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인공습지에서 영양소 제거 설계모델 검토 및 질소제거 개선방안에 대한 고찰
Evaluation of various nutrients removal models by using the data collected from stormwater wetlands and considerations for improving the nitrogen removal 원문보기

한국습지학회지 = Journal of wetlands research, v.19 no.1, 2017년, pp.90 - 102  

박기수 (한서대학교 환경공학과) ,  김영철 (한서대학교 환경공학과)

초록
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본 연구에서는 과거 2년에 걸쳐 강우유출수 처리목적의 인공습지로부터 수집된 수질자료를 바탕으로 지금까지 국외에서 개발된 다양한 형태의 영양소 모델의 적용성을 평가하였다. 검토결과 질소제거에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 수온과 수리학적 부하율(HLR) 이었는데 습지의 수표면적이 습지의 용량에 비해 더 중요하게 작용했음을 시사해주고 있다. 질소제거는 미국 WEF(water environment federation)가 개발한 준경험적인 형태의 모델이 적합한 것으로 밝혀졌다. 한편 인 제거 모델은 수온과 제거속도상수의 관계를 Power Model로 보고 모의했을 때 실측치와 가장 가깝게 계산치를 산출할 수 있었으며 실측치의 증가와 감소경향을 비교적 정확하게 모의할 수 있었다($R^2=0.79$). 그러나 모든 시도에서 수온이 특정온도 이하로 감소했을 때 가장 심한 오차를 발생하여 취약한 예측성능을 보였다. 한편 인공습지에서 질소제거특성을 검토한 결과 질산화에 비하여 탈질이 저조한 것으로 나타났는데 그 이유는 탄소원의 부족과 높은 용존산소 농도로 인하여 Anoxic 조건의 미형성 때문으로 분석되었다. 질소제거 향상방안으로 용존산소의 제어와 탄소원의 확보차원에서 햇빛에 노출된 개방수역과 햇빛에 노출된 식생구역, 그리고 습지의 기능적 측면을 고려한 구성요소의 배분 및 부유 수생식물 및 무기성 여재를 이용하는 방안을 논의하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, various types of nutrient models were tested by using two tears's water quality data collected from the stormwater wetland in Korea. Based on results, most important factor influencing nitrogen removal was hydraulic loading rate, which indicates that surface area of wetland is more im...

주제어

#강우유출수   #인   #인공습지   #질소   #질산화   #탈질  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
인공습지란 어떤 시설을 일컫는가? 인공습지란 침전, 여과, 흡착, 미생물 분해, 식생 식물에 의한 정화 등 자연상태의 습지가 보유하고 있는 정화기능을 인위적으로 향상시켜 비점오염물질을 줄이는 시설이다 (MOE, 2016). 강우유출수 처리목적 인공습지는 도시 및 농업지역, 축산단지 등에 다양하게 적용되며 질소, 인과 같은 영양염류 뿐만아니라 입자상 오염물질, 유기물질의 저감에도 탁월한 기능을 가지고 있다.
정읍 인공습지에서 탈질율이 낮은 것으로 보아 어떤 개선방법이 제시되는가? 정읍 인공습지에서 질산화율과 비교하면 탈질율이 상대적으로 낮고 높은 농도의 질산성 질소 (NO3 -N)가 유출되는 점에 비추어 볼 때 탈질 환경이 취약하였다. 따라서 인공습지에서 적절한 산화-환원조건의 형성될수 있도록 개방수역과 식생피복구역 즉 폐쇄수역을 적절한 비율로 배분하여야 한다. 또한 습지 말단에는 조류입자 제거를 통한 탄소원 공급 및 Anoxic 구역의 형성을 위하여 부유 수생식물을 식재 또는 식물섬을 대안으로 제시하였다.
인공습지는 기능적으로 어떤 장점이 있는가? 인공습지란 침전, 여과, 흡착, 미생물 분해, 식생 식물에 의한 정화 등 자연상태의 습지가 보유하고 있는 정화기능을 인위적으로 향상시켜 비점오염물질을 줄이는 시설이다 (MOE, 2016). 강우유출수 처리목적 인공습지는 도시 및 농업지역, 축산단지 등에 다양하게 적용되며 질소, 인과 같은 영양염류 뿐만아니라 입자상 오염물질, 유기물질의 저감에도 탁월한 기능을 가지고 있다. 반면에 인공습지는 다른 비점오염저감시설 혹은 LID시설에 비하여 소요되는 부지가 넓다.
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참고문헌 (19)

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