KR100344359B1 - Landfill maintenance, restoration method and landfill self-formation, self-healing complex order floor construction method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오염원으로 방치된 비위생 매립장 또는 매립 종료된 매립장을 정비·복원하여 토양오염 및 지하수 오염을 방지할 수 있다. 또한 여기에 위해 매립장을 조성하여 재활용 할 수 있다.The present invention can prevent soil contamination and groundwater contamination by maintaining and restoring the unsanitary landfill site or the landfill site that has been landfilled as a pollution source. In addition, landfills can be constructed and recycled for this purpose.
본 발명의 매립장 정비·복원 공법과 그 매랍장 자가형성·자가치유 복합 차수층 시공 방법의 공정 순서는 다음과 같다.The process procedure of the landfill maintenance and restoration method of this invention and the buried land self-forming and self-healing composite order layer construction method is as follows.
(1) 매립장을 일정 깊이의 면적으로 구획하여 매립가스(LFG) 포집관 및 공기 주입관(aeration)을 설치하고, 급속 안정화하는 공정과; (2) 굴착구역으로부터 매립 쓰레기를 굴착하여 조대 입자 및 불연성 폐기물을 선별 및 운반 투입하는 공정과; (3) 회전 스크린에서 토사와 비닐류의 분리 공정과; (4) 롤러 스크린에서 토사와 비닐류의 분리 공정과; (5) 후단에서 풍력으로 비닐류 및 불연성 폐기물을 선별 분리하는 공정과; (6) 분리된 선별토사 및 오염토양은 오염상태에 따라 열탈착 또는 생물반응기(bioreactor drum)를 이용한 생물학적 토양정화 공정과; (7) 분리된 비닐류의 압착 또는 용융처리하여 재매립 또는 소각처리 공정을 포함하는 매립장 정비·복원 공법을 제공한다. 이어서 (8) 지반토 운반 정리 공정과; (9) 토사 분쇄 및 선별 공정과; (10) 생물반응 및 휴믹산(humic acid) 분해 제거 공정과; (11) 고화제 배합 공정과; (12) 함수비 조정 및 혼합 공정과; 13) 개량토 운반 포설 및 반응 차수층의 계획고 조정 공정과; (14) 다짐 및 투께측정 공정과; (15) 양생 및 표층처리 공정과; (16) 차수시트 포설 공정을 포함하는 매립장 정비·복원 공법과 그 매립장 자가형성·자가치유 복합 차수층 시공 방법을 제공하여 환경오염을 방지하고 매립장을 유용하게 재활용 할 수 있다.(1) dividing the landfill site into a predetermined depth to install a landfill gas (LFG) collection pipe and an air inlet pipe, and rapidly stabilize; (2) digging the landfill waste from the excavation zone to sort and transport coarse particles and non-combustible waste; (3) separating the soil and vinyls on the rotating screen; (4) separating the soil and vinyl from the roller screen; (5) separating the vinyls and the non-combustible wastes by wind power at the rear stage; (6) separated sedimentary soil and contaminated soil may be subjected to thermal desorption or biological soil purification process using a bioreactor drum according to the contaminated state; (7) Provide a landfill maintenance and restoration method that includes re-filling or incineration by squeezing or melting the separated vinyls. (8) a geosynthetic transport cleanup step; (9) earth and sand grinding and screening processes; (10) bioreaction and humic acid decomposition removal processes; (11) solidifying agent blending step; (12) water content adjustment and mixing process; 13) plan adjustment process of improved soil transport and reaction order layer; (14) compaction and penetration measurement processes; (15) curing and surface treatment steps; (16) By providing landfill site repair and restoration methods including the process of installing seat sheets and landfill self-forming and self-healing complex order layer construction methods, it is possible to prevent environmental pollution and to recycle landfills usefully.
Description
[산업상 이용분야][Industrial use]
본 발명은 매립장 정비·복원 공법과 그 매립장 자가형성·자가치유 복합 차수충 시공 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 오염원으로 방치된 비위생 매립장 또는 매립 종료된 매립장을 정비·복원하여 오염원을 제거하고 여기에 다시 위생 매립장을 조성하여 재활용 할 수 있다.The present invention relates to a landfill site maintenance and restoration method and a method for constructing a landfill self-forming and self-healing complex order, more specifically to remove and remove the source of pollution by maintaining and restoring unsanitary landfills or landfills that have been disposed of as landfills. Here again, sanitary landfills can be created and recycled.
[종래 기술][Prior art]
환경오염원으로서 가장 큰 부분을 차지하는 각종 쓰레기 및 산업 폐기물은 최종적으로 매립지에 매립 방치된 후, 물, 토양, 대기 등의 다양한 매개체를 통해이동하면서 변화와 변형을 계속하여 토양 오염, 지하수 오염 및 악취 등을 유발함으로써 인간을 포함한 자연 생태계에 영향을 미치고 있다. 그러나, 토양을 매개체로 한 토양 오염의 피해는 수질과 대기를 통한 오염의 피해보다 상대적으로 노출속도가 느리고 전달경로가 복잡하여 이에 관한 처리기술은 아직 정립화되지 않은 상태이다.Various wastes and industrial wastes, which constitute the largest part of the environmental pollution source, are finally landfilled and then changed and transformed through various media such as water, soil, and atmosphere, and continue to change and transform soil contamination, groundwater pollution and odors. By affecting natural ecosystems, including humans. However, the damage caused by soil-mediated soil pollution is relatively slower than the damage caused by water quality and air pollution, and the delivery route is complicated. Therefore, the treatment technology has not been established.
따라서 종래의 오염 토양의 정화기술로는, 물리화학적 처리기술, 열적처리기술, 생물학적 처리기술로 분류된다. 처리방법을 상세하게 분류하면, 지중 물리화학적 처리기술(in-situ physiccal / chemical treatment)로는 Air Injection(soil vapor extraction, air sparging), Steam / Hot Air Injection, Electrical Thermal Injection, Soil Flushing 방법과 지중 생물학적 처리기술(in-situ bioremediation)로는 Bioventing, Biopiling, Bioaugermentation, Biostimulation 기술과 지상 처리기술(ex-situ treatment)로는 Bioreactor, Soil Washing 방법 등이 있다. 이를 상세하게는 물리화학적 처리기술로는 토양증기추출법(soil vapor extraction : SVE) 으로 원리는 인공적인 방법으로 오염 현장내 공기의 흐름을 유도함으로써 토양의 기공에 잔류하는 유해화합물을 증발촉진하는 것이다. 이때, 주입공과 추출공을 사용하며 이 과정을 통하여 오염 물질은 토양으로부터 공기로 전달되고 오염된 공기는 후처리 공정을 거처 대기중에 배출된다. 또 다른 열적처리기술로는 주로 VOCs, SVOCs, PCBs 및 농약류에 의한 오염된 매체를 열탈착 장치(rotary dryers, heated screws, fluidized bed dryers)에 주입하여 오염물질을 휘발시킬 수 있는 온도이상으로 가열함으로써 한 상에서 다른 상으로 오염물질을 물리적으로 분리하는 물리적 처리방법이다. 또 다른 생물학적 처리기술로는 오염현장에 주입공을 여러개 실치하고 미생물과 영양물질을 주입공에 국부적으로 투입하여 유기 오염물질을 분해하는 미생물 분해법(bioremediation) 등이 있다.Therefore, the conventional techniques for purification of contaminated soil are classified into physicochemical treatment technology, thermal treatment technology, and biological treatment technology. If the treatment method is classified in detail, in-situ physiccal / chemical treatment includes Air Injection (soil vapor extraction, air sparging), Steam / Hot Air Injection, Electrical Thermal Injection, Soil Flushing method and underground biological. In-situ bioremediation includes bioventing, biopiling, bioaugermentation, biostimulation, and ex-situ treatment, such as bioreactor and soil washing. Specifically, the physicochemical treatment technique is soil vapor extraction (SVE). The principle is to artificially induce the flow of air in the pollution site to evaporate the harmful compounds remaining in the pores of the soil. At this time, the injection hole and the extraction hole are used. Through this process, contaminants are transferred from the soil to the air, and the contaminated air is discharged into the atmosphere through a post treatment process. Another thermal treatment technique involves injecting contaminated media, mainly by VOCs, SVOCs, PCBs and pesticides, into rotary dryers, heated screws, fluidized bed dryers and heating them to temperatures above which they can volatilize contaminants. Is a physical treatment that physically separates contaminants from one phase to another. Another biological treatment technique is bioremediation, in which a plurality of injection holes are installed in a contaminated site and microorganisms and nutrients are locally injected to decompose organic pollutants.
따라서 국내에서도 특허와 실용신안 등이 보고되었으나 이들 상당수가 선별장치로 이루어진 것으로는 대한민국 공개실용신안공고 제96-610호의 쓰레기 매립토양 선별처리 장치와, 대한민국특허 제0203410호의 쓰레기 매립토양의 선별장치와, 대한민국 특허공개번호 특2000-0031010호의 비위생 쓰레기 매립지의 재처리 방법 등이 개시되어 있으나, 상기 선별장치와 단순주합으로 구성된 기술로는 국내의 비위생 매립장을 정비 복원하여 재활용하는데는 기술적 한계가 있고 더욱 진보된 기술이 요구되었다.Therefore, although patents and utility models have been reported in Korea, many of them consisted of a sorting device, which includes a waste landfill sorting device of Korean Utility Model Publication No. 96-610, and a landfill sorting device of waste landfill of Korean Patent No. 0020410. , Korean Patent Publication No. 2000-0031010 discloses a method for reprocessing an unsanitary waste landfill, but the technology consisting of the sorting device and the simple casting method has technical limitations in repairing and recycling domestic unsanitary landfills. Advanced technology was required.
특히, 우리나라의 경우 비위생 매립장 또는 매립종료 폐쇄된 매립장의 정비·복원 과 재활용 기술에 대한 지식과 경험이 부족하여 그 처리기술 개발이 아직 미흡한 실정이고, 우리나라의 매립장 정비·복원과 재활용에 따른 외국 기술을 그대로 적용하기에는 국내 여건상 무리가 있을 뿐만 아니라 처리비용이 고가이다.In particular, Korea lacks knowledge and experience in the maintenance, restoration, and recycling of unsanitary landfills or closed landfills, and the development of processing technologies is still insufficient. It is not only difficult to apply domestically but also the processing cost is high.
이에 본 발명은 종래기술 보다 우수한 매립장 정비·복원 기술과 복합하여 안정화 공정, 굴착 및 선별 공정, 오염 토양을 열탈착 또는 생물반응 공정과 자가형성·자가치유 복합 차수층 시공 기술을 이용 우리나라에 방치되어 있는 수많은 불량 매립장과 매립 종료된 매립장을 정비·복원함으로써 오염원을 근원적으로 제거하여 환경오염을 방지하고, 여기에 다시 위생 매립장으로 조성하여 재활용 할 수 있는 기술을 개발 하였다.Therefore, the present invention is combined with the landfill maintenance and restoration technology superior to the prior art, stabilization process, excavation and screening process, thermal desorption or bioreaction process of contaminated soil and self-forming, self-healing complex order layer construction technology is left in Korea By developing and restoring defective landfill sites and landfill sites that have been reclaimed, we developed a technology that prevents environmental pollution by fundamentally eliminating pollutants, and recycles them into sanitary landfill sites.
본 발명은 비위생 매립장 또는 매립 종료된 매립장에서 계속적으로 유출되는 침출수에 의한 토양오염 및 지하수오염을 근원적으로 제거하기 위하여 매립된 폐기물을 굴착, 선별하고 오염된 토양을 정화하여 재활용 가능한 수준으로 복원 처리하는 공법과 그 매립장을 위생 매립장으로 조성, 자가형성·자가치유 복합 차수층과 차수시트를 포설 시공하여 재활용 함으로써 좁은 국토를 유용하게 이용할 수 있다.The present invention is to excavate and select the landfill wastes, and to clean the contaminated soil to restore to a recyclable level in order to fundamentally remove soil pollution and groundwater contamination by leachate continuously discharged from unsanitary landfills or landfills completed landfills Narrow land can be usefully used by constructing the construction method and its landfill as a sanitary landfill and installing and recycling self-forming / self-healing complex order layers and order sheets.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의하여 매립장 정비·복원 공법의 공정도 이고,1 is a process chart of a landfill maintenance and restoration method according to the first embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 실시예 3에 의하여 자가형성·자가치유 복합 차수층 및 차수시트 시공 방법의 공정도 이고,2 is a flowchart of a method for constructing a self-forming / self-healing composite order layer and order sheet according to Example 3 of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시예 1과 실시예 3에 의하여 사용되는 생물 반응기의 한 예의 개략도 이고,3 is a schematic diagram of one example of a bioreactor used by Examples 1 and 3 of the present invention,
도 4는 본 발명의 실시예 3에 의하여 자가형성·자기치유 복합차수층 및 차수시트 시공의 한 예의 단면도 이고,4 is a cross-sectional view of an example of the self-forming, self-healing composite order layer and order sheet construction according to the third embodiment of the present invention,
도 5는 본 발명의 자가형성 자가치유 복합 차수층의 기본 개념도 이다.5 is a basic conceptual view of the self-forming self-healing composite order layer of the present invention.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
100 : 생물반응기 드럼 101 : 온도 조절기100 bioreactor drum 101 temperature controller
102 : 회전 조절기 103 : 세라믹 히터102: rotary regulator 103: ceramic heater
104 : 산기판 105 : 균주 투입 포트104: acid substrate 105: strain injection port
106 : 배출가스라인 107 : 송풍기106: exhaust gas line 107: blower
108 : 플로우 미터 109 : 필터108: flow meter 109: filter
110 : 세정기 111 : 흡착 여과탑110: washing machine 111: adsorption filtration tower
112 : 오염토양 및 휴믹산 토양112: contaminated soil and humic acid soil
201 : 차수시트 202 : 상부 반응차수층201: order sheet 202: upper reaction order layer
203 : 자가형성 차수층 204 : 하부 반응차수층203: self-forming order layer 204: lower reaction order layer
205 : 지반층 206 : 크랙205: ground layer 206: crack
207 : 자가치유 생성층207: self-healing formation layer
[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 한 태양에서는, (1) 쓰레기 매립장을 일정 깊이와 면적으로 구획하고 매립가스(LFG) 포집관 및 공기(aeration) 주입관을 설치하고, 급속 안정화하는 공정; 과In order to achieve the above object, in one aspect of the present invention, (1) the step of partitioning the landfill to a certain depth and area, installing a landfill gas (LFG) collecting pipe and an aeration injection pipe, and rapidly stabilizing; and
(2) 굴착구역(excavation area)으로부터 매립 쓰레기를 굴착하여 조대입자 및 불연성 폐기물 선별 분리하고 벨트 콘베어로 운반 투입하는 공정; 과(2) excavating the landfill waste from the excavation area to separate the coarse particles and non-combustible waste, and to carry it into the belt conveyor; and
(3) 굴착한 폐기물을 회전 스크린에 투입 통과시켜 토사와 비닐류 등을 분리하는 공정; 과(3) separating the earth and sand and vinyl by passing the excavated waste through a rotating screen; and
(4) 이어서 투입된 쓰레기를 롤러 스크린에 통과시켜 토사와 비닐 등을 분리하는 공정; 과(4) a process of separating the earth and sand and vinyl by passing the injected waste through a roller screen; and
(5) 롤러 스크린을 통과한 잔존 토사 및 가연성과 불연성 폐기물을 후단에서 풍력으로 선별 분리하는 공정; 과(5) separating the remaining soil and flammable and non-combustible waste passed through the roller screen by the wind at the rear stage; and
(6) 상기 각각의 단계에서 분리된 선별 토사와 매립장내 오염된 토양을 굴착 선별하여 오염 상태에 따라 150 내지 350℃로 가열하여 열탈착 하거나, pH 7 내지 8, 온도를 20 내지 50℃ 및 습도를 40 내지 50%로 조절한 후 신균주 미생물과 영양미네랄를 투입하여 토양 중의 각종 오염물질을 생물학적으로 분해 제거하는 공정; 과(6) excavating and screening the soil contaminated in the sediment and the landfill separated in each step and heated to 150 to 350 ℃ depending on the contamination state, or heat desorption, pH 7 to 8, temperature 20 to 50 ℃ and humidity Adjusting to 40 to 50% and biologically decomposing and removing various contaminants in the soil by adding microbial microorganisms and nutrient minerals; and
(7) 상기 공정에서 분리된 비닐류는 압착 또는 용융 처리하여 부피를 줄이고 이것을 매립 하거나 소각처리하는 공정을 포함하는 매립장 정비·복원 공법을 제공한다. 여기서 정화된 선별토 및 오염토양은 지반토와 혼합하여 개량토로 재활용 하거나 복토재로 재활용 할 수 있다.(7) Provides a landfill maintenance and restoration method comprising the steps of the vinyl separated in the above step is compressed or melted to reduce the volume and to bury or incinerate it. The purified sorted soil and contaminated soil can be mixed with the soil and recycled as improved soil or recycled as cover soil.
이어서, 상기 (8) 정비·복원된 매립장의 지반토를 굴착 또는 다른 장소에서 반입 정리하는 공정; 과(9) 토사 분쇄 및 선별 공정; 과(10) 생물반응 및 휴믹산 제거 공정; 과(11) 고화제 배합 공정; 과(12) 함수비 조정 및 혼합 공정; 과(13) 개량토 운반 포설 및 반응 차수층 계획고 조정 공정; 과(14) 다짐 및 두께측정 공정; 과(15) 양생 및 표층처리 공정; 과(16) 차수시트 포설 단계를 포함하는 자가형성·자기치유 복합 차수층 시공 방법을 제공한다. 이하, 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다.Next, the process of carrying in and carrying out (8) the ground soil of the landfill of maintenance and restoration carried out at an excavation or other place; (9) soil crushing and screening process; And (10) bioreaction and humic acid removal process; (11) solidifying agent blending process; And (12) water content adjustment and mixing process; And (13) improved soil conveyance laying and reaction order bed adjustment process; And (14) compaction and thickness measurement processes; (15) curing and surface treatment processes; And (16) provides a self-forming, self-healing composite order layer construction method comprising the order sheet laying step. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 쓰레기 매립장을 정비·복원하여 재활용하기 위하여 매립장을 격자망으로 구획하고, 가스포집관(landfill gas pipe)과 공기주입관(aeration pipe)을 설치한다. 매립장의 상태에 따라 신균주 미생물 Bacillus Khr-10-mx, Cellulomonas khr-15-mx, 복합균주 khr-5-mx로 구성된 군 중에서선택된 적어도 하나의 것을 영양미네랄과 일정량 주입하여 급속 안정화를 도모한다. 안정화를 진행하면서 굴착구역(excavation area)으로부터 매립 쓰레기를 굴착하여 분해되지 않은 조대 폐기물과 불연성 및 재활용 폐기물을 선별한다. 이어서 벨트 콘베어로 운반 1 단계 회전 스크린에 투입, 비닐류와 혼합된 25 내지 50mm의 토사를 선별하고, 다시 2 단계 회전 스크린에서 25 내지 35mm의 토사를 선별한다. 따라서 비닐류에 엉켜있는 잔존토사와 불연성 폐기물을 분리하기 위하여 1차 롤러스크린을 이용하여 비닐과 토사를 분리하고, 2차 롤러 스크린을 통과 후단에서 풍력으로 불연성 폐기물과 가연성 폐기물을 최종 분리한다. 여기서 분리된 비닐류는 압착 또는 용융처리하여 부피를 줄이고 매립 또는 소각처리 한다. 상기 회전 스크린과 롤러 스크린에서 분리된 선별 토사는 오염 상태에 따라 열탈착 또는 생물처리 공정을 통해 각종 오염 물질을 제거한 후 개량토 또는 복토재로 재활용한다.The present invention partitions the landfill into a grid to maintain, restore and recycle the landfill, and installs a landfill gas pipe and an aeration pipe. According to the state of the landfill, at least one selected from the group consisting of Bacillus Khr-10-mx, Cellulomonas khr-15-mx, and complex strain khr-5-mx of the new strain microorganisms is injected with a certain amount of nutrients to achieve rapid stabilization. As stabilization proceeds, the landfill waste is excavated from the excavation area to screen undigested coarse waste and non-combustible and recycled waste. Subsequently, 25 to 50 mm of earth and sand mixed with vinyls are sorted into a 1-stage rotating screen conveyed by a belt conveyor, and 25 to 35 mm of sand and sand are further sorted to a second stage rotating screen. Therefore, in order to separate residual soil and non-combustible waste entangled with vinyl, vinyl and soil are separated using a primary roller screen, and finally, non-combustible waste and combustible waste are separated by wind power at the rear stage passing through the secondary roller screen. The separated vinyls are compressed or melted to reduce volume and landfill or incinerate. The sorted soil separated from the rotating screen and the roller screen is removed as various soils through thermal desorption or biotreatment according to the contamination state and then recycled into improved soil or cover material.
이어서, 상기 전처리 과정을 거친 선별토와 별도의 굴착된 오염토양에 포함되어 있는 농약류, 휘발성 유기화합물(VOC, SVOCs), 폴리염화 비폐닐(polychlorinated biphenyl) 등의 유기성 오염물질을 열탈착 공정 또는 생물반응 공정을 이용하여 제거한다.Subsequently, thermal desorption or bioreaction of organic contaminants such as pesticides, volatile organic compounds (VOC, SVOCs), and polychlorinated biphenyls contained in the sedimentary contaminated soil separated from the pretreated soil Remove using process.
열탈착 공정에서는 오염토양의 오염물질이 휘발될 수 있는 온도, 예를 들어 150 내지 350℃로 오염 토양을 가열 처리하여 오염토양 중의 각종 오염물질을 증기화 또는 열적 산화분해 시킴으로 열탈착 제거한다.In the thermal desorption process, the contaminated soil is heated to a temperature at which the contaminants of the contaminated soil are volatilized, for example, 150 to 350 ° C., and the thermal desorption is removed by vaporizing or thermally oxidizing various contaminants in the contaminated soil.
생물반응 공정에서는 상기 전처리된 선별토 및 오염토양의 미생물 생육 가능한 조건, 예를 들어 pH 7 내지 8, 습도는 40 내지 50%, 온도는 20 내지 50℃로 조절한 다음 각종 오염물질을 분해 제거할 수 있는 신균주 미생물, 이들 신균주 미생물의 호흡 성장에 필요한 산소 및 각종 영양물질을 공급하여 오염토양과 반응시킴으로써 토양 중의 오염 유기물질 및 중금속류를 생물학적으로 분해하여 제거된다. 이 과정에서, 오염토양 중의 오염 유기물을 먹이로 하고 공급된 산소는 호기성 및 통혐기성 미생물의 호흡 활성에 의해 빠른 속도로 분해 소비되어 물과 탄산가스, 저급 탄화수소 및 열을 생산한다. 본 발명에서 사용할 수 있는 미생물로는 바실루스 서브틸리스(bacillus subtilis), 바실룻 폴리믹사(bacillus polymyxa), 로도슈도모나스(rhodopseudomonas), 오토트로픽 박터(autotrophic bacter), 슈도모나스(pseudomonas), 니트로 박터(nitro bacter), 트리코더마 비리드(trichoderma viride), 셀룰로모나스(cellulomonas sp.), 악티노마이세스(actinomyces), 필라멘투스 펀지(filamentous fungi) 등이 있으며, 이들 군 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 것을 사용할 수 있다. 특히 신균주 Bacillus khr-10-mx(한국과학기술연구원 미생물 수탁번호 KCTC 8533P), Cellulomonas khr-15-mx(한국과학기술연구원 미생물 수탁번호 KCTC 8534P), 복합균주 khr-5-mx(한국과학기술연구원 미생물 수탁번호 KCTC 0078BP)로 구성된 군 중에서 선택된 적어도 하나의 것을 접종 하는 것이 바람직하다.In the bioreaction process, conditions for microbial growth of the pretreated screened soil and contaminated soil, for example, pH 7 to 8, humidity of 40 to 50%, and temperature of 20 to 50 ° C. are then decomposed and removed. It is possible to biologically decompose and remove contaminated organic substances and heavy metals in soil by supplying new microorganisms, oxygen and various nutrients necessary for respiratory growth of these new microorganisms and reacting with contaminated soil. In this process, the contaminated organics in the contaminated soil are fed and the oxygen supplied is rapidly decomposed and consumed by the respiratory activity of aerobic and anaerobic microorganisms to produce water, carbon dioxide, lower hydrocarbons and heat. Microorganisms that can be used in the present invention include Bacillus subtilis, Bacillus polymyxa, Rhodopseudomonas, Autotrophic bacter, Pseudomonas, Nitro bacterus bacter, trichoderma viride, cellulomonas sp., actinomyces, filamentous fungi, and the like, and at least one selected from these groups may be used. have. In particular, the new strain Bacillus khr-10-mx (KICTC 8533P, Korea Institute of Science and Technology), Cellulomonas khr-15-mx (KCTC 8534P, Korea Institute of Science and Technology), complex strain khr-5-mx (Korea Science and Technology) It is preferable to inoculate at least one selected from the group consisting of researcher microbial accession number KCTC 0078BP).
이와 같은 방법으로 매립장의 선별토 및 오염토양을 정화 처리함으로써 환경오염을 방지하고 위생 매립장으로 재활용 할 수 있다.In this way, it is possible to prevent environmental pollution and to recycle the sanitary landfill by purifying the sorted soil and contaminated soil of landfill.
[실시예]EXAMPLE
이하 본 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
[실시예 1]Example 1
본 발명에서는, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 비위생 매립장을 정비·복원 하였다. 매립장 정비·복원 공법에 있어서, 기술적 사상을 첨부한 도면을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다. [도 1] 은 본 발명의 실시예 1 에 의하여 매립장 정비·복원 공법의 공정도 이고, [도 2] 는 본 발명의 실시예 3 에 의하여 자가형성·자가치유 복합 차수층 및 차수시트 시공방법의 공정도 이고, [도 3] 은 본 발명의 실시예 1 과 실시예 3 에 사용되는 생물 반응기의 한 예의 개략도 이고, [도 4] 는 본 발명의 실시예 3 에 의하여 자가형성·자가치유 복합 차수층 및 차수시트 시공의 한 예의 단면도 이고, [도 5] 는 본 발명의 자가형성·자가치유 복합 차수층의 기본 개념도 이다.In the present invention, in order to achieve the above object, the unsanitary landfill was maintained and restored. In the landfill maintenance and restoration method, it will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 is a process chart of a landfill maintenance and restoration method according to the first embodiment of the present invention, Figure 2 is a process of the self-forming, self-healing composite order layer and order sheet construction method according to a third embodiment of the present invention 3 is a schematic diagram of an example of a bioreactor used in Examples 1 and 3 of the present invention, and FIG. 4 is a self-forming, self-healing composite order layer according to Example 3 of the present invention, and It is sectional drawing of an example of order sheet construction, [FIG. 5] is a basic conceptual diagram of the self-forming and self-healing composite order layer of this invention.
1) 가스(LPG)포집관 공기(aeration)주입관 설치 공정 / 급속 안정화 공정 / 매립 쓰레기 굴착, 선별, 운반, 투입 공정1) Gas (LPG) collection pipe air injection pipe installation process / rapid stabilization process / landfill waste excavation, sorting, transport, input process
매립장에서 생성되는 매립가스(landfill gas)를 처리하기 위하여 일정 깊이와 넓이로 구획하고, 가스 포집관(landfill gas pipe)과 공기 주입관(aeration pipe)을 설치하고, 공기주입구간(aeration area)에서 급속 안정화를 촉진하기 위하여 신균주 미생물 Bacillus khr-10-mx, Celluomonas khr-15-mx, 복합균주 khr-5-mx로 구성된 군 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 것을 접종 우점화와 영양미네랄을 투입 활성화로부터 급속 안정화 할 수 있다.In order to process landfill gas produced in landfill, it is divided into a certain depth and width, and a landfill gas pipe and an aeration pipe are installed, and in an aeration area. In order to promote rapid stabilization, at least one or more selected from the group consisting of Bacillus khr-10-mx, Celluomonas khr-15-mx, and complex strain khr-5-mx of the new strain microorganisms may be used. It can stabilize.
여기서 안정화와 동시 굴착구간(excavation area)으로부터 굴삭기를 이용 굴착하여 조대형 폐기물 및 불연성 폐기물을 선별 분리하고 콘베어를 이용 다음 공정으로 운반 투입 된다.Here, the excavator is excavated from the stabilization and excavation area at the same time, and the coarse and nonflammable wastes are separated and transported to the next process using a conveyor.
또한, 굴착 공정과 선별 공정에서 발생되는 악취를 방지하기 위하여 신균주 미생물을 액상으로 살포하여 악취 비산을 방지한다.In addition, in order to prevent the odor generated in the excavation process and screening process, the microbial microorganisms are sprayed in the liquid phase to prevent odor scattering.
2) 회전 스크린 선별 공정 / 롤러 스크린 선별 공정 / 풍력 선별 공정2) Rotary screen sorting process / roller screen sorting process / wind sorting process
쓰레기 이송 및 투입 콘베어를 통해 굴착 쓰레기는 회전 스크린 내부로 투입되고 1차 선별 기능을 하는 1단계 회전 스크린에서 토사(25∼50mm) 및 작은 입자는 회전 스크린 하부로 배출되어 토사배출 콘베어에 의해 일정한 장소 즉, 열탈착 시스템 또는 생물반응 시스템으로 이송 처리한다.Excavated waste is introduced into the rotating screen through the waste conveying and feeding conveyor. Soil sand (25-50mm) and small particles are discharged to the lower part of the rotating screen in the 1st stage rotating screen which performs the primary sorting function. That is, transfer to a thermal desorption system or a bioreaction system.
여기서 1단계 회전 스크린에서 회전과 낙하를 반복하면서 분리되고 2단계 회전 스크린으로 자동 이송된다. 1단계 회전 스크린에서 80%이상 토사가 제거되고 쓰레기는 2단계 회전 스크린으로 유입되어 회전하면서 회전 스크린 암(arm)에 의해 엉키거나 덩어리로 된 젖은 쓰레기는 풀어 헤처지면서 토사가 분리된다. 이때 분리되지 않은 토사, 철재류, 유리, 프라스틱, 비닐류는 1, 2단계로 구성된 롤러 스크린을 통과하면서 분리된다Here, the rotating and falling are repeated on the first stage rotating screen and automatically transferred to the second stage rotating screen. More than 80% of the soil is removed from the first-stage rotating screen, and the waste enters the second-stage rotating screen and rotates while the tangled or agglomerated wet rubbish is disassembled by the rotating screen arm. At this time, the soil, steel, glass, plastic, and vinyl that are not separated are separated while passing through the roller screen consisting of one and two stages.
여기서, 다시 50mm 이상의 쓰레기는 롤러 스크린을 통과 하면서 비닐과 분리되고, 후단의 송풍기에서 토출되는 풍력에 따라 비중 낙하되어 선별된다.Here, the waste of 50mm or more is separated from the vinyl while passing through the roller screen, and the specific gravity is dropped by the wind power discharged from the rear blower and sorted.
여기서 주종을 이루는 비닐류는 압착하거나 용융처리하여 부피를 줄여 소각처리하거나 재매립한다.Vinyls, which are the dominant species, are compressed or melted to reduce the volume and then incinerated or refilled.
본 실시예에서 B 매립장과 D 매립장의 매립 쓰레기의 가연성 및 불연성 구성비를 조사 실험하였다. 가연성 쓰레기의 구성비는 26.3%(비닐류, 고무류 등)와 중량은 3.6kg, 불연성 쓰레기의 구성비는 73.7%(토석류, 유리(병)류, 콘크리 등)와 중량은 12.6kg으로 구성되었다.In this example, the combustible and incombustible composition ratios of the landfill wastes of landfill B and landfill D were investigated. The composition of combustible waste was 26.3% (vinyls, rubbers, etc.), 3.6kg, and the composition of noncombustible waste was 73.7% (earth, glass, bottles, concrete, etc.) and 12.6kg.
3) 열탈착 공정3) Thermal desorption process
상기 공정에서 오염토양을 분리하였다. 회전 열탈착 장치를 이용하여 열탈착 공정을 실시하였다. 먼저 수평식 원통형으로 구성된 회전 드럼 투입구에 콘베어를 이용하여 상기 오염토양을 투입하였다. 가열 버너를 이용하여 150 내지 350℃로 가열하고, 회전 드럼에 부착된 원통형 회전 기어를 감속기와 연동시켜 드럼을 회전하면서 드럼 내부에 직접 또는 간접으로 열을 전달시켜 오염물질을 열적 산화분해 하였다.In the process, contaminated soil was separated. The thermal desorption process was performed using the rotary thermal desorption apparatus. First, the contaminated soil was introduced into a rotating drum inlet formed of a horizontal cylindrical shape using a conveyor. The heating burner was heated to 150 to 350 ° C., and the cylindrical rotary gear attached to the rotating drum was interlocked with the reducer to transfer the heat directly or indirectly to the drum while rotating the drum, thereby thermally oxidizing contaminants.
열탈착 장치의 회전속도 및 온도에 따른 제거율을 토양오염시험공정법으로 측정하여 하기 [표 1] 에 나타내었다.The removal rate according to the rotational speed and the temperature of the heat desorption apparatus was measured by the soil pollution test method and is shown in the following [Table 1].
[표 1]TABLE 1
[실시예 2]Example 2
1) 생물반응 공정1) Bioreaction Process
S 매립장(15년간 매립장으로 사용), D 매립장(1년 5개월 매립장으로 사용), K 매립장(7년간 매립장으로 사용), B 매립장(17년간 매립장으로 사용)의 오염된 토양과 쓰레기를 각각 굴삭기로 취하여 상기 [실시예 1] 과 동일한 방법으로 조대형 폐기물을 선별하고, 회전 스크린 및 롤러 스크린을 거처 풍력에 의한 토사를 선별하였다.Excavate the contaminated soil and garbage from S landfill (used as landfill for 15 years), D landfill (used as landfill for 1 year and 5 months), K landfill (used as landfill for 7 years), and B landfill (used as landfill for 17 years) Coarse waste was screened in the same manner as in [Example 1] above, and earth and sand were sorted by wind through a rotating screen and a roller screen.
이어서, [도 3] 에 도시된 생물반응기(100)에 상기 선별된 오염토양(112)을 투입하고, 온도 조절기(101)의 세라믹 히터(103)로 생물반응기의 온도를 30 내지 50℃로 유지시키고, pH를 7 내지 8로 조절하고, 습도를 40 내지 50%로 조절하여 신균주 Bacillus khr-10-mx(한국과학기술연구원 미생물 수탁번호 KCTC 8533P)와, Cellulomonas khr-15-mx(한국과학기술연구원 미생물 수탁번호 KCTC 8534P)와, 복합균주 khr-5-mx(한국과학기술연구원 미생물 수탁번호 KCTC 0068BP)를 선별토사 1㎥에 50 내지 100㎎/l과 영양미네랄 50 내지 100g을 투입포트(105)에 투입하였다. 송풍기(107)에 의한 신선한 공기를 플로우 미터(108)로 송풍량을 조절하면서 필터(109)를 통과시켜 산기판(104)을 통해 공급하고, 회전 조절기(102)를 이용하여 생물반응기(100)를 5 내지 7rpm으로 회전하면서 생물학적 반응을 진행시켰다. 생성된 가스는 가스배출라인(106)을 통해 세정기(110) 및 흡착탑(111)을 거쳐 대기중에 배기하였다.Subsequently, the selected contaminated soil 112 is introduced into the bioreactor 100 illustrated in FIG. 3, and the temperature of the bioreactor is maintained at 30 to 50 ° C. with the ceramic heater 103 of the temperature controller 101. The bacterium Bacillus khr-10-mx (KCTC 8533P), Cellulomonas khr-15-mx (Korean Science) by adjusting the pH to 7 to 8 and the humidity to 40 to 50% 50-100 mg / l of nutrient microorganism accession number KCTC 8534P) and complex strain khr-5-mx 105). The fresh air by the blower 107 is passed through the filter 109 while controlling the air flow rate to the flow meter 108 and supplied through the acid substrate 104, and the bioreactor 100 is operated using the rotation controller 102. The biological reaction proceeded while rotating at 5-7 rpm. The generated gas was exhausted to the atmosphere through the gas discharge line 106 through the scrubber 110 and the adsorption tower 111.
상기 생물반응기(100)에서의 우점종 미생물과 우점적 분해 메카니즘은 다음과 같다.The dominant species microorganisms and dominant degradation mechanism in the bioreactor 100 are as follows.
(탄수화물 분해)(Carbohydrate Breakdown)
Bacillus subtilis 는 탄수화물을 분해하는 Amylase를 분비하여 탄수화물을 분해 용이한 6% Glucose, 30% Maltose, 64%의 Dextrin 등으로 분해하여 분해된 단당류는 미생물의 먹이거 되어 미생물 증식의 기본 요소가 되며 미생물은 단당류를 섭취하여 분열 증식하고 게속해서 Amylase를 분비하여 결국 단당류는 미생물의 먹이가 되며 분해하여 물 (H2O) 및 탄산가스 (CO2)로 된다.Bacillus subtilis secretes amylase, which breaks down carbohydrates, and breaks down carbohydrates into 6% Glucose, 30% Maltose, and 64% Dextrin. Ingestion of monosaccharides divides, multiplies and continues to secrete Amylase, which eventually becomes a food for microorganisms and breaks down into water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ).
C6H12O6→6CO2+ 6H2O + 685.5KcalC 6 H 12 O 6 → 6CO 2 + 6H 2 O + 685.5 Kcal
(단백질 분해)(Protein breakdown)
Bacllus subtilis 및 Bacillus polymyxa에서 단백질 분해효소인 Protease를 분비하여 단백질을 분해 용이한 아미노산으로 변화시켜 변화된 N기를 함유한 아미노산은 Bacillus subtilis 및 Bacillus Polymyxa의 증식 성장에 기본 요소인 먹이가 된다. 아미노산류를 섭취분해하며 성장분열하여 계속 Protease를 분비한다. 결국 아미노산 계열의 물질은 미생물에 의해 포식되고 분해하여 물 (H2O), 탄산가스 (CO2), 암모니아가 된다.Protease, a proteolytic enzyme, is secreted from Bacllus subtilis and Bacillus polymyxa to change the protein into easily digestible amino acids. The amino acid containing the changed N-group becomes the basic food for the proliferative growth of Bacillus subtilis and Bacillus Polymyxa. Ingestion of amino acids breaks down growth and continues to secrete protease. Eventually, amino acid-based substances are fed and decomposed by microorganisms, resulting in water (H 2 O), carbon dioxide (CO 2 ), and ammonia.
(지방질 분해)(Lipid breakdown)
Rodopseudmonss 속과 Bacillus licheniformis는 Lipase를 분비하여 지방분을 알콜과 지방산으로 분해하여 알콜과 지방산은 미생물의 먹이가 되며 미생물은 알콜과 지방산을 먹이로 계속 증식하며 Lipase를 분비한다. 결국 알콜과 지방산은 미생물에 의해 분해하여 물 (H2O)과 탄산가스 (CO2)로 된다.Rodopseudmonss genus and Bacillus licheniformis secrete Lipase to break down fats into alcohols and fatty acids so that alcohol and fatty acids become food for microorganisms, and microorganisms continue to multiply by feeding alcohol and fatty acids and secrete Lipase. Eventually alcohols and fatty acids are broken down by microorganisms into water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ).
(유화수소 가스 (H2S)의 분해)(Decomposition of Hydrogen Sulfide Gas (H 2 S))
Autotrophic bacteria류인 Beggiatoacea에 의하여HO 4로 변환되므로H 2 S가스의 악취를 제거한다.It is converted into HO 4 by Beggiatoacea, an autotrophic bacterium, and removes the odor of H 2 S gas.
H2S + H2O → H2↑+ H2SO4 H 2 S + H 2 O → H 2 ↑ + H 2 SO 4
(암모니아의 분해)(Decomposition of ammonia)
Nitrobactor, Pseudomonas에 의하여 암모니아 (NH3)를 NO2로 변환시켜 결국 NO3를 N2gas로 방출하여 암모니아에 의한 악취 및 자극성을 해소한다.Nitrobactor, Pseudomonas converts ammonia (NH 3 ) into NO 2 and eventually releases NO 3 to N 2 gas to eliminate odors and irritants caused by ammonia.
(셀루로우즈의 분해)(Disassembly of Cellulose)
셀루로우즈는 Tricchoderma viride가 Cellulase C1효소를 강하게 분비하여 고분자 탄수화물 구조인 셀루로우즈의 비결정형 부분의 분자 구조를 공격하고 연결을 단절하면 다시 Cellulase Cx형 효소에 의하여 결정부분이 분해되어 결국 분해 용이한 단당류로 전환된다. 단당류는 다시 미생물에 의하여 가수분해되고 탄소의 대부분은 부식되어 남는다.Cellulose is a strong secretion of Cellulase C 1 enzyme by Tricchoderma viride, attacking the molecular structure of the amorphous part of the cellulose, a polymer carbohydrate structure, and breaking the link, the crystal part is decomposed by Cellulase Cx enzyme again It is easily converted to monosaccharides. Monosaccharides are again hydrolyzed by microorganisms and most of the carbon remains corroded.
각 시험군에서의 시간 경과에 따른 오염 토양 중의 오염물질의 제거율을 토양 오염 시험 공정법으로 측정하여 하기 [표 2] 에 나타내었다.The removal rate of contaminants in the contaminated soil over time in each test group was measured by the soil contamination test method and is shown in the following [Table 2].
[표 2]TABLE 2
[실시예 3]Example 3
본 발명에서는, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 비위생 매립장을 정비·복원하였다. 이어서, 위생적인 매립장을 다시 조성하기 위해 바닥면과 법면에 일정 두께를 형성하여 복합 차수층과 차수시트를 시공하는 방법에 있어서, 기술적 사상을 첨부한 도면을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다. [도 2] 는 본 발명의 실시예 3 에 의하여 자가형성·자가치유 복합 차수층 및 차수시트 시공방법의 공정도 이고, [도 5] 는 본 발명의 자가형성 및 자가치유 복합 차수층의 기본 개념도 이다.In the present invention, in order to achieve the above object, the unsanitary landfill was maintained and restored. Subsequently, in order to reconstruct a sanitary landfill, a method of constructing a composite order layer and a order sheet by forming a predetermined thickness on the bottom surface and the normal surface will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 is a process diagram of a method for constructing a self-forming / self-healing composite order layer and a order sheet according to Example 3 of the present invention, and FIG. 5 is a basic conceptual view of the self-forming and self-healing composite order layer of the present invention.
상기 목적을 달성하기 위하여 현지토를 준비하여 토사를 선별 분쇄한 후 토양에 상기 미생물 균주를 접종하여, 토양 표면에 대전된 상태로 존재하여 토립자와 시멘트계 광물질 간의 접촉을 방해하고 양자간의 결합 및 고화를 위한 포졸란 반응(pozzolanic reaction)을 저해하는 휴믹산(humic acid)을 생물학적으로 단시간에 분해 제거한 다음, 처리된 토양에 포졸란 반응(pozzolanic reaction)제로 사용되는 다종의 고화제와 보조제를 혼합하여 개량토를 얻고, 이를 운반 포설하여 계획고를 조정한 다음 각종 롤러 및 다짐 장비를 이용하여 전압다짐하고, 이것을 다층으로 시공한 후 양생 및 표층처리하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.In order to achieve the above objectives, local soil was prepared, and the soil was screened and crushed, and then inoculated with the microorganism strains in the soil. Humic acid, which inhibits the pozzolanic reaction, is biologically decomposed and removed in a short time, and mixed soils and auxiliaries used as pozzolanic reactions are treated in the treated soil to obtain improved soil. After carrying out the installation, adjusting the height of the plan and then compacting the voltage using various rollers and compaction equipment, and providing a multi-layer construction and curing and surface layer treatment.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따르면 두 층의 포졸란 반응 차수층 경계면에서 규산칼슘 수화물이 생성되어, 이에 의해 불투수차수막 씰(seal)층이 형성되며, 포졸란 반응에 따라 차수층이 초기에 자가형성되고, 시공후 여러요인으로 인해 크랙, 지반침하, 파이핑 현상 등이 발생한 경우 실리카계 무기물과 석회계 무기물이 중심을 이루어 수화반응에 의해 새로운 포졸란반응 물질이 용출되어 크랙 등이 자가치유 복구되어, 침출수 유출이 초기에 차단될 수 있는 새로운 쓰레기 매립장 차수층 설치공법이 제공된다.According to the present invention, calcium silicate hydrate is formed at the interface of the two layers of pozzolanic reaction order layer, thereby forming an impermeable membrane film seal layer, and the order layer is initially self-forming according to the pozzolanic reaction, Due to cracks, ground subsidence, and piping phenomenon, silica-based and lime-based minerals are centered, and new pozzolanic reaction materials are eluted by the hydration reaction, so that the cracks are self-healing and the leachate outflow can be blocked early. New landfill level installations are provided.
본 발명에 따른 쓰레기 매립장의 차수층 시공방법의 공정도가 보다 상세히 [도 2] 에 도시되어 있으며, 이를 참고로 하여 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 하기와 같이 상세하게 설명한다.The flow chart of the method for constructing the order of the landfill in accordance with the present invention is shown in more detail in Figure 2, with reference to this will be described in more detail as follows.
1) 지반토 정리 공정 / 토사 분쇄 및 선별 공정 / 생물반응 및 휴믹산 제거 공정1) Soil Cleanup Process / Soil Crushing and Separation Process / Bioreaction and Humic Acid Removal Process
우선, 매립장 원지반과 법면을 정리하고, 여기서 발생하거나 준비된 현장토를 선별, 분쇄한 후 현자에 설치된 생물분해 배드(bio-bed) 또는 생물반응기(bioreactor)에 투입하고, 신균주와 영양미네랄을 일정량 주입 한다. 현장토 상태와 계절에 따라 통상 5 내지 50℃ 범위의 온도에서 1 내지 16 시간 동안 생물반응을 수행한다. 이로부터 미생물이 활성화되고 지반토에 포함한 휴믹산(humic acid)은 분해 제거된다. 상기 일정시간 급속 생물반응 후 상온에 방치함으로써 휴믹산(humic acid) 제거가 완성된다.First, the landfill and the surface of the landfill are cleaned up, and the soil produced or prepared here is sorted and pulverized, and then put into bio-bed or bioreactor installed in the sage. Inject. The bioreaction is carried out for 1 to 16 hours at temperatures ranging from 5 to 50 ° C., depending on the soil condition and season. From this, microorganisms are activated and the humic acid contained in the soil is decomposed and removed. After the rapid bioreaction for the predetermined time, the humic acid is removed by standing at room temperature.
지반토 정리 공정 및 토사 분쇄 및 선별 공정은 통상의 공지된 방법에 따라 스크리닝(screening) 도는 스테빌라이저(stabilizer)에 의한 혼합, 분쇄, 선별 공정이 수행된다.The soil cleanup process and the soil crushing and sorting process are performed by a screening or stabilizer mixing, pulverizing and sorting process according to a conventionally known method.
여기서 생물분해 배드(bio-bed) 또는 생물반응기(durm bioreactor)에서 사용되는 균주는 신균주 Bacillus khr-10-mx(한국과학기술연구원 미생물 수탁번호 KCTC 8533P)와 복합균주 khr-5-mx(한국과학기술연구원 미생물 수탁번호 KCTC 0078BP)와 신균주 Cellulomonas khr-15-mx(한국과학기술연구원 미생물 수탁번호 KCTC 8534P)로 구성된 군 중에서 선택된 적어도 하나이며, 영양제로는 아미노산, 비타민, 미네랄, 칼슘 등 상기 미생물 성장에 필요한 영양 성분들을 당분야에 공지된 적절한 범위의 양으로 사용할 수 있다.Here, strains used in bio-bed or bioreactor are new strain Bacillus khr-10-mx (KCTC 8533P) and complex strain khr-5-mx (Korea It is at least one selected from the group consisting of Microbial Accession No. KCTC 0078BP) and the new strain Cellulomonas khr-15-mx (KICTC 8534P). Nutrients necessary for microbial growth can be used in appropriate ranges known in the art.
상세하게는 토양 중의 유기물에는 생물체와 부식질(humic)이라고 정의되는 물질이 포함되는데, 이 부식질은 식물잔사와 미생물, 플랑크톤 유체가 미생물에 의해 분해되고 그 분해산물로부터 화학적, 생물학적으로 합성된 암갈색의 고분자 유기산의 혼합물로 생성된다. 이부식질은 주요 성분이 휴믹산(humic acid)으로 구성되어 있으며 휴믹산은 토양에 함유된 아민 중 pH 1에서 침전하는 것으로 분자량이 수천 내지 수 십만 범위에 걸쳐 있으며 폴리헤테로축합체에 히드록시벤젠, 퀴논, 방향족 카복실산, 캐톤, 아미노산 등이 결합된 무정형 대분자로 여겨지고 있는 물질로서, 고화제의 수화반응에 의해 생성되는 수산화칼슘과 반응해서 휴믹산칼슘을 생성하고 이러한 생성물이 수화되지 않은 시멘트계 또는 석회계 고화제 입자를 덮어 수화반응을 저해함으로써 이온교환작용으로 토양의 고결화를 막는데 결정적인 영향을 미친다.Specifically, organic matter in soil includes organisms and substances defined as humic substances, which are dark brown polymers in which plant residues, microorganisms and planktonic fluids are broken down by microorganisms and chemically and biologically synthesized from their degradation products. It is produced as a mixture of organic acids. This corrosive is composed mainly of humic acid. Humic acid is precipitated at pH 1 in amines contained in soil. Its molecular weight ranges from thousands to hundreds of thousands, and hydroxybenzene, quinone, Cement or lime-based solidifying agent particles, which are considered as amorphous large molecules to which aromatic carboxylic acids, catons, amino acids, etc. are combined, and react with calcium hydroxide produced by the hydration of the solidifying agent to produce calcium humic acid, and these products are not hydrated. By inhibiting the hydration reaction, it has a decisive effect on preventing soil solidification by ion exchange.
따라서, 쓰레기 매립장의 점토 차수층 고결화 방법에 있어서, 이 휴믹산(humic acid)의 제거가 중요하며 본 발명에 따르면 종래 기술에서 해결하지 못한 휴믹산(humic acid) 및 유기물 제거기술을 이용하여 고결 효과를 개선하고 포졸란 반응(pozzolanic reaction)에 의한 복합 차수층의 자가형성·자가치유를 달성한다.Therefore, in the method of solidifying the clay order layer of the landfill, it is important to remove the humic acid and to improve the freezing effect by using the humic acid and organic matter removal technology which are not solved in the prior art according to the present invention. And self-forming and self-healing of the composite order layer by the pozzolanic reaction.
2) 고화제 배합 공정 / 함수비 조정 및 혼합 공정 / 개량토 운반 포설 및 반응차수층 계획고 조정 공정2) Solidifying agent mixing process / Water content adjustment and mixing process / Improved soil transport laying and reaction order plan adjustment process
본 발명에 따르면, 상기와 같이 신균주 미생물에 의해 부식질에 제거된 토양에 고화제와 보조제를 투입하고, 함수비를 조정하면서 혼합 교반하여 개량토를 수득한다.According to the present invention, a solidifying agent and an auxiliary agent are added to the soil removed by the caustic microorganism as described above, and mixed and stirred while adjusting the water content to obtain the improved soil.
여기서 시멘트계 고화제의 고화과정을 요약하면, 다량의 에드린자이드를 생성하고 에드린자이드는 다량의 물을 결합수로부터 함수비를 저하시키는 동시에 토립자의 이동을 구속하고 방출하는 자유칼슘이온(Ca2++)은 토립자를 응집시킨다. 토립자는 응집 고결화되고 사질토에 가까운 액상을 나타내고 규산칼슘의 수화물의 생성에 의해 강도가 상승하게 된다. 장기 재령에서는 흙에 포함되어 있는 SiO3, Al2O3등의 가용성분이 소석회 성분Ca(OH)2과 불용성의 수화물을 생성하여 고화된다. 이것을 포졸란 반응(pozzolanic reaction)이라 한다. 고화재로는 당 분야에 포졸란 반응을 일으킬 수 있다고 공지된 것이면 어느 것이나 혼합 사용할 수 있다. 예를 들면, 리그닌슬폰산염, 스테아린산염, 트리폴리인산염, 수산화나트륨, 특수실리카와 강도 증진용 시멘트계 고화제, 본 발명의 반응 복합차수층 형성을 위한 석회계 고화제와 실리카계 고화제 및 플라이 애쉬(fly ash) 혼합물을 고화제 혼합물 등 당분야에 공지된 적절한 범위의 양으로 사용할 수 있다.Summarizing the solidification process of cement-based hardeners, a large amount of edrinzide is produced, and edrinzide is a free calcium ion (Ca 2 +) that constrains and releases the movement of the granules while reducing the water content from the bound water. +) Aggregates the granules. The granules aggregate and solidify, exhibit a liquid phase close to sandy soil, and the strength increases due to the generation of a calcium silicate hydrate. In long-term age, soluble components such as SiO 3 and Al 2 O 3 contained in the soil are solidified by forming calcined lime component Ca (OH) 2 and insoluble hydrates. This is called the pozzolanic reaction. As the solidifying material, any material known to cause a pozzolanic reaction can be used in the art. For example, lignin sulfonate, stearic acid salt, tripolyphosphate, sodium hydroxide, special silica and strength-enhancing cement-based hardener, lime-based hardener and silica-based hardener and fly ash (fly ash) for forming the reaction composite order layer of the present invention ash) mixture may be used in an appropriate range of amounts known in the art, such as solidifying agent mixtures.
상기 혼합 개량토의 조성은 상부, 하부 반응차수층의 경우 현장토(육상점토, 해성점토 등) 1㎥에 대해, 시멘트계 고화제 10 내지 15d(㎏/㎥), 석회계 고화제 3 내지 5d(㎏/㎥), 실리카계 고화제 3 내지 5d(㎏/㎥), 플라이 애쉬 3 내지 5d(㎏/㎥), 보조제 4 내지 6d(㎏/㎥)로 배합하여 함수비는 17 내지 25%로 조정한다. 상기 고화제 종류 및 배합 비율은 이에 한정되는 것은 아니다.The composition of the mixed improved soil is 10 to 15 cement-based solidifying agent for 1 ㎥ of spot soil (land clay, marine clay, etc.) in the case of upper and lower reaction order layers d (kg / m 3), lime-based hardener 3 to 5 d (kg / ㎥), silica-based solidifying agent 3 to 5 d (kg / m 3), fly ash 3 to 5 d (kg / m 3), adjuvants 4 to 6 It mix | blends with d (kg / m <3>), and adjusts water content to 17-25%. The type of solidifying agent and the blending ratio are not limited thereto.
혼합 교반은 교반장치 또는 스테빌라이저(stabilizer)를 이용하여 수행할 수 있으며, 생산된 혼합 개량토는 상부와 하부 용으로 분리하여 하부 반응차수층의 개량토는 생석회가 주성분이되고 상부 반응차수층의 개량토는 산화규소가 주성분이 되도록 개량토를 조성한다.Mixing and stirring may be performed using a stirring apparatus or a stabilizer, and the produced mixed refined soil is separated into upper and lower portions, and the improved soil of the lower reaction order layer is mainly composed of quicklime and the improved soil of the upper reaction order layer. The modified soil is formed so that silicon oxide is the main component.
3) 다짐 및 두께측정 공정 / 양생 및 표층처리 공정3) Compaction and thickness measurement process / curing and surface treatment process
상기 고화제 및 보조제를 혼합한 개량토를 시공 장소로 운반 포설한다. 여기서 계획고를 그레이더를 사용하여 조정하고 롤러(roller)로 다짐 작업을 수행한다. 이 때 하부 반응차수층(lower reactive barrier)과 상부 반응차수층(upper reactive barrier)의 두 개의 층 또는 그 이상의 층으로 설계 두께에 도달할 때까지 겹층 포설시공하며 매 포설 완료 후 다짐 작업을 수행한다. 다짐 작업은 개량토 포설 후 중장비 진동롤러 또는 다짐장비로 종횡방향 또는 법면부의 좌우 상하로 전압다짐을 실시하고 이때 레벨(level)을 비치하여 다짐 지반의 고저를 계측 확인하여 폐기물관리법 매립시설 설치기준에 적합하게 계획지반 높이 및 시공두께를 유지하도록 측정 시공한다.여기서 현장조건에 따라 법면부에 벤토나이트 시트 또는 투수계수를 확보할 수 있는 기타 재료를 사용 시공을 원할하게 수행할 수 있다.The improved soil which mixed the said hardening | curing agent and the adjuvant is carried and installed to a construction site. Here the grade is adjusted with a grader and compacted with a roller. At this time, two or more layers of the lower reactive barrier layer and the upper reactive barrier layer are laid in layers until the design thickness is reached, and compacting is performed after completion of each laying. Compaction work is carried out with heavy equipment vibration roller or compaction equipment after the installation of improved soil, and the voltage is compacted vertically and horizontally or from the left and right up and down of the surface part, and the level is measured to check the height of the compacted ground to install the waste management method. Properly measure and maintain the projected ground height and construction thickness, depending on the site conditions, the construction can be performed smoothly using bentonite sheets or other materials with permeability coefficients.
이 과정에서 개량토의 포졸란 반응(pozzollanic reaction)이 이루어지며 지반의 압축강도가 증가되면서 반응차수층이 형성된다. 즉, 상기와 같이 포설된 상, 하부 차수층의 접촉면 즉, 계면에서는 비용해성 반응생성물을 형성하는 고결 반응이 일어나 차수층의 자가형성을 가능하게 하는데, 상기 반응생성물은 계면에서 이음매가 없는 연속적인 불투수층의 차수층을 형성하여 결과적으로 침출수와 오염물질의 이동을 차단하게 하고, 이러한 원리에 의해 생성된 차수층은 외적인 요인에 의해 차수층이 손상된다 하더라도 두 개의 반응층이 새로이 접촉되어 다시 비용해성 반응생성물을 형성함으로써 짧은 시간 내에 손상된 차수층이 자가치유될 수 있도록 해준다.In this process, the pozzollanic reaction of the improved soil is carried out, and the reaction order layer is formed as the compressive strength of the ground increases. That is, a solidification reaction that forms an insoluble reaction product occurs at the contact surfaces of the upper and lower order layers, which are installed as described above, to enable self-forming of the order layer, and the reaction product forms a seamless impermeable layer at the interface. By forming the order layer to block the leachate and contaminant movement as a result, the order layer created by this principle, even if the order layer is damaged by external factors, the two reaction layers are newly contacted again to form a non-insoluble reaction product It allows self-healing of damaged order layers in a short time.
본 발명에서 이용하는 토양의 포졸란 반응에 대해 보다 상세히 설명하면, 현장토의 조립분을 구성하고 있는 광물인 석영, 장석, 운모 등의 광물로부터 분리된 결정체 또는 비결정체의 속에 포함된 실리카 및 알루미네이트 성분들이, 고화재로서 첨가된 석회와 흡착, 이온교환 및 포졸란 반응을 일으켜 규산석회 및 알루민산석회 수화물을 형성하여 토립자의 고결작용과 시멘트 처리토의 강도발현에 중요한 역할을 하며, 수화반응으로 인한 간극수 내의 pH 값의 증가로 고화제와의 결합이 촉진되어 시공 후 재령이 진행함에 따라 비교적 장기간에 걸쳐 규산칼슘, 케레나이트 수화물을 생성, 에트린자이드 등과의 결합으로 장기적으로 안정 고화되어 비표면적이 증대(1,000,000-500,000 cm/g)하여 인공 제올라이트의 작용을 하는 고화체가 된다.In more detail about the pozzolanic reaction of the soil used in the present invention, silica and aluminate components contained in the crystal or amorphous separated from minerals such as quartz, feldspar, mica, etc. Adsorption, ion exchange and pozzolanic reactions with lime added as solidifying materials form lime silicate and aluminate lime hydrates, which play an important role in the solidification of granules and the strength development of cemented soils. Increasing the value promotes the binding to the solidifying agent, and as the age of the construction progresses, calcium silicate and kerenite hydrate are produced for a relatively long time. -500,000 cm / g) to become a solid that acts as an artificial zeolite.
또, 개량토는 서서히 경화되어 가면서 다양한 침착성 물질을 생성 자가형성 되고 씰층(seal)을 형성 침출수 유출방지 역할을 한다. 이를 포졸란 반응이라 하며 메카니즘은 다음 반응식과 같다.In addition, the improved soil is gradually hardened to form a variety of depositing material self-forming and forming a seal layer (seal) serves to prevent leachate outflow. This is called pozzolanic reaction and the mechanism is shown in the following reaction formula.
Ca(OH)2--→ Ca+++ 2(OH)- Ca (OH) 2- → Ca ++ + 2 (OH) -
Ca+++ 2(OH)-+ SiO2(점토 실리카) -→ CaO.SiO2.H2OCa ++ + 2 (OH) - + SiO 2 (clay silica)-→ CaO.SiO 2 .H 2 O
Ca+++ 2(OH)-+ Al2O3(점토 알루미나) --→ CaO.Al2O3.H2OCa ++ + 2 (OH) - + Al 2 O 3 (clay alumina)-→ CaO.Al 2 O 3 .H 2 O
즉, 시멘트계 고화제에 의한 고화 과정에서는, 다량의 에트린자이트가 생성되며, 이 에트린자이트는 다량의 물을 결합수로 해서 함수비를 저하시키는 동시에 토립자의 이동을 구속하고 시멘트 결합이 용이한 상태로 만든다. 수산화칼슘, 규산칼슘 등에서 방출하는 칼슘 이온은 토립자를 응집시킨다. 따라서 토립자는 응집, 고결화되어 사질토에 가까운 액상을 나타낸다. 규산칼슘 수화물의 생성에 의해 강도가 상승한다. 장기 재령에서는 토양에 포함되어 있는 실리카, 알루미나 등의 가용 성분이 수산화칼슘과 불용성의 수화물을 형성하여 경화된다.That is, in the process of solidification by cement-based hardening agent, a large amount of ethrinzite is produced, and this ethrinzite reduces the water content by using a large amount of water as binding water, constrains the movement of the granules, and facilitates cement bonding. Make it state. Calcium ions emitted from calcium hydroxide and calcium silicate aggregate aggregates. Thus, the granules are coagulated and solidified to give a liquid phase close to sandy soil. The strength rises due to the production of calcium silicate hydrate. In long-term age, soluble components such as silica and alumina contained in the soil harden by forming calcium hydroxide and insoluble hydrate.
고화제의 각 성분이 산화되어 토립자를 노출시켜 시멘트의 주성분인 칼슘의 작용이 직접 토립자와 토립자를 단립 고화시키게 된다. 이러한 조건은 모두 시멘트의 효과를 감소시키는 작용을 하게 된다. 따라서 시멘트 처리토에 있어서, 시멘트와 현장토간의 반응 과정 및 반응생성물의 종류는 함유 점토 광물에 의해 상당히 다르게 되므로 점성토를 대상으로 하는 경우에는 이를 충분히 이해하여야 한다.Each component of the solidifying agent is oxidized to expose the granules, so the action of calcium, which is the main component of cement, directly solidifies the granules and granules. All of these conditions act to reduce the effect of cement. Therefore, in the cemented soil, the reaction process between cement and the soil in situ and the kinds of reaction products are significantly different depending on the clay minerals contained therein.
4) 양생 및 표층처리 공정 / 차수시트 포설 공정4) Curing and surface treatment process / order sheet laying process
이어서, 다짐완료 후 양생기간은 3 내지 7일 정도로하고 지반함수 및 기온에 따라 조절이 필요하며 본 양생기간 중에 건조 방지를 위하여 덮개를 이용하여 자연양생 한다. 양생기간이 경과한 후 상부 반응차수층 표면에 함침 강화액을 분무하거나 도포하여 표층 강화 차수막을 형성한 다음 이를 양생하여 쓰레기 매립장의 자가형성·자기치유 복합 차수층 시공을 완성한다.Subsequently, after completion of compaction, the curing period is about 3 to 7 days and needs to be adjusted according to the ground function and temperature. Natural curing is performed by using a cover to prevent drying during the curing period. After the curing period has elapsed, the impregnating reinforcement liquid is sprayed or applied to the surface of the upper reaction order layer to form a surface strengthening order layer, and then cured to complete the self-forming and self-healing complex order layer construction of the landfill.
함침 강화액은 규산소다 또는 합성고분자수지 분산액을 물에 1 : 1 내지 1 : 3 부피비로 희석한 것으로, 최종 상부 반응차수층 표면 1 ㎡당 0.1 내지 0.5ℓ의 양으로 분무법 등에 의해 살포하며, 차수층 표면으로부터 일정 깊이까지 함침액이 고결되므로써 차수층의 크랙방지 효과와 차수효과를 동시에 제공할 수 있다. 상기 고분자수지 분산액은 우레탄 수지와 같은 합성수지와 분산제를 포함하는 것들을 이용할 수 있다.The impregnation reinforcing liquid is a 1: 1 to 1: 3 volume ratio diluted with sodium silicate or synthetic polymer resin dispersion in water, and sprayed in an amount of 0.1 to 0.5 l per 1 m 2 of the surface of the upper upper reaction order layer by spraying, etc. Since the impregnation liquid is solidified from to a certain depth, it is possible to provide both the crack prevention effect and the order effect of the order layer. As the polymer resin dispersion, those containing a synthetic resin such as a urethane resin and a dispersant may be used.
상기 자가형성·자가치유 복합 차수층의 시공이 완성되고, 그 위에 차수시트(HDPE sheet)를 폐기물관리법 매립시설 설치기준에 따라 포설한다. 본 실시예에서 포설하는 차수시트 및 차수층의 상태를 모니터링하기 위하여 대한민국 특허 제0285017호의 손상위치 및 누수검지 시스템을 시공하여, 차수시트 시공과정과 쓰레기 매립중에 발생되는 손상과 매립종료 후 안정화 기간까지 침출수의 누수상태를 검지하여 누수위치를 신속하게 보수함으로써 침출수의 확산을 조기에 방지할 수 있다.The construction of the self-forming and self-healing composite order layer is completed, and a HDPE sheet is laid thereon according to the Waste Management Act Landfill Facility Installation Standard. In order to monitor the condition of the order sheet and the order layer installed in this embodiment, the damage location and leak detection system of Korean Patent No. 0285017 was constructed, and the leachate until the stabilization period after the completion of the damage and landfill during the construction of the order sheet and landfill By detecting a leak condition and quickly repairing the leak location, the spread of leachate can be prevented early.
이하 다음과 같은 실시예를 통하여 본 발명의 특징에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the features of the present invention will be described in detail with reference to the following examples.
다음은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기예에 한정되는 것은 아니며, 통상의 지식을 가진자에게 자명한 것이다.The following presents a preferred embodiment to aid the understanding of the present invention. However, the following examples are provided only to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited to the following examples, which are obvious to those skilled in the art.
[도 2] 와 같이 복합 차수층 시공 공정과 동일하게 시공하였다. 실험결과는 [표 4] 와 [표 5] 에 나타내었다.The construction was performed in the same manner as in the composite order layer construction process as shown in FIG. 2. The experimental results are shown in [Table 4] and [Table 5].
본 실험에서는 [도 2] 의 공정 순서로 실시하였으며, 실험은 육상점토와 해성점토 두가지 시료를 대상으로 시공 하여 각종 물리 역학적 실험을 수행하였다. 따라서 생물반응기를 이용하여 육상점토 1㎥당 신균주 Bacillus khr-10-mx와, Cellulomonas khr-15-mx, 복합균주 khr-5-mx를 각각 3 내지 8㎎/l와 영양미네랄을 일정량 투입 혼합하고, 온도를 20 내지 50℃로 유지하면서 30 내지 120min 생물반응기 내에서 반응한 후 꺼내어 상온에 방치한다. 따라서 해성점토 1㎥당 신균주 Bacillus khr-10-mx와, Cellulomonas khr-15-mx와, 복합균주 khr-5-mx를 각각 10 내지 25㎎/l와 영양미네랄을 일정량 투입하고, 온도를 20 내지 50℃로 유지하면서 60 내지 120min 생물반응기 내에서 반응한 후 꺼내어 상온에 방치한다. 이어서 생물반응이 종료된 육상점토 1㎥당 시멘트계 고화제 10 내지 15d(㎏/㎥), 석회계 고화제 3 내지 5d(㎏/㎥), 실리카계 고화제 3 내지 5d(㎏/㎥), 플라이 애쉬 3 내지 5d(㎏/㎥), 보조제 4 내지 6d(㎏/㎥)로 배합하고 함수비를 17 내지 25% 범위로 유지 혼합한다. 또한 해성점토 1㎥당 시멘트계 고화제 10 내지 30d(㎏/㎥), 석회계 고화제 3 내지 10d(㎏/㎥), 실리카계 고화제 3 내지 10d(㎏/㎥), 플라이 애쉬 3 내지 10d(㎏/㎥), 보조제 4 내지 10d(㎏/㎥)로 배합하고 함수비를 17 내지 25%로 혼합하여 원지반 상부로부터 보강층 50㎝, 하부 반응차수층과 상부 반응차수층을 각각 25㎝씩 포설 다짐하였다.In the present experiment was carried out in the process sequence of Figure 2, the experiment was carried out on the two kinds of land clay and marine clay samples were carried out various physics experiments. Therefore, using a bioreactor, 3 to 8 mg / l and nutrient minerals were mixed and mixed with Bacillus khr-10-mx, Cellulomonas khr-15-mx, and complex strain khr-5-mx per 1㎥ of land clay, respectively. The reaction is carried out in a bioreactor for 30 to 120 min while maintaining the temperature at 20 to 50 ° C, and then taken out and left at room temperature. Therefore, a certain amount of 10 to 25 mg / l and nutrient minerals were added to Bacillus khr-10-mx, Cellulomonas khr-15-mx, and complex strain khr-5-mx, respectively, per 1m3 of dissolved clay, and the temperature was 20. The reaction is carried out in a 60-120 min bioreactor while being kept at 50 ° C and then taken out and left at room temperature. 10 to 15 cement-based hardener per 1㎥ of land clay d (kg / m 3), lime-based hardener 3 to 5 d (kg / ㎥), silica-based solidifying agent 3 to 5 d (kg / m 3), fly ash 3 to 5 d (kg / m 3), adjuvants 4 to 6 It mix | blends with d (kg / m <3>), and mixes and maintains water content in the range of 17-25%. In addition, 10 to 30 cement-based hardener per 1 ㎥ of degradable clay d (kg / m 3), lime-based hardener 3 to 10 d (kg / ㎥), silica-based solidifying agent 3 to 10 d (kg / m 3), fly ash 3 to 10 d (kg / m 3), adjuvants 4 to 10 d (kg / m 3) and mixed with a water content of 17 to 25% to reinforce 50 cm of the reinforcing layer, 25 cm of the lower reaction order layer and the upper reaction order layer from the top of the base.
[도 4] 의 상부 반응차수층은 생물반응에 의한 휴믹산이 제거된 육상점토 1㎥당 고화제 및 보조제를 약 10 내지 20d(㎏/㎥)를 혼합하고, 하부 반응차수층은 생물반응에 의한 휴믹산에 제거된 육상점토 1㎥당 고화제 및 보조제를 약 15 내지 30d(㎏/㎥)를 배합 하였다.The upper reaction order layer of FIG. 4 is about 10 to 20 solidifying agent and auxiliary agent per 1m 3 of land clay from which humic acid is removed by bioreaction. d (kg / ㎥) and the lower reaction order layer is about 15 to 30 of solidifying agent and auxiliary agent per 1㎥ of land clay removed in the humic acid by bioreaction. d (kg / ㎥) was blended.
(시험 방법)(Test Methods)
다짐 시험: KS F 2312에 따름Compaction test: in accordance with KS F 2312
강도 시험: KS F 2314에 의거한 일축 압축강도 시험 (강도 시험 시료는 가습기를 사용하여 습도 95% 이상인 상태로 하여 양생하여 7일 및 28일 후의 강도를 측정)Strength test: uniaxial compressive strength test according to KS F 2314 (strengthen test samples are cured with a humidity of 95% or higher using a humidifier to measure the strength after 7 and 28 days)
투수 시험: KS F 2322에 의거하여 강성벽시험기(rigid wall permeater)를 사용한 변수위 투수시험(variable permeability test)에 의해 대기압 하에서 수행 (강도 및 투수 시험 시료는 다짐 시험의 결과로부터 밀도는 최대 건조밀도의 95%, 함수비는 최적 함수비에 2%를 더한 함수비로 하여 제작)Permeability test: performed under atmospheric pressure by a variable permeability test using a rigid wall permeater in accordance with KS F 2322 (the strength and permeability test samples are obtained from the results of the compaction test. 95%, water content is produced by adding 2% to the optimal water content)
자가형성 및 자가치유 시험: 차수벽에 크랙이나 공동이 발생했을 때 상이한 성분을 함유한 두 개의 수평 또는 수직 차수층이 서로 화학반응을 일으켜 손상된 차수층을 자가치유하고 본래의 투수 특성과 강도 특성에 가까운 치유능력이 있는지를 검토함. 자가치유는 시험 조각에 인위적인 작은 구멍(직경 약 3.5 cm)의 공동을 만들어 차수능이 회복되는 것을 조사함.Self-forming and self-healing tests: When cracks or cavities occur in the barrier wall, two horizontal or vertical barriers containing different components react with each other to self-heale the damaged barrier and provide healing properties close to the original permeability and strength characteristics. Review for presence Self-healing examines the recapitulation of the reticulum by making a cavity of an artificial eyelet (approximately 3.5 cm in diameter) in the test piece.
(사용 재료)(Material used)
국내 쓰레기 매립장 중에서 지역적 위치를 고려하여, D지역에서 육상점토를 채취하고, D지역에서 해성점토를 채취하여 각각 점토차수층 시공에 사용되는 기본 토양으로 사용하였다.Considering the regional location among domestic landfills, land clay was collected from D area, and marine clay was collected from D area, respectively, and used as the basic soil used for the construction of clay order layer.
채취된 시료에 대해 각각의 특성을 시험하였으며, 그 결과를 하기 [표 1] 및 [표 2] 에 나타내었다.Each property was tested for the sample taken and the results are shown in the following [Table 1] and [Table 2].
[표 1]TABLE 1
[표 2]TABLE 2
(실험 공정)(Experimental process)
상기 육상점토와 해성점토의 시료를 생물반응기(durm bioreactor)에 투입하고 여기에 신균주 Bacillus khr-10-mx, Cellulomonas khr-15-mx, 복합 균주 khr-5-mx를 점토 1㎥당 3 내지 25㎎/l와 아미노산, 비타민, 미네랄, 칼슘 등이 포함한 영양미네랄를 일정량 투입하고 30 내지 120분간 반응하고 상온에 60분간 방치하였다.Samples of the above-mentioned clay and marine clay were introduced into a bioreactor, and the new strains Bacillus khr-10-mx, Cellulomonas khr-15-mx, and complex strain khr-5-mx 3 to 1 m 3 of clay. 25 mg / l and a certain amount of nutrient minerals including amino acids, vitamins, minerals, calcium, etc. were added, reacted for 30 to 120 minutes, and left at room temperature for 60 minutes.
이어서, 생물학적으로 처리된 상기 토양 1㎥에 대해, 시멘트계 고화제 10 내지 15d(㎏/㎥) 및 석회계 고화제 3 내지 5d(㎏/㎥), 실라카계 고화제 3 내지 5d(㎏/㎥), 플라이 애쉬 3 내지 5d(㎏/㎥), 보조제 3 내지 5d(㎏/㎥)를 혼합 교반하고 함수비를 17 내지 25%로 조정하였다.Subsequently, for 1 m 3 of the biologically treated soil, cement-based hardener 10 to 15 d (kg / m 3) and lime-based hardeners 3 to 5 d (kg / m 3), silica-based solidifying agent 3 to 5 d (kg / m 3), fly ash 3 to 5 d (kg / m 3), adjuvants 3 to 5 d (kg / m 3) was mixed and stirred and the water content was adjusted to 17 to 25%.
차수층 형성용의 혼합 개량토가 만들어지면 원 지반을 요철이 없도록 수평으로 정지 작업한 후 바닥면과 법면에 개량토를 포설하였다. 이때, 포설 두께는 1회에 25 내지 30cm로 하며, 상부 반응차수층과 하부 반응차수층으로 구분 포설하였으며 매회 포설 완료 후 전압 다짐을 수행하였다. 이 과정에서 개량토의 포졸란 반응이 이루어지며 지반의 압축강도가 증가되면서 생성차수층이 형성되었다.When the mixed modified soils for forming the order layer were made, the ground was stopped horizontally so that there was no irregularities, and the modified soils were laid on the floor and the slope. At this time, the installation thickness was 25 to 30cm at a time, and divided into an upper reaction order layer and a lower reaction order layer, and voltage compaction was performed after completion of each installation. In this process, the pozzolanic reaction of the improved soil was carried out, and the formation order layer was formed as the compressive strength of the ground increased.
상기에서 형성된 상부 반응차수층 및 하부 반응차수층의 구성성분은 다음 [표 3] 과 같다.The components of the upper reaction order layer and the lower reaction order layer formed above are as shown in Table 3 below.
[표 3] 상부 및 하부 반응차수층의 구성성분(KS L5120에 의해 분석)TABLE 3 Components of Upper and Lower Reaction Order Layers (Analysis by KS L5120)
이상과 같이, 본 발명에 따른 차수층은 하부층에 생석회 성분이 84.6% 이상 함유되어 있고, 상부층에 산화규소 성분이 62% 정도 함유되어 있어, 이들간의 화학적 반응에 의해 차수층이 자가치유될 수 있다.As described above, the order layer according to the present invention contains 84.6% or more of the quicklime component in the lower layer and about 62% of the silicon oxide component in the upper layer, the order layer may be self-healed by chemical reaction between them.
본 발명에 따라 형성된 차수층에 대해, D 지역의 기존 매립지에서 생성된 침출수(원자흡광광도계로 측정시 Cl-5,500 ppm, Na+1,452 ppm, K+80 ppm, ca++548 ppm)를 이용하여 상술한 투수시험을 실시하였으며, 수득된 투수계수값을 각각 하기 [표 4] 및 [표 5] 에 나타내었다.For the order layer formed according to the present invention, the leachate produced in the existing landfill in the D region (Cl - 5,500 ppm, Na + 1,452 ppm, K + 80 ppm, ca ++ 548 ppm) as measured by atomic absorption spectrophotometer described above One permeability test was carried out, and the obtained permeability coefficient values are shown in the following [Table 4] and [Table 5], respectively.
[표 4]TABLE 4
상기 [표 4] 에서 알 수 있듯이, 투수계수의 진행상태와 씰층 형성의 진행을 분석한 결과를 살펴보면, 초기의 투수계수는 매립시설 차수재 설치기준인 1 ×10-7cm/sec와 근사한 1.49 ×10-7을 나타내었으며, 시간이 흐름에 따라 점차적으로 투수계수가 감소하였다. 측정 3일 후에는 0.3 mm 정도의 씰 층이 형성되었고, 투수계수가 9.12 ×10-8cm/sec로 감소하였다. 초기에 투수계수의 감소 폭은 시간이 흐른 10일 경의 투수계수 변화 폭보다 작게 나타났는데, 이는 시료의 간극이 반응형성된 수산화칼슘 화합물에 의하여 메워져 CaO가 형성된 씰 층을 통과하는데 걸리는 시간이 초기에 비해 오래 걸리고, 반응이 일어날 수 있는 시간이 길어졌기 때문이다. 투수계수는 시간에 비례하여 지속적으로 감소하는 경향을 보였다.As can be seen from Table 4, the result of analyzing the progress of the permeability coefficient and the progress of the seal layer formation, the initial permeability coefficient is 1.49 approximating 1 × 10 -7 cm / sec, which is the installation standard of the landfill material × 10 -7 , and the permeability coefficient gradually decreased with time. Three days after the measurement, a seal layer of about 0.3 mm was formed, and the coefficient of permeability was reduced to 9.12 × 10 −8 cm / sec. Initially, the decrease in permeability coefficient was smaller than the change in permeability coefficient over time 10, which means that the time taken for the gap of the sample to fill the CaO-formed seal layer filled with the reacted calcium hydroxide compound was longer than the initial one. Because it takes longer, and the time for reaction to take place. Permeability coefficient tended to decrease continuously with time.
또한, 본 발명의 자가형성, 자가치유 공법 특징인 자가치유능을 평가하고 씰층의 파괴가 없는 상태의 투수계수에 대한 회복정도를 확인분석하고자, 상기 투수시험 시료와 조건이 같은 차수층 시료에 6mm 직경의 구멍을 뚫은 후 시간 경과에 따른 투수계수의 변화를 측정하였으며, 그 결과는 다음 [표 5] 와 같다.In addition, to evaluate the self-healing ability of the self-forming, self-healing method of the present invention and to determine the degree of recovery for the permeability coefficient in the state of no breakage of the seal layer, 6 mm diameter in the water-repellent layer sample with the same conditions as the permeability test sample After the hole was measured, the change in permeability coefficient was measured over time, and the results are shown in [Table 5].
[표 5]TABLE 5
상기 [표 5] 에서 알 수 있듯이, 구멍을 뚫은 초기(4일 후)에는 투수량이 급격히 증가하는 경향을 보였으나 점차 지속적으로 감소하여 20일 후에는 투수계수가 크게 감소하여 자가치유가 진행되었음을 알 수 있다. 20일 후의 투수계수 값은 크랙이 없는 상태의 91.1% 정도까지 회복된 상태이어서, 본 발명의 쓰레기 매립장 차수층 시공법이 차수층 손상에 있어서의 자가치유능이 탁월함을 보여준다.As can be seen in Table 5, the initial perforation (after 4 days) showed a tendency to increase rapidly, but gradually decreased, and after 20 days, the permeability coefficient decreased significantly, indicating that self-healing was progressed. Can be. The permeability coefficient value after 20 days was recovered to about 91.1% of the crack-free state, indicating that the landfill order layer construction method of the present invention is excellent in self-healing in the damage of the order layer.
(비교예)(Comparative Example)
상기 실시예의 복합 차수층 시공 공정에서, 본 발명에 따른 생물학적 정화처리 육상점토와 처리되지 않은 육상점토로 구분하여 복합 차수층을 시공한 후 투수계수 및 일축 압축강도를 실험한 결과를 하기 [표 6] 에 나타내었다.In the composite order layer construction process of the above embodiment, after the composite order layer was constructed by dividing the biologically purified land clay and untreated land clay according to the present invention, the permeability coefficient and the uniaxial compressive strength are shown in the following [Table 6]. Indicated.
[표 6]TABLE 6
상기 [표 6] 으로부터, 본 발명에 따라 생물학적으로 정화된 토양을 차수층에 사용하는 경우 미처리된 토양을 사용하는 경우에 비해 형성된 차수층의 투수 계수값이 훨씬 작고 압축강도가 높음을 알 수 있다.From Table 6, when the biologically purified soil according to the present invention is used in the order layer, it can be seen that the permeability coefficient of the formed order layer is much smaller and the compressive strength is higher than that of the untreated soil.
본 발명은 비위생 매립장 또는 매립 종료된 매립장을 정비·복원하여 토양오염 및 지하수 오염을 방지할 수 있다.The present invention can maintain and restore an unsanitary landfill site or a landfill site that has been reclaimed to prevent soil pollution and groundwater contamination.
또한 정비·복원된 매립장을 위생 매립장으로 재시공하여 새로운 매립장 건설에 따른 반대 민원과 지방정부 재정을 절약하고, 국토 이용을 극대화할 수 있다.In addition, the reclaimed and reclaimed landfills can be reconstructed as sanitary landfills to save opposition from the construction of new landfills, local government finances, and maximize the use of land.
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