팔당수질정화검증단지 사전타당성 검토

문수호(Su-Ho Moon),김영래,최두선,하동윤,주용남,주영훈,이숙희,최윤미,강호근,박일건,이기영(Ki-Young Lee) 경기연구원 2008 위탁연구 Vol.2008 No.3

연구의 배경 및 목적 최근 국내에서는 자연친화적 수질정화기술로 인공습지가 각광을 받고 있으나 관련 연구 및 기술축적 수준은 선진국과 비교하여 낮고, 수처리 효율 저하, 식재 식물의 생육 저하, 겨울철 식재 식물 고사 등과 같은 다양한 문제점들이 대두되고 있다. 그러나 이를 해결하기 위한 시설이나 시스템은 매우 빈약한 실정이다. 특히 팔당유역의 경우 양질의 상수원 확보 및 수질오염총량제에 대비하기 위해서는 팔당 수질개선사업에 최적의 수질정화기술의 적용이 필수적이며, 이를 위해서는 수질정화기술에 대한 기술검증ㆍ진단, 현장 적용성 평가 그리고 장기적인 관리ㆍ운영방안의 수립을 위한 체계적인 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 수질정화기술들에 대한 기술검증ㆍ진단, 현장 적용성 평가 그리고 효율적이고 체계적인 관리ㆍ운영 방안 수립 등의 체계적인 연구를 위한 수질정화 단지인 팔당 수질정화단지를 조성하는데 있다. 팔당수질정화단지 조성의 효용성을 극대화하기 위하여 단지의 도입시설, 운영주체, 운영방안, 수질정화단지의 적정 부지와 관련한 사전 타당성 검토를 실시하였다. 또한 팔당수질 정화단지가 단순한 기술의 검증 및 현장 적용성 평가 등을 위한 실험단지가 아닌 생태학습장 및 환경기술에 대한 교육, 홍보의 역할을 할 수 있는 복합기능을 지닌 물환경 관련 종합연구 테마단지로 조성하고자 한다. 연구요약 본 연구에서는 팔당유역의 기본현황 조사, 관련법규 검토 그리고 국내ㆍ외 자연친화적인 수질정화기술들에 대한 실태 및 사례 조사ㆍ분석 등을 통해 팔당지역에 적합한 수질정 화단지의 조성을 위하여 도입시설, 적정부지, 운영주체 및 운영방안과 관련된 사전 타당성 검토를 실시하였다. 팔당수질정화단지는 복합적인 기능을 지닌 물환경연구 종합 연구 테마단지로 조성하는 것을 최종목표로 하였으며, 주요 역할 및 기능은 크게 수질정화기술의 현장 적용성 평가 및 지원, 정책 및 기술의 연구개발, 교육ㆍ홍보의 3가지로 설정하였다. 도입시설로는 상수원보호구역과 개발제한구역인 팔당유역의 지역적 특성을 고려하여 자연친화적인 수질정화실험시설 위주로 우선 도입하며, 점오염원 처리와 관련된 장치형 실험 시설은 팔당유역 주변의 환경기초시설 부지 내 유휴 부지를 이용하고 향후 물환경교육센터 및 물환경 체험 교육장 시설은 단계별로 도입하는 것으로 계획하였다. 팔당유역의 총 15개 후보지 중 팔당수질정화단지의 적정 부지로 선정된 남양주시 능내리와 광주시 정지리에 대하여 주변 자원과의 연계성, 부지매입의 연계성, 단지 조성시 공사의 난이도, 접근의 용이성, 단지조성과 관련된 물리적 적합성 등에 대한 분석결과 남양주시 능내리가 광주시 정지리에 비하여 팔당수질정화단지의 사업대상지로 적합한 것으로 판단되었다. 수질정화기술 개발의 중추적인 역할을 수행하기 위해서 팔당수질정화단지는 조사ㆍ연구 결과에 대한 신뢰성 확보와 열린 연구 단지를 지향하여야 할 것이며, 운영초기에는 수질정화 관련 연구 및 기술지원 기능에 집중하며 향후 물환경정책 개발ㆍ제안, 환경교육ㆍ홍보, 컨설팅 기능으로 그 영역을 확대하는 것이 바람직할 것이다. 팔당수질정화단지의 관리ㆍ운영은 팔당물환경센터가 중심이 되거나 재단을 설립하여 독립기구로 운영하는 두 가지 방법이 있으며, 독립기구 설립을 통한 운영보다는 팔당물환경 센터가 주축이 되어 관리ㆍ운영하는 것이 관리ㆍ운영의 효율성, 정책수립 및 인력활용 측면에서 유리한 것으로 판단되었다. 결론 팔당호 수질개선과 국가적인 물환경 정책의 상황변화에 신속하고 적극적으로 대응하기 위한 정책 및 기술개발 지원시스템 구축을 위해서는 팔당수질정화단지의 조성이 필요하다고 판단된다. 다양한 요인들을 고려한 분석결과 팔당수질정화단지는 남양주시 조안면 능내리 일원에 조성하며, 단지의 관리ㆍ운영은 팔당물환경센터가 주축이 되어 운영하는 것이 바람직할 것이다. 팔당수질정화단지는 수질정화기술 및 정책 개발, 물환경 교육ㆍ홍보의 공공성을 띤 종합 테마단지로 물환경과 관련한 경기도의 랜드마크 역할을 담당하도록 조성하는 것이 바람직할 것이며, 이를 위해 사업추진은 조성준비 및 건설, 운영 및 활성화를 위한 추가시설 도입 그리고 종합테마단지 완성 등 단계별로 시행하여야 할 것이다. 팔당수질정화단지의 조성으로 깨끗하고 생태적으로 건강한 물환경 조성을 위한 정책 및 기술개발의 기반이 구축되어 경기도민의 삶의 질 향상이 기대되며, 수질개선에 소요되는 경제적 비용절감 효과, 환경기술의 개발ㆍ보급 촉진으로 인한 지역경제 활성화 그리고 경기도가 물환경 관리에 있어서 선도적인 입지를 구축하는데 크게 기여할 것으로 판단된다. Application of optimum water purification technology was essential to Paldang water quality improvement activity for the conservation of water resource and preparation of the TMDL(total maximum daily loads) in the Paldang province. From these reasons, it was necessary to systematic research for verification of water purification technologies, field applicability evaluation and establishment of operation program. The objective of this study is construction of the Paldang water purification complex(PWPC) for verification of water purification technologies, field applicability evaluation and establishment of long-term operation program. For this purpose, feasibility study was conducted about experimental facilities, appropriate building site, central operating body and operation program. Construction of PWPC was needed to establish the supporting system for water policy and technology development. Neungnae-ri(Namyanju-si) regions were suited to construct the PWPC. It is desirable that Paldang water-environment center operate the PWPC. The ultimate goal of PWPC is establishment of integrated water environment research theme complex. The functions of PWPC were as followings : (1) field applicability evaluation and support, (2) research and development and (3) education and publicity activity. Natural water purification experimental facilities will be constructed preferentially in the PWPC and then other facilities will be constructed stage by stage. It will be desirable that PWPC expands the operation area from the research and development area to water policy development, environmental education- publicity and consulting area. PWPC will play an important part as a landmark of water environment research in Gyeonggi-do. Therefore, construction plan will be conducted stage by stage as follows : construction preparation and construction, construction of additional facilities and completion of integrated theme complex. Construction of PWPC is contribute to improve the life quality of residents in Geyonggi-do, save the money consumed to water improvement, revitalization of regional economy by environmental technology development and promotion of technology distribution, and help that Gyeonggi-do take the leading position in water environment management.

수질정화효율 향상을 위한 조합형 인공습지 개발

김형중 ( Hyung Joong Kim ),함종화 ( Jong Hwa Haam ),김동환 ( Dong Hwan Kim ),홍대벽 ( Dae Byuk Hong ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

인공습지의 장기 운영에 따른 수질정화효율 저하를 보완하기 위하여 조합형 인공습지 시스템을 개발하였다. 조합형 인공습지 시스템은 지표흐름 인공습지 하단에 수질정화재료를 이용한 계단형 상하흐름 인공습지(지하흐름 인공습지)를 조합하여 구성된 인공습지 시스템이다. 계단형 상하흐름 인공습지는 폭 1.4m × 길이 5.6m × 높이 1m를 4열 설치하고, 그 속에 각각 바이오 세라믹, 활성탄, 복합여재, 제강슬래그를 충진하였다. 유기물 지표인 COD의 경우 유입수는 평균 8.43 mg/L로 농업용수 수질기준을 초과하였다. 그러나 인공습지+활성탄 시스템은 평균 2.17 mg/L로 낮아져 농업용수 수질기준을 만족할 뿐만 아니라 74.24%의 높은 제거율을 보였다. 다음으로 인공습지+제강슬레그 시스템이 평균 6.43 mg/L, 인공습지+활성탄+화산석 시스템이 평균 7.29 mg/L로 농업용수 수질기준을 만족하고, 각각 23.73%, 13.56%의 정화효율을 보였다. 반면, 인공습지+세라믹 시스템은 평균 8.24 mg/L로 수질기준을 초과하고, 2.20%의 낮은 정화효율을 보였다. 분산분석결과도 95% 신뢰수준에서 p=1.159E-05로서 시스템별로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. TN은 유입수의 농도가 평균 3.19 mg/L로서 농업용수 수질기준을 초과하였다. 반면, 인공습지+활성탄 시스템은 평균 0.27 mg/L로 낮아져 농업용수 수질기준 이하를 만족하였다. 인공습지+제강슬레그 시스템과 인공습지+활성탄+화산석 시스템도 처리수의 TN농도가 각각 평균 0.95 mg/L, 0.96 mg/L로 낮아져 대부분 수질기준을 만족하는 경향을 보였다. 그러나 인공습지+세라믹 시스템은 평균 1.06 mg/L로 낮아지기는 하였으나 수질기준을 초과하는 경우가 많았다. 이 때 각 시스템의 수질정화효율은 인공습지+활성탄 시스템이 91.48%, 인공습지+제강슬레그 시스템이 70.34%, 인공습지+활성탄+화산석 시스템이 70.04%, 인공습지+세라믹 시스템이 66.94%의 높은 값을 보였다. TP는 유입수가 평균 0.21 mg/L로서 모두 호소의 농업용수 수질기준인 0.1 mg/L보다 높았다. 반면, 인공습지+제강슬래그 시스템의 경우는 유출수가 평균 0.02 mg/L로 낮아져 90.96%의 매우 높은 정화효율을 보였을 뿐만 아니라 모두 농업용수 수질기준을 만족하였다. 인공습지+활성탄 시스템 유출수도 평균 0.06 mg/L를 나타내면서 모두 농업용수 수질기준 이하를 만족하였고, 이때 TP정화효율은 69.69%의 높은 값을 나타냈다. 인공습지+활성탄+화산석 시스템은 유출수가 평균 0.12 mg/L로서 45.12%의 정화효율을 보였으나 농업용수 수질기준을 만족하지 못하는 경우가 있었다. 인공습지+세라믹 시스템 유출수의 경우도 평균 0.13 mg/L로서 유입수에 비해 낮아져 39.31%의 정화효율을 나타냈다. 이와 같이 조합형 인공습지 시스템은 인공습지의 장기 운영에 따른 TP와 COD 처리효율의 감소현상을 보완하기 위한 시스템으로 도입이 가능한 것으로 판단된다. 특히 활성탄과 제강슬래그를 이용한 인공습지 시스템이 매우 효과가 높은 것을 알 수 있었다.

장기운영 인공습지의 수질정화특성

김형중 ( Hyung Joong Kim ),함종화 ( Jong Hwa Haam ),홍대벽 ( Dae Byuk Hong ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

수질정화를 위해 설치하는 인공습지의 장기운영에 따른 수질정화특성을 분석하기 위하여 충남 당진군 석문수질개선연구단지에 인공습지를 조성하고 2005년부터 2009년까지 정화효율을 분석하였다. 인공습지에는 갈대, 애기부들을 식재하였고, 식재를 하지 않은 것을 대조구로 하여 수질정화효율을 비교·분석하였다. SS는 식생이 있는 애기부들구와 갈대구에서 2005년부터 2007년까지 정화효율이 점차적으로 증가하고 있으며, 2007년 이후에는 78% 이상의 비교적 높은 정화효율이 유지되고 있다. COD의 경우 미식재구와 애기부들구에서 유입수보다 유출수의 COD 농도가 높게 나타나는 마이너스 정화효율을 보였다. 습지가 장기간 운영됨으로서 식물 및 조류 고사체의 퇴적 및 분해 작용으로 수층부가 혐기화됨에 따라 유기물이 산화·제거될 수 없고, 고사체로부터 분해 용출되어 유출수의 COD농도가 증가되는 것으로 판단된다. TN의 경우 갈대구와 애기부들구는 2005년부터 정화효율이 증가되나, 2007년도 이후에는 정화효율이 큰 변화없이 유지되고 있다. 식물체별 TN정화효율은 갈대구와 애기부들구가 각각 평균 51.4%, 51.9%로서 큰 차이가 없었다. TP정화효율은 갈대의 경우는 2005년부터 2008년도까지 정화효율이 높아지다가 2009년도에 다소 감소하고, 애기부들구에서는 2005년부터 2007년까지 낮아지다가 그 이후에는 다시 증가되어 일정한 경향을 보이지는 않았으나, 갈대구가 평균 25%, 애기부들구가 평균 40%의 정화효율을 보였다. TP정화효율은 용존산소농도에 영향을 받는데 식재구간의 경우 미식재구간에 비해 용존산소농도가 낮다. 용존산소 농도가 낮으면 호기성미생물 활동이 억제되고 인의 용출이 촉진되어 처리효율이 낮아지게 되므로 습지 전체에 식재하는 것 보다는 부분적으로 개방구간을 확보하는 것이 유리하다.

저수지 유입하천 현장적용실험을 통한 수질정화효율 평가

최선화,오종민,김태훈 한국수자원학회 2014 한국수자원학회논문집 Vol.47 No.12

본 연구에서는 사상성 조류로 구성된 수질정화시설의 수질정화효율을 평가하고자 충남 서산시 음암면에 소재한 성암저수지 유입하천 홍수부지에 test-bed를 설치하고 유입하천수를 대상으로 현장적용실험을 실시하였다. 수질항목별로 정화효율을 평가한 결과, SS 80.9%, COD 74.6%, T-N 76.8%, T-P 84.4%, DTN 93.8%, DTP 98.3%의 제거효율을 보였다. 수온에 따른 정화효율은 수온이 약 20˚C로 유지되어 수질정화효율에 미치는 영향은 없는 것으로 나타났다. 수리학적 체류시간(HRT)은 SS 및 TP 처리효율과 유의한 상관성이 있는 것으로 나타났고, 체류시간을 5일로 했을 때 SS, TP 처리효율이 좋은 것으로 나타났다. 유입수의 COD/TN에 따른 처리효율은 TN, TP 모두 C/N비가 낮을수록 증가하였고, 유입수의 COD/TP에 따른 처리효율도 C/P비가 낮을수록 TN, TP 모두 처리효율이 증가하는 것으로 나타났다. This study was carry out to evaluate of water purification in oxidation pond with filamentous algae mat. It is the water treatment process in the small rural streams to remove the organic materials and nutrients. We used the filamentous algae mat (FAM) which selectively predominate the filamentous algae to prevent the additional contamination by algae outflow, and we conducted a experiment on the water treatment process using the aquatic plants such as Eichhornia crassipes. The removal efficiencies (%) of water quality parameters were SS 80.9%, COD 74.6%, TN 76.8%, TP 84.4%, DTN 93.8% and DTP 98.3%, respectively. Temperature, a effect factor, was 21.8±5.9˚C during the operating period, according to temperature had no effect on the removal efficiencies of pollutants. Hydraulic retention time (HRT) strongly correlated with removal efficiencies (%) of SS and TP having r=0.414 (p<0.005), r=0.446 (p<0.005), respectively, and when HRT was 5day had highly removal efficiency (%) in SS and TP. TN and TP removal efficiency increased with ratio decreasing in both COD/TN and COD/TP of Influent.

굴 패각 분말을 이용한 수질 정화 여과재 개발 기초 연구

오상근 ( Sang-guen Oh ),이재영 ( Jae-young Lee ),임준영 ( Jun-young Lim ),이재춘 ( Jae-choon Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-

2019년 기준 전국 굴 패각 발생량은 약 30만 톤에 이르며, 이중 약 50%가 비료나 사료로 이용되고 약 30%는 채모와 각굴로 사용되며 나머지 약 20%가 인근 해안가에 방치되어 재이용 및 처리 방안 모색이 필요한 상황이다. 주성분이 CaCO₃인 패각은 다양한 기공을 보유하여 수질 정화 효과를 가지고 있는 것으로 보고되고 있으며 2007년 국내에서 굴 패각 분말과 슬러지 등의 폐기물을 혼합한 수질 정화용 미생물 담채를 제작하여 수질 정화에 대한 연구를 진행한 사례는 있으나, 굴 패각 자체를 이용하여 다공성의 수질 정화용 여과재를 개발한 사례는 보고된 바가 없다. 그리고 다공성 수질 정화용 여과제 개발에 있어 무소성 여과재는 고온 소성 여과재보다 연료비 절감과 제조시간을 단축시킬 수 있으며 소성을 하지 않기 때문에 단가가 저렴한 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 굴 패각 재활용을 위한 수질 정화 여과재 개발을 위해 최적의 굴 패각 분말화 공정을 개발하고 무소성으로 여과재를 제조하였으며 여과재로서 물리적 특성 평가를 위해 흡수율, 비표면적, 비중, 압축강도를 분석하였다. 또한 수질 정화 성능평가를 위해 Lab scale과 Pilot plant 규모로 실험을 실시하였으며 수질오염공정시험기준에 의거 BOD, SS, T-P를 분석하여 제거효율을 평가하였다. 향후 개발된 여과재와 타사 여과재의 성능을 비교 분석하여, 최적의 물리적 특성과 수질 정화 효율이 나타날 수 있도록 여과재 성분비를 도출할 예정으로 본 연구를 통해 관상어 및 양식장에 사용되는 독일, 일본 등 수입 수질 정화용 여과재를 대체하고 폐기물의 재자원화를 통해 생산단가 절감 등의 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

유기성 슬러지 처리 시스템에 관한 융합연구

한두희 한국융합학회 2020 한국융합학회논문지 Vol.11 No.10

천연 광물질, 식물질, 정수장 슬러지를 이용하여 친환경적인 수수질정화제와 이를 활용하는 오폐수복합처리시스 템을 개발하였다. 오폐수복합처리시스템은 오염수 유입, 수질정화제 투입, 가압부상장치 가동, 슬러지 부상, 슬러지 수거 및 처리수 배출의 과정을 거친다. 이 장치를 축분 탈리액, 육계 세척수, 공장 폐수, 하수종말처리장 및 연못의 녹조제거 에 적용하여 우수한 제거율을 얻었다. 유기성 폐기물 정화에 천연 수질정화제를 활용한 예는 조사되지 못했다. An eco-friendly water purifier was developed using natural minerals, plants, and sludge from water purification plants. A wastewater complex treatment system using this water purification agent was developed. The wastewater complex treatment system goes through the process of inflow of contaminated water, input of water purification agent, operation of a pressurized flotation device, sludge flotation, sludge collection and treatment water discharge. This device was applied to the removal of green algae in livestock desorption liquid, broiler washing water, factory wastewater, sewage treatment plant and pond to obtain excellent removal rate. The use of natural water purification agents for organic waste purification has not been investigated.

농업용 저수지 수질개선을 위한 지하흐름 갈대 인공습지의 적용

남귀숙,배요섭,김형중,이상준,이광식 한국습지학회 2004 한국습지학회지 Vol.6 No.4

농업용수 수질기준을 초과하는 부영양화된 농업용저수지의 수질개선을 위해 갈대를 이용한 지하흐름 인공습지를 적용하였다. 처리수량이 많고 처리대상 농도가 비교적 낮은 저수지 오염특성상 인공습지의 운영은 수리학적 부하율이 높은 체류시간 6시간 ~ 72시간으로 운영하였다. 체류시간에 따른 수질 항목별 유출농도는 농업용수 수질기준보다 낮게 감소되었으며, 정화효율은 BOD와 COD, SS와 Chl-a는 체류시간 24시간 조건에서 높은 정화효율을 보여 주었으며, 그 이상의 체류시간 연장에서는 정화효율의 뚜렷한 증가를 보이지 않았다. 반면, 질소와 인은 체류시간이 증가할수록 정화효과가 현저히 증가하여 질소는 체류시간 72시간에서, 인은 48시간에서 최고의 정화효율을 나타내었으며, 질소의 정화효과가 특히 우수하게 나타났다. 따라서 저농도의 농업용수 수질개선을 위한 지하흐름습지는 질소 등 오염물질의 정화효과가 우수하고, 용지매수비용의 절감, 모기 등 병충해방지, 친수공간의 안전성 등 이점이 많으므로 넓은 면적의 인공습지 적용시 일부구간에 지하흐름습지의 적용을 검토해 볼 수 있다. 그러나 설치비용상승 및 유지관리 문제 등 여러 가지 측면의 고려가 필요할 것이다. Constructed wetlands are regarded as an important water treatment system for agricultural water quality improvement and management. The purpose of this study is to evaluate the application of subsurface flow wetland(SFW), using the Pharagmites australis as macrophytes, and to clarify the basic and essential factors to be considered in the construction and management of constructed wetlands. This study was carried out relatively short hydraulic residence time(HRT), 6hr ~ 72hr (3days), using eutrophic reservoir water with relatively low concentrations of influent and large quantity to be treated. The effluent satisfied the criteria of agricultural water quality. Removal efficiencies of Biochemical oxygen demand(BOD), Chemical oxygen demand(COD), Suspended solids(SS) and Chlorophyll a(Chl-a) were high in HRT 24hr, not any more significant increasement of removal efficiencies in HRT 48hr and 72hr. However, removal efficiencies of nitrogen and phosphorus increased as HRT increased, showing the highest efficiency at the 72hr of HRT in nitrogen, and 48hr in phosphorous. The SFW was very effective system for reservoir water quality improvement, and had the advantages of the reduction of purchasing cost to land required, lack of odors, and harmful insects, especially mosquito, the improvement of the scenic beauty and minimal risk of public exposure. Therefore, it was evaluated that the SFW was very available water treatment system for the water quality improvement of agricultural reservoir. However, it was need to consider with application of the SFW in high cost of construction and troublesome of management.

대규모 인공습지 운영이 하구담수호 수질에 미치는 영향

함종화 ( Jonghwa Ham ),이태호 ( Taeho Lee ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

공업화, 도시화로 인하여 감소되는 농지를 대체하고 수자원 확보, 육운개선, 도시민의 휴식 공간 제공 등을 목적으로 화옹지구 간척지 개발사업이 1991년에 시행되었으며, 2002년에 방조제 끝물막이 공사 완료 후 현재 내부개발 중이다. 사업 완료 후 조성되는 담수호(1,730ha)의 수질이 농업용수 수질기준을 초과하지 않도록 하기 위해 2002년에 관련기관 합동으로 수질오염방지 종합대책을 수립·확정하였으며, 수질오염방지대책이 완료되기 전까지 화성호의 수질악화를 막기 위해 한시적으로 해수를 유통하고 있다. 2015년 현재 유역대책으로 공공하수처리장 2개소, 마을하수도 15개소, 축산폐수처리용 저장액비 탱크, 가축분뇨 공공처리장 및 비점오염원 저감시설이 설치되었으며, 호내대책으로 인공습지, 침강지 및 수초저류지가 설치되었다. 2014년 6월부터 설치된 인공습지 및 침강지를 운영하였으며, 인공습지 및 침강지 운영이 화성호 수질에 미치는 영향을 분석한 결과는 다음과 같다. 3개의 주하천 중 2개 하천수(남양천, 어은천)는 평시에 2개의 침강지 및 인공습지로 전량 유입되어 처리되고 있으며, 2개의 인공습지를 1년간 운영(2014.6∼2015.5)한 결과 COD, T-N, T-P, Chl-a의 평균 처리효율은 5.0%, 40.0%, 39.8%, 64.3%로 나타나 상대적으로 영양물질 및 Chl-a의 처리효율이 높게 나타났다. 습지식물의 식생피도가 10% 이하로 매우 낮아 습지 내 입자성물질의 침강효과 저하 및 바람 등에 의한 퇴적물 재부유 등으로 입자상물질 및 COD의 제거효율이 낮게 나타났다. 인공습지 운영 전 6년(2008.6 ∼ 2014.5) 동안 유입하천의 BOD, COD, T-N, T-P의 평균 농도는 각각 5.54, 9.69, 4.58, 0.20 mg/L이었으나, 인공습지가 운영된 기간(2014.6 ∼ 2015.5)에는 BOD, COD, T-N, T-P의 평균 농도가 각각 5.70, 10.15, 4.25, 0.24 mg/L로 운영 전 보다 높게 나타났다. 또한 인공습지 운영 전 6년간 해수유입량이 14.83백만톤 이었으나, 인공습지 운영기간에는 10.04백만톤으로 오히려 감소하였다. 그러나 화성호의 수질은 인공습지 운영 전 6년동안 COD, T-N, T-P, Chl-a의 농도가 각각 6.92 mg/L, 1.21 mg/L, 0.090 mg/L, 26.7 mg/㎥으로 나타났으나, 인공습지를 운영한 시기에는 COD, T-N, T-P, Chl-a의 농도가 각각 5.17 mg/L, 0.768 mg/L, 0.080 mg/L, 15.7 mg/㎥나타났다. 인공습지 운영전 보다 운영 후 유입하천의 수질이 더 악화되고, 해수유입량이 감소되었음에도 불구하고, 화성호의 수질은 오히려 개선되었다. 그러므로 아직 습지식물이 충분히 서식하지 않아 인공습지가 충분한 수처리효율을 나타내지 못함에도 불구하고 화성호 수질개선에 크게 기여하고 있음을 알 수 있다. 이상의 결과는 계획된 침강지, 인공습지, 수초저류지 중 일부를 1년간 운영한 것에 대한 담수호 수질변화를 분석한 결과이며, 향후 지속적인 모니터링을 통해 호내대책에 의한 담수호 수질개선효과를 종합적으로 분석할 필요가 있다.

수처리용 담체의 수질정화효율 비교 실험

최선화 ( Sunhwa Choi ),이승헌 ( Seungheon Lee ),김민규 ( Minkyu Kim ),김흥섭 ( Heungseop Kim ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

농업용 저수지의 유입수 오염물질 저감을 위해 2~3㎝의 자갈을 에폭시계 수지로 접착하여 직경 10㎝ 크기의 구상체(ball)인 수처리 미생물 담체인 바이오스톤 볼을 개발하였다. 본 연구에서는 복합유용미생물로 코팅한 바이오스톤 볼, 미생물을 코팅하지 않은 바이오스톤 볼, 바이오스톤 볼의 원 재료인 일반 쇄석으로 각각 충진한 반응조를 대상으로 수질정화효율을 비교·평가하였다. 미생물을 코팅한 바이오스톤 볼, 미생물을 코팅하지 않은 바이오스톤 볼, 일반 쇄석으로 충진한 반응조를 규모 0.23m(W)×1.3m(L)×0.6m(H)으로 제작하였고, 유입유량 1.5L/min, 체류시간 1.3hr, 수심 0.5m으로 하여 2017년 4월부터 6월까지 농업용 저수지 수변에 설치하여 운영하였다. 수질조사는 총 5회를 실시하였고, BOD, COD, SS, Chl-a, TN, TP 등에 대해 수질정화효율을 분석하였다. 미생물로 코팅한 바이오스톤 볼 반응조의 평균 수질정화효율은 BOD 74.9%, COD 47.5%, SS 83.7%, Chl-a 81.7%, TN 16.3%, TP 21.9%로 나타났고, 미코팅된 바이오스톤 볼 반응조의 평균 수질정화효율은 BOD 57.5%, COD 34.2%, SS 72.4%, Chl-a 69.8%, TN 5.7%, TP 16.1%로 나타났다. 일반 쇄석으로 충진한 반응조의 수질정화효율은 평균 BOD 59.0%, COD 34.7%, SS 71.2%, Chl-a 68.4%, TN 3.3%, TP 18.3%으로 나타나 미생물을 코팅한 바이오스톤 볼 > 코팅하지 않은 바이오스톤 볼 > 일반 쇄석 순으로 수질정화효율이 높게 나타났다. 미생물 코팅 바이오스톤 볼 반응조에서 BOD, SS, Chl-a, TN은 최대 12.5~17.4%까지 높은 정화효율을 나타내었다. 미생물을 코팅하지 않은 바이오스톤볼과 일반 쇄석을 충진한 반응조에서는 거의 유사한 정화효율을 나타내었다.

CA 미네랄의 수질개선 효과

임성빈 ( Seongbin Yim ),박성근 ( Seonggeun Park ),노재경 ( Jaekyoung Noh ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

물은 다양한 용도의 수자원으로서 국내·외에서 널리 사용되고 있으며 생활, 공업, 농업용수로서 사용되고 있다. 수질은 물 이용에 많은 영향을 미치기 때문에 수질과 주변 환경과의 상호관련성을 파악하는 것은 매우 중요하다. 수질 오염원은 크게 농약, 비료, 축산 폐기물 등 농업 오염원과 생활 및 공장 오염원으로 분류된다. 현재까지 수질 개선 대책은 공장폐수 및 생활하수의 점오염원 처리시설과 논밭의 비점오염원 대책 등 여러 방법이 시행되고 있다. 본 연구에서는 기존의 방법과 다르게 30여개 원소가 포함된 미네랄(CA 미네랄)을 이용한 오염된 하천수의 수질 개선 효과에 대해 알아보고자 하였다. 실험은 수질을 샘플링하여 실내에서 실시하였고, 시료는 3개소(홍성호, 갑천, 유등천)에서 채수하고, CA 미네랄(CA)를 배율별로 희석하여 실험하였다. 실험방법은 DO, pH, 탁도, 전기전도도 등 수질항목에 대해 1000ml의 비커에 CA 미네랄을 희석배율별(1000배, 600배, 500배, 400배,0배 등)로 희석시켜 시간에 따른 수질을 측정하여 그 변화를 분석하였다. 실험 결과는 평균적으로 DO는 5.56 mg/l에서 48시간이 경과하여 11.5 mg/l로 증가하였고, pH는 8.2에서 144시간이 경과하여 8.6으로 증가하였고, 탁도는 60 NTU에서 4시간이 경과하여 4 NTU로 감소하였고, 전기전도도는 195 dS/m에서 168시간이 경과하여 235 dS/m로 증가하였다. 상대 수질개선율은 DO는 2.225%/hr로 증가, pH는 0.034%/hr로 증가, 탁도는 23.3%/hr로 감소, 전기전도도는 0.122%/hr로 증가하는 효과를 얻었다.