폐기물매립지에 있어서 온실가스 표면발산량 자료를 이용한 메탄보정계수(MCF) 산정에 관한 연구

이원재,박진규,이남훈 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2014 No.-

폐기물매립지에서 발생하는 온실가스는 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)가이드라인에서 온실가스 배출량 산정 모델을 이용하여 발생 온실가스 량을 산정하도록 하고 있다. 2006 IPCC 가이드라인에서는 폐기물 매립지에서의 온실가스 표면발산량에 대하여 일차 분해모델(FOD, First Order Decay)로 산정하도록 하고 있으며, 이 모델에서 사용되고 있는 매개변수 중 메탄보정계수(MCF)는 매립지의 유형과 매립 깊이에 따라 각기 다르게 발생하는 메탄량을 보정해 주는 값으로서, 폐기물매립지의 온실가스 배출량 산정에 필요한 기초자료 중 하나이다. 이때, 적용되는 메탄보정계수는 현재, 국내의 기준으로는 관리된-혐기성, 관리된-준호기성, 관리되지 않은 매립지, 분류되지 않은 매립지 등의 5종으로 나뉘어 각각 1.0, 0.5, 0.8, 0.4, 0.6의 기본 값으로 제시되어 있다. 그러나 기존에 제시된 메탄보정계수 기본 값 만으로는 다양한 국내 폐기물매립지의 대표성에 한계가 있어서, 실질적 적용이 곤란하다. 그러므로 온실가스 배출량 통계 및 배출계수의 개발이 필요하며, 국가별 지역 맞춤형 연구의 장려를 위해 IPCC의 국가별 특성에 맞는 배출계수의 개발이 권장되고 있는 상황이다. 따라서 본 연구에서는 메탄보정계수의 보다 정확한 산정을 위하여 A매립지를 대상으로 하여 폐기물매립지의 CH₄와 CO₂ 표면발생량을 측정하였다. A매립지의 면적은 38,280㎡, 매립용량은 568,225㎥이며, 생활 폐기물 매립 직후 일일복토 및 중간복토를 시행하고 있다. 매립지의 측정지점은 A매립지에서 휴대용 레이저메탄검지기(Laser Methane Detector)를 이용하여 폐쇄형 챔버법을 통해 CH₄플럭스를 측정하였고, 데이터 신뢰도 향상을 위하여 반복 측정을 실시하였다. CO₂는 Air Sampler를 이용하여 포집 후 TCD(Thermal Conductivity Detector)로 분석 실시하였으며, CH₄와 CO₂를 측정한 위치의 지하 50cm정도 깊이에서 GA5000(Geotechnical Instruments Co.)을 이용해 CH₄와 CO₂의 농도를 계측하였다. 표면발산 가스 플럭스와 복토 밑의 매립가스 플럭스의 비를 통하여 메탄보정계수를 산정하였으며, 매립지의 전체 메탄보정계수에 대해서는 Kriging법을 적용하여 Surfer(Golden software, Inc.) 소프트웨어로 공간 적분값을 구하여, 계측된 영역 전체를 공간평균화 하여 MCF 값을 계산하였다. 표면발산량은 기상조건이나 계절적 요인 등의 영향을 받기 때문에, 이를 적용하여 추가적 연구를 진행할 계획이며, 보다 더 정확한 메탄보정계수를 설정함으로써 폐기물매립지의 국가고유 배출계수의 개발을 통해 폐기물매립지의 온실가스 발생량 예측 데이터에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

매립지가스 발전의 전과정목록 데이터베이스 구축 연구

권유리(Yuree Kwon),안진주(Jinjoo An) 한국에너지기후변화학회 2021 한국에너지기후변화학회 학술대회 Vol.2021 No.11

매년 폐기물 발생량은 증가하는 추세이며 발생하는 폐기물의 적정 처리는 중요한 과제 중 하나이다. 폐기물 처리방법 중 하나로 매립법이 있으며, 매립지에서는 폐기물을 분해하는 과정에서 매립지가스(Landfill gas, LFG)가 수십 년 동안 발생한다. 매립지가스는 주로 메탄과 이산화탄소로 이루어져 있는데 두 가스 모두 6대 온실가스에 속하므로 매립지가스의 적절한 처리가 중요하다. 한편, 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA)는 제품의 생산에서 폐기까지 전 생애에 걸쳐 발생 가능한 환경 영향을 정의하고 평가하는 분석기법이다. 전과정평가를 활용하여 환경 영향을 평가하기 위해서는 제품시스템의 전 과정과 관련된 투입물, 배출물의 데이터를 수집하여 정량화해야 한다. 전과정목록 데이터베이스(Life Cycle Inventory Database, LCI DB)는 각 기능단위 생산에 필요한 제품의 전과정에 투입되는 자원의 양과 제품시스템에서 환경으로 버려지는 배출물 및 폐기물의 발생량을 목록화한 데이터이다. 공통적으로 사용되는 상·하위 흐름의 전과정목록 데이터베이스를 구축함으로써 전과정평가 수행 시 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있다. 본 연구에서는 최근 탄소자원화기술의 원료로 주목받고 있는 매립지가스 및 이를 이용하여 생산한 전력의 전과정목록 데이터베이스를 구축하였다. 국내 점유율, 자료수집의 용이성 등을 고려하여 수도권 매립지관리공사 제1, 2 매립장에서 발생하는 매립지가스 및 전력 생산시설을 대상으로 하였다. 환경부 자료에 따르면 2018년 기준 전국의 매립 시설 중 수도권매립지의 매립용량이 전체 41%에 달하였으며, 수도권매립지관리공사의 매립지가스 포집량은 214 M㎥으로 국내 전체 매립지가스 회수량 중 약 72%를 차지하였다. 또한, 국내 매립지가스 발전량의 88%가 인천지역에서 판매되었으므로 기술적 대표성을 확보하였다고 판단하였다. 본 데이터베이스는 ISO14044에 따라 구축되었으며 국내 전과정평가 전문가 5인의 정밀검토를 거쳐 완성하였다. 본 데이터베이스는 매립지가스 및 이를 연료로써 생산한 전력을 사용하는 공정의 상위 흐름 데이터로 사용할 수 있다.

폐기물매립지에서의 기후변화대응 및 신재생에너지 활용을 위한 호기성 열에너지 회수 시스템 개발

박진규,조병철,유문형,김경,이남훈 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2016 No.-

폐기물매립지에서 온실가스를 저감시킬 수 있는 방안 중 하나인 매립가스 자원화 방식은 경제성 문제로 인하여 매립량이 최소 백만톤 이상의 대규모이어야 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 국내에서 매립가스를 자원화하고 있는 매립지는 약 15개소이며, 그 외 매립지들에서는 매립지 규모, 자원화 경제성 부족 등의 문제로 폐기물에 대한 신재생에너지로서의 이용 방안이 전무한 실정이다. 또한, 폐기물매립지로의 음식물폐기물 직매립 금지와 소각 및 재활용 비율의 증가로 인해 매립되는 유기물의 양이 점차적으로 감소됨에 따라 매립가스 발생량이 감소될 것으로 예상되고 있으며, 이는 향후 국내에서의 매립가스 자원화 가능성이 매우 낮아지는 것을 의미한다. 이와 함께 자원화 시설이 설치된 폐기물매립지들은 매립 종료 후 매립가스 발생량이 점차 감소되어 경제성 문제로 인하여 매립가스를 자원화하지 못하는 시점이 도래하게 될 것이다. 이때 단위면적 당 매립가스 발생량은 적을지라도 매립지 규모로 인하여 대기 중으로 배출되는 매립가스 양은 상당량이 될 것이다. 따라서 매립가스 자원화를 할 수 없는 폐기물매립지들에서 발생하는 온실가스 감축과 폐기물 에너지 활용을 동시에 달성하기 위해서는 새로운 기술의 개발이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 상기의 두 문제점을 동시에 해결하기 위해 호기성 안정화 장치, 히트펌프, 축열조로 구성된 호기성 열에너지 회수 시스템을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 호기성 열에너지 회수시스템의 특징은 매립지 미활용 지열에너지 이용, 매립지 사후토지 이용, 조기안정화 및 온실가스 감축의 3가지 방안으로 구분된다. 첫째, 매립지 내부를 혐기성에서 호기성으로 전환시켜 유기물의 호기성 분해를 통한 생물학적 반응열을 증가시키고 발생된 열에너지를 히트펌프와 축열조를 통해 회수가 가능하게 됨에 따라 지금까지 미활용 되었던 지열에너지의 활용이 가능하게 되었다. 둘째, 지금까지 방치되었던 폐기물매립지의 상부토지에 시설재배, 체육공원 등 다양한 시설을 유치하여 지열에너지를 이용한 난방 및 온수를 공급하면 현재 매립지 사후관리기간 동안 미활용 되고 있던 상부토지의 이용과 동시에 난방 및 온수에 소요되는 비용 절감이 가능해진다. 마지막으로 호기성 안정화를 통해 매립지의 사후관리기간 단축 및 사후관리비용 저감과 동시에 폐기물매립지에서 배출되는 온실가스를 감축할 수 있으며, 상부토지에 유치한 시설들은 지열에너지를 통해 난방 및 온수를 공급받기 때문에 화석연료의 사용을 줄일 수 있어 이는 국가 온실가스 감축목표에 기여할 수 있게 된다. 전 세계적으로 기후변화 대응을 위해 다양한 방안이 모색 중이며, 특히 기후변화대응 기술의 시장은 급속히 성장하고 있다. 이에 국내에서도 2015년부터 온실가스 배출권 거래제도가 시행되고 있어, 환경기초시설을 보유하고 있는 지자체에서는 온실가스 할당량만큼 배출량을 감축하여야 하나 구체적인 방안을 마련하지 못하고 있다. 아울러 폐기물매립지도 이러한 변화에 맞추어 온실가스를 저감시켜야 하나 기존 혐기성 메탄 자원화 기술로는 한계를 맞이하고 있다. 따라서 본 연구에서 개발한 호기성 열에너지 회수 시스템은 폐기물매립지에서의 신재생에너지 활용방안에 대한 인식을 전환시킬 수 있을 것이며, 현재 국가에서 추진 중인 친환경에너지타운 중 폐기물매립지를 대상으로 한 신재생에너지 활용에 새로운 모델이 될 수 있을 것이다.

3차원기법을 이용한 폐기물 매립 진척상황 정보관리 시스템

김용준,박진규,조성윤,유문형,김경,이남훈 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2015 No.-

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 이루어 지지 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 레이저 스캐너는 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.

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.

난지도 매립지 침출수의 장기적 안정화 특성 -유기물질 중심으로

이호찬,박창호,오화민,조석주,어수미,이민환,채영주 대한보건협회 2011 대한보건협회 보건종합학술대회 Vol.2011 No.-

[연구배경] 급속한 도시화에 따른 도시의 외형적 팽창으로 과거에 매립이 완료된 매립지를 공원이나 주차장 및 놀이터등의 도시적 이용시설로 사용하는 사례가 증가하고 있다. 난지매립지의 경우 단순 비위생매립지로서 사용종료된 지 약 17년이 지나 공원으로 이용되고 있어 매립지의 안정화에 대한 연구가 필요한 실정이다. [연구목적] 본 연구에서는 노을공원과 하늘공원으로 이용되고 있는 난지도 1,2매립지를 대상으로 2003년도부터 2010년까지 집수정과 외측공 침출수의 시료를 채취 및 분석하여 매립지 안정화 지표중의 하나인 BOD와 COD를 중심으로 매립지 안정화 정도를 평가하고자 하였다. [연구방법] 2003년부터 2010년까지 매 분기별로 차수벽의 내측 집수정 30지점과 외측 집수정(외측공) 31지점에서 시료를 채취하였고. 분석항목으로는 BOD5와 CODCr 2가지 항목으로 하여 BOD5, CODCr, 및 BOD5/CODCr를 연도별 지점별로 파악하고자 하였다. [연구결과] 연구결과 1,2매립지의 전체 평균 BOD5, CODCr 및 BOD5/CODCr는 각각 21.8mg/L 138.2mg/L 및 0.12로 나타났고 1매립지의 경우 각각 BOD5, CODCr 및 BOD5/CODCr는 26.5mg/L, 256.5mg/L, 0.10 2매립지의 경우 각각 16.9mg/L, 92.5mg/L, 0.18으로 나타났다. BOD5의 경우 년도별 전반적인 감소추세를 보이고 있으며 2매립지 보다 1매립지에서 더 높은 값을 나타내고 있으며 CODCr 또한 년도별 전반적인 감소추세를 보이고 있으나 2매립지 보다 1매립지에서 더 높은 값을 나타내고 있다. 매립지 안정화지표의 하나인 BOD5/CODCr값의 경우 전체 평균 0.14로 나타났고 1매립지의 경우 0.10으로 2매립지 0.18보다 낮게 나타났는데 이는 1매립지의 CODCr 값이 상대적으로 더 높은 값에 기인하고 있으며 1매립지가 2매립지보다 더 안정화 단계에 진입한 것으로 판단된다.

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.

경기도 G군 매립지의 순환형 매립지로의 타당성 검토에 관한 연구

정혜윤,홍수열,배재근 한국폐기물자원순환학회 2017 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2017 No.05

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 등 매립제로를 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 가연성폐기물 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.

E-10 : 폐기물매립지 사면부에서의 CH4 배출특성에 관한 연구

강종윤,김용준,권순범,김인희,정용길,이남훈 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2013 No.-

폐기물매립지에서 발생되는 메탄(CH4)가스는 폐기물 분야에서 배출하는 온실가스 물질 중에서 가장 높은 비율을 차지하고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 폐기물매립지에서 발생되는 메탄가스의 배출량은 폐기물매립지의 일반적인 특성인 불균질성에 기인하여 시공간에 따른 배출량의 차이가 매우 커서 지속적인 메탄가스의 배출량 측정이 필요하다. 폐기물매립지에서의 메탄가스 배출량 측정은 매립가스 배출경로에 따라 매립지 복토층을 통한 표면발산량, 가스 배제공을 통한 배출량. 매립가스 회수 시 매립가스 포집량 등에 대하여 주로 이루어지고 있다. 그러나 상기에서 나타낸 것처럼 폐기물매립지의 특성상 기온, 대기압, 강수 등의 기상조건, 매립폐기물 물리화학적 특성에 따른 메탄플럭스(Flux)변동, 그리고 복토층 두께, 복토층 균열여부, 사면부 등 매립지의 구조적 특성에 따라 매립지에서 배출되는 메탄가스 배출량의 대표적인 값을 산정하는 것이 어려우며 매립장 전체면적에 대한 조사에도 한계가 따른다. 특히 복토가 이루어진 폐기물매립지의 표면발산량에 대한 연구는 많이 진행된 반면에 복토가 미흡한 폐기물매립지 사면부의 경우 메탄 배출특성에 대한 연구가 미흡한 실정이어서 메탄 배출 저감을 위한 사면부 관리에 대한 관심이 매우 낮으며, 매립가스 포집시설 설치 시 사면부 인근에 설치된 수직 가스 포집정의 경우 매립가스 포집 효율이 저하되는 특성을 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 위생매립지인 A매립지를 대상으로 매립지의 구조적 특성 중 하나인 사면부에서 배출되는 메탄가스 발생량을 평가하여 향후 메탄 배출량 저감 및 사면부 인근 수직 가스 포집 설치 설계를 위한 기초자료를 제공하는 것이 목적이다. A매립지의 면적은 38,280 m2, 매립용량은 568,225 m2이며, 생활 폐기물 매립 직후 일일복토 및 중간복토를 시행하고 있다. 메탄배출량 측정은 챔버(Chamber)에 레이저 메탄검지기를 이용한 방법을 통하여 실험을 진행 하였으며, 매립지를 구역별로 매립종료 지점, 매립 진행 지점, 사면부로 나누어 메탄가스의 표면 발산량을 측정하였다. 실험결과, 매립종료 지점의 표면 발산량은 3.25 ~ 26.42 g/m2/d (평균 8.08 g/m2/d)으로 나타났으며, 매립 진행지점의 표면 발산량은 1.80 ~ 3.51 g/m2/d (평균 2.74 g/m2/d)으로 매립종료 지점의 표면 발산량보다 낮은 결과를 나타내었다. 반면에 사면부의 표면 발산량은 17.30 ~ 35.10 g/m2/d(평균 22.56 g/m2/d)으로 매립종료 지점에 비해 약 3배 정도 높게 나타났다. A매립지의 경우 사면부 면적이 매립지 전체 면적의 약 4%로, 구조별 메탄배출량을 산정하면 사면부 전체 메탄배출량은 표면 배출량의 약 12%로 면적에 비해 매립지 전체 메탄배출량에 높은 비율을 차지하고 있는 것으로 산정되었다. 따라서 사면부 메탄가스의 표면 발산량의 저감을 위해 사면부에 대한 지속적인 관리가 필요할 것으로 사료된다.

폐기물매립지 사면부에서의 CH4 배출특성에 관한 연구

강종윤,김용준,권순범,김인희,정용길,이남훈 한국폐기물자원순환학회 2013 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2013 No.2

폐기물매립지에서 발생되는 메탄(CH₄)가스는 폐기물 분야에서 배출하는 온실가스 물질 중에서 가장 높은 비율을 차지하고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 폐기물매립지에서 발생되는 메탄가스의 배출량은 폐기물매립지의 일반적인 특성인 불균질성에 기인하여 시공간에 따른 배출량의 차이가 매우 커서 지속적인 메탄가스의 배출량 측정이 필요하다. 폐기물매립지에서의 메탄가스 배출량 측정은 매립가스 배출경로에 따라 매립지 복토층을 통한 표면발산량, 가스 배제공을 통한 배출량. 매립가스 회수 시 매립가스 포집량 등에 대하여 주로 이루어지고 있다. 그러나 상기에서 나타낸 것처럼 폐기물매립지의 특성상 기온, 대기압, 강수 등의 기상조건, 매립폐기물 물리화학적 특성에 따른 메탄플럭스(Flux)변동, 그리고 복토층 두께, 복토층 균열여부, 사면부 등 매립지의 구조적 특성에 따라 매립지에서 배출되는 메탄가스 배출량의 대표적인 값을 산정하는 것이 어려우며 매립장 전체면적에 대한 조사에도 한계가 따른다. 특히 복토가 이루어진 폐기물매립지의 표면발산량에 대한 연구는 많이 진행된 반면에 복토가 미흡한 폐기물매립지 사면부의 경우 메탄 배출특성에 대한 연구가 미흡한 실정이어서 메탄 배출 저감을 위한 사면부 관리에 대한 관심이 매우 낮으며, 매립가스 포집시설 설치 시 사면부 인근에 설치된 수직 가스 포집정의 경우 매립가스 포집 효율이 저하되는 특성을 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 위생매립지인 A매립지를 대상으로 매립지의 구조적 특성 중 하나인 사면부에서 배출되는 메탄가스 발생량을 평가하여 향후 메탄 배출량 저감 및 사면부 인근 수직 가스 포집 설치 설계를 위한 기초자료를 제공하는 것이 목적이다. A매립지의 면적은 38,280 m², 매립용량은 568,225 m²이며, 생활 폐기물 매립 직후 일일복토 및 중간복토를 시행하고 있다. 메탄배출량 측정은 챔버(Chamber)에 레이저 메탄검지기를 이용한 방법을 통하여 실험을 진행 하였으며, 매립지를 구역별로 매립종료 지점, 매립 진행 지점, 사면부로 나누어 메탄가스의 표면 발산량을 측정하였다. 실험결과, 매립종료 지점의 표면 발산량은 3.25 ~ 26.42 g/m²/d (평균 8.08 g/m²/d)으로 나타났으며, 매립 진행지점의 표면 발산량은 1.80 ~ 3.51 g/m²/d (평균 2.74 g/m²/d)으로 매립종료 지점의 표면 발산량보다 낮은 결과를 나타내었다. 반면에 사면부의 표면 발산량은 17.30 ~ 35.10 g/m²/d(평균 22.56 g/m²/d)으로 매립종료 지점에 비해 약 3배 정도 높게 나타났다. A매립지의 경우 사면부 면적이 매립지 전체 면적의 약 4%로, 구조별 메탄배출량을 산정하면 사면부 전체 메탄배출량은 표면 배출량의 약 12%로 면적에 비해 매립지 전체 메탄배출량에 높은 비율을 차지하고 있는 것으로 산정되었다. 따라서 사면부 메탄가스의 표면 발산량의 저감을 위해 사면부에 대한 지속적인 관리가 필요할 것으로 사료된다.