음식물배출수, 가축폐수 및 분뇨의 통합 정화처리방법 document_id A220517012120

가축 폐수 정화처리 방법으로는 활성슬러지법, 산화구법, 장기폭기법, 막분리법, 액상분리법 등이 적용되고 있다. 가축 폐수중에는 생물학적으로 분해되지 않는 물질이 다량 함유되어 있으므로 물리화학적인 정화처리 방법이 병행되어야 하는 난분해성 폐수가 대부분이다. 특히 하천의 부영양화와 바닷물의 적조 원인이 되는 질소, 인을 제거하는 고도처리 시설을 별도로 설치해야 하는 등 막대한 자금이 소요되며 상기 처리를 하더라도 완벽한 정화처리가 불가하여 최종 방류수를 공공하수처리시설에 연계처리하거나 대부분 해양투기를 하고 있으나 이마저도 2012년 부터는 런던조약에 따라 해양투기가 전면 금지된다. 음식물 정화처리 기법과 관련해서 민간기업이나 연구소에서 개발한 방법으로는 분해공법(예를들어, TNT, NBR, PLASMA)이 있고 그 외에도 가상부압법, 혐기성호기성 처리공법이 있다. 그러나 이와 같은 방법등을 도입하여 실제 적용하는데 많은 어려움이 있어서 대부분 실패를 거듭하고 있는 실정이다. 본 발명에서는 황토와 백탄을 사용한 정화처리제 기타 간단한 공정처리 과정만으로도 악취 발생 없이 저렴하게 음식물 폐수 정화처리가 가능하게 된다. 분뇨와 관련해서 수세식 변소에서 배출되는 분뇨 중 정화조에 침전된 고형물만 수거하여 분뇨처리장에서 처리하고 분뇨와 희석된 하수는 공공하수처리장으로 유입처리 되거나 하천으로 직방류되어 하천 오염의 주요 원인 중 하나가 된다. 분뇨중 고형물은 즉시 수거가 되지 않고 있는데 이 경우 악성 수질로 변한 상태에서 분뇨처리장으로 이송처리 되고 있어 다량의 정제용수가 필요하므로 막대한 운영관리비가 소요된다. 또한 많은 양의 협잡물과 고형물질로 인한 전처리 및 고농도의 분리수의 전처리가 제대로 되지 않아 하수와 병합처리하는데 어려움이 많은 실정이다. 본 발명에서는 이에 착안하여 분뇨처리장의 악취를 제거하고 안정수질을 확보한 후, 공공하수처리시설로 연계처리할 수 있게 되며 오수와 분뇨를 통합처리하는 하수분뇨처리장 통합운영 정책에도 부응하여 큰 효과를 거둘 수 있는 방법이다. 가축폐수 등에서 발생된 질소와 인은 미처리되어 강이나 바다에 유입되면 조류의 과잉 증식으로 부영영화, 적조 등을 유발하여 생태계 교란을 가져온다. 기존의 표준활성 슬러지 공정으로는 완벽한 정화처리가 불가하여 화학처리제인 황산반도(ALUM), 알루민산나트륨(SODIUM ALUMINATE), 염화제이철(FERRIC CHLORIDE) 석회(LIME)를 첨가하여 처리하므로 제2의 수질오염물질을 양산하고 있다. 질소 제거방식으로서 물리화학적 정화처리 공정은 암모니아 탈기(AMMONIA STRIPPING), 역삼투법(REVERSE OSMOSIS), 파괴점 염소주입(BREAKPOINT CHLORINATION) 및 선택적 이온교환(SELECTIVE ION EXCHANGE) 정화처리공법 등이 있으며 생물학적 공정으로는 고도처리, 영양염류 제거공법(BNR) 등이 있지만 질산화 공정이 필수적이며 질산화균에 의한 암모니아가 아질산기를 거쳐 질산기로 산화하는 과정에서 암모니아 농도와 용존산소 2mg/l 이상, pH 6.6 이하에서는 질산화에 큰 영향을 미치므로 충분한 알칼리도를 유지해야 한다. 인(P)을 제거하기 위해서는 화학적처리와 생물학적 처리 방식이 있다. 화학적 정화처리방식은 질소와 동시에 제거하게 되고, 생물학적 처리공정으로는 세포합성을 통해 유기물과 함께 제거되며 통상적으로 인 제거 효율은 10내지 20% 정도에 머무르고 있다. 근본적인 인 제거는 생물학적산소요구량과 인의 비율 및 SRT(SLUDGE RETENTION TIME)를 조절해야 하며 혐기와 호기의 연속적인 조건이 필요하다. 또한 유입수 내의 분해가능한 물질이 혐기성 단계에 결정적 영향을 미친다. 상술한 바와 같이 무수한 처리단계와 그에 수반된 막대한 처리비용이 질소와 인의 제거에 투입되고 있는 상황이지만 한국의 음식문화와 생활조건 등 특수성을 고려하지 않고 외국의 정화처리 방식만을 그대로 채용하고 있어서 한국 실정에 맞는 효과적인 분뇨, 음식물 폐수가 정화 처리 되지 않고 있다. 종래의 가축폐수 등의 정화 처리공정을 요약하면 1단계 원수 조정조, 2단계 침전조, 3단계 1차포기조, 4단계 혐기조, 5단계 무산소조, 6단계 2차포기조, 7단계 2차침전조, 8단계 소화조, 9단계 응집및탈수 등의 단계들을 거치게 되며 이와 같은 단계를 거치기 위해서는 각종 화학처리비용 및 미생물효소반응 등에 따른 제반시설비 등 경제적, 시간적으로 비용이 막대하게 투입되고 있는 실정이며 이와 같은 단계를 거치더라도 질소와 인이 효과적으로 제거되지 않고 있는 상황이다.