[창간4주년] "건설폐기물로 버려지는 자원을 에너지로"

1992년 쓰레기 반입을 시작할 당시 수도권 매립지에는 가정에서 버린 생활쓰레기가 73%로 대부분을 차지했다. 나머지는 사업장에서 배출한 쓰레기였다. 이듬해부터 건설현장에서 발생한 쓰레기가 들어왔지만 6%에 지나지 않았다. 역시나 생활쓰레기가 71%로 압도적이었다.

그러나 1994년 쓰레기 반입량 비율은 눈에 띄게 달라졌다. 생활쓰레기 50%, 사업장쓰레기 17%, 건설폐기물 33%를 기록한 것. 1994년은 서울시가 '쓰레기 종량제'를 시범 도입한 해였기 때문이다.

1995년 각 지자체들이 본격적으로 종량제를 도입하면서부터 수도권 매립지에 들어오는 생활쓰레기는 대폭 줄었다. 수도권 매립지 쓰레기 반입량은 1994년 연간 1166만4891톤에서 점차 감소해 2009년 442만4634톤으로 60% 이상 줄었다. 하루 반입량도 같은 기간 4만224톤에서 1만6327톤으로 감소했다.

2000년대 접어들면서 생활쓰레기 반입비율은 점점 줄어 40%를 밑돌았다. 지난해에는 65만3000톤이 반입돼 16.2%에 그쳤다. 반면 건설폐기물이 그 자리를 대신했다. 2000년 전체 쓰레기 반입량의 35%를 차지했던 건설폐기물은 2005년 56%로 최고치를 경신한데 이어 지난해 166만1000톤이 들어와 전체의 41.1%를 기록했다.

생활쓰레기 줄고 건설폐기물 늘고

이렇다 보니 수도권매립지관리공사는 건설폐기물의 매립량을 줄이는 데 집중하기 시작했다. 한발 더 나아가 건설폐기물에서 폐목재나 폐비닐 등 가연물을 선별, 에너지원을 확보하는 방안을 고민하기 시작했다.

2008년 공사는 환경부 차세대 핵심환경기술개발사업인 '에코스타 프로젝트'의 일환으로 '건설폐기물을 이용한 에너지 연료화 기술개발' 연구 과제를 추진했다. 우선 한국건설기술연구원과 폐기물 처리업체인 ㈜인선이엔티가 건설폐기물의 특성을 분석, 폐목재·폐비닐 등 가연물을 분리·선별하는 요소기술 개발에 착수했다.

2009년 6월 공사와 대우건설, 도화종합기술공사, 한국종합기술이 하루 50톤의 건설폐기물을 처리할 수 있는 실증시설을 설치했다. 이 사업에 들어간 비용만 총 68억7000만원. 이 시설은 매립지로 들어오는 건설폐기물 중에서 폐기물에 붙어있는 토사를 제거하고, 가연물을 선별·분리하는 것이 특징이다.

먼저 건설폐기물을 호퍼에 투입하기 전 포클레인을 이용해 폐기물에 섞인 대형 천이나 금속은 사전에 제거해야 한다. 그렇지 않으면 설비 고장을 일으키기 때문.

1차로 걸러진 건설폐기물은 호퍼에 투입된 뒤 임팩트크러셔를 통해 파쇄 과정을 거친다. 이후 보다 작은 금속류를 걸러내기 위해 전자석과 자력을 이용해 다시 한번 분리, 저장한다.

'특명!, '엑기스'를 추출하라'

금속류를 걸러낸 뒤 비닐이나 종이 등 50㎜ 이하의 물질은 트롬멜스크린을 통해 스크린 구멍으로 빠져나가게 된다. 토사나 골재 등 대부분의 불연물은 여기서 분리된다. 이 공정에서 엉켜있던 건설폐기물을 흩어지게 하는 효과도 거둘 수 있다.

트롬멜스크린 아래로 떨어진 50㎜ 이하 폐기물은 진동스크린으로 이송돼 진동하는 경사진 스크린을 통해 통과된다. 여기서 체 구멍(20㎜)보다 작은 미세토사류는 다시 선별, 배출된다. 체구멍보다 큰 가연물은 바람을 일으키는 송풍기가 설치된 갈퀴식 선별기로 이송되며, 남은 불연성폐기물은 배출된다.

50㎜ 이상 크기의 폐기물은 물속 비중차와 유속을 이용, 가연물과 불연물을 분리하는 습식선별기로 투입된다. 이때 습식수조 안에서 비중이 큰 토사 등 불연물은 수조 아래쪽에 침전되고, 물 위로 뜨는 폐목재 등 가연물은 진동스크린을 통한 스크래퍼를 이용해 선별된다.

습식선별기를 통과한 가연물은 물을 머금고 있기 때문에 진동 탈수기를 거쳐 수분이 제거된다. 선별된 가연물 중 목재류를 분리하기 위해 또 한 차례 에어 분사장치가 설치된 비중선별기를 거친다. 목재가 다른 종이류나 합성수지류보다 비중이 큰 특징을 이용한 것이다.

풍력선별기를 통해 목재류와 기타 가벼운 가연물을 분리한다. 다시 한번 목재류를 분리하고 바람을 통해 수분을 건조한다. 풍력선별기에서 배출된 폐기물은 근적외선 광학선별기를 거쳐 최종적으로 목재류를 배출한다.

광학선별기 바로 앞에 가연물 파쇄기를 설치해 고형연료(RDF) 품질기준에 적합한 크기(100㎜)로 만든다. 이진형 공사 녹색기술연구센터 에너지자원부 과장은 "수 차례 시행착오를 거쳐 건설폐기물에서 폐목재를 추출, 에너지원으로 사용하는 공정을 완성했다"고 말했다.

특허 획득…연간 18만 가구 전력공급 가능

공사는 지난 1월 '건설폐기물의 가연성폐기물 선별 방법' 특허도 획득했다. 이 과장은 "기존에는 중간처리업체 등에서 순환골재만 걸러내는 선별시설을 사용했다"면서 "이번 기술은 폐목재 등 가연물을 RDF 등 고형연료로 에너지화할 수 있는 게 가장 큰 특징"이라고 설명했다.

공사는 분리된 가연성폐기물을 에너지원으로 이용할 경우 연간 약 18만가구가 사용할 수 있는 전력을 생산할 수 있을 것으로 예상했다. 이를 금액으로 환산하면 400억원(1kWh당 125원 기준)에 이를 것으로 추정했다.

이 과장은 "향후 1단계에 하루 500톤을 처리할 수 있는 시설을 설치할 계획"이라며 "이로써 매립지에 반입되는 건설폐기물의 20%가량을 줄일 수 있으며, 수도권 매립지의 매립연한 역시 더 늘어날 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

<인천=김선애 기자 moosim@e2news.com>