mbt시설

[필더월]

MBT (Mechanical Biological Treatment) 시설

김병훈 : hymark  환경부

최근 국제화 관련기사 대부분은 국제 유가가 배럴당 100달러를(Dubai유) 돌파할 것이라는 보도가 일면 머리 기사를 장식하였다. 얼마 전까지 90달러를 돌파했다는 소리를 들었지만, 너무 가파른 상승세이다. 올해 노벨 평화상은 화석연료의 사용으로 인한 지구온난화의 위협을 경고한 IPCC(기후변화 정부간 위원회)와 엘 고어 전 미국 부통령에게 돌아갔다. 이와 같이 화석연료 사용 증가에 따른 지구온난화 및 기후변화 문제에 대한 전지구적 차원의 관심이 증가하고, 온실가스 억제를 위한 환경규제 강화가 예상이 된다. 전 세계는 에너지 시장의 불확실성 증대 및 수급 불안정, 에너지 자원 확보경쟁 심화, 산유국 주변 정세 불안 등의 요인으로 앞에서 언급한 것처럼 국제 에너지가격이 지속적으로 상승되고 있는 것이다. '05년 현재, 국내 총 1차 에너지 대비 신재생 에너지 비율은 2.1%이고, 이중 폐기물에너지는 75.9%로 가장 큰 비중을 차지하고 있으나 투자비중은 매우 낮은 상태이다. 현재까지의 우리나라 폐기물 정책은 발생된 물질재활용을 확대하고 그 외의 폐기물은 매립과 소각 위주의 안전처리에 중점을 두어왔다. '05년을 기준으로 할 때 전국매립지 사용연한은 약 20년 정도밖에 남지 않았고, 소각시설의 경우 쓰레기 발열량 증가에 대하여 소각량 감소 등으로 수동적 대응을 하여온 것이 사실이다. 따라서 폐기물을 이용한 에너지화는 대기오염 문제, 물질재활용 위축 등을 우려하여 보수적으로 접근할 수밖에 없었다. 우리나라 소각시설에서도 일부 열에너지를 회수-이용하고 있으나, 수요처 한정, 품질에 대한 불신 및 제도적 지원 미비 등의 문제로 활성화 되지 못하고 있다. 또한 소각시설의 입지특성상 도심, 공단 등 에너지 수요처와 접근성이 떨어져 회수된 에너지의 자체이용이 많으며, 소각 여열의 품질이 향상되었음에도, 공급시 단가기준이 없어 시장가격의 25%수준으로 공급되며, 신재생에너지 발전차액지원 가격이 낮은 상황이다. 본 자료에서는 이러한 현 상황을 감안하여 소각을 대안할, 페기물 에너지화를 추진할수 있는 새로운 방법인(사실 전혀 새로운건 아니다. 유럽에서는 이미 많은 나라가 도입하였으며 국내에서도 현재 도입 타당성을 검토하여 시범사업 진행중이다) 생활 폐기물 처리기술인 기계적▪생물학적 처리공정인 MBT(Mechanical Biological Treatment)시설에 대해서 기술하고자 한다. 잠깐 MBT 추진현황을 살펴보면, 국내에서는 폐기물의 최소화 및 감량화를 통하여 폐기물처리효율을 제고하고 자원회수 극대화를 도모하기 위한 방안의 하나로 MBT도입을 검토하였다. 또한, 2003년 이후 단순 소각․매립의 폐기물처리방식에 대한 전환 요구가 있었고, 2005년에「생활폐기물 처리방법 및 시설의 다변화를 위한 조사연구」용역을 수행하여, 2006년 초에 전문가 검토회의 및 정책토론회 등을 거쳐 MBT 도입의 타당성을 도출하였다. 이후 '07년부터 4개의 MBT 시설설치 시범사업을 추진하고, 단계적으로 확대 설치하고 생산된 RDF는 시멘트소성로, 석탄화력발전소 등에서 대체연료로 활용하거나 전용발전시설을 설치하여 직접 에너지 회수하고자 하는 것이다. ※ RDF(Refused Derived Fuel): 가연성 폐기물을 선별․파쇄․건조․성형을 거쳐 일정량 이하의 수분을 함유한 고체상의 연료로 제조한 것 좀더 자세히 설명하자면 폐기물 전처리(MBT)시설이란 폐기물의 최종 처분(매립)전 기계적 분리ㆍ선별 및 생물학적 처리를 거쳐 재활용가치가 있는 물질을 최대한 회수하고, 환경부하를 감소시키는 시설을 말한다. MBT공정을 적용하기 위해 가장 중요한 제고사항 중 하나가 입도분석이며 적절한 입도를 위해 파쇄 혹은 분쇄과정을 거치도록 되어있는데 이는 선별과정에서 입도분포에 의해 생분해성유기물질의 분리확률이 결정되기 때문이다. MBT시설의 구성함에 있어 가장 기본이되는 요소공정을 보면 우선 폐기물반입장이 필요한데, 통상 MBT시설에서는 소각시설의 경우처럼 지하형피트나 벙커보다는 평평한 반입실을 주로 선택하며, 침출수가 새지 않도록 바닥에는 경사진 콘크리트를 타설하고, 파쇄나 후속공정으로 이송하기 전에 작업자가 육안으로 유해물질이나 대형물질을 선별할 수 있도록 하고 있다. 그 다음은 분리선별의 가장 핵심인 입도선별이다. Trommel에서 생분해성과 가연성이 대부분 분리된다. 아래사진은 트롬멜 내부의 입도선별이 진행되는 회전과정에서 입도가 크고 가벼운 가연성물질들이 분리되고 있음을 볼 수 있다. 입도선별에 큰입도(가연성), 작은입도(생분해성)가 구분되면, 그 다음 이어지는 공정이 금속성분을 추출공정이다. 철 금속은 자력으로 비철금속(주로 알루미늄)은 Eddy Current로 선별해 낸다. 금속성분이 선별되면 그 다음공정은 밀도(혹은 비중)선별과정이 이어진다. 가벼운 물질은 가연성으로, 무거운 물질은 협잡물로 분류되어 매립지로 보내진다. 이 공정에 선택되는 공정은 공기선별(흡입), Balistic/Vibration Screen 선별공정 등이다. 비중선별이 완료되면 RDF로 보내질 물질은 대부분 분리된다. 그러나 이 중에는 아직도 RDF를 연료로 활용하는 시멘트 소성로나 소각발전시설에서 문제가 되는 Cl성분이 잔류하므로 특별히 근적외선을 이용한 광학적 선별과정이 추가되는 것이 최근의 추세이다. 이 장치는 컨베이어 위의 물질이 이송되는 가운데 NIR장치가 물질을 판독하여 PVC등의 물질을 컨베이어 종단에서 고압공기로 튕겨내도록 구성되어 있고, 이 방법으로 선별될 확률은 90% 이상이라고 한다. 그러나 통상 기기공급자들은 85%정도를 개런티 한다고 한다. 생물학적 처리공정의 목적은 생분해성유기물은 생물학적으로, 가연성폐기물은 열적으로 분해하여 폐기물이 갖고 있는 잠재적인 오염물질배출(침출수, 혹은 매립가스)을 원천적으로 저감하는데 목적이 있다. 생태적으로 안정된 물질은 매립하더라도 더 이상 매립으로 인한 부차적인 오염을 유발하지 않는다. 그리고 다른 매립지와 구분하여 비유해성 매립지에 매립할 수 있게 된다. 생물학적 처리과정을 거치게 되면 그 결과물은 다음과 같은 오염잠재성 저감효과를 가져올 수 있다. EU에서는 매립지침(Landfill Directive,’99)에서 생분해성물질(유기탄소 5%이상) 및 가연성물질(발열량 1,433kcal/kg이상)의 직매립을 억제함으로써 전처리시설(MBT)의 설치가 확장되는 추세이다. 특히, 독일은 물질순환 원칙에 입각한 폐기물관리정책 추진을 위한 도구로 전처리시설(MBT)을 도입․운영 중(66개소,’04)이고, 그 밖에 스페인, 이탈리아 등에서도 이 시설을 적극 설치 중이다. 이러한 MBT시설을 설치함으로써 얻는 일반적 효과로는 생분해성물질 처리로 매립지 침출수 억제, 소각량 감소로 대기오염 부하량 저감 효과를 얻을수 있고, 전처리 시설을 통하여 RDF를 제조하고, 연료로 사용할 경우 신ㆍ재생에너지 확보에 큰 기여할 수 있다는 것이다. 또한 매립 또는 소각시설보다 설치시 주민동의 확보가 용이하며 단순 소각시설을 단계적으로 MBT로 대체 유도 효과를 얻을 수 있다. 향후 국내에서도 시범 효과를 통하여 친환경적인 폐기물 전처리 시설이 안정적인 도입이 이루어졌으면 하는 바람을 가져본다.

[장군네]

2015년도 하반기 면접시험에 나왔다고 합니다.
감사합니다.

[하늘과바다]

유용한 자료 참고하겠습니다. 감사합니다.