KR100526394B1 - 응축수 배수장치를 구비한 쓰레기 매립장용 가스배출장치 - Google Patents
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Abstract
쓰레기 매립장에서 발생하는 유해, 폭발성 가스로부터 응축수를 제거하기 위한 응축수 배수장치를 구비한 쓰레기 매립장용 가스배출장치가 개시된다. 상기 쓰레기 매립장용 가스배출장치는 쓰레기 매립층에 소정 깊이로 매설되어, 상기 쓰레기 매립층에서 발생하는 매립가스를 포집하는 가스포집관; 상기 가스포집관의 상부에 연결되어, 상기 가스포집관에 포집된 매립가스를 인출하는 매립가스 이송관로; 및 상기 매립가스 이송관로에 장착되어 있으며, 매립가스에 포함된 응축수를 중력에 의하여 매립가스와 분리하는 응축수 배수장치를 포함하며, 상기 응축수 배수장치는 하부가 차단되고, 상부가 개방된 무공관; 상기 무공관의 개방된 상부에 연결되어 있으며, 측면에 다수의 배수공이 형성되어 있는 유공관; 및 상기 유공관과 상기 매립가스 이송관로를 연결하는 연결부를 포함한다.
Description
본 발명은 쓰레기 매립장용 가스배출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 쓰레기 매립장에서 발생하는 유해, 폭발성 가스로부터 응축수를 제거하기 위한 응축수 배수장치를 구비한 쓰레기 매립장용 가스배출장치에 관한 것이다.
일반적으로 쓰레기 매립장을 이용한 쓰레기, 폐기물 등의 처리방법은 쓰레기를 일정한 높이로 쌓아 적층한 후, 흙 또는 이와 유사한 차폐물(통상, "복토층"이라 한다.)로 적층된 쓰레기를 덮는 과정을 반복하여, 수년 내지 수십년 동안 쓰레기를 자연 분해시키는 쓰레기 처리방법이다. 이와 같이 적층된 쓰레기 및 폐기물이 자연 분해되는 과정에서 인화성을 가진 매립가스가 생성된다. 따라서, 가스 유입공이 형성된 다수의 가스 배출관을 쓰레기 매립장에 설치하여, 쓰레기에서 발생하는 매립가스를 외부로 배출함에 의하여, 쓰레기 매립장에서의 화재 또는 폭발의 위험성을 줄이는 방법이 통상적으로 사용되고 있다. 쓰레기 매립장의 외부로 배출된 매립가스는 통상 소각에 의하여 폐기되고 있으나, 최근에는, 매립가스를 이용하여 발전에 의한 전기를 생산하는 한편, 친환경적이며 저가의 에너지 생산방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나, 쓰레기 매립장에서 발생하는 가스는 그 특성상 다량의 수분을 함유하고 있으므로, 이와 같은 가스를 그대로 발전소에 공급하면, 발전의 효율성이 저하됨은 물론이고, 발전시설의 수명을 단축시킴으로서, 경제적으로 실용적이지 못한 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 발전(發電)에 적합한 양질의 가스를 생산할 있는 쓰레기 매립장용 가스배출장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 쓰레기 매립장에서 발생하는 매립가스로부터 응축수를 제거할 수 있는 쓰레기 매립장용 가스배출장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 쓰레기 매립층에 소정 깊이로 매설되어, 상기 쓰레기 매립층에서 발생하는 매립가스를 포집하는 가스포집관; 상기 가스포집관의 상부에 연결되어, 상기 가스포집관에 포집된 매립가스를 인출하는 매립가스 이송관로; 및 상기 매립가스 이송관로에 장착되어 있으며, 매립가스에 포함된 응축수를 중력에 의하여 매립가스와 분리하는 응축수 배수장치를 포함하며, 상기 응축수 배수장치는 하부가 차단되고, 상부가 개방된 무공관; 상기 무공관의 개방된 상부에 연결되어 있으며, 측면에 다수의 배수공이 형성되어 있는 유공관; 및 상기 유공관과 상기 매립가스 이송관로를 연결하는 연결부를 포함하는 것인 쓰레기 매립장용 가스배출장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 쓰레기 매립장용 가스배출장치를 쓰레기 매립장에 설치한 상태를 설명하기 위한 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 통상적인 쓰레기 매립장의 최하부에는 침출수 집배수층(52)이 형성되어 있고, 상기 침출수 집배수층(52)의 상부에는 쓰레기를 소정 높이로 적층 매립한 하나 이상의 쓰레기 매립층(54)이 형성되어 있으며, 상기 쓰레기 매립층(52) 사이에는 흙 또는 이와 유사한 차폐물이 적층된 중간 복토층(56)이 형성되어 있다. 상기 쓰레기 매립층(54)에는 소정 깊이로 홀(50, hole)이 천공되어 있으며, 상기 홀(50)의 내부에는 가스포집관(10)이 설치되고, 필요에 따라, 쓰레기 매립층(54)과 가스포집관(10) 사이의 간격을 유지하기 위한 간격 유지재(20) 및 강관(82)이 더욱 설치되어 있을 수 있다.
상기 가스포집관(10)은 쓰레기 매립층(54)에 소정 깊이로 매설되어, 상기 쓰레기 매립층(54)에서 발생하는 인화성, 폭발성 매립가스를 포집하여, 가스포집관(10)의 상부로 이송하기 위한 것으로서, 그 표면에는 다수의 가스 유입구가 형성되고 있고, 바람직하게는 상기 쓰레기 매립층(54)에 천공된 홀(50, hole)의 중심부에 설치된다. 상기 가스포집관(10)은 열가소성 수지, 예를 들면 고밀도 폴리에틸렌(High density polyethylene: HDPE) 등으로 이루어질 수 있으며, 내경은 통상적으로 15 내지 35cm이다. 상기 가스포집관(10)과 홀(50)의 사이에는 쇄석, 골재(92, 94, 96) 등의 통기성 충진재가 충진되어, 쓰레기 매립층(54)의 쓰레기가 가스포집관(10)에 형성된 가스 유입구를 봉쇄하는 것을 방지하고, 쓰레기 매립층(54)에서 발생한 매립가스가 가스포집관(10) 내부로 용이하게 유입되도록 되어 있다. 상기 강관(82)은 상대적으로 가스의 발생이 적고, 지반이 견고하지 않아, 쓰레기 매립층(54)에 형성된 홀(50)의 변형이 용이한, 홀(50)의 상부 영역을 보호하고, 추후 쓰레기 매립 높이가 상승하는 경우 가스배출장치의 길이를 연장하기 위한 것으로서, 쓰레기 매립층(54)에 형성된 홀(50)의 상부 영역에 장착된다.
상기 강관(82)의 상부에는 매립가스의 유출을 방지하기 위한 맹플랜지(84)가 장착되어 있을 수 있다. 또한 가스포집관(10)의 상부에는 가스포집관(10)에 의하여 포집된 매립가스를 인출하는 매립가스 이송관로(40)가 장착되어 있다. 상기 매립가스 이송관로(40)는 쓰레기 매립장에 설치된 다수의 가스포집관(10)에 의하여 포집된 매립가스를 발전소로 보내거나, 어느 한 곳으로 모아 처리하기 위한 것이다. 상기 매립가스 이송관로(40)에는 매립가스에 포함된 응축수를 중력에 의하여 매립가스와 분리하는 응축수 배수장치(200)가 장착되어 있으며, 상기 응축수 배수장치(200)는 응축수 배출용 트렌치(42, trench)에 수용되어 있을 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 쓰레기 매립장용 가스배출장치에 사용되는 응축수 배수장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 상기 응축수 배수장치의 사시도이다. 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 상기 응축수 배수장치(200)는 하부가 차단되고, 상부가 개방된 무공관(110); 상기 무공관(110)의 개방된 상부에 연결되어 있으며, 측면에 다수의 배수공(122)이 형성되어 있는 유공관(120); 및 상기 유공관(120)과 상기 매립가스 이송관로(40)를 연결하는 연결부(130)를 포함한다. 상기 무공관(110)은 매립가스로부터 분리된 응축수가 수용되도록 하단부가 차단되어 있으며, 상기 유공관(120)에 형성된 배수공(122)은 상기 유공관(120) 전체 표면에 균일하게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 연결부(130)는 매립가스 및 매립가스에 포함된 응축수가 통과할 수 있도록, 상기 유공관(120)과 상기 매립가스 이송관로(40)를 연결하기 위한 것으로서, 바람직하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 유공관(120) 및 무공관(110)의 내부로 연장된 연결관의 형태를 가질 수 있다. 상기 연결관의 연장 길이는 연결관을 통과한 응축수가 무공관(110)으로 유입될 수 있도록, 무공관(110)의 하단부와 맞닿지 않도록 자유롭게 설정할 수 있다. 상기 연결부(130)는 T형 이음관(132) 등 통상의 수단에 의하여 상기 매립가스 이송관로(40)에 일단이 연결되고, 다른 일단이 상기 유공관(120)의 개방된 상부를 봉쇄하기 위한 상부캡(134)에 끼워져, 상기 유공관(120) 및 무공관(110)의 내부로 연장된 구조를 가질 수 있다. 상기 무공관(110), 유공관(120) 및 연결부(130)는 열가소성 수지, 예를 들면 고밀도 폴리에틸렌(High density polyethylene: HDPE)등의 폴리에틸렌 또는 스테인레스 등의 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 무공관(110) 및 유공관(120)의 내경은 통상적으로 10 내지 35cm이고, 상기 무공관(110)의 길이는 통상 30 내지 100cm, 바람직하게는 40 내지 80cm이고, 상기 유공관(120)의 길이는 통상 10 내지 50cm, 바람직하게는 20 내지 40cm이다. 이와 같은 무공관(110) 및 유공관(120)의 크기는 매립가스로부터 분리되는 응축수의 양에 따라 조절이 가능하다.
상기 응축수 배출용 트렌치(42)는 상기 응축수 배수장치(200)를 안정하게 설치 및 유지하고, 상기 응축수 배수장치(200)의 유공관(120)에서 배출되는 응축수가 용이하게 배수되도록 하기 위한 것이다. 상기 응축수 배출용 트렌치(42)의 내부는 응축수의 배수를 용이하게 하기 위하여 잡석(142) 등 공극 형성성 물질로 채워지고, 상기 트렌치(42)의 내부와 외부, 즉 잡석(142)과 쓰레기 매립층(54)은 부직포 등에 의하여 차단되어 있는 것이 바람직하다. 상기 응축수 배수장치(200)가 연결되는 매립가스 이송관로(40)는 지면과 평행하게 설치될 수도 있으나, 상기 연결부(130)의 T형 이음관(132)을 중심으로 3 내지 10%, 바람직하게는 약 5%의 기울기를 가지도록 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 상기 매립가스 이송관로(40)가 상기 연결부(130)의 T형 이음관(132) 위치에서 가장 낮도록 기울어져 있으면, 매립가스에 함유된 응축수가 중력에 의하여 상기 응축수 배수장치로 용이하게 유입될 수 있으므로 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 쓰레기 매립장용 가스배출장치에 있어서, 다수의 응축수 배수장치가 설치되는 예를 보여주는 도면이다. 도 4에 도시된 예에서는 다수의 응축수 배수장치(200a, 200b, ... , 200n)가 하나의 응축수 배출용 트랜치(42) 내부에 설치되어 있으며, 상기 각각의 응축수 배수장치(200a, 200b, ... , 200n)는 각각의 매립가스 이송관로(40a, 40b, ..., 40n)에 연결되고, 각각의 매립가스 이송관로(40a, 40b, ..., 40n)는 쓰레기 매립장에 설치된 다수의 가스포집관과 연결된다. 이와 같이, 다수의 응축수 배수장치(200a, 200b, ... , 200n)를 하나의 응축수 배출용 트랜치(42) 내부에 설치하면, 응축수 배출용 트랜치(42)의 형성에 소요되는 비용을 절감할 수 있을 뿐 만 아니라, 포집된 매립가스를 효율적으로 발전소 등으로 이송할 수 있는 장점이 있다.
다음으로, 도 1 및 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 쓰레기 매립장용 가스배출장치의 동작을 설명한다. 쓰레기 매립층(54)에서 발생한 인화성, 폭발성 매립가스는 상기 가스포집관(10)에 형성된 가스 유입구를 통하여, 가스포집관(10)의 내부로 유입된 다음, 가스포집관(10)의 상부로 이송된다. 상기 가스포집관(10)의 상부로 이송된 매립가스는 매립가스 이송관로(40)를 통하여 인출되며, 응축수 배출용 트렌치(42)에 설치된 응축수 배수장치(200)로 이송된다. 이때 상기 매립가스에 포함된 응축수는 중력에 의하여, 응축수 배수장치(200)의 무공관(110)에 채워지며, 응축수가 무공관(110)을 모두 채우고, 유공관(120)의 높이에 도달하면, 유공관(120)의 측면에 형성된 다수의 배수공(122)을 통하여 응축수가 응축수 배출용 트랜치(42)로 배출된다. 이와 같이, 매립가스 내부에 존재하는 수분이 응축되어 생상되는 응축수를 상기 응축수 배수장치(200)를 통하여 제거함으로서, 상기 응축수 배수장치(200)를 통과한 매립가스는 상대적으로 수분의 함유랑이 적어진다. 또한, 상기 응축수 배수장치(200)의 무공관(110) 부분에는 항상 일정량의 응축수가 채워져 있으므로, 매립가스 내부 수분의 응집을 용이하게 하는 추가적인 효과가 있다.
한편, 쓰레기의 추가적 적층에 의하여 쓰레기 매립장의 표면이 상승하는 경우에는, 상기 맹플렌지(84) 및 매립가스 이송관로(40)를 강관(82)으로부터 탈착시키고, 새로 적층되는 쓰레기 층의 높이 만큼 가스포집관(10)을 연장한 다음, 크레인을 이용하여 강관(82)을 인발한다. 이와 같이 강관(82)을 인발한 다음, 가스포집관(10)의 상부에 상기 매립가스 이송관로(40)를 다시 연결하고, 쓰레기를 추가로 적층한다. 이와 같은 과정을 반복함으로서, 쓰레기 적층 높이가 높아지는 경우에도 쓰레기 매립장에 형성된 응축수 배수장치(200) 및 응축수 배출용 트렌치(42)를 지속적으로 사용할 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 쓰레기 매립장용 가스배출장치는 쓰레기 매립장에서 발생하는 매립가스로부터 응축수를 효과적으로 제거하여, 발전(發電)에 적합한 양질의 가스를 생산할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 쓰레기 매립장용 가스배출장치의 설치상태를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 쓰레기 매립장용 가스배출장치에 사용되는 응축수 배수장치의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 쓰레기 매립장용 가스배출장치에 사용되는 응축수 배수장치의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 쓰레기 매립장용 가스배출장치에 있어서, 다수의 응축수 배수장치가 설치되는 예를 보여주는 도면.
Claims (6)
- 쓰레기 매립층에 소정 깊이로 매설되어, 상기 쓰레기 매립층에서 발생하는 매립가스를 포집하는 가스포집관;상기 가스포집관의 상부에 연결되어, 상기 가스포집관에 포집된 매립가스를 인출하는 매립가스 이송관로; 및상기 매립가스 이송관로에 장착되어 있으며, 매립가스에 포함된 응축수를 중력에 의하여 매립가스와 분리하는 응축수 배수장치를 포함하며,상기 응축수 배수장치는, 상기 쓰레기 매립층에 형성되어 있으며, 내부에는 공극 형성성 물질이 채워져 있는 응축수 배출용 트렌치 내부에 설치되며, 하부가 차단되고, 상부가 개방된 무공관; 상기 무공관의 개방된 상부에 연결되어 있으며, 측면에 다수의 배수공이 균일하게 형성되어 있는 유공관; 및 상기 유공관과 상기 매립가스 이송관로를 연결하는 연결부를 포함하는 것인 쓰레기 매립장용 가스배출장치.
- 제1항에 있어서, 상기 연결부의 일단은 상기 매립가스 이송관로에 연결되고, 다른 일단은 상기 유공관 및 무공관의 내부로 연장된 구조를 가지는 것인 쓰레기 매립장용 가스배출장치.
- 제1항에 있어서, 상기 무공관, 유공관 및 연결부는 폴리에틸렌 및 스테인레스로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질로 이루어진 것인 쓰레기 매립장용 가스배출장치.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 응축수 배출용 트렌치 내부에는 둘 이상의 응축수 배수장치가 설치되어 있는 것인 쓰레기 매립장용 가스배출장치.
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