축산폐수는 비록 배출량은 적으나 고농도의 질소와 인 등을 포함하고 있어 오염 부하량이 큰 폐수로 적절한 처리 없이 방류될 경우 인근 농업용수와 주변 상수원, 지하수 등 오염을 가중할 수 있다. 최근 습지와 같은 저영향개발(LID)공법이 축산폐수 내 수질오염 물질을 저감시키기 위한 자연친화적인 처리법으로 제안되고 있다. 본 연구는 축산지역 비점오염원 저감시설로서 바이오 갈대와 바이오 여재를 이용한 저영향개발(LID)공법의 적용 가능성을 평가하였다. LID공법의 구성 및 설계인자를 도출하기 위해 갈대 및 여재가 다른 인공습지 5개 및 식생수로와 침투도랑, 파일럿 플랜트를 적용한 축산폐수 유출수를 독성영향평가 하였으며 TN, TP, COD의 농도를 측정하여 함께 비교 하였다. 물벼룩 독성영향평가 원수가 TN 100 mg/L이상인 시료에서 독성영향이 있는 것으로 나타났으며 이화학적 분석항목 중 TN과 가장 상관관계가 높았다. 원수에서 독성을 띈 시료를 LID공법으로 처리할 경우 독성이 0으로 감소하거나 일부는 독성이 유지되었다. 정확한 공정처리법에 따른 독성 저감효율을 알아보기 위해서는 추가적인 실험이 필요할 것으로 사료된다. 물벼룩 독성영향 평가결과 TU 2.93인 Sample 6 인공습지 E와 TU 0인 Sample 2 인공습지 D에 대하여 E. agilis 독성영향평가를 실시하였다. E. agilis 독성영향 평가결과 Sample 6 인공습지 D가 Sample 6 인공습지 E 보다 독성영향이 높은 것으로 나타났으며 이는 생물 종에 따라 동일시료에 반응하는 독성정도가 다른 것을 시사한다. 바이오갈대와 바이오세라믹 등으로 구성된 LID공법은 비점오염원 저감시설 뿐만 아니라 가축분뇨 정화시설과 연계한 후속처리공정으로 생태독성을 고려한 수질관리에 효과적일 것으로 예상되며 향후 오염원과 독성도를 동시에 저감할 수 있도록 LID공법 최적화 연구가 필요할 것으로 판단된다.
Livestock wastewater, although it is low in emission, contains high concentrations of nitrogen and phosphorus. It can pollute nearby agricultural water, surrounding water supply, and groundwater, if it is discharged without proper treatment. Recently, low-impact development(LID) such as wetland have been proposed as a natural-friendly treatment method for reducing pollutants in livestock wastewater. This study evaluated the applicability of LID system using a mixture of bio-reed and bio-ceramic as suitable bed media as a subsequent treatment process of livestock wastewater treatment plant. In this study, five other constructed wetlands(constructed wetlands A, B, C, D, E) were produced with different kinds of reeds or media. Additionally, two other vegetable waterways(A, B), penetration ditchs(A, B), the inlet pilot plant(plant A, B) with vegetated swale and wetlands and the batch type(plant C, D) of infiltration trench were produced. Each vegetable waterways, pentration ditchs and pilot plant consisted of bio process using bio-reed and bio-ceramic as bed media and general process using general reed and bed as a control group. Results indicate that the concentrations of TN, TP, and COD were lower in all effluent treated in constructed wetland than influent. Especially, when the livestock wastewater was applied into the constructed wetlands with bio-reed, the TN, TP, and COD reduction efficiency was high and the acute toxicity of D. magna was decreased. In addition, the artificial wetlands with bio-ceramic and bio-block has higher TN, TP, COD and TU reduction rate than that with sand and pebbles instead of bio-ceramic and bio-block. As a result of this study, it is concluded that the artificial wetlands with bio-reed, bio-block and bio-ceramic is considered to be an effective LID process to reduce TN, TP, COD and TU of livestock wastewater. Results indicated that the concentrations of COD, TN and TP were lower in the effluent from both pilot plants using bio process. Ecotoxicity was reduced by bio process for the inlet pilot plant with vegetated swale and wetlands and by general process for the batch type of infiltration trench. Especially batch type of infiltration trench using bio process (HRT 24hr) has higher removal efficiency and toxicity reduction. It is concluded that batch type of infiltration trench using a mixture of bio-reed and bio-ceramic as bed media is considered to be an effective LID process to reduce TN, TP, COD and TU of livestock wastewater and it is applicable to the subsequent process of the livestock wastewater treatment facility.