KR20200108391A - Apparatus for water and stream purification using soil block - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 토양블록을 이용한 오수정화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토양블록을 다단 적층하여 오수를 처리하는 정화장치를 구성함에 있어서, 토양블록을 구성하는 처리토양층의 조성 뿐만 아니라 마사토의 유효입경 및 함수율, 처리토양층의 경도를 최적화함으로써 오수 처리수량을 증대시킴과 함께 오수 내에 포함되어 있는 BOD, 질소 및 인을 효과적으로 제거할 수 있는 토양블록을 이용한 오수정화장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sewage purification device using a soil block, and more particularly, in configuring a purification device for treating sewage by stacking soil blocks in multiple stages, not only the composition of the treated soil layer constituting the soil block, but also the effective particle diameter of Masato And it relates to a sewage purification apparatus using a soil block capable of effectively removing BOD, nitrogen and phosphorus contained in the sewage while increasing the amount of sewage treated water by optimizing the moisture content and hardness of the treated soil layer.
지금까지의 이치수 중심의 하천정비는 하천직강화 및 하천환경 훼손을 유발하였고, 이로 인해 하천 유수의 체류시간이 감소되어 하천의 자정능력 상실이 초래되었다. 한편, 하천오염은 수량이 많고 오염농도가 낮은 특징으로 인하여, 하천 전체수량에 대하여 수처리 공법을 적용하는 것은 경제적인 측면에서 현실적이지 못하다. 따라서, 하천의 자연정화 능력을 회복시키고, 자체적으로 깨끗한 수질을 유지할 수 있도록 하는 친자연형 수질정화 기술에 대한 요구가 점차 증가하고 있다.Up to now, river maintenance centered on Ichisu has caused direct reinforcement of the river and damage to the river environment, and this has resulted in the loss of self-cleaning ability of the river by reducing the residence time of the river running water. On the other hand, since river pollution is characterized by a large quantity of water and a low pollution concentration, it is not practical in terms of economy to apply a water treatment method to the total quantity of rivers. Therefore, there is a growing demand for a pro-natural water purification technology that restores the natural purification ability of a river and maintains clean water quality by itself.
이러한 배경 하에 적용된 접촉산화시설, 인공습지, 인공식물섬 등을 이용한 수질정화 기술들은 식생 및 미생물에 의한 우수한 생물학적 제거효율과 주변경관 향상 등의 이점들이 있지만, 홍수시 그 기능을 지속적으로 유지할 수 없거나 구조 자체가 붕괴되는 한계점을 갖고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해서는 지표수, 지하수, 토지를 포함한 유역 공간을 고려할 수 있는 자연친화적 수질정화 방법이 필요하다.Water purification technologies using contact oxidation facilities, artificial wetlands, and artificial plant islands applied under this background have advantages such as excellent biological removal efficiency by vegetation and microorganisms and improvement of the surrounding landscape, but the function cannot be maintained continuously in the event of a flood. The structure itself has a limit of collapse. To overcome these limitations, a nature-friendly water purification method that can consider the watershed space including surface water, groundwater, and land is needed.
이러한 관점에서, 한국등록특허 제586496호에 제시된 '오수, 호소수, 하폐수처리장치의 방류수 처리를 위한 복류식 정화장치 및 이를 이용한 정화처리방법'은 고수부지 또는 호소변의 부지에 복류정화지를 조성하여 토양의 여과, 흡착 및 미생물 대사작용으로 유기물 분해함과 함께 식물을 식재하여 질소와 인을 제거하여 수질개선을 기대하고 있다. 하지만, 상기의 방법은 그 처리용량이 토양층의 투수계수에 절대적으로 의존하기 때문에 투수능이 좋지 않은 토양을 사용할 경우 처리용량의 확보가 어렵고, 장기운전시 폐색(clogging) 현상이 발생하여 운전의 유지가 어려운 단점을 갖고 있다.From this point of view, the ``subflow type purification device for effluent treatment of sewage, lake water, and wastewater treatment system and a purification treatment method using the same'' proposed in Korean Patent Registration No. 586496 creates an underflow purification site at a reservoir site or a lakeside site. It is expected to improve water quality by removing nitrogen and phosphorus by planting plants as well as decomposing organic matter through soil filtration, adsorption and microbial metabolism. However, in the above method, since the treatment capacity absolutely depends on the permeability coefficient of the soil layer, it is difficult to secure the treatment capacity when using soil with poor water permeability, and a clogging phenomenon occurs during long-term operation to maintain operation. Has a difficult drawback.
이러한 문제점을 해결하기 위해 다단토양층 방법을 개발하여 사용하고 있다. 일본특허공개공보 제2004-154696호 등에 개시된 다단토양층 방법을 살펴보면, 기본적으로 토양을 이용한 정화법을 근간으로 하나 구조를 개선하여 유체의 흐름을 변화시킨 것을 특징으로 하는데, 구체적으로 토양을 일정한 형태로 블록화하여 대상지역 및 반응조에 벽돌쌓기 모형으로 토양층을 쌓아 올리고, 토양층 사이에는 투수층을 형성하여 통수능을 향상시키는 것이다. 이러한 방법의 경우, 투수층의 통수능을 향상시켜 처리량을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.In order to solve this problem, a multi-stage soil layer method has been developed and used. Looking at the multi-stage soil layer method disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2004-154696, etc., it is characterized by changing the flow of fluid by improving the structure, although it is basically based on the purification method using soil. Thus, the soil layer is piled up in the target area and the reaction tank using a racking model, and a water permeable layer is formed between the soil layers to improve water passing capacity. In the case of this method, there is an advantage of increasing the throughput by improving the water permeability of the water permeable layer.
또한, 한국공개특허 제2015-0091815호는 토양, 흡수제, 철분 및 알루미나 등으로 토양블록을 구성하고, 토양블록을 다단 적층함으로써 오수 내에 포함되어 있는 질소, 인을 제거할 수 있는 기술을 제시하고 있다.In addition, Korean Laid-Open Patent No. 2015-0091815 proposes a technology capable of removing nitrogen and phosphorus contained in sewage by configuring a soil block with soil, absorbent, iron and alumina, and stacking the soil blocks in multiple stages. .
이와 같이, 토양을 이용한 수질정화방법은 처리수량을 증가시킴과 함께 오수 내에 포함되어 있는 질소, 인 등의 다양한 오염물질을 효과적으로 제거하는 방향으로 발전되고 있다.As described above, the water purification method using soil is being developed in the direction of effectively removing various pollutants such as nitrogen and phosphorus contained in sewage while increasing the amount of treated water.
그러나, 토양블록이 다단 적층된 토양처리조를 통해 오수를 처리함에 있어서, 일정 수준 이상의 오수를 처리함과 함께 BOD, 질소 및 인 등의 오염물질을 효과적으로 제거하기 위해서는 토양블록을 구성하는 물질의 조성 뿐만 아니라 토양의 유효입경, 함수율, 토양블록의 경도 등이 고려되어야 한다.However, in treating sewage through a soil treatment tank in which soil blocks are stacked in multiple stages, in order to effectively remove pollutants such as BOD, nitrogen and phosphorus while treating wastewater above a certain level, the composition of the material constituting the soil block In addition, the effective grain size, moisture content, and hardness of soil blocks must be considered.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 토양블록을 다단 적층하여 오수를 처리하는 정화장치를 구성함에 있어서, 토양블록을 구성하는 처리토양층의 조성 뿐만 아니라 마사토의 유효입경 및 함수율, 처리토양층의 경도(硬度)를 최적화함으로써 오수 처리수량을 증대시킴과 함께 오수 내에 포함되어 있는 BOD, 질소 및 인을 효과적으로 제거할 수 있는 토양블록을 이용한 오수정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was conceived to solve the above problems, in constructing a purification device for treating sewage by stacking soil blocks in multiple stages, not only the composition of the treated soil layer constituting the soil block, but also the effective particle diameter and water content of Masato, Its purpose is to provide a sewage purification device using a soil block that can effectively remove BOD, nitrogen and phosphorus contained in sewage while increasing the amount of wastewater treated by optimizing the hardness of the treated soil layer.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 토양블록을 이용한 오수정화장치는, 오수가 처리되는 공간을 제공하는 처리조; 상기 처리조 내에 수직 방향으로 이격되어 다단 형태로 적층되고 각 단에 수평방향으로 이격되어 배치되는 복수의 토양블록들; 및 각 단의 상기 토양블록들 사이 및 각 단에 수평방향으로 배치되는 상기 토양블록들 사이에 배치되는 통수층을 포함하며, 상기 토양블록은, 토양블록 프레임; 상기 토양블록 프레임의 내부에 구비되어 오수를 정화하는 처리토양층; 및 상기 토양블록 프레임의 내부에 구비되어 상기 처리토양층을 감싸 상기 처리토양층이 상기 토양블록으로부터 유실되는 것을 방지함과 함께 상기 처리토양층을 투과하는 오수를 하단의 상기 토양블록 또는 상기 통수층으로 전달하는 역할을 하는 부직포를 포함하며, 상기 처리토양층은 마사토, 부엽토, 목탄 및 경석이 혼합되어 이루어지며, 상기 마사토의 유효입경은 0.075∼0.250mm일 수 있다.A sewage purification apparatus using a soil block according to the present invention for achieving the above object comprises: a treatment tank providing a space for treating sewage; A plurality of soil blocks that are vertically spaced in the treatment tank and stacked in a multi-stage form and horizontally spaced apart from each other in the treatment tank; And a water-passing layer disposed between the soil blocks of each stage and between the soil blocks disposed in a horizontal direction at each stage, wherein the soil block includes: a soil block frame; A treated soil layer provided inside the soil block frame to purify sewage; And it is provided inside the soil block frame to surround the treated soil layer to prevent the treated soil layer from being lost from the soil block, and transfer the sewage that penetrates the treated soil layer to the soil block or the water passing layer at the bottom. It includes a non-woven fabric serving as a role, and the treated soil layer is formed by mixing Masato, humus, charcoal, and pumice, and the effective particle diameter of Masato may be 0.075 to 0.250 mm.
상기 처리토양층의 경도는 야마나카 방식 경도계 기준으로 11.0∼15.0mm일 수 있다.The hardness of the treated soil layer may be 11.0 to 15.0 mm based on a Yamanaka hardness tester.
상기 마사토의 함수율은 11∼14%일 수 있다.The moisture content of Masato may be 11 to 14%.
최상단의 상기 토양블록 상에 또는 각 단의 상기 토양블록들 사이에 오수를 균일하게 분배하는 오수 분배관이 구비될 수 있다.A sewage distribution pipe for uniformly distributing sewage on the top of the soil block or between the soil blocks of each level may be provided.
또한, 본 발명에 따른 토양블록을 이용한 오수정화장치는 오수가 처리되는 공간을 제공하는 처리조; 상기 처리조 내에 수직방향으로 이격되어 다단 형태로 적층되고 각 단에 수평방향으로 이격 또는 접하여 배치되는 복수의 관형 토양블록들; 각 단에 수평방향으로 배치되는 상기 토양블록들에 접하는 형태로 수평방향으로 배치되는 관형 통수블록들; 및 수직방향으로 이웃하는 상기 토양블록들 또는 상기 통수블록들 사이에 배치되는 통수층을 포함하며, 상기 관형 토양블록은, 관형의 부직포; 및 상기 부직포 내에 구비되어 오수를 정화하는 처리토양층을 포함하며, 상기 통수블록은, 강재; 및 상기 강재 내에 구비되는 통수층을 포함하며, 상기 처리토양층은 마사토, 부엽토, 목탄 및 경석이 혼합되어 이루어지며, 상기 마사토의 유효입경은 0.075∼0.250mm일 수 있다.In addition, the sewage purification apparatus using a soil block according to the present invention includes: a treatment tank providing a space for treating sewage; A plurality of tubular soil blocks that are vertically spaced in the treatment tank and stacked in a multi-stage form, and disposed horizontally or in contact with each stage; Tubular water passing blocks disposed in a horizontal direction in contact with the soil blocks disposed in a horizontal direction at each end; And a water passing layer disposed between the soil blocks or the water passing blocks adjacent in a vertical direction, wherein the tubular soil block comprises: a tubular nonwoven fabric; And a treated soil layer provided in the nonwoven fabric to purify sewage, wherein the water passing block includes a steel material; And a water-passing layer provided in the steel material, and the treated soil layer is formed by mixing Masato, humus, charcoal and pumice, and the effective particle diameter of Masato may be 0.075 to 0.250 mm.
상기 처리토양층의 경도는 야마나카 방식 경도계 기준으로 11.0∼15.0mm일 수 있다.The hardness of the treated soil layer may be 11.0 to 15.0 mm based on a Yamanaka hardness tester.
상기 마사토의 함수율은 11∼14%일 수 있다.The moisture content of Masato may be 11 to 14%.
최상단의 상기 토양블록 상에 또는 각 단의 상기 토양블록들 사이에 오수를 균일하게 분배하는 오수 분배관이 구비될 수 있다.A sewage distribution pipe for uniformly distributing sewage on the top of the soil block or between the soil blocks of each level may be provided.
본 발명에 따른 토양블록을 이용한 오수정화장치는 다음과 같은 효과가 있다.The sewage purification apparatus using a soil block according to the present invention has the following effects.
토양블록의 처리토양층을 구성함에 있어서, 처리토양층의 조성, 마사토의 유효입경 및 함수율, 처리토양층의 경도를 최적화함으로써 처리수량을 증대시킬 수 있으며 원수에 포함되어 있는 BOD, 질소 및 인을 효과적으로 제거할 수 있다.In constructing the treated soil layer of the soil block, it is possible to increase the amount of treated water by optimizing the composition of the treated soil layer, the effective particle diameter and moisture content of Masato, and the hardness of the treated soil layer, and effectively remove BOD, nitrogen and phosphorus contained in the raw water. I can.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 토양블록을 이용한 오수 처리장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 토양블록을 이용한 오수 처리장치의 구성도.
도 3은 기간에 따른 장치 1 및 장치 2의 BOD 제거량을 나타낸 실험결과.
도 4는 기간에 따른 장치 1 및 장치 2의 SS 제거량을 나타낸 실험결과.
도 5는 기간에 따른 장치 1 및 장치 2의 COD 제거량을 나타낸 실험결과.
도 6은 기간에 따른 장치 1 및 장치 2의 총인(T-P) 제거량을 나타낸 실험결과.
도 7은 기간에 따른 장치 1의 총질소(TN) 및 NH4 제거능을 나타낸 실험결과.
도 8은 기간에 따른 장치 1 및 장치 2의 대장균 제거능을 나타낸 실험결과.
도 9a 내지 도 9g는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 토양블록 및 오수 처리장치의 제작방법을 설명하기 위한 참고도.
도 10은 다양한 토양의 입도분포를 실험결과.1 is a block diagram of a sewage treatment apparatus using a soil block according to a first embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a sewage treatment apparatus using a soil block according to a second embodiment of the present invention.
3 is an experimental result showing the BOD removal amount of
4 is an experimental result showing the amount of SS removal of
5 is an experimental result showing the COD removal amount of the
6 is an experimental result showing the total phosphorus (TP) removal amount of
7 is an experimental result showing the total nitrogen (TN) and NH 4 removal ability of the
8 is an experimental result showing the E. coli removal ability of the
9A to 9G are reference views for explaining a method of manufacturing a soil block and a sewage treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention.
10 is an experimental result of particle size distribution of various soils.
본 발명은 토양블록이 다단 적층된 오수 처리장치에 관한 기술을 제시한다. 본 발명은 오수 처리장치를 구성함에 있어서 토양블록을 최적화함으로써 오수 처리수량을 증대시킴과 함께 오수에 포함되어 있는 BOD, 질소 및 인을 효과적으로 제거할 수 있는 기술을 제시한다.The present invention proposes a technology related to a sewage treatment apparatus in which soil blocks are stacked in multiple stages. The present invention proposes a technology capable of effectively removing BOD, nitrogen and phosphorus contained in sewage while increasing the amount of sewage treated water by optimizing a soil block in configuring a sewage treatment apparatus.
본 발명에 따른 토양블록은 일정량의 처리토양층이 블록화된 것이다. 토양블록의 처리수량 그리고 토양블록에 의한 BOD, 질소 및 인의 제거는 처리토양층의 조성, 마사토의 유효입경 및 함수율, 처리토양층의 경도(硬度)에 의해 결정되며, 본 발명은 처리토양층의 조성, 마사토의 유효입경 및 함수율, 처리토양층의 경도 등의 인자가 최적화된 토양블록을 제시한다.The soil block according to the present invention is a block of a certain amount of treated soil layer. The treated water quantity of the soil block and the removal of BOD, nitrogen and phosphorus by the soil block are determined by the composition of the treated soil layer, the effective particle diameter and moisture content of Masato, and the hardness of the treated soil layer, and the present invention relates to the composition of the treated soil layer, Masato Soil blocks with optimized parameters such as effective particle size and moisture content of and the hardness of the treated soil layer are presented.
본 발명에 따른 토양블록을 구성하는 처리토양층은 마사토, 부엽토, 목탄 및 경석을 포함하여 이루어진다. 마사토는 처리토양층의 모체를 구성하는 구성요소이며, 통수성이 우수하고 입도 관리가 용이하다는 장점이 있다. 부엽토는 토양미생물의 생장 공간을 제공함과 함께 토양미생물의 먹이 역할을 한다. 부엽토는 2∼3개월이 경과되면 토양미생물에 의해 완전히 분해되며, 분해된 부엽토는 처리토양층에 공극을 제공한다. 경석은 처리토양층의 수분을 조정하는 역할을 한다. 경석은 풍부한 공극을 보유하고 있어, 처리토양층 내에 수분이 많을 경우 일정량의 수분이 경석에 저장되며, 처리토양층의 건조한 경우 경석에 저장된 수분이 방출되어 처리토양층의 수분이 일정하게 유지될 수 있다. 또한, 이와 같은 경석의 기능을 통해 마사토가 질퍽거리는 현상을 회피할 수 있다. 목탄은 처리토양층에 통수성 및 통기성을 제공하는 역할을 하며, 이와 함께 탈색, 탈취, 탈인의 기능을 갖는다.The treated soil layer constituting the soil block according to the present invention includes masato, humus, charcoal and pumice. Masato is a component constituting the matrix of the treated soil layer, and has the advantage of excellent water permeability and easy particle size management. The humus provides a space for soil microbes to grow and serves as food for soil microbes. After 2-3 months, humus is completely decomposed by soil microorganisms, and the decomposed humus provides voids in the treated soil layer. Pumice stone plays a role in controlling moisture in the treated soil layer. Pumice stone has abundant pores, and when there is a lot of moisture in the treated soil layer, a certain amount of moisture is stored in the pumice stone, and when the treated soil layer is dried, the moisture stored in the pumice stone is released, so that the moisture in the treated soil layer can be kept constant. In addition, it is possible to avoid the phenomenon that Masato squishes through the pumice stone function. Charcoal plays a role of providing water permeability and breathability to the treated soil layer, and has functions of decolorization, deodorization, and dephosphorization.
상술한 마사토, 부엽토, 경석 및 목탄으로 처리토양층을 구성함에 있어서, 전체 처리토양층 부피 대비 마사토 75∼80%, 부엽토 10∼15%, 경석 5∼10%, 목탄 10∼15%의 비율로 처리토양층을 조성할 수 있다. 부엽토의 경우, 10% 미만이면 토양미생물에 의한 정화 효과가 미미하며, 15%를 초과하면 부엽토에 의한 공극이 과다 형성되어 처리토양층이 침하될 수 있는 위험성이 있다. 경석의 경우, 처리토양층의 평방미터당 하루 오수처리량(L/m2·day) 즉, 처리토양층의 단위오수처리량(L/m2·day)을 고려하여 결정된다. 경석 5%는 단위오수처리량의 최저값에 해당되고, 경석 10%는 단위오수처리량의 최고값에 해당된다. 목탄의 경우, 10% 미만이면 처리토양층의 통수성 및 통기성이 저하됨과 함께 탈색, 탈취, 탈인이 효과적으로 진행되지 않으며, 15%를 초과하면 경제성이 떨어진다.In constituting the treated soil layer with the above-described Masato, humus, pumice and charcoal, the treated soil layer at a ratio of 75 to 80% of Masato, 10 to 15% of humus, 5 to 10% of pumice and 10 to 15% of charcoal relative to the volume of the total treated soil layer Can be created. In the case of humus, if it is less than 10%, the purification effect by soil microorganisms is insignificant, and when it exceeds 15%, there is a risk that the treated soil layer may be settled due to excessive formation of voids caused by humus. In the case of pumice, it is determined in consideration of the amount of sewage treated per square meter of the treated soil layer per day (L/m 2 ·day), that is, the unit amount of sewage treated in the treated soil layer (L/m 2 ·day). 5% of pumice corresponds to the lowest value of unit wastewater treatment, and 10% of pumice corresponds to the highest value of unit wastewater treatment. In the case of charcoal, if it is less than 10%, the water permeability and air permeability of the treated soil layer are deteriorated, and decolorization, deodorization, and dephosphorization do not proceed effectively.
한편, 상기 마사토, 부엽토, 목탄 및 경석 이외에 본 발명에 따른 오수 처리장치가 설치되는 현지의 토양이 처리토양층의 일 구성요소로 포함될 수도 있는데, 이 경우 현지 토양의 유효입경이 마사토의 유효입경 범위에 속해야 한다. 마사토의 유효입경에 대해서는 후술하기로 한다.On the other hand, in addition to the Masato, humus, charcoal, and pumice, the local soil on which the sewage treatment apparatus according to the present invention is installed may be included as a component of the treated soil layer. In this case, the effective particle diameter of the local soil is within the effective particle diameter range of Masato. Must belong. The effective particle diameter of Masato will be described later.
토양블록의 처리수량 그리고 토양블록에 의한 BOD, 질소 및 인의 제거를 향상시키기 위해서는 상술한 바와 같은 처리토양층의 조성 이외에 마사토의 유효입경 및 함수율, 처리토양층의 경도가 최적화되어야 한다. 본 발명에 따른 마사토의 유효입경 및 함수율, 처리토양층의 경도에 대해 설명하면 다음과 같다.In order to improve the treated water quantity of the soil block and the removal of BOD, nitrogen and phosphorus by the soil block, in addition to the composition of the treated soil layer as described above, the effective particle diameter and moisture content of Masato, and the hardness of the treated soil layer must be optimized. The effective particle diameter and moisture content of Masato according to the present invention, and the hardness of the treated soil layer will be described as follows.
먼저, 마사토의 유효입경이 최적화되어야 한다.First, Masato's effective particle diameter must be optimized.
토양을 이용하여 오수를 정화함에 있어서, 오수 정화의 주체는 미생물이지만 오수 처리량을 결정하는 인자는 토양의 입경 및 간극율이다. 토양 간극을 통과하는 유체의 통수성은 토양의 입도분포에 큰 영향을 받는다. 토양의 유효입경(D10)은 통과질량 백분율의 10%에 해당하는 입경을 일컬으며, 토양의 투수계수는 유효입경(D10)에 의해 결정된다. 정확히는 토양의 투수계수는 유효입경(D10)의 제곱값에 비례한다.In purifying sewage using soil, the main body of sewage purification is microorganisms, but the factors that determine the amount of sewage treatment are the particle size and void ratio of the soil. The water permeability of fluid passing through the soil gap is greatly influenced by the soil particle size distribution. The effective particle diameter (D 10 ) of the soil refers to the particle diameter corresponding to 10% of the passing mass percentage, and the permeability coefficient of the soil is determined by the effective particle diameter (D 10 ). To be precise, the water permeability coefficient of the soil is proportional to the square value of the effective particle diameter (D 10 ).
마사토의 유효입경은 1차적으로 처리대상수의 수질, 계획처리량, 단위처리량을 고려하여 결정되어야 하며, 이와 함께 처리토양층의 배합조건, 토양블록의 적층수, 토양블록의 폐색 등의 오수정화장치의 설계조건을 고려하여 결정되어야 한다. 이를 위해, 본 출원인은 아래의 표 1과 같은 조건으로 실험을 실시하였다. 아래의 표 1은 처리토양층의 배합조건, 토양블록의 재질조건, 토양블록의 적층수 조건, 다양한 오수 조건 하에 다양한 마사토 유효입경을 적용하여 실험을 실시한 것이다. 또한, 아래의 표 2는 마사토의 입경에 따른 통과질량(%)을 나타낸 것이다. 표 2 및 도 10을 참조하면, 통과질량은 10% 범위에 속하는 것이 바람직하며, 통과질량(%) 10% 범위에 해당되는 마사토의 유효입경은 0.075∼0.250mm이다. 따라서, 마사토의 최적 유효입경은 0.075∼0.250mm로 설계하는 것이 바람직하다.The effective particle diameter of Masato should be determined primarily by considering the water quality of the water to be treated, the planned treatment amount, and the unit treatment amount, and the mixing conditions of the treated soil layer, the stacking water of the soil block, the blockage of the soil block, etc. It should be decided in consideration of design conditions. To this end, the present applicant conducted an experiment under the conditions shown in Table 1 below. Table 1 below shows the experiment by applying various Masato effective particle diameters under the mixing conditions of the treated soil layer, the material conditions of the soil blocks, the stacking water conditions of the soil blocks, and various sewage conditions. In addition, Table 2 below shows the passing mass (%) according to the particle diameter of Masato. Referring to Table 2 and FIG. 10, the passing mass is preferably within the range of 10%, and the effective particle diameter of Masato corresponding to the range of 10% of the passing mass (%) is 0.075 to 0.250 mm. Therefore, it is desirable to design the optimum effective particle diameter of Masato to be 0.075 to 0.250 mm.
다음으로, 본 발명에 따른 마사토의 함수율 및 처리토양층의 경도는 다음의 사항을 고려하여 결정된다.본 발명의 토양블록에 구비되는 마사토는 11∼14%의 함수율을 갖는 것이 바람직하다. 마사토의 함수율이 11%보다 작거나 14%를 넘게 되면 마사토, 부엽토, 경석, 목탄의 일체화가 잘 이루어지지 않으며, 11∼14%의 함수율을 통해 처리토양층의 일체화를 이룸과 함께 오수의 이동을 가능하게 하는 처리토양층 내의 간극을 확보할 수 있다.Next, the moisture content of Masato and the hardness of the treated soil layer according to the present invention are determined in consideration of the following points. Masato provided in the soil block of the present invention preferably has a moisture content of 11 to 14%. If the moisture content of Masato is less than 11% or exceeds 14%, it is difficult to integrate Masato, humus, pumice and charcoal, and the moisture content of 11-14% makes it possible to integrate the treated soil layer and move the wastewater. It is possible to secure a gap in the soil layer to be treated.
또한, 본 발명에 따른 토양블록에 구비되는 처리토양층은 일정 수준의 경도(硬度)가 요구된다. 처리토양층의 경도는 처리토양층의 다짐 작업의 결과로 얻어진다. 즉, 토양블록 내에 처리토양층을 구비시킨 상태에서 처리토양층을 일정 강도로 다짐 작업을 실시하여 처리토양층에 경도를 부여할 수 있다. In addition, the treated soil layer provided in the soil block according to the present invention is required to have a certain level of hardness. The hardness of the treated soil layer is obtained as a result of the compaction of the treated soil layer. That is, it is possible to impart hardness to the treated soil layer by compacting the treated soil layer to a certain strength in a state in which the treated soil layer is provided in the soil block.
다짐 작업을 실시하지 않는 경우 즉, 처리토양층의 경도가 낮은 경우, 자연 압밀에 의해 처리토양층의 침하가 발생되며, 처리토양층의 침하는 통수층을 포함한 전체 오수정화장치의 침하를 유발한다. 또한, 처리토양층의 경도가 낮으면 처리토양층 내의 미세입자가 토양 간극 내의 하부로 침전하여 폐색을 유발한다. 반면, 다짐 작업이 과도하게 실시되어 처리토양층의 경도가 기준값보다 크면 공극이 폐색되어 침투성 및 통기성이 악화되어 수질 정화가 가능하지 않게 된다. 이러한 점들을 고려하여, 본 발명에 따른 처리토양층의 경도는 경도계 기준으로 11.0∼15.0mm로 설계되는 것이 바람직하다. When compaction is not performed, that is, when the hardness of the treated soil layer is low, the settlement of the treated soil layer occurs due to natural consolidation, and the settlement of the treated soil layer causes the settlement of the entire sewage purification device including the water passing layer. In addition, when the hardness of the treated soil layer is low, fine particles in the treated soil layer precipitate to the lower part of the soil gap, causing blockage. On the other hand, if the compaction work is excessively performed and the hardness of the treated soil layer is greater than the reference value, the voids are blocked, and the permeability and ventilation are deteriorated, and water purification is not possible. In consideration of these points, the hardness of the treated soil layer according to the present invention is preferably designed to be 11.0 to 15.0 mm based on a hardness tester.
처리토양층의 경도는 토양경도계를 이용한 경도측정방법(山中式標準型)을 이용할 수 있다. 토양경도계를 이용한 경도측정방법(山中式標準型)에 사용되는 경도계는 도 10에 도시한 바와 같은 경도계를 이용할 수 있다. 도 10에 도시한 바와 같은 山中式標準型 경도계를 처리토양층에 찌른 다음, 경도계에 관입된 처리토양층의 눈금을 확인하여 처리토양층의 경도를 평가할 수 있다. 참고로, 상술한 경도계를 이용한 야마나카 방식(山中式)의 경도 측정 방법은 토양의 경도를 측정하는 분야에서 널리 이용되고 있는 방법이다. The hardness of the treated soil layer can be measured using a soil hardness tester (山中式標準型). The hardness tester used in the hardness measurement method using a soil hardness tester (山中式標準型) may use a hardness tester as shown in FIG. 10. After the 山中式標準 type hardness tester as shown in FIG. 10 is pierced into the treated soil layer, the hardness of the treated soil layer can be evaluated by checking the scale of the treated soil layer penetrated by the hardness tester. For reference, the Yamanaka method of hardness measurement using the above-described hardness tester is a method widely used in the field of measuring the hardness of soil.
이상, 본 발명에 따른 토양블록에 대해 설명하였다. 다음으로, 본 발명의 토양블록이 적용되는 오수정화장치에 대해 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 토양블록을 이용한 오수정화장치는 토양블록의 형상 및 배치형태에 따라 제 1 실시예와 제 2 실시예로 구분된다. 제 1 실시예의 경우 토양블록은 직육면체 형상을 이루며, 제 2 실시예는 토양블록이 관형(管形)을 이룬다. In the above, the soil block according to the present invention has been described. Next, a description will be given of a sewage purification apparatus to which the soil block of the present invention is applied. The sewage purification apparatus using a soil block according to the present invention is divided into a first embodiment and a second embodiment according to the shape and arrangement of the soil block. In the case of the first embodiment, the soil block has a rectangular parallelepiped shape, and in the second embodiment, the soil block has a tubular shape.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 토양블록을 이용한 오수정화장치는 도 1에 도시한 바와 같이 처리조(110)를 구비한다. 상기 처리조(110)는 토양블록(120) 및 통수층(130)이 구비되는 공간을 제공한다. The sewage purification apparatus using a soil block according to the first embodiment of the present invention includes a
상기 처리조(110) 내에 복수의 토양블록(120)이 수직 방향으로 이격되어 다단 형태로 구비된다. 또한, 각 단에 있어서 수평 방향으로 복수의 토양블록(120)이 구비된다. 각 단의 토양블록(120) 사이 및 각 단에 수평 배치되는 토양블록(120)들 사이에는 통수층(130)이 구비된다. 상기 통수층(130)은 경석으로 구성될 수 있다. A plurality of soil blocks 120 are vertically spaced apart in the
상기 토양블록(120)은 토양블록 프레임(121), 부직포(122) 및 처리토양층(123)을 포함하여 구성된다. 상기 토양블록 프레임(121)은 상면이 개구된 직육면체 형상을 이루며, 처리토양층(123)이 구비되는 공간을 제공한다. 상기 부직포(122)는 처리토양층(123)을 감싸 처리토양층(123)이 토양블록(120)으로부터 유실되는 것을 방지함과 함께 처리토양층(123)을 투과하는 오수를 하단의 토양블록(120) 또는 통수층(130)으로 전달하는 역할을 한다. 토양블록 프레임(121)이 준비된 상태에서 토양블록 프레임(121) 내부에 부직포(122)를 구비시키고 부직포(122) 상에 처리토양층(123)을 매립함으로써 토양블록(120)을 제조할 수 있다. 토양블록(120)의 제조방법 및 오수 처리장치의 설치방법에 대해서는 후술하여 상세히 설명하기로 한다. The
또한, 최상단의 토양블록(120) 상에는 오수를 균일하게 분배하는 오수 분배관(140)이 구비되며, 이와 같은 오수 분배관(140)은 각 단의 토양블록(120) 사이에도 배치될 수 있다. In addition, a
한편, 상기 토양블록 프레임(121) 내에 구비되는 처리토양층(123)은 상술한 바와 같은 조성, 유효입경, 경도 및 함수율을 갖는다. 구체적으로, 처리토양층(123)은 전체 처리토양층 부피 대비 마사토 75∼80%, 부엽토 10∼15%, 목탄 10∼15%, 경석 5∼10%로 이루어진다. 또한, 처리토양층(123)을 구성하는 마사토의 유효입경은 0.075∼0.250mm를 만족해야 하며, 처리토양층(123)의 경도는 경도계 기준으로 11.0∼15.0mm로 설계되며, 마사토의 함수율은 11∼14%가 바람직하다. On the other hand, the treated
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 토양블록을 이용한 오수정화장치는 제 1 실시예와 마찬가지로 처리조(210)를 구비한다(도 2 참조). 상기 처리조(210)는 토양블록(220), 통수블록(230) 및 통수층(240)이 구비되는 공간을 제공한다. Next, the sewage purification apparatus using the soil block according to the second embodiment of the present invention includes a
제 1 실시예의 토양블록(220)이 직육면체 형상으로 구성됨에 반해, 제 2 실시예의 토양블록(220)은 관형(管形)을 이룬다. 이와 같은 관형 토양블록(220)은 수직 방향으로 이격되어 다단 형태로 반복 배치되며, 각 단에서 있어서도 복수의 토양블록(220)이 수평 방향으로 이웃하여 반복 배치된다. While the soil block 220 of the first embodiment has a rectangular parallelepiped shape, the soil block 220 of the second embodiment has a tubular shape. Such tubular soil blocks 220 are spaced apart in a vertical direction and are repeatedly arranged in a multi-stage shape, and a plurality of soil blocks 220 are repeatedly arranged adjacent to each other in a horizontal direction in each stage as well.
각 단의 수평 배치에 있어서, 제 1 실시예의 경우 복수의 토양블록(220)이 이격되어 배치됨에 반해, 제 2 실시예의 경우 복수의 토양블록(220)이 접하여 배치될 수 있다. 또한, 각 단의 수평 배치에 있어서, 토양블록(220)에 접하여 통수블록(230)이 구비된다. 따라서, 각 단의 수평 배치에 있어서, 복수의 토양블록(220)이 접하여 배치되고 이와 같은 복수의 토양블록(220)군(群)이 이격 배치되며, 복수의 토양블록(220)군(群) 사이에는 토양블록(220)과 접하는 형태로 배치되는 통수블록(230)이 구비된다. 상기 통수블록(230)은 상기 토양블록(220)과 마찬가지로 관형을 이룬다. 또한, 수직 방향으로 이웃하는 토양블록(220) 또는 통수블록(230) 사이의 공간에는 통수층(240)이 구비된다. In the horizontal arrangement of each stage, in the case of the first embodiment, a plurality of soil blocks 220 are disposed to be spaced apart, whereas in the second embodiment, a plurality of soil blocks 220 may be disposed in contact with each other. In addition, in the horizontal arrangement of each stage, a
한편, 관형의 토양블록(220)은 관형의 부직포(221)와 상기 부직포(221) 내에 구비되는 처리토양층(222)으로 이루어진다. 상기 통수블록(230)은 PE강재(231)와 상기 PE강재(231) 내에 구비되는 통수층(232)으로 이루어진다. Meanwhile, the
최상단의 토양블록(220) 상에는 제 1 실시예와 마찬가지로 오수를 균일하게 분배하는 오수 분배관(250)이 구비되며, 이와 같은 오수 분배관(250)은 각 단의 토양블록(220) 사이에도 배치될 수 있다. A
상기 토양블록(220) 내에 구비되는 처리토양층(222)은 상술한 바와 같은 조성, 유효입경, 경도 및 함수율을 갖는다. 구체적으로, 처리토양층은 전체 처리토양층 부피 대비 마사토 75∼80%, 부엽토 10∼15%, 목탄 10∼15%, 경석 5∼10%로 이루어진다. 또한, 처리토양층을 구성하는 마사토의 유효입경은 0.075∼0.250mm를 만족해야 하며, 처리토양층의 경도는 경도계 기준으로 11.0∼15.0mm로 설계되며, 마사토의 함수율은 11∼14%가 바람직하다. The treated
다음으로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 토양블록의 제조방법 및 제 1 실시예에 따른 오수 처리장치의 설치방법에 대해 설명하면 다음과 같다. Next, a method of manufacturing a soil block according to a first embodiment of the present invention and a method of installing a sewage treatment apparatus according to the first embodiment will be described as follows.
제 1 실시예에 따른 토양블록을 제조하기 위해 처리토양층을 준비한다. 처리토양층은 75∼80%, 부엽토 10∼15%, 목탄 10∼15%, 경석 5∼10%를 배합하여 준비하며, 처리토양층을 구성하는 마사토는 유효입경 0.075∼0.250mm, 함수율 11∼14%의 조건을 만족한다. To prepare a soil block according to the first embodiment, a treated soil layer is prepared. The treated soil layer is prepared by mixing 75 to 80%,
이어, 토양블록 프레임을 준비하고(도 9a 참조), 토양블록 프레임 내부에 부직포를 구비시키고 부직포 상에 처리토양층을 매립한다(도 9b 참조). 그런 다음, 토양블록 프레임에 매립된 처리토양층에 대해 다짐 작업을 실시하여(도 9c 참조) 처리토양층의 경도가 11.0∼15.0mm를 만족시키도록 한다(도 9d 참조). 이와 같은 과정을 통해 제 1 실시예에 따른 토양블록이 완성된다. Next, a soil block frame is prepared (see FIG. 9A), a nonwoven fabric is provided inside the soil block frame, and a treated soil layer is buried on the nonwoven fabric (see FIG. 9B). Then, compaction work is performed on the treated soil layer buried in the soil block frame (see Fig. 9c) so that the hardness of the treated soil layer satisfies 11.0 to 15.0 mm (see Fig. 9d). Through this process, the soil block according to the first embodiment is completed.
제 1 실시예에 따른 오수 처리장치의 설치방법은 다음과 같다. The installation method of the sewage treatment apparatus according to the first embodiment is as follows.
오수 처리장치의 처리조 하단에 지지판을 설치한 다음(도 9e 참조), 지지판 상에 복수의 토양블록을 수평방향으로 배치한다(도 9f 참조). 이어, 복수의 토양블록을 모두 덮도록 일정 높이의 통수층을 매립한다(도 9g 참조). 그런 다음, 통수층 상에 재차 복수의 토양블록을 수평방향으로 배치한다. 이와 같은 토양블록 배치, 통수층 매립 과정을 반복 실시하여 토양블록이 다단 적층된 오수 처리장치를 완성한다. 최상단의 토양블록 상에는 오수를 균일하게 분배하는 오수 분배관을 설치하며(도 9h 참조), 이와 같은 오수 분배관은 각 단의 토양블록 사이에도 설치할 수 있다. After installing a support plate at the bottom of the treatment tank of the sewage treatment apparatus (see Fig. 9e), a plurality of soil blocks are disposed on the support plate in a horizontal direction (see Fig. 9f). Subsequently, a water passing layer of a certain height is buried so as to cover all of the plurality of soil blocks (see FIG. 9g). Then, a plurality of soil blocks are again placed in the horizontal direction on the water passing layer. The soil block arrangement and the process of reclaiming the water passage are repeated to complete the sewage treatment system in which the soil blocks are stacked in multiple stages. A sewage distribution pipe for uniformly distributing sewage is installed on the uppermost soil block (see Fig. 9h), and such a sewage distribution pipe may be installed between soil blocks of each level.
이상, 본 발명에 따른 토양블록 및 이를 이용한 오수정화장치에 대해 설명하였다. 다음으로, 실험예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다. In the above, the soil block and the sewage purification apparatus using the same according to the present invention have been described. Next, the present invention will be described in more detail through experimental examples.
<실험예 1 : 실험방법><Experimental Example 1: Experimental Method>
본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 오수정화장치를 대상으로 원수 처리를 실시하고 BOD 제거능, SS 및 COD 제거능, 인 및 질소의 제거능, 대장균 제거능 등을 평가하였다. 이하의 설명에서, 실험에 사용된 제 1 실시예에 따른 오수 처리장치는 '장치 1', 제 2 실시예에 따른 오수 처리장치는 '장치 2'로 칭하기로 한다. Raw water treatment was performed on the sewage purification apparatus according to the first and second embodiments of the present invention, and BOD removal ability, SS and COD removal ability, phosphorus and nitrogen removal ability, E. coli removal ability, and the like were evaluated. In the following description, the sewage treatment apparatus according to the first embodiment used in the experiment will be referred to as'device 1', and the sewage treatment apparatus according to the second embodiment will be referred to as'device 2'.
장치 1의 토양블록은 스테인리스강 재질의 프레임을 토양블록 프레임으로 이용하였고, 부직포로 처리토양층을 감쌌다. 장치 1의 토양블록은 W200 x L400 x H50mm의 크기를 갖도록 설계하였다. 장치 1의 전체 크기는 W1.30 x L0.80 x H2.00m로 설계하였다. 토양블록들 사이에는 통수층으로 경석을 배치하였다. 장치 2는 관형의 부직포에 처리토양층을 채워 토양블록을 완성하였다. 장치 2의 토양블록은 φ60mm x 800mm의 크기로 설계되었다. 장치 2의 전체 크기는 장치 1과 마찬가지로 W1.30 x L0.80 x H2.00m로 설계하였고, 토양블록들 사이에는 통수층으로 경석을 배치하였다. 장치 1과 장치 2의 처리토양층은 모두 마사토, 부엽토, 목탄의 조합으로 구성하였다. 장치 1과 장치 2의 전체 조합으로, 경석 60%, 마사토 32%, 부엽토 4%, 목탄 4%로 구성하였다. For the soil block of
원수는 BOD 20.0mg/l, SS 10.0mg/l, T-P 3.0mg/l, T-N 18.3mg/l의 성상을 갖는 원수를 이용하였다. 실험기간은 2017년 8월 20일∼12월 16일이었으며, 장치 1과 장치 2에 200m3/일의 원수를 공급하였다. 또한, 장치 1과 장치 2에 7.0l/m2·min(4.2l/m3·min)의 공기를 24시간 동안 연속하여 공급하였다. Raw water was used as raw water having properties of BOD 20.0mg/l, SS 10.0mg/l, TP 3.0mg/l, and TN 18.3mg/l. The experiment period was from August 20 to December 16, 2017, and 200 m 3 /day of raw water was supplied to
<실험예 2 : 처리수량> <Experimental Example 2: Treatment water amount>
108일 동안 장치 1과 장치 2를 가동한 결과, 장치 1의 하루 평균 처리량은 8.4m3/m2/일, 장치 2는 7.6m3/m2/일이었다. 장치 1과 장치 2의 기간별 처리수량은 아래의 표 3과 같다. As a result of running
<실험예 3 : 일반항목에 대한 수질분석>수온, pH, ORP는 원수와 처리수 모두 비슷한 수치를 보였다. DO(용존산소량)은 원수보다 처리수가 높은 값을 나타냈으며, 이는 장치 1과 장치 2에 7.0l/m2·min(4.2l/m3·min)의 공기를 24시간 동안 연속하여 공급한 것에 기인한 것으로 판단된다. <Experimental Example 3: Water Quality Analysis for General Items> Water temperature, pH, and ORP showed similar values for both raw and treated water. DO (Dissolved Oxygen Amount) showed a higher value of treated water than raw water, and this is because 7.0 l/m 2 min (4.2 l/m 3 min) of air was continuously supplied to
<실험예 4 : BOD 제거능><Experimental Example 4: BOD removal ability>
아래의 표 4는 장치 1과 장치 2의 BOD 제거능을 나타낸 것이다. Table 4 below shows the BOD removal capabilities of
표 4 및 도 3을 참조하면, 초기 3주간 7.5m3/㎡·일의 부하량으로 가동한 결과, 장치 1 및 장치 2 모두 안정적인 BOD 제거능을 보였다. 이후, 9/13일에 부하량을 8.55m3/㎡·일로 증가시켜 약 5주간 실험을 계속한 결과, BOD 제거능은 2㎎/l 이하로 나타나 목표값(5mg/l)을 만족시켰다. 이어, 10/16일에 부하량을 10m3/㎡·일로 늘려 4주간 실험을 계속한 결과, BOD 제거능은 2㎎/l 이하로 나타나 목표값(5mg/l)을 만족시켰다. 원수의 온도와 BOD 제거능 사이의 관계를 살펴보면, 여름에서 가을 사이 기온, 수온이 비교적 높고, 토양의 생물학적 활성이 높게 유지된 조건에서는 수량 수질 부하가 10m3/㎡·일, 원수의 BOD 농도가 20mg/l를 초과하더라도 처리수는 BOD 5mg/l 이하를 만족시켰다. 수온이 15℃보다 낮은 겨울철의 경우, 전처리조에서의 생물 활성이 저하되어 처리수의 BOD가 목표값인 5mg/l를 초과하는 결과를 나타냈다. 그러나, 이 경우에서도 원수의 BOD가 20mg/l로 유지된다면 처리수의 BOD를 목표값에 맞출 수 있을 것으로 추정된다. 또한, 오수 처리장치의 규모가 장치 1 및 장치 2에 비해 커지고 지하에 매립되어 외부 온도에 의한 영향이 작아지는 경우, 겨울철에도 처리수의 BOD를 목표값에 맞출 수 있을 것으로 기대된다. Referring to Table 4 and FIG. 3, as a result of operation with a load of 7.5 m 3 /
한편, 부하량과 BOD 제거능 사이의 관계를 살펴보면, 부하량이 7.5에서 10m3/㎡·일로 증가해도 BOD 제거율은 90% 이상을 유지함을 확인하였다. 부하량을 10m3/㎡·일로 설정한 후 11월 하순까지 4 주 정도는 BOD 제거능에 큰 영향은 없었고 안정적인 처리수질을 유지하였다. 12월에 들어 BOD 제거능이 저하되는 경향을 보이기 시작했는데, 이는 주로 저온에 의한 생물 활성의 저하가 원인으로 판단된다. On the other hand, looking at the relationship between the load amount and the BOD removal ability, it was confirmed that even if the load amount increased from 7.5 to 10 m 3 /
<실험예 5 : SS 및 COD 제거능><Experimental Example 5: SS and COD removal ability>
도 4는 기간에 따른 장치 1 및 장치 2의 SS 제거량을 나타낸 실험결과이고, 도 5는 기간에 따른 장치 1 및 장치 2의 COD 제거량을 나타낸 실험결과이다. 도 4을 참조하면, 원수의 SS(고형물)은 운전 후 11/11일까지 두 장치 모두 원수의 SS가 90% 이상 제거되었으며, 겨울철의 경우 원수의 SS가 약 70% 정도 제거되었다. 4 is an experimental result showing the amount of SS removal by
CODcr(화학적산소요구량-중크롬산칼륨법) 제거능을 살펴보면 다음과 같다. 도 5를 참조하면, 원수의 CODcr는 장치 1과 장치 2 모두 30∼40/l 정도였으며, BOD 제거능과 마찬가지로 겨울철(최고 64mg/l)에 제거효율이 낮았다. COD cr (chemical oxygen demand-potassium dichromate method) removal ability is as follows. Referring to FIG. 5, the COD cr of raw water was about 30-40/l in both
부하량과 SS, CODcr 제거능 사이의 관계를 살펴보면, BOD 제거능과 마찬가지로 부하량이 7.5에서 10m3/㎡·일로 증가해도 안정적인 SS 제거능, CODcr 제거능 특성을 나타내었다. Looking at the relationship between the load and the removal capacity of SS and COD cr , similar to the BOD removal capacity, even when the load increases from 7.5 to 10 m 3 /㎡·day, stable SS removal capacity and COD cr removal capacity were shown.
<실험예 6 : 인 제거능><Experimental Example 6: Phosphorus removal ability>
아래의 표 5는 부하량에 따른 장치 1 및 장치 2의 총인(T-P) 제거율을 나타낸 것이고, 도 6은 기간에 따른 장치 1 및 장치 2의 총인(T-P) 제거량을 나타낸 것이다. Table 5 below shows the total phosphorus (T-P) removal rates of
표 5를 참조하면, 부하량이 8.5m3/㎡·일 미만인 경우 총인(T-P) 제거율이 10∼20% 이었으나, 부하량이 10.0m3/㎡·일 이상인 경우 총인(T-P)이 거의 제거되지 않았다. 또한, 도 6을 참조하면, 10/16일부터 부하량을 10.0m3/㎡·일로 증가시켜 4주 처리한 후 다시 부하량을 7m3/㎡·일로 감소시켜 처리를 실시하였으나 인이 거의 제거되지 않았다. <실험예 7 : 질소 제거능>Referring to Table 5, when the load was less than 8.5 m 3 /
장치 1의 질소 제거능에 대해 분석을 실시하였다. 아래의 표 6은 장치 1의 질소 제거능을 나타낸 실험결과이며, 분석대상 질소항목으로는 총질소(T-N), NH4, NO3로 설정하였다. 도 7은 기간에 따른 장치 1의 총질소(TN) 및 NH4 제거능을 나타낸 실험결과이다. Analysis was performed on the nitrogen removal ability of the
장치 1에 대해 질소 제거능 실험을 진행한 결과, 표 6 및 도 7을 참조하면 원수 내의 암모니아성질소(NH4-N) 및 아질산상질소(NO2-N)는 대부분 질산성질소(NO3-N)로 변환됨을 확인하였다. 원수 내의 암모니아성질소(NH4-N) 및 아질산상질소(NO2-N)는 질산성질소(NO3-N)로의 질산화반응을 거치고 질산성질소(NO3-N)는 질소(N2)로의 탈질반응을 거치게 되는데, 본 실험에서 질산화반응이 안정적으로 진행됨은 확인하였으나, 질산성질소(NO3-N)의 질소(N2)로의 탈질반응은 미미하여 처리수에 질산성질소(NO3-N)가 처리수에 다량 포함되어 있음을 확인하였다. 이에 따라, 원수와 처리수의 총질소(TN)은 부하량과 관계없이 비슷한 수치를 나타내었다. 표 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, NH4 제거율은 89.4%로 매우 높은 수치를 나타내었다. 이는 처리수의 DO가 7mg/l 이상인 것에 기인하며, 장치 1의 운전조건이 강한 호기성 조건임에 따라 질산화반응이 활발히 진행된 것으로 판단된다. As a result of carrying out a nitrogen removal ability experiment for
한편, 질산성질소(NO3-N)가 질소(N2)로 탈질되기 위해서는 혐기성미생물에 의한 탈질반응이 요구되는데, 탈질반응을 위해서는 장치 1의 운전조건이 혐기조건을 이루어야 하며 탈질에 필요한 탄소원(수소공여체)이 필요하다. On the other hand, in order to denitrify nitrate nitrogen (NO 3 -N) to nitrogen (N 2 ), a denitrification reaction by anaerobic microorganisms is required.For the denitrification reaction, the operating conditions of the
실험 중반기까지는 호기성 환경을 이루고 원수의 유기물 농도가 낮아 탈질반응에 필요한 조건이 충족되지 않아 질산성질소가 그대로 유지되어 총질소의 농도는 거의 변하지 않았다. 실험 후반기 즉, 겨울철에 접어들면서 기온과 수온이 저하되어 원수의 BOD가 높아지고 부하량이 10.0m3/㎡·일로 증가됨에 따라 10∼15%의 총질소 제거가 진행되었다. Until the middle of the experiment, the aerobic environment was achieved and the conditions required for the denitrification reaction were not satisfied due to the low concentration of organic matter in the raw water, so the nitrate nitrogen was maintained as it was, and the concentration of total nitrogen hardly changed. In the second half of the experiment, that is, as the winter season entered, as the temperature and water temperature decreased, the BOD of the raw water increased, and the load increased to 10.0m 3 /㎡·day, so that 10-15% of total nitrogen was removed.
실험 후반기에 탈질반응이 일정 부분 진행된 이유는 다음과 같이 추정된다. 겨울철의 경우 수온 저하에 의해 원수의 BOD가 증가하고, 처리되지 않은 BOD가 탈질반응에 필요한 수소공여체로 이용된 것으로 추정된다. 또한, 원수의 SS가 장치 1 내부에 축적됨으로써 부하량이 증가됨에 따라 장치 1의 내부가 일부 혐기성 조건으로 변환된 것으로 판단된다. The reason why the denitrification reaction partially proceeded in the second half of the experiment is estimated as follows. In winter, the BOD of raw water increases due to the decrease in water temperature, and it is estimated that untreated BOD was used as a hydrogen donor necessary for the denitrification reaction. In addition, it is determined that the interior of the
<실험예 8 : 대장균 제거능><Experimental Example 8: E. coli removal ability>
도 8은 기간에 따른 장치 1 및 장치 2의 대장균 제거능을 나타낸 실험결과이다. 도 8을 참조하면, 원수의 대장균수는 300∼3600개/ml 였으나, 장치 1 및 장치 2 처리수의 대장균수는 100∼1000개/ml로 나타나 방류수 처리기준에 부합하였다.8 is an experimental result showing the E. coli removal ability of the
110 : 처리조 120 : 토양블록
121 : 토양블록 프레임 122 : 부직포
123 : 처리토양층 130 : 통수층
140 : 오수 분배관110: treatment tank 120: soil block
121: soil block frame 122: non-woven fabric
123: treated soil layer 130: water passing layer
140: sewage distribution pipe
Claims (8)
상기 처리조 내에 수직 방향으로 이격되어 다단 형태로 적층되고 각 단에 수평방향으로 이격되어 배치되는 복수의 토양블록들; 및
각 단의 상기 토양블록들 사이 및 각 단에 수평방향으로 배치되는 상기 토양블록들 사이에 배치되는 통수층을 포함하며,
상기 토양블록은,
토양블록 프레임;
상기 토양블록 프레임의 내부에 구비되어 오수를 정화하는 처리토양층; 및
상기 토양블록 프레임의 내부에 구비되어 상기 처리토양층을 감싸 상기 처리토양층이 상기 토양블록으로부터 유실되는 것을 방지함과 함께 상기 처리토양층을 투과하는 오수를 하단의 상기 토양블록 또는 상기 통수층으로 전달하는 역할을 하는 부직포를 포함하며,
상기 처리토양층은 마사토, 부엽토, 목탄 및 경석이 혼합되어 이루어지며,
상기 마사토의 유효입경은 0.075∼0.250mm인 것을 특징으로 하는 토양블록을 이용한 오수정화장치.A treatment tank providing a space for treating sewage;
A plurality of soil blocks that are vertically spaced in the treatment tank and stacked in a multi-stage form and horizontally spaced apart from each other in the treatment tank; And
And a water passing layer disposed between the soil blocks of each stage and between the soil blocks disposed in a horizontal direction at each stage,
The soil block,
Soil block frame;
A treated soil layer provided inside the soil block frame to purify sewage; And
It is provided inside the soil block frame to surround the treated soil layer to prevent the treated soil layer from being lost from the soil block, and to deliver the sewage that passes through the treated soil layer to the soil block or the water passing layer at the bottom. Including a nonwoven fabric,
The treated soil layer is made of a mixture of masato, humus, charcoal and pumice,
Sewage purification apparatus using a soil block, characterized in that the effective particle diameter of the Masato is 0.075 ~ 0.250mm.
상기 처리토양층의 경도는 야마나카 방식 경도계 기준으로 11.0∼15.0mm인 것을 특징으로 하는 토양블록을 이용한 오수정화장치.The method of claim 1,
Sewage purification apparatus using a soil block, characterized in that the hardness of the treated soil layer is 11.0 to 15.0mm based on a Yamanaka type hardness meter.
상기 마사토의 함수율은 11∼14%인 것을 특징으로 하는 토양블록을 이용한 오수정화장치.The method of claim 1,
Sewage purification apparatus using a soil block, characterized in that the moisture content of the Masato is 11-14%.
최상단의 상기 토양블록 상에 또는 각 단의 상기 토양블록들 사이에 오수를 균일하게 분배하는 오수 분배관이 구비되는 것을 특징으로 하는 토양블록을 이용한 오수정화장치.The method of claim 1,
Sewage purification apparatus using a soil block, characterized in that the sewage distribution pipe for uniformly distributing the waste water on the top of the soil block or between the soil blocks of each stage.
상기 처리조 내에 수직방향으로 이격되어 다단 형태로 적층되고 각 단에 수평방향으로 이격 또는 접하여 배치되는 복수의 관형 토양블록들;
각 단에 수평방향으로 배치되는 상기 토양블록들에 접하는 형태로 수평방향으로 배치되는 관형 통수블록들; 및
수직방향으로 이웃하는 상기 토양블록들 또는 상기 통수블록들 사이에 배치되는 통수층을 포함하며,
상기 관형 토양블록은,
관형의 부직포; 및
상기 부직포 내에 구비되어 오수를 정화하는 처리토양층을 포함하며,
상기 통수블록은,
강재; 및
상기 강재 내에 구비되는 통수층을 포함하며,
상기 처리토양층은 마사토, 부엽토, 목탄 및 경석이 혼합되어 이루어지며,
상기 마사토의 유효입경은 0.075∼0.250mm인 것을 특징으로 하는 토양블록을 이용한 오수정화장치.A treatment tank providing a space for treating sewage;
A plurality of tubular soil blocks that are vertically spaced in the treatment tank and stacked in a multi-stage form, and disposed horizontally or in contact with each stage;
Tubular water passing blocks disposed in a horizontal direction in contact with the soil blocks disposed in a horizontal direction at each end; And
It includes a water passing layer disposed between the soil blocks or the water passing blocks adjacent in the vertical direction,
The tubular soil block,
Tubular non-woven fabric; And
It includes a treated soil layer provided in the non-woven fabric to purify the sewage,
The water passing block,
Steel; And
It includes a water passing layer provided in the steel material,
The treated soil layer is made of a mixture of masato, humus, charcoal and pumice,
Sewage purification apparatus using a soil block, characterized in that the effective particle diameter of the Masato is 0.075 ~ 0.250mm.
상기 처리토양층의 경도는 야마나카 방식 경도계 기준으로 11.0∼15.0mm인 것을 특징으로 하는 토양블록을 이용한 오수정화장치.The method of claim 5,
Sewage purification apparatus using a soil block, characterized in that the hardness of the treated soil layer is 11.0 to 15.0mm based on a Yamanaka type hardness meter.
상기 마사토의 함수율은 11∼14%인 것을 특징으로 하는 토양블록을 이용한 오수정화장치.The method of claim 5,
Sewage purification apparatus using a soil block, characterized in that the moisture content of the Masato is 11-14%.
최상단의 상기 토양블록 상에 또는 각 단의 상기 토양블록들 사이에 오수를 균일하게 분배하는 오수 분배관이 구비되는 것을 특징으로 하는 토양블록을 이용한 오수정화장치.The method of claim 5,
Sewage purification apparatus using a soil block, characterized in that the sewage distribution pipe for uniformly distributing the waste water on the top of the soil block or between the soil blocks of each stage.
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KR100586496B1 (en) | 2004-07-23 | 2006-06-08 | (주) 일신네이쳐 | Underflow type wastewater treatment system constructed at the edge of the water and wastewater treatment method the same |
KR20150091815A (en) | 2014-02-04 | 2015-08-12 | 한국과학기술연구원 | Soil block for phosphorous removal and Apparatus and method for water and stream purification |
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- 2020-07-31 KR KR1020200095938A patent/KR20200108391A/en not_active Application Discontinuation
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JP2004154696A (en) | 2002-11-07 | 2004-06-03 | Toshiyuki Wakatsuki | Method and apparatus for purifying sewage and service water |
KR100586496B1 (en) | 2004-07-23 | 2006-06-08 | (주) 일신네이쳐 | Underflow type wastewater treatment system constructed at the edge of the water and wastewater treatment method the same |
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