감량건조기가 등장하였는데, 사용 시 전기소모량이 크고 악취가 발생하는 등의 문제가 대두되었다. 그 후, 새로운 음식물쓰레기 분리수거 자원화 시스템의 개발이 필요하게 됨에 따라 가정용 디스포저 사용에 대한 연구가 진행되고 있다. 디스포저(주방용 오물 분쇄기)는 주방 음식물쓰레기를 갈아서 하수관거를 통해 오수와 함께 공공하수도로 배출하는 기기를 의미한다. 우리나라는 1985년-1995년까지 11년간 전기용품 형식으로 승인을 받아 보급되었으나 배관폐색, 하수 자연유하 방해 및 유입 하수부하량 증가, 유기물 부패로 인한 악취 발생 등의 문제가 예상되어 디스포저 판매 및 사용이 중지되었다. 현재는 환경부 고시에 의거 디스포저 사용자가 음식물쓰레기 배출량을 임의로 조작할 수 없는 일체형 제품이면서, 음식물쓰레기가 고형물 무게 기준으로 80%(by dry wt.)이상 회수될 경우 디스포저의 사용이 가능한 상태이다. 디스포저를 사용함으로써 음식물쓰레기의 보관․배출․수거․운반 등이 용이해지고 퇴비화나 사료화 등의 자원화 공정을 보다 효율적으로 할 수 있기 때문에, 디스포저 분쇄오수의 고형물 회수율을 향상시키는 방안에 대해 연구할 필요가 있다. 본 연구에서는 디스포저 분쇄오수를 고액분리할 때 고형물 회수율을 향상시킬 수 있는 방법으로 응집 공정을 선택하였고, 응집에 의한 영향을 살펴보았다. 또한 환경부의 음식물류폐기물 전량 자원화 정책에 맞춰 회수된 고형물을 자원화할 때, 혐기 소화, 퇴비화 등의 과정에서 응집제의 사용이 미치는 영향에 대해서 연구하였다. 디스포저 분쇄오수의 여액을 응집하기 위한 응집 pH와 주입량은 Chitosan을 사용할 때 pH 6, 주입량 20 mg/L이고, PAC를 사용할 때 pH 7, 주입량 50 mg/L으로 나타났다. 여액 농도에 따른 응집 영향과 침전 시간 특성을 살펴본 결과, PAC를 사용할 때 근소하게 높은 탁도 제거율 값이 측정되었다. 하지만, 고형물 회수율 부분에서 Chitosan 응집제를 사용할 때, 체눈크기 1.0 mm 이하의 체를 사용한다면 고형물 회수율 80% (by dry wt.)을 달성할 수 있었다. 응집제의 사용이 혐기소화에 미치는 영향을 조사하기 위해서 BMP test를 수행하였다. 그 결과, 메탄 발생량, 메탄 분율, 생분해도, pH, 알칼리도 등 측정한 모든 요소에서 유사한 값이 나왔으며, t-tset의 결과 역시 응집제에 의한 영향은 없었던 것으로 확인되었다. 또한, 응집제의 사용이 퇴비화 과정에 미치는 영향을 조사하기 위해, 온도, 무게 감량률, 수분 함량, pH, VS 감량률 등의 모니터링 인자들의 변화 추이를 평가하였다. 그 결과, Control, Chitosan Treat, PAC Treat에서 유사한 경향이 관측되었고, 응집제 사용이 자원화에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다. 또한 생성된 부산물에 대하여 품질 평가를 한 결과, C/N ratio, 염도, 수분, 유기물 함량, 중금속 함량 등에서 퇴비 품질 기준에 적합하였다. 결과적으로, 응집제가 고형물 회수 시스템에 활용될 때, 충분한 고형물 회수율을 달성할 수 있을 뿐만 아니라, 혐기 소화나 퇴비화 등의 자원화 과정에 미치는 영향이 미미하다는 것을 알 수 있다.