KR101035947B1 - 쓰레기 매립 방법 및 그 매립 쓰레기로부터 메탄가스를 추출하는 방법 - Google Patents

쓰레기 매립 방법 및 그 매립 쓰레기로부터 메탄가스를 추출하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초대형 배를 이용한 쓰레기 매립 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 버려지거나 매립되고 있는 쓰레기와 폐기물 등을 초대형 배를 이용하여 해상 매립으로 효과적으로 처리하고 상용화될 수 있는 재생에너지를 쓰레기 및 폐기물로부터 얻기 위한 쓰레기 매립 방법 및 그 매립 쓰레기로부터 메탄가스를 추출하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 지상을 대체하여 해상에 쓰레기를 매립하기 위한 쓰레기 매립 방법에 있어서, 배의 선체 내부 공간을 쓰레기 매립이 가능한 분할된 공간으로 구분하여 쓰레기를 매립하기 위하여 정박된 선체를 기준으로 그 선체 공간을 수평방향으로 가로지르는 슬래브를 설치하는 슬래브설치단계와; 상기 슬래브를 기준으로 벽을 세워 상기 슬래브의 공간을 분할된 격실로 형성하기 위하여 상기 슬래브에 수직방향으로 수직벽면을 설치하는 수직벽면설치단계와; 상기 단계로부터 설치된 수직벽면에 의해 형성된 격실에 쓰레기를 채워 매립하는 쓰레기매립단계와; 상기 단계로부터 해당 격실에 쓰레기가 채워지면 쓰레기 매립격실이 형성되도록 상부를 밀폐시키기 위하여 상기 수직벽면의 상단부를 덮어 밀폐 시키는 상판설치단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
쓰레기,매립,선박,메탄가스

Description

쓰레기 매립 방법 및 그 매립 쓰레기로부터 메탄가스를 추출하는 방법{Method of reclaiming trash using ship and Method of extracting methan gas from the reclaimed trash}
본 발명은 초대형 배를 이용한 쓰레기 매립 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 버려지거나 매립되고 있는 쓰레기와 폐기물 등을 초대형 배를 이용하여 해상 매립으로 효과적으로 처리하고 상용화될 수 있는 재생에너지를 쓰레기 및 폐기물로부터 얻기 위한 쓰레기 매립 방법 및 그 매립 쓰레기로부터 메탄가스를 추출하는 방법에 관한 것이다.
쓰레기 처리에 있어서 환경적인 문제와 처리 비용 등은 지속적으로 발생된다. 이로 인한 주거 구역 내 쓰레기 반입 기피 현상은 매립 부지 부족화 등과 함께 주요 사회 문제로 되어 왔고, 동시에 쓰레기 분리 배출 등을 통한 쓰레기의 재활용성이 향상되어 왔다. 이에 따라 일부 매립지 및 소각장 등에서는 발생되는 가스를 에너지원으로 하여 전기를 생산하거나 연료로 이용하는 사례도 발전된 기술이 점진적으로 적용되어 증가추세에 있다.
그러나, 매립지를 이용한 쓰레기 및 폐기물 매립 처리는 쓰레기 처리를 위하 여 상당한 매립부지가 확보되어야 하는데 반해 접근성이 떨어지고 매립 부지 확보 문제와 처리 과정 중 소음과 분진 발생 그리고 토양 오염 악취 등 도심 및 부도심 환경 공해를 증가시키고 보건 위생을 저해하는 문제가 발생되었다.
다른 처리 방법으로 알려진 쓰레기 소각 처리는 소각 설비의 성능 개량으로 다량의 에너지원을 얻을 수 있었으나, 공해를 발생하고, 시설 투자비가 과다하게 소모되며, 쓰레기 반입을 위한 접근성이 고려되어야 하므로 설치 제약이 따르는 문제점이 있었다.
또 다른 처리 방법으로 폐선박을 이용하는 방법이 알려져 있다. 그 중 본 출원인이 제시한 대한민국 등록특허 제0588467호의 "폐 선박을 이용한 스레기 소각 처리 공법"은, 연근해 연안 해저에 철구조물로 고정 정박한 강제 폐선박 내에 폐선박 쓰레기 집하 파쇄도크와 쓰레기 건조1,2차 도크와 쓰레기 건조3,4차 도크를 거쳐 쓰레기가 투입되는 소각로에 연소로와 열교환기를 마련하여 발생된 폐가스와 매진 등은 공지의 매연정화시스템을 거쳐 정화가스를 배출되게 하며, 연소로 외주연에 장치한 열교환기에서 발생한 고열을 축열조에 저장한 후 이를 유압식 공급 기계장치로 고열에어 공급라인을 거쳐 폐선박 내의 생활용수를 위한 증발도크나, 연근해 양식장보온장치 및 연근해 도심지의 취사 및 난방장치로 활용할 수 있는 고열의 에너지를 공급하도록 한 것으로, 폐 선박 까지는 부교 또는 교량을 가설하여 쓰레기 반입이 이루어지도록 한 것이다.
상기 기술은 강제 폐 선박의 효율적인 재활용 방안과 더불어 늘어나는 쓰레기 소각 처리를 위한 장소 제공 문제를 해결하면서 쓰레기 소각 시 발생하는 폐열을 활용하여 연근해 도심에 대한 생활용 에너지 공급과 해역 양식장에 대한 폐열 공급이 가능하도록 하여 혹한에 따른 양식어류폐사 문제에 대비할 수 있도록 하는 등 쓰레기 처리 문제를 해결하면서도 다목적으로 활용할 수 있도록 제시되었다. 그러나 상기 기술은 기본적으로 쓰레기를 폐 선박에 반입한 뒤 이를 소각하고, 그 소각과정에서 발생되는 폐열을 재활용하도록 한 것으로 소각 중 공해 물질 발생 가능성이 크고 고열에 의한 주변 해양 생태계 변화, 오염 등이 우려되는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 창출된 것으로, 연근해 또는 공해상에 쓰레기 매립지 대체 공간으로 사용될 수 있는 초대형 쓰레기 매립선을 정박시켜 쓰레기를 매립시키고, 그 쓰레기 매립선에 매립되는 쓰레기를 미생물을 이용하여 자연친화적으로 분해시키며, 쓰레기 분해 과정에서 메탄가스를 생성시켜 이를 에너지로 활용할 수 있도록 하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 쓰레기 매립 방법은,
지상을 대체하여 해상에 쓰레기를 매립하기 위한 쓰레기 매립 방법에 있어서,
배의 선체 내부 공간을 쓰레기 매립이 가능한 분할된 공간으로 구분하여 쓰레기를 매립하기 위하여 정박된 선체를 기준으로 그 선체 공간을 수평방향으로 가로지르는 슬래브를 설치하는 슬래브설치단계와;
상기 슬래브를 기준으로 벽을 세워 상기 슬래브의 공간을 분할된 격실로 형성하기 위하여 상기 슬래브에 수직방향으로 수직벽면을 설치하는 수직벽면설치단계와;
상기 단계로부터 설치된 수직벽면에 의해 형성된 격실에 쓰레기를 채워 매립하는 쓰레기매립단계와;
상기 단계로부터 해당 격실에 쓰레기가 채워지면 쓰레기 매립격실이 형성되도록 상부를 밀폐시키기 위하여 상기 수직벽면의 상단부를 덮어 밀폐 시키는 상판 설치단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 슬래브설치단계 및 수직벽면설치단계 그리고 상판설치단계에서 사용되는 각 슬래브, 수직벽면, 상판 구조물은 철근콘크리트 구조물로 사전 제작된 것을 반입 받아 선체 내부에서 조립하는 것을 특징으로 한다.
상기 수직벽면설치단계에서 수직벽면의 내벽에는 쓰레기 속에 포함된 유출수의 유출을 방지하기 위하여 수직벽면과 슬래브 표면에는 비닐막을 부착하는 것을 특징으로 한다.
상기 상판설치단계에서는 수직벽면과 접촉하는 상판 사이에 밀폐용고무패킹을 삽입하여 상판을 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징은,
지상을 대체하여 해상에 쓰레기를 매립하고 매립된 쓰레기에서 메탄가스를 추출하는 방법에 있어서,
배의 선체 내부 공간을 쓰레기 매립이 가능한 분할된 공간으로 구분하여 쓰레기를 매립하기 위하여 정박된 선체를 기준으로 그 선체 공간을 수평방향으로 가로지르고 온돌배관이 매립된 슬래브를 설치하는 슬래브설치단계와;
상기 슬래브를 기준으로 벽을 세워 상기 슬래브의 공간을 분할된 격실로 형성하기 위하여 상기 슬래브에 수직방향으로 수직벽면을 설치하는 수직벽면설치단계와;
상기 단계로부터 설치된 수직벽면에 의해 형성된 격실에 쓰레기를 채워 매립하는 쓰레기매립단계와;
상기 단계로부터 해당 격실에 쓰레기가 채워지면 쓰레기 매립격실이 형성되도록 상부를 밀폐시키고 가스배출용배관이 설치되어 메탄가스를 배출시키는 상판을 상기 수직벽면의 상단부에 덮는 상판설치단계를 포함하여 쓰레기를 격실에 매립시키고,
상기 슬래브에 매립된 온돌배관을 통해 외부에서 온수를 공급하여 매립된 각 격실내 쓰레기 온도를 일정하게 하여 쓰레기분해를 촉진시키고 메탄가스 생성을 활성화 시킬 수 있도록 격실내 온도를 약 35℃~45℃의 온도로 조성하는 단계; 및 상기 가스배출용배관을 통하여 외부에서 주기적으로 고온스팀을 공급하여 각 격실내에 메탄가스 생성에 필요한 수분함수율을 유지시키고 미생물 활성을 촉진시키는 고온스팀공급단계를 포함하여 이루어진다.
상기 상판설치단계에서 설치하는 상판의 가스배출용배관에 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위하여 상판의 하부에 그물망을 부착하는 것을 특징으로 한다.
상기 상판설치단계에서 설치하는 각 상판들은 가스배출용배관의 단부에 설치된 커플링을 통하여 서로 상통되도록 연결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 쓰레기 매립지 부족과 새로운 쓰레기 매립지 확보의 문제를 해상 공간 활용을 통하여 해결할 수 있는 효과가 있고, 쓰레기의 지상 매립에 따르는 다양한 환경 및 사회적 문제를 동시에 해결할 수 있고, 쓰레기 분해 과정에서 다량의 메탄가스를 발생시켜 이를 에너지원으로 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한 배출되는 쓰레기중 에너지원으로 사용하기 어려운 폐플라스틱과 폐비닐 등의 가연성 쓰레기는 소각 후 보도블럭 등을 제작하는 자원으로 활용하고, 메탄가스 생성에 유리한 음식물 쓰레기나 오니 등의 집중 매립을 통하여 다량의 메탄가스를 생성시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 쓰레기 매립선들을 대규모화 하여 쓰레기 매립 단지로 조성할 수 있고, 여기서 생성되는 메탄가스와 가연성 쓰레기를 소각하는 과정에서 발생되는 고열로 가스발전기를 구동시키고 전기를 생산 한 후 배출되는 열을 해안부터 반경 20Km 내외 아파트 등에 난방, 냉방 열원으로 공급하면서 온수, 취사 조리열, 생활용수, 제조시설내 제조고열, 공업용수 그리고 지역 내 농지에 작물, 채소, 화훼 재배용 열 공급 등이 가능한 효과가 있다. 또한 지상으로 부터 떨어진 해상에 인공 구조물로서 배를 이용한 쓰레기 매립으로 자연 환경보존과 지역 환경 개선 친환경 개발을 기대할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 쓰레기 매립 방법 순서도 이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 쓰레기 매립 방법과 메탄가스 추출 방법을 설명하기 위한 순서도 이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 초대형 배를 이용한 쓰레기 매립 방법을 설명하기 위한 개략도 이다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 쓰레기 매립격실을 설명하기 위한 상세도 이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 쓰레기 매립격실에서의 메탄가스 추출 설명도 이다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 쓰레기 매립선의 갑판부를 나타낸 개략도 이다.
본 발명은 지상을 대체하여 해상에 쓰레기를 매립하기 위한 쓰레기 매립 방법과, 매립된 쓰레기에서 메탄가스를 추출하는 방법이다.
쓰레기 매립 방법은, 도 1의 순서도 및 개조된 배의 구조를 나타낸 도 3 내지 도 6과 같이, 배의 선체 (12) 내부 공간(11)을 쓰레기 매립이 가능한 분할된 공간으로 구분하여 쓰레기를 매립하기 위하여 정박된 선체(12)를 기준으로 그 선체(12) 공간을 수평방향으로 가로지르는 바닥 슬래브(14)를 설치하는 슬래브설치단계(S100), 상기 슬래브(14)를 기준으로 벽을 세워 상기 슬래브(14)의 공간을 분할된 격실로 형성하기 위하여 상기 슬래브(14)에 수직방향으로 수직벽면(15)을 설치하는 수직벽면설치단계(S200), 상기 단계로부터 설치된 수직벽면(15)에 의해 형성된 격실에 쓰레기를 채워 매립하는 쓰레기매립단계(S300), 상기 단계로부터 해당 격실에 쓰레기가 채워지면 쓰레기 매립격실(13)이 형성되도록 상부를 밀폐시키기 위하여 상기 수직벽면(15)의 상부를 상판(18)으로 덮어 밀폐 시키는 상판설치단계(S400)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 슬래브설치단계(S100) 및 수직벽면설치단계(S200) 그리고 상판설치단계(S400)에서 사용되는 각 슬래브(14), 수직벽면(15), 상판(18) 구조물은 철근콘크리트 구조물로 사전 제작된 것을 반입 받아 선체(12) 내부에서 조립할 수 있다.
또한, 상기 수직벽면설치단계(S100)에서 수직벽면의 내벽에는 쓰레기 속에 포함된 유출수의 유출을 방지하기 위하여 수직벽면(15)과 슬래브(14) 표면에는 비 닐막(16)을 부착할 수 있다.
또한, 상기 상판설치단계(S400)에서는 수직벽면(15)과 접촉하는 상판(18) 사이에 밀폐용고무패킹(22)을 삽입하여 메탄가스의 누출을 최소화시키도록 상판(18)을 설치할 수 있다.
매립된 쓰레기를 이용하여 메탄가스를 추출하는 방법은, 도 2의 순서도 및 개조된 배의 구조를 나타낸 도 3 내지 도 6과 같이, 배의 선체(12) 내부 공간(11)을 쓰레기 매립이 가능한 분할된 공간으로 구분하여 쓰레기를 매립하기 위하여 정박된 선체(12)를 기준으로 그 선체 공간을 수평방향으로 가로지르고 온돌배관(17)이 매립된 슬래브(14)를 설치하는 슬래브설치단계(S101), 상기 슬래브(14)를 기준으로 벽을 세워 상기 슬래브(14)의 공간을 분할된 격실로 형성하기 위하여 상기 슬래브(14)에 수직방향으로 수직벽면(15)을 설치하는 수직벽면설치단계(S201), 상기 S201단계로부터 설치된 수직벽면(15)에 의해 형성된 격실에 쓰레기를 채워 매립하는 쓰레기매립단계(S301), 상기 S301단계로부터 해당 격실에 쓰레기가 채워지면 쓰레기 매립격실(13)이 형성되도록 상부를 밀폐시키고 가스배출용배관(20)이 설치되어 메탄가스를 배출시키는 상판(18)을 상기 수직벽면(15)의 상단부에 덮는 상판설치단계(S401)를 포함하여 쓰레기를 격실에 매립시킨다. 그리고, 상기 슬래브(14)에 매립된 온돌배관(17)을 통해 외부에서 온수를 공급하여 매립된 각 격실내 쓰레기 온도를 일정하게 하여 쓰레기분해를 촉진시키고 메탄가스 생성을 활성화 시킬 수 있도록 격실내 온도를 약 35℃~45℃의 온도로 조성하는 단계(S501)와, 상기 가스배출용배관(20)을 통하여 외부에서 주기적으로 고온스팀을 공급하여 각 격실내에 메 탄가스 생성에 필요한 수분함수율을 유지시키고 미생물 활성을 촉진시키는 고온스팀공급단계(S601)를 포함하여 매립격실(13)에서 발생되는 쓰레기로 부터 메탄가스를 추출해 낼 수 있다.
또한, 상판설치단계(S401)에서 설치하는 상판(18)의 가스배출용배관(20)에 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위하여 상판의 하부에 메탄가스의 유동이 자유롭도록 그물망(21)을 부착할 수 있다.
또한, 상판설치단계(S401)에서 설치하는 각 상판(18)들은 가스배출용배관(20)의 단부에 설치된 커플링(24)을 통하여 서로 상통되도록 연결하여 최종적으로 메탄가스포잡장치(23)에 회수되도록 유도한다.
또한, 상기 고온스팀공급단계를 통하여 공급되는 고온스팀에 의한 메탄가스 생성을 위한 수분함수율은 각 매립격실(13) 마다 약 55~60%의 함수율로 조성하는 경우 미생물 활성이 증가되는 것으로 나타났다.
본 발명의 실시 예에 따른 쓰레기 매립 방법 그리고 메탄가스 추출 방법을 보다 구체적으로 설명하면, 쓰레기 매립, 그리고 그 쓰레기를 이용하여 메탄가스를 추출하기 위하여 배의 구조는 도 3 내지 도 6에 나타낸 바와 같이 쓰레기 매립을 위한 구조로 변경되었다.
본 발명은 기본적으로 쓰레기 매립에 있어서, 초대형 배를 활용하여 근해 또는 공해상에서 쓰레기를 매립하기 위한 것으로, 초대형 배는 도 3과 같이 개조되어 쓰레기 매립선(10)으로 기능한다. 여기서 초대형 배는 소형 배도 적용 가능하지만 쓰레기 매립 면적을 증가시킬 수 있는 유조선 등과 같이 규모가 큰 배가 바람직하 다.
초대형 배를 이용하는 이유는 중장기적으로 쓰레기를 매립하는데 있어서 규모가 클수록 쓰레기 매립을 계획적이고 체계적으로 처리하는데 유리하기 때문이다. 물론 쓰레기 매립과 반입량에 따라 소형 배를 이용하는 것도 가능하다. 통상 지상 쓰레기 매립지의 규모는 대규모 단지화되어 쓰레기를 계획적이고 체계적으로 관리하는 것이 일반적이며, 유조선 등과 같은 초대형 배는 이러한 쓰레기 처리 규모에 부합되는 공간을 제공한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 초대형 배를 쓰레기 매립선(10)으로 개조한 예를 나타낸다.
상기 쓰레기 매립선(10)은, 크게 내부가 비워진 공간(11)이 있는 선체(12), 상기 선체(12)의 공간(11)을 구획하여 구성된 다수의 매립격실(13)들로 제작된다.
상기 선체(12)는 폐유조선과 같은 초대형 배를 쓰레기 매립 용도로 리모델링 건조하여 구성할 수 있다.
폐유조선을 쓰레기 매립지 대체선박으로 개조하기 위해서는 폐유조선의 내부블럭들을 해체하여 공간(11)을 확보하고 그 확보된 공간(11)의 하부부터 층고를 약 5m 정도로 정하여 쓰레기 매립격실(13)을 만들면 된다.
상기 매립격실(13)은, 선체(12)의 공간(11)에 현장에서 직접 구조물 시공으로 구성할 수 있으나, 외부에서 제작된 구조물을 반입하여 격실을 구성하는 것이 바람직하다.
상기 매립격실(13)은, 배의 하단부터 슬래브(14)를 차례로 쌓아올려 각층 슬 래브(14)를 형성하고 각 슬래브(14) 간 층고는 약 5m로 정도로 규격화하여 차례로 적층될 수 있고, 그 층간 사이 공간을 수직벽면(15)으로 막고, 상부측에는 상판(16)을 얹어 독립된 매립격실(13)로 구성한 것이다.
매립격실(13)은 도 2와 같이 바닥 슬래브(14), 수직벽면(15) 구조물로 구성될 수 있으며, 매립격실(13)을 구성하는 상기 슬래브(14), 수직벽면(15)의 각 구조물들은 철근 콘크리트 구조물로 제작 가능하고, 외주 제작으로 반입 받아 현장에서 조립할 수 있다. 구조물은 현장에서 직접 제작하여 설치하는 것 보다 외주 제작으로 반입 받아 조립하는 것이 좋다.
구조물 조립방법은 먼저 바닥 슬래브(14)의 수직방향에서 수직벽면(15)을 일정 간격으로 세워서 일정한 공간의 매립격실(13)을 형성하고 그 매립격실(13) 내벽면에는 밀폐용 비닐막(16)을 부착하여 쓰레기를 매립할 수 있는 공간이 형성될 수 있도록 한다.
상기 바닥 슬래브(14)는 매립격실(13)의 온도상승을 유도하기 위하여 온수를 공급할 수 있는 온돌배관(17)을 매몰시켜 구성한다.
수직벽면(15)을 바닥 슬래브(14)에 수직으로 세워서 형성되는 매립격실(13)의 상부에는 상판(18)을 덮는다.
여기서, 상판(18)은, 도 5와 같이 매립격실(13) 내부에서 발생되는 메탄가스를 배출하기 위하여 입구(19)를 갖는 가스배출용배관(20)과, 가스배출용배관(20)의 입구(19)측 막힘을 방지하고 보호하기 위하여 입구(19)측 외부에 그물망(21)이 부착되어 있으며, 매립격실(13)의 상부에 안착할 때는 매립격실(13)에서 발생되는 메 탄가스의 유출을 줄이기 위한 밀폐용고무패킹(22)을 부착하여 안착시킨다.
하나의 상판(18)과 그 상판(18)과 이웃하는 다른 상판(18)들에는 독립된 매립격실(13)에서 발생되는 메탄가스를 최종적으로 메탄가스포집장치(23)에서 회수하기 위하여 각 상판(18)의 가스배출용배관(20)은 커플링(24)을 통하여 연결되어 있다. 메탄가스포집장치(23)는 선체(12)의 갑판 상에 구성할 수 있다.
선체(12)의 갑판상에는 메탄가스포잡장치(23) 외에 공지의 가스발전기(25) 그리고 소각설비장치(26)을 설치하여 운용할 수 있다.
본 발명에 따른 쓰레기 매립선(10) 구조에 의하면, 1층 매립격실(13)부터 쓰레기와 슬러지(오니) 등을 외부에서 압축, 압착시켜 반입 받아 매립해 나갈 수 있다. 매립격실(13)의 상부측으로는 가스배출용배관(20)이 매몰되어 설치된 상판(18)을 덮는다. 상판(18)을 덮기 전에 상판(18)에 가스배출용배관(20)을 보호하는 그물망(21)을 부착시키고, 가스의 유출을 최소로하기 위하여 매립격실(13)과 상판(18) 사이에 밀폐용고무패킹(22)을 넣은 후 상판(18)을 덮어 한 개의 매립격실(13)에 쓰레기를 채워 매립시킨다.
연속적으로 같은 방법으로 이웃하는 매립격실(13) 조립과 쓰레기매립을 연속하여 1층 매립격실(13)에 대한 쓰레기 매립이 완료되면, 1층 상판(18)의 상부에 바닥 슬래브(14) 구조물을 올려놓고 동일한 방법으로 수지벽면(15)을 조립하여 매립격실(13)을 만들고, 그 매립격실(13)에 쓰레기를 넣어 매립시켜 나간다. 이때 각 매립격실(13)의 내벽에는 쓰레기에서 발생되는 수분의 누수를 방지하고 밀폐상태를 유지하기 위하여 밀폐용 비닐막(16)을 부착한다.
한편 매립격실(13)에서 발생된 메탄가스는 가스배출용배관(20)을 따라 메탄가스포집장치(23)로 수집되고, 메탄가스포집장치(23)에서 포집된 메탄가스를 이용하여 가스발전기(25)의 터빈을 구동시켜 전기를 생산할 수 있다. 동시에 가스발전기(25)와 소각설비장치(26)에서 배출되는 고열을 이용, 그 열로 물을 가온시켜 바닥 슬래브(14)에 매몰된 온돌배관(17)에 온수가 흐르도록 할 수 있다.
쓰레기 매립선(10)의 매립격실(13)에 쓰레기 매립이 만재되면 각층마다 설치된 온돌배관(17)에 온수를 공급하는데 온돌배관(17)에 공급되는 온수는 갑판 상에 시설된 가스발전기(25)와 소각설비장치(26)의 고열을 이용한다.
매립격실(13)에서 발생되는 메탄가스는 가스배출용배관(20)을 따라 갑판상의 메탄가스포집장치(23)에 수집되어 가스발전기(25)에 고열스팀을 보낸다.
즉 메탄을 연소시키면서 생성되는 고열로 증기터빈을 구동시키는 보일러시스템에 연결하고 메탄을 공급하고 화력으로 가스발전기(25)를 구동시켜 전기를 생산할 수 있다.
또한 쓰레기 성분 중 메탄가스 생성과는 무관한 폐비닐, 폐플라스틱, 폐스치로폼, 폐유, 폐섬유 등의 가연성쓰레기는 갑판 상에 시설된 공지의 소각설비장치(26)로 소각하고, 그 과정에서 생성되는 고열을 열 변환 설비를 거쳐 가스발전기에 공급하여 전기를 생산하며, 그 가스발전기(25)를 구동하고 증기터빈에서 배출되는 열을 쓰레기매립선 각격실에 시설된 온돌배관(17)에 온수를 공급하는 열원으로 이용하고, 쓰레기 매립선 외부 반경 약 20Km 내에 난방열원, 냉방열원, 온수, 제조고열(스팀 등), 해수의 담수화설비도크, 하.폐수의 정화도크, 작물재배열, 온수 등 으로 공급 운용하고, 쓰레기 매립이 완료되어 메탄가스가 생성되고 있는 매립선 각 층 매립격실에 주기적으로 고온스팀을 공급하여 메탄가스를 생성시키는 미생물의 활성화를 촉진시킬 수 있다. 여기서, 가스발전기(25)에 의한 전기의 생산 및 소각설비장치(26)에 의한 소각기술 등은 일반적으로 알려져 있고 모두 공지된 기술로서 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 메탄가스가 생성될 수 있는 최적의 수분 조건은 55~60% 내외의 함수율과 적정온도는 35~45℃로서, 온돌배관(17)을 따라 흐르는 온수의 온도를 적정 온도대로 유지하고 주기적으로 스팀을 매립격실(13)에 공급하여 메탄가스의 생성량을 최대화 시킬 수 있다.
매립격실(13)에 대한 스팀공급은 갑판에서 전기를 생산하고 배출되는 고열을 대체에너지로 재공급하는 가스발전기와 소각설비장치(26)에 유압을 이용한 송압공급장치를 설치하여 각층의 각 매립결실(13)의 상판(18) 상에 설치된 가스배출용배관(20)을 통하여 일정시간 동안 역류 공급하여 매립격실(13)의 적정 수분함수율과 적정 온도를 유지시킬 수 있다.
매립격실(13)에서의 메탄가스 활성도나 쓰레기 분해 상태 등을 점검하기 위하여 쓰레기 매립선의 각층 외벽 부분 중 한곳을 투명한 자재로 조립하여 격실 내부가 외부에서 보이게 하고 구멍을 천공하여 그 구멍을 통하여 검측과 기록을 하면서 매립격실(13) 안에서의 쓰레기 분해상태 및 메탄가스 생성도 등을 종합적으로 체크하고 관리하도록 한다.
한편 시간이 경과하여 쓰레기 분해 및 메탄가스 생성도가 현저히 낮아지면 갑판 하상에 위치하는 매립격실(13)들의 해체작업을 실시한다.
매립격실(13)의 해체는 먼저 윗층의 상판(18)부터 차례로 들어내고, 각 격실에 매립되어 있는 상태의 쓰레기를 소각설비장치(26)에 넣어 소각해 나간다.
모든 매립격실(13)의 해체와 쓰레기 소각이 완료되어 선체(12)의 공간(11)이 처음 상태로 비워지면 다시 구조물을 조립하여 매립격실(13)을 만들어 외부에서 쓰레기를 반입 받아 다시 쓰레기를 매립시킨다.
따라서 순환 주기적으로 운용되는 동시에 쓰레기 분해과정에서 다량의 메탄가스를 생성시켜 에너지원으로 활용하고, 그 규모는 공유수면 연안에 대단위 매립선 단지화가 가능하며, 매립선 까지의 쓰레기 운반은 다리와 부교 또는 크레인 및 리프트 등 다양한 해상 및 수송 구조물, 그리고 반송용 운송기계 등을 통하여 현지 여건에 맞게 운용될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시 예와 관련하여 설명 되었지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 특허청구범위에 기재된 범위에 속한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 쓰레기 매립 방법 순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 쓰레기 매립 방법과 메탄가스 추출 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 초 대형 배를 이용한 쓰레기 매립 방법을 설명하기 위한 개략도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 쓰레기 매립격실을 설명하기 위한 상세도. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 쓰레기 매립격실에서의 메탄가스 추출 설명도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 쓰레기 매립선의 갑판부를 나타낸 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 쓰레기매립선
11: 공간
12: 선체
13: 매립격실
14: 슬래브
15: 수직벽면
16: 비닐막
17: 온돌배관
18: 상판
19: 입구
20: 가스배출용배관
21: 그물망
22: 밀폐용고무패킹
23: 메탄가스포잡장치
24: 커플링
25: 가스발전기
26: 소각설비장치

Claims (8)

  1. 지상을 대체하여 해상에 쓰레기를 매립하기 위한 쓰레기 매립 공법에 있어서,
    배의 선체 내부 공간을 쓰레기 매립이 가능한 분할된 공간으로 구분하여 쓰레기를 매립하기 위하여 정박된 선체를 기준으로 그 선체 공간을 수평방향으로 가로지르는 슬래브를 설치하는 슬래브설치단계와;
    상기 슬래브를 기준으로 벽을 세워 상기 슬래브의 공간을 분할된 격실로 형성하기 위하여 상기 슬래브에 수직방향으로 수직벽면을 설치하는 수직벽면설치단계와;
    상기 단계로부터 설치된 수직벽면에 의해 형성된 격실에 쓰레기를 채워 매립하는 쓰레기매립단계와;
    상기 단계로부터 해당 격실에 쓰레기가 채워지면 쓰레기 매립격실이 형성되도록 상부를 밀폐시키기 위하여 상기 수직벽면의 상단부를 덮어 밀폐시키는 상판설치단계로 이루어지고,
    상기 슬래브설치단계 및 수직벽면설치단계 그리고 상판설치단계에서 사용되는 각 슬래브, 수직벽면, 상판 구조물은 철근콘크리트 구조물로 사전 제작된 것을 반입 받아 선체 내부에서 조립하며,
    상기 수직벽면설치단계에서 수직벽면의 내벽에는 쓰레기 속에 포함된 유출수의 유출을 방지하기 위하여 수직벽면과 슬래브 표면에는 비닐막을 부착하고,
    상기 상판설치단계에서는 수직벽면과 접촉하는 상판 사이에 밀폐용고무패킹을 삽입하여 상판을 설치하는 것을 특징으로 하는 쓰레기 매립 공법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 지상을 대체하여 해상에 쓰레기를 매립하고 그 매립된 쓰레기에서 메탄가스를 추출하는 방법에 있어서,
    배의 선체 내부 공간을 쓰레기 매립이 가능한 분할된 공간으로 구분하여 쓰레기를 매립하기 위하여 정박된 선체를 기준으로 그 선체 공간을 수평방향으로 가로지르고 온돌배관이 매립된 슬래브를 설치하는 슬래브설치단계와;
    상기 슬래브를 기준으로 벽을 세워 상기 슬래브의 공간을 분할된 격실로 형성하기 위하여 상기 슬래브에 수직방향으로 수직벽면을 설치하는 수직벽면설치단계와;
    상기 단계로부터 설치된 수직벽면에 의해 형성된 격실에 쓰레기를 채워 매립하는 쓰레기매립단계와;
    상기 단계로부터 해당 격실에 쓰레기가 채워지면 쓰레기 매립격실이 형성되도록 상부를 밀폐시키고 가스배출용배관이 설치되어 메탄가스를 배출시키는 상판을 상기 수직벽면의 상단부에 덮는 상판설치단계를 포함하여 쓰레기를 격실에 매립시키고,
    상기 슬래브에 매립된 온돌배관을 통해 외부에서 온수를 공급하여 매립된 각 격실내 쓰레기 온도를 일정하게 하여 쓰레기분해를 촉진시키고 메탄가스 생성을 활성화 시킬 수 있도록 격실내 온도를 35℃~45℃의 온도로 조성하는 단계; 및 상기 가스배출용배관을 통하여 외부에서 주기적으로 고온스팀을 공급하여 각 격실내에 메탄가스 생성에 필요한 수분함수율을 유지시키고 미생물 활성을 촉진시키는 고온스팀공급단계를 포함하여 이루어지고,
    상기 상판설치단계에서 설치하는 상판의 가스배출용배관에 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위하여 상판의 하부에 메탄가스의 유동이 자유롭도록 그물망을 부착하고,
    상기 상판설치단계에서 설치하는 각 상판들은 상기 가스배출용배관의 단부에 설치된 커플링을 통하여 서로 상통되도록 연결하는 것을 특징으로 하는 매립 쓰레기로부터 메탄가스를 추출하는 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 메탄가스 생성을 위한 수분함수율은 각 매립격실에 55~60%로 조성하는 것을 특징으로 하는 매립 쓰레기로부터 메탄가스를 추출하는 방법.
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