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.

바이오리엑터 매립지는 폐기물 매립지를 생물반응기로 인식하여 매립지내 유기성 폐기물의 분해조건을 최적화하여 매립가스의 발생을 극대화하고 매립지를 조기 안정화 시키는 공법이다. 이러한 바이오리엑터 매립지에서 침출수는 매립지 상부로 침출수를 투입함으로서 폐기물의 분해를 유도하여 매립가스의 발생을 증가시키고 이를 에너지원으로써 활용이 가능하며 매립가스를 포집하여 온실가스의 배출을 최소화 할 수 있다. 또한 조기 안정화된 매립장은 공원, 스포츠 연습장 등의 효과적인 재이용으로 가치를 상승시킬 수 있다. 이에 대한, 바이오리엑터 매립지의 운영에 대하여 국내에서는 모형 매립조 수준의 연구가 이루어졌으나 실제 현장에서의 연구사례는 거의 없으며 이는 해외에서 이미 매립장에 바이오리엑터 매립공법을 적용하여 운영하고 있는 것과 비교하면 국내의 상황은 매우 뒤쳐져 있는 실정이다. 또한, 바이오리엑터 매립지에서 매립가스의 발생과 조기 안정화에 대한 기초적인 자료로써 매립폐기물의 분해정도에 대한 검토는 매우 중요한 부분이나 국내에서는 바이오리엑터 매립지에서 시간 경과에 따른 폐기물의 변화특성에 대한 검토가 이루어지지 않아 분해정도의 파악이 용이하지 않은 실정이다. 본 연구에서는 실제 현장 규모에서 매립폐기물의 특성을 검토하였다. 바이오리엑터 매립지 대상은 폐기물은 위생매립지로 조성되어 있는 수도권매립지 제 2 매립장의 매립폐기물을 매립기간에 따라 폐기물 특성조사를 실시하였다. 매립폐기물의 변화특성은 매립 깊이를 3m와 8m로 하여 침출수의 재순환이 이루어지지 않은 대조군과 침출수의 재순환이 이루어진 실험군에서 6개월 간격으로 두 번 채취하여 검토하였다. 매립폐기물의 특성 중유기물 함량을 평가한 결과, 대조군에서 3m의 경우 1차 채취에 비하여 1.51%가 감소하였고 8m의 경우 1.79%가 감소하였다. 실험군에서는 3m의 경우 2.36%가 감소하였으며, 8m의 경우 7.11% 감소하여 대조군에 비하여 유기물의 분해가 더 활발하게 일어난 것으로 나타났다.

Moisture content is an important factor in landfill gas production and effective landfill stabilization management at bioreactor landfills. Moisture content was experimentally estimated by applying the rainfall hydrograph theory through cover materials, such as the general and bio-solid soil, in the Sudokwon landfill site. The rainfall hydrograph theory was used to analyze the water balance, in which moisture can be strongly affected by infiltration in the water balance. Cover material characteristics, such as bulk density, porosity, specific gravity, and hydraulic conductivity, were used to estimate the water balance of the landfill site. From the results of the water balance, runoff was increased, but evaporation and infiltration were decreased with increasing rainfall rate for both general and bio-solid soil. As the bulk density increased in both general and bio-solid soil, runoff was increased, but infiltration was decreased, because hydraulic conductivity in the cover material was decreased with increasing bulk density. Finally, the moisture content of landfill waste increased linearly, with increasing infiltration through the cover materials, even though the increment in moisture content was decreased along the depth of landfill.

수도권매립지의 경우 하수슬러지 등 유기성 폐기물의 직매립금지로 인하여 매립되는 폐기물의 건조화가 심각한 상태이다. 현재 매립지 내부 함수율은 미생물에 의해 분해활동이 원활히 이루어지는 45%에 크게 못미치는 30% 수준으로 나타났다. 이같은 현상은 비단 수도권매립지에 국한된 문제가 아닌 전국 매립지에 해당되는 현상일 것이다. 또한, 매립종료 후 최종복토 후에는 우수의 유입도 차단됨에 따라 매립지 내부 건조화 문제는 더욱 더 심화되는 것은 자명한 사실이다. 이와같이 건조화가 심화되면 폐기물분해 지연에 따라 매립지 사후관리 기간은 더욱 길어지게 되며 그만큼 각 매립지 관리주체들의 비용부담은 증가하게 될 것이다. 정부는 이러한 문제점의 해결을 위해 금년 4월 폐기물관리법 시행규칙을 개정하여 매립지 내부로 침출수를 재순환할 수 있는 침출수매립시설환원정화설비 관련 규정을 시행하였으며, 침출수를 매립지로 재순환하여 매립지 건조화 문제를 최소화할 수 있는 방안을 마련하였다. 비록 침출수외에 폐수 같은 다른 수분 공급원의 재순환까지 허용하는 적극적인 수단은 아니지만, 침출수를 재순환함에 따라 매립지 건조화가 심화되는 것은 방지할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 침출수 재순환에 따른 매립지 내부 수분 분포파악을 위하여 전기비저항 탐사를 수행하여 매립지 내부의 수분분포 특성 파악을 위한 적정 탐사기법을 개발하고자 하였다. 일반적으로 전기비저항 탐사는 지하 매설물이나 지질현황 파악을 위하여 쓰이며, 저수지 등의 제방 안정성 파악에도 많이 사용되고 있다. 그러나 매립지의 경우 다양한 폐기물들이 매립되어 있어 토질이나 저수지 제방과 같이 매질이 균질한 상태가 아닌, 매우 불균질한 상태이며, 계절에 따른 온도변화, 중간 복토층에 따른 비저항 탐사 값의 간섭현상 등 다양한 변수가 존재하여 결과값의 해석에 많은 어려움이 있다.

Landfill gas (LFG) has received considerable attention to produce a renewable energy source from waste because LFG contains about 45 ~ 55% methane. In order to improve LFG, the concept of bioreactor landfill is applied to Sudokown Landfill site. In landfill field test, the research area 3A (300 m × 300 m) and reference area 2A (300 m × 300) are prepared to compare the effect of leachate recirculation. Using injection wells, leachate is injected into the research area in the 2nd Landfill site and the distribution of moisture content in the research area is homogeneously saturated by the injected leachate. Leachate characteristics such as Alkalinity, BOD, COD, TKN, and TOC are increased with the input of the injected leachate because wastes are decomposed by the injected leachate but pH of leachate is almost not affected by the injected leachate. The production of LFG in the reseach area is improved by about 40% comparing with that in the reference area and the content of CH4 in LFG is consistently higher than 50%. Hence, it can be summarized that the production and the quality of LFG can be improved by the injection of leachate into landfill site.