매립지에서 반응성 투수벽체의 현장적용성에 관한 연구

Abstract

급격한 산업발전과 인구의 증가로 인해 각종 자원과 에너지 소비가 증가하고 있으며 그로 인하여 양적, 질적으로 다양한 쓰레기가 발생되고 있다. 폐기물 발생량은 1991년도까지는 연평균 8%의 증가를 보였으나 1992년 이후부터 폐기물 배출의 원천적인 감량화 노력과 종량제 실시로 쓰레기 분리수거 및 재활용율의 증가에 따라 점차 감소하는 추세를 보이고 있다. 그러나 우리나라에서는 700여개의 불량 폐기물 매립지가 전국에 산재해 있으며, 그 폐기물 매립장에서 발생되는 많은 침출수는 매립장 시설의 미비와 관리 부족으로 제대로 처리되지 못하고 있다. 그리하여 매립지는 물론 인근 지역의 지하수들을 심각하게 오염시키고 생태계를 파괴할 뿐만 아니라 지역주민들의 건강을 위협한다는 점에서 시급히 해결해야할 문제이다. 따라서, 본 연구에서는 매립장 침출수 처리에 있어 물리적인 차수기능만 있는 차수벽체 대신 화학적, 생물학적 정화처리 기능이 있는 복합 반응성 투수벽체의 지반공학적 적용성을 실내실험 및 현장실험을 통하여 평가하였다. 특히 호기성 폴리우레탄층, soil-bentonite층, 혐기성 폴리우레탄의 총 3층으로 구성 되어 있는 투수벽체 중 soil-bentonite층의 지반공학적인 특성을 고려하여 최적배합비를 산정하고 현장 적용성을 검토하는데 그 목적을 두고 있다. 이 벽체의 최적배합비를 산정하기 위해 일축압축강도시험 및 삼축투수시험을 실시한 결과, 매립지의 일축압축강도 규정(5kgf/㎠)과 투수성(투수계수 10^(-3)～10^(-4)cm/sec)에 준거하여 모래와 황토의 최적 배합비가 8:2이고 벤토나이트의 함량은 2%인 것으로 확인되었다. 그리고 실내실험에서 산정 된 최적배합비의 현장적용성을 검토해 보고자 현장과 유사한 정수위 투수시험을 실시하였고, 그 매립장 현장에 파일럿을 설치하여 최적배합비를 적용시킨 투수벽체를 형성 한 후 120일 동안 장기간 현장투수시험을 실시하였다. 그 결과 정화하는데 필요한 시간을 충족시키는 투수계수(10^(-3)～10^(-4)cm/sec) 를 만족하였으며 그 투수계수가 장기간 지속적으로 유지 되는 것으로 판단되어 환경친화적인 정화능력을 가질 수 있다고 사료된다.; Various and gigantic amount of waste materials are being generated with the economic growth and the industrial development, and in Korea, most of the waste materials are buried for disposal. Though burial has the advantage of the safety and economic efficiency, it poses a great problem to the surrounding environment as a potential source of contamination, like the foul odor, and contamination of river and ground water, and so forth. At present, the impermeable barrier of landfill provides the impermeable function that prevents the leachate from being permeated into the ground. However, a certain regular amount of leachate has continued to get into the ground and the leachate has been purified by the separate purification facility. Consequently, a lot of cost of construction and facility maintenance is necessary to process the leachate. This study calculated the optimum mixing ratio of the permeable barrier that complies with the regulation of the unconfined compressive strength and has the permeability that meets the time required for the purification, as part of development project to convert the existing impermeable barrier to the permeable barrier capable of water purification, which aims to save the cost of leachate treatment and to promote the convenience of construction and facility management. This study estimated the permeability of permeable reactive barriers applied to the treatment of the leachate in a landfill by laboratory test and field test. The unconfined compressive strength test and the permeability test were conducted to measure the optimum-mixing ratio, since the permeability varies with the mixing ratio of bentonite, loess, and sand. As a result, the optimum-mixing ratio that satisfied the regulation of unconfined compressive strength(5kgf/㎠)and coefficient of permeability(10^(－3)～10^(－4) cm/sec) of the landfill was when the ratio of sand and loess was 8:2 with bentonite content of 2%. Based on the result, field experiments are conducted to measure the permeability result showed that the coefficient of permeability is 6.7×10^(－4)～1.3×10^(－3) cm/sec.