바이오리엑터형 매립장 조성을 위한 실증연구

수도권매립지 반입폐기물 성상 조사결과에 의하면, 생활폐기물의 함수율이 2002년 36.1%에서 2013년 23.1%로 급감하여 건조화한 것으로 분석되었다. 또한 2003년 하수슬러지 직매립금지, 2005년 음식물류폐기물 직매립 금지와 그동안 진행되어온 정부의 가연성 폐기물 자원화·에너지화로의 전환 정책으로 인하여 매립되는 폐기물의 건조화·무기화는 매립지내 미생물 분해 활동에 저해로 작용 할 정도로 심각하게 되었다. 매립지 건조화는 최종복토 후 우수유입이 차단된 이후에는 더욱 급속히 이루어져 매립가스 발생량 감소에 따른 자원화사업에 차질이 발생할 수 있으며, 안정화에 장기간 소요되어 그만큼 매립지 사후관리에 오랜 기간이 소요된다. 이러한 문제로 미국, 유럽 등 주요 선진국에서는 이미 오래전 매립지내에 침출수 등을 재순환하여 매립가스 발생증대 및 안정화를 촉진시키는 바이오리엑터형 매립지를 도입하여 운영하고 있다. 본 연구는 이같은 바이오리엑터형 매립지 운영 제도의 국내 도입을 위하여 수도권매립지 제2매립장 7단 2개 블록(시험구역 3C, 4C, 대조구역 3D, 4D)에 침출수 재순환시설을 설치 운영한 결과로서, 제2매립장의 총 매립용량은 약 7,800만톤으로 2000년 10월부터 매립이 진행되었으며, 실증연구 대상블럭(3C, 4C)의 7단 매립면적은 3C 86,700m2, 4C 42,300m2이며, 매립된 폐기물 용량은 3C 351만톤, 4C 263만톤 매립되었으며, 일평균 재순환수 주입량은 2013년 10월부터 2014년 8월까지 3C 블럭에는 침출수만 234톤/일, 4C 블록은 혼합폐수로 174톤/일 주입하였으며 혼합폐수는 침출수 113톤, RO농축수 22톤, 소화처리수 등 기타 39톤으로 혼합하여 주입하였다. 재순환수 주입에 따른 사면안정성은 SLOPE/W(Geo-slope International Ltd. Canada)을 이용한 한계평형 방법(Bishop Method)으로 검토하였으며, 매립층 7단까지 전체 포화시에도 폐기물관리법시행규칙 [별표9]에 따른 매립시설 사면활동에 대한 안전율 기준인 1.3이상을 만족하는 것으로 나타나, 재순환으로 인한 사면안정성에는 문제가 없는 것으로 분석되었다. 또한, 침하량 계측결과 2013년 10월부터 2014년 8월까지 측정된 누적침하량은 39.2∼70.6cm로 시험구역과 대조구역의 큰 차이가 나타나지 않았으며, 7단 매립 후 경과일에 따른 영향이 큰 것으로 나타나 재순환으로 인한 급격한 침하 현상은 일어나지 않았다. 2013.10월 이후 재순환에 따른 매립가스 중 순메탄량은 시험구역 및 대조구역 모두 동절기로 접어듦에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 이후 2014년 하절기부터 증가하여 시험구역에서의 순메탄 포집량은 재순환전 2013년 8월 평균과 2014년 8월 평균값을 비교하였을 때, 시험구역은 평균 9.6% 증가하였으며, 이와 반대로 대조구역은 15.3% 감소하여 재순환에 따른 상대적 포집효율 향상율은 29.3% 분석되어 재순환으로 인한 가스 증산효과를 확인할 수 있었다. 현재 장기적인 변화에 대한 모니터링을 위하여, 지속적인 재순환수 주입과 함께 매립장내 폐기물 성상변화와 침출수질 변화 등 다양한 항목에 대하여 분석중에 있다. 한편, 2013년 3월부터 국내 매립지의 법정 사후관리기간이 20년에서 30년으로 연장되고, 침출수 처리 및 시설물 유지관리비용의 증가 등으로 매립지 사후관리를 중도에 포기하는 사례가 빈번히 발생되고 있다. 이에 따라 침출수 재순환을 통한 수분공급으로 폐기물 분해촉진을 통한 사후관리기간 단축 및 매립가스 자원화·에너지화 사업을 통한 경제성 확보 등 바이오리엑터형 매립장 제도 도입이 시급한 상황이다.