1. 개요

① 축산폐수는 폐수의 성상이 고농도이며 질소, 인 등의 영양염류를 다량 함유하고 있어서 처리에 어려움이 많다. 특히 분과 뇨가 혼합된 슬러리 형태의 축산폐수는 전량 퇴비화 하여 처리하기에는 막대한 수분조절제가 소요되기 때문에 폐수중의 유기성 고형분을 최대한 분리한 후 고형분을 퇴비화 처리하고 분리액은 기존에 사용되고 있는 물리화학적, 생물학적 처리공정을 사용하여 처리함이 바람직하다.

② 축사에서 분이 분리되어 뇨와 세정수만 배출되는 축산폐수일지라도 일부 혼입된 분 때문에 폐수의 농도가 높으므로 적정한 고액분리 공정을 거쳐야 한다.

③ 축산폐수 중에는 방류수역의 부영양화와 적조현상의 원인물질이 되는 질소와 인이 다량 함유되어 있으므로 특히 질소를 제거하는 공정을 반드시 설치하여야 한다.

2. 처리공법 요약설명

① 기존에 축산폐수처리에 적용된 처리공법이다. 신기술이라 하여 새로이 적용되고 있는 처리공법은 각각 훌륭한 처리특성과 장점이 있기 때문에 서로의 장점을 살리고 단점을 보완하는 차원에서 상호 유기적으로 병용되면 매우 효과적인 처리 효율을 보일 수 있으나 서로 경쟁적이고 배타적인 입장에서 특정 처리공법을 적용하려 하기 때문에 환경적인 측면에서 다소 아쉬운 점이 있다.

② 축산폐수 중에는 생물학적으로 분해되지 않는 NBD물질(Nonbiodegradable Material)이 다량 포함되어 있어 생물학적 처리만으로는 축산폐수 공공처리장의 COD 방류수 수질기준 50㎎/ℓ이하로 처리하기는 매우 어려우므로 경제적이고 운영관리가 용이한 물리화학적 처리방법의 연구가 필요하다.

③ 개인 축산농가에서 정화처리 사례는 매우 드물고 사례 수집자체가 다소 어렵기 때문에 여기에서는 이미 가동 중이거나 설치중인 축산폐수 공공처리시설의 예를 들어 적용된 처리공정을 중심으로 간략하게 설명하고자 한다.

④ 축산폐수의 정화 처리방식

	전처리	1차처리	생물학적 처리	후처리
수처리	종합협잡물 처리기 스크린 + 원심분리기 스크린 + 로라식고액분리기	응집침저 응집부상 탈수후 가압부상 또는 응집침전 톱밥발효정화	활성슬러지법 산화구법 장기폭기법 막분리법(MBR) B3 System 액상부식법 .생물학적처리 공정은 생물학적 탈질기능을 적용해야 함.	모래여과 활성탄흡착 오존산화

⑤ 전처리(고액분리)
    축산폐수 중에는 토사, 주사기, 동물사체, 털, 지푸라기 등 각종 협잡물이 포함되어 있기 때문에 1차적으로 이를 분리하여야 하며(종합협잡물 처리기, 드럼스크린, 시브스크린 등), 보다 더 확실한 고액분리를 하여 생물학적 처리공정에 투입되기 위해서는 약품 응집등에 의한 처리가 필요하다. 분뇨 혼합 돈사 폐수의 경우 그 자체는 슬러지 형태로 보아도 무방하며 이를 전량 탈수한 여액(여포세척수 포함)을 응집가압부상 처리한 경우 COD_cr 11,000㎎/ℓ, BOD₅ 4,000~7,000㎎/ℓ, COD_Mn 2,000㎎/ℓ, T-N 3,000㎎/ℓ, T-P 100㎎/ℓ의 예를 보이는 경우도 있다.
종합 협잡물 처리장치
    분뇨 및 축산폐수에 함유된 협잡물과 씨앗 및 모래류 등을 제거하기 위해 Rotary Screen과 Cyclone등의 기계설비가 조합된 설비로서 Rotary Screen에서 비교적 큰 협잡물이 제거되며, Cyclone의 원심력에 의해 씨앗 및 모래 등을 제거한다.

스크린 + 원심분리기
    회전하는 드럼 내부로 폐수를 통과시켜 내부 스크린 설비에 의해 고·액 분리한 후 협잡물은 처분이 용이하도록 Screw Press로 탈수하여 배출하며, 처리수는 Screw Decanter의 원심력에 의해 미세부유물질을 제거하는 처리공정의 조합으로서, 처리 효율을 향상시키기 위해 Screw Decanter에 Line Mixer식으로 응집제를 주입하기도 한다.

스크린 + 로라식 고액분리기(스크류 고액분리기)
    로라식 고액분리기나 스크류식 고액분리기가 부착된 경사진 스크린에 폐수를 통과시켜 스크린에서 협잡물을 분리하고, 분리된 협잡물은 압착로라 또는 소형 스크류프레스에 의해 탈수가 이루어진다. 폐수의 농도에 따라 바로 생물학적처리를 하거나 화학적 처리를 거친 후 생물학적 처리를 하여야 한다.

약품 응집침전     
    스크린 설비를 통해 조·대 협잡물을 제거한 처리수에 약품을 주입하여 부유물질을 강제로 응집 침전 시켜 미세 부유물질과 인을 제거하는 공정으로 혼화조에 응집제를 주입하여 약품과 폐수를 급속교반 시키며 적정 pH유지를 위해 pH조정 약품을 주입하고, 응집조에는 응집보조제를 주입 완속교반을 하여 침전이 용이하도록 플록을 크게 형성시킨 후 최종적으로 침전지에서 중력침강 시키는 처리 방법이다. 이 방법은 축사에서 축분뇨가 분리된 폐수처리에 적당하며 슬러리 형태의 축산폐수는 고형물질 농도가 매우 높기 때문에 응집반응이 어렵고 중력에 의한 침전분리가 거이 불가능하다.

탈수 + 가압부상·응집침전
    스크린 설비나 종합협잡물 등을 통해 조·대 협잡물을 제거한 처리수에 약품을 주입하여 탈수기(Belt Press)에 의해 강제로 고형물질을 제거하고 탈수기 여과로 세척수 중에 남아 있는 고형물과 미세 부유물질을 응집 가압부상조나 침전조를 이용하여 제거한다. 이 처리방법은 분뇨 분리가 안된 축산폐수에 적당하다.

  톱밥 발효 정화
    고농도 부유물질(SS)을 함유한 유기폐수의 전처리 방법에 관한 것으로 특히 분과 뇨가 혼합된 슬러리 돈사에서 발생되는 축산폐수를 상부의 톱밥 발효조와 하부의 접촉여재조로 구성된 처리시설에 투입하여 미생물에 의한 호기성 발효와 정화가 동시에 이루어지도록 하는 방법으로 화학약품은 전혀 사용하지 않고 물리, 생물학적으로 처리하여 고형분은 양질의 퇴비로 생산하고 발효층을 통과한 침출여액 중의 오염물질은 접촉여재에 부착된 미생물을 이용하여 처리함으로써 오염원을 최소화 시키는 방법이다.
    운영방법은 집수조의 축산폐수를 교반시설에 설치된 분뇨 분배장치에 이송하면 실은 교반시설이 발효조 옹벽 위에 설치된 레일 위를 이동하면서 전반부에서 축산폐수를 뿌려주고 후반부에서 톱밥과 축산폐수가 잘 섞이도록 교반을 시켜준다. 톱밥에 흡착된 유기물은 호기성미생물에 의해 분해되고 발효열에 의해서 일부 수분이 증발되어 일정시간이 지나면 폐수를 흡수할 능력이 갖추져 약 6개월 톱밥을 공급하지 않아도 된다.
    톱바층을 통과한 여액은 송풍기에서 공급되는 Air를 전체적으로 잘 통기가 되도록 유도하는 자갈층을 통과하여 접촉여재(메디아)에 부착된 미생물에 의해 여액 속에 존재하는 유기물이 분해되는, 한 시설 내에서 여과흡착 및 발효 정화가 동시에 일어날 수 있게 발명된 처리 방법이다. 본 방법을 사용할 경우 폐수 처리량은 약 30%로 감소되며 별도의 화학적처리 없이 생물학적 처리가 가능하다.

⑥  생물학적 처리, 후처리
    생물학적처리, 후처리 공정에 대한 자세한 내용은 수처리 기술에서 별도로 다룸