KR200303299Y1 - 매립지 안정화용 랜스 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 매립지를 생물학적으로 안정화시키기 위하여 사용하는 랜스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기의 자유로운 이동을 위한 공기통로용 구멍(13)이 랜스본체(11) 외주면의 하단에 다수 개 형성되어 있으며, 상단부에는 폐기물과 랜스 사이의 간극 발생을 차단하여 매립지 내부와 외부의 공기의 이동을 방지하는 캡(12)이 부착되어 형성된 매립지 안정화용 랜스(1)에 관한 것으로, 매립지 내에서의 산소전달효율 및 미생물에 의한 산소의 이용률을 향상시킨 것으로서, 매립지 복원 및 재생 등의 환경산업상 매우 유용한 고안이다.
Description
본 고안은 매립지를 생물학적으로 안정화시키기 위하여 사용하는 랜스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외주면의 하단에 공기의 자유로운 이동을 위한 공기통로용 구멍(13)이 다수 개 형성되어 있으며, 상단부에는 폐기물과 랜스 사이의 간극 발생을 방지하여 매립지 내부와 외부의 공기의 이동을 방지하기 위한 캡(12)이 부착되어 형성된 매립지 안정화용 랜스(1)에 관한 것이다.
매립에 의한 폐기물의 처리란 일정한 장소에 폐기물을 하역시킨 후 복토재를 덮어 폐기물을 처리하는 방법으로서, 이와 같은 매립에 의하여 형성된 매립지는 악취의 발생, 인체 유해가스의 발생, 폭발 위험 등의 이유로 인하여 주거 지역의 외곽에 설치 운영되어 왔다. 그러나, 주거 지역 외곽에 설치되어 사용이 종료된 폐쇄 매립지는 인구의 증가로 인하여 도심이 확대됨에 따라 도심에 편입되어 그 부지의 활용이 필요한 경우가 많이 발생하고 있다. 이와 같이 이미 폐쇄된 폐기물 매립지 부지의 활용이 필요한 경우 이를 굴착하여 매립되었던 폐기물을 신규 매립지로의 이송하는 과정 등을 거쳐야 하는데, 환경 문제에 대한 인식이 부족했던 시기에는 대부분의 매립지가 침출수의 누출방지시설, 우수의 매립지 침투방지 시설 등이 설치되지 않은 상태에서 비위생적으로 운영된 후 폐쇄되었기 때문에 폐쇄 후에도 매립지로 인한 환경적 위해가 발생하는 문제점이 있다.
생물학적으로 활성화되어 있는 폐쇄매립지는 일반적으로 매립지 내부에 공기의 유입이 없기 때문에 혐기성 상태로 존재하게 되며, 이에 따라 매립지 내 유기물질은 혐기성 분해에 의하여 대부분이 CH4및 CO2로 분해되며, 일부는 H2S와 같은 악취유발 및 독성을 가진 가스상 물질로 전환되어 매립지 굴착시에 악취와 유해가스가 대량으로 방출된다. 특히, 가스는 굴착된 노출면을 통하여 집중적으로 발산이 이루어지면서 발산속도가 증가되어 이로 인한 악취로 인해 굴착 공사의 지연과 함께 인근 지역 주민에게도 피해를 준다는 문제점이 있다. 따라서, 굴착 공사 시에 발생하는 가스 특히, 악취를 사전에 제거하는 기술은 굴착 이적을 위하여 필수적인 기술이 되고 있으며, 이를 "매립지 안정화"라고 한다.
상기와 같은 매립지 굴착시 발생하는 악취를 제거하는 방법으로는 매립지 내부에 공기를 주입하여 기존의 매립 가스를 공기로 치환하고 매립가스가 발생하지 않는 호기성 환경으로 전환시키는 방법이 있다. 이 때 외부 공기의 주입에 의하여 매립지 내 가스의 절대량이 증가하기 때문에 이를 인위적으로 추출해 주지 않을 경우 일부 매립 가스가 내부압 증가에 의하여 외부로 누출되므로 공기 주입과 동시에 가스 추출을 진행해 주어야 한다. 이 때 공기의 주입 및 흡입을 위하여 매립지 내부에 설치되어 공기 통로의 역할을 하는 것을 랜스(lance)라 하는데, 이는 매립지 내의 환경을 혐기상태에서 호기상태로 전환시켜 미생물의 활동에 의해 악취 및 유해물질을 제거시키기 위한 생물학적 매립지 안정화에 있어서는 필수적 구성요소이며, 랜스에서 매립지 내로의 산소를 함유한 공기의 이송 및 매립지 내에서의 공기의 확산·전달 효율에 따라 매립지 안정화의 효율이 달라지게 되는 것이다.
종래에는 랜스의 하단부에만 공기통로용 구멍이 형성되어 있어, 매립지 내부전체면적에 걸쳐 공기가 원활히 확산되지 못하여 매립지 안정화 효율이 저하되는 문제점이 있었으며, 설치할 랜스의 길이에 맞추어 매립지를 굴착한 후에 랜스를 삽입하고 주위를 쇄석으로 채운 후에 벤토나이트로 실링(sealing)하는 방법을 사용하여 왔으나 이는 설치비용이 많이 들고 시공에 오랜 시간을 요하며, 쇄석으로 메운 부분을 표면에서 밀폐하여 공기가 빠져 나가지 않도록 하는 것이 용이하지 않은 등의 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안은 상기 종래 기술의 문제점을 고려하여 안출한 것으로, 본 고안의 목적은 랜스를 통해 유입된 공기가 매립지 내부 전반에 걸쳐 균일하게 확산되도록 하고, 매립지 내·외부간의 공기의 이동을 차단하여 매립지 안정화 효율을 향상시킬 수 있는 매립지 안정화에 사용되는 랜스를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 고안에 의한 매립지 안정화용 랜스의 사시도,
도 2는 본 고안의 일 실시예에 의한 매립지 안정화용 랜스를 설치한 매립지를 도시한 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1. 랜스 11. 랜스본체
12. 캡 13. 공기통로용 구멍
15. 공기공급랜스 16. 흡입랜스
21. 산소발생장치 22. 혼합탱크
23. 주입배관 24. 흡입
25. 공기주입장치 26. 진공펌프
27. 배가스 정제 시스템
본 고안의 상기 목적은, 랜스본체(11) 외주면의 하단에 공기 통로용 구멍(12)이 다수 개 형성되어 있으며, 상단부에는 기체의 유출입을 방지하기 위한 캡이 부착되는 것을 특징으로 하는 매립지 안정화용 랜스를 제공함으로써 달성하였으며, 이를 통해 매립지 내로 주입되는 산소의 원활한 확산을 유도하고 대기 중으로의 누출을 방지하며, 매립지 내부로의 공기의 유입을 차단함으로써 매립지 내에서의 미생물의 산소이용률을 높여 매립지 안정화 효율을 향상시킬 수 있었다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 고안에 의한 매립지 안정화용 랜스는 공기통로용 구멍이 외주면의 하단에 다수 개 천공되어 있으며, 랜스의 상단부에는 캡이 부착되어 형성된다.
상술한 바와 같이 종래의 굴착과 쇄석을 채운 후의 실링 등의 과정을 거쳐 랜스가 설치된 경우에는 설치비용이 많이 들고 시공에 오랜 시간을 요하며, 쇄석으로 메운 부분을 표면에서 밀폐하여 공기가 빠져 나가지 않도록 하는 것이 용이하지 않은 등의 문제점이 있으므로, 본 고안에 의한 매립지 안정화용 랜스를 매립지에 설치할 경우에는 항타법에 의하여 랜스를 설치한다.
다만 이처럼 항타설치에 의할 경우에도 완전수직으로 설치하기는 힘들고, 시공 과정에서 편중된 힘에 의하여 매립지 내부의 폐기물층과 랜스 사이에 간극이 생기는 것이 일반적이고, 랜스와 폐기물층 사이에 간극이 발생되면, 공기공급랜스 측에서는 공급된 공기가 대기 중으로 유출되어 공기공급효율이 저하되고, 흡입랜스 측에서는 매립지 내의 악취가스가 흡입·제거되지 않고 대기 중의 공기가 유입되어 후속시설인 배가스 정제 시스템의 기능을 저하시키는 문제가 발생하게 되므로 이를 방지하기 위하여, 본 고안에서는 랜스의 상부에 외주면을 감싸도록 캡(42)을 설치하여 랜스와 폐기물 사이의 간극 발생을 차단하였다.
랜스의 길이는 시공상의 편의를 위하여 5~10m로 하였으며, 다양한 길이를 갖는 랜스를 다양한 깊이로 적정개수 설치하여 매립지 내부 전체로의 공기의 주입 및 매립지 내에서의 공기의 수직, 수평 방향으로의 확산을 극대화할 수 있다. 상기캡의 길이 및 부착 위치는 매립지의 성상 및 주입되는 산소의 압력 등에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 랜스의 상단부로부터 30cm 아래에 설치하고, 그 길이는 90cm 정도인 것이 바람직하다. 상기 캡의 재질은 매립지 내에서 산소, 미생물 및 침출수와의 접촉에 의해서도 부식, 산화되지 않고 기능을 유지할 수 있는 재질이면 어느 것이든 사용할 수 있으나, 바람직하게는 스테인리스 스틸(stainless steel) 또는 고밀도 폴리에틸렌(high-density polyethylene) 재질인 것이 바람직하다. 또한, 랜스 본체에 캡을 부착시키는 방법에 있어서도, 부착시키고자 하는 장소에서 이탈되지 않을 강도를 가지는 방법이면 어느 것이나 사용할 수 있으며, 예를 들어 현재 부착·고정을 위하여 일반적으로 사용되어 오고 있는 방법인 SUS밴드 또는 용접 등의 방법을 사용할 수 있다. 상기와 같이 캡을 부착함으로써 항타시 발생될 수 있는 랜스와 폐기물 사이의 간극이 폐쇄되어 기밀성이 향상되어 공기손실이 줄어들어 안정화 효율이 상승되는 효과를 얻을 수 있다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 의한 매립지 안정화용 랜스를 설치한 매립지를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이 본 고안에 의한 매립지 안정화용 랜스를 매립지의 상부에 적정간격으로 항타설치한다. 본 실시예에서는 매립지 내로 공기를 주입하는 공기주입랜스(15)와 매립지로부터 공기를 흡입하는 흡입랜스(16)를 별도로 설치하였으며, 공기주입랜스는 상기의 공기주입장치(25)와 연결되며, 흡입랜스는 진공펌프(26)와 연결되어 설치된다. 랜스의 길이는 5~10m로 하였으며, 다양한 길이를 갖는 랜스를 적정개수 설치하여 매립지 내로의 공기의 주입 및 매립지 내에서의 공기의 수직, 수평 방향으로의 확산을 최대화하였으며, 매립지 내에서의공기의 흐름을 도 2에 나타내었다.
매립지에 타입설치된 랜스의 내부에 잔존하게 되는 폐기물 등의 이물질은 이동식 압축공기 컴프레서 등을 이용하여 랜스 내부로 압력을 불어넣어 밀어내는 방법을 이용할 수 있다. 랜스를 모두 설치한 후에는 약 1~2시간 동안 설치된 모든 랜스를 통하여 외부공기를 폐기물층 내에 주입시켜 폐기물층 내부의 압력을 증가시킴으로써 침출수의 강제배제를 시행한다. 안정화 작업 중 침출수 발생량이 크게 증가할 경우 상기의 침출수 강제배제를 반복 시행할 수 있으며, 이러한 침출수 배제를 시행하는 시기, 기간, 세부방법 등은 현장 상황의 변화에 따라 달라질 수 있다.
이하, 본 고안에 의한 매립지 안정화용 랜스를 이용하는 매립지의 생물학적 안정화방법을 설명한다(도 2 참조).
우선, 매립지의 생물학적 안정화를 위한 장치들을 시공하기 위해서는 매립지 내에 존재하는 침출수를 제거하여야 한다. 매립지 내의 폐기물층이 침출수로 포화된 상태에서는 매립지 안정화 작업시 침출수층에서의 공기전달 방해로 인해 안정화 효율이 크게 저하될 수 있다. 따라서, 침출수위가 형성된 매립지역에서는 안정화 작업시행 전에 웅덩이를 파서 침출수의 존재여부를 확인하고, 고랑 및 웅덩이를 형성시켜 자연배수를 시행하는 것이 바람직하다.
침출수의 제거 후에는 안정화를 위한 설비를 설치하여야 한다. 적절한 방법에 의하여 고농도의 산소를 발생시켜 이를 후단의 혼합탱크(22)를 거쳐 적절한 농도로 조정한 후, 주입압력과 주입시기를 조절하는 공기주입장치(25)를 이용하여 공기공급랜스를 통하여 매립지 내로 산소를 함유하는 공기가 유입될 수 있도록 설치한다. 또한, 매립지 내의 폐기물층에서의 채널링(channeling) 현상을 방지하기 위하여 펄스(pulse)주입 방식을 채택할 수 있으며, 매립지로부터의 공기의 흡입은 진공펌프를 통하여 이루어진다.
종래에는 설치할 랜스의 길이에 맞추어 매립지를 굴착한 후에 랜스를 삽입하고 주위를 쇄석으로 채운 후에 벤토나이트로 실링(sealing)하는 방법을 사용하여 왔으나, 본 고안에서는 항타법에 의하여 랜스를 설치하고, 타입설치된 랜스의 내부에 잔존하게 되는 폐기물 등의 이물질은 이동식 압축공기 컴프레서 등을 이용하여 랜스 내부로 압력을 불어넣어 밀어내는 방법을 이용할 수 있다. 랜스를 모두 설치한 후에는 약 1~2시간 동안 설치된 모든 랜스를 통하여 외부공기를 폐기물층 내에 주입시켜 폐기물층 내부의 압력을 증가시킴으로써 침출수의 강제배제를 시행한다.
설치된 랜스를 통하여 2.5~8bar의 주입압력으로 산소 농도 30~40%(v/v)의 공기를 주입함으로써 미생물의 활성에 필요한 산소를 충분히 공급하여 매립지의 안정화에 소요되는 시간을 단축시켰으며, 펄스주입방식을 채택하여 폐기물층 내에 채널링 현상이 발생하는 것을 방지하였다. 공기주입랜스를 통해 매립지 내부로 공기가 주입됨과 동시에 진공펌프를 이용하여 흡입랜스를 통하여 매립지 내부의 공기를 외부로 배출시킨 후 후단의 배가스 정제 시스템(27)에서 흡입된 공기 중에 존재하는 악취·유해가스 및 미생물을 제거하여 공기 중으로 방출한다. 흡입랜스를 통하여 흡입된 공기는 후단의 배가스 정제 시스템을 거쳐 공기 중으로 방출되는데, 매립지 내의 공기는 수분을 많이 함유하고 있으며 기체의 온도가 높은 것이 일반적이고,공기 중에 미생물이 포함되어 있기 때문에 배가스 정제 시스템으로 바이오필터를 이용하는 것이 바람직하다.
상기에 본 고안에 의한 매립지 안정화용 랜스에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 고안의 범위는 상술한 사항에 한정되지 아니하며, 본 고안이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 변형하여 실시 가능한 범위까지 포함함은 물론이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안은 랜스본체의 외주면에 공기통로용 구멍이 다수 개 천공된 랜스를 제공함으로써 매립지 내 산소의 수직·수평 방향으로의 확산·전달을 용이하게 하여 높은 산소전달효율을 얻을 수 있고 이를 통해 매립지의 안정화에 소모되는 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 고안에서는 상부에 일정 길이의 캡이 부착되어 랜스와 폐기물 사이의 간극 발생을 방지하여 매립지 내에서의 산소전달효율 및 미생물에 의한 산소의 이용률을 향상시킨 것으로서, 매립지 복원 및 재생 등의 환경산업상 매우 유용한 고안이다.
Claims (1)
- 랜스본체(11) 외주면의 하단에 공기 통로용 구멍(12)이 다수 개 형성되어 있으며, 상단부에는 기체의 유출입을 방지하기 위한 캡(13)이 부착된 것을 특징으로 하는 매립지 안정화용 랜스(1).
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- 2002-11-14 KR KR20-2002-0034012U patent/KR200303299Y1/ko not_active IP Right Cessation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| U107 | Dual application of utility model | ||
| REGI | Registration of establishment | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20031119 Year of fee payment: 3 |
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| EXTG | Extinguishment |