오늘날 사회가 직면한 주요 문제 중 하나는 이산화탄소 배출에 의한 점진적인 환경 파괴다. 그 중 가장 큰 문제로 대두되는 유기성 폐기물의 축적은 오늘날 우리가 직면한 주요 환경 문제 중 하나다. 유기성 폐기물 관리 비용은 현재 205,000 M$에서 2025년이 되면 375,000 M$로 증가할 것으로 예상된다.

황태일 기자 hti@

‘유기성 폐기물’은 생물에서 유래한 썩기 쉬운 유기물질로 이뤄진 폐기물이다. 음식물쓰레기, 가축분뇨, 동·식물성 잔재물 등이 대표적이다. 과거에는 태우거나 땅에 묻는 대상으로만 인식됐지만, 과학이 발전하면서 이를 순환해야 하는 자원으로 보는 시각이 점차 우세해졌다.

▲ 우종철 대표

유기성 물질 발효 감량하는 ‘바이오리액터’
돈분뇨 및 유기성 슬럿지, 음식물 감량화 환경기술 전문기업 ㈜에스이엔티의 행보가 화제다. 최근 주목을 받고 있는 에스이엔티는 미생물 바이오 전문기업 에이엔바이오와 기술협약을 맺고 유기성 물질을 발효 감량하는 장치인 ‘바이오리액터(BIO-REACTOR)’를 개발, 반향을 일으키고 있다. 우종철 ㈜에스이엔티 대표는 “기존에도 미생물을 활용한 분뇨 처리 방법이 시도돼 왔지만 미생물 특성과 처리설비 기술이 제대로 조화를 이루지 못하고 연계성이 떨어지는 것이 문제점으로 지적되고 있다”며 “따라서 미생물의 활동을 최대한 높일 수 있는 환경을 조성하는 장치 설비에 주력해 기술을 개발했다”고 배경을 밝혔다. 에스이엔티가 선보인 바이오리액터는 유기물을 분해하는 미생물의 최적 환경조건을 조성하는 바이오리액터설비와 악조건에서도 활발히 활동하는 특허 받은 미생물이 결합된 기술로, 유기성 물질을 발효시켜 감량하는 장치로 미생물 활성에 필요한 최적의 온도와 산소를 공급하고, 바이오리액터 설비는 하부에서 상부로 교반시키며 처리효율을 극대화하는 방식으로 설계됐다. 또한 바이오리액터에 사용되는 특허 받은 미생물은 산성과 고염도 조건에서 유기물 소멸 및 감량시키는 발효능력이 매우 뛰어나고 장시간 동안 생존하며 활동하는 게 특징이다.

우종철 대표는 “돼지분뇨를 우선 고액분리한 폐수를 바이오리액터 탱크에 투입하고, 내부 온도 40~45도로 유지되는 탱크에서 특수 배양한 미생물에 의해 유기물이 분해되면서 90% 정도가 수분으로 증발하고 10% 정도의 처리액이 남는다”면서 “이 과정에서 암모니아, 황화수소 등 악취 성분은 대부분 습식 집진장치에서 걸러지고, 소량의 깨끗한 응축수만 나온다. 응축수는 미생물 활성제 투입 장치와 돈사 청소수로 사용할 수 있다”고 설명했다. 실제로 돈분뇨를 1차 BIO-REACTOR(함수율 85%이상 처리용량 10TON/DAY)에서 90% 감량 후 잔량10%를 2차 BIO-REACTOR(MEDIA사용)에서 처리할 경우 추가적으로 70%이상 감량이 이루어져 고형분(함수율35%)3%(300KG)만 최종적으로 배출되어 폐수발생량은 전혀 없다. 전기침투탈수기와 바이오리액터의 융합기술로 유기물 관련(하·폐수, 음식물쓰레기류, 축산가공, 어폐류가공)슬럿지를 효율적으로 감량시키고 함수율15%이하 수준으로 낮출 수 있으며 탈수기(벨트프레스, 필타프레스, 원심탈수기)등을 2차 슬러지를 동일하게 처리가능하다.

편의성과 경제성 갖춰 축산농가에서 각광 받아
농림축산식품부의 2018년 조사에 따르면 전국 86개 시·군, 195개 지역에서 축사 관련 악취민원이 집중 발생했다. 축산업의 규모화로 가축분뇨 발생이 늘었지만 분뇨처리가 제대로 이뤄지지 않은 탓이 크다. 환경부에 따르면 가축분뇨는 2017년 하루 평균 17만6434㎥가 발생해 그중 72%인 12만7108㎥가 퇴·액비로 자원화됐다. 어떤 통계에선 자원화율이 90%대까지도 집계된다. 하지만 실제 생산된 퇴·액비가 전량 농지에 환원되지 않는 데다 일부 농지엔 축분이 과도하게 투입돼 또 다른 오염문제를 낳고 있다. 경지에서 작물이 흡수하지 못한 양분이 결국 지하수와 하천으로 스며들기 때문이다. 축산업계에서 바이오리액터에 거는 기대가 큰 이유기도 하다.

실제로 에스이엔티에 따르면 경남 김해시에 위치한 한 양돈장에서 바이오리액터로 2018년 12월 7일부터 지난해 1월 6일까지 하루 평균 처리량 300kg기준의 시범운영을 한 결과 투입고형분 누적투입량 7627kg 중 처리량은 7089kg으로 92.9%의 처리효율을 보였다. 특히 처리용량 5톤과 10톤으로 설계되는 바이오리액터는 적은 면적에 설치가 가능해 10톤 규격의 경우 가로 7미터, 세로 7미터 공간을 차지한다. 운영비도 분뇨처리업체를 통한 배출비용의 절반 이하로 낮출 수 있어 매우 경제적이다. 우종철 대표는 “바이오리액터는 돼지가 분뇨를 배출한 즉시 처리하기 때문에 기존 방식으로 처리할 때의 단점인 악취 발생을 최소화할 수 있고 경제성 등을 감안하면 하루 처리용량 10톤의 상용화가 필요하다”면서 “미생물 효용가치를 높이면서 적정효율 배수 등을 파악, 감량 쪽으로 방향을 잡고 있으며 혹시 기계적 결함이 발생하더라도 외부 수리 등이 가능하도록 축산농가들 편의를 고려해 설계했다. 분뇨폐수 1톤당 처리비용은 전기료와 미생물 및 첨가제 등을 포함해 1만8000~2만원 정도로 경제적”이라고 자부했다. NM