To prevent environmental pollution caused by leakage of leachate from waste landfill, vinyl acetate-ethylene (VAE) resin is applied to liner and cover materials to improve their performance. Styrene, styrene butadiene rubber, and VAE are widely used as polymer resins that have excellent water resistance and durability. Further, VAE resin is known to have additional advantages such as adhesion to nonpolar materials and resistance to saponification as a copolymer. In this study, the effect of VAE content on the properties of liner and cover materials was studied. The water and air content ratios, bending and compressive strengths, water absorption ratio, and coefficient of permeability of these materials were measured. The liner and cover materials with 4 wt% VAE showed good properties.

최근 에너지 수요 증가로 인한 에너지 수급 불균형, 장기적인 화석연료 고갈 위험성, 기후변화 등으로 전 세계적인 에너지 확보 경쟁이 심화되고 있으며 에너지 안보가 모든 국가의 중요한 문제로 부상하고 있다. 이러한 신재생에너지에 대한 관심이 증가하면서 그 일환으로 열에너지 이용에 대한 관심도가 증가하고 있다. 특히 다양한 열원을 사용하여 저급의 에너지를 냉난방이나 급탕 등의 고급에너지로 변환시키는 열펌프 시스템을 이용한 열회수 기술이 널리 적용되고 있다. 공기, 수열, 지열 등의 열원이 적용되고 있으며, 최근에는 하천수, 하･폐수, 광산 등을 열원으로 이용한 연구 사례가 보고되고 있다. 폐기물매립지는 가용 토지자원 잠식뿐만 아니라 주변환경오염 방지 및 매립 종료 후 사후관리에도 많은 비용이 소요되는데, 일반적으로 폐기물매립지 내부는 혐기성 조건으로 운영되며 매립종료 후 30년 동안 사후관리를 의무화하고 있다. 이에 사후관리기간 단축방안 및 사후관리기간 동안 수익을 창출할 수 있는 부지활용방안이 필요하게 되었다. 유럽에서는 독일, 이탈리아 등을 중심으로 매립지 내부에 공기주입을 통한 폐기물의 분해 촉진 기술에 대한 연구가 증가하고 있다. 강제적으로 매립지 내부에 공기를 주입하여 매립지 내부를 호기성으로 전환시킬 경우 폐기물 내의 유기물 분해를 촉진시켜 사후관리 기간 감소 및 침출수 처리 비용 등을 절감시킬 수 있으며, 온실가스 저감효과도 입증되어 최근 CDM 사업으로도 적용되고 있다. 이와 별도로 적정 공기 및 수분의 주입은 폐기물매립지 내부 유기물질의 분해를 극대화할 뿐만 아니라 유기물 분해를 통한 열 발생도 증가시키고 있다. 이에 매립지 내부로 공기주입 시 폐기물의 안정화뿐만 아니라 매립지에서 발생하는 가스의 온도(약 50-80℃)에 주목하고 있다. 폐기물매립지에서의 열에너지 활용 가능성을 A 매립지를 통해 산출하면 A 매립지는 2011년까지 1,145,000톤의 생활폐기물을 매립하였으며, 이중 복토재, 수분, 불연성 물질, 그리고 일부 분해된 가연성 물질을 제외한 잔존 가연성 물질의 함량을 30%로 가정하면 가연성 물질의 양은 343,500톤으로 산정된다. 가연성 물질 중 가연물 함량 50%, 가연물 함량의 원소조성 중 탄소함량 50%로 가정하고 탄소성분에서도 미생물에 의한 분해 가능 탄소와 고정탄소가 있으며, 생분해가능 유기탄소를 60%로 가정 시 생분해가능 유기탄소의 양은 51,525톤이다. 생분해가능 유기탄소 1g당 24 kJ의 열이 배출된다고 가정하면 유기탄소가 호기성 조건에서 분해 시 발생 가능한 잠재열량은 1.24×1012 kJ(2.95×1011 kcal)을 가지게 된다. 이를 열펌프 회수가능열량을 3%로 가정하면 열량은 8.85×109 kcal이며, 난방부하용량 207,8 kW 열펌프의 필요 열량을 1년에 378,432 Mcal로 가정하면 열에너지 회수가능 연한은 약 23년으로 나타나게 된다. 열펌프와 화석연료의 경제성에 대하여 동일열량을 기준으로 살펴보면 전력가격은 산업용 판매단가는 106.83 원/kWh로 전력 1 kWh는 최종사용자 기준으로 860 kcal/kWh이므로 1 Mcal당 91.9원으로 열펌프 난방성능계수를 3.0으로 가정하였을 경우 열펌프의 에너지 비용은 30.6 원/Mcal로 산정된다. 이를 등유와 경유에 비교하면 등유는 1,092 원/L(발열량 8,950 kcal/L), 경유는 1,260 원/L(발열량 9,050 kcal/L)로 가정하였을 때 등유의 비용은 122.0 원/Mcal, 경유는 139.2 원/Mcal로 나타나 등유와 경유를 열펌프 사용으로 대체하였을 때 약 4배의 에너지 비용을 절감시킬 수 있다.

하수슬러지는 2006년 발표된 국토해양부 ｢육상폐기물 해양투기 관리 종합대책｣에 의거 2012년부터 해양배출이 전면 금지되었다. 2012년 하수슬러지 해양배출 전면 금지에 따라 규정에 의거 매립이 가능한 함수율 75%이하 슬러지는 금고동 매립장에 매립(일 최대 80톤) 건의, 잔여량(함수율 75% 초과)은 민간 폐기물 재활용(복토재 생산)업체에 위탁처리하고 있다. 처리비용 절감을 위한 위탁처리 부산물의 금고동 매립장 복토재 활용 검토와 슬러지 안정적 처리 방안 등을 도출하기 위해 이번 연구를 실시하였다. 본 연구의 내용 및 범위는 민간 폐기물 재활용업체에서 생산된 하수슬러지 부산물의 매립장 복토재 활용 방안이며, 고화토의 기본 물성을 실험하고 역학특성을 평가하여 연구를 진행하였으며 비중시험, pH시험, X-선 형광분석을 이용하여 물성을 실험하였다. 역학특성 평가는 수분함량측정, 일축압축강도시험, 투수시험, 악취시험을 통하여 평가 하였다. 고화물의 복토재 품질 검토 결과 고화처리물의 품질기준에는 만족하여 포설은 가능하나 악취 발생이 심각하여 민원 발생 가능 및 작업자의 안전에 위협을 주므로 반입 가능성은 매우 낮은 것으로 나타났으며, 향후 건조 연료화 시설의 건설/운영 전까지는 다수의 슬러지 처리방법 중 직매립과 고화 복토 방법이 가장 경제적이고 기술적으로 타당한 것으로 판단된다.

현재 비위생 매립지는 대부분이 소규모이며 접근이 어려운 산간지역에 위치해 있으며 대부분이 나대지나 소규모 농지로 활용되고 있다. 하지만 국토의 면적이 좁은 국내의 특성을 고려했을 때 비위생 매립지를 단순한 나대지나 농지로 방치하기보다는 적극적인 활용방안이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 비위생 매립부지의 적극적인 활용을 위하여 경북지역 비위생 매립지의 매립지 현황을 파악하고 주변 환경을 고려하여 매립지별 특성에 따라 유형별로 분류하였다. 이를 토대로 공원 및 생태복원 등 자연환경 조성방안, 체육시설과 주민복지 시설 등 레저시설 도입방안, 태양광 발전 및 환경기초시설 등의 환경/에너지 시설 방안으로 매립지 유형별 부지 활용 범주를 제안하였다.