● 음식 쓰레기의 퇴비화

1. 우리나라 음식 쓰레기의 실태

2. 음식 쓰레기의 처리방법

3. 실험

4. 결론

1. 우리나라 음식 쓰레기의 실태

서론

우리나라 음식물쓰레기 1일 발생량은 □97년도에 12,949톤으로 (년 470만톤)  생활쓰레기의 약 30%에 해당하는 많은 양으로  선진 OECD 국가인 미국 □(90) 25%, 영국(□90)19% 및 독일 (89) 28%와 비교시 높은편이다. 또한 이를 매립 처분하는 경우에는 침출수의 문제와 매립지 난을 가중시키고 소각의 경우에는 보조연료의 투입으로 인한 처리비상승, 다이옥신등의 대기오염문제로 처리가 어려워 국가에서는 가능한 한 재활용하는 방법을 확대하여 자원의 재활용과 처리의 적정화를 기하고 있는 실정이다.

그러나 우리나라의  음식물쓰레기 퇴비 나 사료 등으로 재활용하는 자원화시설은  91개(□97년도)로서 하루에 약 1,493톤이 처리되고 있으며 2002년도에는 총시설수 143개에서 약 2,000톤을 처리할 계획이나 대량폐기되는 음식물쓰레기의 처리에는 부족한 실정이다.

발생 및 처분현황

□98년도 전국 음식물 쓰레기 발생량은 11,798톤/일이며 생활쓰레기 발생량의 26%를 차지한다. 음식물 쓰레기 발생량은 '90년 23천여톤/일에서 □94년에 18천톤/일, □98년에 12천톤/일로 해마다 감소하고 있으며, 생활쓰레기 발생량중에서 차지하는 비중도 93∼□95년 동안 31%수준에서 □96년 29%, □97년 27%, □98년 26%로 줄었다. 음식물쓰레기 발생량 변동율을 생활쓰레기 발생량 증감율과 비교하면 91년∼95년 동안은 유사한 감소율을 보였으나 96년에는 생활쓰레기가 4.5% 증가했음에도 음식물쓰레기는 3.6% 감소했고, 98년에도 생활쓰레기는 6.9% 감소하였으나 음식물쓰레기는 이보다 훨씬 많은 9.7`% 감소하였다. 음식물쓰레기 자원화가 확대되면서 발생량에 변화가 있음을 알 수 있다. (표Ⅰ-1참조)

음식물 쓰레기 처리 현황을 보면 □98년도 전국 평균 70%(8,309톤/일)가 매립되고 8%(923톤/일)이 소각되며 22%(2566톤/일)가 자원화 되고 있다. 지자체별로 자원화 비중을 보면 경기도가 38%로 가장 높고, 충북 34%, 부산 31%, 충남 30% 수준으로 전국 평균(22%)보다 높은 자원화율을 보이고 있다. 서울시의 자원화 비중은 18%, 대구, 인천, 광주, 대전, 전남, 경북, 경남, 제주 모두 자원화 비중이 전국 평균 수준 (22%)보다 낮다.(표Ⅰ-2참조)

<표Ⅰ-1> 음식물쓰레기 발생추이

(단위 : 톤/일)

년도	생활폐기물 발생량(A)	음식물쓰레기 발생량(B)	음식물쓰레기 비중(B/A)	생활폐기물 증감율	음식물쓰레기 증감율
1990	83,962	23,003	27.4%
1991	92,246	26,311	28.5%	9.9%	14.4%
1992	75,096	21,807	29.0%	-18.6%	-17.1%
1993	62,940	19,764	31.4%	-16.2%	-9.4%
1994	58,118	18,055	31.1%	-7.7%	-8.6%
1995	47,774	15,075	31.6%	-17.8%	-16.5%
1996	49,925	14,532	29.1%	4.5%	-3.6%
1997	47,895	13,063	27.3%	-4.1%	-10.1%
1998	44,583	11,798	26.4%	-6.9%	-9.7%

<표Ⅰ-2> 음식물쓰레기처리현황

(단위 : 톤/일)

	97				98
구분	매립	소각	재활용	계	매립	소각	재활용	계
총계	10,974	815	1,275	13,063	8,309	923	2,566	11,798
서울	3,079	226	217	3,522	2,256	200	527	2,984
부산	1,020	216	160	1,396	558	226	346	1,130
대구	549	51	90	690	382	93	105	580
인천	674	2	39	715	546	0.6	108	655
광주	368	0	23	391	333	0	42	375
대전	415	0	25	440	317	1	68	386
경기	1,487	224	318	2,029	1,066	274	776	2,037
강원	344	1	0	345	277	2	78	356
충북	311	2	41	354	199	5	87	259
충남	364	4	91	459	316	15	137	452
전북	380	2	17	399	310	0.4	81	371
전남	419	10	60	489	403	4	63	470
경북	550	6	44	601	492	30	99	621
경남	873	69	128	1,070	714	71	167	952
제주	141	1	20	163	327	18	30	168

*자료 : 환경부, 『□98전국 폐기물 발생 및 처리현황』1999.

2. 음식 쓰레기 처리방법

사료화

퇴비화

-혐기성 퇴비화

혐기성 미생물의 분해 작용을 통해 음식물 쓰레기를 유기산이나 알코올류로 전환시키고 이것을 다시 메탄형성 미생물에 의해 메탄가스로 전환하여 에너지화하는 방법

-호기성 퇴비화

호기성 상태의 반응조에서 유기성 폐기물의 고형물 성상을 분리하기 쉬운 형태로 변화시키는 동시에 생물화학적으로 폐기물내의 유기물을 분해 안정화하는 방법

-건조방법

음식물 처리기계 내의 열풍이나 히터를 통해 80℃ 이상의 고열로 음식 쓰레기중에 포함된 수분을 증발시키는 방법

-건조발효

처리 단계의 초기부터 60℃ 이상의 고열로 음식 쓰레기중에 포함된 수분을 증발시키는 방법

(수분 조절이 어려워 효율성이 없다)

-지렁이의 먹이

음식물 쓰레기를 탈수 부숙시켜 지렁이를 이용하여 유기성 폐기물을 섭식후 배설하게 함으로써 지렁이의 체내에서 충분히 부식되어 배출되는 배설물을 토양 개량제등으로 이용할 수 있게 처리하는 방법

3. 실 험

△재료 : 연세대학교 원주 캠퍼스 학생식당에서 발생되는 음시 쓰레기

팽화제(영양분의 균형과 공기 공급의 효율을 증가 시키기 위해 첨가하는

물질) : 톱밥, 왕겨, 볏집, 쌀겨

△장치

△실험환경

1. 가온효과에 따른  퇴비화 실험 (수분 첨가하지 않음)

2. 수분 첨가에 따른 퇴비화 실험

3. 최적 조건에서 각 첨가제별 퇴비화

△측정(온도, PH, TOC, TKN, VS, 미생물 수의 측정)

-탄질비

1조건 : 40℃에서 가장 잘 일어났다(높은 가온 온도에서는 활성 미생물 농도가 감소하기 때문으로 추측)

2조건 : 40℃에서 감소, 쌀겨의 감소율이 가장 좋다.

3조건 : 왕겨, 톱밥, 볏집 순이다.

결과 : 쌀겨의 감소율이 가장 좋다.

-VS변화

1조건 : 40℃에서만 일어났다.

2조건 : 온도별로 일정한 감소.

3조건 : 모든 반응조에서 감소, 톱밥이 가장 많은양 감소.

결과 : 톱밥이 가장 좋음.

-분해율

1조건 : 초기 무게와 초종무게어세 각각 수분함량을 뺀후 감소율을 분해율로 봄.

2조건 : 40℃에서 가장 높은 감소율을 보임.

3조건 : 왕겨와 쌀겨가 비슷한 감소율을 보이고, 돕밥과 볏짚에서 비슷한 감소율을 보임.

결과 : 가온식 반응기에서 분해도가 가장 좋은 온도는 40℃.

왕겨와 쌀겨가 가장 좋음.

-수분함량의 변화

1조건 : 50∼60% 유지. 첫날 이후로는 가온식 교반 반응기에서는 1일 이후 수분 첨가가 필요함

2조건 : 가온효과에 따른 수분의 증발량을 다시 첨가해 줌으로 반응이 완결 될때까지 수분 함량이 50∼60% 수준에서 머무는 것을 볼수 있다.

3조건 : 수분함량은 50∼60℃ 사이로 임의로 조절하여 실시 하였으므로 반응기간중 초적조건을 유지한다고 볼 수 있다.

-온도 변화

1조건 : 퇴비화 반응기의 내벽 온도를 가 80, 60, 40℃를 유지해준 결과 4일사이에 최고 온도를 나타냈으나 각 가온 온도 별로 반응기간 내내 유지가 됨.

2조건 : 각 온도별로 퇴비화 반응시 일정한 온도 곡선을 보여줌

3조건 : 온도 변화는 종류에 관계없이 2일째부터 최고 온도를 나타냈다가 4일 이후에는 50℃를 유지함, 톱밥과 볏짚의 온도 상승곡선이 왕겨나 볏짚보다 좋게 나타남.

-미생물수의 변화

1조건 : 40℃를 유지시킨 반응조에서는 최고 온도가 유지되는 5일까지 많은수를 보이다가 온도 곡선과 비슷하게 떨어짐을 볼 수 있다.

3조건 : 최고온도를 나타내는 5일까지의 미생물 수가 왕성함.

-PH변화

1조건 : 5정도을 산성범위에 머무름. 수분부족으로 인한 반응의 미완결에 기인.

2조건 : 초기에는 낮다가 최종적으로는 중성.

3조건 : 초기에는 낮다가 최종적으로는 중성.

결과 : 우리나라와 같은 화학비료에 의해 산성화된 토양에 살포시 PH를 회복시켜줄수 있다.

4. 퇴비화 이용현황

1)공공부문 퇴비화 제품

98년 현재 음식물쓰레기를 이용하여 퇴비를 생산하는 공공음식물쓰레기 자원화 시설은 30개소이며 194 톤/일을 생산하고 있다. 퇴비 이용 실태는 30개소 중 90%에 해당하는 27개소가 무상으로 공급하거나 지자체에서 자체 소비(지역내 가로수용 퇴비)하고 있는 실정이다.  지자체별 현황을 보면 경기도가 8개소 98톤/일로서 가장 많은 양을 생산하고 있으며 부산이 3개소 53톤/일로 두 번째이다. 충남은 생산 공급하는 시설 수는 부산보다 많지만 소량을 생산하고 있으며 전국 대부분이 10톤/일 이하를 생산하고 있다.

서울은 2개 시설에서 8톤/일을 생산하며 산림이나 공원에 사용하고, 부산은 3개 시설에서 53톤/일이 생산되는데 농가에 무상으로 제공된다. 대전시는 한밭비료회사에 판매하고 있다. 경기도는 8개 시설에서 98톤/일을 생산하는 데 7개 시설이 일반농가에서 무상으로 가져다 이용하거나 자체 소비하고 있다. 여주군은 지렁이사육시설에서 생산된 퇴비를 판매하고 있다. 충남은 6개 시설에서 약 2톤/일를 생산하는데 5개 시설이 농가에 무상으로 제공하고 충남 아산시의 1개 퇴비화 시설만이 유상으로 판매하고 있다.  전남, 전북, 경북의 퇴비 생산량은 매우 적고 경남은 3개 시설에서 7.8톤/일을 생산해서 농가에 무상으로 공급한다. 제주 역시 1개 시설에서 10톤/일을 생산하는 데 농가에 무상 공급한다.

공공부문 퇴비화 제품 이용 현황

지자체	업체수	생산량	구분(유무상)	공급처(판매가격)	비고
서울	2	8	무상	산림,공원
부산	3	53	무상	농가
인천	1	1.93	무상	지자체 자체소비
대전	1	2.27	유상	한밭비료외2개소
경기	8	98.3	무상7 유상1	일반농가 및 자체	여주군
강원	1	10	무상	침출수 처리장
충북	1	0.5	무상	농가
충남	6	1.85	무상5 유상1	농가	아산시
전북	1	0.004	무상	자체소비
전남	1	0.2	무상	농가
경북	1	0.1	무상	매립
경남	3	7.8	무상	농가
제주	1	10	무상	농가
전국	30	193.954	무상27 유상3

2) 민간 부문 퇴비화 제품

민간 퇴비화 시설은 98년 현재 전국에 15개소에서 84 톤/일을 생산하고 있으며. 무상으로 제품을 공급하는 시설이 5개소 유상으로 제품을 공급하는 시설이 10개소이다. 이는 공공시설과는 달리 유상 판매가 10개소로 66.7%에 해당하며, 퇴비를 유상으로 판매하고 있는 시설은 충북 2개소(은성산업, 흙산림연구소), 전남 5개소(백산유기질 영농조합, 대전위탁영농조합, 수북농업, 산이유통, 상무태), 경북 3개소(창성영농조합, 지천영농조합, 진들농산) 로서 주로 농가 및 축협 중앙회와 농협중앙회에 공급하고 있으며, 33.4%에 해당하는 무상판매시설도 농가 등에 공급하고 있다.

지자체별로는 전남이 6개소 33.38톤/일로서 가장 많으며 부산이 2개소 27톤/일,  경북이 3개소 18.7 톤/일을 생산하고 있으며 나머지 지자체들은 제품공급 실적이 없거나 소량이다.

민간부문 퇴비화 제품 이용 현황

지자체	업체수	생산량	구분(유무상)	공급처(판매가격)	비고
서울	-	-	-	-	해당사항없음
부산	2	27	무상	농가
경기	1	0.8	무상	농가
충북	3	3.9	무상1 유상2	농가, 축협중앙회	은성산업 흙산림연구소
전남	6	33.38	무상1 유상5	농가, 농협중앙회	백산유기질영농조합, 대전위탁 영농,수북농업, 산이유통, 상무대
경북	3	18.7	유상3	농가	창성영농조합, 지천영농조합,진들농산
전국	15	83.78	무상5 유상10

3)음식물 쓰레기 자원화의 경제성

음식물쓰레기 자원화의 경제성을 매립비용과 비교하면 회계학적으로는 (-)인 것으로 나타났다. 매립비용의 비교 기준이 대전시 소각장의 단가(□97년도)로서 다른 지역의 매립비용보다 높지만, 자원화비용 단가도 높은 단가를 기준으로 하여 비교하였다. 앞으로 음식물쓰레기의 매립이 법적으로 금지되기 때문에 매립비용은 크게 상승하게 되며, 이와 같은 여건에서는 음식쓰레기 자원화의 경제성을 소각비용과 비교해야 한다. 소각비용과 단순 비교해도 음식쓰레기 자원화가 경제성이 있음을 알 수 있다.

음식쓰레기 자원화의 경제성

(단위 : 원/톤)

구 분	호기성 퇴비화	건조 발효 사료	습식 사료화
소각 비용과 자원화 비용 비교 1안 (높은 소각 비용)
소각비용(A)	73천원	73천원	73천원
자원화 비용(B)	58천원/톤	56천원/톤	37천원/톤
순 편익 (C1=A-B)	15천원/톤	17천원/톤	36천원/톤
자원화 제품 이용가치(D)	+(正)	+(正)	+(正)
소각 비용과 자원화 비용 비교 2안 (낮은 소각 비용)
소각비용(a)	67천원/톤	67천원/톤	67천원/톤
자원화 비용(b)	58천원/톤	56천원/톤	37천원/톤
순 편익 (c1=a-b)	9천원/톤	11천원/톤	30천원/톤
자원화 제품 이용가치(d)	50천원/톤	80천원/톤	75천원/톤
매립 비용과 자원화 비용 비교
매립 비용(□)	23천원/톤	23천원/톤	23천원/톤
자원화 비용(□)	58천원/톤	56천원/톤	37천원/톤
순 편익 (□1=□-□)	-35천원/톤	-33천원/톤	-14천원/톤
자원화 제품 이용가치(□)	+(正)	+(正)	+(正)

주: 1) 소각비용(A)는 한국자원재생공사, 『재활용 품목별 기술성·경제성 평가 연구』, □97 자료 인용

2) 소각비용(a)는 김광임·최상기, 『음식물쓰레기 처리방법별 기술 및 비용편익 분석 연구』, □97에서 인용

3) 호기성 퇴비화 비용은 앞장에서 계산된 비용중 시설용량 기준 가장 높은 단가를 이용함

4) 위의 경제성 비교는 음식물쓰레기가 소각 또는 매립되면서 발생하는 대기오염이나 지하수오염 등으로 인한 환경적 비용, 사회적 비용은 반영하지 않은 것이며, 건설비와 운영비등 회계학적 비용만을 기준으로 비교한 것이다. 환경오염으로 인한 사회적 비용을 반영한다면 음식물쓰레기 자원화의 순 편익은 크게 증가할 것이다.

5) 사료 판매가치는 축산 농가의 사료 가격이 농가와 계절에 따라 매우 유동적이지만 비용 분석 대상 축산농가에 대한 실사에서 150천원/톤 ∼ 220천원/톤 수준이고, 유기성 퇴비도 톤당 5만원 ∼ 10만원에 판매

하남시  사료화시설 공정도

인천 남동구 퇴비화 시설의 공정도

5. 결 론

퇴비로서 재활용이 가능한 대부분의 유기성 폐기물이 매립이나 소각에 의존하여 처리되고 있어 매립지 부족에 의한 매립단가 상승과 고효율의 소각 시설 설치 및 운영에 따른 처리에 막대한 자금이 소요되고 있다. 또한 매립이나 소각 처리에 의해 토양, 지하수질 및 대기오염을 유발하는 많은 문제점이 지적되고 있다. 이러한 점에서 음식 쓰레기를 퇴비화에 의해서 처리하면 매립지의 수명단축, 소각에 의한 처리비의 절감, 농경지에 유기물을 공급함으로서 농지 질 향상 등의 경제적인 이익을 가져올수 있다. 그리고, 이에 뒤따라야 할 것은 정확한 부숙도 판정법을 확립하여 퇴비원료로 사용가능한 원료를 선발하여 재활용의 극대화를 기하고, 생산제품의 사용용도를 구분, 기업체에 기술을 보급하여 양질의 퇴비를 생산하도록 유도, 경제적인 적정 시비량을 산출하여 자원의 낭비를 막아 자원순환을 원활히 할 수 있게해야한다.