폐수처리시설에서 발생하는 유기성 오니의 재활용 활성화...

발 간 등록 번 호 NEIR NO.2010-72-124711-1480523-000763-01

폐수처리시설에서 발생하는 유기성 오니의

재활용 활성화 방안에 대한 연구

환경자원연구부 자원순환연구과

정다위, 윤정인, 이정희, 이동진, 전태완, 오길종, 강준구, 임진홍, 유혜영, 김선희, 마티나, 박호연

A Study for Recycling of Organic Sludges from

Wastewater Treatment Facilities

David Jung, Jung-In Yoon, Jung-Hee Lee, Dong-Jin Lee, Tae-Wan Jun,

Gil-Jong Oh, Joon-Gu Kang, Jin-Hong Lim, Hae-Young Yu, Sun-Hee

Kim, Starke Sue Martina, Ho-Yeun Park

Resource Recirculation Research Division

Environmental Resources Research Department

National Institute of Environmental Research

2010

목 차❚

i

목 차

목차 ································································································································· i

표목차 ···························································································································· ii

그림목차 ······················································································································· iii

Abstract ························································································································ v

요약문 ··························································································································· iv

Ⅰ. 서 론 ····················································································································· 1

Ⅱ. 연구내용 및 방법 ······························································································ 2

1. 연구내용 ············································································································· 2

2. 연구방법 ············································································································· 2

가. 폐수처리오니 발생 및 처리현황조사 ····················································· 3

나. 현장조사 및 유해특성 검토 ····································································· 4

다. 폐수처리 유기성오니으 재홀용 활성화 방안 도출 ····························· 4

Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ······························································································ 5

1. 국내·외 유기성오니의 발생 및 처리현황 조사 ·········································· 5

2. 국내 재활용 관련 제도현황 및 문제점 ······················································· 8

3. 국외 재활용 관련 제도현황 ········································································· 11

4. 폐수처리오니의 유해성 조사 ······································································· 15

5. 폐수처리오니으 재활용 방안 제시 ····························································· 20

Ⅳ. 결 론 ················································································································· 21

참고문헌 ···················································································································· 23

목 차❚

ii

표 목 차

<표 1> 사업장 발생 오니의 종류 ·········································································· 3

<표 2> 국내 사업장배출시설계폐기물 중 오니류의 발생량 및 처리현황 ············ 5

<표 3> 지정폐기물 중 오니류 발생량 현황 (톤/년) ·············································· 6

<표 4> 지정폐기물 중 오니류 발생량 및 처리방법별 처리 현황 ························· 6

<표 5> 유럽연합국가의 하수처리오니 처리현황 ····················································· 7

<표 6> 오니관련 폐기물관리법 정리자료 ································································ 8

<표 7> 국내 오니관련 법규 및 적용범위 ································································ 9

<표 8> 폐수처리오니의 감량화 및 자원화 기술 현황 ········································· 10

<표9> 각국의 하수처리오니 처리방법과 관련규제 ··············································· 11

<표 10> 토양적용 시 하수처리오니 중금속 최대허용기준 ·································· 12

<표 11> 농업용도 사용 시 하수처리오니 중금속 농도 한계 값 ························· 12

<표 12> 폐수처리오니 무기물질 분야 시료채취 현황 ········································· 16

<표 13> 폐수처리오니 유기물질 분야 시료채취 현황 ········································· 16

<표 14> 규제 무기물질분야 분석항목별 분석결과 ··············································· 17

<표 15> 미규제 무기물질분야 분석항목별 분석결과 ··········································· 18

<표 16> 규제 유기물질분야 분석항목별 분석결과 ··············································· 19

<표 17> 미규제 유기물질분야 분석항목별 분석결과 ··········································· 19

<표 18> 폐수처리오니 재활용 용도 및 방법 개선방안 ········································ 20

목 차❚

iii

그 림 목 차

<그림 1> 단계별 추진전략 ······················································································ 3

<그림 2> 유기성 오니 관련 제도의 변화 ································································ 5

<그림 3> 각국의 처리방법에 따른 하수처리오니 배출형태 ·································· 7

<그림 4> 미국의 하수슬러지 처리현황 ································································· 13

<그림 5> 미국의 하수슬러지 등급 구분현황 ························································ 13

<그림 6> 일본 후쿠오카에서의 하수슬러지 처리현황 ······································· 14

Abstract❚

iv

Abstract

Due to changing viewpoint of the wastes that were not the a subject of

disposal but recycling and also due to the London Dumping Convention

which was chosen to prevent the marine pollution of waste disposal at ocean,

a study for recycling of waste, especially organic sludges, without

environmental negative effects needs to increase the self-sufficiency and to

construct the society of resource recirculation. We performed a feasibility study

of recycling methods of organic sludges to solve many requests from

companies in Korea.

With the technical development and changing of industrial environment, it is

necessary to build a regal supporting for efficient waste recycling. but there is

a lot of difficulties of recycling of waste because of the limitation of recycling

uses and methods in waste management law. There are many potentials of

increasing value of waste recycling if we can control or reduce hazardous

materials in wastewater. It is necessary to propose the waste recycling scheme

which includes checking whether organic sludges from wastewater was

polluted by hazardous materials or not and investigating the waste disposal

characteristics.

In this study, we are going to propose the waste recycling scheme with

investigating the chracteristics of organic sludge from wastewater according to

disposal sources and steps and use the technical reference data for revising the

waste management law of activating the recycling of organic sludge from

wastewater.

요 약 문❚

v

요 약 문

1. 제 목

폐수처리시설에서 발생하는 유기성 오니의 재활용 활성화 방안에 대한 연구

2. 목 적

최근 폐기물은 처리대상 물질에서 순환해야하는 자원으로 그 관점이 전환되고

있으며, 자원빈국인 우리나라는 자원안보와 자급률 향상을 위한 자원순환사회 구

축을 위하여 폐기물의 환경적인 악영향 없이 안전하게 자원으로 순환할 수 있는

방법에 대한 연구가 필요함. 또한 업계에서도 유기성폐수처리오니에 대한 재활용

용도 및 방법 추가를 요청하고 있어 이에 대한 타당성조사 및 검토가 필요함.

3. 연구내용 및 방법

가. 폐수처리오니 발생 및 처리현황 조사사업장에서 발생되는 오니의 종류를 분류하여 그중 조사대상은 산업단지의

개별사업장 혹은 종말처리장의 폐수처리과정에서 발생되는 폐수처리오니와

생산 공정 중 폐수처리장 유입전 공정 중 분리되는 공정오니를 대상으로 하

였다.

나. 현장조사 및 유해특성 검토발생원별 예측, 관리가 필요한 유해물질을 도출하고, 재활용 용도별 유해물

질의 유출 가능성을 조사하기 위하여, 국내 총 86개 업체에서 수거된 폐수처

리오니 시료에 대하여 니켈, 아연, 구리 등 15개 무기물질과 유기인, TCE,

요 약 문❚

v

PCE 등 7개 유기오염 물질에 대한 조사를 수행하였다. 조사대상 업체 및 각

분석항목에 대한 분석결과는 본문의 내용에 기술하였다.

다. 폐수처리 유기성오니의 재활용 활성화 방안 도출폐수처리오니의 실태조사, 현장조사 및 유해특성 검토자료를 바탕으로 하여

재활용 용도별 품질, 유해성 등 기준안 및 처리방법을 검토하고, 폐기물관리법

개정방향에 적합한 폐수처리 유기성오니의 재활용 확대방안을 작성하였다.

4. 연구결과

가. 국내·외 유기성오니의 발생 및 처리현황 조사

국내에서 지정폐기물로 발생되는 오니 중 유기성오니의 발생비율을 조사하

였고, 기존 유기성오니의 처리방법을 조사하였다. 또한, 미국, 유럽연합, 일본

등 오니에 대한 재활용기술 조사결과 및 배출형태를 국내의 현황과 비교·검

토 하였다.

나. 국내 재활용 관련 제도현황 및 문제점 조사

국내에서 지정폐기물로 발생되는 오니 중 유기성오니의 발생비율을 조사하

였고, 발생, 수집, 운반 및 재활용 등과 관련된 규정을 조사하였다. 폐기물 재

활용과 관련하여 법령으로 제한되어 있어 현재 기업들의 폐기물 재활용 사업

추진이 부진한 실정으로 이에 대한 제도마련방안을 제시하였다.

다. 국외 재활용 관련 제도현황 조사

미국, 유럽연합, 일본 등 선진국의 재활용 및 처분방법을 조사하여 우리나

라의 폐수처리오니의 재활용 활성화 방안에 반영하고자 하였다.

라. 폐수처리오니의 유해성 조사유럽폐기물 분류체계에 근거하여 국내 총 86개 업체 90개 시료에 대한

요 약 문❚

v

유해물질 배출특성을 조사하였으며, 그 결과 지정폐기물 판정기준을

초과하는 경우가 피혁, 무기화학 업종 발생 폐기물에서 발견되었다.

연구결과를 토대로 배출시설과 관련한 폐기물의 사용을 제한할 수 있도록

기본적인 방안을 제안하고자 한다.

마. 폐수처리오니의 재활용방안 제시본 연구에서 10개 업종에서 배출되는 폐수처리오니에 대한 유해성

조사결과를 토대로 하여, 현재 하수도법에 근거한 유기성오니 재활용 규제를

폐기물관리법 개정방향에 적합한 폐수처리오니의 재활용 용도별 기준(안)

마련 및 재활용 확대방안을 제시하고자 하였다.

Ⅰ. 서 론❚

1

Ⅰ. 서 론

최근 폐기물은 처리대상 물질에서 순환해야하는 자원으로 그 관점이 전환되

고 있으며, 자원빈국인 우리나라는 자원안보와 자급률 향상을 위한 자원순환사

회 구축을 위하여 폐기물의 환경적인 악영향 없이 안전하게 자원으로 순환할

수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다. 또한, 해양오염이 지구적 환경문제로

인식되면서 폐기물의 해양배출에 의한 오염을 예방하는 차원에서 채택되었던

72런던협약 개정 ‘96의정서(96런던협약의정서)의 영향으로 오니대책에 대한 구

체적인 연구가 필요하게 되었으며, 업계에서도 유기성폐수처리오니에 대한 재

활용용도 및 방법 추가를 요청하고 있어 이에 대한 타당성조사 및 검토를 수행

하고자 하였다.

우리나라의 기술발전과 산업 환경의 변화로 재활용 대상과 방법 등이 다양화

되어 효율적인 폐기물의 재활용을 위한 제도적 뒷받침이 필요한 실정이나, 폐

기물의 재활용용도 및 방법이 법령으로 제한(폐기물관리법 시행규칙 제66조 제

3항)되어 있어 기업들의 적극적인 폐기물 재활용에 대한 사업추진에 어려움이

많아, 기술·산업환경의 변화속도를 감안하고 폐기물의 재활용용도 및 방법을

폭넓게 수용하여 기업 간의 자원순환 촉진 유도방안에 대한 마련이 필요한 실

정이다. 또한, 폐수 중 유해물질의 농도가 낮거나 폐수의 선별 처리기술이 발달

되어 폐수 내에 유해물질의 혼입을 낮출 수 있는 경우, 관련 폐수처리오니의 재

활용 가치를 높일 수 있는 가능성이 있어, 폐수처리시설의 현장실태 파악을 통

한 유해물질 오염여부를 확인하고, 배출특성을 조사하여 발생되는 폐수처리오

니의 재활용방안에 대하여 연구가 필요하다.

본 연구에서는 유기성오니의 배출원별, 배출단계별 유해물질의 오염여부 등

특성자료를 조사하고, 이를 토대로 하여 재활용 용도별 기준안을 제시하고자

하였다. 또한 유기성폐수처리오니의 재활용 활성화와 관련하여 폐기물 관리법

개정 시 기술적 근거자료로 활용하고자 하였다.

Ⅱ. 연구내용 및 방법❚

2

Ⅱ. 연구내용 및 방법

1. 연구내용

국내·외 유기성오니의 발생 및 처리현황 조사를 위하여 전국의 폐기물발생

및 처리현황 등 유기성폐기물의 처리와 관련된 자료조사를 통한 유기성 및 무

기성오니의 발생 및 처리현황, 지정폐기물 중 폐수처리오니의 발생량 및 사업

장 배출시설계 폐기물 중 폐수처리오니가 차지하는 비율을 파악하고자 하였다.

폐기물관리법 등 유기성오니의 배출규제 및 재활용관리에 대한 법적규제 및 기

준 등을 검토하여 유기성 폐수처리오니의 범위를 제안하고, 발생원별, 재활용

용도를 고려한 조사유선순위 선정하여, 발생량 및 현행 재활용 시 제도적, 기술

적인 문제점을 파악하고자 하였다. 이와 더불어 현장 조사를 통한 조사대상 시

설을 선정하고, pH, 중금속, 유기오염물질 등 유해물질 조사를 통한 재활용용

도별 유해물질의 방출 또는 용출가능성을 조사하였다. 또한, 재활용 용도별 품

질 및 유해성 등의 기준안을 마련하고, 유기성폐수처리오니의 처리방법을 검토

하기 위한 재활용 활성화 방안에 대한 조사를 수행하였다.

2. 연구방법

폐수처리오니의 유해성 조사 및 관리방안 검토를 위하여 미국, 유럽 일본 등

선진국의 오니의 재활용 기술에 대한 조사 및 폐수처리오니의 공정별 유해성

검토와 재활용 규제기준을 비교·고찰하고자 하였다. 그리고 문헌조사를 통한

발생원별 예측되는 유해물질에 대한 자료조사를 병행하였고, 선정된 조사대상

시설에서 채취된 폐수처리오니 중 유해물질(22개 항목)에 대한 분석을 수행하

였다. 유해물질 22개 항목은 폐기물공정시험기준을 준용하여 분석하였으며, 단

계별 추진전략을 그림 1에 나타내었다.


3

그림 1. 단계별 추진전략

가. 폐수처리오니 발생 및 처리현황 조사사업장에서 발생되는 오니의 종류는 살펴보면 표 1과 같이 정수처리오니,

하수처리오니, 폐수처리오니, 공정오니로 나뉘며 그중 대상물질은 산업단지의

개별사업장 혹은 종말처리장의 폐수처리과정에서 발생되는 폐수처리오니와

생산 공정 중 폐수처리장 유입전 공정 중 분리되는 공정오니를 대상으로 하

였다.

표 1. 사업장 발생 오니의 종류

오니의 종류 특 성

정수처리오니 정수처리과정에서 발생되는 오니

하수처리오니 하수처리과정에서 발생되는 오니

공정오니사업장에서 발생된 폐수 중 폐수처리장으로 유입전

분리 처리되는 오니

폐수처리오니 폐수처리과정에서 발생되는 오니

※ 출처 : 슬러지 종합관리방안 수립 등을 위한 연구, 한국산업단지공단, 2009


4

조사대상오니에 발생원별, 재활용 용도별 조사 우선순위를 선정하고, 선정

된 폐수처리오니의 발생량 및 현행 재활용 시 제도적, 기술적 문제점을 파악

하였다.

나. 현장조사 및 유해특성 검토발생원별 예측, 관리가 필요한 유해물질을 도출하고, 재활용 용도별 유해물

질의 유출 가능성을 조사하기 위하여, 국내 총 86개 업체에서 수거된 폐수처

리오니 시료에 대하여 니켈, 아연, 구리 등 15개 무기물질과 유기인, TCE,

PCE 등 7개 유기오염 물질에 대한 조사를 수행하였다. 조사대상 업체 및 각

분석항목에 대한 분석결과는 본문의 내용에 기술하였다.

다. 폐수처리 유기성오니의 재활용 활성화 방안 도출폐수처리오니의 실태조사, 현장조사 및 유해특성 검토자료를 바탕으로 하여

재활용 용도별 품질, 유해성 등 기준안 및 처리방법을 검토하고, 폐기물관리

법 개정방향에 적합한 폐수처리 유기성오니의 재활용 확대방안을 작성하였

다.

Ⅲ. 연구결과 및 고찰❚

5

Ⅲ. 연구결과 및 고찰

1. 국내·외 유기성오니의 발생 및 처리현황 조사

우리나라의 경우 국토면적이 협소하고 인구밀도가 높아 폐수처리오니를 매

립하는 것은 현실적으로 어렵고, 국제적으로 원유가격이 급등하여 보조연료를

소모하여 소각처리를 하는 것은 비효율적인 처리방법이다. 그림 2는 유기성오

니의 관련제도의 변천사를 정리한 것이다. 또한 이와 같은 제도의 변화에 따른

사업장배출시설계폐기물 중 오니의 발생량 및 처리현황을 표 1에 정리하였다.

그림 2. 유기성 오니 관련 제도의 변화

표 1. 국내 사업장배출시설계폐기물 중 오니류의 발생량 및 처리현황 (톤/일)

발생량및

처리현황

가 연 성　 불 연 성

유기 성 오 니 류 무 기 성 오 니 류

폐수처리오니

공정오니

정수처리오니

하수처리오니

합계 폐수처리오니

공정오니

정수처리오니

하수처리오니

합계

합

계

발생량 7,049.8 1,429.8 602.2 7,962.1 17,043.9 6,167.5 11,192.3 718.0 980.9 19,058.7

처리

방법

매립 901.8 116.9 333.0 2,486.3 3,838.0 1,160.1 1,432.9 122.2 78.0 2,793.2

소각 1,098.8 149.0 32.3 1,005.6 2,285.7 37.1 295.9 0.0 0.6 333.6

재활용 2,342.8 1,036.6 183.8 1,613.5 5,176.7 4,625.0 9,341.3 594.8 384.8 14,945.9

해역배출 2,706.4 127.3 53.1 2,856.6 5,743.4 345.3 122.2 1.0 517.5 986.0


6

가. 국내현황국내에서는 지정폐기물인 경우 오니류 발생량 중 유기성 오니가 47.2%를 차

지하고, 그중 하수처리오니가 46.7%를 차지하고 있다. 또한 유기성 오니의 처리

방법으로는 해역배출, 재활용, 매립, 소각의 순서로 처리되고 있다. 연도별 지정

폐기물 중 오니의 발생량 현황 및 2008년도 발생된 지정페기물 중 오니의 처리

방법별 현황을 표 2와 표 3에 나타내었다.

표 3. 지정폐기물 중 오니류 발생량 현황 (톤/년)

종 류

'03 '04 '05 '06 07 '08

발생량 발생량 발생량 발생량 발생량 발생량

오니류 222,179 211,389 240,744 309,240 269,433 266,081

표 4. 지정폐기물 중 오니류 발생량 및 처리방법별 처리 현황 (톤/년)

폐기물 종류

발 생 내 역 처 리 방 법

보관량

전년도 이월량 '08년 발생량 소 각 매 립 재활용 기 타

총 합계 2,175.9 266,081.1 13,185.6 202,303.5 46,883.4 4,131.5 1,753.0

공정오니 201.6 57,653.3 11,600.6 26,301.8 18,111.0 1,702.1 139.4

폐수처리오니 1,974.3 208,427.8 1,585.0 176,001.7 28,772.4 2,429.4 1,613.6

나. 국외현황미국, 유럽연합, 일본 등에서의 하수오니 발생량에 대한 구체적인 자료를 찾

기는 불가능하였다. 그러나, 발생된 하수오니에 대한 재활용 기술은 농자원화,

건축자원화, 에너지화 등의 기술이 적용되고 잇으며, 독일의 경우 폐수오니의

47.4%를 농업, 토지개량 및 기타 재활용의 용도로 활용하고 있는 것으로 조사


7

국가명 조사연도 농업 매립 소각 기타 비고

독일 2003 30 3 38 29 조경용 : 26%, 다른 재활용 용도: 3%

영국 2004 64 1 19.5 15.5 간척용도 : 11%, 퇴비 및 농업용 : 4%

프랑스 2002 62 16 20 3 　

스웨덴 2010　 10-15 　 2 90-85 건설 토사용 : 60-65%, 식물양분 : 10%

헝가리 2006 26 74 　　최근 매립슬러지의최대함수율(25%)을

제한하는 법률 적용, 소각처리 불가

되었다. 유럽각국의 하수처리오니 처리방법에 따른 배출형태를 그림 3과 표 5

와 같이 정리하였다.

키프러스

(2005

)

아일랜드

(2007

)

영국

(2005

)

리투아니아

(2007

)

룩셈부르크

(2003

)

프랑스

(2004

)

프랑스

(2004

)

라트비아

(2007

)

체코

(2007

)

독일

(2007

)

이태리

(2005

)

헝가리

(2004

)

불가리아

(2007

)

벨기에

(2004

)

폴란드

(2007

)

레소토

(2006

)

핀란드

(2000

)

에스토니아

(2007

)

에스토니아

(2002

)

에미레이트

(2007

)

네델란드

(2006

)

몰타

(2008

)

엘살바도르

(2006

)

아리슬랜드

(2003

)

노스다코타

(2007

)

스위스

(2006

)

농업 비료분야 매립 소각 자료없음

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

% of

Tot

al M

ass

Sewage sludge disposal by type of treatment (latest available yeSewage sludge disposal by type of treatment (latest available year) (ar) (EurostatEurostat, 2010), 2010)

키프러스

(2005

)

아일랜드

(2007

)

영국

(2005

)

리투아니아

(2007

)

룩셈부르크

(2003

)

프랑스

(2004

)

프랑스

(2004

)

라트비아

(2007

)

체코

(2007

)

독일

(2007

)

이태리

(2005

)

헝가리

(2004

)

불가리아

(2007

)

벨기에

(2004

)

폴란드

(2007

)

레소토

(2006

)

핀란드

(2000

)

에스토니아

(2007

)

에스토니아

(2002

)

에미레이트

(2007

)

네델란드

(2006

)

몰타

(2008

)

엘살바도르

(2006

)

아리슬랜드

(2003

)

노스다코타

(2007

)

스위스

(2006

)

농업 비료분야 매립 소각 자료없음농업 비료분야 매립 소각 자료없음

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

% of

Tot

al M

ass

Sewage sludge disposal by type of treatment (latest available yeSewage sludge disposal by type of treatment (latest available year) (ar) (EurostatEurostat, 2010), 2010)

그림 3. 각국의 처리방법에 따른 하수처리오니 배출형태

표 5. 유럽연합국가의 하수처리오니 처리현황


8

2. 국내 재활용 관련 제도현황 및 문제점

가. 제도현황폐기물관리법 시행규칙에서 유기성 오니의 정의 및 현행 재활용 용도와 방법

을 정리하여 표 6에 제시하였고, 발생, 수집, 운반, 보관, 처리 및 재활용 등과

관련된 규정을 요약하여 표 7에 제시하였다.

표 6. 오니관련 폐기물관리법 정리자료

[별표 5] <개정 2008.3.3> 폐기물의 수집 운반 보관 처리에

관한 구체적 기준 및 방법(제14조 관련)

3-라-2)-나) 오니

(1) 유기성 오니(고형물 중 유기성물질의 함량이 40퍼센트 이상인 것을 말한다. 이하

같다)는 다음의 어느 하나에 해당하는 방법으로 처리하여야 한다.

(2) 무기성 오니(유기성 오니 외의 오니를 말한다)는 다음의 어느 하나에 해당하는

방법으로 처리하여야 한다.

[별표 16] <개정 2009.8.7> 폐기물의 재활용 용도 및 방법(제66조제3항 관련)

5. 동식물성 잔재물, 유기성 오니, 폐식용유 및 음식료품의 제조·유통 및 사용과정에서

발생하는 잔재물을 농경지의 퇴비(「비료관리법」 제4조에 따른 공정규격에 맞는

원료 또는 제품인 경우만 해당한다)나 가축의 먹이로 사용하는 경우. 다만,

재활용하는 자의 농경지 및 가축에 재활용하는 경우만 해당하며, 비용을 받는 경우는

제외한다.

13. 유기성 오니나 음식물류 폐기물을 이용하여 부숙토나 지렁이 분변토를 만드는

경우[별표 5 제2호다목5)와 제3호라목2)나)(1)(가)에 따른 고시에 적합하게

재활용하는 경우만 해당한다]

21. 유기성 오니(지정폐기물은 제외한다)를 고형화하거나 고화 처리하여 「산업

표준화법」 제15조에 따른 규격표시인증을 받은 보도블럭 등 경량골재를

제조하거나 시멘트공장의 원료로 사용하거나 탄화시켜 재활용제품의 원료로

사용하는 경우

27. 「하수도법」 제2조제9호에 따른 공공하수처리시설에서 발생하는 유기성

오니(지정폐기물을 제외한다)를 가공하여 화력발전소에서 연료로 사용하는 경우


9

표 7. 국내 오니관련 법규 및 적용범위

구 분 내 용

관련

법규

및

규정

발생

• 수질환경보존법

• 하수도법

• 폐기물관리법

• 오수 분뇨 및 축산폐수의 처리에 관한 법률

수집, 운반,

보관, 처리

• 폐기물관리법

• 해양오염방지법

재활용

• 유기성오니 등을 토지개량제 및 매립시설복토용도로의

재활용에 관한 규정

• 비료관리법

• 건설폐기물의 재활용촉진에 관한 법률

• 자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률

오니

구분

유기성

고형물 중 유기물 함량 40% 이상 오니류

• 활성오니처리후의 오니

• 펄프폐액으로부터 생서된 오니

• 동식물성원료를 사용하는 제조업의 폐액 처리 후 생성된 오니

• 정화조 폐액

• 정수장의 침전지에서 생성된 오니

무기성

고형물 중 유기물 함량 40% 미만 오니류

• 금속표면처리업 등에서 폐수처리 후 생성된 금속의

수산화물을 주체로 하는 오니

• 폐알칼리의 혼합물

• 규조토 잔사

• 탄산칼슘잔사

• 폐백토(폐유의 혼합물)

• 정수장의 침전지에서 생성된 오니

또한, 국내 슬러지 감량화 및 자원화 기술에 대한 자료조사를 위하여 (주)리젠코

리아 등 5개 업체를 방문하여 조사하였으며, 다음의 표 8에 조사대상업체에서 폐수

처리오니의 재활용을 위하여 사용하고 있는 공법을 정리하여 제시하였다.


10

표 8. 폐수처리오니의 감량화 및 자원화 기술 현황

구 분 방 법 기 술

감량화 기술

농축 중력농축, 원심농축, 부상분리농축

안정화 혐기성 소화

계량 수세, 약품조정, 열처리, 동결용해처리

탈수 진공탈수, 가압탈수, 원심탈수, 벨트프레스, 스크류프레스

자원화 기술

퇴비화 퇴적통기, 입형원통, 입형다단, 횡형교반, 원형교반

고화시멘트기초, 석회기초, 제강슬래그, 열중합체, 유기중합체,

피막형성, 유리화

시멘트원료 소각재원료화, 킬른직투입, 수퍼라임, 에코시멘트

연료화 고형연료화, 액체연료화

건조 회전, 밴드, 기류, 유동층, 디스크, 패들, 원반, 씬필름

소각 연소가스, 연소법, 로형식

탄화 회전로상, 킬른식, 스크류식

열분해 고온고압, 저온저압

용융 연료용융, 전기용융

나. 문제점우리나라는 기술발전과 산업환경의 변화로 재활용 대상과 방법 등이 다양화

되고 있어 효율적인 폐기물의 재활용을 위한 제도적인 뒷받침이 필요한 실정이

나, 폐기물의 재활용 용도 및 방법이 법령(폐기물관리법 시행규칙 제66조 제3

항)으로 제한되어 있어 기업들의 폐기물 재활용 사업추진이 부진한 실정이다.

따라서 기술·산업환경의 변환속도를 감안하여 폐기물의 재활용 용도 및 방법을

폭넓게 수용하고 기업 간의 자원순환 촉진을 유도하기 위한 제도마련이 시급하

다.


11

처리방법 미국 유럽연합 독일

농업 40 CFR Part 503Directive 86/278/EECon agricultural use ofsewage sludge

Sewage SludgeOrdinance (AbfKlärV,1992)

퇴비화 40 CFR Part 503Directive 86/278/EECon agricultural use ofsewage sludge

Sewage SludgeOrdinance (AbfKlärV,1992);for specific sludges(except sewage sludge):Ordinance on Biowastes(BioAbfV, 1998)

소각 40 CFR Part 503Directive 2000/76/EGon the incineration ofwaste

Ordinance on WasteIncineration andCo-Incineration (17.BImSchV, 1990);Technical Instructionson Air Quality Control(2002)

매립

40 CFR Part 257 –Criteria forClassification of SolidWaste Disposal Facilitiesand Practices40 CFR Part 258 –Criteria for MunicipalSolid Waste Landfills

Council Directive1999/31/EC on thelandfill of waste

Ordinance on LandfillSites and Long-TermStorage Facilities (DepV,2009)

기타

Directive 2008/1/ECconcerning integratedpollution preventionand control

3. 국외 재활용 관련 제도현황

국외의 하수처리오니 재활용 및 처분방법은 슬러지의 직·간접적 재활용, 에

너지 회수 및 처분으로 조사되었다. 직·간접 재활용방법은 주로 농업이나 임업,

퇴비화, 조경, 공업 또는 건설의 원자재 및 양분회수 등의 방법이고, 에너지 회

수는 슬러지 혐기성 소화를 이용한 바이오가스 회수 및 소각 등 이며, 처분은

에너지 회수 없이 그대로 소각하거나 매립하는 것으로 조사되었다. 표 9에 각

국의 하수처리오니의 처리방법과 관련규제를 정리하여 제시하였다.

표 9. 각국의 하수처리오니 처리방법과 관련규제


12

또한 국가별로 하수슬러지의 재활용을 위한 중금속 농도기준을 마련 운영하

고 있으며 다음의 표 10와 표 11에 용도별 중금속 기준을 정리하여 제시하였다.

표 10. 토양적용 시 하수처리오니 중금속 최대허용기준(mg/kg, 건조기준)

국가명　 Cd Cu Ni Pb Zn Hg Cr

유럽연합 1 to 3 50 to 140 30 to 75 50 to 300 150 to 300 1 to 1.5 -

독일 1.5 60 50 100 200 1 100

미국 20 775 230 190 1500 9 1450

※ 출처 : Germany (AbfKlärV), EU (Directive 86/278/EEC) , USA (40 CFR Part 503)

표 11. 농업용도 사용 시 하수처리오니 중금속 농도 한계 값(mg/kg, 건조기준)

국가명　 Cd Cu Ni Pb Zn Hg Cr

유럽연합 1 to 3 50 to 140 30 to 75 50 to 300 150 to 300 1 to 1.5 -

독일 1.5 60 50 100 200 1 100

미국 20 775 230 190 1500 9 1450

※ 출처 : Germany (AbfKlärV), EU (Directive 86/278/EEC) , USA (40 CFR Part 503)

가. 미국미국 EPA 자료에 따르면, 용도에 적합한 하수슬러지를 바이오솔리드

(biosolids)로 취급하고 있다. 미국에서 하수슬러지의 재활용 방법은 주로 토양

에 적용하는 것으로 조사되었다(NEBRA, 2007). 40 CFR Part 503은 하수슬러지

의 재활용 및 소각과 같은 처리방법에 관련된 기준을 제시하였고, 40 CFR Part

257 및 258에서는 고상폐기물의 매립에 대한 기준을 제시하고 있다. 그림 4는

미국의 하수슬러지의 처리현황을 정리한 것이다.


13

그림 4. 미국의 하수슬러지 처리현황 (NEBRA, 2007 자료 참조)

또한 미국에서는 토지에 적용하는 하수슬러지를 등급에 따라 낮은 수준의 처

리만 된 Class B에서 병원균을 감소시키기 위해 높은 수준의 처리가 된 Class

A 및 상당량의 퇴비성분 및 열건조 펠렛 비료를 함유하고 있는 Class A EQ

(Exceptional Quality, 우수품질)로 관리하고 있으며 이에 대한 현황은 그림 5에

나타내었다.

22%

1%34%

43%22%

1%34%

43% Class A EQ

Class A

Class B

No Data on Quality

그림 5. 미국의 하수슬러지 등급 구분현황 (NEBRA, 2007 자료 참조)

나. 유럽연합유럽연합에서는 슬러지를 농업용이나 다른 목적으로 재활용하는 경우, 기본

적으로는 폐기물과 수질관리와 관련된 법률의 적용을 받는다. 유럽의 환경정책

에서는 직접사용 또는 원재료로 재활용하는 것에서부터 에너지회수까지의 체

계가 명확히 구분되어 있다. 토양과 슬러지에서의 중금속 농도기준과 토양에


14

적용 가능한 슬러지의 중금속 함량기준은 Directive (86/278/EEC)에 제시되어

있다.

다. 일본일본에서는 하수슬러지 관리를 위하여 매우 고도화된 기술을 채택하고 있으며,

시멘트 제조를 위한 슬러지와 탈수 케이크의 사용이 증가되고 있다. 최근 농업

분야 재활용 비율은 제한되고 그 비율이 줄어들고 있다. 비료화는 에너지 소비

가 많은 열적처리와 같이 재활용에서 매우 큰 비중을 차지하고 있으나, 중금속

에 대한 엄격한 제한으로 사용자들에게 많은 걱정거리가 되고 있다. 최종처리

또는 재활용 전에 오니의 소화로 인하여 발생되는 메탄가스는 전력생산이나,

난방 및 연료전지에 사용되고 있다. 많은 하수처리장은 악취를 방지하기 위하

여 대부분 자체 소각장을 구비하여 하수슬러지 처리시간을 최소화하고 있다.

탈수케이크 및 건조된 오니는 대부분 농업용으로 사용되고 있으며, 소각재 및

용융슬러그는 대부분 건축자재로 재활용되고 잇다. 그림 6은 일본 후쿠오카에

서의 하수슬러지 처리현황을 정리한 것이다.

Sewage sludge

Construction materials

Soil conditioner

Raw material for cement

Landfill

IncinerationIncineration ash


Agricultural use (compost)Sewage sludge


Soil conditioner


Landfill



Agricultural use (compost)

Recycling (96.7%)

Landfill (3.3%)

96,073

74,654

21,219

5,313

15,906

454,399

342

16,931

3,182* Numbers in tons (sludge equivalent weight)

Sewage sludge


Soil conditioner


Landfill



Agricultural use (compost)Sewage sludge


Soil conditioner


Landfill



Agricultural use (compost)

Recycling (96.7%)

Landfill (3.3%)

96,073

74,654

21,219

5,313

15,906

454,399

342

16,931

3,182* Numbers in tons (sludge equivalent weight)

그림 6. 일본 후쿠오카에서의 하수슬러지 처리현황 (GESAP, 2010 자료 참조)


15

4. 폐수처리오니의 유해성 조사

본 연구에서는 현행 폐기물공정시험기준의 용출시험방법을 준용하여 시료

분석을 통해 유해물질 배출특성을 조사결과를 토대로 하여, 폐수처리오니의

유해성 조사를 수행하고자 하였다. 유럽폐기물 분류체계에 근거하여 국내 총

86개 업체에서 90개의 시료를 수거하였으며, 총 22개 항목(무기분야 15항목,

유기분야 7항목)에 대하여 용출실험을 수행하였다.

시료분석결과 무기물질 항목의 규제기준 및 제안기준을 초과한 4개의

시료가 관찰되었으며, 유기물질 분야에서는 조사대상 시료 모두가 기준이하

또는 불검출로 조사되었다.

분석결과를 토대로 유럽연합의 폐기물분류코드(EWC)에 따른

폐수처리오니의 유해물질 배출경향을 파악하고자 하였으며, 기준이 초과된

업종에서 배출된 폐수처리오니는 현재로서는 재활용이 어려워 향후 보다

구체적인 정밀조사를 수행하여 재활용의 가능여부를 추가로 조사할 필요가

있다. 다음의 표 12~17은 분야별 시료채취 현황 및 분석결과를 정리한

것이다.


16

EWP코드 유기인 TCE PCE PCBs 다이옥신 PAHs HCB

01 7 7 7 - - - -

02 1 1 1 - - - -

03 3 3 3 1 1 1 1

04 12 12 12 3 3 3 3

05 5 5 5 - - - -

06 10 41 41 - - - 2

08 3 8 8 - - - -

09 0 2 2 - - - -

10 5 7 7 - - - -

소계 46 86 86 4 4 4 6

표 12. 폐수처리오니 무기물질 분야 시료채취 현황

EWC코드

대분류시료수

(기준초과수)비고

01탐사, 광업, 선광, 채석업 처리과정에서발생되는 폐기물

8(1)1개 시료 규제항목(Cd, Pb, AS)3항목, 제안항목(V) 1개 항목 초과

02농업, 원예, 사냥, 낚시, 식료품제조와가공에서 발생되는 폐기물

1(0)

03목재가공, 펄프, 종이, 판지, 널빤지,가구제조에서 발생되는 폐기물

3(0)

04 피혁, 섬유산업에서 발생되는 폐기물 12(1) Cu 항목 초과

05정유, 천연가스정화, 석탄열분해공정에서 발생되는 폐기물

5(1) Cu 항목 초과

06 무기화학공정에서 발생되는 폐기물 43(1) Cu 항목 초과

08도료, 접착제, 방수제, 인쇄용 잉크의MFSU시 발생하는 폐기물

9(0)

09 사진산업에서 발생하는 폐기물 2(0)

10 열처리 공정에서 발생하는 폐기물 7(0)

합계 90(4)

표 13. 폐수처리오니 유기물질 분야 시료채취 현황


17

표 14. 규제 무기물질분야 분석항목별 분석결과

EWP코드 Cr[1.5] Cd[0.3] Cu[3.0] Pb[3.0] Hg[0.005] As[1.5] CN[1.0]

01

0.181

(1.267~

N.D)

0.055

(0.388~

N.D)

0.352

(2.055~

N.D)

1.780

(12.455~

N.D)

0.000

(0.000~

N.D)

0.624

(4.371~

N.D)

0.001

(0.004~

N.D)

02 0.000 0.000 0.165 0.000 0.000 0.000 0.115

03

0.030

(0.117~

N.D)

N.D

0.048

(0.165~

N.D)

N.D

0.001

(0.001~

N.D)

0.074

(0.297~

N.D)

0.214

(0.740~

0.001)

04

0.013

(0.109~

N.D)

N.D

0.599

(6.613~

N.D)

0.081

(0.607~

N.D)

0.000

(0.000~

N.D)

0.004

(0.048~

N.D)

0.003

(0.008~

N.D)

05 0.000 N.D

0.759

(3.665~

N.D)

N.D

0.000

(0.000~

N.D)

N.D

0.002

(0.003~

N.D)

06

0.005

(0.090~

N.D)

0.003

(0.110~

N.D)

0.370

(10.294

~N.D)

0.077

(1.780~

N.D)

0.000

(0.000~

N.D)

0.005

(0.037~

N.D)

0.004

(0.014~

N.D)

08 N.D N.D N.D

0.012

(0.079~

N.D)

N.D

0.000

(0.001~

N.D)

0.009

(0.062~

N.D)

09 N.D N.D N.D N.D N.D N.D

0.001

(0.001~

N.D)

10 N.D N.D

0.008

(0.039~

N.D)

N.D

0.000

(0.002~

N.D)

N.D

0.013

(0.067~

0.001)


18

표 15. 미규제 무기물질분야 분석항목별 분석결과

EWP코드 Ni[50] Zn[100] F[150] Sb[5] Ba[100] Se[5] Be[1.3] V[20]

01

1.321

(9.066

~N.D)

1.126

(7.167~

0.013)

0.971

(6.799

~N.D)

N.D

0.551

(1.564~

0.068)

N.D

0.131

(0.915

~N.D)

19.435

(136.020

~N.D)

02 0.000 0.244 0.000 0.000 0.351 0.000 0.000 0.000

03

0.002

(0.007

~N.D)

0.269

(0.601~

0.034)

N.D

0.017

(0.067

~N.D)

0.748

(1.275~

0.260)

N.D N.D

0.001

(0.005~

N.D)

04

0.382

(3.007

~N.D)

1.506

(6.752~

0.035)

0.053

(0.213

~N.D)

0.123

(0.572

~N.D)

0.573

(1.643~

N.D)

N.D N.D

0.006

(0.061~

N.D)

05

0.436

(0.989

~

0.062)

0.884

(2.360~

0.307)

0.072

(0.262

~N.D)

0.004

(0.018

~N.D)

0.541

(1.345~

0.088)

0.010

(0.046

~N.D)

N.D

0.000

(0.001~

N.D)

06

0.448

(16.06

9~N.

D)

1.121

(21.540

~N.D)

0.724

(12.849

~N.D)

0.057

(0.210

~N.D)

0.458

(0.458~

N.D)

0.009

(0.033

~N.D)

N.D

0.192

(5.030~

N.D)

08

0.018

(0.086

~N.D)

0.460

(2.370~

N.D)

0.352

(0.450

~

0.254)

N.D

1.124

(2.687~

0.032)

N.D N.D

0.019

(0.092~

N.D)

09 N.D

0.316

(0.629~

0.004)

0.248

(0.329

~

0.167)

N.D

0.103

(0.134~

0.071)

N.D N.D N.D

10

0.010

(0.070

~N.D)

0.114

(0.516~

N.D)

11.695

(37.417

~0.304)

0.000

(0.001

~N.D)

0.663

(3.607~

N.D)

N.D N.D N.D


19

EWP코드 유기인(mg/L) TCE(mg/L) PCE(mg/L)

01 N.D 0.008 (0.010~0.006) N.D

02 N.D N.D N.D

03 0.712(2.137~N.D) 0.004(0.005~0.004) N.D

04 N.D 0.002(0.002~0.002) 0.000(0.001~0.000)

05 N.D 0.002(0.002~0.001) N.D

06 0.038(0.380~N.D) 0.000(0.005~N.D) N.D

08 N.D 0.004(0.020~N.D) 0.002(0.003~N.D)

09 - 0.002(0.004~N.D) N.D

10 N.D 0.003(0.005~N.D) 0.002(0.002~N.D)

EWP코드 PCBs(mg/kg)다이옥신

(ng I-TEQ/g)PAHs(mg/kg) HCB(mg/kg)

01 - - - -

02 - - - -

03 N.D N.D 0.040 N.D

040.153

(0.460~N.D)N.D

0.058

(0.089~0.009)

4.571

(13.712~N.D)

05 - - - -

06 - - -1.028

(2.054~0.001)

08 - - - -

09 - - - -

10 - - - -

표 16. 규제 유기물질분야 분석항목별 분석결과

표 17. 미규제 유기물질분야 분석항목별 분석결과


20

5. 폐수처리오니의 재활용 방안 제시

본 연구에서 10개 업종에서 배출되는 폐수처리오니에 대한 유해성

조사결과를 토대로 하여, 현재 하수도법에 근거한 유기성오니 재활용 규제를

폐기물관리법 개정방향에 적합한 폐수처리오니의 재활용 용도별 기준(안)

마련 및 재활용 확대방안을 제시하고자 하였다. 표 18은 폐수오니의 재활용

용도 및 방법에 대한 개선방안을 정리하였다. 향후, 본 연구에서 조사된 10개

업종 이외에 유럽에서 분류한 11개 업종에 대한 폐수처리오니의 유해물질

배출특성에 대한 연차별 연구를 연차별로 수행할 계획이며, 이에 따라

공정별 배출특성을 통해 폐수처리오니 재활용 가능성 확대가 예상되는

오니의 재활용 용도별 경제성 등을 평가하여 법적규제 및 기준제정(안)

마련에 기초자료를 제공하고자 한다.

표 187. 폐수처리오니 재활용 용도 및 방법 개선방안

용도 및 방법 개 선 방 안

화력발전소 연료 폐기물관리법 시행규칙 별표16 제27호개정

토양개량제 및 복토재로의재활용

적용대상폐기물에 폐수오니가 포함되도록 환경부 고시개정

플라스틱 원료로 재활용 폐기물의 재활용 용도 및 방법 신설

Ⅳ. 결 론❚

21

Ⅳ. 결 론

1. 재활용 분야

현행 폐기물관리법에서 유기성오니를 재활용할 수 있는 분야는 사료, 원료,

골재, 퇴비, 고화 등의 물질분야와 발전소에서 소각을 이용한 에너지화로 구분

할 수 있다. 배출원별 폐수처리오니의 유해물질 오염여부를 검토를 통하여 유

해성이 없는 것으로 판별된 경우 물질분야 재활용 용도에 포함되도록 제안할

필요가 있으며, 에너지화는 하수처리오니에만 한정되어 있어 유기성오니의 배

출원별, 배출단계별 중금속 등 유해물질의 오염여부 및 칼로리 등과 같은 특성

자료 조사를 토대로 폐수처리오니에 대한 재활용 활성화 방안을 마련해야 할

것이다.

2. 제도개선 분야

폐수처리오니 중 유기성오니의 재활용 활성화를 위한 구체적인 배출업종 및

처리시설을 제안하기는 어려울 것으로 판단한다. 물론, 배출시설 폐기물의 유해

물질 특성을 검토하기 위한 연구적인 접근은 필요할 수 있으나 구체적인 시설

을 하나하나 언급하기는 어렵기 때문에 관련 업종과 더불어 최종 사용하기 위

한 폐기물의 품질 또는 환경기준을 제시하여 만족할 경우 재활용할 수 있도록

하는 것이 바람직하다.

3. 유기성오니의 유해성

본 연구에서 유럽폐기물 분류체계에 근거하여 국내 총 86개 업체 90개

시료에 대한 유해물질 배출특성을 조사한 결과, 지정폐기물 판정기준을

초과하는 경우가 피혁, 무기화학 업종 발생 폐기물에서 나타났다. 연구결과를

토대로 배출시설과 관련한 폐기물의 사용을 제한할 수 있도록 기본적인 제안

정책이 필요하다.

Ⅳ. 결 론❚

22

4. 재활용 방안

본 연구에서는 유럽폐기물 분류체계에 근거한 10개 업종에서 배출되는

폐수처리오니에 대한 유해성 조사결과와 현재 하수도법에서 제시된

유기성오니 재활용 규제를 토대로 하여 폐기물관리법 개정방향에 적합한

폐수처리오니의 재활용 용도별 기준(안)을 제시하고자 하였다.

첫째, 유기성오니가 화력발전소 등 에너지화 연료로 사용이 가능하도록 한다.

둘째, 토양개량제, 복토재로써 활용될 수 있도록 한다.

셋째, 플라스틱 등의 원료로 활용할 수 있도록 한다.

참 고 문 헌❚

23

참 고 문 헌

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zuletzt durch Artikel 3 der Verordnung vom 9. November 2010 (BGBl. I

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zuletzt durch Artikel 9 der Verordnung vom 9. November 2010 (BGBl. I

S. 1504) geändert worden ist.


(1990): Verordnung über die Verbrennung und die Mitverbrennung von

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참 고 문 헌❚

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January 2008 concerning integrated pollution prevention and control

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폐수처리시설에서 발생하는 유기성 오니의 재활용 활성화...

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