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ISSN : 2093-2332(Print)
ISSN : 2287-5638(Online)
Journal of Korea Society of Waste Management Vol.30 No.2 pp.136-143
DOI : https://doi.org/10.9786/kswm.2013.30.2.136

폐합성수지 재활용 시설에서의 물질흐름분석을 통한 실질 재활용률 산정

김건국, 장용철, 이소라*, 이승욱, 정미정**, 전태완**, 신선경**
충남대학교 공과대학 환경공학과, *대전발전연구원 도시기반연구실, **국립환경과학원 자원순환연구과

Determination of Actual Recycling Rates at Waste Plastic Recycling Facilities using Material Flow Analysis

Yong-Chul Jang, Geonguk Kim, Sora Yi*, Seungwook Lee, Mi-Jeong Jeong**, Tae wan Jeon**, Sun Kyong Shin**
Department of Environmental Engineering, Chungnam National University
*Daejeon Development Institute, Metropolitan Planning Research
**Resource Recirculation Research Division, National Institute of Environmental Research
(Received 24 January 2013 : Accepted 7 February 2013)

Abstract

This paper presents the actual recycling rates and recycling processes of waste plastic recycling facilities using materialflow analysis. Determination of actual recycling rates through the processes of waste plastics is a very important subjectnot only from the point of plastic recycling efficiency energy conversion but also from the perspective of the recyclingtechnology level. In this study, the recycling processes and recycling rates of waste plastic recycling facilities wereevaluated by the MFA analysis based on 14 site visits and 25 questionnaires. The MFA methodology based on massbalance approach applied to identify the inputs and outputs of recyclable plastic materials in the recycling processes atrecycling facilities. It is necessary to determine the composition and flows of the input materials to be recycled in arecycling facility. A complete understanding of the waste flows in the processes along with the site visit and data surveysfor the recycling facilities was required to develop a material flow for the processes and determine the actual recyclingrate. The results show that the average actual recycling rates for the recycling facilities by the site visit and thequestionnaire was found to be approximately 87.5 ± 7.1% and 84.3 ± 14.5%, respectively. The recycling rates dependedupon several factors including the quality of incoming waste plastics, the type and operating conditions of recyclingprocesses, and the type of final products. According to the national statistics, the recycling rate of waste plastics wasabout 53.7%, while the actual recycling rate at national level was estimated to be approximately 45.1% by consideringthe recycling performance evaluated as well as the type of recycling process applied. The results of MFA for the recyclingprocesses served as a tool to evaluate the performance of recycling efficiency with regard to the composition of theproducts during recycling. They may also support the development of the strategy of improvement of recycling processesto maximize resource recovery out of the waste plastic materials.

30-2(06).pdf1.36MB

I. 서 론

 1868년 셀롤로이드 형태의 플라스틱이 처음 발명된 이후 현재까지 다양한 형태의 플라스틱이 만들어져 사용되고 있다1). 합성수지는 석유에서 추출되는 인공적인 소재를 총칭하는 것으로 열적 특성에 따라 열가소성수지와 열경화성수지 등으로 크게 나눈다. 열가소성수지에는 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), ABS, 폴리염화비닐(PVC) 등이 있고, 열경화성수지에는 에폭시수지(EP), 폴리우레탄수지(PUR), 폴리에스테르(PET)수지, 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지 등이 있다. 합성수지는 금속, 유리, 목재 등 타 소재들에 비하여 가볍고, 내구성이 우수하고, 부식성이 없으며, 전기절연성이 크고, 성형가공이 용이하고, 대량생산이 가능한 특징을 가지고 있다. 이로 인해 합성수지는 일상 생활용품과 함께 각종 포장재, 절연재, 단열재, 전기·전자제품, 자동차 등에 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 합성수지 사용량의 증가와 함께, 사용 후 폐기되는 폐합성수지의 양도 점차 증가하고 있다. 특히 폐합성수지를 단순 소각 처리 또는 매립 처분하는 경우, 소각 시 발생하는 유해가스와 매립 시 난분해성으로 인해 매립지 안정화 저해 등의 문제점을 가져온다2-3).

 폐플라스틱의 경우 그 재질(PE, PP, PS 등 단일재질, PSP, PVC 복합 및 필름류 등) 및 배출원이 다양할 뿐만 아니라 재질 및 재활용 생산품에 따른 재활용 방법과 공정이 다르다. 또한, 재활용 정책 및 재활용 기술이 발전함에 따라 연료유(유화), 고형연료제품(RPF, refuse plastic fuel) 생산 등 새로운 에너지화 방법이 도입되고 있다. 또한, 재질별로 재활용 처리 방법이 다양하다4).

 현재까지 다양한 폐합성수지의 재활용기술이 개발되어 왔지만, 경제성 측면에서도 경쟁력을 가질 수 있으면서 효율도 높은 효과적인 재활용 기술은 아직까지 보편화되지 않고 있다. 폐합성수지의 재활용 방법은 크게 물질재활용(Material Recycle), 화학적 재활용(Chemical Recycle), 연료화(Thermal Recycle) 등으로 구분된다5-7).

 우리나라 폐합성수지의 발생량은 2010년 기준 4,719천톤이며, 매년 꾸준히 증가하고 있다. 배출원별 폐합성수지의 배출 비율을 살펴보면, 사업장배출시설계에서 약 51%가 배출되었고 생활폐기물에서 약 30.1%가 배출되었다. 발생된 폐합성수지의 처리 현황을 살펴보면, 2006년 기준 소각 처리 비율은 약 51.7%, 매립 처분 비율은 약 18.1%, 재활용 비율은 약 27.4%를 나타내었다. 2010년 기준 소각 처리 비율은 약 37.9%, 매립 처분 비율은 약 8.3%로 줄어든 반면 재활용률(또는 재활용 비율)은 약 53.7%로 매년 꾸준히 증가하고 있다8). 여기서 재활용률은 전체 폐기물 수거량 중에서 매립과 소각 처리량을 제외한 재활용량 처리된 비율을 말한다. 또한, 재활용량은 폐기물 재활용 처리 시설에 반입된 폐기물의 양을 말하며, 재활용 공정에서 발생한 이물질과 부산물, 공정 손실량 등이 고려되지 않고 있다.

 전 세계적으로도 재활용, 재활용률에 대한 용어의 정의가 통일되어 사용되고 있지 않다9). 유럽의 재활용은 회수율(Recovery Rate) 개념으로 사용하고 있으며, 이를 다시 물질 재활용률(Material Recycling Rate)과 에너지 회수율(Energy Recovery Rate)로 구분하고 있다. 2010년 독일의 재활용률은 약 98%(물질 재활용률: 33%, 에너지 회수율: 65%) 수준에 있으며, 이탈리아는 약 51%(물질 재활용률: 24%, 에너지 회수율: 27%)의 재활용률을 보이고 있다10). 일본의 경우 최근 폐합성수지를 대상으로 재자원화율(再資源化率) 개념을 도입하여 신추산법을 사용하고 있으며, 2010년 기준 폐합성수지의 유효이용률은 약 77% 이다7).

 국내에서 발생하는 폐합성수지의 양적 증가와 함께 재활용량이 급격하게 증가하고 있지만, 재활용 기술 적용에 대한 질적 수준 및 재활용 현황 파악은 아직 미흡한 상태이다. 이러한 재활용 질적 수준과 현황 파악을 위해서는 다양한 재활용 기술 방법과 공정에서의 물질흐름(Material Flow), 공정분석, 부산물 및 이물질 발생량, 재활용 생산량 등에 대한 분석 자료가 필요하다. 국내 폐기물관리법에 따르면 ‘재활용’이란 폐기물을 재사용, 재생 이용하거나 재사용, 재생 이용할 수 있는 상태로 만드는 활동을 말하고 있으며 에너지를 회수하거나 회수할 수 있는 상태로 만들거나 폐기물을 연료로 사용하는 활동을 말한다11). 국내 재활용량 산정은 폐기물처리시설(재활용 업체 중간처리시설)에 반입되는 폐기물의 양을 사용하고 있다. 그러나 신고되는 반입 폐기물량은 폐기물처리시설 재활용 공정 중에서 실제 재활용되지 않는 이물질, 부산물과 이월량, 재고량까지 포함하고 있다12-13). 따라서 재활용 시설에서 반입폐기물이 재활용 공정을 통해 재활용 제품으로 생산되는 공정분석, 물질흐름분석, 실제 재활용량 등 정량적 분석을 하는 것이 폐기물 재활용 질적 수준과 실제 재활용량 파악 측면에서 중요하다.

 그러므로 본 연구에서는 폐합성수지 재활용 시설에서의 재활용 공정을 파악하고, 물질흐름분석을 바탕으로 실질 재활용률(Actual Recycling Rate)을 산정하고자 한다. 또한, 폐합성수지의 재질별 재활용 과정을 통해 산정된 실질 재활용률을 비교 평가하였다. 최종적으로 산정된 실질 재활용률을 토대로 국가 수준의 폐합성수지 실질 재활용량을 추정하고 제시하였다.

II. 연구 방법

1. 연구 방법 개요

 본 연구에서는 폐합성수지 재활용 시설의 현장방문조사와 함께 설문조사를 통해 재활용 시설별 공정 방법 및 현황을 파악하고 관련 기초자료(폐합성수지 반입량, 이물질량, 공정 부산물량, 공정 손실량, 재활용 공정의 특성, 재활용 제품 생산량 등)를 수집하여 물질흐름분석(MFA, Material Flow Analysis)을 수행하였다. 재활용 시설별 물질흐름분석의 결과는 물질흐름분석 소프트웨어 STAN을 활용하여 제시하였다14). 또한, 물질흐름분석을 바탕으로 재활용 시설에서의 실질 재활용률을 산정하였다. 여기서 재활용 시설별 실질 재활용률은 폐기물 반입량 대비 최종 제품생산량의 비를 기준으로 산정하였다. 재활용 공정을 통해 생성된 부산물(매립 및 소각 처리 대상), 이물질, 공정 손실량 등을 파악하여 실질 재활용률 산정 시 재활용량에서 제외하였다.

2. 조사 및 분석 방법

2.1. 현장방문조사

 본 연구에서는 전국에 산재하고 있는 폐합성수지 재활용 시설 중 국내 폐합성수지 발생량 및 처리시설 수등을 고려하여 재질별·재활용 공정방법별로 구분하여 기초조사를 실시하였다. 폐합성수지 재활용 시설은 폐합성수지의 재질별 발생량과 재활용 시설수를 고려하여 총 14곳을 방문하여 폐합성수지의 재활용 공정과 시설현황을 파악하고, 물질흐름도를 작성을 위한 기초자료를 조사하고 이를 토대로 대상 재활용 처리시설에서의 현장을 운영하는 전문가(주로 재활용 공정 책임자 또는 운영자)의 경험값을 토대로 시설별 실질 재활용률(공정수율 개념)을 파악하였다. 현장방문조사 시 폐합성수지의 재활용을 위한 주요 대상 처리 품목은 주로 PE, PP, PS 등의 재질이었고, 주요 펠렛(pellet), RPF, 잉고트(ingot) 등의 재활용품 생산 공정방법이 적용되었다.

2.2. 재활용업체 설문조사

 대표성(Representativeness)과 신뢰성(Reliability)이 확보된 실질 재활용률 산정을 위해 현장방문조사 이외에 폐합성수지 재활용 50개 업체를 대상으로 설문조사를 수행하였다. 이 중 25개 시설(물질재활용, 이하 MR 5개 시설, RPF 4개 시설, 유화공정 1개 시설, 잉고트 2개 시설, 펠렛 10개 시설 그리고 파쇄선별 3개 시설)의 유효 설문지를 확보하였고, 이를 바탕으로 폐합성수지 시설별 실질 재활용률을 산정하였다. 재활용업체 설문조사의 주요 설문내용은 2009년 ~ 2011년 기간 동안 재활용 시설에 반입되는 폐합성수지의 종류, 반입량, 공정 투입량, 이물질량, 부산물량, 공정 손실량, 재활용제품 생산량과 재활용 처리 공정도, 공정의 특성 등이 포함되었다. 또한, 설문조사 결과의 객관성과 투명성을 위해 일부 업체 설문조사의 결과 자료를 한국환경공단국가 폐기물 종합관리시스템인 올바로시스템 자료를 통해 검증하였다.

2.3. 물질흐름분석(Material Flow Analysis)

 현장방문조사와 재활용업체 설문조사를 바탕으로 폐합성수지의 재활용 시설별 재활용 공정을 파악하고, 재활용 폐기물의 유출입(Input & Output)을 정량적으로 파악하여 물질흐름분석을 실시하였다15). 재활용 시설의 조직경계 설정, 재활용 공정 내 물질의 흐름 및 축척 등을 종합적으로 파악하여 실제 재활용 공정을 통해 생성된 물질이 재활용으로 판매 및 사용되는 양을 정량적으로 파악하였다. 이를 바탕으로 원료가 되는 폐기물 또는 대상물질, 원료 사용량, 공간적 경계, 공정 데이터 수집 및 분석(공정 손실량, 부산물, 이물질, 제품 생산량 등 자료) 등을 통하여 각각의 물질흐름도를 작성하였다. 공간적 경계는 재활용 시설에 반입되는 시점부터 재활용 공정을 거쳐 최종 재활용 제품으로 생산되는 시점까지를 고려하였다. 시간적인 범위는 폐기물 실적보고와 같은 기간인 연간 기준으로 2009년~ 2011년 3년간의 데이터를 활용하여 평균값을 적용하였다16).

3. 실질 재활용률(actual recycling rate) 산정 방법

 재활용 처리시설로 폐합성수지가 반입되면 모든 폐합성수지가 바로 재활용 시설 공정에 투입되지 않고 일부는 이월되거나 이전에 재고되어 있는 폐기물과 종종 혼합되어 재활용 공정에 투입된다. 또한, 재활용 시설 공정에 투입되기 전에 재활용 시설 공정에 영향을 끼칠 수 있는 이물질 등을 제거하여 처리되는 경우가 있다. 따라서 재활용 공정 투입량에는 이러한 이월량, 재고량 또는 이물질 등이 고려되어야 한다. 또한, 재활용 공정에 투입된 폐기물은 재활용 공정 과정 중 부산물 또는 협잡물, 공정 손실양 등이 발생할 수 있다. 이러한 공정 부산물 및 공정 손실양 등을 제외한 물질이 최종 재활용 생산량 또는 제품으로 생산되어 처리된다.

3.1. 실질 재활용률의 정의

 본 연구에서는 Fig. 1과 같이 재활용 시설에서의 “실질 재활용률(Actual Recycling Rate)”은 폐기물 재활용 시설에서 폐기물 반입량 대비 재활용 제품 생산량으로 정의하였다. 단, 실질 재활용 제품 생산량은 재활용 시설 폐기물 반입량을 초과하지 않는다고 가정하였다.

Fig. 1. Concept of actual recycling rate of waste plastic recycling facility.

 실질 재활용률은 재활용 시설에 반입된 폐기물 중 재활용 공정을 통해 최종 생산품으로 재활용의 질적수준을 위한 평가 지표로 사용될 수 있다. 다음 식을 이용하여 실질 재활용률을 도출하였다.

 

Rac :폐합성수지 재활용 시설에서의 실질 재활용률(%)
Pi :재활용 시설에서 연간 생산되는 재활용 제품의 양(ton/year)
Ci :재활용 시설에 연간 반입되는 폐합성수지의 양(ton/year)

3.2. 폐합성수지의 국가수준 실질 재활용률 산정

폐합성수지 재활용 시설별 물질흐름분석을 통하여 각각의 시설별 실질 재활용률을 활용하여 공정별 실질 재활용률 그리고 국가수준 실질 재활용량 또는 재활용률 산정이 가능하다. 동일공정 또는 유사한 공정을 사용하고 있는 시설을 대상으로 시설의 처리량 또는 규모와는 무관하게 각 시설의 실질 재활용률을 산술평균으로 산정한다. 폐합성수지의 국가수준 실질 재활용률 산정은 폐합성수지의 연도별 재활용량, 공정별 재활용량의 비율, 폐합성수지의 각 공정별 실질 재활용률을 곱하여 다음의 수식을 통해 산정하였다. 

 

Rac,na :폐합성수지의 국가 수준 실질 재활용률(%)
Rac,pi :폐합성수지 재활용 공정별 실질 재활용률(%)
Gpi :폐합성수지 재활용 공정별 재활용량(ton/year)
Gna :폐합성수지의 연간 재활용량(ton/year) 

본 연구에서는 대표성 있는 폐합성수지의 재활용 시설별 및 공정별 실질 재활용률을 도출하여 국가 수준에서의 폐합성수지 실질 재활용량을 산정하고자 하였다. 또한, 실질 재활용률 적용 시 단일값(Single Value)적용이 아닌 분포값을 활용하여 확률밀도함수로 실질재활용률을 나타내어 불확실성 분석(Uncertainty Analysis)을 수행하였다. 불확실성 분석 시 몬테카를로 시뮬레이션(Crystal Ball 소프트웨어 Version 11.0)을 활용하였으며, 100,000번의 시뮬레이션을 통하여 확률론적 분포값을 도출하였다17)

III. 연구결과 및 고찰

1. 현장방문조사에 근거한 시설별 실질 재활용률 결과

 다음의 Table 1은 폐합성수지의 재활용 시설 현장 방문조사 후 재활용 공정 특성과 재활용 시설에서의 물질흐름을 바탕으로 산정된 실질 재활용률 결과를 나타낸 것이다. 재활용 시설별 실질 재활용률이 약 70% 에서 크게는 약 95%까지 나타났으며, 전체 현장방문조사 시설별 실질 재활용률의 평균은 87.5 ± 7.1%를 보였다. 펠렛 형태 재활용 시설은 시설별 실질 재활용률의 차이가 큰 편이다. 이는 반입되는 폐합성수지에 의한 영향 때문이며, 지자체 또는 민간에서 운영하는 선별장의 폐합성수지 선별수준에 따라 크게 좌우된다. 최근 연구 결과에 따르면 폐합성수지 재질별 공정수율(process yield)은 PVC 87.3%, PE 94.2%, PP 90.9%, PS 85.0% 등으로 보고되었으며, 이는 본 연구와 비교적 유사한 결과를 나타내었다18).

Table 1. Determination of actual recycling rates of waste plastic recycling facilities by site visits(Unit : %)

2. 재활용업체 설문조사에 근거한 실질 재활용률 산정

 폐합성수지 재활용 시설을 대상으로 업체 설문조사 결과를 바탕으로 실질 재활용률을 산정한 결과, Table 2와 같다. Table 2에 제시된 바와 같이 폐플라스틱은 재활용 공정 방법에 따라 실질 재활용률의 차이가 나타났다. 2009년~2011년의 3년간 데이터를 사용하였으며, PSP 재질의 폐기물을 잉고트로 생산하는 공정의 실질 재활용률은 94.9 ± 3.0%로 가장 높았고, 표준편차도 상대적으로 적게 나타났다. 용기류, 트레이 재질을 펠렛 형태로 재활용하는 공정의 경우 실질 재활용률은 79.9 ± 15.0%로 가장 낮았다. 복합재질로 고형플라스틱 연료(RPF)를 생산하는 공정의 경우, 실질 재활용률은 88.0 ± 20.5%로 나타났으며, 상대적으로 편차가 높게 나타났다. 이는 반입되는 복합재질 폐플라스틱의 원료와 적용되는 공정특성에 따라 차이가 난 것으로 판단된다.

Table 2. Actual recycling rate by recycling method and product based on industrial surveys(Unit : %)

3. 폐합성수지 재활용 시설별 물질흐름분석 결과

 현장방문조사와 재활용업체 설문조사를 바탕으로 확보한 재활용 공정에서의 물질흐름을 파악하여 시설별 물질흐름분석 일부 자료를 제시하면 아래 Fig. 2 ~ 4와 같다. Fig. 2는 A업체 폐전자제품의 폐합성수지를 펠렛 형태로 재활용하는 시설에서의 2011년 폐합성수지의 물질흐름도를 나타낸 것이다. 폐합성수지 반입량 약 19,648톤은 재고 및 이월량 없이 공정에 투입되었으며, 공정 부산물 및 공정 손실량으로 약 6,642톤이 발생하였다. 하지만 공정 부산물에서 발생된 약 6,100톤은 다른 재활용 시설로 위탁 처리하게 되어 잠재적 재활용 가능성이 있으므로 재활용 가능량으로 볼 수 있다. 최종 재활용 제품으로 생산된 약 13,005톤과 재활용 가능량을 합한 약 19,105톤이 실질 재활용량이며, 이 시설의 2011년 실질 재활용률은 97.2%이다.

Fig. 2. Material flow analysis of waste plastic recycling facility (A site).

 Fig. 3은 B업체에서 펠렛형태를 생산하는 재활용 시설 재활용 공정에서의 물질흐름도를 비교적 간단하게 모식화하여 나타내었다. 재활용 시설에는 약 6,200톤의 폐합성수지가 반입되었고, 그 중 약 300톤은 이물질로 처리되었으며, 약 700톤은 재활용 공정 중 대부분 부산물 또는 공정 손실량으로 배출되었다. 마지막으로 재활용 공정을 통해 생산된 펠렛은 약 5,200톤이 생산되어 이 시설에서의 실질 재활용률은 83.9%로 산정되었다.

Fig. 3. Material flow analysis of waste plastic recycling facility (B site).

 Fig. 4는 폐합성수지로부터 펠렛을 생산하는 재활용 업체(28개의 자료)의 재활용 공정(파쇄, 세척, 선별, 압출 등)의 처리 비율을 물질흐름도로 나타낸 것이다. 폐합성수지 반입량을 100%로 가정할 때, 이 중 이월량, 재고량 및 이물질량 등은 3.0 ± 6.5%, 부산물 및 공정손실량은 17.1 ± 16.6% 수준으로 나타났다. 펠렛 생산 재활용 공정의 실질 재활용률은 약 79.9% 표준편차 15.0%로 산정되었다.

Fig. 4. Material flow analysis of waste plastic based on pellet production at plastic recycling facilities.

4. 국가 수준 실질 재활용량 산정 결과-불확실성분석

 폐합성수지의 국가수준 실질 재활용률과 실질 재활용량을 산정하기 위하여 Table 3에 제시된 폐합성수지의 재활용 공정방법별 처리량(재활용 시설 반입량)의 비율을 적용하였다19). 즉 각 공정별 처리량과 공정별 실질 재활용률의 가중치를 적용하여 국가 수준 실질 재활용률을 산정하였다. 폐합성수지의 국가통계 재활용률(A)과 국가수준 실질 재활용률의 비율은 Table 4에 제시하였으며, 약 83.2 ~ 84.0% 수준으로 나타났다.

Table 3. Ratio of waste plastic recycling method by recycled plastic products between 2006 and 2011(Unit : %)

Table 4. Comparison of national waste plastic recycling rate with actual recycling rate at national level between 2006 and 2010(Unit : %)

 폐합성수지의 국가수준 실질 재활용률의 확률분포값은 Fig. 5와 같다. 국가수준의 실질 재활용률에 대한 불확실성 분석 시 몬테카를로 시뮬레이션에서 가정한 입력변수(평균값)의 분포는 Triangular 분포(Minimum, Most Likely, Maximum)를 사용하였다. 시뮬레이션 적용 시 Most Likely의 경우 평균값 29.3%를 사용하였으며, Minimum과 Maximum 값의 경우는 표준편차 9.3%의 차와 합을 각각 사용하였다. 폐합성수지의 국가수준 실질 재활용률은 Fig. 5에 제시된 바와 같이 Monte-Carlo Simulation 결과값에서는 평균 약 29.4%로 나타났으며, 10% Percentile은 약 24.2%, 90% Percentile은 약 34.5%로 산정되었다.

Fig. 5. Result of uncertainty analysis of actual recycling rate at national level of waste plastic recycling facilities.

 국내 폐합성수지 재활용의 통계는 물질 재활용(Material Recycle)에 근거하여 산정되어 있다. 반면, 유럽의 폐합성수지 재활용은 물질 재활용률(Material Recycling Rate)과 에너지 회수율(Energy Recovery Rate)로 구분하여 사용하고 있다. 2010년 독일의 폐플라스틱 재활용률은 약 98%이며, 이 중 물질 재활용률은 약 33%, 에너지 회수율 약 65%이다. 유럽에서 폐합성수지 물질 재활용률이 가장 높은 스웨덴은 약 36% 수준이다10). 국내의 실질 재활용률(물질 재활용 기준)인 45.1%에 비하면 다소 낮은 편이지만 유럽에서는 에너지원으로써 재활용하는 양을 고려한다면 국내 재활용률보다 상대적으로 높을 것으로 예상된다8).

IV. 결 론

 본 연구에서는 업체 현장방문조사와 설문조사를 통해 폐합성수지 재활용시설에서의 재활용 공정 및 특성을 파악하고 시설별 물질흐름도를 작성하여 재활용 시설에서의 실질 재활용률을 산정하였으며, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.

 1. 현장방문조사를 바탕으로 시설별 실질 재활용률 산정 결과, 폐합성수지의 실질 재활용률은 평균 약 87.5%로 나타났다.

 2. 시설별 실질 재활용률: 재활용업체 설문조사에 근거하여 폐합성수지의 재활용 재질, 공정 특성파악, 물질흐름분석 자료 등을 바탕으로 폐합성수지의 실질 재활용률 산정 결과 평균 약 84.3 ± 14.3%로 나타났다. 즉 시설에 반입된 폐합성수지가 재활용 공정을 통해 전량 재활용 제품으로 생산되지 않았고, 일부 재활용 부산물 또는 협잡물의 형태로 공정 손실이 나타났다. 특히 반입 폐기물의 종류, 재활용 공정 특성, 재활용 생산 제품의 종류에 따라 실질 재활용률은 차이가 있다.

 3. 공정별 실질 재활용률: 폐합성수지의 재질별 및 재활용 공정 방법에 따른 실질 재활용률을 산정한 결과, PSP 잉고트 생산의 경우 약 94.9 ± 3.0%, 용기류 및 트레이류의 펠렛 생산 공정의 경우 약 79.9 ± 15.0%, 복합재질 및 포장재의 물질재활용(MR)의 경우 약 87.4 ± 14.2%, 그리고 고형플라스틱연료(RPF) 제품생산의 경우 실질 재활용률은 약 88.0 ± 20.5%로 나타났다.

 4. 국가수준 실질 재활용률: 국가 통계에서의 폐합성수지의 재활용률은 2010년 기준 약 53.7%로 보고되었으나, 본 연구를 통해 재질별 실질 재활용률과 공정방법별 재활용 처리량을 고려하여 산정한 결과, 국가 수준의 실질 재활용률은 약 45.1% 로 나타났다.

사 사

 본 논문은 2012년도 환경부의 재원으로 국립환경과학원에서 발주된 용역과제로 수행하였으며, 환경부의 폐자원에너지화 전문인력양성사업으로 지원되었습니다.

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