1. 농촌 생활 오수 관리 현황

1.1 농촌 생활 오수의 특징

(1) 농촌생활오수배출량과 오염물종류는 음식, 풍속, 기후, 경제 등 인자의 영향을 받는데 그중 유기물, 질소와 인이 많고 중금속오염이 비교적 적어 미생물의 생화학분해에 유리하다.

(2) 농촌생활오수는 거주인구, 생활일상생활의 영향을 받아 오수배출총량이 크지 않지만 일배출계수는 변화가 크다.

(3) 농촌지역은 넓고 아직 건전한 오수수집관망이 없어 생활오수가 함부로 배출되는 현상이 보편적이다.

1.2 농촌 생활 오수 관리 모델

현재, 마을 계획, 경제 조건, 배관망 부대 수집 능력, 수질 처리 기준 미달 요구와 시설 운영 유지 능력 등에 따라 보편적으로 도시와 농촌의 통일 처리, 집중 처리, 분산 처리 세 가지 모델을 채택하고 있는데, 표1과 같다.

표1에서 알 수 있듯이, 인구가 분산되어 거주하는 농촌에 대하여, 지역 실정에 맞게 분산식 오수 처리 기술을 선택하는 것은 생태적이고 살기 좋은 농촌 건설 요구에 더욱 부합한다.

2. 분산식생물-생태농촌생활오수처리기술

현재 선진국의 농촌 생활 오수 정화 기술은 빠르게 발전하고 있으며, 일본의"정화조"기술, 미국의"화분지 + 토지 처리"기술, 프랑스의"지렁이 생태 여과지"기술 등이 끊임없이 나타나고 있다.최근 몇 년 동안 중국 농촌의 분산식 오수 관리 기술은 생물 (미생물), 생태 (식물) 및 생물-생태 조합 공예를 위주로 한다.

2.1 생물처리 기술

(1) 생물 접촉 산화법.

생물접촉산화법은 생물막법의 원리를 리용하여 못바닥에 가스가 노출되여 충전재와 오수의 접촉을 강화하여 미생물이 충전재에서 고비례표면적의 생물막을 형성하게 하고 그 흡착, 산화를 통해 유기물을 분해하여 오수를 정화하는 역할을 발휘하게 한다.이 공예는 진흙 생산량이 적고 정화 능력이 높지만 오염 부하가 높아 충전재가 막히는 현상이 나타나기 쉽다.생물접촉산화기술은 농촌오수처리시장에서 주로 기업일체화오수처리설비에 참여하여 채용하는 주류기술로서 오염물제거률에서 COD (화학적산소요구량) 가 80~90% 에 달하고 BOD (생화학적산소요구량) 가 85~95% 에 달하며 TN (총질소) 이 30~50% 에 달하고 TP (총인) 가 20~40% 에 달한다.

(2) 막생물반응기(MBR).

막생물반응기는 막분리부품을 리용하여 생활오수중의 콜로이드나 고분자 등 유기물을 차단하는 동시에 반응기내의 미생물농도를 제고하여 유기물의 분해전환에 유리하고 출수가 지표에 도달하도록 최적화하며 2침지가 필요하지 않다.막생물반응기는 조작관리가 편리하고 지능화정도가 높으며 토지를 절약하여 집적일체화설비에 흔히 사용된다.그러나 장기 운행 중 오염물 퇴적은 막이 막히기 쉽고 투자자본이 높아 부유한 연해지역 농촌에 적합하다.MBR 반응기를 이용해 생활 하수를 정화하면 COD, N-NH4+ 제거에 95% 이상 효과가 있다는 연구 결과도 있다.

(3) 염산소 메탄가스 탱크.

혐기성 메탄가스 풀은 일반적으로 암매장식으로 사람, 가금류 배설물 등 서로 다른 원료를 이용하여 밀폐 조건에서 미생물의 생명 활동을 통해 오수의 탄소원, 총질소, 병원균 등을 소모하고 그 함량을 낮추어 메탄가스를 생성한다.혐기성 메탄가스탱크에서 발생하는 메탄은 열량이 높고 연소산물이 오염되지 않아 이상적인 청정에너지이다.연구에 따르면 혐기성 메탄가스 풀의 COD, BOD5 (5일 생화학적 산소 요구량), 암모니아 질소, 총 인 제거율은 각각 85%, 90%, 60%, 80% 에 달한다.혐기성 메탄가스 탱크는 시공이 편리하고 원가가 낮으며 운행에 에너지 지원이 필요 없고 처리 효과가 좋은 등 장점이 있다.

2.2 생태 처리 기술

(1) 인공습지 처리 기술.

인공습지처리기술은 주로 습지체계내의 물리적침강, 충전재흡착, 식물흡수, 미생물분해 등 공동작용을 리용하여 오수의 수질을 정화하고 환경을 미화하는 효과를 거두었다.인공습지는 표면류와 잠류 두 종류로 나뉘는데 그 중 잠류는 수평잠류, 수직잠류습지로 나뉘어 용지면적, 경관, 처리효율 등 요구에 따라 습지 유형을 선택할 수 있다.서로 다른 유동 상태나 다단계 습지 조합은 오염물 제거 효율을 높일 수 있다.수치가 보여준데 따르면 표면류-잠류-잠류 직렬인공습지의 오수중 COD, TP, TN, 암모니아질소에 대한 제거률은 각각 85.7%, 96.4%, 97.8%, 98.5% 에 달했다.

(2) 연못 처리 기술을 안정시킨다.

안정탕은 자연 또는 인위적으로 개조한 폐수 정화에 사용되는 연못으로 비유동 수체의 천연 자정 과정을 모의하여 수중 조균의 공동 작용을 충분히 발휘하여 오수를 정화한다.고효률안정못은 생태계의 먹이사슬을 리용하여 수생식물, 조류, 동물 등을 합리하게 배치하여 과학적으로 생태먹이사슬에서 각종 오염정화효과를 제고하는것이다.왕행지 등 연구폭기안정탕 처리공예는 접촉산화법과 초형청수안정태리론을 결합하여 저농도 유기오수를 처리하여 정화후 COD, 암모니아질소, TN과 TP의 제거률을 각각 45~80%, 69~93%, 44~87%, 49~89% 에 달하게 하였다.연못을 안정시키는 것은 간단하고 건설하기 쉬우며 토목 건설 비용이 적고 운영 유지보수의 난이도가 크지 않으며 출수는 농업 관개가 가능하다.그러나 연못의 면적을 안정시키고 수력의 체류시간은 연못의 깊이, 산소공급방식, 미생물의 종류와 관련되며 특수한 계절에 악취가 생길수 있으며 처리효과는 외부의 자연환경의 영향을 받는다.

(3) 토양 여과 처리 기술.

토양여과처리기술이란 미리 처리된 오수가 천연 또는 인공토층에서 토양의 물화작용으로 오염물이 흡착돼 억류되는 동시에 식물의 흡수이용, 미생물의 신진대사 분해 등 종합적인 작용으로 오수가 정화되는 것을 말한다.토양 여과 처리 기술은 토양 기질 및 배합 비율이 매우 중요하며, 침투 속도에 영향을 줄 뿐만 아니라 TP, TN 제거에도 영향을 미친다.연구에 따르면 토양 여과 처리 중 90% 의 총 인 제거는 토체 흡착 작용을 통해;총질소의 제거 중질화, 반질화 반응은 각각 토양의 중산소 함량, 지하 여과 시스템의 유기탄소원이 제공하는 전자에 국한된다.이 기술은 일상적인 운영에 전기가 필요하지 않고 조작하기 쉬우며 토양 표층은 목초, 녹화경관식물 또는 계절성 농작물을 재배할 수 있어 토지자원이 풍부한 향진에 적용된다.

(4) 생태 부상 기술.

생태부상은 부동한 설계요구에 따라 경질로 조립할수 있는 여러가지 모양의 생물담체를 오염된 수체에 넣고 미리 만든 재배조내에 여러가지 기능의 수생식물을 재배하여 식물의 발달근계와 그 부착된 미생물 등 공동작용을 통해 오수중의 N/P 등 영양물질이나 중금속을 흡수, 분해한다.전통적인 생태부상은 투입이 낮고 조립이 령활하며 응용이 광범위하여 저농도오염수체에 적용되지만 식물재배는 계절성을 띠고있어 보수원가를 높일수 있다.강화형 생태부도는 선별식물, 부상재료, 담체충전재 (인공수초 등), 고효률미생물, 가스노출증산소, 먹이사슬연장 등 면에서 개진하면 정화수질을 높일수 있다.

2.3 생물-생태조합공예

농촌 오수 배출 기준과 제도가 완비됨에 따라 단일한 처리 공정의 정화 효과는 제한적이다.생물-생태조합공예는 미생물처리기술을 전단처리공예로 충분히 리용하여 유기물 및 영양물질을 제거하고 오수의 수질내수범위를 제고하여 비교적 좋은 출수요구를 만족시킬수 있다.생태처리기술은 말단처리공법으로서 총린을 한층 더 흡착하여 총질소를 제거하고 투자와 유지보수비용을 낮출수 있다.장징위 등의 연구에 따르면 A2/O-인공습지 조합처리 공정을 이용하여 담가교 집진 생활오수를 정비할 때 A2/O 공정구간의 TN, 암모니아질소, 총인과 CODMn (고망간산염지수) 제거율은 각각 23.4%, 48.6%, 56.3%, 30.7% 였다.이후 인공습지 2차 처리를 거쳐 안정적 운행 후 출수 각종 지표 제거율은 97.7%, 89.0%, 86.2%, 53.1% 순이었다.