KR101860758B1 - 폐양액 처리장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐양액 처리장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 폐양액 처리장치는 원예시설로부터 유입되는 폐양액을 저장하는 폐양액 수조, 폐양액 수조로부터 폐양액이 유입되고, 유입된 폐양액에 포함된 영양염류 성분을 저서대형조류(Benthic MA), 저서미세조류(Microphytobenthos, MPB) 및 대형조류(Macroalgae, MA)로 제거하여 제1 처리수를 생성하는 제1 반응조, 제1 반응조로부터 제1 처리수가 유입되고, 유입된 제1 처리수를 수생식물에 체류시켜 제1 처리수에 포함된 잔여 영양염류 성분을 제거하여 제2 처리수를 생성하는 제2 반응조 및 제2 반응조로부터 제2 처리수가 유입되고, 유입된 제2 처리수를 원예시설로 제공하거나 외부로 방류하는 처리수 수조를 포함한다.

Description

폐양액 처리장치 및 방법{Treatment apparatus and method for waste nutrient solution}
본 발명은 폐양액 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐양액에 포함된 영양염류 성분을 제거하는 폐양액 처리장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 처리장치는 부유물질의 제거, 유기물질의 제거, 영양염류의 제거, 미생물학적으로 안전한 처리수질의 확보, 독성물질(중금속 포함)의 제거 등의 목표를 가지고 설계된다.
기존의 기계적인 요소가 많은 공학적인 처리시스템에서는 1차 처리, 2차 처리, 3차 처리로 분류하고, 각 단위공정을 정형화 및 배열화하는 수많은 노력을 기울여 왔으며, 도시하수를 처리할 경우, 부가적인 단위공정을 추가함으로서 막대한 비용이 요구되었다.
최근에 들어 고농도의 질소와 인을 제거하기 위하여 자연정화원리를 이용한 습지와 산화지 공법이 많이 이용하여 비용절감 효과를 보고 있다. 그러나 이러한 처리장치는 설치를 위한 공간 확보가 어렵다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 처리장치가 필요한 실정이다.
한국등록특허공보 제10-0391937호(2003.07.05.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 저서대형조류, 저서미세조류 및 대형조류를 이용하여 폐양액에 포함된 고농도의 영양염류 성분을 제거하는 폐양액 처리장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 기존의 자연처리공법에 비해 토지요구도가 작고, 토목구조의 설치나 혼합을 위한 기계적인 요소를 최소화하여 유지관리를 용이하게 하는 폐양액 처리장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 폐양액 처리장치는 원예시설로부터 유입되는 폐양액을 저장하는 폐양액 수조, 상기 폐양액 수조로부터 상기 폐양액이 유입되고, 상기 유입된 폐양액에 포함된 영양염류 성분을 저서대형조류(Benthic MA), 저서미세조류(Microphytobenthos, MPB) 및 대형조류(Macroalgae, MA)로 제거하여 제1 처리수를 생성하는 제1 반응조, 상기 제1 반응조로부터 상기 제1 처리수가 유입되고, 상기 유입된 제1 처리수를 수생식물에 체류시켜 상기 제1 처리수에 포함된 잔여 영양염류 성분을 제거하여 제2 처리수를 생성하는 제2 반응조 및 상기 제2 반응조로부터 상기 제2 처리수가 유입되고, 상기 유입된 제2 처리수를 상기 원예시설로 제공하거나 외부로 방류하는 처리수 수조를 포함한다.
또한 상기 제1 반응조는, 상기 폐양액이 상기 제1 처리수로 정화처리되는 복수의 반응용기, 상기 복수의 반응용기의 바닥면에 각각 배치되어 상기 반응용기에 체류되는 상기 폐양액 및 상기 제1 처리수의 pH를 9이상으로 유지시키는 폐석회석, 상기 폐석회석보다 상부에 배치되고, 상기 저서대형조류 및 상기 저서미세조류를 포함하는 제1 조류매트 및 상기 제1 조류매트보다 상부에 배치되고, 상기 대형조류를 포함하는 제2 조류매트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 복수의 반응용기는, 상측에 배치되어 상기 폐양액 수조로부터 폐양액을 유입하는 유입관 및 다공성물질로 형성되고, 상기 폐석회석에 묻히도록 배치되어 상기 제1 처리수를 상기 제2 반응조로 유출하는 유출관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 유출관은, 상기 제1 처리수의 유출되는 양을 조절하는 유출밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 제1 반응조는, 상기 복수의 반응용기 상측에 배치되어 상기 제2 조류매트로 조사되는 태양광의 광량을 조절하는 광 조절부 및 상기 제1 조류매트에 포함된 저서대형조류, 저서미세조류 및 상기 제2 조류매트에 포함된 대형조류 중 과잉생장된 조류를 회수하는 회수부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 광 조절부는, 상기 제2 조류매트에 조사되는 태양광을 차단하는 차단막 및 상기 차단막의 개폐를 제어하는 개폐제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 회수부는, 갈고리 형상 또는 그물 형상으로 형성되어 상기 과잉생장된 조류를 회수하는 회수수단 및 상기 회수수단의 구동을 제어하는 구동제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 저서대형조류, 상기 저서미세조류 및 상기 대형조류는, 한국산 해캄(Spirogyra spp.) 및 대마디말류(Cladophora spp.) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 폐양액 처리방법은, 원예시설로부터 유입되는 폐양액을 저장하는 단계, 상기 저장된 폐양액이 유입되고, 상기 유입된 폐양액에 포함된 영양염류 성분을 저서대형조류 및 저서미세조류를 포함하는 제1 조류매트와, 대형조류를 포함하는 제2 조류매트로 제거하여 제1 처리수를 생성하는 단계, 상기 생성된 제1 처리수가 유입되고, 상기 유입된 수생식물에 체류시켜 상기 제1 처리수에 포함된 잔여 영양염류 성분을 제거하여 제2 처리수를 생성하는 단계 및 상기 생성된 제2 처리수가 유입되고, 상기 유입된 제2 처리수를 상기 원예시설로 제공하거나 외부로 방류하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 폐양액 처리장치 및 방법은 저서대형조류, 저서미세조류 및 대형조류를 이용하여 폐양액에 포함된 고농도의 영양염류 성분을 제거할 수 있다.
또한 기존의 자연처리공법에 비해 토지요구도가 작고, 토목구조의 설치나 혼합을 위한 기계적인 요소를 최소화하여 유지관리를 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐양액 처리시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 반응조를 간략하게 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 반응조를 간략하게 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐양액 처리방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐양액 처리시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 폐양액 처리시스템은 폐양액 처리장치(100) 및 원예시설(200)을 포함한다. 폐양액 처리시스템은 원예시설(200)로부터 유출되는 폐양액을 폐양액 처리장치(100)를 통하여 정화처리하는 시스템이다. 즉, 폐양액 처리시스템은 폐양액을 정화처리하여 원예시설(200)에서 재사용을 시키거나, 외부로 방류를 시킬 수 있다. 여기서, 폐양액 처리시스템은 정화하는 대상을 원예시설에서 유출되는 폐양액으로만 한정하였지만 이에 한정하지 않으며, 오수, 하천수, 농경배수 및 하수 등의 정화처리에 적용할 수 있다.
폐양액 처리장치(100)는 폐양액에 포함된 고농도의 영양염류 성분을 제거한다. 폐양액 처리장치(100)는 기존의 자연처리공법에 비해 토지요구도가 작고, 토목구조의 설치나 혼합을 위한 기계적인 요소를 최소화하여 유지관리를 용이하게 할 수 있다. 폐양액 처리장치(100)는 폐양액 수조(10), 제1 반응조(30), 제2 반응조(50) 및 처리수 수조(70)를 포함한다.
폐양액 수조(10)는 원예시설로부터 폐양액이 유입되고, 유입된 폐양액을 저장한다. 이 때, 폐양액 수조(10)는 일정량의 폐양액을 모으는 역할을 한다.
제1 반응조(30)는 폐양액 수조(10)로부터 폐양액이 유입되고, 유입된 폐양액에 포함된 영양염류 성분을 제거한다. 여기서, 영양염류 성분은 규소(Si), 인(P), 질소(N) 등의 염류를 의미하며, 바람직하게는 인, 질소를 의미한다.
제1 반응조(30)는 저서대형조류(Benthic MA), 저서미시조류(Microphytobenthos, MPB) 및 대형조류(Macroalgae, MA)를 이용하여 영양염류 성분을 제거한다. 이를 통해, 제1 반응조(30)는 고농도의 영양염류 성분을 포함하는 폐양액을 1차 정화처리를 수행하고, 1차 정화처리를 통해 제1 처리수를 생성한다. 제1 처리수는 폐양액에 포함된 영양염류의 농도를 낮춘 처리수이다.
제2 반응조(50)는 제1 반응조(30)로부터 제1 처리수가 유입되고, 유입된 제1 처리수를 일정시간 체류시켜 2차 정화처리를 수행한다. 이 때, 제2 반응조(50)는 제1 처리수를 2일 내지 4일 체류시킬 수 있다. 제2 반응조(50)는 수면에 부레옥잠, 미나리, 개구리밥 등과 같은 수생식물을 배치하여 2차 정화처리를 수행하고, 수행된 2차 정화처리를 통해 제2 처리수를 생성한다. 수생식물은 제1 처리수에 포함된 잔여 영양염류 성분을 제거하여 제2 처리수를 생성할 수 있다. 제2 처리수는 제1 처리수에서 정화처리되지 못한 잔여 영양염류 성분을 제거한 처리수로서, 제1 처리수보다 영양염류의 농도가 낮다. 또한 제2 반응조(50)는 수면에 수생식물을 배치하여 태양으로부터 조사되는 광을 차단시켜 조류의 추가적인 증식을 억제하여 제2 처리수의 수질에 대한 안정성을 확보할 수 있다.
처리수 수조(70)는 제2 반응조(50)로부터 제2 처리수가 유입되고, 유입된 제2 처리수를 유출한다. 이 때, 유출되는 제2 처리수는 원예시설(200)로 제공되어 양액으로 재사용되거나 시설 밖 또는 자연 수역인 외부로 방류될 수 있다.
여기서, 폐양액 처리시스템은 각 구성 사이에 유로로 연결되어 폐양액, 제1 처리수 및 제2 처리수를 이동시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 반응조를 간략하게 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 반응조를 간략하게 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 반응조(30)는 반응용기(31)를 포함한다. 반응용기(31)는 복수의 반응용기(33, 35, 37)를 포함하고, 폐양액이 담겨지며, 담겨진 폐양액이 제1 처리수로 정화처리되는 용기이다. 이 때, 반응용기(31)는 폐양액 수조(10)로부터 폐양액을 각각의 반응용기(33, 35, 37)로 유입하고, 유입된 폐양액을 각각의 반응용기(33, 35, 37)에서 개별적으로 1차 정화처리하여 제1 처리수를 생성한다. 이 때, 각각의 반응용기(33, 35, 37)는 동일한 구조를 가진다.
반응용기(31)는 각각의 반응용기(33, 35, 37)마다 폐석회석(41), 제1 조류매트(algae-matrix)(42), 제2 조류매트(43), 유입관(44) 및 유출관(45)를 포함한다.
폐석회석(41)은 반응용기(31)의 바닥면에 배치되어 반응용기(31)에 체류하는 폐양액 및 제1 처리수의 pH를 유지시키고, 병원성 미생물의 사멸시킨다. 즉, 폐석회석(41)은 반응용기(31)에 체류하는 폐양액 및 제1 처리수의 pH를 9이상의 높은 pH로 유지시킴으로서, 인산염 제거를 극대화할 수 있다. 여기서, 인산염 제거는 대형조류의 광합성 작용으로 인한 pH 상승에 따른 알칼리도 변화 및 폐석회석(41)로 인한 9이상의 높은 pH조건으로 인해 경도유발물질 및 인이 결합하여 무기화학물 형태로 제거된다. 이 때, 무기화학물은 MgNH4PO4-6H2O, CaHPO4-2H2O, Ca5(PO4)3OH, Ca(PO4)3OH 등일 수 있다.
제1 조류매트(42)는 폐석회석(41)보다 상부에 배치되고, 길이방향으로 형성되며, 저서대형조류 및 저서미세조류를 포함한다. 제1 조류매트(42)는 심층부에서 생육하는 조류가 부착되어 생육할 수 있도록 하는 생육매트로서, 저서대형조류 및 저서미세조류가 부착된 형태로 형성된다. 여기서, 저서대형조류 및 저서미세조류는 한국산 해캄 및 대마디말류 중 적어도 하나를 포함한다. 바람직하게는, 제1 조류매트(42)는 한국산 해캄 및 대마디말류를 주요 조류로 형성하고, 그 외 10가지 조류종이 추가로 형성할 수 있다.
제2 조류매트(43)는 제1 조류매트(42)의 상부에 배치되고, 길이방향으로 형성되며, 대형조류를 포함한다. 제2 조류매트(43)는 표층부에서 생육하는 조류가 부착되어 생육할 수 있도록 하는 생육매트로서, 대형조류가 부착된 형태로 형성된다. 여기서, 대형조류는 한국산 해캄(Spirogyra spp.) 및 대마디말류(Cladophora spp.) 중 적어도 하나를 포함한다. 바람직하게는, 제1 조류매트(41)는 한국산 해캄 및 대마디말류를 주요 조류로 형성하고, 그 외 10가지 조류종이 추가로 형성할 수 있다.
따라서, 폐양액은 제2 조류매트(43), 제1 조류매트(42) 및 폐석회석(41)을 순차적으로 통과하며, 이를 통해 제1 처리수로 정화처리된다.
여기서, 제1 조류매트(42) 및 제2 조류매트(43)는 고속 산화지의 역할을 할 수 있다. 상세하게, 제2 조류매트(43)에 형성된 대형조류는 낮 동안 광에 의해 광합성을 하고, 광합성으로 인해 산소를 배출한다. 제1 조류매트(42)에 형성된 저서대형조류 및 저서미세조류는 낮 동안에 표층부에 형성된 대형조류에 의한 광 차단으로 광합성을 하지 못한다. 하지만 저서대형조류 및 저서미세조류는 광합성을 하지 않으면서 산소를 발생하고, 발생된 산소를 대형조류에 전달한다. 이 때, 산소 이외에 암모니아성 질소, 인산염 등도 표층부에 형성된 대형조류의 영양분으로 사용하게 되면서 제거하게 된다.
이러한 과정은 하기 화학식을 통하여 확인할 수 있다.
[화학식 1]은 광합성 작용을 나타낸 화학식이고, [화학식 2]는 호흡 작용을 나타낸 화학식이며, [화학식 3]은 질산화 작용을 나타낸 화학식이다.
[화학식 1]
Figure 112016058837811-pat00001
[화학식 2]
Figure 112016058837811-pat00002
[화학식 3]
Figure 112016058837811-pat00003
Figure 112016058837811-pat00004
Figure 112016058837811-pat00005
또한 [화학식 4]는 대형조류의 광학성 작용을 통해 암모니아(NH3)가 제거되는 과정을 나타낸 화학식이며, [화학식 5]는 암모니성 질소(NH4-N)의 유기물 합성반응식을 나타낸 화학식이다.
[화학식 4]
Figure 112016058837811-pat00006
[화학식 5]
Figure 112016058837811-pat00007
유입관(44)은 폐양액 수조(10)로부터 유출되는 폐양액을 유입한다. 유입관(44)은 복수의 반응용기(33, 35, 37)의 상측에 각각 배치되며, 폐양액의 유입되는 양을 조절할 수 있는 유입밸브(45)를 포함한다.
유출관(46)은 제1 처리수를 제2 반응조(50)로 유출한다. 즉, 유출관(46)은 유입관(44)으로부터 유입된 폐양액이 제2 조류매트(43), 제1 조류매트(42) 및 폐석회석(41)을 순차적으로 통과된 제1 처리수가 유출되는 관이다. 유출관(46)은 폐석회석(41)에 묻히도록 배치된다. 이 때, 유출관(46)은 미세조류 및 폐석회석(41)의 유출을 방지하기 위해 다공성물질로 형성될 수 있다. 유출관(46)은 제1 처리수의 유출되는 양을 조절할 수 있는 유출밸브(47)를 포함한다.
광 조절부(미도시)는 제2 조류매트(43)에 포함된 대형조류를 향해 조사되는 태양광의 광량을 조절한다. 광 조절부는 복수의 반응용기(33, 35, 37)보다 상측에 배치된다. 이 때, 광 조절부는 차단막(미도시)과 개폐제어부(미도시)를 포함한다. 차단막은 제2 조류매트(43)에 조사되는 태양광을 차단한다. 차단막은 태양광이 투과되지 않는 재질로 형성될 수 있다. 개폐제어부는 차단막의 개폐를 제어하여 제2 조류매트(43)로 조사되는 태양광의 광량을 조절한다. 예를 들면, 개폐제어부는 여름과 같이 광량이 많은 시기에 차단막이 복수의 반응용기(33, 35, 37)를 덮도록 제어하여 태양광을 차단할 수 있고, 겨울과 같이 광량이 적은 시기에는 차단막이 복수의 반응용기(33, 35, 37)를 덮지 않도록 제어하여 태양광이 조사될 수 있게 한다.
회수부(미도시)는 복수의 반응용기(33, 35, 37) 외부에 배치되어 제1 조류매트(42)에 포함된 저서대형조류, 저서미세조류 및 제2 조류매트(43)에 포함된 대형조류 중 과잉 생장된 조류를 회수한다. 회수부는 회수수단(미도시)과 구동제어부(미도시)를 포함한다. 회수수단은 갈고리 형상 또는 그물망 형상으로 형성되어 과잉생장된 조류를 회수한다. 이 때, 회수수단은 과잉생장된 조류를 긁어 외부로 회수한다. 즉, 제1 조류매트(42)에 형성된 저서대형조류 및 저서미세조류는 그물망 형상의 회수수단을 이용하여 긁어 올려 회수하고, 제2 조류매트(43)에 형성된 대형조류는 갈고리 형상의 회수수단을 이용하여 긁어 올려 회수를 할 수 있다. 구동제어부는 회수수단의 구동을 제어한다. 구동제어부는 여름 1회/2주, 겨울 1회/4주의 간격으로 과잉 생장된 조류를 회수하도록 제어할 수 있다.
여기서, 회수부는 탈부착이 가능하여 과잉 생장된 조류를 회수하는 경우에만 제1 반응조(31)에 설치하여 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐양액 처리방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 폐양액 처리장치(100)는 폐양액에 포함된 고농도의 영양염류 성분을 제거할 수 있으며, 기존의 기술들보다 질소 및 인을 단시간에 효과적으로 처리할 수 있다.
S310단계에서, 폐양액 수조(10)는 원예시설(200)로부터 폐양액이 유입되고, 유입된 폐양액을 저장한다. 즉, 폐양액 수조(10)는 일정량의 폐양액을 모으는 역할을 한다.
S330단계에서, 제1 반응조(30)는 폐양액 수조(10)로부터 폐양액이 유입되고, 유입된 폐양액을 1차 정화처리하여 제1 처리수를 생성한다. 제1 반응조(30)는 폐양액에 포함된 고농도의 영양염류 성분을 대형조류, 저서대형조류 및 저서미세조류로 제거한다. 이 때, 제1 반응조(30)는 pH 유지 및 병원성 미생물을 사멸하기 위해 폐석회석을 포함할 수 있다.
S350단계에서, 제2 반응조(50)는 제1 반응조(30)로부터 제1 처리수가 유입되고, 유입된 제1 처리수를 2차 정화처리하여 제2 처리수를 생성한다. 제2 반응조(50)는 수면에 수생식물을 배치하여 제1 처리수에 포함된 잔여 영양염류 성분을 제거한다.
S370단계에서, 처리수 수조(70)는 제2 반응조(50)로부터 제2 처리수가 유입되고, 유입된 제2 처리수를 유출시킨다. 여기서, 유출된 제2 처리수는 원예시설(200)로 제공되어 재사용하거나 시설 밖 또는 자연 수역인 외부로 방류할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 폐양액 처리장치(100)를 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
실시예 1의 폐양액 처리장치(100)는 폐양액 수조(10), 3개의 반응용기(31)를 포함하는 제1 반응조(30), 제2 반응조(50) 및 처리 수조(70)를 포함하였다. 여기서, 3개의 반응용기(31)의 각 크기는 가로 10m, 세로 1m 및 높이 1m의 수조이고, 제2 반응조(50)의 크기는 가로 5m, 세로 3m 및 높이 1m의 수조이다.
(비교예 1)
비교예 1은 기존의 폐양액 처리장치로서, 2006년 한국물환경학회, 대한상하수도학회 공동춘계학술발표회 논문집 “사상성 조류매트 산화지를 이용한 오염 소하천의 수질정화효율 평가”에 개시된 폐양액 처리장치로 하였다.
(실험예 1)
실시예 1과 비교예 1을 시설원예단지에서 배출되는 폐양액수를 정화처리하였다. 이 때, 실시예 1과 비교예 1은 동일한 양의 폐양액수를 일정한 속도로 유입되는 조건에서 서로의 성능을 평가하였다. 여기서, 폐양액수의 농도는 NO3-N 10~13mg/L, PO4-P 3~4mg/L로 설정하였다.
항목 자연처리공법
실시예 1 비교예 1
처리공정 단순 단순
공사비 기본공법 기술 공사비의 50~70% 저감 기준치
전기료 없음 없음
기계수리 없음 없음
운영관리 용이 용이
충격부하 강함 강함
악취발생 없음 없음
소독설비 없음 없음
미관상 좋음 좋음
소음 없음 없음
계절영향 적음(온실내 설치가능) 많음
친환경성 친환경성 친화경성
처리효율(질소) 95.5% 82.5%
처리효율(인) 99.9% 98.3%
HRT(수리학적 체류시간) 3일 4~5일
[표 1]에서 나타난 바와 같이 실시예 1은 비교예 1보다 공사비, 질소 및 인의 처리효율, 수리학적 체류시간에서 뛰어난 성능을 보여주었다.
상세하게는, 실시예 1은 수리학적 체류시간을 3일에서 처리수질은 NO3-N 0.45~0.58mg/L, PO4-P < 0.01mg/L로 검출되었다. 즉, 처리효율은 각각 95.5%, 99.9%의 제거율을 보여주었다. 또한 추가적인 탄소원 공급 및 동력과 시설이 필요없다. 또한 작은 크기로 인해 비닐하우스 내에 설치가 가능하여 동절기에 영향을 받지 않는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10: 폐양액 수조 30: 제1 반응조
31: 반응용기 33: 제1 반응용기
35: 제2 반응용기 37: 제3 반응용기
41: 폐석회석 42: 제1 조류매트
43: 제2 조류매트 44: 유입관
45: 유입밸브 46: 유출관
47: 유출밸브 50: 제2 반응조
70: 처리수 수조 100: 폐양액 처리장치
200: 원예시설

Claims (9)

  1. 원예시설로부터 유입되는 폐양액을 저장하는 폐양액 수조;
    상기 폐양액 수조로부터 상기 폐양액이 유입되고, 상기 유입된 폐양액에 포함된 영양염류 성분을 저서대형조류(Benthic MA), 저서미세조류(Microphytobenthos, MPB) 및 대형조류(Macroalgae, MA)로 제거하여 제1 처리수를 생성하는 제1 반응조;
    상기 제1 반응조로부터 상기 제1 처리수가 유입되고, 상기 유입된 제1 처리수를 수생식물에 체류시켜 상기 제1 처리수에 포함된 잔여 영양염류 성분을 제거하여 제2 처리수를 생성하는 제2 반응조; 및
    상기 제2 반응조로부터 상기 제2 처리수가 유입되고, 상기 유입된 제2 처리수를 상기 원예시설로 제공하거나 외부로 방류하는 처리수 수조;를 포함하되,
    상기 제1 반응조는,
    상기 폐양액이 상기 제1 처리수로 정화처리되는 복수의 반응용기;
    상기 복수의 반응용기의 바닥면에 각각 배치되어 상기 반응용기에 체류되는 상기 폐양액 및 상기 제1 처리수의 pH를 9이상으로 유지시키는 폐석회석;
    상기 폐석회석보다 상부에 배치되고, 상기 저서대형조류 및 상기 저서미세조류를 포함하는 제1 조류매트; 및
    상기 제1 조류매트보다 상부에 배치되고, 상기 대형조류를 포함하는 제2 조류매트;를 포함하고,
    상기 복수의 반응용기는,
    상측에 배치되어 상기 폐양액 수조로부터 상기 폐양액을 유입하는 유입관; 및
    다공성물질로 형성되고, 상기 폐석회석에 묻히도록 배치되어 상기 제1 처리수를 상기 제2 반응조로 유출하는 유출관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐양액 처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유출관은,
    상기 제1 처리수의 유출되는 양을 조절하는 유출밸브;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐양액 처리장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    제1 반응조는,
    상기 복수의 반응용기 상측에 배치되어 상기 제2 조류매트로 조사되는 태양광의 광량을 조절하는 광 조절부; 및
    상기 제1 조류매트에 포함된 저서대형조류, 저서미세조류 및 상기 제2 조류매트에 포함된 대형조류 중 과잉생장된 조류를 회수하는 회수부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐양액 처리장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 광 조절부는,
    상기 제2 조류매트에 조사되는 태양광을 차단하는 차단막; 및
    상기 차단막의 개폐를 제어하는 개폐제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐양액 처리장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 회수부는,
    갈고리 형상 또는 그물 형상으로 형성되어 상기 과잉생장된 조류를 회수하는 회수수단; 및
    상기 회수수단의 구동을 제어하는 구동제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐양액 처리장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 저서대형조류, 상기 저서미세조류 및 상기 대형조류는,
    한국산 해캄(Spirogyra spp.) 및 대마디말류(Cladophora spp.) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐양액 처리장치.
  9. 원예시설로부터 유입되는 폐양액을 폐양액 수조에 저장하는 단계;
    상기 폐양액 수조에 저장된 폐양액이 제1 반응조로 유입되고, 상기 유입된 폐양액에 포함된 영양염류 성분을 저서대형조류, 저서미세조류 및 대형조류로 제거하여 제1 처리수를 생성하는 단계;
    상기 제1 반응조로부터 생성된 제1 처리수가 제2 반응조로 유입되고, 상기 유입된 수생식물에 체류시켜 상기 제1 처리수에 포함된 잔여 영양염류 성분을 제거하여 제2 처리수를 생성하는 단계; 및
    상기 제2 반응조로부터 생성된 제2 처리수가 처리수 수조로 유입되고, 상기 유입된 제2 처리수를 상기 원예시설로 제공하거나 외부로 방류하는 단계;를 포함하되,
    상기 제1 반응조는,
    상기 폐양액이 상기 제1 처리수로 정화처리되는 복수의 반응용기;
    상기 복수의 반응용기의 바닥면에 각각 배치되어 상기 반응용기에 체류되는 상기 폐양액 및 상기 제1 처리수의 pH를 9이상으로 유지시키는 폐석회석;
    상기 폐석회석보다 상부에 배치되고, 상기 저서대형조류 및 상기 저서미세조류를 포함하는 제1 조류매트; 및
    상기 제1 조류매트보다 상부에 배치되고, 상기 대형조류를 포함하는 제2 조류매트;를 포함하고,
    상기 복수의 반응용기는,
    상측에 배치되어 상기 폐양액 수조로부터 상기 폐양액을 유입하는 유입관; 및
    다공성물질로 형성되고, 상기 폐석회석에 묻히도록 배치되어 상기 제1 처리수를 상기 제2 반응조로 유출하는 유출관;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐양액 처리방법.
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