[논문]바이오스톤 볼 수처리 시스템에 의한 오염물질 저감 및 저수지의 수질개선효과 산정

최선화; 김흥섭; 정세웅

doi:10.14249/eia.2019.28.5.471

[국내논문] 바이오스톤 볼 수처리 시스템에 의한 오염물질 저감 및 저수지의 수질개선효과 산정
Estimation of Water Quality Improvement and Reduction of Influent Pollution by Installation of Water Treatment System Filled with Bio-stone Ball 원문보기

환경영향평가 = Journal of environmental impact assessment, v.28 no.5, 2019년, pp.471 - 482

최선화 (한국농어촌공사 농어촌연구원) , 김흥섭 (수생태복원(주)) , 정세웅 (충북대학교)

초록
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본 연구에서는 유기성 오염도가 높은 국내 하천 및 호소의 수질정화를 위해 바이오스톤 볼 담체를 이용한 수처리 기술을 개발하였다. 바이오스톤 볼 수처리기술의 오염물질 제거효율 및 저수지 수질개선효과 등을 평가하기 위하여 경기도 시흥시에 위치한 매화저수지에 실증플랜트를 설치하였다. 바이오스톤 볼 수처리시스템의 오염물질 제거효율은 BOD 70.3%(47.2~97.4%), COD 45.3%(26.1~64.7%), TOC 19.2%(8.5~50.0%), SS 82.8%(73.1~92.7%), Chl-a 80.4%(57.2~91.8%), TN 23.2%(6.4~39.5%), TP 51.8%(-1.1~80.1%)로 나타나 BOD, SS, Chl-a에서 평균 70~80% 이상의 매우 높은 정화효율을 나타내었다. 바이오스톤 볼 수처리시스템을 저수지 평시 유입량 설계기준으로 설치하였을 경우의 유입 오염물질 저감량 및 저수지 수질개선효과를 산정하였다. 저감되는 COD 부하량은 13,658 kg으로 연간 39.2%가 저감되고, TP 부하량은 297 kg으로 연간 16.8%가 저감되는 것으로 나타났다. 저수지의 연간 수질개선효과는 TOC $5.3{\rightarrow}4.5mg/L$(14.5%), COD $7.9{\rightarrow}6.8mg/L$(14.5%), Chl-a $42.3{\rightarrow}37.0mg/m^3$(12.5%), T-P $0.201{\rightarrow}0.150mg/L$(25.1%)가 평균적으로 개선되는 것으로 나타났다. 바이오스톤 볼 수처리시스템은 유기성 오염도가 높은 국내 하천 및 호소의 유입수 오염물질 제거 및 수질정화를 위한 수처리 시설로서 현장적용성이 높을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Water treatment system filled with Bio-stone Ball (BSB) have been developed for the purification of polluted water in many rivers and lakes. The real-scale plants of BSB water treatment system was constructed for field application test and water purification evaluation in Maewha reservoir. The average water purification efficiencies of BSB watertreatment system shows BOD 70.3% (47.2~97.4%), COD 45.3% (26.1~64.7%), TOC 19.2% (8.5~50.0%), SS 82.8% (73.1~92.7%), Chl-a 80.4% (57.2~91.8%), TN 23.2% (6.4~39.5%), and TP 51.8% (-1.1~80.1%). BSB water treatment system shows very high at 70~80% in the water purification efficiencies of BOD, Chl-a, and SS. The average of pollution loading reduction by installation of BSB treatment system shows 39.2% for COD and 16.8% for TP. The water quality improvement rates (%) of the Maewha reservoir shows TOC 14.5%, COD 14.5%, Chl-a 12.5% and TP 25.1%. The BSB watertreatment system can be applied to many agricultural reservoirs and major rivers to deal with serious water pollution issues.

주제어

표/그림 (12)

그림 Figure 1. Manufacturing process of the Bio-stone Ball (BSB)
그림 Figure 2. Overview of the test-bed facility for field experiment
표 Table 1. Characteristics of the study site, Maehwa reservoir
그림 Figure 3. Comparison of the actual water surface level and simulated water surface level in Maehwa reservoir.
그림 Figure 4. Relationship between water surface level and water volume in Maehwa reservoir.
표 Table 2. Pollutants removal efficiency by the water treatment system composed of BSB
그림 Figure 5. Location of the inflow rivers in Maehwa reservoir.
표 Table 3. Analysis of annual inflow rate of Maehwa reservoir(2006-2015)
표 Table 4. Analysis of inflow and discharge by month of Maehwa reservoir
그림 Figure 6. Monthly water treatment volume by installation of BSB water treatment system in the two inflow rivers.
표 Table 5. Annual COD and TP loading reduction by installation of BSB water treatment system
그림 Figure 7. Monthly water quality change in Maehwa reservoir by installation of BSB water treatment system.

AI 본문요약
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문제 정의

BSB 수처리시스템은 매화저수지 유입수의 오염물질 저감을 통해 저수지 수질개선을 목적으로 설치하였다. 본 연구에서는 BSB 수처리시스템을 매화저수지 실제 유입 수량에 맞게 실규모로 설치했을 경우를 가정하여 오염물질 저감량 및 호소 수질개선효과를 평가하였다.
BSB 수처리시스템은 매화저수지 유입수의 오염물질 저감을 통해 저수지 수질개선을 목적으로 설치하였다. 본 연구에서는 BSB 수처리시스템을 매화저수지 실제 유입 수량에 맞게 실규모로 설치했을 경우를 가정하여 오염물질 저감량 및 호소 수질개선효과를 평가하였다. BSB 수처리시스템의 운영에 따른 유입 오염물질의 저감량 산출 및 저수지 수질개선효과 등을 정량적으로 산정하기 위해서는 매화저수지 의 유입량 및 유출량에 대한 정확한 물수지 분석이 필요하다.
본 연구에서는 바이오스톤 볼(BSB) 수처리시스템의 현장 적용성을 평가하기 위하여 경기 시흥에 위치하고 있는 매화저수지에 실증플랜트를 설치하여 오염물질 제거효율을 평가하였다. 또한, 바이오스톤 볼 (BSB) 수처리 시스템을 매화저수지 평시 유입량에 비례한 실규모 설치를 가정하여 호 내로 유입되는 오염물질의 저감량 및 저수지 수질개선효과 등을 산정하였다.
본 연구에서는 바이오스톤볼(BSB)을 이용한 수처리 기술을 개발하여 경기 시흥시에 위치한 매화저수지에 실증 플랜트를 설치하여 1년간 운영하면서 수질 정화효율 등 현장 적용성을 평가하였다. BSB 수처리 시스템의 수질정화효율 및 매화저수지 유입량과 유출량 등에 근거하여 저수지의 오염물질 유입 저감량 및 수질개선효과 등을 정량적으로 평가하였다.
본 연구에서는 현재 수질정화용으로 널리 활용되고 있는 인공습지의 단점을 보완할 수 있는 바이오스톤 볼(Bio-stone Ball, BSB)이라는 미생물 부착 담체를 활용한 수처리공법을 개발하였다. BSB는 친자연적인 재료 활용으로 기존 여재(담체)의 폐색으로 인한 수처리 효율 저하와 슬러지 발생 등의 문제점을 획기적으로 개선하여 수질정화시설 등에 폭 넓게 이용할 수 있도록 개발되었다(MAFRA & KRC 2016).

가설 설정

매화저수지 수질개선을 위해 BSB 수처리시스템을 유입수량에 적합한 실규모로 확대 설치를 가정하여 매화저수지에 유입되는 오염물질 저감량을 산출하였다. BSB 수처리시스템의 규모는 평시의 평균 유입수량을 설계유량으로 하여 유입하천-1에는 처리 용량 1,800 m³/d 규모의 시설을 설치하고, 유입하천 -2에는 3,500 m³/d 규모의 수처리시스템을 각각 설치하는 것으로 가정하였다. BSB 수처리시스템의 수질정화효율은 현장적용실험을 통해 얻은 실측자료 중에서 보수적으로 적용하여 COD 45.
BSB 수처리시스템의 규모는 평시의 평균 유입수량을 설계유량으로 하여 유입하천-1에는 처리 용량 1,800 m³/d 규모의 시설을 설치하고, 유입하천 -2에는 3,500 m³/d 규모의 수처리시스템을 각각 설치하는 것으로 가정하였다. BSB 수처리시스템의 수질정화효율은 현장적용실험을 통해 얻은 실측자료 중에서 보수적으로 적용하여 COD 45.3%, T-P 45.2%으로 가정하였고, 저감량 산정을 위한 대상항목은 COD와 TP을 대상으로 하였다.

제안 방법

본 연구에서는 바이오스톤볼(BSB)을 이용한 수처리 기술을 개발하여 경기 시흥시에 위치한 매화저수지에 실증 플랜트를 설치하여 1년간 운영하면서 수질 정화효율 등 현장 적용성을 평가하였다. BSB 수처리 시스템의 수질정화효율 및 매화저수지 유입량과 유출량 등에 근거하여 저수지의 오염물질 유입 저감량 및 수질개선효과 등을 정량적으로 평가하였다. 연구의 주요결과는 다음과 같다.
BSB 수처리시스템 설치에 의한 매화저수지 유입오염물질 저감량 및 수질개선효과를 정량적으로 산정하기 위하여 매화지의 2006~2015년의 10개년에 대한 연도별 평시 및 강우시의 유입량을 산정하였다(Table 3). 매화저수지 유입량 산정을 위한 강우사상은 매화저수지가 위치한 시흥시 지역의 연평균 강우량 1,188.
BSB 수처리시스템의 수질정화효율을 평가하기 위해 수처리 장치의 유입부와 유출부에서 총 7회에 걸쳐 물 시료를 채취하였으며, 채취한 시료는 즉시 냉장 보관하여 실험실로 운반 후 실내분석을 실시하였다. 분석항목은 BOD, CODCr, TOC, SS, TN, TP, Chl-a이며, 분석방법은 수질오염공정시험기준(환경부, 2016)에 준하였다.
본 연구에서는 바이오스톤 볼(BSB) 수처리시스템의 현장 적용성을 평가하기 위하여 경기 시흥에 위치하고 있는 매화저수지에 실증플랜트를 설치하여 오염물질 제거효율을 평가하였다. 또한, 바이오스톤 볼 (BSB) 수처리 시스템을 매화저수지 평시 유입량에 비례한 실규모 설치를 가정하여 호 내로 유입되는 오염물질의 저감량 및 저수지 수질개선효과 등을 산정하였다.
매화저수지 수질개선을 위해 BSB 수처리시스템을 유입수량에 적합한 실규모로 확대 설치를 가정하여 매화저수지에 유입되는 오염물질 저감량을 산출하였다. BSB 수처리시스템의 규모는 평시의 평균 유입수량을 설계유량으로 하여 유입하천-1에는 처리 용량 1,800 m³/d 규모의 시설을 설치하고, 유입하천 -2에는 3,500 m³/d 규모의 수처리시스템을 각각 설치하는 것으로 가정하였다.
2005; William & Jang 2009; USACE 2015). 매화저수지 유역면적과 인천 기상대의 시흥시 강우자료 10개년(2006~2015년)을 기반으로 하여 저수지 유입량을 산정하였고, 유입량 자료와 일별 저수지의 저수용량 자료를 기반으로 하여 유출량을 산정하였다. 2013년과 2015도년의 수문사상을 대상으로 하여 매화저수지의 물수지를 재현하였 으며, 그 결과는 Figure 3과 Figure 4에 나타내었다.

대상 데이터

매화저수지 유역면적과 인천 기상대의 시흥시 강우자료 10개년(2006~2015년)을 기반으로 하여 저수지 유입량을 산정하였고, 유입량 자료와 일별 저수지의 저수용량 자료를 기반으로 하여 유출량을 산정하였다. 2013년과 2015도년의 수문사상을 대상으로 하여 매화저수지의 물수지를 재현하였 으며, 그 결과는 Figure 3과 Figure 4에 나타내었다. Figure 3에서는 2013년(a)과 2015년(b)의 실측 수위와 모의한 수위값에 대한 민감도 분석결과로서, 2013년에 대해서는 절대평균오차(AME, Absolute mean error) 0.
BSB 수처리시스템의 처리 공정은 Figure 2와 같이 유입수 → 유량조정조 → 바이오스톤 볼 반응조 → 방류로 구성되어 있고, 전체 시설 규격은 500mm(W)× 5,900mm(L)×1,100mm(H)으로 STS 304을 사용하여 프레임을 제작하였다.
BSB로 구성된 수처리시스템의 오염물질 제거효율을 평가하기 위하여 현장적용 실증플랜트를 제작하여 경기 시흥시 도창동 매화저수지 수변에 설치하였다. 매화저수지는 1941년도에 설치되어 약 70년 이상된 농업용 호소로서, 유역면적 260 ha, 만수면적 15.
BSB의 직경은 표면적과 공극률의 관계를 산출하여 가장 이상적인 크기인 10 cm로 제작하였고, 1개의 중량은 0.7 kg, 압축강도는 평균 4.3 MPa에 해당된다 (MAFRA & KRC 2017).
BSB 수처리시스템 설치에 의한 매화저수지 유입오염물질 저감량 및 수질개선효과를 정량적으로 산정하기 위하여 매화지의 2006~2015년의 10개년에 대한 연도별 평시 및 강우시의 유입량을 산정하였다(Table 3). 매화저수지 유입량 산정을 위한 강우사상은 매화저수지가 위치한 시흥시 지역의 연평균 강우량 1,188.0 mm를 적용하였고, 유입량이 5,000 m³/d 를 초과할 경우에는 강우시 유입으로 구분하였다. 매화저수지에는 Figure 5와 같이 유역에서 들어오는 유입하천 2개소가 있으며, 이들 유입하천을 통해 유입되는 연평균 총 수량은 4,074,961m³/year이다.
BSB 수처리시스템의 처리 공정은 Figure 2와 같이 유입수 → 유량조정조 → 바이오스톤 볼 반응조 → 방류로 구성되어 있고, 전체 시설 규격은 500mm(W)× 5,900mm(L)×1,100mm(H)으로 STS 304을 사용하여 프레임을 제작하였다. 바이오스톤 볼 반응조에는 BSB 약 2,500개를 병렬구조로 충진하였다. 플랜트의 설계는 유입 유량 45 m³ /day, 체류시간 1.
바이오스톤 볼 반응조에는 BSB 약 2,500개를 병렬구조로 충진하였다. 플랜트의 설계는 유입 유량 45 m³ /day, 체류시간 1.5 hr, 유하거리 5.0m, 수심 1.0m로 하였고, 시설은 2016년10월부터 2017년 11월까지 약 1년간 운영하였다.

이론/모형

매화저수지의 물수지 분석은 수문학 분야에서 널리 활용되고 있는 강우-유출 해석 모형인 HECHMS (HEC-Hydrologic Modeling System)를 활용하였다(Joo et al. 2005; William & Jang 2009; USACE 2015).
BSB 수처리시스템의 수질정화효율을 평가하기 위해 수처리 장치의 유입부와 유출부에서 총 7회에 걸쳐 물 시료를 채취하였으며, 채취한 시료는 즉시 냉장 보관하여 실험실로 운반 후 실내분석을 실시하였다. 분석항목은 BOD, CODCr, TOC, SS, TN, TP, Chl-a이며, 분석방법은 수질오염공정시험기준(환경부, 2016)에 준하였다.

성능/효과

(b)의 실측 수위와 모의한 수위값에 대한 민감도 분석결과로서, 2013년에 대해서는 절대평균오차(AME, Absolute mean error) 0.042, 평균제곱근오차(RMSE, Root mean square error) 0.038, 평균절대비율오차(MAPE, Mean absolute percentage error) 1%, 결정계수(R2 , R-squared) 0.998로 나타났고, 2015년에 대해서는 AME 0.037, RMSE 0.047, MAPE 1.07%, R2 0.983으로 나타나 높은 재현성을 구현하였다.
1) BSB 수처리시스템의 수질정화효율은 BOD 70.3%(47.2~97.4%), COD 45.3%(26.1~64.7%), TOC 19.2%(8.5~50.0%), SS 82.8%(73.1~92.7%), Chl-a 80.4%(57.2~91.8%), TN 23.2%(6.4~39.5%), TP 51.8%(-1.1~80.1%)로 BOD, SS, Chl-a에서 70~80% 이상의 높은 오염물질 처리효율을 나타내었다.
2) 매화저수지에 대한 물수지 분석결과, 저수지로 유입되는 총 수량은 연평균 4,074,961m³/year이며, 이 중 강우기 유입량은 3,195,135.5 m³/year(77%),평시의 유입량은 879,825.4 m³/year(23%)으로 나타났다. 매화저수지는 상류 유입하천-1 보다 유입하천-2에서 약 2.
3) 매화저수지로 유입되는 오염물질의 제거를 위해 평시 유량을 기준으로 하여 유입하천-1은 1,800 m³/d, 유입하천-2는 3,500 m³/d 규모로 BSB 수처리시스템 설치를 가정하였을 때, COD 부하량은 유입 하천-1에서 강우시 37.1%, 평시 43.9%, 유입하천-2 에서는 강우시에 38.4%, 평시에 44.3%가 저감되는 것으로 나타났다. TP는 유입하천-1에서 강우시에 8.
4) 매화저수지 유입부에 BSB 수처리시스템 설치를 가정하였을 때, 저수지의 연간 수질개선효과는 평균적으로 TOC 5.3 → 4.5 mg/L(14.5%), COD 7.9 → 6.8 mg/L(14.5%), Chl-a 42.3 → 37.0 mg/m3(12.5%), T-P 0.201 → 0.150 mg/L(25.1%) 개선되는 것으로 나타났다.
5) BSB 수처리시스템은 처리 공정이 매우 단순한 수처리 시설로, BOD, SS, Chl-a의 처리효율이 평균 70~80% 이상이며, TN, TP 처리효율도 20~50%로 매우 높은 정화효율을 나타내고 있어 유기성 오염도가 높은 국내 하천 및 호소의 수질개선시설로 활용도가 매우 높을 것으로 판단된다. 특히, 농업용저수지 및 상수원 댐의 유입 오염물질 제거를 위한 수질 개선시설로 널리 운영되고 있는 인공습지 및 침강지와 결합하여 활용한다면 호소 수질개선에 매우 효과적일 것으로 판단된다.
BSB 수처리시스템 설치에 따른 수질항목별 오염 부하 저감량은 Table 5에 나타내었다. BSB 수처리 시스템 운영에 의해 COD 부하량의 연간 총 저감량 은 13,658 ㎏으로 연간 39.2%가 저감되고, TP 부하량은 297 ㎏으로 연간 16.8%가 저감되는 것으로 산 출되었다. COD 부하량은 유입하천-1에서 강우시 37.
BSB 수처리 시스템은 인공습지와 비교하여 BOD, COD, SS, Chl-a, TP의 처리효율은 매우 우수하게 나타났고, TN의 정화효율은 거의 유사하게 나타났다. BSB 수처리시스템은 질소 및 인 제거를 위한 별도의 수처리 공법이 없는 시스템에도 불구하고 각각 최대 39.
8mg/m3 로 수질등급 Ⅵ등급(매우 나쁨) 이상에 해당하는 수질을 나타내었다. BSB 수처리시스템의 수질정화효율은 BOD 70.3%(47.2~97.4%), COD 45.3%(26.1~64.7%), TOC 19.2%(8.5~50.0%), SS 82.8%(73.1~92.7%), Chl-a 80.4%(57.2~91.8%), TN 23.2%(6.4~39.5%), TP 51.8%(-1.1~80.1%)로 BOD, SS, Chl-a에서 평균 70~80% 이상의 높은 정화 효율을 나타내었다.
이처럼 BSB가 다른 담체에 비해 정화효율이 높은 이유는 BSB 제조 과정에서의 미생물 사전 코팅이 BSB 생물막의 미생물 활성화 및 안정화를 촉진하였기 때문으로 나타났다. BSB와 일반 쇄석을 대상으로 미생물 생물량을 평가한 결과에서는 BSB의 MLSS와 MLVSS는 각각 6,079와 2,043 mg/m²으로 나타났고, 일반 쇄석에서는 각각 3,023 mg/m²와 455 mg/m²으로 나타났다. 또한, DNA 농도에서도 BSB 생물막에서 5,338 μg/m²으로 일반 쇄석의 2,084 μg/m²에 비해 2배 이상의 높은 농도를 나타내었다.
3 MPa에 해당된다. BSB의 공극률은 63~74%로 일반 쇄석 공극률인 30~50%에 비교해 최대 2.5배의 공극률을 높여 폐색 정도를 최대 81.4%까지 저감시켰다. BSB 담체를 충진한 접촉산화공법은 생물막 여과공법의 일종으로서 오염물질의 흡착, 여과 등의 물리적 공정과 볼에 부착된 미생물에 의한 산화, 분해 등 생물학적 공정을 융복합한 기술로서, 유지관리가 용이하면서 반영구적으로 사용할 수 있는 환경 친화적인 수처리 기술이라고 할 수 있겠다(MAFRA & KRC 2017).
8%가 저감되는 것으로 산 출되었다. COD 부하량은 유입하천-1에서 강우시 37.1%, 평시 43.9%의 오염물질 저감효과가 있는 것으로 나타났으며, 유입하천-2에서는 강우시 38.4%, 평시 44.3%의 오염물질 유입이 저감되는 것으로 나타났다. TP는 유입하천-에서는 강우시에 8.
또한, DNA 농도에서도 BSB 생물막에서 5,338 μg/m2으로 일반 쇄석의 2,084 μg/m2에 비해 2배 이상의 높은 농도를 나타내었다.
매화저수지는 강우시의 유입량이 전체 유입 수량의 77%를 차지할 정도로 강우시 유입이 많은 지구 특성으로 인해 평시에 비해 강우시의 오염부하 저감량이 다소 낮게 평가되었으며, 강우시 유입수량을 반영하여 큰 규모의 시설을 설치·운영한다면 강우시 오염물질 저감효과도 크게 증가할 것으로 판단된다.
매화저수지의 수질항목별 연간 수질개선효과는 TOC 5.3 → 4.5 mg/L(14.5%), COD 7.9 → 6.8 mg/L(14.5%), Chl-a 42.3 → 37.0mg/m3(12.5%), TP 0.201 → 0.150 mg/L(25.1%)가 평균적으로 개선되는 것으로 나타났다.
BSB을 이용한 수처리시스템은 1개의 반응조에 BSB를 병렬로 충진 후 유리 작용에 의한 고액분리와 호기부, 천이부, 혐기부 등 다양한 환경조건을 반복하여 호기성, 임의성, 혐기성 미생물 군집의 서식이 가능하게 하여 유기물, 인, 질소 등의 오염물질을 물 리적, 생물학적으로 제거하는 기술이다. 본 수처리 기술은 소요부지 및 사업비가 타 공법대비 낮은 수준이며, SS, BOD, Chl-a 정화율이 70~90%로 매우 높은 처리효율을 보이고 있다. 또한, 자연석을 이용한 여재로 거의 반영구적 사용이 가능하고, 폐색의 발생도가 매우 낮아 역세설비가 필요치 않으며, Nano 수준의 미세기포나 순산소를 활용하여 기존 시설대비 포기 효율 증가 등으로 운영 경비를 절감할 수 있는 장점을 가지고 있다.
매화저수지에는 Figure 5와 같이 유역에서 들어오는 유입하천 2개소가 있으며, 이들 유입하천을 통해 유입되는 연평균 총 수량은 4,074,961m³/year이다. 총 유입량 중 강우시 유입량이 3,195,135.5 m³/year의 연간 유입량의 약 77%에 해당하는 수량이 유입되 고 있으며, 평시에는 전채 수량의 약 23% 정도가 유입되는 것으로 나타났다.
현재 농업용저수지를 비롯해서 상수원 댐 등의 수질 개선을 위해서 호소 상류유역에 중대형 규모의 인공습지가 약 90개소 이상 설치되어 운영되고 있다. 하천수와 호소수의 수질정화 목적으로 조성되는 인공 습지 처리효율은 보통 BOD 10~30%, SS 36~65%, TN 20~40%, TP 40% 이내로 나타나고 있으며, 국내 댐 유역에 설치되어 있는 면적 1.0ha 이상에 해당하 는 10개소의 인공습지에 대한 수질정화효율을 분석한 연구결과에 의하면, BOD의 처리효율은 -133.3~ 41.7%, TN 처리효율은 7.6~67.6%(평균 24.9%), TP 처리효율은 -4.9~74.5%(평균 23.7%)로 나타났다(Choi et al. 2014).

후속연구

BSB 수처리 시스템은 오염수를 정화하기 위한 수처리 시설로서, 기존에 설치되어 있는 인공습지와 결합하여 활용하면 저수지나 댐으로 유입되는 오염물질 제거에 매우 효과적일 것으로 판단된다. 특히 유기물의 정화효율이 설계기준 이하로 운영되고 있는 인공 습지의 후처리 시설로 BSB 수처리 시설을 활용한다면 유기물 제거효율 향상 등으로 수질개선에 크게 기 여할 수 있을 것으로 판단된다.
5) BSB 수처리시스템은 처리 공정이 매우 단순한 수처리 시설로, BOD, SS, Chl-a의 처리효율이 평균 70~80% 이상이며, TN, TP 처리효율도 20~50%로 매우 높은 정화효율을 나타내고 있어 유기성 오염도가 높은 국내 하천 및 호소의 수질개선시설로 활용도가 매우 높을 것으로 판단된다. 특히, 농업용저수지 및 상수원 댐의 유입 오염물질 제거를 위한 수질 개선시설로 널리 운영되고 있는 인공습지 및 침강지와 결합하여 활용한다면 호소 수질개선에 매우 효과적일 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	바이오스톤 볼은 무엇이며 어떤 의도로 개발되었는가?	본 연구에서는 현재 수질정화용으로 널리 활용되고 있는 인공습지의 단점을 보완할 수 있는 바이오스톤 볼(Bio-stone Ball, BSB)이라는 미생물 부착 담 체를 활용한 수처리공법을 개발하였다. BSB는 친자연적인 재료 활용으로 기존 여재(담체)의 폐색으로 인한 수처리 효율 저하와 슬러지 발생 등의 문제점을 획기적으로 개선하여 수질정화시설 등에 폭 넓게 이 용할 수 있도록 개발되었다(MAFRA & KRC 2016). BSB는 2∼3 cm의 자연 쇄석을 에폭시 수지로 접합하여 만든 직경 10 cm의 구상체에 수처리 유용 복합 미생물을 코팅하여 만든 수처리용 담체로서 1개의 중 량은 0.
	인공습지의 장단점은 무엇인가?	농업용 저수지의 수질개선을 위 해서 정부에서도 2007년부터 호소 유입부에 인공습 지, 침강지 등의 시설을 설치하여 운영하고 있다 (Jang 2010; Kim & Kim 2014). 인공습지는 자연친화적인 시설로 유지관리가 용이하고 동력소모가 없는 반면에 대규모 부지가 필요하고, N, P 등 영양염 류에 대한 처리효율이 높은 반면에 식생 고사시기에 유기물 효율이 저하되는 단점도 가지고 있다. 또한 가뭄 등 유입수량 변동에 취약하고, 정기적인 식생관리도 요구되고 있다(MAFRA & KRC 2014).
	BSB를 이용한 수처리 기술의 장점은 무엇인가?	BSB을 이용한 수처리시스템은 1개의 반응조에 BSB를 병렬로 충진 후 유리 작용에 의한 고액분리와 호기부, 천이부, 혐기부 등 다양한 환경조건을 반복하여 호기성, 임의성, 혐기성 미생물 군집의 서식이 가능하게 하여 유기물, 인, 질소 등의 오염물질을 물 리적, 생물학적으로 제거하는 기술이다. 본 수처리 기술은 소요부지 및 사업비가 타 공법대비 낮은 수준이며, SS, BOD, Chl-a 정화율이 70~90%로 매우 높은 처리효율을 보이고 있다. 또한, 자연석을 이용 한 여재로 거의 반영구적 사용이 가능하고, 폐색의 발생도가 매우 낮아 역세설비가 필요치 않으며, Nano 수준의 미세기포나 순산소를 활용하여 기존 시설대비 포기 효율 증가 등으로 운영 경비를 절감할 수 있는 장점을 가지고 있다.

참고문헌 (23)

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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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