A Study on the Improvement of Treatment Efficiency for Nitrogen and Phosphorus by Improved Sewage Treatment Process in Constructed Wetland by Natural Purification Method

To effectively treat the domestic sewage that was produced on a small-scale in farming and fishing village in order to encourage an ecologically friendly environment, a small-scale sewage treatment apparatus using natural purification methods that consisted of an aerobic and an anaerobic plots were constructed. The efficiency of sewage treatment according to the sewage loading was investigated to obtain the optimum sewage loading in small-scale sewage treatment apparatus. Removal rate of pollutants according to the sewage loading were in the order of $150\;Lm^{-2}day^{-1}{\fallingdotseq}300\;Lm^{-2}day^{-1}>600\;Lm^{-2}day^{-1}$. Therefore, the optimum sewage loading was 300 L m-2 day-1. Under the optimum sewage loading, removal rate of BOD, $COD_{Mn}$, turbidity, T-N and T-P were 99, 94, 99, 49 and 89%, respectively. However, to satisfy the water quality standard in effluent in small-sclae sewage treatment apparatus for domestic sewage treatment, the low removal efficiency of T-N and T-P must be improved. So to improve the removal rate of T-N and T-P, the efficiency of sewage treatment according to the improved sewage treatment process such as, re-treatment at aerobic plot, anaerobic condition of aerobic plot, changing the filter media sizes and the depths in anaerobic plot, and also addition of oyster shells to filter media at anaerobic plot were investigated. In case of 150 cm depth in anaerobic plot with filter medium A (effectivity particle size 1.50 mm) and addition of oyster shells to filter media at anaerobic plot, removal rate of T-N and T-P in both plots were increased by 10 and 3%, and 14 and 7% in comparison with 100 cm depth in anaerobic plot with filter medium B(effectivity particle size 0.95 mm), respectively. The optimum improved sewage treatment process in small-scale sewage treatment apparatus were 150 cm depth in anaerobic plot with filter medium A and addition of oyster shells to filter media at anaerobic plot.

자연정화공법에 의한 인공습지 하수처리장에서 하수처리 공정개선에 따른 질소 및 인의 처리효율 향상 방안

농어촌 등에서 소규모로 발생하는 하수를 자연정화공법 의한 인공습지에서 효과적으로 처리하기 위하여 소형 하수처리장치를 호기성조 및 혐기성조로 구분하여 시공한 다음, 최적 하수 부하량을 조사하기 위해 하수 부하량별 오염물질의 처리효율을 조사한 결과 호기-혐기 조합형 소형 하수처리장에서 전반적으로 하수 부하량이 증가함에 따라 오염물질의 처리효율이 점점 감소하는 경향으로 특히 하수부하량 300 $Lm^{-2}day^{-1}$ 이상에서 수처리효율의 감소폭이 약간 컸다. 따라서 본 소형 하수처리장에서 BOD, $COD_{Mn}$, 탁도, T-N 및 T-P를 안정적으로 처리하기 위한 최적 부하량은 300 $Lm^{-2}day^{-1}$ 이었고, 이 때의 방류수 중 BOD, $COD_{Mn}$, 탁도, T-N 및 T-P의 처리효율은 각각 99, 94, 99, 49 및 89%로 현행 방류수 수질기준을 만족하면서 안정적으로 처리되었다. 하지만 본 소형 하수처리장에서 방류수 중의 T-N 및 T-P 함량은 각각 $28.5{\sim}29.4$ 및 $0.9{\sim}2.1mgL^{-1}$ 정도로서 앞으로 질소와 인의 방류수 수질기준이 각각 20 및 2 $mgL^{-1}$로 강화됨에 따라 보다 안정적인 수처리를 위해서는 T-N 및 T-P 처리효율을 향상시켜야 할 것으로 판단된다. 이에 최적 하수 부하량하에서 질소와 인의 강화될 방류수 수질기준(질소 20 $mgL^{-1}$ 및 인 2 $mgL^{-1}$)을 만족시키면서 안정적인 하수처리를 위한 최적의 수처리 공정개선 방안을 조사하였다. 호기-혐기 조합형 소형 하수처리장에서 수처리 공정개선 중 질소 및 인의 처리효율 향상이 가능한 방안은 혐기성조의 깊이 및 여재 입경 변경과 여재에 굴패각을 혼합한 방법이었다. 혐기성조의 깊이 및 여재 입경 변경 조건 중 혐기성조 1.5 m 깊이에서 여재 A(유효입경 1.50 mm)를 사용한 경우 T-N 및 T-P의 처리효율을 각각 10 및 3% 향상시켰고, 여재에 굴패각 혼합한 경우 T-N 및 T-P의 처리효율을 각각 14 및 7% 향상시켰다. 또한 동일한 조의 체적하에서 혐기성조의 깊이를1.5 m로 깊게한 것은 혐기성조 깊이 1 m에 비해 부지면적을 약 33% 정도 감소시킬 수 있을 것으로 판단되며, 또한 굴패각을 사용한 것은 폐기물의 재활용면에서도 매우 효과적인 방안으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.