- ■동천연가 / 김광현 숨쉬는 동천 자문위원(동의대 명예교수)
 |
||
| ▲ 김광현 숨쉬는 동천 자문위원(동의대 명예교수) | ||
악취는 황화수소, 메르캅탄류, 아민류 등의 자극성 있는 물질이 사람의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새를 말한다.
악취는 음식물쓰레기, 가축의 축사, 하수처리장, 하수구 및 오염된 하천 등에서 주로 많이 발생되며 대기배출로 일어나는 악취는 공기의 질을 악화시킬 뿐만 아니라 인체의 건강에도 악영향을 미친다.
악취를 처리하는 방법에는 흡착, 광촉매 산화, 고온가열 산화 등 물리⋅화학적인 방법으로 처리하는 시스템이 있으나 이들은 에너지 소모가 많고 많은 비용이 지불되며 악취제거 후에도 2차 처리가 필요하다.
그러나 미생물에 의한 악취처리법은 경제적으로 비용이 적고, 환경 친화적으로 2차 오염이 없는 것이 장점이다.
하수처리장에서 발생하는 악취는 주로 혐기적인 분해과정에서 생성되는 황화수소와 암모니아 성분들이 다량 함유되어 있다.
특히 암모니아와 황화수소는 하수처리장에서 발생하는 악취의 대다수를 차지하며 동천의 경우에 스컴 발생시에 악취의 주성분이 황화수소이다.
이들 수용성 악취성분들을 생물학적 방법으로 처리하면 황화수소는 최종 산물로 유황원소와 황산이온이 생성되며 암모니아는 질산이나 아질산으로 산화되고 아질산은 환원되어 질소가스로 공기중에 배출되는 원리이다.
바이오필터를 활용하여 악취를 제거하는 산업체들은 다양한 악취가스를 범용적으로 제거할 수 있는 시스템을 선호한다.
대부분의 바이오필터 생산업체들은 미생물의 개발 보다 담체개발과 기계적인 시스템을 개량해 왔다.
각 미생물들의 특징을 바이오필터에 적용시키지 못하고 바이오필터의 운영과정에서 미생물의 관리소홀로 악취제거에 충분한 효과를 얻지 못하고 있는 실정이다.
바이오필터에 사용되는 미생물의 생육환경이나 악취제거를 위한 환경조절이 미흡하다.
일반적으로 생물학적 탈취는 ⓵탈취효율이 우수한 미생물의 선별 ⓶선별된 미생물이 잘 서식할 수 있는 환경을 제공하는 담체의 선택 ⓷미생물과 담체를 적절히 활용하여 미생물 생육과 탈취작용을 최적화하는 탈취기술의 개발이 중요하다.
따라서 연구의 개요를 설명하면 ㉠먼저 황화수소 제거에 효율이 우수한 미생물을 선별해서 그 특성을 조사한다. ㉡실험실에서 제작된 실험용 바이오필터를 통해서 황화수소와 암모니아를 효율적으로 제거시킬 수 있는 조건을 찾는다. ㉢시제품 바이오필터를 제작하여 최적의 조건에서 황화수소를 제거하는 실험과 황화수소가 제거되는 최대량을 측정한다.
- 유황산화세균 분리를 위해 액체배양은 유황분말에 고체배양에는 Na2S2O3⋅5H2O가 사용되었다. 분리 선별된 유황산화세균은 16S rRNA에 의해 동정된 결과 A.thiooxidans로 판명되었다.
선별된 세균의 호기적인 배양이 균의 생육을 더욱 증진시켰으며 중성보다 산성(pH 5.0이하)에서 생육이 더욱 양호하였다. 7% 유황분말이 함유된 배지에서도 생육이 양호하여 유황에 대한 내성이 매우 컸다.
- 실험용 바이오필터를 제작해서 선별된 유황산화세균을 적용시키고 악취를 실험용 바이오필터에 주입하여 황화수소의 제거효과를 조사하였다.
바이오필터에 4종의 담체를 사용하여 선별된 유황산화세균의 황화수소 제거를 조사하였다. 그 결과 사용된 담체들 중에서 다공성의 Zeolite세라믹을 담체로 사용한 경우가 거의 90%이상의 황화수소를 제거할 수 있었다.
또한 선별된 유황산화세균 단독의 바이오필터에서 암모니아와 황화수소를 모두 제거하였으며 약 30일 동안 연속적으로 이들 악취를 제거할 수 있었다.
- 시제품 바이오필터는 분리된 유황산화세균이 잘 생육할 수 있도록 담체를 산성으로 개량하고 산성 배양액을 순환시키는 바이오 트리크링 필터 즉 산성 바이오필터 시스템으로 제작하여 이들 악취성분의 제거율을 검토했다.
그 결과 70일간 연속적으로 시제품을 가동시켰으며 황화수소의 제거율이 최대 90g/m3/hr(gas 유압속도; 639.4h-1)를 나타내었다. 또한 단일 균을 사용하여 황화수소와 암모니아를 포함하여 총 9종의 악취성분들을 동시에 제거시켰다.
동천의 악취 성분인 황화수소의 발생 주요인은 오수유입과 하상에 쌓인 퇴적물 때문이다. 주로 여름철이 다가올수록 황화수소의 농도가 진해져서 냄새도 강하며 집중적으로 발생하는 것으로 관찰되었다.
부산광역시 하천 수질 개선용 유용미생물 생산·공급시설 설치·운영 조례 및 부산광역시 유용미생물 생산·공급 및 투여지원에 관한 조례에 따라서 미생물을 이용하는 악취제거 방법으로 동천의 악취를 제거하였으면 좋겠다.
오피니언 담당자 ordnews@hanmail.net
