Performance for a small on-site wastewater treatment system using the absorbent biofilter in rural areas

흡수성 Biofilter 를 이용한 농촌 소규모 오수처리 시설의 성능

The feasibility of an absorbent biofilter system was examined for rural wastewater treatment. Hydraulic loading rates varied from 50 to 250 cm/day. Effluent of the septic tank was fed into the absorbent biofilter, and small ventilation fan was provided to supply air at the rate of 250 L/min to aerate the biofilter. The biofilter system demonstrated high removal rates for $BOD_5$ and TSS at the loading rate of 150 cm/day, generally meeting the Korean effluent water quality standard of 20 mg/L applicable to both. The nutrient removal was less satisfactory than the results of $BOD_5$ and TSS, but it was within the expected range of biological treatment processes. Considering the abnormally high influent concentration of nutrients during the experiment, better performance results could have been obtained if ordinary domestic wastewater was used. The system performance was not significantly affected by the hydraulic loading up to 150 cm/day, which is far more than the loading limit of the sand filter systems. Maintenance requirement was minimal, and no problems with noise, odor, flies or sludge arose. Since the biofilter system can be operated at a distance, operation in remote rural area and multi-system connected to one control office might be advantageous to the rural area. Overall, considering the cost-effectiveness, stable performance, and minimum maintenance, the biofilter system was thought to be a competitive alternative to treat wastewater in Korean rural communities.

본 연구에서는 생물막법의 일종인 흡수성 Biofilter 시스템(ABS)을 설치하여 14개월의 실험기간 동안 건국대 농생대 구내의 염기성 부패조로부터 유입수를 3가지 수리부하율로 처리하여 시험하였다. 모니터링 결과에 의하면 ABS는 평균농도 $BOD_5=6.2mg/l$, TSS=4.4mg/l 이라는 아주 낮은 유기성 유출수를 연속적으로 발생시킬 수 있음이 확인되었다. 이러한 저농도 유출수는 현재 우리나라 오분법의 특정지구(상수원 보호구역)에 대한 방류수 기준($BOD_5=10mg/l$, TSS=10mg/l)에도 훨씬 못 미치는 양호한 농도로서 ABS의 우수한 유기성오수 처리성능이 입증되었다. 특히 유출수내의 TSS 농도가 지극히 낮아서 슬러지의 발생이 거의 없으므로 침전조를 생략할 수 있어 설치비용이 저렴해지고, 유지관리가 단순한 장점을 지니고 있음을 알 수 있었다. 그러나 ABS시설이 농촌에 널리 보급되어 실용적인 시스템이 되기 위해서는 앞으로 T - N과 T- P의 처리효율 향상 방안, 겨울철에 대한 Biofilter탱크내 임계온도 유지문제, 광역모니터링 및 신속보수 유지관리체계 확립에 대한 계속적인 연구가 필요하다. 이러한 문제점만 어느정도 해결된다면 ABS는 우리나라 농촌의 소규모 현장 오수처리시설로서 앞으로 미래가 밝은 차세대형 시스템이 될 것으로 확신한다.