침출수 재순환 매립지에서의 질산 및 아질산의 탈질 특성

Abstract

매립지 침출수에는 고농도의 유기물과 암모니아성 질소를 함유하고 있다. 매립 초기 침출수내 유기물이 고농도로 존재하게 되고 매립 중·후반을 경과하면 침출수내 유기물의 비율은 줄어드는 반면 매립지 내부가 혐기성 조건이 형성되어 유기성 질소가 암모니아성 질소로 전환하게 되어 암모니아성 질소가 축적되게 된다. 처리되지 않은 암모니아성 질소는 방류수역에 DO 고갈, 부영양화의 원인으로 작용하기 때문에 반드시 처리가 필요하다. 생물학적 질소제거공법은 미생물을 이용하여 유기물과 암모니아를 동시에 제거할 수 있는 공법으로 질소를 질산화단계에서 질산성 질소로 산화시킨 다음, 탈질단계에서 N₂ 가스로 환원된다. 탈질 미생물들의 대부분은 유기물을 전자수용체로 이용하여 탈질과정을 수행한다. 매립연령이 오래된 침출수내에는 COD/N 비가 낮아 외부 탄소원의 첨가가 요구되어 비용이 증가하게 된다. 따라서 본 연구에서는 Lab 실험을 통하여 탈질 시 폐기물이 탄소원으로 사용될 수 있는지와 폐기물 성상 및 아질산과 질산의 탈질율을 비교·평가 하였다. 연구 결과 아질산 및 질산화 된 침출수의 재순환이 침출수의 수질개선에 효과적이었으며 분해성 유기물이 거의 소모된 시점부터 COD/N 비가 1 정도인 침출수를 재순환 시킨 결과 지속적인 탈질이 관찰되었다. 따라서 폐기물의 잔류 유기물 및 폐기물 분해에 의한 중간 생성물을 탈질에 필요한 탄소원으로 이용 가능을 확인하였다. 이로 인하여 매립 초기에는 매립지내 풍부한 분해성 유기물의 존재로 인해 질산성 질소를 이용하여 다량의 유기물 분해 및 질소 제거가 가능할 것으로 판단된다. 반면, 매립 중·후반부터는 매립지내 낮은 유기물 함량으로 인하여 질산 보다 아질산을 이용한 유기물 및 질소제거와 동시에 폐기물의 분해를 촉진시키는 것이 유리할 것으로 판단된다.; The biological treatment of ammonia in the leachate from an aged landfill is problematic because there presents usually not enough carbon source in the leachate to reduce nitrate. When ammonia is partially nitrified to nitrite, it can be beneficial since it consumes 40% less electron donor for denitrification. In this study, the possibility of nitrite/nitrate denitrification by landfill wastes was evaluated, using column or flask reactors. Fresh wastes or waste materials excavated from an aged landfill was used as carbon sources. The results showed that leachate recirculation was effective for denitrification and additional removal of organic matters in the landfill. Intermediates produced from waste decomposition appeared to be used as a carbon source for denitrification. Complete removal of nitrate or nitrite was observed in the waste column when the wastes provided sufficient amount of electron donor. With time, nitrite denitrification was more efficient as the available electron donor was depleting. Thus, it was thought that nitrite denitrification would be more effective in the late stage of a landfill where insufficient amount of carbon source is present, whereas either nitrate or nitrite could be fully denitrified in the early stage of a landfill.