[논문]시판용 미생물탈취제를 이용한 하수 악취 내 황화수소 저감에 관한 실험적 연구

박상진; 권수열

doi:10.5668/jehs.2020.46.2.170

시판용 미생물탈취제를 이용한 하수 악취 내 황화수소 저감에 관한 실험적 연구
Experimental Study on Hydrogen Sulfide Abatement in Sewage Odor Using Microbial Deodorants on the Market 원문보기

韓國環境保健學會誌 = Journal of environmental health sciences, v.46 no.2, 2020년, pp.170 - 183

박상진 (우송대학교 철도건설시스템학부) , 권수열 (한국방송통신대학교 보건환경학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives: This study was conducted to estimate a technology to reduce hydrogen sulfide (H2S) in sewage odor using microbial deodorant. Methods: After injecting five commercially available microbial deodorants into fresh sewage, the concentration of hydrogen sulfide over time was measured using the headspace method. H2S concentration in odor samples was measured using gas chromatograph/FPD. Calculated odor concentration and calculated odor intensity by H2S concentration remaining after treatment with microbial deodorant were evaluated theoretically. Results: The rate of H2S abatement by microbial deodorant differed depending on the experimental conditions and the type of deodorant, but it was found to range from 63 to 82%. Especially, two deodorants showed high H2S reduction rates of over 80% on average. However, based on the best deodorant, the theoretically calculated odor concentration by H2S after microbial deodorant treatment was 4,400 OUk, and the theoretical odor intensity was also rated at 4 degrees or higher. Conclusions: In conclusion, microbial deodorant is considered to have a relatively high effect on reducing H2S in sewage odor. However, even after treatment with microbial deodorant, calculated odor concentration and calculated odor intensity were relatively high. This is thought to be caused by other odorous substances besides H2S.

주제어

표/그림 (18)

표 Table 1. Photograph and analysis condition of GC17A/FPD used in this study
그림 Fig. 1. Photograph of microbial deodorants used in this study
그림 Fig. 2. Photograph of experimental apparatus used in this study
표 Table 2. Experimental condition of H₂S abatement test using 5 microbial deodorants
표 Table 3. Experimental results of H₂S initial concentration at 3 blank samples test (unit: ppm)
표 Table 4. H₂S concentration variation of blank and microbial deodorants over the retention time in the previous study²⁴⁾
그림 Fig. 3. Time-course H₂S reduction of 5 microbial deodorants in Test #4
표 Table 5. Time-course H₂S reduction of 5 mirobial deodorants according to the experimental condition (unit: ppm)
그림 Fig. 4. Time-course H₂S reduction of 5 microbial deodorants in Test #5
그림 Fig. 5. Time-course H₂S reduction of 5 microbial deodorants in Test #6
그림 Fig. 6. Time-course H₂S reduction of 5 microbial deodorants in Test #7
그림 Fig. 7. Time-course H₂S reduction of 5 microbial deodorants in Test #8
그림 Fig. 8. Comparison of H₂S abatement efficiency of 5 microbial deodorants according to experimental conditions
표 Table 6. Comparison of H₂S abatement efficiency of 5 microbial deodorants according to the experimental condition (unit: ppm, %)
표 Table 7. Calculated odor concentration using H₂S concentration after treating by microbial deodorants
표 Table 8. Permitted odor criteria of air quality in Korean Odor Prevention Law
표 Table 9. Calculated odor intensity using H₂S concentration after treating by microbial deodorants
표 Table 10. Classification of odor intensity by on-site olfactory test

AI 본문요약
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문제 정의

이러한 배경하에, 본 연구에서는 국내에서 시판되는 미생물탈취제를 생하수에 주입하여 혼합한 상태에서 시간 경과에 따라 하수관거 악취 내 H₂S의 농도를 측정 조사함으로서, 하수관거 악취 내 H₂S 저감기술로서 현재 시판되고 있는 국내 미생물탈취제의 적용 가능성을 조사할 목적으로 본 연구를 수행하였다.

제안 방법

S 농도 변화를 측정하였다. 당초 실험은 5개 미생물탈취제 시료 사이에 blank시료 2개를 제작하여 동일한 초기 농도 조건으로 실험을 진행하려 하였으나, 동일한 초기 하수 농도의 blank 시료를 제작하는 것이 어려웠기 때문에, 실험은 크게 blank 시료농도 측정실험과 탈취제 검증 비교실험으로 구분하여 진행하였다.
이러한 실험결과를 토대로, 당초 연구여건상 측정 회수를 최소화하여 실험개시 단계에서는 blank 시료의 악취농도만 측정하여 제거율 산정에 기준이 되는 초기농도를 확보하고, 미생물탈취제가 주입된 하수시료는 운전개시 후 30분 후부터 측정하려 하였으나, 미생물탈취제가 주입된 하수시료의 초기농도가 모두 상이하여 제거율 산정에 객관성이 부족하기 때문에 blank 시료의 악취농도를 기준으로 제거율을 산정하려던 당초 방법은 적용하기 어려운 것으로 판단되었다. 따라서 미생물탈취제별 정확한 제거율을 파악하기 위해서는 실험 개시 단계에서부터 2개의 blank 시료가 아니라 미생물탈취제가 주입된 5개 실험장치 모두 30분 후가 아닌 실험개시 직후부터 각 미생물탈취제별로 독립적인 초기농도를 측정하여 가장 객관적인 방법으로 각각의 미생물탈취제별 제거율을 산정하였다.
미생물탈취제에 의해 저감된 후 하수악취 내 H₂S는 어느 정도의 냄새 세기를 함유하고 있는가를 조사하기 위해 악취강도를 검토하였다. 일반적으로 악취강도의 측정은 후각이 정상적으로 판정된 5인이 현장에서 판정하는 직접관능법을 사용하나, 이론적으로 악취물질농도와 악취강도간의 상관관계식을 이용하여 환산악취강도를 추정하기도 한다.

대상 데이터

미생물탈취제는 실제 현장에서 직접 활용할 수 있는 기술을 개발할 목적으로, 조달청에 등록되어 시판되고 있는 미생물탈취제 가운데 현장 보급실적이 많은 제품 5종을 구입하여 사용하였다. 본 연구에서 사용된 미생물탈취제의 미생물 활성화 및 사용방법등 상세 규격 및 제품사양은 나라장터-종합쇼핑몰에 상세히 제공되고 있으므로 본 고에서는 생략하기로한다.
실험에 사용된 하수는 30분 이내 거리에 위치한 TJ하수종말처리장 최초 침전지에 유입되고 있는 생하수를 실험실로 직접 운반하여 사용하였다. 실험실로 운반된 하수시료는 약 1일 정도 보관되었으며, 실험 당일 침전물의 영향을 최소화한 균질한 시료를 확보하기 위해 충분히 혼합한 후 사용하였다.

이론/모형

모든 실험은 상온에서 진행되었으며, 밀폐된 반응장치에 생하수 2L와 실험조건에 맞게 미생물탈취제를 준비한 후, head space법을 이용하여 운전시간 경과에 따른 수면 상부의 H₂S 농도 변화를 측정하였다. 당초 실험은 5개 미생물탈취제 시료 사이에 blank시료 2개를 제작하여 동일한 초기 농도 조건으로 실험을 진행하려 하였으나, 동일한 초기 하수 농도의 blank 시료를 제작하는 것이 어려웠기 때문에, 실험은 크게 blank 시료농도 측정실험과 탈취제 검증 비교실험으로 구분하여 진행하였다.
악취시료는 gas-tight syringe를 이용하여 반응조 내부 상부공간에서 head space법을 이용하여 운전시간 경과에 따라 직접 채취하였으며, 채취된 악취가스 시료내 H₂S 농도는 염광광도검출기가 부착된 가스크로마토그래프(GC17A/FPD, Shimadzu co. Japan)를 이용하여 직접주입법으로 분석하였다. Table 1은 본 연구에 사용된 가스크로마토그래프의 사진과 분석조건을 나타낸 것이다.

성능/효과

(1) 미생물탈취제에 의한 하수 악취 내 H₂S저감율은 실험조건이나 탈취제의 종류에 따라 상이하나 63~96%의 범위인 것으로 나타났으며, 5개 제품 중 두 개 제품은 다양한 실험조건 하에서도 하수 악취에서 발생되는 H₂S의 80% 이상을 제거하는 것으로 나타났다.
(2) 미생물탈취제 처리 후 잔존하는 H₂S에 의한 악취농도는 이론적으로 계산한 결과 가장 우수한 A제품을 기준으로 4,400 OUk인 것으로 나타났으며, 이론적으로 계산한 악취강도는 4도 이상으로 평가되었다.

후속연구

(3) 본 연구에서 얻어진 H₂S저감율, 이론악취농도와 이론악취강도 실험결과 토대로 볼 때, 미생물탈취제를 하수에 투입하는 경우 주요 악취원인물질인 H₂S의 저감효과는 비교적 높은 것으로 생각되나 하수 악취의 저감효과는 다소 한계가 있는 것으로 보여진다.
그러나, 생하수와 미생물탈취제를 교반하며 실험했던 실험#5의 경우 미생물탈취제 A와 B는 여전히 80%의 저감율을 보인 반면, 미생물탈취제 C, D, E는 H₂S저감율이 44% 이하로 낮게 나타났다. 이러한 결과를 볼 때 임의의 미생물탈취제를 선정하여 하수악취를 저감하고자 할 때에는 교반여부 등의 운영조건을 검토할 필요가 있을 것으로 생각된다.

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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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