"쓰레기는 과학이다"..사람을 대신하는 빛과 바람, 그리고 자석

[MT리포트] 오염의 종결자 'K-순환경제'(4회): 폐기물 재활용, 발 묶인 한국④

[편집자주] 대한민국에선 매일 50만톤의 쓰레기가 쏟아진다. 국민 한 명이 1년 간 버리는 페트병만 100개에 달한다. 이런 걸 새로 만들 때마다 굴뚝은 탄소를 뿜어낸다. 폐기물 재활용 없이 '탄소중립'은 먼 나라 이야기일 뿐이다. 오염 없는 세상, 저탄소의 미래를 향한 'K-순환경제'의 길을 찾아본다.

11일 용인 처인구 용인시 재활용 센터에서 광학선별기를 거친 폐페트병이 자동으로 분류되고 있다. /사진=김휘선 기자 hwijpg@

#. 한 겹으로 넓게 펼쳐진 각종 플라스틱 폐기물에 빛을 쏘이자 폐기물별로 다른 파장이 반사돼 감지됐다. 이렇게 확인한 폐기물별 파장값은 곧바로 물리적 분류 장치로 전송되고 선별해야 할 타깃 플라스틱 폐기물에 압축 공기가 발사된다. 공기를 맞은 선별 대상 플라스틱은 컨베이어 벨트 바깥으로 떨어셔 아랫층 선별 장소로 분류되고 나머지 폐기물은 다음 광학선별기로 이동한다.

폐기물 재활용 분류 공정이라고 하면 늘상 폐기물이 쌓인 컨베이어 벨트에 고무장갑과 앞치마, 마스크 등으로 중무장한 인부들이 나란히 서서 직접 손으로 폐기물을 분류하는 장면이 떠오르기 마련이다. 실제로 우리나라에서 발생한 재활용 폐기물 대부분은 이처럼 사람의 손으로 일일이 분류하는 '수선별'을 거쳐 재활용되는 게 보통이다.

수선별 방식의 폐기물 재활용은 열악한 작업 환경 속에 대규모 인력을 투입해야하는 단점을 안고 있다. 또 사람이 직접 하는 일인 데다 하루에도 수십만톤의 폐기물을 선별하다보니 정확도가 떨어지는 것도 문제다. 이같은 수선별의 한계를 보완하기 위해 광학선별기 등을 포함한 선별장 현대화 작업이 주목받고 있다.

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'자력→바람→광학' 단계별 자동 선별과정 거치니 폐페트병이 '후드득'

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11일 용인 처인구 용인시 재활용센터에 재활용 선별 작업을 앞둔 폐기물들이 쌓여있다. /사진=김휘선 기자 hwijpg@

지난 11일 용인 처인구 용인시 재활용센터에 도착하니 비가 오가는 궂은 날씨 속에서도 재활용 선별작업이 한창이었다. 1만5569㎡(제곱미터) 부지에 3465㎡ 시설로 구성된 용인시 재활용센터는 용인 시내 단독주택에서 발생한 재활용 폐기물을 하루 50~60톤씩 처리하고 있는 현대화 재활용 선별 시설 중 하나다.

이곳에는 종량제 봉투를 제외한 대부분 재활용 쓰레기가 섞인 상태로 도착한다. 입구 통과해 재활용 선별장을 우회하면 나오는 공간에 폐기물을 내려놓는 것으로 재활용 선별 작업이 시작된다.

용인시 재활용센터는 광학선별기 등 자동화 설비를 갖춘 재활용 선별장이지만 첫 작업은 사람 손을 거쳐야 한다. 재활용 쓰레기를 자동으로 분류하기 위해선 무게나 금속성, 화학 구조 같은 폐기물의 물리적 성질을 이용해야하는데 너무 무겁거나 가벼운 물체는 자동선별이 불가능하기 때문이다. 폐기물 하적장에서 컨베이어 벨트로 폐기물을 실어보내면 직원 5명이 손으로 비닐쓰레기와 무거운 고철, 대용량 플라스틱 폐기물 등을 1차 선별한다.

1차 수선별을 마친 폐기물은 곧바로 2층 선별장으로 옮겨 2차 수선별을 거친다. 사람 5명으로는 컨베이어 벨트와 폐기물이 몰려드는 속도를 감당할 수 없는 탓에 2차례에 걸쳐 수선별을 해야한다. 2차 수선별장에선 주로 파지와 비닐 등 광학선별에 장애가 될만한 폐기물이 걸러진다.

수선별을 거치면 본격적인 자동선별 작업이 시작된다. 자동선별의 첫단계는 자력(磁力)이다. 자석을 이용해 고철 폐기물을 붙이거나 재활용 쓰레기를 선별 공간으로 튕겨내는 방식이다. 자석에 붙지 않는 캔 폐기물도 파장에 따라 자력으로 밀어낼 수 있는 원리를 이용한다. 자력을 통과한 폐기물은 풍력과 회전선별기로 향한다. 바람을 이용해 가벼운 쓰레기를 날리고 구멍이 뚫려있는 회전선별기에 넣어 크기가 작은 폐기물을 거른다.

수선별과 자력, 풍력 등 단계를 거치면 남아있는 대부분의 폐기물은 △너무 무겁거나 가볍지 않고 △자석에 붙지 않는 △적당한 크기의 폐기물, 즉 플라스틱 쓰레기가 주로 남는다. 광학선별기는 플라스틱 물체에 빛을 쏘이면 물질 구성에 따라 반사파장이 달라지는 원리를 이용한다.

선별기마다 PET(페트)와 PP(폴리프로필렌), PE(폴리에틸렌), PS(폴리스틸렌) 등을 구별할 수 있도록 파장값을 설정하고 해당 파장에 속하는 폐기물에는 압축된 바람을 쏴 1층 선별장으로 떨어트리는 방식이다. 용인시 재활용센터에 설치된 광학선별기는 총 4개. 바꿔말해 4가지 플라스틱을 자동으로 선별할 수 있다는 얘기다.

2층에 위치한 선별기에서 걸러진 폐기물은 미리 나눠놓은 1층 공간으로 떨어진다. 나머지 작업은 선별된 재활용 폐기물을 지게차로 옮겨 압축하는 것. 압축기를 거치면 트럭에 싣기 편한 직육면체 모양의 플라스틱 폐기물이 완성된다. 용인시 재활용센터 관계자는 "압축기 근처로 가지말라"며 "작업화도 안 신은 상태에서 폐기물에서 나오는 오폐수를 밟으면 그 신발은 버려야해요"라고 주의를 줬다.

압축공기를 활용해 광학선별기를 거친 폐플라스틱을 자동으로 분류하고 있다. /사진=김훈남 기자

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사람 5배 몫을 하지만…10곳 중 1곳만 겨우 도입한 광학선별기

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11일 용인 처인구 용인시 재활용센터에서 직원들이 자동 선별 작업 시작 전 수선별 작업을 진행 중이다. /사진=김휘선 기자 hwijpg@

재활용 선별장에서 광학선별기 등을 사용하는 이유는 효율과 정확도 때문이다. 용인시 재활용센터가 수거한 폐기물에서 재활용 업체에 판매하는 '선별율'은 70% 수준이다. 선별율이 높앗던 지난해 10월의 경우 2300톤 가운데 79%를 선별한 것으로 집계됐다. 우리나라 전국 평균 재활용 선별률이 60%에 못 미치는 점을 고려하면 최대 20%p(포인트) 이상 효율이 차이난다.

용인시 재활용센터 관계자는 "재활용 센터마다 들어오는 폐기물 종류나 양이 다양해서 효율을 측정하기 어렵지만 5배 이상 효율이 나는 것으로 보고 있다"고 말했다.

하지만 국내 재활용 선별장에서 용인시 센터처럼 광학선별기 등을 도입한 곳은 소수에 불과하다. 환경부에 따르면 정부와 지방자치단체가 운영 중인 공공선별장 187곳 중 현대화 설비를 도입한 곳은 17곳, 전체의 9%에 불과하다. 정부가 지난해 예산 49억원을 들여 재활용 선별시설 현대화 사업을 추진, 광학선별기를 도입하고 노후 시설을 교체한 결과물이다. 민간이 운영하는 재활용 선별시설은 117곳. 환경부는 재활용 선별장의 현대화율을 끌어올리기 위해 민간 선별장의 현대화 시설 현황을 파악 중이지만 영세업체가 대부분인 민간 선별장 특성상 자동화 설비를 갖춘 민간 시설은 거의 없는 것으로 알려졌다.

환경부는 올해 대통령 업무보고를 통해 현 정부 임기가 마무리되는 2026년까지 공공선별시설의 현대화율을 62.6%까지 끌어올리겠다는 계획을 밝혔다. 지난해 현대화 작업을 마무리한 17곳을 포함, 누적 기준 △2022년 37개소 △2023년 57개소 △2024년 77개소 △2025년 97개소 △2025년 111개소 등으로 현대화된 선별시설을 확대해 나갈 방침이다.

환경부 관계자는 "중앙정부 예산과 지자체 예산 매칭을 통한 공공선별시설 현대화 작업을 2026년까지 추진할 계획"이라며 "예산 측면에서 큰 사업은 아니지만 현대화 작업을 위한 부지 확보 문제와 선별시설들의 호응 부족 등으로 사업 반영율이 떨어지는 문제를 극복해야 한다"고 말했다.

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용인(경기)=김훈남 기자 hoo13@mt.co.kr

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