유기성 폐기물을 처리하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으며 방법에 따라 장단점이 서로 다를 수 있다. 이러한 특징이 있기 때문에 서로 다른 환경조건이나 경제성, 재활용성 등에 따라 현장조건에 적합한 처리방법을 선택하여 운영할 필요가 있다.
지렁이 퇴비화 방법은 자연적인 처리방법의 하나이지만 최근 들어 환경분야에 접목된 기술로서 아직까지 알려진 자료와 경험을 바탕으로 지렁이퇴비화 방법의 기술, 경제성 및 환경적인 특성에 대하여 살펴봄으로써 이 분야의 관심있는 사람들의 이해를 돕고자 한다.
기술적 관점
지렁이를 이용하여 유기성 폐기물을 처리하는 사업은 많은 사람들이 관심을 가지고 있고 미래사업으로서 흥미를 가지고 있다. 지렁이퇴비화 방법(vermicomposting system)은 유기성 폐기물을 지렁이가 섭취하는 과정에서 자연적으로 처리되고 지렁이는 증식되어 유가물로 판매·이용되며, 배설되는 물질인 분변토(casting)는 토양개량제나 탈취제등으로 상품화된다. 그리고 최종적으로도 미처리된 물질은 지렁이 사육상에서 장기간 발효·부숙되어 퇴비화된다. 따라서 본 방법은 유기성 폐기물의 처리와 재활용이라는 기술의 장점을 갖고 있는 것이 사실이지만 많은 부분이 경험에 의존하여 발전되고 개발되어 왔기 때문에 다른 처리법과 비교하여 기술의 낙후성, 과학적 실험자료의 결여 및 처리방법의 자동화 낙후등 개선할 부분이 많은 실정이다. 향후 유기성 폐기물을 처리하는데 많이 이용되기 위하여서는 본 처리법에 대한 장점을 살리고 단점을 개선할 필요가 있다. 이러한 관점에서 지렁이퇴비화 방법의 문제점을 파악하여 보면 다음과 같다.
사육면적 일정 부지위에 폐기물을 급이하고 지렁이를 입식시켜서 처리하는 관계로 넓은 면적이 필요하다. 지면을 다단으로 하여 표면적을 확대해야 한다. 평균적으로 1일 1톤의 유기성 폐기물을 처리하기 위해 약 100평의 면적이 필요한 것으로 알려져 있다. 이러한 점은 다른 처리법과 비교하여 운용비용상의 단점을 지적된다. 최근에는 다층 및 다단식 사육상 개념이 도입되고 있어 보완되고 있는 실정이다. 다만 이럴 경우 운전경험이 적고 설치비가 증가하는 문제가 있다.
운영방법의 기계화 및 자동화 결여 지렁이퇴비화 방법은 과학적이고 체계적인 개발을 요구한다. 전처리 단계부터 최종 단계인 지렁이 수확단계까지 기계화 또는 자동화가 미진하여 인력에 의한 노동력이 많이 필요하다. 인력 의존적인 방법으로 채취를 하기 때문에 생산성이 낮은 원인이 되고 있어 채취 및 선별작업에서의 기계화가 급선무다. 초기의 시설투자비는 다소 많이 소요되나 장기적인 관점에서 보면 처리규모가 확대될 수 있고 경제성을 높여 본 처리방법의 보급이 촉진될 수 있을 것으로 판단된다.
운영기술의 계량화 미흡 지렁이퇴비화 기술로 유기성 폐기물을 효율적으로 처리하고 운영하기 위하여서는 먹이 급이율, 먹이 종류별 섭취속도, 증식속도, 배설속도, 환경조건 및 지렁이 사육상 운영지표등 일련의 공정에서 파악을 위한 항목과 이를 수치화하여 관리할 수 있어야 쉽고 편리하게 활용할 수 있다. 아쉽게도 지렁이퇴비화 방법에서는 분야 연구가 미흡하고 일부자료가 있으나 종류에 따라 차이를 보여 적용에는 주의를 요하는 경우가 많다. 최초 유기성 폐기물 연구가 연구자나 공학적인 분야의 전공자들이 발전시킨 기술이 아니라 농업이나 원예 및 목축등에 종사한 사람들이 발전시킨 관계로 기술의 전파가 과학화되지 못하여 이 부분을 우선적으로 개선해야 한다. 그러나 이러한 기술의 제약점이 많음에도 불구, 지렁이 퇴비화 방법은 단점보다는 장점이 많은 기술이다. 미국 Fallbrook Sanitary District에서 시행하고 있는 지렁이 처리사업장에서 보고한 지렁이 퇴비화 방법의 장단점은 다음과 같다.
쪾 지렁이는 각종 오니의 분해 안정화 속도를 가속화시켜 일반 퇴비공정보다 2배 이상 빠르게 할 수 있다.
쪾 지렁이는 다량의 분쇄된 섬유소 물질을 소화할 수 있는 능력이 있다.
쪾 지렁이 처리법에서는 병원체를 죽이는 공정을 제외하고는 높은 온도를 유지할 필요가 없다.
쪾 지렁이는 병원체를 감소시키는 능력이 있기 때문에 고온의 퇴비화 공정이 필요없다
쪾 지렁이가 배설한 분변토는 아주 우수한 토지개량제이며, 비효성 가치에서 자연적이고 천천히 비효성이 발휘되며, 토양의 보습력을 개선시키고, 토양침식을 감소시키는 장점이있다.
쪾 분변토는 슬러지를 분해, 농축시켜 원료물질보다 높은 질소함량을 나타내며 부산물로 생성된 지렁이는 낚시용 미끼와 고단백 동물사료로서 시장 잠재력이 높다.
경제적 관점
경제성을 평가하는데는 재활용 처리분야와 유사하게 몇 가지 고려사항이 있다. 유기성 폐기물을 처리하기 위하여 필요한 시설, 장비 및 운영경비 등에 대한 투자비용과 과정에서 발생하는 물질과 최종산물이 부산물로서 활용이 가능하므로 이를 판매하여 얻는 판매비용을 함께 고려하여 종합적으로 경제성을 평가할 필요가 있기 때문이다.
투자 내용 우선적으로 부지 확보 문제가 고려사항이다. 지렁이안정화를 위한 부지로서 사육상의 면적, 슬러지를 부숙시켜 처리하기 위한 전처리 시설과 관리동, 주차시설 면적이 필요한데 유기성 슬러지는 연간 평균적으로 1,000평에서 100∼150톤/월 처리가 가능한 것으로 알려져 있다. 두 번째로 시설설치 비용인데 지렁이 퇴비화 방법에 슬러지 전처리 시설, 사육상 및 관리동 시설이 이에 포함된다. 장비구입 비용으로는 덤프트럭과 포크레인, 사료투입기, 분변토 선별기와 일반차량등의 장비가 필요하며 이 비용이 시설설치 비용보다 많이 소요된다. 이같은 기초적인 시설이 갖추어지면 인건비, 시설개보수비, 장비유지비와 제세공과금등이 부수적으로 요구된다.
한편 지렁이퇴비화 방법을 운영하는 경우 수입 내용을 검토하면 가장 많은 소득을 얻을 수 있는 것은 지렁이 판매비용이 될 수 있으나 수요량에 따라 많은 차이가 있다. 예를 들면, 지렁이가 수요가 많아 판매가 많은 계절의 경우 고가(高價)로 판매가 가능하다. 반면 수요가 없는 경우 수익금은 전무하다고 본다. 따라서 일률적으로 그 부가가치를 산정하기는 힘들다.
따라서, 지렁이를 계속적으로 판매할 수 있는 수요처를 확보하거나 지렁이를 다른 용도로 이용할 수 있는 경우에는 경제적 이익을 창출할 수 있는 가장 큰 항목이라고 판단되나 불확실성을 배제할 수 없다. 또다른 소득으로 손꼽히는 분변토의 판매대금은 톤당 10∼30만원선에서 판매되나 질에 따라 영향을 받는다. 각종 매스컴을 통한 인식 확대와 사용담을 소개로 비교적 활발히 확대되고 있는 실정이며 지자체의 음식물 처리와 정화조오니 처리에 따른 수요 창출이 원활한 추세이며 전문유통업체들의 등장으로 판매속도가 가속화 되고 있다.
분변토를 전문으로 생산하는 분야는 이제 출발단계에 있으나 발전의 가능성이 많은 분야이고 향후 지렁이퇴비화 방법의 중요한 수입원으로 역할이 기대된다. 우리나라에서 발생하는 분변토 발생량은 연간 26,500톤 정도로 추정되며, 민간업체의 대부분은 분변토의 판매를 인근지역 농가에 직접 판매로 소화하며 오히려 지방자치단체에서는 별도의 독자적 제한판매나 민간위탁/협력가공판매로 전문화 양상을 띠고 있는 실정이다.
주목해야 할 현상으로는 분변토의 가공 및 전문 생산업체의 등장과 수요처의 두드러진 증가이다. 상품화 가치에 비해 유통에 있어서 법적 제한을 받고는 있지만 점차 기업적이고 광역적인 수요가 늘어나고 있어 고무적이다. 머지않은 장래에 분변토의 가공기술과 제품의 용도를 개발하여 농업분야 뿐만 아니라 환경제품(고농도 폐수처리제, 탈취, 탈황제, 미생물 제재 등)으로의 개발을 통해 새로운 수요분야의 개척과 수출 활로를 모색함으로써 이 분야의 전망을 밝게 해줄 것으로 기대된다.
슬러지처리 소득 일반적으로 유기성 슬러지 처리 비용은 톤당 20,000∼30,000원 정도이므로 하루에 5톤씩만 처리하여도 연간 730∼1,100만원의 슬러지 처리비용을 얻을 수 있다. 이와같은 수입성을 볼 때 지렁이퇴비화 방법에서 폐기물 처리비용도 무시하지 못할 분야이다. 그러나 지렁이는 살아 있는 생물이므로 사육조건이 부적합할 경우 모두 사멸하여 경제적으로 큰 손실이 올 위험성과 지렁이퇴비화 방법으로 유기성 폐기물을 하는 경우 기존 폐기물 처리업소와의 경쟁의 문제가 발생될 수 있는점 등도 유의하여야 할 것이다. 지렁이퇴비화 방법의 경제성을 정확히 평가하려면 위에서 검토한 사항을 전부 포함하여 종합적으로 분석하여야 하나 변화 폭이 커서 적용하기에는 무리가 따른다.
분뇨케익 자체처리 수입 지렁이 퇴비화 방법으로 분뇨케익을 처리하기 위하여 투입된 인력 및 장비 운용현황은 지렁이 사육상 8,200평(하우스시설 1,200평, 노지 7,000평)에 먹이를 급이하고 관리하면서 투입된 인력은 12명이었으며, 장비는 스키로우더 2대, 덤프트럭 1대 및 경운기 3대였다.
수입내용으로는 분뇨케익,659톤을 자체적으로 처리함으로써 매립처리비용 및 운반비 절감효과와 생산된 분변토를 판매하여 약 14,000,000원의 수입이 창출되었다. 이러한 자료를 바탕으로 지렁이퇴비화 방법의 경제성을 평가하여 보면 수입면으로 매립비용 절감과 운반비용절감, 분변토판매 수입금과 지렁이 판매수입금을 포함하여 163,579,540 (1999년 발표자료)의 수익분석이 가능하다. 자산취득비와 운영 재료비, 인건비등을 지출내역으로 잡아 계 123,504,300 의 운영이 이루어졌다. 결과적으로 경영수지는 40,075,240원의 수익을 본 것이다.
지렁이 퇴비화 방법은 기존의 처리방법과 비교하여 경영수입이 창출가능하고 실제적인 면에서의 효과는 산출된 것보다 클 것으로 판단된다. 지렁이 퇴비화 방법에 대하여 처리방법별 경제성을 비교한다는 것은 여러 가지 조건이 다를 수 있으나 기존 연구자의 자료를 인용하여 검토하여 보면 다른 처리법과 비교시 경제성 측면에서 매우 우수한 것으로 나타나나 부지면적이 많이 필요하므로 저렴한 비용으로 확보할 수 있거나 기확보한 경우에는 매우 효과적인 방법으로 판단된다.
재활용 관점
우리 나라에서 발생하는 폐기물의 양은 1997년에 생활폐기물이 47,895톤, 사업장 폐기물이 147,380으로 총 195,275톤이 하루에 발생하며 1년에 약 7,100만톤이 배출된다. 이렇게 다량 발생하는 폐기물을 처리하기 위하여 우리 나라에서 사용하고 있는 방법은 매립, 소각 및 재활용으로 대별되며 생활폐기물의 경우 매립이 63.9%로 높게 나타났으며 사업장 폐기물의 경우에는 30.8%로 재활용 64.3%보다 낮게 나타났다.
발생되는 폐기물을 매립처리하기 위하여 현재 보유하고 있는 매립지의 수는 총 530여개에 이르며 총매립용량은 472,170천m³이나 일부는 매립이 진행되어 현재 매립 가능한 용량은 356,143m³이다. 매립지 시설을 위하여 투입된 비용은 1,458,576백만원으로서 연간 시설운영 및 관리비는 단위용량 1m³당 약 14,360원이 소요되는 것으로 산정되었다.
현재 우리 나라에서 지렁이퇴비화 방법으로 처리한 유기성 폐기물은 약 20만톤으로 추정되고 있으며, 이러한 양을 매립하지 않으므로서 매립지 시설비와 운영비가 이바지한 기여도를 금액으로 추산하여 보면 약 시설비가 6억2천만원 및 운영비가 28억7천만원으로 총 16억2천만원으로 추정된다. 따라서 이러한 방법으로 우리 나라에서 발생하는 유기성 폐기물의 처리를 지렁이 퇴비화 방법으로 처리하는 경우를 추산하여 보면 아래의 표와 같다.
환경적 관점
지렁이 퇴비화 방법은 기계적이고 복잡한 장치를 이용하여 운영하는 방법이라기 보다는 자연계의 생물을 이용하는 것이다. 즉 땅속에 서식하고 있는 지렁이가 주변의 유기성 폐기물을 섭취하는 현상에서 유기성 폐기물의 종류가 바뀌어진 것으로 이 방법의 특징은 유기성 폐기물을 처리하는 과정에서 생성되는 물질로 인한 2차 오염의 우려가 없다는 점이다.
즉, 기존의 처리법과 비교하여 보면 폐기물을 매립할 경우에는 매립부지를 확보하는 어려움이 있을 뿐만 아니라 매립지에서 발생하는 매립가스나 침출수로 인한 2차 환경오염이 야기된다. 특히 매립가스 중에 60% 이상을 차지하고 있는 메탄가스는 지구온난화를 일으키는 중요한 원인물질의 하나로 알려져 있다. 즉 1980년 말부터 매립지에서 발생하는 메탄가스는 CO₂ 등과 함께 지구상의 온난화를 야기하는 물질로 주목받아 왔다. CO₂가 약 50%의 비중으로 기여하고 있으며, 메탄가스는, CO₂에 비하여 대기중에 차지하고 있는 농도는 100분의 1에 지나지 않지만 온난화 효과가 CO₂의 21배에 달하기 때문에 지구온난화의 기여도는 19%를 차지하고 있다.
그러나 지렁이퇴비화 방법의 경우 호기성 상태에서 유기물을 분해시켜 처리하므로 CO₂와 메탄과 같은 가스가 발생되지 않으므로 우리가 말하는 환경친화적인 방법이라고 생각된다. 또한 최근 많이 설치되고 있는 폐기물 소각처리방법은 감량(용)화, 안정화, 및 무해화시킬 수 있고 발생된 소각열을 에너지로 활용할 수 있는 바람직한 기술인 것으로 평가되고 있다. 그러나 소각시설을 설치할 경우 소갈로와 대기오염 방지시설을 설치하는 초기 투자비용이 과다하게 소요될 뿐만 아니라 소각로의 운전비용, 다이옥신(dioxin)과 같은 대기오염물질을 처리하는 후처리시설의 운전비용이 과다하게 소요되는 등의 예산상의 어려움과 지구환경문제 중의 하나인 지구온난화를 야기하는 CO₂ 가스의 방출이라는 문제가 있어 지구환경적인 측면에서 재조명할 필요가 있다고 생각된다.
이에 따라 우리 나라에서는 일차적으로 폐기물의 발생량을 줄이는 감량화, 재활용 가능한 폐기물의 자원화를 통하여 유한한 자원의 순환과 지속적이면서도 환경적으로 안전한 관리를 위하여 유기성 슬러지를 퇴비화하여 토양개량제, 폐기물 매립지의 최종 복토제 등으로 활용하고자 하는 새로운 정책을 강력히 추진하고 있다.
이러한 취지에서 보면 지렁이퇴비화 법은 우리 나라가 추구하고 있는 폐기물 관리정책 방향과 뜻을 같이 하며, 아울러 처리과정에서 유해한 물질의 생성과 환경적으로 안전하여 매우 바람직한 유기성 폐기물 처리방법의 특징을 갖고 있다고 판단된다.
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