NO.1
초미립자화에 의한 오니의 소멸처리 프로세스

일본 그룬바 종합연구소・주임 연구원  이야마 이치로
(한국어에 번역:최 명성

1.처음에
 일본의 산업 오니 배출량은, 연간 1억7천만 톤으로, 이는 산업 폐기물 전체의 43%를 차지하고 있다.1)
 오니의 재자원화율은 불과 11%로, 나머지는 매립, 소각, 해양 투기, 불법투기 되고 있다.
 최근,주민운동의 고양과 매립 처분장의 법적 규제의 강화로, 매립지 땅의 확보가 매우 곤란해졌기 때문에, 매립 가능 용량은, 매년 급커브로 감소하고 있다.
 소각은, 다이옥신 등 환경 호르몬의 문제가 심각해지고 있으며, 또한, 지구 온난화 방지 관점에서도 기피 되는 경향이 고착되고 있다.
 해양 투기는, 국제법상이나 국내법상에서도 금지가 되는 것은 피할 수 없다.「해양 환원」등과 같은 논법은, 이미 통용되지 않는 것이다.
 이렇게 되면, 1억 수천만 톤이나 되는 방대한 양의 오니의 시말이 심각한 사회 문제를 야기 하는 것은 필연이다.
 오니를 어떠한 방법으로든 적절하게 처리하지 않으면, 일본의 아름다운 자연 환경이, 오니로 끔찍하게 오염되어 버린다.실제로, 키타칸토나 토호쿠 각지에 「오니 긴자」라는 오니 불법 투기 지역이 생겨나고 있다.
 오니의 재이용에 대해서는, 지금도 식자들이 심사숙고중이지만, 농지 환원, 소각, 용해, 골재 자원화, 콘크리트 고체화, 고형화 처리, 천일 건조, 블랙 토양, 탄화, 단백 자원화, 연료화, 메탄가스 제조…로서, 어느 것이나 코스트와 딜리버리 양면에서 결점을 극복하지 못하고 있다.
 만약, 오니의 처리법으로서 적절한 기술이 확립되면, 처리량은 매년1억 수천만 톤이나 있으므로, 거대한 비즈니스로서 뿐만 아니라, 21세기 환경 입국을 목표로 하는 일본의 기간산업으로 성장할 가능성조차 있다.
 그런데, 오니는 방치하면 심하게 부패되, 강렬한 악취와 해충이 발생하고, 다음에는 주민의 불평이 쇄도한다. 이러한 부패의 억제, 그리고 감량화와 무해화, 이것이 오니 처리의 키포인트가 되는데, 본보는, 오니를 특수한 분산기(개발 코드명:「그룬바•엔진」)로 미립자화해, 세균등 극소 미생물이 공격하기 쉬운 상태로 하고 나서, 다음 공정에 대해 혐기성 발효 소화→소산이라고 하는 프로세스를 거치고, 최종적으로는 오니라고 하는 형태를 소멸시킨다는 신기술에 대한 최신 정보이다.

2.오니 세포 파괴
 일본에 있어 오수처리 방식의 주류는, 활성 오니법이다.이 방식은, 호조시에는 청청한 처리수를 얻을 수 있지만, 결점은 대량의 오니가 발생하는 것이다.
도시 하수의 표준적인 활성 오니 처리에서는, 고형분 1~2%의 오니가 유입 수량에 대해서 1%이상이나 생산된다.이와 같이 대량으로 발생하는 오니의 주요한 구성 성분은, 세균, 진균류, 조류(藻類), 원생동물, 미소후생(微少後生) 동물등과 같은 생물체이다.2)
 생물의 첫번째의 특징은, 세포체인 것이다. 세포내에 「생명」은 머물며, 세포외와 물질•정보의 교환을 실시하는 것, 이것이 「생명 현상」이다.
 생물은, 세포막이라고 하는 견고한 바리야를 쳐, 어려운 외부 환경으로부터 스스로를 지키면서 생명을 유지해 나간다.
(表 1)    産業廃棄物排出量(全国)
 産業廃棄物の種類  排出量(千トン/年)   割合(%) 
 燃えがら 2,678 0.7
 汚でい 171,450 43.4
 廃油 3,471 0.9
 廃酸 2,674 0.7
 廃アルカリ 1,547 0.4
 廃プラスチック類 4,334 1.1
 ゴムくず 94 0.0
 金属くず 8,533 2.2
 ガラスくず及び陶磁器くず 5,295 1.3
 動植物性残渣 3,543 0.9
 紙くず 1,193 0.3
 木くず 6,573 1.7
 繊維くず 99 0.0
 鉱さい 42,507 10.8
 建設廃材 54,798 13.9
 家畜ふん尿 77,208 19.6
 家畜死体 28 0.0
 ダスト類 7,491 1.9
 その他 1,218 0.3
 計 394,736 100.0
(備考)平成2年度, 厚生省調べ.
              平成5年版環境白書(各論)より
(表 2)   産業廃棄物の再資源化の状況
 産業廃棄物の種類  再資源化率(%) 
 燃えがら 17.5
 汚でい 11.5
 廃油 24.5
 廃酸 26.5
 廃アルカリ 8.0
 廃プラスチック類 31.2
 紙くず 63.2
 木くず 43.3
 繊維くず 51.1
 動植物性残渣 31.3
 ゴムくず 12.5
 金属くず 93.0
 ガラスくず及び陶磁器くず 50.8
 鉱さい 84.7
 建設廃材 16.0
 ばいじん(ダスト類) 78.0
 処分するために処理したもの 7.4
  (備考)平成2年度, 通商産業省調べ.
          平成5年版環境白書(各論)より

그림1은, 세균 세포의 구조도이다. 세포막은 균체의 외측을 둘러싸는 막상 구조로, 안쪽으로부터 세포질막, 세포벽, 점액층 혹은 협막으로 되어 있다.세포벽은 세포질의 외측에 있는 단단한 막이다.3)
 어떤층이나 여러막으로 보호되고 지켜지면서, 생명 현상은 안전하게 진행한다.그림2에 열거한 미생물들도, 모두 막상 구조로 보호되는 생명체이다.
 오수의 생물 처리 공정은, 그림2의 미생물군이 오수중의 유기물이나 무기물을 분해하며 기초가 되는 물질로서 섭취하는 프로세스이며, 이 미생물군의 덩어리가 오니다.
 생물 처리의 마지막은, 오니의 탈수 공정과 다음의 오니 케이크 제조 공정이지만, 탈수되었다고는 해도 탈수 케이크의 수분은 80%나 있다.아무리 우수한 탈수기로도, 겨우 70%정도의 함수율이다.이것은, 세포 외의 수분이 탈수된 것 뿐만으로, 세포내에는, 표3과 같이 수분이 많이 잔존하고 있기 때문이다.


  (表3)大腸菌細胞の成分
成   分
 水  70
 蛋白質 15
 核酸
    DNA
    RNA
 糖
 脂質
 アミノ酸, ヌクレチオド等
 無機物 


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