해양투기가 금지되면 지상에서 슬러지를 처리할 수 있는 시설이 필요하지만 그 처리대책이 완벽하게 준비되지 못하고 있는 실정이다. 현재 하수슬러지 처리 시설은 어디까지 왔으며, 앞으로 어떻게 개선되어야 할 지 짚어본다.
하수슬러지는 하수처리 또는 정수 과정에서 생긴 침전물을 의미한다. 현재 우리나라의 하수슬러지는 대부분 바다에 그대로 버려지고 있다.
매년 늘어나는 하수슬러지는 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 처리 문제로 고민을 하고 있다. 생활쓰레기는 생활습관이나 일회용 제품의 사용을 줄임으로써 발생량을 줄일 수 있지만 하수슬러지는 하수정비를 통해서도 개선되기 어려운 실정이다.
내년 하수슬러지 등 폐기물의 해양투기의 전면금지를 앞두고 정부와 폐기물 처리업체 등의 논란이 끊이지 않지만, 결국 오염물질을 바다에 버리는 것을 중단해야 하는 시점이 찾아왔다는 점은 누구도 부정할 수 없는 부분이다.
하수슬러지, 어떻게 처리하고 있나
하수슬러지의 처리는 건조, 소각, 고형화, 부속토 등의 방법이 있지만 현재로는 소각처리 방법을 가장 많이 쓰고 있다.
먼저 하수슬러지를 건조하는 방법을 살펴보면, 슬러지의 특성상 일반 건조 기술로는 쉽게 감량시킬 수 없으나 완벽한 건조 기술을 적용하면 재활용 가능 범위가 넓은 최종 제품을 생산할 수 있다.
경제적이고 효율적인 방법이기는 하지만 완벽한 기술로만 슬러지 건조가 되기 때문에 실패 확률이 높다는 단점을 지니고 있다.
하수슬러지에 대해 안정된 처리 기술이 없는 국내에서는 경제적으로나 환경적으로도 문제가 있음에도 불구하고 아직도 많이 채택하고 있는 방법이 바로 소각 처리이다.
운영비나 보수 유지비가 고가이고 오염물질을 배출하는 등의 문제로 선진국에서는 이미 자취를 감춘 방법이다.
탄화는 기존의 소각시설을 활용하면서 소각의 단점을 보완하기 위해 일본을 중심으로 시도되는 방법이다. 고온에서 건조된 슬러지 중 유기물을 제거하기 위해 무산소 또는 저산소 상태로 열분해하여 탄소와 무기물을 생성한다.
배출가스 문제에서 소각보다 유리하고 저장이나 운반 등의 취급이 용이하지만 투자비가 고가이고 시설수명이 짧다는 단점을 지니고 있다.
하수슬러지를 건조할 때 석탄 등을 섞어 건조 성형의 과정을 거쳐 연료화 하는 RDF는 열량이 높은 석탄 혼합으로 최종 산물의 열량을 높일 수 있다는 장점을 가진다.
하지만 석탄의 혼합으로 처리량이 증가되며, 사용이 오히려 불편하다는 단점을 극복해야 한다.
부숙토는 탈수슬러지에 약 10%의 유기물이 함유되어 있으므로 비료로 재활용할 수 있다는 장점이 있지만 장기간의 부숙 기간이 필수이어서 투자비가 비싸고 수요의 한계로 처리에 제한을 받는다는 점에서 불리하다.
하수슬러지는 어떻게 처리하느냐에 따라 시멘트 원료, 철강보온재, 비료 등으로 재활용 가능하기 때문에 해양투기에 의존하는 인식부터 바껴야 한다. 이를 위해 정부와 각 지자체, 산업체에서는 어떤 노력을 하고 있을까.
긴급해진 하수슬러지 처리 문제
가축분뇨와 하수슬러지는 2012년 1월부터, 음폐수는 2013년 1월부터 해양배출을 금지해야 하지만 가장 큰 문제는 처리비용이다. 거기에 아직 처리공법과 시설이 제대로 갖춰지지 않은 곳도 많아 난항을 겪는 중이다.
내년 1월부터 해양배출이 금지될 경우, 공공처리가 불가능한 하수슬러지는 민간에 위탁처리를 해서 소각해야 한다. 하지만 민간위탁시설의 처리비용은 해양배출보다 2배가량 높기 때문에 그만큼 부담이 커지게 된다.
또한 일부 지자체에서 해양배출이 금지되는 시점까지 하수슬러지 처리시설을 준공하지 못할 것이라는 예상과 함께 이미 운영 중인 시설에서도 고장 및 운전미숙 등으로 안정적 처리에 어려움을 겪고 있다는 것도 문제로 떠오르고 있다.
환경부의 하수도통계 자료상(2011년 7월 기준), 전국 433개 하수처리시설에서 나오는 연간 302만 7,829톤의 하수슬러지 가운데 재활용되는 부분은 74만 6,055톤으로 전체의 24.6%에 불과하다. 재활용품은 주로 보조연료, 벽돌, 퇴비, 시멘트, 복토재 등에 이용되고 있다.
육상에서 처리한다고 해도 대부분 소각, 건조연료화, 고형화 등으로 화석연료를 사용함으로써 그에 따른 이산화탄소를 배출하게 되므로 2차 오염이 불가피하다는 점도 피해갈 수 없다.
이에 육상처리가 해양배출보다 환경오염이 적고, 안정적 처리가 가능할 때까지 해양배출금지를 연기하는 것이 바람직하다는 주장까지 나오고 있다.
바로 코앞으로 다가온 해양투기금지에 앞서 처리대책이 원활하기 위해서는 하수슬러지 처리시설 운영체계를 선진화하고 슬러지 처리량, 에너지 효율, 처리비용 등에 대한 자료를 수집하여 이를 통해 효율적인 운영 지침을 마련해야 한다.
또한 최종 부산물의 재활용 수요처를 확보하는 것도 큰 과제로 남고 있다.
선진국의 하수슬러지 처리 방법
폐기물 해양투기를 금지하는 런던의정서 가입국 중 선진국에서는 하수슬러지를 산업자원으로 보고 다양하게 재활용하는 경우가 많다.
일본은 1960년대부터 소각시설을 건설하여 대부분의 하수슬러지를 소각 처리했지만 점차 소각재 처리가 심각한 문제로 대두되자 이를 해결하기 위한 방안을 모색하게 되었다. 이후로 탄화, 용융, 가스화 등 다양한 시도가 이루어졌다.
재활용할 수 있는 하수슬러지는 농지에 이용되고 있는데 원료도 다양하게 탈수케이크 및 건조슬러지, 퇴비화제품 등으로 사용하고 있다. 우리나라와 비교할 때 많은 양의 하수슬러지 최종산물이 재활용하고 있다.
또한 하수슬러지를 재이용하는 경우에는 하수슬러지에 대한 규제를 하지 않고 다양한 형태로 농지에 이용하도록 하고 있다.
지난 2004년부터는 ‘LOTUS’라는 하수슬러지 프로젝트에 따라 10개 기술을 선정하고 연구개발을 하고 있다. 일본은 하수슬러지 도자기 타일 및 비료 부문을 공공공사 조달품목으로 지정하고 있으며 최근 들어 하수슬러지의 건조·탄화 등 다양한 연료화를 추진하고 있다.
유럽은 하수슬러지를 농지에 이용하는 것을 전통적인 방법으로 인식하고 있다. 농지에 사용하는 슬러지는 액상슬러지, 탈수슬러지, 건조슬러지, 슬러지 퇴비로 구분하며 탈수케이크가 가장 많은 양을 차지하고 있다.
하수슬러지의 농지이용은 각국에 있어서 농업경영과 하수도사업경영의 양면으로부터 중요하기 때문에 하수슬러지와 토양에 대하여 엄격한 규제를 하고 있다는 특징이 있다.
또한 가정과 공장폐수에 대한 규제를 엄격하게 하는 등으로 양질의 슬러지 확보를 위하여 노력하고 있다.
미국은 하수슬러지의 많은 부분이 토양복원, 비료로 이용되고 있다. 1990년대부터 하폐수슬러지를 살아 있는 고형물질이라는 의미를 가진 ‘Biosolids’라고 부르면서 폐기물이라기보다는 재활용 물질로 보는 시각을 뚜렷이 하고 있다.
또한 1994년부터는 하수슬러지의 재사용에 관한 법을 제정하고 하수슬러지에 있을 수 있는 오염물질을 막고 올바른 하수슬러지 사용을 권장하기 위하여 법으로 규제하고 있다.
킹 카운티에서는 슬러지를 기업에 공급해 만든 퇴비를 정원과 공공시설용으로 공급하고 매사추세츠 주 스프링필드 시도 퇴비를 생산하고 있다.
하수슬러지를 재활용한 인공토를 만들어 시중에 판매하거나 탈수처리 된 하수슬러지를 폐광지역에 살포함으로써 오염토양을 정화하는 등 미국은 활발하게 하수슬러지를 재활용하는 모습을 보인다.
하수슬러지 처리를 위한 새로운 노력
하수슬러지의 발생량은 하수도보급률 증가에 따라 점점 더 늘어날 수밖에 없다. 우리나라는 2015년까지 하수도 보급 95%를 목표로 하고 있기 때문에 하수슬러지를 육상처리하기 위한 다양한 재활용 방안이 당장 필요한 상황이다.
그렇다면 안전하게 육상에서 하수슬러지를 처리하고 재활용할 방법을 찾기 위한 노력에는 어떤 것이 있을까.
수자원개발 전문 회사인 (주)팬아시아워터에서는 하수슬러지 원천 감량화를 목표로 기술 개발에 적극 나서고 있다.
슬러지 감량 기술에는 생물학적 처리방법으로 고온 호기성 소화, 혐기성 소화가 있고, 화학적 처리에는 초음파·오존·전채·알칼리 약품처리와 과산화수소와 철 촉매반응의 방법을 활용한다.
물리적 처리에는 고속파쇄와 임계처리, 복합처리에는 알칼리 처리와 기계파쇄방법이 있는데, 화학과 물리적 처리방법을 동시에 활용하는 것이다.
진주시는 지난 9월 한국남동발전에 하수슬러지를 이용해 생산한 유기성 고형연료(바이오매스에너지)를 화력발전소 연료로 제공하기로 했다.
진주시 하수슬러지 탄화시설은 하수슬러지를 탈수와 건조, 성형 등의 과정을 거쳐 발열량이 3,000〜4,000kcal/kg에 달하는 저급 석탄과 유사한 유기성 고형연료로 재탄생시킨다.
전북 남원시도 지난 10월, 일일 최대 30톤 규모의 하수슬러지 처리시설을 준공했다. 남원시는 이 시설을 통해 하수슬러지를 건조·탄화시켜 시멘트 원료 등으로 재활용하고, 해양투기로 인한 해양오염을 방지할 예정이다.
또한 (주)안나비니 테즈에서는 ‘질소 안정화 공법’을 이용해 하수슬러지 저감에 동참하고 있다. 이 공법은 하수슬러지에서의 유기물과 NH₄+-N 농도를 동시에 저감시키는 방법으로 최종수 수질의 최적화가 가능해 반류수의 수질을 개선하여 하수처리 공정에 주는 부담을 줄여주는 것이 가능하다.
하수슬러지를 육상에서 처리하기 위해 이와 같은 노력들을 하고 있지만 아직도 해결해야 할 문제는 쌓여 있다. 각 지자체의 하수슬러지 처리 시설 중에는 공법결정 차질이 생겨 공사가 지연되거나 기술이 이미 결정되어도 처리 기준이 제대로 정립되지 않은 곳이 많다.
또한 슬러지의 저장, 이송, 건조과정 등에서 발생하는 악취로 인해 지역의 혐오시설로 추락하는 문제도 발생한다. 이미 일본, 미국, 유럽 등의 선진국에서는 하수슬러지를 많은 부분 재활용하고 있다.
지금까지 하수슬러지가 단순하게 폐기물로 처리해야 할 대상이었다면 앞으로는 어떻게 활용할 것인가라는 중요한 자원으로 인식을 전환해야 한다.
이렇게 하수슬러지를 가치 있는 자원으로 만들기 위해서는 하수슬러지를 편하고 값싸게 처리하겠다는 계획에서 먼저 벗어나야 한다. 지금 당장보다는 먼 미래를 보는 시각을 가지고 하수슬러지를 환경 친화적인 자원으로 활용할 계획을 가장 먼저 생각해야 할 것이다.
공주영
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