KR100374357B1 - 수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 시스템 및방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혐기성 폐기물의 호기화 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 수평전달방식에 의하여 배기가스를 배기하고 외부공기를 주입하여 폐기물의 호기화 처리를 극대화시킬 수 있도록 개선된 수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 폐기물 매립지의 표면으로부터 적절한 깊이의 폐기물층 내부에 일정 간격의 수평방향으로 설치된 다수의 수평 유공관과, 이 수평 유공관의 일단에 연통되게 연결된 수평 연결관과, 상기 수평 유공관과 수평 연결관을 통하여 폐기물층의 내부로 공기를 주입하거나 폐기물층의 유해가스를 추출하는 수단 및 유해가스의 추출시 악취 및 유해가스 성분을 흡착/제거하는 바이오필터를 포함하여 구성된 수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 시스템 및 방법을 제공하고자 한 것이다. 이에, 폐기물 매립지의 처리구역의 표면에 장비의 접근이 용이하여, 호기화 진행시 표면층에 중간 도랑을 굴착하여, 호기화 저효율 지역을 신속하게 소멸시키는 동시에 표면층을 갈아주어 먼저 처리된 폐기물의 반출이 가능하여, 호기화 및 반출 공사기간을 단축 개선시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Description

수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 시스템 및 방법{System and method for aerobic anaerobic wastes using horizontal transmission method}

본 발명은 수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐기물 매립지의 악취 및 유해가스를 제거하여 매립된 폐기물을 빠르게 호기화시킬 수 있도록 한 수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 시스템 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 생활 폐기물 매립지에서는 미생물의 혐기성 생화학 반응으로 인한 악취 및 유해가스가 상당량 발생하게 되는데, 그에 따라 매립장의 폐기물은 아무런 사전처리 없이 굴착하게 되면 작업근로자의 건강을 해칠 수 있을 뿐만아니라 인근 주민들에게 피해를 주게 된다.

따라서, 폐기물 매립지에 대한 굴착작업에 앞서, 악취와 유해가스의 제거가 선결되어야 하는 바, 종래에 일반적인 기술로 알려진 매립지에 대한 악취와 유해가스 제거 방법을 첨부한 도면을 참조로 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 4a는 종래의 혐기성 폐기물의 호기화 처리공법을 나타내는 계통도이고, 도 4b는 도 4a의 폐기물 매립지의 단위처리구역을 나타내는 개략도이고, 도 5a는 종래의 혐기성 폐기물의 호기화 처리공법에 의한 저효율 지역을 나타내는 평면도이고, 도 5b는 종래의 혐기성 폐기물의 호기화 처리공법에 의한 저효율 지역을 나타내는 단면도이다.

첨부한 도 4a 및 4b에 도시한 바와 같이, 폐기물 매립지의 악취 및 유해가스를 제거하는데 따른 일반적인 기술로서, 폐기물 매립층(10)내에 공기를 주입시켜 호기화시키는 동시에 폐기물 매립층(10) 내부의 가스를 외부로 배기시키는 기술을 사용하여 왔다.

더욱 상세하게는, 상기 폐기물 매립지에 일정한 단위 구역을 설정한 후, 이곳에 다수개의 작은 구멍이 형성된 수직 유공관(20)을 일정한 간격을 유지시키며 수직으로 관통시켜 매설하되, 도 4b에 도시한 바와 같이 격수의 일부 수직 유공관(20)이 공기의 주입계통 연결관(22)에 연결되고, 나머지 격수의 수직 유공관(20)은 배기계통 연결관(22a)에 연결된다.

한편, 상기 주입계통 연결관(22)에는 외부로 부터 주입되는 공기를 걸러주는 바이오필터(26)와, 이 바이오필터(26)를 통과한 공기를 주입하는 송풍기(24)가 차례로 연결 설치되고, 상기 배기계통 연결관(22a)에는 폐기물 매립층(10)의 악취와 가스를 배기하는 송풍기(24a)와 배기되는 악취물질이나 유해가스 성분을 흡착/제거하는 바이오필터(26a)가 연결 설치된다.

전술한 바와 같이 구성된 종래 기술의 운용은 주입계통의 송풍기(24)를 구동시켜 주입계통 연결관(22)에 연결된 수직 유공관(20)을 통해 공기를 폐기물 매립층(10)에 주입하여 매립된 페기물을 호기화하여 유기성 물질이 호기성 반응으로 분해되도록 한다.

즉, 매립된 폐기물의 혐기성 반응이 일어날 수 있는 조건을 차단하고, 호기성 반응을 유도한다.

또한, 매립된 폐기물이 혐기성 반응으로 분해될 때 발생된 악취 및 유해가스는 배기계통의 송풍기(24a)를 구동시켜 배기계통 연결관(22a)에 연결된 수직 유공관(20)을 통해 추출한다.

이때, 추출되는 악취 및 유해가스는 바이오필터(26a)에서 악취물질 및 유해가스 성분이 흡착되므로 농도가 매우 낮은 상태로 배기된다.

전술한 바와 같이 운용되는 종래의 기술은 처리 효율을 향상시키기 위해 주입계통과 배기계통을 주기적으로 번갈아 방향을 바꾸며 운영한다. 즉, 주입계통은 배기계통으로 그 방향을 바꾸어 공기를 주입한다.

한편, 폐기물 매립지의 악취 및 유해가스를 제거하는데 따른 일반적인 기술의 다른 하나는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같은 수직의 유공관 상단에 충격 공기주입장치(도시되지 않음)를 설치하여, 폐기물 매립층으로 충격파 형태의 고압 산소를 간헐적으로 주입하는 기술로써, 공기가 잘 통하지 않는 조밀한 지역에도 산소를 골고루 주입할 수 있도록 한 것이다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 호기화 시스템은 수직 유공관을 사용하여 공기를 주입하거나 추출하는 소위 수직전달방식을 채택함에 따라 다음과 같은 문제점이 있다.

종래의 호기화 시스템은 처리해야 할 단위구역에 다수의 수직 유공관을 설치한 상태에서 수직 유공관들을 표면의 주입계통과 배기계통 연결관과 연결하고, 또한 압력 또는 유량 조절기등을 부착해야 하기 때문에 처리구역 표면이 수많은 관과 보조장치로 뒤덮이게 되어, 설치가 번거롭고 설치비용이 많이 들며, 폐기물 매립지 표면에 다른 작업을 위한 장비의 접근이 불가능하다.

또한, 상술한 바와 같은 종래의 호기화 시스템은 단위구역에 호기화 시스템을 설치하고 일정한 기간동안 가스의 추출과 처리의 운영단계를 완료하고 호기화시스템을 철거한 후에만 폐기물을 굴착하여 반출할 수 있기 때문에 공사관리 측면에서 비효율적일 뿐만아니라 많은 양의 처리를 위해서는 공사기간이 크게 늘어나는 문제점이 있다.

또한, 상술한 종래의 호기화 시스템은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 공기 흐름 영역의 기하학적인 특성으로 인하여 폐기물 매립층의 일부지역에 공기의 흐름이 매우 제한적으로 발생하게 되어 호기화 처리효율이 현저하게 낮은 저효율 지역(Y)이 발생하게 되는 문제점이 있다. 이는 공기의 흐름이 원활한 지역에서는 폐기물의 호기화가 수시간 내지 하루안에 완료되나 처리효율이 현저하게 낮은 저효율 지역의 발생에 따라 각 단위구역의 처리기간이 늘어나는 등 시스템의 비효율적인 운영을 초래한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 폐기물 매립지에 매우 간편하게 설치할 수 있고, 폐기물 매립지의 표면에 장비접근 및 처리작업을 용이하게 실시할 수 있으며, 공기의 흐름이 제한적인 영역인 매립지의 저효율 지역에 대하여 호기화 처리 효율을 향상시킴은 물론, 전체 폐기물 매립지에 대한 호기화 시스템의 처리효율을 개선하고 그 처리기간을 단축시킬 수 있도록 한 수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 혐기성 폐기물의 호기화 처리 시스템에서 수평 유공관의 설치상태를 나타내는 종단면도,

도 1b는 본 발명에 따른 혐기성 폐기물의 호기화 처리 시스템의 설치를 보여주는 평면도,

도 2a는 본 발명에 따른 혐기성 폐기물의 호기화 처리 시스템에서 천공식 수평전달방식의 초기 운영을 보여주는 단면도,

도 2b는 본 발명에 따른 혐기성 폐기물의 호기화 처리 시스템에서 중간 도랑에 의한 저효율 지역의 제거를 보여주는 단면도,

도 2c는 본 발명에 따른 혐기성 폐기물의 호기화 처리 시스템에서 표면처리에 의한 단계적 호기화와 반출를 보여주는 단면도,

도 3a는 본 발명에 따른 혐기성 폐기물의 호기화 처리 시스템에서 굴착식 수평전달방식의 초기 운영을 보여주는 단면도,

도 3b는 본 발명에 따른 혐기성 폐기물의 호기화 처리 시스템에서 중간 도랑에 의한 저효율 지역의 제거를 보여주는 단면도,

도 3c는 본 발명에 따른 혐기성 폐기물의 호기화 처리 시스템에서 표면처리에 의한 단계적 호기화와 반출을 보여주는 단면도,

도 4a는 종래에 혐기성 폐기물의 호기화 처리공법을 나타내는 계통도,

도 4b는 도 4a의 단위처리구역을 보인 개략도,

도 5a는 종래 혐기성 폐기물의 호기화 처리공법에 의한 저효율 지역을 나타내는 평면도,

도 5b는 종래 혐기성 폐기물의 호기화 처리공법에 의한 저효율 지역을 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 폐기물 매립층 110,210 : 수평 유공관

120 : 수평 연결관 130 : 유해가스 배기관

132 : 공기 주입관 134,134a : 유해가스 추출 개폐밸브

136,136a : 공기주입 개폐밸브 138 : 송풍기

140 : 바이오 필터(Biofilter) 150,250 : 중간 도랑

202 : 굴착식 도랑 204 : 차단설비

160,260 : 표면 처리층 A,A',A",B,B',B" : 저효율 지역

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은: 폐기물 매립지의 악취 및 유해가스를 제거하기 위한 혐기성 폐기물의 호기화 시스템에 있어서, 상기 폐기물 매립지의 표면으로부터 적절한 깊이의 폐기물층 내부에 일정 간격을 유지하며 수평방향으로 설치되는 다수의 수평 유공관(110,210)과; 상기 폐기물층의 내부에 설치된 다수의 수평 유공관(110,210)의 일단에 연통 가능하게 연결된 수평 연결관(120)과; 상기 수평 유공관(110,210))과 수평 연결관(120)을 통하여 상기 폐기물층 내부로 공기를 주입하거나, 폐기물층 내부의 유해가스를 상기 수평 유공관(110,210)과 수평 연결관(120)을 통하여 추출하는 수단과; 상기 공기 주입 및 유해가스 추출수단을 통하여 공기를 주입하거나, 유해가스를 추출할 때 발생하는 악취 및 유해가스 성분을 흡착/제거하는 바이오필터(140)로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예로서, 상기 수평 유공관(110,210)은 폐기물 매립지의 경사면에서 수평방향으로 천공하여 설치되거나, 폐기물 매립지의 표면에 일정 깊이의 도랑을 굴착/형성하여 매설된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 공기의 주입 및 유해가스 추출수단은 상기 수평 연결관(120)에 연결되어 추출한 유해가스를 배기하며 중간에 상기 바이오필터(140)가 설치된 유해가스 배기관(130)과; 상기 바이오필터(140)의 뒤쪽으로유해가스 배기관(130)상에 설치되는 송풍기(138)와; 상기 유해가스 배기관(130)의 입구와 바이오필터(140)의 출구부에 각각 설치되어 유해가스 추출시에는 열리고 공기 주입시에는 닫히는 유해가스 추출 개폐밸브(134,134a)와; 상기 바이오필터(140)와 유해가스 추출 개폐밸브(134a) 사이의 유해가스 배기관(130) 부분과 상기 다른유해가스 추출 개폐밸브(134) 뒤쪽의 유해가스 배기관(130) 입구부 사이를 연결하며 설치되는 공기주입관(132)과; 상기 유해가스 추출 개폐밸브(130)와 송풍기(138) 사이의 유해가스 배기관(130) 부분과 상기 공기주입관(132)의 출구부에 각각 공기주입시 열리고 유해가스 추출시 닫히도록 설치된 공기주입 개폐밸브(136,136a)로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은: 폐기물 매립지의 표면으로부터 적절한 깊이의 폐기물 매립층 내부에 수평방향으로 일정 간격한 간격을 유지하며 다수의 수평 유공관(110,210)을 설치하여, 폐기물 매립지 내부에 상기 수평 유공관(110,210)을 통하여 공기를 주입하여 호기화시키고, 다시 수평 유공관(110,210)을 통하여 악취 및 유해가스를 추출할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예로서, 공기의 흐름이 제한되어 매립지의 호기화 저효율 지역이 될 수 있는 상기 수평 유공관(110,210) 사이 영역에 대하여 호기화 처리 효율을 향상시키기 위하여 상기 수평 유공관(110,210) 사이의 폐기물 매립지 표면에 수평 유공관의 길이에 해당되는 만큼의 길이로 도랑을 굴착/형성하여 공기의 흐름 경로를 변화시킴으로써, 상기 매립지의 호기화 저효율 지역을 단기간에 소멸시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 폐기물 매립지의 표면을 적절한 깊이로 갈아주어 공기의 흐름이 고르게 퍼지며 발생할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 호기화 처리된 폐기물의 매립층을 걷어내어 반출하고, 순차적으로 다음의 매립층을 호기화 처리함으로써, 처리효율과 처리기간을 단축시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

여기서, 첨부한 도 1a는 본 발명에 따른 폐기물의 호기화 처리 시스템에서 수평 유공관이 폐기물 매립층내에 설치되는 상태를 나타내는 종단면도이고, 첨부한 도 1b는 호기화 처리 전체 시스템을 나타내는 평면도로서, 이를 참조로 본 발명의 양호한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1b에 도시한 바와 같이 상기 혐기성 폐기물의 호기화 시스템은 크게 폐기물 매립층(100) 내부에 설치되는 다수개의 수평 유공관과, 매립층 외부에서 상기 수평 유공관(110)과 연결되며 설치되는 수평 연결관(120)과, 상기 수평 연결관(120)과 수평 유공관(110)을 통하여 폐기물 매립층(100) 내부로 공기를 주입하거나 폐기물 매립층으로부터 악취 및 유해가스를 추출하는 수단과, 공기의 주입 및 유해가스 추출시 악취와 유해가스등을 흡착하여 제거해주는 바이오필터(140)등으로 구성된다.

상기 폐기물 매립층(100) 내부에 수평방향으로 등간격의 배열로 매설된 다수의 수평 유공관(110)에는 다수의 관통된 작은 구멍이 형성되어 있고, 그 일측단은 매립층의 외부로 노출되며 상기 수평 유공관(110)의 배치 방향과 수직을 이루며 배치된 수평 연결관(120)에 동시에 연통되게 연결된다. 이때, 상기 수평 유공관(110)의 타단, 즉 자유단은 막혀 있는 구조가 되도록 한다.

바람직하기로는, 상기 수평 유공관(110)의 직경은 10cm 내지 15cm정도이고, 이 수평 유공관(110)에 형성된 다수의 작은 구멍의 크기는 0.5cm ∼ 1cm정도로 형성된다.

따라서, 상기 유해가스 추출수단에 의하여 폐기물 매립층(100) 내부의 악취 및 유해가스가 수평 유공관(110)의 구멍들을 통하여 추출되고, 공기 주입수단에 의하여 외부의 공기가 상기 수평 유공관(110)의 구멍들을 통하여 매립층 내부로 주입되어, 폐기물의 혐기성 상태를 호기성 상태로 변화시키게 된다.

상기와 같은 구조의 수평 유공관(110)을 페기물 매립층에 매설하는 방법은 천공식과 굴착식으로 설치할 수 있는데, 먼저 상기 천공식은 폐기물 매립지의 경사면에서 폐기물 매립층(100)의 내부쪽으로 수평 천공하는 방식으로서, 수평 천공과 동시에 케이싱(casing)을 삽입하여 천공된 공을 보호한 후, 케이싱의 내부로 수평 유공관을 삽입한 다음, 케이싱만을 다시 뽐아냄으로써, 수평 유공관의 매설이 이루어진다.

이때, 상기 천공식 방법에 있어서, 천공전에 물리탐사를 통하여 천공할 지역내의 장애물의 위치를 확인함으로써, 천공위치를 조절할 수 있거나 장애물을 제거할 수 있도록 한다.

한편, 상기 굴착식은 다시 개착식과 폐착식으로 나눌 수 있는데, 개착식의 경우는 지하에 수평으로 관로를 부설하는 가장 일반적인 방법으로서, 깊은 도랑을굴착한 후 도랑내의 공간에 수평 유공관을 설치하고 되메움하는 방식이다.

또한, 상기 폐착식은 도랑을 굴착하되, 도랑 내의 토사를 제거하지 않고 단지 굴착으로 느슨해진 도랑내에 수평 유공관(210)을 인입하는 방식으로서, 굴착시악취나 유해가스가 문제가 되는 경우에는 상기 폐착식이 더 유리하다.

상기와 같은 폐기물 매립층에 대한 굴착 작업시 굴착 부분을 덮개로 차단하는 동시에 흡입수단으로 악취 및 유해가스를 흡입한 후, 바이오필터로 보내어 처리되도록 한다.

상기 수평 유공관(110)의 설치는 설치 장비의 특성이나 제한조건에 따라 굴착식은 2∼3m, 천공식은 5∼6m의 깊이에 설치하고, 폐기물 매립지의 단위 처리구역내에 다수의 수평 유공관(110)을 6m내외의 간격으로 평행하게 설치하는 것이 바람직하다.

이때, 호기화 처리하고자 하는 폐기물과 오염토양의 투기성(Pneumatic conductivity)이 크면, 상기 수평 유공관(110)의 간격과 깊이를 더 크게하여 설치할 수 있다.

상기 다수의 수평 유공관(110)은 수평 연결관(120)에 동시에 연통되게 설치되는 바, 이 수평 연결관(120)은 상기 수평 유공관(110)과의 연결 및 분리가 용이하게 되도록 처리 단위구역 폐기물 매립층(100)의 외부에 설치하는 것이 적절하다.

여기서, 상기 수평 연결관(120)에 설치되는 공기의 주입 및 유해가스 추출수단의 구성 및 설치상태를 설명한다.

상기 수평 연결관의 출구측에 유해가스 배기관이 연결되어 설치되는 바, 이유해가스 배기관상에는 입구부로부터 유해가스 추출 개폐밸브(134)와, 송풍기(138)와, 바이오필터(140)와, 또 다른 유해가스 추출 개폐밸브(134a)가 차례로 설치된다.

이때, 상기 유해가스 배기관(130)의 입구부측에 설치된 유해가스 추출 개폐밸브(134)와 상기 송풍기(138) 사이의 유해가스 배기관(130)상에는 공기주입 개폐밸브(136)가 설치된다.

또한, 상기 유해가스 배기관(130)의 출구부측에 설치된 유해가스 추출 개폐밸브(134a)와 바이오필터(140) 사이의 유해가스 배기관(130) 부분과, 상기 수평 연결관(120)의 출구부 사이에는 또 다른 공기주입 개폐밸브(136a)가 설치된 공기주입관(132)이 연결된다.

한편, 상기 바이오필터(140)는 유해가스 배기관(130)의 송풍기(138) 후단에 매립가스가 통과되도록 설치되는 바, 매립가스에 포함된 악취 및 유해가스 성분을 흡착/제거하고, 흡착된 악취 및 유해가스 성분은 바이오필터내의 미생물에 의하여 분해/제거된다.

이때, 상기 바이오필터(140) 대신에 통상의 활성탄 여재(Activated carbon filter)를 사용할 수도 있다.

상술한 바와 같은 구성의 혐기성 폐기물의 호기화 시스템은 송풍기(138)와 바이오필터(140)의 용량을 고려하여, 폐기물 매립지의 단위 처리구역의 크기를 2,000∼3000㎡ 내외로 설정하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 수평 전달 방식에 의한혐기성 폐기물의 호기화 시스템의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 호기화 시스템은 유해가스 추출수단을 통하여 폐기물 매립층(100) 내부의 악취 및 유해가스를 추출하며, 필요에 따라 공기 주입수단을 통하여 페기물 매립층(100) 내부에 공기를 주입하여 폐기물의 혐기성 상태를 호기성 상태로 변화시키는데 주된 목적이 있는 바, 상기 유해가스 추출 개폐밸브(134,134a)는 열고, 상기 공기주입 개폐밸브(136,136a)는 닫은 상태에서 송풍기(138)를 가동하면, 폐기물 매립층(100)내의 매립가스가 부압에 의하여 수평유공관(110)의 전체 길이를 통하여 흘러들어 수평 연결관(120) 및 유해가스 배기관(130)을 통해 바이오필터(140)로 이동되어 악취 및 유해가스 성분이 흡착 제거된 상태로 배기된다.

상기 호기화 시스템의 운영 초기에는 폐기물 매립층(100)의 악취와 유해가스 농도가 높으므로 비교적 낮은 부압과 유속으로 배기하여 처리하고 점차 높은 부압과 유속으로 배기하여 운영한다.

일반적으로, 상기 유해가스 추출 개폐밸브(134,134a)를 열고, 공기주입 개폐밸브(136,136a)는 닫아 배기계통으로 운영하지만 수평 유공관(110)의 구멍이 막혀 공기흐름이 원활하지 않거나 공기흐름의 경로를 바꾸어 유입되는 공기의 분포를 고르게 하고자 하는 경우에는 간헐적으로 주입계통 즉, 역세척 주기로 운영할 수도 있다.

상기 공기 주입계통의 운영은 배기계통으로 충분한 시간 동안 운영하여 악취 및 유해가스를 추출한 후, 약간의 내부공기가 주변으로 유출되어도 문제가 없다고 판단될 때에만 시행하는 것이 적절하다.

첨부한 도 2a는 본 발명에 따른 혐기성 페기물의 호기화 처리 시스템에서 천공식 수평 전달 방식의 초기운영을 보인 단면도이고, 도 2b는 중간 도랑에 의한 저효율 지역의 제거를 보여주는 단면도이며, 도 2c는 표면처리에 의한 단계적 호기화와 반출을 보여주는 단면도로서, 먼저 도 2a를 참조로 천공식으로 설치된 혐기성 폐기물의 호기화 처리 시스템의 초기 운영을 살펴보면 다음과 같다.

배기운영의 초기 단계에서 수평 유공관(110) 주위의 악취 및 유해가스가 사방에서 수평 유공관(110)의 작은 구멍을 통하여 유입되고, 수평 유공관(110)의 주변은 부압지역으로 점차 확대된다.

상기 부압지역이 대기압이 작용하는 표면까지 확대되면, 표면에서 아래로의 공기 흐름은 폐기물 매립층(100)내의 악취 및 유해가스를 표면으로부터 대체하며 페기물 매립층(100) 내부를 호기화시키게 된다.

이때, 상기 수평 유공관(110) 사이의 중간부분에 호기화가 잘 이루어지지 않는 삼각형 형태의 저효율 지역(A)이 발생하게 된다.

여기서, 상기 저효율 지역(A)의 처리 관계를 첨부한 도 2b를 참조로 설명하면 다음과 같다.

상기 저효율 지역(A)의 처리는 두 수평 유공관(110) 사이의 폐기물 매립지 표면에 도랑(150)을 폐착식으로 굴착/형성하여, 이 도랑(150)을 통해 공기유입을 유도한다. 그 결과로, 공기유입 경로가 변경됨에 따라 처음의 저효율 지역(A)보다 호기화 처리가 용이하게 진행될 수 있도록 휠씬 감소된 크기의 저효율 지역(A')으로 변경되고, 결국에는 소멸되어 단시간에 단위구역의 처리를 완료할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 공기가 폐기물 매립지의 표면에서 페기물 매립층(100)의 내부로 흐르기 때문에 호기화도 폐기물 매립지의 표면에서 아래쪽으로 진행되는 바, 첨부한 도 2c에 도시한 바와 같이 단위처리구역의 표면층(160)의 일정 깊이를 경작기로 갈아주게 되면, 전체 폐기물 매립지의 표면층(160)을 통해 공기의 유입이 쉽고 균등하게 발생되고, 이로 인하여 폐기물 매립지의 표면층(160)의 호기화 및 반출 처리가 빨리 완료된다.

한편, 우선적으로 호기화 처리된 표면층(160)을 걷어내어 반출하고 다음의 층을 갈아서 순차적으로 단위구역내의 폐기물 매립층의 두께를 줄여나가며 호기화처리 및 반출을 함에 따라, 폐기물의 처리기간을 단축시킬 수 있고 균등한 처리를 달성시킬 수 있다.

이때, 공기 유입용 도랑(150)을 더 깊게 굴착함에 따라 도 2b에 도시한 저효율 지역(A')은 도 2c에 도시한 바와 같이 더욱 감소된 저효율 지역(A")으로 변경되는데, 필요에 따라 도랑(150)을 되메우지 않으면 도랑(150)을 통한 공기유입이 더욱 용이해진다.

점차적으로, 페기물 매립지의 표면 처리와 반출을 계속 진행하고, 도랑(150)을 깊게 굴착함에 따라 저효율 지역(A")이 소멸되고 호기화도 충분히 진행되므로 페기물의 마지막 1m 정도는 표면처리를 거치지 않고 반출시킬 수 있다.

첨부한 도 3a는 본 발명에 따른 혐기성 페기물의 호기화 처리 시스템에서 굴착식 수평 전달 방식의 초기운영을 보인 단면도이고, 도 3b는 중간 도랑에 의한 저효율 지역의 제거를 보여주는 단면도이며, 도 3c는 표면처리에 의한 단계적 호기화와 반출을 보여주는 단면도로서, 먼저 도 3a를 참조로 굴착식으로 설치된 혐기성 폐기물의 호기화 처리 시스템의 초기 운영을 살펴보면 다음과 같다.

상기 굴착식에 의한 수평 전달 방식의 설치와 운영은 도 3a에 도시한 바와 같이, 폐기물 매립지에 도랑(202)을 굴착/형성한 후, 수평 유공관(210)을 설치한 방식으로서, 공기유입의 특성이 상술한 천공식과는 다르다.

즉, 도랑(202)의 내부는 느슨하고 흐트러진 상태이므로, 도랑(202)쪽으로 공기의 유입이 집중되어, 그 외에 다른 부분에 대한 호기화 처리가 비효율적으로 진행될 수도 있다.

따라서, 공기의 유입이 고르게 발생하도록 도랑(202)의 상단부를 다지거나 차수막으로 덮어주는 등의 차단설비(204)를 설치하여 도랑(202)의 상부를 통한 공기의 유입을 최소화시킨다.

상술한 굴착식으로 설치된 호기화 시스템은 상기 도랑(202)을 통한 수평 유공관(210)의 매설과 차단 설비(204)를 제외하고는, 첨부한 도 3b,3c에 도시한 바와 같이 중간도랑(250)을 굴착하고 표면층(260)을 걷어내는 등의 그 운영상태는 상술한 천공식의 호기화 시스템의 운영과 동일하다.

한편, 도 2 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 단위 구역의 호기화 처리 및 폐기물의 반출은 대개 본 발명의 호기화 시스템을 운영한지 2일 이내에 완료할 수 있고, 다음으로 단위구역의 호기화 처리 및 페기물의 반출을 완료하고, 수평 유공관(110,210)을 회수하며, 마지막 처리분을 반출하는 기간과 기타 배관작업을포함하여 매 단위구역의 총 처리기간은 3일이면 충분하다.

또한, 단위구역의 처리중에 다음 구역에 대한 수평 유공관과 배관 설치를 완료할 수 있으므로 처리구역의 처리기간은 수평 유공관의 설치 및 배관 설치시간으로 인해 증가하지 않는다.

즉, 매 단위구역의 수평 유공관과 배관 설치에도 대략 3일 정도가 소요되는 바, 한 구역의 호기화 및 반출 처리가 3일 동안 다른 구역에 수평 유공관과 배관의 설치를 동시에 수행함으로써, 현장의 장비와 공정을 최적화하여 운영할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 호기화 처리 시스템을 설치할 때, 페기물 매립지 내부에 침출수가 존재하는 경우에는 수평 유공관 설치전에 배수정이나 배수도랑을 통하여 제거할 수 있고, 수평 유공관 설치과정에서 수평 유공관을 통하여 배수시킬 수 있으므로, 수평 유공관을 용이하게 매설할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 시스템 및 방법에 의하면, 폐기물 매립지 내부에 호기화 시스템의 수평 유공관을 수평전달 방식으로 설치함으로써, 폐기물의 호기화 처리 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있고, 폐기물 매립지의 표면에 다른 작업을 위한 장비를 용이하게 접근시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 폐기물 호기화 시스템의 설치를 폐기물 매립층의 내부에 수평전달방식으로 설치함에 따라, 단위구역내에 매립된 폐기물의 호기화 처리 작업을 진행하는동안에도 폐기물의 표면층을 굴착하여 반출하는 작업을 동시에 진행할 수 있어, 호기화 및 반출 처리기간을 상당히 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 폐기물 호기화 시스템의 설치를 폐기물 매립층의 내부에 수평전달방식으로 설치함에 따라, 폐기물 매립지의 단위지역 전체에 공기의 흐름을 원활하게 공급하여 호기화시킴은 물론, 호기화가 떨어지는 저효율 지역을 극소화 내지 소멸시킬 수 있어, 폐기물의 호기화 및 반출을 포함하는 공사기간을 크게 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 폐기물 매립지의 악취 및 유해가스를 제거하기 위한 혐기성 폐기물의 호기화 시스템에 있어서,

   상기 폐기물 매립지의 표면으로부터 적절한 깊이의 폐기물층 내부에 일정 간격의 수평방향으로 설치되는 다수의 수평 유공관과;

   상기 폐기물층의 내부에 설치된 다수의 수평 유공관의 일단에 연통 가능하게 연결된 수평 연결관과;

   상기 수평 유공관과 수평 연결관을 통하여 상기 폐기물층 내부로 공기를 주입하거나, 폐기물층 내부의 유해가스를 상기 수평 유공관과 수평 연결관을 통하여 추출하는 수단과;

   상기 공기 주입 및 유해가스 추출수단을 통하여 공기를 주입하거나, 유해가스를 추출할 때 발생하는 악취 및 유해가스 성분을 흡착/제거하는 바이오필터로 구성된 것을 특징으로 하는 수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 수평 유공관은 폐기물 매립지의 경사면에서 수평방향으로 천공하여 설치된 것을 특징으로 하는 수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 수평 유공관은 폐기물 매립지의 표면에 일정 깊이의 도랑을 굴착/형성하여 매설된 것을 특징으로 하는 수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 공기의 주입 및 유해가스 추출수단은 상기 수평 연결관에 연결되어 추출한 유해가스를 배기하며 중간에 상기 바이오필터가 설치된 유해가스 배기관과;

   상기 바이오필터의 뒤쪽으로 유해가스 배기관상에 설치되는 송풍기와;

   상기 유해가스 배기관의 입구와 바이오필터의 출구부에 각각 설치되어 유해가스 추출시에는 열리고 공기 주입시에는 닫히는 유해가스 추출 개폐밸브와;

   상기 바이오필터와 유해가스 추출 개폐밸브 사이의 유해가스 배기관 부분과 상기 다른 유해가스 추출 개폐밸브 뒤쪽의 유해가스 배기관 입구부 사이를 연결하며 설치되는 공기주입관과;

   상기 유해가스 추출 개폐밸브와 송풍기 사이의 유해가스 배기관 부분과 상기 공기주입관의 출구부에 각각 공기주입시 열리고 유해가스 추출시 닫히도록 설치된 공기주입 개폐밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 시스템.
5. 폐기물 매립지의 표면으로부터 적절한 깊이의 폐기물 매립층 내부에 수평방향으로 일정 간격한 간격을 유지하며 다수의 수평 유공관을 설치하여, 폐기물 매립지 내부에 상기 수평 유공관을 통하여 공기를 주입하여 호기화시키고, 다시 수평 유공관을 통하여 악취 및 유해가스를 추출할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 공기의 흐름이 제한되어 매립지의 호기화 저효율 지역이 될 수 있는 상기 두 개의 수평 유공관 사이 영역에 대하여 호기화 처리 효율을 향상시키기 위하여 상기 두 개의 수평 유공관 사이의 폐기물 매립지 표면에 수평 유공관의 길이에 해당되는 만큼의 길이로 도랑을 굴착/형성하여 공기의 흐름 경로를 변화시킴으로써, 상기 매립지의 호기화 저효율 지역을 단기간에 소멸시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 폐기물 매립지의 표면을 적절한 깊이로 갈아주어 공기의 흐름이 고르게 퍼지며 발생할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 방법.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 호기화 처리된 폐기물의 매립층을 걷어내어 반출하고, 순차적으로 다음의 매립층을 호기화 처리함으로써, 처리효율과 처리기간을 단축시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 수평 전달 방식에 의한 혐기성 폐기물의 호기화 방법.