바이오레터 매립지

Bioreactor landfill

쓰레기 매립지는 미국과 캐나다를 포함한 세계 많은 지역에서 쓰레기 처리의 일차적인 방법이다. 생물작용제 매립지는 침출수 관리와 관련된 양과 비용을 줄이고, 상업용 메탄(천연가스) 생산률을 높이고, 매립에 필요한 토지의 양을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.[1][2] 생물작용제 매립지는 미생물 활동에 의한 분해율을 높이기 위해 산소와 수분 레벨을 모니터링하고 조작한다.

전통적인 매립지 및 관련 문제

쓰레기 매립지는 쓰레기 처리의 가장 오래된 방법이다.[citation needed][3] 폐기물은 크게 파낸 구덩이에 묻히고 덮인다. 박테리아와 고고학은 수십년에 걸쳐 폐기물을 분해하여 메탄가스(천연가스), 침출수, 휘발성 유기화합물(HS2), NO22 등)을 포함한 몇 가지 중요한 부산물을 만든다.

강력한 온실 가스인 메탄가스가 매립지 안에 쌓이면 셀에서 방출되지 않으면 폭발로 이어질 수 있다.[4] 침출수는 부패로 인한 유동적인 대사 생성물로 다양한 종류의 독소와 용해된 금속 이온을 함유하고 있다.[5] 침출수가 지하수로 탈출하면 동물과 식물 모두에 건강 문제를 일으킬 수 있다.[6] 휘발성 유기화합물(VOCs)은 스모그와 산성비를 유발하는 것과 관련이 있다.[7] 폐기물의 발생량이 증가함에 따라 안전하게 보관할 수 있는 적절한 장소를 찾기가 어려워졌다.[citation needed]

생물연료 매립장 작업

생물작용제에는 에어로빅, 혐기성, 하이브리드(에어로빅과 혐기성 둘 다 사용)의 세 종류가 있다. 세 가지 메커니즘 모두 매립지의 수분 수준을 유지하기 위해 물로 보충된 채취 침출수의 재도입을 포함한다. 따라서 분해의 책임이 있는 미생물은 유해한 배출물을 최소화하기 위해 증가된 속도로 분해되도록 자극된다.[8]

에어로빅에서 공기는 수직 또는 수평 파이프 시스템을 사용하여 매립지로 펌핑된다. 에어로빅 환경 분해는 가속화되며 VOCs의 양, 침출수 및 메탄의 독성이 최소화된다.[9] 침출수가 순환되는 혐기성 생물반응기에서 매립지는 전통적인 매립지보다 훨씬 빠르고 더 빠른 속도로 메탄을 생산한다. 메탄의 높은 농도와 양은 메탄 생산을 위해 매립지를 감시해야 하는 시간을 줄이면서 상업적 목적을 위해 더 효율적으로 사용될 수 있게 해준다. 하이브리드 바이오락터는 매립지의 낮은 부분에 의해 메탄이 생성되는 동안 분해율을 높이기 위해 유산소-아니아 혐오 사이클을 통해 매립지의 상부에 영향을 미친다.[8] 생물작용제 매립지는 HS를2 제외한 기존의 매립지보다 낮은 양의 VOCs를 생산한다. 생물작용제 매립지는 더 많은 양의 HS를2 생산한다. 이 증대에 책임이 있는 정확한 생화학적 경로는 잘 연구되지 않는다.

생물작용제 매립지의 장점

생물작용제 매립지는 분해 과정을 가속화한다.[10] 부패가 진행됨에 따라 쓰레기 매립지의 생물 분해성 부품의 질량이 감소하여 쓰레기를 버릴 수 있는 공간이 더 많아지게 된다. 생물작용제 매립지는 이러한 분해율을 높이고 매립에 필요한 공간의 최대 30%를 절약할 수 있을 것으로 기대된다. 매년 증가하는 고형 폐기물 양과 매립 공간의 희소성으로 인해, 생물작용제 매립은 따라서 매립 공간을 극대화하는 중요한 방법을 제공할 수 있다. 이것은 단지 비용 효율적일 뿐만 아니라, 매립지에 필요한 토지가 적기 때문에, 환경에도 더 좋다.[1]

또한 대부분의 매립지는 최소 30~40년간 모니터링하여 침출수나 매립 가스가 매립지 주변 공동체로 빠져나가지 않도록 한다. 이와는 대조적으로, 생물원자 매립지는 10년 이내에 감시가 필요 없는 수준으로 분해될 것으로 예상된다. 따라서 매립지는 이른 날짜의 위치에 따라 개간이나 공원 같은 다른 용도로 사용될 수 있다.[11] 또한 침출수를 재사용하여 매립지에 수분을 공급한다. 따라서 침출수를 처리하는 데 필요한 시간과 에너지가 줄어들어 공정이 더욱 효율적이 된다.[8]

생물작용제 매립지의 단점

생물작용제 매립지는 비교적 새로운 기술이다. 새로 개발된 생물작용제 매립지의 경우, 중요한 모든 것이 발견되고 적절하게 관리되도록 하기 위해 초기 모니터링 비용이 더 높다. 이것은 땅 표면으로 침출수의 기체, 냄새, 그리고 스며드는 것을 포함한다.

생물원자 매립지의 수분 함량이 증가하면 폐기물 질량 내의 모공수압을 증가시켜 매립지의 구조적 안정성을 떨어뜨릴 수 있다.[12]

생물작용제 매립지의 목표는 높은 수분 함량을 유지하는 것이기 때문에, 가스 수집 시스템은 폐기물의 수분 함량이 증가함에 따라 영향을 받을 수 있다.

생물 반응기 매립지의 구현

새로운 기술인 생물작용제 매립지는 아직 개발 단계에 있으며 실험실 규모로 연구되고 있다.[13] 생물학 쓰레기 매립지의 시범 사업은 유망한 것으로 보이며 세계 각지에서 더 많은 것들이 실험되고 있다. 생물작용제 매립지의 잠재적 이점에도 불구하고 지침과 운영 절차를 갖춘 표준화되고 승인된 설계는 없다. 다음은 이러한 필요한 지침과 절차를 형성하기 위한 데이터를 수집하기 위해 사용 중인 생물원자 매립 프로젝트 목록이다.[14]

미국

  • 캘리포니아
    • 욜로 현
  • 플로리다 주
    • 알라추아군 남동쪽 매립지
    • 하이랜드 군
    • 뉴 리버 지역 매립지, 라이포드
    • 폴크 카운티 매립지, 겨울 해비지
  • 켄터키 주
    • 외부 루프 매립지
  • 미시간 주
    • 세인트클레어 현
  • 미시시피
    • 플랜테이션 오크스 바이오레터 실증 프로젝트, 시블리
  • 미주리 주
    • 컬럼비아
  • 뉴저지 주
    • ACUA의 에그 하버타운 해너먼 환경공원
  • 노스캐롤라이나
    • 분콤베 카운티 매립사업
  • 버지니아 주
    • 메이플우드 매립지와 킹 조지 카운티 매립지
    • 버지니아 매립 프로젝트 XL 실증 프로젝트

캐나다

  • 퀘벡의 Sainte-Sopie Bioractor 실증 프로젝트

호주.

  • 뉴사우스웨일스
    • 우드론, 굴번
  • 퀸즐랜드
    • 입스위치 티트리 바이오에너지

참고 항목

참조

  1. ^ a b c 고형 폐기물 및 유해 폐기물 관리를 위한 힝클리 센터, 환경공학부, 플로리다 대학교, 토목 및 환경공학부, 중부 플로리다 대학교. (2008). Florida Bioreactor 매립지 시연 프로젝트: 요약. [1]에서 2010년 2월 3일 검색됨
  2. ^ Berge, Nicole D.; Reinhart, Debra R.; Batarseh, Eyad S. (2009-05-01). "An assessment of bioreactor landfill costs and benefits". Waste Management. First international conference on environmental management, engineering, planning and economics. 29 (5): 1558–1567. doi:10.1016/j.wasman.2008.12.010. PMID 19167875.
  3. ^ Tammemagi, Hans (1999). The Waste Crisis : Landfills, Incinerators, and the Search for a Sustainable Future. Oxford: Oxford University Press. pp. 4. ISBN 9780195351682. OCLC 466431800.
  4. ^ 크리스텐슨, T. H. (1999년) 폐기물 매립: 바이오가스
  5. ^ 워싱턴 주 생태학부(nd) 고형 폐기물 매립 설계 매뉴얼. [2] Wayback Machine에 보관된 2009-10-17에서 2010년 2월 3일 검색
  6. ^ Keldsen, P. M. (2002). MSW 매립지 침출수의 현재 및 장기적 구성 : 검토 환경 과학과 기술에 대한 비판적 리뷰, 297-336.
  7. ^ 브로소, J. H. (1994) 도시 매립지 위생 현장의 가스 복합 배출 추적, 대기 환경. 대기 환경, 페이지 285-293.
  8. ^ a b c Hinkley Center for 고형 및 유해 폐기물 관리. (2006). Bioreactor.org - 일반 정보. Bioreactor.org에서 2010년 2월 3일 검색: [3]
  9. ^ 머피브, S. R. (1992) 유산소 매립지 개념에 대한 리시미터 연구. 폐기물 관리 연구, 485-503.
  10. ^ 라인하트, 데브라 R, 티모시 G. 타운센드. 매립형 생물 반응기 설계 및 운영. 보카 라톤, 플라: 루이스, 1998. 인쇄하다
  11. ^ 바드, S. (2002) 과거의 목소리: 홍콩. HK University Press, 1842-1918.
  12. ^ Sustainable Practices for Landfill Design and Operation. Waste Management Principles and Practice. Springer. 2015. ISBN 9781493926619.
  13. ^ Nair, V.V., Dhar, H., Kumar, S, 탈라, A.K., Mukherjee, S. Wong, J.W.C. (2016) 실험실 규모의 혐기성 생물 거품기에서 바이오가스의 메탄 수율을 평가하기 위한 인공 신경망 기반 모델링. Bioresource Technology 217, 90 – 99. doi: https://dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2016.03.046
  14. ^ Keldsen, P. M. (2002). MSW 매립지 침출수의 현재 및 장기적 구성 : 검토 환경과학기술에 관한 비판적 고찰, 페이지 297-336

외부 링크