KR20000063713A - 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐기물 매립장에서 발생되는 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템에 관한 것으로서, 특히 수평가스 포집시설을 중간 복토층 상부에 설치하고 이에 헤더관과 기액 분리기를 설치하여 가스와 침출수를 하나의 관을 통하여 이송시키는 동시에 가스와 침출수를 분리하는 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 시스템은 기존의 매립가스 포집 시설에 비하여 신속한 매립가스 포집이 가능하여 주변지역의 환경영향 저감에 효과적으로 대응할 수 있는 구조를 지니고 있다.

본 발명은 중간 복토층의 상부에 설치되어 발생되는 가스 및 침출수를 안내하는 통로인 수평가스 포집시설과, 상기 수평가스 포집시설에 연결되어 매립장에서 발생되는 가스를 외부로 토출되도록 하는 헤더관으로 구성되어, 시공이 단순하고 신속한 매립가스 포집이 가능하며 매립가스와 침출수를 동시에 포집할 수 있을 뿐만 아니라 포집과 설치 작업시 악취 발생을 억제할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템 {Separated Discharging System for LFG(Landfill-Gas) and Leachate in the Landfill }

본 발명은 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템에 관한 것으로서, 특히 수평가스 포집시설을 중간 복토층 상부에 설치하고 이에 헤더관과 기액 분리기를 설치하여 가스와 침출수를 하나의 관을 통하여 이송시키는 동시에 가스와 침출수를 분리하는 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 국내 일반 폐기물 매립장에 반입되는 폐기물의 성상중 약 60% 정도가 생활계 폐기물인 바, 외국의 폐기물에 비하여 급속 분해물질(rapid biodegradable material)이 많이 존재하여 매립 초기에 매립가스(LFG : landfill gas)가 상당히 발생되고 있는 실정이다.

또한, 국내 폐기물 매립장의 입지여건 특성상 통상적으로 생활구역에서 멀리 이격되어 있지 못한 실정이므로, 신속한 매립가스 포집 및 처리가 시행되지 못하면, 매립가스 중에 포함되어 있는 악취 유발물질로 인하여 주변 지역에 악취 영향을 미치게 되므로 민원 문제를 초래하게 된다.

매립가스의 포집 및 처리 시설은 매립장 운영에 있어서 상당히 중요한 시설로서 안정적으로 운영되어져야 하는 시설이다.

반면, 국내 폐기물의 높은 함수율(약 40 ~ 50% 내외)로 인하여, 매립층 내부에서 발생되는 침출수의 흐름은 폐기물의 비균질성에 의하여 하부로 특정수로(channel flow)를 형성하여 흐르게 되는데, 이 흐름은 상대적으로 투수계수가 작은 중간 복토층에 의해서 그 흐름이 지체될 수 있으며, 이러한 지체 현상에 의하여 매립층의 특정구간에 특정수위 형성층(perched layer)이 형성될 가능성이 있다.

국내 대부분의 매립장에서의 폐기물 매립은 다단(multi-layer)으로 이루어지므로 매 단별로 특정수위가 형성된다면, 매립장 체제의 안정성 및 침출수 누출 잠재력이 높게 되는 문제를 야기시키므로 다중 수위의 저감이 필요하다.

국내 폐기물의 급속한 혐기성 분해에 따라 폭발적인 매립가스의 발생은 매립장 내부의 압력을 상승시켜, 침출수 및 악취 유발물질의 누출 가능성을 높이게 되며, 매립가스 포집시설을 설치한다하여도 침출수가 동반 분출되므로 인한, 매립가스 포집시설의 포집효율 저하 및 제기능 발휘에 문제가 발생할 수 있다.

매립가스 포집시설은 수직 포집방식과 수평 포집방식으로 크게 구분되는데, 통상적으로 수직 포집방식은 매립완료 후 안정적인 매립가스 포집 및 매립중 간이 처리를 위하여 설치되며, 수평 포집방식은 매립중 적극적인 악취저감을 위한 매립가스 포집을 위하여 설치된다. 이하에서 설명되는 본 발명은 수평 포집방식에 관한 것이다.

참조된 도면, 도 1은 종래기술에 의한 매립장의 포집시설의 개략도이다.

종래의 폐기물 매립장에서 매립가스 포집시설은 도 1에 도시된 바와 같이 중간 복토층(100)의 하부에 매립되는 매립 방식이 사용되어 왔다. 즉, 하단 중간복토(100)를 완료하고 수평가스 포집시설(101)을 설치한 다음, 상단의 폐기물 매립작업을 완료한 후, 매립가스를 포집하고 헤더관을 설치하고 매립작업을 완료하게 되는 방식을 취하고 있다.

이러한 종래의 매립방식은 중간 복토층(100)의 하부에 포집시설(101)을 설치하고 매립가스를 포집하게 되는 바, 해당단 설치 후에 흡입압에 의한 공기 유입 방지를 위하여 상단 매립 이후에 포집이 가능하므로, 상단 매립시까지 매립가스 포집이 지연되어 주변지역에 환경영향을 가중시키게 되고, 굴착, 관 설치 후에 되메우기등 일련의 공정 등으로 그 방식이 매우 복잡한 문제점이 있다.

반면, 가스 포집 효율이 상대적으로 높고 매립가스 포집시설(101)이 침출수에 침수되는 구간의 발생 가능성이 적은 장점이 있으나, 장치(100)를 복토층(100) 하부에 매립해야하는 구조이기 때문에 시공비가 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 매립방식은 중간 복토가 완전히 이루어진 후에 복토층(100)을 굴착하므로 작업시에 악취가 발생되고, 국내 폐기물 특성으로 인하여 복토층(100) 상단에 침출수층이 형성되어 상단 매립가스 포집효율이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 매립가스를 조기에 포집하여 주변지역 환경영향 저감을 수행함과 더불어 침출수와 가스를 동시에 포집하여 침출수의 다중 수위 형성을 제어할 수 있다는 것과 매립가스 포집시설의 효율 저하 방지가 가능한 시설인 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 매립장의 포집시설의 개략도,

도 2는 본 발명에 의한 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템의 개략도,

도 3은 도 2에 도시된 A부의 상세 단면도,

도 4는 본 발명에 의한 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템의 일부구성요소인 수평가스 포집시설의 정면도,

도 5는 본 발명에 의한 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템의 매립장 내측 단면도,

도 6은 본 발명에 의한 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템의 매립장 내측에 설치되는 보조 헤더관의 사시도,

도 7은 본 발명에 의한 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템의 외곽 측면 구성도,

도 8은 본 발명에 의한 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템의 평면 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

1 : 흙 제방 2 : 복토층

10 : 수평가스 포집시설 11, 21 : 이송관

12 : 성형재 13, 23 : 잡석

20 : 보조 헤더관 22 : 부직포

30 : 수직 배제정 연결관 40 : 헤더관

50 : 기액 분리기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주된 특징에 따르면, 폐기물 매립장의 가스처리 장치에 있어서, 중간 복토층의 상부에 설치되어 발생되는 가스 및 침출수를 유도하는 수평가스 포집시설과, 상기 수평가스 포집시설에 연결되어 매립장에서 발생되는 가스를 외부로 토출되도록 하는 헤더관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 수평가스 포집시설이 가스 및 침출수가 이동되도록 설치된 이송관과, 상기 이송관의 외측을 둘러싸도록 설치되는 다수개의 잡석과, 상기 잡석을 일정한 위치에 고정되도록 지지하는 잡석층 성형재로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 매립장의 내측에 원활한 매립가스의 포집을 위하여 상기 수평가스 포집시설의 침출수를 신속히 배수하기 위한 보조 헤더관이 수직 배제정 연결관에 연결되도록 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 보조 헤더관은 침출수의 이동통로인 이동관과, 상기 이동관을 감싸도록 설치되는 다수개의 잡석과, 상기 잡석을 지지하도록 설치되는 부직포로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 수평가스 포집시설의 말단에 응축수를 매립가스와 분리 배제하기 위한 기액 분리기가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 기액 분리기의 침출수 배제관과 수평가스 포집시설과의 단차는 기액 분리기 내부의 수위를 고려하여 역류가 방지되도록 흡입압력보다 크게 되는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 실시예를 참조된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선 참조된 도면, 도 2는 본 발명에 의한 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템의 개략도이고, 도 3은 도 2에 도시된 A부의 상세 단면도이며, 도 4는 본 발명에 의한 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템의 일부구성요소인 수평가스 포집시설의 정면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템의 매립장 내측 단면도이며, 도 6은 본 발명에 의한 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템의 매립장 내측에 설치되는 보조 헤더관의 사시도이고, 도 7은 본 발명에 의한 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템의 측면 구성도이며, 도 8은 본 발명에 의한 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템의 평면 구성도이다.

본 발명에 의한 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템은 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이 중간 복토층(2) 상부에 포집시설을 설치한 것으로서 상하단의 매립가스 포집 및 침출수 제어가 가능하다.

본 발명의 기본적인 원리는 포설방식으로서, 매립가스 포집시설을 중간 복토(2) 상단에 설치하여 해당단 및 하단의 매립가스를 포집함과 동시에 해당단의 부유 침출수를 동반 제어하는 것이다.

즉, 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이 하단 복토(2)를 완성하고 제방(1)을 축조하는 동시에 헤더관(40) 및 부속시설을 설치한 다음, 매립작업 진행중에 수평 가스 포집시설(10)을 설치한다. 그 후, 해당 단 매립작업과 병행하여 매립가스를 포집하여 매립작업을 완료하게 되므로, 기존의 포집방법에 비하여 조기에 매립가스 포집이 가능하다.

여기서, 수평가스 포집시설(10)은 가스 및 침출수가 이동되도록 설치된 이송관(11)과, 상기 이송관(11)의 외측을 둘러싸도록 설치되는 다수개의 잡석(13)과, 상기 잡석(13)을 일정한 위치에 고정되도록 지지하는 잡석층 성형재(12)으로 구성되어 있다.

이러한 매립가스와 침출수를 동시에 포집할 수 있는 포설방식은 침출수로 인한 포집 효율의 영향이 다소 예상되는 바, 매립가스와 침출수를 분리하여 매립가스 포집 효율을 극대화할 수 있는 분리 시스템을 매립 구역 내측과 외측을 구분하여 적용하였다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 매립구역의 신속한 우수배제를 위하여 매립지 내측으로 역구배가 형성된 바, 매립가스와 동시에 포집된 침출수는 매립지 내측으로 유하됨으로 침출수에 의한 매립가스 포집의 방해 현상이 유발될 가능성이 있어, 원활한 매립가스의 포집을 위해 수평 포집시설(10)의 침출수를 신속히 배수할 수 있는 보조 헤더관(20)을 설치하며, 보조 헤더관(20)은 비상시에는 가스 포집이 가능한 부가적인 기능을 할 수 있고, 상기 보조 헤더관(20)은 수직 배제정 연결관(30)에 연결되어 있는 구조이다.

여기서, 상기 보조 헤더관(20)은 도 6에 도시된 바와 같이 침출수의 이동통로인 이동관(21)과, 상기 이동관(21)을 감싸도록 설치되는 다수개의 잡석(23)과, 상기 잡석(23)을 지지하도록 설치되는 부직포(22)로 구성된다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 매립층에서의 침출수 누적수위 저감을 위하여 수평가스 포집시설(10)과 침출수 배수관을 혼용으로 사용하여 상당량의 침출수가 포집시설(10)을 통하여 유출 가능하며, 이 경우에, 매립가스 이송시설, 즉 헤더관(40)에 많은 양의 침출수가 누적되어 매립가스 이송시설의 관 단면적을 축소할 가능성이 있고, 매립층 내부의 온도가 30℃ 이상으로 높고, 포화된 상태에서 매립 가스가 포집되면, 동절기에는 헤더관(40) 내부에서 상당량의 응축수가 발생되는 문제점이 야기될 수 있다. 따라서, 매립가스와 동반 분출되는 침출수와 헤더관(40)에서 발생되는 응축수를 매립가스와 분리 배제하기 위하여 수평 포집시설(10) 말단에 기액 분리기(50)를 설치하여 매립가스 포집 효율을 극대화시켰다.

상기 기액 분리기(50)의 침출수 배제관과 수평가스 포집시설(10)과의 단차는 기액 분리기(50) 내부의 수위를 고려하여, 역류가 방지되도록 흡입압력보다 크게 되도록 한 구조이다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

이와 같이, 본 발명에 의한 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템은 수평가스 포집시설이 복토층의 상부에 설치되는 포설방식을 취하고 있기 때문에 시공이 단순하고 신속한 매립가스 포집이 가능하다.

또한, 본 발명에 의한 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템은 수평가스 포집시설이 복토층의 상부에 설치되고 이를 통하여 침출수도 동시에 이송되기 때문에 매립가스와 침출수를 동시에 포집할 수 있을 뿐만 아니라 포집과 설치 작업시 악취 발생을 억제할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (6)

1. 폐기물 매립장의 가스처리 장치에 있어서,

   중간 복토층의 상부에 설치되어 발생되는 가스 및 침출수를 유도하는 수평가스 포집시설과, 상기 수평가스 포집시설에 연결되어 매립장에서 발생되는 가스를 외부로 토출되도록 하는 헤더관을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수평가스 포집시설은 가스 및 침출수가 이동되도록 설치된 이송관과, 상기 이송관의 외측을 둘러싸도록 설치되는 다수개의 잡석과, 상기 잡석을 일정한 위치에 고정되도록 지지하는 잡석층 성형재로 구성된 것을 특징으로 하는 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 매립장의 내측에는 원활한 매립가스의 포집을 위하여 상기 수평가스 포집시설의 침출수를 신속히 배수하기 위한 보조 헤더관이 수직 배제정 연결관에 연결되도록 설치된 것을 특징으로 하는 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 보조 헤더관은 침출수의 이동통로인 이동관과, 상기 이동관을 감싸도록 설치되는 다수개의 잡석과, 상기 잡석을 지지하도록 설치되는 부직포로 구성된 것을 특징으로 하는 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 수평가스 포집시설의 말단에는 매립가스와 동반 분출되는 침출수 및 이송관에서 발생되는 응측수를 매립가스와 분리 배제하기 위한 기액 분리기가 설치된 것을 특징으로 하는 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 기액 분리기의 침출수 배제관과 수평가스 포집시설과의 단차는 기액 분리기 내부의 수위를 고려하여 역류가 방지되도록 흡입압력보다 크게 되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 폐기물 매립장에서 매립가스와 침출수의 분리 배제 시스템.