KR20020019306A - 매립지 침출수 누출 검지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매립지의 차수막 또는 차수재의 파손위치를 검지하는 장치를 개발함에 있어 공지의 기술인 측정원리를 이용하여 자체적인 기술로 설계, 제작, 시공하여 경제적인 침출수 누출 검지장치를 제작하고, 또한 상기 검지장치의 유지, 보수가 가능하며 소트프웨어의 운영면에서도 경제적이고 정확한 파손위치를 신속하게 검지, 측정이 가능하게 한 것으로, 차수막 또는 차수재의 하부에 격자점 형식으로 설치된 전도성 감지기를 이용하여 차수막 또는 차수재가 파손되었을 때 생기는 전압의 차이를 측정하고, 측정된 전위차를 처리회로에 의해 디지털 신호로 변환시켜 2차원 및 3차원으로 도식하여 파손위치를 검지할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

매립지 침출수 누출 검지장치{A System for the Detection of Leachate Leakage at Landfill}

본 발명은 매립지를 시공할 때 침출수의 누출을 방지하기 위해 설치된 차수막 또는 차수재의 파손시에 이를 조기에 검지함으로서 파손된 차수막 또는 차수재로부터 침출수 누출로 인한 환경오염을 최소화시킬 수 있도록 하는 매립지 침출수 누출 검지장치에 관한 것이다.

종래 매립지의 차수막 또는 차수재의 파손 검지방법에는 관측우물(monito ring well)을 설치하여 정기적으로 수질을 분석하는 방법이 있는데, 이 경우 침출수에 의한 오염이 상당히 진행된 후에나 분석이 가능하다는 문제와 함께 차수막 또는 차수재의 정확한 파손위치의 검지가 불가능하다는 문제점을 가지고 있다.

또 다른 방법으로는 전기적인 원리에 의한 파손검지 방법이 오래 전부터 연구되고 있는데, 이 방법에 의한 구성을 살펴보면, 먼저 침출수의 누출 또는 누수를 감지하는 전극, 즉 센서의 경우, 차수막 또는 차수재의 상부와 하부에 선형상 전극을 서로 교차하도록 설치하거나, 차수막 또는 차수재의 하부에 일정형태의 센서를 격자점 형식으로 설치하고, 차수막 또는 차수재의 상부와 차수막 또는 차수재의 바깥쪽 또는 하부의 지반에 각각 전원으로 (+)극과 (-)극을 설치하여 전류를 흐르게 하는데, 차수막 또는 차수재의 파손 시 상부와 하부의 전압차에 의해 전류가 흐르게 되고 이 전류를 각 센서가 측정하게 된다. 측정된 전류는 센서라인을 통해 매립지 외부에 설치된 컨트롤박스에 연결되고 컴퓨터 등에 의해 신호로 출력되어 이때출력된 신호를 도식적으로 나타내고 파손위치를 계산하기 위해 여러 가지 소프트웨어가 사용된다.

상기와 같이 설명된 전기적인 방법에 의한 검지방법은 공지의 사실로서 미국, 일본 등 세계 각국에서 문헌으로 보고된 바 있다.

그 예 중 일부로서 M.G.A.D Lopes 등은(Proceedings Sardinia 95, Fifth International Landfill Symposium, Italy, 1995, 453-467) 10×10m 간격으로 센서를 설치하고 전기적인 방법에 의해 전류밀도를 측정함으로서 파손위치를 결정하였다.

또한 M.E Henderson은(Proceedings Sardinia 95, Fifth International Landfill Symposium, Italy, 1995, 453-460) 같은 원리에 의해 노드(node)를 설치하고 저항의 개념을 바탕으로 전기장의 변화를 측정하여 파손위치를 결정하였다.

미국 EPA(Environmental Protection Agency)에서는 상기와 같은 전기적 원리 및 세계 각국에서 개발되고 있는 검지시스템의 종류에 대하여 보고하였다 (Technology status Report prepared for the U.S. E.P.A Technology Innovation Office under a National Network of Environmental Management Studies Fellowship, August 1988).

이 밖에도 전기적인 원리를 바탕으로 한 문헌들이 다수 보고되고 있다(J.O Para., Geophysics, 1988, 53(11), 1445-1452 ; J.O Para et al., Geophysics, 1988, 53(11), 1453-1458 ; Gregory P. Van et al., Geophysics, 1991, 56(8), 1267-1270).

상기와 같은 원리를 바탕으로 하여 국내에서 일부 사용되고 있는 방법들은 유럽 및 일본에서 개발된 장치로서 고가인 것이 많다. 따라서 장비에 문제가 발생하였을 때 원거리 기술자의 도움을 받아야 하므로 경비가 많이 소요되고, 측정 및 해석 프로그램의 운영이나 문제 발생 시에도 전문가의 부족으로 인한 문제점을 가지고 있다.

본 발명의 목적은 매립지의 차수막 또는 차수재의 파손위치를 검지하는 장치를 개발함에 있어 공지의 기술인 측정원리를 이용하여 자체적인 기술로 설계, 제작, 시공하여 경제적인 침출수 누출 검지장치를 제작하고, 또한 상기 검지장치의 유지, 보수가 가능하며 소프트웨어의 운영면에서도 경제적이고 정확한 파손위치를 신속하게 검지, 측정이 가능하도록 하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

차수막 또는 차수재의 하부에 격자점 형식으로 설치된 전도성 감지기를 이용하여 차수막 또는 차수재가 파손되었을 때 생기는 전압의 차이를 측정하고, 측정된 전위차를 처리회로에 의해 디지털 신호로 변환시켜 2차원 및 3차원으로 도식하여 파손위치를 검지할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 매립지 침출수 누출 검지장치의 전체 회로도.

도 2는 본 발명을 매립지 현장에 적용한 경우의 전체 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 측정결과의 예를 나타낸 그래프도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 매립지 12 : 지반

14 : 차수막 16 : 차수재

18 : 전도성 감지기 20 : (+)전원전극

22 : (-)전원전극 24 : 전원공급장치

26 : 접속기 28 : 분할기판

30 : 감지선 32 : 컴퓨터

34 : 선별기판 36 : 제1 선택기

38 : 제2 선택기 40 : 신호전달기판

42 : A/D 변환기 44 : 제1 디지털출력기

46 : 제2 디지털출력기

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 매립지 침출수 누출 검지장치의 전체 회로도이고, 도 2는본 발명을 매립지 현장에 적용한 경우의 전체 구성도이며, 도 3은 본 발명에 의한 측정결과의 예를 나타낸 그래프도를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3의 실시 예를 통해 본 발명의 매립지 침출수 누출 검지장치를 살펴보면, 매립지(10)의 지반(12)에 침출수의 누출 방지를 위해 차수막(14) 또는 차수재(16)가 설치되는 바, 이 차수막(14) 또는 차수재(16)의 하부에 격자점 형식으로 전도성 감지기(18)가 설치되고, 상기 차수막(14) 또는 차수재(16)의 상부 중앙에 한 개 또는 복수 개의 (+)전원전극(20)이 설치되며, 상기 차수막(14) 또는 차수재(16)의 하부에는 복수개의 (-)전원전극(22)이 설치되어 이들 (+)전원전극(20)과 (-)전원전극(22)은 전류를 흐르게 하여 전위차를 발생시키는 전원공급장치(24)가 접속기(26)를 매개로 연결된다.

상기 각각의 전도성 감지기(18) 사이에서 측정된 전위차 신호를 분할기판 (28)으로 전송하여 주는 감지선(30)이 각각 연결된다. 그리고 상기 각각의 전도성 감지기(18)와 대응하여 이 감지기(18)들을 선별하여 주는 릴레이소자 및 발광 다이오드, 각각의 릴레이소자 및 발광 다이오드들을 고정시키고 컴퓨터(32)로부터의 구동전류로 전도성 감지기(18) 사이의 전위차를 신호로 출력하는 선별기판(34)과, 상기 컴퓨터(32)로부터 구동전류를 받아 선별기판(34)으로 전송하는 제1, 제2 선택기 (36)(38)와, 상기 선별기판(34)으로부터 출력된 신호를 받아 컴퓨터(32)로 전송하여 주는 신호전달기판(40)과, 상기 신호전달기판(40)으로부터 전송된 아날로그신호를 디지털신호로 변환시켜 주는 A/D 변환기(42)와, 상기 선별기판(34)에 의한 전위차 측정이 가능하도록 컴퓨터(32)로부터 구동전류를 전송하여 주는 제1, 제2 디지털출력기(44)(46)와, 상기 각각의 기판들을 연결하여 주는 라인 및 라인케이블밴드 등으로 구성되는 하드웨어와 이 하드웨어로부터 출력된 신호를 받아 2차원 및 3차원 다이어그램으로 도식하여 차수막(14) 또는 차수재(16)의 파손위치를 시각적 및 수치적으로 검지할 수 있는 기록매체로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차수막(14) 또는 차수재(16)의 파손 측정 및 이에 따른 신호처리회로를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

차수막(14) 또는 차수재(16) 상부 중앙에 전원공급장치(24)와 연결된 한 개 또는 복수 개의 (+)전원전극(20)을 위치시키고 차수막(14) 또는 차수재(16)의 하부에 복수 개의 (-)전원전극(22)을 위치시킨다. 이때 상부 및 하부 전원전극(20)(22)의 수는 매립지(10)의 크기, 지반 형태, 토양 매질의 종류 등을 고려하여 결정하는데, 본 발명의 실시 예에서는 (+)전원전극(20)으로부터 (-)전원전극(22)으로의 전압차 형성을 용이하게 하여 차수막(14) 또는 차수재(16)의 복수 부분의 파손위치에 대해서도 검지가 가능하도록 하기 위해 한 개 또는 복수 개의 (+)전원전극(20)과 복수 개의 (-)전원전극(22)을 위치시켰으며, 그 비율을 1 : 4로 하여 측정하였다.

상기 차수막(14) 또는 차수재(16)는 절연체이므로 파손되지 않을 경우에는 전압을 가하여도 토양 내의 미소전위만 측정될 뿐 가해 준 전압에 의한 신호는 나타나지 않으나, 상기 차수막(14) 또는 차수재(16)가 파손된 경우에는 파손위치의 하부에 있는 전도성 감지기(18) 사이에 전압이 인가되므로 전위차 측정에 의한 신호가 나타나게 되어 차수막(14) 또는 차수재(16)의 파손위치를 검지할 수 있게 된다. 이때 가해 주는 전압도 마찬가지로 매립지의 크기, 토양 매질의 종류 등을 고려하여 결정하여야 한다. 본 발명의 실시 예에서는 전압을 펄스 방식이 아닌 연속식으로 가하여 측정을 수행하였다.

본 발명의 측정 소프트웨어를 작동시키면 컴퓨터(32)에서 나온 구동전류가 제1, 제2 디지털출력기(44)(46)와 제1, 제2 선택기(36)(38)를 통해 선별기판(34)으로 전송되어 각각의 릴레이소자를 작동시켜 그에 대응하는 전도성 감지기(18)들 사이의 전위차를 측정하게 된다.

이와 같이 측정된 전위차 신호는 신호전달기판(40)을 통해 A/D 변환기(42)로 전송되어 디지털신호로 변환되게 되고, 이 신호가 컴퓨터 소프트웨어에 의하여 도 3과 같이 차수막(14) 또는 차수재(16)가 2차원 또는 3차원으로 도식됨과 동시에 파손위치를 검지할 수 있게 된다.

상기 차수막(14) 또는 차수재(16)의 파손위치 계산은 측정된 데이터에 쌍일차(雙一次) 방법을 적용하여 내삽(內揷)한 후 역으로 위치를 찾는 방법을 사용하였다.

측정된 데이터는 파일로 저장되며, 텍스트 파일로도 저장이 가능하다. 측정 및 해석 기록매체는 마이크로소프트 비주얼 C++ 및 몇 종류 프로그램의 클래스 (class) 개념을 바탕으로 제작되었으므로 호환성과 확장성이 좋다고 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 침출수 누출 검지장치는 매립지의 침출수 누출을 방지하기 위해 설치된 차수막 또는 차수재의 파손시에 이를 조기에 검지함으로서 침출수 누출에 따른 환경오염을 최소한으로 억제할 수 있으며, 차수막 또는 차수재의 복수 부분의 파손에 의한 상호 영향을 받지 않고 검지가 가능한 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 매립지 침출수 누출 검지장치에 대한 기술 사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (3)

1. 매립지(10)의 지반(12)에 침출수의 누출 방지를 위해 설치된 차수막(14) 또는 차수재(16)의 하부에 격자점 형식으로 설치된 전도성 감지기(18)와,

   상기 차수막(14) 또는 차수재(16)의 상부 중앙에 한 개 또는 복수 개로 위치되는 (+)전원전극(20) 및 상기 차수막(14) 또는 차수재(16)의 하부에 복수 개로 위치되는 (-)전원전극(22)과,

   상기 전원전극(20)(22)과 접속기(26)를 매개로 연결되어 이들 전원전극(20) (22)에 전압을 공급하는 전원공급장치(24)와,

   상기 각각의 전도성 감지기(18) 사이에서 측정된 전위차 신호를 분할기판 (28)으로 전송하여 주는 감지선(30)과,

   상기 각각의 전도성 감지기(18)와 대응하여 이 감지기(18)들을 선별하여 주는 릴레이소자 및 발광 다이오드, 각각의 릴레이소자 및 발광 다이오드들을 고정시키고 컴퓨터(32)로부터의 구동전류로 전도성 감지기(18) 사이의 전위차를 신호로 출력하는 선별기판(34)과,

   상기 컴퓨터(32)로부터 구동전류를 받아 선별기판(34)으로 전송하는 제1, 제2 선택기(36)(38)와,

   상기 선별기판(34)으로부터 출력된 신호를 받아 컴퓨터(32)로 전송하여 주는 신호전달기판(40)과,

   상기 신호전달기판(40)으로부터 전송된 아날로그신호를 디지털신호로 변환시켜 주는 A/D 변환기(42)와,

   상기 선별기판(34)에 의한 전위차 측정이 가능하도록 컴퓨터(32)로부터 구동전류를 전송하여 주는 제1, 제2 디지털출력기(44)(46)와,

   상기 각각의 기판들을 연결하여 주는 라인 및 라인케이블밴드 등으로 구성되는 하드웨어와 이 하드웨어로부터 출력된 신호를 받아 2차원 및 3차원 다이어그램으로 도식하여 차수막(14) 또는 차수재(16)의 파손위치를 시각적 및 수치적으로 검지할 수 있는 기록매체로 구성된 것을 특징으로 하는 매립지 침출수 누출 검지장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 기록매체는, 데이터 처리에 있어서 2차원 또는 3차원적으로 도식됨과 동시에 파손위치를 계산할 수 있도록 하기 위하여 마이크로소프트 비주얼 C++ 및 몇 종류 프로그램의 클래스 개념을 바탕으로 제작된 것을 특징으로 하는 매립지 침출수 누출 검지장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 파손위치 계산은 쌍일차 방법을 적용하여 내삽한 후에 역으로 파손위치를 계산할 수 있는 것을 특징으로 하는 매립지 침출수 누출 검지장치.