폐기물 관리

1. 폐기물의 법규와 관리체계

1. 1폐기물이란 ?

‘ 쓰레기, 연소재, 오니, 폐유, 폐산, 폐알칼리, 동물의 사체등으로서 사람의 생활이나 사업활동에 필요하지 아니하게 된 물질 (폐기물 관리법) ’ - 폐수와의 구별 (액상폐기물: 고형물함량 5% 이하, 반고형 폐기물: 5% 이상 - 15% 이하, 고형 폐기물: 고형물 함량 15% 이상)

1. 2 폐기물의 분류

가정생활폐기물 폐기물 사업장폐기물 사업장 일반폐기물 건설폐기물 지정폐기물 ※ 방사능 폐기물 별도 사업장생활계폐기물 사업장배출시설계폐기물 산업유해폐기물 감염성 폐기물

건설 폐기물 종류별 처리방법

폐콘크리트(건설폐기물 중간처리업) 및 건설폐재류 건설폐기물 중간처리업(파쇄분쇄 또는 재생아스콘 생산)

한국폐기물협회

폐목재 건설폐기물 소각전문중간처리업(재활용이 불가능한 경우) 재활용신고자(재활용)

한국폐기물협회

혼합건설폐기물 건설폐기물 중간처리업

한국폐기물협회

1.3 지정폐기물의 종류

지정폐기물 발생현황

한국폐기물협회

지정폐기물 지역별 발생 현황

2009년도 전체 지정폐기물 방법별 처리현황 에서 재활용 56.8%, 매립 20.7%, 소각 17.1%, 기타 5.3%차지 한국폐기물협회

1.4 우리나라의 폐기물 관련 법규

1.5 폐기물의 발생과 순환

원 료 물 질 (원료, 광물, 목재, 농수산물) 제 조 및 가 공 회수/재생 소 비 최 종 처 분 2차가공 폐기 원료 가공 잔재물 원료, 제품, 회수물질 흐름 폐기물 흐름

1.6 자원순환형 사회의 개념도

2. 폐기물 발생현황

2.1.1 폐기물 발생 현황

분류별 폐기물 구성비

2.1.2 폐기물의 성상

-

우리나라 생활폐기물의 물리적 조성

1974년 1986년 1997년 27.3

85.2

57.1

7 0.4

0.3

0.7

1.3

11.3

0.8

1.4

2.6

0.6

2.6

7.3

가연성 불연성 음식물 고무피혁류 연탄재 종이류 나무류 플라스틱류 기타 금속초자류 - 미국 생활폐기물의 물리적 조성 (재활용 성분 및 음식 폐기물이 포함된 상태에서의 수거된 폐기물) 21.4

8.4

2.9

2.6

7.6

6.2

2.3

4 12.6

35.6

8.4

2.7

유기물 무기물 1990년 6.4

6.9

1.8

0.4

0.4

3 0.6 5.8

음식물 플라스틱 가죽 유리 기타금속 9 종이 섬유 정원폐기물 주석캔 흙, 재 등 1.8

17.2

판지 고무 목재 알루미늄

우리나라 생활폐기물의 주요 성분 변화 추이

밀도 변화 추이

수분함량 변화 추이

저위 발열량

연도별 생활폐기물 처리방법별 처리율 변화추이

2.1.3 분류별 폐기물 발생량 및 처리 현황

폐기물의 처리현황

- 폐기물 처리실태 (국내; ‘ 97) - 국내 폐기물 재활용 현황 - 1987년 생활쓰레기 재이용율 2.3 % 1992년 7.9%, 97년 28% - 품목별 재활용 현황 (1998) 폐지 (58.2%), 고철 (38.6%), 폐유리병 (55.5%), 폐플라스틱 (10.2%) - 생활폐기물 재활용율은 아직도 낮음 선진국에서는 폐기물 발생억제에 중점

3. 폐기물 수거

3.1 폐기물 수거 체계

3.1.1 분리수거 체계 생활폐기물 • 종량제 봉투 • 대형폐기물(배출스티 커 부착) • 연탄재(무상수거) 재활용 가능자원 • 생산자 재활용 의무 대상 포장제/제품 • 기타 재활용 가능자원 음식물류 폐기물 • 전용수거용기 • 전용봉투 분리수거대상 재활용 가능자원의 종류 분류 기타 재활용가능자원 세부항목 생산자 재활용의무 대상 포장재 종이팩, 유리병, 금속캔, 합성수지류 생산자 재활용의무 대상 제품 전지류, 타이어, 윤활유, 전자제품, 형광등 종이류, 고철류, 의류, 영농폐기물류(농약용 기, 농촌폐비닐), 기타(폐식용유, 기타 품목)

3.1.2 수거 작업 폐기물 수거용기 및 수거차량 - 이동식, 고정식 a) 재활용 분리수거 쓰레기통(아파트용) 종이,의류:90×90×75cm, 기타:90×45×75cm b) 재활용 분리수거 쓰레기통(소형) 종이,병,캔:45×45×90cm, 기타:40×30×58cm c) 견인용 쓰레기통 2.43m×1.35m×1.8m

d) 길가의 쓰레기통 직경 50cm, 높이 70cm

3.2 폐기물 관로수송 방식

(1)원리: 폐기물 관로수송시스템은 투입구에 버려 진 폐기물을 중앙집중 제어시스템의 통 제에 의해 지하에 매설된 관로에 흐르는 공기와 함께 중앙 집하장에 운반하여 최 종처리시설까지 수송할 수 있도록 컨테 이너에 적재할 수 있는 시스템이다.

(2) 수송방식 중앙 집하장이 존재하는 고정식과 집하 장 기능이 있는 진공압축차를 이용하는 이동식이 있다.

(3) 적용범위 • 유효흡입거리: 일반폐기물 2km 이내, 음식물류 폐기물 1km 이내 • 최대적용면적: 약200만m 2 • 수용적용세대:약1만 세대 내외

고정식 이동식 관로시스템

폐기물 집하장 유무에 따른 관로수송시스템 의 형식 비교

(4) 폐기물 관로수송 시스템의 장단점

구분 장점 단점 내용 ① 대상 폐기물이 외계와 차단되어 있어 무공해형 수송수단 ② 관로를 수송경로로 할 경우에 운전의 자동화 및 에너지 절감이 가능하다.

③ 집중수송에 적합하기 때문에 폐기물 수집,수송에 적합하다.

④ 배출원이 증가할 경우에도 송풍기 등 수집센타측의 설비는 그대로 두고 수송관 로와 밸브의 증설만으로 가능하다.

① 초기 설비투자가 크고, 특히 기존 시가지에 도입할 경우에 약 30%이상의 비용이 추가되어 경제적 부담이 된다.

② 일단 건설된 관로의 경로변경과 연장에 어려움이 있고, 유연성이 작으며 수송량 도 설계치에 적합한 양을 주지 않으면 효율이 저하된다.

③ 대용량 수송에 유리하나 진공식 관로수송에 이용되고 있는 부압에는 한계가 있 기 때문에 장거리 수송에는 부적합하다.

(5) 폐기물 자동집하시설 투입금지물

구 분 대형폐기물(소정크기 이상의 물건) 화재, 폭발의 위험성이 있는 물건 특별히 무거운 것 점착성이 있는 것 특별히 신축성이 강하여 투입구부에 퍼 져 막힐 가능성이 있는 것 악취가 심한 것 산/알칼리류와 농약, 화학약품 등의 위험 물 산업폐기물 기타 부적합한 물건 세부항목 책상, 의자, 옷장, 침대, 망창, 이불류, 가 전제품, 응접셋트, 경대, 융대, 매트리스 등 살충제통, 연료통, 유류, 연로, 가스통 등 오니, 돌, 금속 덩어리 접착제 등 대형 스티로폼류 다량의 동물의 분뇨, 사체 등

3.3 적환장

3.3.1 적환장의 필요성

적환장은 중·소형의 수집차량에서 수거된 폐기물을 큰 차량으로 옮겨싣고 장거리 수송을 할 경우에 필요한 시설이다.

적환장은 보통 다음과 같은 경우에 설치된다.

①처분지가 수집장소로부터 16km 이상 멀리 떨어져 있을 때 ②작은 용량의 수집차량(15m 3 이하)을 사용할 때 ③불법투기와 다량의 어지러진 폐기물들이 발생할 때 ④저밀도 거주지역이 존재할 때 ⑤상업지역에서 폐기물 수집에 소형용기를 많이 사용할 때 ⑥슬러지 수송이나 관로수송 방식을 사용할 때

3.3.2 적환장의 형식 직접 투화 방식, 저장 투하방식, 직접과 저장의 결합방식

3.3.3 적환장의 위치 결정 ①수거해야 할 폐기물 발생지역의 무게 중심에 가까운 곳 ②쉽게 간선도로에 연결될 수 있고, 2차 보조 수송수단에서의 연결이 쉬 운 곳 ③적환장의 운용에 있어서 공중의 반대가 적고 환경 영향이 최소인 곳 ④건설과 운용이 가장 경제적인 곳

4. 폐기물 처리시스템

1) 매립처분을 주로 한 중간처리 방법 수집

·

운반 파 쇄 압 축 2) 소각처리를 주로 한 중간처리 방법 수집

·

운반 파 쇄 소 각 매 립 매립처분지에서 블도우저 등 으로 파쇄

·

압축을 하는 것은 처리시설에 포함되지 않는다.

고 형 화 매 립 3) 자원회수, 재생을 주로 한 중간처리 방법 수집

·

운반 파 쇄 분 별 퇴 비 화 회수

·

재생 소 각 매 립

4.1 생활폐기물 처리, 처분 계획의 흐름도

4.2 폐기물의 기계적 처리 4.2.1 압축 폐기물 중간 처리 기술로서의 압축은 부피감소가 주된 목적이며, 이를 통해 폐기물의 수송비용을 절감하고 매립장의 수명을 연장시키는 효 과를 얻는다.

4.2.2 압축기의 형태 ①고정식 압축기: 주로 수압에 의한 압축 형태로 수평식과 수 직식 압축기로 구분되며, 호퍼 에 투입된 쓰레기는 왕복 압축 피스톤에 의해 압축된다.

<고정식 압축기>

②백 압축기: 수동과 자동식, 수평과 수직식, 연속식과 회분 식 등의 다양한 백 압축기가 있으며, 백을 하나씩 공급하는 낱개 백 압축기와 여러 백을 설치하여 충전된 백을 제거시 키면서 계속 압축작업을 할 수 있는 각수 백 압축기가 있다.

③수직식 압축기: 압축 피스톤 에 의해 손으로 투입시킨 쓰레 기를 압축시켜 종이나 플라스 틱으로 된 상자의 백에 모으는 방식 <낱개 백 압축기> <수직식 압축기>

④ 회전식 압축기: 비교적 부 피가 작은 쓰레기를 회전판 위에 여러 개의 열려진 상태 로 놓여 있는 백에 압축 피스 톤으로 충진시켜 가는 방식 이다.

<회전식 압축기>

4. 3 파쇄

1) 파쇄의 목적 - 부피 감소 및 겉보기 비중의 증가 : 운반/저장/취급의 용이, 매립지 수명 및 안정성 개선 - 유가물의 분리 : 물질별 분리 용이, 선별공정의 전처리 - 비표면적의 증가 : 소각효율의 향상, 퇴비화시 발효효율의 향상 - 입경분포의 균일화 - 심미적 이유 : 병원폐기물, 기타 원제품이 심미적인 문제가 있을 경우 등 2) 처리 곤란성 폐기물 분류 형상이 크다 폭발, 인화 또는 위험성 복합제품 환경 위생면에 부적합한 것 폐기물의 종류 대형가전제품. 자동차, 오토바이, 각종 건축보도 스프레이 캔, 도료캔, 폐유캔, 소화기 등 욕조, 매트레스 전지, 형광등, 농약, 감염용 폐기물(주사기 등)

3) 파쇄 조작원리

• 압축작용에 의한 파쇄 • 충격작용에 의한 파쇄 • 전단작용에 의한 파쇄 • 마찰작용에 의한 파쇄 4) 파쇄방식에 의한 특징 파쇄방식 압축식 충격식 대상물 가연성 대형쓰레기 가연물 전반 전단식 마찰식 가연성 대형쓰레기 무른것 장점 감용효과 크다 단점 탄성체 불가 적용 조파쇄에 적합 파쇄효과 크다 진동,소음, 분진 적다 동력소비 적다 파쇄입자가 적 다 진동, 소음 크다 동력소비, 마찰 크다 처리능력 한계 있음 탄성체는 불가 파쇄,혼합에 적 합 폐자재,수목의 조파쇄에 적합 파쇄 후에 선별 적합

5) 파쇄기(shredder)의 종류 축 회전체 햄머 파쇄봉(조절가능) 유공 받침쇠 (grate) 커터 축 커터날 프레일의 헤머 회전체 지지판 모루판 폐기물 파쇄에 사용되는 장치예 (a) 햄머밀 : 일정크기 입자로 파쇄(유공크기) (b) 프레일 밀 : 큰 입자로 파쇄 (일과형 파쇄) (c) 전단기파쇄 : 섬유질, 비닐 등 (일과형 파쇄) ※ 특수용도 파쇄기 : 유리파쇄기, 목재파쇄기, 건설폐기물 파쇄기 등

4.4 선별 4.4.1 스크리닝에 의한 선별

- 용도 : 크기별 폐기물 분류, 예) 혼합 재활용쓰레기에서 종이, 플라스틱등 가벼운 폐기물과 유리, 금속 등 무거운 폐기물 가연성 폐기물에서 유리, 왕모래, 세사 등 비가연성 제거 건설폐기물 분쇄 후 크기별 분류 (진동스크린) - 스크린 종류 폐기물 선별용 스크린 조대스크린 (a) 진동스크린 : - 일정크기 이하물질 선별 - 건설폐기물 선별 - 스크린 폐색 약점 (b) 회전드럼 스크린 - 가장 일반적인 선별방법 (도 시쓰레기) - 파봉을 겸할 수 있음. (c) 디스크 스크린 : - 미소물 입자크기 조정용이, - 디스크의 자정력(폐쇄방지) 미소물질 미소물질 (크기1) 미소물질 (크기2) 미소물질 (크기1) 미소물질 (크기2) 디스크 스크린 크기1 스크린 크기2 파봉기로 사용되는 칼날이나 갈퀴 Lifter

4.4.2 밀도차 선별 (풍력 선별기)

- 재활용 물질중 세부적 선별, 가벼운 물질 중 무게차가 크지 않아 스크린 선별이 어려운 경우 예) 밀도가 다른 플라스틱 종류별 선별, 고무와 플라스틱 분류 <경량물질과 중량물질의 풍력선별장치>

연속벨트

4.4.3 자력선별

- 철금속의 회수 알루미늄과 철금속 구별 등 고정식자석 통형 컨베이어 파쇄된 폐기물 철금속류 자력선별기 : (a)상부벨트 자력선별기 (b)상업용 상부벨트 자력선별기 (c) 도르래 자력선별기 컨베이어벨트 파쇄된 폐기물 철금속류 자력이 없는 드럼 내부에 위치한 고정식 전자석 비철금속류

4.4.4 자외선 색도선별

: 유리 재활용을 위한 색도별 선별 <광학 선별 장치> <색상별 분리선별기의 응용 예>

5. 폐기물 소각기술

5.1 연소의 정의 - 연소는 빛과 열이 있는 급격한 산화 현상이며, 일종의 화학반응. - 가연원소, 즉 탄소(C),수소(H)및 황(S)의 연소라고 할 수 있음.

- 가연원소의 연소 반응은 양적관계로 연소에 필요한 공기량과 연소가스량, 발열량 등을 계산 - 연소시 폐기물 무게(13-20%), 부피(5-6%) 감량 연료(C,H,S) + 산소(O 2 ) → 연소가스 + 열에너지(반응열) [주요 용어] - 연소반응열 : 연소반응시 발생하는 열로 연소 전후의 물질종류와 상태에 의하 여 결정 - 착화온도/착화점 : 특정 물질을 가열하여 어떤 온도에 도달하면 더 가열하지 않아도 연료자신의 연소열에 의하여 연소가 계속되는 온도 (연소화학반응의 activation energy)

5.2 연소의 조건 산소 : 충분한 산소량, 접촉시간이 완전연소의 조건 온도 : 도시폐기물의 평균 착화온도는 260

–

370도, 혼합폐기물의 연소시 연소기의 최소온도 650도 이상 높은 연소온도 : NO x , O x HC, CO등 발생 형성 , 낮은 연소온도 : 불완전연소에 의한 연소시간 : 연소온도가 높을수록 연소시간 감소, 일정온도 이상 되면 연소 시간이 중요하지 않음 혼합 : 원활한 산소, 온도, 연소시간의 균질화 5.3 연소공정의 구성 - 폐기물의 주입공정 : 대부분 연속주입, 저장탱크, 크레인, 자연유하식 주입의 순서 - 연소실 : 1차 연소실 (폐기물 연소), 2차 연소실 (미연소부분 연소), 연소온도 600-1000도, 적정한 공기/연료비율 - 연소가스처분공정 : 2차 대기오염 예방 - 재의 처분공정 : 대부분 매립 - 기타공정 : 폐열회수장치,

5.4 스토커식 소각로 공정도의 예

5.4.1소각로의 기본적인 구조

5.5 연소의 종류

(1) 분해연소 - 석탄, 목재, 고분자가 열분해되고 이 때 발생한 가연성 가스가 연소 - 가연성 가스 연소시 발생한 열로 다시 열분해 (2) 표면연소 - 코크스, 분해연소가 끝난 석탄은 열분해가 어려운 탄소로 그 자체가 고체상태로 연소 - 작열하되 화염이 없음 (3) 증발연소 - 연료자체가 증발하여 기체상태로 연소 (4) 확산 연소 - 기체연료와 같이 공기의 확산에 의한 연소 (5) 자기 연소(내부 연소) - 나이트로 글리세린 등은 공기 중 산소를 필요로 하지 않고, 분자 자신속의 산소 에 의해서 연소 (6) 혼합기 연소 - 기체 연료와 공기를 알맞은 비율로 혼합(AFR: air/fuel ratio)하여, 혼합기에 넣어 점화하여 연소

5.6 연소시 공기 소요량 (1) 이론 공기량 : 쓰레기 중의 가연성 원소를 완전히 연소시키기 위해 이론적으로 필 요한 공기량 (2) 소요 공기량 : 실제 소각시 필요 공기량 (실제로는 이론 공기량보다 다량의 공기가 필요) ※ 계산예 참조 5.7 연소시 발열량 - 고위발열량 : 총발열량 (열량계 측정) - 저위발열량 : 고위발열량

–

수분의 응축열 (Hs=600 kcal/kg물)

5.8 다이옥신(Dioxin) 다이옥신이란: 1개 또는 2개의 염소원자에 2개의 벤젠고리가 연결된 3중 고리구조로 1 개에서 8개의 염소원자를 갖는 다염소화된 방향족 화합물을 말함.

• 가운데 고리에 산소 원자가 두개인 다이옥신계 화합물 (PCDD:polycholrinated dibenzo-p-dioxins) • 산소 원자가 하나인 퓨란계 화합물(PCDF:polychlorinated dibenzo furans)

5.8.1다이옥신의 발생원

구분 인위적 발생원 항목 세부내용 화합물 제조 클로로페놀 관련 물질의 제조공정(제초, 곰팡이 방지, 살충제 의 용도) 폐기물 소각 도시폐기물, 산업폐기물, 의료폐기물, 오니 소각에 따르는 연 돌배 출물, 비산재 및 바닥재의 매립지 펄프, 종이 제조 염소화합물에 의한 표백처리공정 자동차 기타 자연적 발생원 휘발유 첨가제(사에틸납), 포착제(이클로로 이브로모에탄) 사 용 담배연기 등 화산, 화재, 번개 및 산불 등

5.8.2 다이옥신 억제기술

- 1

차적 방법

(

사전방지

)

: 폐기물의 조성분석을 통하여 다이옥신 주요유발물질 사전분리 : 염소포함물질 , 플라스틱 등

- 2

차적 방법

(

소각로내 저감

)

: 쓰레기 공급상태의 균일화 : 조성 , 수분함량 , 휘발분 함량 , 크기분포 등  국부적 산소부족 방지 연소온도 : 완전혼합상태에서 980 ℃ 의 평균온도에 달성되도록 설계 / 운전 ( 다이옥신류 900 ℃ 이상 이면 파괴가능 ) 충분한 공기량 및 혼합을 통한 완전연소 유도 후류온도제어 : 다이옥신 생성은 300 ℃ 부근에서 최대 , 250 ℃ 이하 및 400 ℃ 이상에서는 현저히 감 소하므로 300 ℃ 부근에서의 배기가스 체류시간 최소화 ( 급속냉각 등 )

- 3

차적 방법

(

후처리방법

) :

전기집진기 : 운전온도의 저온화 , 전단에 활성탄 분무 , 재비산 방지 여과집진기 : 소석회 및 활성탄 주입 , 운전 온도의 저온화 , 여과속도 조절 , 습식세정탑 : 세정수에 활성탄 혼합 사용 , 고급 습식법의 사용 , 선택적환원촉매장치 : Ti-V 계의 산화촉매층 사용 , 공간속도 조절 활성탄 및 활성코크 흡착탑에 의한 고효율 제거 기타 : H 2 O 2 , O 3 등 산화제의 투입 , H 2 S, NH 3 , 트리에탄올아민 등의 재생성 억제제의 사용

6. 매립처리기술

6.1 폐기물의 최종처분 방법으로서의 매립 [처분 (disposal)] 1) 땅, 대지 (Land) - 단순매립(open dumping), - 위생매립(Sanitary landfill, 일반폐기물), - 안전매립(Secure Landfill, 유해폐기물) 2) 해양(Ocean) : 해양투기 ; 부상(floating)으로 인한 미관상, 해양생물, 환경적 관점에 서 바람직 하지 못함.

3) 대기(Air) : 소각(유기물 -> CO 2 , 대기 방출) 4) 우주(Space) 6.2 폐기물 매립지의 기능 1) 저류기능: 폐기물 매립지는 매립된 폐기물을 반영구적으로 보관하는 큰 저류시설로 서 저류된 폐기물이 안전하게 자류될 수 있도록 옹벽이나 외주호한과 같은 저류구 조물을 축조하게 된다.

2) 차수기능: 폐기물 매립지에서 발생하는 침출수가 외부로 누출되면 인근 하천 및 지 하수, 토양 등을 오염시키게 되므로 침출수가 외부로 누출되는 것을 방지하는 차수 기능을 가지고 있다.

3) 처리기능: 화학적, 생물학적 변환 및 분해 과정을 거치면서 침출수와 매립가스 등 의 부산물을 생성하는데, 이들 부산물을 적정하게 처리하는 시설을 갖추어야 한다.

6.2.1 매립지 내의 반응 • 미생물학적 분해 반응 • 화학적 산화 • 매립지 가스의 이동 및 방출 • 침출수의 발생 및 이동 • 침출수에 의한 유기물질과 무기물질의 용출 • 침하 6.2.2 매립지 내 분해 • 섬유질(cellulose)과 그 화합물을 포함한 유기물 • 탄수화물, 지방, 단백질 등 분해가 용이한 유기물 • 플라스틱, 고무, 가죽류 분해기간 폐기물의 종류 6개월 이내 10 – 20년 20 -100년 100년이상 500년이상 종이, 오렌지껍질, 우유팩 플라스틱백, 나무젓가락, 담배필터 일회용 컵, 플라스틱 용기, 가죽구두, 나일론 천, 알미늄캔 플라스틱 병, 종이기저귀, 양철캔, 칫솔 스티로폴

시간경과에 따른 폐기물 매립지에서의 매립지 가스 및 침출수 농도 변화 추이

6.3. 매립지의 구분

① 매립방법에 따라 : 단순매립, 위생매립, 안전매립 ② 매립구조에 따라 : 혐기성 매립, 혐기성 위생매립, 개량 혐기성 위생매립, 준 혐기성 매립, 호기성 매립.

③ 매립공법에 따라 : 내륙매립 - 샌드위치 공법, 셀공법, 압축매립공법, 도량형공법 해안매립 - 수중투기공법, 박층뿌림공법 [매립구조에 따른 분류] 혐기성 호기성 - 비용 : 저비용 -  고비용 - 안정화속도 : 느림 -  빠름 - 환경위해성 : 높음 -  낮음 (침출수, 메탄등 가연성가스: (폭발, VOC), 기타부산물가스(악취, 대기오염),분진, 병원균 매개체 등)

매립 공법에 따른 분류 • 1. 내륙매립방법 샌드위치(sandwich) 공법:좁 은 산간지 등의 매립지에 이 용 • 셀(Cell) 공법: 폐기물 비탈면 의 경사는 15~25%, 화재의 발생 및 확산을 방지, 악취 및 해충의 발생 억제 • 압축매립공법(Baling system): 매립 각 층별로 5~10cm 정도의 일일 복토를 실시, 최종복토는 1.5~2m 두 께 정도가 필요 샌드위치 공법 셀 공법 압축매립공법

• 도랑형 공법(Trench system): 도랑의 깊이는 약 2.5~7m 정도의 깊이, 토양처리 공법과 동시에 활용 할 수 있음, 안정한 지역의 폐기물로 토지개량재로 활 용할 수 있을 경우에는 그 자리에 다시 매립할 수 있 으므로 토지이용의 효율화를 도모

2. 해안매립 공법 • 순차투입 공법: 부유성 폐기물의 수면 확 산에 의해 수면부와 육지부의 경계를 구 분하기 어렵게 되어 매립장비 등의 매몰 사고가 발생할 수 있다는 점에 유의 • 박충 뿌림 방법: 매립후 토지이용을 고려 하여 바닥지반 개량을 실시하고 있는 처 분장에서는 전술한 순차투입공법으로는 개량된 지반이 파괴될 위험성이 있음 순차투입 공법 박충 뿌림 방법

1) 매립구조에 따른 분류 - 혐기성 매립 : 산간지나 저습지에 단순투기, 불법투기  침출수, 악 취, 화재, 해충 등 - 혐기성 위생매립 : 폐기물을 일정높이로 쌓고 복토 (50cm)  매립가스 침출수, - 개량형 혐기성 위생매립 : 매립지 저부에 차수막과 침출수 배수관 설 치  현재의 대부분의 위생매립

- 준호기성 매립 : 침출수 집수장를 설치하여 오수배출 촉진, 침출수 정화장치 설치, 통기촉진으로 호 기분해  조기안정화 (김포 매립지) ※ 매립지의 안정화 : 분해성 유기물의 분해, 생물학적, 물 리적, 화학적 안정 - 호기성 매립 : 강제적 통풍 으로 호기적 생분해 유도  혐기성 매립과 비교 시 안정화 속도 약 3배, 고비용 매립종료후 조기 안정화방법 으로 활용

6.4 폐기물 매립지의 입지선정 입지조건

• 계획 매립용량의 확보가 가능한 곳 • 폐기물 매립지의 진,출입로 설치가 쉬운 곳 • 폐기물 수집,운반의 효율성이 높은 곳 • 침출수 처리를 위하여 가급적 인근에 하수종말처리시설이 있는 곳

사회적 조건

• 주변에 민가가 없고 주거지역으로부터 멀리 떨어져 있을 것 • 용도상 규제를 받는 지역은 피할 것 • 운반로 상에 주거 밀집지역이 많거나 교통량이 많은 곳은 피할 것 • 문화재 및 주요 시설물이 많은 곳은 피할 것

환경적 조건

• 경관의 훼손이 작고, 시각적으로 은폐 가능할 것 • 수림이 양호하거나 보호대상 동,식물이 서식하는 곳은 피할 것 • 지하수위가 낮고 토양의 투수성이 작을 것 • 상수원 보호구역 등 수자원 보호가 요구되는 지역은 피할 것 • 주 풍향이 주거지역으로 향하지 않을 것 • 우수배제가 용이하여 침출수 발생량을 최소로 할 수 있을 것 • 복토재 확보가 용이할 것 • 지형상 재해에 안전하며 매립작업이 용이할 것 • 공사시 토공량을 최소화할 수 있을 것

폐기물 매립지 입지선정기준 항목

폐기물 매립지 입지배제기준

7. 슬러지 처리

1. 슬러지의 개념과 종류 ○ 슬러지 : 수중 부유물이 액체로부터 분리되어 침전된 찌꺼기 (수분 90% 이상) - 정수 슬러지, 하수슬러지, 폐수슬러지, 공정슬러지 (유기, 무기), - 유기슬러지 : 부패성, 병원성, 유해성 - 무기슬러지 : 유해성(중금속 등) ○ 정수 슬러지 - 정수공정 응집 침전 여과 소독 정수슬러지 - 1차 침전슬러지 : 미사, 진흙 및 부유물질 : 무기물질 위주 - 약품처리 슬러지 : 응집공정, 연수화공정에서 발생 : 유기물, 약품

○ 하폐수 처리장 슬러지 - 생물학적 하폐수처리 공정 스크린 전처리 1차 침전지 폭기 반응조 2차 침전지 처리수 슬러지 재순환 2차슬러지 (잉여슬러지) 1차슬러지  1차 슬러지 : 하폐수 중의 침전성 부유물 : 하수 (유기물 함량 50-70%, 모래 등 무기 물 함유)  2차슬러지 : 미생물, 미분해 유기고형물, 무기물 등 (고형물 함량 0.8-1.2 %, 고형물 중 유기물 함량 60 – 75%)

2. 하폐수 잉여슬러지의 발생  수질오염물질의 분해 수질오염물질 + 미생물(박테리아) + 산소 --  (C, N, H, O등) CO 2 + H 2 O + 성장미생물 + 에너지 + 기타 산화물 - 수질오염물질 중 40-60% 는 활성슬러지로 전환됨 - 생성된 활성슬러지중 내생호흡에 의해서 스스로 산화되는 부분을 제외한 부분이 잉여슬러지임 (슬러지의 체류시간-sludge retention time에 따라 달라짐) - 침전슬러지와 하수원수와 비교시 오염물질 중량 기준 50% 정도 함유 부피기준 1-1.5 % 로 줄이는 효과

3. 슬러지 관련 주요 지표

: 수중에 현탁해 있는 부유물질 또는 부유물질량을 나타낸다. 직경 2mm체를 통 과시켜서 거대 입자들을 제거함. 그 후 여지 또는 여지(1.2 μm)를 병용하는 유 리여과기로 여과, 건조시켜 저울로 달아서 구한다.

TS = VS + FS TSS = VSS + FSS TDS = VDS + FDS 총고형물 (TS; total solids) 휘발성 고형물(VS; volatile solids) 강열잔류고형물(FS; fixed solids) 총부유성고형물(TSS; total suspended solids) 총용존성 고형물(TDS; total dissolved solids) 휘발성부유물(VSS; volatile suspended solids) 강열잔류부유물(FSS; fixed suspended solids) 휘발성용존고형물(VDS; volatile dissolved solids) 강열잔류용존고형물(FDS;fixed dissolved solids)

예제- 고형물 자료의 분석

다음 실험 결과는 폐수 처리장에서 시료를 채취해 얻은 것이다. 모든 실험에서 시 료 채취량은 50ml이었다. 총 고형물(TS), 총 휘발성 고형물(VS), 현탁 고형물(SS), 휘발성 현탁고형물(VSS)의 농도를 결정하라.

증발접시의 무게 = 53.5433g

104 ℃ 증발후 잔여무게 + 증발접시의 무게 = 53.5793g

600℃ 소각후 잔여무게 + 증발접시의 무게 = 53.5772g

Whatman GF/C 여과지 무게 = 1.5433g

104℃ 건조후 Whatman GF/C 여과지 잔여무게 = 1.5553g

600℃ 소각후 Whatman GF/C 여과지 잔여무게 = 1.5531g

나. 슬러지의 침강성 (SVI: sludge volume index) - 1 L 실린더에서 슬러지가 30분간 침전되는 양을 측정 SVI = (1000 * V)/MLSS : 슬러지 고형물 1g당 차지하는 부피 (mL) 일반적인 하수슬러지 SVI는 100-150 정도 예제: 250ml의 포기조 용액을 30분간 침전시킨 결과 고형물이 50ml 이었다. 포기조의 부유성 고형물 농도(MLSS)가 2000ml 일때 SVI값은? 다. 함수율 % (water content) - 슬러지 탈수시 탈수효율을 나타냄. 매립, 소각, 토양적용 시 규제기준이 되고 있음.

V V

2 1 

P P

1 2  1  1 

w

2

w

1 V : sludge volume P : 슬러지중 고형분의 비중 ( = 100

–

w) w : 함수율 % 예제: 함수율이 85%일때 슬러지는 187.5kg이었다. 함수율이 80%일때 슬러지 는 몇 kg인가?

4. 슬러지의 처리방법 가. 슬러지 처리 개략도 침전 슬러지 W=99% 슬러지농축 중력농축 가압부상 원심분리 W=94-96% 슬러지 감량 /안정화 혐기성 소화 슬러지 개량 화학적안정화 슬러지 탈수 Belt press 식 Filter Press식 원심분리식 W=75 – 85 % 슬러지 건조 슬러지 최종처분 (슬러지 케익처리) 소각 매립 해양투기 Land Application 재활용 나. 슬러지 감량화/안정화 - 목적 : 슬러지 감량화 (혐기성 소화) 슬러지 악취방지 (혐기성 소화, 화학적 안정화-석회안정화, 염소살균 등) 슬러지 탈수성 제고 (석회처리, 혐기성소화, 응집제 투여)

다. 혐기성 소화공정 - 혐기성 소화반응식 혐기성 미생물 유기물질 + 결합산소 -----  새로운 미생물 + 에너지 + CH 4 + CO 2 + 기타 분해대사물질 ※ 결합산소 : 유기물질내 자체산소, 탄산이온 (CO 3 2 ), 황산이온 (SO 4 2 ), 질산이온(NO 3 ) 등 - 슬러지의 혐기소화 단계 1) 가수분해 단계 : 미생물 cell 의 파괴 : 가수분해 미생물 슬러지 -------  고분자 물질 (아미노산, 당, 지방산) 2) 산발효 단계 : 유기산의 형성 : 산발효 세균 고분자 물질 -------  저분자물질 (유기산, 알코올, 암모니아) 3) 메탄발효단계 : 최종산물 가스화 메탄형성세균 : 저분자물질 --------  메탄, 이산화탄소, 암모니아, 황화수소등 ※ 슬러지의 혐기소화의 율속단계(rate limiting step)는 가수분해, 특히 셀벽의 파괴임.

- 혐기소화공정의 효과 : 슬러지 부피 감량효과 20-30% 병원성 세균 살균효과 90% 악취제거 효과 탈수성 개선효과

- 유기물이 분해되어 메탄을 형성 시키는 과정 - 혐기소화 공정의 종류

라) 슬러지 탈수 처리 - 가압탈수 (Filter Press 방식) - BELT PRESS 방식 - 원심분리방식

5. 슬러지 처리과정에서의 환경문제 가. 악취문제 - 슬러지의 혐기성 부패과정에서 발생 (암모니아 NH 3 , 황화수소 H 2 S, mercaptan류 등) - 제어방안 1) 슬러지의 살균방법 : 오존처리, 염소처리 등에 의한 혐기성 세균의 살균 2) 슬러지의 생물학적 안정화 : 혐기성소화, 호기성 소화  분해성 유기물의 분해를 통한 부패성 저감 3) 악취처리장치 운영 : 악취 포집 및 Biofilter, 촉매산화기 등을 이용한 악취물질 제 거 나. 유해성 세균 : 슬러지의 토지주입, 매립등의 최종처리시 살모넬라균, E Coli 등 병원성 유해세균, 대장균, 바이러스 등 병원성 위해성 발생 1) 탈수전 슬러지의 살균 : 오존처리, 염소처리, 열적처리 2) 부분살균방법 : 혐기성 소화, 퇴비화 등 - 관리방안 : 토양주입시 유해세균 규제, 매립, 해양투기 등 자연투기방법의 비중 축소

다. 탈수 케이크의 수분함량의 과다로 인한 문제 - 탈수효율이 떨어져 수분함량이 과다할 경우 매립시 침출수 발생, 지하수 오염 소각시 완전연소의 어려움, 대기오염물질 발생 토양, 산림 주입시 악취문제 등 - 매립, 토양주입 처리시 수분함량 규제 (현재 대규모 75%, 소규모 80%) 라. 중금속 등 유독물질 함유문제 - 산업폐수 슬러지의 경우 가장 중요한 문제임. - 대부분의 산업폐수 슬러지는 지정폐기물로 분류하여 지정폐기물 매립장에 매립 - 하수슬러지의 경우에도 토지주입이 지속적으로 이루어 질 경우 중금속의 농축 이 우려됨

폐기물 재활용 관련제도

 국내 폐기물 재활용관련제도 [사전적 폐기물 관리] 1. 폐기물 회수처리비 예치금 제도 (1992) 가. 목적 : 폐기물 다량발생제품의 소비억제, 자원재활용의 촉진 나. 내용 : 폐기물 배출제품의 제조업자에게 폐기물의 회수처리의무 부과 회수처리비용을 사전예치 후 회수처리여부를 검증한 후 반환 [PET병(4-7원), 수은전지(120원), TV : 38원/kg] 다. 실시현황 429억 (97년), 31.6% 반환 라. 문제점 : 예치금액과 실제 회수처리비와의 괴리 회수처리기술 수준을 고려한 품목선정, 기술개발 개별업체단위가 아닌 업종별 자원재활용 추진체계 구축

2. 폐기물 처리부담금 제도 (1992) 가. 내용 : 유해물질 함유 또는 회수가 어려운 제품재료에 대하여 폐기물의 처리비용을 부담시킴. [1회용 기저귀 1.2원, 형광등 7원, 합성수지 판매가의 0.7%, 담배 4원/갑] 나. 실시현황 425억 (97년) : 합성수지 46%, 담배 40% 등 3. 쓰레기 종량제 (1995) - 초기 30% 감량효과 후 점진적 감량화 효과 상쇄

[ 폐플라스틱의 재활용 기술 ]

 플라스틱의 재활용 필요성 - 소각시 소각 부산물 발생 (다이옥신, VOC등 유해가스 발생) - 매립시 생분해성이 낮아 매립지의 안정화 저해 - 기술적으로 재이용이 가능하며 한정된 자원(석유)의 재이용 효과 - 에너지원으로 이용가능  폐플라스틱 재활용 기술 분류  재생 및 원료화  제품화 1) 분류기술 : 재생용품의 품질을 결정 - 기계적 분류기술 : 혼합된 쓰레기 종류 및 성상에 따라 다양하게 적용가능 비중차에 의한 선별기술 (하이드로 싸이클론), 전자정전기에 의한 선별기술 지능형 인식 시스템의 발전이 요구됨 - 용제세척기술 : label, 접착제, 이물질등의 효과적인 분리 폐 PET BOTTLE 압축 BOTTLE 분리 TUMBLER SEPARATOR 선 별 PVC BOTTLE 분리 분 쇄 BOTTLE 세척 FLAKE 세척 비중차 분리 건 조 알루미늄 분리 포 장 - 용매분리기술 : 플라스틱의 종류에 따라 선택적으로 용해후 온도조절에 의한 침전, 휘발등에 의해서 용매로부터 회수 플라스틱 혼합물의 성상에 따라 적절한 용매를 선택하되 혼합물의 성상이 여러가지일 경우 다단계 용매분리기술 활용 2) 열적 재생기술 - 열가소성 플라스틱 : 전체 플라스틱 폐기물의 97% 구성, 재료가 균일할 경우 시장경제기준으로도 경제성 있음. 회수비용이 문제 단일 또는 혼합 플라스틱 폐기물을 용융점 이상으로 가열하여 용융  압출가공  냉각  펠렛화 - 열 경화성 플라스틱 : 기술적으로 재활용이 어려움 (현재 대부분 매립처리) 열분해 또는 용매화 분해공정에 의해서 재활용이 가능하나 처리후 그 성질이 달라져서 다른 용도로 재활용 되어야 함.

[ 열가소성 플라스틱(PE,PP)의 재활용 ]

[ 분해성 플라스틱 ]

 분해성 플라스틱의 개발 내구성과 편리성이냐 환경이냐 ? 자연의 법칙은 순환 싸이클, 자연의 이단아 인간  분해성 플라스틱의 종류 1 ) 생분해성 플라스틱 - 천연고분자 : 셀룰로스, 리그닌, 전분 등 식물유래 고분자, 새우, 게껍질 등의 키틴질(또는 키토산) 고분자의 가공품 현재의 기술수준으로는 품질이 균일하지 못하는 단점 - 미생물에 의해 생산되는 고분자 (Biopolymer) : 미생물이 특정 stress 상황에서 바이오폴리머 배출 화장품, 제약, 식품등에 활용 - Biochemical 고분자 : 아미노산, 당, 폴리에스터 등의 천연원료를 고분자 합성기술을 적용하여 생분해 가능한 고분자로 합성 제조기술에 따라 다양한 성질을 구현할 수 있어 가장 이상적인 생분해성 고분자임.

현재 기술수준으로는 제조비용의 높아 일반화되지 못하고 있음.

2) 생붕괴성 플라스틱 - 천연고분자(전분)와 플라스틱을 섞어서 만들되 각종 분해 가속제를 첨가시켜 분해성을 높인 플라스틱 - 기존플라스틱제품에 근접한 수준의 품질을 구현할 수 있는 장점 - 완전한 분해성은 아니지만 분해속도를 촉진시키는 것으로 평가됨 (정확한 분해속도에 대한 평가가 어려움) 3) 광분해성 플라스틱 - 플라스틱 제품의 광분해 반응 (태양광선의 자외선 에너지 반응)을 촉진시켜주기 위하여 광분해 활성제를 첨가하여 합성 (산화촉진제, 광증감제, 전이금속 등 첨가)  분해성 플라스틱의 전망 ○ 분해성 플라스틱의 문제점 - 생분해성 플라스틱 : 품질, 비용 등의 한계로 일반화되지 못하고 있음.

- 생붕괴성 플라스틱 : 분해성 촉진효과의 미흡 - 광분해성 플라스틱 : 중금속 첨가로 인한 2차 오염의 문제, 매립시 태양광선과의 접촉결여 ○ Biochemical 고분자의 일종인 PLA(Poly Lactic Acid)가 가장 유망함. 현재는 고가이나 기술발전에 따라 대량생산 가능예상