[폐기물처리기사 필기] 2과목_폐기물 처리 기술

제 1장 분뇨 및  슬러지처리

1. 기본목표 
    - 생화학적 안정화 (유기물 제거)
    - 위생적 안정화
    - 각종 생성물의 감량 및 감용화 (부피의 감소, 1차적인 목표)
    - 기타 처분의 확실성

2. 슬러지의 광역처리
    : 슬러지란? 수중의 부유물이 액체로부터 분리되어 침전된 찌꺼기
    : 중,소 규모 하수처리장에서 발생하는 슬러지를 한 곳의 처리장에 모아 처리
    - 슬러지의 수분구성 (탈수성이 용이한 순) ★★
        - 간극수 > 모관결합수 > 부착수 > 내부수 (간모부내)
    - 슬러지 처리 공정 ★★
        - 투입 → 농축 → 안정화 → 개량 → 탈수 → 건조 → 연소 → 최종처분
    - 장점
    : 처리의 안정성과 경제성이 높아짐
    : 악취 등의 환경문제 최소화 가능
    : 슬러지의 자원화를 추진하기 유리함
    : 건설비 경감, 처리의 고도화 가능
    : 처리, 처분 용지의 확보가 용이
    - 수송방법
    : 탈수 슬러지 (다량의 슬러지 발생시 적합)
    : 액상 슬러지 (소규모 처리장)
    : 수송관에 의한 수송 (발생량이 많을경우, 장기적 관점, 수송 슬러지 농도 1%내외)
    
3. 슬러지 농축
    - 효과 ★
    : 가열에 필요한 에너지 감소
    : 알칼리 농도가 높아져 소화과정이 안정적
    : 유기물의 농도 높아짐
    : 소화시 식종 미생물 유출 감소
    : 혼합효과 최대로 발휘
    : 소화고정을 더 잘 조절 가능
    : 상징수의 양 감소
    : 부피의 감소 → 시설규모, 소모열량 감소
    : 탈수 효율 증가
    - 농축방법 및 장,단점
        - 중력식 농축
            - 장점
            : 구조 간단, 유지관리 용이
            : 1차 슬러지에 적합
            : 저장, 농축이 동시에 가능
            : 약품을 사용하지 않음
            : 동력비 소요 적음
            - 단점
            : 악취 발생
            : 잉여 슬러지 농축에 부적합
            : 잉여 슬러지의 경우 소요면적이 크다.
        - 부상식 농축
            - 장점
            : 잉여 슬러지에 효과적
            : 고형물 회수율이 비교적 높다.
            : 약품주입 없어도 운전 가능
            - 단점
            : 동력비 많이 소요
            : 악취 문제 발생
            : 다른 방법보다 소요면적이 크다.
            : 유지관리 어려움, 건물 내부 설치시 부식 우려
        - 원심분리 농축
            - 장점
            : 소요면적이 적다.
            : 잉여 슬러지에 효과적
            : 운전조작 용이
            : 악취가 적다
            : 연속운전이 가능
            : 고농도로 농축 가능
            - 단점
            : 시설비와 유지관리비가 고가다
            : 유지관리가 어렵다.
            
    4. 슬러지의 안정화 ★★★★★
        : 슬러지의 유기물을 생물학적 또는 물리 화학적으로 분해하거나 유기물의 분해가 더이상 일어나지 않도록 약품처리하여 미생물의 활동 억제
        - 생물학적 안정화 : 혐기성 분해
            - 혐기성 분해의 3단계
                - 1단계 (가수분해단계)
                    1. 생성물질
                        다당류 ⇒ 단당류, 2당류
                        지방 ⇒ 긴사슬 지방산, 글리세린
                        단백질 ⇒ 아미노산
                - 2단계 (산생성 단계 : 산, 수소 발효)
                    1. 생성물질
                        휘발성 유기산(특히 초산)
                        알코올, 알데히드, 케톤
                        NH3, CO2, H2, H2O 등
                - 3단계 (메탄생성 단계 : 알칼리, 메탄 발효)
                    1. 생성물질
                        CH4
                        CO2, H2O
                    2. 유기물 분해 순서
                        당분-지방-단백질-섬유질(셀룰로오스-리그닝-헤미셀룰로오스)
            - 가온방법
                중온 소화법 : 30~37도
                고온 소화법 : 50~55도
            - 소화방식
                1단 소화조 : 가온 및 교반조의 역할
                2단 소화조 : 소화 슬러지와 상징수를 분리
            - 황하수소 제거
                - 황하수소의 발생, 특징
                    H2S는 무색, 부패취가 심한 기체로서 유동성이 강하다.
                    습윤 상태에서는 600ppm 농도에서 급속 금속 부식
                    연소시 부식성이 강한 SO2발생. 일반적으로 탈황하여 제거
                - H2S 처리방법
                    1. 건식탈황법
                        (1) 산화철의 이용
                        : 철 스폰지를 내식성의 탈황기에 40~60cm의 두께로 체운 후 소화가스 통과
                        (2) 성형탈황제 이용
                        : 철분과 점토 등을 혼합. 펠릿 형태로 만든 성형탈황제를 충전시켜 가스와 접초기키는 것으로 사용후 탈황제는 매립처분
                    2. 습식탈황법
                        수세정식, 알칼리세정식, 약액세정식 등이 있다.
        - 호기성 소화 ★
            - 호기성 소화방식의 관리
            : 생물 반응열에 의해 액온 상승
            : 반응액 온도의 상한치는 38도
            : 소화일수는 대략 3~5일 (표준 소화일수는 15일)
        - 습식 고온 산화
            - 원리
            : 슬러지 중의 가연성 물질을 고온 150~300도 고압 70100기압에서 보조 연료없이 공기중의 산소를 산화제로 이용하여 습식 산화시키는 방법
            - 설계인자
            : 산화도 → 슬러지의 COD감소율로 평가
            
    5. 슬러지의 개량 ★★
        - 목적 : 슬러지의 탈수성 개선
        - 개량 방법
            - 고분자 응집제 첨가법
            : 슬러지 응결 촉진
            : 슬러지 성상을 그대로 두고 탈수성, 농축성의 개선 도모
            - 무기약품 첨가법
            : 슬러지의 PH를 변화시켜 무기질 비율을 증가
            : 안정화도모
            - 세정법
            : 혐기성 소화 슬러지의 알칼리도를 감소.  산성금속염의 주입량 감소
            - 열처리
            : 슬러지 성분의 일부를 용해. 탈수개선
            - 소각재 첨가법
            : 무기성 응집보조제로 슬러지개량에 사용
             
    6. 슬러지 탈수 및 건조 ★★★★
        - 처음 고형물 = 나중 고형물 (고형물의 양 변화 없음)
        - 발생 슬러지 = 소화되지 않은 유기물 + 처음 무기물

    7. 악취처리
        - 악취 제거방법
            - 물리적 : 수세법, 활성탄 흡착법, 냉각응축법, 공기희석법
            - 화학적
                : 산화법 (오존산화법, 염소산화법)
                : 약액 세정법 (산, 알칼리 세정법)
                : 연소법 (완전탈취가능, 직접,촉매 연소법)
                : Masking법
            - 생물학적 : 토양 탈취법, Bio filter법

    8. 슬러지의 자원화
        - 퇴비화
        - 슬러지 소각
            : 슬러지 처분량의 감소 및 안정화
            - 장점
            : 위생적, 부패성없음, 소요부지면적 작음
            - 단점
            : 대기오염방지를 위한 대책 필요, 유지관리비 높음
        - 슬러지 용융
            : 감량화 및 자재화가 가능. 유효이용에 적극적
            : 공정온도 1200~1500도
            : 슬러지 감량화, 안정화, 자재화(슬래그 이용)
            

제 2장 유해폐기물의 중간처리

1. 중간처리 방법
    - 이화학적 처리
    - 생물학적 처리
    - 최종처분의 기본 요소를 만족하기 위한 중간처리 요건
        : 부피감소
        : 유해 폐기물의 분리/화학적 무해화 처리
        : 액상 또는 오니성 폐기물의 탈수 및 건조
        : 가연성 폐기물의 생물학적 안정화
        : 물질회수 및 자원화
        
2. 생물학적 처리
    : 용존 유기물질
    : 콜로이드성 유기물질을 함유한 액상폐기물
    
3. 물리화학적 처리
    - 활성탄 흡착법
        : 액상 폐기물 내의 유기물질 제거
        : 할로겐 화합물, 살충제, 페놀류, 프탈레이트류 등
        - 물리적 흡착 특징
        : 불포화 유기물이 포화유기물보다 흡착이 잘 됨
        : 할로겐족이 포함되면 흡착률 증가
        : 방향족의 고리수가 증가하면 흡착률 증가
        : 수산기가 있으면 흡착률 감소
        : 활성탄은 저분자 유기물은 쉽게 흡찰, 고분자 물질에 대한 흡착능력 떨어짐
        : PH가 낮을수록 흡착력 우수
        : 활성탄 입경이 작을수록 흡착능력 우수
        - 화학적 침전
        : 중금속 처리
        : 침전 가능한 모든 유해물질을 포함하는 액상 폐기물에 적용 가능
        : 적용 범위가 넓다.
        : 에너지 소비율 및 시설 설치비용이 낮으나 운영비 높음
        : 온도가 상승하는 경우가 있음
        : 반응기의 부식문제 있을 수 있음
        : PH에 민감. 적정하게 유지해줘야함
    - 페라이트법
        : 수용액 중 철 이온과 금속 이온이 공존할 경우, 동일한 양의 알칼리를 가한 후 적당한 조건 하에 공기를 산화시키면 흑색의 페라이트 형성. 이를 침전 제거하여 폐수중의 중금속류 제거
        : 침출수 처리 등 생물학적 처리공정의 전처리방법
    - 증류법
        : 용매회수에 가장 많이 이용. 끓는점이 낮은 용매로 농도가 높은 유기용매를 회수할 때 유리함
        : 묽은 액상 유해폐기물 처리에는 부적합
        : 영양염(N.P)제거 등에 이용 가능이나 비경제적
        : 에너지 소비율이 높음
    - 스트리핑
        : 휘발성 물질을 함유하는 유해액상폐기물의 처리에 이용
        : 흡착장치를 보호하기위한 전처리 장치로 활용
        : 용해도가 낮은 할로겐 함유, 유기물이나 방향족 화합물 처리에 사용
        : 증기 stripping은 고농도 휘발성 물질에 적합
        : 공기 스트리핑은 저농도 액상물질처리에 적합
        : 에너지 등 운영비와 시설비용이 높다
        : 증기 스트리핑은 휘발성 물질을 줄이기 위한 전처리공정으로 효과적이나, 부산물의 자원화 및 회수가치는 낮다.
    - 용매추출
        : 액상  폐기물에 용매를 사용추출 흡수
        - 적용
        : 고농도 페놀폐수(50000ppm이상)등에 적합
        : 유기물의 농도가 10%(100000ppm)이상이면 경제적 타당성 높아짐
        - 용매추출대상 폐기물
        : 미생물에 의한 분해가 힘든 물질
        : 활성탄을 사용하기에는 농도가 너무 높은 물질
        : 낮은 휘발성으로 인해 스트리핑으로 처리하기 곤란한 물질 등
        - 유해폐기물의 선택기준
        : 사용되는 용매는 비극성
        : 증류 등에 의한 방법으로 용매회수가 가능하여야 함
        : 선택성이 커야 함 (높은 분배계수)
        : 회수성이 높아야함 (낮은 끓는점)
        : 물에대한 용해도가 낮고 물과 밀도가 달라야함
    - 오존처리
        : 난분해성 유기물질의 분해를 위한 전처리 공정
        : 농도 100ppm 미만의 저농도 유기물질 산화
        : 유기물질의 농도가 10000ppm을 넘으면 경제성 낮아짐
        : 난분해성 유기물질인 PCDDs, PCBs에 대한 오존처리의 부가적인 장점은, 생성되는 부산물들이 유해하지 않음. 하지만 운영비가 많이 소요됨
    - 알칼리 염소법
        : 시안처리에 가장 많이 이용

4. 고형화 처리 
    : 광의적인 의미의 고형화는 폐기물에 고형화재를 첨가함으로써 고형화 과정이 진행되는 동안 폐기물의 물리적 성질을 변화시키는 공정
    : 부피의 증가로 처분비용이 증가함
    - 대상 폐기물
    : 유해 중금속류의 함량이 일정기준을 초과하는 지정폐기물. 매립 전중간처리
    - 필수 검토사항
    : 유기용매 및 기름 (부적합)
    : 산화제 (유기 고형화 공정에 부적합)
    : 할로겐족 (시멘트 및 석회 기초법에서 침출 가능성 높음)
    : 중금속, 방사능 물질 (일반적으로 적합)
    - 고형화의 목적 및 효과
        : 최종처분 및 재활용
        : 폐기물 취급의 용이함 + 표먼적 감소에 따른 성분 손실 감소
        : 오염물질 용해도 및 독성 감소
    - 혼합률과 부피변화율
    - 유기성 고화와 무기성 고화
        - 유기성 고화
            - 유기독성물질에 적합, 수분은 고형화 과정에서 증발
            - 처리비용이 매우 큼. (방사성 폐기물과 같이 유해성이 높은 경우에만 사용)
            - 현장자료의 빈약
            - 수밀성이 매우 크며 다양한 폐기물에 적용 가능
            - 최종 고화체의 체적 증가가 다양함
        - 무기성 고화
            - 저렴한 처리비용, 중금속류가 함유된 무기성 슬러지의 고형화
            - 환경적 유해성이 낮음
    - 고화재와 폐기물과의 결합방법에 따른 처리방법 분류 ★★★★★
        - 시멘트 기초법 (화학적) ★★
            : 가장 널리 이용되는 고화방법
            : 액상 규산소다와 양이온 지환능력이 우수한 점토를 첨가
            : 고형 유기물이나 중금속, 산화물, 방사성 폐기물
            - 포틀랜드 시맨트 : 가장 흔히 사용되는 고화재. (CaO 65%, SiO2 22%)
        - 석회 기초법 (화학적) ★
            : 석화와 함께 포졸란과 폐기물을 함께 혼련하여 고형화 (화학반응이 간단)
            : 저렴한 처리비용과 간단한 공정으로 널리 이용됨
            : 폐기물과 소각재 2가지를 동시처리하고 탈수가 불필요
            : pH가 낮을때 폐기물 성분의 유출 가능성이 증가
            : 고형 유기물, 무기 산성 폐기물, 산화물, 황산염 함유물, 중금속, 방사선 폐기물 등
        - 자가 시멘트법 (화학적) ★★★
            : 배연탈황 (석회흡수법)후 발생되는 슬러지를 처리할 때 많이 이용되는 방법. 슬러지를 처리할 때 많이 이용.
            : 황이 포함된 슬러지에 칼슘을 가해 생석회화한 다음, 소량의 물과 첨가제를 가해 고형화
            : 혼합률이 낮고 탈수 등 전처리 낮음
            : 장치비가 크고 고도의 기술 및 보조에너지가 필요
        - 열가소성 플라스틱법 (물리적)
            :고온(130~150도)에서 열가소성 플라스틱과 건조된 폐기물을 혼합하여 냉각시킴으로써 고형화시키는 방법
            : 용출손실률이 시멘트기초법보다 낮음
            : 고화처리된 폐기물을 회수 후 재활용
            : 고온분해되는 물질에는 사용 곤란

            : 폐기물의 건조 과정 필요
            : 처리 과정에서 화재위험성 있음
            : 비교적 높은 혼합률
        - 유기중합체법
            : 폐기물의 고형성분을 스폰지와 같은 유기중합체에 물리적으로 고립
        - 피막형성법 (표면캡슐화법)
            : 폐기물 건조 후, 폴리부타디엔과 같은 결합체를 혼련해 고온에서 응고. 폴리에틸렌 등과 같은 플라스틱으로 피막을 입혀 고형화
        - 유리화법

            : 폐기물에 규소를 혼합
            
5. 고온소각, 열분해, 용융처리
    - 고온소각
    - 열분해 ★★★★★
        : 원료물질을 수증기가 없는 무산소상태하에서 간접가열하여 가스와 오일 차이들로 분해하는 과정
        : 고온(500~1000도)으로 가열, 가연성가스 / tar 등의 유류 / 순탄소 및 char의 3개 성분으로 분해
        - 특징
            - 배기 가스량이 적어 가스처리 장치가 소형
            - 3가크롬이 6가크롬(유해성)으로 전환되지 않음
            - SOx, NOx 의 발생 거의 없음
            - 황 및 중금속이 회분에 고정되는 비율이 소각에 비해 높음
            - 흡열반응으로 외부 열 공급필요 ( 소각은 발열 )
            - 열분해 온도가 높아질수록 H2의 함량 높아짐
            - 온도가 높아질수록 CO2의 함량은 적어짐
        - 분류
            - 순수 열분해
            : 산소나 수증기, 고온상태의 이산화탄소를 주입하지 않음.
            : 750도 범위의 간접가열에 의해서 탄화물질 또는 탄화수소 화합물 회수
            - 액화
            : 열분해 온도를 350~450도의 저온 유지
            : 유기 액체를 얻기 위한 공정 (메탄올, 가솔린, 증유)
            - 가스화 (건류화)
            : 탄화물질을 산소나 수증기, 고온상태의 이산화탄소와 반응시켜 연료가스를 얻는 공정
            : 저온법(500~900도)와 고온법(1100~1500도)
        - 열분해 공정의 영향인자,소각로 운전효율 (혼합률과 산소는 미포함! 완전연소 조건과 다름!!!)
            : 온도, 가열속도, 체류시간, 수분, 압력 및 반응물질의 크기
        - 프로세스의 종류와 특징 ★★★★★
            - 고정상 방식
            - 유동상방식 ★★★★★
                : 주입된 폐기물이 유동매체 중에서 유동화 가스와 격렬하게 접촉되면서 열분해
                : 다량의 수분을 함유한 폐기물 처리도 가능
                : 분해 개시온도가 낮고 NOx발생량 적음
                : 반응기 내부의 침식이 일어날 수 있음
                : 고체입자의 비산유출
                : 기체속도의 조절 및 고체의 이송과 분리가 어렵
            - 부유상태 방식
                : 유동매체를 사용하지 않고, 미립화된 폐기물과 유동화 가스를 직접 접촉시켜 열분해

                : 반응속도 빠름
                : 휘발분의 산화가 빨라 가스의 비율이 높고, 타르와 오일 생성 거의 없음
                : 어떤 종류의 폐기물도 열분해 가능
                : 주입되는 폐기물을 파쇄, 절단해야함
                : 폐기물의 주입량에 제한
            - 로터리 킬른방식 ★★★★★
                : 경사진 원통형의 반응기에 폐기물 주입하여 천천히 회전. 외부에서 열을 가해 폐기물 열분해
            - 산소흡입 고온 열분해
                : 선별, 파쇄 등의 전처리과정을 하지 않거나 간단히
            - 견형로 열분해법
                : 폐플라스틱, 폐타이어 등의 열분해 시설로 많이 사용
            - 이동층형 열분해법
            - 2탑 순환식 열분해법
                : 높은 열량을 갖는 가스 회수 가능
            - 관형 순간 열분해법
                : 폐기물을 파쇄해 선별과정을 거치며 유리, 금속류를 회수 후 외부 가열식 관형 열분해로에 기류 수송되며 순간적으로 열분해
    - 용융
        : 전기, 가스, 석유, 코크스, 산소 등의 각종 에너지원을 이용 하여 쓰레기를 직접 슬래그화 또는 용융
        - 효과
        : 최종 처분되는 폐기물의 부피 감소
        : 한정된 매립장의 수명 연장
        : 2차 오염의 가능성 감소
        : 슬래그 유효 자원화
        - 분류
            - 소각재 용융
                : 연료용융, 표면용융, 내부용융, 코크스베드식, 선회류용융
            - 전기용융
                : 아크용융, 플라즈마용융, 유도가열방식, 전기저항식
            - 직접용융
                : 코크스 베드식, 프로판, 산소용융

제 3장 최종처리

1. 매립지의 선정절차 ★★
    - 매립지의 기능
        - 저류 기능 : 악취, 비산, 해충 등의 영향없이 안전하게 저장
        - 처리 기능 : 폐기물 분해
        - 차수 기능 : 침출수와 매립가스의 유출 방지
    - 위치선정시 고려사항
        : 지형, 수리 및 지질학적 조건, 위치, 토지이용
    - 초기 입지선정 단계
        : 기초 자료수집 및 분석
        : 입지배제 기준 검토
        : 관련법규 및 정책적 사항 검토
        : 개략적 경제성 분석
    - 후보지 평가 단계
        : 현장조사
        : 입지선정 기준에 의한 후보지 평가
        : 후보지 등급 결정
        : 주민의견 수렴
    - 최종 입지결정 단계
        : 경제성 분석
        : 기술적/사회적/경제적 사항 종합평가
        : 최종 입지 선정
        
2. 계획 매립용량 ★
    계획연간 매립처리 용량(m3/y) = 매립처분량/매립폐기물의밀도

3. 매립방법
    - 분류 (매립방법) ★★★★★
        - 단순매립 : 폐기물을 다짐없이 매립지에 투기 후 중간복토 하지 않고 최종복토만
            - 장점
            : 복토재가 거의 필요 없다.
            : 단위체적당 매립량이 가장 많다.
            - 단점
            : 비위생적
            : 악취 및 침출수 발생량이 많다.
            : 주변 토양과 수질에 악영향
        - 위생매립
            - 샌드위치 방식
                : 수평으로 폐기물과 복토층을 반복적으로 적층
                : 복토재가셀방식에비해적게소요
                : 좁은 산간매립지에 적합
                : 1일 작업량이 적어 복토를 하지 못할 경우 폐기물의 비산 및 악취 발생
            - 셀방식 ★★★
                : 폐기물을 비탈지게(경사 15~25도) 셀 모양으로 쌓고 셀마다 복토 (가장 많이 이용)
                : 셀의 크기는 매립처분량에 따라 결정
                : 가장 위생적
                : 침출수량이 적고, 매립층 내의 수분이나 발생가스의 이동 억제
                : 장래 토지이용에 가장 유리
                : 고밀도 매립 가능
                : 복토재가 가장 많이 소요됨
                : 유지관리비 높다.
            - 압축방식 ★★★
                : 폐기물을 압축시켜 덩어리로 만들어(baling) 매립 (유해폐기물의 안전매립)
                : 운반이 쉽고 안정성이 높다.
                : 매립지 소요면적, 복토재가 적게 든다
                : 매립지반의 침하가 거의 없다
                : 매립지에서 압축이  필요하지 않게 된다.
                : 중간 처리시설 필요
                : 비용이 많이 든다.
    - 육상(내륙)매립과 해양매립
        - 육상매립
            - 도랑식 ★★★★★
                : 도랑을 파고 폐기물 투입 후 복토하면서 층을 완성한 후 그 층 위에 아래 층과 엇갈리지 않도록 다시 도랑을 만들어 폐기물 투입
                : 파내고 남은 흙을 복토재로 활용
            - 지역식
                : 매립지 바닥을 파지 않고 제방을 쌓아 입지조건과 규모에 따라 매립지의 길이를 정함
                : 매립의 가장 보편적 형태
                : 경사식과 계곡식이 이에 속함
        - 해양매립 ★
            - 순차투입 공법
                : 외주호안이나 중간제방을 설치하여 순차적 매립 or 호안측에서 순차적 매립
                : 내수배제의 비용 절감, 수심이 깊은 지역은 수중투기 공법
                : 연약지반층에 의한 침하 발생가능성 있음
                : 부유된 쓰레기가 많아 안전사고 유발 가능성이 있음, 장비의 매몰 가능성 있음
            - 박층뿌림 공법
                : 밑면을 개방할 수 있는 바지선에 폐기물을 적재해 대상지점에 투하, 매립지의 조기이용에 유리
                : 내수배제가 곤란하고 수심이 깊은 지역에 채용
                : 지반개량이 특히 필요한 지역, 설비가 대규모인 매립지 등에 적합
    - 매립구조에 따른 특징
        - 혐기성 매립
            : 기존의 산간지나 저습지에 단순 매립
            : 적은 공사비
            : 단순한 매립구조
            : 단위체적당 많은 매립량
            : 호기성 매립에 비해 분해속도가 느림
            : 유해곤충 및 구서류 등의 번식, 악취가 심함
            : 메탄, 황화수소 등 가연성 가스가 발생하여 화재위험 있음.
            : 침출수의 수질이 악화되어 주변지역의 토양오염 및 지하수 오염 유발
        - 혐기성 위생매립
            : 혐기성 매립과정에 샌드위치 형태의 중간복토
        - 개량형 위생매립
            : 혐기성 위생매립 + 침출수로 인한 오염 방지를 위한 불투수층 및 침출수의 처리시설을 갖춘 구조
            : 혐기성 매립에 비해 함수율이 적고 분해속도가 빠름
            : 호기성 매립에 비해 공사비 적게 소요
            : 혐기성 매립보다 소요 복토재량이 많음
        - 준호기성 매립
            : 지표수의 유입을 방지하기 위한 집배수시설과 침출수의 유출을 방지하기 위한 차수막과 집배수시설 및 정화시설을 갖추고 배수관을 통해 침출수를 차집, 처리함과 동시에 외부 공기가 동시에 자연통기될 수 있게 하여 호기성 분해 촉진
            : 혐기성 매립에 비해 분해속도 빠름
            : 지하수 및 토양오염 적음
            : 혐기성 매립에 비해 복토량과 공사비가 많이 들고, 단위체적당 매립량 적음
            : 운영 관리비가 다소 소요됨
        - 호기성 매립
            : 준호기성 매립구조의 통기구를 대체해 별도 공기주입구설치
            : 폐기물의 분해 및 안정화 속도가 가장 빠름
            : 내열성분의 비율이 높고, 안정된 분해가 진행
            : 토지이용시기의 단축 가능
            : 공사비가 많이 든다
            : 동력비, 운영비  등 유지관리비가 많이 든다
            : 복토량이 가장 많이 소요
            : 단위체적당 매립량이 적다.
    - 복토의 종류와 기준 ★★★
        - 구비조건
            : 투수계수가 낮은 것
            : 위생상 안전할 것
            : 원료가 저렴하고 살포가 용이하면 악천후에도 사용이 가능할 것
        - 복토의 목적별 복토방법
            : 매립시 폐기물을 매일 1.8~2.4m가량 쌓아 다시는데, 폐기물의 침하를 고려하여 목표높이보다 높게 쌓아야한다.
            - 일일복토
                : 매일, 최소 15cm이상, 화재예방과 악취억제, 우수침투 억제, 매개곤충 생물 방지, 비산방지, 차수성 및 통기성이 좋은 토양이 적합, 연탄재 또는 퇴비 등도 가능
            - 중간복토
                : 매립이 7일이상 정지될 때, 30cm이상, 화재예방, 악취 및 가스 억제, 우수침투 방지, 폐기물 운반차량 통행로 확보, 차수성이 좋고 통기성이 나쁜 점성토계 토양이 적합
            - 최종복토
                : 최종 매립 완료 후 60cm 이상, 우수침투 방지, 식물의 성장을 위한 장소, 매립가스 유출 차단, 해충 서식 억제, 침식 방지, 침식에 저항력이 크고 투수성이 작으며 식생에 적합한 양질토양 사용
                
4. 매립지에서의 유기물 분해
    - LFG(Landfill Gas)발생의 각 단계
        - 1단계 (호기성 단계)
            : 투입 폐기물 중 함유된 공기에 의해 호기성 상태 유지
            : 폐기물 매립 후 수일~수개월 이상 지속
            : 수분함량이 많을수록 반응이 가속화, 2단계로 빨리 넘어가게 된다.
        - 2단계 (혐기성전환, 비메탄발효기)
            : 혐기성단계이지만 메탄이 형성되지 않음. 혐기성으로 전이가 발생
            : 통성 혐기성균의 활동에 의해 지방산, 알콜, NH3, N2, CO2등 생성
            : 수분이 충분할수록 3단계로 빨리 넘어감
        - 3단계 (혐기성 메탄생성 축적단계)
            : 혐기성 단계로 메탄가스 생성
            : CH4비율이 높아지면서 H2, CO2의 비율은 낮아짐
            : 온도가 55도까지 증가
        - 4단계 (혐기성 정상단계)
            : 매립 후 약 1,2년 후 발생, 혐기성 분해반응이 정상으로 진행되어 생성되는 가스의 조성이 거의 일정하게 된다.
            : 가스의 조성은 메탄 55%, 이산화탄소 40%, 기타 N2 및 산소 5% 정도
            
5. 침출수의 발생 및 처리
    - 침출수의 발생원과 영향인자
        - 침출수의 발생원
            : 폐기물층에 침투한 빗물
            : 폐기물층에 침투한 지하수
            : 폐기물에 함유된 수분
        - 침출수의 수량 인자
            : 강우량 및 증발량
            : 표면 유출량과 침투수량
            : 지하수위와 지하수 유량
            : 폐기물의 분해율
            : 수분의 분해율, 지체시간
            : 위생매립의 경우 연간 강우량의 30~40%가 침출수로 유출되는 것으로 알려지고 있다.
        - 침출수의 수질인자
            : 폐기물의 조성
            : 전처리 방법
            : 매립 경과시간
            : 강우량
            : 매립방법, 다짐정도, 매립장 지형
    - 침출수의 처리
        - 처리목적 : 공공수역 및 지하수 오염 방지
        - 처리방법
            - fenton 산화법 ★
                : PH 3~3.5 범위에 적용
                : 많은 유기물, 특히 라디컬이 공결할 수 있는 불포화 탄화수소를 효과적으로 산화
                : COD는 감소, BOD는 증가
                : 철염을 이용하므로 수산화철의 슬러지가 다량 생성
                : 철이온이착물을 생성
                
6. 매립가스의 발생 및 처리
    - 매립가스 추출 시스템
        - 자연환기 시스템
        - 강제환기 시스템
            : 다공관으로 구성된 추출관을 설치하고 송풍기를 이용 강제적으로 흡인
            : 매립면적이 크고 발생가스량이 많아 랜드필가스 회수에 경제성이 우수한 경우
    - 매립가스의 처리방법
        - 소각방법
        - 대기확산 희석방법
        - 재이용방법
            - 매립가스의 회수이용
                1. 회수가스의 경제성의 판단 ★★★★
                    : 매립 폐기물 중의 분해가능물질이 50%이상일 것
                    : 실제 분해비율이 50%이상일 것
                    : 발생가스의 50% 이상을 포집할 수 있을 것
                    : 폐기물 1kg당 0.37m3 이상의 LFG를 생산할 수 있을 것
                    : 발생되는 LFG의 발열량이 2200kcal/m3 이상일 것
                2. 회수가스의 정제
                    : 수분, 탄산가스, 메탄 이외의 가스 제거
                    
7. 매립시설의 설계 및 운전관리
    - 저류 구조물 계획
        - 어스댐코어
            : 코어용 불투수성 토양 사용
            : 투수층이 얕은 곳에 적용
            : 비교적 차수효과가 좋다
            : 무기질로서 내구성이 좋다
        - 널말뚝
            : 트렌치, 시트파일, 강파일 사용
            : N값이 30까지 적용 가능
            : 자갈이나 바위층은 암반 타설공법 사용
            : 차수효과가 좋다
            : 연결부위의 누수 유의
        - 그라우트 공법
            : 시멘트계, 액체약품계 재료사용
            : 침투식은 암반, 자갈, 모래층에 적용
            : 고압 분사식은 느슨한 모래층, 연약한 토양에 적용
            : 내구성이 좋음
            : 불유리의 화학적 부식에 유의
        - 차수시트 공법
            : 합성고무계, 합성수지계, 아스팔트계 재료 사용
            : 굴착깊이가 낮은곳에 적용
            : 차수성이 좋다
            : 비노출시는 내구성이 좋다
    - 차수공 ★★★★★
        - 연직 차수공
            : 지중에 암반이나 점성토의 난투수층이 수평으로 넓게 분포하는 경우
            : 지하수 집배수시설 불필요
            : 지하에 매설되므로 차수성 확인이 어렵다.
            : 차수공의 단위면적당공사비는 많이 드나 총공사비는 적게든다
            : 보강시공이 비교적 가능함
        - 표면 차수공

            : 매립지의 넓은 범위를 차수재로 덮을 필요가 있을 때, 매립지 지반의 투수계수가 큰 경우 적용
            : 지하수 집배수시설 필요
            : 시공시는 육안으로 차수성 확인 가능(매립시 불가)
            : 차수공의 단위면적당 공사비는 적게드나 총 공사비는 많이 든다
            : 매립 전에는 보수가 가능하나 매립후는 어렵다
        - 합성 차수막 ★★★★
            - HDPE
                장점 : 내화학성, 온도저항성, 고강도, 접합성, 저가, 규격다양
                단점 : 충격에 약함, 열팽창 수축
            - PVC
                장점 : 저가, 고강도, 경량, 작업용이, 접합성
                단점 : 자외선과 오존에 취약, 유기화학물질에 취약
            - CSPE
                장점 : 저온에 강함, 접합성, 내화학성, 미생물에 강삼
                단점 : 고가, 강도 약함, 유기 화학물질에 취약
            - CR
                장점 : 내화학성, 마모 및 충격에 강함
                단점 : 고가, 접합 및 보수 곤란
            - 합성차수막의 결정도가 증가할 경우
                내화학성 증가
                충격에 약해짐
                열 저항성 감소
                투수계수 감소
                인장강도 증가
        - 연직차수재 ★
            - 적용
                : 연직 차수재는 차수재가 설치되지 않은 불량 매립지 내 오염물질의 유출을 방지하고자 할 때
                : 신설하고자 하는 매립지 기초 하부의 일정한 깊이에 불투수층이 존재하는 경우에 적용
            - 종류
                : 시트파일, 슬러리월, 소일 시멘트 월, 그라우트 커튼 등
            - 장점
                : 매립장의 용적이 극대화된다.
                : 굴착 토사량이 최대로 이용할수 있다.
                : 안전도가 크다
                : 차수벽으로서의 기능은 상단과 바닥에 신축성이있는 지오멘브레인을 포설함으로서 발휘될수 있다.
                

제 4장 토양오염 대책

1. 토양오염의 개요
    - 토양오염의 특성
        : 오염물질의 이동과 전달이 느리다
        : 토양오염은 대기, 수질, 폐기물 등 1차 오염물질에 의한 축적성 오염이다.
        : 토양오염의 피해는 주로 만성적인 형태로 나타난다
        : 피해가 발생하기까지는 오랜 시간이 소요되지만, 일단 오염된 지역은 복원을 하지 않고는 장기간 피해를 주면 복원에 비용이 소요된다.
        
2. 토양오염 처리 대책 및 기술
    - 처리기술의 분류
        - 처리기술의 분류
            - In-situ : 오염토양 내에서 처리하는 기술
            - Ex-situ : 오염토양 밖에서 처리

3. 지하수오염
    - 지하수 복원기술의 광의적 분류
        - 차단
        - 추출
        - 처리
    - 각 복원기술의 특징
        - 양수처리기법 : 가장 간단, 가장 보편적
        - 미생물 복원기법 : 가장 널리 사용
        - 공기살포 기법 : SVE시스템을 토양 및 지하수에 모두 다 가능토록 하는 보완공법
            - SVE(토양증기추출법) ★★★★★
                장점
                : 비교적 기계 및 장치가 간단
                : 유지 및 관리비가 싸고 부작용이 거의 없다
                : 장치 및 재료의 구입이 용이
                : 짧은 기간에 설치
                : 즉시 결과를 얻을 수 있다
                : 영구적인 재생 가능
                : 지하수의 깊이에 제한을 받지 않는다
                : 굴착 및 시약의 불필요
                : 생물학적 처리효율을 높여준다
                : 휘발성이 높은 유류오염에 효율적
                단점
                : 증기압이 낮은 오염물질의 제거효율이 낮다
                : 토양이 침투성이 좋고 균일해야한다
                : 토양층이 치밀하여 기체흐름이 어려운 곳에서는 사용이 곤란
                : 추출된 기체는 대기오염방지를 위해 후처리가 필요
                : 오염물질의 독성은 변화가 없다
                : 지반구조가 복잡성으로 총 처리시간을 예측하기 어렵다.
        - 생물환기(Bioventing)
            - 정의
                : 오염 부지에 공기의 영양분을 주입, 호기성 미생물의 활동 촉진시켜 오염물질 제거
            - 특징
                : 장치가 간단, 설치가 용이하며 저비용
                : 처리 시간이 짧음
                : 배출가스처리의 추가비용 없음
                : 추가적인 영양염류 공급 필요
                : 불포화층에만 적용 가능
        - 토양세척(Soil Washing)
            - 특징
                : 세척수와 기계적 마찰력을 이용하여 미세토양과 액상으로 이동분리시켜 오염부피 감소
                : 수용성 물질에 적용 가능
                : 높은 투과능을 지닌 토양에 적용 (모래입경 이상)
        - 차단기법
        - 투수성 반응벽 기법 : 오염수 통과시켜 오염물질 거름
        - 자연저감기법