KR200394013Y1 - 폐기물 조기 안정화를 위한 호기성 매립구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 폐기물 조기 안정화를 위한 호기성 매립 구조에 관한 것으로, 그 목적은 매립된 폐기물에 동다짐시 배관부재가 동다짐 충격에 의해 찌그러져 변형되는 것을 막아 지속적인 침출수의 배출 및 공기 흐름이 유지되도록 함과 동시에 공기의 공급 및 배출구조를 개량하여 폐기물의 호기성 분위기를 증진하여 부패가 원활하게 일어나도록 하는 폐기물 조기 안정화를 위한 호기성 구조를 제공하는데 있다. 본 고안의 구성은 폐기물 매립홀과; 상기 매립홀 바닥면에 형성되는 배수관설치도랑과; 상기 매립홀의 주벽과 바닥에 깔리는 합성수지필름과; 도랑에 설치되는 배수관과; 상기 배수관 주위에 채워지는 자갈 또는 모래와; 그 위에 씌워지는 여과시트와; 상기 매립홀에 적층되는 폐기물층과; 상기 폐기물층 하부에 배관 설치되는 배관부재;를 포함하여 구성되는 폐기물 안정화 구조에 있어서, 상기 적층되어 매립되는 각 폐기물층 하부에 배열된 배관부재는 그 양측단이 매립장 밖에 설치되어 일측에서 공급된 공기가 폐기물층을 거친 후 타측으로 순환배출토록 구성하고, 상부방향으로 절곡되는 배관부재의 절곡부에는 배관부재보호부재를 설치하여 구성한 구조를 특징으로 한다.

Description

폐기물 조기 안정화를 위한 호기성 매립구조{Aerobic reclamation structure for stabilizing garbage in early stage}

본 고안은 폐기물 조기 안정화를 위한 구조에 관한 것으로, 자세하게는 여러가지 종류의 폐기물이 혼합 매립되는 폐기물 매립장 하부구조를 동다짐시에 변형없이 견고하게 구성하고 매립장 내부의 호기성 환경 제공에 의한 매립된 폐기물의 조기 안정화를 위한 구조에 관한 것이다.

일반적으로 폐기물의 처리는 재활용, 소각, 해양투기 및 매립 등의 방법에 의존하고 있으며 앞으로의 정책적인 방향은 재활용과 소각위주로 나아가고 있으나 아직까지 폐기물의 최종처분으로 매립이 중요한 처리법으로 이용되고 있다.

우리나라의 생활폐기물 발생량은 2002년 기준으로 총 49,902톤/일로서 인구 1인당 1.04kg/일이며, 그 중 매립에 의해 처분되는 양은 20,724톤/일로 전체 발생량의 약 42%를 차지하고 있어 매립에 대한 의존율이 높게 유지되고 있다.

폐기물의 최종 처분을 위해 현재 전국에서 운영중인 매립지는 345개소이며, 이 중 매립용량이 100만톤을 넘는 광역 매립지는 31개소이며, 나머지 91%에 해당하는 314개소는 중ㆍ소규모에 해당된다.

2001년 12월말 현재 사용 종료된 매립지는 1,170개소에 이르며, 이 중 우선적으로 정비사업이 이루어져야 할 필요성이 있는 사후관리대상 매립지는 494개소(42%)에 이르고 있다.

사용 중 또는 사용 종료된 매립지에서는 매립된 폐기물의 유기성성분이 혐기성 조건하에서 분해되어 침하, 악취, 침출수 및 온실가스 등이 발생하여 많은 환경문제를 야기하고 있어 운영관리에 상당한 어려움이 발생하고 있다.

정부의 지속적인 정비사업 추진에도 불구하고 현재 국내에는 불량매립지 정비를 위한 개량기술 수준이 매우 낮아 불량매립지의 정비에 어려움이 가중되고 있어서 국내에 적합한 개량기술의 개발이 필요한 실정이다.

또한 특성별 매립지 관리가 중요한 기술로 부각되어 광역 매립시설(매립용량 100만톤 이상)의 경우 발생한 메탄가스를 대체에너지로 이용하는 목적으로 매립지를 운영하고, 규모가 중소규모인 경우에는 매립지를 조기에 안정화시키는 방법으로 운영할 필요가 있다. 하지만 대체에너지 개발이라 하더라도 환경문제가 잠재하는 혐기성 조건의 매립방법은 환경적인 측면에서 장기적으로 부적절할 수 있으므로 지속가능한 매립지로의 전환을 위해 호기성 조건으로 유지되는 매립시스템 도입의 필요성이 제기되고 있다.

국토를 효율적이고 경제적으로 이용해야하는 국내 상황으로 인해 신규 매립지뿐만 아니라 사용 종료된 매립지를 재활용하여 토지의 재이용에 많은 관심이 모아지고 있다. 미국과 같이 국토면적이 넓은 나라는 매립지 폐쇄 후 약 30년의 관리 및 안정화 기간을 두고 있지만 우리나라와 같이 국토면적이 좁은 나라인 경우는 매립부지의 조기안정화를 통하여 토양오염처리 및 토지의 재사용을 모색하고 있다.

폐기물 매립지를 재활용하기 위해서는 환경적인 측면과 지반공학적인 측면으로의 접근을 통해 매립부지의 개량 및 부지의 활용을 모색하여야 한다. 우선 환경적인 측면에서의 접근은 매립지의 침하, 악취, 침출수 및 온실가스 등의 많은 환경문제를 해결방안으로 호기성 매립구조의 도입이 필요하며, 지반공학적인 측면에서의 접근은 지반침하, 지지력 부족 등에 대해 안정성을 확보하기 위하여 지반 개량 공법의 적용이 필요하다.

현재 활용되고 있는 폐기물 매립지를 활용하기 위한 지반개량공법으로는 동다짐공법, 치환공법, 재하성토공법 및 약액주입공법 등이 있다.

매립지내에서 쓰레기는 물리, 화학 및 생물학적 변화과정이 복합적으로 일어나게 되는데 중요한 것만 보면 다음과 같다.

1) 부패성 유기물질의 가스와 액체를 방출하는 호기성 또는 혐기성 반응

2) 화학적 산화

3) 가스의 매립지내 이동 및 방출

4) 압력차에 의한 액체의 이동

5) 매립지내 수분 및 침출수에 의한 유기물질과 무기물질의 용출 및 분해

6) 분해된 물질의 농도 구배 및 삼투압에 의한 이동

7) 공극 내 물질의 침투로 인한 매립층의 불규칙적인 침하

보다 구체적인 매립장내 반응을 설명하면 다음과 같다.

(1) 매립지내 분해

고형폐기물내의 생물분해가능한 유기 성분은 매립과 동시에 분해가 시작된다. 초기에는 호기성 상태하에서 분해가 시작되어 매립지내 산소가 거의 소비되면 혐기성 상태의 오랜 분해반응으로 이어진다.

쓰레기에 포함된 유기성분은 생물학적 분해과정을 거치면서 CH₄, CO₂ 및 H₂O 등으로 분해되어 안정화 상태에 도달하게 된다.

매립지의 안정화를 평가할 수 있는 물질인 CH₄는 혐기성 분해에 의하여 생성하게 되며, 혐기성 분해는 여러 가지의 주변상태에 크게 영향을 받게 된다.

(2) 매립지내 가스의 발생

매립지에서 발생하는 가스는 메탄, 탄산가스, 질소가 주된 성분이고 그 외에 공기, 암모니아, 일산화탄소, 수소, 황화수소, 산소 등으로 시간의 경과에 따라서 조성이 달라진다. 매립지에서 가스 생성단계를 보면 다음과 같다.

1단계 : 호기성 단계로서 폐기물 매립 후 몇 일 또는 몇 개월 가량 지속되는데 폐기물내에 수분이 많은 경우에는 반응이 가속화되어 용존산소가 쉽게 고갈되어 2단계 반응에 빨리 도달하게 된다.

2단계 : 혐기성 단계지만 CH₄가 형성되지 않는 단계로 임의성 미생물에 의하여 SO₄ ^-2와 NO₃-가 환원되는 단계이다. 이 반응에 의해 CO₂가 생산되며 수분이 충분한 경우에는 3단계로 빨리 넘어간다.

3단계 : 혐기성 단계로 CH₄가 생성된다. 즉 가스내의 CH₄ 함량이 증가하기 시작한다.

4단계 : 혐기성 단계로 가스내의 CH₄와 CO₂의 함량이 거의 일정한 정상상태의 단계이다.

매립지내에서 혐기성 분해가 주요 반응이 되며 매립 2년 후가 되면 대체로 메탄가스가 55%, 탄산가스가 45%를 차지한다. 한 연구 보고에 의하면 CH₄가스농도의 최고치는 매립 후 30～36개월에서 일어나고 CH₄가스는 10년 가까운 시기에 최대농도에 달하였으며 그리고 CH₄의 최대치는 85%를 초과하지 않는 것으로 보고되어 있다.

(3) 매립지내 침출수의 발생

침출수란 폐기물을 통하여 걸러지고 그것으로부터 용해되거나 부유되어 있는 물질이 추출된 액체이다. 매립지의 침출수는 강수에 의해 외부로부터 유입된 물이 대부분이며 폐기물의 분해로 생성된 액체도 포함된다.

(4) 매립지의 침하와 구조적 특성

매립 완료된 매립지의 활용 계획을 결정하기 이전에 매립지의 침하와 구조적 특성을 고려하여야 한다. 매립지의 침하는 초기 다짐, 페기물의 특성, 분해정도와 압밀의 효과 등에 영향을 받는다. 여러 연구의 경우 최종 침하의 90%가 초기 5년 내에 일어난다.

현재 국내에서 적용되는 매립 구조는 대부분 혐기성 또는 준호기성 매립구조로 설계를 하여 침출수 배출이 원활하지 않거나 매립지 내부에 충분한 통기성 구조가 확보되지 않는 관계로 조기 안정화를 기대하기 어려워 효율적인 운영이 이루어지지 못하고 있는 실정이며, 기존 폐기물 매립장의 매립관리방법은 한정된 매립공간을 중장비를 사용하여 폐기물을 매립, 정지, 복토 및 다짐 등의 단순 공법을 실시함으로서 폐기물 매립층의 감량 작업이 효율적이지 못하여 매립부지의 재활용을 위한 지반 개량과 매립장의 사용 기간을 연장할 수 있는 효과적인 방법이 되지 못한다.

이하 보다 구체적으로 종래 이분야의 기술 몇가지를 예시적으로 설명하면 다음과 같다.

대한민국 특허출원 10-2003-25022호의 종래 기술부분 설명인 도 1을 보면 종래 폐기물 매립방법에 의해 매립된 상태의 단면 예시도를 도시하고 있는데. 그 구성을 살펴보면 소정 깊이와 넓이로 폐기물 매립홀(501)을 만들고 상기 매립홀(501)의 바닥면에는 침출수 배수관설치 도랑(502)을 형성한 다음 매립홀(501) 주벽과 바닥면에 침출수에 의한 지하토양 또는 지하수 오염 방지용 합성수지필름(503)을 깔고 배수관설치 도랑(502)에는 배수관(504)을 설치하고 배수관(504) 주위를 자갈 또는 모래(505)로 채운 다음 그 위에 여과포(506)를 씌우고 적당한 높이로 폐기물(S)을 적치시켜 간단한 로울러 다짐으로 폐기물층을 축소시킨 다음 다시 새로운 폐기물을 적치시키는 방법을 이용하는 것으로 폐기물의 수용이 끝나면 상부에 복토층(507)을 구성하는 것을 도시하고 있다.

그러나 상기한 종래 폐기물 매립방법은 폐기물이 자연 상태에서 적치되기 때문에 폐기물 내부는 외부공기가 차단되어 부패로 인한 가스발생 등의 안정화 시간이 오래 걸리기 때문에 폐기물 매립장 관리 기간이 연장된다는 문제점과, 안정화 상태에 이른 폐기물층을 축소시키기 위한 방법으로 로울러 다짐만을 하게 됨으로 폐기물층의 축소정도가 매우 적어 폐기물의 수용능력이 크게 떨어진다는 문제점과, 또한 폐기물이 부패 등으로 안정화 되는 동안 폐기물 자체에서 발생되는 부패가스의 농도 증가로 부패속도가 늦어지거나 우수등의 유입으로 인하여 침출수의 양이 크게 증가 하였을 때 하부에 설치된 배수관으로 배출되는 양만으로 한계가 있게 되어 배출기간이 지연되는 등의 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결한 방법으로는 대한민국 특허 출원 10-2003-25022호가 있는데, 그 목적은 폐기물 매립방법을 획기적으로 개선하여 폐기물의 조기 안정화로 인한 폐기물 처리 시간 단축과 폐기물 매립량 증대로 인한 폐기물 처리 효율을 높이기 위하여 폐기물층을 약 20% 이상 축소시킬 수 있는 동다짐 방법과, 적층된 폐기물 사이에 효과적인 침출수 배출과 부패가스 배출 및 외부공기 주입으로 폐기물의 조기 안정화를 위한 특수구조의 배관부재를 설치하는 구조를 제공하는 것이다.

이와 같은 대한민국 특허 출원 10-2003-25022호의 기술은 이전 기술에 비해 배관부재를 이용한 폐기물의 조기 안정화를 기할 수 있고 안정화된 폐기물을 효과적인 동다짐 방법에 의하여 축소시킴으로써 폐기물의 매립량을 크게 늘려 매립부지 확보에 따른 문제점, 즉 매립지 확보에 따른 부담을 감소시킬 수가 있다는 장점을 가진다.

이러한 장점을 가능케 하는 구조가 2내지 7에 도시되어 있는데, 그 구성을 설명하면 폐기물 매립홀(601)의 바닥면에 침출수 배출관설치 도랑(602)을 형성한 다음 합성수지필름(603)을 깔고 배수관설치 도랑(602)에는 배수관(604)을 설치하여 여과부재(605)로 채운 다음 그 위에 여과시트(606)를 씌우는 공지의 폐기물 매립방법에 있어서, 상기 합성수지필름(603) 위에 배관부재(60100)를 소정간격으로 배관한 다음 소정 높이로 폐기물층(S1)을 적치하여 배관부재(60100)를 통해 침출수와 부패가스의 유출 및 공기공급으로 조기 안정화를 시키고 상기 폐기물층(S1) 표면에 소정간격으로 종횡라인(L1)(L2)을 표시함으로써 상기 종횡라인(L1)(L2)이 교차하는 교차점(C1)(C2)이 생기게 하여 상기 교차점(C1)(C2)을 크레인으로 부터 자연 낙하되는 동다짐 추에 의해 교호로 동다짐하여 폐기물층(S1)의 높이를 약 20% 정도 축소시킨 다음 상기 폐기물층(S1) 위에 다시 배관부재(60100)를 배관하여 그 위에 폐기물층(S1)을 적치하여 조기 안정화를 시킨 후 동다짐 공정과 배관부재(60100) 설치 및 폐기물층(S1) 적치를 연속 반복하는 것을 특징으로 하는 폐기물 매립방법이다. 또한 폐기물 매립홀(601)의 바닥면과 각 폐기물층 사이에 침출수와 부패가스의 배출 및 공기공급 기능을 갖는 배관부재(60100)가 설치되는 것을 특징으로 하는 폐기물 조기 안정화를 위한 장치를 특징으로 한다. 상기 배관부재(60100)는 호형돌출부(60201)와 호형요입부(60202)가 연속적으로 형성되는 합성수지제 나선주름관(60200)과 상기 나선주름관(60200)의 표면에 씌워지는 여과부재(60300)와 상기 여과부재(60300)와 상기 호형요입부(60202) 사이에 형성되는 공간(h)과 상기 호형요입부(60202)에 천공되는 유통공(60203)이 구비된 것을 특징으로 하고, 상기 여과부재(60300)는 부직포로 된 것을 특징으로 한다.

하지만 이와 같은 기술 구성은 그 장점에도 불구하고 동다짐시 끝단부에서 상부방향으로 절곡된 부분(배관부재)이 지속적인 수직 외력에 의해 찌그러져 변형되는 사례가 있어 변형시 원활한 침출수의 배수와 공기 플러싱이 어려워 배출가스 배출이 곤란하다는 구조적 문제점이 있고,

또한 매립된 폐기물에 대하여 호기성 분위기를 주기 위해 설치된 배관부재의 배열 구조가 일측에서 시작후 중앙부에서 끝나도록 구성되어 원활한 공기순환이 불가능하여 별도의 첨가제 없이 부패를 촉진시킬 수 있는 호기성 분위기 제공이 어렵다는 구조적인 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 매립된 폐기물에 동다짐시 폐기물 하부에 설치된 배관부재가 동다짐 충격에 의해 찌그러져 변형되는 것을 막아 지속적인 침출수의 배출 및 공기 흐름이 유지되도록 함과 동시에 공기의 공급 및 배출구조를 개량하여 폐기물의 호기성 분위기를 증진하여 부패가 원활하게 일어나도록 하는 폐기물 조기 안정화를 위한 호기성 구조를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 고안은 폐기물 매립홀과; 상기 매립홀 바닥면에 형성되는 배수관설치도랑과; 상기 매립홀의 주벽과 바닥에 깔리는 합성수지필름과; 상기 도랑에 설치되는 배수관과; 상기 배수관 주위에 채워지는 자갈 또는 모래와; 그 위에 씌워지는 여과시트와; 상기 매립홀에 다단으로 적층 매립되는 폐기물층과; 상기 폐기물층 하부에 배관 설치되는 침출수 및 가스배출 기능과 공기공급 기능을 갖는 굴신력이 우수한 합성수지제 관체로써 호형돌출부와 다수의 천공된 유통공을 갖는 호형요입부가 연속적으로 형성되고 그 표면에 씌워진 여과부재를 구비한 나선주름관으로 된 배관부재;를 포함하여 구성되는 폐기물 안정화 구조에 있어서, 상기 적층되어 매립되는 각 폐기물층 하부에 배열된 배관부재는 그 양측단이 매립장 밖에 설치되어 일측에서 공급된 공기가 폐기물층을 거친 후 타측으로 순환배출토록 구성하고, 상부방향으로 절곡되는 배관부재의 절곡부에는 배관부재보호부재를 설치 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 각 폐기물층 위에 설치된 배관부재는 한층에 적어도 2개 이상 나란히 배열하고, 상하층간에는 동일한 방향으로 배열하여 적층 구성한다.

또한 상기 각 폐기물층 위에 설치된 배관부재는 한층에 적어도 2개 이상 나란히 배열하고, 상하층간에는 서로 엇갈린 방향으로 배열하여 적층 구성할 수도 있다.

상기 배관부재보호부재는 배관부재 양측에 배관부재의 외경보다 높이가 큰 경질의 블록형상 보호부재로 설치 구성한다.

또한 상기 배관부재보호부재는 배관부재의 외경보다 큰 내경을 가지는 경질의 절곡된 관형상 보호부재 속에 배관부재를 삽입시켜 구성할 수도 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 고안의 호기성 매립방법을 설명하면 다음과 같다.

우선 신설 매립장은 폐기물이 안정화 될 때까지 일정시간 매립될 매립홀을 파는 단계와; 그 바닥면에 배수관설치도랑을 설치하는 단계와; 상기 매립홀의 주벽과 바닥에 합성수지필름을 까는 단계와; 상기 도랑에 배수관을 설치하고 그 주위에 자갈 또는 모래를 채우는 단계와; 그 위에 여과시트를 씌우는 단계와; 폐기물을 매립하여 폐기물층 형성 전에 침출수 및 가스배출 기능과 공기공급 기능을 갖는 배관부재를 배관하는 단계와; 배관부재 위에 소정 높이로 폐기물층을 형성한 후 조기 안정화 시키는 단계와; 안정화 후 폐기물층 표면에 소정간격으로 종횡라인을 표시 후 그 교차점을 크레인으로부터 자연 낙하되는 동다짐 추에 의해 교호로 동다짐하여 폐기물층 높이를 축소시키는 단계와; 이후 전술한 배관, 폐기물층 적층, 조기안정화 및 동다짐하는 단계를 연속 반복하는 단계로 이루어져 폐기물을 안정화하는 방법에 있어서,

상기 배관부재를 배관하는 단계는 배관부재의 개방된 양측단을 매립홀 밖에 위치토록 배관하여 배관 입구에서 공급되는 공기가 폐기물층을 통과 후 타측 출구로 순환배출토록 함으로써 폐기물층 내 항시 공기가 유입되어 호기성 분위기를 유지토록 배관하는 단계로 구성한 것을 특징으로 한다.

또한 기존 매립장은 폐기물이 안정화 될 때까지 일정시간 매립될 매립홀을 파는 단계와; 그 바닥면에 배수관설치도랑을 설치하는 단계와; 상기 매립홀의 주벽과 바닥에 합성수지필름을 까는 단계와; 상기 도랑에 배수관을 설치하고 그 주위에 자갈 또는 모래를 채우는 단계와; 그 위에 여과시트를 씌우는 단계와; 그 위에 소정 높이로 폐기물층을 형성한 후 안정화 시키는 단계로 이루어져 폐기물을 안정화하는 방법에 있어서,

상기 안정화 단계에 있는 기 매립홀의 폐기물층에 침출수 및 가스배출 기능과 공기공급 기능을 갖는 배관부재를 배관하되, 배관부재의 개방된 양측단을 매립홀 밖에 위치토록 배관하여 배관 입구에서 공급되는 공기가 폐기물층을 통과 후 타측 출구로 순환배출토록 함으로써 폐기물층 내 항시 공기가 유입되어 호기성 분위기를 유지토록 배관하는 단계와;

배관부재 위에 소정 높이로 폐기물층을 형성한 후 조기 안정화 시키는 단계와;

안정화 후 폐기물층 표면에 소정간격으로 종횡라인을 표시 후 그 교차점을 크레인으로부터 자연 낙하되는 동다짐 추에 의해 교호로 동다짐하여 폐기물층 높이를 축소시키는 단계와;

이후 전술한 배관, 폐기물층 적층, 조기안정화 및 동다짐하는 단계를 연속 반복하는 단계를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 배관부재를 배관하는 단계는 매립홀의 가장자리에서 상부방향으로 절곡되는 부분의 배관부재를 동다짐시의 충격으로부터 보호토록 구성된 배관부재보호부재를 설치하는 단계를 더 포함하여 구성한다.

상기 각 폐기물층 위에 설치된 배관부재는 한층에 적어도 2개 이상 나란히 배열하고, 상하층간에는 동일한 방향으로 배열하여 적층 구성한다.

또한 상기 각 폐기물층 위에 설치된 배관부재는 한층에 적어도 2개 이상 나란히 배열하고, 상하층간에는 서로 엇갈린 방향으로 배열하여 적층 구성할 수도 있다.

상기 배관부재보호부재는 배관부재 양측에 배관부재의 외경보다 높이가 큰 경질의 블록형상 보호부재로 설치 구성한다.

또한 상기 배관부재보호부재는 배관부재의 외경보다 큰 내경을 가지는 경질의 절곡된 관형상 보호부재 속에 배관부재를 삽입시켜 구성할 수도 있다.

상기에서 배관부재는 다수로 설치되기만 하면 되나, 나란히 배열되면 공기의 흐름방향이 일방향으로 집중적으로 폐기물 내 호기성 분위기가 강하게 되는 장점이 있다.

또한 나란히 배열된 배관부재가 상하간 동일한 방향으로 배열시 상기와 같은 장점이 더욱 배가되는 장점이 있다.

또한 상하층간에 서로 엇갈린 방향으로 배열하면 상기처럼 집중적으로 공기의 흐름방향이 지속되지는 못하나 골고루 폐기물층을 공기를 공급할 수 있다는 장점이 있다.

이하 본 고안의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 8은 본 고안 호기성 매립구조 중 신설매립장일 경우의 단면을 표시한 예시도인데, 그 구성을 보면 폐기물을 매립하도록 하부방향으로 파여진 매립홀(1)이 보이고, 매립홀 하부 중앙부 바닥면에는 배수관설치도랑(2)이 형성되고, 매립홀(1)의 주벽과 바닥에는 침출수의 유출을 방지하는 합성수지필름(3)이 덮여진다.

합성수지필름(3)은 매립홀의 밖으로 가장자리가 나오도록 하여 매립홀 전체가 합성수지필름(3)에 의해 방수구조를 가지도록 구성한다.

상기 배수관설치도랑(2)에는 배수관(4)이 설치되고, 배수관(4) 주위에는 자갈 또는 모래(5)를 채워 구성한다.

상기와 같은 작업이 완료되면 배수관설치도랑(2)에 채워진 자갈 또는 모래(5) 위에 여과시트(6)를 덮는다.

여과시트(6) 상부에는 배관부재(100)를 이웃하는 배관부재(100)와 동일방향으로 다수개 배열하여 설치 구성하는데, 설치시 양 측단 개방부가 매립홀(1)의 밖으로 돌출되도록 하여 공기가 순환배출토록 설치한다.

또한 배관부재(100)는 상부방향으로 절곡되는 절곡부에는 도 10, 11에 도시된 배관부재보호부재(200)를 설치하여 동다짐시의 하중을 견디도록 설치한다. 종래에는 이와 같은 구성의 미비로 동다짐시 배수관이나 배관부재가 찌그러져 침출수나 공기 및 가스의 공급 및 배출에 많은 어려움이 있어 매립지의 안정화 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

도시된 도면이 우측에 있는 수치는 매립층의 높이를 기재한 것인데, 매립시 제일 하부의 매립층은 8m정도로 매립하고 이후는 3m씩 매립한다. 이와 같은 수치는 매립시의 높이로 안정화 및 동다짐후에는 이와 같은 높이보다 작은 높이로 매립층 수축하게 된다.

또한 상부에 도시되어 기재된 바와 같이 동다짐시 정상타격구간은 1,3단계타격과, 2,4단계 타격을 가해 동다짐 하지만 그 외의 구간은 이와 같은 타격을 하지않고 현실설정검토구간으로 남겨 놓아 각각의 현장여건에 따라 타격여부를 결정한다.

상기 배관부재(100)의 구성은 전술한 종래기술의 도 7 구성과 동일하거나 유사한 구성이면 족하다. 참고적으로 도 7의 구성과 같은 배관부재는 폐기물층에 중간 접합 없이 고르게 배관되고 배관부재인 나선주름관의 표면에는 여과포가 씌워짐으로써 침출수에 이물질이 혼합되지 않고 보다 깨끗이 여과되어 배출됨으로 정화설비비와 그 관리비용이 절감되고 따라서 2차 환경오염 방지의 효과도 크고 급격하게 우수가 유입되더라도 신속히 배출시킬 수가 있다. 또한 배관부재를 통하여 폐기물층 내부로 공기를 주입시 상기 침출수 배출시 발생되는 여과포에 부착되는 이물질을 제거시킴으로써 차기 침출수 배출시의 여과능력 저하를 방지할 수 있는 이중효과를 거둘 수 있다.

도 9는 본 고안 호기성 매립구조 중 기존 매립장일 경우의 단면을 표시한 예시도인데, 도 8과 달리 기존 매립장을 안정화하기 위한 구성으로 기존매립층 상부부터는 도 8의 구성 및 방법과 동일하게 설치 구성한다.

도 10은 본 고안 호기성 매립구조를 이루는 배관부재보호부재의 한 실시예도를 도시하고 있는데, 배관부재보호부재(200)는 폐기물층(S1) 하부에 평행하게 설치되는 배관부재(100)가 매립홀(1)의 가장자리에서 매립홀(1) 밖으로 나가기 위해 상부방향으로 절곡되는 부분에 설치되어 배관부재가 동다짐시 하중에 의해 변형되는 것을 보호하기 위한 보호 수단이다. 이러한 보호수단의 형상은 여러가지 실시예가 가능하지만 도 10에서는 배관부재(100) 양측에 배관부재의 외경보다 높이가 큰 경질의 블록형상 배관부재보호부재(200)로 형성된 것을 도시하고 있다. 이와 같은 구조가 시공시 가장 간단하고 편리한 시공구조이다.

도 11은 본 고안 호기성 매립구조를 이루는 배관부재보호부재의 다른 실시예도를 도시하고 있는데, 도 10의 실시예 형상과 다르게 배관부재(100)의 외경보다 큰 내경을 가지는 경질의 절곡된 관형상 보호부재 속에 배관부재(100)가 삽입되어 보호되도록 구성하였다. 이와 같은 구조는 상부가 막혀 있는 구조로, 즉 배관부재보호부재(200) 속에 배관부재(100)가 삽입됨으로써 도 10의 구조 보다 더욱 확실하게 배관부재의 절곡부를 보호하게 된다.

상기에서 배관부재의 재질을 경질로 한정한 것은 비록 그 재질이 무기재료, 플라스틱, 철류 등 어느 것이나 선택하여 사용해도 상관 없지만, 각 선택된 재료는 동다짐시의 외력에 의한 하중을 견뎌 그 하중이 배관부재까지 전달되는 것을 막을 정도의 단단함을 가져야 하므로 경질로 한정하였다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 폐기물이 안정화 될 때까지 일정시간 매립될 매립홀을 파고, 그 바닥면에 배수관설치도랑을 설치하며, 상기 매립홀의 주벽과 바닥에 합성수지필름을 깔고, 상기 도랑에 배수관을 설치하고 그 주위에 자갈 또는 모래를 채우며, 그 위에 여과시트를 씌우고, 그 위에 폐기물층을 매립하는데, 그 전에 폐기물층 하부에 침출수 및 가스배출 기능과 공기공급 기능을 갖는 배관부재를 배관하되, 배관부재의 개방된 양측단을 매립홀 밖에 위치토록 배관하여 배관 입구에서 공급되는 공기가 폐기물층을 통과 후 타측 출구로 순환배출토록 함으로써 폐기물층 내 항시 공기가 유입되어 호기성 분위기를 유지토록 배관한다. 이와 같은 배관에 의해 폐기물층에서는 보다 많은 공기과 접해 부패의 속도가 빨라지게 된다. 따라서 안정화 시간이 이전 방법보다 단축하게 된다. 또한 배관시 배관부재를 매립홀의 가장자리에서 매립홀 밖으로 나가기 위해 상부방향으로 절곡되는 부분에 배관부재보호부재를 설치한다.

호기성분위기 내에서 안정화가 이루어지면 동다짐을 하게 되는데 동다짐 방법은 종래의 방법인 도 3과 같은 방법으로 동다짐한다. 즉 폐기물층 표면에 소정간격으로 종횡라인을 표시 후 그 교차점을 크레인으로부터 자연 낙하되는 동다짐 추에 의해 교호로 동다짐하여 폐기물층 높이를 축소시킨다. 이때 상기 배관부재보호부재에 의해 동다짐에 의한 배관부재의 절곡부 변형이 방지된다.

이러한 동다짐이 끝나면 배관부재의 배관, 폐기물층 적층, 조기안정화 및 동다짐하는 단계를 연속 반복한다.

본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 본 고안은 다수개가 다단으로 적층배열된 배관부재의 공기공급 구조가 일측 지상의 공기가 폐기물층을 거친 후 다시 지상으로 배출되는 순환배출 구조를 가짐으로써 폐기물층 내부가 호기성 분위기를 유지하게 되어, 별도의 부패촉진 첨가제를 투입하지 않고도 부패를 촉진시킴으로써 종래의 매립구조에 비해 안정화 시간이 대폭 단축된다는 장점과, 배관부재의 절곡부가 보호됨으로써 동다짐에 변형되지 않아 지속적으로 원활하게 가스, 침출수, 공기가 공급 및 배출됨으로써 안정화 시간이 단축된다는 장점을 가진다. 따라서 폐기물의 매립량을 크게 늘려 매립부지 확보에 따른 문제점, 즉 매립지 확보에 따른 부담을 감소시킬 수가 있다.

보다 자세하게 설명하자면 본 고안 호기성매립 구조는 매립지에 공기를 주입해 매립지를 호기성 상태로 만들어 미생물에 의한 유기물질의 분해를 촉진시켜 매립지를 조기 안정화 시키는 방법인데, 이와 같은 매립구조는 1～5년 정도의 짧은 기간 동안 매립지를 10～20년 정도 경과한 충분히 안정화된 상태로 만들수 있다는 장점과,

또한 약 1000여개에 달하는 비위생 매립지의 정비 및 복원에 호기성 안정화 및 동다짐 공법의 도입에 따른 매립지 환경 복원과 매립지의 재활용이 기대되고, 신규매립지 및 기존 매립지의 호기성 안정화 및 동다짐 공법의 도입에 따른 매립지의 침하 방지, 악취, 침출수 및 매립가스 등의 발생억제에 따른 많은 환경문제 해결과 매립지 수명 연장이 가능하다는 장점을 가진 유용한 고안으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 고안인 것이다.

도 1은 종래 폐기물 매립방법에 의한 매립상태의 단면 예시도,

도 2는 종래 폐기물 매립 구조의 초기 공정을 예시한 단면도,

도 3은 종래 방법에서 폐기물층의 동다짐 위치를 예시한 평면도,

도 4는 종래 동다짐이 완료된 폐기물층 위에 폐기물 조기 안정화를 위한 배관부재가 배관된 상태의 단면 예시도,

도 5는 종래 동다짐된 폐기물층 위에 배관부재가 배관된 상태의 평면도,

도 6은 종래 매립방법 및 폐기물 조기 안정화를 위한 구조에 의해 폐기물매립이 완료된 상태의 단면 예시도,

도 7은 종래 폐기물 조기 안정화를 위한 구조인 배관부재의 확대 단면 예시도,

도 8은 본 고안 호기성 매립구조 중 신설매립장일 경우의 단면을 표시한 예시도,

도 9는 본 고안 호기성 매립구조중 기존 매립장일 경우의 단면을 표시한 예시도,

도 10은 본 고안 호기성 매립구조를 이루는 배관부재보호부재의 한 실시예도,

도 11은 본 고안 호기성 매립구조를 이루는 배관부재보호부재의 다른 실시예도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 매립홀 (2) : 배수관설치 도랑

(3) : 합성수지필름 (4) : 배수관

(5) : 자갈 또는 모래 (6) : 여과시트

(100) : 배관부재 (200) : 배관부재보호부재

(S1) : 폐기물층

Claims (5)

1. 폐기물 매립홀과; 상기 매립홀 바닥면에 형성되는 배수관설치도랑과; 상기 매립홀의 주벽과 바닥에 깔리는 합성수지필름과; 상기 도랑에 설치되는 배수관과; 상기 배수관 주위에 채워지는 자갈 또는 모래와; 그 위에 씌워지는 여과시트와; 상기 매립홀에 다단으로 적층 매립되는 폐기물층과; 상기 폐기물층 하부에 배관 설치되는 침출수 및 가스배출 기능과 공기공급 기능을 갖는 굴신력이 우수한 합성수지제 관체로써 호형돌출부와 다수의 천공된 유통공을 갖는 호형요입부가 연속적으로 형성되고 그 표면에 씌워진 여과부재를 구비한 나선주름관으로 된 배관부재;를 포함하여 구성되는 폐기물 안정화 구조에 있어서, 상기 적층되어 매립되는 각 폐기물층 하부에 배열된 배관부재는 그 양측단이 매립장 밖에 설치되어 일측에서 공급된 공기가 폐기물층을 거친 후 타측으로 순환배출토록 절곡하여 구성하고, 절곡되는 배관부재의 절곡부에는 배관부재보호부재를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 폐기물 조기 안정화를 위한 호기성 매립 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 각 폐기물층 위에 설치된 배관부재는 한층에 적어도 2개 이상 나란히 배열하고, 상하층간에는 동일한 방향으로 배열하여 적층 구성한 것을 특징으로 하는 폐기물 조기 안정화를 위한 호기성 매립 구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 각 폐기물층 위에 설치된 배관부재는 한층에 적어도 2개 이상 나란히 배열하고, 상하층간에는 서로 엇갈린 방향으로 배열하여 적층 구성한 것을 특징으로 하는 폐기물 조기 안정화를 위한 호기성 매립 구조.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 배관부재보호부재는 배관부재 양측에 배관부재의 외경보다 높이가 큰 경질의 블록형상 보호부재로 설치 구성한 것을 특징으로 하는 폐기물 조기 안정화를 위한 호기성 매립 구조.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 배관부재보호부재는 배관부재의 외경보다 큰 내경을 가지는 경질의 절곡된 관형상 보호부재 속에 배관부재를 삽입시켜 구성한 것을 특징으로 하는 폐기물 조기 안정화를 위한 호기성 매립 구조.