자원 회수

자원 회수(resource recovery, 리소스 리커버리)는 폐기물을 투입 재료로 사용하여 가치 있는 제품을 새로운 결과물로 만드는 것이다. 목표는 생성되는 폐기물의 양을 줄여 쓰레기 매립지 공간의 필요성을 줄이고 폐기물에서 창출되는 가치를 최적화하는 것이다. 자원 회수는 제조 과정에서 원재료를 사용해야 하는 필요성을 늦춘다. 쓰레기, 건설 및 철거 폐기물, 상업 폐기물 및 산업 폐기물에서 발견되는 재료는 새로운 재료 및 제품의 제조업을 위한 자원을 회수하는 데 사용될 수 있다. 플라스틱, 종이, 알루미늄, 유리 및 금속은 폐기물에서 가치를 찾을 수 있는 예시이다.

자원 회수는 단순한 폐기물 관리를 넘어선다. 자원 회수는 천연 자원의 추출과 폐기물의 생성을 최소화하고, 재료와 제품이 내구성, 재사용, 수리 가능성, 재제조 및 재활용을 위해 더욱 지속 가능하게 설계되는 순환 경제의 일부이다. 전 과정 분석 (LCA)은 다양한 처리 기술의 자원 회수 잠재력을 비교하는 데 사용될 수 있다.

자원 회수는 위생 시설의 맥락에서도 목표가 될 수 있다. 여기서 이 용어는 폐수와 분뇨 (소변과 대변)에 포함된 자원을 회수하는 접근 방식을 의미한다. "화장실 자원"이라는 용어가 최근 사용되고 있다. 이러한 자원에는 영양소(질소 및 인), 유기물, 에너지 및 물이 포함된다. 이 개념은 생태적 위생으로도 불린다. 폐기물 흐름을 분리하면 자원 회수를 더 간단하게 만들 수 있다. 예를 들어, 소변을 대변과 분리하는 것(소변 분리 화장실에서처럼)과 회색 폐수와 검은 물을 분리하는 것이 있다.

 회수원 
자원 회수는 정부 정책 및 규제 변화, 분리수거 및 쓰레기 수집, 재사용 및 재활용을 촉진하기 위한 개선된 'binfrastructure'와 같은 순환 경제 기반 시설, 혁신적인 순환 사업 모형, 그리고 경제적 비용뿐만 아니라 사회적 및 환경적 비용과 이점 측면에서 재료와 제품의 가치를 평가함으로써 가능해질 수 있다. 예를 들어, 유기물은 퇴비화 및 혐기성 소화에 의해 처리되어 에너지, 퇴비 또는 비료로 변환될 수 있다. 마찬가지로, 현재 산업 쓰레기 매립지 및 오래된 광산 주변에 저장된 폐기물은 생물 침출 및 공학 나노입자로 처리되어 전기차량 및 풍력 터빈과 같은 저탄소 경제 기술에 사용하기 위한 리튬, 코발트 및 바나듐과 같은 금속을 회수할 수 있다.

자원 회수의 제한 요인은 현재의 선형 비즈니스 모델에서 엔트로피가 증가하여 원재료가 돌이킬 수 없는 손실을 겪는다는 점이다. 제조 과정에서 폐기물 생성부터 시작하여, 제조 조립 과정에서 재료의 혼합 및 희석으로 엔트로피가 더욱 증가하며, 이후 사용 기간 동안 부식 및 마모가 발생한다. 수명 주기 말기에는 매립지에서 재료가 혼합되면서 무질서가 기하급수적으로 증가한다. 이러한 엔트로피 법칙의 방향성으로 인해 자원 회수 잠재력은 감소하고 있다. 이는 순환 경제 기반 시설 및 비즈니스 모델을 더욱 촉진한다.

 고형 폐기물 

섬네일|right|재활용을 위해 분쇄 및 묶인 강철
재활용은 빈 음료수 용기 등 폐기된 재료를 수집하고 재사용하는 자원 회수 방식이다. 품목이 만들어진 재료는 새로운 제품으로 재가공될 수 있다. 재활용 재료는 전용 쓰레기통 및 수거 차량을 사용하여 일반 폐기물과 별도로 수거되거나, 혼합 폐기물 흐름에서 직접 분류될 수 있다.

가장 흔하게 재활용되는 소비재는 음료수 캔과 같은 알루미늄, 전선과 같은 구리, 강철 식품 및 에어로졸 캔, 오래된 강철 가구 또는 장비, 폴리에틸렌 및 PET 병, 유리병 및 병뚜껑, 판지 카르톤, 신문, 잡지 및 얇은 종이, 그리고 골판지 상자이다.

PVC, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리스타이렌 (수지 식별 코드 참조)도 재활용 가능하다. 이 품목들은 보통 단일 유형의 재료로 구성되어 있어 새로운 제품으로 재활용하기 비교적 쉽다. 복잡한 제품(예: 컴퓨터 및 전자 장비)의 재활용은 추가적인 해체 및 분리가 필요하므로 더 어렵다.

허용되는 재활용 재료의 종류는 도시 및 국가마다 다르다. 각 도시와 국가는 다양한 유형의 재활용 재료를 처리할 수 있는 다른 재활용 프로그램을 운영하고 있다.

 폐수 및 배설물 

폐수, 하수 슬러지, 분뇨 슬러지 및 분뇨에서 귀중한 자원을 회수할 수 있다. 여기에는 물, 에너지, 그리고 비료 영양소인 질소, 인, 칼륨 및 황과 같은 미량 영양소, 유기물이 포함된다. 또한 바이오플라스틱과 은과 같은 금속 등 폐수에서 다른 원재료를 회수하는 것에 대한 관심이 증가하고 있다. 원래 폐수 시스템은 도시 지역에서 배설물과 폐수를 제거하기 위해서만 설계되었다. 물은 폐기물을 씻어내고 종종 인근 수역으로 방출하는 데 사용되었다. 1970년대 이후 환경 보호를 위해 폐수 처리에 대한 관심이 증가했으며, 주로 파이프 끝에서 물을 정화하는 데 노력이 집중되었다. 2003년경부터 생태적 위생 및 지속 가능한 위생 개념이 등장하면서 폐수에서 자원을 회수하는 데 중점을 두게 되었다. 2016년경부터 "화장실 자원"이라는 용어가 사용되기 시작했고, 화장실에서 자원 회수 가능성에 대한 더 많은 관심을 불러일으켰다.

다음 자원을 회수할 수 있다.
 물: 많은 물 부족 지역에서는 폐수에서 물을 회수해야 한다는 압력이 커지고 있다. 2006년 세계보건기구는 유엔식량농업기구 (FAO) 및 유엔 환경 계획 (UNEP)과 협력하여 폐수를 안전하게 사용하는 지침을 개발했다. 또한 많은 국가 정부는 회수된 물의 사용에 관한 자체 규정을 가지고 있다. 예를 들어, 싱가포르는 폐수 시스템에서 회수된 물로 도시 물 수요의 절반을 충족하는 것을 목표로 한다. 그들은 이것을 뉴워터라고 부른다. 폐수 재이용과 관련된 또 다른 개념은 하수 채굴이다.
 에너지: 하수 슬러지에서 바이오가스를 생산하는 것은 현재 하폐수 처리장에서 일반적인 관행이다. 또한 폐수 슬러지와 배설물을 연료원으로 사용하는 여러 가지 방법이 연구되었다.
 비료 영양소: 분뇨에는 질소, 인, 칼륨 및 농업 생산에 필요한 기타 미량 영양소가 포함되어 있다. 이것들은 침전 또는 스트리핑 과정을 통해 회수되거나 단순히 폐수 또는 하수 슬러지를 사용하여 회수될 수 있다. 그러나 하수 슬러지의 재사용은 중금속, 환경 잔류 의약품 오염물질 및 기타 화학 물질과 같은 바람직하지 않은 화합물의 높은 농도로 인해 위험을 초래한다. 비료 영양소의 대부분은 배설물에서 발견되므로 폐수의 배설물 부분을 (예: 화장실 폐기물) 나머지 폐수 흐름과 분리하는 것이 유용할 수 있다. 이는 바람직하지 않은 화합물의 위험을 줄이고 회수된 영양소를 농업 생산에 적용하기 전에 처리해야 할 양을 줄인다.

폐수를 가치 있는 제품으로 전환하기 위한 다른 방법도 개발되고 있다. 배설물이나 유기 폐기물에서 동애등에를 사육하면 단백질 사료로 사용할 수 있는 파리 유충을 생산할 수 있다. 다른 연구자들은 폐수에서 지방산을 수확하여 바이오플라스틱을 만들고 있다.

 유기물 

섬네일|right|활동적인 퇴비 더미
식물 재료, 음식물 찌꺼기, 종이 제품과 같이 유기물인 폐기물은 생물학적 퇴비화 및 소화 과정을 사용하여 분해될 수 있다. 그 결과 생성된 유기물은 농업 또는 조경 목적으로 멀칭 또는 퇴비로 재활용된다. 또한, 이 과정에서 발생하는 폐가스(메테인 등)는 포집하여 전력 및 열 생산(CHP/열병합)에 사용하여 효율성을 극대화할 수 있다. 생물학적 처리의 목적은 유기물 분해의 자연 과정을 제어하고 가속화하는 것이다.

간단한 가정용 퇴비 더미부터 소규모 도시 규모의 배치 소화기, 혼합 생활 폐기물의 산업 규모 밀폐 용기 소화( 기계적 생물학적 처리 참조)에 이르기까지 복잡성이 다양한 퇴비화 및 소화 방법과 기술이 다양하다. 생물학적 분해 방법은 호기성 또는 혐기성 방법으로 구분되지만, 두 방법의 혼합형도 존재한다.

쓰레기의 유기성분 혐기성 소화는 매립, 소각 또는 열분해보다 환경적으로 더 효과적인 것으로 밝혀졌다. 전 과정 분석 (LCA)은 다양한 기술을 비교하는 데 사용되었다. 그 결과 생성되는 바이오가스 (메테인)는 열병합 (가급적 생산 현장 또는 그 근처에서 전기 및 열)에 사용되어야 하며, 약간의 업그레이드를 통해 가스 연소 엔진 또는 터빈에 사용될 수 있다. 합성 천연가스로 추가 업그레이드하면 천연가스 네트워크에 주입하거나 정지형 열병합 연료 전지에 사용하기 위한 수소로 추가 정제할 수 있다. 연료 전지에서 사용하면 연소 생성물로 인한 오염이 제거된다. 간단한 가정용 퇴비 더미부터 소규모 도시 규모의 배치 소화기, 산업 규모의 밀폐 용기 소화 ( 기계적 생물학적 처리 참조)에 이르기까지 복잡성이 다양한 퇴비화 및 소화 방법과 기술이 다양하다.

 산업폐기물 

 회수 방법 
많은 국가에서, 분리된 노변 수거는 자원 회수 방법 중 하나이다.

 오스트레일리아 

오스트레일리아에서는 가구에 여러 개의 쓰레기통이 제공된다. 하나는 재활용용(노란색 뚜껑), 다른 하나는 일반 폐기물용(보통 빨간색 뚜껑), 그리고 또 다른 하나는 정원 재료용(녹색 뚜껑)이다. 정원 재활용 쓰레기통은 요청 시 지방자치단체에서 제공한다. 일부 지역에서는 듀얼 스트림 재활용을 실시하여 종이는 봉투나 상자에 수거하고 다른 모든 재료는 재활용 쓰레기통에 넣는다. 어느 경우든 회수된 재료는 자재 회수 시설로 운반되어 추가 처리된다.

쓰레기, 상업 및 산업 폐기물, 건설 및 철거 잔해는 매립지에 버려지며 일부는 재활용된다. 가정에서 버리는 재료는 분리된다. 재활용 가능한 물질은 분류되어 새 제품으로 만들어지고, 사용할 수 없는 물질은 매립지에 버려진다. 오스트레일리아 통계청 (ABS)에 따르면, 재활용률은 높으며 "지난해 (2003년 조사) 99%의 가구가 재활용 또는 재사용을 보고했으며, 이는 1992년 85%에서 증가한 수치"이다. 2002-03년에는 "지방자치단체에서 30%, 상업 및 산업 폐기물에서 45%, 건설 및 철거 잔해에서 57%"가 재활용되었다. 에너지는 자원 회수의 일부로 생산되기도 한다. 일부 쓰레기 매립가스는 연료나 전기 생산을 위해 포집되지만, 이는 자원 회수의 목적이 쓰레기 매립 처리를 완전히 피하는 것이므로 최후의 수단으로 간주된다.

 지속 가능성 
자원 회수는 기업이 ISO 14001 인증을 유지하는 데 핵심적인 요소이다. 기업들은 매년 환경 효율성을 개선하도록 장려된다. 이를 위한 한 가지 방법은 폐기물 관리 시스템에서 자원 회수 시스템(예: 유리, 음식물 쓰레기, 종이 및 판지, 플라스틱 병 등의 재활용)으로 전환하는 것이다.

전 지구적인 자원 관리 관점에서 자원 회수 분야의 교육과 알아차림은 점점 더 중요해지고 있다. 탈루아르 선언은 전례 없는 규모와 속도의 환경 오염 및 황폐화, 그리고 천연 자원의 고갈에 대한 우려를 담은 지속 가능성 선언이다. 지역, 국가, 그리고 전 지구적인 공기 오염; 독성 폐기물의 축적 및 분포; 숲, 흙, 물의 파괴 및 고갈; 오존층 고갈 및 "온실" 가스 배출은 인간과 수천 종의 다른 생명체의 생존, 지구의 온전함과 그 생물 다양성, 국가의 안보, 그리고 미래 세대의 유산을 위협한다. 여러 대학은 환경 관리 및 자원 회수 프로그램을 수립함으로써 탈루아르 선언을 이행했다. WAMITAB 및 Chartered Institution of Wastes Management와 같은 다양한 조직이 대학 및 직업 교육을 장려한다. 많은 슈퍼마켓은 고객이 역방향 자동판매기를 사용하여 사용한 구매 용기를 반환하고 재활용 수수료를 환불받도록 권장한다. 이러한 기계를 제조하는 브랜드로는 톰라와 Envipco가 있다.

2010년 CNBC는 폐기물, 즉 "버려졌을" 때 어떻게 되는지, 그리고 그것이 세계에 미치는 영향에 대한 다큐멘터리 Trash Inc: The Secret Life of Garbage를 방영했다.

유엔은 2015년에 17개의 지속가능 개발 목표 (SDG)를 설정했다. "책임 있는 소비 및 생산"을 위한 SDG 12는 13개의 지표를 가진 11개의 목표에 대한 진행 상황을 측정한다. 목표 3, 4, 5는 식품 및 화학 물질 전반의 폐기물 생성에 중점을 둔다.

 생산자 책임 재활용 
생산자 책임 재활용 (EPR)은 특정 제품의 전 수명 주기 동안 발생하는 모든 비용을 통합하는 것을 촉진하는 가격 책정 전략이다. 시장 가격에 "수명 종료 폐기 비용"도 반영함으로써 가격 책정의 정확성을 높인다. 생산자 책임 재활용은 생산, 포장, 운송 및 폐기 또는 재사용에 이르는 제품의 전체 수명 주기에 걸쳐 책임을 부과하는 것을 의미한다. EPR은 제품을 제조, 수입 및 판매하는 기업이 제품의 수명 및 폐기 또는 재사용 전반에 걸쳐 해당 제품에 대한 책임을 지도록 요구한다.

 같이 보기 

 음식물 쓰레기
 순환 경제
 요람에서 요람으로
 화장장
 연석 채굴
 산업 공생
 자재 회수 시설
 인#뼈와 구아노 재
 생산물 관리
 폐기물 이송장

 각주 

분류:폐기물 관리 개념