연구개발

연도별 연구사업

연도별 연구사업 상세
산학연 생물학적 방법을 이용한 인천지역 하천유수지 오염토의 정화기술 개발
작성일 2020/06/24 조회수 241

Ⅰ. 연구배경

최근 집중호우 등에 의한 침수피해가 종종 발생하고 그 규모도 점차 커지고 있어 유수지의 적정 유량확보가 필요하며 이에 따라 정기적인 유수지의 준설이 요구된다. 또한 유기물의 부패로 인해 악취가 지속적으로 발생하고 있으므로 이에 대한 개선이 필요하다. 유수지토를 매립하지 않고 재활용하기 위해서는 준설토의 악취를 제거하면서 토양오염 기준 이하로 토양을 정화할 수 있는 방법이 제시되어야 하며, 이를 통해 현장에서 활용할 수 있는 친환경적인 재료로 재활용 하는 기술개발이 이루어져야 한다.


 


Ⅱ. 연구의 목적

본 연구의 최종목적은 토양오염물질의 생물학적 처리방법에 관한 기술개발로 토양 내에 침전된 유기오염물을 복합발효물과 교반혼합 처리함으로써 미생물 증식을 유도하여 효과적인 분해를 통해 악취와 오염제거가 이루어지도록 하는 기술을 개발하는 것이다.



Ⅱ. 연구 내용

유수지 오염토의 생물학적 처리방법에 관한 연구를 위해 미생물을 이용한 악취제거 방법에 대한 연구문헌을 검토하고 악취의 발생원인과 제거방법에 대한 매커니즘을 분석하였다. 복합발효물은 유산균 효모 등의 발효미생물계와 광합성균, 조균류, 질소고정균 등의 합성형 미생물계가 강하게 연동하면서 복합발효가 이루어지도록 하고 부패, 변패, 산화 등 미생물의 유해작용을 유효작용으로 바꾸는 역할을 한다.

 악취와 유기오염물 제거를 위해 남동유수지 오염토에 물리화학적 기초실험과 악취분석 및 복합발효물을 활용한 장비교반실험을 수행하였다. 복합발효물을 유수지 오염토에 적용하여 혼합하여 유기오염토량에 따른 복합발효물의 정화시간과 정화효과를 분석하였으며 악취저감 특성, 화학적 산소요구량, 용존산소량 분석을 통해 복합발효물을 이용한 방법의 악취와 유기물질의 제거효율을 분석하였다. 악취의 원인은 미생물의 침입 또는 번식으로 인해 유기물이 변질되기 때문이며 특히 단백질로 구성된 유기물이 무산소성 세균에 의해 불완전 분해되면서 암모니아, 메탄, 아민류나 황화수소 등을 생성하여 불쾌한 냄새가 발생한다. 생물학적 방법을 이용한 악취제거는 미생물에 의한 탈취는 한 종류의 미생물을 이용하지 않고 미생물집단을 이용한 제거가 효과적인 것으로 확인되었다. 유수지 토양의 악취 및 유기물을 제거하기 위해 복합발효물 용액을 20ml, 당밀 20ml, 소금 20g, 해수 1000ml를 계량하여 삼각플라스크에 담고 10일 이상 배양하였다. 소금과 당밀을 추가한 것은 미생물 배양을 활성화하기 위한 것이며 이외에 복합발효물 활성액을 보충함으로써 유효 미생물의 배양을 극대화 될 수 있도록 하였다.

복합발효물을 적용한 구역의 복합악취 저감효과를 분석한 결과 복합발효물 배양액을 투입하기 전과 투입한 이후의 악취농도가 개선되었으며 토양으로부터 배출된 간극수의 수질이 개선되는 것으로 확인되었다.

따라서 생물학적 방법에 의한 남동유수지 토양의 정화방법은 단기적으로 악취의 원인인 저니토를 복합미생물과 접촉시켜 단기간에 표면의 저니토를 제거한 후, 장기적인 정화 프로젝트를 가지고 식물을 이용한 정화방법을 조합하는 것이 적절한 방법으로 판단된다.



Ⅲ. 연구 결과 및 계획


생물학적 방법에 의한 정화방법으로서 복합발효물을 이용하여 남동유수지 오염토의 유기물제거, 악취제거 중금속제거에 관하여 실내실험과 실대형 장비교반실험을 통해 제거 효과를 분석하였다. 공단 내 유수지 오염토에 포함된 구리 납, TPH 등은 미생물에 의해 제거가 되는 것으로 확인되었다. 그러나 대용량의 토양에 적용하였을 경우 밀폐된 공간에서의 정화효과는 단기적으로 변화하지 않았으며 그 효과도 명확하기 나타나지 않았다. 따라서 대용량의 토양에 대한 안정적인 제거 프로세스를 위해 현재 기술을 실용화하는 데는 더 연구가 필요하다.

미생물의 배양이 효과적으로 이루어지기 위해서는 온도, 양분, 호기 및 혐기환경의 조성, 배양시간, 교반조건, pH농도 등 서식환경이 최적이 되었을 때 복합 미생물이 효과적으로 배양되어 분해기작이 발현될 수 있다. 따라서 향후 대용량의 오염토 처리를 위해서는 토양 내 처리하고자 하는 유해물질에 필요한 미생물이 활성화 될 수 있도록 안정적인 처리 프로세스 확립이 요구된다.