축산유역 강우유출수 처리를 위한 간헐 포기식 인공습지에서 산소수지분석

Abstract

축산지역 강우유출수 처리를 위한 간헐 포기식 인공습지에서 산소공급 및 소비량을 산출하여 낮과 밤 동안의 산소수지(oxygen balance)를 분석하였다. 조류의 광합성 활동이 활발한 얕은 습지에서 주간에는 내부 생산되는 산소가 지배적이었다. 또한 조류에 의한 내호흡이 가장 큰 소비원인 것으로 분석되었으며 질산화와 탈질에 의한 소비량은 각각 전체의 약 5.35%와 6.43%인 것으로 분석되었다. 조류에 의한 과도한 양의 산소소비는 포기조작에 의한 침전조류의 재부상에 의해 초래된 것으로 후속 공정에도 지속적으로 영향을 미쳤다. 더욱이 주간에 조류의 광합성 활동에 의해 생산된 풍부한 산소량은 습지에서 발생하는 산소요구량을 충족시키기에 충분한 것으로 분석되었다. 따라서 주간에 실시되는 인위적인 포기활동은 불필요한 조작으로 판명되었다. 이와 반면에 광합성 활동이 중단되는 야간에는 조류의 내호흡작용으로 습지내부의 산소농도가 크게 저하하였으며 이는 습지에서 탈질반응을 촉진하는 것으로 추정된다. 따라서 인위적인 포기를 중단해도 유기물질 제거나 질소제거에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 판단되며, 야간에 혐기성 상태의 지속으로 악취와 같은 문제가 발생될 수 있으므로 간헐적인 모드로 운전하는 것이 타당할 것으로 판단된다. In order to assess the role of aeration in stormwater wetlands, oxygen supply and consumption in a wetland treating runoff from livestock farms were estimated and analyzed. Furthermore, oxygen mass balance was conducted during day time and night time. Internal production by algal photosynthesis dominated the oxygen production particularly in the shallow marsh due to the large amount of algae. Consequently, algal respiration was also the major oxygen depletion element with nitrification and biodegradation estimated as 5.35% and 6.43% of the total oxygen consumption. This excessive portion of oxygen consumption by algae was associated to the highly turbid water caused by the resuspension of sediment particles in the aeration pond, which also affected the subsequent wetland. Moreover, an abundance of oxygen was estimated during the day indicating that oxygen produced by algal activity is sufficient to meet the oxygen demand in the wetland. Thus, supplemental aeration was deemed not necessary at daytime. In contrast, oxygen was greatly depleted at night when algal photosynthesis stopped which induced denitrification. Therefore, it was suggested that supplemental aeration may be operated continuously instead of intermittently to avoid oxygen deficit in the wetland at night or it may be stopped entirely to further enhance denitrification.