DOI QR코드

DOI QR Code

Characteristics of Nutrient Uptake by Aquatic Plant in Constructed Wetlands for Treating Livestock Wastewater

가축폐수 처리 위한 인공습지에서 수생식물의 영양염류 흡수 특성

  • 김경진 (공주대학교 건설환경공학과) ;
  • 김정섭 (공주대학교 건설환경공학과) ;
  • 김이형 (공주대학교 건설환경공학과) ;
  • 양금철 (공주대학교 건설환경공학과)
  • Received : 2011.12.26
  • Accepted : 2012.02.20
  • Published : 2012.02.28

Abstract

This study is to investigate the removal rates of nutrient in water, the biomass of water plants, and the total amounts of T-N and T-P uptakes by water plants to evaluate the ecological characteristics of the constructed wetland for treatment of livestock wastewater in Yangji-ri, Nonsan-si from June through November 2011. During the experimental period, the monthly plant biomass of constructed wetland in July were the highest as 669.4 kg, while the lowest in November as 200.1 kg. The research showed that the average nitrogen and phosphorus contents in aboveground and underground biomass of Phragmites australis were $21.9{\pm}0.6{\sim}32.1{\pm}1.5mg/g$, $15.1{\pm}5.5{\sim}24.9{\pm}5.7mg/g$, $1.5{\pm}0.3{\sim}2.4{\pm}0.2mg/g$ and $1.6{\pm}0.6{\sim}2.5{\pm}0.6mg/g$, respectively. The maximum amount of T-N and T-P uptake by Phragmites australis were 28.0 kg in July and 2.5 kg in June, respectively, while the minimum amount of T-N and T-P uptake by Phragmites australis were 9.7 kg and 0.7 kg in November, respectively. The removal rates of T-N and T-P in constructed wetland for treating livestock wastewater were 23.0 % and 59.1 %, respectively. The results of this study is expected to deduce the circulation of contaminants and nutrient in the wetland afterwards.

본 연구에서는 2011년 6월부터 11월까지 충청남도 논산시 양지리의 가축폐수 처리를 위해 조성된 인공습지에서 정수식물인 갈대의 처리공정별 계절별 생물량 변이와 질소 인의 흡수량, 수처리 효율을 파악하기 위하여 수행되었다. 조사기간 동안 인공습지 내 갈대의 총 생물량은 200.1 ~ 669.4 kg의 범위로 보이며 계절별 총 생물량은 7월에 669.4 kg로 가장 높게 나타났다. 인공습지 내 갈대의 지상부 질소 함량은 $21.9{\pm}0.6{\sim}32.1{\pm}1.5mg/g$, 지하부는 $15.1{\pm}5.5{\sim}24.9{\pm}5.7mg/g$, 인의 함량은 지상부에서 $1.5{\pm}0.3{\sim}2.4{\pm}0.2mg/g$, 지하부는 $1.6{\pm}0.6{\sim}2.5{\pm}0.6mg/g$의 범위로 조사되었다. 인공습지 내 갈대의 질소 흡수량은 9.7 ~ 28.0 kg, 인의 흡수량은 0.7 ~ 2.8 kg의 범위로 조사되었다. 질소의 흡수량은 7월에 28.0 kg으로 가장 높게 나타났으며 11월에 9.7 kg으로 가장 낮게 나타났다. 인의 흡수량은 6월에 2.8 kg으로 가장 높게 나타났으며 11월에 0.7 kg으로 가장 낮게 나타났다. 인공습지로 이입되는 가축폐수의 질소 인 저감 효율은 각각 23.0, 59.1 %로 조사되었다. 본 연구결과는 향후 인공습지 내 오염물질 및 영양염류 순환 도출에 기여할 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. 강세원, 서동철, 최익원, 이준배, 임병진, 박종환, 김갑순, 김상돈, 허종수, 조주식. 2011. 비점오염원 처리를 위한 자유수면형 인공습지에서 수생식물의 영양염류 흡수특성 평가, 한국환경농학회지, Vol. 30, No. 3, pp. 304-309.
  2. 김현철. 2007.수생식물을 이용한 인공습지의 축산폐수 정화능에 관한 연구, 석사학위논문, 영남대학교.
  3. 남귀숙, 배요섭, 김형중, 이상준, 이관식. 2004. 농업용 저수지 수질 개선을 위한 지하흐름 갈대 인공습지의 적용, 한국습지학회지, Vol. 6, No. 4, pp. 59-69.
  4. 박재홍, 최의소, 조일형. 2004. 인공습지를 이용한 축산폐수의 처리, 한국물환경학회지, Vol. 20, No. 2, pp. 157-162.
  5. 백현주, 남종현, 정다운, 정태진, 최승익, 안태석. 2007. 오염된 하수처리를 위해 설치된 인공습지에서의 영양염 제거 효율, 대한상하수도학회.한국물환경학회 공동 추계학술발표회 논문집, pp 1075-1078.
  6. 최선화, 안열, 김호일. 2006.인공습지의 수질정화 효율 평가, 한국물환경학회.대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 논문집, pp 349-356.
  7. Allen, S.E., H.M. Grimshaw, J.A. Parkinson and C. Quarmby. 1974. Chemical analysis of ecological materials. Blackwell, Oxford.
  8. Bachand, P.A.M. and A.J. Horne. 2000. Denitrification in constructed free-water surface wetlands: II. Effects of vegetation and temperature. Ecol. Eng. 14: 17-32.
  9. Copper, P.F. and A.G. Boon. 1987. The use of phragmites for wastewater treatment by the root zone method: The UK approach. In K. R. Reddy and W.H. Smith (eds.), Aquatic Plants for Water Treatment and Resource Recovely. Magnolia Pub. Inc., Orlando, Florida. pp. 153-174.
  10. Gersberg, R.M., B.V. Elkins, S.R. Lyon and C.R., Goldman. 1986. Role of aquatic plants in wastewater treatment by artificial wetlands. Water Resear. 20: 363-368. https://doi.org/10.1016/0043-1354(86)90085-0
  11. Michael, J. Semmens, Forester, D.M. and Cussler, E.L. 1990. Ammonia removal from water using microporous hollow fibers. Journal of Membrane Science, Vol. 51.
  12. Nichols, D.S.. 1983. Capacity of natural wetlands to remove nutrients from wastewater. Res. J. WPCF 55: 495-505.
  13. USEPA. 1990. Microwave assisted acid digestion of sediments, sludges, soils and oils. SW-846 Method 3051.