BMP Test를 통한 폐기물의 메탄(CH₄)과 황화수소(H₂S) 발생 및 검토

국문 초록 (Abstract)

전국 폐기물 발생은 2012년 약 38만 톤/일로 생활폐기물 48,990 톤/일, 건설폐기물 186,629 톤/일 발생하고 있으며, 전체 폐기물은 재활용 84%, 소각 6%, 해역배출 0.8%와 매립으로 9%의 처리가 이루어지고 있다. 정부에서 건설폐기물의 재활용촉진을 위한 법률을 2010년부터 시행하고 있으나, 여전히 전국 발생 폐기물에서 건설폐기물이 약 50%에 가까운 발생율을 나타내고 있다. 이러한 건설폐기물은 석고(CaSO₄·2H₂O)를 함유하고 있으며, 미국 산업 환경보건청(OSHA)는 H₂S를 주요 악취물질로 규정하고 있다. H₂S는 Sulfate(SO₄ ^2-)를 혐기성조
건에서 황산염환원미생물(SRB)에 의하여 환원되어 생성되어 있다. H₂S는 계란 썩은 부란취가 특징이며, 실내 노출제한 기준농도를 10분간 10 ppm으로 제한하고 있으며, 800 ppm에서 5분간 노출되었을 때에는 치사율이 50%에 달하는 독성을 갖고있다. 또한, SRB는 메탄생성미생물(MPB)와 생태적 경쟁관계로 CH₄의 감소 요인으로 작용하고, H₂S는 매립가스(LFG) 에너지화 공정상에서는 수분과 만나 낮은 pH인 황산(H₂SO₄)으로 되어, 장비와 장치 관리에 어려움을 야기시킨다.
본 연구는 BMP Test를 통하여 매립 폐기물 성상에 따라 임의의 폐기물 시료를 조성하여 실험을 진행하였다. 임의의 폐기물은 각각 건설폐기물, 생활폐기물 그리고 앞의 두 폐기물과 하수슬러지를 포함한 혼합폐기물로 실험을 진행하였으며, 각 시료의 잠재적 CH₄와 H₂S 가스발생량을 조사하였다. 그 결과 CH₄는 262.683 mL/g VS로 가장 높았으며, 건설폐기물은 28.710 mL/g VS로 나타났다. H₂S는 0.079 mL/g VS로 건설폐기물이 가장 높았으며, 생활폐기물은 0.006 mL/g VS로 나타났다. 이때, H₂S의 최대 농도는 건설폐기물이 193 ppm이었으며, 혼합폐기물과 생활폐기물은 56 ppm, 9 ppm으로 나타났다. 이러한 결과는 건설폐기물이 매립된 혼합 매립장의 악취 중 H₂S의 발생량을 예측하는 기초자료로 이용이 가능하며, 정제시설의 규모 산정에 필요한 자료로 활용될 수 있을 것이다.