자연정화방법에 의한 오수처리와 농업적 재이용 타당성 검토
Feasibility Study of Natural Systems for Sewage Treatment and Agricultural Reuse
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참고문헌
초록
본 연구에서는 용수재이용을 위해 생활하수를 지하흐름형 인공습지로 처리한 후 연못시스템에 연결시켜 각 시스템에서의 미생물과 각 수질인자들의 처리효과를 분석하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다.1. 인공습지 처리 후 탁도와 SS는 85% 이상 제거되었는데, 연못시스템으로 유입되었을 경우 조류와 생물들에 의한 1차 생산으로 인해 오히려 농도 증가 가능성을 나타났으나, 우리 나라 방류수 수질기준보다 낮은 농도를 유지할 수 있었다. 그러나, 용수재이용시 보건·위생적인 측면과 더불어 이용자가 사용하는데 심미적인 불편함이 없어야 하므로 유출부에 여과시설 등 이에 대한 추가처리나 관리대책이 필요할 것으로 생각된다.2. 인공습지를 통해서 산소를 공급하고 BOD5의 부하를 현저히 줄일 수 있었으며 연못시스템과 연계 적용한 경우에 DO와 BOD5의 농도에 연못내 1차 생산으로 인해 다소 변동이 있었으나, 전체적으로는 국제적인 농업적 재이용 수질기준보다 낮은 수준으로서 우려할 사항이 아닐 것으로 판단된다. 그리고, 영양물질인 인이나 질소의 인공습지를 통한 제거율은 상대적으로 낮았으나 연못시스템을 연계 적용한 경우 추가처리 효과를 기대할 수 있을 것으로 나타났다. 3. 지하흐름형 인공습지에서의 미생물 처리효율은 TC, FC, E. coli 모두 평균 97% 이상 높은 처리 효율을 보였으며, 인공습지 유출수가 연못시스템을 거치면서 추가로 평균 85% 이상 제거되어 평균미생물농도가 1,000 MPN/100mL 이하이었다. 인공습지와 연못시스템을 연계·적용한 후 농업용수로 재이용하거나 수계로 방류할 경우 보건·위생상의 문제를 크게 줄일 수 있을 것으로 판단된다. 미생물의 소독은 대부분 태양광에 의해서 이루어지기 때문에 본 연구와 같이 연못 상층부에서 유출시킬 경우 높은 처리효율을 기대할 수 있을 것으로 생각하며, 대장균과 연못내에 존재하는 생물들 사이의 상호작용을 정확히 이해하여 적절한 관리대책을 마련 할 경우 안정적인 방류수 농도를 확보할 수 있을 것으로 판단된다. 4. 인공습지와 연못시스템을 연계 적용한 방법은 일반적인 하수처리장과는 달리 토양, 식물과 미생물과 같은 자연요소들의 자정능력을 이용하는 자연정화방법으로서, 하수처리수를 재이용할 경우 처리와 저장을 동시에 할 수 있는 방법이다. 높은 미생물 소독효율을 나타내어 보건·위생상의 문제를 크게 줄일 수 있었으며, 일반적인 하수처리장 방류수에 연못시스템을 적용할 경우에도 이러한 수준의 소독효율을 기대할 수 있을 것이라 판단된다. 인공습지와 연못시스템을 이용한 하수처리방식은 간단한 구조, 큰 완충능력, 적은 슬러지 발생, 적은 관리요소와 저렴한 관리 유지비를 갖는 장점을 가지고 있으며, 농촌지역 하수처리와 농업용수 재이용기술로서 적용가능성이 클 것으로 판단되어 적극적인 검토가 필요하다고 생각된다.이 논문은 2003학년도 건국대학교 학술진흥연구비 지원에 의한 논문임
Abstract
A pilot study was performed to examine the feasibility of the pond system for further polishing of treatment wetland effluent to agricultural reuse of reclaimed water. The constructed wetland and pond system was installed in Konkuk Univrsity and the effluent from septic tank of school building was used as an influent to the wetland system. The effluent of the wetland was used as an influent to pond systems. The influent concentrations of total coliform (TC), fecal coliform (FC), and E. coli were about 105 MPN/100 mL, and they were reduced to less than 10,000 MPN/100 mL on average after wetland treatments, showing over 95 % removal. And they were further reduced to less than 1,000 MPN/100 mL in average, showing over 85∼93 % removal after pond treatment. Turbidity and SS were improved effectively on average and their pond effluent concentration was about 4.5 NTU and 9.8 mg/L in average, respectively. Average BOD5 concentrations were also reduced substantially to 9.3 mg/L with about 83 % removal rate after wetland and pond treatment systems. Nutrients removal was relatively low and removal rate for T-N and T-P was less than 43 and 44%, respectively after wetland and pond treatment.Considering stable performance and effective removal of bacterial indicators as well as other water quality parameters, low maintenance, and cost-effectiveness, pond system was thought to be an effective and feasible alternative for agricultural reuse of reclaimed water. This paper describes a preliminary result from pilot study and further investigations are recommended on the optimum design parameters before full scale application.