이미 선진국에서는 악취오염의 문제가 대기오염 문제로 관심의 대상이 되고 있다. 일반적으로 악취는 황화수소(H$_2$S), mercaptan류, 아민류 및 기타 자극성 있는 기체상 물질이 사람의 냄새 감각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새로서 정의되어 있다. 본 연구의 목적은 울산의 쓰레기ㆍ폐기물 매립장(삼산/성암/온산)중에서 성암 쓰레기 매립장의 악취 오염도를 분산모델링을 이용한 방법론 개발과 인근 주민의 피해를 예측함과 아울러 차후의 쓰레기ㆍ폐기물 매립장 건설에 있어서 악취오염 제어 및 관리대책을 수립하는데 참고 자료로 활용하고자 한다.(중략)
본 연구에서는 폐기물 매립지의 건설부지로서의 유효활용의 평가를 위해 서울 난지도에 시험부지를 선정하여 현장시험시공을 수행하였다. 이 부지는 15년간(78'3~93'3) 생활쓰레기, 건설폐자재, 산업폐기물이 매립된 지역으로서 시험부지를 4개의 Yard로 나누었으며 Yard-1, 2는 복토재를 제거하지 않고 Yard-3, 4는 복토재를 제거하고 수행하였다. 동다짐시 에너지는 Yard-1, 3는 $15ton{\times}20m$, Yare-2, 4는 $15ton{\times}15m$으로 구분하여 시험을 실시하였고 동다짐 효율, 최적타격 횟수, 현장 소음 진동영향을 파악하였다. 시험시공결과, 폐기물 매립지반에서 건설부지 활용을 위한 지반처리대책 공법중 동다짐 공법은 소음 진동 대책을 수립하여 적용할 경우 그 적용성은 매우 양호한 것으로 평가되었다.
폐기물 매립지 내에셔 가스 흐름을 추정하기 위하여 수치 모델을 개발하였다. 가스 흐름은 밀도에 영향 받는 밀도류이고 매립지 내의 매체는 매우 불균질하므로 단순한 수학적 해법으로 가스 흐름을 추정하기 어렵다. Darcy 방정식과 절량 보존의 법칙을 결합하고 이상 기체 방정식을 도입하여 지배방정식을 만들어지고, 이 지배방정식을 유한요소법으로 풀이하였다. 정류상태 모의의 결과는 AIRFLOW 모델에 의한 모의 결과와 일치한다. 부정류 상태 모의 결과는 질량 보존 평가와 일정 시간 후의 결과를 정류상태의 결과와 비교하여 간접적으로 결과의 신뢰성을 평가하였다. 대우건설에서 1993년에 실시한 난지도 매립지 가스 추출 시험 결과를 모델을 사용하여 분석하였다. 개발된 모델은 1994년 재단법인 한국컴퓨터 프로그램 보호회에 등록되었다.
본 연구에서는 매립 폐기물 분해와 사전안정화를 위한 최적 산소 전달 방식을 평가하기 위하여 대상 매립지와 모형매립조 실험을 수행하였다. 매립년한이 오래된 매립지의 경우 낮은 유기물 함량으로 인해 저압/저유량의 연속 공기 주입방식이 효과적인 것으로 나타났다. 또한, 공기 주입 및 매립가스 추출은 유기물의 생분해 보다 매립지 내부의 공기 치환에 의한 SVE (Soil Vapor Extraction)효과가 보다 큰 것으로 나타났다. 따라서, 매립지의 공기주입 방식은 매립지의 조기안정화뿐만 아니라 매립지 굴착, 선별 및 이송시 발생될 수 있는 가스 문제를 사전에 저감할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 공기주입에 의한 고형 폐기물의 빠른 안정화를 달성할 수 있는 매립지의 호기성 공정을 평가하는 것을 목표로 하였다. 실험은 매립지에서 최적의 공기주입방법을 평가하기 위해 선별토사를 충전한 4개의 모의 매립조(혐기성, 1PV(pore volume/day)공기주입, 5PV 공기주입, 10PV 공기주입)를 운영하였다. 선별토사를 충전한 bioreactor를 호기성으로 운전한 경우에 공기를 주입하지 않은 bioreactor에 비해 유기물 분해가 뛰어난 것으로 나타났다. 매립가스의 발생량 및 조성변화와 soil respiration test 결과로부터 5 PV/day으로 공기를 주입한 bioreactor가 유기물 분해율이 가장 높은 것으로 나타났다.
본 연구에서는 최근 20년간 국내외에서 연구가 진행되었던 실험실 규모 모의매립조에 관한 연구 결과를 종합적으로 검토하여 운전인자의 종류, 운전목적, 장치의 크기 등을 조사하였다. 이를 통해서 실험실 규모 폐기물 모의매립조를 활용하여 수행할 수 있는 연구 내용과 한계에 대하여 논의하였으며, 이는 추후 관련 연구를 수행하는데 있어서 참고자료로 활용할 수 있을 것이다.
소형루프 전자탐사는 폐기물 매립지로부터 발생되는 오염원의 범위 및 경로를 추적하기 위한 개략적인 조사에 효과적인 방법이다. 본 연구에서는 매립물 분포 범위 및 침출수 발생 범위 파악을 위하여 다중주파수를 이용한 소형루프 전자탐사를 수행하였으며, 탐사 결과를 24곳의 트렌치 조사와 12개소의 시추조사에서 확인된 오염범위와 비교한 결과 매립지의 규모 및 침출수 범위 추정이 가능한 것으로 밝혀졌다. 그러나 본 매립지가 해안지역 삼각주에 위치함에 따라 약10 m 이하 심도에서 나타나는 10 ohm-m 이하의 낮은 전기비저항의 원인을 규명하기 위해서는, 10 m 이하 심도까지 시추조사를 병행하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
미분해 유기물이 다량 존재하는 매립초기에 발생되는 침출수는 미생물에 의한 혐기성 소화가 진행됨에 따라 침출수중의 유황성분이 유황환원세균 등에 의해 황화물이온으로 환원되고, 이것이 금속이온의 양보다 과잉으로 많을 경우 sol화된 금속황화물이 되어 침출수를 검은색으로 변색시킴을 알 수 있었으며, 이들은 검은색의 입자상 물질을 형성하여 침전물을 생성함을 알 수 있었다. 따라서 이와 같은 침출수 처리를 위해 과잉의 황화물이온을 당량이상의 금속이온과 반응시킨다면 부동태화시킬 수 있다는 향후의 경제적 효율적인 처리를 위한 중요한 가능성을 확인할 수 있었다.
폐기물매립장에서 토목합성재료의 사용은 점토, 모래 등 자연골재 수급의 어려움으로 해마다 증가하고 있다. 특히, 우리나라의 폐기물매립지는 곡간지형이나 해안매립지에 건설하는 경우가 많아 지반공학적으로 매우 불리한 조건이다. 따라서, 본 연구는 폐기물매립장에 사용되는 토목합성재료의 마찰특성을 평가하였고, 현장모형실험, 수치해석을 통해 토목합성재료가 사용된 폐기물 매립장의 사면안정성에 관하여 연구하였다. 현장실대형 실험을 통한 토목합성재료와 사면의 파괴 거동을 분석한 결과 일체형과 분리형 지오컴포지트는 자체의 변형 뿐만아니라 하부 지오멤브레인의 응력 및 변형율에도 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 일체형이 설치된 사면이 분리형이 설치된 사면에 비해 약 50% 적은 변형을 나타내었다. 사면의 전방변위와 침하량은 분리형이 설치된 사면이 일체형이 설치된 사면이 비해 약 3배 이상의 침하량과 변위를 나타내었다. 토목합성재료와 지반, 토목합성재료와 쓰레기, 토목합성재료사이의 불연속면을 인터페이스요소로 모델링하여 수치해석을 수행한 결과, 현장 실대형실험 결과와 잘 부합되는 것으로 판명되었다. 이는 토목합성재료의 상호간 변위를 확인할 수 있어 인터페이스요소로 모델링하는 것이 토목합성재료가 사용된 폐기물 매립장의 사면안정해석에 적절한 것으로 판단되었다.
인천광역시 서구에는 폐기물ㆍ폐수수탁처리사업장, 사료제조업, 화학ㆍ펄프제조ㆍ주물공장, 축산ㆍ산업 등의 많은 악취유발업체가 산재하고 있으며 더욱이 서울특별시, 인천광역시, 경기도내 수도권에 인접한 13개 시ㆍ군에서 배출하는 폐기물을 처리하고 있는 수도권 매립지가 위치하고 있어 악취로 인한 인근 지역주민의 생활피해와 이에 따른 다발성 민원의 제기 등으로 악취발생의 대책수립에 보다 근본적이고 체계적인 요인분석의 필요성이 무엇보다도 절실하게 요구되고 있다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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