KR101913772B1 - 유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법 - Google Patents

유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법에 관한 것으로, 함수율이 다른 유기성 오니를 혼합하여 고함수율 유기성 오니를 만드는 단계(단계 1); 상기 고함수율 유기성 오니에 저함수율 유기성 오니 및 폐촉매를 혼합하여 혼합물을 만드는 단계(단계 2); 상기 혼합물에 고화제를 혼합하여 고화처리물을 만드는 단계(단계 3); 및 상기 고화처리물을 양생하여 폐기물 매립시설용 복토재를 만드는 단계(단계 4); 를 포함하여 제조하는 것을 기술적 특징으로 하며, 유기성 오니를 고화처리하여 폐기물 매립시설용 복토재로 재활용할 수 있도록, 생산된 고화처리물이 매립시설 복토용 순환골재의 품질기준을 만족시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법{Manufacturing Method of Covering Material for Landfill of Waster using Organic Sludge}
본 발명은 유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기성 오니를 고화처리하여 폐기물 매립시설용 복토재로 재활용할 수 있도록, 생산된 고화처리물이 매립시설 복토용 순환골재의 품질기준을 만족시킬 수 있는, 유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법에 관한 것이다.
하수종말처리장 등에서 발생되는 케이크 형태의 하수 슬러지인 유기성 오니(汚泥)는 매립, 해양투기, 소각 등의 방법으로 처리하였다. 즉, 유기성 오니는 하수, 산업폐수, 분뇨를 무산소성 생물을 이용하여 분해 처리하는 과정에서 발생되는 폐기물로써 다량의 함수분과 악취를 내포하고 있다.
이러한 유기성 오니를 매립 처리하는 경우에는 악취, 침출수 문제, 매립장의 안정화 지연, 매립작업의 지연 등의 많은 문제점을 가지고 있다. 반면에, 유기성 오니를 해양 투기하는 경우에는 매립 처리에 비해 10 ~ 20% 저렴하다는 장점이 있지만, 해양 환경오염의 커다란 원인이 된다. 또한, 유기성 오니를 소각처리하는 경우에는 상당한 처리 비용이 발생되는 단점이 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 사업장 폐기물을 재활용하여 자원낭비와 환경오염을 방지할 수 있는 폐기물을 이용한 고화제 제조방법이 게시되기도 하였는데, 기존의 고화제 제조방법에 있어서도 비용적인 측면이나 환경적인 측면 등에서 여러 가지 제약이 따르고 있는 실정이다.
또한, 최근에는 슬러지의 해양 투기가 전면 금지되면서 불가피하게 육상 처리를 실시할 수밖에 없다. 1996년 런던 협약 체결로 2012년부터 슬러지의 해양 투기가 전면 금지되어 슬러지의 해양 투기는 어렵고 반드시 육상에서 처리해야 하는 실정에 처해 있는 것이다.
이에 따라, 환경부에서는 2002년 하수 슬러지 처리 종합계획을 수립하여 하수 슬러지 재활용시설을 증가시켜 환경오염을 방지하고자 하였으며, 현재 수도권매립지를 포함한 전국지차체에서는 하수 슬러지의 함수율을 저감시키고 강도를 증진시켜 매립시설내 중간복토재, 성토재, 차수재 등 다양한 용도로 사용할 수 있는 인공토양을 제조하는 고화시설이 운영되고 있으며, 이때 고화를 위해 투입되는 고화제의 질적 향상, 안정적인 원료 확보, 경제성에서 우수한 고화제의 개발이 필요한 실정이다.
대한민국등록특허공보 제10-1513647호(2015.04.21.)에는 고화제 제조 방법과 이에 의한 고화제 및 고화제를 활용한 하수 슬러지 고화처리 방법이 개시되어 있다.
상기 고화제 제조 방법 및 이에 의한 고화제를 활용한 하수 슬러지 고화처리 방법은 고화제를 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 장점이 있고, 케이크 형태의 유기성 오니가 고화처리됨으로써, 하수 슬러지의 처리비용을 줄일 수 있는 장점이 있지만, 생산된 고화처리물을 폐기물 매립시설용 복토재로 사용하기에는 요구되는 물성을 만족시키지 못하는 단점이 있다.
KR 10-1513647 B1 2015.04.21.
본 발명의 목적은, 유기성 오니를 고화처리하여 폐기물 매립시설용 복토재로 재활용할 수 있도록, 생산된 고화처리물이 매립시설 복토용 순환골재의 품질기준을 만족시킬 수 있는, 유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 수단을 제공한다.
본 발명은 함수율이 다른 유기성 오니를 혼합하여 고함수율 유기성 오니를 만드는 단계(단계 1); 상기 고함수율 유기성 오니에 저함수율 유기성 오니 및 폐촉매를 혼합하여 혼합물을 만드는 단계(단계 2); 상기 혼합물에 고화제를 혼합하여 고화처리물을 만드는 단계(단계 3); 및 상기 고화처리물을 양생하여 폐기물 매립사솔용 복토재를 만드는 단계(단계 4); 를 포함하되, 상기 단계 1은 함수율이 다른 유기성 오니를 굴삭기를 이용하여 혼합하여 함수율 70~85중량%의 유기성 오니를 만드는, 유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법을 제공한다.
상기 단계 2는 상기 고함수율 유기성 오니 65~75중량%, 저함수율 유기성 오니 15~25중량% 및 폐촉매 5~15중량%를 혼합하여 혼합물을 만든다.
상기 저함수율 유기성 오니는 함수율 10중량%의 유기성 오니를 사용한다.
상기 단계 3은 상기 혼합물 100중량부에 고화제 15~25중량부를 혼합하되, 상기 고화제는 산화칼슘 함량이 35~70중량%인 제지슬러지소각재 100중량부에 산화칼슘 함량이 40~80중량%인 고칼슘슬래그분진 10~20중량부, 황산알루미늄 5~10중량부, 바이오매스연소재 5~10중량부, 석탄연소재 5~10중량부, 규사분말 5~10중량부, 나트륨장석 5~10중량부, 실리카겔 10~20중량부 및 파라핀 1~5중량부를 포함한다.
상기 단계 3 이후에, 상기 고화처리물 100중량부에 탈취제 5~15중량부를 혼합하는 단계가 추가되되, 상기 탈취제는 정수슬러지 100중량부에 인산 20~30중량부, 맥반석 10~20중량부, 제올라이트 10~20중량부, 목초액 10~20중량부, 광합성세균 1~5중량부, 유산균 1~5중량부, 효모균 1~5중량부, 방선균 1~5중량부, 알카로이드 1~5중량부, 알리신 1~5중량부, 주석산 1~5중량부, 리큐리친 1~5중량부 및 변성전분 5~10중량부를 포함한다.
본 발명에 따른 유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법은, 유기성 오니를 고화처리하여 폐기물 매립시설용 복토재로 재활용할 수 있도록, 생산된 고화처리물이 매립시설 복토용 순환골재의 품질기준을 만족시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재는 암모니아의 제거효율이 매우 우수한 효과가 있다.
도 1은 실시예 1의 폐기물 매립시설용 복토재의 중금속, 유해물질, 수분 및 유기물함량을 측정한 검사성적서이다.
도 2는 실시예 1의 폐기물 매립시설용 복토재의 유기이물질함유량 및 무기이물질함유량을 측정한 품질검사성적서이다.
도 3 및 도 4는 실시예 2의 폐기물 매립시설용 복토재에 대해 토양오염공정시험기준(2017)으로 측정한 Test Report이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도시 하수 처리장 또는 식품 공장과 같은 곳에서 배출되는 폐기물로 쉽게 부패가 되는 오니가 유기성 오니가 되고, 산업 현장의 생산 공정 또는 가공 공정으로부터 발생되고 금속 성분을 포함하는 오니가 무기성 오니가 된다. 오니의 고형물 중 유기성 물질이 40% 이상이 되면 유기성 오니로 분류될 수 있다. 유기성 오니의 발생원으로 하수 오니, 펄프 찌꺼기, 활성 오니 또는 식료품 찌꺼기와 같은 것이 있고 무기성 오니의 발생원으로 침강토사, 제강 슬러지, 탈황 석고, 실리콘 분말, 요업 공정에서 발생되는 토사 또는 건설업에서 발생되는 굴삭 토사와 같은 것이 있다.
본 발명은, 유기성 오니를 고화처리하여 고형물 중 유기성 물질 40% 미만의 무기성 오니를 생산함으로써, 생산된 고화처리물이 매립시설 복토용 순환골재의 품질기준을 만족시킬 수 있어, 폐기물 매립시설용 복토재로 재활용할 수 있는 것에 특징이 있다.
먼저, 본 발명에 따른 유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법을 설명한다.
본 발명에 따른 유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법은,
함수율이 다른 유기성 오니를 혼합하여 고함수율 유기성 오니를 만드는 단계(단계 1);
상기 고함수율 유기성 오니에 저함수율 유기성 오니 및 폐촉매를 혼합하여 혼합물을 만드는 단계(단계 2);
상기 혼합물에 고화제를 혼합하여 고화처리물을 만드는 단계(단계 3); 및
상기 고화처리물을 양생하여 폐기물 매립시설용 복토재를 만드는 단계(단계 4);
를 포함한다.
상기 단계 1은 함수율이 다른 유기성 오니를 굴삭기를 이용하여 혼합하여 함수율 70~85중량%의 유기성 오니를 만드는 단계이다.
상기 단계 1에서 함수율이 다른 유기성 오니를 혼합하여 함수율 70~85중량%의 유기성 오니를 만드는 이유는, 다음 단계인 단계 2에 함수율이 일정한 고함수율 유기성 오니를 공급하기 위함이다.
상기 단계 2는 상기 고함수율 유기성 오니 65~75중량%, 저함수율 유기성 오니 15~25중량% 및 폐촉매 5~15중량%를 혼합하여 혼합물을 만드는 단계이다.
상기 저함수율 오니는 함수율 10중량%의 유기성 오니를 사용하는 것이 바람직하다. 그 이유는 최종 제품인 폐기물 매립시설용 복토재의 함수율을 60% 이하로 저감시키기 위함이다.
상기 폐촉매는 다공성의 제올라이트 성분이 다량 잔류하고 있다. 상기 폐촉매는 비표면적이 100m2/g 이상이며, pH가 7 내지 10의 범위를 가지므로, 중금속 성분 뿐만 아니라 중성계 가스 및 용제류의 냄새를 효과적으로 흡착할 수 있다.
상기 단계 3은 상기 혼합물 100중량부에 고화제 15~25중량부를 혼합하여 고화처리물을 만드는 단계이다.
상기 고화제는 산화칼슘 함량이 35~70중량%인 제지슬러지소각재 100중량부에 산화칼슘 함량이 40~80중량%인 고칼슘슬래그분진 10~20중량부, 황산알루미늄 5~10중량부, 바이오매스연소재 5~10중량부, 석탄연소재 5~10중량부, 규사분말 5~10중량부, 나트륨장석 5~10중량부, 실리카겔 10~20중량부 및 파라핀 1~5중량부를 포함한다.
상기 제지슬러지소각재와 고칼슘슬래그분진에 다량 함유된 산화칼슘은 물과 반응하여 흡수, 발열 및 팽창하여 수산화칼슘이 된다.
함수율이 높은 유기성 오니에 산화칼슘이 다량 함유된 제지슬러지소각재와 고칼슘슬래그분진을 혼합하면, 수산화칼슘이 생성되면서 유기성 슬러지의 수분이 저감된다. 또한 발생되는 열이 유기성 오니의 수분을 증발시키기 때문에 더욱 더 유기성 오니의 함수율을 저감시킬 수 있다.
상기 제지슬러지소각재와 고칼슘슬래그분진의 비표면적은 각각 2,000~9,000cm2/g인 것이 바람직하다. 비표면적이 2,000cm2/g 미만일 경우 미립분이 부족하여 활성도가 떨어지므로 유기성 오니의 교화시 함수율 저감효과가 저하되고, 비표면적이 9,000cm2/g 초과일 경우 고화제의 이송시 겉보기 밀도가 낮아져 계량 및 이송 중에 비산되고 설비 가동성이 저하된다.
상기 제지슬러지소각재 100중량부에 대하여 고칼슘슬래그분진 10~20중량부가 바람직한데, 고칼슘슬래그분진의 혼입량이 10중량부 미만이면 발열성능이 떨어지고, 20중량부 초과이면 유기성 오니와 고화제를 혼합한 혼합물의 반죽 질기가 질어져 설비가동성이 저하된다.
상기 황산알루미늄(aluminium sulfate)은 고상으로 수산화알루미늄을 17% 함유하고 있으며, 산(pH)도가 3.0 이상이며 비중이 1.62로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 반응으로 pH가 지속적으로 상승하게 되는데, 이것을 상기 황산알루미늄에 의해 pH가 8 부근으로 조절된다.
상기 바이오매스 연소재는 초본계 바이오매스(야자수), 유연탄, 및 유동층보일러에서 발생한 유동사(fluid sand)가 함께 연소되면서 발생한 플라이애시일 수 있다. 상기 바이오매스 연소재는 표면에 미세 기공을 다량 포함하고 있으며, 일반 연소재에 비해 높은 5,000cm2/g의 비표면적을 가진다. 이러한 높은 비표면적과 표면에 존재하는 미세 기공은 가스 및 수분 흡착, 흡수를 용이하게 하며, 이러한 흡착 특성은 고함수 오니와 고화제를 혼합할 때 암모니아 등 악취 물질을 흡착하여 악취 발생을 저감시킬 수 있고, 오니로부터 침출수의 발생을 억제하여 재슬러지화되는 것을 방지할 수 있다.
상기 석탄연소재는 열병합발전소의 유동상 보일러 연소잔재물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 규사분말은 산화칼슘의 함량이 높은 소재로서 고화제의 함수율 저감 효과에 기여할 수 있다.
상기 나트륨장석은 충진성을 향상시키기 위해 포함된다.
상기 실리카겔은 오니 건조시 열을 가하게 되면 건조시간 단축을 위해 포함된다.
상기 파라핀은 고형파라핀을 에멀젼화한 수용성 파라핀이 사용된다. 탄소화합물인 고형 파라핀은 사슬모양(지방족)의 탄화수소로 물에 잘 녹지 않는 데, 이 고형 파라핀에 첨가제를 혼합하여 가열→유화제→에스테르화함으로써 OH-에 의하여 물에 잘 녹게 된다. 수용성 파라핀은 동종 또는 이종 분자간에 접착 및 수소결합을 도와주는 역할을 하며, 특히 흡수성이 강한 물질과 흡수되는 성질을 이용하여 표면적을 넓혀주고 고화작용을 촉진하는 촉매작용을 한다. 또한 수용성 파라핀은 광물입자 주변에 부착되어 있는 RCOOH 및 ROH와 이온교환 작용이 진행되어 Ca+2 이온과 토립자의 반응을 방해하는 RCOOH 및 ROH를 토립자 주변에서 제거시킴으로써 Ca+2 이온이 토립자와 직접 반응하게 한다. 이러한 이온교환 작용에 의하여 안정적으로 경화작용을 하게 되며 접착력과 입자밀도를 증가시켜 입자간의 화학결합력을 최대화한다. 따라서 유기물 함량과 함수비가 높은 슬러지를 처리함에 있어서 기존 시멘트의 단점을 극복할 수 있다. 더욱이 수용성 파라핀은 방수성 및 탄력성이 우수하며 장시간 경과 후에도 계속적으로 경화가 일어나므로 장기적인 노화를 방지할 수 있어 처리물의 내구성이 증가하게 된다.
상기 단계 3 이후에, 상기 고화처리물 100중량부에 탈취제 5~15중량부를 혼합하는 단계가 추가될 수 있다.
상기 탈취제는 정수슬러지 100중량부에 인산 20~30중량부, 맥반석 10~20중량부, 제올라이트 10~20중량부, 목초액 10~20중량부, 광합성세균 1~5중량부, 유산균 1~5중량부, 효모균 1~5중량부, 방선균 1~5중량부, 알카로이드 1~5중량부, 알리신 1~5중량부, 주석산 1~5중량부, 리큐리친 1~5중량부 및 변성전분 5~10중량부를 포함한다.
상기 인산은 반드시 고가의 인산을 사용할 필요는 없으며, 저가의 재활용 인산을 사용할 수 있다. 구체적으로, 인산 농도가 60~90%인 것이면 폐인산, 재생인산도 사용할 수 있으며, 또한 반도체 제조공정 등에서 에칭액으로 사용 후 나오는 폐인산을 사용할 수도 있다.
상기 맥반석은 원적외선의 방사율이 높으며 원적외석은 파장이 25um이상인 적외선으로 파장이 길어 수중의 악취 원인 중 하나인 세균제거에 뛰어나다.
상기 제올라이트는 CEC(양이온 치환용량)가 뛰어나 악취 유발물질인 암모니아, 황화수소, 트리메틸아민등 이온상태의 물질을 흡착하여 탈취 작용을 한다.
상기 목초액은 암모니아, 황화합물, 염소화합물을 제거하기 위해 포함된다. 상기 목초액은 측백나무를 열분해로에 넣고 직접가열하여 탄화시키고 수액 증기가 연기 속에 함유되어 있는 연돌로 배출되며, 이때 연돌의 연기를 냉각, 응축하여 얻는다.
상기 광합성세균은 토양이 받는 빛과 열을 에너지원으로 식물의 뿌리로부터의 분비물, 유기물, 또는 유해가스(유해수소 등) 등을 먹이로 하여 질소화합물, 아미노산, 생리활성물질, 당류 등 식물의 생육을 촉진시키는 다수의 물질을 합성하는 독립영양 미생물이다. 이들의 대사물은 식물에도 직접 흡수되지만 다른 미생물이 번식하는 먹이로도 되며, 토양에서 광합성세균이 증가하면 다른 유효한 토양미생물도 증가하는 것으로 알려져 있다.
상기 유산균은 광합성세균, 효모균 등에서 받은 당류 등을 가지고 유산을 만들어낸다. 유산은 강한 살균력이 있으며 특히 유해한 미생물의 활동과 유기물의 급격한 부패분해를 억제한다.유산균은 리그닌이나 셀룰로오스 등의 난분해성 유기물의 분해를 용이하게 하는 동시에 미분해 유기물이 일으키는 갖가지 폐해를 방지하고 유기물을 발효 분해시키는 중요한 활동을 한다. 유산균이 배출하는 유산은 균핵균의 활동을 억제한다. 이들 미생물은 유산음료인 요구르트 등에 오래 전부터 활용되고 있다.
상기 효모균은 효모균이 가지고 있는 발효력을 이용하여 작물의 뿌리에서 배출되는 분비물, 광합성세균이 배출하는 아미노산, 당류나 토양 속의 유기물 등을 작물에 유용한 물질로 변하게 한다. 그것과 효모균이 만들어 내는 생리활성물질 등은 뿌리와 세포의 분열을 활성화 시킨다. 다른 유용미생물(유산균, 방선균)을 증식시키는 역할도 하고 있다.
상기 방선균은 세균과 곰팡이의 중간 형태의 균으로 광합성세균이 만들어내는 아미노산을 받아서 항생물질을 만들어내고 그것으로 병원균을 억제하거나 유해한 곰팡이나 세균류가 증식하는데 필요한 물질(키틴질)을 선점하여 증식을 억제하는 역할을 하며 다른 미생물을 위하여 서식하기 좋은 환경을 만들어낸다. 방선균은 광합성세균과 공존하기 때문에 단독으로보다는 광합성세균과 혼재하는 상황에서 정균작용을 배가시킨다.
상기 알카로이드는 황화수소를 제거하기 위해 포함된다.
상기 알리신은 트리메틸아민을 제거하기 위해 포함된다.
상기 주석산은 스타이렌을 제거하기 위해 포함된다.
상기 리큐리친은 메틸머캅탄을 제거하기 위해 포함된다.
상기 변성전분은 강력한 흡착력을 갖으며, 통상의 전분을 80~120℃에서 처리한 것으로, 수용액 상태에서 80~120℃로 가열하여 용해시키므로써 용해도의 상승뿐만 아니라 변성전분의 팽윤현상을 일으켜 흡착능력을 증가시킬 수 있다.
상기 단계 4는 상기 고화처리물을 2~3일 동안 양생하여 폐기물 매립시설용 복토재를 만드는 단계이다.
또한, 본 발명은 유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법으로 제조된 유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재를 제공한다.
본 발명에 따른 유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재는, 유기성 오니를 고화처리하여 폐기물 매립시설용 복토재로 재활용할 수 있도록, 생산된 고화처리물이 매립시설 복토용 순환골재의 품질기준을 만족시킬 수 있는 장점이 있다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되는 것은 아니다.
함수율이 다른 유기성 오니를 굴삭기를 이용하여 혼합하여 함수율 85중량%의 유기성 오니를 만들었다. 상기 함수율 85중량%의 유기성 오니 70중량%, 함수율 10중량%의 유기성 오니 20중량% 및 폐촉매 10중량%를 혼합하여 혼합물을 만들었다. 상기 혼합물 100중량부에 고화제 20중량부를 혼합하여 고화처리물을 만들었다. 상기 고화제는 산화칼슘 함량이 47중량%인 제지슬러지소각재 100중량부에 산화칼슘 함량이 57중량%인 고칼슘슬래그분진 20중량부, 황산알루미늄 10중량부, 바이오매스연소재 10중량부, 석탄연소재 10중량부, 규사분말 10중량부, 나트륨장석 10중량부, 실리카겔 20중량부 및 파라핀 5중량부를 균일하게 혼합하여 제조하였다. 상기 고화처리물을 3일 동안 양생하여 폐기물 매립시설용 복토재를 만들었다.
[비교예 1]
함수율 85중량%의 유기성 오니 100중량부에 고화제 20중량부를 혼합하여 고화처리물을 만들었다. 상기 고화제는 산화칼슘 함량이 47중량%인 제지슬러지소각재 100중량부에 대하여 산화칼슘 함량이 57중량%인 고칼슘슬래그분진 50중량부와 SAS(Sodium Aluminum Sulfate) 분말 15중량부를 균일하게 혼합하여 제조하였다. 상기 고화처리물을 3일 동안 양생하여 폐기물 매립시설용 복토재를 만들었다.
[실험예 1]
실시예 1 및 비교예 1의 폐기물 매립시설용 복토재에 대하여 납, 구리, 카드뮴, 비소, 6가크롬화합물, 수은, 시안화합물, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 유기인화합물, 기름성분, 수분, 유기물함량 및 수소이온농도를 측정하여 표 1 및 도 1에 나타내었다.
검사항목 지정폐기물 기준 실시예 1 비교예 1
납 또는 그 화합물 3.0 이상 불검출 불검출
구리 또는 그 화합물 3.0 이상 0.239 불검출
카드뮴 또는 그 화합물 0.3 이상 불검출 불검출
비소 또는 그 화합물 1.5 이상 불검출 0.014
6가크롬화합물 1.5 이상 불검출 불검출
수은 도는 그 화합물 0.005 이상 불검출 불검출
시안화합물 1.0 이상 0.02 불검출
트리클로로에틸렌 0.3 이상 불검출 불검출
테트라클로로에틸렌 0.1 이상 불검출 불검출
유기인화합물 1.0 이상 불검출 불검출
기름성분 5% 이상 0.1 0.9
수분 - 40.5 78.0
유기물함량 - 28.8 62.4
수소이온농도 폐산 2.0이하
폐알칼리12.5이상
10.08 7.01
단위 : ㎎/ℓ(단, 기름성분 및 수분, 유기물함량 : %)
오니의 유기성, 무기성 구분은 고형물 중 유기성물질의 함량을 기준으로 분류하며, 유기성물질의 함량이 40% 이상인 경우 유기성 오니, 40% 미만인 경우 무기성 오니에 해당한다.
표 1에 의하면 실시예 1의 유기물함량은 28.8%로 무기성 오니로 변경된 것을 확인할 수 있고, 수분도 40.5%로 줄어든 것을 확인할 수 있다.
[실험예 2]
실시예 1의 폐기물 매립시설용 복토재에 대하여 유기이물질함유량 및 무기이물질함유량을 측정하여 표 2 및 도 2에 나타내었다.
시험 검사 종목 시험 검사 방법 실시예 1 시험 검사 결과
유기이물질함유량 KS F 2576 0.03%
무기이물질함유량 0.08%
매립시설 복토용으로 사용되는 순환골재의 품질기준은 유기이물질함유량 1.0% 이하이다.
표 2에 의하면 실시예 1의 유기이물질함유량은 0.03%로서, 매립시설 복토용으로 사용되는 순환골재의 품질기준을 만족시킬 수 있는 것을 확인할 수 있다.
함수율이 다른 유기성 오니를 굴삭기를 이용하여 혼합하여 함수율 80중량%의 유기성 오니를 만들었다. 상기 함수율 80중량%의 유기성 오니 70중량%, 함수율 10중량%의 유기성 오니 20중량% 및 폐촉매 10중량%를 혼합하여 혼합물을 만들었다. 상기 혼합물 100중량부에 고화제 15중량부를 혼합하여 고화처리물을 만들었다. 상기 고화제는 산화칼슘 함량이 47중량%인 제지슬러지소각재 100중량부에 산화칼슘 함량이 57중량%인 고칼슘슬래그분진 20중량부, 황산알루미늄 10중량부, 바이오매스연소재 5중량부, 석탄연소재 5중량부, 규사분말 5중량부, 나트륨장석 5중량부, 실리카겔 10중량부 및 파라핀 1중량부를 균일하게 혼합하여 제조하였다. 상기 고화처리물을 3일 동안 양생하여 폐기물 매립시설용 복토재를 만들었다.
[실험예 3]
실시예 2의 폐기물 매립시설용 복토재에 대하여 토양오염공정시험기준 : 2017 시험방법으로 카드뮴, 불소, 유기인, 폴리클로리네이티드비페닐, 페놀류, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌, 석유계총탄화수소, 트리클로로에틸렌, 벤조피렌, 납, 아연, 니켈, 6가크롬, 시안, 수은 및 비소를 측정하여 표 3 및 도 3, 도 4에 나타내었다.
물질 단위 결과치 3지역 우려기준
카드뮴 ㎎/㎏ 불검출 60
불소 ㎎/㎏ 72 800
유기인화합물 ㎎/㎏ 불검출 30
폴리클로리네이티드비페닐 ㎎/㎏ 불검출 12
페놀 ㎎/㎏ 불검출 20
벤젠 ㎎/㎏ 불검출 3
톨루엔 ㎎/㎏ 불검출 60
에틸벤젠 ㎎/㎏ 0.2 340
크실렌 ㎎/㎏ 0.1 45
석유계총탄화수소(TPH) ㎎/㎏ 268 2,000
트리클로로에틸렌(TCE) ㎎/㎏ 불검출 40
구리 ㎎/㎏ 27.8 2,000
테트라클로로에틸렌(PCE) ㎎/㎏ 불검출 25
벤조(a)피렌 ㎎/㎏ 불검출 7
㎎/㎏ 29.7 700
아연 ㎎/㎏ 1,100 2,000
니켈 ㎎/㎏ 122 500
6가크롬 ㎎/㎏ 불검출 40
시안 ㎎/㎏ 불검출 120
수은 ㎎/㎏ 1.25 20
비소 ㎎/㎏ 불검출 200
「공간정보의 구축 및 관리 등에 관한 법률」에 따른 지목이 공장용지·주차장·주유소용지·도로·철도용지·제방·잡종지인 지역은 3지역으로 구분한다. 폐기물 매립시설용 복토재는 공장용지 내지는 잡종지에 활용되므로 3지역에 해당된다.
표 3에 의하면, 실시예 2의 폐기물 매립시설용 복토재는 3지역 토양오염우려기준을 만족시킴으로 토양을 오염시키지 않으며 안전하게 사용할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
실시예 1에서, 상기 고화처리물 100중량부에 탈취제 10중량부를 추가적으로 혼합한 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 폐기물 매립시설용 복토재를 만들었다.
상기 탈취제는 정수슬러지 100중량부에 인산 30중량부, 맥반석 20중량부, 제올라이트 20중량부, 목초액 20중량부, 광합성세균 5중량부, 유산균 5중량부, 효모균 5중량부, 방선균 5중량부, 알카로이드 5중량부, 알리신 5중량부, 주석산 5중량부, 리큐리친 5중량부 및 변성전분 10중량부를 혼합하고 100℃에서 2시간 동안 교반기를 통해 교반한 후에, 120℃에서 1시간 동안 건조시켰다.
[비교예 2]
실시예 3에서 상기 탈취제 대신에 아래 방법으로 만든 다공성 탈취제를 사용한 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 폐기물 매립시설용 복토재를 만들었다.
정수 슬러지 100중량부에 인산 14중량부를 혼합하고, 상기 정수 슬러지 대비 물 200중량부를 혼합시켜서 제조된 혼합물을 100℃에서 2시간 동안 교반기를 통해 교반하여 수분을 증발시키고, 120℃에서 1시간 동안 건조시켜 다공성 탈취제를 제조하였다.
[실험예 4]
실시예 3 및 비교예 2의 폐기물 매립시설용 복토재에 대하여 암모니아 제거효율을 실험하여 표 4에 나타내었다.
구분 실시예 2 비교예 2

암모니아
(ppm)
1일 < 10 < 100
3일 < 1 < 10
7일 < 0.1 < 10
표 4에 의하면, 실시예 3의 폐기물 매립시설용 복토재는 비교예 2의 폐기물 매립시설용 복토재에 비하여 암모니아의 제거효율이 현저히 높은 것을 확인할 수 있다.

Claims (5)

  1. 함수율이 다른 유기성 오니를 혼합하여 고함수율 유기성 오니를 만드는 단계(단계 1);
    상기 고함수율 유기성 오니에 저함수율 유기성 오니 및 폐촉매를 혼합하여 혼합물을 만드는 단계(단계 2);
    상기 혼합물 100중량부에 고화제 15~25중량부를 혼합하여 고화처리물을 만드는 단계(단계 3); 및
    상기 고화처리물을 양생하여 폐기물 매립사솔용 복토재를 만드는 단계(단계 4);
    를 포함하되,
    상기 단계 1은 함수율이 다른 유기성 오니를 굴삭기를 이용하여 혼합하여 함수율 70~85중량%의 유기성 오니를 만들며,
    상기 단계 3에서 상기 고화제는,
    산화칼슘 함량이 35~70중량%인 제지슬러지소각재 100중량부에 산화칼슘 함량이 40~80중량%인 고칼슘슬래그분진 10~20중량부, 황산알루미늄 5~10중량부, 바이오매스연소재 5~10중량부, 석탄연소재 5~10중량부, 규사분말 5~10중량부, 나트륨장석 5~10중량부, 실리카겔 10~20중량부 및 파라핀 1~5중량부를 포함하는,
    유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 단계 2는 상기 고함수율 유기성 오니 65~75중량%, 저함수율 유기성 오니 15~25중량% 및 폐촉매 5~15중량%를 혼합하여 혼합물을 만드는,
    유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 저함수율 유기성 오니는 함수율 10중량%의 유기성 오니를 사용하는,
    유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 단계 3 이후에, 상기 고화처리물 100중량부에 탈취제 5~15중량부를 혼합하는 단계가 추가되되,
    상기 탈취제는 정수슬러지 100중량부에 인산 20~30중량부, 맥반석 10~20중량부, 제올라이트 10~20중량부, 목초액 10~20중량부, 광합성세균 1~5중량부, 유산균 1~5중량부, 효모균 1~5중량부, 방선균 1~5중량부, 알카로이드 1~5중량부, 알리신 1~5중량부, 주석산 1~5중량부, 리큐리친 1~5중량부 및 변성전분 5~10중량부를 포함하는,
    유기성 오니를 이용한 폐기물 매립시설용 복토재의 제조방법.
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