버미필터

Vermifilter
축적된 함량을 나타내는 생활하수여과기(보존된 지렁이)

버미필터(vermifilter, vermi-digator 또는 lumbrifilter)는 폐수에서 유기물을 걸러내는 매체를 포함하는 생물학적 원자로로 구성된 호기성 처리 시스템입니다.매체는 또한 병원균과 산소 수요를 제거하여 폐수를 정화시키는 유산소 박테리아와 퇴비화 지렁이의 서식지를 제공한다.배지를 통한 폐수의 "세류 작용"은 산소를 폐수에 용해시켜 유기물의 빠른 분해를 위한 처리 환경을 에어로빅으로 보장합니다.

버미필터는 하수 처리와 농공업 폐수 [1]처리에 가장 일반적으로 사용됩니다.버미필터는 현장 시스템블랙워터, 그레이워터, 대형 중앙 시스템의 도시 폐수를 포함한 오수의 1차, 2차3차 처리에 사용할 수 있다.

버미필터는 폐수가 환경에 안전하게 배출되기 전에 처리가 필요한 경우에 사용합니다.처리된 폐수는 표면 또는 지표면 침출장 중 하나에 처리된다.고형물질(분뇨물질 및 화장지 등)은 유지되고, 박테리아와 지렁이에 의해 탈수되며, 여과매체에 통합된 부식액으로 소화된다.이 액체는 부착된 호기성 미생물이 병원균과 다른 유기 화합물을 생분해하여 처리된 폐수를 생성하는 여과 매체를 통과합니다.

버미필테이션은 저비용의 유산소 [2]폐수 처리 옵션이다.통기에는 에너지가 필요하지 않기 때문에 버미필터는 "패시브 처리" 시스템으로 간주할 수 있습니다(중력 흐름이 불가능한 경우 펌프가 필요할 수 있습니다).또 다른 장점은 공간 요건이 낮기 때문에 처리 효율이 높다는 것입니다.

용어.

검증 과정을 설명하는 데 사용되는 대체 용어로는 호기성 바이오 색소, 지렁이가 있는 생물학적 필터 또는 습식 버미콤포스팅이 있습니다.치료 시스템은 vermi-digter 및 vermi-tricking filter와 같은 용어를 사용하여 설명할 수 있습니다.

이러한 종류의 위생 시스템이 수세식 화장실이나 수세식 화장실(블랙워터라고 함)의 배설물과 물의 혼합물을 처리하기 위해 사용될 경우, "화장실"이라는 용어가 공정의 이름에 추가된다.

개요

1992년 칠레 대학 연구진이 농촌의 [3]분산형 하수 처리에 적합한 저비용 지속 가능한 기술로 처음 제창했다.버미필터는 기존의 분산형 폐수 처리 시스템과 유사한 처리 성능을 제공하지만 잠재적으로 더 높은 유압 처리 능력을 제공합니다.[3]

버미필터는 폐수처리 바이오필터 또는 세류필터의 일종으로 처리효율을 [4]높이기 위해 지렁이를 추가하였습니다.버미필터는 생물막으로서 미생물의 성장을 촉진하는 호기성 환경과 습윤 기질을 제공한다.미생물은 폐수에 존재하는 유기물을 생화학적으로 분해한다.지렁이는 미생물을 [5]직접 또는 간접적으로 방목함으로써 미생물 바이오매스와 활동을 조절한다.지렁이 퇴비로 소비된 바이오필름과 유기물은 생물학적으로 불활성 주조물(부유)[6]로 소화된다.버미캐스트는 미디어 기판에 통합되어 서서히 부피가 증가합니다.이것이 쌓이면 토양의 비옥함과 구조를 개선하기 위해 제거하여 토양에 적용할 수 있다.

존재하는 미생물은 이종영양자기영양이다.이기영양 미생물은 탄소를 산화시키는 데 중요한 반면, 자기영양 미생물은 질화하는데 중요하다.

효소작용에 의한 산화반응, 생분해 및 미생물 자극에 의해 버미필터 내에서 유기물 분해 및 병원체 파괴가 일어난다.도시 폐수를 버미필터로 처리한 연구에서 생화학 산소 요구량(BOD5)의 제거 비율은 90%, 화학적 산소 요구량(COD)의 85%, 총 부유 고체(TSS) 98%, 암모니아 질소 75% 및 분변 대장균의 제거 비율은 [7]농작물에서의 안전한 재사용을 위해 제거되었다.

프로세스 유형

버미필터는 블랙워터그레이워터의 1차, 2차3차 처리에 사용할 수 있습니다.

블랙워터의 일차 처리

1차 처리 국내산 버미필터 표면에 고형물 더미(대변, 화장지 포함)를 부착(표면적2 1m)

버미필터는 국내 블랙워터[8]유산소 1차 치료에 사용할 수 있다.처리되지 않은 흑수는 여과재 층 위의 환기된 인클로저로 들어갑니다.여과층 표면에 고형물이 축적되고 액체가 여과재를 통해 배출되어 원자로에서 배출된다.고형물(과즙과 화장지)은 호기성 세균에 의해 곡예적으로 소화되며 지렁이를 주물(부유)로 퇴비화함으로써 유기물질의 부피를 크게 줄일 수 있다.

가정용 수세식 변기에 의해 공급되는 트윈 챔버 구조의 일차 처리 장치.

일차 처리 버미필터 원자로는 원하수에 포함된 고체 물질을 소화하도록 설계되어 있다.트윈 챔버 병렬 원자로는 병원체 수치가 낮아진 부식액을 위생적으로 제거하기 위해 한쪽은 쉬고 다른 한쪽은 활동할 수 있다는 장점을 제공한다.

벌레는 고형 유기물을 활발하게 소화한다.시간이 지남에 따라 안정된 벌레 집단에 의해 소화되는 부피가 고형 폐기물의 투입 부피와 동일한 균형에 도달한다.계절적, 환경적 요인(온도 등)과 다양한 부피로 인해 고형 폐기물이 무더기로 축적될 수 있습니다.이 "습한" 퇴비 더미의 중심에서 산소는 제외되지만, 지렁이는 영양 요구 사항을 충족하기 위해 외부에서 들어온 공기를 더미 안으로 들여보냅니다.이 식량 자원 완충제는 말뚝을 쌓을 수 있는 공간이 제공된다면 1차 처리 버미필터의 복원력과 신뢰성을 보장한다.습한 환경이 [9]벌레에 의한 고형 폐기물의 소화를 촉진한다는 증거가 있다.충혈부식의 부피는 천천히 증가하며 때때로 1차 치료용 원자로에서 제거될 필요가 있다.

습식 혼합 흑수의 일차 처리에는 식품 고형분, 그리스 및 기타 생분해성 폐기물이 함유된 그레이워터도 포함될 수 있습니다.고체 재료는 부피가 최대 10배까지 [1]감소하여 안정적인 부식(웜 주조)으로 감소합니다.

이 공정은 1차 처리 블랙워터를 생성하며, 고형 유기물의 상당 부분이 유출물에서 제거됩니다.액상 폐수는 디지스터에 들어가는 즉시 배출되기 때문에 여과 단계에서 폐수에 의해 용존산소가 거의 소비되지 않는다.그러나 벌레가 남아 있는 [10]고형물을 소화함에 따라 산소 요구량이 필터를 통해 폐수 흐름으로 침출됩니다.이 산소 요구량은 2차 처리 버미필터 [10]원자로로 제거할 수 있다.일차 처리 버미프터는 정화조와 [11]유사한 수준의 액체 유출물 처리를 제공하지만, 에어로빅 [9]환경에서 벌레에 의한 고형물의 소화가 빠르게 이루어지기 때문에 더 짧은 시간 내에 처리됩니다.

액체 유출물은 배수장으로 직접 배출되거나 2차 처리를 거친 후 농업용 토양의 지표면 또는 지표면 아래 관개에 사용됩니다.

이차 치료

2차 처리 가정용 드립퍼 표시 폐수 버미프터

2차 및 3차 처리 버미필터는 단일 타워의 1차 버미필터 아래에 위치할 수 있지만, 일반적으로 단일 원자로로 여러 원자로가 순차 버미필터로서 연쇄적으로 연결될 수 있다.원자로 내 배수는 버미필터 내에 존재하는 각 물질의 유압전도율투과율에 따라 충전된 여과매체로 제공된다.필터 패킹은 폐수에 존재하는 고형 입자를 유지하고, 유압 유지 시간을 증가시키며, 또한 퇴비화 지렁이 집단을 유지하기에 적합한 서식지를 제공합니다.이 개체군은 필터 매체 내의 적절한 수분 수준뿐만 아니라 적절한 배수 및 산소 수준도 필요합니다.

스프링클러 또는 드리퍼는 2차 및 3차 처리 버미필터 원자로에서 사용할 수 있다(이미지 참조).

유압 요인(유압 유지 시간, 유압 부하율 및 유기 부하율)과 생물학적 요인(지렁이 수, 바이오 필름 수준)이 치료 효율에 영향을 미칠 수 있습니다.

설계.

통에 만든 버미필터의 단면 예.유기 필터 재료는 "vermicompost"라는 라벨이 붙은 재료에 포함되어 있습니다.그 유출물은 또한 단순히 중력에 의해 배출될 수 있다.

버미필터는 보통 플라스틱이나 콘크리트 같은 해충의 침입을 제거하는 내구성 있는 재료로 만들어진 밀폐형 원자로입니다.환기는 벌레와 미생물의 호기성 환경을 보장하고 원치 않는 파리의 침입을 억제하기에 충분해야 합니다.원자로 내 온도는 사용된 [10]퇴비벌레의 종류에 적합한 범위 내에서 유지되어야 한다.

영향력 있는 엔트리

영향을 주는 엔트리는 필터 미디어 상부에서 가져옵니다.풀 플러시 변기는 원자로 측면에 진입점을 가질 수 있는 반면 마이크로 플러시 변기는 하수관을 통해 고형물을 운반하기에 충분한 물을 제공하지 않기 때문에 일반적으로 원자로 바로 위에 설치된다.1차 처리 원자로의 경우 말뚝의 성장을 위해 충분한 수직 공간이 제공되어야 한다.이것은 영향을 받는 고형물의 부피와 화장지와 같이 천천히 분해되는 물질의 존재에 따라 달라집니다.2차 및 3차 처리 원자로는 스프링클러 또는 트리클러를 사용하여 영향을 받는 폐수를 여과재 위에 고르게 분산시켜 여과재의 처리 효율을 향상시킬 수 있습니다.

또 다른 예.여기서 거메브란이나 다른 합성 천을 사용하여 층을 나누는 것에 유의하십시오.

필터 기판

버미필터 원자로 내의 배수는 여과매체에 의해 제공된다.여과 매체는 고형 유기물을 유지하는 동시에 퇴비화 벌레 개체군을 유지하는 데 적합한 서식지를 제공하는 두 가지 목적을 가지고 있습니다.이 개체군은 좋은 배수 및 유산소 조건과 함께 미디어 내의 적절한 수분 레벨을 필요로 합니다.

버미필터 원자로는 유기매체로만 채워진 단일 섹션 또는 지렁이 서식지를 제공하는 유기상층, 무기상층 모래 및 자갈 하층으로 구성된 최대 3개의 필터 섹션으로 구성될 수 있다.필터는 거친 자갈, 암석 또는 투과성 플라스틱 배수 코일의 섬프 또는 배수층 위에 위치하며, 여기서 처리된 폐수가 배출되거나 원자로 상부로 재순환된다.또는 필터 매체를 바구니의 섬프 위에 매달아 둘 수도 있습니다.때로는 합성지질천을 사용하여 필터 매체를 배수층 위에 고정한다.에어로빅 상태를 유지하려면 액체 유출물이 배출될 수 있는 배출구와 함께 적절한 환기가 제공되어야 합니다.

Eisenia foetida를 포함한 다른 종류의 퇴비화 벌레를 사용할 수 있다.

일반적인 필터 포장재는 톱밥,[12][13] 나무조각, 코이어, 나무껍질, 이탄 유기층용 빨대를 포함한다.무기층에는 자갈, 석영모래, 둥근 돌, 경석, 진흙덩어리, 유리덩어리, 세람사이트, 등이 일반적으로 사용된다.이러한 필터 재료의 표면적과 다공성은 처리 [14]성능에 영향을 미칩니다.입자가 작고 표면적이 큰 물질은 버미필터의 성능을 향상시킬 수 있으나 배수를 방해할 수 있다.

사이징

버미필터는 설계요건(1차, 2차, 3차 처리)에 따라 단일 타워 시스템 또는 별도의 단계별 원자로(중력 또는 펌프 작동)로 건설할 수 있다.다단계 시스템은 암모늄질화 및 COD 제거에 적합한 축적된 호기성 조건을 제공하기 때문에 더 많은 단계가 치료의 정도를 높일 수 있습니다.

높은 수준의 처리를 위해 버미필터를 직렬로 배열할 수 있다.(Q는r 원래의 폐수 탱크로 돌아가야 합니다.)

버미필터의 설계 파라미터에는 지렁이의[17] 저장밀도(지렁이의 개체수는 시간이 지남에 따라 스스로 조절되는 경향이 있지만), 여과재 조성,[18] 유압 부하율,[19] 유압 유지시간[13][20] 및 유기 부하율이 포함됩니다.유압 유지 시간과 유압 부하율은 모두 유출물의 품질에 영향을 미칩니다.유압 유지 시간은 폐수가 필터 매체와 접촉하는 실제 시간이며, 버미필터의 깊이(지렁이 버미캐스트의 축적으로 인해 시간이 지남에 따라 증가할 수 있음), 원자로 부피 및 사용된 물질의 유형(공극성)과 관련이 있다.유압 유지 시간은 폐수 유입 속도(시간당 영향 부피로서의 유압 부하)를 결정합니다.

원칙적으로 환경이 호기성일 경우 폐수가 필터 내부에 오래 남아 있을수록 BOD 및5 COD 제거 효율이 높아지지만 유압 부하가 희생됩니다.폐수는 오염 물질의 [21]흡착, 변형 및 감소를 위해 바이오 필름과의 충분한 접촉 시간을 필요로 합니다.유압 부하율은 필수 설계 매개변수로, 버미필터가 주어진 시간 내에 합리적으로 처리할 수 있는 폐수의 양으로 구성됩니다.주어진 시스템의 경우 유압 부하 속도가 높을수록 유압 유지 시간이 줄어들어 처리 수준이 감소합니다.유압 부하율은 필터 패킹의 구조, 배수 품질 및 벌크 밀도와 같은 매개변수와 배수 도포 [22]방법에 따라 달라질 수 있습니다.검증 시스템의 일반적인 유압 유지 시간 값은 1시간에서 3시간 [23]사이입니다.유압 부하 속도는 일반적으로 하루에 0.[24]2m3−2−1, 3.0m3−2 또는−1 10-20g−1 [26]L 사이에서 변화합니다. 유기 부하 속도는 단위 시간 [22][27]당 단위 면적당 용해성 및 미립자 유기물(BOD5)의 양으로 정의됩니다.

치료 효율은 지렁이의 건강, 성숙도, 개체 수에 따라 달라집니다.풍부성은 검증 [28]시스템의 효율적인 작동을 위한 기본 변수입니다.문헌에는 보통 필터 패킹의 부피당 그램 또는 개체 수 또는 필터 패킹의 표면적 단위로 다양한 값이 보고되어 있습니다.공통 밀도는 필터 포장재 [29][30]10g−1 L에서 40g−1 L 사이입니다.

지렁이가 풍부하면 특히 BOD5, TSS 및 NH4+ 제거에서 치료 효율성이 향상됩니다.지렁이가 여과지에 유기물을 방출해 질소광물을 자극하기 때문이다.지렁이 주조물에는 높은5 BOD [31]제거에 기여하는 물질이 있을 수 있습니다.

운용 및 유지보수

톱밥
올리브 가지를 채 썰다

버미필터는 기계 및 수동 유지 보수 요건이 낮으며, 중력이 작동되는 경우 에너지 입력이 필요하지 않습니다.배기 품질 개선을 위해 재순환이 필요한 경우 펌프가 필요합니다.

유기 재료는 분해되고 부피가 감소하기 때문에 때때로 보충이 필요할 수 있습니다. 주조물의 양은 천천히 증가하며 경우에 따라 버미컴포스트를 버미필터에서 제거해야 합니다.

고형물은 유기 필터 매체(또는 필터 패킹)의 표면에 축적됩니다.액체 분율은 매체를 통해 섬프 또는 이퀄라이저로 배출되며, 추가 처리를 위해 원자로에서 배출되거나 상부로 재순환됩니다.폐수는 직접 도포하거나 스프링클러, 드리퍼 또는 트리클러를 통해 여과재 표면으로 배출됩니다.

  • 쉽게 구할[2] 수 있는 재료로 1차 및 2차 가정용 버미프터 구축
  • 1차적 검증과 아래 토양으로의 직접 유출수 침투를 조합한 가정용 수세식 변기는 "타이거 변기"라고 불리며, 인도 시골의 베어 밸리 벤처스와 프리모브 인프라 개발 컨설턴트에 의해 테스트되었습니다.구덩이 변기와는 달리, 1년 동안 배설물이 거의 축적되지 않은 것으로 밝혀졌다.유출물에서는 분변대장균군이 99% 감소하였다.사용자 만족도는 높은데,[9][32] 주로 냄새 부족이 원인입니다.이 시스템은 현재 인도에서 상업적으로 판매되고 있으며, 2017년 [33]5월까지 2000개 이상의 화장실 및 치료 시스템이 판매 및 설치되었습니다.
  • "[34]호랑이 벌레 화장실"은 또한 Oxfam에 의해 예를 들어 라이베리아에 있는 난민 캠프, 빈민가 및 주변 도시 지역의 위생 솔루션으로 홍보되고 있습니다.
  • 직접적인 토양 침수가 있는 저유도 버미필터 화장실 시스템은 미국 프로비던스 칼리지와 [citation needed]가나 대학의 지원을 받아 가나 지속가능 지원 프로젝트(GSAP)에 의해 가나 및 다른 아프리카 국가에서 판매되고 있다.
  • 바이오필컴은 가나에서 활동 중인 회사로 '바이오필 디지스터'[citation needed]라는 이름으로 이 공정을 마케팅하고 있다.
  • 호주와 뉴질랜드에는 가정용 그레이워터 및/또는 블랙워터 처리를 위한 버미필터 시스템을 제공하는 공급업체가 다수 있으며, 1차 처리 후 침출수 지대에 폐기됩니다.예를 들어 Wormfarm, Zenplumb, Naturalflow, SWWSNZ, [citation needed]Autoflow 등이 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

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외부 링크

Innoqua Project - 폐수를 처리하기 위해 Daphnia, 미세조류 및 기타 유기체를 사용하는 버미필터와 필터를 조합하여 버미필터 요약을 제공합니다.