KR20010026082A - 매립지 사전 안정화 및 동다짐 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매립지 내부에 공기를 순환공급하면서 각종 가스를 휘석배출하여 매립지 내부를 사전에 안정화 시키고, 매립지의 연약지반이나 매립층내의 공극이 형성된 지반을 동다짐하여 매립지 토질의 강성을 높여 침하를 방지하고 매립지 유효면적을 증대시켜 공간활용을 효율적으로 사용하는 매립지 사전 안정화 및 동다짐 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 매립지 내부에는 공기 함유량이 극히 적어 혐기성 분해에 의한 악취 및 침출수 또는 폭발성 위해가스를 다량으로 함유하고 있어 매립지 내부가 불안정하였고, 매립지를 다짐하기 위한 별도의 수단을 강구하지 못하여 연약지반이 침하하여 안전사고를 발생하는 문제를 내포하고 있는 것이다.

이에, 본 발명은 매립지에 공기 주입정을 통해 공기를 주입하고, 가스 추출정을 통해 가스를 추출하며, 추출한 가스의 일부 또는 전부를 여과후 공기 재주입정을 통하여 별도의 공기를 혼합 휘석한후 매립지 내로 재주입시키는 공정을 포함하여 호기성 조건에 의한 유기물을 분해하고 침출수 및 폭발성 위해 가스를 최소화시켜 매립지 내부를 사전에 안정화 시키고; 매립지 안정화 후 매립지의 연약지반이나 공극이 형성된 지반을 수십톤의 무게를 갖는 다짐추를 수십미터 높이로 들어 올린 후 자유낙하시켜 순간적인 다짐에너지를 이용하여 토립자의 재배치로 다짐을 유도하여 강도를 중진시키는 동다짐공법으로 동다짐하여 연약지반과 공극이 형성되어져 있는 토질의 침하를 방지하도록 한 것이다.

Description

매립지 사전 안정화 및 동다짐 시스템{Pre-stabilization and dynamic compaction system of waste landfill}

본 발명은 폐기물 매립지의 사전 안정화 및 동다짐 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매립지 내부에 공기를 순환공급하여 호기성 분해를 유도하고 존재하는 각종 가스를 휘석배출하여 매립지 내부를 사전에 안정화 시키고, 매립지의 연약지반이나 매립층내의 공극이 형성되어져 있는 매립층을 동다짐하여 매립지 토질의 강성을 높여 침하를 방지하고 매립지 유효면적을 증대시켜 공간활용을 효율적으로 이루도록 한 매립지 사전 안정화 및 동다짐 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 매립이란 폐기물을 일정한 장소에 하역시킨 후 흙을 덮어 폐기물을 처리하는 방법으로서, 이와 같은 매립에 의하여 형성된 매립지는 폐기물로 부터 발생되는 각종 가스나 침출수가 생성되어 환경적 위해를 일으키는 것이다.

특히, 매립지에서 발생하는 가스의 조성은 약 50%의 메탄(CH₄)과 약 50%의 이산화탄소(CO₂) 그리고 1% 내외의 미량 성분으로 이루어져 있다. 주성분인 메탄과 이산화탄소는 지구 온난화의 원인이 되며 메탄은 그 농도가 공기중 5∼15%의 범위에 놓이면 점화원 제공시(불꽃이나 다짐에 의한 스파크등) 폭발하는 위험성이 있다.

이에, 비위생적으로 매립되어 폐쇄된 매립지의 환경적 위해를 저감시키기 위해서는 폐쇄된 매립지에 대하여 별도의 사후 안정화 공사를 실시하여야 하며, 이를 실현하기 위하여 매립지 사전 안정화 시스템이 도입되었다.

상기 매립지 사전 안정화 시스템의 일례를 살펴보면 다음과 같다.

매립지 안정화 시스템은 매립지 내부에 공기를 주입하고, 상기 매립지 내로부터 악취가스를 추출하며, 상기 추출한 악취 가스의 일부 또는 전부를 공기와 함께 다시 매립지 내로 재주입하여 악취 가스의 농도를 희석시키는 악취 저감 시스템은 폐쇄 매립지의 굴착/선별시 사전에 굴착 부위의 악취를 제거하기 위한 목적으로 추출되는 악취 가스의 농도를 감소시킬 수 있도록 하며, 악취 가스 저감 장치의 부하를 감소시켜 악취 가스 저감 장치의 사용을 절감할 수 있는 시스템으로 , 그 구체적인 시스템 동작설명은 본 원에서는 생략하기로 한다.

그러나, 상기한 매립지 사전 안정화 시스템은 매립지 내부의 폭발성 가스등 위해 성분을 안정화 시켜 악취 저감 및 폭발성 가스를 안정적으로 유도하여 매립지 내부를 안정화 시키고는 있으나, 매립지의 연약지반 또는 매립층내부의 공극(空隙)으로 부터 매립지 지반이 침하할 수 있는 위험성을 배제할 수는 없었던 것이다.

따라서, 본 발명은 종래의 여러 문제점을 해결하기 위하여 개발된 시스템으로, 그 목적은 매립지 사전 안정화 시스템을 이용하여 매립지 내부를 안정화 시켜 폭발성 위해 가스 및 악취를 제거시킨 후 매립층내의 공극을 동다짐(dynamic compaction:,수십톤의 무게를 갖는 다짐추를 수십미터 높이로 들어 올린 후 자유낙하시켜 그 순간적인 다짐에너지를 이용하여 토립자의 재배치로 다짐을 유도하여 강도를 증진시키는 공법.)하여 매립지 연약지반의 침하를 방지하여 위험성을 배제시키고, 나아가서 매립지 매립 유효면적을 높여 공간활용을 극대화 시키는 매립지 사전 안정화 및 동다짐 시스템을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 매립지 사전 안정화 시스템을 설명하기 위한 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 안정화되어진 매립지 동다짐 시스템 개략도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호설명〉

1 - 공기 주입정, 2 - 가스 배출정,

3 - 공기 재주입정, 4 - 다짐추

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 토대로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 있어 매립지 사전 안정화를 보여주기 위한 개략도 이고, 도 2는 동다짐 시스템 흐름도를 보여주기 위한 개략도를 각각 도시한 것이다, 이에 도시된 바와 같이, 본 발명은 매립지를 사전에 안정화 시키고 안정된 매립지의 지반을 동다짐하여 지반 침하를 방지하도록 한다.

매립지 사전 안정화 시스템은, 유류오염토양이나 폐기물 매립지에서 미생물의 활동을 자극하여 유기물질의 분해를 촉진시키기 위해서 공기 주입정(1)을 통해 0.1∼0.2㎏/㎠의 압력으로 공기를 주입한다. 이때 유기물속의 탄소(c) 성분은 산소와 미생물에 의해 생화학적으로 반응하여 물과 이산화탄소를 방출한다. 유기물분해 현장에서 최적으로 적용하기 위해서는 미생물의 활성을 극대화 시킬 수 있도록 충분한 공기유량과 영양분의 공급이 필요하다. 미생물의 활동을 위해서는 최소한 산소농도 2%이고 적정 산소농도는 5%이상을 유지하여야한다.

또한 공기가 매립지내에서 골고루 확산될 수 있도록 적정한 공기투과계수를 갖고 있어야 한다. 문헌에 의하면 0.01dracy 이상이다. 그리고 미생물의 활성을 최대화할 수 있도록 운전인자를 적절히 조절해 주어야 한다. 일반적으로 미생물의 성장과 활성에 영향을 주는 인자로는 탄소,질소,인(C:N:P=100:5:1)과 같은 영양분 및 충분한 수분(40∼60%), 적정ph(7∼8)와 온도(25∼35℃)이다.

그런다음 매립지 내로부터 가스 추출정(2)을 통하여 악취 성분을 포함하는 가스를 추출하고, 상기 추출한 가스의 일부 또는 전부를 여과후 공기 재주입정을 통하여 매립지 내로 재주입시키는 공정을 수회에 걸쳐 반복적으로 행함으로서 매립지 내부 폭발성 위해 가스의 농도를 혼합공기중에서 5%이하로 내려 점화원 제공시에나 후술할 동다짐 시스템의 다짐과정에 있어 폭발하지 않도록 한다. 이때 상기 추출가스를 공기 재주입정(3)으로 재주입시킴에 있어 순수 외부공기만을 보충하여 주입토록 함으로서 위해 가스의 농도를 점진적으로 낮추어 준다.

한편, 상기와 같이 위해성 가스의 농도를 줄이고 공기를 지속적으로 보충함으로서, 매립지 내부 공기가 부족하여 발생하는 혐기성을 호기성 조건으로 변환시켜 미생물에 의해 유기물을 분해시키고 침출수 발생을 현저히 억제시키며 매립지 내부를 전체적으로 사전에 안정화 시킨다.

매립지 동다짐 시스템은, 상기 매립지 사전 안정화 후 매립지 지반중 연약지반이나 매립층내의 공극이 형성되어져 있는 지반으로부터 동다짐 전용 크레인(도시는 생략함.)에 설치되어진 와이어로프(5)에 수십톤의 무게를 갖는 다짐추(4)를 설치한후 크레인 가동에 따라 다짐추를 지면으로부터 일정높이로 들어 올린 후 자유낙하시켜 그 순간적인 타격에너지(압축파와 전단파)를 이용하여 토립자의 재배치로 다짐을 유도하여 강도를 증진시키며, 이때 다짐횟수는 필요에 따라 여러번 반복동작할 수 있는 것이며, 이와 같이 동다짐공법으로 동다짐하여 연약지반과 매립층내의 공극이 형성되어져 있는 토질을 다짐하여 강성을 높이고 지반의 침하를 방지하여 안정성을 일층 높이도록 함은 물론, 지반의 공간활용을 극대화 시킬 수 있는 것이다.

한편, 상기 동다짐 시스템의 동다짐 방법은 다짐추(4)를 일정높이 들어 올린후 지상에 자유낙하시켜 매립층을 다짐하는 방식외에 유압식 햄머다짐 방식(Hydraulic Hammer Compactiom)을 적용할 수도 있는 것인데, 이는 비교적 짧은 거리에서 정확하게 반복다짐이 필요할때 유용하게 사용되는 것이고 비교적 얕은 심도에서 효과적이다.

또한, 동다짐 시스템의 다른 방법으로 무거운 다짐추를 고공으로부터 자유낙하시켜 연약지반위에 미리 포설하여 놓은 입도 분포가 좋은 쇄석 또는 모래,자갈등의 재료를 다짐하여 빠르게 지반을 다지는 동치환공법(Dynamic Replacement)을 적용하기도 한다.

이러한 동다짐 시스템은 비단 쓰레기 매립지 뿐만 아니라 전석층,모래층,사질토,점성토층 및 폐기물층 등으로 건물기초,탱크기초,부지조성,철도,도로의 기초지반처리,공항활주로,석탄회(Fly Asy),항만부두 기초 지반 다짐에 널리 적용되어짐은 물론, 그외 각종 토질에 광범위하게 적용되어진다.

이상에서와 같이 설명되어진 본 발명은 쓰레기 및 폐기물등의 매립지나 기타 토질 내부를 사전에 안정화시켜 악취 및 폭발성 위해가스를 공기와 수차례 휘석시켜 농도을 줄여 폭발 및 악취를 억제시키고, 혐기성 유기물에 의한 침출수를 호기성으로 변환시켜 침출수의 생성을 최소화시켜 주며, 이후 지하수 표면 연약지반이나 공극이 형성되어진 지반을 동다짐 시스템을 이용하여 지반을 다짐으로서 연약지반의 침하를 방지하고 매립지 유효 면적을 넓혀 공간활용을 효율적으로 사용할 수 있는 효과를 얻는 것이다.

이상은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과하며, 본 발명은 그 구성요지의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능하다.

Claims (2)

1. 유류오염토양이나 폐기물 매립지에서 미생물의 활성을 자극하여 유기물질의 분해를 촉진시키기 위해서 공기 주입정(1)을 통해 0.1∼0.2㎏/㎠의 압력으로 공기를 주입하고, 상기 매립지 내로부터 가스 추출정(2)을 통하여 악취 성분을 포함하는 가스를 추출하고, 상기 추출한 가스의 일부 또는 전부를 여과후 공기 재주입정(3)을 통하여 별도의 공기를 추가로 혼합 휘석한후 매립지 내로 재주입시키는 공정을 포함하여 매립지 내부 공기가 부족하여 발생하는 혐기성을 호기적으로 변환시켜 미생물에 의해 유기물을 분해시키고 침출수 및 폭발성 위해 가스를 최소화시켜 매립지 내부를 안정화 시키고;

   상기 매립지 안정화 후 매립지 지반중 연약지반이나 공극이 형성되어져 있는 지반으로부터 수십톤의 무게를 갖는 다짐추(4)를 수십미터 높이로 들어올린 후 자유낙하시켜 그 순간적인 타격에너지를 이용하여 토립자의 재배치로 다짐을 유도하여 강도를 중진시키는 동다짐공법으로 동다짐하여 연약지반과 공극이 형성되어져 있는 토질의 침하를 방지하도록 함을 특징으로 하는 매립지 사전 안정화 및 동다짐 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 동다짐 시스템은 비교적 짧은 거리에서 정확하게 반복다짐이 필요할때 유용하고 비교적 얕은 심도에서 효과적으로 사용되는 유압식 햄머다짐법이나, 무거운 추를 고공으로부터 낙하시켜 연약지반위에 미리 포설하여 놓은 입도 분포가 좋은 쇄석 또는 모래,자갈등의 재료를 다짐하여 빠르게 지반을 다지는 동치환공법으로도 사용되어지는 것을 특징으로 하는 매립지 사전 안정화 및 동다짐 시스템.