KR20050075948A

KR20050075948A - 침출수 처리 시스템 및 그 처리방법

Info

Publication number: KR20050075948A
Application number: KR1020040003686A
Authority: KR
Inventors: 허의웅; 장성걸
Original assignee: 주식회사 코엔텍
Priority date: 2004-01-19
Filing date: 2004-01-19
Publication date: 2005-07-26

Abstract

본 발명은 매립된 폐기물로부터 발생되는 침출수를 집수하는 집수조; 상기 집수조로부터 이송되는 침출수를 일정 기간 보관하면서 일정한 유량으로 침출수의 유량을 조정하는 유량조정조; 상기 유량조정조로부터 이송되는 침출수에 응집, 침전 및 오존처리를 수행하는 응집조, 제1침전조, 오존처리조를 포함하여 구성되는 물리화학적처리부; 상기 유량조정조로부터 이송되는 침출수에 폭기에 의한 미생물 분해 및 침전처리를 수행하는 폭기조와 제2침전조를 포함하여 구성되는 생물학적처리부; 상기 물리화학적처리부 또는 생물학적 처리부를 통해 정화된 침출수를 최종적으로 처리하는 사여과기 및 활성탄여과기를 포함하는 후처리부; 및 상기 유량조정조로부터 이송되는 침출수의 흐름을 상기 물리학적처리부의 응집조로부터 제1침전조 및 오존처리조를 거쳐 상기 생물학적처리부로 이송하는 제1흐름, 또는 상기 생물학적처리부의 폭기조로부터 제2침전조를 거쳐 상기 물리학적처리부로 이송하는 제2흐름으로 선택적으로 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 침출수 처리 시스템 및 이에 따른 침출수 처리방법을 제공한다.

Description

침출수 처리 시스템 및 그 처리방법{Leachate treating system and method of the same}

본 발명은 침출수 처리 시스템 및 그 처리방법에 관한 것으로, 구체적으로는 폐기물의 매립 년한에 따라 침출수의 특성이 변화하는 것에 대응하여 그 처리공정을 용이하게 변경할 수 있는 새로운 시스템 및 처리방법에 관한 것이다.

사회의 산업화가 고도화되고 도시화가 진전되면서 발생되는 사회적 문제의 하나로 각종 산업쓰레기 또는 생활쓰레기의 처리가 중요해지고 있다. 산업쓰레기 또는 생활쓰레기는 일부 품목들에 대해서는 재활용이 되기도 하지만, 일부분 소각되는 것을 제외하고는 대부분의 경우 매립되고 있는 실정이다.

재활용을 제외한 폐기물의 처리 방법에는 매립방법과 소각방법이 있는데, 매립방법은 한정된 매립장소 및 침출수로 인한 토양오염 및 지하수 오염이 문제가 되고, 소각방법은 소각시 발생되는 유해요소, 예를 들어 다이옥신 등에 의한 오염이 문제가 된다.

폐기물을 매립하는 경우 많은 양의 폐기물을 일시에 처리하기 위한 대규모의 부지가 확보되어야 하며 또 그 설치비용도 상당하다. 무엇보다도 이러한 처리수단은 침출수에 의한 2차 오염을 유발하는 단점을 지니고 있기는 하나 현실적으로 불가피하게 시행되고 있는 처리수단이기도 하다.

침출수는 악취와 주변의 호수나 하천등을 오염시키므로 이에 대비하여 매립시설 가까이에는 적절한 정화시설을 갖춘 침출수 처리시설을 확보하여야 한다. 특히 침출수가 쓰레기의 매립 이후 적어도 20년 가까이 지속적으로 발생된다는 점에서 그러한 침출수 처리시설은 초기 시설 설계 당시부터 효과적인 침출수 처리가 가능하도록 구상되어야 할 것이다.

그런데 기존의 침출수 처리 시설은 폐기물의 매립 이후 시간의 경과에 따라침출수의 특성이 달라지는 점을 미처 대응하지 못하여 장기간에 따른 운용시 침출수 처리 능력에 한계를 가져왔다.

침출수의 경우 매립 초기 단계에는 생물학적 처리에 용이한 성분들이 많이 배출되는 반면, 매립 이후 일정 기간, 예컨데 약 이년 정도의 시간이 경과하면 침출수 성분이 달라져 초기 처리시설로는 침출수 내의 오염물질을 제거할 수 없게 된다. 이러한 결과, 막대한 비용을 들여 건설한 침출수 처리 시스템이 무용지물이 되거나 제 역할을 다하지 못하는 폐단이 있어 경제적으로 큰 손실이 발생할 뿐만 아니라, 부수적으로 환경오염의 유발을 가져오고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 폐기물 매립 년한에 따른 침출수의 특성변화에 대응하여 적절한 처리를 할 수 있는 침출수 처리 시스템 및 그 처리방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 침출수 처리를 보다 효과적으로 수행하여 안정적인 수질을 유지하도록 하고, 전체적인 처리 시스템의 운전이 원활하며, 운용상의 경제성을 확보할 수 있는 침출수 처리 시스템 및 그 처리방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 매립된 폐기물로부터 발생되는 침출수를 집수하는 집수조; 상기 집수조로부터 이송되는 침출수를 일정 기간 보관하면서 일정한 유량으로 침출수의 유량을 조정하는 유량조정조; 상기 유량조정조로부터 이송되는 침출수에 응집, 침전 및 오존처리를 수행하는 응집조, 제1침전조, 오존처리조를 포함하여 구성되는 물리화학적처리부; 상기 유량조정조로부터 이송되는 침출수에 폭기에 의한 미생물 분해 및 침전처리를 수행하는 폭기조와 제2침전조를 포함하여 구성되는 생물학적처리부; 상기 물리화학적처리부 또는 생물학적 처리부를 통해 정화된 침출수를 최종적으로 처리하는 사여과기 및 활성탄여과기를 포함하는 후처리부; 및 상기 유량조정조로부터 이송되는 침출수의 흐름을 상기 물리학적처리부의 응집조로부터 제1침전조 및 오존처리조를 거쳐 상기 생물학적처리부로 이송하는 제1흐름, 또는 상기 생물학적처리부의 폭기조로부터 제2침전조를 거쳐 상기 물리학적처리부로 이송하는 제2흐름으로 선택적으로 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 침출수 처리 시스템을 제공한다.

상기 유량조정조와 연동되어 암모니아를 탈기시키는 암모니아 탈기부를 추가적으로 포함할 수 있다.

상기 침출수 처리 시스템에 있어서, 폐기물 매립 초기 BOD 비율이 COD 보다 큰 시기에는 물리학적처리 후 생물학적처리를 수행하도록 침출수의 흐름을 제어하는 것이 바람직하다. 반면, 폐기물 매립 중기 이후 BOD 비율이 COD 보다 감소하는 시기에는 생물학적처리 후 물리화학적처리를 수행하도록 침출수의 흐름을 제어하는 것이 바람직하다.

침출수의 경우 초기 쓰레기 매립 당시의 침출수와 매립 이후 일정 년한 경과시의 침출수는 그 특성이 변화하기 때문에 침출수 처리 공정 및 시스템도 각각의 특성에 맞게 변화되어야 한다.

폐기물 매립 초기에는 비교적 생물학적으로 처리하기 용이한 물질들이 배출된다. 즉, COD와 BOD의 비율에서 BOD가 더 큰 비중을 차지한다. 그러나, 매립 기간이 경과되어 약 2년이 지난 후부터 매립 완료시 까지는 난분해성 물질이 증가하며 (COD 비중이 커짐) 침출수 발생량은 줄어들게 되어 생물학처리로 처리 불가능한 물질들이 주로 발생된다.

본 발명에서는 침출수 처리장 초기 설계시 장래 예상되는 침출수 특성 변화에 유연하게 대응할 수 있도록 필요한 기기들을 선택하고, 침출수의 특성에 따라 처리흐름을 변경이 가능하도록 하여 공정을 구성하여 매립초기 및 매립 중후기에도 안전하고 신뢰성있는 운전을 가능하도록 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 침출수 처리 시스템을 개괄적으로 보여주는 구성도이다. 본 시스템은 크게 유량조정부(10), 암모니아탈기부(20), 물리화학적처리부(30), 생물학적처리부(40), 후처리부(50)로 구성되어 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 물리화학적처리부(30)와 생물학적처리부(40)가 기능적으로 상호 보완 관계를 유지하면서 침출수의 처리 흐름이 용이하게 변경가능하도록 하였다. 이와 같은 침출수 처리 흐름 변경은 매립 년한이 경과되어 침출수 특성이 달라지게 되더라도 하나의 처리 시스템으로 침출수 처리 공정을 탄력있게 대응할 수 있다는 점에서 매우 큰 의의가 있다. 이와 같은 침출수 처리 흐름의 변경은 물리학적처리부(30) 및 생물학적처리부(40) 간의 침출수 흐름을 상호 변경할 수 있도록 제어하는 제어부(미도시)를 구비함으로써 가능할 것이다. 상기 제어부는 물리학적처리부(30) 및 생물학적처리부(40) 간에 침출수가 유동하는 이송관, 및 그 유량을 제어하는 유량제어기와 밸브 등으로 구성될 수 있을 것이다.

상기 유량조정조(10) 전에는 매립된 폐기물로부터 발생되는 침출수를 집수하는 집수조(5)가 위치한다. 집수조(5)는 매립장에서부터 발생된 폐수를 일시적으로 집수하여 폐수처리시설로 이송하는 폐수 중간저장조 역할을 한다. 부대설비로는 집수조 이송펌프와 레벨스위치가 설치될 수 있으며, 집수조(5)의 수위에 따라 집수조 이송펌프가 가동 또는 정지된다.

유량조정조(10)의 목적은 원수 수질의 균등화 및 침출수 처리량을 조절하여 후속 설비의 안정적 운전에 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 유량조정조가 연속된 두 개의 'A' 및 'B' 2지로 구성되며, 유량조정조에서의 침출수의 체류시간은 15일 이상이 바람직하다.

유량조정조 'A'에서는 침출수가 혐기성 상태에서 장기간 체류하는 동안 수질이 균등화되고 안정화되어 침출수중의 질소화합물은 암모니아성질소(NH₄-N)으로, 기타 난분해성 물질은 일부가 분해 가능 물질로 전환된다.

유량조정조 'A'에서 흘러넘치거나(overflow) 또는 이송펌프에 의해 이송되어 유량조정조 'B'에 유입된 침출수에는 입구측으로부터 NaOH를 주입하여 pH가 8.5 ~ 9.0로 조정한다. 이 상태에서 유량조정조 B내에 공기를 주입하여 폭기(aeration)하게 되면 암모니아성 질소가 암모니아로 전환된다. 이와 같은 방법으로 별도의 탈질 과정없이 침출수 내의 질소화합물을 적정 농도 이하로 유지시킬 수 있다.

상기 폭기 과정에 의하여 생성된 암모니아 가스는 팬(fan)으로 배기하여 유량조정조 B 근처에 설치되는 암모니아탈기부(20)의 암모니아탈기탑(ammonia stripping tower)(22)으로 주입된다. 상기 암모니아탈기탑(22)으로 물을 공급하면 암모니아 가스와 물이 접촉하여 암모니아 가스는 암모니아수(NH₄OH)로 바뀐다. 암모니아탈기탑(22)의 하부에는 암모니아수가 모이게 되며, 이를 순환펌프를 이용하여 수일간 암모니아흡수탑(24)으로 주입하여 암모니아 가스와 접촉을 시키면 암모니아 농도는 점차 진하게 바뀐다.

일정 농도 이상의 암모니아수가 생성되면 탱크로리차 등을 이용하여 암모니아수를 소각장으로 이송하여 소각로(26)의 다이옥신 제거용으로 재활용한다.

이와 같이 본 발명에 따르면 침출수 처리 공정의 사전단계에서 암모니아 탈기 과정을 거침으로써 이하에서 설명되는 생물학적처리부(40)에 별도의 탈질(Denitrification) 처리부를 준비할 필요가 없게 되며, 생성된 암모니아를 이용하여 소각로의 다이옥신 제거에 활용하는 이중의 장점을 갖게 된다.

본 발명의 침출수 처리시스템의 제1처리부라 할 수 있는 물리화학적처리부(30)는 크게 응집반응조(32), 침전조(34) 및 오전처리조(36)로 구성된다.

응집반응조(32)에서는 유량조정조(10)로부터 이송되어온 침출수에 응집제로서 백반(ALUM)을 주입하고 교반을 실시하면 백반과과 침출수 내의 부유물질 및 콜로이드 성분과 반응하여 미세 응집덩어리인 플록(FLOC)을 형성시켜 부유물질, COD, 색도 등을 제거한다.

침출수 중의 부유물질 및 콜로이드성 입자는 (-) 전하를 띠고 있으며, 응집 반응조(32)에 주입된 백반이 수중의 알칼리도(Alkalinaity)와 반응하여 금속수산화물인 AlOH₃와 같은 (+) 전하를 가지는 플록으로 침전될 때 이온 흡착에 의해 제거된다. 백반을 응집제로 사용시에는 최적의 pH는 중성부근이며 pH 조절을 위해 NaOH가 주입된다.

한편, 응집반응조에서 응집제의 주입에 따라 형성된 침전물은 가벼운 플록으로 형성되어 침강성이 느리기 때문에 침전분리가 어렵다. 따라서, 응집숙성조(미도시)에서 응집조제(고분자응집조제)를 주입하여 큰 플록을 형성시켜 침전에 의한 분리가 용이하도록 할 수도 있다.

응집침전조(34)에서는 상기 응집반응조(32)(및 응집숙성조)를 거쳐 플록이 형성된 침출수를 처리된 상등수와 침강 슬러지(sludge)로 분리한다. 침강된 슬러지는 농축조(60)로 보내어지고 상등수는 자연 유하로 이송된다.

물리화학적처리부(30)의 마지막 단계는 오존처리부(36)의 오존처리이다. 오존처리는 폐기물 매립 초기에는 생물학처리 이전의 침출수에서 분자량이 큰 난분해성 유기물을 저분자성 유기물로 변환시키거나 방향족화합물 등 다중 체인(chain)의 고리를 끊어 후속 생물학적처리 과정에서 미생물이 섭취하기 쉬운 유기물질로 전화시켜 생물학적 처리효율을 높이는 역할을 한다.

반면, 폐기물 매립 중기 내지 후기에는 생물학적처리 이후에 오존처리를 하여 생물학적으로 처리 불가능한 난분해성 유기물질을 분해시켜 감소시키거나 혹은 분해된 유기물질을 후속적인 활성탄여과기(54)에서 흡착시켜 감소시킨다.

이와 같이 오존처리는 본 발명에 있어서 가장 핵심적인 역할을 하는 것으로 폐기물 매립 년한에 따른 침출수의 특성 변화에 적절히 대응하여 그 처리 방법을 변경하는데 직접적으로 관련된다.

다음으로 본 발명의 침출수 처리 시스템의 생물학적처리부(40)는 폭기조(42)와 미생물침전조(44)로 구성된다.

폭기조(42) 전단에는 이송되어온 침출수에 영양물질을 공급하기 위하여 H₃PO₄ 등의 물질이 주입되며, 미생물침전조(44)로부터 폭기조(42) 내의 활성슬러지(Mixed Liquior Suspended Solids, MLSS)의 양을 유지하기 위해 슬러지가 반송되어 유입될 수 있다. 폭기조(42)에는 충분한 산소를 공급하여 호기성 미생물이 번식하도록 하여 침술수 내에 갈색의 블록(활성슬러지)을 형성한다.

이와 같은 폭기조 내에 활성슬러지 형성 공정을 이용한 침출수 처리에 있어 침출수 중의 주 오염원인 유기물은 다음과 같은 반응에 의해 제거 또는 감소된다.

1) 유기물산화

BOD (또는 COD) + O₂ ------> CO₂ + H₂O

2) 세포 합성

BOD (또는 COD) + NH₄ + PO₄ ------> 새로운 미생물 세포합성

3) 세포 자 산화

세포물질 + O₂ --------> CO₂ + H₂O + NH₄ + PO₄

유기물은 박테리아의 분해를 통해 제거되고, 요소는 요소분해효소(UREASE)에 의해 가수분해를 통해 암모니아성 질소로 변환되어 일부는 상기 2)의 식에서와 같이 미생물의 동화작용에 의한 세포합성에 이용되어진다.

상기 폭기조 내에서의 폭기 공정을 거친 침출수를 혼합 액체(mixed liquor) 상태로 미생물침전조(44)에 유입되어 물보다 무거운 부유물질을 침전을 이용하여 분리시킨다. 미생물침전조(44) 하부에 침전된 슬러지는 천천히 구동되는 스크래퍼(Scraper)에 의해 중앙 호퍼(Hopper)로 모인 후 슬러지 이송펌프에 의해 폭기조(42)로 반송되거나 농축조(60)로 이송된다.

한편, 후처리 공정인 급속 사(sand)여과 및 활성탄 여과 공정으로 침출수를 유입시키기 위한 펌프 중계장 역할을 하는 처리수조(미도시)를 별도로 구비할 수 있다. 처리수조 하부에는 산기설비가 있어 처리수의 혐기성 방지와 침전물의 조내 퇴적을 방지하기 위해 공기 주입에 의한 교반이 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 후처리부(50)에는 사여과기(52)와 활성탄여과기(54)가 포함된다.

급속 사여과기(52)는 처리수조로부터 펌핑된 침출수가 통과하면서 침출수 내의 고상부유성물질(suspended solids, SS)을 여과하여 제거한다. 사여과기(52)의 내부는 하부 집수판에서부터 자갈, 모래 및 안트라사이트의 순으로 여재가 충진된다. 고상부유성물질을 함유하고 있는 침출수가 상기 여재와 같은 공극이 있는 매개층을 통과할 때, 불순물이 여과, 응결 및 침전작용에 의해 제거된다.

활성탄여과기(54)에서는 급속 사여과기(52)를 통과한 침출수가 활성탄(active carbon)이 충진된 활성탄흡착탑을 통과함으로써 잔여 유기물질이 제거되고 2차여과기능을 통해 고상부유성물질이 제거된다. 활성탄 흡착탑의 내부는 비표면적이 큰 입상활성탄이 충진되어 있어 유기물이 혼입된 침출수가 통과시 피흡착성이 좋은 유기물질 등을 활성탄여재에 흡착 제거한다.

본 발명의 침출수처리시스템에 의하여 처리가 완료된 침출수는 자연하수로 방류된다. 한편, 처리 과정에서 응집침전조(34)나 미생물침전조(44)에서 침전된 슬러지는 농축조(60)로 이송하여 침전을 이용하여 농축된다. 농축조(60)의 상등액은 유량조정조(10)로 보내지고, 농축된 슬러지는 펌프를 이용하여 탈수기(70)로 이송된다. 농축조(60)에서 이송되어온 슬러지는 탈수기(70) 전단의 슬러지 혼합탱크로 주입된다. 탈수효율을 개선하기 위하여 폴리머가 슬러지 혼합탱크로 주입되어 슬러지와 혼합되어 탈수기(70)로 주입된다. 탈수기(70)에서 벨트의 장력에 의해 탈수가 이루어지고 탈수된 슬러지는 매립되며 여액은 유량조정조(10)로 되돌아간다.

이상에서는 본 발명의 침출수 처리 시스템에 따른 각 구성요소를 설명하고 이와 관련된 단위공정을 기술하였다. 이하에서는 본 발명의 침출수 처리 시스템을 이용한 매립 년한에 따른 각 처리 방법의 특징을 도 2a 및 2b를 이용하여 설명한다.

도 2a를 참조하면, 폐기물 매립 초기, 대략 2년까지의 침출수 처리 공정이 설명되어 있다. 이와 같은 처리 공정은 도 1에 나타난 침출수 처리 시스템상의 실선으로 표시된 흐름과 관련된다.

매립초기에는 비교적 생물학적으로 처리가 용이한 침출수가 발생된다. 매립장(미도시)에서 배출된 침출수는 우선 집수조(105a)에 집수되어 설정된 수위에 도달하면 이송펌프에 의해 유량조정조(110a, 112a)로 이송된다.

유량조정조 'A'(110a)에서 혐기성상태에서 충분한 체류시간을 가지는 동안 침출수 원수의 수질이 균등화되고, 침출수중의 유기물질중 질소화합물은 NH₄-N으로, 기타 난분해성 물질은 일부가 분해 가능한 물질로 전환된다.

유량조정조 'A'(110a)에서 흘러넘치거나 이송펌프에 의해 이송되어 유량조정조 'B'(112a)에 유입된 폐수는 입구측의 NaOH 주입으로 pH가 8.5 ~ 9.0에서 폭기(aeration)가 되어 암모니아성 질소가 암모니아로 전환되고, 암모니아는 유량조정조 'B'(112a) 상부에 설치된 암모니아탈기탑(120a)에서 제거되고, 제거된 암모니아는 농축후 소각설비로 이송되어 재활용된다.

유량조정조 'B'(112a)를 통과한 침출수는 응집반응조(131a), 응집숙성조(132a) 및 응집침전조(134b)에서 응집, 침전 등 물리화학처리를 통해 고상부유성물질 및 콜로이드성 COD가 제거되고, 오존처리조(136a)에서 오존주입을 통해 고분자성 유기물을 저분자성 유기물로 전환시키고 벤젠등 다중결합된 고리를 끊어 후속 폭기조(142a)에서 미생물에의 섭취를 용이하게 한다.

폭기조(142a)에서는 조내에 서식하고 있는 미생물의 먹이로 유기물(COD, BOD)과 질소성분이 제거된다, 미생물의 성장을 돕기 위하여 폭기를 실시하고 있으며 잉여 슬러지는 미생물침전조(144a)에서 제거된다.

처리수조(146a)에서는 미생물침전된 상등수가 집수되어 최종 처리 설비인 급속 사여과기(152a) 및 활성탄여과기(154a)로 이송펌프에 의해 이송된다.

사여과기(152a) 및 활성탄여과기(154a)에서는 잔류하는 고상부유성물질 및 COD 성분을 제거한 후 저류조(182a) 및 방류조(184a)를 거쳐 최종 처리된 폐수는 방류된다.

한편, 폭기조(142a)에서의 미생물처리에 의해 미생물침전조(144a)에서 생성된 잉여 슬러지와 응집반응조(131a)에서의 응집반응에 의하여 응집침전조(134a)에t서 생성된 약품 슬러지는 농축조(160a)로 이송된 후 벨트프레스 탈수기(170a)에 의해 탈수되어 저장된 후 최종 처분을 위해 매립장으로 이송된다.

이상과 같은 침출수 처리 프로세스는 매립 초기에 생물학적처리가 용이한 물질이 많이 발생하는 침출수를 정화시키는데 적합하지만, 앞서 설명한 바와 같이 매립 중기 또는 후기에 이르면 난분해성 물질이 증가하게 되어, 매립 초기 당시의 처리 프로세스로는 침출수를 적절하게 정화시킬 수 없다.

따라서, 이 경우에는 도 2b에 도시된 바와 같이 변경된 처리 프로세스를 적용하여 침출수를 처리한다. 이와 같은 처리 공정은 도 1에 나타난 침출수 처리 시스템상의 점선으로 표시된 흐름과 관련된다.

매립 중 후기에는 침출수 발생량은 감소하나 난분해성 물질이 증가하여 생물학적 처리가 어려워진다. 이 경우에 집수조(105b)로부터 암모니아탈기탑(120b)까지의 공정은 매립초기와 동일하나 응집, 침전, 오존주입공정을 폭기조에서의 처리후의 공정으로 변경한다.

폭기조(142b)에서 생물학적으로 분해가능한 유기물질과 질소성분을 제거한 후 생물학적으로 분해 불가능한 유기물질 및 색도는 응집반응조(131b), 응집숙성조(132b) 응집침전조(134b) 및 오존처리조(136b)에서 각각 물리, 화학적 응집, 침전공정과 오존처리를 통해 제거된다.

오존처리후 사여과기(152b) 및 활성탄여과기(154b)를 거쳐 잔류하는 고상부유성물질 및 COD 성분을 제거한 후 저류조(182b) 및 방류조(184b)를 거쳐 최종처리된 폐수는 방류된다.

미생물침전조(144b)로부터 미생물처리에 의해 생성된 잉여 슬러지와 응집침전조(134b)로부터 응집침전에 의해 발생된 약품 슬러지는 농축조(160b)로 이송된 후 벨트프레스 탈수기(170b)에 의해 탈수되어 저장된 후 최종 처분을 위해 매립장으로 이송된다.

이와 같은 매립 중기 또는 후기의 침출수 처리에 대하여 실제로 어느 정도의 정화 효과를 가져오는지 실제 테스트를 수행하였다.

집수조(105b)에 집수되어 유량조정조(110b, 112b)로 보내지는 침출수 유량은 300m³/day로 일정하게 유지하였다. 도 2b에 도시된 프로세스상의 A 지점에서 침출수의 각종 오염도를 측정한 결과, BOD가 2,000mg/L, COD가 8,000mg/L, 고상부유성물질(SS)의 농도는 380mg/L, 총질소 농도는 1,000mg/L를 각각 나타내었다.

매립 중기 또는 후기에 해당하므로 BOD보다 COD가 매우 높고 상대적으로 생물학적으로 처리가 어려운 난분해성 물질의 비율이 큰 것을 알 수 있다.

유량조정조 'B'에서 암모니아가 탈기된 후 B 지점에서의 농도 변화를 알아본 결과 총질소 농도가 400mg/L로 크게 감소한 것을 확인하였다.

그 다음, 폭기조(142b) 및 미생물침전조(144b)거쳐 생물학적 처리를 거친 후의 침출수 내 오염물질의 농도변화를 확인하였다. C 지점에서 BOD는 80mg/L으로 크게 감소하였으나, COD는 1,800mg/L으로 여전히 큰 수치를 보였으며, 고상부유성물질(SS)의 농도는 150mg/L, 총질소 농도는 300mg/L를 각각 감소된 수치를 보였다.

생물학적 처리가 끝난 후, 응집반응조(131b), 응집숙성조(132b), 응집침전조(134b) 및 오존처리조(136b)를 거쳐 일부 침전물들이 농축조로 이송되어 전체 유량은 295m³/day로 다소 감소하였으며, 처리수조(146b)에 도달한 침출수의 각종 오염도를 확인해본 결과, D 지점에서 BOD는 70mg/L으로 약간 감소하였고, COD는 1,000mg/L으로 상당한 수준으로 감소되었으며, 고상부유성물질(SS)의 농도도 100mg/L으로 다시 감소하였다. 이와 같은 결과는 매립 초기에는 물리화학적 처리가 생물학적 처리 이전에 수행되어 단지 생물학적 처리를 보조하는 역할을 할 뿐이나, 매립 중기 또는 후기에는 적극적으로 오염물질의 분해 또는 제거에 뛰어난 효과를 발휘하는 것을 입증하고 있다.

사여과기(152b) 및 활성탄여과기(154b)를 거치면서 고상부유성물질(SS)의 농도가 70mg/L으로 다시 감소하여, 최종적으로 정화과정을 모두 마치고 방류되는 F 지점에서 침출수의 유량은 295m³/day, BOD는 70mg/L, COD는 1,000mg/L, 총질소 농도는 300mg/L, 고상부유성물질(SS)의 농도가 70mg/L이었다. 한편 농축조(160b) 및 탈수기(170b)를 거쳐 침전물은 G 지점에서의 유량이 5m³/day, 고상부유성물질의 농도가 15,000mg/L이었다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 초기 처리장 건설시 침출수 처리 공정 변경을 용이하게 할 수 있도록 함으로써 차후 침출수 수질변화에 적극적으로 대응할 수 있다.

특히, 폐기물 매립 중기 또는 후기에 생물학처리부 후단에 응집처리와 오존처리로 후처리함으로써 침출수의 처리수질을 안정적으로 운영할 수 있다. 또한, 침출수 처리 시스템의 운전비용과 처리수질을 감안하여 처리과정 중 생략할 부분이 있으며, 처리하지 않고 바로 통과하도록 할 수 있어, 침출수 처리의 경제성도 극대화할 수 있다.

한편, 침출수 처리 이전에 미리 질소를 암모니아 형태로 회수하여 별도의 탈질 과정이 필요없고, 회수된 암모니아는 소각로의 다이옥신 제거용으로 재활용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 침출수 처리 시스템을 개괄적으로 보여주는 구성도.

도 2a는 본 발명의 침출수 처리 시스템에 따른 폐기물 매립 초기의 침출수 처리 프로세스를 보여주는 공정도.

도 2b는 본 발명의 침출수 처리 시스템에 따른 폐기물 매립 중기 또는 후기의 침출수 처리 프로세스를 보여주는 공정도.

*** 도면의 주요부분의 부호의 설명 ***

10:유량조정조 20:암모니아흡수부

30:부리화학적처리부 40:생물학적처리부

50:후처리부

Claims

매립된 폐기물로부터 발생되는 침출수를 집수하는 집수조;

상기 집수조로부터 이송되는 침출수를 일정 기간 보관하면서 일정한 유량으로 침출수의 유량을 조정하는 유량조정조;

상기 유량조정조로부터 이송되는 침출수에 응집, 침전 및 오존처리를 수행하는 응집조, 제1침전조, 오존처리조를 포함하여 구성되는 물리화학적처리부;

상기 유량조정조로부터 이송되는 침출수에 폭기에 의한 미생물 분해 및 침전처리를 수행하는 폭기조와 제2침전조를 포함하여 구성되는 생물학적처리부;

상기 물리화학적처리부 또는 생물학적 처리부를 통해 정화된 침출수를 최종적으로 처리하는 사여과기 및 활성탄여과기를 포함하는 후처리부; 및

상기 유량조정조로부터 이송되는 침출수의 흐름을 상기 물리학적처리부의 응집조로부터 제1침전조 및 오존처리조를 거쳐 상기 생물학적처리부로 이송하는 제1흐름, 또는 상기 생물학적처리부의 폭기조로부터 제2침전조를 거쳐 상기 물리학적처리부로 이송하는 제2흐름으로 선택적으로 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는

침출수 처리 시스템.
제1항에 있어서, 상기 유량조정조와 연동되어 암모니아를 탈기시키는 암모니아 탈기부를 추가적으로 포함하는 침출수 처리 시스템.
제1항의 침출수 처리 시스템에 있어서, 폐기물 매립 초기 BOD 비율이 COD 보다 큰 시기에는 물리학적처리 후 생물학적처리를 수행하도록 침출수의 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는 침출수 처리방법.
제1항의 침출수 처리 시스템에 있어서, 폐기물 매립 중기 이후 BOD 비율이 COD 보다 감소하는 시기에는 생물학적처리 후 물리화학적처리를 수행하도록 침출수의 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는 침출수 처리방법.