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화산력-시멘트 혼합 바이오 블록의 미생물 생장 특성
Growth Characteristics of Microorganism on Lapilli-Cement mixed Bioblocks 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.57 no.1, 2015년, pp.111 - 118  

박성용 (Institute for Advanced Construction Materials, Kangwon National University) ,  박덕환 (Dept. of Applied Biology, Kangwon National University) ,  김현선 (Dept. of Applied Biology, Kangwon National University) ,  김정면 (Institute for Advanced Construction Materials, Kangwon National University) ,  임현택 (Dept. of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National University) ,  배수빈 (Dept. of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National University) ,  김용성 (Dept. of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National University)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This research aims to utilize lapilli from the Mt. Baekdusan as environmently-friendly construction material. First of all, the neutralizing method for fabricating lapilli-cement-mixed bioblock was examined. And then, by use of the neuralized bioblock with microorganism for water purification, the g...

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문제 정의

  • 화산력을 이용하여 제작한 바이오 블록에 수질정화 미생물을 정착시켜 실험한 결과 수질정화 미생물의 활력이 유지되는 것으로 나타났다. 따라서 수질정화 미생물 (이하 DF35) 함유 블록의 기능 분석을 위하여 대표적 오염원으로 여겨지는 E. coli의 생장 억제 여부를 검토하였다.
  • 인산석고를 활용한 중성화방안 및 제이인산암모늄을 활용한 중성화 방안을 적용한 결과, 두 방법 모두 중성화의 경향을 보이는 것으로 분석되었으나, 본 연구에서 목표로 하는 pH 10이하의 중성화를 만족하지 못하는 것으로 확인되었다. 따라서 인산석고를 혼입한 블록을 제이인산암모늄 용액에 침지시킴으로서 중성화의 효과를 배가할 수 있는 방향을 검토하였다. 인산석고의 혼입비율은 결합제인 시멘트 중량의 10 %, 20%, 30 %, 40 %를 대체하는 조건으로 공시체를 제작하였고, 제이인산암모늄 10 %, 15 %, 20 % 융액에 표면건조포화상태의 블록을 10분간 침지하여 중성화15처리를 진행하였으며, 그 결과를 Fig.
  • Table 6에 검정결과를 나타내었으며, DF35의 활력은 백두산 및 한라산 화산력을 이용한 블록에서는 활발히 유지되는 것으로 관찰되었으며, 입자가 큰 자갈에서는 상대적으로 작은 비표면적을 가지는 자갈의 특성에 따라 미생물의 흡착이 이루어지지 않아 생존율이 저하된 것으로 추정된다. 따라서본 연구에서는 백두산 및 한라산 화산력을 이용하여 블록을 조성하고, 여기에 DF35, DM7을 접목시킨 후 E. coli의 억제 효과를 검토하도록 한다.
  • 본 연구는 백두산 화산력의 환경친화적 건설재료로서의 활용을 위한 연구로서, 화산력-시멘트 혼합 바이오 블록의 중성화 방안을 검토하고, 이를 담체로 활용하여 수질정화용 기능성 미생물을 접목함으로써, 병원성 대장균에 대한 생장억제효과를 검토하여 생물학적 분해효과를 향상시킨 수질정화용 블록을 개발하는데 기초자료로서 관련 정보를 제공하고자 하였으며, 본 연구를 통해 얻어진 결론은 다음과 같다.
  • 본 연구는 백두산 화산력의 환경친화적 건설재료로서의 활용을 위한 연구로서, 화산력-시멘트 혼합 바이오 블록의 중성화 방안을 검토하고, 이를 담체로 활용하여 수질정화용 기능성 미생물을 접목함으로써, 병원성 대장균에 대한 생장억제효과를 검토하여 생물학적 분해효과를 향상시킨 수질정화용 블록을 개발하는데 기초자료로서 관련 정보를 제공하는데 그 목적이 있다.
  • 본 연구에서는 수질정화용 미생물의 대표균주인 DF35를 대상으로 하여 백두산 및 한라산 화산력과 이에 대한 대조군인 자갈에 대한 DF35의 활력을 검정함으로써 사용재료의 미생물 생존 특성을 확인하였다.
  • 본 연구에서는 시멘트 분산작용과 미세 공기의 연행으로 단위 수량저감, 워커빌리티 및 내동해성을 개선시키는 국내 D사 제품의 폴리카본산계 고성능 AE 감수제를 사용하였으며, Table 5는 사용된 감수제의 특성을 나타낸다.
  • 수질정화 미생물은 블록에 생존이 가능한 것으로 확인되었으나, 오염원 감소의 지표인 대장균의 억제여부를 규명하기 위하여 대장균 자체가 블록 내 기타 성분에 의해 사멸되지 않도록 pH를 보정하는 중성화 연구를 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
접촉산화법이 간이 하천 수질 개선에 이용되는 이유는? , 2009). 이러한 접촉산화법은 설치비용을 많이 소모하지 않으면서 미생물의 대사작용에 의한 유기물 분해가 잘 이루어져 간이하천에 널리 사용되고 있다. 그러나 기존의 미생물 담체는 단순한 부착성 무기물이므로 특별한 기능을 가지지 않을 뿐 아니라 탈질과정이 호기성에서 이뤄지는 탈질산화 과정과 혐기성에서 잘 이뤄지는 탈질소 과정 두 부분으로 나눠져 있으며 탈질산화 과정의 반응속도가 BOD 분해속도 보다 매우 느리게 진행되기 때문에 영양염류의 제거 효율이 낮은 단점이 있다 (Oh et al.
백두산 분화 시 어떤 문제가 발생하는가? 최근 들어 백두산의 분화 가능성이 점차 증가하고 있으며, 백두산 분화 시 화산재의 비산으로 인하여 활발하게 경제활동이 이뤄지고 있는 동북아 지역에 항공, 물류 등 많은 시설이 공용불능 상태에 이르는 등 경제적·산업적으로 막대한 손실을 우려하는 목소리가 주목을 받고 있다. 화산재의 처리에 막대한 비용이 발생하여 경제적·산업적으로 상당한 손실이 예상되므로, 화산재의 처리 및 건설재료 등의 활용방안에 대한 연구도 진행되고 있다 (Lee et al.
접촉산화법은 미생물의 대사작용을 활용하는데, 이에 의한 단점을 해결하기 위한 대책으로 제시되는 것은? , 2002). 이에 대한 대안으로 저절로 이뤄지는 BOD 제거 과정 외에 탈질, 탈인을 효과적으로 수행할 수 있는 미생물 담체로서 패각 분말을 이용하고자 하는 방안 (Moon et al., 1997)과 유용미생물 (effective microorganism, EM)을 이용하여 수질을 정화하고자 하는 연구 등이 시도된 바 있다 (Lee, 2005; Seo et al., 2008; Kim et al.
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참고문헌 (12)

  1. Cheong, K. H., H. I. Choi, D. Y. Shin, B. G. Im, and G. S. Jeon, 2009. Nitrogen and phosphorus removal from planting wastewater using the soil reator. Journal of the Environmental Sciences. 18(2): 205-213 (in Korean). 

  2. Hwang, H. J., I. H. Kim, Y. I. Choi, I. K. Kim, S. H. Lee, J. M. Ha, B. J. Ha, and J. H. Lee, 2006. Effect of porous concrete block on improvement of water quality. Journal of Korean Society of Water Science and Technology. 14(4): 77-82 (in Korean). 

  3. Kim, M. Y., 2009. Adsorption characteristics of modified volcanic ash for the removal of lead ion from aqueous solution. Thesis for the Degree of Master, Kangwon National University (in Korean). 

  4. Kim, Y. I., 2010. Study on pH reduction by curing method and neutralization treatment of controlled low strength material. Master dissertation, Hanyang University (in Korean). 

  5. Kim, Y. I., Yeon, K. S., Choi, J. D., Kim, K. S., Seo, J. Y., Kim, Y. S., 2011. A Study on the Water-Purification Characteristics of Bio-Composite Planting Blocks. Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, 53(2): 75-82 

  6. Lee, C. W., Chang, D. S., Park, S. Y., Yeon, K. S., Kim, Y. S., 2013. Engineering Properties of Volcanic Ash-Cement Soil Mixtures and Zeolite-Cement Soil Mixtures. Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, 55(2): 65-75 (in Korean). 

  7. Lee, C.. W., Kim, Y. S., Chang, D. S., Park, S. Y., Bae, S. B., Park, S. J., 2014. Strength and Water-Purifying Characteristics of Volcanic ash- Cement Mixtures. Proceedings of 2014 ASABE Annual International Meeting, Montreal 

  8. Lee, Y. H., 2005. Environmental Purification Using Effective Microorganisms. Thesis for the Degree of Master, Kyungsung University (in Korean). 

  9. Moon, B. H., T. S. Lee, J. Y. Seo, and H. J. Seo, 1997. The submerged biofilm process using oyster-shell media for wastewater treatment and prediction. Journal of the Korean Environmental Sciences Society. 6(6): 671-678 (in Korean). 

  10. Oh, J. M., I. S. Choi, H. M. Lee, and S. H. Jang, 2002. Physical characteristics of porous concrete and evaluation for removal ability of pollutant by applying it. Proc. of the Korean Society of Civil Engineers. 1414-1418 (in Korean). 

  11. Seo, D. S., J. Y. Jeon, J. H. Kim, H. J. Kwon, and S. B. Park, 2008. An experimental study on water-purification properties of concrete using effective micro-organisms. Proc. of the Korean Concrete Institute Conference. 757-760 (in Korean). 

  12. Tanaka, Y., K. Miyajima, T. Funakosi, and S. Chida, 1995. Filtration of municipal sewage by ring shaped floating plastic net media. Water Research. 29(5): 1387-1392. 

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