d라이브러리

그동안 경제성장과 더불어 소비가 활성화되고 1회용 용기의 사용량 급증했다. 게다가 내구 소비재의 수명이 짧아져 쓰레기 발생량이 날로 늘어나고 있다.

전국 어디를 가나 넘치는 쓰레기로 눈살을 찌푸리게 되고 이러다간 좁은 땅덩이가 온통 쓰레기로 덮이지 않을까 걱정이 될 정도다.

더욱이 인스턴트 식품, 청량음료 포장재 등의 사용량 급증으로 인해 2차 오염의 위험이 있거나 처리하기 곤란한 플라스틱 중금속 등을 함유한 쓰레기의 조성비가 높아지고 있어 이에 대한 적정한 처리가 요구되고 있다.

이들 생활쓰레기중 분리 수거하면 재활용이 가능한 쓰레기가 20%나 되지만 실제로 활용하는 경우는 20%나 되지만 실제로 활용하는 경우는 아주 미미한 수준이다. 따라서 대부분의 쓰레기를 매립 처리하고 있으며 소각처리도 겨우 1.6%에 불과하다.

이러한 상황임에도 쓰레기 발생량 자체를 줄이고 폐기물 재활용을 촉진시키는 등 쓰레기 처리에 대한 과감한 변화가 이루어지지 않는다면 매립지 난과 환경오염은 물론 한정된 자원을 낭비하는 결과를 초래하게 된다.

마침 다행히도 각종 폐기물을 자원화, 재활용하려는 자원 리사이클링 연구가 활발하다. 폐기물의 처리문제가 지구환경보존을 위한 긴급과제가 되고 있고 자원고갈 등으로 폐기물의 재자원화가 중요하기 때문이다. 국내 폐기물 자원화 기술연구는 선도 기술개발 사업(G7프로젝트)의 하나로 진행되고 있으며 한국화학연구소나 한국자원연구소 등에서도 이 분야의 연구를 적극 추진하고 있다.

이처럼 폐기물 재활용에 대한 관심이 고조되는 것에 발맞춰 폐기물을 이용해 재활용품을 생산하는 공장현장을 몇곳 찾아 소개한다.

폐기물 재활용-한국, 선진국의 1/10수준

비록 악취가 나는 음식폐기물일지라도 이를 모아 썩히면 퇴비로 이용할 수 있다. 폐지는 재생종이의 원료가 되며 플라스틱은 녹여서 가공하면 필요한 용기로 재생할 수 있다.

제주도에는 우리의 전통식 삶의 모습들이 많이 남아 있다. 제주도 성읍마을에는 돼지고기 요리가 유명하다. 그 돼지 사육방식이 재미있다.

돼지우리가 변소와 연결돼 있는데, 사람의 대변과 가정에서 나온 음식물 찌꺼기가 함께 돼지의 먹이가 된다. 또 돼지우리에서 나오는 잔재물은 버리지 않고 퇴비를 만들어 논밭에 시비(施肥)함으로써 폐기물이 발생하지 않는다.

이와같이, 우리 조상들은 화학비료 대신 퇴비에 의한 유기농법을 사용함으로써 폐기물과 수질오염을 없애고 아름다운 자연환경을 지켜왔다.

땅에 묻으면 지하수오염 태우면 대기오염

한국 중국 일본 등 동양사회에서 생활 및 산업폐기물을 재이용하는 유기농법을 보고 1900년 초 서양 학자들은 깊은 감명을 받았다. 그들이 이를 체계적으로 연구해 개발한 기술이 고속 퇴비화 기술이다.

즉 생활 및 산업장에서 나오는 폐기물이 어떤 조건에서 생물학적으로 빨리 안정된 상해를 유지하며 냄새가 빨리 제거되는가. 또 폐기물 속에 포함된 각종 병원성 세균이나 불필요한 씨앗류들이 어떤 조건에서 재생하지 않으면서 토양에서 비료효과를 내고 부식토로서 적합하게 되는가. 이를 파악해 간편하게 기계적으로 처리하는 공정이 고속 퇴비화 기술이다.

우리는 조상들로부터 가장 훌륭한 폐기물재활용기술인 퇴비화방법을 물려받고도 그 기술을 정착시키지 못함으로써 오늘 우리의 자연환경이 폐기물 때문에 심한 몸살을 앓고 있다. 또 우리의 농토는 화학비료와 농약에만 의존한 나머지 산성화되고 있다. 따라서 하루 빨리 우리의 전통적인 폐기물 재활용기술에 관심을 갖지 않으면 안될 때다.

폐기물을 땅에 매립하면 왜 좋지 않은가? 가장 중요한 위해요인은 폐기물에서 나오는 더러운 물로 인해 지하수가 오염된다는 점이다. 물론 지하수오염을 극소화하기 위한 여러가지 방지공법을 채용하고 있지만 시공상 완벽하게 처리되지 못한다.

지표수는 도시와 공업지대를 통과하면 상당히 오염되게 마련. 아무리 완벽하게 하수를 처리한다 할지라도 지표수를 그대로 상수로 이용하는 데는 거부감이 생긴다. 앞으로 점차 지하수를 상수원으로 이용할 것인데, 폐기물 매립장은 이와 같은 지하수를 오염시키는 요인이 된다.
한편 폐기물을 소각하면 보기 싫은 것은 시야에서 사라진다. 그대신 폐기물 양에 상응하는 만큼의 연기와 가스가 발생, 대기 속에 축적된다. 따라서 소각에는 반드시 대기오염문제가 생기게 마련이고 또 비용도 엄청나게 많이 소요된다.

쓰레기 처리의 유일한 대안 폐기물 재활용

흔히 더럽게 버려진 폐기물들이지만 이를 유심히 살펴보면 모두 돈을 주고 산 물건임을 알 수 있다. 이들은 비록 제멋대로 팽개쳐져 있지만 정돈해 모아 가공하면 재활용할 수 있는 물건들이다.

예를 들어 비록 악취가 나는 음식폐기물일지라도 이를 모아 썩히면 퇴비로 이용할 수 있다. 폐지는 재생종이의 원료로, 플라스틱은 녹여서 가공하면 필요한 용기로 재생할 수 있다. 이처럼 모든 폐기물을 재생활용하면 지구상의 한정된 자원을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 환경오염도 줄일 수 있다.

또 이와 같이 폐기물을 재생활용하면 비용도 소각에 비해 반이하로 줄일 수 있고 소각시 발생하는 대기오염도 줄일 수 있다. 폐기물 재활용은 근래 선진국에서 가장 관심을 갖는 폐기물 처리방법이 되고 있다.

외국에서 폐기물 내에 썩을 수 있는 물질들만으로 퇴비화해 이를 농업생산이나 국토조경, 산림녹화 및 심지어 악취 제어제로서 활용하는 정도(1990년 기준)를 보면 독일(과거의 서독)과 벨기에는 총 폐기물 발생량의 9%이며, 네덜란드 22%, 오스트리아 11%, 스위스 10% 정도다.

이에 비해 우리나라는 겨우 2-3% 내외 정도되는 것으로 추정된다. 이것도 민간부문에서 소규모로 관리 운영하고 있다.

그 외에 폐기물 소각의 경우 그대로 태워버리지 않고 열을 회수해 발전 또는 온수를 만드는 데 이용하는 것이 선진국의 일반적인 소각 방식이다. 이에 비해 우리나라는 폐기물의 함수물(含水率)이 대단히 높아 소각열을 회수해 활용하는 비율이 낮은 형편이다. 이것은 국민들의 쓰레기 버리는 습관과 쓰레기 수집(보관)용기가 나쁘기 때문에 빗물이 쓰레기에 스며들거나 또는 수분이 많은 쓰레기를 그대로 버리는 습관에서 생긴 현상이다.

근래에 와서 선진국에서는 폐기물 재활용에 대한 연구와 기술개발에 박차를 가하고 있다. 심지어 폐수를 처리한 찌꺼기인 오니(슬러지)를 사료로 재이용함은 물론 소각재를 유리화(琉璃化)해 각종 건축자재로 활용하는 등 각종 폐기물의 재활용을 위한 실용적인 기술개발에 노력하고 있다.

우리나라도 근래 쓰레기 몸살로 인해 폐기물 재활용에 대한 국민적 관심이 높은 편이나 아직도 실용적 재활용시설은 절대 부족하다. 앞으로 이 분야의 연구와 기술개발이 시급하다. 동시에 국민 모두가 폐기물의 발생, 수집과정에서 재활용이 가능토록 협조해야 할 것이다.

우유팩 -40개면 두루마리 화장지 한 개

우유팩은 양면에 비닐막이 코팅돼 있어 종래 재생이 불가능한 것으로 알려져 매립이나 소각처리해 왔다. 그러나 요즘은 재생화장지로 만들어져 널리 사용되고 있다.

우유팩을 이용한 재생화장지는 펄프로 만든 화장지에 비해 약간의 반점이 생길 수 있고 색상이 맑지 못하다는 점 외에는 다른 사용상의 문제점은 없다. 그러면서도 가격은 일반 화장지보다 15-20% 저렴하다.

우유팩을 재생활용하는 데는 우유팩의 선별작업이 가장 중요하고 힘들다. 이물질이 포함돼 있는 것을 손으로 일일이 선별해내는 작업은 제품의 질과 직접적인 관계가 있기 때문.

선별한 우유팩을 4백kg당 물 8t과 함께 대형분리기에 넣고 원심분리기의 원리에 의해 펄프상태로 만들며 비닐막을 제거한다. 다음 가성소다를 0.3% 투입해 우유팩의 인쇄잉크 및 불순물을 제거한다.

비닐막이 제거돼 펄프화된 우유팩을 조약탱크에서 표백처리해 초지(抄紙)할 수 있도록 잘게 썬다. 이를 물에서 건져내 원지판에 묻히는 초지작업을 1차 2차 거치면 화장지 원단이 된다. 2백 mL들이 우유팩 40개면 70m짜리 화장지 1개를 만든다.

헌종이 -신문용지·골판지 등으로 재활용

종이는 펄프를 원료로 하기 때문에 자연상태에서 생물학적으로 분해된다. 그러므로 합성수지계보다 공해의 심각성이 덜한 편이다 그러나 사용되는 전체 포장재중 40% 이상을 차지해 부피가 큰 데다 요즘처럼 매립지 확보가 어려울 때 매립 처리하려면 많은 문제가 따른다.

또한 종이는 플라스틱 알루미늄과 같은 타 재료와의 복합가공을 통해 기능성을 높일 수 있다. 그 좋은 예가 테트라팩 등이다. 그러나 이같은 복합가공 및 종이의 인쇄 등은 재생이용을 어렵게 만든다.

제지용 자원으로서의 고지는 종류가 많다. 크게 신문고지 인쇄고지 포장고지 골판고지 잡고지 종이팩 등으로 나눌 수 있다. 이들을 각각 재생할 경우 처리방법에 따라 품질의 차이가 난다.

신문고지는 신문용지나 기타 인쇄용지 등을 만드는 데 사용되고 인쇄고지, 즉 잡지 등은 박스나 인쇄용지를 만드는 데 사용된다. 상자류로는 골판지 골심지 상자 등을 만들며 모조지 색상지 등의 고급 종이로는 화장지와 기타 인쇄용지를 만든다.

고지의 재생처리는 고지-선별-해리(解離)-정선-세정-탈잉크 펄프 등의 과정을 거친다. 제지원료중 고지의 사용률은 전체적으로 70% 정도를 차지하는데, 고지의 사용률이 높아질수록 종이의 질은 떨어진다.
 

알루미늄 캔 -용해로에 녹여 각종 기계부품 제조

알루미늄 캔의 재생활용은 경계적인 면에서도 가장 우선해야 할 부분이다. 알루미늄을 재생하는 데 필요한 에너지는 보크사이트광으로부터 알루미늄을 얻는 데 필요한 에너지의 26분의 1밖에 소요되지 않아 에너지 절약효과가 매우 높기 때문.

사용 후 회수된 알루미늄 캔은 높은 합금재료(Mn, Mg) 함량과 용융조건이 일정하기 때문에 재생원료로 그만이다. 문제는 알루미늄 캔 표면의 산화크롬과 산화티탄 도색막(전체의 5-8%)을 제거하는 것. 이론적으로는 1백% 제거가 가능하나 동시에 알루미늄의 소모가 크다.

알루미늄 캔의 재생활용은 각 가정에서 분류 배출한 알루미늄 캔을 수거해 오물 철 기타 금속 등을 제거한 후 압축기에 넣어 일정한 크기로 압축시키는 데서부터 출발한다. 압축된 알루미늄 캔 한 덩어리는 약 1천8백개의 알루미늄 캔이 모인 것이다.

이렇게 압축된 알루미늄 캔 덩어리를 용해로에 넣어 6백-8백℃의 고열로 용융시킨다. 이것을 일정한 크기의 알루미늄 괴(塊)로 만들어 각 재생업체에 공급한다.

재생업체에서는 이 알루미늄 괴를 신재료와 혼합해 전열기 열판, 자동차 부품 등의 각종 기계부품을 만든다. 또 제철과정에 필요한 탈산제(약품)로도 사용된다.

스티로폴 -생활용품 등 100% 재생 가능

폐 발포 플라스틱(스티로폴)도 훌륭한 자원이 될 수 있다. 발포 플라스틱은 98%가 공기로 이루어져 자원의 절약성이 우수한데다 포장재 또는 완충재로서 타 소재에 비해 경쟁력이 뛰어나다.

그러나 1회용 용기류나 식품포장재, 부표, 건축단열재 등과 같이 그 사용범위가 넓고 발생처가 다양해 체계적으로 회수 처리하기가 어렵다. 더욱이 원활하고 지속적으로 스티로폴이 원료로서 수집 공급되지 않아 재생 활용률도 극히 저조한 편.

스티로폴은 이러한 형편이지만 회수만 하면 1백% 재활용할 수 있는 소재로 떠올랐다. 이를 처리하는 용융기가 등장했기 때문이다. 게다가 이 기계는 순전히 국내 기술로만 만들어졌다.

이 기계는 1t 부피의 폐스티로폴을 1백60도의 열로 가열, 1백분의 1로 줄인 후 이를 다시 기계로 갈아 건축자재나 사진액자 등 생활용품으로 탈바꿈시킨다.

일본에서는 스티로폴을 1차 처리, 즉 선별-세정-분쇄-용융한 것을 다시 2차 처리해 상품화한다. 직경 3-4mm의 분쇄입자로 만들어 정원 골프장 잔디 등의 토양에 10-15% 혼합해 사용한다. 이렇게 하면 토양의 보수성 통기성을 향상시켜 식물 뿌리의 생장을 촉진시키는 데 유효하다고.

플라스틱 -토목재료·갱목 등 용도 다양

플라스틱 제품은 종류가 다양한 만큼 폐플라스틱의 종류도 다양하다. 이들이 폐기될 때 플라스틱이 가지고 있는 고유의 성질이 모두 부정적으로 작용한다. 토양에 폐기할 때는 토양의 황폐화를 가져오며 매립지에서는 안정화 저해, 매립용량 과다 등의 문제점을 유발한다. 또 소각시에는 첨가제에 의한 각종 중금속 발생과 염소를 포함한 경우 염화수소가스 발생 등 많은 환경상의 문제를 일으킨다.

따라서 폐플라스틱이야말로 재활용을 적극 추진해야 할 품목이다. 폐플라스틱의 재생이용에는 재생품의 재료인 폐플라스틱의 이물질 혼입 유무에 따라 단순재생과 복합재생으로 나눈다.

단순재생은 균일한 폐플라스틱을 원료로 해 재생하는 것. 특히 플라스틱의 성형공정 가공공정 등에서 발생한 균일한 폐플라스틱을 원료로 재생하기 때문에 재생법도 단순하다.

복합재생은 산업 또는 생활폐기물중 이물질을 함유하는 혼합 플라스틱 폐기물을 그대로 또는 다른 물질과 혼합해서 재생하는 것. 재생품으로는 건재 공업용자재 토목재료 농업용자재 갱목 각종 블록 등 다양하다.

이들 폐플라스틱은 파쇄-용융-압축-성형 등의 과정을 거쳐 다양한 제품으로 만들어진다.

폐식용유 -가성소다 섞어 비누 만든다

요즘 폐식용유를 이용해 무공해 비누를 만드는 데 대한 주부들의 관심이 커지고 있다. 백화점 등에서 자원재활용전시를 통해 폐식용유를 이용한 무공해 비누만들기 실연을 하면 연일 많은 주부들이 참가해 직접 만들어 보고 제작요령을 메모해가는 열의를 보인다.

시중에서 판매하는 세탁비누와 폐식용유로 만드는 비누의 제조과정은 거의 비슷하다. 그러나 시중의 세탁비누는 기계화 공정을 통해 단시일 내에 제조하기 때문에 폐수가 발생한다. 이에 비해 폐식용유로 만드는 비누는 중화법을 사용해 폐수가 전혀 발생하지 않는다. 즉 폐식용유의 유지와 가성소다액이 20일간의 숙성을 통해 중화되기 때문이다.

폐식용유를 이용한 무공해 비누만들기는 가정에서도 쉽게 할 수 있다. 준비물로는 폐식용유 1.2L, 가성소다 1백75g, 물, 스테인그릇, 나무주걱, 빈 우유팩 여러 개가 필요하다.

먼저 큰 그릇에 폐식용유 1.2L를 붓는다. 또 작은 그릇에 물 3백30L를 먼저 붓고 가성소다 1백75g을 넣어 섞는다. 다음 가성소다가 물에 녹으면 폐식용류가 든 큰 그릇에 붓고 주걱으로 젓는다. 걸쭉해질 때까지(30분가량) 한 방향으로 저은 후 우유팩에 넣어 20일 동안 그늘에서 굳히면 비누가 된다.

폐유 -중금속 등 오염제거, 연료로 사용

우리나라에서 유해폐기물은 특정폐기물을 지칭한다. 여러 특정폐기물 가운데 폐유는 유일하게 재활용하 수 있다.

재활용할 수 있는 폐윤활유는 95-99%가 윤활기유다. 윤활기유는 원유의 정제과정중 경유와 벙커C유의 중간물질로 연료로서의 가치는 재론할 여지가 없다. 다만 윤활유로 생산사용 수집되는 과정에서 수분 및 각종 불순물과 환경오염을 야기시키는 중금속을 함유하게 돼 그대로 연소시킬 경우 연료유로서 부적합함은 물론 환경을 오염시키게 된다.

폐유의 재생처리는 흔히 폐윤활유를 환경을 오염시키지 않고 연소에 적합한 연료유로 생산해내는 것을 말한다. 먼저 폐유저장조에 고분자 응집제를 투입한 후 열매체보일러로 간접 가열해 폐유온도를 약 80℃까지 올리면서 60분간 강하게 교반 반응시킨다. 이때 폐유 속의 중금속은 금속염으로 바뀌어 침전을 통해 분리할 수 있는 상태로 된다.

반응기에서는 반복작업을 통해 중간저장소에 반응폐유를 이송하고 중간저장소에서는 반응폐유를 혼합기에 연속 주입한다. 이후 혼합기-증류기-분류기-열교환기-혼합기 순서로 순환시키면서 수분은 증류 제거시키고 중금속 및 각종 침전물은 2차에 걸친 원심분리기를 통해 불순물을 제거, 연료유를 생산하는 것이 기본 공정이다.
 

톱밥 -연탄불 붙여주는 착화탄 생산

70년대까지만 해도 연탄은 가정의 온돌 난방용으로 널리 사용됐다. 그 후로는 기름이, 또 다시 이후로는 가스가 난방용으로 보급되면서 이제 연탄은 가정의 아궁이에서 점차 사라지고 있다.

그러나 도시의 달동네나 농어촌에서는 아직도 연탄을 사용하는 가정이 적지 않다. 이러한 연탄은 처음 불을 붙일 때 30분 이상 시간이 걸려 여간 불편한 게 아니다. 이때 손쉽게 연탄에 불을 붙여주는 것이 착화탄이다. 흔히 번개탄이라 불리는 착화탄은 제재톱밥과 목피를 재활용해 만든다.

먼저 제재소에서 생기는 톱밥과 목피는 목재소에서 생기는 대패밥과 쓰고 남은 각목 판자 등과 함께 혼합돼 불에 태워진다. 일종의 숯을 만들어내는 과정이다. 이 숯가루에 점결제와 수분을 넣어 섞은 다음 점화제를 뿌리고 구멍탄과 같이 구멍을 뚫어 성형해내는 게 착화탄이다.

공장측은 이 착화탄이야말로 연탄점화용이지 야외에서 고기를 구워먹는 연료가 아니라고 강조한다. 착화탄 위에 뿌려진 점화제가 간혹 폭발하는 경우가 있다는 것.

이러한 착화탄도 멀지 않아 그 모습을 감출 것이다. 연탄사용이 자꾸 줄어들고 가스사용이 점차 늘어나기 때문이다.

가축분뇨 - 석회석 섞어 비료로 탈바꿈

가축분뇨는 축산업자들이 꼭 해결해야 할 골칫거리. 과거에는 가축분뇨가 거름으로 활용돼 왔으나 현재는 비료에 밀려 활용도가 떨어쳤다. 유기물 자원에서 폐기물로 전락한 것.

그러나 최근 가축분을 소석회와 섞어 비료로 만드는 장치가 개발됐다. 이 시설은 우선 옥외에 50평 규모의 분적치장(糞積置場)을 마련해 두고 있다. 축사로부터 수송된 가축분을 약 10일 정도 자연건조시키는 장소다. 1차 건조과정을 거친 분은 분투입구로 들여 보낸다.

투입된 분은 안정화 반응기로 옮겨지며, 여기서 소석회 입자와 분뇨의 입자가 섞이게 된다. 분과 석회의 비율은 20대 1정도. 5분 정도 지속되는 이 과정이 전체공정의 핵심이다. 이때 화학적인 발열반응으로 분 속에 있는 벌레 및 병균이 죽는다. 종래 분을 그대로 농작물에 사용함으로써 생겼던 병균들의 문제를 해결한 것이다. KIST의 조사길과 안정화과정 후의 대장균수는 80분의 1 수준으로 줄어드는 것으로 밝혀졌다.

이어 분과 소석회는 비닐하우스 형태의 태양광 건조기를 지나고 기계식 건조기로 들어간다. 여기서 분 속 수분이 90%까지 제거되며 비료가 완성된다. 분 10t이면 3t의 비료를 생산해낸다.