침출수 처리법에 관한 질문입니다.

가. 매립시설 기준


(1) 공통기준

(가) 매립시설의 주위에 철망 등의 외곽시설을 지상 1.5m 이상의 높이로 설치

(나) 폐기물 매립시설임을 표시하는 가로100㎝ 이상, 세로 50㎝ 이상의 표지판을 매립시설 입구에 지상 100㎝ 이상의 높이에 설치(매립시설명, 매립대상폐기물의 종류, 관리자의 주소·성명·전화번호, 설계·시공·감리자명 등을 기재)

(다) 옹벽은 저면활동에 대한 안전율이 1.5 이상, 전도에 대한 안전율이 2.0 이상, 지지력에 대한 안전율이 3.0 이상이어야 하며, 제방은 사면활동에 대한 안전율이 1.3 이상이어야 함.

(라) 기초지반이 연약한 경우에는 지반침하 등의 우려가 없도록 지반보강을 위한 필요조치를 해야 함.

(마) 빗물 배제시설을 설치

(바) 계량시설을 설치

(사) 폐기물운반차량의 세륜·세차시설 설치

(아) 지하수 검사정 : 사용개시 신고일 2개월 전까지 매립시설의 주변 지하수 흐름층 상류에 1개소 이상, 하류에 2개소 이상 설치

(2) 개별기준

(가) 차단형 매립시설

1) 바닥 및 외벽 : 한국산업규격 F2405(콘크리트압축강도시험방법)에 의한 압축강도가 210㎏/㎝2이상인 철근콘크리트로서 두께 15㎝이상 또는 이와 동등한 차단효력을 가진 방수처리된 구조물 설치

2) 내부막 1개 구획의 면적은 매립가능면적 50m2이하 또는 매립가능용적 250m3이하, 내부막의 두께는 10㎝이상으로 압축강도 210㎏/㎝2이상의 콘크리트로 설치

3) 빗물을 차단할 수 있는 덮개 설치

(나) 관리형 매립시설

1) 측면 및 바닥 : 점토, 점토광물 혼합토 등 점토류 라이너, 고밀도 폴리에틸렌 또는 이에 준하는 재질의 토목합성수지라이너를 사용하여 차수시설설치(고밀도 폴리에틸렌 또는 이에 준하는 재질의 토목합성수지라이너를 사용하는 경우 항복인장강도의 안전율이 2.0 이상이 되도록 설계·시공하여야 함. 다른 방법으로 동등이상의 차수효과를 가지는 경우는 제외)

가) 고밀도 폴리에틸렌이나 이에 준하는 합성수지를 사용하는 경우 :

① 두께 2.0㎜(지정폐기물을 매립하는 경우에는 2.5㎜)이상의 것을 1겹 이상 포설

② 합성수지 하부에는 점토·점토광물 혼합토 등 점토류를 다져 투수계수가 10-7㎝/s 이하이고, 두께 50㎝ 이상(지정폐기물을 매립하는 경우에는 1m 이상)인 라이너를 설치

나) 점토·점토광물 혼합토 등 점토류를 사용하는 경우 : 투수계수가 10-7㎝/s 이하이고 두께가 1m 이상(지정폐기물을 매립하는 경우에는 1.5m 이상)인 라이너를 설치

다) 기타 차수재료를 사용하는 경우 가) 또는 나)와 동등한 차수효과를 가지도록 차수시설을 설치하여야 함


2) 침출수 집배수시설

가) 매립시설바닥의 토목합성수지라이너 위 : 지오컴포지트, 지오텍스타일 등을 설치한 후 그 위에 침출수집배수층(두께 30㎝이상, 투수계수 10-2㎝/s 이상), 집배수관로, 집수정 및 이송관로 등 침출수 집배수시설설치

나) 매립시설측면의 토목합성수지라이너 위 : 매립하중하에서 투과능계수가 3.3×0-5㎝/s 이상인 지오컴포지트, 지오네트 또는 지오텍스타일 등 토목합성수지배수층을 설치한 후 그 위에 침출수집배수층(두께 30㎝이상, 투수계수 10-2㎝/s 이상), 집배수관로, 집수정 및 이송관로 등 침출수 집배수시설설치

다) 점토류 라이너로 차수시설을 설치하는 경우 : 두께가 30㎝이상이고 투수계수 10-2㎝/s 이상인 모래 등을 포설, 이 경우 집배수관로의 주변에는 충분한 투수계수를 가지는 자갈 등을 설치

라) 침출수 집배수시설의 바닥구배 : 2% 이상

3) 차수층 밑에는 주변에서 집수된 빗물과 오수, 지하수를 배제할 수 있는 시설 설치

4) 침출수 유량조정조 설치 : 최근 10년간 1일 강우량이 10㎜ 이상인 강우일수 중 최다빈도의 1일 강우량의 7배 이상을 저장할 수 있는 능력

5) 침출수처리시설 설치

6) 가스발생 처리시설 또는 활용시설 설치


나. 매립시설현황


(1) 일반폐기물매립시설 보유현황

'97년도 현재 우리나라의 일반폐기물 매립시설 보유현황은 총 매립시설수가 514개, 총 매립시설면적이 35,435 천m2, 총 매립용량이 464,510 천m3이고, '97년 매립량이 20,650 천m3이다

다. 매립방법


매립쓰레기층의 안정화를 촉진하고, 매립지반의 역학적 특성, 매립 후 토지의 이용성 및 매립작업 효율 등의 향상을 충분히 고려해야 한다. 또한 매립지반의 안정화와 매립시설 수명을 연장할 수 있도록 충분히 다지고 복토층을 두면서 매립해야 한다.


(1) 내륙매립방법

(가) 종류

내륙매립방법은 현재 세계각국이 이용하고 있는 방법이다. 일본의 경우 내륙 매립시설이 2,300여 개소인데 이는 해안매립의 6배이다. 이 방법은 토지이용 상황 및 처분장의 주변환경에 미치는 영향 때문에 산간에 주로 매립하고 있다. 내륙매립방법은 지역법, 경사법, 도랑법, 계곡매립법으로 나눌 수 있다.

1) 지역법(area method) : 가장 일반적으로 사용되고 있는 방법으로 트렌치굴착을 할 수 없을 때 주로 사용되는 방법이다. 일정한 면적에 2∼3m의 쓰레기를 쌓은 다음 다지고 복토하는 방법으로 복토는 외부에서 운반하여 사용한다. 일일복토는 15㎝ 이상이다.

2) 경사법(ramp method) : 지역법의 일종으로 복토의 일부를 바닥에서 얻을 때 쓰는 방법이다. 바닥의 복토를 일부 퍼서 다지고 부족한 복토는 외부에서 반입하여 사용한다.

3) 도랑법(trench method) : 바닥에 복토가 충분할 때 사용하는 방법으로 매립장의 인접 부분을 계속 굴착하여 복토한다.

4) 계곡매립법 : 계곡, 협곡, 토취장, 채석장 등에 사용하는 방법이다.

(나) 공법

1) 샌드위치공법 : 쓰레기를 수평으로 고르게 깔고 압축하고 쓰레기층과 복토층을 교대로 쌓는 것으로 좁은 산간지 등에서 이용하고 있다. 그러나 매립면적이 넓거나 복토층을 이용하기 위하여 매립량을 적게 할 때에는 경사면에도 복토를 해야 하므로 셀공법이 된다.

2) 셀공법 : 매립된 쓰레기 및 비탈을 복토하는 방법으로 날마다 일일복토를 해 나가는 방식이다. 이것은 현재 가장 많이 쓰이는 방법으로 일일 셀크기는 매립량에 따라 결정되므로 일정하지 않다. 독립된 쓰레기 층마다 셀이 형성되어 있기 때문에 화재, 비산먼지 방지, 해충 및 악취방지에 효과적이나 발생가스 및 매립층 내 수분이동이 억제되어 있으므로 침출수처리시설과 발생가스 배출시설을 설치할 때 이러한 점을 충분히 고려해야 한다.

3) 압축매립공법 : 쓰레기를 일정한 덩어리 형태로 압축하여 부피를 감소시킨 후 포장하여 매립하는 방법이다. 이것은 쓰레기를 줄이기 위하여 사용하는 방법으로 지가가 비싸거나 매립시설의 확보 및 사용연한이 문제가 될 때 효율적이며 운반이 쉽고 안전성이 높다. 쓰레기를 압축하여 덩어리로 만들 때 덩어리가 비산하는 것을 막기 위하여 철망이 필요한 경우도 있으며, 덩어리를 운반할 때 파손되지 않도록 주의해야 한다. 매립은 층별로 매립하는 방법이 보편적이다.

(다) 구조

혐기성 매립, 혐기성 위생매립, 개량형 위생매립, 준호기성 매립 및 호기성 매립으로 구분한다(그림 5.7.1).

1) 혐기성 매립구조 : 평지에 구덩이를 파거나 굴곡부에 폐기물을 투기한 것으로 폐기물은 물에 잠긴 상태로 있으며 폐기물 상태가 혐기적인 구조

2) 혐기성 위생매립구조 : 혐기성 매립에 샌드위치식 복토를 한 구조로 폐기물의 상태는 혐기성 매립과 같은 구조

3) 개량형 위생매립구조 : 혐기성 위생매립 바닥저부에 침출수 배제 집수관을 설치한 구조로 혐기적이지만 하부의 수분함량이 낮은 매립구조

4) 준호기성 매립구조 : 개량형 위생매립 집수관에 대기에 접할 수 있는 충분한 크기의 개구부가 설치되어 있고 매립층 내부의 개구부 둘레에 일정크기의 잡석 또는 자갈을 둘러싼 구조로 하여 대기중의 산소를 공급받아서 호기성 상태로 하는 구조로, 호기성 미생물의 작용으로 쓰레기 분해가 촉진되고 침출수가 용이하게 배제되기 때문에 침출수의 지하침투가 적고, 자갈 또는 잡석과 유공흄관의 병행효과로 오수의 정화작용이 높아지고 또한 매립층 내의 통기가 양호하기 때문에 배제관의 구멍막힘이 적어지는 효과가 있어 매립시설의 집수 배제관의 구조가 폐기물의 분해에 중요한 역할을 함.

5) 호기성 매립구조 : 준호기성 매립의 집수관 외에 공기 송입관을 설치하여 강제적으로 공기를 불어넣어 폐기물층 내부를 호기적 상태로 한 구조


(2) 해안매립방법

해안매립은 대개 처분장의 면적이 크고 1일 처분량이 비교적 많다. 처분장이 평면이기 때문에 매립작업이 연속적인 투입방법으로 이루어진다. 수중부에서는 쓰레기를 고르게 하고 압축하는 것이 불가능하고, 확실한 복토를 실시하기도 어려우므로 육지와는 매립공법이 다르나 육지화된 부분은 내륙매립과 같은 방법으로 매립하는 것이 일반적이다. 매립장 내 해수와 내수가 존재하기 때문에 우수와 희석되어 매립초기의 침출수는 저농도가 되기 쉽다. 또한 투기된 쓰레기가 물 속에 존재할 경우 혐기성 상태가 되어 침출수의 BOD와 COD 농도가 고농도가 되기 쉽고 가스량이 많게 된다.

(가) 내수배제 혹은 수중투기 공법

수중부에 매립할 때에는 외주호안이나 중간제방 등에 의해 고립된 매립시설 내의 해수를 그대로 둔 채 쓰레기를 투기하는 방법과 일부만 배수하고 쓰레기를 투기하는 방법, 완전히 배수하고 매립하는 방법 등이 있다. 내수배제를 하지 않고 실시하는 방법은 호안 등에 수압에 의한 영향이 다른 공법보다 적고 구조상 유리하며 건설비용이 적게 드나, 쓰레기 투입에 의해 오염된 내수를 처리해야 하고 부유쓰레기 문제, 화재시의 대책 등 관리상 어려움이 많다. 그러므로 부유하지 않는 쓰레기를 선택하여 매립하며 중간제방을 이용하여 구역매립을 실시하고 부유방지시설을 설치하여 부유구역이 확대하지 않도록 한다.

(나) 순차투입공법

호안에서부터 순차적으로 쓰레기를 투입하여 육지화하는 방법이다. 매립장의 수심이 깊을 경우 건설비가 많이 들기 때문에 내수를 완전히 배제하기 곤란한 경우가 많으므로 이 방법을 답변확정하는 경우가 많다. 그러나 이 방법은 바닥지반이 연약할 경우 매립된 쓰레기의 하중에 의해 지반이 유동하거나, 퇴적층이 국부적으로 두껍게 쌓일 수 있다. 매립 후 토지이용에 어려움이 따를 수 있으므로 이에 대한 대책을 고려해야 한다. 또한, 부유성 쓰레기의 수면 상승에 의해 수면부와 육지부의 경계가 명확하게 되지 않을 수도 있다.

(다) 박층뿌림공법

순차투입공법을 위해 바닥지반을 개량할 경우 개량된 지반이 파괴되는 경우가 있는데 이를 보완하기 위한 방법으로 밑면이 뚫린 바지 등을 이용하여 쓰레기를 하부에 뿌려줌으로써 바닥에 쓰레기의 하중을 균일하게 해 주는 것이다. 이 방법은 쓰레기 지반 안정화 및 매립부지 조성 등에 유리하지만 매립효율이 떨어지며, 설비가 대규모인 매립시설에 적합하다.

라. 방류수 수질기준

일반매립시설의 침출수에 대한 우리나라의 생물화학적산소요구량·화학적산소요구량·부유물질량의 배출허용기준 및 페놀류 등의 오염물질 배출허용기준은 다음과 같다(표 5.7.2 및 5.7.3).

마. 침출수 처리공정

제거대상물질 및 제거정도에 따라 처리공정이 정해진다. 즉 매립물이 가연성쓰레기가 주가 될 경우는 생물학적 처리가 중심이 되고, 불연성 쓰레기 또는 소각재가 주가 될 경우는 물리화학적 처리가 중심이 된다. 또한 매립 초기에는 생물학적 처리가 중심이 되었다가 매립후기부터는 물리화학적 처리가 중심이 되는 경우도 있다.

o 생물학적 처리 : 혐기성 또는 호기성 처리

o 물리화학적 처리 : 침전, 흡착, 화학적 산화, 이온교환, 탈기, 역삼투압, 습식산화


(1) 수질오염물질별 단위처리시설

(가) BOD 처리방법

침전, 응집침전, 모래여과, 생물학적 처리, 활성탄 흡착 등이 있다. 이중 가장 일반적으로 사용되고 있는 것은 생물학적 처리법으로서 BOD 20㎎/ℓ 이하까지 처리가 가능하다. 침전, 모래여과는 BOD의 처리효율이 낮은 방법으로 안전을 위하여 시설을 설치하는 경우 이외에는 이용되지 않는다. 침출수 중의 유기성 SS가 많은 경우 생물학적 처리시설 앞에 침전시설이나 응집침전시설을 설치하여 생물학적 처리시설에 미치는 BOD 부하를 경감시킨다. 침출수 중의 BOD 성분은 생물학적 처리로 가용성의 BOD를 SS상의 BOD(흡착성BOD)로 변하게 하는 것으로서 응집침전시설이나 모래여과 뒤에 설치하여 마무리처리로서 사용된다. 활성탄흡착법을 사용하면 BOD를 10㎎/ℓ정도까지 처리하는 것이 가능하다.

(나) SS 처리방법

침전, 응집침전, 모래여과법의 생물학적 처리조와 생물 덩어리(floc)를 침전시켜 침전조로 이송하는 방식이 많이 사용된다.

(다) COD 처리방법

COD 처리는 생물학적 처리법, 응집침전법, 활성탄 흡착법이 사용되는데 이를 적당히 조합하면 좋다. 이중에서 생물처리법의 COD 처리효율은 생물분해가 용이한 물질이 많은 매립초기에는 높지만 난분해성물질이 많게 되는 매립후기에는 낮아지는 경향이 보인다. 응집침전은 생물학적 처리 후에는 COD 성분의 성상이 변하기 때문에 처리효율이 높고 또한 응집제의 첨가량을 증가하면 일정 범위내에서 처리효율이 향상된다. 활성탄 처리까지 행하는 경우 COD의 처리수질은 처리조건에 따라 다르지만 20㎎/ℓ이하로 충분히 처리가능하다.

(라) 암모니아 처리방법

암모니아의 처리법으로서는 단순히 질산화하는 경우와 탈질소처리까지 행하는 경우가 있다. 질산화는 생물처리시설에 의한 BOD를 처리할 때 동시에 일어나지만 질산화균은 BOD 산화균보다 증식속도가 느리기 때문에 질산화를 효율적으로 하기 위해서는 BOD 부하량이 적도록 설계하여야 한다. 탈질소처리방법으로는 생물질소법, 암모니아 탈기법, 불연속적 염소처리법 등 각종 방법이 있지만 현재는 생물질소법이 처리성능이 안정되어 있고, 처리효율도 높으며, 2차 공해가 발생할 염려가 없는 등의 이유로 많이 활용하고 있다.

(마) 색도

색도는 COD와 밀접한 관계가 있어 COD의 처리과정에서 제거된다. 따라서 통상의 경우에는 활성탄흡착탑까지 설치하면 거의 문제는 없게 되지만 색도성분은 약간 잔존하고 있어도 착색되어 보이는 경우가 있기 때문에 최종적으로 오존처리탑을 설치하는 경우도 있다.

(바) 기타항목

용해성 철이나 망간은 산화되면 난용성의 수산화물이 되어 침전한다. 따라서 이들 항목이 고농도로 예상되는 때에는 생물처리시설 등에 악영향을 피하기 위하여 조정조에 산기관을 설치해 예비포기를 하여 난용성의 수산화물을 만들어 침전조에서 제거할 필요가 있다. 예비포기를 하면 황화물 등의 환원성 물질이 산화되는 것으로 이들의 물질에 기인되는 악취나 산소소비량도 문제가 없게 된다. 중금속류는 일반적으로 농도가 낮은데 비하여 대부분이 황화물이나 수산화물과 같은 난용성염을 형성하여 SS 상태로 되어있는 것으로서 특별히 처리시설의 기능에 악영향을 미칠 정도로 농도가 높을 경우에는 응집침전시설을 생물학적 처리시설 앞에 설치할 필요가 있다. 역시 최근에는 중금속류의 완전제거를 목적으로 하여 킬레이트수지 흡착탑을 수처리시설의 후단에 설치하는 예도 있지만 비용 및 유지관리의 문제점 때문에 중금속을 함유한 폐기물을 매립하는 경우를 제외하고는 특별히 설치를 고려할 필요가 없다.