본 연구에서는 수계환경의 수질정화를 위한 식생 및 여재에 대한 조건별 수질정화능력에 대하여 조사하였다. 실험에 이용한 식생은 창포, 노랑꽃창포, 부들, 수크령, 질경이택사, 미나리, 골풀이다. 해당 식생은 다년생이고, 안정적인 생육특성을 갖으며, 수질정화능력이 있는 식생으로 선별하였고, 실험은 1차, 2차 실험으로 나누어 진행하였다. 1차 실험에서는 부들, 창포, 노랑꽃창포, 질경이택사, 수크령을 사용하였고, 식재기반 없이 뿌리만 하천수에 접촉시켜 수질정화능력을 평가하였으며, 2차 실험에서는 부들, 창포, 미나리, 골풀을 사용하여 식재기반 형성 후 고농도의 하수처리장 유입수를 대상으로 하여 반침수 조건에서 진행하였다. 1차 실험 결과 부들의 ...
본 연구에서는 수계환경의 수질정화를 위한 식생 및 여재에 대한 조건별 수질정화능력에 대하여 조사하였다. 실험에 이용한 식생은 창포, 노랑꽃창포, 부들, 수크령, 질경이택사, 미나리, 골풀이다. 해당 식생은 다년생이고, 안정적인 생육특성을 갖으며, 수질정화능력이 있는 식생으로 선별하였고, 실험은 1차, 2차 실험으로 나누어 진행하였다. 1차 실험에서는 부들, 창포, 노랑꽃창포, 질경이택사, 수크령을 사용하였고, 식재기반 없이 뿌리만 하천수에 접촉시켜 수질정화능력을 평가하였으며, 2차 실험에서는 부들, 창포, 미나리, 골풀을 사용하여 식재기반 형성 후 고농도의 하수처리장 유입수를 대상으로 하여 반침수 조건에서 진행하였다. 1차 실험 결과 부들의 COD, T-N, T-P 제거율이 각각 47.1%, 48.2%, 45.9%로 가장 높게 조사되었고, 성장량도 큰 것으로 나타나 하천 및 호소에 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 인의 제거효율 26.5%로 가장 높으면서 성장량도 5.2 g으로 가장 많이 성장한 창포도 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 2차 실험 결과 COD, T-N 제거율이 각각 40.4%, 44.3%로 부들이 가장 높게 조사되었고, T-P의 제거효율은 미나리에서 51.8%로 가장 높게 조사되었다. 이에 오염이 심각한 수질 그리고 홍수 등과 같은 상황이 빈번히 발생하는 지점에서 적용할 수 있는 가장 적합한 식생은 부들 및 미나리인 것으로 사료된다.
여재의 경우 쉽게 구할 수 있고, 현장에서 사용되는 여재를 선별하여 상·하향류의 흐름을 통해 여재별 수질정화효율에 대하여 평가하였다. 실험에 사용한 여재는 제올라이트, 레드머드, 화산석, PE, 발포세라믹이고, 하수처리장 분배조 유출수를 이용하여 평가하였다. 상향류의 흐름에서 SS 제거율은 대부분의 여재에서 비슷한 효율을 보였고, COD와 T-P의 경우 철 성분을 많이 함유한 레드머드에서 각각 71.9%, 81.7%로 높은 효율을 보였다. T-N의 경우 제올라이트에서 82.4%의 높은 제거효율을 보였다. 이는 제올라이트 특유의 이온교환능력 때문인 것으로 판단된다. 하향류의 흐름에서는 SS제거율이 32.0%에서 74.1%로 넓은 범위로 조사되었고, COD와 T-P의 경우 레드머드에서 각각 71.0%, 55.0%로 나타났으며, T-N의 경우 제올라이트에서 42.3%로 가장 높은 효율을 보였다. 하향류가 상향류에 비하여 상대적으로 낮은 제거효율을 보이고 있다. 이는 비중이 1보다 작은 부유성 여재의 거동과는 반대의 흐름으로 작용하기 때문으로 판단되고, 또한 비중이 1보다 큰 여재의 경우 수두 유지를 위한 벨브 조절로 여재에 가해지는 압력이 달라져서 나타난 결과로 판단된다. 결론적으로 여재를 이용한 수질정화는 더 높은 효율을 얻을 수 있는 상향류 흐름을 이용하는 것이 바람직할 것으로 판단되며, 대상항목에 따라 제올라이트 또는 레드머드를 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 실험실 규모의 실험을 통한 평가이기에 좀 더 규모가 큰 현장실험과 여재별 적절한 선속도 및 여층 두께에 대한 실험이 진행되어야 할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 수계환경의 수질정화를 위한 식생 및 여재에 대한 조건별 수질정화능력에 대하여 조사하였다. 실험에 이용한 식생은 창포, 노랑꽃창포, 부들, 수크령, 질경이택사, 미나리, 골풀이다. 해당 식생은 다년생이고, 안정적인 생육특성을 갖으며, 수질정화능력이 있는 식생으로 선별하였고, 실험은 1차, 2차 실험으로 나누어 진행하였다. 1차 실험에서는 부들, 창포, 노랑꽃창포, 질경이택사, 수크령을 사용하였고, 식재기반 없이 뿌리만 하천수에 접촉시켜 수질정화능력을 평가하였으며, 2차 실험에서는 부들, 창포, 미나리, 골풀을 사용하여 식재기반 형성 후 고농도의 하수처리장 유입수를 대상으로 하여 반침수 조건에서 진행하였다. 1차 실험 결과 부들의 COD, T-N, T-P 제거율이 각각 47.1%, 48.2%, 45.9%로 가장 높게 조사되었고, 성장량도 큰 것으로 나타나 하천 및 호소에 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 인의 제거효율 26.5%로 가장 높으면서 성장량도 5.2 g으로 가장 많이 성장한 창포도 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 2차 실험 결과 COD, T-N 제거율이 각각 40.4%, 44.3%로 부들이 가장 높게 조사되었고, T-P의 제거효율은 미나리에서 51.8%로 가장 높게 조사되었다. 이에 오염이 심각한 수질 그리고 홍수 등과 같은 상황이 빈번히 발생하는 지점에서 적용할 수 있는 가장 적합한 식생은 부들 및 미나리인 것으로 사료된다.
여재의 경우 쉽게 구할 수 있고, 현장에서 사용되는 여재를 선별하여 상·하향류의 흐름을 통해 여재별 수질정화효율에 대하여 평가하였다. 실험에 사용한 여재는 제올라이트, 레드머드, 화산석, PE, 발포세라믹이고, 하수처리장 분배조 유출수를 이용하여 평가하였다. 상향류의 흐름에서 SS 제거율은 대부분의 여재에서 비슷한 효율을 보였고, COD와 T-P의 경우 철 성분을 많이 함유한 레드머드에서 각각 71.9%, 81.7%로 높은 효율을 보였다. T-N의 경우 제올라이트에서 82.4%의 높은 제거효율을 보였다. 이는 제올라이트 특유의 이온교환능력 때문인 것으로 판단된다. 하향류의 흐름에서는 SS제거율이 32.0%에서 74.1%로 넓은 범위로 조사되었고, COD와 T-P의 경우 레드머드에서 각각 71.0%, 55.0%로 나타났으며, T-N의 경우 제올라이트에서 42.3%로 가장 높은 효율을 보였다. 하향류가 상향류에 비하여 상대적으로 낮은 제거효율을 보이고 있다. 이는 비중이 1보다 작은 부유성 여재의 거동과는 반대의 흐름으로 작용하기 때문으로 판단되고, 또한 비중이 1보다 큰 여재의 경우 수두 유지를 위한 벨브 조절로 여재에 가해지는 압력이 달라져서 나타난 결과로 판단된다. 결론적으로 여재를 이용한 수질정화는 더 높은 효율을 얻을 수 있는 상향류 흐름을 이용하는 것이 바람직할 것으로 판단되며, 대상항목에 따라 제올라이트 또는 레드머드를 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 실험실 규모의 실험을 통한 평가이기에 좀 더 규모가 큰 현장실험과 여재별 적절한 선속도 및 여층 두께에 대한 실험이 진행되어야 할 것으로 판단된다.
In the present study, the water purification ability using vegetations and filter media for purification of the hydrosphere were estimated based on the field experiments. Aquatic plant species used for vegetations used in the experiment was iris, yellow iris, cattail, pearls millet, thrumwort, pars...
In the present study, the water purification ability using vegetations and filter media for purification of the hydrosphere were estimated based on the field experiments. Aquatic plant species used for vegetations used in the experiment was iris, yellow iris, cattail, pearls millet, thrumwort, parsley, and rush. Perennial species showing stable growth characteristics with water purification capacity were chosen as test aquatic plant for the vegetation. The experiments were carried out twice as divided into first and second experiment. In the first experiment, cattail, iris, yellow iris, thrumwort and Pennisetum alopecuroides were used. Water purification capacity of each plant species was tested by contacting plant species to river water with the roots of the vegetation. In the second experiment, cattail, iris, parsley and rush were chosen as test plant species, and the experiment was carried out under a semi-submerged conditions. After forming a vegetation-based treatment system, high concentration influent of wastewater treatment plant was used for testing the purification capacity of plant. In the first experiment, removal efficiency of COD, T-N and T-P was 47.1%, 48.2% and 45.9%, respecitively for Cattail, showing the highest removal efficiency among tested plant species. Simultaneously, Cattail showed highest growth rate, and it has been suggested that cattail is the most proper species for the purification of river and lake water. Based on removal efficiency of T-P as 26.5% with growth amount of 5.2 g, Iris can be applied to river and lake water treatments. Results of second experiment, removal efficiency of COD and T-N was 40.4% and 44.3%, respectively for Cattail with the highest removal efficiency among plant species. On the other hand, removal efficiency of T-P was highest for parsley showing 51.8%. As results, cattail and parsley were suggested as the most appropriate species for water treatment vegetation that can be applied to the sites having serious water quality problem and frequent disturbances including floods.
Filter medias were chosen considering those can be easily obtained and previously used in the field. The water purification ability of filter medias were assessed for both through up-flow and down-flow. In the experiment, zeolite, red mud, volcanic stone, polyethylene and foamed ceramic were used and their water purification abilities were estimated using effluents of sewage distribution-tank. In the up-flow, most filter medias showed similar removal efficiencies for SS. However, in the cases for COD and T-P, red mud which contains a lot of iron showed high removlal efficiencies as 71.9% and 81.7%, respectively. For T-N, zeolite showed high removal efficiency as 82.4% probably because of exceptional ion exchange capacity of zeolite. In case of down-flow, SS removal efficiencies showed wide range from 32.0% to 74.1%. COD and T-P removal efficiencies were 71.0% and 55.0% by red mud, respectively. Removal efficiency of T-N was highest as 42.3% ficiency on zeolite. Removal efficiencies were lower in up-flow compared with down-stream. It can be attributed to the fact that down-stream acts as reverse flow to the movements of floating filter media of which specific gravity is lower than 1. Also in case of floating filter media having specific gravity higher than 1, changes in applied pressure because of the valve control for the head maintain affected their removal efficiencies. As a result, up-flow method is desirable for water purification system using floating filter media. Depenging on the target item, zeolite or red mud are efficient media. However, this result was obtained from the laboratory-scale experiment. Therefore, larger scale such as field experiment or experiments considering suitable linear velocity and thickness for each floating filter media are necessary for the detail estimation of applicability of filter media.
In the present study, the water purification ability using vegetations and filter media for purification of the hydrosphere were estimated based on the field experiments. Aquatic plant species used for vegetations used in the experiment was iris, yellow iris, cattail, pearls millet, thrumwort, parsley, and rush. Perennial species showing stable growth characteristics with water purification capacity were chosen as test aquatic plant for the vegetation. The experiments were carried out twice as divided into first and second experiment. In the first experiment, cattail, iris, yellow iris, thrumwort and Pennisetum alopecuroides were used. Water purification capacity of each plant species was tested by contacting plant species to river water with the roots of the vegetation. In the second experiment, cattail, iris, parsley and rush were chosen as test plant species, and the experiment was carried out under a semi-submerged conditions. After forming a vegetation-based treatment system, high concentration influent of wastewater treatment plant was used for testing the purification capacity of plant. In the first experiment, removal efficiency of COD, T-N and T-P was 47.1%, 48.2% and 45.9%, respecitively for Cattail, showing the highest removal efficiency among tested plant species. Simultaneously, Cattail showed highest growth rate, and it has been suggested that cattail is the most proper species for the purification of river and lake water. Based on removal efficiency of T-P as 26.5% with growth amount of 5.2 g, Iris can be applied to river and lake water treatments. Results of second experiment, removal efficiency of COD and T-N was 40.4% and 44.3%, respectively for Cattail with the highest removal efficiency among plant species. On the other hand, removal efficiency of T-P was highest for parsley showing 51.8%. As results, cattail and parsley were suggested as the most appropriate species for water treatment vegetation that can be applied to the sites having serious water quality problem and frequent disturbances including floods.
Filter medias were chosen considering those can be easily obtained and previously used in the field. The water purification ability of filter medias were assessed for both through up-flow and down-flow. In the experiment, zeolite, red mud, volcanic stone, polyethylene and foamed ceramic were used and their water purification abilities were estimated using effluents of sewage distribution-tank. In the up-flow, most filter medias showed similar removal efficiencies for SS. However, in the cases for COD and T-P, red mud which contains a lot of iron showed high removlal efficiencies as 71.9% and 81.7%, respectively. For T-N, zeolite showed high removal efficiency as 82.4% probably because of exceptional ion exchange capacity of zeolite. In case of down-flow, SS removal efficiencies showed wide range from 32.0% to 74.1%. COD and T-P removal efficiencies were 71.0% and 55.0% by red mud, respectively. Removal efficiency of T-N was highest as 42.3% ficiency on zeolite. Removal efficiencies were lower in up-flow compared with down-stream. It can be attributed to the fact that down-stream acts as reverse flow to the movements of floating filter media of which specific gravity is lower than 1. Also in case of floating filter media having specific gravity higher than 1, changes in applied pressure because of the valve control for the head maintain affected their removal efficiencies. As a result, up-flow method is desirable for water purification system using floating filter media. Depenging on the target item, zeolite or red mud are efficient media. However, this result was obtained from the laboratory-scale experiment. Therefore, larger scale such as field experiment or experiments considering suitable linear velocity and thickness for each floating filter media are necessary for the detail estimation of applicability of filter media.
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