[논문]지반공학 실험을 통한 하수준설토의 재활용방안 연구

장연수; 정재욱; 류혜림

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장연수 (동국대학교 토목환경공학과) , 정재욱 (동국대학교 토목환경공학과) , 류혜림 (동국대학교 토목환경공학과)

국내에서는 매년 60만 톤의 하수슬러지가 준설된다. 현행법상 하수 준설토는 산업폐기물로 정의되며, 재활용되도록 강조되어진다. 그럼에도 불구하고 매입에 의한 처리로 낭비되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 하수 준설토의 재활용 방안을 모색하기 위하여 지반 공학적 실험을 실시하였다. 실험 결과 준설된 순수한 하수 준설토의 경우 국내 건설용 성토재료 요구기준에 충분히 안정적인 것으로 나타났다.

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문제 정의

이에 본 과업에서는 하수준 설토를 재활용하기 위한 관련 국내외 제도조사, 지반 환경공학 실험을 통하여 성토재 및 복토재로 활용하는 방안을 모색하였다.

가설 설정

1) 하수 준설토는 사질 계열의 비교적 균질한 입도 분포와 유해성분의 혼입이 적기 때문에 건축.토목공사의 골재재료로써 재활용하기에 용이한 것으로 나타났다.

제안 방법

하수준 설토 시료의 유기물 함량을 알아보기 위해 열분석기(Therm。Gravimetry/DifferentiaD를 이용하여 강열 감량 시험을 실시하였다. 실험 결과 하수준 설토의 유기물 함량은 서울지역과 울산 남구 비오염지역을 제외하고는 8~10 % 정도로 나타났다.
5개의 대표 시료에 대하여 비중, 액.소성, 체 분석 등의 실험을 총 25회 수행하였으며, 결과는 표3, 4에 정리하였다
흙의 전단강도 정수(C, 6)를 파악하기 위하여 서슬H한남)시료에 대하여 다짐 및 직접전단시험을 실시하였다. 다짐 시험, 직접전단시험 및 CBR 시험 결과는 그림 1과 같다.

대상 데이터

우리나라 폐기물 관리의 우선순위를 보면 폐기물의 발생 억제 및 감량, 재이용, 재활용, 에너지 회수, 소각, 매립의 순으로 이는 원천적으로 폐기물을 감소하여 매립장 확보의 난관을 극복하는 데 목적이 있다 (환경부, 1998).본 연구의 대상인 하수 준설토는 현행법상 사업장 폐기물로서 재활용의 필요성이 있음에도 불구하고 매립이 주처리 과정이 되고 있으며 매립되는 과정에도 선전국의 경우와는 다른 법규상의 문제로 인하여 처리비용의 낭비요소가 존재하고 있다. 현재 국내 시도의 하수관로는 년 1회 이상 준설 계획에 의거 토사 및 협잡물을 제거하고 있다.
폐기물 관리법상 재활용 대상 폐기물은 지정폐기물을 제외한 '사업장 폐기물'을 말한다. 본 연구의 대상인 하수준설토는 폐기물 관리법에 의해 “사업장폐기물”로 분류할 수 있으며, 재활용 대상이 될 수 있다. 사업장 폐기물인 하수준설토의 경우 폐기물 관리법상 재활용 대상 폐기물에 명확한 규정이 없으며, 재활 용용도 및 방법도 같은 실정이다.

성능/효과

다짐 시험, 직접전단시험 및 CBR 시험 결과는 그림 1과 같다. 다짐 시험 결과 서울시료의 최대건조 밀도는 1.88(g/ctf)이며, 최대건조 밀도에 대응하는 최적함수비는 8.7%로 낮게 나타났으며, 이는 세립분 함유량에 있어 5.74%로 낮기 때문인 것으로 판단된다. 서울시료의 직접전단시험 결과 한계상태에서 전단 강도는 6.
5 ton/ctf 이상(서울시, 토지공사 기준)을 만족하였다. 수정 CBR값은 6.3%로 건교부의 도로공사 기준에서 노상재료 품질기준 중 하부노상-일반노상 재료와 토사에 대한 노체재료 품질기준을 만족하고 있으며, 성토 재료 품질기준에서는 서울시 성토재료 품질기준 중 노체재료 기준을 만족하고 있었다. 이와 같이 하수 준설토는 사질 계열의 사질토인 모래가 7 0% ~ 80%의 비율의 흙으로써 건축.
하수준 설토 시료의 유기물 함량을 알아보기 위해 열분석기(Therm。Gravimetry/DifferentiaD를 이용하여 강열 감량 시험을 실시하였다. 실험 결과 하수준 설토의 유기물 함량은 서울지역과 울산 남구 비오염지역을 제외하고는 8~10 % 정도로 나타났다. 석분 시료에 대한 유기물 함량은 7.
1) 하수 준설토는 사질 계열의 비교적 균질한 입도 분포와 유해성분의 혼입이 적기 때문에 건축.토목공사의 골재재료로써 재활용하기에 용이한 것으로 나타났다. 재활용 시 용도에 따른 기존 건설 관련 법적 기준에서 수정 CBR, 유기물 함량 등에 다소 만족하지 않는 항목도 있으나 이는 준설토 세척 및 적정기간 존치 등을 통하여 개선 가능한 수준이었다.

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