KR20140056843A - 침출수 재순환을 이용한 정화시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오염지의 침출수를 양수하는 양수 관정(10); 양수 관정(10)에서 양수된 침출수에 산소 및 분해균주를 공급하는 공급부(100); 공급부(100)에서 산소 및 분해균주가 공급된 주입수를 다시 오염지에 대하여 주입하는 주입 관정(20);을 포함하는 것을 특징으로 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템을 제시함으로써, 접근성이 취약한 매몰지라 하더라도 효과적으로 정화할 수 있도록 한다.

Description

침출수 재순환을 이용한 정화시스템{PURIFICATION SYSTEM USING LEACHATE RECIRCULATION}
본 발명은 환경 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 매몰지의 정화시스템에 관한 것이다.
전염병으로 인한 가축의 긴급 살처분 시, 지반을 굴착하고 그 바닥면 및 사면에 간단히 차수처리를 한 후, 이에 가축의 사체, 혹은 유기성 폐기물 등을 넣고 토사에 의해 매몰하는 방식을 일반적으로 사용한다.
이에 의해 형성된 매몰지(매립지)에서 발생하는 침출수는 이에 포함된 병원성 미생물, 고농도의 유기성 탄소, 질소 성분 등으로 인하여 토양, 지하수를 오염시키는 요인이 된다.
그런데, 이러한 매몰지는 접근성이 취약한 지역에 형성되는 것이 일반적이므로, 대규모 정화장치의 인입 및 정화작업이 대단히 곤란하다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 접근성이 취약한 매몰지라 하더라도 효과적으로 정화할 수 있도록 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 오염지의 침출수를 양수하는 양수 관정(10); 상기 양수 관정(10)에서 양수된 침출수에 산소 및 미생물분해 활성유도물질 또는 분해균주를 공급하는 공급부(100); 상기 공급부(100)에서 산소 및 분해균주가 공급된 주입수를 다시 상기 오염지에 대하여 주입하는 주입 관정(20);을 포함하는 것을 특징으로 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템을 제시한다.
상기 분해균주는 호기성 또는 통성 혐기성인 것이 바람직하다.
상기 분해균주는 광합성 박테리아, 질소화합물 악취제거 균주, 황화합물 악취제거 균주, 축산 폐수 분리 균주, 음식물 쓰레기 분리 균주 중 하나 또는 2 이상의 혼합물에 의해 구성된 것이 바람직하다.
상기 광합성 박테리아는 Rhodopseudomonas capsulata를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 질소화합물 악취제거 균주는 Achromobacter sp. 또는 Alcaligenes sp.를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 황화합물 악취제거 균주는 Paracoccus sp.를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 축산 폐수 분리 균주는 Lactobacillus sp.를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 음식물 쓰레기 분리 균주는 Comamonas sp.를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 양수 관정(10)에서 양수된 침출수를 정화하는 정화부(200); 상기 정화부(200)에 의해 정화된 정화수를 외부로 배출하는 배출부(40);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 정화부(200)의 과부하를 방지하도록, 상기 양수 관정(10)에서 상기 공급부(100)로 침출수를 바이패스하는 바이패스유로(30);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 양수 관정(10)의 침출수의 양수량, 오염물 농도, 온도, 수위 중 적어도 하나 이상을 측정하는 양수 센서(310); 상기 주입 관정(20)의 주입수의 주입량, 오염물 농도, 온도, 수위 중 적어도 하나 이상을 측정하는 주입 센서(320); 상기 양수 센서(310)의 양수량 측정데이터 및 상기 주입 센서(320)의 주입량 측정데이터를 수신하여, 상기 양수 관정(10)의 양수량보다 상기 주입 관정(20)의 주입량이 적도록, 상기 주입 관정(20)에 대한 주입수의 주입량을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 상기 양수 센서(310)의 오염물 농도 측정데이터 및 상기 주입 센서(320)의 오염물 농도 측정데이터를 수신하여, 상기 양수 센서(310)의 오염물 농도가 목표 오염물 농도에 비해 높은 경우, 상기 공급부(100)의 산소 또는 분해균주의 공급량을 증대하거나 유지하도록, 상기 공급부(100)를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 정화부(200)에 의해 정화된 정화수의 유량을 측정하는 정화부 센서(330);를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 양수 센서(310)의 양수량 측정데이터, 상기 주입 센서(320)의 주입량 측정데이터 및 상기 정화부 센서(330)의 정화수 유량 측정데이터를 수신하여, 상기 양수 관정(10)의 양수량보다 상기 주입 관정(20)의 주입량이 적도록, 상기 배출부(40)에 의한 정화수의 배출량 및 상기 주입 관정(20)에 대한 주입수의 주입량을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명은 접근성이 취약한 매몰지라 하더라도 효과적으로 정화할 수 있도록 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템을 제시한다.
도 1 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 시스템의 구성도.
도 2는 복합균주의 실험과정의 사진.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 정화시스템은 침출수의 재순환을 이용한 것으로서 기본적으로, 오염지의 침출수를 양수하는 양수 관정(10); 양수 관정(10)에서 양수된 침출수에 산소 및 미생물분해 활성유도물질 또는 분해균주를 공급하는 공급부(100); 공급부(100)에서 산소 및 분해균주가 공급된 주입수를 다시 오염지에 대하여 주입하는 주입 관정(20);을 포함하여 구성된다.
즉, 매몰지에 대하여 물, 산소, 미생물분해 활성유도물질 또는 분해균주를 공급하여, 생물학적 분해를 촉진하되, 매몰지에서 발생하는 침출수를 이용하도록 한 것이다.
따라서 대규모의 물탱크 등의 시설, 장비가 필요 없으므로, 접근성이 취약한 매몰지라 하더라도 효율적인 정화가 가능하다는 효과가 있다.
생물학적 분해는 호기적 조건, 혐기적 조건 모두에서 발생하지만, 전자의 경우가 후자에 비해 분해효율이 우수하다.
본 발명에 의한 정화시스템에서는, 산소와 분해균주(호기성 또는 통성 혐기성)를 양수된 침출수에 공급하여 다시 주입함으로써, 오염지(매몰지)의 생물학적 분해를 촉진한다는 효과가 있다.
매몰지 내에 균주의 양이 충분하다고 판단되는 경우에는 미생물분해 활성유도물질(영양물질)을 공급하는 것으로 족하고, 균주의 양이 부족한 경우에는 분해균주를 공급하는 것이 바람직하며, 이들을 함께 주입할 수도 있다.
미생물분해 활성유도물질로는 효모 추출물 2g, KH2PO4 1.5g, Na2HPO4 4.5g, MgCl2·7H2O 0.1g, NaCl 0.3g를 증류수 100L에 혼입한 혼합물 등을 적용할 수 있다.
분해균주로는 광합성 박테리아(Rhodopseudomonas capsulata 등), 질소화합물 악취제거 균주(Achromobacter sp. Alcaligenes sp. 등), 황화합물 악취제거 균주(Paracoccus sp. 등), 축산 폐수 분리 균주(Lactobacillus sp. 등), 음식물 쓰레기 분리 균주(Comamonas sp. 등) 중 하나 또는 2 이상의 혼합물에 의해 구성된 것을 사용할 수 있는데, 이들을 모두 혼합한 복합균주를 사용하는 경우, 악취가스의 억제효과가 우수하고 유기물질의 분해효과 또한 기대할 수 있는 것으로 나타났다(도 2).
표 1은 본 발명에 의한 정화시스템을 적용한 호기성 환경을 전제로 하여, 미처리 상태(control)의 경우, 본 발명에서 적용되는 복합균주를 사용한 경우(호기성), 일반 혐기성 균주를 사용한 경우(혐기성)의 유기물 분해량을 각각 비교한 실험결과이다.
산소는 Air Diffuser, Compressor를 이용하여 폭기방식으로 공급하였고, 주입수 중의 산소농도(DO)가 최대화되도록 하였다.
Figure pat00001
실험 결과, 상술한 복합균주(호기성)를 적용하는 경우, 악취가 저감되고 유기물 분해가 극대화함을 알 수 있었다.
양수 관정(10)에서 양수된 침출수에 대하여 산소, 분해균주를 공급하여 재주입하는 것만으로도 상술한 효과를 얻을 수 있지만, 침출수를 별도의 정화부(200)에 의해 정화하고 그 정화수에 산소, 분해균주를 공급하여 재주입하는 경우, 더욱 우수한 효과를 얻을 수 있다.
정화부(200)는 접근성이 취약한 매몰지에서 발생하는 침출수를 정화하기 위한 구조이므로, 차량에 탑재되는 이동식 구조를 취하는 것이 효과적이다.
정화부(200)는 침출수 저장조(210), 응집 및 침전조(220), 펜톤(Fenton) 산화조(230), 모래여과조(240), 메디아 반응조(250), 정화수 저장조(260) 등에 의해 구성될 수 있다.
정화부(200)에 의해 정화된 정화수의 일부는 배출부(40)에 의해 외부로 배출되고, 나머지는 다시 공급부(100), 주입 관정(20)를 통해 매몰지에 주입된다.
본 발명에 의한 정화시스템은 양수 관정(10)에서의 양수 공정, 정화부(200)에서의 정화 공정, 공급부(100)에서의 산소, 분해균주 공급 공정, 주입 관정(20)에서의 주입 공정이 연속적으로 이루어지도록 하는 것이 효과적이다.
다만, 침출수의 양이 과도하여 정화부(200)에 과부하가 발생하는 것을 방지하기 위해서는, 양수 관정(10)에서 공급부(100)로 침출수를 바이패스하는 바이패스유로(30)가 형성된 구성을 취하는 것이 바람직하다.
또한 매몰지 내부의 분해가 계속되어 오염물질의 농도가 높지 않은 경우에도, 양수 관정(10)에서 공급부(100)로 바이패스유로(30)에 의해 침출수를 바이패스시킨다.
이러한 구성을 취하는 경우, 바이패스된 침출수와 정화부(200)에서 처리된 정화수가 혼합하여 주입수로서 주입되지만, 본 발명에 의한 정화시스템에서는 시간의 경과에 따라 재순환에 의해 지속적으로 정화된 침출수가 발생하게 되므로, 충분한 정화 효율을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 정화시스템의 제어부(미도시)에 관하여 설명한다.
양수 관정(10)에는 침출수의 양수량, 오염물 농도, 온도, 수위 등을 측정하도록 양수 센서(310)가 설치되고, 주입 관정(20)에는 주입수의 주입량, 오염물 농도, 온도, 수위 등을 측정하도록 주입 센서(320)가 설치되며, 정화부(200)에는 이에 의해 정화된 정화수의 유량을 측정하는 정화부 센서(330)가 설치된다.
제어부는 이들 센서에 의해 수신된 데이터를 기초로 하여, 양수 관정(10)에서의 침출수의 양수량(속도), 주입 관정(20)에 대한 주입수의 주입량(속도), 배출부(40)를 통한 배출량(속도), 공급부(100)에서의 산소, 분해균주의 공급량 등을 제어한다.
구체적으로, 양수 센서(310)의 양수량 측정데이터 및 주입 센서(320)의 주입량 측정데이터를 수신하여, 양수 관정(10)의 양수량보다 주입 관정(20)의 주입량이 적도록, 주입 관정(20)에 대한 주입수의 주입량을 제어한다.
이는 매몰지에 대하여 과도한 주입수의 주입이 이루어지는 것을 방지하기 위하여, 침출수의 양보다 주입수의 양이 적도록 제어하는 것이다.
나아가, 제어부는 양수 센서(310)의 양수량 측정데이터, 주입 센서(320)의 주입량 측정데이터 및 정화부 센서(330)의 정화수 유량 측정데이터를 수신하여, 양수 관정(10)의 양수량보다 주입 관정(20)의 주입량이 적도록, 배출부(40)에 의한 정화수의 배출량 및 주입 관정(20)에 대한 주입수의 주입량을 제어한다.
즉, 정화시스템의 가동이 지속되어 침출수의 양이 많아지고, 수질이 개선되어 가는 경우, 배출부(40)를 통한 배출량을 점진적으로 증대시키면서, 주입 관정(20)에 대한 주입수의 주입량을 점진적으로 줄이도록 제어하는 것이다.
또한, 제어부는 양수 센서(310)의 오염물 농도 측정데이터 및 주입 센서(320)의 오염물 농도 측정데이터를 수신하여, 양수 센서(310)의 오염물 농도가 목표 오염물 농도에 비해 높은 경우에는, 매몰지의 정화가 더욱 필요하다는 의미이므로, 공급부(100)의 산소 또는 분해균주의 공급량을 증대하거나 유지하도록(이미 충분한 양이 공급되고 있는 경우), 공급부(100)를 제어한다.
반대로 양수 센서(310)의 오염물 농도가 목표 오염물 농도에 비해 낮아지는 경우에는, 매몰지의 정화가 상당히 이루어졌다는 의미이므로, 공급부(100)의 산소 또는 분해균주의 공급량을 감소시키거나, 시스템을 정지한다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 양수 관정 20 : 주입 관정
30 : 바이패스유로 40 : 배출부
100 : 공급부 200 : 정화부
310 : 양수 센서 320 : 주입 센서
330 : 정화부 센서

Claims (13)

  1. 오염지의 침출수를 양수하는 양수 관정(10);
    상기 양수 관정(10)에서 양수된 침출수에 산소 및 미생물분해 활성유도물질 또는 분해균주를 공급하는 공급부(100);
    상기 공급부(100)에서 산소 및 분해균주가 공급된 주입수를 다시 상기 오염지에 대하여 주입하는 주입 관정(20);을
    포함하는 것을 특징으로 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분해균주는 호기성 또는 통성 혐기성인 것을 특징으로 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분해균주는 광합성 박테리아, 질소화합물 악취제거 균주, 황화합물 악취제거 균주, 축산 폐수 분리 균주, 음식물 쓰레기 분리 균주 중 하나 또는 2 이상의 혼합물에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광합성 박테리아는 Rhodopseudomonas capsulata를 포함하는 것을 특징으로 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 질소화합물 악취제거 균주는 Achromobacter sp. 또는 Alcaligenes sp.를 포함하는 것을 특징으로 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 황화합물 악취제거 균주는 Paracoccus sp.를 포함하는 것을 특징으로 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 축산 폐수 분리 균주는 Lactobacillus sp.를 포함하는 것을 특징으로 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 음식물 쓰레기 분리 균주는 Comamonas sp.를 포함하는 것을 특징으로 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 양수 관정(10)에서 양수된 침출수를 정화하는 정화부(200);
    상기 정화부(200)에 의해 정화된 정화수를 외부로 배출하는 배출부(40);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 정화부(200)의 과부하를 방지하도록, 상기 양수 관정(10)에서 상기 공급부(100)로 침출수를 바이패스하는 바이패스유로(30);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 양수 관정(10)의 침출수의 양수량, 오염물 농도, 온도, 수위 중 적어도 하나 이상을 측정하는 양수 센서(310);
    상기 주입 관정(20)의 주입수의 주입량, 오염물 농도, 온도, 수위 중 적어도 하나 이상을 측정하는 주입 센서(320);
    상기 양수 센서(310)의 양수량 측정데이터 및 상기 주입 센서(320)의 주입량 측정데이터를 수신하여, 상기 양수 관정(10)의 양수량보다 상기 주입 관정(20)의 주입량이 적도록, 상기 주입 관정(20)에 대한 주입수의 주입량을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 양수 센서(310)의 오염물 농도 측정데이터 및 상기 주입 센서(320)의 오염물 농도 측정데이터를 수신하여, 상기 양수 센서(310)의 오염물 농도가 목표 오염물 농도에 비해 높은 경우, 상기 공급부(100)의 산소 또는 분해균주의 공급량을 증대하거나 유지하도록, 상기 공급부(100)를 제어하는 것을 특징으로 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 정화부(200)에 의해 정화된 정화수의 유량을 측정하는 정화부 센서(330);를 더 구비하고,
    상기 제어부는
    상기 양수 센서(310)의 양수량 측정데이터, 상기 주입 센서(320)의 주입량 측정데이터 및 상기 정화부 센서(330)의 정화수 유량 측정데이터를 수신하여, 상기 양수 관정(10)의 양수량보다 상기 주입 관정(20)의 주입량이 적도록, 상기 배출부(40)에 의한 정화수의 배출량 및 상기 주입 관정(20)에 대한 주입수의 주입량을 제어하는 것을 특징으로 하는 침출수 재순환을 이용한 정화시스템.
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