KR100247120B1 - 폐기물 매립장용 침출수 방지 차수벽의 조성 공법 - Google Patents

Abstract

폐기물 관리법에서 규정하는 침출수 방지 차수벽에 필요한 투수계수를 용이하게 맞출 수 있도록 하기 위하여, 시멘트, 벤토나이트 또는 생석회, 고화제를 혼합하여 폐기물 매립장의 침출수 방지를 위하여 차수벽을 조성하는 것에 있어서, 실리카졸을 물에 중량비 10% 정도의 범위로 혼합하여서 이를 차수벽의 조성시에 살포하거나 혼합하도록 한 것이다.

Description

폐기물 매립장용 침출수 방지 차수벽의 조성 공법

본 발명은 일반 또는 지정 폐기물 매립장에 조성되는 침출수 방지용 차수벽의 차수벽 조성 공법에 관한 것이다.

일반적으로 폐기물 매립장에 조성되는 차수시설은, 매립장에서 발생하는 침출수가 외부로 누출되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

이와 같은 차수시설은 국내의 폐기물 관리법에 의하여 규정되어 있는 내용으로 차수막과 차수벽으로 구성이 된다.

폐기물 관리법에 규정된 차수시설의 기능은 다음과 같은 기본적인 사항을 유지하도록 구성되어있다.

예를 들면, 침술수에 포함된 화학물질에 의한 화학반응, 침식, 분해 등이 일어나지 않도록 물리, 화학적인 저항성이 커야한다.

침출수의 누출이 억제될 수 있도록 투수계수가 1×10^-7cm/sec 이하가 되어야 한다.

직사광선에 장시간 노출되어도 광화학반응에 의한 분해가 되지 않아야 한다.

매립된 폐기물 및 폐기물 처리장비의 중량에 의한 하중을 견딜 수 있는 강도를 가져야 한다.

최소한 이중의 차수층이 있어서 한 층의 차수층이 파손되어도 침출수가 곧 외부로 누출되지 않아야 한다.

차수층과 원지반 사이에 지하수나 우수의 유입통로가 발생하여 원지반의 토양이 흘려내려 공동이 생기지 않도록 경계면이 없어야 한다 등이다.

이와 같은 규정 사항들을 맞추기 위하여 여러 가지의 방법에 의한 시도를 하고 있다.

그 중의 하나가 본 출원인의 대표자가 발명하여 등록된 국내 특허번호 121307호(1997년 8월 25일)도 이들 중의 하나이다.

특히, 종래에는 이와 같은 차수벽을 점토나 또는 점토에 벤토나이트를 섞어 사용하는 경우가 많았다.

그러나, 점토의 경우는 그 원료를 구하기가 매우 어려운 단점이 있어 사용상에 많은 제약이 있었다.

또한, 벤토나이트를 섞는 경우에는 벤토나이트가 고가인 관계로 차수벽의 조성에 소요되는 비용을 상승시키는 원인으로 작용하였다.

특히, 본 발명자가 선출원하여 등록 받은 상기의 특허에서, 고화토를 사용하여 차수벽을 형성하도록 한 기술이 주요 내용으로서, 폐기물의 관리법에서 규정한 대부분의 규정을 지키는 데에는 별 문제점이 없으나, 투수계수의 규정을 지키는 문제가 정밀시공을 하지 않고는 어려운 문제점이 많았다.

특히, 투수계수는 침출수의 누출을 방지하는 규정으로서, 이를 정확하게 맞추어 주는 것이 필요하나, 종래의 공법으로서는 이 투수계수를 맞추어는 주는 것이 매우 어려운 단점들이 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 것으로서, 특히 규정하는 투수계수를 용이하게 맞출 수 있는 차수벽의 조성 공법을 제시하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면 시멘트, 벤토나이트 또는 생석회, 고화제를 혼합하여 폐기물 매립장의 침출수 방지를 위하여 차수벽을 조성하는 것에 있어서, 실리카졸을 물에 10% 정도의 범위로 혼합하여서 이를 차수벽의 조성시에 살포하거나 혼합하도록 한 것이다.

일반적으로 시멘트는 종류에 따라 차이가 있을 수 있으나, 수산화 반응으로 인한 시멘트 겔 현상에 의하여 일정 강도를 가지며, 이 시멘트 겔 현상을 유지하고 증진시키기 위해서는 지속적으로 또는 일정 기간 수분을 공급하거나 습도를 유지하여 주는 것이 필요하다.

그러나. 현실적으로는 지속적인 수분의 공급이나 습도를 유지하여 주는 것은 거의 불가능한 것이다.

따라서, 시멘트를 사용하는 경우에는 수분의 부족이나 기타 현상에 의하여 시멘트 작업 후에는 크랙이 발생하거나 시멘트 내부에 많은 공극이 발생하여 이를 통하여 유체의 누출이 이루어지게 된다.

따라서, 폐기물의 매립장에 조성되는 차수벽의 경우에도 이와 같은 시멘트 자체의 성질에 의하여 폐기물 관리법에서 규정하는 투수계수를 맞출 수 없는 경우가 많아 재시공을 실시하거나 고가의 재료를 사용하여 이를 해소 해 주어야만 하였다.

따라서, 본 발명에서는 기존의 시공 방법에서 발생하는 작업 및 토사 선별시의 입도 조절의 한계성으로 인하여 고화토층의 공극을 간단한 방법에 의하여 해소하도록 하기 위하여 무기계의 실리카졸을 이용하도록 한 것이다.

우선 실리카졸의 특성에 대하여 설명을 하면, 물유리를 우리는 통산 규산소다 라고 이야기하며, 규사와 소다회 또는 규사와 가성소다를 원료로 하여 만들어지는 규산과 알칼리로 되는 유리로서 Na₂O, nSiO₂로 나타낸다.

이때 n은 몰비로 n^{0.5 -4}범위의 것이 공업적으로 생산되고 있다.

n이 1 이하인 것을 결정산 규산소다라고 이야기하며, n이 1 이상인 것은 비결정 구조가 되어 통상 액상으로 규산소다라고 부른다.

이와 같은 물유리 또는 규산소다를 여러 가지 방법에 의한 실리카졸 제조 방치로서 물유리의 알칼리를 중화시켜 실리카졸을 얻는다.

이와 같은 실리카졸은 자체의 성질에 의하여 다음과 같은 특징을 갖는다.

무기계통의 제품에 의하여 토양 및 환경 오염을 일으키지 않는다.

즉, 이를 다시 설명하면 겔타임에 관계없이 지반에 침투한 후 실리카 성분이 거의 완전하게 고결되므로 고결 특성이 우수하게 나타난다.

만약 지하수에 유입되는 경우에도 확실하게 고결이 이루어지게 된다.

또한, 점도가 낮으며, 겔타임이 길게 조절 가능하여 침투 성능이 우수한 성질을 갖는다.

이와 같은 실리카졸의 특성을 활용하여 실리카졸을 물에 대략 중량비의 10% 정도로 희석시켜 폐기물 매립장용 침출수 방지를 위한 차수벽에 사용하여 주도록 함에 따라 기존에 발생하였던 공극을 막아주도록 함에 따라 투수 계수의 효율을 향상시키도록 한다.

이때 사용되는 실리카졸은 다음과 같은 특성을 갖는 것을 사용하는 경우에 그 효과가 더욱 뛰어남을 알 수가 있다.

SiO₂농도 : 10 내지 12 중량%

Na₂O 농도 : 1.4 중량% 이하

평균입경(mm) : 40 내지 60

pH : 5내지 9

비중 : 1.2

점도 : 5 cps 이하

이와 같이 물에 희석된 실리카졸 혼합액을 통하여 여러 형태로서 다양한 작업을 실시하는 것이 가능하나, 여기서는 다층구조 형성 방법 과 혼합처리 형성 방법에 대하여 설명하도록 한다.

다층구조에 의하여 투수계수를 향상시키도록 하기 위해서는,

먼저 기존의 고화토층을 일정 두께로 시공을 하여 다진다.

이 위에 실리카졸을 물에 희석하여 고화토층에 침투시킨다.

다시 고화토층을 일정 두께로 시공을 하고 다지는 반복 작업을 실시하고, 다시 실리카졸이 희석된 물을 침투 시켜준다.

이와 같은 반복적인 작업에 의하여 고화토층이 규정 두께가 되도록 하는 작업을 반복하여 실시하면 된다.

다른 방법으로서, 혼합처리에 의하여 투수계층을 향상 시켜주기 위한 방법은,

고화제와 물, 실리카졸을 고화제가 완전하게 용해될 때까지 교반한다.

상기 교반액을 시멘트, 현장토 및 벤토나이트 또는 생석회 혼합시에 분무하여 고루 혼합 시켜 준다.

이와 같이 혼합된 고화토를 현장으로 이송한다.

현장에서 고화토층이 규정 두께가 되도록 포설하여 준다.

고루 다진다.

상기와 같은 방법에 의하여, 실리카졸이 혼합된 물은 현장에서 직접 분사시켜 주면서 고화토층을 포설하여 주거나, 미리 용액을 고화토층에 혼합하여 이를 현장으로 이동하여 포설시켜주는 방법으로 차수벽을 형성하여 주는 것이다.

그러나, 상기와 같이 방법 이외에도 실리카졸은 함유한 액을 여러 형태의 다양한 방법에 의하여 실시하는 것도 물론 가능한 것이다.

이와 같이 본 발명은 폐기물 매립장용 침출수 방지를 위한 차수벽의 조성 고정에 실리카졸을 혼합시킨 액을 사용함에 따라 실리카졸이 공극을 막아주는 기능을 수행함에 따라 폐기물 관리규정에 적합한 투수 계수를 맞추어 주는 것이 용이하게 된다.

Claims (2)

1. 시멘트, 벤토나이트 또는 생석회, 고화제를 혼합하여 폐기물 매립장의 침출수 방지를 위하여 차수벽을 조성하는 것에 있어서, 실리카졸과 물의 혼합액을 추가로 기존 재료에 혼합하여서 됨을 특징으로 하는 폐기물 매립장용 침출수 방지 차수벽의 조성 공법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 실리카졸을 물에 중량비 10%정도로 혼합하도록 됨을 특징으로 하는 폐기물 매립장용 침출수 방지 차수벽의 조성 공법.