KR101170073B1 - 자연정화습지 조성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자연정화습지 조성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수중의 유기물을 산화 및 분해하고, 질소와 인을 흡착, 제거하여 수질의 정화가 효과적으로 진행되어 투과하는 물의 수질이 현저히 개선되며, 이에 따른 생물서식이 용이하게 이루어져 생태환경을 보존토록 하고, 유입된 물을 저류하여 침전가능한 슬러지를 침전시키고, 하단으로 배출하도록 구비되는 저류조, 하단에 로도박터 미생물 세라믹을 충진하고, 그 상단에 기능성탈질세라믹을 충진하여 저류조에서 유입된 수중의 질소를 제거하고, 상단으로 배출하도록 구비되는 탈질조, 바실러스 미생물 세라믹을 충진하여 탈질조에서 유입된 수중의 유기물을 산화, 분해하고, 하단으로 배출하도록 구비되는 산화분해조, 기능성흡착세라믹을 충진하여 산화분해조에서 유입된 수중의 유기물 및 음이온, 양이온을 흡착 분해하고 미생물을 활성화시켜 상단으로 배출하도록 구비되는 흡착여과조, 아시네토박터 미생물 세라믹을 충진하여 흡착여과조에서 유입된 수중의 인을 제거하고 방류하도록 구비되는 탈인조를 포함하고, 상기 탈질조, 산화분해조, 흡착여과조, 탈인조의 상단에는 수생식물을 식재하여 이루어진 구성이다.
Figure R1020090019884
바실러스, 로도박터, 아시네토박터, 기능설 세라믹, 인공습지, 수질정화

Description

자연정화습지 조성방법{formation method for purifying marsh}
본 발명은 자연정화습지 조성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로도박터(Rhodobactor), 바실러스(Bacillus), 아시네토박터(Acinetobacter) 농축 미생물을 다공성 세라믹에 부착하여 이를 투과하는 수중의 유기물을 산화 및 분해하고, 질소와 인을 흡착, 제거하되, 기능성탈질세라믹과 기능성흡착세라믹의 작용으로 수중의 질소 및 인의 흡착, 제거가 보다 효과적으로 제거되며, 상단에 식재된 수생식물의 작용으로, 뿌리 주변에 서식하는 부착성 미생물에 의해 유기물의 처리효율을 극대화하여 수질의 정화가 효과적으로 진행되어 투과하는 물의 수질이 현저히 개선되며, 이에 따른 생물서식이 용이하게 이루어져 생태환경을 보존토록 하는 자연정화습지 조성방법에 관한 것이다.
일반적으로 수질 정화 방법은 크게 물리적 방법, 화학적 방법 및 생물학적 방법으로 구분할 수 있으며, 물리적 수질 정화 방법으로는 공기 제거에 의한 암모니아 제거, 여과, 증류, 부상, 거품 분비법, 냉각, 기체층을 이용한 분리, 지면 산포법, 역삼투법 및 흡수 등의 방법이 이용되며, 화학적인 수질 정화 방법으로는 활성탄 흡착법, 응집, 생물학적인 처리과정에서의 침전, 이온 교환법, 전기 화학적 처리, 전기 투석, 산화 및 환원 등이 있으며, 생물학적 수질 정화 방법으로는 박테리아 동화 작용법, 조류 채취법 및 질산화-탈질소화 방법 또는 탈질소-질산화방법 등이 있다.
현재 수중의 질소 및 인을 제거하기 위하여 일반적으로 사용되고 있는 대표적인 수질 정화 방법은 활성 슬러지 공정이다. 그러나 상기 활성슬러지 공정은 하수내의 질소와 인을 조금 밖에 제거할 수 없기 때문에, 대부분의 질소와 인이 잔류한다는 단점을 지니고 있다. 수질 정화시 제대로 제거되지 못하고 방출된 질소와 인 등의 영양염류 및 유기물은 부영양화의 주요 원인으로서 조류의 이상번식을 일으켜 수질을 악화시키는 문제점을 유발한다.
광합성세균은 크게 홍색광합성세균(purple bacteria)과 녹색광합성세균 (green bacteria)으로 구별된다. 홍색광합성세균은 박테리오 클로로필 a 또는 b를 가지며, 배양균체는 적자색, 황갈색 등을 나타낸다. 이 홍색광합성 세균은 다시 홍색유황세균(Purple sulfur bacteria)과 홍색비유황세균(Purple nonsulfur bacteria)으로 나눈다. 녹색광합성세균은 박테리오 클로로필 c 또는 e를 가지며, 배양균체는 녹색, 갈색 등을 나타낸다. 녹색광합성세균은 다시 녹색유황세균(green sulfur bacteria)과 녹색활주성세균으로 나눈다. 또한 호기성세균중 박테리오 클로로필 a를 갖고 있는 에리트로박터도 광합성세균에 속한다. 이중 홍색비유황세균(Purple nonsulfur bacteria)은 홍색세균 가운데 주로 젖산 등의 저분자 유기화합물이나 분자상 수소를 광화학계 Ⅰ의 전자공여체로서 이용하여 탄산을 환원동화하여 생활할 수 있는 광합성세균 로도스피릴라세아과 (Rhodospirillaceae)에 속한 다. 이 세균은 해수나 담해수의 식물성 부패물이 있는 장소에 널리 서식한다. 로도스피릴라세아과에는 로도스피릴륨속(Rhodospirillum;극성의 편모다발을 가진 나선형)과 로도슈도모나스속 (Rhodopseudomonas;간균), 로도마이크로븀속 (Rhodomicrobium), 로도박터속(Rhodobacter) 등이 있다.
로도박터(Rhodobactor)는 광합성 세균으로 수중에서 질산성질소를 에너지원으로 사용하여 질소가스 형태로 대기중으로 방출시킴으로써 효과적으로 탈질기능을 수행할 수 있는 특성이 있으며, 동절기와 같이 수온이 낮아 미생물 활성이 저하될 경우 음이온 계열 광물질로 제조된 기능성 탈질세라믹에 의해 질산성질소나 아질산성질소에 결합되어 있는 산소를 광물질에 결합시킴으로써 질소제거가 동시에 이루어지도록 한다.
바실러스(Bacillus)는 광범위하게 자연환경에 의존하여 유기물을 이산화탄소와 물로 분해시키는 탁월한 능력이 있어 BOD제거에 뛰어날 뿐 아니라, 배양시 인을 제한 배양배지에서 배양할 경우 인을 에너지원으로 섭취하기 때문에 인을 흡착 제거하는 능력을 구비하게 된다.
본 발명 자연정화습지 조성방법은 로도박터(Rhodobactor), 바실러스(Bacillus), 아시네토박터(Acinetobacter) 농축 미생물을 다공성 세라믹에 부착하여 이를 투과하는 수중의 유기물을 산화 및 분해하고, 질소와 인을 흡착, 제거하되, 기능성탈질세라믹과 기능성흡착세라믹의 작용으로 수중의 질소 및 인의 흡착, 제거가 보다 효과적으로 제거되며, 상단에 식재된 수생식물의 작용으로, 뿌리 주변에 서식하는 부착성 미생물에 의해 유기물의 처리효율을 극대화하여 수질의 정화가 효과적으로 진행되어 투과하는 물의 수질이 현저히 개선되며, 이에 따른 생물서식이 용이하게 이루어져 생태환경을 보존토록 하는 자연정화습지 조성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유입된 물을 저류하여 침전가능한 슬러지를 침전시키고, 하단으로 배출하도록 구비되는 저류조, 하단에 로도박터(Rhodobactor) 미생물 세라믹을 충진하고, 그 상단에 기능성탈질세라믹을 충진하여 저류조에서 유입된 수중의 질소를 제거하고, 상단으로 배출하도록 구비되는 탈질조, 바실러스(Bacillus) 미생물 세라믹을 충진하여 탈질조에서 유입된 수중의 유기물을 산화, 분해하고, 하단으로 배출하도록 구비되는 산화분해조, 기능성흡착세라믹을 충진하여 산화분해조에서 유입된 수중의 유기물 및 음이온, 양이온을 흡착 분해하고 미생물을 활성화시켜 상단으로 배출하도록 구비되는 흡착여과조, 아시네 토박터(Acinetobacter) 미생물 세라믹을 충진하여 흡착여과조에서 유입된 수중의 인을 제거하고 방류하도록 구비되는 탈인조를 포함하고, 상기 탈질조, 산화분해조, 흡착여과조, 탈인조의 상단에는 수생식물을 식재하여 이루어진 자연정화습지 조성방법을 제공한다.
본 발명 자연정화습지 조성방법에 의하면 로도박터(Rhodobactor), 바실러스(Bacillus), 아시네토박터(Acinetobacter) 농축 미생물을 다공성 세라믹에 부착하여 이를 투과하는 수중의 유기물을 산화 및 분해하고, 질소와 인을 흡착, 제거하되, 기능성탈질세라믹과 기능성흡착세라믹의 작용으로 수중의 질소 및 인의 흡착, 제거가 보다 효과적으로 제거되며, 상단에 식재된 수생식물의 작용으로, 뿌리 주변에 서식하는 부착성 미생물에 의해 유기물의 처리효율을 극대화하여 수질의 정화가 효과적으로 진행되어 투과하는 물의 수질이 현저히 개선되며, 이에 따른 생물서식이 용이하게 이루어져 생태환경을 보존토록 하는 매우 유용한 효과가 있다.
이하 첨부된 도면에 따라 본 발명 자연정화습지 조성방법의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 자연정화습지의 단면도이고, 도 2는 미생물세라믹의 제조과정을 도시한 개략도이다.
상기 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명 자연정화습지 조성방법은 유입된 물을 저류하여 침전가능한 슬러지를 침전시키고, 하단으로 배출하도록 구비되는 저류 조(100);
하단에 로도박터(Rhodobactor) 미생물 세라믹(210)을 충진하고, 그 상단에 기능성탈질세라믹(220)을 충진하여 저류조(100)에서 유입된 수중의 질소를 제거하고, 상단으로 배출하도록 구비되는 탈질조(200);
바실러스(Bacillus) 미생물 세라믹(310)을 충진하여 탈질조(200)에서 유입된 수중의 유기물을 산화, 분해하고, 하단으로 배출하도록 구비되는 산화분해조(300);
기능성흡착세라믹(410)을 충진하여 산화분해조(300)에서 유입된 수중의 유기물 및 음이온, 양이온을 흡착 분해하고 미생물을 활성화시켜 상단으로 배출하도록 구비되는 흡착여과조(400);
아시네토박터(Acinetobacter) 미생물 세라믹(510)을 충진하여 흡착여과조(400)에서 유입된 수중의 인을 제거하고 방류하도록 구비되는 탈인조(500);를 포함하고, 상기 탈질조(200), 산화분해조(300), 흡착여과조(400), 탈인조(500)의 상단에는 수생식물(600)을 식재하여 구성된다.
먼저, 저류조(100)는 유입된 물을 저류하여 침전가능한 슬러지를 침전시키고, 하단으로 배출하도록 구비되는 구성으로, 침전물을 분리하고 배출하여 탈질조(200), 산화분해조(300), 흡착여과조(400), 탈인조(500)에서 보다 효과전인 수질정화가 진행되도록 하는 전처리 단계라고 할 수 있다.
탈질조(200)는 하단에 로도박터(Rhodobactor) 미생물 세라믹(210)을 충진하고, 그 상단에 기능성탈질세라믹(220)을 충진하여 저류조(100)에서 유입된 수중의 질소 및 질소성 유기물을 제거하도록 구비된다.
로도박터(Rhodobactor) 미생물은 광합성 세균으로 수중에서 질산성질소를 에너지원으로 사용하여 질소가스 형태로 대기중으로 방출시킴으로써 효과적으로 탈질기능을 수행할 수 있는 특성이 있으며, 동절기와 같이 수온이 낮아 미생물 활성이 저하될 경우 음이온 계열 광물질로 제조된 기능성 탈질세라믹(220)에 의해 질산성질소나 아질산성질소에 결합되어 있는 산소를 광물질에 결합시킴으로써 질소제거가 동시에 이루어지도록 하는 작용을 한다.
상기 로도박터(Rhodobactor)미생물 세라믹(210)은 황토 86 ~ 89중량%, 목분 10중량%, 무기바인더 1 ~ 4중량%를 혼합하여 소정의 형태로 성형하고, 상기 성형된 성형체를 건조한 후, 800 ~ 1000℃의 온도에서 90 ~ 150분 동안 가열하여 소성하여 세라믹(800)을 형성하고, 세라믹(800)의 표면에 로도박터(Rhodobactor)미생물 농축액(211)을 부착하여 구성되며, 로도박터(Rhodobactor)미생물 농축액(211)에 기공이 형성된 세라믹(800)을 대략 20 ~ 30시간 동안 침전시켜 로도박터(Rhodobactor)미생물이 기공 사이에 집적되어 부착하도록 한다.
황토는 세라믹(800)을 전체적인 구성을 위해 구비되며, 살균력이 강한 원적외선의 발산이 큰 특성상 세균의 살균은 물론 극히 미세한 여과공을 형성하여 유해물질의 제거를 완벽하게 할 수 있어, 수중생물의 어병 및 어충을 퇴치하고, 세균을 감소시키기 위해 구성된다. 상기 황토의 혼합량이 86중량% 미만으로 구비될 경우, 내구성이 저하되며, 황토의 다양한 효과를 기대하기 어렵고, 89중량%를 초과하여 구비될 경우 기공의 형성이 어려워져 로도박터(Rhodobactor)미생물 농축액(211)의 집적이 어려워지므로 86 ~89중량%의 황토를 혼합하는 것이 바람직하다.
목분은 10중량% 구비되며, 세라믹(800)에 기공을 형성하기 위한 구성으로, 10중량% 미만으로 혼합될 경우 기공이 적어져, 로도박터(Rhodobactor)미생물 농축액(211)의 집적이 어려워지고, 10중량%를 초과하여 혼합될 경우 강도가 낮아져 세라믹(800)의 지속성이 저하되므로, 10중량%의 목분을 혼합하는 것이며, 상기 기공의 크기는 나노단위로 구비될 수 있다.
무기바인더는 상기 황토와 목분의 접착력을 부여하기 위한 구성으로, 1중량% 미만으로 혼합될 경우 결합력이 저하되고, 4중량%를 초과하여 혼합될 경우 제작단가가 상승하여 경제적이지 못하므로 1 ~4중량%의 무기바인더를 혼합하는 것이다.
또한, 가열온도는 800 ~ 1000℃로 이루어지는 것이 바람직하며, 가열온도가 800℃ 미만일 경우, 소성이 제대로 이루어지지 않으며, 1000℃를 초과하는 온도로 가열할 경우 황토의 성분이 변질되어 황토의 효능이 제대로 발휘되지 않으므로, 800 ~ 1000℃의 온도로 가열하는 것이며, 가열시간 또한, 90분 미만으로 이루어질 경우 소성이 제대로 이루어지지 않아, 내구성이 견고하지 못하고, 150분을 초과하여 이루어질 경우 황토의 성분이 변질되어 황토의 효능이 제대로 발휘되지 않으므로 90 ~ 150분의 시간 동안 가열시키는 것이 바람직하다.
상기 로도박터(Rhodobactor) 미생물 농축액(211)은 로도박터(Rhodobactor) 미생물을 추출하여 배양하고, 배양된 로도박터(Rhodobactor) 미생물을 1g당 적어도 15억 ~ 25억 개체가 포함되도록 농축하여 구비되는 구성이다. 상기 로도박터(Rhodobactor) 미생물의 개체수는 다량으로 구비될수록 효과적이지만, 그 효과가 15억 ~ 25억 개체를 전후로 하여 뚜렷한 차이를 보이지 않으므로 경제적인 측면을 고려하여 1g당 15억 ~ 25억 개체가 포함되도록 농축 구성되는 것이다.
또한, 상기 로도박터(Rhodobactor) 미생물 세라믹(210)의 상단에는 기능성탈질세라믹(220)을 구비한다.
기능성탈질세라믹(220)은 수중에 함유되어 있는 질소를 효과적으로 제거시키고, 슬러지를 감소시켜 수질을 안정화시키는 효과가 있다. 기능성탈질세라믹(220)의 산화칼슘(CaO)이 수중의 질소를 흡착하여 반응된 질산칼슘(Ca(NO3)2)은 무색의 단사정계의 결정으로 100℃ 이상에서는 무수물이 되며 무수물은 무색의 등축정계의 분말이며, 모두 조해성을 나타내고, 질산염이나 연화(煙火)의 제조에 사용되며, 속효성 비료로서는 질산석회라고 하는 생리적 염기성 비료이며, 질산 상태의 질소 10~12%, 수용성 석회 28%를 함유하고, 흡습성이 대단히 강하기 때문에 그다지 사용되지 않았는데, 최근 시설재배에 점차 많이 사용되고 있어 흡착반응하여 배출된 질산칼슘을 비료로 재활용할 수 있다.
산화분해조(300)는 바실러스(Bacillus) 미생물 세라믹(310)을 충진하여 탈질조(200)에서 유입된 수중의 유기물을 산화, 분해하고, 하단으로 배출하도록 구비되는 구성으로, 바실러스(Bacillus)는 광범위하게 자연환경에 의존하여 유기물을 이산화탄소와 물로 분해시키는 탁월한 능력이 있어 BOD제거에 뛰어난 능력을 구비한다.
상기 바실러스(Bacillus) 미생물 세라믹(310)은 황토 86 ~ 89중량%, 목분 10중량%, 무기바인더 1 ~ 4중량%를 혼합하여 소정의 형태로 성형하고, 상기 성형된 성형체를 건조한 후, 800 ~ 1000℃의 온도에서 90 ~ 150분 동안 가열하여 소성하여 세라믹(800)을 형성하고, 세라믹(800)의 표면에 바실러스(Bacillus) 미생물 농축액(311)을 부착하여 구성되며, 바실러스(Bacillus) 미생물 농축액(311)에 기공이 형성된 세라믹(800)을 대략 20 ~ 30시간 동안 침전시켜 바실러스(Bacillus)미생물이 기공 사이에 부착되어 집적되도록 한다.
참고로, 세라믹(800)에 대한 설명은 상기 로도박터미생물세라믹(210)에서 설명한 바와 같으므로 생략한다.
상기 바실러스(Bacillus) 미생물 농축액(311)은 바실러스(Bacillus) 미생물을 추출하여 배양하고, 배양된 바실러스(Bacillus) 미생물을 1g당 적어도 15억 ~ 25억 개체가 포함되도록 농축하여 구비되는 구성이다. 상기 바실러스(Bacillus) 미생물의 개체수는 다량구비될수록 효과적이지만, 그 효과가 15억 ~ 25억 개체를 전후로 하여 뚜렷한 차이를 보이지 않으므로 경제적인 측면을 고려하여 1g당 15억 ~ 25억 개체가 포함되도록 농축 구성되는 것이다.
흡착여과조(400)는 기능성 흡착세라믹(410)을 충진하여 이루어진 구성으로 기능성 흡착세라믹(410)은 패각성분, 규조토, 탄산칼슘, 유기 및 무기 바인더를 혼합하고, 소결소성한 다공성 결정체로서, 유기물의 흡착 및 음이온 및 양이온의 흡착 분해, 고농도 미생물의 활성유지 기능과 사상균의 증식 억제 및 규조입자에 의한 미생물 플록(floc)형성에 핵을 제공함으로써, 침강성을 증가시키는 작용을 하며, 수중에 함유되어 있는 중금속 및 COD성 유기물, 악취성 물질을 효과적으로 흡착하여 수질을 안정화시키는 효과가 있다.
탈인조(500)는 아시네토박터(Acinetobacter) 미생물 세라믹(510)을 충진하여 흡착여과조(400)에서 유입된 수중의 인을 제거하고 방류하도록 구비되는 것으로, 상기 아시네토박터(Acinetobacter) 미생물 세라믹(510)은 황토 86 ~ 89중량%, 목분 10중량%, 무기바인더 1 ~ 4중량%를 혼합하여 소정의 형태로 성형하고, 상기 성형된 성형체를 건조한 후, 800 ~ 1000℃의 온도에서 90 ~ 150분 동안 가열하여 소성하여 세라믹(800)을 형성하고, 세라믹의 표면에 아시네토박터(Acinetobacter) 미생물 농축액(511)을 부착하여 이루어진 구성이다.
또한, 상기 상기 아시네토박터(Acinetobacter) 미생물 농축액(511)은 아시네토박터(Acinetobacter) 미생물을 추출하여 배양하고, 배양된 아시네토박터(Acinetobacter) 미생물을 1g당 적어도 15억 ~ 25억 개체가 포함되도록 농축하여 구비되는 것이며, 상기 세라믹(800)에 대한 설명은 생략한다.
또한, 상기 탈인조(500)에는 탈인효과를 더욱 증가하기 위한 기능성탈인세라믹을 별도로 구비할 수 있으며, 그 작용을 설명하면 다음과 같다. 산화칼슘(CaO)이 수중의 인을 흡착하여 반응된 인산칼슘(Ca3(PO4)2)은 인산석회라고도 하며, 무색·비결정성 분말로 물에 잘 녹지 않으나, 강한 산에는 녹는다. 또, 이산화탄소를 함유하는 물에도 약간 녹고, 일수화물·이수화물·오수화물이 알려져 있으며, 천연으로는 인회석(燐灰石)으로서 산출되고, 또 척추동물의 뼈나 토양 속에 널리 분포하여 식물의 생장에도 필요한 요소로서 상기 흡착반응하여 배출된 인산칼슘은 인산나트륨수용액에 칼슘염수용액과 암모니아를 가해서 만들고 유약(釉藥)·에나멜·젖빛 유리의 첨가제나 치약 등에 사용되며, 영양제·제산제(制酸劑)로서 의약으로도 재활용이 용이하다.
또한, 상기 탈질조(200), 산화분해조(300), 흡착여과조(400), 탈인조(500)는 그 하단에 각각 사석(700)을 충진하여 이루어질 수 있고, 각각의 상단에는 섬유질로 구성된 식색매트를 별도로 구비하여 수생식물(600)을 식재하고 식생하도록 한다.
수생식물(600)은 일반적으로 인공습지에 식재되는 다년생 식물 및 정수식물인 갈대, 달뿌리풀, 부들, 노랑꽃창포, 큰고랭이, 세모랭이, 줄, 삿갓사초, 골풀 등이 식재되는 것이 바람직하다.
인공습지에 갈대 또는 창포와 같은 수생식물(600)을 식재할 경우 뿌리공간에서 영양소와 미생물의 상호작용을 돕는 작용을 하고, 수초와의 교체현상을 기대할 수 있다.
수초의 가장 큰 기능은 뿌리공간의 교체현상을 유지시키는 일로서, 여름철에는 완성한 성장과 함께 뿌리공간의 교체현상, 즉 탄소동화작용이 다른때 보다 활발히 진행된다. 다년생 수초는 뿌리가 겨울에도 살아있어야 다음해 봄에 싹이 나올 수 있다.
잎이 고사하여도 뿌리는 계속해서 호흡을 하고 있어야하며, 이러한 서식과정에서, 뿌리주변에 그 영향을 미치게 되며, 수초의 뿌리공간 주변에는 일반적으로 상소가 잘 공급되면서 하수가 산화되는 영역, 즉 호기성 미생물이 서식하게 된다.
또한, 인공습지에서 골재공극에 자리잡은 수초의 뿌리는 여재의 막힘현상을 방지해 주며 투수가 용이해지는 좋은 작용을 하게 된다. 굵은 뿌리는 표층을 부풀게 하며, 잔뿌리는 공극사이에서 교체현상을 촉진하여 투수가 잘되도록 하는 역할을 한다.
뿌리주변의 박테리아, 균류, 원생동물과 같은 미생물들은 오염물질을 영양물질이나 에너지로 변화시켜 그들의 생명을 유지하기 위해 활용하게 된다. 수질개선에 있어서 습지의 효과는 미생물의 군집을 위한 환경을 개발하고 유지하는데 달렸다고 할 수 있다.
하수처리에 관여하는 미생물 그룹은 세균류와 원생동물 그리고 후생동물 등이 있다. 세균류는 주로 영양소를 산화, 분해 시키는데 기여하고 있으며, 유기영양세균, 질화-탈질세균, 셈유소 분해균, 황산화-황환원균, 방선균,사상균, 조류 등이 이에속한다. 원생동물의 경우 편모충류, 육질충류, 섬모충류 등으로 구분할 수 있다. 원생동물은 슬러지를 감량하는데 기여하며, 공극 폐쇄현상을 감소시키는데 기여하는 것으로 알려져 있다.
미생물에 의하여 하수가 처리되는 과정에서는 호기성 상태에서 미생물은 필요한 산소를 표층과 수초의 뿌리를 통해 공급받는다, 뿌리공간에서는 흔히, 산소가 빈약한 곳이 있기 마련이며, 이런 경우 하수는 혐기성 상태에서 처리되고 이러한 호기-혐기가 뒤섞인 조건에서의 토양은 영양소를 많이 흡수할 수 있게 된다. 수초와 수초뿌리의 밀도에 따라 다를 수 있지만 뿌리가 엉켜진 것과 그렇지 않은 토양에 있는 미생물의 차이는 현저히 크게 나타난다.
상기와 같은 수초의 작용으로, 별도의 처리시설 없이 사계절 중수도 재이용 가능한 수질을 보장할 수 있으며, 무동력으로 유지 관리비가 소요되지 않으며, 슬러지 생성량을 최소화 할 수 있고, 별도의 소독설비가 필요없이 대장균군 제거가 가능하다. 뿐만 아니라, BOD, COD, T-N, T-P, SS, 악취 및 중금속까지 안정적인 처리가 가능하게 되고, 생태학습장 및 실험실습장으로 활용 가능하며, 토목공사가 용이하고, 농축미생물의 활성에 의해 탈질 및 유기물 산화분해가 일어나기 때문에 처리효율을 극대화시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명 자연정화습지 조성방법에 따르면, 로도박터(Rhodobactor), 바실러스(Bacillus), 아시네토박터(Acinetobacter) 농축 미생물을 다공성 세라믹에 부착하여 이를 투과하는 수중의 유기물을 산화 및 분해하고, 질소와 인을 흡착, 제거하되, 기능성탈질세라믹과 기능성흡착세라믹의 작용으로 수중의 질소 및 인의 흡착, 제거가 보다 효과적으로 제거되며, 상단에 식재된 수생식물의 작용으로, 뿌리 주변에 서식하는 부착성 미생물에 의해 유기물의 처리효율을 극대화하여 수질의 정화가 효과적으로 진행되어 투과하는 물의 수질이 현저히 개선되며, 이에 따른 생물서식이 용이하게 이루어져 생태환경을 보존토록 하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자연정화습지의 단면도,
도 2는 미생물세라믹의 제조과정을 도시한 개략도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 저류조
200 : 탈질조
210 : 로도박터미생물세라믹
211 : 로도박터미생물농축액
220 : 기능성 탈질세라믹
300 : 산화분해조
310 : 바실러스미생물세라믹
311 : 바실러스미생물농축액
400 : 흡착여과조
410 : 기능성 흡착세라믹
500 : 탈인조
510 : 아시네토박터미생물세라믹
511 : 아시네토박터미생물농축액
600 : 수생식물
700 : 사석
800 : 세라믹

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 유입된 물을 저류하여 침전가능한 슬러지를 침전시키고, 하단으로 배출하도록 구비되는 저류조(100); 하단에 로도박터(Rhodobactor) 미생물 세라믹(210)을 충진하고, 그 상단에 기능성탈질세라믹(220)을 충진하여 저류조(100)에서 유입된 수중의 질소를 제거하고, 상단으로 배출하도록 구비되는 탈질조(200); 바실러스(Bacillus) 미생물 세라믹(310)을 충진하여 탈질조(200)에서 유입된 수중의 유기물을 산화, 분해하고, 하단으로 배출하도록 구비되는 산화분해조(300); 기능성흡착세라믹(410)을 충진하여 산화분해조(300)에서 유입된 수중의 유기물 및 음이온, 양이온을 흡착 분해하고 미생물을 활성화시켜 상단으로 배출하도록 구비되는 흡착여과조(400); 아시네토박터(Acinetobacter) 미생물 세라믹(510)을 충진하여 흡착여과조(400)에서 유입된 수중의 인을 제거하고 방류하도록 구비되는 탈인조(500);를 포함하고, 상기 탈질조(200), 산화분해조(300), 흡착여과조(400), 탈인조(500)의 상단에는 수생식물(600)을 식재하여 구성된 자연정화습지 조성시스템을 이용한 조성방법에 있어서,
    상기 로도박터(Rhodobactor)미생물 세라믹(210)은 황토 86 ~ 89중량%, 목분 10중량%, 무기바인더 1 ~ 4중량%를 혼합하여 소정의 형태로 성형하고, 상기 성형된 성형체를 건조한 후, 800 ~ 1000℃의 온도에서 90 ~ 150분 동안 가열하여 소성하여 세라믹을 형성하고, 세라믹의 표면에 로도박터(Rhodobactor)미생물 농축액(211)을 부착하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자연정화습지 조성방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 로도박터(Rhodobactor) 미생물 농축액(211)은 로도박터(Rhodobactor) 미생물을 추출하여 배양하고, 배양된 로도박터(Rhodobactor) 미생물을 1g당 적어도 15억 ~ 25억 개체가 포함되도록 농축하여 구비되는 것을 특징으로 하는 자연정화 습지조성방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 바실러스(Bacillus) 미생물 세라믹(310)은 황토 86 ~ 89중량%, 목분 10중량%, 무기바인더 1 ~ 4중량%를 혼합하여 소정의 형태로 성형하고, 상기 성형된 성형체를 건조한 후, 800 ~ 1000℃의 온도에서 90 ~ 150분 동안 가열하여 소성하여 세라믹을 형성하고, 세라믹의 표면에 바실러스(Bacillus) 미생물 농축액(311)을 부착하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자연정화습지 조성방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 바실러스(Bacillus) 미생물 농축액(311)은 바실러스(Bacillus) 미생물을 추출하여 배양하고, 배양된 바실러스(Bacillus) 미생물을 1g당 적어도 15억 ~ 25억 개체가 포함되도록 농축하여 구비되는 것을 특징으로 하 는 자연정화 습지조성방법.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 아시네토박터(Acinetobacter) 미생물 세라믹(510)은 황토 86 ~ 89중량%, 목분 10중량%, 무기바인더 1 ~ 4중량%를 혼합하여 소정의 형태로 성형하고, 상기 성형된 성형체를 건조한 후, 800 ~ 1000℃의 온도에서 90 ~ 150분 동안 가열하여 소성하여 세라믹을 형성하고, 세라믹의 표면에 아시네토박터(Acinetobacter) 미생물 농축액(511)을 부착하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자연정화습지 조성방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 아시네토박터(Acinetobacter) 미생물 농축액(511)은 아시네토박터(Acinetobacter) 미생물을 추출하여 배양하고, 배양된 아시네토박터(Acinetobacter) 미생물을 1g당 적어도 15억 ~ 25억 개체가 포함되도록 농축하여 구비되는 것을 특징으로 하는 자연정화 습지조성방법.
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