Abstract

To obtain optimum configuration, depth and load of constructed wetlands(CWs) for treating of hydroponic waste solution(HWS) which was produced in greenhouses, the study was conducted with 4 kinds of combined systems such as Vertical flow(VF)-Horizontal flow(HF), VF-VF, HF-VF and HF-HF CWs. In four configurations of CWs, the treatment efficiency of pollutants from HWS under depth of HF and VF beds, HWS loading and HWSs were investigated. Removal rate of pollutants under different depth of VF and HF in 2-stage hybrid CWs was in the order of 50 cm < 70 cm regardless of CWs configuration. Removal rate of pollutants under HWS loading in 2-stage hybrid CWs was in the order of $150L\;m^{-2}\;day^{-1}{\fallingdotseq}300L\;m^{-2}\;day^{-1}\;>\;450L\;m^{-2}\;day^{-1}$. The optimum depth and HWS loading were 70 cm and $300L\;m^{-2}\;day^{-1}$ in four configurations of CWs, respectively. Using this optimum condition, for various HWSs (cucumber, paprika and strawberry HWS), removal rate of pollutants in HF-HF CWs was higher than that in HF-VF CWs. Optimum configuration of 2-stage hybrid CWs for treating hydroponic waste solution in greenhouses was found out to be HF-HF CWs. Therefore, under the optimum conditions, removal rate of BOD, COD, SS, T-N and T-P in HF-HF CWs were 84, 81, 84, 51 and 93%, respectively.

시설하우스 폐양액 처리를 위한 소형 폐양액처리장치 개발을 위해 소형 폐양액처리장치를 VF-HF, VF-VF, HF-VF 및 HF-HF 조합형으로 구분하여 조합방법별, 여재깊이별 및 폐양액 부하량별로 각각 최적 조건을 조사하였으며, 개발된 시설하우스 폐양액처리장치의 적용성을 검증하기 위해 상기 최적조건하에서 실제 오이, 파프리카 및 딸기 시설하우스에서 배출되는 폐양액의 수처리효율을 조사하였다. 여재 깊이에 따른 오염물질의 수처리 효율은 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P 모두에서 깊이가 깊어짐에 따라 수처리효율이 점점 증가하였으며,여재깊이70 cm에서 모든 조합의 BOD, COD 및 SS의 처리효율은 각각 87, 84 및 82% 이상으로 조합방법에 따라 큰 차이 없이 안정적인 수처리 효율을 보였다. T-N 및 T-P의 경우 HF-HF 및 HF-VF 조합형의 처리효율이 타 조합방법에 비해 약간 높았다. 폐양액 부하량에 따른 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 $150L\;m^{-2}\;day^{-1}{\approx}300L\;m^{-2}\;day^{-1}>450L\;m^{-2}\;day^{-1}$순으로 폐양액의 부하량이 증가함에 따라 수처리 효율이 점점 감소하였다.모든 폐양액 부하량에서의 오염물질 처리효율은HF-VF 및 HF-HF 조합형이 다른 조합형에 비해 높았으며, 특히 총 질소의 경우 HF-HF 조합형이 가장 높은 처리효율을 보였다. 장치의 최적 여재깊이는 70 cm이상이었고, 최적 폐양액 부하이상의 결과를 미루어 볼 때 시설하우스 소형 폐양액처리량은 $300L\;m^{-2}\;day^{-1}$이하이었으며, 최적 조합방법은HF-HF 조합형이었다.

Keywords

• hydroponic waste solution;
• hydroponic greenhouses;
• 2-stage hybrid;
• constructed wetlands;
• VF-HF CWs;
• VF-VF CWs;
• HF-VF CWs;
• HF-HF CWs