초록 ▼

1. 최종목표
◦ 도시노면에서 유출되는 비점오염 처리를 위한 기능성 담체의 제조기술개발 및 적용기술개발
- 오염물질의 생물학적 처리효율을 향상시키기 위한 미생물 생육발달의 최적의 담체 개발
- 오염의 저장이 가능한 다양한 흡착제를 담지한 고성능 흡착성 담체 제조기술개발
◦ 기능성 담체를 적용한 비점오염원 처리시스템 개발
- 초기우수 오염물질 과부하 시 오염원 일시 저류 및 후 처리기술개발
- 관리가 용이하고 기후조건을 고려한 적용기술개발
- 비점오염원 처리를 위한 저에너지 처리기술개발
2.

1. 최종목표
◦ 도시노면에서 유출되는 비점오염 처리를 위한 기능성 담체의 제조기술개발 및 적용기술개발
- 오염물질의 생물학적 처리효율을 향상시키기 위한 미생물 생육발달의 최적의 담체 개발
- 오염의 저장이 가능한 다양한 흡착제를 담지한 고성능 흡착성 담체 제조기술개발
◦ 기능성 담체를 적용한 비점오염원 처리시스템 개발
- 초기우수 오염물질 과부하 시 오염원 일시 저류 및 후 처리기술개발
- 관리가 용이하고 기후조건을 고려한 적용기술개발
- 비점오염원 처리를 위한 저에너지 처리기술개발
2. 개발내용 및 결과
◦ 고농도 오염 유입시 오염의 일시 저류를 위한 기능성 담체 개발
◦ 관리 최소화를 위한 처리 시스템 개발
◦ 폭우 시 또는 가뭄에 대비한 처리 시스템 개발
흡착효율이 높은 담체의 개발을 위한 흡착제로 농업부산물을 사용하였다. 농업부산물은 쌀겨, 고추 잎, 고추 줄기, 콩 잎, 콩 줄기, 옥수숫 대 등 다양한 종류를 사용하였다. 농업부산물은 종류와 전처리에 상관없이 질소와 인의 흡착은 잘 이루어지지 않았는데, 이는 농업부산물 자체에 포함되어 있는 질소와 인의 영향으로 판단된다. 중금속의 경우 농업부산물을 산과 염기를 전처리 할 경우 흡착이 어느 정도 이루어지는 것을 확인하였는데, 이는 H+와 OH-의 표면 흡착으로 인하여 흡착제의 표면의 성질이 변하게 되면서 흡착이 이루어 진 것으로 판단된다. 중금속 종류별로 흡착효율을 확인하였을 때는 평균적으로 80 %정도의 흡착이 이루어졌지만, 다양한 중금속을 함께 인공폐수를 제조하여 경쟁흡착을 하였을 때는 단일 중금속보다는 흡착효율이 월등하게 감소하였다.
농업부산물이 중금속의 흡착에 효율적인 것을 확인한 후에 PVA 담체에 적용해보았다. 하지만, 농업부산물의 경우 담체를 제조함에 있어 탈리되기 때문에 첨가가 어려우므로 탄화시켜서 담체에 첨가하였다(Ge-PVA). 농업부산물이 탄화될 경우 기존보다 높은 흡착효율을 나타내었다. 탄화시킨 경우 담체에 첨가도 잘 되며 MLE 공법을 기초로 하여 실험을 진행해본 결과 PVA 담체와 탄화쌀겨/Ge-PVA 담체의 COD 흡착효율은 변별력이 부족하였으나, TN 의 경우 더 높은 처리효율을 나타내었다. 중금속의 경우 탄화쌀겨에서는 높은 흡착효율을 보이나 탄화쌀겨/Ge-PVA 의 경우 PVA 담체와 크게 다른 흡착효율을 나타내지 않았다.
탄화쌀겨/Ge-PVA 를 이용하여 생물학적 처리 실험결과, 처리 기간 내에서의 미생물의 활동도 매우 활발하였다. 특히, 탄화쌀겨를 첨가한 담체에서 질산화가 이루어질 시 출현하게 되는 미생물도 확인하였으며, 이로 인한 질소 처리효율이 향상될 것을 확인하였다.
PVA 담체의 경우 친수성이 뛰어나므로 미생물과 슬러지 부착하기 위한 기간을 획기적으로 줄일 수 있으며, 탄화쌀겨를 첨가할 경우 무수한 미세 기공이 촉진되어 흡착효율을 향상시킬 수 있다. 농업부산물의 경우 탄화할 경우 흡착효율이 높아지고 이를 담체에 적용하였을 경우에도 질소의 흡착효율이 높아진다. 이에 따라 오염물질의 특성을 파악하여 농업부산물을 이용한 흡착제 개발시 비점오염원 처리 및 유사기술개발에 저류 및 저장 등 다양하게 활용될 것으로 예상된다.
3. 사업성과
◦ 기술적 성과
농업부산물은 쉽게 구할 수 있는 재료이며, 친환경적인 재료이다. 따라서, 오염물질의 특성을 파악하여 농업부산물을 이용한 흡착제 개발시 비점오염원 처리 및 유사기술개발에 저류 및 저장 등 다양하게 활용될 것으로 예상한다.
◦ 경제적 성과
현재까지의 연구결과로 상업화하기는 기술개발에 필요한 연구가 좀 더 이루어져야 하지만 기술개발이 이루어질 경우 환경산업에 활성화를 가져올 수 있을 것으로 예상한다.
◦ 사회적 성과(일자리 창출 등)
본 연구의 결과 및 추가 연구를 통하여 경제적이며 효율적인 담체가 개발 될 경우 수처리 기술에 많이 적용이 되며, 이에 따른 수처리 시설이 많이 생산될 것이다. 처리시설의 생산이 증가됨에 따라 시설 관리자 및 담체 제조업체 등 많은 인력을 필요하게 될 것이며, 이는 많은 일자리를 창출하게 되며 많은 인재를 등용함으로써 보다 나은 기술의 발전에도 도움이 될 것으로 예상한다.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고 요약서 ... 2
• 1. 기술개발의 개요 ... 4
• 1.1 개발대상기술의 개요 및 필요성 ... 4
• 2. 관련기술 현황 ... 5
• 2.1 국내 · 외 관련 기술의 현황 ... 5
• 3. 기술개발의 목표 ... 6
• 3.1 기술개발의 최종목표 ... 6
• 4. 기술개발의 내용 ... 7
• 4.1 농업부산물을 이용한 영양염류의 흡착 특성 ... 8
• 4.2 기능성 담체 제조기술 개발 ... 9
• 5. 실험방법 및 결과 ... 10
• 5.1 쌀겨를 이용한 질소와 인의 흡착 ... 10
• 5.2 생선뼈를 이용한 영양염류의 흡착 ... 14
• 5.3 다양한 농업부산물을 이용한 질소와 인의 흡착 ... 15
• 5.4 쌀겨를 이용한 중금속의 흡착 ... 19
• 5.5 농업부산물을 이용한 중금속의 흡착 ... 29
• 5.6 농업부산물(쌀겨)를 담지 한 Ge-PVA 담체 제조 방법 ... 33
• 5.7 기능성 담체 제조기술 개발 결과 ... 38
• 5.8 농업부산물을 이용하여 제조한 기능성 담체의 효율 ... 48
• 5.9 농업부산물을 이용한 기능성 PVA 담체 생물학적 처리 테스트 ... 56
• 5.10 농업부산물을 이용한 기능성 PVA 담체 생물학적 처리 테스트 결과 ... 60
• 5.11 기능성 메디아 적용을 위함 비점오염원 처리시스템 ... 65
• 6. 연구성과 ... 68
• 6.1. 기술적 성과 ... 68
• 6.2 경제적 성과 ... 68
• 6.3 사회적 성과 ... 68
• 7. 연구결과 활용계획 ... 69
• 8. 연구개발자료의 보완관리 ... 69
• 8.1 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 ... 69
• 9. 결론 ... 69
• 9.1 향후 계획 ... 70
• 끝페이지 ... 71