충남 금산군(군수 박범인)과 한국환경공단 충청지역본부(본부장 정석현)는 지난 11월 8일 금산읍 신대리 54-4번지 일원에 조성 중인 물관리 종합 환경타운에 설치된 ‘유기성 폐자원 에너지화 시설’ 준공식을 가졌다.

‘유기성 폐자원 에너지화 시설’이란 가축분뇨, 음식물류폐기물, 하수슬러지 등 유기성 폐자원을 처리하고 생성되는 메탄(CH4), 이산화탄소(CO2) 등 바이오가스(biogas)로 전력을 생산하는 시설을 말한다.

금산군은 현대인의 식생활 습관 변화로 인해 가축사육 수요가 빠르게 증가함에 따라 축산폐수 발생량이 증가하면서 기존 분뇨 및 가축분뇨 처리시설의 용량 한계와 외부 지역에서 처리하는 음식물류폐기물의 자체 처리 필요성이 대두되어 왔다. 

자원순환형 소화가스화 시설…유기성 폐자원 90㎥/일 처리

특히, 2013년부터 시행된 육상폐기물 해양배출 금지와 가축분뇨 공공처리 반입 대상 기준이 3천 두에서 5천 두로 변경됨에 따라 가축분뇨 수거 대상 및 처리량이 증가하여 관내에서 발생하는 가축분뇨 적정처리와 더불어 위탁처리 되고 있는 음식물류폐기물 및 하수슬러지의 병합처리가 필요한 실정이었다.

이에 한국환경공단과 금산군은 지구 온난화에 따른 기후변화에 대응하고, 유기성 폐자원의 안정적인 처리와 에너지 자원화를 통해 탄소중립 실현을 위해 유기성 폐자원 에너지화 시설을 설치하게 되었다.

이 시설은 지난 2014년 한국환경공단(발주처)과 금산군(시행처)이 유기성 폐자원 에너지화 시설 사업 건설을 체결했고, 2019년 충청남도로부터 가축분뇨 공공처리시설 설치 승인을 받아 환경시설관리㈜, 서진산업㈜, 아라건설㈜ 등을 시공사로 선정, 2020년 3월에 착공에 들어가 지난 11월 8일 준공식을 갖게 되었다.

총 사업비 225억2천800만 원을 투입해 부지면적 9천707㎡, 건축면적 1천907㎡ 규모로 조성된 이 시설은 중온 혐기성소화(소화가스화) 처리방식을 통해 매일 가축분뇨 65㎥, 음식물류폐기물 15㎥, 하수슬러지 10㎥ 등 유기성 폐자원 90㎥를 처리할 수 있는 ‘자원순환형 소화가스화 시설’이다.

에너지 절감효과·온실가스 감축효과 극대화

주요 설비로는 △전처리시설 △폐수처리시설 △음식물 저장 호퍼 △비중선별기 △파쇄선별기 △협잡물 종합처리기 △악취제거 설비 △혐기성소화조 △건식 탈황설비 △가스저장조 △가스발전기 등이 도입됐다. 

이렇게 처리시설로 반입되는 유기성 폐자원은 각각의 전처리 시설을 거쳐 중간 저장조에서 혼합된다. 혼합된 원료는 유기성 폐자원 에너지화 시설에서 가장 중요한 혐기성소화조로 이송돼 산소가 없는 조건에서 유기물이 분해되어 바이오가스로 전환된다. 

혐기성소화조는 수직 원통형 중온소화 공법으로 소화조는 약 38℃의 온도를 유지한다. 공급되는 원료는 약 40일의 체류기간을 거쳐 메탄가스 함량 60% 이상의 바이오가스로 생산되어 가스저장소에 저장된다. 

이렇게 저장된 바이오가스는 전처리 시설인 탈황, 제습·제진 과정을 거쳐 가스발전기로 이송돼 처리시설에서 필요한 전력을 생산한다. 가스발전기 가동 중 발생된 폐열을 이용해 혐기성소화조의 중온을 유지하고 일부 가스는 혐기성소화조에 가온용 보일러로 재이용된다. 피스톤 방식의 가스발전기에서 생산된 전기는 처리시설소 내 운전용 전기로 재이용되어 에너지 절감효과와 온실가스 감축효과를 극대화할 수 있다.

소화조에서 배출되는 소화액은 탈수 설비를 거쳐 고액분리 되어 고형분과 폐수로 나눠진다. 고형분은 함수율 80% 이하로 낮추어 재활용 처리되며, 발생되는 폐수는 액상부식 처리 공법을 거쳐 유기물과 영양염류를 제거한 후 인근에 위치한 금산군 공공하수처리시설로 최종 연계처리 된다. 

악취제거 설비는 유기성 폐자원 에너지화 시설에서 발생되는 각종 악취를 제거하여 처리시설 내에 근무환경 개선 및 주변 지역에 불쾌한 영향을 미치지 않도록 하기 위한 설비로, 액상촉매설비와 3단 약액 세정 탈취 설비를 거쳐 대기 중에 방출된다. 이러한 모든 과정은 컴퓨터 제어시스템으로 자동운전 되고 주요 시설을 중앙 제어실에서 24시간 감시하여 언제나 안전한 최적의 상태로 운영된다. 실험실에서는 각종 분석을 통해 성능보증과 운영인자를 검증한다. 

유기성 폐자원 통합처리 시 경제성·효율성 동시 만족

음식물류폐기물, 가축분뇨와 하수슬러지 등 유기성 폐자원은 높은 유기물질을 함유하고 있어 에너지화 시설을 거치면 재생가능한 신재생에너지를 생산하게 돼, 에너지 자원이 부족한 우리나라에서 최근 각광받고 있는 친환경 시설이다. 이러한 폐기물을 개별적으로 처리하는 것보다 통합으로 처리할 경우, 경제성과 효율성을  동시에 만족할 수 있다. 

한국환경공단이 금산군 유기성 폐자원 에너지화시설에서 60일간 가축분뇨 4천146.6㎥, 음식물류폐기물 692.4㎥, 하수슬러지 616.2㎥ 등 총 5천455.2㎥의 유기성 폐기물을 처리한 결과, 7만7천727N㎥의 바이오가스를 생산할 수 있는 것으로 나타났다. 또 이론 바이오가스 생산량은 4만4천316N㎥로 이론 가스량 대비 75%나 상승했다.

발생된 바이오가스는 가스발전기를 통해 전량 전력으로 생산되며 생산된 전기는 시설 내 전력원으로 사용함으로써 전력비 절감 및 온실가스를 감축할 수 있으며, 특히 발전기 생산량은 시간당 20만7천673kw로 연간 1억2천만 원의 전기요금을 절감할 수 있을 것으로 예상된다.

따라서 종전에 개별 처리시설에서 처리되던 음식물류폐기물, 가축분뇨, 하수슬러지를 하나의 시설로 모아 통합 처리함으로써 각 시설 건립비용 및 운영 인력 감축으로 운영비를 약 20〜30% 절감할 수 있다.

게다가 상호 보완 특성이 있는 세 종류의 유기성 폐자원이 병합 처리되는 공정 적용을 통해 바이오가스 생산성이 단독처리할 경우 35%이던 것이 통합으로 처리할 경우 55% 이상 높아져 온실가스 감축으로 인한 탄소중립 및 메탄가스 감축을 선도할 수 있는 장점이 있다.

11월 8일 준공식에 주요인사·주민 등 150여명 참석

한편, 이날 오후 2시에 열린 ‘유기성 폐자원 에너지화 시설’ 준공식에는 박범인 금산군수, 금산군의회 심정수 의장 및 의원들을 비롯해 심은영 금강유역환경청 수질총량관리과장, 정석현 한국환경공단 충청권지역본부장, 전양근 환경시설관리㈜ 부사장, 금산군 사회단체장 등 주요인사들과 한국환경공단, 금산군, 시공사 관계자 및 주민 150여명이 참석했다.

박범인 금산군수는 준공식사를 통해 “과거에는 가축분뇨나 음식물 쓰레기는 재활용할 수 있는 자원이 아니라 악취와 해충 발생 등 환경오염과 민원을 야기시키는 대상이었고, 주민들에게 유기성 폐기물 처리시설은 혐오시설로 기피되어 온 것이 사실이지만, 이제는 유기성 폐자원은 사회적·환경적 핵심 이슈 중 하나로 자리를 잡게 되었으며, 탄소 배출을 감소시켜 지구온난화 방지에 기여할 수 있는 지속가능한 자원으로 인식이 전환되었다”라면서 “가축분뇨, 음식물류폐기물 등 유기성 폐자원을 통합 처리해 바이오가스를 생산하여 에너지화하는 방식으로 국가 정책 방향이 변화하고 확대 추진되고 있는 이 시기에 우리 금산군이 선도적으로 이 시설을 준공했다는 것은 매우 자랑스러운 일이다”라고 말했다.

박범인 금산군수 “환경인프라 구축·개선에 총력”

박 군수는 특히 “오늘 준공된 유기성 폐자원 에너지와 시설에는 환경적·경제적 효과 등 두 가지의 큰 의미가 존재하는데, 유기성 폐자원의 통합 및 안정적 처리로 악취와 수질이 개선될 것이고, 이로 인해 생활환경 개선과 온실가스 감축에 크게 기여하는 것은 물론 위탁처리하던 음식물쓰레기의 자체 처리가 가능해짐에 따라 연간 6억 원의 위탁처리비용 절감과 바이오가스 생산으로 인한 전력비가 연간 1억2천만 원 정도 절감될 것으로 기대된다”면서 “유기성 폐자원 에너지화 시설을 통해 금산이 청정지역으로 계속 나아갈 수 있도록 환경인프라 구축 및 개선에 행정력을 총동원하겠다”고 말했다.

심정수 금산군의회 의장은 축사에서 “오늘 에너지 회수 확대 효과를 얻을 수 있는 유기성 폐자원 에너지화 시설이 준공됨에 따라 우리 군민 전체가 수혜자로서 다같이 축하를 받아야 될 일이다”라면서 “앞으로 유기성 폐기물은 오염물질의 배출이 아닌 탄소배출의 저감과 화석연료 사용을 줄일 수 있는 순환경제의 밑바탕으로서의 가치가 상당히 높아 이 시설을 준공함으로써 우리 지역 에너지화에 크게 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.

한편, 이날 준공식에서 박범인 금산군수는 유기성 폐자원의 통합 안정적 처리를 위해 시설 설치에 기여한 임상훈 한국환경공단 대리, 김진천 환경시설관리㈜ 부장에게 감사패를 수여했다.

금산군은 유기성 폐자원 에너지화 시설을 인근 공공하수처리시설 및 하수처리재이용시설, 오는 2024년 준공예정인 4만1천㎡ 규모 인공습지 등과 연계해 물관리 종합 환경타운으로 통합 운영할 계획이다.

김현성 환경자원과장은 “금산군 유기성 폐자원 에너지화 시설은 환경오염을 예방하고 폐자원에서 에너지를 회수해 자원순환형 폐기물 관리 시스템을 정착하여 금산군민과 함께 선진화된 환경관리를 통해 친환경 중심도시로 거듭나겠다”고 밝혔다. 
[배민지 기자]

[『워터저널』 2022년 12월호에 게재]