KR100308633B1 - 수생 히야신스 처리지와 산화지를 결합한 농촌형 통합자연 하수/폐수 처리공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농촌형 통합 하수/폐수처리시스템에 관한 것으로, 기계적인 처리구조를 갖추지 않고 수생 히야신스 처리지와 산화지를 배열기법으로 설치하여 하수 및 폐수처리가 이루어지도록 한 것이다.

이러한 본 발명은 하수/폐수처리에 있어서, 산화지의 전단과 후단에 수생히야신스 처리지를 설치하므로써 이루어진다.

Description

수생 히야신스 처리지와 산화지를 결합한 농촌형 통합 자연 하수/폐수 처리 공법{Integrated-ponds system by coupling waste stabilization ponds with water hyacinth ponds}

본 발명은 농촌형 통합 하수/폐수처리시스템에 관한 것으로, 기계적인 처리구조를 갖추지 않고 수생 히야신스 처리지와 산화지를 배열기법으로 설치하여 하수 및 폐수처리가 이루어지도록 한 것이다.

일반적으로 하수-폐수의 처리시설은 다양한 처리목표를 가지고 설계할 수 있는데, 대부분은 다음중의 몇몇 목표 또는 아래에 제시한 전체목표를 달성하기 위하여 설계할 수 있다.

(1) 부유물질의 제거, (2) 유기물질의 제거, (3) 영양염류의 제거, (4) 미생물학적으로 안전한 처리수질 확보, (5) 독성물질(중금속 포함)의 제거,

기계적인 요소가 많은 공학적인 처리시스템(engineered processes)에서는 상기한 처리목표에 따라 1차처리(부유물질의 제거), 2차처리(유기물질의 제거), 3차처리(영양염류의 제거), 살균등과 같이 분류하며, 지난 30여년 동안 상기와 같은 목표를 달성하고자 각 단위공정을 정형화/배열화 하고자 수많은 노력을 기울여 왔으며, 일반적으로 도시하수를 처리할 경우 각 처리목표를 달성하기 위해서 부가적인 단위공정을 추가하는 것이 보통이나 이는 막대한 재정이 요구되기도 한다.

그러나, 농어촌지역(읍,면,리)에서는 농어촌지역 수계의 수질관리를 위해서 앞서 제시한 처리목표 중 일부를 달성하고자 할 때 흔히 도시지역에 건설/운영하고있는 고비용의 환경기초시설을 설치하는데는 재원상 현실적으로 불가능하다.

본 발명은 농어촌지역에서 앞서 제시한 5가지의 하-폐수 처리목표를 달성하는데 가급적 기계적인 요소를 배제하고, 유지관리가 용이하도록 한 것으로, 농어촌 지역에서 발생되는 하수-폐수내의 유기물질의 제거뿐만아니라 영양염류, 병원성 미생물의 제거에 탁월한 효과를 가지고 있는 산화지를 기본 처리시스템으로하고 수생 히야신스 처리지와 결합한 통합 처리시스템에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 하수/폐수처리에 있어서, 산화지의 전단과 후단에 수생히야신스 처리지를 설치하므로써 이루어진다.

도 1 은 현장 처리 실험을 통해 발명한 수생 히야신스 처리지(water hyacinth ponds, WHPs) 와 산화지 (waste stabilization ponds, WSPs) 를 결합한 농촌형 통합 하수-폐수 처리 공법의 공정을 도식적으로 나타낸 것이다.

도 2 는 상기한 통합 하수-폐수 처리시스템에 의해 수행한 하수처리 결과를 그래프로 나타낸 것이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 : 산화지 2,3 : 수생 히야신소 처리조

본 발명의 하수/폐수처리는 도 1 에 도시된 바와 같이 수생 히야신스 처리조(2)를 거친 후 산화지(1)를 거치고 다시 수생 히야신스 처리조(3)를 거치도록 한 것으로, 하수/폐수처리에 기계적인 요소를 가급적 배제시켜 농어촌지역에서 큰 재정지원 없이 설치 가능하도록 한 것이다.

실시예 1

농어촌 지역에서 발생되는 하수를 이용하여 처리실험을 수행한 결과 통합처리시스템을 구성하고 있는 각 공정은 아래와 같은 기능과 역할을 수행하는 것으로 밝혀졌다.(김영철, 김완중, 수질개선을 위한 수처리조 배열기법 연구 보고서, 1998, 1999, 농어촌 진흥공사, 농어촌 연구원)

1차 WHPs	산화지	후속 WHPs
침전가능한 부유물의 침전수생 히야신스 뿌리에 의한 부유물질의 부착제거수생 히야신스에 의한 영양염류섭취뿌리에 형성하는 생물막에 의한 무기물의 제거뿌리에 의한 중금속 부착식물 생체량 수확/재이용	부유물질의 침전제거조류합성에 의한 용존성 인/질소의 제거유기물질의 제거높은 pH 조건으로 인해 암모니아 질소의 탈기높은 pH 조건으로 인한 병원성 미생물의 사멸효과침전물(조류)의 혐기성 분해높은 pH로 인해 인산염인의 화학적 침전제거용존산소 공급	조류의 침전제거(질소/인/유기물질 제거)뿌리에 의한 조류부착제거식물의 잎과 줄기,뿌리의 차광효과로 인한 추가 조류성장 억제유기물질의 제거조류의 내호흡으로 인한 pH조정식물 생체량 회수/재이용

실시예 2

후속 수생히야신스 처리조(f-WHPs)(3)는 산화지로부터 유입되는 조류 및 기타 부유물질을 수생 히야신스의 뿌리를 이용하여 제거하기 위한 용도로 설치하였다. 운전기간을 통하여 유입수의 SS 농도는 산화지(1)에서 조류의 광합성 활동도(photosynthetic activities) 에 따라서 5-40 mg/L 까지 크게 변하였다. 이와 반면에 p-WHPs 유출수내의 SS 농도는 유입수의 농도에 관계없이 대부분 2-10 mg/L내외로 나타나 뿌리에 의한 SS 제거효율은 원래에 기대했던 기능과 역할측면에서 볼 때 매우 양호하였다.

실시예 3

본 농촌형 통합 처리시스템에 의한 하수처리실험 결과 전체 수리학적 체류시간 10일에서 유입하수에 대하여 처리수질은 평균 SS 5mg/L, COD (크롬법) 20 mg/L, T-N은 1.6 mg/L, T-P는 0.2 mg/L 정도를 나타내었다.(도 2 참조)

처리시스템의 안정성은 전체 운전기간의 80%에 해당하는 처리수질 농도(P₈₀)와 10%에 해당하는 농도 P₁₀의 비, 즉 P₈₀/P₁₀을 안정성 계수라 하는데, SS는 4.8, COD 4.0, T-N 15, T-P 3.0 으로 대단히 계절적 요인에 비추어 매우 양호하게 나타났다. 처리의 안정성은 동절기 동안에 처리 시스템의 온상화 또는 비닐하우스등에 의해 크게 향상시킬 것으로 판단된다.

본 발명은 농어촌 지역에 적합한 하수/폐수처리시스템에 관한 것으로, 재정적인 지원이 적은 실정에서 기계적인 요소를 가급적 배제시키고도 높은 처리효율을 얻을 수 있는 본 공법이 농어촌의 수질환경을 개선시키는데 효과적인 실효를 거둘 수 있을 것이다.

Claims (1)

1. 하수/폐수는 수생히야신스처리조(2)를 거치고, 산화지(1)를 거친 후 수생히야신스처리조(3)를 거쳐 처리되는 것을 특징으로 하는 수생 히야신스 처리지와 산화지를 결합한 농촌형 통합 자연 하수/폐수 처리 공법.