폐기물공학특론 1st Termpaper

매립가스의 저감방안 및

재활용에 관한 연구

담당교수님 : 김재영교수님

제출일 : 2000년 10월 2일 (월)

학부 : 지구환경시스템공학부

학번 : 2000-21532

이름 : 박제량

목      차

Ⅰ. 서론	1

Ⅱ. 본론	1

1. 매립가스관련 동향	1

1.1 기후변화협약	1

1.2 우리나라 매립가스 발생량 및 전망	3

1.2.1. 매립가스 발생량	3

1.2.2. 매립가스 발생량 전망	3

2. 매립가스(LFG)	4

2.1. LFG의 정의	4

2.2. 매립지내에서의 가스 발생	4

2.3. LFG의 특성	5

3. 매립가스 발생제어 및 이용기술	5

3.1. LFG의 전반적 이용방식	5

3.2. 메탄가스 발생제어 기술	6

3.2.1 발생원대책기술에 의한 메탄가스 억제	6

3.2.2 배출억제기술에 의한 메탄가스 억제	6

4. 문헌 및 사례연구	8

4.1 공기주입에 의한 폐기물 매립지가스 제거	8

4.1.1. 파일로트 플랜트의 구성	8

4.1.2. 파일로트 플랜트 운전	8

4.1.3. 시료채취 및 분석	9

4.1.4. 실험결과 및 고찰	9

4.2. 침출수 재순환에 의한 폐기물매립지 조기안정화 기술	10

4.2.1. 황산염 환원을 이용한 메탄발생 억제원리	10

4.2.2. 실험방법	10

4.2.3. 실험결과 및 고찰	10

4.3. 국내의 매립가스 이용 사례	12

4.3.1. 수도권 매립지	12

4.3.2. 기타매립시설	13

4.4. 외국의 매립가스 이용사례	13

4.4.1. 외국사례	13

4.4.2. 매립가스의 에너지화(Eco-gas, 미국)	15

4.4.3. 미국 San Francisco의 □Newby island" 매립지	15

4.4.3. 미국 San Francisco의 □Santa Rosa" 매립지	16

4.4.4. 미국 San Francisco의 □Altamont" 매립지	16

4.4.5. 캐나다의 □Gazmont" 매립지	16

Ⅲ. 결론	17

Ⅳ. 참고문헌	18

List of Figures

Fig. 1  Generalized phases in the generation of landfill gases	4

Fig. 2  준호기성 매립구조의 단면도	7

Fig. 3  Effect of injection on CH4, CO2, and O2 concentration at

depth 6m	9

Fig. 4  Change of concentration of NH4 by air injection at depth

6m	9

Fig. 5  Change of BTEX concentration by air injection at depth

6m	9

Fig. 6  황산염 환원 및 황화물 산화에 의한 황 순환을 이용한 폐기물

매립층	11

Fig. 7  매립모형 실험장치	11

Fig. 8  매립모형 반응조의 누적 CH4 발생량	12

Fig. 9  매립모형 반응조의 누적 CO2 발생량	12

Fig. 10 매립가스 발생량 추정	11

List of Tables

Table 1.  폐기물 처리량 및 온실가스 배출량	3

Table 2.  폐기물 처리량 및 온실가스 배출량 전망	3

Table 3.  매립모형 반응조의 운전조건	11

Table 4.  자원화사업 추진대상 매립지 현황	14

Table 5.  미국의 매립가스 자원화시설 현황	14

Ⅰ. 서   론

우리나라는 1970년대부터 급속한 경제발전과 더불어 생활수준의 향상에 따른 소비성향의 변화 및 인구의 도시 집중화현상 등으로 도시 쓰레기의 배출은 양적인 증가와 질적인 변화가 뚜렷하게 나타나고 있는바 배출된 쓰레기의 94% 이상을 단순 매립에 의존하고 있는 도시 쓰레기의 처리방식 때문에, 전국각지에 산재되어 있는 매립지에는 매일 엄청난 양의 쓰레기가 반입되고 있어, 지속적인 매립지의 확보 및 매립지 부지의 조기 안정화가 큰 문제로 대두되고 있는 현실이다. 특히 이러한 매립지로 인한 매립지 주변의 대기 및 수질오염과 토양의 오염은 가장 시급히 해결해야 할 도시 행정의 과제로 부각되고 있다. 따라서 이러한 환경오염의 해결과 에너지 수용의 급증에 따라 대체에너지의 수용이 증대하였고, 이러한 개발전략으로 도시 폐기물 매립지로부터 발생하는 매립가스(Land-Fill Gas)를 회수 이용하는 방안이 제시되고 있는 것이다(황선진, 2000).

도시쓰레기 매립지에서 폐기물이 분해되는 과정에서 발생되는 Landfill gas(LFG)는 이산화탄소와 메탄가스가 대부분을 차지하고 있으며 질소, 산소, 황화합물과 암모니아가 소량 존재한다(남궁완 등, 1998, Tchbanoglous et. al. 1993). 매립지에서 발생되는 악취나 매립지가스는 주로 매립지 내부의 혐기성 상태에서 기인한 것으로서 폭발의 위험성이 있고, 악취 및 유해성을 가지므로 쾌적한 환경을 만들기 위해서는 적정처리가 필요하다. 특히 LFG의 50vol%이상을 차지하는 메탄의 경우, 대체 에너지로 이용할 경우 환경적 문제해결뿐 아니라 에너지의 효율적 이용에 큰 효과를 기대할 수 있다. 선진외국에서는 LFG회수기술이 수십년간의 연구개발 결과로 생산활용에 이용되어 가스를 직접 이용하거나 전력을 생산하여 활용하고 있다. 반면 국내의 경우 고형폐기물의 93%를 매립에 의존(김종국 등, 1996)하고 있음에도 불구하고 LFG 회수, 활용기술개발이 상당히 부족한 실정이다.

따라서 본 연구에서는 국내의 매립가스 저감 및 재활용할 수 있는 방안에 대하여 이루어진 연구를 알아보고, 국내 매립지에서 이용가능한 LFG의 회수 및 활용 기술을 외국의 사례를 중심으로 알아보고자 하였다.

Ⅱ. 본   론

1. 매립가스관련 동향

1.1. 기후변화협약

산업혁명 이후 인간에 의한 온실가스의 배출이 급증하여 지구 기온의 상승이 우려되고 있으며, 그 결과는 이미 나타나고 있다. 부문별 배출은 에너지 부문 57%, 산업 부문 17%, 농업부문 14%, 기타 12%로 구성되어 있다. 온실가스별 온난화 기여도는 이산화탄소 49%, 메탄 18%, 아산화질소(N2O) 6%, 염화불화탄소(CFCs) 14%, 기타 13%로 알려져 있으며, 이 중 CH4 1분자가 지구온난화에 미치는 기여도는 CO2 한 분자의 20배 정도로서 지구온난화 방지를 위해서는 CO2는 물론 CH4의 제어도 함께 이루어져야 함을 알 수 있다.

) 한 분자당 지구온난화 기여도는 메탄이 이산화탄소에 비하여 대략 20배정도 되지만, 인간의 활동으로 인해 인위적으로 발생하는 기체 중에는 이산화탄소가 다른 기체에 비하여 그 양이 막대하기 때문에 가장 큰 온난화 기여도를 갖는다.

온실가스 증가의 결과 2030년경에는 이산화탄소의 농도가 산업혁명 이전 수준의 2배에 이르러 지구 평균기온이 1.5∼4.5℃, 해수면은 20□ 정도 상승하고, 2100년에는 기온이 3∼6.5℃, 해수면은 약 65□ 상승할 것으로 예측된다. 이에 따라 기상이변, 강수량의 변화, 농작물 및 각종 생물의 피해, 지표면의 감소 등이 유발되어 생태계는 물론 인류의 생존이 위협받게 될 것은 자명하다. 온난화 문제를 해결하기 위해서는 매립지의 가스발생저감이 포함된 배출을 줄이는 방법과 흡수를 늘이는 방법의 양부분의 대책을 고려할 수 있을 것이다(김석구, 2000).

전 세계가 기후변화 문제를 대처하기 위해 1992년 6월 리우 유엔환경개발회의에서 온실가스 배출 감축을 위한 「기후변화협약(Framework Convention on Climate Change)」이 채택된 이래 그 후 선진국에서는 기후변화협약을 성사시키기 위해서 장소를 바꿔가면서 세부 실천방안을 마련해왔다.

그 결과 1997년 12월 일본 교토에서의 제3차 당사국회의시 선진국에 대해서는 2008∼2012년 사이에 선진국 전체의 배출 총량을 1990년 배출량 대비 평균 5.2%를 감축할 의무를 부담하게 되었고, 감축기준 배출량에는 1990년 이후의 토지이용과 삼림조성에 의해 배출 혹은 흡수되는 온실가스가 포함되며, CO2, CH4, N2O, HFC, PFC, SF6 로 구성된 6개 온실가스군을 대상으로 한 것을 규정하였고, 국가간 공동사업을 통해 온실가스를 저감할 수 있는 새로운 감축 목표수단을 도입하여 공약이행을 보조하기 위한 제도로서 배출권거래제도(Emission Trading), 공동이행제도(Joint Implementation), 청정개발체제(Clean Development Mechanism) 등이 포함된 「교토의정서(Kyoto Protocol)」를 채택하였다.

) 온실가스 감축의무가 있는 선진국에 배출쿼터를 부여한 후, 선진국간에 배출쿼터의 거래를 허용하는 제도.

) 선진국(A)와 선진국(B)간에 이루어지는 제도로서 A국이 B국에 투자하여 발생된 온실가스 감축분의 일정분을 A국의 배출저감실적으로 인정하는 제도.

) 선진국이 구체적 감축의무가 설정되어 있지 않은 개발도상국에 투자하여 발생된 온실가스 배출 감축분을 자국의 감축실적에 반영하고, 이 때 선진국은 사업수익에서 일정비율의 수수료를 납부하고, 이렇게 마련된 기금은 개발도상국의 기후변화방지를 위한 자금으로 활용하는 제도.

교토의정서는 지구온난화방지를 위한 기틀을 마련하였으나 가입국간의 이해관계 대립으로 개발도상국 참여, 신축성체제의 도입을 위한 구체적이고 제도적 장치 등과 관련된 문제는 합의에 이르지 못하였다.

1998년 11월 부에노스 아이레스에서 개최된 제4차 당사국총회에서는 교토의정서의 미결사항인 개발도상국의 자발적인 온실가스 감축의무 참여문제, 배출권거래 등 국가간에 공동으로 온실가스를 감축하는 방안을 어떻게 운용할 것인지와 기술개발 및 기술이전 등이 주요쟁점으로 논의되었으나 본 총회에서 합의를 이루지 못하였다. 하지만 교토의정서의 실천을 위한 향후 추진일정을 합의하여 2000년까지 구체적인 작업을 완료한다는 「부에노스 아이레스 행동계획(Buenos Aires Plan of Action)」이 채택되었다.

제3차 당사국 총회에서 우리나라는 기후변화협약상 개발도상국으로 분류되어 다행히 교토의정서의 2008년부터 시작되는 1차 감축의무대상국에서는 제외됐지만 2013년부터는 어떤 식으로든 감축의무를 부과받게 될 것이 분명하다. 그러나 경제가 안정기에 접어든 선진국과는 달리 우리나라는 에너지를 유난히 많이 쓰는 산업구조를 갖고 있는데다 화석연료에 대해 과다한 의존을 하고 있고, 또한 선진국 수준에 도달하기 위해서는 경제발전이 필요하기 때문에 상당기간 산업활동에 많은 제약이 뒤따를 것으로 예상된다. 따라서 기후변화협약의 의무를 이행하려면 선진국의 몇 배에 해당하는 노력과 고통을 감내해야 하고, 이에 따라 이같은 현실을 직시하고 온실가스를 줄일 수 있는 실질적인 대응책을 마련해야한다(박종환, 1999).

1.2. 우리나라 매립가스 발생량 및 전망

1.2.1 매립가스 발생량

폐기물에서 발생하는 온실가스는 주로 메탄과 이산화탄소이며, 메탄은 매립지, 이산화탄소는 폐기물소각장에서 배출된다. 폐기물에서의 온실가스 배출량은 폐기물의 발생량과 밀접한 관계가 있으므로 폐기물의 발생량을 원천적으로 감량하여야 한다.

Table 1은 폐기물로부터의 온실가스 총 배출량을 나타내고 있다. 1997년 11,157.5천TC이며, 1990년도 대비 1.23배 증가하였다. 이중 매립지에서의 발생량이 10,332천TC이며, 소각장에서는 825.5천TC로 93%:7%비율로 매립지가 압도적으로 많이 발생하고 있다.

1.2.2. 매립가스 발생량 전망

Table 2에서 보는바와 같이 폐기물의 온실가스 배출량은 2000년 이후 연평균 3.3%증

Table . 폐기물 처리량 및 온실가스 배출량

구 분		□90	□95	□96	□97
처리량 (단위 : 천톤)	계	29,237	26,772	28,997	30,118
	매립	28,501	24,010	25,632	26,689
	소각	736	2,762	3,345	3,429
온실가스발생량 (단위 : 천톤)	계	9,084	10,073	10,751	11,157
	매립(CH4)	8,906	9,410	9,948	10,332
	소각(CO2)	178	663	803	825

Table . 폐기물 처리량 및 온실가스 배출량 전망

구 분		1997	2000	2010	2020	1997∼2020 연평균증가율(%)
처리량 (단위 : 천톤)	계	30,118	33,538	46,846	67,576	-
	매립	26,689	29,859	41,230	58,827	-
	소각	3,429	3,679	5,616	8,739	-
온실가스발생량 (단위 : 천톤)	계	11,157	12,390	16,810	23,590	3.3
	매립(CH4)	10,332	11,510	15,460	21,490	4.7
	소각(CO2)	825	880	1,350	2,100	3.4

가하여 2020년에 23.59백만TC에 이를 전망이며, 인구증가로 인한 폐기물의 발생증가로  폐기물의 매립과 소각에서 모두 온실가스 배출량이 증가될 전망이다.

매립지에서의 온실가스(CH4)배출량은 1997년에 10.33백만TC에서 2020년에는 21.49백 만TC로 증가할 것으로 전망되며, 소각장에서의 온실가스(CO2)배출량은 1997년에 0.83백만TC에서 2020년에는 2.1백만TC로 증가할 것으로 예상되고 있다.

2. 매립가스(Landfill Gas, LFG)

2.1. LFG의 정의

매립지에 매립된 폐기물 중, 유기물질이 혐기성 분해과정에 의해 분해되어 발생되는 가스로 주로 메탄(CH4 : 40-60%)과 이산화탄소(CO2 : 30-50%)로 구성되어 있다. 쓰레기가 매립되는 곳에서는 여러 가지 화학적인 현상이 일어나게 되는데, 일반적으로 쓰레기가 일정 높이로 쌓이면 안에 있는 미생물이 활동을 시작하면서 쓰레기 분해를 촉진하여 온도를 높인다. 특히 30℃까지 올라가면 메탄생성균의 활동이 활발해져 메탄가스가 발생한다. 쓰레기 더미에서 발생하는 가스를 보통 매립가스라고 부르며 이 가스중에는 메탄가스가 50%이상을 차지하고 있다. 그 밖에도 탄산가스와 질소를 주된 성분으로 하고 공기, 암모니아, 일산화탄소, 수소, 황화수소, 산소 등으로 시간의 경과에 따라서 조성이 달라진다. 매립 초기에는 탄산가스의 함량이 많으나 2년 후부터는 탄산가스와 메탄가스의 비율이 거의 비슷하게 된다(황선진, 2000).

2.2. 매립지내에서의 가스 발생

매립지 내에서의 매립가스는 Fig. 1에서 나타낸 바와 같이 일반적으로 다음과 같은 단계에 따라 발생한다.

Fig .  Generalized phases in the generation of landfill gases(Tchobanoglous et. al., 1993)

1단계 : 호기성 단계로서 폐기물 매립 후, 몇 일 또는 몇 개월 가량 지속되는데, 폐기물내에 수분이 많은 경우에는 반응이 가속화되어 용존산소가 쉽게 고갈되어 2단계 반응에 빨리 도달하게 된다.

2단계 : 혐기성 단계이지만 CH4가 형성되지 않는 단계로 임의성 미생물에 의하여 SO42-와 NO3-가 환원되는 단계이다. 이 반응에 의해가 생산되며, 수분이 충분한 경우에는 3단계로 빨리 넘어간다.

3단계 : 혐기성 단계로 CH4가 생성된다. 즉 가스내의 CH4함량이 증가하기 시작하며, 온도가 약 55℃까지 증가한다.

4단계 : 혐기성 단계로 가스내의 CH4와 CO2의 함량이 거의 일정한 정상상태의 단계이다.

2.3. LFG의 특성

매립 폐기물 톤당 112-230□정도 매립가스가 발생하고, 매립 후 2-3년동안 최대로 발생하며, 매립 후 20-30년까지 생성가능하다. 매립가스 중 가장 생활 환경에 영향을 미치는 물질은 CH4와 NH3, H2S이다. CH4는 그 성질로 보아 독성은 없고 무색무취이며 에너지가 풍부한 가스로(13,300 Kcal/□ CH4) 공기에 비해 공기무게의 0.558 정도 가볍고 연소 발생시 온도는 650-750℃이다. 대기오염 유발, 악취발생, 화염 및 폭방가능성 등 위해 요소를 내포한다.

3. 매립가스 발생제어 및 이용기술

3.1. LFG의 전반적 이용방식

소규모 매립지에서 발생하는 가스는 공기중으로 발산시키거나 태워버리는데 대규모 매립장의 경우는 매립지에서 발생되는 가스를 이용하는 경우도 있다. 매립지 기체의 관리에는 환경적, 사회적 및 경제적인 영향에 중요한 의미를 가지고 있다. 환경적 측면에는 매립지 기체의 잘못된 관리는 화재, 폭발 및 대기오염의 원인이 될 뿐만 아니라, 침출수 오염, 매립지 안정화 저해요소도 될 수 있다. 그러나 이들은 추출, 정제를 통하여 얻어진 많은 양의 CH4기체를 열원이나 물질원으로 재활용하므로 경제적인 긍정적 효과를 가져옴과 동시에 매립지의 위생적이고 효율적인 관리를 통하여 매립지에 대한 사회적인 인식을 높이는 데도 크게 기여할 것이다(황선진, 2000).

폐기물 자원화 편람에 의하면 매립지 기체의 외부 방출을 막고 추출, 정제하기 위하여는 이를 한곳으로 포집하는 것이 필요하며, 포집시설을 갖추어야 한다. 관의 재료는 PVC, PE를 많이 사용하고 가끔 FRP(fiberglass reinforced plastic)도 사용한다. 최근에는 화재예방을 위하여 도랑과 함께 사용하기도 한다. 매립지 기체의 포집을 시도한 첫 경우가 미국 California에서 이루어졌다. 1973년에 포집한 기체를 보조 연료없이 44□LFG/min를 소각시키는데 성공하여 이후부터는 매립지 기체를 무조건 태워버리는 대신 이 기체를 포집하여 사용하는 것이 상당한 가능성이 있음을 알게 되었다.

그 후 여러 가지 연구 결과 매립지 기체의 회수 재활용에는 다음과 같은 매립지 및 매립지 기체의 일반적인 성질이 요구됨을 알게되었다.

① 폐기물 속에는 약 50%의 분해 가능한 물질을 포함할 것

② 이 물질의 약 50%가 실제 분해하여 기체를 발생시킬 것

③ 발생 기체의 50% 이상을 포집할 수 있을 것

④ 폐기물 1□당 0.37□이상의 기체가 생성될 것

⑤ 기체의 발열량이 2,200kcal/N□이상일 것

이 조건들을 만족하자면 거대한 매립지 만이 이용 가능함이 명백하다. 매립지 기체를 실제 유용하게 활용하기 위하여는 상당량 함유하고 있는 H2O, CO2 및 N2기체를 제거하여, CH4기체의 순도를 높이는 정제공정이 필요하다. H2O를 제거하는 탈수 공정은 흡수, 흡착 및 응축 조작을 이용하고, CO2 제거 공정에는 물리적, 화학적 흡수 조작을 이용한다. 또한 관의 부식을 방지하기 위하여 H2S를 제거하는 탈황공정이 필요할 수도 있다. 경우에 따라서는 정제 공정에 경비가 많이 소모되어 경제적으로 가치가 떨어지기 때문에 30%부근의 CH4를 함유한 LFG를 직접 기체 연소기로 보내어 소각, 열회수를 하기도 한다. 하지만, 정제공정등을 포함한 매립가스 회수,이용 기술은 미국의 Eco-gas사에서 이미 사업화에 성공을 거두고 있어, 경제적으로 충분히 가치가 있음을 증명한다.

3.2 메탄가스 발생제어 기술

3.2.1 발생원 대책 기술에 의한 메탄가스 억제

(1) 소각처리

매립폐기물로부터 분해성 유기물만을 소각하여 안정화하는 방법으로 예를 들어, 음식물 쓰레기류와 같은 분해성 유기물을 매립한 경우와 소각처리한 경우를 비교하면, 소각한 경우 지구온난화에 주는 영향을 80%감소시킬 수 있다.

(2) 퇴비화 처리

메탄발생이 없는 호기성 발효를 강제적으로 시행하는 방법으로, 소각처리와 마찬가지로 혐기성매립에 비해 지구온난화에 주는 영향을 80%감소시킬 수 있다.

3.2.2 배출억제기술에 의한 메탄가스 억제

배출억제기술은 매립된 폐기물로부터 메탄가스가 발생하는 것을 억제하는 기술이며 분해과정에 있어서 주로 메탄이 발생하는 혐기성분해영역을 감소시켜 호기성분해영역을 확대시키는 것에 의해 메탄가스의 발생을 억제하는 매립구조에 의한 억제기술, 매립작업등에 의해 매립쓰레기층내의 공기유통 저해 방지를 도모하는 매립작업기술 등으로 나눌 수 있다.

(1) 매립구조에 의한 억제기술

준호기성 매립은 일본에서 주류를 이루고 있는 매립구조이며 매립지저부에 배치한 침출수 집배수시설과 매립지주위등에 배치한 가스배출설비로 매립폐기물층내에 공기가 흘러 들어가기 쉽게 한 것이다. 또, 침출수 집배수 시설로부터 공기유통을 도모하기 위해서는 침출수 집배수시설 말단을 대기중으로 개방해 두는 것이 필요하며 매립지내에 채수가 생기지 않도록 배려하지 않으면 안된다.

준호기성매립구조로 된 경우도 매립 폐기물층 전체가 호기적으로 되는 것이 아니고 집배수시설이나 가스배출설비 주변이 호기적 분해영역이 되고 그 외의 부분은 혐기적 영역이 되는데 이 부분적인 호기적영역이 메탄가스 배출억제에 기여하고 있다고 알려져 있다.

한편 준호기성 매립에 있어서 매립층내의 호기성 영역 확대를 도모하여 유기물 분해촉진을 한층 강화시킨 것이 순환식 준호기성 매립이다. 순환식준호기성 개념은 침출수 순환용 수직 가스배출정을 설치하고 이것에 침출수를 순환하여 증발산작용에 의한 침출수 감량을 도모함과 동시에 침출수 중 질소분의 제거를 기대하는 것이다. 이 침출수 순환과 밀도 높은 연직암거설치에 의해 침출수와 함께 매립층내에 공기유통이 촉진되므로 매립층내의 호기성 영역이 확대된다. 이 결과 메탄가스를 생성하는 혐기성 영역이 적어지므로 메탄가스 발생을 억제시킬 수 있다. 게다가 매립층내를 습윤상태로 하는 것에 의해 생성된 메탄의 일부는 침출수내로 용해되는 것도 기대할 수 있다.

(2) 통기기능 보강에 의한 발생제어

침출수 집배수시설이나 가스배출 설비로부터 공기가 유입해도 그 공기가 매립폐기물층에 유입되지 않으면 매립폐기물의 호기성 분해영역의 확대는 기대할 수 없다. 예를 들면, 침출수 집배수관 주위는 슬러지와 같은 통기성이 낮은 폐기물로 매립하는 것은 피해야 할 것이며 통기기능을 확보하기 위해서는 입경이 큰 것을 매립하는 것이 바람직하다.

또한 플라스틱등의 불연물주체의 매립지에 있어서도 과다 다짐과 복토를 투기성 낮은 점성토로 한 경우는 매립층내의 투기성이 저하하여 혐기적으로 되는 경우가 있다. 이와 같은 경우는 복토를 투기성 높은 사질토 또는 자갈혼합사토로 변경, 가스배출 설비의 설치개소수의 증가, 입경이 큰 쓰레기와 혼합 및 다짐방법의 변경 등, 침출수 수질의 양질화 또는 메탄가스 농도저하를 도모할 수 있도록 적절한 대책을 조합해서 실시하여야 한다.

Fig.  준호기성 매립구조의 단면도

(3) 발생처리기술에 의한 메탄가스 억제

발생처리기술은 발생한 메탄가스를 흡착 등 포집에 의해 다른 물질로 변환시키는 기술이며 ①연소처리 ②토양처리(메탄환원균에 의한 처리) ③활성탄 흡착처리 및 ④집가스관 설비에 의한 호기성영역의 확대 등을 생각할 수 있다.

① 연소처리

메탄가스의 폭발한계는 약 5∼15%이며 이 범위의 농도인 경우에는 연소가 가능하다. LFG의 경우 연소시킴으로써 매립층이 부압되므로 공기를 흡인해서 희석시키기도 하고, 바람에 의해 소화되기 쉬우므로 메탄가스가 10%전후까지 저하하면 계속적인 연소는 곤란하다.

메탄가스는 연소에 의해 이산화탄소로 변환되어 지구 온난화에 주는 영향을 한 분자당 20분의 1로 감소시킬 수 있다. 따라서 메탄가스의 유효이용이 곤란한 소규모의 매립지에 있어서는 연소처리가 유력하다.

② 토양처리(메탄산화균에 의한 처리)

토양중에는 메탄을 기질로 이용하여 산화시키는 메탄산화균이 존재한다고 알려져 있다. 이 메탄산화균을 적극적으로 이용하는 것이 가능하다면 복토중에서 메탄산화균을 혼합하여 메탄가스의 대기로의 방출을 억제할 수 있게 된다. 이 방법은 특별한 설비가 필요 없고 다른 방법과 비교해서 저렴한 비용으로 실시할 수 있는 가능성이 있으므로 향후 연구가 기대된다.

③ 활성탄 흡착처리

활성탄은 슬러리나 악기처리에 폭넓게 이용되고 있다. LFG를 활성탄흡착처리할 경우 매립지 전면으로부터 발산되는 메탄가스를 처리하는 것은 탈메탄효율 및 경제성면에서 바람직하지 못하므로 가스배출설비등에서 발생한 가스를 특정개소로 포집한 후에 집중처리하는 방법으로 이루어 질 것으로 생각된다.

④ 가스포집정 설치에 의한 호기성 영역의 확대

이 방법은 다른 방법과 달리 메탄가스발생 그 자체를 억제하는 것으로, 메탄가스발생이 현저한 혐기성 매립구조의 매립지에 수직 산소주입 pipe를 설치하여 매립층내의 호기적 영역확대를 도모하고자 하는 것이다.

4. 문헌 및 사례연구

4.1. 공기주입에 의한 폐기물 매립지가스 제거(남궁완 등, 1998)

매립지가스를 제거시키는 공정 중 매립지 현장에 공기를 불어넣어 매립지 내부를 호기성상태로 전환시켜 악취발생물질이나 유해성 VOCs를 제거하는 방법으로 독일, 오스트리아 등 일부 국가에서 이미 이용한 사례가 있다. 본 연구에서는 파일로트 플랜트를 구성하여 쓰레기 매립지 현장에 일정량의 공기를 주입할 때 악취유발물질 및 유해성 VOCs의 제거속도를 파악함으로써 매립지굴착사업시 이들 물질의 거동을 이해하는데 목적을 두었다.

4.1.1 파일로트 플랜트의 구성

본 공정은 매립지가스 농도가 어느정도 감소되는 단계에 적용하는 것이 적합하기 때문에 침하정도가 큰 곳을 선정하였다. 50m×45m의 면적에 공기주입정, 가스추출정은 6개씩, 그리고 모니터링정은 하나의 공기주입정을 중심으로 사방에 거리별로 설치하였다.

4.1.2. 파일로트 플랜트 운전

약 10m3/min의 유량으로 13일 동안 공기를 주입하고 매립지 내부가 원상태로 복귀하는데 걸리는 시간을 예측하기 위하여 운전중단 후 7일후까지 시료를 채취하여 분석하였다.

4.1.3. 시료채취 및 분석

메탄, 이산화탄소, 산소농도는 GEM-500을 이용하여 측정하고, 악취농도는 악취측정기를 이용하여 측정하였다. 암모니아와 황화수소는 handy sampler로 시료를 채취하여 대기오염공정시험법에 따라 분석하였다. 또한 BTEX는 가스크로마토그래피로 분석하였다.

4.1.4. 실험결과 및 고찰

Fig.2 에서부터 Fig.4까지는 한 지점에서의 공기주입 후 시간에 따른 메탄, 이산화탄소, 산소농도 및 악취농도와 BTEX의 농도를 나타내었다. 공기를 주입하기 시작하면서 급격하게 메탄과 이산화탄소 농도가 감소하고 산소가 증가하였는데 이는 매립지가스가 산소로 대체되어 매립지내부가 호기성상태로 전환되었다는 것을 의미하는 것이다. 공기주입을 중단하였을 경우 하부로부터 올라오는 메탄과 이산화탄소에 의하여 공기주입정

Fig.  Effect of injection on CH4, CO2, and O2 concentration at depth 6m.

Fig.  Change of concentration of NH4 by air injection at depth 6m.

Fig.  Change of BTEX concentration by air injection at depth 6m.

주변의 농도가 급격히 원상태로 복구되고 있었다.

대표적인 악취물질인 암모니아를 분석한 결과, 예상외로 공기주입 후 1일째에 암모니아농도가 8∼12ppm에서 15∼19ppm까지 증가하였으며, 8일째까지 감소경향을 보이다가 이후에는 거의 일정하게 3ppm 내외를 유지하였다. 공기주입 중단 이틀후에는 암모니아 농도가 초기농도 수준으로 회복되었다.

BTEX의 농도는 각 측정지점에 따라 다소 차이는 보였지만, 전체적으로 메탄가스나 이산화탄소의 변화경향과 유사하였다.

위의 결과를 종합해보면, 폐기물매립지 현장에 공기를 주입하여 매립지굴착사업시 LFG 및 악취유발물질의 제거 가능성이 상당히 높을 것으로 나타났다. 특히, 메탄이나 이산화탄소농도의 경우 공기주입 후 거의 검출되지 않았다.

4.2. 침출수 재순환에 의한 폐기물매립지 조기안정화 기술(김석구, 2000)

본 연구에서는 매립지내 매립폐기물에 포함되어 있는 이분해성 유기물뿐만 아니라 난분해성 유기물의 분해를 촉진하면서 매립지에서 발생하는 메탄 및 이산화탄소를 억제하는 방법으로 침출수 재순환에 의한 환산염 환원 및 황화물 산화를 이용하는 방법과 함께 매립 가스의 발생억제 원리 및 실험적 검증을 통하여 실제 매립지에서의 활용가능성을 평가하고자 하였다.

4.2.1. 황산염 환원을 이용한 메탄발생 억제원리

매립층내에서 황산염 환원 반응은 유기물의 혐기성 분해 과정에서 메탄 생성 반응을 저해하여 온실효과를 일으키는 가스의 일종인 메탄 생성을 억제시키는 역할을 하고 있는 것으로 알려져 있으며, 메탄 생성을 억제하면서 난분해성 유기물의 분해를 촉진하는방법으로, 환산염 환원 및 황화물 산화에 의한 황 순환을 폐기물 매립층에 이용하는 모형도는 Fig. 5 같다. 환산염환원균(sulfate reducing bacteria : SRB)에 의한 이화학적

) SRB는 MPB(methane producing bacteria, 메탄생성균)와 함께 혐기성 조건하에서 유기물의 최종분해자 역할을 하고 있다. 단, 초산을 이용하는 SRB와 메탄생성균은 생태적 지위가 같아 서로 경쟁관계에 있다.

Fig.  황산염 환원 및 황화물 산화에 의한 황 순환을 이용한 폐기물 매립층

인 황산염 환원 반응은 황산염을 전자수용체로, 유기물을 전자공여체로 이용하여 진행된다.

4.2.2. 실험방법

실험장치의 구성은 Fig. 6에서 볼 수 있듯이 불포화층 및 포화층으로 이루어져 있는 실험장치 2조(혼합형 메탄발효조(R1)) 및 혼합형 황산염환원조(R2)), 포화층으로만 이루

Fig.  매립모형 실험장치

어져 있는 실험장치 1조(포화형 황산염환원조(R3)) 및 비교검토를 위해 불포화층으로만 이루어져 있는 실험장치 1조(불포화형 메탄발효조(R4)) 등 4set로 이루어져 있다.

Table. 3은 각 반응조의 운전조건을 나타내었다. 실험장치에는 신문, 톱밥, 및 혐기성 소화슬러지 등 인공폐기물을 R1과 R2에는 46.6kg, R3과 R4에는 23.3kg을 각각 충전하였다.

4.2.3. 실험결과 및 고찰

본 연구의 목적 물질은 LFG에 국한되므로 메탄 및 이산화탄소 발생 특성에 관한 결과만 기재한다.

Fig. 7 및 Fig. 8에 시간에 따른 메탄 및 이산화탄소의 누적가스 발생량을 나타내었다. 누적메탄 발생량의 경우, Fig. 7에서 알 수 있듯이 700일을 기준으로 볼 때R1>R4>R2>R3의 순으로 나타나고 있다. 운전시작 200일까지 R2와 R3에서 메탄 발생량이 많은 것은 유기물의 농도가 높으면 높을수록 MPB(Methane Producing Bacteria)보다 SRB의 활성이 떨어지면서, 메탄 생성이 활발히 일어났기 때문이다. 또한 비교검토반응조인 R4의 메탄 발생량과 상대적으로 비교해보면(700일기준) R2에서는 20%, R3에서는 35%의 메탄발생 억제효과가 있는 것으로 나타났다.

누적이산화탄소 발생량의 경우, Fig. 8에서 알 수 있듯이 700일을 기준으로 볼 때R1>R4>R2>R3의 순으로 나타나고 있다. 특히, 황산염 환원이 진행된 R2와 R3에서 누적이산화탄소 발생량이 적은 것은 이산화탄소가 침출수에 용해되었기 때문으로 판단된다. 또한 비교검토 반응조인 R4의 이산화탄소 발생량과 상대적으로 비교해 보면(700일 기준) R2에서는 20%, R3에서는 30%의 이산화탄소발생 억제효과가 있는 것으로 나타났다.

Table . 매립모형 반응조의 운전조건

Column identity	Composition of solid waste newspaper:saw dust:sludge (kg-wet weight)	Column composition	Input sulfate concentration (g/L)	Aeration treatment/ Recirculation
R1 (Partially saturated methanogenic reactor)	17.1 : 2.8 : 26.7	Unsaturated zone/ saturated zone	0	No/Yes
R2 (Partially saturated sulfidogenic reactor)	17.1 : 2.8 : 26.7	Unsaturated zone/ saturated zone	1	Yes/Yes
R3 (Fully saturated sulfidogenic reactor)	8.6 : 1.4 : 13.3	Saturated zone	1	Yes/Yes
R4 (Fully unsaturated methanogenic reactor)	8.6 : 1.4 : 13.3	Unsaturated zone	0	No/No

Fig.  매립모형 반응조의 누적CH4 발생량

Fig.  매립모형 반응조의 누적 CO2 발생량

이상과 같이 황산염 환원 프로세스를 이용하여 메탄 및 이산화탄소의 발생을 억제할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

4.3. 국내의 매립가스 개발 계획

4.3.1. 수도권매립지

수도권매립지는 서울·인천·경기 등 3개 시·도에서 발생되는 폐기물을 1992년부터2022년까지 매립하는 대규모 매립시설로 매립가스 자원화를 위한 타당성조사결과 1일   80만m3의 매립가스가 향후 약 40년간 발생될 것으로 조사되었으며, 발열량이 LNG의 38%수준인 4,044Kcal/m3로 발전시설의 연료로 사용할 수 있는 것으로 조사되었다.

수도권매립지 1·3공구에서 발생되는 매립가스의 자원화가 가능함에 따라 수도권매립지관리공사를 사업추진기관으로 정하고, 사회간접자본시설에 대한 민간투자법에 의거 민간 투자사업(외국자본포함)으로 50MW급 발전시설을 설치할 계획이며, 사업비는 약 687억원이 소요될 것으로 보인다.

Fig.  매립가스 발생량 추정

Table . 자원화사업 추진대상 매립지 현황

지역	소재지	매립기간		매립면적 (천m3)	매립용량 (천m3)	매립가스 발생량 (천m3/일)	예상 발전량 (MW)
		개시	종료
부산	부산 강서 생곡동	□96	2001	380	11,438	210	11
대구	달성군 다사면	□91	2000	435	26,100	480	25
광주	북구 운정동	□93	2000	286	4,369	80	4
대전	유성구 금곡동	□96	2010	570	8,465	156	8
원주	강원 원주 흥업면	□95	2005	164	3,140	58	3
청주	충북 청주 문암동	□94	2000	211	1,860	33	2
목포	전남 목포 대양동	□95	2004	180	2,897	53	3
포항	경북 포항 호동	□94	2001	200	1,209	22	1
창원	경남 창원 천선동	□92	2020	163	3,810	70	4
진주	경남 진주 내동	□93	2001	262	5,855	108	6
양산	경남 양산 유산	□95	2005	235	3,019	56	3
제주	제주시 회천동	□92	2002	203	2,416	44	2

이와 같은 자원화 사업이 추진되면 수도권매립지 주변지역의 악취저감효과 및 매립지 조기안정화에 기여할 뿐만 아니라 연간 200억원의 전력판매수익이 기대되며 또한 온난화 지수가 CO2 의 20배에 해당하는 메탄가스를 효과적으로 포집·소각하므로써 온실가스 감축에 기여하고 기후변화협약 및 교토의정서에 의한 청정개발체제에 매립가스 자원화 사업이 포함될 경우 그 효과가 상당할 것으로 예상된다.

4.3.2. 기타 매립시설

또한 2002년부터 부산, 대구, 광주 등 1일 10천m3이상의 매립가스가 발생될 것으로 예상되는 전국의 대규모 매립시설에 대한 자원화 사업 타당성조사를 실시하여 발전시설·난방시설 등 자원화 시설을 설치·추진할 계획이다.

4.4. 외국의 매립가스 이용 사례

4.4.1. 외국사례(박종환, 2000)

전세계적으로 지난 20여년간 300여개 이상의 가스이용 플랜트가 운영되고 있는 것으로 파악되고 있으며, 그 중 실질적으로 가동되고 있거나 현황이 정확히 파악된 플랜트는 총 264개소이다.

미국, 독일, 영국이 전체의 약 75%를 차지하고 있어 이들 국가에서 메탄가스 재이용이 가장 활발히 이루어지고 있음을 알 수 있다. 가스이용 시설은 1970년대 중반이후 지속적으로 건설, 운영되어 왔는데 이들 세나라를 중심으로 메탄가스 이용방식을 살펴보면 전력생산이 전체의 39%로 가장 많이 채택되고 있다. 특히 미국의 경우는 70%가 전력생산으로 메탄가스를 이용하고 있는 것으로 조사되었다. 이는 전기에너지의 장점인 에너지 이용도의 우수성과 거리제한에 관계없이 수요처의 확보가 가능하다는 장점이 있

Table . 미국의 매립가스 자원화시설 현황

자원화 유형		운영중	건설중	계획	계
발전	가스엔진	147	55	46	248
	가스터빈	35	4	1	40
	스팀터빈	5	0	1	6
	복합화력	3	0	1	4
	열병합	1	0	1	2
	기 타	14	7	10	31
가스생산	중질가스	70	13	29	112
	고질가스	7	9	8	24
기타	침출수 증발	9	2	2	13
	연료전지	2	0	1	3
	온실용	1	0	2	3
	메탄올 합성	0	0	1	1
	미확인	-	-	41	41
계		294	90	144	528

기 때문으로 생각된다.

매립가스 자원화기술은 매립가스를 직접이용하는 방법과 정제하여 이용하는 방법이   있다. 직접이용하는 방안으로는 매립가스의 수분을 제거한 후 발전시설에 연료로 직접 주입하는 방법으로 가스엔진, 가스터빈, 증기터빈 등이 있고, 기타 소각시설, 침출수증발기, 온실용 연료로 이용할 수 있다. 이 과정에서 발생하는 폐열은 지역난방공급 열로 사용할 수 있다. 정제후에 이용하는 방안으로는 매립가스를 수분 및 유해가스를 제거한 후 메탄가스의 순도를 98%이상으로 정제하여 고질가스인 도시가스로 사용할 수 있다.

4.4.2. 매립가스의 에너지화(Eco-gas, 미국)

최근 미국에서는 쓰레기 매립지에서 발생되는 가스를 에너지로 전환시키려는 계획이 진행중이다. 현재 미국 전역에서 운영되고 있는 150개 이상의 매립지를 이용하면 약 20만 세대에 가스와 전기를 공급할 수 있으며, 자동차 150만대에 해당하는 이산화탄소, 질소산화물 및 기타 유해 가스들이 대기로 방출되는 것을 막을 수 있을 것으로 추정된다. 휴스턴에 본사를 둔 Eco-gas는 대규모 매립지에서 사용할 수 있는 메탄 재생 시스템을 개발하였는데, 이 시스템은 대기로 방출하는 이산화탄소와 메탄을 거의 100% 포집한다.

이 시스템의 프로세스는 다음과 같다.

① 우선 매립지가 봉해지면, 진공펌프를 이용하여 매립지 가스인 이산화탄소와 메탄을 회수한 후 공장으로 송출.

② 그곳에서 큰 입자들을 제거하기 위해 물로 세척하며, 가스들은 압축되고 유해/악취 물질을 제거하는 다른 방으로 이송되기 전에 수분을 제거하기 위해 냉각.

③ 정화된 가스는 이산화탄소 입자를 걸러내는 화학물질이 들어 있는 용기가 연속적으로 연결되어 있는 좁은 통로를 통과.

④ 이산화탄소는 액화시키거나 고체로 얼려서 드라이아이스를 만들며, 순수한 메탄가스는 전기회사나 가스회사 같은 공공사업체에 판매되거나, 일반가정에 직접 공급.

이 시스템은 환경오염을 줄여주고 지역사회에 경제적인 도움을 줄 것으로 예상되는데, 예를 들어 교도소 시설 인근에 난방 취사연료를 공급하는 매릴랜드의 Prince George County에 있는 재생공장은 향후 10년간 천만 달러 이상의 세금을 절약할 수 있을 것으로 추정된다.

중요한 것은 위의 사업성공 사례를 통해 메탄회수뿐 아니라 정제공정까지 포함된 매립가스의 이용기술이 경제적으로 충분히 의미가 있음을 알 수 있다는 것이다.

4.4.3. 미국 San Francisco의 "Newby island" 매립지

일반적인 매립작업에 대해서는 엄격한 관련법규에 따라 시공 및 관리하고 자원회수가 가능한 쓰레기에 대해서는 철저한 쓰레기 재이용 시스템과 퇴비화 공정을 이용하여 쓰레기의 매립용량을 증가시키고 오염을 최소화할 수 있도록 관리되고 있으며 쓰레기 분리 및 재이용 시스템을 매립지 입구에 설치하여 지역주민의 참관 및 교육의 장으로 이용하고 있다. 본 매립지는 쓰레기 배출단계에서 철저한 분리수거와 가스추출 시스템을 이용한 발전시설의 설치로 수도권 매립지와 같은 악취문제는 발생하지 않는다. 쓰레기 분리 및 재이용 시스템을 매립지 입국에 설치하여 지역주민의 참관 및 교육의 장으로 이용한다.(쓰레기 매립지와 매립작업 모형의 설치) 가스의 수직 추출정에 대한 철저한 밀봉으로 안전 및 악취의 발생을 근본적으로 해결했다.

본 매립지는 매립이 거의 완료된 단계로서 발전설비도 미국에서 매립가스 이용계획초기에 건설된 시설로서 일부 설비를 교체 및 해체작업을 실시하고 있다. 운전년수가 많은 가스엔진은 고장율이 높고 효율이 낮아 0.5MW급 발전시설을 Caterpillar 3516 Engine으로 교체하고 있어 가스엔진의 수명은 약 15년 정도라 판단된다. 또 매립장은 BFI가 관리하고 발전 및 추출설비는 별도의 전문회사가 관리하므로 관리주체가 서로 다르지만 매립지에서의 시공에 있어서는 상호 유기적인 관계를 이루고 있으며, 발전기의 용량이 클수록 시설단가가 적어 0.5MW급보다 1.1MW급의 발전설비 건설비가 상대적으로 적게 든다.

4.4.4. 미국 San Francisco의 "Santa Rosa" 매립지

일반적인 매립작업에 대해서는 엄격한 관련법규에 따라 시공 및 관리하고 자원회수가 가능한 쓰레기에 대해서는 철저한 쓰레기 재이용 시스템과 퇴비화 공정을 이용하여 쓰레기의 매립용량을 증가시키고 오염을 최소화할 수 있도록 관리되고 있다. 쓰레기의 회수 및 재이용 시스템과 퇴비화 공정으로 반입쓰레기 30% 정도를 감소시켰다. 본 매립지는 쓰레기 배출단계에서 철저한 분리수거와 가스추출 시스템을 이용한 발전시설의 설치로 수도권 매립지와 같은 악취문제는 발생하지 않는다. 매일 복토로 이용되는 자연토사를 대신한 플라스틱 쉬트의 사용으로 매립공간의 확장을 도모시켰다. 발생 침출수 전량은 침출수 집수 시스템과 강제추출 시스템을 이용하여 인근 하수처리장으로 이송하여 처리한다.

수평포집관내의 침출수 배제를 원활하게 유도하고 가스이송관의 침출수 유입을 방지하기 위하여 가스이송관을 수평가스 포집관보다 약 20m이상에 설치하였다. 이로 인하여 매립가스 추출이 원활해지고 침출수에 의한 매립가스 추출 방해현상이 현저히 감소되었다. 또 수평포집관은 매립가스 추출반경을 고려하여 제방으로부터 45m 이격시켜 설치하였다. 국내 폐기물과는 달리 매립폐기물은 함수율이 낮아 매립가스 추출시 영향반경이 크고 추출효율이 80%정도로서 악취가 거의 발생되지 않는다. 매립가스 엔진은 메탄농도가 40%이상인 경우에는 별도로 농축하지 않고 직접연료로 사용할 수 있으며, 소규모 매립지는 설치 및 이전이 가능한 가스엔진을 이용하여 발전하는 것이 타당하다고 판단된다.

4.4.5. 미국 San Francisco의 □Altamont□ 매립지

소규모 가스터빈방식의 발전시설로서 가스엔진과 거의 비슷한 전처리시설로서 2,800여일 연속가동시에도 거의 고장이 없었다. 가스이용량에 따른 발전용량을 살펴보면 가스엔진은 65m3/min의 이용량에 8.4MW의 발전용량, 62m3/min의 이용량에 5.3MW의 발전용량으로 약 발전용량 1MW당 가스이용량은 9m3/min이나 가스터빈은 약 32m3/min의 가스로 6.4MW를 발전할 수 있다. 따라서 가스엔진에 비하여 가스터빈은 발전효율은 월등히 높으나 초기 건설비는 다소 많은 것으로 예상된다. 본 매립지는 지리적으로 주위에는 풍력발전소가 위치하여 전력은 이와 연계하여 판매하고 있다.

4.4.6. 캐나다의 □Gazmont□ 매립장

매립가스를 이용한 발전시설로서 가장 큰 단위용량(23.3MW/기)이며 스팀터빈방식이다. 일반 화력발전소와 같이 응축된 스팀은 열원으로 판매하지 않고 재순환하며 스팀을 응축시키기 위하여 대용량의 냉각탑이 있다. 현재 매립은 계속 진행중에 있으며 매립지가 주거지역과 인접해 있어도 악취 및 침출수에 의한 환경영향은 거의 없으며 침출수에의한 주변지역과 지하수 오염을 감지하기 위하여 6개의 감지정이 설치되어 있다. 이 매립지는 탄광을 매립지로 사용하였기 때문에 침출수의 차집 및 배제가 원활하지 못하여 누적수위가 매립고의 605까지 상승한 적이 있다. 누적 침출수를 배제하기 위하여 직경 1.8mt의 관정을 굴착□설치하여 18개월동안 가동한 결과, 누적수위가 매립고의 30%로 감소하였다. 그러므로 누적수위가 높은 수도권 매립지에서도 대구경의 관정을 이용하여 침출수를 배제하여야 한다. 또 차후 매립지는 침출수와 매립가스를 동시에 배제할 수 있는 관망설계가 이루어져야 한다.

Ⅲ. 결   론

이상에서 본 바와 같이 지금까지 국내의 매립가스의 저감 및 재활용을 위한 연구 및 국내 및 외국의 이용 사례를 알아보았다.

국내 연구의 경우 비록 매립지 현장 scale에서의 실험 결과는 없지만 pilot plant 실험 결과로 볼 때, 매립가스 저감 효율은 충분히 클 것으로 보인다. 특히 매립지내 공기주입방법을 도입할 경우 주입정 주변으로는 거의 완벽에 가까운 메탄 및 이산화탄소 제거 효율을 보여 지구온난화 가스 저감 차원에서 적극적인 도입이 필요시된다.

또한 미국 및 캐나다의 매립지에서의 매립가스 이용사례를 통해서 국내에서도 수도권 매립지와 같은 대규모 매립지에 매립가스의 회수 및 활용 시설을 적극적으로 도입할 경우 대체 에너지로의 활용도 또한 커서 환경적, 경제적으로 큰 이득을 볼 수 있을 것이라 예상할 수 있다.

하지만, 아직까지 국내의 매립가스 회수, 활용시설은 전무한 상황이며 그 설계 기준조차 마련되어 있지 않은 형편이다. 즉, 국내 매립지 상황에 알맞은 매립가스 회수, 활용기술개발에 대한 연구가 적극 요구되고 있는 것이다.

각 매립지별로 매립가스 회수 공정을 가동하여 실제 얻을 수 있는 매립가스 추출량을 산정하여 매립가스를 회수할 것인지, 혹은 재활용을 할 것인지를 결정해야 하며, 매립가스 회수 공정 가동시 각 감지정의 영향반경등의 조사를 통하여 회수효율 등에 관한 연구도 이루어져할 것이다. 또한, 발생 매립가스의 조성과 국내에 적합한 표준 매립가스 정제 및 활용에 따른 최적화 방안을 세울 필요가 있다.

Ⅳ. 참고문헌

1. 고재영(2000), 우리나라 폐기물매립시설 관리현황 및 향후 추진계획, 2000년 폐기물 매립기술 심포지엄, pp. 1-15.

2. 김석구(2000), 침출수 재순환에 의한 폐기물매립지의 조기안정화 기술, 2000 지반환경 심포지엄, pp. 241-281.

3. 김종국, 이덕생(1996), PC용 Spread Sheet를 이용한 LFG의 회수, 활용시설의 설계 및 경제성 평가, 한국폐기물학회지 Vol.13(1), pp. 70-82.

4. 남궁완, 박준석, 석철영, 이철효(1998), 생물탈취상 재료로서의 매립지복토와 퇴비가 매립지가스내 황화수소 제거효율에 미치는 영향, 한국폐기물학회지 Vol.15(6), pp. 583-591.

5. 박종환(1999), 청정개발체제를 통한 매립가스 저감 및 이용기술, 제1회 전문가 초청 세미나, 21세기 지속 가능한 매립기술, pp. II1-II19.

6. 박종환(2000), 청정개발체제를 통한 온실가스 저감 및 매립가스 자원화 방안, 2000년 폐기물 매립기술 심포지엄, pp. 69-83.

7. 황선진, 2000, 외국의 매립가스(LFG) 처리 방법과 사례조사, http://www.envisol.com

8. Tchobanoglous, G., Theisen, H., and Vigil, S.A., 1993, Integrated Solid Waste Management : Engineering Principles and Management Issues, McGraw-Hill Inc., pp. 382-384.