A Study of Odor Reduction Method for Automatic Waste Collection Facilities

2.1. 악취(냄새)의 특성

동일 물질에 대한 후각반응에 있어서도 개인별로 쾌불쾌도를 느끼는 정도의 차이가 있으며, 동일인의 경우에도 냄새를 맡는 빈도에 따라 차이가 있어 단기적으로 좋은 냄새로 인식되더라도 장기적으로 노출되는 경우에는 악취로 여길 수도 있다. 냄새를 유발하는 물질의 종류는 매우 다양하여 유기산류, 에스테르류, 알코올류, 아민류, 방향족화합물류, 알데하이드류, 에스테르류, 황화수소류 등이 있다. 악취종류를 모두 나타낼 수는 없으나, 주요 형태로는 계란, 생선 등이 썩는 것과 같은 부패성 냄새, 암모니아성 냄새, 땀냄새, 강한 자극을 주는 냄새 등으로 구분하여 볼 수 있다. 일반적으로 냄새를 유발하는 물질은 쉽게 휘발할 수 있는 분자량이 300보다 작고, 비이온성인 화합물질로 분자구조 및 작용기에 따라 냄새 특성이 각기 다르다.

2.2. 악취의 영향

쓰레기 자동집하시설에서는 일반적인 생활쓰레기와 음식물 쓰레기의 투입구의 개폐 시 발생하는 악취와 쓰레기의 교차 반입으로 수송관로내의 잔류 쓰레기에 의하여 악취가 지속적으로 발생하고 있다. 또한, 집하시설계통의 운영에 있어 장비의 틈새를 통하여 발생하는 악취가 운영자에게 영향을 주고 있다.

2.3. 악취 배출허용 기준

악취배출허용기준은 악취방지법시행규칙에 의거 Table 1과 같이 규정하고 있으며 쓰레기자동집하시설에서도 배출구 및 부지경계에서 악취방지법의 규정을 준수하고 있다.

Table 1

Emission limit and range of strict emission limit

2.4. 생활쓰레기 및 음식물 쓰레기의 악취특성

기존의 쓰레기 자동집하시설을 조사한 결과 Table 2의 결과를 볼 수 있었다. 결과에서 보듯이 일반 생활쓰레기보다는 음식물 쓰레기로 인한 악취의 특성이 나타나고 있다.

Table 2

Odor Concentration before odor removal facility

3.1. 투입구

국내 쓰레기 자동집하시설이 도입된 이래 다양한 형태의 투입구가 설계, 시공되고 있다. 이에 투입구의 악취저감설비에 대한 내용은 여러모로 대책이 강구되고 있으며 아래 그림 Fig. 1과 같이 현장에 설치되고 있다. 투입구에 있어서는 제한된 규격이 있어 별도의 탈취설비를 설치하기 보다는 투입구 자체의 밀폐를 통하여 투입구 내의 악취가 외부로 배출되지 않도록 기밀장치의 설치가 중요하며, 투입구 내부는 상시 부압이 걸릴 수 있도록 하여 투입구에 쓰레기를 버리기 위하여 투입문을 열었을 경우에도 악취가 외부로 나가지 않도록 하여 준다.

Fig. 1

Input unit installation and sealing

Fig. 2

Installation of automatic packing unit

3.2. 수송관로

수송관로의 경우 쓰레기의 이동 경로로써 상시 악취가 발생하고 있으며 이때 수송관로로 이동하는 쓰레기의 잔류로 인한 영향이 제일 크다. 특히 일반 생활 쓰레기는 90∼95%이상 수거가 되고 있어 악취에 영향이 적으나, 음식물 쓰레기의 경우 60% 내외의 수거효율로 인하여 잔류되는 쓰레기의 부패로 인하여 악취를 많이 유발시키고 있다. 최근에 들어서는 음식물쓰레기의 잔류를 최소화하기 위하여 투입구내에 Fig. 2와 같이 자동포장장치를 설치함으로써 쓰레기 수거효율을 향상시키고 있다. GS건설 용인기술연구소의 실증규모 R&D설비를 이용하여 Test를 한 결과 Table 3과 같은 결과를 확인할 수 있었다. 또한, 현재 운영되고 있는 쓰레기 자동집하시설 두 곳을 방문하여 자동포장장치의 강화봉투를 Test한 결과 Table 4의 결과를 확인하였다. 실증규모 R&D설비의 경우 관로 내부가 이물질이 없이 양호한 상태로서 음식물 쓰레기의 이송 시 음식물 쓰레기의 수분만이 감소되어 96%이상 회수율이 확인되었으며, 현재 운영시설의 경우 기존의 쓰레기 잔류물이 강화봉투 표면에 부착되어 나온 결과로서 회수 후 중량이 증가된 것이라 판단된다.

Table 3

Collection Weight of Food waste (R&D Plant Test)

Table 4

Collection Weight of Food waste (“C” “N” City Test)

관로내의 악취는 쓰레기의 이동 시와 간헐적으로 운전 시 원심분리기 이후 집진설비를 통해 분진을 제거 시키며,이후 탈취 송풍기를 이용한 배기를 통하여 악취저감장치를 거쳐 악취 제거가 이루어지고 있다. 이때 악취저감장치의 용량은 쓰레기 이송관로 송풍기 용량을 기준으로 정하여 주며 형식은 산성, 알카리성, 중성의 악취 물질을 모두 제거할 수 있는 방식의 채택이 필요하고, 초기 투자비 및 운영비를 면밀히 검토한 후 선택해야 할 것이다.

Fig. 3

Case of odor diffusion prevention at Inlet pipe switch unit

3.3. 집하시설

집하시설계통은 관로전환기, 원심분리기, 집진설비, 쓰레기 반출실 등이 있으며 각 시설의 악취저감대책을 살펴보면 다음과 같다. 관로전환기의 경우 기존에는 노출방식이 주로 사용되어 생활 쓰레기와 음식물 쓰레기의 관로전환 시 쓰레기의 일부 누출과 함께 발생하는 악취로 인하여 쓰레기 자동집하시설의 운영자들에게 불쾌감을 주고 있다. 이에 관로전환기를 완전히 밀폐 후 국부적으로 배기를 함으로써 악취가 실내로 유출되는 것을 방지하였다.

3.4. 쓰레기 자동집하시설의 탈취사례

전국에 운전중이거나 공사중인 쓰레기 자동집하시설의 유사현장 사례를 조사한 결과 발생하는 악취의 성상이 산성이나 알카리성의 어느 한 부분에 국한된 것이 아니라 다양한 형태로 발생하고 있어 이에 대처할 수 있는 악취저감방식이 채택되고 있는 실정이다. 이를 탈취방식으로 보면 활성탄 흡착탑, 바이오필터 등에서 약액세정법으로 변화하는 추세를 보이고 있다. 또한, 국소 탈취방식의 경우 별도의 시설이 반영된 유사 사례는 없으며 Main탈취방식과 병행하여 탈취를 반영하고 있다. 하지만, 앞으로 쓰레기 자동집하시설의 탈취설비는 쓰레기 집하시설을 운영할 때 발생하는 수송관로 내의 탈취와 집하시설이 설치되어 있는 시설의 탈취로 이원화하여 설치하는 것이 유지관리에 있어 유리할 것으로 사료된다.

Table 5

Odor removal method for AWC system

4.1. 흡착탈취법(활성탄)

배기가스와 활성탄 등 고형의 흡착제(Adsorbent)가 접촉하면서 흡착제 표면에 배출가스가 포집되는 현상을 이용하여 악취성분을 제거하는 방법으로 유량이 비교적 크고, 낮은 농도인 악취가스 처리에 적용되고 있다. 흡착탈취법에서 악취성분의 흡착량은 배기가스의 온도가 높은 것은 적당하지 않고, 수분이 많은 배기가스도 적절하지 않다. 흡착제는

일정량 이상의 악취성분을 흡착하면 포화(飽和)하기 때문에 흡착제를 교환하거나 또는 회수장치에 의해 재생하여야 한다. 고농도 가스에 이용할 경우 교환빈도가 높아지므로 운영비가 많이 들게 된다.

4.2. 3단계 약액세정식

액체에 대한 기체의 용해성을 이용하여 악취성분을 액체로 흡수시켜 탈취하는 방법으로 물에 대한 용해도를 이용하여 물리적으로 흡수시키는 방법과 산⋅알카리 등의 반응에 의해 화학적으로 흡수시키는 방법이 있다.

세정장치에는 가스속도, 기액비, 압력손실 등이 제거효율을 높이는 데에 주요한 고려사항이다.

흡수액으로 약액을 사용할 경우, 기본적으로 산성가스 (SO₂,H₂S 등)에 대해서는 알카리 용액을 사용하고, 대표적인 H₂S의 반응을 보면 식 (1)과 같다.

염기성 가스(NH₃, 아민류 등)에 대해서는 산성용액을 사용하여 악취를 제거할 수 있으며, 아래 식 (2)와 같이 반응한다.

이외에 황계열 악취, 알데하이드류 등에 대해서는 차아염소산나트륨, 과망간산칼륨 등의 산화제가 흡수액으로 사용되고 있으며, 식 (3)에서 보는 것과 같다.