폐기물매립지의 온실가스 발생량 예측을 위한 FOD 모델에서의 메탄발생잠재량 산정방법론 고찰

박진규,이남훈 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2017 No.-

폐기물매립지에서 온실가스 발생량 예측을 위하여 사용되는 1차 반응모델(First-order decay, FOD)에 적용되는 중요한 변수 중 하나는 메탄발생잠재량(Methane generation potential, L0)이다. L0는 메탄생성에 가장 이상적인 조건에서 폐기물 중량단위 당 발생할 수 있는 메탄의 양으로 일반적으로 메탄수율이라고 나타내기도 한다. 그러나 폐기물매립지에서의 L0는 매립지 내부의 수분, 온도 등의 환경적 조건과 폐기물 크기 등의 물리적 특성에 의해 메탄발생이 영향을 받기 때문에 일반적으로 정의되는 L0와 혼동을 나타낼 수 있다. 이러한 물리적 및 환경적 요인 때문에 폐기물매립지에서의 L0는 실내실험 결과보다 낮게 나타나며, 따라서 폐기물매립지에서의 사용되는 L0 용어에 대한 기본적 가정은 메탄발생을 위한 이상적 조건이 아닌 실제 매립지 조건으로 고려되어야 한다. 이에 본 연구에서는 앞에서 나타낸 용어의 정의를 기준으로 기존 연구문헌에서 폐기물매립지의 L0산정을 위해 적용한 방법들을 고찰하여 향후 L0 산정 및 방법론 개발에 기초자료로 활용되고자 하였다. L0 산정방법을 크게 구분하면 화학양론적 방법(Stoichiometric method), 실내실험 방법, 모델일치(Model fitting) 및 회귀분석, IPCC(Intergovernmental panel on climate change) 방법론으로 구분할 수 있다. 화학양론적 방법은 폐기물의 원소조성에 기초한 Buswell 식 또는 폐기물의 탄수화물(Carbohydrates), 단백질(Proteins), 지질(Lipid)의 함량에 기초하여 이론적인 L0값을 산정 후 생분해가능 비율(Biodegradable portion, BF)을 곱하여 L0값을 계산할 수 있으나 BF 산정에 어려움이 있다. 실내실험은 일반적으로 폐기물 성상별 L0에 폐기물 조성 가중치를 적용하여 L0값을 산정하고 있다. 성상별 L0값을 산정하기 위해서는 일반적으로 BMP(Biochemical methane potential) 실험이 사용되나 BMP 결과를 L0로 나타내기에는 문제점이 있다. 이는 BMP 결과는 혐기성 분해의 이상적 조건에서 도출되었기 때문에 L0 보다는 DOC(Degradable organic carbon)와 의미가 매우 유사하며, 모의매립조(Lysimeter) 또는 현장 실험보다 높은 값을 나타내기 때문에 조정계수를 적용하여 L0값을 산정하여야 한다. 모의매립조 실험의 경우에는 수리전도도(Hydraulic conductivity)와 연관되어 실제 매립지보다 짧은 수리학적 체류시간을 가지게 되는 문제점이 있다. 이는 매립지에서 침출수로 유출되는 DOC 비율은 2% 미만으로 보고되고 있으나 모의매립조는 상당비율의 DOC가 침출수로 유출되기 때문에 L0 산정 시 침출수로 유출되는 DOC비율을 고려하여야 한다. 모델 일치 및 회귀분석은 실제 매립지에서의 측정 데이터를 기초하기 때문에 가장 정확하나 데이터 확보를 위한 장기간의 시간이 소요된다. IPCC 방법론의 경우 DOC 및 DOCf를 산정하여 L0를 산정할 수 있으며, DOC 산정을 위해서는 BMP 실험을 이용한 방법과 폐기물의 방사성 탄소함유량(Radiocarbon content)에 기초한 생물학적 기원 탄소량 산정방법이 있다. DOCf는 셀룰로오스(Cellulose)와 헤미셀룰 로오스(Hemi-cellulose)가 전부 메탄으로 전환된다는 가정 하에 측정된 메탄수율로 나누어 계산할 수 있다.

경기도 G군 매립지의 순환형 매립지로의 타당성 검토에 관한 연구

정혜윤 ( Hye-yoon Jeong ),홍수열 ( Su-yeol Hong ),배재근 ( Chae-gun Phae ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2017 No.-

우리나라는 심각한 매립지 부족 문제를 해소하기 위하여 2016년 5월 「자원순환사회기본법」을 제정·공포 (2018년 1월 시행)하여, 소각 및 매립량이 많은 지자체 및 폐기물 배출자에게 높은 경제적 부담을 지우는 등매립제로를 위한 강화된 규제를 도입할 계획이다. 경기도 G군의 경우 2020년경 매립지가 포화상태에 도달하고, 처분부담금도입에 따른 지자체 재정부담이 증가할 것으로 예상되기 때문에 매립되는 폐기물의 양을 줄이고, 매립지 가용용량을 늘릴 수 있는 효과적인 방안마련이 필요하다. 신규매립지 확보 및 소각시설 설치는 막대한 비용이 소요될 뿐만 아니라 민원 등으로 부지확보가 용이하지 않기 때문에 현 매립지를 효율적으로 활용할 수 있는 방안모색이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 G군 폐기물 매립제로화를 통해 G군 폐기물매립지 가용용량을 확대함으로써 매립지 사용연한을 늘려 G군 폐기물관리의 지속가능성을 확보하는 방안을 검토하였다. G군 폐기물매립지의 가용용량을 확대하는 방안으로 기매립된 폐기물 중 에너지화가 가능한 가연성폐기물을 선별하여 에너지화함으로써 매립지의 가용용량을 확대하는 순환형 매립지 정비사업이 있다. 이를 위해 가연성 폐기물 에너지화사업의 경제성 확보 및 선별된 가연성폐기물의 안정적 에너지화 가능여부를 살펴보았다. 우선 선행연구사례를 적용, G군매립지의 폐기물의 성상을 추정하여 보았다. G군매립지의 매립폐기물의 평균 함수율을 20%로 산정하여 가연성폐기물 선별률 80%를 적용하면, G군매립지의 매립폐기물 중 선별가능한 가연성폐기물의 양은 97천톤이다. 분해율이 높은 유기성폐기물(음식물류폐기물 및 종이류 등)을 제외하고, 플라스틱류 및 섬유류만 선별한다고 할 경우 선별가능한 가연성폐기물의 양은 약 80천톤이다. 다음으로 전국 폐기물 발생 및 처리현황 통계의 G군 매립량 및 매립폐기물의 성상통계자료를 토대로 추정하였다. 1996년 ~ 2016년까지의 총매립량은 219천톤이며, 이 중 음식물류폐기물 및 종이류의 선별은 어렵다고 보고 기타 가연성폐기물을 선별한다고 할 경우 총매립량의 약 40%가 선별가능 가연성 폐기물이 되며, 이 중 약 80%를 최종선별 한다고 할 경우 에너지화 대상 최종선별 가연성폐기물의 양은 70천톤이다. 이상의 결과를 종합하면 G군 매립지의 매립폐기물 중 에너지화 대상폐기물로 최종선별가능한 폐기물은 70천톤~80천톤으로 추정된다. 현재 매립량(27톤/일)을 그대로 유지하고 1~3단계 매립지 대상 순환형 매립지 사업을 통해 372,850㎥의 기매립된 폐기물 중 가연성폐기물은 선별하고, 토사류는 복토재로 재활용할 경우 28.1년의 추가적인 매립지 사용기간 연장가능하다. 종량제봉투폐기물 전처리설비의 효율이 증가하여 일평균 매립량이 27톤/일에서 7톤/일로 감소하고, 2~3단계 매립지만을 대상으로 순환형 매립지 사업을 진행한다고 할 경우 279,250㎥의 매립공간을 확보할 수 있으며, 매년 2,555㎥의 폐기물이 매립된다고 할 경우 최대 96.7년의 매립지 수명연장이 가능하다.

매립지 침출수 재순환을 통한 매립가스 증산효과 분석

심낙종 ( O Nak-jong Sim ),류돈식 ( Don-sik Ryu ),김윤희 ( Yoon-hee Kim ),김창균 ( Chang-gyun Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2017 No.-

핀란드 등의 유럽국가와 미국에서는 이미 오래전부터 매립지로 침출수를 재순환하고 있다. 이들 국가는 크게 두가지 목적으로 침출수를 재순환한다. 첫째, 소규모 매립지의 경우 별도의 침출수 처리시설이 없어 침출수처리 목적으로 매립지 내부로 침출수를 재순환하는 것이고, 두 번째는 건조한 지역의 매립지에서 수분공급을 통한 폐기물 분해활성화를 위해 재순환하는 것이다. 이러한 분해활성화는 매립가스 증산과 매립지 조기 안정화에 기여한다. 이들 국가의 재순환 방법은 단순히 살수차를 이용하여 매립현장에 침출수를 직접 살포하는 방식에서부터, 매립지 내 폐기물 층에 수평형 또는 수직형의 주입시설을 설치하여 매립지 내부로 주입하는 형태의 방식도 적용하고 있다. 국내의 경우, 최근까지 침출수를 매립지로 재순환할 수 있는 법적 근거가 없었으나, 2016년 4월에 그 근거가 마련되었다. 즉 매립지로 반입되는 폐기물의 성상이 하수슬러지 등 유기성 폐기물의 직매립 금지로 인해 매우 건조화 되었고, 또한 복토 기준 강화로 인해 매립지 내부로 우수의 유입도 크게 차단되어 매립지 내부가 많이 건조화 되었다는 것을 정부에서도 인식한 것이다. 본 연구에서는 수도권매립지 제2매립장내 2개블럭에 대하여 침출수 재순환을 통한 함수율 변화와 이에따른 매립가스 포집량 변화를 관찰하여 매립가스 증산에 어떠한 영향을 미치는지 파악하고자 하였다. 이에 3c, 4c두 개 블록에 침출수 재순환시설을 설치하여 2013년 10월부터 2016년 12월까지 약 24만 m³의 침출수를 재순환하고 매립량 및 매립경과기간이 유사한 3d, 4d 블록과 함께 매립가스 포집량 등을 조사하였다. 그 결과 매립가스 포집량이 순메탄량 기준으로 대조구역 대비 1차년도 28.2%, 2차년도 36.7%, 3차년도에 60.6%의 증가율을 나타낸 것으로 조사되어 침출수 재순환이 매립가스 증산에 크게 영향을 미치며 이를 통해 매립가스 자원화사업에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 판단되었다.

매립지 침출수 재순환을 통한 매립가스 증산효과 분석

심낙종,류돈식,김윤희,김창균 한국폐기물자원순환학회 2017 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2017 No.05

핀란드 등의 유럽국가와 미국에서는 이미 오래전부터 매립지로 침출수를 재순환하고 있다. 이들 국가는 크게 두가지 목적으로 침출수를 재순환한다. 첫째, 소규모 매립지의 경우 별도의 침출수 처리시설이 없어 침출수처리 목적으로 매립지 내부로 침출수를 재순환하는 것이고, 두 번째는 건조한 지역의 매립지에서 수분공급을 통한 폐기물 분해활성화를 위해 재순환하는 것이다. 이러한 분해활성화는 매립가스 증산과 매립지 조기 안정화에 기여한다. 이들 국가의 재순환 방법은 단순히 살수차를 이용하여 매립현장에 침출수를 직접 살포하는 방식에서부터, 매립지 내 폐기물 층에 수평형 또는 수직형의 주입시설을 설치하여 매립지 내부로 주입하는 형태의 방식도 적용하고 있다. 국내의 경우, 최근까지 침출수를 매립지로 재순환할 수 있는 법적 근거가 없었으나, 2016년 4월에 그 근거가 마련되었다. 즉 매립지로 반입되는 폐기물의 성상이 하수슬러지 등 유기성 폐기물의 직매립 금지로 인해 매우 건조화 되었고, 또한 복토 기준 강화로 인해 매립지 내부로 우수의 유입도 크게 차단되어 매립지 내부가 많이 건조화 되었다는 것을 정부에서도 인식한 것이다. 본 연구에서는 수도권매립지 제2매립장내 2개블럭에 대하여 침출수 재순환을 통한 함수율 변화와 이에따른 매립가스 포집량 변화를 관찰하여 매립가스 증산에 어떠한 영향을 미치는지 파악하고자 하였다. 이에 3c, 4c 두 개 블록에 침출수 재순환시설을 설치하여 2013년 10월부터 2016년 12월까지 약 24만 m³의 침출수를 재순환하고 매립량 및 매립경과기간이 유사한 3d, 4d 블록과 함께 매립가스 포집량 등을 조사하였다. 그 결과 매립가스 포집량이 순메탄량 기준으로 대조구역 대비 1차년도 28.2%, 2차년도 36.7%, 3차년도에 60.6%의 증가율을 나타낸 것으로 조사되어 침출수 재순환이 매립가스 증산에 크게 영향을 미치며 이를 통해 매립가스 자원화사업에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 판단되었다.

3차원기법을 이용한 폐기물 매립 진척상황 정보관리 시스템

김용준,박진규,조성윤,유문형,김경,이남훈 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.05

지속적으로 발생하는 폐기물을 처리하기 위하여 다양한 처리 방법들이 개발되어 적용되고 있다. 그러나 재활용되지 못하는 폐기물 및 처리되지 못하는 폐기물들은 지속적으로 발생하고 있다. 이러한 폐기물의 발생 특성 때문에 미래에도 폐기물 매립지는 폐기물 처리에서 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 그러나 이러한 폐기물 매립지의 중요성이 강조됨에도 불구하고, 폐기물 매립 시 무분별한 매립에 대한 적절한 관리가 이루어지지 않아 많은 문제점들이 발생하고 있는 실정이다. 대표적으로 폐기물 매립지에 반입된 폐기물은 계량대에서 중량을 측정한 후 매립되어 진다. 그러나 매립 후에는 폐기물 매립지의 용량을 부피로 관리함으로 인하여 중량으로 반입된 폐기물에 밀도를 적용하여 부피로 환산하나 밀도의 부정확성으로 인하여 매립량 통계에 오차가 발생하거나 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생하고 있다. 이외에도 매립작업 시 다짐 밀도 및 잔여용량 관리가 이루어지지 않아 향후 매립가능 연한 산정 및 폐기물 매립지 수요 예측의 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 매립지 진척 상황을 실시간으로 모니터링 하여 데이터베이스화할 수 있는 3D 레이저 스캐너를 개발하였다. 3D 레이저스캐너는 카메라 멀티 측정을 이용한 삼차원 영상취득 방법과 비교하여 더욱 정밀하고 주변 조명에 대한 영향을 받지 않아 낮과 밤 구분 없이 옥외에서 지형정보 등의 삼차원 형상 측정이 가능한 방법이다. 본 연구에서 개발한 3D 레이저 스캐너를 실제 폐기물 매립지 현장에 적용한 결과 기존의 측량방식과 비교하였을 때 정확성은 평균 97.5%, 표준편차는 평균 3.8%로 나타나 매우 높은 정확성을 나타내었다. 또한 기존의 측량방식은 정해진 시간동안 측량이 가능한 측정 지점의 수가 하루 몇 지점 정도로 한정되어 있으나 레이저 스캐너는 그 단점을 극복하고 같은 시간 동안 측량 가능한 측정 지점의 수가 수천 지점 이상 가능하므로 매립용량 측정에 훨씬 효과적이며, 지속적으로 매립용량을 측정함으로서 폐기물 매립지의 침하량도 측정이 가능하다. 따라서 본 연구에서 개발한 시스템을 이용하면 페기물 매립지 용량에 대한 데이터베이스를 구축할 수 있고, 이를 바탕으로 국가적으로 폐기물 매립지의 정확한 사용가능연수 파악 가능 및 구체적인 폐기물 매립지의 필요 지자체가 파악이 가능하며 그에 따라 효율적인 국토의 사용이 가능할 것으로 판단된다. 또한 폐기물 매립지에서의 매립밀도 관리가 가능하게 되었으며 지속적인 부피 및 침하량의 측정은 폐기물 매립지 내부에서 발생하는 여러 물리화학적 반응 및 생물학적 반응과 연계한 폐기물 매립지의 구조적 특성을 이해하는 것에 많은 도움을 줄 것으로 판단된다.

폐기물매립지에 있어서 산소와 수분이 매립폐기물의 안정화에 미치는 영향

김혜진(Hye-Jin Kim),이남훈(Nam-Hoon Lee) 유기성자원학회 2006 유기물자원화 Vol.14 No.1

매립은 폐기물의 최종처분방법으로 광범위하게 이용되며, 매립된 폐기물은 미생물의 활동에 의해 분해된다. 미생물에 의한 생분해는 수분, 산소, pH, 알칼이도, 그리고 온도 등에 의해 영향을 받는다. 특히, 산소와 수분은 호기성매립지 내에서의 미생물의 활성에 주요한 인자이다. 본 연구에서는 산소의 유무가 매립폐기물의 분해속도에 미치는 영향에 대한 평가와 호기성 상태에서 수분이 고형폐기물(MSW)의 분해에 미치는 영향을 조사하여 분석하였다. 산소의 유무에 따른 매립폐기물의 분해특성을 연구하기위하여, 혐기성 및 호기성 모형매립조를 설치하여 실험한 결과, 호기성 모형매립조의 침출수는 80일 경까지 BOD, CODcr 농도가 빠르게 감소하였으나 혐기성 모형매립조는 유기물의 농도가 초기에 비하여 크게 감소하지 않았다. 그리 고 호기성 폐기물매립지에서의 수분의 영향을 평가하기 위하여 4기의 모형매립조에 고형폐기물을 충전하여 수분함량을 20, 30, 40, 50%로 하여 운전하였다. 그 결과 수분함량이 높을수록 CO2의 농도가 높게 측정되었는데, 이는 수분함량이 높을수록 미생물 분해가 효과적임을 의미한다. 따라서 호기성폐기물매립지에서 수분함량이 높을수록 고형폐기물의 조기안정화에 도움을 주는 것으로 사료된다 Landfilling is one of the most widely used methods for the final disposal of solid wastes. Landfilled wastes are degraded by residing microorganisms and the microbial degradation is affected by many factors such as moisture, oxygen, pH, alkalinity, sulphate, nutrient, temperature, and so on. Especially among these factor, oxygen and moisture within aerobic landfill play a major role in microbial degradation. In this study, 1) the effects of oxygen on the velocity of waste degradation and 2) the effect of moisture on the degradation of municipal solids waste (MSW) in aerobic condition were investigated. It was found that the BOD and CODcr concentration from the leachate of aerobic lysimeters dropped faster by 80 days after the start of the test compared to those from the anaerobic lysimeters. To see the effect of moisture, four aerobic lysimeters filled with MSW and four different levels of moisture (20, 30, 40, and 50%) were installed. From this test, higher moisture in MSW produced higher CO2 concentration, meaning moisture was effective for the microbial degradation. thus, we concluded that higher moisture level in the aerobic landfill might help early-stabilization microbial degradation.

매립경과년수에 따른 사용종료 매립장의 침출수 특성조사

김한나 ( Han-na Kim ),안성희 ( Sung-hee An ),진송이 ( Song-yi Jin ),이성란 ( Seong-ran Lee ),강성칠 ( Seong Chil Kang ),송동민 ( Dong-min Song ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-

비위생 난지도 매립장은 매립폐기물 성상이 공사잔토, 연탄재가 약 68%로 무기성 비중이 높으며 제1매립지(노을공원)는 제2매립지(하늘공원)에 비해 하수슬러지 등 유기성 폐기물이 많이 매립되었다. 또한, 1992년 2월부터 약 9년간 매립한 수도권 제1매립장은 생활 및 음식물류 폐기물 비율이 53%로 총 매립량의 절반을 차지하였다. 제1매립장 종료 후부터 2018년 10월까지 매립한 제2매립장은 생활폐기물이 23%로 제1매립장에 비해 감소하였으며 생활 소각제 등 사업장 폐기물이 크게 증가하여 건설폐기물과 사업장폐기물이 총 매립량의 약 77% 차지하였다. 일반적으로 침출수를 적정처리하지 않고 방류할 경우 지하수 및 토양오염의 문제를 일으킬 수 있다. 그러므로 수질 특성에 맞는 효율적인 처리 방식 및 운전 관리를 위해 유기물 함량이나 매립 후 경과시간, 주변 환경적 요인 등에 따른 침출수 내 오염물질 및 오염의 정도를 파악하는 것이 중요하다. 본 연구는 이러한 관점에서 수도권 제1ㆍ2매립지 매립개시부터 매립종료 후 매립경과년수에 따른 유기물질, 질소, 무기염류 등 농도 변화 추이를 파악하였으며, 난지도 매립지의 침출수 농도와 비교하여 앞으로의 오염물질 농도 변화를 예측하였다. 따라서 본 연구를 통해 침출수 적정처리에 대한 장기계획의 기초자료를 제공하고 사용 종료된 매립장의 안정화정도를 평가하여 지속적인 침출수 모니터링의 필요성을 제기하고자 한다.

폐기물매립장 사업의 수환경 평가분야 개선방안 연구

지민규,안준영,이진희,주용준,이병권,김경호,장원석 한국환경연구원 2021 기본연구보고서 Vol.2021 No.-

Ⅰ. 연구의 필요성 및 목적 □ 폐기물매립장에서 발생하는 침출수로 인한 수환경 문제가 지속적으로 제기되고 있어 이에 대한 적극적인 원인조사와 대응책 마련이 필요하다. 현재 폐기물매립장 사업으로 인한 환경적 영향을 사전에 예측·평가하고 그 영향을 피하거나 최소화할 수 있도록 환경영향평가 제도를 운영하고 있으나, 사후환경조사 결과에서 수환경 오염사례가 빈번히 확인되는 상황을 고려할 때 매립장 유래 침출수 관리에 대한 환경영향평가의 실효성을 면밀히 진단해볼 필요가 있다. 또한 폐기물 매립시설은 「환경영향평가법」 이외에도 「폐기물관리법」 및 「폐기물처리시설 설치촉진 및 주변지역지원 등에 관한 법률」 등에 의해 입지선정과 시설의 설치 및 관리가 이루어지므로, 환경영향평가 시의 수환경 영향 평가항목과 현행 폐기물 관리 법제도를 연계하여 합리적인 개선방안을 모색할 필요가 있다. ㅇ 본 연구의 주요 목적은 폐기물매립장 사업의 운영에 따른 수질오염 사례를 조사·분석하고 문제에 대한 종합적인 원인파악과 함께 개선점을 강구하는 데 있다. 궁극적으로는 수환경 문제의 원인과 연계한 폐기물매립장 사업의 환경영향평가 개선방안을 마련하여 공사·운영 시의 적정 계획수립 및 관리방안 마련에 기여하고자 한다. Ⅱ. 폐기물매립장 시설 관리현황 및 침출수 발생 특성 □ 본 장에서는 국내 폐기물 매립시설의 전반적인 관리현황과 운영실태를 파악하기 위해 시설의 관리사항과 공공폐기물 매립시설의 운영결과를 조사하였다. 또한 매립장 유래 수환경 문제의 주요 원인인 침출수의 특성을 파악하고 오염원으로 인한 환경적 영향을 최소화하고자 매립장 종류 및 매립연한 등에 따른 수질 성상 변화를 알아보고 침출수의 효율적 처리를 위한 처리방법 등의 적용방안에 대해 검토하였다. ㅇ 수환경 영향을 저감하기 위한 매립장 관리사항은 수질조사기준, 침출수 수위관리기준, 복토기준 등이 해당하며, 이 외 매립시설 다짐효율, 침출수 감량률, 매립시설 구조물 안정성 현황이 관련되는 것으로 조사되었다. 운영실태조사 결과, 공공폐기물 매립장에서는 해당 지표의 관리가 미흡한 시설이 다수 존재하여 개선이 필요한 것으로 확인되었으며, 관리사항은 제3장의 수질오염 원인분석 및 대책과 제4장의 환경영향평가 평가기법 개선안에서 구체적으로 다루었다. ㅇ 침출수 성상은 매립폐기물의 종류 및 매립 기간 등에 따라 수질특성과 오염원의 생분해성 정도가 다르므로, 환경영향평가 시 적절한 침출수 처리시설의 구축과 효율적인 시설운영을 위한 계획수립을 하여야 한다. 연구에서는 이를 위해 반입폐기물과 단계별 매립에 따른 예상 수질 성상을 파악하여 적정 처리공법의 설계와 시기별 공정 운영관리 방안 수립을 제안하였다. Ⅲ. 수질오염 원인분석 및 대책 □ 매립장 유래 수질오염 사례의 광범위한 조사는 종합적인 원인분석과 이의 개선방안을 마련함에 있어 기초자료로서 중요하다. 연구에서는 언론 및 관계부처 보도자료, 학술자료, 기술진단 보고서, 공공데이터 등의 광범 자료를 조사·분석하였으며, 문제의 원인을 파악하고 개선점을 도출하기 위해 전문가 세미나, 현지합동조사(환경영향평가 대상사업) 및 관계자 인터뷰, 이해관계자 설문조사 등을 수행하였다. ㅇ 「폐기물관리법」 등에서 폐기물 매립시설의 설치기준, 관리기준, 사후관리기준 등의 단계별 준수사항이 제시되어 있음에도 불구하고, 미흡한 시설의 계획과 설치, 운영 시 관리기술 부족 등으로 수환경 영향이 발생한 것으로 확인되었다. 조사결과 침출수 유래 수환경 영향의 문제원인은 차수시설, 침출수 처리시설, 침출수 관리수위 및 매립 및 복토 등으로 시설의 설치 시부터 운영 및 관리 시까지 다양하게 파악되었으며, 관련한 개선방안은 매립장 설계, 시공, 운영관리의 기술적 부분을 중심으로 제안하였다. ㅇ 폐기물매립장 이해관계자(설계·감리·시공, 시설운영관리 및 환경영향평가 대행업체) 설문조사는 매립장 입지, 계획(설계), 시공, 운영관리 및 환경영향평가 분야로 나누어 진행하였다. 설문지 응답결과, 침출수 유래 수환경 영향의 원인과 밀접하게 관련 있는 사항은 1) 매립장 입지 선정 시: 지반 특성, 2) 설계 시: 차수공법, 3) 시공시: 차수막 손상 방지, 4) 매립장 운영 시: 자연재해 및 침출수 처리공정, 5) 기타: 입지배제 기준 확립 등으로 확인되었다. ㅇ 상기 언급한 사항들은 환경영향평가의 평가기법 개선을 위한 기반자료로서 유용하게 적용될 것으로 판단되며, 도출된 사항 중 주요 내용에 대해서는 제4장의 환경영향평가 평가기법 개선안 파트와 연계하여 구체화하였다. Ⅳ. 환경영향평가 평가기법 개선안 □ 폐기물매립장 사업의 환경영향평가를 실효적으로 수행하기 위해서는 수환경 문제의 원인과 연계한 개선안 반영과 환경영향평가서 작성에 대한 표준화 방안을 마련해야 한다. 연구에서는 평가서 작성현황의 내용과 제3장의 연구결과를 환경영향평가 전문가에게 공유하여 평가 전반에 대한 문제점과 개선사항 의견을 수렴하였으며, 이의 자문 결과물을 최종 정리하여 전문가 포럼을 운영하였다. 포럼에서 환경영향평가 부문의 최종 개선사항으로 도출된 내용은 환경영향평가서 작성현황의 분석과 적용 가능성 확인 등을 거쳐 환경영향평가 매뉴얼과 입지 가이드라인(안)에 반영하였다. ㅇ 환경영향평가서 작성 및 검토 매뉴얼의 보완사항으로는 대안비교 검토, 침출수 발생량 산정, 침출수 차수시설, 유량조정조 설치계획, 침출수 처리계획, 침출수 관리수위, 폐기물 매립방법(오니류 포함), 복토재 수급 및 관리계획, 사후환경영향조사계획 등이며, 전략환경영향평가 등 환경영향평가 사업 전반에 적용될 수 있는 주요 내용에 해당한다. 이의 주제는 대부분 기존의 환경영향평가서에 포함된 사항이나 금회 침출수로 인한 수환경 문제의 원인파악을 토대로 상당 부분 보완 및 개선된 내용으로 제안하였다. ㅇ 매뉴얼은 환경영향평가서 작성 및 검토 매뉴얼(평가항목별, 사업별)의 폐기물 처리시설 항목에 보완될 예정이며, 입지 가이드라인(안)은 전략환경영향평가 업무 매뉴얼 내 (개발기본계획) 제15장 폐기물·분뇨·가축분뇨처리시설의 설치 부분에 반영할 계획이다. 매립장 사업은 문제 발생 시 타 개발사업에 비해 환경적 영향이 매우 크며 지역·사회적으로도 민감도가 높으므로 향후 타 평가항목의 심도 있는 연구결과와 함께 별도의 가이드라인 및 매뉴얼 구축방안을 제안한다. Ⅴ. 폐기물 매립시설의 정책적 개선방안 □ 환경영향평가 개선안 도출 시 정책적 부분과 연계된 사항은 폐기물매립장의 관리에 대한 법제도 개정(안)으로 제안하였다. 관리에 대한 부분은 폐기물 매립방법, 침출수 관리수위, 지하수 검사정 오염기준 및 침출수 배출허용기준에 해당하며, 기타 사항으로 침출수 재이용 방안, 환경영향평가 시 사후환경영향조사 기간 등이 포함된다. 개정(안)과 연계된 법제도는 「폐기물관리법」, 「물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률」, 「환경영향평가법」 등이며 <표 1>과 같다. ㅇ 법제도 개정(안)은 국내 폐기물매립장의 설계·감리 전문가, 환경영향평가 대행업체 전문가 및 공공기관(한국환경공단) 전문가의 의견수렴 과정을 거쳐 도출되었으며, 향후 개정안이 반영되려면 이슈별 보완 연구를 수행하여 필요성에 대한 정밀한 현황조사·분석 및 다양한 이해관계자의 의견을 추가적으로 수렴해야 할 것이다. □ 기타 법제도 개정(안) 이외에도 폐기물 매립시설의 정책적 개선방안으로 최신 매립장 운영기술 제도 장려(침출수 재순환 바이오리액터), 매립장 관리감독 범위 기준 강화와 전문인력 양성, 시설물 설치기준 강화를 위한 국고 지원범위 확대, 효율적인 매립장 점검계획 이행 및 관계기관의 폐기물매립장 관리범위 확대를 제안하였다. Ⅵ. 결론 및 제언 □ 본 연구는 폐기물매립장 사업의 수환경 분야 환경영향평가 개선방안을 마련하고자 진행되었다. 매립장 시설의 공사·운영 시 침출수 중심의 수질 영향과 관련 있는 평가항목은 수환경(수질·수리수문, 지하수), 지형·지질 및 친환경적 자원순환으로서 금번연구를 통해 환경영향평가 시 미흡했던 사항을 보완 및 개선하였다. 연구결과는 대안비교 평가, 영향예측, 저감방안, 사후환경영향조사 등을 포함한 광범위한 내용으로 주요사항에 대해서는 환경영향평가서 작성 및 검토 매뉴얼과 입지 가이드라인(안)에 반영하였고, 법제도 개정 등이 병행되어야 하는 사항은 정책적 개선사항으로 제안하였다. 이번 연구는 광범위한 자료조사뿐만 아니라 매립장 설계·감리·시공 전문가, 환경영향평가 대행업체 전문가, 매립장 관리 공공기관 전문가 및 매립장 운영관리 실무자 등 다수 이해관계자의 의견을 종합적으로 수렴하여 현실적이고 실효성 높은 결과물을 도출한 것에 의의가 있다. 한편 매립장 침출수 유래 수환경 영향을 최소화 하려면 관련 법제도 및 가이드라인 등을 보완하고 개정(안)하는 것만으로는 한계가 있다. 따라서 향후 관계부처의 적극적인 기술지원(민간시설 포함) 및 지자체(사업자 주체포함)의 체계적인 운영관리·감독의 이행 등이 뒷받침되어야 할 것이다. Ⅰ. Research Purpose and Objective 1. Heading □ Water pollution caused by leachate generated from waste landfills continues to occur, for which proactive investigation and response measures are required. Currently, an environmental impact assessment system is in operation to predict and assess the environmental impact of waste landfill projects in advance in order to avoid or minimize the impact. However, the effectiveness of the environmental impact assessment for leachate management from landfill sites must be attentively diagnosed, considering the frequent identification of water pollution cases in post-environmental impact assessment outcomes. In addition, the designation of the site, and installation and management of the facilities of waste landfills are subject to the Environmental Impact Assessment Act, the Wastes Control Act, and the Installation of Waste Disposal Facilities and Assistance promoted to Adjacent Areas Act. Therefore, the water environmental impact assessment criteria for environmental impact assessment must in line with the current waste management act and regulations to develop a reasonable improvement method. ㅇ The main objective of this study was to investigate and analyze water pollution cases caused by the operation of waste landfill projects to comprehensively identify the causes of pollution and describe the improvements points. Ultimately, this study aims to establish measures to improve the environmental impact assessment of waste landfill projects, in conjunction with the causes of water environmental issues, to contribute to the development of appropriate plans and management measures for construction and operation. Ⅱ. Current State of Waste Landfill Facility Management and Characteristics of Leachate Generation □ This section presents the results of the investigation of the factors subject to facility management and the outcomes of operating public waste landfill facilities, to identify the general management and operation statuses of the South Korean waste landfill facilities. In addition, the changes in water quality and state depending on the type of landfill, age of landfill, etc., were studied, and the application methods for efficient leachate treatment were examined to identify the characteristics of leachate, which is the main cause of water environmental issues originating from landfills, and to minimize the environmental impact of polluted sources. ㅇ The factors subject to landfill management for reducing the impact on the water environment included water quality investigation standards, leachate level management standards, soil covering standards, etc. Furthermore, the compaction efficiency of landfill facilities, leachate reduction rate, and current state of structural stability of landfill facilities were found to be relevant. In the actual operation conditions survey, many facilities in public waste landfills were found to be insufficiently managing the corresponding indicators, for which improvements are necessary. The management factors are covered in detail in the third section "Analysis of the Cause of Water Pollution and Countermeasures" and the fourth section "Improvement Proposal for the Assessment Method in Environmental Impact Assessment" of this paper. ㅇ Since water quality properties and biodegradability of the pollution source based on the quality and state of leachate vary depending on the type of landfill waste and the age of landfill, it is necessary to establish an appropriate plan during environmental impact assessment for developing and efficiently operating a suitable leachate treatment facility. This study aimed to identify the estimated water quality and state based on the type of waste brought in and the landfill phase to design a suitable treatment technique and establish an operations management method of the process for each phase. Ⅲ. Analysis of the Cause of Water Pollution and Countermeasures □ Extensive research on water pollution cases originating from landfills is crucial for acquiring baseline data for comprehensively analyzing the cause and developing its improvement measures. A wide range of data was investigated and analyzed, including press releases by the media and relevant authorities, academic materials, technical diagnosis reports, and public data. Expert seminars, joint field surveys (environmental impact assessment target projects), interviews with relevant authorities, and stakeholder surveys were conducted to identify the cause of the issue and draw improvement points. ㅇ Despite the terms of obedience presented for each phase, including the standards for installation, management, and post-management for waste landfill facilities, in the Wastes Control Act and others, the water environment has been confirmed to be impacted by insufficient facility planning and installation, and lack of operations management technologies. Research showed that the water environmental impact originating from leachates stemmed from installation to operation and management periods of facilities for cutting off water flow, treating leachates, leachate management water level, dumping, and soil covering. The improvement methods proposed for the relevant causes were focused on the technical aspects, such as landfill design, construction, and operations management. ㅇ The landfill stakeholders (e.g., design, supervision and construction, facility operations management, and environmental impact assessment agencies) survey was divided into the landfill site, planning (design), construction, operations management, and environmental impact assessment before proceeding. Consequently, the responses revealed that the 1) ground properties at the time of landfill site selection, 2) water insulation techniques during design, 3) waterproof membrane damage prevention during construction, 4) natural disaster and leachate treatment processes during landfill operation, and 5) establishment exclusion criteria for other emplacements were closely related to the causes of leachate-derived water environmental impacts. ㅇ The data from the survey above was considered to be useful as baseline data for improving the assessment methods in environmental impact assessments, and the major contents from the factors drawn from above were correlated and specified under section four's improvement proposal for the assessment method in the environmental impact assessment part. Ⅳ. Environmental Impact Assessment Amendment Proposal □ Standardization measures are necessary for the preparation of environmental impact assessment and for the reflection of the improvement proposal associated with the causes of water environmental issues to carry out effective environmental impact assessments of waste landfill projects. In this study, the current content of the assessment report and the research results from section three were shared with environmental impact assessment experts to collect their views regarding the problems of the overall assessment and the possible improvements. The results of the survey were organized for the expert forum. The contents drawn as the final improvements for the environmental impact assessment by the forum were reflected in the environmental impact assessment manual and locational guideline (draft) after the analysis of the current method of preparation of the environmental impact assessment report and verification of its applicability. ㅇ The supplements to the environmental impact assessment report preparation and review manual corresponded to the examination of the comparison of alternatives, calculation of the generated leachate, leachate water insulation facility, installation plan of the flow control reservoir, treatment plan for the leachate, management of water level of the leachate, waste landfill method (including sludges), cover material supply and management plan, post-environmental impact assessment, etc., which correspond to the main contents applicable to the entire environmental impact assessment project including strategic environmental assessment. Most of their subjects were proposed as substantially supplemented and amended contents, based on the factors included in the existing environmental impact assessment reports and the causes of water environmental problems due to leachate uncovered from this study. ㅇ The manual will supplement the waste treatment facility section of the manual for preparation and review of environmental impact assessment report (by assessment criteria and by project), and the locational guideline (plan) will be reflected in Chapter 15, "Waste, Manure, and Livestock Manure Treatment Facility Installation," within the strategic environmental impact assessment manual (basic development plan). A problem resulting from a landfill project has a relatively significant environmental impact compared to other development projects. Thus, the development of a separate guideline and manual along with in-depth research for the assessment criteria of landfill projects is proposed for the future because these projects have high regional and social sensitivities. Ⅴ. Policy Improvement Measures for Waste Landfill Facilities □ While deriving improvements for the environmental impact assessment, those associated with the policy were proposed as legal amendments (draft) regarding waste landfill management. The waste landfill method, leachate water level management, well groundwater pollution monitoring standard, and permissible leachate emission standard corresponded to the parts relevant to management. The leachate reuse method and post-environmental impact assessment period during environmental impact assessment were also included as other criteria. The legislation related to the amendment (draft) were the Wastes Control Act, Act on Promotion and support of Water Reuse, and Environmental Impact Assessment Act, as presented in Table 1. ㅇ The amendment (draft) to the legislation was made after collecting opinions from experts in the design and supervision of domestic waste landfills, experts from environmental impact assessment agencies, and experts from public institutions (Korea Environment Corporation). It is considered that supplementary research for each issue, precise investigation and analysis of the necessity, and collection of opinions from diverse stakeholders must be entailed for the proposed amendment to be reflected in the future. □ Besides the legislation amendments (draft), other proposed policy improvement measures for waste landfill facilities included expanding the scope of government support for strengthening facility installation standards, encouraging recent landfill operation technology systems (leachate recirculation bioreactor), strengthening the standards for the scope of landfill management supervision and training professionals, executing efficient landfill inspection plans, and expanding waste landfill management scopes for relevant institutions. Ⅵ. Conclusions and Recommendations □ This study was conducted to develop improvement measures for environmental impact assessment of water environments in waste landfill projects. The evaluation criteria relevant to impact on water quality, mainly involving leachate, during the construction and operation of landfill facilities were water environment (water quality, hydrogeology, and groundwater), topographic and geological, and environment-friendly resource cycle, in which the insufficient factors during environmental impact assessment were supplemented and improved through this research. The essential points from the research results, as extensive content, including the evaluation of comparison of alternatives, impact forecast, reduction measures, and post-environmental impact assessment, were reflected in the environmental impact assessment report preparation, the review manual, and the locational guideline (plan). The points that required legislative amendment were proposed as policy improvements. This research was meaningful since not only extensive data were studied but also opinions from numerous stakeholders including landfill design, supervision, and construction experts, environmental impact assessment agency experts, landfill management public institution experts, and landfill operations management practitioners were comprehensively collected to derive realistic and highly-effective outcomes. Meanwhile, minimizing the water environmental impact originating from landfill leachate only through supplementations and amendments (draft) to the relevant legislation and guidelines is limiting. Therefore, proactive technical support from relevant authorities (including private facilities) and systematic operations management and supervision execution from local governments (including operator entities) are required.

수도권매립지 제2매립장 장기침하 경향 분석

박다정 ( Da Jung Park ),이영민 ( Young Min Lee ),정용길 ( Yong Gil Jeong ),김문정 ( Moon Jeong Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-

폐기물의 매립은 가장 단순하고 일반적인 폐기물 처리 방법이다. 하지만 매립지 주변의 도시화로 인하여 운영 중인 매립지가 주변 환경에 미치는 영향을 최소화 하는 관리방안에 대한 관심이 증가하고 있다. 따라서 매립지의 효율적인 관리를 위해서는 매립지 침하거동을 정확히 예측하는 것이 중요하다. 폐기물 매립지의 침하거동은 일반 토목공학에서 다루는 흙의 거동과는 달리 유기물 분해에 따른 침하가 미치는 영향이 크다. 또한 각 매립장마다 반입된 폐기물의 성질이 불균질 하고, 기후ㆍ작업환경 등 침하에 영향을 미치는 요소들이 다양하기 때문에 정확한 침하거동 예측방법에 대하여 끊임없는 연구가 이루어지고 있다. 지금까지 폐기물 매립지의 장기침하거동 예측을 위하여 흙의 2차 압밀 거동 예측을 위해 사용되는 Gibson & Lo모델, 쌍곡선 모델등과 일반적인 재료의 크리프 거동 모사에 사용되었던 Power creep law 등을 사용하고 있고 모델 계수 결정에 따라 예측값에 차이가 나는 경향이 있다. 2000년도에 폐기물 매립을 시작해서 2018년도에 매립이 종료된 수도권매립지 제2매립장을 수 년 간 추적 관찰한 계측값을 통하여 수도권매립지 제2매립장의 장기침하 경향 특성을 분석하고 효율적인 매립지 관리를 위한 침하거동 예측방법을 검토하고자 한다.

공기주입과 복토층 메탄산화를 통한 중소규모 매립시설의 메탄가스 유출저감 효과 검토

김유리 ( Yu Ri Kim ),김진성 ( Jin Sung Kim ),신현진 ( Hyeon Jin Shin ),박상아 ( Sang Ah Park ),문세흠 ( Seheum Moon ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2017 No.-

우리나라의 메탄가스 배출량은 2014년 기준 26.6백만톤 CO₂eq 수준으로, 이중 약 27% (7.3 백만톤 CO₂eq)는 폐기물매립지에서 유출되고 있다. 매립지에서의 메탄유출을 저감하는 가장 이상적인 방법은 매립가스를 포집하여 에너지화하는 “매립가스 자원화” 방식이다. 그러나, 이를 위해서는 가스포집시설, 가스정제시설 및 발전설비 등의 설비투자가 필요하며, 매립가스 발생량이 2~3 N㎥/min (메탄가스 농도 35%~50%)이상의 대규모 매립지에서만 경제성 확보가 가능하다고 알려져 있다. 이런 이유로 230개소의 매립지 중 17개 시설에서만 매립가스 자원화 시설을 운영하고 있으며, 대부분의 중소규모 매립지에서는 메탄유출에 대한 별다른 대책이 없는 실정이다. 본 연구에서는 중소규모의 매립지 5개소를 선정하여 “공기주입을 통한 호기성 매립지 전환” 및 “매립지복토층을 이용한 생물학적 메탄산화 기술”의 메탄저감 성능과 경제성을 검토하였고 “매립가스 자원화”와 비교하였다. 매립가스 자원화를 검토하기 위한 매립가스 발생량은 LandGem 모델을 이용하여 산정하였으며, 폐기물의 성상(메탄잠재발생량 및 메탄발생속도추정)및 매립량은 환경부 통계자료를 이용하였다. 공기주입에 따른 호기성전환 비율은 주입압에 따른 유효반경을 산정하여 추정하였으며, 복토층에서의 메탄산화 효율은 문헌조사를 통해 결정하였다. 기술검토 결과 공기주입과 복토층 메탄산화기술을 조합하는 경우 70~85% 수준까지 메탄유출을 저감할 수 있는 것으로 추정되었으며, 중소규모 매립지의 경우 매립가스 자원화와 비교하여 상대적으로 우수한 경제성을 나타냈다.