[논문]저서생물의 환경생태학적 특성을 이용한 완속 모래여과지의 조류제거

손희종

doi:10.5322/jesi.2013.22.3.371

저서생물의 환경생태학적 특성을 이용한 완속 모래여과지의 조류제거
Removal of Algae in a Slow Sand Filter using Ecological Property of Macrobenthos (Pomacea canaliculata) 원문보기

Journal of environmental science international = 한국환경과학회지, v.22 no.3, 2013년, pp.371 - 378

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After identifying species by collecting the suspended and attached algae mat inhabiting in the slow sand-filter, Spirogyra sp., Mougeotia sp. and Closterium sp. were main green algae and Synedra sp. was diatom algae. Among them green algae Spirogyra sp. was dominant species. A result of observing the life mode of apple snail for a month after introducing into the slow sand-filter, apple snail eggs were discovered on the filter walls 2 weeks after introducing, 4 weeks later lots of eggs were observed all of the slow sand-filter walls, it means there is no problem for apple snail to live in the slow sand-filter. The observation result for algae removal potential by introduced apple snail after 2 months later, slow sand-filter where apple snail were introduced, a few algal mat were observed. On the other hand, no introduced apple snail into the slow sand-filter, lots of suspended algal mats were formed in the water and attached algal mats on the sand surface as well, these algal mat induced much of operating problems.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 완속 모래여과지에 서식하며, 외관상 불쾌감을 조성하고, 불결한 냄새를 유발하며, 심할 경우에는 여과지를 폐색시키는 조류들을 제거하기 위해 먹이사슬을 이용하여 친생태학적인 방법인 왕우렁이를 1일 8000톤을 생산 규모인 부산의 B 정수장의 완속여과지에 직접 투입하여 왕우렁이에 의한 조류 제거능과 이들이 생장하면서 분비 및 배설하는 물질들에 의한 수질오염 여부를 조사하여 향후 완속 모래여과지를 운영하는 정수장에서의 적용성 여부를 평가하였다.

제안 방법

부착조류의 양을 파악하기 위해 chl-a 농도를 조류농도 분석기(bbe fluorometer, Moldaenke, Germany)를 이용하여 측정하였고, 완속 모래여과지 내의 부착ㆍ성장한 조류의 종 동정의 경우 여층 표면의 부착성 및 여과지 내에 부유하는 부유성 조류 군락들을 뜰채를 이용하여 채집한 후 깨끗한 유리병에 담아 실험실로 이송하여 광학현미경(AXIO scope A1, Zeiss, Germany)을 이용하였다.
이와 같이 각 여과지들마다 조류군락들의 양상에 현저한 차이를 나타낸 이유로 여과지 표면 청소시기와 모래를 교환하는 삭취 시기가 여과지마다 서로 달랐기 때문으로 판단하여 1∼4 여과지의 표면을 동일한 시기에 삭취하여 새 여과사로 교체한 후 실험을 진행하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 완속 모래여과지는 1932년도에 준공된 부산시 B 정수장의 완속 모래여과지로 1호지에서 4호지까지 총 4지로 구성되어있다. 설계용량은 8,000톤/일 생산용량이나 현재는 평균 4,000톤/일 정도로 생산하고 있으며, 여과속도는 평균 1.
실험기간인 2012년 5월에서 11월까지의 부산시 B 정수장 완속 모래여과지의 유입수 성상을 Table 1에 나타내었다. 실험기간 중 수온은 최저 14℃에서 최고 25℃정도였으며, COD의 경우는 2.
실험에 사용된 부산시 B 정수장의 완속 모래여과지 1∼4호지에서의 2011년도 6월 5일에 부착 및 부유성 조류들을 사진 촬영한 것을 Fig. 3에 나타내었다.
실험에 사용된 왕우렁이는 부산시 강서구에 위치한 왕우렁이 양식농장에서 직접 구매하여 완속 모래여과지 한 지당 2 kg씩 투입하였다. Fig.

성능/효과

3에 나타낸 2개월 전과는 완전히 대별된다. 따라서 왕우렁이 투입으로 인한 완속 모래여과지 내의 조류 증식 억제효과가 매우 효과적인 것으로 나타났다.
가 우점하였다. 완속 모래여과지에 왕우렁이를 투입한 후 1개월 정도 생태관찰 결과, 왕우렁이 투입 2주 후에 왕우렁이의 알들이 여과지 벽면에서 발견되었고, 4주 후에는 여과지 벽면 전체에서 많은 알들이 관찰되어 완속 모래여과지에서 왕우렁이의 생장에는 전혀 문제가 없었다. 왕우렁이를 투입하고 2달 경과 후에 왕우렁이의 조류 제거능을 살펴본 결과, 왕우렁이를 투입한 완속 모래여과지들에서는 여층 표면에 약간의 조류 군락들만이 관찰된 반면에 왕우렁이를 투입하지 않은 완속 모래여과지들에서는 여과지 수증에 부유성 조류 군락 및 여층 표면에 부착성 조류 군락들이 형성 되어 운영상에 많은 문제를 유발하였다.
왕우렁이 투입 유무에 따른 완속 모래여과지 처리수의 수질을 비교한 것을 Table 2에 나타내었다. 왕우렁이를 투입한 완속 모래여과지 1호지와 2호지 및 왕우렁이를 투입하지 않은 3호지와 4호지의 수질은 거의 차이를 나타내지 않았으며, 왕우렁이가 서식하면서 분비하는 배설물의 경우, 완속 모래여과지 여층의 표층에 형성된 생물 여과층(schmutzdecke)에서 제거되기 때문에 처리수의 수질에는 차이가 없었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	완속 모래여과 공정에서의 오염물질 정화작용은 어떻게 이루어지는가?	완속 모래여과(slow sand filtration) 공정은 1829년 이후 영국에서 안전한 정수의 생산을 위해 사용되기 시작하여 20세기 중반까지 대표적인 정수처리 공정으로 사용되어져 왔다(Gary, 1991). 완속 모래여과 공정에서의 오염물질 정화작용은 햇빛과 산소의 공급이 원활한 표층 수 cm 이내에서 미생물이 성장하고, 모래여재 표면에 부착하여 형성된 생물 여과층(schmutzdecke)에서 이루어진다. 입자상 오염물질들은 여재 표면의 생물여과막의 점액질에 부착되어 제거되며, 용존성 오염물질의 경우는 생물 여과층에 존재하는 다양한 미생물들에 의해 생물분해(biodegradation) 된다(Bellamy 등, 1985; Fox 등, 1984). 생물여과막에서 제거 가능한 오염물질들로는 탁도, 유기물질, 철, 망간, 암모니아, 바이러스, 병원성 미생물 등 매우 다양하며, 제거율도 높은 것으로 알려져 있다(Jun 등, 2003, Son 등, 2010).
	조류의 번식억제를 위해 염소와 같은 산화제를 투입하는 것을 원칙적으로 사용하지 않는 이유는?	이들 조류는 무기 영양염류의 흡수와 같은 긍정적인 역할도 하지만, 외관상 불쾌감을 조성하고, 불결한 냄새를 유발하며, 심할 경우에는 여과지 폐색과 같은 부정적인 측면이 더 많다(Kim 등, 2008a). 조류의 번식억제를 위해서는 염소와 같은 산화제를 투입하기도 하지만 이러한 약품처리는 완속 모래여과지 생물막내의 미생물들의 생장을 저해하기 때문에 여과 기능이 손상될 우려가 있어 원칙적으로는 사용하지 않는 것이 바람직하다(Kim 등, 2008a). 따라서 주기적으로 완속 모래여과지의 여층 표면을 세정하고 있고, 일정기간 운영 후에는 여층을 삭취하고 있으며, 일부 정수장에서는 표면 조류의 생성을 억제하기 위해 차광막을 설치하여 운영하는 곳도 있다(Kim 등, 2008a).
	완속 모래여과 공정의 단점은?	완속 모래여과 공정은 급속 모래여과 공정에 비해 상대적으로 건설비가 저렴하고, 응집제와 같은 약품투입이 필요 없어 유지관리가 용이하다는 장점이 있다. 그러나 여과속도가 느리고, 넓은 면적의 부지가 필요하며, 급작스러운 오염사고가 발생할 경우 후속대책을 마련하기가 곤란하다는 단점이 있다(Gary, 1991). 외국의 경우는 최근에 문제시되고 있는 수중의 잔류 의약물질과 같은 미량오염물질들에 대해 완속 모래여과 공정에서의 제거능을 연구하는 등 완속 모래여과 공정에 대한 지속적인 관심을 가지고 있다(Rooklidge 등, 2005).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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