KR20020081165A - 폐기물 매립장의 차수시트 또는 차수층의 손상위치 및누수검지 시스템과 이에 따르는 보수 방법 - Google Patents

Abstract

[과제]

종래의 기술보다 신속하게 매립장의 차수시트(또는 라이너) 또는 점토복합 차수층의 손상위치와 침출수 누수 상황을 즉시 검지하여 신속한 유지보수가 가능하다. 따라서 침출수 유출에 따른 토양오염 및 지하수 오염을 조기에 방지할 수 있는 기술을 제공한다.

[해결수단]

이 발명은 환경오염으로 큰 부분을 차지하는 각종 쓰레기 또는 산업폐기물의 최종 처리과정인 매립장내에서 각종 유해물질이 외부로 유출되지 않도록 확실하게 봉쇄하여 장기간에 걸처 안전하게 이용되고, 침출수가 외부로 유출되어 토양오염 및 지하수오염 등을 방지하는 폐기물 매립장 차수시트 및 복합 차수층의 손상위치 및 누수검지 시스템과 보수 방법에 관한 것이다.

매립장의 차수시트 또는 차수층 상부에 격차 형태으로 설치된 검출센서를 이용하여 차수시트 또는 차수층이 손상되었을 때 발생하는 전위차를 리얼타임으로 측정하고, 측정된 전위차를 호스트 컴퓨터의 소프트웨어에 의해 X,Y좌표로 계산 위치를 지정하고, 2차원 또는 3차원 그래프로 표시하여 손상위치 및 누출 상황을 검지하여 호스트 컴퓨터 및 운영 관리자의 휴대 단말기에 비상통보하는 원격 감시제어 시스템과, 차수시트 및 차수층의 손상위치부럭에 부설된 주입용 파이프에 영구적으로 안전하게 이용되는 액상 차수재를 주입하여 침출수 누출을 조기에 차단하는 방법을 제공하는 것을 해결수단으로 한다.

Description

폐기물 매립장의 차수시트 또는 차수층의 손상위치 및 누수검지 시스템과 이에 따르는 보수 방법{omitted}

[산업상 이용분야]

이 발명은 폐기물 매립장의 침출수 누출을 방지하기 위해 설치된 차수시트(또는 라이너) 또는 차수층(또는 복합 차수층)이 물리적 또는 화학적 원인으로 파손에 따라 누수가 발생되면 부위를 즉시 검지하고, 그 상황을 운영관리자에게 통보하여 신속하게 보수함으로서 침출수 누출로 인한 지하수오염 및 토양오염을 조기에 방지할 수 있다. 또한 검출 시스템과 연동하여 약액차수재를 신속하게 주입하는 보수 방법과 검사 방법을 이용하여 폰드, 터널등 누수를 차단하는 곳에서 용이하게 산업상 이용할 수 있다.

[종래 기술]

이 발명은 폐기물 매립장 차수시트 또는 차수층의 손상위치 및 누수검지 시스템과 보수 방법에 관한 것르로서, 더욱 상세하게는 종래의 매립장의 차수층 또는 차수시트 파손의 검지방법에는 관측우물을 매립장 여러곳에 설치하여 정기적으로 수질을 분석하는 방법이 있는데, 이 경우 침출수에 의한 오염이 상당히 진행된 후에나 분석이 가능하다는 문제와 함께 차수시트 또는 복합 차수층의 정확한 파손위치의 검지가 불가능하고 그 파손 지점을 보수하여 침출수 누출을 방지하기가 불가능하다는 문제점을 가지고 있었다.

따라서 국내외에서도 폐기물 매립장의 차수시트 손상위치 검출 시스템의 특허 등이 보고되었으나 이들의 대부분 손상위치만을 검지할 수 있고, 복합적으로 파손위치를 검지한 다음 신속한 그 손상 부위의 차수기능을 회복할 수 있는 보수 방법이 없었다.

종래 기술의 차수시트 손상위치 검출 방법으로는 대한민국 공개특허공보 공개번호 특1999-006769호는 선형성 전극을 이용한 검출 방법이고, 대한민국등록특허공보 등록번호 10-0319646호와, 10-0319648호는 전기적 차수막 손상위치 검출 방법과 일회용 검출 장치이고, 대한민국 공개특허공보 특2002-0019306호와, 특2002-0019307호와, 특2002-0019308호는 전기적 매립장 침출수 누출 검지장치와 검지용 감지기이고, 대한민국 공개특허공보 특2001-0092168호는 차수막을 구획하고 파이프를 설치하여 누수검출과 보수재를 주입하는 방법이고, 일본 공개특허공보 특개평7-146202호는 전기적 누수검출 방법이고, 일본 공개특허공보 특개2001-99742호는 선형상 전극을 이용한 누수검출 방법이고, 일본 공개특허공보 특개평9-234444호는 폐기물 상부에서 약액을 주입하여 보수하는 방법이고, 일본 공개특허공보 특개평9-29199호는 차수시트를 구획하고 파이프를 설치하여 누수검출과 보수재를 주입하는 방법으로서, 상기 종래기술의 전기적인 원리에 의한 검지 방법과, 보링 후 약액 주입으로 손상부위 보수 방법이 각각 공지되어 있으나, 상기와 같은 두가지 기술을연동하여 매립장의 시공검사부터 매립중이거나 또는 매립종료 후의 안정화 단계까지 그 손상 부위를 리얼 타임으로 검출하고, 그 손상부위를 신속하게 차단하여 침출수 누출을 막을 수 있는 기술은 확립되지 못하고 있다.

이 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이 발명은 매립장의 차수시트 또는 차수층(또는 복합 차수층)의 손상위치를 검지하고, 손상위치에 액상 차수재를 주입하여 침출수 유출을 조기에 차단하는 시스템을 개발함에 있어 검지 시스템과 보수 시스템을 연동하여 쓰레기매립장을 장기적으로 관리할 수 있다.

차수시트 또는 복합 차수층의 하부에 격자 형식으로 설치된 센서를 이용하여 차수시트 또는 차수층이 파손되었을 때 발생하는 전압의 차이를 측정하고, 측정된 전위차를 분석하여 X, Y좌표로 계산되고 파손위치를 2차원 또는 3차원 그래프로 도식하여 파손위치를 검출할 수 있도록 구성하고 파손된 위치를 확인한 다음 파손위치에 영구 차수재를 주입하여 침출수 누출을 차단할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 이 발명의 처리방법에 있어서 기본적으로 환경부 고시 매립시설의 기준을 적용한다.

도 1은 이 발명에 의한 차수시트 또는 차수층의 손상위치 및 누수검지시스템의 개념도.

도 2 는 이 발명에 의한 시공된 싱글 라이너와 센서 설치 상태도.

도 3 은 이 발명에 의한 시공된 더블 라이너와 센서 설치 상태도.

도 4 은 이 발명에 의한 매립장 부록을 나타낸 상태도.

도 5 는 이 발명에 의한 부록의 사절재와 주입용 파이프 조립 상태도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 정전류 공급장치 2, 2a, 3 : 전극

4 : 콘트롤 박스 5 : 케이블

6 : 센서 7 : 차수층

8 : 싱글 라이너 9 : 더블 라이너

10 : 상부 라이너 11 : 하부 라이너

12 : 사절재 13 : 보호매트

14 : 액상 차수재 15, 15a, 15b : 주입용 파이프

16 : 펌프 17 : 콤프레셔

18 : 안테나 19 : 매립장

20 : 부록 21 : 호스트 컴퓨터

22 : 측정장치 23 : 보호층

24 : 측정 핀

[과제를 해결하기 위한 수단]

이 발명의 매립장 차수시트(또는 라이너) 또는 차수층(또는 복합 차수층)의손상위치 및 누수 상황을 확인한 후 손상 부럭의 주입용 파이프를 선택하고 장기적으로 이용되는 차수재를 주입함으로서 손상부위를 신속하게 보수할 수 있는 방법에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하지만, 이는 이 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명하는 것이지만 본 발명에 한정되는 것은 아니다.

또한 이 기술분야의 통상의 지식을 가진자이면 누구나 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형으로 진보성을 유지함은 명백한 사실이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 이 발명의 차수시트 손상위치 및 누수검지 시스템과 이에 따르는 보수 방법에 있어서 기술적 사상을 첨부한 도면을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다. [도 1] 은 이 발명에 의한 차수시트 또는 차수층의 손상위치 및 누수검지 시스템의 개념도 이고, [도 2] 는 이 발명에 의한 시공된 싱글 라이너와 센서 설치 상태도 이고, [도 3] 은 이 발명에 의한 시공된 더블 라이너와 센서 설치 상태도 이고, [도 4] 는 이 발명에 의한 매립장 부록을 나타낸 상태도 이고, [도 5] 는 이 발명에 의한 부록의 사절재와 주입용 파이프 조립 상태도 이다.

상기 [도 1] 내지 [도 3] 을 참조하여 이 발명에 따른 실시예의 동작을 통해 본 이 발명의 차수시트 또는 차수층의 손상위치 및 누수 검지시스템을 살펴보면, 매립장(19)의 차수층(7)(또는 복합 차수층) 지반 상부에 침출수 누출 방지를 위해 싱글 라이너(8) 또는 더블 라이너(9)를 설치하고, 이 라이너 (또는 차수시트) 또는 차수층(7) 하부에 격자 형식으로 센서(6)가 설치되고, 상기 차수시트 또는차수층(7)의 상부 중앙에 복수개의 급전전극(2a)이 설치되며, 상기 차수시트 또는 복합 차수층(7) 하부에 복수개의 급전 전극(2)이 설치되며, 이들 급전 전극에 정전류 공급장치(1)로부터 전류를 흐르게 하여 전위차를 발생 시키는 급전 전극(2, 2a)이 케이블(5)로 연결된다.

상기 각각의 전도성 센서(6)의 사용 기한은 단기형(6개월 정도), 중기형(3년 정도), 장기형(10년 이상)의 3가지 유형으로 나누어져 있다. 따라서 각각의 센서(6)를 연결하는 센서용 케이블(5)도 센서(6)에 맞추어 3가지 유형으로 나누어진다. 센서(6)는 제1도에 도시된 바와 같이, 격자 형태로 차수시트 하부에 설치되며 그 지면에 흐르는 전류량을 검출한다.

전류를 공급하는 전극(2, 2a)은 기본적으로 센서(6)와 같은 디스크 타입전극을 사용하여, 전원을 싱글 라이너(8) 또는 더블 라이너(9)의 하부 또는 외부 지면 또는 보호층(23)으로 공급하는 기능을 수행한다.

트랜스 미터로 구현될 수 있는 정전류 공급장치(1)는 입력전압 12V를 사용하고 통상 10mA∼100mA의 출력 전류를 생성하여 급전 전원전극(2)에 제공한다. 정전류 공급장치(1)에 인가되는 전원은 자동차 용도로 사용되는 12V 베터리 전원을 사용 함으로서 전원 확보와 정전에 용이하게 대처할 수 있다.

전위 자동 측정 장치를 구비한 콘트롤 박스(4)는 각 센서(6)들 의 전류량검출에 대응하는 전위를 자동적으로 검지하여 기록하고, 호스트 컴퓨터(21)는 콘트롤 박스(4)에서 판독된 결과를 소프트웨어에 의해 X, Y좌표에 의한 손상위치를 2차원 또는 3차원의 전위 분포를 작성 한다.

제2도는 차수시트(또는 라이너)가 한겹으로, 구성된 싱글 라이너(8)의 설치 상태도로서, 싱글 라이너(8) 하부인 복합 차수층(7)(또는 복합 차수층) 지면에 복수개의 센서(6)가 케이블(5)에 연결되어 배치되고 케이블이 콘트롤 박스(4)에 연결되는 배치 상태가 도시되어 있다. 또한 복합 차수층(7)과 싱글 라이너(8) 사이에 보호매트(13) 및 사절재(12)와 주입용 파이프(15)가 설치되고 사절재(12)는 일정 넓이로 구획하여 부록(100∼60㎡)이 구성되어 있다.

제3도는 차수시트(또는 라아너)가 투겹으로 구성된 더블 라이너(9) 설치 상태도로서, 콘트롤 박스(4)에 연결되는 케이블(5)에 접속되는 복수개의 센서(6)가 상부 라이너(또는 상부 차수시트)(10)와 하부 라이너(또는 하부 차수시트)(11)의 중간에 설치되고 투수성 중간 보호매트(13)로 보호되어 있으며 부록 사절재(12)는 압축응력이 있을 때 압축변형이 크고, 압축응력을 해제하였을 때 복원력이 높은 발포체의 발포배율이 약 10∼50배인 소재이고, 규격은 두께50∼200mm×폭100∼500mm를 차수시트와 접착 부설하여 일정 넓이로 부록(20)을 형성한다.

상기 하나의 부록(20)에 차수시트의 손상과 침출수의 누수가 검지되었을 때 신속하게 약액 차수재(14)를 주입하여 누수를 차단할 수 있는 주입용 파이프(15, 15a, 15b)는 부식을 방지할 수 있는 합성수제 파이프로서 직경 25∼50mm의 파이프로 연결되어 있고, 주입 펌프(16)와 콤프레셔(17)가 연동되어 있다.

상기 각 센서(6)는 케이블(5)에 접속되어 콘트를 박스(4)까지 모아 단자에 연결된 후 보호층(23)으로서 흙 또는 모래를 차수시트 위에 부설하고 보호층(23) 위와 매립장(19)외부의 적당한 위치에 급전 전극(2)이 설치된다.

상술한 구성의 싱글 라이너(8) 또는 더블 라이너(9)의 손상위치 검출 장치의 동작은 다음과 같이 설명된다.

초기에, 정전류 공급장치(1)가 오프(OFF)된 상태에서 싱글 라이너(8) 하부 또는 더블 라이너(9) 중간에 센서(6)들의 상태가 케이블(5)을 통하여 콘트롤 박스(4)로 전달되고, 여기서 센서들의 소스가 A/D로 변환되어 호스트 컴퓨터(21)의 소프트 웨어 해석에 따라 2차원 또는 3차원 그래프로 표시된다.

이후, 매립장의 싱글 라이너(8) 또는 더블 라이너(9)의 손상을 검지하기 위하여 정전류 공급장치(1)를 온(ON) 상태로 유지한다.

이 때 라이너에서 손상이 없을 경우라면, 상술한 센서(6)들의 상태는 전류의 변화가 없지만 라이너에 손상이 있는 경우에는 그 손상부위를 통해 유출되는 침출수로 인하여 전극(2)과 전극(3) 사이에는 전류가 흐르는 통전 상태가 되고, 그 손상 부위에 있는 센서(6)들에서 전위의 변동이 검지하게 된다.

이러한 센서(6)들의 상태는 케이블(5)을 통하여 콘트롤 박스(4)로 연결되고, 소스는 변환되어 호스트 컴퓨터(21)의 소프트웨어에 의해 X, Y좌표로 표시 손상 위치와 누출 상황을 2차원 또는 3차원 그래프상의 소정 위치에서 그래프 모양의 변동이 발생한다.

따라서, 모니터에 표시된 위치에 대응하는 매립장의 싱글 라이너(8) 또는 더블 라이너(9) 상부의 폐기물을 제거하면 차수시트 손상위치를 발견할 수 있다.

마찬가지로 상부 라이너(10)와 하부 라이너(11)로 구성된 더블 라이너(9)의 손상위치 검출장치의 동작도 싱글 라이너(8) 검출 동작과 동일하다.

상부 라이너(9) 위쪽의 전원 전극(2)을 통하여 전원을 인가했을 때, 센서(6)들이 반응한다면 상부 라이너(10)의 손상이 발생한 것이 해당하는 것이며, 이와 반대로 하부 라이너(11) 아래쪽의 전원전극(2a)을 통하여 전원이 인가될 때, 센서(6)들이 반응한다면 하부 라이너(11)와 복합 차수층(7)이 손상된 것으로 검출된다.

따라서, 싱글 라이너(8) 및 더불 라이너(9)의 손상 상태와 누출 상황이 소프트웨어에 해석되어 부력(20)의 손상위치가 검출되면 주입용 파이프(15)를 선택하고 액상 차수재(14) 주입 펌프(16)를 작동하여 주입용 파이프(15)를 통해 손상위치인 부럭(20)에 주입하므로서 곧 바로 침출수 누출을 차단할 수 있다. 여기서 액상 차수재(14)는 이미 공지된 시멘트계, 점토계, 아스팔트계와 물유리계, 고분자계 등의 고화성 차수재를 현장 조건에 따라 선택적으로 사용한다.

액상 차수재(14)를 주입한 다음 보수가 완전하게 되었는가를 확인하기 위하여 주입용 파이프(15, 15a, 15b)의 내용적에 해당하는 양의 경화제 또는 물을 주입한 다음 콤프레셔(17)의 압력 공기를 주입하여 압력의 변화를 측정하므로서 보수결과를 확인할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 이 발명은 각종 쓰레기 및 폐기물의 최종처리 과정인 매립장내에서 각종 유해물질을 유출되지 않도록 확실하게 봉쇄하여 장시간에 걸처 안전하게 이용되는 싱글 라이너 또는 더블 라이너와 복합 차수층을 부설하여 침출수가 누출되는 것을 방지한다. 따라서 시공과정 또는 매립중이거나 매립종료 후 안정화 단계를 리얼 타임으로 원격감시할 수 있다. 상기 차수시트 또는 차수층의 손상된 위치와 누출 상황을 검출하여 호스트 컴퓨터와 관리자에게 무선으로 비상 통보하여 손상부위를 신속하게 보수하므로서 환경오염을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (3)

1. 매립장(20)의 기초지반 위에 시공되는 차수층(7)(또는 복합 차수층)의 상부에 부설되는 싱글 라이너(8)(또는 차수시트) 또는 더블 라이너(9)(또는 차수시트);와

   일정 전류를 공급하는 정전류 공급수단(1);과

   상기 매립장(19)의 차수층(7)과 보호층(23) 또는 매립장 외부에 정전류 공급장치(1)로부터 일정전류를 공급하는 제1 급전전극 및 제2 급전전극(2, 2a);과

   상기 싱글 라이너(8) 하부와 더블 라이너(9) 중간에 일정간격의 격자 형태로 배열되는 센서(6);와

   상기 정전류 공급 수단(1)으로부터 공급된 정전류에 의해 작동되어 상기 싱글 라이너(8) 또는 더블 라이너(9)의 손상부위를 통하여 누출되는 침출수에 반응하여 전위를 발생하는 복수개의 센서(6);와

   각각의 상기 복수개의 센서(6)들과 케이블(5)을 매개로 연결되어 있고, 상기 복수개의 센서(6)들의 전위를 체크하는 콘트롤 박스(4);와

   상기 콘트롤 박스(4)로부터 A/D로 변환된 신호를 호스트 컴퓨터(21)에 탑재된 인터넷 스크립터 및 사용자 그래픽 인터페이스에 의해 매립장(19)의 차수시트 또는 차수층의 손상위치 및 손상부록(10)을 표시하고; 2차원 또는 3차원 적으로 도식됨과 동시에; 통신 모듈을 통해 자동경보 시스템이 즉시 작동되어 상기 호스트 컴퓨터(21)와 입력된 관리자의 휴대 단말기에 경보를 발신함으로서 즉시 대응하는것과; 검출 데이터(Operating Data ＆ Alarm List)를 실시간 호스트 컴퓨터(21)에 전송 합산하고 저장하는 것을 특징으로 하는 차수시트 또는 차수층 손상위치 및 누수검지 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 매립장의 차수시트(또는 라이너) 또는 차수층이 시공된 임의의 위치에 일정 거리를 두고 격자 형태로 싱글 라이너(8)의 하부 또는 더블 라이너(9) 중간에 매설되어 전극(2, 2a, 3)에서 인가된 전압의 전위차를 검지하는 센서(6)와;

   상기 매설된 센서(6)를 안내하는 측정 핀(24)과;

   케이블과 연결되어 상기 센서(6)에서 검지된 전위차를 측정되고 기록되는 측정장치(22)로 구성되고, 연동하여 상기 매립장 X, Y좌표에 따라 매립장(19) 상부에서 센서(6) 위치와 전위차를 측정하는 것을 특징으로 하는 매립장 외부측정 방법.
3. 상기 손상위치 검출 시스템과 연동으로;

   상기 싱글 라이너(8) 하부 또는 더블 라이너(9) 중간부에 100∼600㎡로 구획할 수 있는 사절재(12);와

   상기 구획 사절재(12) 내부에 채워지는 투수성 중간 보호매트(13);와

   상기 구획된 부록(20)의 중앙 또는 코너에 복수개의 주입용 파이프(15, 15a, 15b);와

   상기 검출 시스템으로부터 손상위치의 발생 신호가 호스트 컴퓨터(21)와 관리자의 휴대 단말기에 전달되고;

   이에 따라 신속하게 손상된 부록(20)의 주입용 파이프(15, 15a, 15b)를 선택하여 펌프(16)와 연결하고, 액상 차수재(14)를 일정량 주입하는 것으로부터 보수가 완성되고;

   상기 완성된 부위를 상기 주입용 파이프(15, 15a, 15b)에 콤프레셔(17)에서 주입되는 압력 변화를 이용하여 보수결과를 검사하는 손상부위 보수 및 검사 방법.