소개글
"출석수업과제물 생활폐기물 생물학적 처리"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
1.1. 생활폐기물의 생물학적 처리 필요성
1.2. 메탄발효와 호기성 퇴비화의 개요
2. 생활폐기물의 생물학적 처리 방식
2.1. 생활폐기물의 생물학적 처리 (MBT)
2.2. MBT 방식의 장단점
2.3. MBT 처리 공정
3. 생물학적 처리에 의한 액상연료 생산
3.1. 바이오디젤
3.2. 바이오에탄올
3.3. 열분해 재생연료유 (Waste Derived Fuels: WDF)
4. 생활폐기물의 메탄발효
4.1. 메탄발효 원리 및 특징
4.2. 메탄발효 공정
5. 생활폐기물의 호기성 퇴비화
5.1. 호기성 퇴비화의 특징
5.2. 호기성 퇴비화 공정의 온도변화
6. 생활폐기물의 수소발효
6.1. 수소발효 배경 및 특징
6.2. 혐기성 수소발효의 특징
7. 생활폐기물의 사료화
7.1. 습식 사료화
7.2. 건식 사료화
7.3. 발효 사료화
8. 결론
8.1. 생활폐기물 처리 기술 발전 방향
8.2. 국가 지원과 투자의 필요성
9. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
1.1. 생활폐기물의 생물학적 처리 필요성
지구온난화와 탄소 배출 문제가 전 세계적으로 대두되면서, 우리나라 또한 이 문제에 대해 적극적인 대처를 시도하고 있다. 이에 따라 생활폐기물 처리 방식 역시 다시 한번 검토되고 있다. 생활폐기물 처리 방식 중 대표적인 것이 메탄발효와 호기성 퇴비화이다. 이 두 가지 방식은 생활폐기물의 처리 방식과 재활용에 있어서 각각의 특징과 장단점이 있다.
메탄발효는 생물학적 처리 방식으로, 생물이 폐기물을 분해하여 메탄가스와 이산화탄소, 수증기 등을 발생시키는 방식이다. 하지만 메탄가스는 탄소 배출량이 높아, 대기 중 이산화탄소와 같은 온실가스의 증가를 일으키며, 이는 지구온난화 문제를 악화시킨다. 반면 호기성 퇴비화는 생물학적 처리 방식 중 하나로, 생물이 폐기물을 분해하여 퇴비로 만드는 방식이다. 이때 생성되는 퇴비는 지방산, 아미노산, 무기질 등의 영양소를 함유하고 있어, 농업 분야에서 비료로 활용될 수 있다. 또한 메탄가스 발생이 적어 지구온난화 문제를 해결하는 데 도움이 된다.
따라서 생물학적 처리 방식의 선택 시 환경적 측면을 고려해야 한다. 메탄발효는 생산되는 메탄가스를 에너지원으로 활용할 수 있어 친환경적이지만, 호기성 퇴비화는 생산된 퇴비를 토양개량제나 비료로 활용할 수 있어 더욱 친환경적이다. 이처럼 생활폐기물의 생물학적 처리는 환경오염 문제와 자원 활용 측면에서 중요하다.
1.2. 메탄발효와 호기성 퇴비화의 개요
메탄발효는 생활폐기물을 처리하는 생물학적 방식 중 하나이다. 이는 유기물을 분해하여 주로 메탄과 이산화탄소로 구성된 바이오가스 형태의 에너지로 전환하는 것이다. 폐기물의 혐기성 소화를 통해 이루어지므로 산소가 없는 상태에서 진행되며, 발생하는 메탄의 양은 도시가스로의 전환을 고려할 정도로 잠재성을 가지고 있다. 그러나 메탄은 온실가스이기 때문에 메탄발효 과정에서 발생되는 메탄의 양을 파악하는 것도 중요하다.
한편, 호기성 퇴비화는 유기물을 산소가 있는 환경에서 분해하여 퇴비로 만드는 생물학적 처리 방식이다. 미생물이 유기물을 분해하여 토지개량제나 비료로 활용할 수 있는 최종산물을 생성한다. 호기성 퇴비화의 장점은 유기성 폐기물을 감량할 수 있고 퇴비로 재활용할 수 있다는 점이다. 또한 초기 투자비용이 낮고 기술적 수준도 높지 않아 실용적이다. 하지만 퇴비의 비료가치가 낮고 퇴비화 부지가 많이 필요하며 악취가 발생하는 단점도 있다.
따라서 메탄발효와 호기성 퇴비화는 각각 에너지와 자원 측면에서 차별화된 장단점을 가지고 있어, 생활폐기물 처리 시 이러한 특성을 고려하여 적절한 방식을 선택하는 것이 중요하다. 메탄발효는 에너지 생산이 필요한 경우에 유리하고, 호기성 퇴비화는 유기성 폐기물의 자원화가 필요한 경우에 적합하다.
2. 생활폐기물의 생물학적 처리 방식
2.1. 생활폐기물의 생물학적 처리 (MBT)
생활폐기물의 생물학적 처리(Mechanical and Biological Treatment, MBT)는 생활폐기물을 기계적, 생물학적 공정을 거쳐 폐기물 내 재활용 가치가 있는 물질을 선별하여 재활용함으로써 최종 처리량을 감소시키는 방식이다. 기계적 공정으로는 파봉, 파쇄, 선별 등이 이루어지며, 생물학적 공정으로는 생물학적 건조, 바이오가스화, 퇴비화 등이 활용된다. 이를 통해 폐기물 내 수분, 불순물, 유기물 등을 분리하여 고형연료(RDF)를 생산할 수 있다.
MBT 방식의 장점은 자원의 재활용과 에너지 회수가 가능하며, 소각설비에 비해 설치와 운영 비용이 저렴하다는 것이다. 또한 폐기물 내 PVC와 같은 산성가스 및 다이옥신 발생 물질을 제거할 수 있다는 점에서도 장점을 가지고 있다. 반면 단점으로는 국내 실적이 적고, 안정적인 RDF 수요처 확보가 어려우며, 폐기물 수분함량에 따른 제품 생산량 변동이 심하고 일정한 품질 유지가 어렵다는 것이다. 또한 소각설비에 비해 매립량이 많다는 단점도 있다.
MBT 공정은 생활폐기물을 투입하여 파봉, 파쇄, 선별 등의 기계적 공정을 거친 후, 분쇄된 폐기물에서 철, 알루미늄, 플라스틱 등의 유가물을 선별하여 재활용한다. 그 후 생분해성 유기물은 유기물 처리시설로 보내어 바이오가스화나 퇴비화 등의 생물학적 처리를 거치게 된다. 최종적으로 남은 불연물은 매립 처분된다. 이렇게 생산된 고형연료(RDF)는 화력발전소, 시멘트공장, RDF 발전시설 등에 공급되어 에너지원으로 활용된다.
이와 같이 MBT 방식은 생활폐기물의 재활용과 에너지 회수를 통해 자원의 순환 이용을 도모할 수 있다는 점에서 주목받고 있다. 특히 기계적 선별과 생물학적 안정화 과정을 통해 폐기물의 최종 매립량을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 그러나 국내에서는 아직 MBT 기술의 상용화가 미진한 상황이므로, 관련 기술 개발과 보급을 위한 정부의 지원이 필요할 것으로 보인다.
2.2. MBT 방식의 장단점
MBT 방식의 장점...
참고 자료
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생활폐기물관리, 한선기·이채영 공저, 한국방송통신대학교출판문화원, 107p
생활폐기물관리, 한선기·이채영 공저, 한국방송통신대학교출판문화원, 108p ~ 111p
생활폐기물관리, 한선기·이채영 공저, 한국방송통신대학교출판문화원, 112p ~ 113p
강의자료 ‘생활폐기물의 생물학적 처리 I, II’ - 환경보건학과 한선기 교수
생활폐기물관리 이채영 저 | 한국방송통신대학교출판문화원 | 2020.02.01
신 폐기물처리 윤석표, 권영식 외 3명 저 | 동화기술 | 2012.03.10
폐기물처리개론 (황재석외) 황재석 저 | 동화기술교역 | 2001.08.10
환경과 생활 속의 화학 American Chemical Society 저 | 김현주 외 2명 역 | 자유아카데미 | 2016.02.25
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