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슬러지 액비의 비효효과 및 안전성 평가
Assessment of Aerobic Stabilized Waste Sludge as Liquid Fertilizer and Its Safety 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.30 no.3, 2008년, pp.314 - 322  

이영옥 (대구대학교 생명과학과) ,  황진규 (대구대학교 원예학과) ,  황응주 (대구대학교 환경공학과)

초록
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하수슬러지를 알칼리(40 meq/L NaOH, 330 min. at 40$^{\circ}C$)로 가용화시킨 후 호기적으로 안정화시켜 생산한 액상의 비료(액비)로 오이, 배추, 국화 등의 농작물을 재배하여 비료로서의 활용가능성 및 그 안전성을 평가하였다. 위생적인 안전성을 확보하기 위해 검출한 분원성대장균은 연속공정보다 회분식 공정에서 더 높은 제거 효율을 보였는데 이는 아마도 긴 슬러지 체류시간(SRT) 때문이며 생산된 액비 모두 미국 EPA 기준의 B등급 이상이었다. 또한 우리나라에서 규제하는 비소, 카드뮴, 크롬, 수은, 구리, 납 등 6개의 중금속 중 크롬, 구리, 납은 대략 식물 건중량당 10 mg/kg 이하로 검출되었으나 비소, 카드뮴, 수은은 거의 검출되지 않았다. 그러나 규제 외 항목 중 선진외국에서 규제하는 아연과 니켈은 각각 최고 118 mg/kg과 15.7 mg/kg로 검출되었다. 아울러 생물량기준으로 볼 때, 활성슬러지액비(4.3 mg, dw)보다 소화슬러지액비(5.4 mg, dw)가 더 양호한 비효효과를 나타냈고 전처리한 액비(1.24 mg, dw)가 비전처리 액비(1.12 mg, dw)보다 더 좋았으나 액비 성분이 실제로 농가에서 사용하는 배양액 성분의 대략 60$\sim$80%를 차지했고 아연, 티타늄, 크롬 등의 중금속이 농축되었으므로 화훼 재배에는 무리가 없을 것이나 식용작물 재배 시에는 전적으로 액비에 의존하기 보다는 추가적인 비료로 사용하는 것이 타당할 것으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study was carried out to assess aerobic stabilized waste sludge as liquid fertilizer for the growth of cucumber, cabbage and chrysanthemum. Sludge was pretreated with NaOH(40 meq/L) at 40$^{\circ}C$ for 330 min. The number of fecal coliforms in batch test sludge fertilizer was more e...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 폐하수슬러지를 호기 조건에서 안정화시켜 액상의 비료(액비)를 생산하는데 그치는 것이 아니라 그 액비를 이용해 현장에서 오이, 배추, 국화 등의 농작물을 경작하여 비료로서의 활용가능성을 평가하고 아울러 액비를 시비할 경우, 액비의 유해성여부를 평가하고자 분변오염의 지표세균인 분원성 대장균군과 액비에 함유된 중금속이 식물이 생장하는 동안 축적되는지의 여부를 조사하고자 하였다.

가설 설정

  • 23 mg/kg과 6.88 mg/kg으로 농도가 증가한 것을 보면(Table 5) 농축효과도 있는 것으로 사료된다. 식물이 흡수하는 각 중금속의 양은 토양 입자, pH 등의 이화학적인 환경의 영향을 받으며 또한 식물체의 종류 및 부위별 차이가 크다고 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
하수슬러지에 대한 처리방법 비율은? 또한 하수슬러지는 수분을 다량 함유하고 유기물 함량이 높아서 적절히 관리하지 않으면 부패되어 악취를 발생시키고 침출수를 누출하는 등 환경오염과 민원상의 문제들을 초래하기도 한다.2) 현재 잉여 슬러지의 대부분(78%)을 처리비용이 저렴하다는 이유로 해양투기하고 있으며 그 외의 처리 방법인 재활용(15%), 매립(1.7%), 소각(7.3%)되는 비율은 극히 저조한 실정이다. 그러나 런던 협약과 교토의정서가 발효됨에 따라 2011년 말부터는 해양투기가 전면 금지될 전망이다.
하수슬러지가 문제를 초래하는 이유는? 5%를 차지하는 많은 양이며1) 이를 처리하는데 소요되는 비용은 하수처리장 총 운전비용의 절반 이상을 차지할 만큼 그 비중이 크다. 또한 하수슬러지는 수분을 다량 함유하고 유기물 함량이 높아서 적절히 관리하지 않으면 부패되어 악취를 발생시키고 침출수를 누출하는 등 환경오염과 민원상의 문제들을 초래하기도 한다.2) 현재 잉여 슬러지의 대부분(78%)을 처리비용이 저렴하다는 이유로 해양투기하고 있으며 그 외의 처리 방법인 재활용(15%), 매립(1.
우리나라에서 연간 발생되는 하수슬러지량은? 우리나라에서 연간 발생되는 하수슬러지량은 약 250만 톤(6645 톤/일)으로 이는 고형폐기물의 6.5%를 차지하는 많은 양이며1) 이를 처리하는데 소요되는 비용은 하수처리장 총 운전비용의 절반 이상을 차지할 만큼 그 비중이 크다. 또한 하수슬러지는 수분을 다량 함유하고 유기물 함량이 높아서 적절히 관리하지 않으면 부패되어 악취를 발생시키고 침출수를 누출하는 등 환경오염과 민원상의 문제들을 초래하기도 한다.
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참고문헌 (25)

  1. 환경부, "하수종말처리장 운영결과 분석보고," (2005) 

  2. 환경부, "런던협약 '96의정서 발효에 따른 하수슬러지관리 종합대책," (2007) 

  3. 권순익, 임동규, 성기석, 이신찬, 이정택, "유기성폐기물 퇴비의 농업활용에의 문제점 및 개선방안," 유기물 자원화, 15(3), 31-49(2007) 

  4. Abdel-Shafy, H. I., Hegemann, W., Genschow, E., "Fate of heavy metals in the leather tanning industrial wastewater using an anaerobic process," Environ. Manag. Health, 6(2), 28-33(1995) 

  5. Zbytniewski, R., Buszewski, B., "Chracterization of organic matter(NOM) derived from sewage sludge compost. Part 2: multivariate techniques in the study of compost maturation," Bioresour. Technol., 96, 479-484(2005) 

  6. Gove, L., Cooke, C. M., Nicholson, F. A., Beck, A. J., "Movement of water and heavy metals(Zn, Cu, Pb and Ni) through sand and sandy loam amended with biosolids under steady-state hydrological conditions," Bioresour. Technol., 78(2), 171-179(2001) 

  7. 이기완, 이남경, 노현철, "유기성 폐기물의 퇴비화 과정중 물질변화," 대한환경공학회 춘계학술발표회, pp. 1364-1366(2005) 

  8. 환경부, "유기성 오니 등 토지개량제 및 매립시설 복토용 도로의 재활용 방법," 환경부 고시, 제2003-214호(2003) 

  9. US EPA, Part 503 Standards(2000) 

  10. 환경부, 수질오염공정시험방법, 환경부고시, 제2004-188호(2004) 

  11. 농업과학기술원, "비료품질 검사방법 및 시료 채취기준," 농진청 고시, 제996-6호(1996) 

  12. 농업과학기술원, 토양 및 식물체 분석법(2000) 

  13. 이영옥, 조주래, 김상현, 김선덕, "위해성 미생물 동태 및 상수원수 관리에 관한 연구," 낙동강환경기초조사사업 보고서(2007) 

  14. Hong, S. M., Park, J. K., Teeradej, N., Lee, Y. O., Cho, Y. K., Park, C. K., "Pretreatment of Sludge with Microwaves for Pathogen Destruction and Improved Anaerobic Digestion Performance," Water Environ. Res., 78, 76-83(2006) 

  15. Watanabe, H., Kitamura, T., "Inactivation of pathogenic bacteria under mesophilic and thermophilic conditions," Water Environ. Res., 36, 25-32(1997) 

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  17. Korich, D. G., Mead, J. R., Madore, M. S., Sinclair, N. A., Sterling. C. R., "Effects of ozone, chlorine dioxide, chlorine, and monochloroamine on Cryptosporidium parvum oocyst viability," Appl. Environ. Microbiol., 56(5), 1423-1428(1990) 

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  19. Oliveira, A. S., Bocio, A., Trevilato, T. M., Takayanagui, A. M, Domingo, JL, Segura-Munoz, SI, "Heavy metals in untreated/treated urban effluent and sludge from a biological wastewater treatment plant," Environ. Sci Pollut. Res. Int., 14(7), 483-489(2007) 

  20. Kabata-Pendias, A., "Trace elements in soils and plants," CRC press 3 ed.(1984) 

  21. European Commission, DG Environment, Regulatory Report, Disposal and recycling routes for sewage sludge, October(2001) 

  22. Miller, R. W., Al-Khazraji, M. L., Sisson, D. R., Gardiner, D. T., "Alfalfa growth and adsorption of cadmium and zinc from soils amended with sewage sludge," Agric. Ecosys. Environ., 53, 179-184(1995) 

  23. 최문경, 장매희, "아연폐광지역의 식물복원을 위한 쑥과 해바라기의 생리, 생화학적 반응과 중금속 축적," 원예과학기술지, 21(4), 451-456(2003) 

  24. Deng, H., Ye, Z. H., Wong, M. H., "Accumulation of lead, zinc, copper and cadmium by 12 wetland plant species thriving in metal-contaminated sites in Chnia," Environ. Pollut., 132, 29-40(2004) 

  25. 김광용, 서태철, 김영철, "고온기 펄라이트 재배 시 양액의 K/Ca 당량비율이 토마토의 생육, 수량 및 배꼽썩음과 발생에 미치는 영향," 한국원예학회지, 40(6), 652-656(1999) 

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