KR101340353B1 - 바이오필터와 정수 수초 일체형 하수 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바이오필터와 정수 수초를 이용한 하수 처리장치에 관한 것으로서, 바이오필터를 이용한 생물학적 여과방식과 정수 수초를 이용한 자연정화방식을 결합함으로써 미생물과 정수 수초와의 상호 작용에 의해 저비용으로 하수를 정화하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여 본 발명은, 침사지(10)에 저장되어 있는 하수(11)를 펌핑하여 하수 유입관(21)을 통해 바이오필터(30)의 상부로 공급하는 펌프(20)와, 상기 하수 유입관(21)을 통해 유입되는 하수를 정화시키는 바이오필터(30)와, 상기 바이오필터(30)에 의해 처리된 하수를 배출시키는 하수 배출관(61)을 포함하여 이루어지는 하수 처리장치에 있어서, 상기 바이오필터(30)는, 본체(31)의 하부에 구비되는 다공판(32)과, 상기 다공판(32)의 상부에 구비되는 굵은 자갈층(33)과, 상기 굵은 자갈층(33)의 상부에 구비되는 세라믹 담체층(34)과, 상기 세라믹 담체층(34)의 상부에 구비되는 잔 자갈층(35)과, 상기 잔 자갈층(35)의 상부에 구비되는 모래층(36)과, 상기 모래층(36)에 식재되는 정수 수초(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

바이오필터와 정수 수초 일체형 하수 처리장치{Sewage Treatment Facility Using Biofilter with Purification Waterweed}

본 발명은 바이오필터와 정수 수초를 이용한 하수 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 바이오필터를 이용한 생물학적 여과방식과 정수 수초를 이용한 자연 정화방식을 결합함으로써, 바이오필터에 서식하는 미생물과 정수 수초와의 상호 작용에 의해 하수를 효율적으로 처리할 수 있는 바이오필터와 정수 수초를 이용한 하수 처리장치에 관한 것이다.

최근 생활수준의 향상으로 쾌적한 주변 환경에 대한 요구가 증가면서, 공공하수처리시설에서의 수처리 문제에 대한 관심도 높아지고 있다.

"공공하수처리시설" 이라 함은, 하수를 처리하여 하천·바다 또는 그 밖의 공유수면에 방류하기 위하여 지방자치단체가 설치 또는 관리하는 처리시설을 총칭한다.

또한, "하수"라 함은 사람의 생명이나 경제활동으로 인하여 액체성 또는 고체성의 물질이 섞이어 오염된 물(오수)과 건물·도로 및 그 밖의 시설물의 부지로부터 하수도로 유입되는 빗물·지하수를 의미한다.

또한 하수의 관거는 합류식과 분류식으로 크게 구분되는데, "합류식하수관거"라 함은 오수와 하수도로 유입되는 빗물·지하수가 함께 흐르도록 하기 위한 하수관거를 말하며, "분류식하수관거"라 함은, 오수와 하수도로 유입되는 빗물·지하수가 각각 구분되어 흐르도록 하기 위한 하수관거를 말한다.

한편, 과거의 수처리 방식은 그 대상이 주로 유기물질에 국한되어 있었으나, 근래 환경오염이 심화되면서 다양한 형태의 수처리 방식이 개발되고 있다.

최근에는, 유기물질 제거는 물론, 하천이나 호수 등에 부영양화를 초래하여 식수원 및 생태계를 오염시키는 질소, 인 등을 제거하려는 노력이 시도되고 있다.

또한 처리 방식의 개선과 함께, 부가적인 오염원이 발생하지 않으며 주변환경과 조화를 이룰 수 있는 자연친화적 수처리 방법에 대한 연구도 진행되고 있다.

하수의 생물학적 처리 방식으로 활성슬러지 탈취법, 토양탈취법, 생물여과법 등이 있다.

먼저 활성슬러지 탈취법은, 기액 접촉방식에 의해 오염물질을 제거하는 방식으로, 오염물질을 포기조로 송기하여 포기조 내의 미생물을 이용하여 제거한다.

상기한 활성슬러지 탈취법은, 기존 구조물을 이용하므로 비교적 설치비용이 적게 든다는 장점이 있으나, 후속처리가 필요하며 압력손실이 커서 처리용량에 제약이 따른다는 단점이 있다.

다음으로 토양탈취법은, 오염물질이 토양층을 통과하면서 공극에서의 흡수작용과 토양입자에의 흡착작용을 통해, 토양층에 서식하는 토양 미생물에 의한 분해작용 및 토양성분과의 화학반응으로 처리한다.

상기 토양탈취법은, 토양의 건조방지를 위해 살수 장치가 필요하며, 운전비가 저렴하고 유지관리가 용이하여 적용 폭이 크다는 장점이 있는 반면, 높은 통기저항에 대한 압력손실의 감소를 위해 넓은 부지면적이 필요하고 토양 공극의 폐쇄현상, 강우시 단락류 발생, 동절기 동결방지 등에 대한 대책이 필요하다는 단점이 있다.

마지막으로 생물여과법은, 악취 및 VOCs 성분이 담체층을 통과하면서 충진 담체에 부착된 미생물에 의해 분해되도록 하는 방법으로서, 대부분의 생활악취 및 VOCs 처리가 가능하고 일반 하수처리장, 폐수처리장 등에 적용이 가능하다.

상기한 생물여과법의 하나로서, 다양한 재질의 다공성 충진담체를 이용한 바이오필터(Biofilter) 방식이 있다.

상기 바이오필터 방식에서는, 오염물질이 담체층을 통과하면서 담체내에 부착된 미생물에 의해 산화·분해된다.

상기한 바이오필터 방식은, 설치비용과 운전비용이 타 방식에 비해 경제적이고, 충진담체에 부착된 미생물 산화에 의해 악취성분이 이산화탄소와 물로 분해되는 환경 친화적 방법이다.

상기한 생물학적 처리 제거기술에서는, 여러 종류의 오염 물질를 제거하기 위해 처리목적에 맞는 적정한 미생물의 개체수 유지가 중요하며, 적정 미생물의 개체확보와 효과적인 악취제거를 위해서는 최적의 담체를 선정하여야 한다.

상기 미생물 담체는, 미생물 부착이 용이하고 적정 미생물을 유지할 수 있으며, 오염물질과 미생물 상호 간의 접촉율이 높도록 넓은 비표면적을 가져야 하고 구조 및 화학적으로 안정되어야 할 것이 요구된다.

또한 미생물 담체는, 공극율이 높고 보수성이 좋아야 하며 시간경과에 따른 압력손실이 적어야 하는 등의 요건을 갖추어야 한다.

현재 다양한 형태의 담체 들이 생물학적 처리방식에 적용되고 있는데, 그 종류로는 토양 및 퇴비 등의 유기성 담체와, 인공물질로 이루어진 무기성 담체로 구분할 수 있다.

일반적인 미생물 담체의 재질로는, 생물학적 잔류물(토양, 완숙퇴비, 피트(Peat) 등)과 벌킹 에이전트(Bulking Agent)(나무조각, 활성탄, 입상 폴리우레탄 , 폴리스티렌 비드 등), 다공성 세라믹 등이 사용되고 있으며, 급격한 pH 변동을 방지하기 위한 완충제로서 조개껍데기, 석회석 등이 사용되기도 한다.

상기한 미생물 담체의 재질 중에서 토양은, 미생물의 서식분포가 높고 경제적이어서 미생물 담체로 널리 이용되고 있고, 친수성으로서 완숙퇴비나 피트에 비해 수화되기 쉬운 장점을 가지고 있다.

그러나 상기한 토양은, 시간이 경과함에 따라 압력손실의 증가로 공기공급이 원활하지 않아 제거효율이 저하되는 단점이 있다.

또한 상기 토양은, 다양한 종류의 미생물을 함유하고 있는 반면, 자체 영양분이 상대적으로 낮아 처리용량에 한계가 있고, 가스 체류시간을 길게 주어야 하며 넓은 부지면적이 필요하다는 단점이 있다.

담체의 재질 중에서 완숙퇴비(Compost)는, 다양한 종류의 미생물을 포함하고 있고 보습력이 뛰어나며, pH가 중성이고 적절한 유기물을 함유하고 있다는 장점이 있다.

그러나 압력손실이 상대적으로 많아, 주로 나무조각, 펄라이트 등의 벌킹 에이전트(Bulking Agent)와 혼합하여 사용한다.

또한, 미완숙퇴비를 담체로 사용할 경우, 반응기 내부에서 퇴비화의 진행으로 암모니아, 황화수소와 같은 악취가 발생할 수도 있다.

상기한 퇴비는, 미생물의 성장에 필요한 영양원을 자체적으로 함유하고 있어 미생물의 서식조건이 양호하다는 장점이 있으나, 수분이 과다하게 공급될 경우에는 혐기성화 되어 악취가 발생하거나, 호기성 악취제거 미생물의 생육을 저해하는 문제점이 있다.

담체의 재질 중에서 피트(Peat)는, 자체적으로 다량의 미생물을 함유하고 있지 않기 때문에, 담체로 사용시 미생물 추가 식종이 필요하며, 영양원도 적어 별도의 영양공급이 필요하다는 단점이 있다.

또한 상기 피트는, 비드(Bead)의 물질 특성이 산성을 띠며 소수성인 관계로 비드 내에 수분을 내재시키기가 어렵다는 문제가 있다.

담체의 재질 중에서 나무조각(Wood Chip) 및 수피(Wood Bark)는, 벌킹 에이전트로 주로 사용되나 최근에는 미생물 담체로 사용되기도 한다.

상기 나무조각이나 수피를 담체로 사용할 경우, 비교적 압력손실이 적고 공기의 흐름을 원활하게 유지시켜 주는 장점이 있으나, 별도의 영양원 공급이 필요하고 미생물 부착성이 좋지 않다는 단점이 있다.

담체의 재질 중에서 펄라이트(Perlite)는, 비중이 가볍고 직경이 3~15mm 정도의 다공성 물질로 비표면적이 크고 저렴하다는 장점이 있으나, 별도의 영양원이나 미생물을 함유하고 있지 않고 강도가 약해 잘 부서지는 단점이 있다. 따라서 담체보다 주로 공극형성제의 용도로 사용되고 있다.

담체의 재질 중에서 활성탄(Activated Carbon)은 입상활성탄(GAC)이 미생물 담체로 주로 사용되고 있다.

상기한 입상활성탄의 주원료는 코코넛 껍질로서, 지름이 0.3㎝, 길이가 0.5㎝ 인 것이 주로 많이 사용되며, 입자가 균일하고 외부의 압력에 대한 내성이 있으며, 보습능력이 좋고 미생물 부착이 용이한 표면구조로 되어 있다.

또한 악취에 대한 흡수력이 다른 담체들에 비해 비교적 높은 편이어서, 탄화수소류, 에탄올 등을 생물학적으로 제거할 경우 효과가 좋다는 장점이 있다. 다만 주기적으로 영양분과 미생물 공급이 필요하여 유지비용이 높다는 단점이 있다.

마지막으로 합성물질(Synthetic Media)로는 다양한 형태의 것이 담체로 적용되고 있는데, 합성물질 자체가 영양원이나 미생물을 함유하고 있지 않기 때문에 주기적으로 미생물을 공급해 주어야 하는 단점이 있다.

상기한 합성담체의 물질로는, 질석, 실리카, 활성탄으로 코팅된 세라믹 단일체, 다공성 세라믹, 성형 규조토, 입상형 합성물질(Pelletized Synthetics), 글라스 울(Glass Wool) 등이 사용되고 있다.

한편, 자연정화 수처리 방식 중에 정수 수초와 골재를 이용한 방법이 있다.

정수 수초와 골재를 이용한 수처리 방식은, 처리시설에 포설된 골재와 골재 상부에 식재된 정수 수초의 뿌리표면에 서식하는 미생물에 의해 오염물질을 처리한다.

정수 수초와 골재 및 모래를 이용하는 자연정화 수처리 방식은 유럽에서 널리 이용되고 있으며, 최근에는 미국과 일본 등지에서도 활발한 연구가 진행되고 있다.

우리나라에서도 오염된 하천과 호수의 수질개선을 위해 정수 수초인 부레옥잠이나 미나리 등을 이용한 사례가 있고, 최근 들어 정수 수초 및 골재를 이용한 자연정화공법이 일부 하수처리장에 적용된 바 있다.

정수 수초와 골재를 이용한 수처리 방식은, 자연의 자정 능력을 이용하여 오염물질을 정화시키는 방식으로, 골재가 포설된 반응조 상부에 정수 수초를 식재하고, 유입수가 수초 뿌리가 얽힌 골재를 통과하면서 골재 표면에 서식하는 각종 미생물(세균류, 원생동물 등)에 의해 오염물질이 산화·분해되도록 하는 방식이다.

상기한 수처리 방식에서 골재는, 미생물이 서식할 수 있는 충분한 공간 제공과 함께 정수 수초의 서식공간 및 뿌리 지지대(침상) 역할을 수행한다.

상기한 수처리 과정에서 골재 입자의 유효입경은 수처리 효율에 영향을 미치는데, 골재의 입자가 크면 클수록 투수속도가 커지고, 입자가 작으면 흡착 특성이 달라진다. 미립자가 많은 골재는, 여과능력은 좋으나 시간이 경과 함에 따라 침상의 폐쇄 등의 문제를 야기할 수 있어 바람직하지 않다.

상기 수처리에 이용되는 정수 식물로는, 다년생 정수 수초가 사용되며, 이에는 갈대, 달뿌리풀, 부들, 노랑꽃창포, 큰고랭이, 세모고랭, 줄, 삿갓사초, 골풀 등이 있다.

수처리 과정에서 정수 수초의 역할은 매우 중요한데, 골재층에서의 투수를 원활하게 하여 처리기능을 지속적으로 유지하면서, 뿌리공간에서 영양소와 미생물의 상호작용을 돕는 역할을 수행한다.

상기한 정수 수초 중에서 갈대는, 염분에 대한 적응력이 뛰어나 어느 정도의 염분이 함유된 물에서도 서식이 가능하다. 자연에서 관찰해보면 담수와 해수의 접경지역에서 갈대가 잘 서식하는 것도 염분토양에 대한 적응력이 높기 때문이다.

골재층에서의 갈대의 서식밀도는 보통 150본/㎡ 정도이며, 질소가 풍부한 곳에서는 200~250cm 정도까지 자라게 된다.

상기한 갈대는 수처리 과정에서 미생물 서식에 필요한 보온 및 차양역할을 하며, 뿌리공간에서 다양한 미생물군이 출현하는 것도 갈대가 이러한 조건을 조성해주기 때문이다.

갈대의 뿌리는 자연상태에서는 줄기와 뿌리의 비율이 대개 1:1~1:3 정도이지만 수처리 시설에서는 약 1.3:1의 비율로 나타나고 있다. 자연상태에서 서식하는 것보다 수처리 과정에서 갈대의 뿌리가 잎과 줄기에 비해 적게 발달하는 것은 과다한 질소의 영향인 것으로 추측된다.

또한 골재층에 산소 공급이 부족한 곳의 갈대를 살펴보면, 다른 곳에 비해 잎이 비교적 넓은 것을 관찰할 수 있는데, 이는 탄소동화작용을 원활하게 하기 위한 것이거나 뿌리공간에 보다 많은 산소를 공급하기 위한 것으로 추측된다.

다년생 정수 수초의 가장 큰 기능은 뿌리공간에서의 탄소동화작용을 유지시키는 일이다. 여름철에는 왕성한 성장과 함께 뿌리공간에서의 탄소동화작용이 다른 때 보다 활발하게 진행된다. 한편, 겨울철에는 잎이 고사하여도 뿌리는 계속해서 호흡을 하고 있어야 한다.

이러한 서식과정으로 인해, 갈대의 뿌리공간 주변에는 산소가 충분히 공급되어 호기성 미생물의 서식조건을 제공해 준다. 골재 사이의 공극에 자리잡은 수초의 뿌리는, 오염된 물의 지속적인 투수를 유지시켜 골재표면과 골재속에 미생물막이 형성될 수 있도록 하며, 이렇게 형성된 미생물막의 미생물에 의해 수처리가 진행된다.

또한 골재층 표면에 오염물질이 여과되어 부유물질이 축적하게 되면, 일단 투수속도는 낮아지게 되나, 축적된 부유물질은 갈대의 성장을 촉진하게 되고, 바람에 의한 표면층의 유동효과로 인해 투수가 용이해지도록 하는 반작용을 하게 된다.

또한 성장한 갈대의 굵은 뿌리는 표층을 부풀게 하며, 잔뿌리는 골재의 공극사이에서의 탄소동화작용을 촉진하여 투수성을 향상시키게 된다.

일반적으로 하수처리장은 인근 주민들에게 혐오시설로 인식되고 있어 하수처리장의 설치 및 운영관리에 많은 어려움을 겪고 있다.

그러나 수초와 골재를 이용한 자연정화방식은, 그 자체로 골재 상부에 식재된 수초에 의해 주변환경과 조화를 이룰 뿐만 아니라 조류, 파충류, 양서류, 곤충 등이 서식할 수 있는 생태조건을 제공하는 역할도 하게 된다.

수초와 골재를 이용한 수처리 방식은 미생물의 생화학적 반응을 이용한 오염물질 제거방식으로, 생물학적 수처리의 처리효율는 반응조에 서식하는 미생물의 종과 개체수에 의해 영향을 받는다.

수처리에 관여하는 미생물은, 크게 세균류와 원생동물, 후생동물 등으로 분류되며, 수초·골재를 이용한 수처리에 출현하는 미생물의 종류는 일반적인 수처리 방식에 비해 매우 다양하게 존재한다.

수초·골재를 이용한 수처리 방식에서 출현하는 미생물 종류로는, 주로 영양물질의 산화분해에 관여하는 유기영양세균, 질화-탈질세균, 섬유소 분해균, 황산화-환원균, 방선균, 사상균(곰팡이) 등이 있다.

수초·골재를 이용한 수처리 방식에서 가장 많은 개체수로 나타나는 세균류는 주로 유기영양세균으로서, 이는 갈대조 표층에 서식하며 대부분의 오염물질을 제거하는 기능을 수행한다.

상기한 질화-탈질세균은 골재표면에 부착되어 증식하면서 수중의 질소성분을 제거한다.

상기한 섬유소 분해균은 섬유소를 유일한 탄소원으로 이용하는 균으로, 일반 수처리방식에서는 증식이 거의 불가능하지만, 수초·골재를 이용한 수처리에서는 골재에 부착된 균을 이용한다는 점과 갈대조 표층에 섬유소가 항상 존재한다는 점을 고려할 때, 섬유소 분해균의 증식이 가능할 것으로 보여진다.

황을 산화시켜 황산염을 생성하는 황산화균의 일종인 Beggiatoa 등도 갈대조 표층에 서식하는 것으로 나타났으며, Nocardia, Rhodococcus 등의 방선균도 골재표면에 서식하는 것으로 나타났다.

상기한 방선균은, 타 수처리 방식에서 거품을 발생시키는 원인균으로 작용하여 수처리에 악영향을 초래하나, 수초·골재를 이용한 수처리 방식에서는 토양에 서식하며 고분자 물질를 분해하는 순기능을 수행하는 것으로 알려져 있다.

또한 일반적인 수처리 과정에서 벌킹(Bulking)을 유발하는 사상균도 다수 존재하는데, 수초·골재를 이용한 수처리 방식에서는 사상균이 난분해성 물질을 분해하는 기능에 일부 관여하는 것으로 보여진다.

그 외 편모충류, 육질충류, 섬모충류 등 원생동물과 후생동물이 골재층 상부의 슬러지를 제거해 줌으로써, 과다한 부유물 축적으로 인한 공극폐쇄를 방지하고, 투수작용이 원활하게 이루어질 수 있도록 하고 있다.

정수 수초의 뿌리공간에서의 수처리 과정은, 오염물질에 함유되어 있는 다양한 종류의 영양성분이 수초뿌리에서의 흡수작용과 탄소동화작용으로 대기로 발산되어 제거되기도 하고, 토양에 일부 흡수되기도 한다.

토양에 흡수된 오염물질은, 수초 뿌리공간에 서식하는 미생물에 의해 분해되기도 하고 물리-화학적인 과정을 거쳐 처리되기도 한다.

갈대의 표층 주변에 자리 잡은 뿌리는, 오염된 물의 원활한 투수와 호기성 상태를 유지시켜주며, 미생물에 필요한 산소를 표층과 수초의 뿌리를 통하여 공급해 준다.

또한 뿌리공간에는 산소가 빈약한 곳이 형성되어 혐기성 상태가 되기도 하는데, 이 영역에서는 혐기성 미생물의 서식조건을 제공해 주기도 한다.

이와 같이 호기성-혐기성 구역이 혼재해 있는 뿌리공간에서의 비표면적은 약40여 배 증가하는 것으로 알려져 있다. 이러한 조건에서의 토양은 영양소를 많이 흡수할 수 있게 되며, 수초와 수초뿌리의 분포도에 따라 토양에서의 미생물 서식밀도도 10~1,000배 이상 차이를 보이는 것으로 보고되어 있다.

한편, 도 1 내지 4는 정수 수초를 이용한 종래의 자연정화 수처리 방식의 일례를 도시한 것이다.

먼저 도 1은 종래의 수초·골재형 수처리 방식을 개략적으로 도시한 것으로서, 유입관(100)을 통해 유입된 하수는 수초가 식재된 1차 처리부(110)에서 1차로 정화되고, 이어서 골재(130) 및 수초(140)가 식재된 2차 처리부(120)에서 2차로 정화된 후, 배출관(150)을 통해 배출된다.

상기 2차 처리부(120)의 내부에는 하수가 토양으로 흡수되는 것을 방지하기 위한 불투수층이 형성된다.

도 2는 종래의 연못형 수처리 방식을 개략적으로 도시한 것으로서, 하수를 침전지(210)에서 1차로 침전시킨 후, 산화지(220) 및 수초(240)가 식재된 후처리부(230)에서 처리한 후 배출시키는 방식이다.

도 3은 도 2에서 산화지(220) 대신에 포기조(320)를 설치한 방식으로서, 그 이외의 사항은 도 2의 방식과 동일하다.

도 4는 종래의 혼합형 수처리 방식의 일례를 나타낸 것으로서, 하수를 침전지(410)에서 침전시킨 후, 미생물 접촉판(420) 및 살수부(430)을 통과시킨 다음, 다시 침전지(440)에서 침전시키고 수초가 식재된 후처리부(450)를 거쳐 배출하는 방식이다.

상기한 수처리 방식들은 각각 장단점이 있기 때문에, 특정 현장의 조건에 맞는 적합한 방식을 채택하는 것이 중요하다.

바이오필터를 사용한 생물학적 처리방식은 낮은 설치비 및 운전비의 장점이 있지만, 고농도 및 생물학적으로 분해가 어려운 물질에 대해서는 제한이 있다는 문제점이 있다.

또한 수초와 골재를 이용한 자연정화방식은, 넓은 부지면적을 필요로 하고 오염물질의 제거 효율이 낮다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 바이오필터를 이용한 생물학적 여과방식과 정수 수초를 이용한 자연정화방식을 결합함으로써 하수처리장에 적합한 구조의 하수 처리장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 미생물과 정수 수초와의 상호 작용에 의해 저비용으로 오염물질을 처리할 수 있는 하수 처리장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 보조 연료가 필요치 않고 2차 오염의 우려가 없으며 시설비와 운영비가 저렴한 하수 처리장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 장치가 간단하여 제조가 용이하고 넓은 부지 면적을 필요로 하지 않는 하수 처리장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 하수처리장에 용이하게 적용할 수 있고 주변환경과 조화를 이룰 수 있는 친환경적인 하수 처리장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 침사지에 저장되어 있는 하수를 펌핑하여 하수 유입관을 통해 바이오필터의 상부로 공급하는 펌프와, 상기 하수 유입관을 통해 유입되는 하수를 정화시키는 바이오필터와, 상기 바이오필터에 의해 처리된 하수를 배출시키는 하수 배출관을 포함하여 이루어지는 하수 처리장치에 있어서, 상기 바이오필터는, 본체의 하부에 구비되는 다공판과, 상기 다공판의 상부에 구비되는 굵은 자갈층과, 상기 굵은 자갈층의 상부에 구비되는 세라믹 담체층과, 상기 세라믹 담체층의 상부에 구비되는 잔 자갈층과, 상기 잔 자갈층의 상부에 구비되는 모래층과, 상기 모래층에 식재되는 정수 수초를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 바이오필터에 깨끗한 물을 공급하기 위한 물 공급부와, 상기 바이오필터의 상부에 식재된 정수 수초에 물을 분사하는 살수 장치와, 상기 살수 장치에 다수 구비된 스프레이 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 세라믹 담체층에는 다공성 유·무기 복합 세라믹 담체가 충진되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정수 수초는, 다년생 정수 식물로서, 갈대, 달뿌리풀, 부들, 노랑꽃창포, 큰고랭이, 세모고랭, 줄, 삿갓사초, 골풀 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 바이오필터를 이용한 생물학적 여과방식과 정수 수초를 이용한 자연 정화방식을 결합함으로써, 오염 물질의 소각이나 흡착제 없이 하수처리장에 적합한 하수 처리장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 세라믹 담체에 서식하는 미생물과 정수 수초와의 상호 작용에 의해 저비용으로도 처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 보조 연료가 필요치 않고 2차 오염의 우려가 없으며 시설비와 운영비가 저렴한 효과가 있다.

또한, 구조가 간단하여 제조가 용이하고 넓은 부지 면적을 필요로 하지 않는 효과가 있다.

또한, 하수처리장에 용이하게 적용할 수 있고 주변환경과 조화를 이룰 수 있어 친환경적인 하수 처리장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 수초·골재형 수처리 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 종래의 연못형 수처리 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 종래의 기포발생형 수처리 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 종래의 혼합형 수처리 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 하수 처리장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 실험장치의 파일럿 플랜트 사진.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 실험에 사용된 다공성 세라믹 담체의 사진.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 실험에 사용된 정수 수초(갈대)의 미생물 검경 사진.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 실험에서의 갈대뿌리의 광학 현미경 사진.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 하수 처리장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 침사지(10)에 저장되어 있는 하수(11)를 펌핑하여 하수 유입관(21)을 통해 바이오필터(30)의 상부로 공급하는 펌프(20)와, 상기 악취 유입관(21)을 통해 유입되는 하수를 정화시키는 바이오필터(30)와, 상기 바이오필터(30)에 의해 처리된 하수를 배출하는 하수 배출관(61)을 포함하여 구성된다.

여기서 상기 바이오필터(30)는, 본체(31)의 하부에 구비되는 다공판(32)과, 상기 다공판(32)의 상부에 구비되는 굵은 자갈층(33)과, 상기 굵은 자갈층(33)의 상부에 구비되는 세라믹 담체층(34)과, 상기 세라믹 담체층(34)의 상부에 구비되는 잔 자갈층(35)과, 상기 잔 자갈층(35)의 상부에 구비되는 모래층(36)과, 상기 모래층(36)에 식재되는 정수 수초(40)를 포함하여 이루어진다.

본 발명은 생물학적 여과방식인 바이오필터(30)와 자연 정화방식인 정수 수초(40)를 결합함으로써, 바이오필터의 충진담체에 부착된 미생물과 정수 수초의 상호 작용에 의해 하수를 정화시킨다는 데 그 특징이 있다.

또한, 본 발명의 하수 처리장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 바이오필터 본체(31)에 깨끗한 물을 공급하기 위한 물 공급부(50)와, 상기 바이오필터(30)의 상부에 식재된 정수 수초(40)에 물을 분사하는 살수 장치(55)와, 상기 살수 장치(55)에 다수 구비된 스프레이 노즐(55)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 세라믹 담체층(34)에는 다공성 유·무기 복합 세라믹 담체가 충진되고, 상기 바이오필터(30)에는 미생물이 공급된다.

한편, 상기 정수 수초(40)는 갈대인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 다년생 정수식물인 달뿌리풀, 부들, 노랑꽃창포, 큰고랭이, 세모고랭, 줄, 삿갓사초, 골풀이 사용될 수도 있다.

상기 정수 수초(40)의 역할은 매우 중요하며, 투수를 원활하게 하여 수처리기능을 지속적으로 유지하도록 하고, 미생물 서식에 필요한 보온 및 차양 역할을 하며, 뿌리공간에서 영양소와 미생물의 상호작용을 돕는 역할을 수행한다.

본 발명자는 도 6a 및 도 6b에 도시된 파일럿 플랜트(Pilot Plant)를 제작하여, 실제 하수처리시설에서 6개월 여에 걸쳐 실험을 수행하였다.

당초 본 실험의 주 목적은 악취 저감 효과를 분석하기 위한 것이었지만, 하수를 상기 파이럿 플랜트를 통과시켜 본 결과 하수의 정화효과도 현저히 향상되는 것을 관찰할 수 있었다.

따라서 도 6의 파일럿 플랜트는 악취 제거뿐만 아니라 하수 처리장치로도 사용될 수 있다.

이하 본 발명에 따른 파일럿 플랜트 및 정수 수초를 식재하지 않은 대조(Control)장치에 의한 실험 과정 및 그 결과에 대하여 설명한다.

본 실험을 수행한 충남 소재의 하수처리시설은, 산화구법 수처리 방식을 적용하고 있으며, 처리용량이 17,000㎥/day이고, 하수 외에 분뇨 50~70㎥/day와 쓰레기매립장 침출수 70~120㎥/day를 연계하여 처리하고 있다.

상기 하수처리시설에서의 수처리 공정은, 합류식 차집관거를 통해 유입된 하수는 침사지를 거쳐 협잡물과 침사가 걸러지고, 유입 펌프장에 저류된 하수는 펌프를 이용하여 산화구로 이송되어, 산화구내의 활성미생물에 의해 유기물질 및 영양염류 등의 오염물질이 생물분해과정을 거쳐 제거되고, 최종적으로 최종 침전지에서 처리수와 고형물로 고액분리된 후 방류되도록 구성되어 있다.

또한 최종 침전지에서 분리된 고형물의 일부는 산화구내로 반송되며, 남은 잉여슬러지는 저류조로 이송되어 농축·탈수과정을 거친 후 폐기물로 처리되고 있다.

본 발명에 따른 실험장치인 파일럿 플랜트는, 토양미생물과 정수 식물인 갈대를 이용한 생물학적 처리에 주안점을 두었으며, 다음과 같은 운전변수 및 제어인자를 분석하였다.

일반적으로 미생물을 이용한 생물학적 처리의 운전변수로는, 미생물과 정수식물의 생육조건에 필요한 인자로 구분되며, 수분, 온도, pH(수소이온농도), 영양원, 산소 유무, 악취유발물질의 체류시간, 질량부하, 제거용량, 제거효율, 체류시간, 미생물의 활성도 등을 들 수 있다.

이하 상기 인자에 대하여 순서대로 설명한다.

먼저 수분함량은, 미생물의 생육조건에 필수적인 요소이기 때문에 생물학적 처리의 제어 인자 중 가장 중요하며, 조절 또한 어려운 인자 중의 하나이다.

또한 수분의 존재는, 기상에서 흡수되는 오염물질의 양에 영향을 주며 담체의 물리적 특성과도 상관관계가 있다.

다음으로 온도 인자와 관련하여, 대부분의 생물분해 반응속도는 온도가 상승할수록 빠르게 진행되나, 온도 상승에는 한계가 있으므로 생물분해에 있어 최적의 온도를 유지하는 것이 바람직하다.

다음으로 pH(수소이온농도) 인자와 관련하여, 일정 범위의 pH 조건에서는 미생물의 활성도가 좋으나 이 범위를 벗어나는 경우에는 활성도가 감소하거나 미생물이 사멸하게 된다.

최적의 pH는 서식하는 미생물 종류에 따라 상이할 수 있는데, 대부분의 미생물은 중성범위의 pH에서 활성이 좋게 나타난다.

미생물 생육에 있어 급격한 pH 변화는 미생물에 손상을 주기 때문에, 생물학적 탈취에 있어서는 담체에 서식하는 미생물의 최적 pH를 유지하는 것이 중요하다. 이를 위해 충진담체에 완충제를 첨가하거나 정기적인 점검을 통해 pH를 조절할 필요가 있다.

다음으로 영양원 인자와 관련하여, 미생물의 생육은 에너지와 탄소원을 얻기 위해 오염물질을 분해하나, 질소, 인, 칼륨, 황, 칼슘, 나트륨, 철 등 미량원소들도 필요로 한다.

생물학적 처리방식은 미생물의 서식조건을 필요로 하기 때문에, 미생물의 활성도를 유지하기 위해서는 영양원의 공급이 필요하다.

다만 영양분의 공급이 과다할 경우, 미생물의 과잉증식으로 인한 바이오매스 클로깅(Biomass Clogging) 현상이 발생하여 처리 효율을 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다.

다음으로 산소 인자와 관련하여, 생물학적 처리방식에서는 충진된 담체에 서식하는 미생물의 생물막(Biofilm)에 의해 오염물질이 분해되는데, 이 과정에서 산소를 필요로 한다.

오염물질의 제거에 필요한 산소의 양보다 용해되는 산소의 양이 적을 경우에는 산소 부족현상이 발생할 수 있으므로, 처리 효율을 높이기 위해서는 외부로부터 충분한 산소공급이 이루어져야 한다.

다음으로 표면부하(Surface Loading) 인자와 관련하여, 표면부하는 바이오필터의 부피 부하율(Volumetric Gas Loading)로 나타내며, 단위는 ㎥/㎥/h로 표시한다.

표면 부하율이 높으면 유속이 빠르고 체류시간(EBRT)이 짧아져 대체적으로 제거효율이 감소하게 된다.

또한 표면부하는 충진 담체내의 건조율과 상관관계가 있어, 충분한 함수율을 유지하기 위해서는 표면부하를 최대한 낮게 유지시키는 것이 바람직하고, 200㎥/㎥/h 이하로 유지하는 것이 좋다.

다음으로 질량부하(Mass Loading) 인자와 관련하여, 질량부하는 단위시간당 바이오필터의 충진 담체 단위부피에 대한 오염물질의 질량(Mass Loading Rate Per Unit Bed Volume)으로 정의되며, 단위는 g/㎥/h로 표시한다.

바이오필터 내의 질량부하는 대부분 유입구에서의 질량부하가 유출구보다 높게 나타나고, 유속과 오염물질의 농도에 따라 부하량이 변하게 되어 바이오필터 제거효율에도 영향을 준다. 대체적으로 질량부하가 높으면 제거효율은 감소하게 된다.

다음으로 제거용량(Elimination Capacity) 인자와 관련하여, 제거용량은 단위시간에 충진 담체 단위부피당 제거되는 오염물질의 질량(Chemical Mass Removal Rate Per Unit Bed Volume)을 의미하며, 단위는 g/㎥/h로 나타낸다.

상기 제거용량은, 바이오필터 내에서의 체류시간, 표면부하, 오염물질의 농도부하에 따라 달라질 수 있으며, 운전조건에도 직간접적으로 영향을 받는다.

일반적으로 주어진 일정한 농도부하에서는 체류시간이 감소할수록 제거용량이 감소하는 경향을 나타낸다.

다음으로 제거효율(Removal Efficiency) 인자는 바이오필터의 전반적인 제거능력을 판단하는 지표로서, 바이오필터에 의해 제거된 오염물질의 분율(%)로 표시한다.

바이오필터의 제거효율은, 오염물질의 농도, 유량, 체류시간, 충진담체, 함수율, 공극률 외에 운전조건(온도,습도, pH 등)등 복합적인 요인과의 상호작용에 따라 달라질 수 있다.

다음으로 체류시간(Empty Bed Contact Time; EBCT) 인자와 관련하여, EBCT는 반응기내에서의 기체 체류시간을 의미하는 것으로, EBRT(Empty Bed Retention Time)로도 표현한다.

마지막으로 미생물 활성도 인자와 관련하여, 생물학적 처리에 관여하는 미생물로는 세균류(Bacteria)가 주종을 이루고 있고, 대부분 종속영양세균(Chemoheterotrophs)로 구성되어 있다.

상기 바이오필터에서의 미생물 식종은, 운전 초기와 운전 중 제거효율이 떨어질 경우에 실시하며, 악취물질이 미생물의 생분해가 용이한 물질일 경우에는 하수처리장의 활성 슬러지나 분변토, 토양, 퇴비 등을 접종원으로 이용하는 것이 바람직하다.

다만 악취물질이 생분해가 불가능하거나, 생분해가 가능하지만 특정 악취물질이 많이 발생할 경우에는, 미생물을 선택적으로 분리/동정하여 접종할 수 도 있다. 이 경우 미생물의 적응시간을 단축시켜 조기에 안정화 시킬수 있는 장점이 있다.

한편, 바이오필터에 사용하는 담체는, 바이오필터의 최대효율을 발휘할 수 있도록 안정적으로 사용이 가능하고 접촉빈도를 높일 수 있는 공극률을 확보하도록 하는 것이 중요하다.

또한 바이오필터에 사용하는 담체는, 악취제거 미생물 서식에 최적의 조건을 제공할 수 있고 정수 수초의 뿌리를 지지할 수 있어야 한다.

본 발명에서는 바이오필터(30)의 상층부에 정수 수초가 뿌리를 내려 생장할 수 있고 투수율이 좋은 모래와 자갈을 포설하였고, 중층부에 악취의 접촉 빈도를 높일 수 있는 비표면적 확보와 악취제거 미생물의 서식공간 제공을 고려하여 다공성 유·무기 복합 세라믹 담체를 설치하였다.

또한 바이오필터(30)의 하층부에는 상층부로부터 하수의 흐름을 고려하여 굵은 자갈을 포설하였다.

악취제거 미생물의 서식공간인 미생물 담체는, 미생물의 안정적인 성장과 개체확보를 통해 제거효율을 유지시키는 것이 중요하다. 이를 위해서는 압밀에 대한 저항성과 낮은 압력손실을 갖고 적절한 보습능력을 유지하는 것이 요구된다.

본 발명에서는, 미생물의 성장유지에 필요한 영양분을 제공하고, 미생물의 서식밀도를 높이기 위해 비표면적이 큰 다공성 세라믹 담체를 사용하였다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 파일럿 플랜트 실험에 사용된 다공성 유·무기 복합 세라믹 담체를 나타낸 것이다.

한편, 본 발명에 따라 제조된 실험용 파일럿 플랜트는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상층부에 모래와 잔자갈을 포설하여 정수 식물인 갈대를 식재하였으며, 중층부는 미생물 담체인 다공성 유·무기 복합 세라믹 담체를 충진하였고, 하층부는 굵은 자갈을 포설하여 유체 흐름의 폐색을 방지할 수 있도록 다층구조로 구성하였다.

바이오필터 실험장치의 조기 안정화를 위하여, 악취제거 미생물은 설치장소인 하수처리장의 활성슬러지를 이용하여 식종하고, 활성 슬러지내의 미생물 생장을 유도하기 위하여 미생물 공급을 병행하여 실시하였다.

정수 수초로는, 서식 환경조건이 비교적 까다롭지 않고 토양에 대한 적응력이 좋으며, 뿌리가 견고하여 뿌리공간에서의 미생물과 정수 수초간 상호작용이 원활히 이루어질 수 있는 다년생 갈대를 선정하여 식재하였다.

또한 악취제거 미생물의 서식공간을 위하여 다공성 유·무기복합 세라믹 담체층을 형성하였고, 유입된 하수의 원활한 흐름과 투수 및 폐색 방지를 위한 공극률 확보를 위하여 담체의 재질을 입자경에 따라 순차적으로 충진, 포설하였다.

또한 미생물 검경을 통해 정수 수초에서 서식하는 미생물군의 종류와 악취제거 효율과의 상관관계를 알아보기 위하여, 정수 수초의 뿌리부를 광학현미경으로 관찰하였다.

검경시료는 바이오필터가 정상적인 운전 조건하에서 제거효율이 안정화되는 시점을 선택하여, 바이오필터의 표층부에 식재한 갈대를 뿌리를 포함하여 표면에서 20㎝ 깊이의 모래자갈층을 채취하였다.

이렇게 채취한 갈대 뿌리와 모래 자갈 시료를, 도 8a 및 도 8b에 나타낸 바와 같이, 1ℓ 비이커에 500㎖의 시료를 넣어 멸균증류수 300㎖를 채운 후 2분간 혼합하고 3분 동안 방치하여 고액을 분리하였다. 분리된 상등액을 스포이드를 이용해 미량 채취한 후, 검경시료로 사용하여 현미경으로 관찰하였다.

한편 본 발명의 파일럿 플랜트에 사용된 충진담체층은, 상층부에는 입자경이 작은 모래와 잔자갈을 포설하여, 이식한 갈대가 뿌리를 내리고 자랄 수 있는 서식공간 및 지지대 역할을 하며, 다양한 악취제거 미생물군의 서식공간을 마련함과 동시에 정수 수초인 갈대와 상호작용이 일어날 수 있도록 하였다.

본 발명에 따른 파일럿 플랜트에 적용된 담체의 특성을 아래의 [표 1]에 나타내었다.

본 발명에 따른 바이오필터 파일럿 플랜트에 충진된 담체의 특성

구 분	성 분	특 성
모래층	모래	유효직경:2.5mm, 공극율: 0.35
잔 자갈층	모래 및 잔 자갈	유효직경:13mm, 공극율: 0.37
세라믹 담체층	세라믹	다공성 세라믹, 공극크기: 100~1,000㎛
굵은 자갈층	굵은 자갈	유효직경:25mm, 공극율: 0.39

이어서 정수 수초인 갈대에서의 출현 미생물 관찰 및 분석 결과에 대하여 설명한다.

정수 수초인 갈대뿌리에서 서식하는 미생물군을 조사하기 위하여, 갈대뿌리와 뿌리공간 사이의 모래,자갈 샘플을 채취하여 광학현미경으로 관찰하였다(도 9a 및 도 9b 참조).

분석 결과, 갈대의 뿌리공간에서 서식하는 미생물은, 세균류를 비롯하여 조류, 원생동물, 후생동물 등의 미생물이 출현하고 있는 것으로 관찰되었다.

종래에는 정수 수초의 미생물군은 세균류가 주종을 이루는 것으로 보고된 바 있으나, 갈대뿌리 공간에서는 이들 세균류 외에 조류, 원생동물, 후생동물류 등의 미생물군이 공생하고 있는 것으로 확인되었다.

본 실험을 통해 도출된 결과를 분석해 볼 때, 생물학적 여과시설인 바이오필터에서 담체층 외에 정수 식물층을 추가함으로써, 외부인자(수온, pH, 영양원 등)에 대한 적응성 확보로, 보다 안정적이고 효과적으로 악취 제거효율을 향상시키고 하수를 정화할 수 있음을 알 수 있었다.

이는 정수 수초의 생장과정에서 오염물질의 일부 또는 부산물을 부수적인 영양원으로 이용함과 동시에 생장과정에서 뿌리공간을 형성함으로써, 자연적으로 악취제거에 관여하는 미생물의 생태공간을 제공하여, 정수식물과 미생물 간의 상호작용을 통해 악취 제거효율을 향상시키고, 외부 영향인자에 대한 대응성을 확보하였기 때문인 것으로 판단된다.

본 파일럿 플랜트의 실험결과에 의하면, 정수 수초와 미생물이 안정화되어 활성도가 가장 좋은 시점에서, 암모니아 98.3%, 황화수소는 97.7% 이상의 제거효율을 얻을 수 있었다.

이는 정수 수초가 식재되지 않은 종래의 바이오필터 방식인 대조(Control)장치와 비교해 볼 때, 제거효율이 10~15% 상승한 것이다.

또한 정수 수초 뿌리공간에서의 미생물을 관찰한 결과, 세균류 외에 출현빈도는 높지 않으나 원생동물과 후생동물류도 출현하는 것으로 보아, 갈대 수초의 악취제거능에 대한 생태학적 역할분담을 가늠할 수 있고, 바이오매스 클로깅 현상에 의한 담체의 공극폐쇄율도 개선됨을 알 수 있다.

또한, 갈대가 기후변화 및 온실가스 저감에 미치는 영향을 파악하기 위해서 2006 IPCC G/L과 지자체 온실가스 산정 방법론(2012, Ver. 3.0)을 활용하여 배출량을 산정한 결과, 연간 소량의 온실가스를 흡수하는 것으로 나타났다.

이는 갈대가 악취 제거에 효과적임과 동시에 온실가스 저감에 있어서도 일부 기여하고 있다는 것을 보여주는 것이다.

본 발명은, 생물학적 처리방식인 토양탈취법과 미생물 담체 충진방식인 바이오필터(Biofilter)방식을 접목하고, 자연정화법에서 이용되는 정수 수초의 결합에 의해 하수를 처리한다는데 그 특징이 있다.

즉, 본 발명은, 수처리 과정에서 미생물의 활성에 의해 하수를 정화시키고, 친환경적인 수초를 이용하여 오염물질을 제거하는 자연정화법과 토양을 매질로 한 토양여과방식을 결합시켜, 미생물과 매질 그리고 정수 식물의 상호작용을 이용한 것이다.

이에 따라 미생물과 담체만을 이용한 기존의 바이오필터 방식보다, 더욱 안정적이고 효과적으로 처리 효율을 향상시킬 수가 있다.

또한, 혐오시설로 인식이 되고 있는 하수처리시설에 정수 수초를 식재함으로써, 주변 환경과 조화를 이루는 친환경 시설로 변환시킬 수 있는 효과도 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 특정 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경 및 수정이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

10: 침사지 11: 하수
20: 펌프 21: 하수 유입관
30: 바이오필터(Biofilter) 31: 바이오필터 본체
32: 다공판 33: 굵은 자갈층
34: 세라믹 담체층 35: 잔 자갈층
36: 모래층 40: 정수 수초
50: 물 공급부 52: 볼 밸브(Ball Valve)
54: 물 공급관 55: 살수 장치
56: 스프레이 노즐(Spray Nozzle) 61: 하수 배출관
100: 유입관 110: 1차 처리부
120: 2차 처리부 130: 골재
140: 수초 150: 배출관
210: 침전지 220: 산화지
230: 후처리부 240: 수초
310: 침전지 320: 포기조
330: 후처리부 340: 수초
410: 침전지 420: 미생물 접촉판
430: 살수부 440: 침전지
450: 후처리부

Claims (3)

1. 침사지(10)에 저장되어 있는 하수(11)를 펌핑하여 하수 유입관(21)을 통해 바이오필터(30)의 상부로 공급하는 펌프(20)와, 상기 하수 유입관(21)을 통해 유입되는 하수를 미생물에 의해 정화시키는 바이오필터(30)와, 상기 바이오필터(30)에 의해 처리된 하수를 배출시키는 하수 배출관(61)을 포함하여 이루어지는 하수 처리장치에 있어서,
   상기 바이오필터(30)는,
   본체(31)의 하부에 구비되는 다공판(32)과,
   상기 다공판(32)의 상부에 구비되는 굵은 자갈층(33)과,
   상기 굵은 자갈층(33)의 상부에 구비되어 미생물의 서식지를 제공하는 세라믹 담체층(34)과,
   상기 세라믹 담체층(34)의 상부에 구비되는 잔 자갈층(35)과,
   상기 잔 자갈층(35)의 상부에 구비되는 모래층(36)과,
   상기 모래층(36)에 식재되는 정수 수초(40)를 포함하고,
   상기 바이오필터(30)에 깨끗한 물을 공급하기 위한 물 공급부(50)와,
   상기 바이오필터(30)의 상부에 식재된 정수 수초(40)에 물을 분사하는 살수 장치(55)와,
   상기 살수 장치(55)에 다수 구비된 스프레이 노즐(56)을 더 포함하고,
   상기 세라믹 담체층(34)에는 공극의 크기가 100~1,000㎛인 다공성의 유·무기 복합 세라믹 담체가 충진되며,
   상기 정수 수초(40)는, 다년생 정수 식물로서, 갈대, 달뿌리풀, 부들, 노랑꽃창포, 큰고랭이, 세모고랭, 줄, 삿갓사초, 골풀 중 어느 하나로 이루어져,
   하나의 바이오필터(30)에서 생물학적 여과방식과 자연 정화방식을 동시에 이용하여 하수를 처리하는 것을 특징으로 하는 바이오필터와 정수 수초 일체형 하수 처리장치.
2. 삭제
3. 삭제

Images