[학위논문]복합유용미생물을 고정화한 흙블록과 정수식물을 이용한 자연정화 연구 Natural Purification Treatment using Soil Brick with Combined Effective Microorganisms and Emergent Plants원문보기
본 연구에서는 복합유용미생물과 정수식물의 상호작용에 의해 수질보전 및 개선 효과를 연구하고자 시멘트를 사용한 콘크리트 블록 대신에 고령토와 친환경 무기바인더를 이용하여 제작한 흙블록을 이용하였으며, 복합유용미생물을 고정화하고 이에 수생식물을 활착시켜 사용하였다. 본 연구에서 사용한 복합유용미생물은 M사의 EM-X인 유용미생물, ...
본 연구에서는 복합유용미생물과 정수식물의 상호작용에 의해 수질보전 및 개선 효과를 연구하고자 시멘트를 사용한 콘크리트 블록 대신에 고령토와 친환경 무기바인더를 이용하여 제작한 흙블록을 이용하였으며, 복합유용미생물을 고정화하고 이에 수생식물을 활착시켜 사용하였다. 본 연구에서 사용한 복합유용미생물은 M사의 EM-X인 유용미생물, Bacillus subtilis, 탈질을 위한 복합탈질미생물로 구성되어 있다. 흙블록은 흙 70%와 재생골재 20% 그리고 무기바인더제 10%를 혼합하고 복합유용미생물제재를 유포자화 될 수 있는 액상상태로 혼합하며, 이를 성형화하고 경화시켜 제작하였다. 정수식물은 애기부들을 사용하였으며, 씨앗으로 발아되어 비닐포트에서 재배 된지 1년이 된 식물을 사용하였다. Lab-test는 유입과 유출이 있는 연속반응조로 실험을 하였으며, 서울시 소재 J물재생센터 초침유출수를 원수로 사용하였다. 반응조는 4개로 구성하였으며, 원수만 넣은 반응조 A, 복합유용미생물이 고정화된 흙블록을 넣은 반응조 B, 정수식물을 넣은 반응조 C, 복합유용미생물이 고정화되고 수생식물이 활착된 흙블록을 넣은 반응조 D로 구성하여 실험을 하였다. 폭기를 시켜주어 DO를 8.0∼8.5mg/L로 유지해주었으며, 온도는 25℃로 유지하였으며, 이틀에 한 번씩 채수 하여 실험을 진행하였다. 그 결과 반응조 D에서 CODCr, TSS, T-N, NH4-N, T-P, PO4-P의 제거효율은 각각 87.1%, 95.8%, 36.3%, 99.1%, 39.8%, 13.6%로 다른 반응조에 비해서 가장 높게 나타났다. 흙블록 흡착실험은 lab-test에서 흙블록의 흡착으로 제거되는 양을 알아보기 위하여 실험을 수행하였으며, 연속반응조가 아닌 batch 형태의 반응조인 것 빼고는 lab-test와 같은 조건에서 실험을 하였다. 그리고 SEM/EDX분석을 통하여 흙블록에 흡착된 물질에 대하여 분석하였다. 그 결과 흙블록 흡착에 의한 제거효율은 CODCr, TSS, T-N, NH4-N, T-P, PO4-P순으로 6.9%, 6.5%, 5.1%, 12.8%, 4.2%, 5.5%이었다. SEM/EDX 결과 처리 전의 흙블록의 표면 보다 처리 후 흙블록의 표면에 유기물과 영양염류의 성분인 C, O, N, P가 증가하는 것을 볼 수 있었으며, 그에 따라 블록의 주성분인 Ca, Si가 감소하는 것을 볼 수 있었다. Lab-test에서 4개의 반응조와 흙블록 흡착 실험을 통해 개체별 제거량을 계산하고 반응조 D에서의 각 개체별 제거효율을 추정해 보았다. 그 결과 CODCr은 식물과 흙블록에 의한 제각 높았으며, TSS는 흙블록에 의한 제거효율이 가장 높았다. 영양염류인 T-N과 T-P는 식물에 의한 제거효율이 가장 높았다. 온도, 흙블록 면적, 식물체 무게에 따른 조건별 수질정화 실험을 실시하였으며, 이를 토대로 다중회귀분석을 통해 제거량을 예측할 수 있는 다중회귀모형을 도출하였다. 식을 통해 CODCr과 TSS의 제거량은 온도의 증가에 가장 큰 영향을 받는 것을 알 수 있었다. T-N의 경우 식물체 무게의 증가에 가장 큰 영향을 받으며, T-P의 경우 그와 반대로 흙블록 면적의 증가에 따라 제거량이 가장 큰 영향을 받는 것을 알 수 있었다.
본 연구에서는 복합유용미생물과 정수식물의 상호작용에 의해 수질보전 및 개선 효과를 연구하고자 시멘트를 사용한 콘크리트 블록 대신에 고령토와 친환경 무기바인더를 이용하여 제작한 흙블록을 이용하였으며, 복합유용미생물을 고정화하고 이에 수생식물을 활착시켜 사용하였다. 본 연구에서 사용한 복합유용미생물은 M사의 EM-X인 유용미생물, Bacillus subtilis, 탈질을 위한 복합탈질미생물로 구성되어 있다. 흙블록은 흙 70%와 재생골재 20% 그리고 무기바인더제 10%를 혼합하고 복합유용미생물제재를 유포자화 될 수 있는 액상상태로 혼합하며, 이를 성형화하고 경화시켜 제작하였다. 정수식물은 애기부들을 사용하였으며, 씨앗으로 발아되어 비닐포트에서 재배 된지 1년이 된 식물을 사용하였다. Lab-test는 유입과 유출이 있는 연속반응조로 실험을 하였으며, 서울시 소재 J물재생센터 초침유출수를 원수로 사용하였다. 반응조는 4개로 구성하였으며, 원수만 넣은 반응조 A, 복합유용미생물이 고정화된 흙블록을 넣은 반응조 B, 정수식물을 넣은 반응조 C, 복합유용미생물이 고정화되고 수생식물이 활착된 흙블록을 넣은 반응조 D로 구성하여 실험을 하였다. 폭기를 시켜주어 DO를 8.0∼8.5mg/L로 유지해주었으며, 온도는 25℃로 유지하였으며, 이틀에 한 번씩 채수 하여 실험을 진행하였다. 그 결과 반응조 D에서 CODCr, TSS, T-N, NH4-N, T-P, PO4-P의 제거효율은 각각 87.1%, 95.8%, 36.3%, 99.1%, 39.8%, 13.6%로 다른 반응조에 비해서 가장 높게 나타났다. 흙블록 흡착실험은 lab-test에서 흙블록의 흡착으로 제거되는 양을 알아보기 위하여 실험을 수행하였으며, 연속반응조가 아닌 batch 형태의 반응조인 것 빼고는 lab-test와 같은 조건에서 실험을 하였다. 그리고 SEM/EDX분석을 통하여 흙블록에 흡착된 물질에 대하여 분석하였다. 그 결과 흙블록 흡착에 의한 제거효율은 CODCr, TSS, T-N, NH4-N, T-P, PO4-P순으로 6.9%, 6.5%, 5.1%, 12.8%, 4.2%, 5.5%이었다. SEM/EDX 결과 처리 전의 흙블록의 표면 보다 처리 후 흙블록의 표면에 유기물과 영양염류의 성분인 C, O, N, P가 증가하는 것을 볼 수 있었으며, 그에 따라 블록의 주성분인 Ca, Si가 감소하는 것을 볼 수 있었다. Lab-test에서 4개의 반응조와 흙블록 흡착 실험을 통해 개체별 제거량을 계산하고 반응조 D에서의 각 개체별 제거효율을 추정해 보았다. 그 결과 CODCr은 식물과 흙블록에 의한 제각 높았으며, TSS는 흙블록에 의한 제거효율이 가장 높았다. 영양염류인 T-N과 T-P는 식물에 의한 제거효율이 가장 높았다. 온도, 흙블록 면적, 식물체 무게에 따른 조건별 수질정화 실험을 실시하였으며, 이를 토대로 다중회귀분석을 통해 제거량을 예측할 수 있는 다중회귀모형을 도출하였다. 식을 통해 CODCr과 TSS의 제거량은 온도의 증가에 가장 큰 영향을 받는 것을 알 수 있었다. T-N의 경우 식물체 무게의 증가에 가장 큰 영향을 받으며, T-P의 경우 그와 반대로 흙블록 면적의 증가에 따라 제거량이 가장 큰 영향을 받는 것을 알 수 있었다.
In this study, soil brick which is made with soil and inanimate binder was used instead of concrete brick and soil brick was used with combined effective microorganisms and emergent plants to preserve water quality by interaction of microorganisms and plant was studied in this study. Natrual purific...
In this study, soil brick which is made with soil and inanimate binder was used instead of concrete brick and soil brick was used with combined effective microorganisms and emergent plants to preserve water quality by interaction of microorganisms and plant was studied in this study. Natrual purification treatment using soil brick with combined effective microorganisms and emergent plant was studied and ability of purifying water was also evaluated in each condition. In regards to microorganisms used in this study, there are EM-X agent of M company which were composed of effective microorganisms, Bacillus subtilis, and composite microbial strains for denitrification. The liquid of combined effective microorganisms were immobilized in the soil brick. It was shaped and was made hard to complete the soil brick. Typha angustifolia which was grown in vinyl pot for one year was used for emegent plant. Lab-test was consisted of four kind of continuos flow reactors. Each of reactors were A(only rawwater), B(with soil brick), C(with emergent plant), D(with soil brick and emegent plant) which was filled with 10L of wastewater in aeobic condition. As a result, removal efficiency of D(with soil brick and emegent plant) were 87.1%, 95.8%, 36.3%, 99.1%, 39.8%, and 13.6% for CODCr, TSS, T-N, NH4-N, T-P, and PO4-P respectively. Soil brick adsorption test in batch mode was experimented to find out the amount te be removed by adsorption in prior lab-test. Because of that, all the condition of reactor was same with lab-test except it was batch reactor. And through SEM/EDX analysis, the material which was adsorbed onto soil brick was analyzed. As the result, removal efficiency of soil brick adsorption was 6.9%, 6.5%, 5.1%, 12.8%, 4.2%, and 5.5% for CODCr, TSS, T-N, NH4-N, T-P, and PO4-P respectively. Result of SEM/EDX analysis, used soil brick had higher contents C, O, N, P which is element of organic compound and nutrient substance. Through the lab-test and soil brick adsorption test, removal amount of each individuals of soil brick with combined effective microorganisms and emergent plant were calcuated and removal efficiency of each individuals in D(with soil brick and emegent plant) was estimated. As the result, removal efficiency of soil brick and emergent plant had high rate in CODCr, and removal efficiency of soil birck was highest in TSS. The highest removal efficiency of T-N and T-P was emergent plant. Water purification tests were progressed in accordance with diverse condition factor such as temperature, surface of soil brick, and weight of plant. And water quality prediction model was deduced using multiple regression analysis with the data of water purification test. As the result, increase of temperature had the greatest effect on removal amount of CODCr and TSS. In case of T-N, increase of soil brick surface had the greatest effect on it. On the contrary, increase of plant weight had the greatest effect on removal amount of T-P.
In this study, soil brick which is made with soil and inanimate binder was used instead of concrete brick and soil brick was used with combined effective microorganisms and emergent plants to preserve water quality by interaction of microorganisms and plant was studied in this study. Natrual purification treatment using soil brick with combined effective microorganisms and emergent plant was studied and ability of purifying water was also evaluated in each condition. In regards to microorganisms used in this study, there are EM-X agent of M company which were composed of effective microorganisms, Bacillus subtilis, and composite microbial strains for denitrification. The liquid of combined effective microorganisms were immobilized in the soil brick. It was shaped and was made hard to complete the soil brick. Typha angustifolia which was grown in vinyl pot for one year was used for emegent plant. Lab-test was consisted of four kind of continuos flow reactors. Each of reactors were A(only rawwater), B(with soil brick), C(with emergent plant), D(with soil brick and emegent plant) which was filled with 10L of wastewater in aeobic condition. As a result, removal efficiency of D(with soil brick and emegent plant) were 87.1%, 95.8%, 36.3%, 99.1%, 39.8%, and 13.6% for CODCr, TSS, T-N, NH4-N, T-P, and PO4-P respectively. Soil brick adsorption test in batch mode was experimented to find out the amount te be removed by adsorption in prior lab-test. Because of that, all the condition of reactor was same with lab-test except it was batch reactor. And through SEM/EDX analysis, the material which was adsorbed onto soil brick was analyzed. As the result, removal efficiency of soil brick adsorption was 6.9%, 6.5%, 5.1%, 12.8%, 4.2%, and 5.5% for CODCr, TSS, T-N, NH4-N, T-P, and PO4-P respectively. Result of SEM/EDX analysis, used soil brick had higher contents C, O, N, P which is element of organic compound and nutrient substance. Through the lab-test and soil brick adsorption test, removal amount of each individuals of soil brick with combined effective microorganisms and emergent plant were calcuated and removal efficiency of each individuals in D(with soil brick and emegent plant) was estimated. As the result, removal efficiency of soil brick and emergent plant had high rate in CODCr, and removal efficiency of soil birck was highest in TSS. The highest removal efficiency of T-N and T-P was emergent plant. Water purification tests were progressed in accordance with diverse condition factor such as temperature, surface of soil brick, and weight of plant. And water quality prediction model was deduced using multiple regression analysis with the data of water purification test. As the result, increase of temperature had the greatest effect on removal amount of CODCr and TSS. In case of T-N, increase of soil brick surface had the greatest effect on it. On the contrary, increase of plant weight had the greatest effect on removal amount of T-P.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.