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1. 음식물 쓰레기 사료화 Plant
1) 음식물 처리공정
2). 사료(습식, 건식) 공정도
자료제공 : (사)한국음식물자원화협회
http://www.kofra.org/main/main.php
2. 한국의 실정
중앙일보
입력 2022.01.18 03:00
지면보기
비료 형태로 자원화 처리가 완료된 음식물 쓰레기. 장진영 기자
# "동물은 음식물 쓰레기통이 아니다!"
동물 보호 단체가 2019년 6월 음식 쓰레기의 사료 이용 전면 중단을 요구하며 집회를 벌였다. 이들은 인간이 먹고 남긴 음식을 개·돼지 등에 먹이는 건 동족의 살을 먹이는 비윤리적 행위일 뿐 아니라 위생 문제도 있다고 주장했다.
# "요즘 음식 쓰레기로 사료나 퇴비를 만들어봐야 돈 못 벌죠." 12일 경기도에서 음식물 처리 업체를 운영하는 관계자의 말이다. 그는 음식 쓰레기로 만든 사료·퇴비가 인기가 없어 창고에 쌓여 간다고 한숨을 쉬었다.
한 쪽에선 동물 학대라 비판하고, 다른 쪽에선 팔리지 않는다고 한탄한다. 국내 음식 쓰레기 재활용의 현실이다. 음식 쓰레기를 철저히 분리 배출하고 있지만 자원화의 그늘이 있다.
그래픽=김은교 kim.eungyo@joongang.co.kr
국내 음식 쓰레기 관리 체계의 핵심은 분리 배출과 자원화다. 폐기물을 최대한 분리 배출해서 모으고, 이를 사료·퇴비·바이오가스 등으로 재활용해 농가나 기업에 공급하는 식이다. 통계상 음식 쓰레기의 재활용 비율은 100%에 가깝다. 2019년 하루 평균 1만4314t이 분리 배출됐는데, 이 중 1만3773t(96.2%)이 재활용됐다. 2018년(97%), 2017년(97.1%)도 비슷한 수준이었다. 일부 소각·매립하는 양을 빼면 사실상 모두 새 생명을 얻는 셈이다.
하지만 복잡한 공정을 거쳐 퇴비나 사료를 만들어도 시장에서 외면받기 일쑤다. 한국환경공단에 따르면 2020년 한 해 동안 26만3669t의 음식 쓰레기가 재활용됐다. 이렇게 재활용된 제품 중 판매된 건 3만2729t(12.4%)에 그쳤다. 매년 비슷한 수준이다.
사료는 쓰레기로 만들었다는 거부감이 강한데다 위생 우려, 동물 학대 이슈가 문제다. 돼지의 경우 아프리카돼지열병(ASF) 여파로 2019년부터 음식물로 만든 사료가 사라졌다. 닭도 조류인플루엔자(AI)때문에 수분 함량이 높은 사료를 제공할 길이 막혔다. 가축 중에서 큰 비중을 차지하는 닭·돼지가 막히다 보니 자원화 업체들은 곤충 사육 등으로 우회해야 하는 형편이다. 음식 쓰레기 전체 발생량 대비 사료화 비율도 2015년 44.9%에서 2019년 36.2%로 하락세다.
그래픽=김은교 kim.eungyo@joongang.co.kr
퇴비 사정도 별반 다르지 않다. 음식물 처리 업체 관계자는 "요즘은 사료 대신 퇴비화를 많이 하지만, 처리가 곤란한 상황이다. 덤프트럭 한 대에 10만원으로 땡처리하거나 톱밥 대신 쓰라고 공짜로 줄 정도"라고 털어놨다.
갈 곳 없는 사료·퇴비와 임시 보관하는 음식 쓰레기는 기약 없이 쌓여 간다. 그에 따른 악취나 침출수 같은 2차 오염도 문제다. 김미화 자원순환사회연대 이사장은 "퇴비나 사료를 만들어도 갈 데가 없으니 음식 쓰레기 불법 처리 문제가 끊이질 않는다. 이것들을 보관하다 새로운 환경 오염도 만들고 있다"라고 말했다.
상황이 이렇다 보니 일각에선 자원화 '무용론'을 제기하기도 한다. 불법 개조로 논란이 된 가정용 음식물 쓰레기 분쇄기(디스포저) 업계가 대표적이다. 이들 업체에선 음식 쓰레기를 갈아서 하수도로 일정량 내보내는 게 더 낫다고 주장한다. 업계 관계자는 "정부에서 많은 자원을 지원해 비료·사료로 만들었지만, 지금은 다 처리장에 쌓여있다"며 "자원화 정책 대신 분쇄기나 음식물 처리 방식을 다변화해야 한다"고 말했다.
울산 남구의 음식 쓰레기 바이오가스화 시설 내부. 송봉근 기자
정부도 이런 상황을 인지하고 있다. 지난달 발표한 한국형(K)-순환경제 이행계획에서 "음식물은 주로 퇴비·사료 중심으로 재활용하지만, 수요가 충분하지 않은 상황"이라고 밝혔다. 그러면서 음식 쓰레기와 가축 분뇨, 하수 찌꺼기 등을 혼합 처리하는 바이오가스화 체계를 강화하겠다는 계획을 내놨다. 폐기물에서 나온 메탄가스 등을 에너지로 적극 활용한다는 것이다. 환경부 관계자는 "최근엔 바이오가스화 촉진 정책과 법안 통과에 주안점을 두고 있다"고 밝혔다.
전문가들은 분리배출과 자원화 정책에 근본적인 변화가 필요하다고 강조한다. 김미화 이사장은 "국내 자원이 부족할 때는 음식 쓰레기로 사료나 퇴비 만드는 걸 장려했지만, 전염병 우려나 동물권, 농업 상황 등을 고려할 때 앞으로 줄여나가는 게 맞다고 본다"라면서 "결국 분리배출 전 음식 쓰레기 자체를 감축하는 쪽으로 가야 한다"라고 말했다.
[쓰레기로드] “음식물쓰레기 보면 사는 사람 알 수 있죠” 기사에서 이어집니다.
https://h21.hani.co.kr/arti/society/environment/50720.html
음식물쓰레기에 섞여 나온 것. 선풍기와 각종 병, 그릇, 폐전선 등이 보인다.
2005년 매립 금지로 자원화 대책 세워
음식물자원화센터는 서울시 도봉구와 경기도 의정부 경계 지역 도봉산 자락에 있다. 지상의 호퍼(투입구)에서는 보이지 않는 지하에 사료화 설비 시설이 마련돼 있다. 지상의 호퍼에 쏟아진 음식물쓰레기는 지하 시설로 떨어진다.
이 자원화 시설을 간단히 정리하면, 음식물쓰레기를 털고 쪄서 사료로 만드는 시설이다. 2005년 음식물을 땅에 묻는 게 법으로 금지되면서 분리배출 시대가 열렸고, 분리배출된 폐기물의 배출, 수집·운반, 자원화 대책도 차례로 구성됐다. 음식물쓰레기는 사료·퇴비·바이오가스화 세 가지 방식으로 재활용된다.(그림 참조) 퇴비화는 음식물을 썩혀 식물이 흡수할 수 있는 양분으로 만드는 방식이고, 바이오가스화는 음식물쓰레기를 혐기성 분해해 메탄가스 생산에 활용하는 방식이다. 2019년 기준 퇴비(38.1%) → 사료(36.2%) → 바이오가스(12.7%) 순서로 음식물쓰레기가 자원화됐다.
서울시에는 △송파구 △도봉구 △강동구(3개 사료화 시설) △동대문구(바이오가스화) △서대문구(위치는 경기도 고양시, 현재 가동 중지) 등 5개 공공시설이 있어 발생하는 음식물쓰레기의 34%를 처리한다. 일부 자원화 시설은 언론에 알려진 뒤 아파트값 하락을 우려한 주민의 항의를 받기도 했다.
서울 지역 나머지의 음식물을 처리하는 민간업체는 모두 경기 지역에 있다. 인구는 서울과 경기도가 거의 1 대 1이지만, 서울 지역 대 경기 지역 처리 용량은 1 대 6에 이른다(1423t 대 8764t, 2020년 12월31일 기준, 환경부). 도봉구 주민의 모든 음식물쓰레기는 도봉구음식물자원화센터로 모인다. 자신이 먹은 것의 ‘종말’을 정확하게 알 수 있다. 도봉구음식물자원화센터의 하루 최대 처리량은 150t이다. 2021년 일일 평균 처리량(81t)은 2019년(90.9t), 2020년(88.9t)보다 줄어들었다. 음식물쓰레기가 줄어든 걸까? 도봉구 인구도 감소 추세라고 한다.
일일이 손으로 이물질을 골라내도
“공정을 거칠수록 냄새가 없어져요. 음식물 악취가 마지막에는 거의 나지 않죠. 시설 옆을 지나다니는 사람도 잘 모릅니다.” 심윤식 자원순환과 주무관이 시설을 안내하면서 말한다. 도봉구음식물자원화센터의 지상에는 △음식물쓰레기를 투입하는 호퍼 △시설의 열을 식히기 위한 냉각탑 △악취나 유해가스를 정화하는 3단 약액세정탑만 서 있다. 지하 1층에 사료화 설비가, 지하 2층에 음폐수 저장시설이 있다. 음폐수는 음식물쓰레기에서 나오는 폐수다.
건물 지하 1층에서 정진희(62)씨가 컨베이어벨트 위로 실려나오는 음식물 옆에 서 있었다. 노란 고무장갑을 낀 손으로 칼로 비닐을 푹 찢어 헤집고, 음식물을 고루 펴서 만져보다가, 커다란 돼지뼈를 골라냈다. 한데 뒤얽혀 형체를 알아보기 힘든 부산물 사이로 뜯지도 않은 과자봉지, 하얀 달걀 껍데기가 보였다. 한쪽에선 골라낸 덩어리를 수거하고 다른 한쪽에서 기계에서 떨어져 내리는 비닐을 지켜보면서 정리했다.
자원화센터로 들어온 음식물은 컨베이어벨트를 통해 기계설비로 들어간다. 기계설비로 투입되기 전 몇 가지 정지 작업이 있다. 사료가 될 수 있는 음식물만 기계에 들어가도록 ‘불순물’을 선별하는 작업이다. 자원화센터가 생긴 2000년부터 줄곧 일해온 정진희씨는 옛날보다 일이 많이 수월해졌다고 말한다. “옛날에는 비닐봉지를 빼는 게 일이었어요. 그런데 지금은 자동으로 선별되니까. 선별 기계에 들어가기 전 뼈다귀, 벽돌, 쇳덩이 등 기계에 무리가 가는 것을 골라내면 돼요.” 고양이, 너구리, 돼지머리 등 동물 사체가 나올 때가 제일 끔찍하다. 동물 사체가 나오면 수거해 묻어준다. 직원들은 음식물을 손으로 집어야 하기 때문에 비닐장갑 안에 면장갑을 끼고 작업한다. 정씨는 새로 들어오는 직원에게는 파상풍 주사를 맞으라고 권한다.
고양이, 너구리 사체에 파상풍 주사까지
선별된 음식물은 이제 기계가 맡는다. 분쇄 및 자동선별→탈수→건조→부자재(소맥피, 발효제) 혼합 과정을 거쳐, 반입량이 많은 날(주로 월요일)을 제외하면 바로 그날 사료로 만들어진다. 상한 음식도 섞여 있을 텐데 괜찮을까. 이런 우려에 대한 시설 쪽 설명이다. “식중독을 일으키는 균 중 가장 강한 아플라톡신도 100도에서 30분 가열하면 사멸하는데, 그것보다 더 긴 시간 가열하기 때문에 모든 균이 없어집니다.”(심윤식 주무관) 악취 역시 700도에서 태워 없앤다. “악취도 화학물질이니까요.” 탈수 뒤 나오는 물(음폐수)은 지하 2층으로 내려가 중랑구 하수처리장에 연계된다. 중랑구 하수처리장은 분뇨와 생활하수를 처리하는 시설이다. 음폐수는 음식물쓰레기의 88%를 차지한다. 하루 발생량만 71.7t이다.
탈탈거리며 갈색의 가루가 1t짜리 자루에 담겼다. 사료를 한 주먹 쥐어 만져봤다. 라면 냄새가 났다. 현재 사료는 닭과 개 농장 13곳에 공급된다. 관공서에서 만든 제품이라 무상이라고 했다. 이 사료를 두고 음식물쓰레기를 ‘태워’ 만든다, 동물들의 기호도가 낮다는 우려 또한 있다. “타면 색깔이 검은데 그렇지 않다. 농장에서 다른 배합사료와 섞여 먹인다고 한다. 동물들이 먹지 않으면 오지 않을 텐데 계속 공급받고 있다.”(심 주무관)
음식물쓰레기로 만든 사료에 대한 반응은 극과 극이다. 가난한 농장에는 구원이다. 동물단체에는 ‘동물학대 쓰레기 사료’다. 전문가들은 “원칙적 금지, 조건 충족(엄격한 관리 체계)시 허용으로 가는 것을 검토할 필요가 있다”(한국자원순환사회적협동조합)고 말한다.
3. 음식물쓰레기의 사료화 시스템
Abstract
본 발명은 최근 환경에 있어 큰 문제거리가 되고 있는 음식물쓰레기의 자원화와 관련된 기술이다. 기존의 음식물쓰레기는 퇴비화와 사료화 등의 방법으로 재활용이 진행되고 있으나, 퇴비화는 염분제거문제로 인한 토양에의 문제점이 완전히 해결하지 못하고 있는 것이 현재의 사실이다.
이에 본 발명은 음식물쓰레기를 사료화 처리하여 자원화함으로써, 퇴비화의 문제점을 일소하고, 고품질 사료화를 통하여 음식물쓰레기의 효과적인 재활용 목적도 아울러 성수할 수 있는 잇점을 지닌 새로운 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 음식물쓰레기의 사료화 시스템은 음식물쓰레기의 반입탱크, 파쇄 및 선별장치, 탈수기, 진공쿠커, 건조기, 배출기 공정을 수행하는 장치들로 이루어진다.
보다 구체적으로는 음식물쓰레기를 파쇄한 다음 수분과 염분을 제거하는 과정을 통하여 사료화하도록, 반입되는 음식물쓰레기를 저장하는 반입 탱크와, 반입탱크에 반입된 음식물쓰레기를 교반하면서 이송하는 이송장치와, 이송장치에 이송되어 공급되는 음식물쓰레기를 소정의 크기로 파쇄하며 이물질을 선별하는 파쇄 및 선별장치와, 파쇄 및 선별장치로부터 공급되는 음식물쓰레기에 포함된 수분을 제거하는 진공쿠커와, 건조장치 및 건조된 음식물쓰레기를 분쇄하여 출하하는 배출기로 이루어진다.
본 발명에 따른 음식물쓰레기의 사료화 시스템은 환경친화적이며 최소한의 에너지 소모를 통한 최대한의 효과를 지닌 사료를 생산하여 재활용하도록 하는 자원 재활용 방안이다. 또한 본 발명에 따라 제조된 사료는 염분과 수분의 함유율이 낮아, 가축의 소화율이 높기 때문에 실용적이라는 잇점을 아울러 지니고 있다.
음식물쓰레기, 사료화, 자원 재활용
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Description
음식물쓰레기의 사료화 시스템{The system for feeding of food waste}
도1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기의 사료화 시스템의 처리과정을 나타낸 도면.
폐기물관리법에 따르면, 산업폐기물(특정폐기물) 이외의 폐기물인 일반 폐기물 중 분뇨를 제외한 것을 쓰레기라고 하고 있다. 여기서 산업폐기물이란 산업활동에 수반하여 발생하는 폐기물을 말하며, 일반 폐기물은 사람의 일상생활에 수반되어 발생하는 쓰레기·분뇨 등을 지칭한다(방사성 폐기물은 원자력법에 별도로 규정되었다). 쓰레기는 그 크기나 모양·성질에 따라 여러 가지로 분류할 수 있는데, 냉장고·텔레비전·세탁기 등의 폐가전제품과 책상·장롱 등의 폐가구류, 폐차·폐자전거 등과 같이 비정기적으로 배출되는 대형의 쓰레기가 있는 반면 일상적으로 배출되는 폐·휴지나 음식물 찌꺼기와 같은 쓰레기도 있다. 또 불연성 쓰레기·가연성 쓰레기로 분류할 수도 있으며, 소각시 유해가스를 발생하는 쓰레기나 토양·수질을 오염시키는 유해 쓰레기로도 나눌 수 있다. 이 중 가연성 쓰레기는 소각처리하는 것이 좋으며, 불연성 쓰레기와 유해가스를 발생하는 쓰레기는 매립 처리하고 수은전지나 형광등과 같이 중금속이 든 유해 쓰레기는 재활용하거나 안전매립하여야 한다.
또 음식류의 쓰레기는 퇴비로 재활용하는 방안 등이 있다. 무엇보다 쓰레기를 적게 배출하는 것이 중요하며, 쓰레기가 배출되었을 때는 그 처리방법을 고려하여 분리·위생수거하여 재활용하거나 안전하게 처리할 수 있게 하여야 한다.
일반적으로 쓰레기는 악취를 내며, 쥐·파리 등이 번식하게 되어 생활환경을 악화시키고 공중위생상으로도 유해하다. 또한 귀중한 생활 공간을 차지함으로써 사람들에게 불편을 주며 미관을 해치고 불쾌감을 준다. 이처럼 쓰레기는 환경을 훼손하기 때문에 용기에 담아 수집·운반·중간처리·최종처리 등 일련의 과정을 거쳐 폐기되어야 한다. 과거에는 쓰레기의 대부분이 주방용 쓰레기였고, 이것들은 개나 돼지 등 가축의 먹이로 주거나 퇴비로 만들어 비료로 이용하는 등 자체적으로 처리할 수 있었다. 그러나 제 2 차세계대전 후 급속한 경제성장에 따라 쓰레기도 급속히 증가하여 각국의 문제거리가 되기 시작하였다. 경제수준의 향상과 함께 편리하게 쓰고 버리는 식의 상품이 대거 등장하여 소비량이 증대하고 이에 따라 쓰레기 발생량도 증대되었다. 또 소비자의 의식과 수요의 변화에 부응하여 식품을 비롯한 각종 상품을 대량 생산·대량공급하기 위해 상자나 용기로 포장하게 되었다. 더욱이 신선도를 유지하고 상품을 안전하게 소비자에게 전달한다는 포장의 고유기능과는 상관없이 매출제일주의에 따른 과잉포장이 많아지고, 사용하기에 편리한 통조림이나 병제품, 기타 1회용용기(종이·플라스틱 등)에 담은 상품이 일반화됨으로써 쓰레기의 발생량은 엄청나게 증대되었다. 한편 쓰레기의 질도 주방쓰레기 등의 천 연물 중심에서 종이·합성수지·유리·금속 등의 공업제품이나 부산물로 바뀌어 왔기 때문에 자연순환형의 처리는 매우 힘들게 되었고, 현재 일반적으로 이용되는 처리방식인 소각·매립 등의 처리에 의해서도 대기오염을 유발하거나 매립지에서 침출액에 의한 수질오염을 일으키는 등 많은 환경문제를 야기하고 있다. 쓰레기문제에 대처하기 위한 처리비용도 쓰레기 발생량의 증가에 따라 급증하고 있으며, 쓰레기처리시설의 입지 선정에도 큰 어려움을 맞고 있다. 특히 넓은 공간을 필요로 하는 매립장은 주민과의 이해 관계와 용지확보에 어려움이 있기 때문에 국가차원에서 계획·검토되고 있다.
이처럼 심각해지는 쓰레기문제의 해결을 위해 세계 각국은 많은 기술적·제도적 장치를 연구·시행하고 있다. 기술적으로는 쓰레기의 자원·에너지로의 재활용과 안전하고 효율적인 매립 등의 측면에서 여러 방안이 연구되고 있으며, 제도적으로는 폐기물처리의 책임소재에 대한 원칙과 유해제품의 생산·판매 등에 규제를 마련하여 시행하고 있다. 한편 쓰레기문제에 대한 공동의 책임이라는 관점에서 시민에게는 식생활을 비롯하여 생활양식 전반에 걸친 반성과 재고가 요구되고 있다.
쓰레기처리는 원칙적으로 지방자치단체가 그 지역을 대상으로 일정한 계획을 정하여 실시한다. 따라서 쓰레기처리는 지방자치단체의 직영 또는 위탁에 의해 이루어지거나, 지방자치단체로부터 허가를 얻은 일반폐기물처리업자가 처리한다.
(1) 쓰레기처리의 기본 방향: 우선 쓰레기 발생을 가능한 한 억제하며, 일단 발생된 쓰레기는 효율적으로 재활용하여 처리 대상이 되는 쓰레기를 최소화 한 후 소각 등에 의한 중간처리로 쓰레기를 안정화·감량화하고, 최종적으로는 위생적으로 매립한다. 그러나 매립장의 확보가 어렵기 때문에 가연성 쓰레기는 전량 소각하는 것이 기본이다.
(2) 쓰레기수집: 쓰레기수집은 지방자치단체나 위탁업자 또는 허가를 받은 수집업자에 의해 이루어진다. 쓰레기수집은 차량에 의한 것이 대부분인데, 여건에 따라 차량과 선박에 의해 중계수송되어 쓰레기처리시설까지 운반되기도 한다. 또 새로운 방식으로, 쓰레기를 지하에 매설한 파이프를 통해 공기로 수송하는 파이프수집 또는 파이프수송(공기수송)도 있다.
(3) 쓰레기처리방법: 가장 일반적인 쓰레기처리방법으로는 쓰레기를 소각하여 감량화·안정화한 후 소각잔유물을 매립하는 방법이다. 한편 재활용쓰레기를 자원으로 이용하거나 소각을 통한 열에너지로의 전환 등도 유효한 쓰레기처리방법이라 할 수 있다. 한국에서 쓰레기 처리의 방법별 현황을 보면, 직접매립이 압도적으로 많고, 소각처리하거나 재활용되는 비율은 극히 미약하다.
따라서 매립 위주의 쓰레기처리에 대한 방법적 전환이 요구되고 있다.
음식물쓰레기의 자원화 방안으로는 크게 사료화와 퇴비화로 대별된다.
퇴비화는 음식물쓰레기를 처리하여 유기질 비료화하여 토양에 사용하는 방안이다. 본 방안은 가장 큰 난점이 염분제거 문제이다. 지속적인 연구에 의하여 많이 개선되기는 하였으나 여전히 완전한 염분과 이물질의 제거가 어려운 난제로 주어져 있으며, 탈리액의 처리도 어려운 과제중 하나이다.
기존의 사료화는 염분제거와 수분의 제거율이 현저하여 가축의 사료로 사용하기에는 많은 문제점이 있었다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 바와 같은 다양한 문제점들을 극복하여 저렴한 가격으로 양산이 가능하며, 위해성이 없으며 환경친화적이며 높은 경제성을 지닌 음식물쓰레기의 자원화 방안을 제공하는데 있다.
음식물쓰레기를 사료화처리하여 가축의 사료로 재활용함으로써 음식물쓰레기를 효과적으로 처리하는 방법이 됨은 물론, 고품질의 사료를 제조하여 저렴한 가격에 공급함으로써 농민 소득증대에도 기여할 수 있는 잇점을 아울러 지니고 있다.
또한 본 발명에 따른 음식물쓰레기의 사료화 시스템은 기존의 문제점으로 지적되어온 염분과 수분 함유량을 대폭 줄여 가축의 소화율을 크게 증가시켜, 실효성있는 사료를 제작할 수 있도록 한 장점을 지니고 있다.
본 발명에 따른 음식물쓰레기 사료화 시스템을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명에 따른 음식물쓰레기 사료화시스템은, 수거되어 반입되는 음식물쓰레기를 저장하는 반입탱크와, 상기한 반입탱크에 반입된 음식물쓰레기를 교반하면서 이송하는 이송장치와, 상기한 이송장치에 의해 이송되어 공급되는 음식물쓰레기를 소정의 크기로 파쇄하면서 각종 이물질을 자동으로 선별하는 파쇄 및 선별장치와, 상기한 파쇄 및 선별장치로부터 공급되는 음식물쓰레기에 포함된 염분을 최소화하기 위한 증자기와, 상기한 증자기로부터 이송된 음식물쓰레기의 수분을 제거하기 위한 탈수장치와, 탈수장치로부터 이송된 음식물의 수분과 염분을 제거하기 위하여 가열하는 진공쿠커와, 진공쿠커로부터 배출된 악취를 냉각기를 통해 액화시켜 물로 만드는 악취포집기와, 상기 진공쿠커로부터 이송된 음식물쓰레기를 건조하는 건조기와, 건조기로부터 이송된 음식물쓰레기를 분쇄하여 사료로 출하하는 배출기로 이루어진다.상기 진공쿠커는 3 ~ 5기압 상태에서 100 ~ 150℃로 가열하여 수분과 염분을 제거하도록 구성된다.
상기한 반입탱크(이를 저장호퍼라고도 한다)는 음식물쓰레기를 투입할 때에 개폐(開閉)할 수 있도록 설치되어, 음식물쓰레기가 외부 오염원에 의해 오염되는 것을 방지하고 음식물쓰레기의 악취가 외부로 유출되거나 해충이 서식하는 것을 차단할 수 있도록 구성한다.
상기한 이송장치는 음식물쓰레기가 점도 때문에 서로 엉켜있는 것을 정량이송이 가능하도록 교반하는 교반기와, 한 쌍 내지 두 쌍의 스크류로 이루어지고 회전하면서 음식물쓰레기를 이송하는 이송스크류와, 이 이송스크류를 통하여 이송되는 음식물쓰레기를 정량 이송시키는 이송컨베이어로 구성된다.
상기한 교반기는 소정의 간격을 두고 한 쌍 내지 두 쌍으로 설치되고, 모터에 의해 회전하는 교반축의 원주면에 막대형상으로 형성된 다수의 교반날개가 소정의 간격으로 배열 설치되고, 교반날개가 회전하면서 상기한 반입탱크에 투입된 음식물쓰레기의 덩어리를 잘게 부수며 한 곳에 덩어리가 뭉쳐있지 않도록 고르게 교반하도록 이루어진다.
상기한 이송스크류는 모터의 회전력을 전달받아 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 스크류로 이루어지고, 상기한 교반기의 아래쪽으로 상기한 반입탱크의 바닥부분에 회전 가능하게 설치한다.
상기한 이송스크류는 교반기에 의하여 잘게 부수어져 고르게 위치하는 음식물쓰레기를 이송하여 반입탱크로부터 배출시키는 역할을 수행한다.
상기한 음식물쓰레기의 파쇄 및 선별장치는 자동 파쇄 선별장치를 활용하여 각종 이물질이 파쇄 및 파봉되면서, 동시에 선별되도록 구성한다. 선별은 풍력을 이용한 회전력 활용방식을 사용한다.
상기한 증자기는 가열을 목적으로 하는 기기로서, 현재 상용화되어 있는 다양한 형태의 증자기를 모두 사용 가능하다. 본 발명에서는 상기 파쇄 및 선별장치로부터 이송되어 공급되는 음식물쓰레기를 증자기 내에서 가열하여 염분을 최소화시킨다.상기한 탈수장치는, 음식물쓰레기를 압축하면서 이송하여 탈수시키도록 모터에 의하여 회전하는 스크류를 이용하여 이루어진다.
상기한 탈수장치의 스크류축은 입구에서 출구로 갈수록 지름이 크게 형성하여 음식물쓰레기의 탈수가 원활히 이루어지도록 구성한다. 또한 탈수장치의 출구쪽에는 음식물쓰레기의 배출량과 탈수율을 조절하기 위한 조절판이 설치된다.
탈수장치에서 탈수되는 음식물쓰레기에 포함된 탈리액은 폐수처리장으로 보내지고, 정화처리를 행한 다음 배출시킨다.
상기한 진공쿠커는 3 ~ 5기압 상태에서 100 ~ 150℃로 가열하여 수분과 염분을 제거함은 물론, 소화율도 향상시키는 장치이다. 본 실시예에서는 탈수된 음식물쓰레기를 3기압, 100℃에서 1시간 30분 정도 가열하여 염분을 제거하고 소화율을 향상시켰다.
이와 같이, 3기압, 100℃에서 1시간 30분 정도를 가열한 다음, 증발된 수증기를 진공펌프를 통하여 뽑아낸다. 이를 경우 진공쿠커 내의 공기가 사라져 진공에 가까운 상태가 된다. 따라서 이 쿠커를 '진공쿠커'라고 이름지은 것이다.
진공펌프로 뽑아낸 수증기는 냉각기를 통하여 액화시켜 물로 만들어 정화처리 함으로써 악취제거를 효과적으로 이룰 수 있다.
상기한 건조기에서는 진공쿠커 과정을 거친 음식물쓰레기를 건조시켜 수분이 10-13% 정도의 건조된 사료를 생산하는 것이 가능하도록 한다.
건조기에서 건조된 음식물쓰레기를 배출기 내에서 다시 분쇄하여 미쇄한 분말로 만들고 이를 출하하면 사료화 공정이 모두 완료된다.
상술한 바와 같은 시스템을 통해 음식물쓰레기를 자원화할 경우, 저렴한 가격으로 양산이 가능하며, 위해성이 없으며 환경친화적이며 높은 경제성을 지닌 음식물쓰레기의 자원화를 구현할 수 있다.
본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허등록청구범위에 속한다 할 것이다.
4. 음식물 쓰레기 퇴비화
울시농업기술센터는 텃밭을 운영 중인 학교, 복지관, 도시농업 공동체 등 단체와 옥상텃밭, 자투리텃밭 등을 활용하고 있는 개인에게 음식물쓰레기로 친환경 퇴비를 제조할 수 있는 발효용기와 톱밥 및 미생물 등의 자재를 지원하는「음식물쓰레기 퇴비화 시범사업」을 진행한다고 밝혔다.
□「음식물쓰레기 퇴비화 시범사업」은 음식물쓰레기를 퇴비로 재활용함으로써 자원순환과 도시농업 활성화를 위해 시행하는 사업으로 2013년도 처음 시작하여 5년째 추진하고 있는 친환경도시농업을 위한 시범사업이다.
□ 선정된 대상자에게는 음식물쓰레기 퇴비화 용기, 혼합제 등을 지원한다. 또한 퇴비 제조 방법을 현장에서 교육함으로써 퇴비제조를 성공적으로 할 수 있게 지원한다.
□ 음식물쓰레기를 퇴비로 만들기 위해서는 2~3개월 정도 발효시킨 후 완숙여부를 확인하여 텃밭에 사용할 수 있으며, 10㎡텃밭에 10kg이내로 사용할 수 있다.
□ 사업대상은 옥상, 노지, 학교, 도시농업공동체 등 텃밭을 운영 중인 공동체 및 개인으로 희망자는 1월 18일(수)부터 2월 1일(수)까지 서울시농업기술센터 홈페이지(http://agro.seoul.go.kr)를 참고하여 신청하면 된다.
○ 신청자는 사전교육(2월 3일~4일 중 1회)에 필히 참석해야 하며 사전교육 참석자에 한하여 심의회를 거쳐 대상자를 선정한다.
○ 신청에 관한 자세한 사항은 서울시농업기술센터 도시농업팀 전화 02-6959-9350으로 문의하거나 홈페이지를 참고하면 된다.
□ 권혁현 서울농업기술센터 소장은 “음식물쓰레기 퇴비화 시범사업은 음식물쓰레기를 재활용하는 자원순환 효과는 물론 친환경 퇴비로 건강한 먹거리를 만들 수 있는 일석다조의 효과를 얻을 수 있다”며, “음식물쓰레기를 줄여나가는 건강한 퇴비 만들기에 많은 분들의 참여를 기다린다.”고 말했다.
음식물쓰레기 퇴비화 용기 및 퇴비화 과정
● 200ℓ 퇴비화 용기 | ● 100ℓ 퇴비화 용기 |
음식물쓰레기 퇴비화 과정 | |
음식물쓰레기 투입 | 혼합제(톱밥)로 수분 조절 |
발효과정 | 퇴비 완성 |
5. 기타 음쓰 자원화
음식물쓰레기 처리방법
음식물쓰레기는 2005년 1월 1일부터 시 이상의 지역에서 직매립하는 것이 금지되었다.3) 직매립하는 것이 금지되었기 때문에 음식물쓰레기를 소각하는 것은 법적으로는 가능하며, 일부 지자체에서는 단독주택 지역에서 분리수거한 음식물쓰레기를 소각하는 경우도 있다. 다만, 소각시설 주변지역 주민반대와 환경부의 지침에 의해서 음식물쓰레기를 소각하는 것이 억제되고 있다.
2005년 1월 1일부터 시 이상의 지역에서 음식물쓰레기를 매립하는 것을 금지하는 규정은 1997년 폐기물관리법 시행규칙을 개정하면서부터이다. 1995년 이후 수도권매립지 주민들의 음식물쓰레기 매립지 반입 반대운동이 거세게 일어나면서4) 1997년 음식물쓰레기 매립을 금지하는 제도가 도입되었다. 다만 음식물쓰레기 매립을 당장 금지하기 어렵기 때문에 8년 정도의 유예기간을 두고 음식물쓰레기 분리배출 및 자원화 준비를 하도록 하였다. 한편으로 시행규칙 개정 이후 외환위기가 발생하면서 음식물쓰레기 사료화를 통해 일자리를 창출하고 사료수입 대체 등이 부각되면서 음식물쓰레기 자원화사업이 급속도로 추진되었다.
음식물쓰레기를 처리하는 방법은 크게 발생원에서 처리하는 방법, 분리배출 후 자원화시설에서 처리하는 방법, 축산농가에서 처리하는 방법, 소각하는 방법이 있다. 발생원에서 처리하는 방법은 발효퇴비상자를 통해 가정에서 음식물쓰레기를 퇴비화하거나 지렁이 화분 등을 통해서 음식물쓰레기를 처리하거나 감량기(건조기, 발효건조기 등)를 통해 기계적으로 처리하는 방법이 있다. 전자의 경우 친환경적인 처리방법이기는 하지만 정원이 부족한 주택여건상 활성화가 되고 있지 못하다. 감량기의 경우 기계고장, 전력비 등 운영비, 악취 등 기계운영의 문제로 지난 25년 동안 몇 번의 굴곡이 있었다. 많은 시행착오를 거치면서 기술적인 보완이 크게 되었고, 최근 기존 자원화 체계의 문제로 발생원 처리의 필요성이 부각되면서 감량기가 주목받고 있다. 기회가 되면 감량기 문제에 대해서 다시 한 번 살펴보도록 하겠다.
음식물쓰레기 배출 및 처리방법과 관련하여 가장 논란이 된 방식은 일명 '디스포저'라고 불렀던 오물분쇄기 방식이다. 주방에서 음식물쓰레기를 분쇄한 후 하수구로 배출한 후 하수종말처리방에서 처리하는 방법이다. 음식물쓰레기를 따로 모아서 보관한 후 배출할 필요가 없이 음식물쓰레기가 발생할 때마다 주방에서 바로 갈아서 배출하면 되니까 배출자 입장에서는 매우 위생적이고 편리한 방법이다. 그렇지만 하수시스템에 많은 부하를 일으키는 문제가 있고, 자원활용을 하지 못한다는 비판이 있어서 하수도법에 따른 고시로 사용을 금지해 오고 있다. 현재는 음식물쓰레기 고형물 중 80% 이상을 회수하여 하수로 배출하지 않는다는 인증을 받은 기기의 경우에는 설치가 가능하다.5) 신도시 등 하수시스템이 정비된 지역과 같이 기존의 디스포저 반대논리가 그대로 적용되기 어려운 경우도 있어 디스포저 문제는 유연하게 접근할 필요가 있으나 현재와 같이 고형물 80% 이상 회수 혹은 고형물 20% 미만 하수배출 조건을 충족할 경우 설치할 수 있다는 규정은 실효성 측면에서 논란이 될 수 있을 것으로 보인다. 실제 제도운영에 대해서는 지속적인 모니터링이 필요하다.
음식물쓰레기 자원화 방법은 사료화, 퇴비화, 바이오가스 방법으로 구분된다. 사료화는 습식사료와 건식사료로 세분된다. 습식사료는 수분이 많은 상태에서 죽같은 상태로 음식물쓰레기를 끓여서 만든 사료라고 생각하면 된다. 습식사료를 사료관리법에 따라서 닭 등 가금류에게는 줄 수 없고 돼지 등의 사료로만 사용이 가능하다. 가금류에게 사료로 주기 위해서는 수분함량 14% 이하로 건조한 경우에만 가능하다.
퇴비화의 경우에도 호기성 발효를 시켜 부숙한 퇴비와 유기물을 건조시켜 만든 유기질 비료로 세분된다. 퇴비의 경우 음식물쓰레기 자원화시설에서 부숙퇴비 혹은 유기질 비료 완제품을 생산하기 보다는 대부분 퇴비업체 혹은 유기질비료업체에 원료를 제공하는 방식이다. 부숙퇴비 완제품까지 만드는 시설도 있으나 톱밥 등 원료의 조달, 충분한 기간을 두고 부숙시킬 수 있는 부지문제 등이 있기 때문에 실제 많지는 않다. 바이오가스는 음식물쓰레기를 혐기성 발효를 시켜 생성된 메탄가스를 연료로 사용하는 방법이다. 바이오가스 공정에서 메탄으로 전환되지 못한 폐수(소화액)는 폐수처리 후 방류된다. 사료 혹은 퇴비 등 자원화 시설에서 발생하는 폐수(음폐수)는 바이오가스 시설로 반입되어 처리되거나 하수처리방에서 폐수로 처리된다.
다량배출 사업장에서 배출되는 음식물쓰레기는 축산농가와 계약을 체결한 후 축산농가로 가서 가축의 먹이로 사용되고 있다. 자원화시설로 가는 것과 구별하여 이 방식을 음식물쓰레기 원형이용 방식이라고 한다. 음식점 등에서 배출되는 음식물잔반을 가져가서 끓인 후 개나 돼지의 먹이로 주는 것이다. 축산농가가 직접 수거 후 가축의 먹이로 주기도 하고, 축산농가와 음식점 사이에 전문적인 수집업체가 영업을 하기도 한다. 음식물잔반이 돼지아프리카열병 전파경로 중 하나로 의심을 받으면서 폐기물관리법 시행규칙이 개정되어 가축전염병이 우려되어 농축부장관이 요청할 경우 음식물쓰레기를 축산농가로 바로 가져가는 것이 금지된다. 올해 7월 25일부터는 음식물쓰레기가 돼지농가로 반입되는 것이 금지된다. 또 한편으로는 음식물쓰레기로 가축들, 특히 개농장에서 먹이로 주는 것에 대해서 동물복지단체에서 동물권을 침해하는 행위로 강하게 반대하고 있다. 이들 단체들은 개농장에서 가열시설 등 제대로 시설을 갖추지 않고 비위생적으로 개 등에게 음식물쓰레기를 주는 행위를 금지해야 한다고 주장한다.
동물복지단체가 반대하는 대상은 음식물쓰레기를 바로 가져와서 가축에게 먹이로 먹이는 행위이지만, 음식물쓰레기 습식사료업체에서 액상의 습식사료를 만든 후 먹이는 행위에 대해서도 포괄적으로 비판의 대상이 되고 있다. 국회에서는 가축전염병 우려가 있는 경우에는 음식물쓰레기로 사료를 만드는 것을 금지하는 사료관리법 개정법안까지 발의되어 있다.
3. 음식물쓰레기 자원화의 쟁점 및 검토
음식물쓰레기 자원화는 여전히 유의미하고 필요하다. 그렇지만 음식물쓰레기 자원화가 시작된 초기와 현재 여건의 변화를 고려할 필요가 있다. 위생에 대한 국민들의 요구는 계속 높아지고 있고, 동물복지에 대한 국민들이 관심과 인식은 20년 전과 비교하면 크게 증가하였다. 또한 대도시에서 매일 다량으로 발생하는 음식물쓰레기를 여유 있게 처리할 수 있는 시설과 부지가 부족한 국내 현실도 고려해야 한다. 자원화라는 당위를 벗어나서 변화된 여건과 우리나라의 현실을 냉정하게 평가한 후 대응방안을 모색해야 한다.
첫째, 음식물쓰레기 사료화(축산농가 원형이용 포함)는 가장 오랜 역사를 가지고 있고, 여전히 민간 자원화시설에서 높은 비중을 차지하고 있다는 점을 감안하더라도 변화가 필요하다. 집안에서 이미 상한 음식물쓰레기를 버리고 있는 국민들에게 충분히 사료로서의 가치가 있고 사료로 잘 활용할 수 있다는 이야기는 주민들의 상식과 부합하기 어렵다. 국민들의 상식선에서 사료의 가치가 있는 음식물쓰레기를 배출단계에서부터 제대로 관리할 수 있는 체계가 필요하다. 음식물쓰레기 사료의 경우에는 배출부터 가축에게 먹이는 단계까지 전 과정을 관리할 수 있는 인증수준의 엄격한 관리체계가 필요하다. 향후 음식물쓰레기 사료화는 원칙적 금지, 조건충족 시 허용으로 가는 것을 검토할 필요가 있다.
둘째, 다량배출 사업장에 대한 체계적인 통계관리가 필요하다. 음식점 등에서 지자체에 보고하는 음식물쓰레기 발생량 통계가 정확한지 여부에 대해서는 누구도 자신하고 있지 못하다. 통계가 정확하지 않을 경우 축산농가로 처리되고 있는 음식물쓰레기가 자원화시설로 반입될 경우 현재 자원화시설 용량으로 충분할 지에 대한 정확한 판단을 할 수가 없다. 자원화시설의 용량이 충분하다고 하더라도 자원화시설 반입량이 증가하면 기존 통계에서 누락되어 있던 음폐수 발생량이 증가하기 때문에 음폐수 처리시설 용량이 부족할 수 있다. 따라서 다량배출 사업장의 음식물쓰레기 배출량과 처리경로를 정확하게 파악할 수 있는 관리체계 구축을 서둘러야 한다.
셋째, 음식물쓰레기 처리방법의 다양화가 필요하다. 음식물쓰레기를 바로 소각하지 않는다면 음식물쓰레기를 건조한 후 건조분말을 처리하는 방법이 증가할 것이다. 그런데 음식물쓰레기 건조분말의 처리도 원활하지 않는 것이 문제다. 유기질 비료의 원료로 사용하는 것은 허용되어 있지만 유기질 비료회사들이 유기질 비료 포장재 겉면에 “음식물류폐기물”이라는 원료표시 (비료관리법에 따른 의무사항이다)를 해야 하는 문제로 사용을 꺼리고 있다. 이 문제를 해소하기 위해서는 유기질 비료 원료 표시를 할 때 “음식물류 폐기물”이라는 용어 대신에 “식품순환자원”이나 “남은 음식물”과 같은 순화된 용어를 사용하는 것을 허용해야 한다. 자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률에서 음식쓰레기를 바이오고형연료제품의 원료로 사용하는 것을 금지하고 있다. 음식물쓰레기 건조물이 바이오고형연료제품의 품질기준을 충족시킬 수 있다면 원료사용을 원천적으로 금지할 필요는 없다. 국내 석탄화력발전소에서 신재생에너지의무구매비율을 지키기 위해서 매년 수백억 원의 비용을 들여 동남아시아에서 나무펠릿을 수입하고 있는 상황에서 수입대체재로 사용하는 것도 검토할 필요가 있다. 논란이 될 수 있지만 당위에 눌리지 말고 다양한 가능성을 열어놓고 논의할 필요가 있다. 음식물쓰레기 자원화, 음폐수 자원화 등 이중의 복잡한 장거리운반을 해야 하는 현재의 자원화 체계의 문제를 해결하기 위해서 발생원에서 1차 처리를 할 수 있는 방안검토도 필요하다.
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