Characteristics of Stabilization of Excavated Solid Wastes by Aerobic and Anaerobic Landfilling

호기 및 혐기매립에 의한 굴착폐기물의 안정화 특성 연구

Anaerobic decomposition of municipal solid waste (MSW) had potential adverse impacts such as the production of methane and long-term post closure on human health and the environment. It was demonstrated that aerobic degradation of MSW resulted in the reduction of a methane yield and the enhancement of stabilization of MSW. Excavated solid wastes were both aerobically and anaerobically treated in order to evaluate the effects of air injection on the stabilization of landfill site. The municipal solid waste (MSW) samples were excavated from a 10-year old landfill (operation period: 1991. 11~1994. 11), Jeonju, Korea. Excavated municipal solid wastes are primarily composed of soils and vinyl/plastics. For the two aerobic simulated lysimeters, the levels of $O_2$ ranged 1.6~23.1% and the levels of $CO_2$ ranged 1.5~15.1%, which confirmed the aerobic decomposition. Aeration did prevent methane formation. For the anaerobic simulated lysimeter, the $CO_2$ rose as $O_2$ was consumed and low levels of CH4 were produced. The pH levels ranged from 7.7 to 8.9 for anaerobic lysimeter and from 7.3 to 8.5 for aerobic lysimeters. As expected, aerobic treatment proved to enhance the removal of biodegradable materials in the excavated solid wastes when monitoring the concentration of BOD, COD, $NH_4-N$, and $NO_3-N$ in the leachate.

폐기물의 혐기성 분해반응은 메탄 발생 및 건강 위해성 등과 같은 악영향을 줄 수 있다. 폐기물을 호기적인 조건에서 분해하는 것은 메탄발생 억제 및 폐기물의 조기 안정화를 촉진하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 굴착폐기물을 충전한 모의 매립조를 호기 및 혐기 조건으로 운전함으로써 공기주입이 매립지의 조기안정화에 미치는 영향을 살펴보았다. 본 연구에서는 전주 S 비위생 매립지(매립기간: 1991. 11~1994. 11)에서 폐기물을 굴착하여 시료로 이용하였다. 굴착폐기물은 물리적 조성은 토사류, 비닐/플라스틱류의 난분해성 및 비분해성 물질이 대부분이었다. 호기성 매립조의 발생가스 조성에서 비교적 높은 산소와 이산화탄소 농도가 나타나 미생물에 의한 호기성 분해가 활발하게 일어나고 있는 것을 알 수 있었다. 굴착폐기물의 혐기성 분해는 매우 미미하여 혐기성 매립조에서는 저농도의 $CH_4$ 가스가 발생하였다. 모의매립조의 침출수 pH는 혐기성 매립조 7.7~8.9, 호기성 매립조 7.3~8.5로 약알카리성을 나타내었다. BOD, COD, $NH_4-N$, $NO_3-N$의 농도변화를 관찰해 보았을 때, 굴착폐기물에 공기를 주입하여 호기성 조건을 만들어 주는 것은 유기물의 생물학적 분해를 가속화하여 침출수의 수질 개선에 큰 도움을 주는 것으로 나타났다.