During the decay process of food waste, odor and leachate are generally produced because food is easily decomposed due to its high organic and moisture contents. In this study, various food waste samples, including samples artificially prepared and collected from actual waste containers, were tested to determine odor and leachate production as the samples were decomposed at a constant temperature of 35°C. In the air phase, total volatile organic compounds (TVOCs), acetaldehyde (AA), methyl mercaptan (MM), hydrogen sulfide (H2S), and dimethyl sulfide (DMS) were measured as a function of the decay period for four days. The results of the experiment showed that TVOC and AA were produced at higher concentrations in the actual food waste than in all artificial wastes. The AA concentration accounted for about 90% of the TVOC in all of the waste samples except for the food waste containing meat and fish only. The concentrations of volatile sulfur compounds (VSCs) were generally lower than 100 μg/kg, and the concentration of DMS was the highest among the VSCs. In the waste sample containing meat and fish only; however, the concentration of VSCs increased up to 1,700 μg/kg, and mostly consisted of MM and DMS. Complex odor concentrations were found to be the highest after a decay period of 12-48 hours. In addition, the complex odor was mostly related to VSCs with low odor thresholds rather than the TVOC. The pH values mostly decreased from 5 to 3.5 as the waste samples were in the decomposition periods, while the pH value increased to 6 in the food waste containing meat and fish only. Consequently, odor intensity and leachate production were the highest in the 12-48 hour range as the decomposition started, and thus an appropriate control strategy needs to be implemented based on the waste composition and the decay period.

음식물 폐기물 침출수를 처리하는 분리막 결합 고온 혐기성소화공정(생물학적 반응조) (Anaeorobic Membrane Bioreactor, AnMBR)의 파일럿 운전에서 분리막의 교차여과 속도와 막간압력이 파울링에 미치는 영향을 관찰하였다. 연구 결과 정압여과 하에서 교차여과 속도가 증가할수록 파울링의 속도는 현격히 감소되었다. 그러나 이와 같은 영향은 낮은 막간압력에서 더욱 효과적이었다. 막간압력이 증가할수록 여과대상 물질의 압축성으로 인해 투과성이 상대적으로 낮은 파울링층(혹은 케익층)이 분리막 표면에 형성된 것에 기인된 듯하다. 여과대상 시료의 입도분석을 해 본 결과 입자크기는 약 10~100mum 범위에서 분포하였고 이에 따라 브라운확산에 의한 역수송보다 분리막 표면에서 교차여과에 의해 발생하는 전단력이 입자의 역수송에 더욱 기여하고 있음을 예측할 수 있었으며 이는 AnMBR의 연속운전을 통해 재확인할 수 있었다. 운전 후 막 부검을 실시한 결과 유기 및 무기 파울링이 모두 관찰되었으나 어느 것이 지배적인 파울링 기작을 나타내는지는 앞으로 더욱 연구가 필요하다. 무기 파울링의 경우 대부분 분리막 표면에서 스케일링 형성이 지배적이었으며, 따라서 분리막의 공극 막힘에 주로 기여하는 작은 콜로이드성 유기물질의 경우 분리막 표면에서 전단력에 의한 역수송 효과는 그다지 크지 않을 것으로 사료된다.

아메리카동애등에(Hermetia illucens)는 대표적인 환경정화곤충으로, 우리나라에는 1990년에 최초로 발견되어 보고(Kim, 1997)되어 외래종으로 취급되고 있는 종이다. 아메리카동애등에는 인공적으로 대량 사육이 가능하여 농가에 보급될 예정이다. 본 연구는 농업과학원 인공 사육 시설에서 발생된 분변토의 성분이 생태계 미치는 영향을 알아보기 위하여 생태독성평가(Acute toxicity test)를 수행하였다. Proteose media로 분변토 성분을 추출하여 인위적으로 침출수를 제조하여 Chlorella vulgaris(UTEX-2714, Chlorophyceae)의 Cell number 증가 여부를 72시간 동안 확인 하였다. 100% 농도에서는 C. vulgaris 성장을 억제하지만, 50% 이하 수준에서는 유의성 있는 영향은 없는 것으로 나타났다. 따라서 대량 사육시설에서 발생되는 분변토의 경우 사육시설 주변 하천으로 침출수 형태로 유입이 되더라도 큰 영향은 없을 것으로 추측된다.

This study presented the plan for treatment plant as investigating the technical examination of existing landfill leachate treatment plant at Geumgo-Dong and the plan of landfill leachate treatment with sewage treatment. The R/O process in 1st stage landfill leachate treatment plant(plant capacity:150m3/d) was closed in consideration of economical aspect and efficiency. It is to be desired that the 1st stage and 2nd stage landfill leachate treatment (plant capacity: 250m3/d) are combined, and are converted the Pretreatment process with nitrogen treatment process, and after total landfill treatment leachate happened from landfill site is pretreated it is transferred the sewage treatment plant. Ammonia nitrogen load of landfill leachate that was transferredthe sewage treatment plant(plant capacity: 300,000m3/d). This load is no problem at now, but it is need change the inflow line for sewage treatment plant and the enlargement of pretreatment process in case that the raw landfill leachate is increased.

본 논문에서는 노은 생활 폐기물 매립장의 사전 환경 영향 평가 단계에서 수행되었고 주로 기반암 깊이와 침출수 분포를 조사하기 위해 굴절법 토모그래피 방법이 수행되었다. 본 탐사 방법은 토목 분야와 환경 분야에 응용되어왔다. 굴절법 토모그래피 방법을 수행하기 위해 침출수의 예상 유동방향과 직각으로 추정되는 3개의 측선을 설정하여 적용하였다. 본 연구 지역인 노은 생활 폐기물 매립장은 개략적으로 3층 구조로 구성되어 있고 하류에서 상류 지역으로 갈수록 기반암까지 깊이가 점진적으로 얕아지고 특히 하류 지역에서는 부분적으로 침출수 등이 충진되어 있는 지층이 존재하고 있음이 확인되었다. 따라서 생활 폐기물 매립장 하부 지반의 침출수의 분포 뿐만 아니라 매립장 하부의전체적인 지반 구조를 분석하기 위해 굴절법 토모그래피 탐사가 효과적인 방법으로 확인되었다.

This study was aimed to investigate treatment feasibility of leachate from D landfill that is located in gyr대ungbuk. From the analytical results of leachate, organic and nonbiodegradable matters were contained in high concentration. Thus chemical treatment was introduced to degrade nonbiodegradable matters in pre or post biological process. Two types of Fenton oxidation were adapted in this study. The first one is pre treatment process before biological treatment. The second one is post treatment process after biological treatment. The optimal conditions of both treatment methods were investigated as follows. In case of pre treatment process, the optimal conditions appeared in Fe+2/H2O2(mmol/mmol): 0.1, H2O2/CODcr(mg/mg): 27.0, pH: 3 and reaction time: 2hrs. On the other hand, in case of post treatment process, the optimal conditions appeared in Fe2+(mmol/mmol): 0.14, H2O2/CODcr(mg/mg): 57.4, pH: 3 and reaction time: 1.25hrs. In the above optimal conditions, high COD removal was obtained in pre and post treatment process. Also it can expect that Fenton oxidation converted nonbiodegradable matters into biodegradable matters.

고령화매립지 침출수 처리에서 발생되는 난분해성물질의 제거 및 탄소원 부족에 의한 탈질의 제한문제를 해결하고자 분리막침지형생물반응기(SMBR)와 역삼투(R/O)공정의 조합공정을 침출수처리에 적용하였다. 먼저 용인시에서 SMBR Pilot 테스트를 약 100일간 수행하였으며 여기서 SMBR 공정에 대한 신뢰성은 확인되었으나 (NH3-N제거율 : 90%) 난분해성물질의 제거와 질산화의 한계는 있었다. 실플랜트 규모에서는 조합공정(SMBR + R/O)의 성능을 관찰하였는데 방류수의 CODCr이 3mg/L 이하(98%), TN이 50mg/L 이하(94%)의 우수한 처리효율을 보였다.

본 연구에서는 S광산의 광산폐기물 적치장 침출수에 함유된 불소의 처리를 위해(1) Ca계 물질을 이용한 공침법; (2) 활성탄과 비산회를 이용한 흡착법; (3) 알럼을 이용한 응집침전법 등을 이용한 불소(초기 농도 9.5 mg/L) 제거 실험을 수행하였다. Ca계 물질을 이용한 공침법의 경우 최대 65.6%, 활성탄 흡착법 27.9%, 비산회 흡착법 71.5%, 알럼을 이용한 응집침전법은 최대 96.6%의 불소 제거 효율을 보였다. 또한 불소의 제거에 있어 높은 제거 효율을 보인 알럼을 이용하여 모의 침출수를 대상으로 실험실 내 반응조에서 수행한 연속 처리 공정 가능성 검토 결과, 저농도(6.4 mg/L), 고농도(15.7 mg/L) 모의 침출수를 불소의 국내 청정 지역 배출수 허용 기준인 3 mg/L이 하로 처리하는 것이 가능한 것으로 나타났다. 또한 벤치 규모 반응조 운영을 통한 현장 불소 제거 실험 결과, 적정 한 운영 및 관리를 하는 경우 불소의 방류수 수질기준을 만족시킬 수 있음을 확인하였다.

In order to photocatalytically treat organic matter (CODCr) and chromaticity effectively, chemical coagulation and sedimentation processes were employed as a pretreatment of the leachate produced from landfill in Jeju Island. This was performed using FeCl3･6H2O as a coagulant. For the treated leachate, UV/TiO2 and UV/TiO2/H2O2 systems were investigated, using 4 types of UV lamps, including an ozone lamp (24 W), TiO2 as a photocatalyst, and/or H2O2 as an initiator or inhibitor for photocatalytic degradation. In the chemical coagulation and sedimentation process using FeCl3･6H2O, optimum removal was achieved with an initial pH of 6, and a coagulant dosage of 2.0 g/L, culminating in the removal of 40% CODCr and 81% chromaticity. For the UV/TiO2 system utilizing an ozone lamp and 3 g/L of TiO2, the optimum condition was obtained at pH 5. However, the treated CODCr and chromaticity did not meet the emission standards (CODCr: 400 mg/L, chromaticity: 200 degrees) in a clean area. However, for a UV/TiO2/H2O2 system using 1.54 g/L of H2O2 in addition to the above optimum UV/TiO2 system, the results were 395 mg/L and 160 degrees, respectively, which were within the emission standard limits. The effect of the UV lamp on the removal of CODCr, and chromaticity of the leachate decreased in the order of ozone (24 W) lamp > 254 nm (24 W) lamp > ozone (14 W) lamp > 254 nm (14 W) lamp. Only CODCr and chromaticity treated with the ozone (24 W) lamp met the emission standards.

Raw leachates from three landfills and treated leachates from two landfills on Jeju Isalnd were analyzed for ten perfluorinated compounds (PFCs) detected in aquaruc environments. The leachates were collected six times in 2014 and 2015. Among the ten PFCs, three were not detected, namely perfluoroundecanoic acid (PFUnDA), perfluorododecanoic acid (PFDoDA), and perfluorodecane sulfonate (PFDS). The total concentrations of PFCs ranged as 724-3313 ng/L (mean 1999 ng/L) in raw leachates and from less than the limit of quantification (LOQ) to 394 ng/L (mean 133.2 ng/L) in treated leachates. The domonant compounds measured were perfluorooctanoic acid (PFOA) (mean contribution 37.7%) and perfluorobutane sulfonate (PFBS) (mean contribution 38.2%) in raw leachates, and PFOA (mean contribution 40.7%), perfluorohexanoic acid (PFHxA) (mean contribution 27.3%) and PFBS (mean contribution 26.5%) in treated leachates. No significant correlations were observed between total/several individual PFCs and leachate pH and CODCr, which may be due to complex chemical nature of landfill leachates and characteristics of waste and landfills.

The sanitary landfill method not only stops leakage of leachate and landfill gas to the outside, it also prevents water or air ingress. These methods significantly reduce the environmental contamination of landfills. Recently, landfilling of organic wastes such as sewage sludge and food waste has been forbidden, and landfilled wastes are dried. In addition, the water supply from outside is blocked, and the inside of the landfill remains very dry using the sanitary landfill method. At present, municipal solid-waste landfills have a generalized landfill-gas recovery and energy conversion. However, delayed decomposition of waste due to drying of the landfill will prolong the post-management period and reduce the amount of landfill gas after final disposal, which has a serious impact on the economics. In this study, a leachate recirculation facility was installed at the SUDOKWON landfill site in Incheon to prevent drying of the inside of the landfill. We investigated the effects of leachate recirculation on landfill gas evolution by observing the changes in water content and landfill-gas collection. As a result, the amount of landfill gas collected after recycling the leachate for about 34 months showed an increase of about 71% compared to the control. Therefore, the increase of water content through leachate recirculation greatly influences landfill-gas production, and it can increase the return from the landfill-gas energy project.

음식물류 폐기물은 함수율과 유기물 함량이 높은 것으로 알려져 있으며, 유기물의 분해과정에서 CO2와 H2O가 생성되어 침출수가 발생하는 것으로 알려져 있다. 이로 인해 음식물류 폐기물의 수거 및 처리과정에서 침출수에 의한 오염과 침출수 처리에 관한 문제가 증가하는 경향을 보이고 있다. 그러므로 배출지에 따라 변화하는 음식물류 폐기물의 조성과 부패기간에 따른 침출수의 발생 특성을 확인하고 그에 따른 침출수 처리방안에 대한 연구가 필요한 실정이다. 음식물류 폐기물의 경우 조성이 다양하며 그로인해 침출수의 누적발생량과 pH 변화량 또한 배출지별로 많은 차이가 생길 것으로 판단되었다. 본 연구에서는 침출수의 발생특성을 확인하기 위하여 인위적으로 조성비율이 다른 음식물류 폐기물을 제조하였으며, 환경부에서 고시한 “음식물 찌꺼기 표준시료”를 참고하여 제조한 환경부 고시 참고 시료와 단백질이 주성분인 어육류로만 제조한 어육류 단일시료, 단백질 함유량이 적은 채소와 곡류로만 제조한 채소･곡류 혼합시료를 제조하여 실험을 진행하였다. 제조 음식물류 폐기물은 곡류, 채소류, 과일류, 어육류로 구성되었으며, 함수율(80%)과 염분(4%)을 조절하여 제조하였다. 각자 비율에 맞게 제조를 완료한 시료는 일정한 온도에서 부패를 진행하였으며, 부패기간에 따른 침출수의 누적발생량과 pH 변화를 측정하였다. 부패가 진행되는 과정에서 24시간 간격으로 침출수의 누적발생량과 pH 변화량을 관찰하였다. 실험결과 표준적인 조성비율을 가진 환경부 고시 참고 시료의 경우 보다 극단적인 조성비율을 가지는 시료의 경우 부패가 빠르게 진행되는 것을 확인하였다. 어육류 단일시료의 경우 4일 후 120 mL/kg의 침출수가 발생하였으며, 환경부 고시 참고 시료의 경우 –20 mL/kg으로 오히려 처음에 비해 감소하는 경향을 보였다. 또한 pH 측정결과 환경부 고시 참고 시료와 채소･곡류 혼합시료의 경우 5.0에서 3.5까지 감소하는 경향을 보였지만 어육류 단일시료의 경우 5.8에서 6.5까지 증가하였다. 위 결과를 통해 배출지의 음식물류 폐기물의 조성 및 부패기간에 따른 침출수 처리장치 및 관리방안의 기초설계 인자를 도출하고자 하였다.

최근 도시화 및 인구 밀집화로 인해 폐기물 발생량이 급격하게 늘어나고 있으며, 매립장 내 수분이 매립된 쓰레기에 침투하여 발생하는 침출수의 양 또한 증가하는 문제가 발생하고 있다. 이러한 침출수 내 함유된 고농도의 암모니아성 질소는 그 자체의 독성으로 인해 비교적 독성에 취약한 질산화 미생물에게 영향을 끼쳐 질산화 반응을 저해한다. 이와같이 생물학적 처리가 어려운 침출수와 같은 경우 화학적 침전법인 Struvite 결정화법이 현실적인 대안이 될 수 있다. Struvite는 MAP(magnesium ammonium phosphate, MgNH4PO4･6H2O)라고 알려져 있으며 고농도의 질소와 인을 동시에 처리할 수 있으며 반응시간이 짧아 별도의 처리시설이 불필요하다는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 생물학적으로 처리가 곤란한 침출수를 struvite로 처리하고자 하였으며 제거효율을 극대화하기 위해 결정화 영향인자인 pH와 마그네슘, 인의 몰비에 대해 살펴보았다. Struvite 결정화시 pH 9.0에서 암모니아성 질소의 농도가 가장 낮게 나타났으며, 마그네슘과 인의 몰비가 클수록 암모니아성질소의 제거율이 높아지는 것으로 확인되었다. 또한 struvite 결정성장에 미치는 요인인 교반강도(G) 및 교반시간(td)에 대하여 실험한 결과 교반강도가 높을수록 암모니아성 질소의 제거율이 상승하는 것으로 나타났으며, 교반시간의 경우 5분부터 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다.

Struvite는 일반적으로 guanite 또는 MAP(magnesium ammonium phosphate, MgNH4PO4･6H2O)라고 알려져 있으며 마그네슘(Mg2+), 암모늄(NH4+), 인(PO43-)의 몰비가 1.0 : 1.0 : 1.0로 결합된 결정체이다. 고농도의 질소와 인을 동시에 처리할 수 있으며 반응시간이 짧아 작은 부지면적으로 처리가 가능하다는 장점이 있으나, 결정화 반응에서 슬러지가 많이 발생한다는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 매립지 침출수를 이용하여 struvite 결정화시 발생하는 슬러지를 seed물질로 사용하고자 하였다. 생성된 struvite를 seed로서 재이용하기 위해 seed 주입량, dry･wet 상태에 따른 실험을 진행하였다. seed의 주입량의 경우 주입량이 늘어날수록 암모니아성 질소 제거율이 증가하는 경향을 나타냈으며, dry seed보다 wet seed의 경우 제거율이 더 높았다. 따라서 struvite 결정을 seed물질로 재사용하여 sludge 발생량을 줄일 수 있으며 결정화 효율을 증대할 수 있다.

핀란드 등의 유럽국가와 미국에서는 이미 오래전부터 매립지로 침출수를 재순환하고 있다. 이들 국가는 크게 두가지 목적으로 침출수를 재순환한다. 첫째, 소규모 매립지의 경우 별도의 침출수 처리시설이 없어 침출수처리 목적으로 매립지 내부로 침출수를 재순환하는 것이고, 두 번째는 건조한 지역의 매립지에서 수분공급을 통한 폐기물 분해활성화를 위해 재순환하는 것이다. 이러한 분해활성화는 매립가스 증산과 매립지 조기 안정화에 기여한다. 이들 국가의 재순환 방법은 단순히 살수차를 이용하여 매립현장에 침출수를 직접 살포하는 방식에서부터, 매립지 내 폐기물 층에 수평형 또는 수직형의 주입시설을 설치하여 매립지 내부로 주입하는 형태의 방식도 적용하고 있다. 국내의 경우, 최근까지 침출수를 매립지로 재순환할 수 있는 법적 근거가 없었으나, 2016년 4월에 그 근거가 마련되었다. 즉 매립지로 반입되는 폐기물의 성상이 하수슬러지 등 유기성 폐기물의 직매립 금지로 인해 매우 건조화 되었고, 또한 복토 기준 강화로 인해 매립지 내부로 우수의 유입도 크게 차단되어 매립지 내부가 많이 건조화 되었다는 것을 정부에서도 인식한 것이다. 본 연구에서는 수도권매립지 제2매립장내 2개블럭에 대하여 침출수 재순환을 통한 함수율 변화와 이에따른 매립가스 포집량 변화를 관찰하여 매립가스 증산에 어떠한 영향을 미치는지 파악하고자 하였다. 이에 3c, 4c 두 개 블록에 침출수 재순환시설을 설치하여 2013년 10월부터 2016년 12월까지 약 24만 m³의 침출수를 재순환하고 매립량 및 매립경과기간이 유사한 3d, 4d 블록과 함께 매립가스 포집량 등을 조사하였다. 그 결과 매립가스 포집량이 순메탄량 기준으로 대조구역 대비 1차년도 28.2%, 2차년도 36.7%, 3차년도에 60.6%의 증가율을 나타낸 것으로 조사되어 침출수 재순환이 매립가스 증산에 크게 영향을 미치며 이를 통해 매립가스 자원화사업에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 판단되었다.