KR20030075870A - 매립가스 수직포집장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매립이 진행중인 폐기물 매립지에서 발생되는 매립가스를 포집하기 위한 매립가스 수직포집장치에 관한 것으로, 매립고의 상승에 따라 인상용관을 통해 내부의 수직유공관을 연결하고, 인상용관 내부에는 자갈을 충진하며, 충격흡수지지대를 자갈기둥 중간 중간에 삽입하여 수직유공관의 변형 및 손상을 최소화하여 수직도를 유지할 수 있게 하고, 아울러 이중덮개에 내시경 포트와 측정포트를 설치하여 수직유공관 상태를 용이하게 파악하여 양질의 가스를 포집할 수 있는 다기능성 매립가스 수직포집장치이다.

Description

매립가스 수직포집장치{Apparatus for capturing gas occurred from a reclaimed land}

본 발명은 매립지에 매립된 폐기물이 분해되면서 발생되는 매립 가스를 포집하기 위한 수직포집장치에 관한 것으로, 보다 상세하게로는 매립고(높이)의 상승에 따라 인상용관을 통해 그 내부의 유공관을 연결하고, 인상용관과 그 내부의 유공관 사이에 자갈을 충진하여 유공관의 변형 및 손상을 최소화하고 양질의 매립가스를 포집할 수 있도록 한 매립가스 수직포집장치에 관한 것이다.

일반적으로, 매립가스는 매립지에 매립된 폐기물 중 유기물질이 혐기성 분해 과정에 의해 발생되는 가스로 메탄(45∼55%), 이산화탄소(35∼45%)와 VOC's, 황화수소, 메틸머켑탄 등의 기타 미량성분으로 구성된다. 이 중의 미량성분은 악취를 발생하고, 메탄과 이산화탄소는 지구온난화를 유발하는 등 환경에 유해하나, 가스 중의 50-60%에 이르는 고농도 메탄을 대체 에너지원으로 이용할 경우 환경적인 문제뿐만 아니라 에너지의 효율적 이용을 기대할 수 있다.

상기와 같은 매립가스를 에너지로 이용하는 방법에 있어서 가스 포집을 위해 수평포집방법과 수직포집방법이 이용되고 있으며, 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

수평포집방법은 포집관을 지면과 수평으로 유공관을 설치하여 가스흡입장치(블로워 또는 부스터)로 매립가스를 흡입하는 방법이다. 수평유공관은 매립지 표면으로부터 5m이상의 깊이에 포설하고, 수평포집관을 T형관 형태로 가스포집라인(외곽헤더관)으로 연결한다.

그러나, 유공관 필터와 매립지 표면간의 거리가 가깝고 작용되는 부압에 의해 외부공기의 유입 위험이 수직의 경우보다 더 높고, 부등침하에 의해 휘거나 절단될 가능성도 더 높다. 또한, 매립높이 보다 매립평면적이 더 넓은 일반적인 매립지 형태를 감안할 때 수평포집시스템은 포집영역이 수직포집 시스템보다 넓고 길어서 높은 흡입압이 필요할 뿐 아니라 매립가스와 침출수가 함께 포집되기 때문에 처진 부분에 고인 침출수로 인해 가스 흐름이 방해를 받을 수 있는 단점이 있다.

이에 반해, 수직포집방법은 포집관을 지면과 수직으로 설치하여 가스흡입장치로 매립가스를 흡입하는 방법으로 주로 최종복토를 완료한 매립지를 천공하여 설치하거나 매립초기단계부터 포집관을 수직으로 설치하여 인상한다.

일반적으로 수직유공관은 매립지 상부로부터 바닥까지 매립고의 80%이상 설치하며, 상기 수직유공관은 표면의 웰헤드(Well head)를 거쳐 가스이송관에 연결된다.

이러한 기존의 수직포집방법은 일정 깊이까지 밀봉이 가능한 인상용관을 수직포집정에 씌워 유공관을 연장시킬 수 있는 공간을 확보하고 적정한 높이의 매립이 완료되면 인상용관의 덮개를 벗겨내고 유공관을 연장시킨 뒤 자갈을 매립고 만큼만 채우고, 인상용관을 연결하여 지속적으로 매립가스를 포집할 수 있게 한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 수직 포집정은 외부로 노출되어 있는 인상용 관의 내부가 비어있어 쓰레기 차량이나 작업 차량 등에 의한 손상우려가 높고, 부등침하로 수직·수평 응력이 발생할 경우 유공관의 휨, 꺽임 등에 충분한 내력이 적어 내부 유공관의 수직도 유지에 어려움이 있다. 또한, 유공관과 유공관을 연결할 때 유니온을 접합 부위에 사용함으로서 수직·수평 응력으로 인한 파손의 위험이 큰 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인상용관의 내부 전체를 자갈로 충진하고, 유공관의 두부를 고정하는 고정지지대를 두며, 자갈기둥 중간 중간에 충격흡수 지지대를 삽입함으로써 수직 유공관의 수직·수평 응력에 의한 변형 및 파손을 최소화하여 수직 유공관의 수직도 유지는 물론 수직유공관의 접합부위에 견고성과 유연성, 작업의 편리성을 부여하여 현장여건을 충분히 반영한 실용적인 매립가스 수직포집장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 매립가스 수직포집장치의 개략 단면구조도

도 2는 본 발명에 따른 수직포집장치 내에 설치되는 충격 흡수 지지대의 개략 구조도

도 3은 본 발명에 따른 수직포집장치 내에 설치되는 인상용관 이중덮개의 단면 구조도

도 4는 본 발명에 따른 수직 유공관의 양단 접합 부위의 요부 상세도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

101 : 수직유공관 102 : 자갈 충진층

103 : 충격흡수 지지대 104 : 인상용관

105 : 인상용관 이중덮개 106 : 플랙시블 이음관

107 : 가스이송관 108 : 중간 복토층

109 : 미네랄 충진층 201 : 고정지지대

202 : 유공판 203 : 가스추출관

204 : 측정 포트 205 : 내시경 포트

206 : 고무 팩킹 301 : 고리부

302 : 작은 고리 401 : 수직유공관 접합부

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로, 본 발명 매립가스 수직포집장치는 유공관을 연장시킬 공간 확보를 위한 인상용관; 상기 인상용관 내부에 설치되는 수직 유공관; 상기 인상용관과 수직 유공관 사이에 충격흡수 지지대를 개재하여 충진되는 자갈 충진층; 상기 인상용관 상부에 설치되는 유공관 고정지지대를 포함하는 인상용관 이중덮개; 상기 인상용관 이중덮개 상부의 일측에 설치되는 가스 추출관; 상기 가스추출관에 연결되는 플렉시블 이음관; 상기 플렉시블 이음관 일단에 연결되는 가스이송관을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 매립가스 수직포집장치의 개략 단면구조도로서, 매립지에 유공관을 연장시킬 수 있는 공간 확보를 위해 인상용관(104)을 설치하고, 상기 인상용관(104) 내부에 수직 유공관(101)을 설치하며, 상기 인상용관(104)과 수직 유공관(101) 사이에는 자갈이 충진되는 자갈충진층(102)을 형성하고, 상기 자갈 충진층(102)에 충격 흡수 지지대(103)를 삽입한다.

또한, 상기 인상용관(104) 상부에 인상용관 이중덮개(105)를 설치하고, 상기 인상용관 이중덮개(105) 상부의 일측에 가스 추출관(203)을 설치하고, 상기 가스추출관(203)을 플렉시블 이음관(106)에 연결하고, 상기 플렉시블 이음관(106) 일단에 가스이송관(107)이 연결되는 것을 구성으로 이루어진다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 인상용관(104)은 수직 유공관(101)을 연장시킬 수 있는 공간 확보를 위해 설치되며, 상기 인상용관(104)의 내측으로 수직 유공관(101)이 설치된다.

상기 수직 유공관(101)은 HDPE재질로 이루어져있으며, 폐기물 운송차량 또는 매립 작업 차량 등의 외부 요인 및 부등침하와 같은 내부 요인으로부터 영향을 최소화하기 위해 상기 인상용관(104)과 수직 유공관(101) 사이를 16-32mm 크기의 파쇄석과 비탄화성 자갈로 충진하여 자갈 충진층(102)을 형성한다.

이때, 일정높이의 자갈 충진층(102)에 신축성있는 재질의 충격흡수 지지대(103)를 삽입하여 부등침하로 발생하는 수직·수평 응력으로부터 자갈 충진층(102) 간격을 유지하고, 수직 유공관(101)에 작용하는 응력을 완화하도록 한다.

또한, 상기 자갈층을 인상용관(104)의 상부까지 빈틈없이 채워 자갈 자체의 하중과 인상용관(104)의 눌러주는 힘에 의해 자갈층(102)의 변형을 최소화하고, 부등침하시 자갈층(102)이 밀리면서 원형이 손상되거나 비는 현상이 발생할 때, 자갈을 인상용관(104)의 상부까지 채움으로써 상부의 자갈층이 일률적으로 밀리게 하여 수직 유공관(101)을 보호한다.

상기와 같은 수직포집장치를 통해 매립층에서 발생되는 매립가스는 부스터의 흡입압에 의해 자갈을 거쳐 수직 유공관(101)으로 유입되거나 수직 유공관(101)을 거치지 않고 인상용관 이중덮개(105)를 거쳐 가스 추출관(203)으로 유입되어 플렉시블 이음관(106)을 통해 가스 이송관(107)으로 이동된다.

상기 매립가스 수직포집장치가 매립지에 설치될 경우, 매립지 내부는 압력손실이 적을수록, 포집장치의 영향반경이 넓을수록 좋고, 외부 공기의 유입이 완전히 차단되어야 한다. 상기와 같은 조건을 만족시키기 위해 50cm의 중간복토층(108)외에 미네랄 밀봉층(109)을 포집장치 주위 반경 3m정도로 두어 외부 공기 유입을 최소화한다.

도 2는 본 발명에 따른 수직포집장치 내에 설치되는 충격 흡수 지지대의 개략 구조도로, 자갈 충진층(102)의 직경보다 약간 작은 직경의 고리부(301)와 수직 유공관(101)의 직경보다 약간 큰고리(302)로 구성되고 신축성 있는 재질로 이루어진다.

상기 충격흡수 지지대((103)는 자갈층(102)과 수직유공관(101)의 변형을 완화시키기 위해 자갈 충진층(102)에 삽입되며, 도 2에 도시한 바와 같이 고리부(301)의 A면에 부등침하로 생기는 수직·수평응력이 작용하면 수직 유공관(101)에 끼워져 있는 두 개의 고리(302)가 위, 아래로 움직이면서 응력의 영향을 최소화한다.

도 3은 본 발명에 따른 수직포집장치 내에 설치되는 인상용관 이중덮개의 단면 구조도로, 흡입된 가스를 완충하여 가스의 유량과 성분 등을 측정할 때 대표가스를 흡입, 측정할 수 있도록 이중덮개(105)로 되어 있고, 상기 이중덮개(105)의 하판에 유공판(202)이 설치되고, 상기 유공판(202) 중앙으로 고정지지대(201)가 설치되며, 상기 이중덮개(105)의 상판 중앙에는 내부에 내시경 포트(205)와 샘플링 포트가 설치된 측정포트(204) 및 그 일측으로 가스추출관(203)이 설치된다. 또한, 상기 이중덮개(105)와 인상용관(104)의 접합 부위는 매립가스가 누출되지 않도록 고무 팩킹(206)이 설치된다.

상기 유공판(202)은 수직유공관(101)에 흡입되지 못한 매립가스를 흡입하고 응축수를 배수시키며, 상기 고정대(201)는 수직유공관(101)을 고정시킨다.

상기 가스추출관(203)은 이중덮개 상부의 일측에 설치되어 상판에 매립가스를 부딪치게 해서 응축수를 제거한다.

상기 측정포트(204)는 휴대용 매립가스 성분 측정기에 연결하여 수직포집장치의 매립가스 추출상태나 성분을 파악하고 가스량을 임의로 조절함으로서 양질의 가스를 포집하고, 상기 내시경 포트(205)에는 내시경을 삽입하여 수직유공관(101)의 상태를 정규적으로 또는 가스의 상태가 나빠졌을 때 조사하여 원인을 파악하고조치할 수 있게 함으로써 양질의 가스를 포집할 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 수직 유공관의 양단 접합 부위의 요부 상세도로, 수직유공관(101)의 양단 접합부(401)에 암·수 나사부(C)를 형성하여, 상기 수직유공관(101)의 결합을 간편하게 하면서 유공관(101)과 유공관(101)의 연결 부분이 부등침하로 생기는 수직·수평 응력에 잘 견딜 수 있도록 하는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 매립가스 수직포집장치는 인상용관 내부에 자갈을 채우고, 자갈층에 충격흡수 지지대를 삽입함으로서 외부요인 및 부등침하와 같은 내부요인으로 발생되는 수직유공관과 자갈 기둥의 변형과 손상을 최소화한다.

또한, 인상용관 이중덮개에 내시경 포트 및 측정 포트를 설치함으로서 유공관의 상태 파악을 용이하게 하고, 양질의 가스를 포집할 수 있는 효과가 있다.

또한, 수직 유공관의 접합 부위에 암·수 나사홈을 형성하여 체결 절차를 간단히 하고, 접합 부위에 부등침하로 발생하는 수직·수평 응력 저항성을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (5)

1. 폐기물 매립지에서 발생하는 매립가스를 포집하기 위한 포집 장치에 있어서,

   유공관을 연장시킬 공간 확보를 위한 인상용관(104);

   상기 인상용관 내부에 설치되는 수직 유공관(101);

   상기 인상용관(104)과 수직 유공관(101) 사이에 충격흡수 지지대(103)을 개재하여 충진되는 자갈 충진층(102);

   상기 인상용관(104) 상부에 설치되는 인상용관 이중덮개(105);

   상기 인상용관 이중덮개(105) 상부의 일측에 설치되는 가스 추출관(203);

   상기 가스추출관(203)에 연결되는 플렉시블 이음관(106);

   상기 플렉시블 이음관(106) 일단에 연결되는 가스이송관(107)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 매립가스 수직포집장치
2. 제 1항에 있어서,

   상기 자갈 충진층(102)은 상기 수직유공관(101)의 수직도 유지 및 자갈층(102)의 변형을 방지토록 인상용관(104) 상부까지 연장 설치됨을 특징으로 하는 매립가스 수직포집장치
3. 제 1항에 있어서,

   상기 충격 흡수 지지대(103)는 자갈 충진층(102)의 직경보다 약간 작은 직경의 고리부(301)와 수직 유공관(101)의 직경보다 약간 큰 고리(302)로 구성되고 신축성 있는 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 매립가스 수직포지장치
4. 제 1항에 있어서,

   상기 인상용관(104) 상부에 설치되는 인상용관 이중덮개(105)는 이중덮개(105)의 하판에 유공판(202)이 설치되고, 유공판(202) 중앙에 고정지지대(201)가 설치되며, 상판 중앙에는 내시경 포트(205)와 샘플링포트가 설치된 측정포트(204) 및 그 일측으로 가스추출관(203)이 설치됨을 특징으로 하는 매립가스 수직포집장치
5. 제 1항에 있어서,

   수직 유공관(101)의 접합부(401)에 암·수 나사부(C)를 형성함을 특징으로 하는 매립가스 수직포집장치