Abstract
A model of pond system is developed for treatment and recycling of excreta from twenty-five adult dairy cattle. It is composed of wastewater treatment ponds and small fish ponds. Those are three facultative ponds in series; primary-secondary-tertiary pond and these are designed to rear carps without feeding. A pit is constructed at the bottom of primary pond for efficient sludge sedimentation and effective methane fermentation. It is contrived to block into it the penetration of oxygen dissolved in the upper layer of pond water. The excreta from the cattle housed in stalls are diluted by water used for clearing them. The washed excreta flow into the pit. The average yearly $BOD_5$ concentration of influent is 398.7mg/l. That of the effluent from primary, secondary and tertiary pond of the system is 49.18, 27.9, and 19.8.mg/l respectively. Approximate 88, 93, and 95 % of BOD5 are removed in each pond. The mean yearly SS concentration of influent is 360.5 mg/l That of the effluent from each pond is 53.4, 45.7, and32.7mg/l respectively. Approximate 86, 88, and 91% of SS are removed in each pond. The $BOD_5$ concentration of secondary and tertiary pond can satisfy 30mg/l secondary treatment standard. The SS concentration of effluent from tertiary pond, however, is slightly greater than the standard, which results from activities of carps growing in the pond. The average yearly total nitrogen concentration of influent is 206.8mg/l and that of the effluent from each pond is 48.6, 30.8, and 21.0mg/l respectively. Approximate 74, 88, and 90% of total nitrogen are removed in each pond. The mean yearly total phosphorous concentration of influent is 20.7mg/l and that of the effluent from each pond is 5.3, 3.2, and 2.1mg/l respectively. Approximate 97, 98, and 99% of total phosphorous are removed in each pond. The high removal of nitrogen and phosphorous results from active growth of algae in the upper layer of pond water. Important pond design parameters for southern part of Korea -- areal loading of BOD5, liquid depth, hydraulic detention time, free board, and pond arrangement -- are taken up.
실험결과 최종처리수의 $BOD_5$를 30mg/l 이하로 유지하는 것이 충분히 가능하다. 최종처리수의 총질소와 총인은 축산폐수처리시설의 방류수 수질기준보다 월등히 낮다. 연못상층에서 조류(Algae)가 성장하면서 질소와 인을 흡수하기 때문이다. 연못시스템은 질소와 인을 동시에 제거하는 장점이 있다. 최종처리수의 평균 SS가 $30mg/{\ell}$ 보다 다소 높아 2차처리 수준의 방류수 수질기준을 충족시키지 못하는 경우가 발생할 수 있으나 연못상층의 조류(Algae) 성장에 원인이 있어 문제가 되지 않는다. 2차연못과 3차연못의 SS는 거의 조류가 차지하고 있다. 조류를 회수하여 사료로 사용하거나 처리수를 유기농업 관수로 이용하여 조류를 비료로 이용하는 재활용 방법이 바람직하다. 실험 연못시스템의 모델은 연못의 수, 연못의 종류, 각 연못의 크기, 유입폐수의 $BOD_5$ 부하량을 적절히 조절하면 액상폐수(뇨${\cdot}$오수)뿐아니라 분${\cdot}$뇨${\cdot}$오수를 동시에 처리할 수 있다. 국내 여건에서는 중소규모 축산시설의 폐수를 처리하는데 연못시스템이 적합하며, 토지확보가 가능하면 대형 축산폐수 공동처리시설로 사용할 수 있다. 대부분 축산농가에 설치되어 있는 간이정화조와 산화구를 연못시스템으로 대치하여 이들의 낮은 처리효율의 문제점을 해결할 수 있다고 사료된다. 다른 처리기법에 비해 연못시스템은 관리운영에 적은 인력과 경비가 소요하여 노동력이 부족한 농촌지역에 적합하다.