KR20110109103A - 액상 폐기물 차수막 누출 시 전기영동 및 전기삼투 현상과 연직분사 그라우팅 기법을 활용한 긴급 복원방법 - Google Patents

액상 폐기물 차수막 누출 시 전기영동 및 전기삼투 현상과 연직분사 그라우팅 기법을 활용한 긴급 복원방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기영동과 전기삼투현상과 연직분사 그라우팅 기법을 활용한 액상 폐기물 매립지 차수막의 긴급 복원방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유해 침출수의 누출이 진행중인 사용중 또는 사용 종료된 폐기물 매립지에 대해 몬모릴로나이트(Montmorillonite) 함량이 90% 이상인 나트륨-벤토나이트(Na-Bentonite) 또는 순수한 100% 나트륨-몬모릴로나이트(Na-Montmorillonite)중에서 어느 하나를 5~15kg/m3 정도의 점토 현탁액 슬러리로 조성하고, 이를 매립지 상부에 천공하여 주입함과 전기영동 및 전기삼투 현상에 의한 현탁액 입자의 조밀화를 통하여 누출을 차단함을 특징으로 한다.

Description

액상 폐기물 차수막 누출 시 전기영동 및 전기삼투 현상과 연직분사 그라우팅 기법을 활용한 긴급 복원방법{Restoration method of leakage in liquid waste}
본 발명은 동전기 현상과 연직분사 그라우팅 기법을 활용한 액상 폐기물 매립지 차수막의 긴급 복원방법에 관한 것으로서, 차수막의 누출위치를 파악하여 누출지점근처에서 마이크로시멘트와 규산나트륨을 혼합한 그라우트재를 연직 분사하고 전기영동 및 전기삼투 현상을 이용하여 누출구 주변을 봉인하는 것에 관한 것이다.
우리나라의 경우 액상 매립장의 정비·복원 과 재활용 기술에 대한 지식과 경험이 부족하여 그 처리기술 개발이 아직 미흡한 실정이다.
한편, 기존의 액상 폐기물 매립지 누출 차단은 매립지 주변에 sheet pile을 삽입하거나 시멘트 벽체를 설치하는 간접적인 방법이다.
상술한 간접적 방법은 차단벽 시공시까지 오랜 시간이 소요되며, 매립지 주변에 모두 설치해야 하므로 경제적으로 매우 불리하다.
또한 긴급차단 및 복구를 요하는 액상 매립지의 특성상 적용에 한계가 있는 문제점이 있는 것이 현실이다.
따라서 매립지의 누출위치를 파악한 후 연직 그라우팅 기법과 전기영동 및 전기삼투 현상을 활용하여 긴급하게 복원 가능한 기술이 필요하다.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 매립지의 누출구를 파악한 후 연직 그라우팅 기법과 전기영동 및 전기삼투를 활용하여 긴급하게 복원 가능한 방법을 제공하는 것이 목적이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 유해 침출수의 누출이 진행중인 사용중 또는 사용 종료된 폐기물 매립지에 대해 몬모릴로나이트(Montmorillonite) 함량이 90% 이상인 나트륨-벤토나이트(Na-Bentonite) 또는 순수한 100% 나트륨-몬모릴로나이트(Na-Montmorillonite)중에서 어느 하나를 5~15kg/m3 정도의 점토 현탁액 슬러리로 조성하고, 이를 매립지 상부에 천공하여 주입함을 특징으로 하는 동전기 현상과 연직분사 그라우팅 기법을 활용한 액상 폐기물 매립지 차수막의 긴급 복원방법을 제공한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 매립지의 누출구를 파악한 후 연직 그라우팅 기법과 전기영동 및 전기삼투를 활용하여 긴급하게 효율적으로 복원이 가능한 효과가 있다.
도1은 고압분사 그라우팅기법에 의한 매립지 누출구 복원의 개념도.
도2는 액상 폐기물 매립지내 전기영동 및 전기삼투압밀 현상에 의해 고밀도화된 점토케이크의 형상의 도시한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 일 실시예를 설명하기로 한다.
첨부된 도1은 본 발명을 이용한 고압분사 그라우팅기법에 의한 매립지 누출구 복원의 개념도이고, 도2는 본 발명을 이용하여 액상 폐기물 매립지내 전기영동 및 전기삼투압밀 현상에 의해 고 밀도화된 점토케이크의 형상의 도시한 도면이다.
본 발명은 동전기 현상과 연직분사 그라우팅 기법을 활용한 액상 폐기물 매립지 차수막의 긴급 복원방법에 관한 것임은 상술한 바와 같다.
도1 및 도2를 참조하여 본 발명을 살펴보면, 폐기물 매립지 차수막을 기준으로 차수막내부에는 양극, 차수막 외부에는 음극의 전극을 설치하고, 그라우팅에 의해 누출지점까지 마이크로 시멘트나 팽창성이 큰 점토(벤토나이트)등을 투입한 후 일정 전기장을 적용시키면 누출구 근처에 투입된 마이크로 시멘트 또는 점토재료는 누출구를 통해 연결된 전기장의 힘(전기영동현상)에 의해 누출구 방향으로 이동하여, 누출구 부근에서 점토 케이크를 형성하고, 전기삼투압밀(Electro-osmosis consolidation)에 의해 점토 케이크내 간극수는 음극방향으로 지속적으로 배수되며 압밀이 유발되는데, 이러한 압밀현상은 형성된 점토 입자의 고밀도화를 유발하여 누출이 지속적으로 발생하는 누출구를 확실히 봉인할 수 있다. 본 특허는 이러한 동전기(Electrokinetic) 현상을 이용하여 점토의 이동 및 압밀을 촉진하여 보수하는 단계를 포함한다.
또한 매립지 폐기물의 점토의 이동을 방해할 정도로 큰 고형체일 경우나 또는 누출구의 범위가 광대하거나 작은 누출이 넓은 범위에 걸쳐 분포되어 있을 경우, W/C=50~200%인 마이크로시멘트와 규산나트륨(5~20kg/m3)을 혼합한 그라우트재를 고압으로 연직 분사하여 누출구 주변을 긴급하게 보수하는 단계를 포함한다.
즉, 본 발명은 유해 침출수의 누출이 진행중인 사용중 또는 사용 종료된 폐기물 매립지에 대해 몬모릴로나이트(Montmorillonite) 함량이 90% 이상인 나트륨-벤토나이트(Na-Bentonite) 또는 순수한 100% 나트륨-몬모릴로나이트(Na-Montmorillonite)중에서 어느 하나를 5~15kg/m3 정도의 점토 현탁액 슬러리로 조성하고, 이를 매립지 상부에 천공하여 주입함을 특징으로 한다.
또한, 상기의 천공된 홀을 통해 조성된 점토 슬러리를 주입후, 폐기물 매립지 차수막을 기준으로 차수막 내부는 음(-) 전극을 삽입하고 차수막 외부에는 양(+)전극을 삽입한 후 약 0.5~1.0V/cm 정도의 적정 전기경사를 적용시켜 동전기 현상에 의해 표면이 음(-)극으로 대전된 점토 입자가 동전기(Electrokinetic) 현상에 의해 누출구를 통해 양(+)전극으로 끌려감으로서 누출구 부근에 점토 케이크를 형성하는 것을 특징으로 하게 된다.
상술한 몬모릴로나이트(Montmorillonite)는 단사정계의 광물로 점토광물의 일종이며, 굳기는 1~1.5, 비중은 2~1.5, 백색, 회색, 담홍색, 청색, 녹색을 띠게되는 한편, 수분을 흡수하여 7~10배 부피가 증가하는 성질이 있으며, 이온 교환성이 높다.
또한, 150%~500%의 함수량에서 점착력이 있고, 내부마찰저항이 작은 특징을 가지며, 알로미늄이 풍부한 광물이나 암석의 변질로 생성되게 된다.
그리고 폐기물 매립지내 비전도성의 고형 폐기물이 다량 존재하거나 또는 매립지 차수막의 파손정도가 광범위하거나 작은 누출구가 광범위하게 넓게 분포되어 있는 경우 점토 슬러리의 주입과 동전기 현상에 의한 점토 케이크의 형성 효율이 감소될 가능성이 있으므로 이와 같은 경우에서는 차수막의 누출위치를 명확히 파악하여 누출지점까지 선행 보링한 이후 W/C=50~200%인 마이크로시멘트와 규산나트륨(5~20kg/m3)을 혼합한 그라우트재를 고압으로 연직 분사하여 누출구 주변을 완벽하게 봉인하게 되는 것이다.

Claims (3)

  1. 유해 침출수의 누출이 진행중인 액상 폐기물 매립지에 대해 몬모릴로나이트(Montmorillonite) 함량이 90% 이상인 나트륨-벤토나이트(Na-Bentonite) 또는 순수한 100% 나트륨-몬모릴로나이트(Na-Montmorillonite)중에서 어느 하나를 5~15kg/m3 정도의 점토 현탁액 슬러리로 조성하고, 이를 매립지 상부에 천공하여 주입함을 특징으로 하는 연직분사 그라우팅 기법과 전기영동 및 전기삼투현상을 활용한 액상 폐기물 매립지 차수막의 긴급 복원방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기의 천공된 홀을 통해 조성된 점토 슬러리를 주입후, 폐기물 매립지 차수막을 기준으로 차수막 내부는 음(-) 전극을 삽입하고 차수막 외부에는 양(+)전극을 삽입한 후 약 0.5~1.0V/cm 정도의 적정 전기경사를 적용시켜 동전기 현상에 의해 표면이 음(-)극으로 대전된 점토 입자가 동전기(Electrokinetic) 현상에 의해 누출구를 통해 양(+)전극으로 끌려감으로서 누출구 부근에 점토 케이크를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기영동 및 전기삼투`현상과 연직분사 그라우팅 기법을 활용한 액상 폐기물 매립지 차수막의 긴급 복원방법.
  3. 누출구 부근에서 형성된 점토 케이크가 점차 시간의 경과함에 따라 전기삼투 현상에 의해 점토 케이크내 간극수가 음(-)극으로 배수되어 형성된 점토 케이크의 밀도가 점차 증가하여 누출구를 봉인하는 것을 특징으로 하는 동전기 현상과 연직분사 그라우팅 기법을 활용한 액상 폐기물 매립지 차수막의 긴급 복원방법.
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