전남이 18개소(1곳 폐쇄)로 가장 많고 경남 16개소, 경북 13개소, 경기 11개소, 전북 9개소, 충북 7개소(1곳 폐쇄), 강원 6개소 등이며 서울과 인천이 각각 3개소 부산 2개소, 대구 광주 대전 울산 제주가 각 1개소가 있다.
환경부 2007년 자료에 의하면 357개 하수처리장에서 나온 하수슬러지량은 2,744,201톤/년이었다. 이중 382,463톤(14%)만이 자원으로 재활용되었다. 해양배출은 적조 등 해양오염의 원인이 되며 소각처리는 대기오염을 유발하며 매립은 수질오염을 야기시킨다.
환경부 2007년 5월 하수슬러지 관리 종합대책을 수립, 발표하고 런던협약‘96의정서 발효로 유기성오니의 해양배출 기준을 대폭 강화하여 2012년 2월22일부터 하수슬러지 해양배출을 금지했다. 이에 따라 하수슬러지는 육상 처리만 하게 되었다. 육상처리는 소각, 고형화, 퇴비화, 에너지화 등의 방법이 있다. 현재 하수슬러지를 자원으로 활용하기 위한 다양한 연구와 신기술이 잇달아 개발, 발표되면서 쓸모없어 그냥 버려지던 하수슬러지도 이젠 자원으로 탈바꿈하게 된 것이다.
하수슬러지 처리기술 진단과 미래 방향 모색
환경부는 하수슬러지의 해양투기 금지 7개월을 앞두고 그 동안의 추진상황을 점검하여 해양투기 금지에 차질없이 대응하기 위하여‘하수슬러지 처리기술 대토론회 ’를 지난 7월 23일 서울교육문화회관에서 개최하였다. 이날 토론회에는 환경부·지자체 등 정부 관계자, 설계·시공업체 관계자 및 하수처리 학계 전문가 등 500여 명이 참여하여 하수슬러지 처리에 대한 뜨거운 관심을 보였다.
이번 토론회에서는 현재 운영중인 하수슬러지 처리시설의 운영실태에 대한 보고가 있었고, 하수슬러지 처리기술별 경제성 및 환경성 분석결과가 발표되었다.
특히, 하수슬러지 처리시설별 경제성 및 환경성 분석결과에 대해 관련기술업계에서도 대응발표가 있는 등 하수슬러지 처리기술을 둘러싼 치열한 공방이 있었다.
토론회에 참석한 환경부 문정호 차관은, 이번 토론회가 그 동안 하수슬러지 처리시설을 설치·운영하면서 드러난 처리기술을 둘러싼 논란을 점검하여 현 시점에서 최적 하수슬러지 처리기술을 도출하는 계기가 될 것이라고 하며, 토론회 결과는 향후 하수슬러지 관리정책을 정립하는데 유용하게 활용될 것이라고 하였다.
혼합소각 가장 많아...현재 34개소는 건설 중
군산시는 지난 3월 295억원이 투입되는 하수슬러지처리시설의 공법으로 '건조 연료화 방식'을 도입하고 현재 공사를 진행하고 있다.
또 익산시는 생활하수 슬러지의 해양투기가 금지됨에 따라 하수슬러지를 자체 처리키로 하고 3년여 전부터 슬러지 처리 방식을 포함한 자원화 시설을 설치하기 위해 내부 논의를 거듭해 왔다. 시는 8월말이나 9월초까지는 공법 선정을 마친다는 계획이어서 3년여간 끌어왔던 하수 슬러지 처리공법을 둘러싼 논란이 늦어도 다음 달까지는 일단락될 전망이다.
공주대 김동욱교수 조사에 따르면 국내 102개 하수슬러지 처리시설의 총 시설용량은 10,794톤/일 이다. 이중 47개소가 운영 중이며 34개소는 건설 중이며, 착공전인 시설은 21개소로 조사됐다.
처리기술은 전용소각 및 혼합소각이 36개소로 가장 많이 채택되고 있는 실정이다. 건조 후 자원화하는 시설 비중은 18개소(건설중 포함)로 17.64%를 차지했다. 자원화 18개소는 화력발전소연료, 시멘트원료, LFG 자원화로 처리되는 방식이다.
하수슬러지 처리시설은 기존의 소각위주에서 연료화 및 자원화 정책에 따라 건조 및 탄화처리시설로 증가하는 추세다. 현재 하수슬러지는 하루 4,427톤/일 처리되는데 전용 소각이 36.5% 혼합소각 4.8%, 건조13.8%, 탄화 1.7%, 고화 41,2%, 부숙화 2.0%로 조사, 분석됐다. 운영 중인 47개소 중 38개소가 민간위탁 운영하고 있으며 지자체가 직영하는 곳은 9개소였다. 김동욱 교수는 건조연료화 기준 등을 재정리해야 한다고 진단하고 장기간 시설운전으로 인한 노후화 대책마련도 필요하다고 지적했다.
건조공법으로 나온 부산물 시멘트 원료로 활용
수원시 하수슬러지 처리시설은 올해 2월부터 운영을 개시하여 처리용량은 450톤/일 규모로 수원시 오산시 광주시 등 3개 시의 슬러지를 하루 평균 360톤 규모로 처리하고 있다.
수원시 처리시설의 건조(연료화)공법으로 나온 부산물은 시멘트원료로 활용되고 있으며 태안화력발전소 보조연료로도 사용될 전망이다. 민간투자방식으로 지어진 이곳은 포스코건설, 태영엔텍, 에이치디에스 등 3개사가 향후 15년간 운영하게 된다.
수원시 처리시설의 기술적 특징은 에너지 절약형 연료화 기술로 수분증발에 필요한 에너지 소요량을 최소화하여 1차 건조공정의 배가스의 응축잠열을 회수하여 2차 건조공정의 건조열원으로 사용하는 방식이다. 이 기술은 건조에너지를 15%이상 절감할 수 있다. 탈취시설은 바이오필터처리 공법으로 악취발생을 최소화 하였다.
탄화방식으로 처리..탄화물 철강보온재로
김해시 하수슬러지 처리시설은 탄화방식이다. 지난 2008년 6월부터 가동하고 있는 이곳은 하루 100톤을 처리할 수 있는 구묘다. 이곳에서 나온 탄화물은 철강보온재로 활용되며 화력발전 및 시멘트회사의 보조연료로 활용된다.
탄화물은 보온재 원료인 왕겨탄화물 등과 성상이 유사하여 대체 기능성이 우수하다는 것이 업체관계자의 말이다. 김해 탄화시설은 2009년 295일 가동하여 모두 17,102톤을 처리하여 탄화물생산량은 1051.2톤 이었다.
올해는 지난 6월30일까지 기준으로 166일 가동하여 12,815.7톤을 처리하였으며 860톤의 탄화물을 생산하였다. 탄화공법은 전력, 중유, 배가스 중의 N2O에 비해 탄화 슬러지 유효 이용량을 비교해보면 탄소배출 저감효과가 크다는 분석이다. 117kWh/t의 전력을 투입한 결과 온실가스배츨량은 65kg-CO2/t이었으나 탄화공법은 탄화슬러지 유효이 용량 1,131MJ/t 투입한 결과 -102kg-CO2/t이었다.
수도권매립지-고화양생으로 매립지 복토재 생산
수도권매립지 슬러지자원화 시설은 고화양생 방법으로 하수슬러지를 처리하여 매립장 복토재를 생산해오고 있다. 고화양생 기술은 슬러지에 고화제를 혼합하여 슬러지의 물리, 화학적 성상을 개선하여 고화되어 흙과 유사한 상태로 변화된다. 이렇게 고화양생된 복토재는 매립장의 복토재로 활용된다.
2009년 1월 준공된 수도권매립지 하수슬러지 고화설비는 인천 서울 경기도에서 발생한 하수슬러지를 처리하는데 하루 1,000톤을 처리할 수 있는 규모다. 1일 100톤의 슬러지를 반입했을 경우 공정을 거쳐 생산되는 복토재는 1,420톤/일 이다.
하수슬러지 처리기술 다양하게 개발돼
지난 7월 23일 열린 '하수슬러지 처리기술 대토론회’에서는 6개 업체가 새로 개발한 하수슬러지 처리기술을 소개했다.
이날 토론회에서는 진공 유증건조 기술을 적용한 유기성 폐기물의 연료화((주)건민 이엔씨), 하수슬러지 간접 건조공법의 최적화-디스크 & 패들(장우기계(주)), 하수 슬러지 박막 건조기술(한솔이엠이(주)), 하수슬러지 유동상 건조기술에 의한 연료화((주)화이델엔지니어링), 하수슬러지 완전 건조 및 탄화기술((주)한국종합 플랜트), 하수슬러지 고효율소화 감량화 기술((주)팬아시아워터) 등을 발표해 눈길을 끌었다.
진공 유증건조 기술은 슬러지와 기름을 혼합한 후 수분을 진공 저온 상태에서 증발시키고 혼합했던 기름은 다시 분리하여 재사용하는 기술이다. 이러한 기술을 적용하면 수분만 증발 되고 매체유는 증발되지 않아 건조후 분리 재사용할 수 있다. KRsystem으로 불리는 이 기술은 직접가영건조방식과 간접가열 건조방식 보다 Stcky zone이 발생하지 않으며 내구성이 높다. 또 배가스가 적고 시스템에서 발생하는 소량의 악취는 보일러에서 연소공기로 연소처리가 되어 경제성도 높다.
분진발생이 없고 2차 환경오염물질 발생이나 악취 확산이 없어 환경성도 뛰어나다는 평가다. 건조슬러지는 화력발전소 연료나 화훼단지 비닐하우스 농가 연료로 사용이 가능하다.
하수슬러지 간접 건조공법의 최적화(디스크 & 패들) 기술은 간접전열방식으로 고농도 악취발생 가스량이 적고 RDF, 생활폐기물 산업폐기물 등 소각폐열 사용이 용이하여 경제성이 우수하며 건조배가스의 수증기 잠열 회수가 용이하다. 또 하수슬러지 부하 및 성성변화에 탄력적 적응이 용이하고 운전의 안전성이 양호한 공법이다. 부산물은 화력발전소 연료 및 시멘트공장 원료 및 연료로 사용된다.
하수 슬러지 박막 건조기술은 박막건조기 운통내부에 수십개의 사각의 엷은 판막과 스팀이 공급되는 자켓과의 열전달에 의해 슬러지를 건조하는 방식이다. 교반 효과가 우수하여 고점도 슬러지 처리가 가능하고 배출 슬러지의 함수율 조절이 용이하다.
하수슬러지 유동상 건조기술에 의한 연료화기술은 순환가스에 의한 부유와 중력에 의한 낙하 운동 반복을 통해 건조하는 공법이다. 기존의 건조 그래뉼과 혼합하여 그루존의 원천극복이 가능하다
하수슬러지 완전 건조 및 탄화기술은 하수슬러지는 건조기를 거쳐 재생연료를 이용한 열분해로에서 슬러지를 탄화하는 방식이다. 생산된 탄화물은 활겨발전소 연료와 시멘트 원료로 재활용된다. 이 기술은 열처리 공정에 의한 유해가스 중금속 악취문제를 해결할 수 있고 시멘트재활용에 의한 2차 환경오염이 없다. 하수슬러지 고효율소화 감량화 기술은 (주) 팬아시아워터가 미국 PMC Bio Tec에서 기술이전 받은 AFC 공법을 국내의 하수슬러지 처리에 적합하도록 개량한 HED 공법이다.
이 기술은 슬러지를 유입한 뒤 화학처리하고 고온호기성반응조와 혐기성반응조를 거쳐 고액분리과정을 순환하는 방식이다. 이 공법은 각 공정들의 연계 순환으로 하수처리장 발생 슬러지의 80~90%를 저감할 수 있다.
이러한 기술을 이용한 하수 슬러지 처리 시설은 발전 방안으로 건조연료화를 포함하여 지역적 특성에 맞는 공법을 선정하도록 유도해야 한다는 것이 전문가의 의견이며, 건조연료화 시 슬러지와 다른 물질의 혼입 제한 등 폐기물관리법 일부 조항을 변경하여 기준을 완화해야 하며, 경제적이며 환경적 문제점을 줄여 나가는 검토 및 연구가 병행돼야 한다는 것이 이 분야 전문가들의 진단이다.
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