KR100740672B1 - 광산배수의 정화처리용 담체 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석회석 분말에 황산염 환원세균을 배양시킨 유기성 폐기물을 첨가하여 균일하게 혼합하고, 상기 혼합물에 알긴산을 첨가하여 소정의 형상으로 성형한 다음, 상기 성형체에 5%농도의 염화칼슘 수용액으로 스프레이 분무하거나 침지시킨 광산배수의 정화처리용 담체 및 그 제조방법에 관한 것으로,

상기 담체는 황산염 환원세균을 석회석 분말, 유기성 폐기물 및 결합제로서 알긴산을 사용하여 일정한 모양의 성형한 담체에 고정시켜서 산성의 광산배수의 중화작용은 물론 황산염 환원세균의 생장을 지속적으로 충족시킬 수 있어 광산배수에 포함되어 있는 황산염 및 중금속 등의 불순물을 고효율로 제거할 수 있고, 제거된 황산염 및 중금속을 담체 내에 고정화시킴으로써 용이하게 수거할 수 있다.

산성광산배수, 황환원균, 석회석, 유기성 폐기물, 알긴산, 염화칼슘

Description

광산배수의 정화처리용 담체 및 그 제조방법{A microbial pellet for treating acid mine drainage and it's manufacturing method}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 담체의 제조공정을 나타낸 공정도

도 2는 본 발명의 실시예에 사용된 실험장치를 나타낸 사진

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광산배수 내에 황산 이온과 알루미늄 이온의 농도 변화를 나타낸 그래프

본 발명은 광산배수의 정화처리용 담체 및 그 제조방법, 이를 이용한 광산배수의 처리방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 산성의 광산배수에 포함되어 있는 황산염 및 중금속 등의 불순물을 손쉽게 처리할 수 있는 정화처리용 담체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

광업은 지난 수십년 동안 철 및 비철금속을 생산하였고 한때는 국내 유일의 에너지 산업으로 국민 경제에 기여하였으나 현재 수익성 및 생산성 감소로 인하여 경제성이 떨어지면서 이에 따른 정부의 석탄산업 합리화 추진 등으로 많은 국내 탄광들이 폐광되었다.

2006년 현재 전국적으로 2000여개의 광산이 휴. 폐광 상태로 방치되고 있으며, 이들 중 자연정화 대상 광산은 약 152개소 정도로서 이들에서 배출되는 광산배수 발생량은 하루에 48,000톤 정도로 추정되고 있으며, 그 외에도 폐석 유출, 지반 침하로 인한 민원이 제기되고 있는 실정이다.

특히, 상기한 광산 배수는 휴. 폐광의 광산에 방치될 경우 광산 내로의 산소유입과 물에 의한 광산의 산화 및 미생물 작용으로 인하여 광산이 함유하고 있는 황철석(FeS₂) 성분 중 황화물의 산화가 일어나 pH4 이하인 산성인 상태로 배출되어 심각한 문제를 야기시키게 된다.

이에 환경부에서는 1997년 이후 1,500억원 규모의 오염방지 사업을 실시하였거나 실시할 예정이지만, 폐광산에 의한 피해에 비하여 복원대책으로는 단순 토목공사 또는 광재댐 설치를 통한 광미 유실의 방지 등에 불과하여 산성 광산배수가 지하수에 혼입되어 토양 및 지하수를 오염시키는 문제가 지속적으로 발생되고 있다.

이러한 산성의 광산배수를 처리하기 위해서 최근 많은 기술들이 개발되어 왔는데, 크게 물리학적, 화학적, 생물학적 정화처리방법들이 상용되어 왔다.

이러한 처리방법 중 물리학적 처리방법은 생물학적 처리방법에 비해 유지관리가 어려우며 처리 후 슬러지 발생량이 많아 2차적인 처리가 필요로 하는 문제점 이 있어 그 적용빈도가 매우 적은 편이다.

또한, 화학적 처리방법은 반응조를 이용하여 광산배수를 수산화나트륨(NaOH)이나 수산화칼륨(KOH), 석회석 등을 이용하여 화학적으로 중화시키는 화학약품의 투입이 필수적으로서, 이러한 화학적 처리방법에 따른 황산염 환원율은 보통 30% 정도로 낮고 지속적인 화확약품의 투입으로 유지관리가 어려웠다.

이에 반하여, 생물학적 처리방법은 기존의 화학적 물리학적 방법에 적용하여 지속적인 전기 혹은 약품을 투입하지 않고 빈번한 유지관리가 필요하지 않아 가장 다양한 형태의 광산배수 처리방법이 개발되어 왔다.

이러한 생물학적 처리방법은 연못을 활용하는 러군(Lagoon) 자연정화 처리방법부터 인공소택지 및 투수성 반응벽체를 포함하는 일련의 기술이 여기에 속한다. 특히, 자연정화라는 개념에 입각하여 광산배수 특성 및 폐광산 주변환경에 적용가능한 독창적인 처리방법을 개발하여 적용시킨 예가 많으며, 실제로도 많은 자연정화시설들은 전통적인 물리화학적 처리를 대신하여 생물학적 처리방법이 적용되고 있고, 일부는 화학적 처리 전단계로 사전처리 공정으로 운전되고 있다.

이러한 생물학적 처리방법 중 대표적인 인공소택지는 자연소택지의 장점을 살리고, 몇몇 인위적인 조작을 함께하여 여러 오염물질을 보다 효과적으로 처리하기 위해 도입된 자연정화 처리기법 개념이다. 인공소택지에서 일어나는 주요한 기작은 생물학적 요인에 의한 것이 대부분이므로, 특정 폐수를 처리하기 위해서는 목적에 부합하는 유기체들을 선별하고, 최적의 상태에서 안정적으로 살아갈 수 있도록 인공소택지를 설계하는 것이 필요하다.

즉, 산성의 광산배수를 처리하기 위해 설계되는 인공소택지는 강한 산성과 중금속 독성 지닌 폐수를 처리할 수 있도록 구성되어야 하는데, 인공소택지에서 일어날 수 있는 주요 작용은 토양이나 나무에 의한 흡착, 식물에 의한 중금속 흡수, 여과작용, 철망간산화 박테리아 작용, 황산염환원, 금속황화물 형성 등을 들 수 있다.

이 가운데 산도와 중금속 제거를 동시에 안정적으로 지속할 수 있는 반응은 황산염 환원균에 의한 황산염환원 과정으로서, 이러한 황산염환원 반응과정에서 형성된 금속 황화합물은 금속산화물이나 금속수산화물보다 용해도가 낮아서 매우 안정적이므로 재용출의 우려가 없고, 대부분의 중금속이 일반적인 혐기조건(pH 5~8; 산화환원전위 < -100mV)에서 황화수소(H₂S)와 반응하여 황산염 환원균 화합물을 형성하는 것으로 알려져 있다.

그러나, 상기한 혐기적 조건에서 산성의 광산배수가 공급되었을 때 유기물층이 형성되어 있으면 황산염 환원 미생물군이 자라 생태계를 과점하는 것은 이미 잘 알려져 있으나, 항상 성공적으로 이와 같은 안정적인 미생물군이 생기는 것은 아니기 때문에 처리효율이 일정하지 못할 수 있으며, 특히 미생물의 생장에 따른 유기물층의 공급을 유지 및 관리에 주의를 요해야 하는 번거로움이 있었다.

또한, 황산염환원균의 황산염환원반응에 의해 형성된 금속 황화합물이 용해도가 낮아 처리장치 내의 바닥면에 잔류된다고 하지만, 여름철 폭우로 유출되는 경우도 빈번하게 발생되고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 황산염 환원세균을 석회석분말, 유기성 폐기물 및 결합제로서 알긴산을 사용하여 일정한 모양의 성형한 담체에 고정시켜서 산성 광산배수에 포함되어 있는 황산염 및 중금속 등의 불순물을 손쉽게 처리할 수 있는 광산배수의 정화처리용 담체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 정화처리용 담체를 이용한 산성 광산배수의 정화공정을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

석회석 분말에 황산염 환원세균을 배양시킨 유기성 폐기물을 첨가하여 균일하게 혼합하고, 상기 혼합물에 알긴산을 첨가하여 소정의 형상으로 성형한 다음, 상기 성형체에 5%농도의 염화칼슘 수용액으로 스프레이 분무하거나 침지시킨 것을 특징으로 하는 광산배수의 정화처리용 담체의 제조방법을 제공함으로써 달성된다.

이하에서는 본 발명에 대하여 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 산성의 광산배수에 포함되어 있는 황산염 및 중금속 등의 불순물을 고효율로 제거할 수 있고 제거된 황산염 및 중금속을 용이하게 수거할 수 있는 정화처리용 담체의 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 담체의 제조공정을 나타낸 공정도로서, 이를 참고로 하여 본 발명의 제조방법에 살펴보도록 한다.

먼저, 본 발명은 석회석 분말과 황산염 환원세균을 배양시킨 유기성 폐기물을 균일하게 혼합하게 되는데, 상기와 같이 사용되는 석회석은 100 ~ 400메쉬(mesh)로 분쇄된 분말을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 석회석 분말은 담체의 구성요소로서, 산성의 광산배수와 접촉되면 광산배수 내의 황산이온이 석회석의 칼슘이온과 결합시켜 황산칼슘으로 변화시키고 탄산을 발생시켜 광산배수의 pH를 상승시키는 중화반응을 일으킨다.

또한, 유기성 폐기물은 황산염 환원세균이 지속적으로 성장하고 담체 내의 혐기적 조건에서 유입되는 산성광산배수의 황산이온을 환원시키는데 필요한 에너지원으로서의 역할을 하는 것으로, 이러한 유기성 폐기물로는 상기 환원 반응에서 황산염 환원세균의 탄소원 및 환원력을 제공할 수 있는 탄소원을 갖는 유기성 물질은 모두 사용가능하나, 본 발명에서 바람직하게 사용되는 유기성 폐기물은 버섯퇴비, 콩 비지, 톱밥, 발효처리된 음식물 쓰레기 등이 사용될 수 있다.

한편, 산성의 광산배수의 황산염 환원반응을 제공하는 황산염 환원세균은 순수분리되어 추후 제조된 담체에 고정시켜 사용할 수도 있으나, 이는 작업의 이중으로 인한 제조효율의 저하와 고정화에 따른 제조비용의 상승이 가져오게 되므로, 본 발명에서는 전술한 버섯퇴비, 콩 비지, 톱밥, 발효처리된 음식물 쓰레기 등을 기질로 하여 황환원 미생물을 배양시킨 혼합 배양액을 유기성 폐기물로 사용하여 담체 에 고정시킨 방법을 제시한다.

이와 같이 사용가능한 황산염 환원세균은 디설포비브리오(Desulfovibrio), 디설퍼로모나스(Desulfuromonas), 디설포토마큘럼(Desulfotomaculum), 디설포네마(Desulfonema) 등이 있으나, 그 외에도 본 발명이 의도하는 황산염 환원세균은 모두 사용이 가능하다.

상기와 같이 설명하고 있는 황산염 환원세균을 배양시킨 유기성 폐기물과 석회석 분말의 혼합비율은 정화처리하고자 하는 광산배수 내에 함유된 중금속과 산도에 따라 폭넓게 조절될 수 있기 때문에 그 혼합비율은 크게 구애받지 않으나, 적어도 1 : 9 ~ 9 : 1의 부피비율로 혼합하는 것이 바람직하다.

이는, 상기 배합범위에서 유기성 폐기물의 함량이 석회석 분말의 함량보다 더 많게 혼합되면 석회석 분말의 함량이 상대적으로 적어 제조된 담체가 적절한 강도를 유지하기 어렵고 산성의 광산배수의 pH를 높이는 중화반응이 원활하게 일어나지 못하며, 반대로 석회석 분말의 함량이 유기성 폐기물의 함량보다 더 많게 혼합되면 유기성 폐기물의 함량이 상대적으로 적어 황산염 환원세균의 생장이 원활히 일어나지 않아 광산배수의 황산원 환원반응이 느려지게 되어 처리효율이 낮아진다.

이와 같이 석회석 분말에 황산염 환원세균을 배양시킨 유기성 폐기물이 균일하게 혼합된 혼합물에 결합제로서 알긴산을 첨가하고 제조하고자 하는 형상으로 성형한다. 그 형상은 통상적인 담체의 형상인 펠렛 형태를 포함하여, 구형 또는 다각형의 형태로 성형이 가능하다.

이러한 알긴산은 상기 석회석 분말과 유기성 폐기물의 혼합물 전체중량에 대 하여 1 ~ 5중량%를 추가로 첨가하는 것이 바람직하며, 이는 상기 알긴산을 1중량% 이하로 첨가하면 제조된 담체의 강도가 낮아 작은 충격에 의해 쉽게 부서질 수 있으며, 반대로 상기 알긴산을 5중량%를 초과하여 첨가하여도 담체의 강도는 크게 증가되지 않아 제조 비용만 증가시키기 때문이다.

상기와 같이 소정의 형상으로 성형된 성형체에 5%농도의 염화칼슘 수용액을 스프레이로 분무하거나 상기 염화칼슘 수용액에 성형체를 소정의 시간동안 침지시켜 알긴산의 가교반응을 일으키도록 함으로써 본 발명의 담체의 제조공정을 완료하게 된다.

이상과 같이 제조된 담체의 산성 광산배수에 대한 정화과정을 살펴보면, 우선적으로 광산배수 내의 중금속은 담체 표면의 석회석층에 물리적으로 흡착된 후 황환원 세균에 의한 생물학적인 흡착 및 흡수를 통하여 담체 내에 고정화된다. 뿐만 아니라 황환원 세균이 발생시키는 유화수소와 반응하여 수용액에서 용해도가 매우 낮은 황산화물로 바뀌어 담체 내에 축적된다.

또한, 상기한 담체의 석회석층은 시설물 및 반응기에 산성 광산배수가 접촉하면 광산배수 내 황산이온을 석회석층의 칼슘과 결합시켜 황산칼슘으로 변화고 탄산을 발생시켜 pH를 상승시키는 중화작용을 일으킨다.

아울러, 광산배수의 pH가 2이하로 매우 낮고 중금속의 함유 농도가 높아 처리미생물들이 생장하기 적절치 못한 환경의 경우에도 담체 표면의 석회석층이 우선적으로 pH를 중화시키고 중금속을 일차적으로 흡착하여 농도구배를 만들어 미생물의 생육과 활성에 영향을 주지 않아 지속적인 처리가 이루어진다.

따라서, 본 발명의 방법에 의해 제조된 담체는 산성의 광산배수의 중화작용은 물론 황산염 환원세균의 생장을 지속적으로 충족시킬 수 있어 광산배수에 포함되어 있는 황산염 및 중금속 등의 불순물을 고효율로 제거할 수 있고, 제거된 황산염 및 중금속을 담체 내에 고정화시킴으로써 용이하게 수거할 수 있다.

아울러, 본 발명은 전술한 정화처리용 담체가 주촉매로 충진된 환원 반응조에 산성의 광산배수를 통과시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 황산염 환원세균을 이용한 산성 광산배수의 정화공정을 제공한다.

좀 더 상세하게는, 전술한 담체는 다양한 기존의 산성광산배수 처리시설에 응용하거나 혹은 반응기를 사용한 새로운 공정을 고안하여 사용할 수 있다. 예를 들어 광미장을 설계할 경우 그 하부에 상기의 담체층을 깔고 광미장을 만들어 우수가 지하로 스며들 경우 침출된 중금속을 제거하는데 사용할 수 있으며, 침출수가 흘러나가리라 예상되는 지역에 저수조 및 반응벽체를 시공할 때 상기의 담체를 주촉매로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 산성광산배수의 생물학적 처리에 주로 사용되는 소택지에도 상기의 담체를 투입하여 정화 효율을 제공할 수 있다.

이하 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

<제조예 1 내지 3>

-황산염 환원균의 배양 및 고정화 담체 제조-

버섯퇴비, 콩비지, 톱밥을 각각 10%(W/V)으로 0.01N의 황산 수용액 2ℓ에 섞고 황산염 환원 미생물을 접종한 후 상온에서 배양하였다. 초기에 황환원균을 접종하기 위하여 1%의 토양세척액을 사용하였다. 30일후 황환원균의 작용으로 배지의 색은 암갈색에서 흑색으로 변하고 최종 pH는 각각 5.4, 4.6 및 6.1 까지 증가하였으며, 황환원균수는 각각 2.4x10⁸, 3.1x10⁷ 및 2.6x10⁸ 개/㎖로 증가함을 확인하였다.

이러한 버섯퇴비, 콩비지, 톱밥 배양액의 각각 상등액을 제거하고 남은 침전물 200g에 200메쉬(mesh)로 체질된 석회석 분말 200g을 투입하여 반죽한 후, 20g의 알긴산 나트륨을 골고루 섞어가며 계속 반죽하면서 직경 35 ~ 50㎜의 사이의 구형으로 성형하고 상온에서 하루 정도 건조시킨 다음, 상기와 같이 건조된 구형의 성형물을 5%의 염화칼슘 용액에 약 1시간 침지시킨 후 회수하여 물기를 제거하고 사용할 때까지 보관하였다.

<실시예 1>

-산성광산배수의 pH 복원 및 중금속 흡착 실험-

2ℓ의 밀폐용기에 제조예 1 내지 3에서 제조된 고정화 담체를 담체의 총 부피가 300㎖가 되도록 투입한 후 H₂SO₄ 300ppm, MgSO4 20ppm, FeSO4 1ppm 및 AlCl₃ 50ppm에 CaCO_3을 첨가하여 pH를 3.0으로 조절된 인공산성광산배수를 투입하여 황산염의 환원 및 알루미늄(Al+3) 이온의 감소 속도와 시간에 따른 pH의 변화량을 측정 하였다.

황산이온(SO4^-2)의 농도는 American Public Health Association(APHA; Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 18th edition. Washington DC, USA 1992.)에 의한 표준방법에 따라, SO₄ ^-2가 함유된 용액에 산성 상태에서 BaCl₂를 첨가해 주었을 때 SO₄ ^-2 와 반응하여 BaSO₄로 전환되어 탁도를 일으키는 원리를 이용하여 비색분광계(420 ㎚)로 측정하였다. 황산염 환원의 결과 생성되는 황화수소(S^-2)는 iodometric method에 따라 역적정하여 측정하였다.

중금속 농도 측정은, 시료를 채취할 때 시료 100㎖당 2㎖의 진한 질산을 넣어 pH 2이하로 산성화시켜 중금속을 고정시켜주고, 시료를 보존하면서 분석하기 바로 전에 질산-염산을 이용하여 시료를 전처리한 후 ICP-MS (Inductivelycoupled plasma-mass spectrometry)를 이용하여 측정하였다.

황환원균에 의한 황환원 및 중금속 흡착 등을 비교하기 위하여 제조예 1 내지 3과 같이 각각 버섯퇴비, 콩비지 및 톱밥을 주탄소원으로 하여 배양된 황환원균 고정화 담체를 사용하여 10일 동안 회분반응 실험을 실시하였으며, 비교군으로서 석회석 분말만을 제조예 1의 담체와 동일한 모양과 크기를 갖도록 성형한 석회석 담체를 동일한 방법으로 실험하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

		비교군 (석회석담체)	제조예 1 (황환원균+버섯퇴비)	제조예 2 (황환원균+콩비지)	제조예 3 (황환원균+톱밥)
SO4-2 (ppm)	초기	319	352	293	278
	5일후	290	310	238	217
	10일후	310	109	78	96
Al+3 (ppm)	초기	48	43	46	47
	5일후	52	28	32	34
	10일후	49	14	21	19
pH	초기	3.2	3.1	3.2	3.2
	5일후	3.7	4.3	4.7	4.5
	10일후	3.8	5.7	6.3	6.7

상기 표 1의 결과를 통하여 알 수 있듯이, 석회석 분말만을 성형하여 제조된 비교군 담체에 비하여 유기성 폐기물을 배지로 하여 황환원균을 배양하고 석회석 분말이 혼합된 제조예 1 내지 3의 경우 황환원균의 중금속 흡착과 환원작용을 통해 시간이 지날수록 황산과 알루미늄의 농도가 현저하게 줄어듦을 알 수 있으며, pH의 경우 빠른 속도로 중화반응이 일어남을 확인할 수 있다.

<실시예 2>

-산성관산배수처리에 따른 수리전도도 측정-

첨부된 도 2와 같이 통형의 높이 100㎝, 직경 10㎝, 두께 10㎜, 총 유효용량 5.5ℓ를 갖는 아크릴 재질의 반응조에 직경과 길이가 각각 20㎝, 연결부는 직경 20㎝, 길이 7㎝으로 제작된 아크릴 재질의 반응컬럼을 설치하고, 상기 반응컬럼에 제조예 1의 담체를 채운 후, 각 반응칼럼의 상단과 하단에 폭 2㎝, 두께 7㎜의 프린지를 부착하여 상·하부의 반응칼럼들을 볼트로 고정하였다. 또한, 담체의 유출을 방지하기 위해 반응칼럼들 사이에는 2㎜ 두께의 유공판을 삽입하고, 철판 둘레에는 고무질의 O-ring을 접합시켜 누수를 방지하였다. 아울러, 상·하부의 덮개나 연결부 반응칼럼들에는 개폐형의 밸브가 부착되어 유입수나 유출수의 흐름을 제어할 수 있으며, 압력수두를 측정하기 위한 피에조메터들을 연결할 수 있도록 제작하였다.

상기와 같은 실험장치를 설치한 후 수돗물을 사용하여 상향류와 하향류 조건에서 수리전도도의 변화를 8일간에 걸쳐 측정하였으며, 유출수량에 의한 수리전도도는 하기 반응식 1의 Darcy 공식에 따라 계산하였다.

상기 반응식 1에 있어서

는 배출되는 유량을 나타내며,

는 반응물질 층의 수리전도도, 혹은 투수계수,

는 유입수와 유출수의 전체수두 차, 그리고

와

은 각각 층의 단면적과 두께를 나타낸다.

이와 같은 실험을 통하여 20일간에 걸쳐 측정된 수리전도도는 약 5.0×10^-4m/sec로 실험기간 동안 거의 일정한 값을 보여주었다.

이러한 결과는, 통상적으로 산성의 광산배수를 석회석을 사용하여 pH를 복원시키는 인공소택지, 혐기적 석회석층 및 삽스 처리시설(SAPS)에서는 광산배수와 석회석이 접촉하게 되면 접촉부위에 황산칼슘의 침전물이 발생하고, 이 침전물은 석회석 간의 공극을 줄여 물 흐름에 영향을 주게 됨에 따라 시간이 지나면서 처리시설의 효율 및 수명은 크게 단축시킨다.

그러나, 본 발명의 구형화된 담체를 사용하는 경우 단기적으로 수리전도도의 급격한 감소가 관찰되지 않았으며, 이는 황산칼슘의 침전물이 담체 내부에 고정화됨에 따라 공극률에 변화를 주지 않는 것으로 판단된다.

<실시예 3>

실시예 2에서 얻어진 수리전도도를 기준으로 제조예 1의 담체가 반응컬럼에 충진된 실시예 2의 실험장치에 일 20톤의 산성광산배수가 배출되는 상황을 가정으로 이에 맞는 유입수량을 200㎖/hr로 결정한 다음, 실시예 1에서 제시된 인공산성광산배수를 100일간 투입하면서 배출수를 일정 간격으로 시료를 취하여 황산염의 농도 및 알루미늄 이온의 농도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 첨부된 도 3에 나타내었다.

첨부된 도 3에 도시된 바와 같이 배출수의 황산이온의 농도는 초기 급속하게 감소한 후 20% 수준의 제거율에서 서서히 40% 까지 증가하였으며, 배출수의 Al⁺³ 이온의 농도는 초반에 급격히 감소하여 70% 이상의 제거율을 보여주는 것을 알 수 있다. 아울러, 배출수의 pH는 초기의 3.2에서 점차적으로 5.6이상으로 증가하는 것을 확인하였다.

상술한 바와 같이 본 고안의 광산배수의 정화처리용 담체 및 그 제조방법은 황산염 환원세균을 석회석분말, 유기성 폐기물 및 결합제로서 알긴산을 사용하여 일정한 모양의 성형한 담체에 고정시켜서 산성의 광산배수의 중화작용은 물론 황산염 환원세균의 생장을 지속적으로 충족시킬 수 있어 광산배수에 포함되어 있는 황산염 및 중금속 등의 불순물을 고효율로 제거할 수 있고, 제거된 황산염 및 중금속 을 담체 내에 고정화시킴으로써 용이하게 수거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 석회석 분말에 황산염 환원세균을 배양시킨 유기성 폐기물을 첨가하여 균일하게 혼합하고, 상기 혼합물에 알긴산을 첨가하여 소정의 형상으로 성형한 다음, 상기 성형체에 5%농도의 염화칼슘 수용액으로 스프레이 분무하거나 침지시킨 것을 특징으로 하는 광산배수의 정화처리용 담체의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 석회석과 유기성 폐기물은 1 : 9 ~ 9 : 1의 부피비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 광산배수의 정화처리용 담체의 제조방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 유기성 폐기물은 버섯퇴비, 콩 비지, 톱밥, 발효처리된 음식물 쓰레기 중에 선택된 것임을 특징으로 하는 광산배수의 정화처리용 담체의 제조방법.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 황산염 환원세균은 디설포비브리오(Desulfovibrio), 디설퍼로모나스(Desulfuromonas), 디설포토마큘럼(Desulfotomaculum), 디설포네마(Desulfonema) 중에 선택된 것임을 특징으로 하 는 광산배수의 정화처리용 담체의 제조방법.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 알긴산은 석회석 분말과 유기성 폐기물의 혼합물 전체중량에 대하여 1 ~ 5중량%가 추가로 첨가되는 것을 특징으로 하는 광산배수의 정화처리용 담체의 제조방법.
6. 석회석분말, 유기성 폐기물 및 알긴산으로 이루어진 성형체에 황산염 환원세균이 고정화된 것을 특징으로 하는 광산배수의 정화처리용 담체.
7. 청구항 6의 담체가 주촉매로 하여 충진된 환원 반응조에 산성의 광산배수를 통과시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 황환원균 담체를 이용한 광산배수의 정화공정.

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