KR102374094B1 - Method for promoting natural attenuation of polluted underground water - Google Patents

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Abstract

다양한 실시예들에 따른 오염 지하수 자연 저감 촉진 방법은, 산소를 기반으로, 초미세 기포들이 함유된 초미세 기포수를 제조하는 단계, 및 초미세 기포들에 의해 오염 지하수가 존재하는 대수층 내 오염 물질의 분해가 촉진되도록, 초미세 기포수를 대수층 내에 주입하는 단계를 포함하고, 초미세 기포들은 나노 사이즈의 직경을 갖고, 초미세 기포들 중 적어도 일부는 상기 대수층의 토양 입자들 사이에 트래핑되고, 물질 전달(mass transfer)을 통해 오염 물질의 분해를 촉진시킬 수 있다. A method for promoting natural reduction of polluted groundwater according to various embodiments includes preparing ultrafine bubble water containing ultrafine bubbles based on oxygen, and pollutants in an aquifer in which groundwater contaminated by ultrafine bubbles exists and injecting ultrafine bubble water into the aquifer to promote the decomposition of the ultrafine bubbles, wherein the ultrafine bubbles have a nano-sized diameter, and at least some of the ultrafine bubbles are trapped between the soil particles of the aquifer, Decomposition of contaminants can be accelerated through mass transfer.

Description

오염 지하수 자연저감 촉진 방법{METHOD FOR PROMOTING NATURAL ATTENUATION OF POLLUTED UNDERGROUND WATER}METHOD FOR PROMOTING NATURAL ATTENUATION OF POLLUTED UNDERGROUND WATER

다양한 실시예들은 오염 지하수 자연저감 촉진 방법에 관한 것이다. Various embodiments relate to a method for promoting natural reduction of polluted groundwater.

생산·운송·보관 과정에서 유출이나 고의 방류 등으로 인한 해수 및 지하수의 유류 오염이 세계적으로 심각하다. 이러한 유류 오염에 따른 오염 물질로, 석유계 탄화수소류의 BTEX(benzene, toluene, ethylbenzene, xylene) 또는 석유계총탄화수소(total petroleum hydrocarbons; TPH)가 검출되고 있다. 지표면 및 지하수 오염의 주요 원인은 주유소의 지하 저장 탱크 누출, 석유 폐기물의 부적절한 처리 및 남아있는 기름 유출이다. 이러한 유류 오염이 지하수에서 발생하여 먹이 사슬에 들어가면 유기체의 조직에 서서히 축적되어 심각한 단기 및 장기적 문제를 일으킬 수 있다. Oil pollution of seawater and groundwater due to leakage or intentional discharge during production, transportation, and storage is serious worldwide. As contaminants according to such oil pollution, BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene) or total petroleum hydrocarbons (TPH) of petroleum hydrocarbons have been detected. The main causes of surface and groundwater contamination are underground storage tank leaks at gas stations, improper disposal of petroleum waste and residual oil spills. When this oil contamination originates in groundwater and enters the food chain, it can slowly accumulate in the tissues of organisms and cause serious short- and long-term problems.

이로 인해, 유류 오염을 제거하기 위한 생물학적이고 물리학적인 열적 처리 방법이 있다. 오염 물질과 부지 특성을 바탕으로 단일 기술 또는 복합 기술이 적용될 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 복잡성이 높고, 많은 자원을 필요로 한다.For this reason, there are biological and physical thermal treatment methods to remove oil contamination. A single technique or a combination of techniques may be applied based on the contaminant and site characteristics. However, this method has high complexity and requires many resources.

다양한 실시예들은, 유류 오염의 자연저감을 촉진할 수 있는 방법을 제공할 수 있다. Various embodiments may provide a method that may promote natural reduction of oil pollution.

다양한 실시예들은, 대수층의 오염 지하수가 존재하는 토양 입자들 사이에 산소와 같은 가스 상 물질을 충분히 공급함으로써, 오염 지하수 내 오염 물질의 자연저감을 촉진할 수 있는 방법을 제공할 수 있다. Various embodiments may provide a method for promoting natural reduction of pollutants in polluted groundwater by sufficiently supplying a gaseous material such as oxygen between soil particles in which polluted groundwater of an aquifer exists.

다양한 실시예들은, 대수층의 오염 지하수가 존재하는 토양 입자들 내에서 미생물의 생분해 활동을 장시간 유지시킴으로써, 오염 물질에 대한 생분해 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 제공할 수 있다.Various embodiments may provide a method for improving biodegradation efficiency of pollutants by maintaining the biodegradation activity of microorganisms in soil particles in which contaminated groundwater of an aquifer exists for a long time.

다양한 실시예들에 따른 오염 지하수 자연 저감 촉진 방법은, 산소를 기반으로, 초미세 기포들이 함유된 초미세 기포수를 제조하는 단계, 및 상기 초미세 기포들에 의해 상기 오염 지하수가 존재하는 대수층 내 오염 물질의 분해가 촉진되도록, 상기 초미세 기포수를 상기 대수층 내에 주입하는 단계를 포함할 수 있다. The method for promoting natural reduction of contaminated groundwater according to various embodiments includes preparing ultrafine bubble water containing ultrafine bubbles based on oxygen, and in the aquifer in which the contaminated groundwater exists by the ultrafine bubbles The method may include injecting the ultrafine bubble water into the aquifer to promote decomposition of contaminants.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 초미세 기포들은 나노 사이즈의 직경을 가질 수 있다. According to various embodiments, the ultrafine bubbles may have a diameter of a nano size.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 초미세 기포들 중 적어도 일부는 상기 대수층의 토양 입자들 사이에 트래핑되고, 물질 전달(mass transfer)을 통해 상기 오염 물질의 분해를 촉진시킬 수 있다. According to various embodiments, at least some of the ultrafine bubbles may be trapped between the soil particles of the aquifer, and may promote decomposition of the pollutant through mass transfer.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 미생물을 캡슐화하는 마이크로 고형물을 제조하는 단계, 및 상기 마이크로 고형물을 상기 오염 지하수 내에 주입하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to various embodiments, the method may further include preparing micro-solids encapsulating microorganisms, and injecting the micro-solids into the contaminated groundwater.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 마이크로 고형물은, 알긴산염(alginate), 젤란검(gellan gum) 및 금속이온을 포함하고, 서로 다른 상의 용액들의 혼합 용액 내에서 상기 알긴산염, 상기 젤란검 및 상기 금속이온이 반응하여, 상기 미생물을 캡슐화하도록 형성될 수 있다.According to various embodiments, the microsolids include alginate, gellan gum, and metal ions, and the alginate, the gellan gum, and the metal in a mixed solution of different phase solutions. The ions may react to form to encapsulate the microorganism.

다양한 실시예들에 따르면, 초미세 기포수의 초미세 기포들이 대수층의 오염 지하수 내에서 가스 상 물질을 공급할 수 있다. 이를 통해, 초미세 기포들이 오염 지하수 내 용존 가스 농도를 높일 수 있다. 이에 따라, 오염 지하수 내 오염 물질, 즉 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 또는 자일렌 중 적어도 어느 하나를 포함하는 유기용제의 자연저감이 촉진될 수 있다. 이 때 초미세 기포들 중 적어도 일부는 대수층의 오염 지하수가 존재하는 토양 입자들 사이에 트래핑(trapping)되고, 트래핑된 초미세 기포들로부터 물질 전달(mass transfer)이 이루어짐으로써, 오염 물질의 분해를 촉진시킬 수 있다. 여기서, 초미세 기포들 중 적어도 일부는 일반적으로 지하수가 들어가지 못하는 클레이(clay)와 같은 점토질의 토양 입자 사이에도 트래핑되어, 오염 물질의 분해를 촉진시킬 수 있다. According to various embodiments, the ultrafine bubbles of the ultrafine bubble water may supply a gaseous material in the contaminated groundwater of the aquifer. Through this, the ultrafine bubbles may increase the dissolved gas concentration in the contaminated groundwater. Accordingly, the natural reduction of pollutants in the polluted groundwater, that is, an organic solvent containing at least one of benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene, can be promoted. At this time, at least some of the ultrafine bubbles are trapped between the soil particles in which the polluted groundwater of the aquifer exists, and mass transfer is made from the trapped ultrafine bubbles, thereby preventing the decomposition of the pollutants. can promote Here, at least some of the ultrafine bubbles may be trapped between clay-like soil particles, such as clay, into which groundwater generally does not enter, thereby accelerating decomposition of contaminants.

다양한 실시예들에 따르면, 마이크로 고형물이 미생물을 둘러싸도록 캡슐화할 수 있다. 이를 통해, 마이크로 고형물이 오염 지하수 내 석유계 탄화수소류의 오염 물질에 대한 미생물의 생분해 효과를 현저하게 향상시킬 수 있다. 아울러, 마이크로 고형물이 오염 지하수 내에서 오염 물질로부터 미생물을 보호하여, 미생물의 비활성화를 방지하고, 이를 통해 미생물의 생존력을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 미생물이 마이크로 고형물에 의해 보호되어 오염 지하수 내에서 장시간 동안 생분해 활동을 유지함으로써, 오염 지하수 내 오염 물질에 대한 생분해 효율이 향상될 수 있다. 아울러, 초미세 기포수의 초미세 기포들이 오염 지하수 내에서 가스 상 물질을 공급할 수 있다. 이를 통해, 초미세 기포들이 오염 지하수 내 용존 가스 농도를 높일 수 있다. 이에 따라, 오염 지하수 내 석유계 탄화수소류의 오염 물질에 대한 미생물의 생분해 효과가 촉진될 수 있다.According to various embodiments, micro-solids may be encapsulated to surround the microorganism. Through this, micro-solids can remarkably improve the biodegradation effect of microorganisms on contaminants of petroleum hydrocarbons in contaminated groundwater. In addition, the micro-solids protect microorganisms from contaminants in the contaminated groundwater, thereby preventing inactivation of microorganisms, thereby improving the viability of microorganisms. Accordingly, by maintaining the biodegradation activity in the contaminated groundwater for a long time by protecting the microorganisms by the micro-solids, the biodegradation efficiency of the pollutants in the contaminated groundwater can be improved. In addition, the ultrafine bubbles of the ultrafine bubble water may supply gaseous substances in the contaminated groundwater. Through this, the ultrafine bubbles may increase the dissolved gas concentration in the contaminated groundwater. Accordingly, the biodegradation effect of microorganisms on the contaminants of petroleum hydrocarbons in the contaminated groundwater can be promoted.

도 1은 다양한 실시예들 따른 오염 지하수 자연 저감 촉진 방법을 도시하는 도면이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 초미세 기포수 제조 장치를 도시하는 도면이다.
도 3 및 도 4는 다양한 실시예들에 따른 초미세 기포들의 특성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 오염 지하수 자연 저감 촉진 방법을 도시하는 도면이다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 마이크로 고형물을 도시하는 도면이다.
도 7은 도 5의 마이크로 고형물 제조 단계를 도시하는 도면이다.
도 8, 도 9 및 도 10은 도 7의 준비 단계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 11a, 도 11b 및 도 12는 다양한 실시예들에 따른 마이크로 고형물의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 13a 및 도 13b는 다양한 실시예들에 따른 초미세 기포수의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 다양한 실시예들에 따른 오염 지하수 자연 저감 촉진 장치를 도시하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a method for promoting natural reduction of polluted groundwater according to various embodiments of the present disclosure;
2 is a view showing an apparatus for producing ultra-fine bubble water according to various embodiments.
3 and 4 are views for explaining the characteristics of ultrafine bubbles according to various embodiments.
5 is a diagram illustrating a method for promoting natural reduction of polluted groundwater according to various embodiments of the present disclosure;
6 is a diagram illustrating micro-solids according to various embodiments.
FIG. 7 is a diagram illustrating the steps of preparing the microsolids of FIG. 5 .
8, 9 and 10 are diagrams for explaining the preparation step of FIG. 7 .
11A, 11B, and 12 are views for explaining the effect of micro-solids according to various embodiments.
13A and 13B are diagrams for explaining the effect of ultra-fine bubble water according to various embodiments.
14 is a diagram illustrating an apparatus for promoting natural reduction of polluted groundwater according to various embodiments of the present disclosure;

이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings.

자연저감(natural attenuation)은 물리적, 화학적, 생물학적 기작을 통해 오염 지하수 내 오염 물질의 저감을 의미할 수 있다. 오염 물질은 석유계 탄화수소류의 오염 물질로서, BTEX(benzene, toluene, ethylbenzene, xylene), 즉 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 에틸벤젠(ethylbenzene) 또는 자일렌(xylene) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 유기용제, 또는 석유계총탄화수소(total petroleum hydrocarbons; TPH)를 포함할 수 있다. 이 때 오염 물질은 대수층 내 지하수에 용해되어, 지하수의 흐름을 따라 확산될 수 있다. Natural attenuation may mean reduction of pollutants in contaminated groundwater through physical, chemical, and biological mechanisms. The pollutant is a pollutant of petroleum hydrocarbons, BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene), that is, at least one of benzene, toluene, ethylbenzene, or xylene. It may include an organic solvent containing, or total petroleum hydrocarbons (TPH). At this time, the contaminants may be dissolved in the groundwater in the aquifer and spread along the flow of the groundwater.

석유계 탄화수소류의 오염 물질에 대한 자연저감은 주로 생물학적 분해에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들면, BTEX는, 호기성 조건에서 호기 미생물에 의해 전자 수용체로 산소(O2)를 사용하여, 이산화탄소(CO2)로 산화됨으로써, 생분해될 수 있다. 한편, 산소의 소모가 완료되면, BTEX는, 혐기성 조건에서 전자 수용체로 이온 물질, 예컨대 질산염(NO3 -), 철이온(Fe2+), 또는 황산염(SO4 2-) 중 적어도 어느 하나를 사용하여, 분해될 수 있다. 일반적으로 호기성 분해의 속도는 혐기성 분해의 속도 보다 빠르다. 따라서, 산소가 충분히 공급됨에 따라, BTEX의 호기성 분해에 따른 자연저감 촉진이 더 효율적일 수 있다. 다만, 오염 지하수는 가스 상의 물질에 대하여 낮은 용해도를 나타낼 수 있다. Natural reduction of pollutants of petroleum hydrocarbons can be mainly achieved by biological decomposition. For example, BTEX can be biodegradable by being oxidized to carbon dioxide (CO 2 ) using oxygen (O 2 ) as an electron acceptor by aerobic microorganisms under aerobic conditions. On the other hand, when the consumption of oxygen is complete, BTEX is an ionic material such as nitrate (NO 3 - ), iron ion (Fe 2+ ), or sulfate (SO 4 2- ) as an electron acceptor under anaerobic conditions. can be used to decompose. In general, the rate of aerobic decomposition is faster than that of anaerobic decomposition. Therefore, as oxygen is sufficiently supplied, the promotion of natural reduction due to aerobic decomposition of BTEX may be more effective. However, contaminated groundwater may exhibit low solubility for gaseous substances.

도 1은 다양한 실시예들 따른 오염 지하수 자연 저감 촉진 방법을 도시하는 도면이다. 도 2는 다양한 실시예들에 따른 초미세 기포수 제조 장치(200)를 도시하는 도면이다. 도 3 및 도 4는 다양한 실시예들에 따른 초미세 기포(200)들의 특성을 설명하기 위한 도면들이다. 여기서, 도 3은 초미세 기포(200)들의 직경에 따른 내부 압력과 밀도를 나타내는 도면이고, 도 4는 초미세 기포(200)들의 오염 지하수 내 트래핑(trapping)를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a method for promoting natural reduction of polluted groundwater according to various embodiments of the present disclosure; 2 is a diagram illustrating an apparatus 200 for producing ultra-fine bubbles according to various embodiments. 3 and 4 are views for explaining the characteristics of the ultrafine bubbles 200 according to various embodiments. Here, FIG. 3 is a view showing the internal pressure and density according to the diameter of the ultrafine bubbles 200 , and FIG. 4 is a view for explaining trapping of the ultrafine bubbles 200 in contaminated groundwater.

도 1을 참조하면, 110 단계에서, 초미세 기포(nanobubble)(200)들이 함유된 초미세 기포수가 제조될 수 있다. 이 때 초미세 기포수는 초미세 기포수 제조 장치(210)에 의해 제조될 수 있다. 초미세 기포수 제조 장치(200)는 가압 용해 방식으로 물에 가스 상 물질을 용해시켜, 초미세 기포수를 제조할 수 있다. 이 때 초미세 기포수 제조 장치(200)는 가스 상 물질로서 산소를 이용하여, 초미세 기포수를 제조할 수 있다. Referring to FIG. 1 , in step 110 , ultrafine bubble water containing ultrafine bubbles 200 may be prepared. In this case, the ultra-fine bubble water may be manufactured by the ultra-fine bubble water production apparatus 210 . The ultra-fine bubble water production apparatus 200 may prepare ultra-fine bubble water by dissolving a gaseous material in water by a pressure dissolution method. At this time, the ultra-fine bubble water production apparatus 200 may use oxygen as a gaseous material to manufacture ultra-fine bubble water.

일 실시예에 따르면, 초미세 기포수 제조 장치(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이 물 공급부(211), 가스 공급부(213), 하우징(215), 헤드부(217) 및 노즐(219)을 포함할 수 있다. 물 공급부(211)는 하우징(215) 내로 물을 공급할 수 있다. 가스 공급부(213)는 하우징(215) 내로 가스를 공급할 수 있다. 이 때 가스 공급부(213)는 고압, 예컨대 4 bar 이상의 압력으로 가스를 공급할 수 있다. 하우징(215)은, 물과 가스가 반응하기 위한 공간을 제공할 수 있다. 여기서, 하우징(215)은 물을 선회류시킬 수 있다. 이 때 하우징(215) 내에서 과포화된 가스와 물 분자 사이에 상분리가 발생하면서, 일시에 다량의 기포들이 발생될 수 있다. 헤드부(217)는 하우징(215) 내 기포들로부터 초미세 기포(200)들을 발생시키고, 초미세 기포(200)들이 함유된 초미세 기포수를 유출시킬 수 있다. 이 때 헤드부(217)는 하우징(215)에 대하여 개구된 노즐(219)을 포함할 수 있다. 헤드부(217)는 노즐(219)의 직경을 기반으로, 기포들의 직경을 감소시킴으로써, 초미세 기포(200)들을 발생시킬 수 있다. 바꿔 말하면, 노즐(219)의 직경에 따라, 초미세 기포(200)들의 직경이 결정될 수 있다. According to an embodiment, the apparatus 200 for producing ultrafine bubble water, as shown in FIG. 2 , includes a water supply unit 211 , a gas supply unit 213 , a housing 215 , a head unit 217 , and a nozzle 219 . ) may be included. The water supply unit 211 may supply water into the housing 215 . The gas supply unit 213 may supply gas into the housing 215 . At this time, the gas supply unit 213 may supply gas at a high pressure, for example, a pressure of 4 bar or more. The housing 215 may provide a space for water and gas to react. Here, the housing 215 may swirl water. At this time, while phase separation occurs between the supersaturated gas and water molecules in the housing 215 , a large amount of bubbles may be generated at once. The head unit 217 may generate ultra-fine bubbles 200 from the bubbles in the housing 215 and discharge the ultra-fine bubble water containing the ultra-fine bubbles 200 . In this case, the head part 217 may include a nozzle 219 opened with respect to the housing 215 . The head unit 217 may generate ultrafine bubbles 200 by reducing the diameter of the bubbles based on the diameter of the nozzle 219 . In other words, according to the diameter of the nozzle 219, the diameter of the ultrafine bubbles 200 may be determined.

다양한 실시예들에 따르면, 초미세 기포(200)들은, 내부에 고압력과 높은 밀도로 가스 상 물질이 채워져 있을 수 있다. 이 때 초미세 기포(200)들은 산소를 이용하여 제조될 수 있다. 이를 통해, 초미세 기포(200)들은, 가스 상 물질로서 산소가 채워져 있을 수 있다. 이러한 초미세 기포(200)들은 나노(nano) 사이즈의 직경을 가질 수 있다. 이 때 초미세 기포(200)들의 직경은 100 nm 이상이고 200 nm 이하일 수 있다. 바람직하게는, 초미세 기포수 내에서 초미세 기포(200)들의 농도는 5×108 개/mL일 수 있다. 여기서, 초미세 기포수 내에서 초미세 기포(200)들의 농도가 5×108 개/mL인 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 초미세 기포(200)들의 직경이 200 nm 보다 작을수록, 초미세 기포(200)들의 내부 압력과 밀도가 현저하게 높을 수 있다. 이는, 초미세 기포수 내에서 초미세 기포(200)들의 농도가 5×108 개/mL이고 초미세 기포(200)들의 직경이 200 nm 이하인 경우, 초미세 기포(200)들이 포화 용해도 수준의 산소를 지속적으로 공급 가능하다는 것을 나타낼 수 있다. According to various embodiments, the ultrafine bubbles 200 may be filled with a gaseous material with high pressure and high density therein. In this case, the ultrafine bubbles 200 may be manufactured using oxygen. Through this, the ultrafine bubbles 200 may be filled with oxygen as a gaseous material. These ultrafine bubbles 200 may have a diameter of a nano (nano) size. At this time, the diameter of the ultrafine bubbles 200 may be 100 nm or more and 200 nm or less. Preferably, the concentration of the ultrafine bubbles 200 in the number of ultrafine bubbles may be 5×10 8 pieces/mL. Here, when the concentration of the ultrafine bubbles 200 in the number of ultrafine bubbles is 5×10 8 pieces/mL, as shown in FIG. 3 , as the diameter of the ultrafine bubbles 200 is smaller than 200 nm, the second The internal pressure and density of the microbubbles 200 may be remarkably high. This is, when the concentration of the ultrafine bubbles 200 in the number of ultrafine bubbles is 5×10 8 pieces/mL and the diameter of the ultrafine bubbles 200 is 200 nm or less, the ultrafine bubbles 200 are at the saturation solubility level. It may indicate that oxygen can be continuously supplied.

예를 들면, 초미세 기포(200)들은 마이크로(micro) 사이즈, 예컨대 10 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 직경을 갖는 미세 기포들로부터 구분될 수 있다. 여기서, 미세 기포들은 물 내부에서 장기간 노출되면 물에 용해되어 사라지지만, 초미세 기포(200)들은 물 내부에서 장기간 노출되더라도, 용해되지 않고 유지될 수 있다. 일 예로, 30 ㎛의 직경을 갖는 미세 기포들은 증류수 내에서 15일 동안 유지되는 데 반해, 137 nm 내지 272 nm의 직경을 갖는 초미세 기포(200)들은 증류수 내에서 50일 동안 유지될 수 있다. 이에 따라, 초미세 기포(200)들은 하기 [표 1]에 표현되는 바와 같은 인자들을 기반으로, 나노 사이즈의 직경을 갖도록 설계될 수 있다. For example, the ultrafine bubbles 200 may be distinguished from microbubbles having a micro size, for example, a diameter of 10 μm or more and 50 μm or less. Here, the microbubbles are dissolved in water and disappear when exposed to the inside of water for a long period of time, but the ultrafine bubbles 200 may be maintained without being dissolved even when exposed to the inside of the water for a long time. For example, microbubbles having a diameter of 30 μm are maintained for 15 days in distilled water, whereas ultrafine bubbles 200 having a diameter of 137 nm to 272 nm can be maintained in distilled water for 50 days. Accordingly, the ultrafine bubbles 200 may be designed to have a nano-sized diameter based on factors as shown in Table 1 below.

Figure 112019106448063-pat00001
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120 단계에서, 대수층(400) 내에 초미세 기포수가 주입될 수 있다. 이를 통해, 초미세 기포(200)들 중 적어도 일부가 대수층(400)에서 이동성이 없는 정체 기포(trapped gas)로 존재할 수 있다. 예를 들면, 초미세 기포(200)들 중 적어도 일부는, 도 4에 도시된 바와 같이 대수층(400)의 지하수(413)가 존재하는 토양(411)의 입자들 간 공극에서 트래핑될 수 있다. 즉 지하수(413)가 일 방향(415)으로 흐르더라도, 트래핑된 초미세 기포(200)들은 지하수(413)를 따라 흐르지 않을 수 있다. 이러한 트래핑된 초미세 기포(200)들은 대수층(400) 내에서 수 일 내지 수 개월 동안 유지될 수 있다. 이를 통해, 트래핑되지 않은 초미세 기포(200)들이 먼저 지하수(413)를 따라 흐르면서 지하수(413) 내에서 먼저 활용되고, 트래핑된 초미세 기포(200)들이 토양(411)의 입자들 사이에서 천천히 흘러나오면서, 장시간 동안 활용될 수 있다. 이 때 트래핑된 초미세 기포(200)들은 물질 전달(mass transfer)에 따른 농도 구배에 따라 장시간 동안 활용될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 초미세 기포(200)들 중 적어도 일부가 대수층(400)의 오염 지하수(413)가 존재하는 토양(411)의 입자들 사이에 트래핑됨으로써, 초미세 기포(200)들 내 가스 농도와 오염 지하수(413) 내의 용존 가스 농도의 구배에 의해, 초미세 기포(200)들로부터 오염 지하수(413) 내로 물질 전달이 이루어질 수 있다. 이 때 초미세 기포(200)들은 오염 지하수(413) 내에서 넓은 표면적을 갖기 때문에, 높은 물질 전달률을 가질 수 있으며, 이를 통해 오염 지하수(413) 내 용존 가스 농도를 높일 수 있다. 이에 따라, 오염 지하수(413) 내로 가스 상 물질이 충분히 전달됨에 따라, 오염 지하수(413) 내 오염 물질의 자연저감이 촉진될 수 있다. 이 때 트래핑된 초미세 기포(200)들이 장시간 동안 활용될 수 있으므로, 초미세 기포(200)들이 대수층(400)에 주입되는 주기가 연장되고, 초미세 기포(200)들이 대수층(400)에 주입되는 빈도가 감소될 수 있다. 이에 따라, 대수층(400)의 오염 지하수(413) 자연 저감을 위한 유지 관리가 용이해지며, 그 비용이 절감될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오염 물질이 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 또는 자일렌 중 적어도 어느 하나를 포함하는 유기용제를 포함하면, 초미세 기포(200)들이 오염 지하수(413) 내에서 유기용제의 분해를 촉진할 수 있다. 이 때 오염 물질이 호기성 조건에서 호기 미생물에 의해 전자 수용체로 산소를 사용하여, 이산화탄소(CO2)로 산화됨으로써, 생분해될 수 있다. 여기서, 초미세 기포(200)들이 가스 상 물질로서 산소(O2)를 공급함으로써, 하기 [표 2]에 표현되는 바와 같이 유기용제의 생분해가 촉진될 수 있다. 하기 [표 2]에 따르면, 오염 지하수(413) 내에 초미세 기포수가 주입되지 않는 경우와 비교하여, 오염 지하수(413) 내에 초미세 기포수가 주입되는 경우에, 오염 물질에 대한 분해 속도가 현저하게 빠를 수 있다. 그리고 초미세 기포(200)들에 대하여, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 및 자일렌이 하기 [화학식 1]에 표현되는 바와 같이 개별적으로 반응할 수 있다. 그리고 In operation 120 , ultrafine bubble water may be injected into the aquifer 400 . Through this, at least some of the ultrafine bubbles 200 may exist as trapped gas having no mobility in the aquifer 400 . For example, at least some of the ultrafine bubbles 200 may be trapped in the voids between the particles of the soil 411 in which the groundwater 413 of the aquifer 400 exists, as shown in FIG. 4 . That is, even if the groundwater 413 flows in one direction 415 , the trapped ultrafine bubbles 200 may not flow along the groundwater 413 . These trapped ultrafine bubbles 200 may be maintained in the aquifer 400 for several days to several months. Through this, the ultrafine bubbles 200 that are not trapped are first utilized in the groundwater 413 as they flow along the groundwater 413 first, and the trapped ultrafine bubbles 200 are slowly interposed between the particles of the soil 411 . As it flows, it can be used for a long time. At this time, the trapped ultrafine bubbles 200 may be utilized for a long time according to a concentration gradient according to mass transfer. According to various embodiments, at least some of the ultrafine bubbles 200 are trapped between the particles of the soil 411 in which the contaminated groundwater 413 of the aquifer 400 is present, thereby forming the ultrafine bubbles 200 . Due to the gradient of the gas concentration and the dissolved gas concentration in the contaminated groundwater 413 , mass transfer may be made from the ultrafine bubbles 200 into the contaminated groundwater 413 . In this case, since the ultrafine bubbles 200 have a large surface area in the contaminated groundwater 413 , they may have a high mass transfer rate, and thus the dissolved gas concentration in the contaminated groundwater 413 may be increased. Accordingly, as the gaseous material is sufficiently transferred into the contaminated groundwater 413 , the natural reduction of the pollutants in the contaminated groundwater 413 may be promoted. At this time, since the trapped ultrafine bubbles 200 can be utilized for a long time, the period in which the ultrafine bubbles 200 are injected into the aquifer 400 is extended, and the ultrafine bubbles 200 are injected into the aquifer 400 . frequency may be reduced. Accordingly, maintenance for natural reduction of the contaminated groundwater 413 in the aquifer 400 is facilitated, and the cost thereof can be reduced. According to one embodiment, when the contaminant includes an organic solvent including at least one of benzene, toluene, ethylbenzene, or xylene, the ultrafine bubbles 200 decompose the organic solvent in the contaminated groundwater 413 . can promote At this time, pollutants are oxidized to carbon dioxide (CO 2 ) by using oxygen as an electron acceptor by aerobic microorganisms under aerobic conditions, so that they can be biodegraded. Here, as the ultrafine bubbles 200 supply oxygen (O 2 ) as a gaseous material, biodegradation of the organic solvent may be promoted as shown in [Table 2] below. According to the following [Table 2], when the ultrafine bubble water is injected into the contaminated groundwater 413, compared to the case where the ultrafine bubble water is not injected into the contaminated groundwater 413, the decomposition rate for the pollutants is significantly higher can be fast And with respect to the ultrafine bubbles 200, benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene may react individually as expressed in the following [Formula 1]. And

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다양한 실시예들에 따르면, 초미세 기포수의 초미세 기포(200)들이 오염 지하수(413) 내에서 가스 상 물질을 공급할 수 있다. 이를 통해, 초미세 기포(200)들이 오염 지하수(413) 내 용존 가스 농도를 높일 수 있다. 이에 따라, 오염 지하수(413) 내 오염 물질, 즉 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 또는 자일렌 중 적어도 어느 하나를 포함하는 유기용제의 자연저감이 촉진될 수 있다. 이 때 초미세 기포(200)들 중 적어도 일부는 대수층의 오염 지하수가 존재하는 토양 입자들 사이에 트래핑되고, 트래핑된 초미세 기포(200)들로부터 물질 전달이 이루어짐으로써, 오염 물질의 분해를 촉진시킬 수 있다. 여기서, 초미세 기포(200)들 중 적어도 일부는 일반적으로 지하수가 들어가지 못하는 클레이와 같은 점토질의 토양 입자 사이에도 트래핑되어, 오염 물질의 분해를 촉진시킬 수 있다.According to various embodiments, the ultrafine bubbles 200 of the ultrafine bubble water may supply a gaseous material in the contaminated groundwater 413 . Through this, the ultrafine bubbles 200 may increase the dissolved gas concentration in the contaminated groundwater 413 . Accordingly, the natural reduction of the organic solvent containing the pollutants in the polluted groundwater 413, that is, at least one of benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene can be promoted. At this time, at least some of the ultrafine bubbles 200 are trapped between soil particles in which the contaminated groundwater of the aquifer exists, and mass transfer is made from the trapped ultrafine bubbles 200 , thereby promoting decomposition of pollutants can do it Here, at least some of the ultrafine bubbles 200 may be trapped between clay-like soil particles, such as clay, into which groundwater generally does not enter, thereby accelerating decomposition of contaminants.

도 5는 다양한 실시예들에 따른 오염 지하수 자연 저감 촉진 방법을 도시하는 도면이다. 도 6은 다양한 실시예들에 따른 마이크로 고형물(600)을 도시하는 도면이다. 5 is a diagram illustrating a method for promoting natural reduction of polluted groundwater according to various embodiments of the present disclosure; 6 is a diagram illustrating micro-solids 600 in accordance with various embodiments.

도 5를 참조하면, 510 단계에서, 초미세 기포(200)들이 함유된 초미세 기포수가 제조될 수 있다. 이 때 510 단계는, 도 1의 210 동작과 유사하므로, 상세한 설명을 생략할 수 있다. Referring to FIG. 5 , in step 510 , the ultrafine bubble water containing the ultrafine bubbles 200 may be prepared. In this case, since operation 510 is similar to operation 210 of FIG. 1 , a detailed description thereof may be omitted.

520 단계에서, 마이크로 고형물(600)이 제조될 수 있다. 여기서, 마이크로 고형물(600)이 제조되는 단계는, 도 7을 참조하여 보다 상세하게 후술될 것이다. In step 520, micro-solids 600 may be prepared. Here, the step of manufacturing the micro-solid material 600 will be described later in more detail with reference to FIG. 7 .

다양한 실시예들에 따르면, 마이크로 고형물(600)은, 도 6에 도시된 바와 같이 미생물(610)을 둘러싸도록 캡슐화하여, 내부에 미생물(610)을 가두도록 형성될 수 있다. 일반적으로 미생물(610)은 오염 지하수 내에서 부유할 수 있다. 오염 지하수는 미생물(610), 오염 물질, 용해된 가스, 영양소, 대사 부산물 등을 포함할 수 있다. 여기서, 오염 물질은 석유계 탄화수소류의 오염 물질을 포함할 수 있다. 한편, 마이크로 고형물(600)에 의해 캡슐화됨에 따라, 미생물(610)은 마이크로 고형물(600)의 내부에 가두어 질 수 있다. 마이크로 고형물(600)은 다공성 구조를 가질 수 있다. 이로 인해, 마이크로 고형물(600)은, 오염 지하수 내에서 오염 물질, 용해된 가스, 영양소, 대사 부산물 등의 적절한 확산을 허용하면서, 미생물(610)에 대한 오염 물질의 전달 속도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 마이크로 고형물(600)은 오염 물질로부터 미생물(610)을 보호하여, 미생물(610)의 비활성화를 방지하고, 이를 통해 미생물(610)의 생존력을 향상시킬 수 있다. 미생물(610)은 오염 지하수 내에서 석유계 탄화수소류의 오염 물질을 생분해할 수 있다. According to various embodiments, the micro-solids 600 may be encapsulated to surround the microorganisms 610 as shown in FIG. 6 , and may be formed to confine the microorganisms 610 therein. In general, the microorganisms 610 may float in the contaminated groundwater. Contaminated groundwater may include microorganisms 610 , contaminants, dissolved gases, nutrients, metabolic by-products, and the like. Here, the contaminants may include contaminants of petroleum hydrocarbons. Meanwhile, as the micro-solids 600 are encapsulated, the microorganisms 610 may be confined inside the micro-solids 600 . The micro solid material 600 may have a porous structure. Due to this, the microsolids 600 may reduce the transfer rate of the contaminants to the microorganisms 610 while allowing the proper diffusion of contaminants, dissolved gases, nutrients, metabolic by-products, and the like within the contaminated groundwater. Accordingly, the micro-solids 600 protect the microorganisms 610 from contaminants, thereby preventing the inactivation of the microorganisms 610 , thereby improving the viability of the microorganisms 610 . The microorganism 610 may biodegrade petroleum-based hydrocarbon-type contaminants in the contaminated groundwater.

다양한 실시예들에 따르면, 마이크로 고형물(600)은 알긴산염(alginate), 금속이온 및 젤란검(gellan gum)을 포함할 수 있다. 이 때 서로 다른 상의 용액들의 혼합 용액 내에서 알긴산염, 젤란검 및 금속이온이 반응하여, 미생물(610)을 캡슐화하도록 마이크로 고형물(600)이 형성될 수 있다. 알긴산염은 폴리머 매트릭스(polymer matrix)로서, 생분해성, 낮은 독성, 낮은 폐기 비용등의 특성을 가지며, 아가로스(agarose), 아가(agar), 카라기난(carrageenan), 키토산(chitosan) 또는 키틴(chitin) 중 적어도 어느 하나로 대체될 수 있다. 금속이온은 알긴산염의 교차 링크 역할을 한다. 예를 들면, 금속이온은 칼슘이온(Ca2+)을 포함할 수 있다. 젤란검은 폴리머 재료로서, 알긴산염과 금속이온의 링크에 대한 기계적, 탄성 강화 역할을 한다. 예를 들면, 젤란검은 수용성의 음이온 다?韜苾?, 스핑고모나스(Sphingomonas) 또는 슈도모나스 엘로데아(Pseudomonas elodea)로부터 생성될 수 있다. According to various embodiments, the microsolids 600 may include alginate, metal ions, and gellan gum. At this time, alginate, gellan gum, and metal ions react in a mixed solution of solutions of different phases to form micro-solids 600 to encapsulate the microorganisms 610 . Alginate is a polymer matrix, and has characteristics such as biodegradability, low toxicity, and low disposal cost, and includes agarose, agar, carrageenan, chitosan or chitin. ) may be replaced with at least any one of. The metal ion serves as a cross-link for the alginate. For example, the metal ion may include a calcium ion (Ca 2+ ). Gellan gum is a polymer material, which acts as a mechanical and elastic reinforcement for the link between alginate and metal ions. For example, gellan gum can be produced from water-soluble anionic polysaccharides, Sphingomonas or Pseudomonas elodea.

다양한 실시예들에 따르면, 마이크로 고형물(600)의 크기가 중요하다. 크기가 너무 크면, 마이크로 고형물(600)의 오염 지하수 내 확산 또는 이동 범위가 제한되어, 미생물(610)에 산소와 기질 또는 영양소가 충분하게 공급되지 않을 수 있으며, 때때로 마이크로 고형물(600)이 이동 중 공극을 막을 수 있다. 따라서, 마이크로 고형물(600)의 직경은 30 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하일 수 있다. 한편, 마이크로 고형물(600)의 기계적 강도는 151.1 ± 18.4 g, 즉 132.7 g 이상 169.5 g 이하일 수 있다. According to various embodiments, the size of the microsolids 600 is important. If the size is too large, the diffusion or movement range of the micro-solids 600 in the contaminated groundwater is limited, and oxygen and substrates or nutrients may not be sufficiently supplied to the microorganisms 610, and sometimes the micro-solids 600 are moved. It can block the voids. Accordingly, the diameter of the micro-solid material 600 may be 30 μm or more and 50 μm or less. On the other hand, the mechanical strength of the micro-solids 600 may be 151.1 ± 18.4 g, that is, 132.7 g or more and 169.5 g or less.

530 단계에서, 대수층 내에 초미세 기포수와 마이크로 고형물(600)이 주입될 수 있다. 이 때 초미세 기포수와 마이크로 고형물(600)이 대수층 내에 동시에 주입될 수 있으며, 일정 기간의 시간적 간격을 사이에 두고, 주입될 수도 있다. In operation 530 , ultrafine bubble water and microsolids 600 may be injected into the aquifer. At this time, the ultra-fine bubble water and the micro-solids 600 may be simultaneously injected into the aquifer, or may be injected with a time interval of a certain period therebetween.

다양한 실시예들에 따르면, 마이크로 고형물(600)은, 오염 지하수 내에서 오염 물질, 용해된 가스, 영양소, 대사 부산물 등의 적절한 확산을 허용하면서, 미생물(610)에 대한 오염 물질의 전달 속도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 마이크로 고형물(600)이 오염 물질로부터 미생물(610)을 보호하여, 미생물(610)의 비활성화를 방지하고, 이를 통해 미생물(610)의 생존력을 향상시킬 수 있다. 이를 통해, 미생물(610)은 오염 지하수 내에서 석유계 탄화수소류의 오염 물질을 생분해할 수 있다.According to various embodiments, microsolids 600 reduce the rate of transfer of contaminants to microorganisms 610, while allowing adequate diffusion of contaminants, dissolved gases, nutrients, metabolic by-products, etc. within the contaminated groundwater. can do it Accordingly, the micro-solids 600 protect the microorganisms 610 from contaminants, thereby preventing the inactivation of the microorganisms 610 , thereby improving the viability of the microorganisms 610 . Through this, the microorganism 610 may biodegrade the petroleum hydrocarbon-type contaminants in the contaminated groundwater.

다양한 실시예들에 따르면, 초미세 기포(200)들이 대수층 내에서 이동성이 없는 정체 기포(trapped gas)로 존재할 수 있다. 예를 들면, 초미세 기포(200)들은 대수층 내 토양의 입자들 간 공극에서 트래핑될 수 있다. 즉 지하수가 일 방향으로 흐르더라도, 트래핑된 초미세 기포들은 지하수를 따라 흐르지 않을 수 있다. 이러한 트래핑된 초미세 기포들은 대수층 내에서 수 일 내지 수 개월 동안 유지될 수 있다. 이를 통해, 트래핑되지 않은 초미세 기포들이 먼저 지하수를 따라 흐르면서 지하수 내에서 먼저 활용되고, 트래핑된 초미세 기포들이 토양의 입자들 사이에서 천천히 흘러나오면서, 장시간 동안 활용될 수 있다. 이 때 트래핑된 초미세 기포들은 물질 전달에 따른 농도 구배에 따라 장시간 동안 활용될 수 있다.According to various embodiments, the ultrafine bubbles 200 may exist as trapped gas with no mobility in the aquifer. For example, the ultrafine bubbles 200 may be trapped in the voids between the particles of the soil in the aquifer. That is, even if the groundwater flows in one direction, the trapped ultrafine bubbles may not flow along the groundwater. These trapped ultrafine bubbles can be retained in the aquifer for days to months. Through this, the untrapped ultrafine bubbles first flow along the groundwater and are utilized first in the groundwater, and the trapped ultrafine bubbles slowly flow out between the soil particles, so that they can be utilized for a long time. At this time, the trapped ultrafine bubbles can be utilized for a long time according to the concentration gradient according to mass transfer.

다양한 실시예들에 따르면, 초미세 기포들 중 적어도 일부가 대수층의 오염 지하수가 존재하는 토양의 입자들 사이에 트래핑됨으로써, 초미세 기포들 내 가스 농도와 오염 지하수 내의 용존 가스 농도의 구배에 의해, 초미세 기포들로부터 오염 지하수 내로 물질 전달이 이루어질 수 있다. 이 때 초미세 기포들은 오염 지하수 내에서 넓은 표면적을 갖기 때문에, 높은 물질 전달률을 가질 수 있으며, 이를 통해 오염 지하수 내 용존 가스 농도를 높일 수 있다. 이에 따라, 오염 지하수 내로 가스 상 물질이 충분히 전달됨에 따라, 오염 지하수 내 오염 물질의 자연저감이 촉진될 수 있다. 이 때 트래핑된 초미세 기포들이 장시간 동안 활용될 수 있으므로, 초미세 기포들이 대수층에 주입되는 주기가 연장되고, 초미세 기포들이 대수층에 주입되는 빈도가 감소될 수 있다. 이에 따라, 대수층의 오염 지하수 자연 저감을 위한 유지 관리가 용이해지며, 그 비용이 절감될 수 있다.According to various embodiments, at least some of the ultrafine bubbles are trapped between the particles of the soil in which the contaminated groundwater of the aquifer exists, so that by a gradient of the gas concentration in the ultrafine bubbles and the dissolved gas concentration in the contaminated groundwater, Mass transfer can occur from the ultrafine bubbles into the contaminated groundwater. In this case, since the ultrafine bubbles have a large surface area in the polluted groundwater, they can have a high mass transfer rate, thereby increasing the dissolved gas concentration in the polluted groundwater. Accordingly, as the gaseous material is sufficiently transferred into the polluted groundwater, natural reduction of the pollutant in the polluted groundwater can be promoted. At this time, since the trapped ultrafine bubbles can be utilized for a long time, the period in which the ultrafine bubbles are injected into the aquifer can be extended, and the frequency of the ultrafine bubbles injected into the aquifer can be reduced. Accordingly, maintenance for natural reduction of contaminated groundwater in the aquifer becomes easy, and the cost can be reduced.

도 7은 도 5의 마이크로 고형물(600) 제조 단계를 도시하는 도면이다. 도 8, 도 9 및 도 10은 도 7의 준비 단계를 설명하기 위한 도면들이다. FIG. 7 is a diagram illustrating the steps of manufacturing the micro-solids 600 of FIG. 5 . 8, 9 and 10 are diagrams for explaining the preparation step of FIG. 7 .

도 7을 참조하면, 710 단계에서, 알긴산염, 젤란검 및 금속이온이 준비될 수 있다. 여기서, 알긴산염은, 아가로스, 아가, 카라기난, 키토산 또는 키틴 중 적어도 어느 하나로 대체될 수 있다. 금속이온은 칼슘이온(Ca2+)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 미생물 현탁액 1 ml(1010 cells/mL)와, 알긴산염 10 g/l, 젤란검 1 g/l을 함유하는 고분자 용액 및 전체 용액에 대한 칼슘이온 914 mg/l의 비율로, 알긴산염, 젤란검 및 금속이온이 준비될 수 있다. 이 때 알긴산염, 젤란검 및 금속이온과 함께, 유화제(emulsifier)가 더 준비될 수 있다.Referring to FIG. 7 , in step 710, alginate, gellan gum, and metal ions may be prepared. Here, the alginate may be replaced with at least one of agarose, agar, carrageenan, chitosan, or chitin. The metal ion may include a calcium ion (Ca 2+ ). For example, in a ratio of 914 mg/l of calcium ions to 1 ml of a microorganism suspension (10 10 cells/mL), a polymer solution containing 10 g/l of alginate, and 1 g/l of gellan gum, and the total solution, Alginate, gellan gum and metal ions may be prepared. At this time, along with alginate, gellan gum and metal ions, an emulsifier may be further prepared.

720 단계에서, 기름상의 제 1 용액에 물상의 제 2 용액이 제공되어, 제 1 혼합 용액이 생성될 수 있다. 제 1 용액은 식물성 기름 또는 유화제 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 용액은 식물성 기름일 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 1 용액은 식물성 기름과 유화제가 혼합된 용액일 수 있다. 예를 들면, 제 1 용액 100 g에 대해 0.5 %(w/w)에 해당하는 유화제가, 혼합될 수 있다 제 2 용액은 물 및 물에 혼합되는 알긴산염, 젤란검 및 미생물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 용액 100 g에 대해, 제 2 용액 15 g이 제공될 수 있다. 제 2 용액 15 g에 대해, 미생물 1 ml(1010 cells/mL), 알긴산염 10 g/l 및 젤란검 1 g/l의 비율로, 미생물, 알긴산염 및 젤란검이 물에 혼합될 수 있다. 예를 들면, 유화제가, 제 1 혼합 용액 내에서 식물성 기름과 물 사이의 표면 장력을 낮춤으로써, 제 1 혼합 용액 내에서 제 2 용액을 고르게 분산시킬 수 있다. In step 720, the first solution in the oil phase may be provided with the second solution in the water phase to produce a first mixed solution. The first solution may include at least one of a vegetable oil or an emulsifier. According to one embodiment, the first solution may be vegetable oil. According to another embodiment, the first solution may be a solution in which vegetable oil and an emulsifier are mixed. For example, an emulsifier corresponding to 0.5% (w/w) may be mixed with respect to 100 g of the first solution. The second solution may include water and alginate, gellan gum, and microorganisms that are miscible in water. . For example, for 100 g of the first solution, 15 g of the second solution may be provided. For 15 g of the second solution, microorganisms, alginate and gellan gum may be mixed in water at a ratio of 1 ml (10 10 cells/mL) of microorganisms, 10 g/l of alginate and 1 g/l of gellan gum. . For example, the emulsifier can evenly disperse the second solution in the first mixed solution by lowering the surface tension between the vegetable oil and water in the first mixed solution.

730 단계에서, 제 1 혼합 용액에 제 3 용액이 제공되어, 제 2 혼합 용액이 생성될 수 있다. 제 3 용액은 기름상과 물상이 혼합된 유화액(emulsion)일 수 있다. 제 3 용액은 식물성 기름, 유화제, 물 또는 금속이온 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 금속이온을 포함하는 물질은 염화칼슘이고, 제 3 용액 내에서 칼슘이온(Ca2+)으로 존재할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 3 용액은, 식물성 기름 및 금속이온이 함유된 수용액을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 용액 100 g에 제 2 용액 15 g이 제공되는 경우, 제 3 용액 87 g이 제공될 수 있다. 제 3 용액 87g은, 다른 식물성 기름 60 g과 금속이온이 함유된 수용액의 혼합으로 형성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 3 용액은 식물성 기름, 유화제 및 금속이온이 함유된 수용액을 포함할 수 있다. 예를 들면, 식물성 기름 60 g에 대해 0.5 %(w/w)에 해당하는 유화제가, 제 3 용액 내에서 식물성 기름과 물 사이의 표면 장력을 낮춤으로써, 제 3 용액 내에서 금속이온이 함유된 수용액을 고르게 분산시킬 수 있다. In operation 730 , a third solution may be provided to the first mixed solution to generate a second mixed solution. The third solution may be an emulsion in which an oil phase and a water phase are mixed. The third solution may include at least one of vegetable oil, emulsifier, water, and metal ions. Here, the material containing metal ions is calcium chloride, and may exist as calcium ions (Ca 2+ ) in the third solution. According to one embodiment, the third solution may include an aqueous solution containing vegetable oil and metal ions. For example, if 100 g of the first solution is provided with 15 g of the second solution, 87 g of the third solution may be provided. 87 g of the third solution may be formed by mixing 60 g of another vegetable oil and an aqueous solution containing metal ions. According to another embodiment, the third solution may include a vegetable oil, an emulsifier and an aqueous solution containing metal ions. For example, an emulsifier equivalent to 0.5% (w/w) for 60 g of vegetable oil lowers the surface tension between the vegetable oil and water in the third solution, so that the metal ions are contained in the third solution. The aqueous solution can be evenly dispersed.

다양한 실시예들에 따르면, 제 2 혼합 용액 내에서 알긴산염, 젤란검 및 금속이온이 반응하여, 미생물(610)을 캡슐화하는 마이크로 고형물(600)이 형성될 수 있다. 상기한 바와 같이, 제 2 혼합 용액은 서로 다른 상의 용액들의 혼합 용액일 수 있다. 이 때 알긴산염, 젤란검은 유화제에 의해 용액 내에 고르게 분산되고 제 2 혼합 용액 내에서 금속이온 의해 경화되어, 마이크로 고형물(600)로 형성될 수 있다. 여기서, 마이크로 고형물(600)의 직경은 30 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하일 수 있다. 한편, 마이크로 고형물(600)의 기계적 강도는 151.1 ± 18.4 g, 즉 132.7 g 이상 169.5 g 이하일 수 있다. 마이크로 고형물(600)은 다공성 구조를 가질 수 있다. 이로 인해, 마이크로 고형물(600)은, 오염 지하수 내에서 오염 물질, 용해된 가스, 영양소, 대사 부산물 등의 적절한 확산을 허용하면서, 미생물(610)에 대한 오염 물질의 전달 속도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 마이크로 고형물(600)이 오염 물질로부터 미생물(610)을 보호하여, 미생물(610)의 비활성화를 방지하고, 이를 통해 미생물(610)의 생존력을 향상시킬 수 있다. 미생물(610)은 오염 지하수 내에서 석유계 탄화수소류의 오염 물질을 생분해할 수 있다. According to various embodiments, alginate, gellan gum, and metal ions react in the second mixed solution to form a micro-solid 600 encapsulating the microorganism 610 . As described above, the second mixed solution may be a mixed solution of solutions of different phases. At this time, the alginate and gellan gum may be uniformly dispersed in the solution by the emulsifier and cured by metal ions in the second mixed solution to form a micro-solid (600). Here, the diameter of the micro-solid material 600 may be 30 μm or more and 50 μm or less. On the other hand, the mechanical strength of the micro-solids 600 may be 151.1 ± 18.4 g, that is, 132.7 g or more and 169.5 g or less. The micro solid material 600 may have a porous structure. Due to this, the microsolids 600 may reduce the transfer rate of the contaminants to the microorganisms 610 while allowing the proper diffusion of contaminants, dissolved gases, nutrients, metabolic by-products, and the like within the contaminated groundwater. Accordingly, the micro-solids 600 protect the microorganisms 610 from contaminants, thereby preventing the inactivation of the microorganisms 610 , thereby improving the viability of the microorganisms 610 . The microorganism 610 may biodegrade petroleum-based hydrocarbon-type contaminants in the contaminated groundwater.

도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 2 용액에 대한 젤란검의 농도가 1 g/l일 때, 30 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하에 해당하는 마이크로 고형물(600)이 가장 높은 비율로 생성될 수 있다. 여기서, 마이크로 고형물(600)의 총 질량 역시, 6.75 ± 0.14 g으로 가장 높을 수 있다. 한편, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 2 용액에 대한 젤란검의 농도가 0.5 g/l일 때, 마이크로 고형물(600)의 강도가 168.1 ± 22.1 g으로 가장 높고, 제 2 용액에 대한 젤란검의 농도가 1 g/l일 때, 마이크로 고형물(600)의 강도가 151.1 ± 18.4 g으로 다음으로 높을 수 있다. 즉 제 2 용액에 대한 젤란검의 농도가 0.5 g/l에 도달할 때까지, 제 2 용액에 대한 젤란검의 농도가 증가할수록, 마이크로 고형물(600)의 파단 응력(breaking stress)은 현저하게 증가될 수 있다. 이는, 젤란검이 알긴산염에 대해, 강도와 안정성을 보완하기 때문일 수 있다. 그러나, 제 2 용액에 대한 젤란검의 농도가 0.5 g/l을 초과하면, 마이크로 고형물(600)의 강도는 낮아질 수 있다. 따라서, 마이크로 고형물(600)의 직경과 강도를 고려할 때, 미생물 1 ml를 포함하는 제 2 용액에 대해, 알긴산염 10 g/l 및 젤란검 1 g/l의 비율로, 알긴산염과 젤란검이 준비될 수 있다. As shown in (a) of FIG. 8, when the concentration of gellan gum to the second solution is 1 g/l, micro-solids 600 corresponding to 30 μm or more and 50 μm or less are produced at the highest rate. can Here, the total mass of the micro-solids 600 may also be the highest at 6.75 ± 0.14 g. On the other hand, as shown in (b) of Figure 8, when the concentration of gellan gum with respect to the second solution is 0.5 g / l, the strength of the micro-solids 600 is the highest at 168.1 ± 22.1 g, the second solution When the concentration of gellan gum is 1 g/l, the strength of the micro-solid 600 is 151.1 ± 18.4 g, which may be the next highest. That is, until the concentration of gellan gum in the second solution reaches 0.5 g/l, as the concentration of gellan gum in the second solution increases, the breaking stress of the microsolids 600 significantly increases. can be This may be because gellan gum complements the strength and stability of alginate. However, when the concentration of gellan gum in the second solution exceeds 0.5 g/l, the strength of the micro-solids 600 may be lowered. Therefore, considering the diameter and strength of the microsolids 600, alginate and gellan gum at a ratio of 10 g/l of alginate and 1 g/l of gellan gum with respect to the second solution containing 1 ml of microorganisms can be prepared

도 9에 도시된 바와 같이, 제 2 혼합 용액에 대한 칼슘이온(Ca2+)의 농도가 914 mg/l일 때, 30 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하에 해당하는 마이크로 고형물(600)이 가장 높은 비율로 생성될 수 있다. 여기서, 마이크로 고형물(600)의 총 질량 역시, 6.75 ± 0.14 g으로 가장 높을 수 있다. 다만, 제 2 혼합 용액에 대한 칼슘이온(Ca2+)의 농도의 미세한 변화에도, 30 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하에 해당하는 마이크로 고형물(600)의 비율은 현저하게 감소될 수 있다. 즉 마이크로 고형물(600)의 안정적인 형성에 있어서, 칼슘 이온의 양이 중요할 수 있다. 이는, 칼슘 이온이 알긴산염과 젤란검의 겔 네트워크를 타이트하게 하여, 마이크로 고형물(600)의 직경을 보다 축소시키기 때문일 수 있다. 따라서, 마이크로 고형물(600)의 직경을 고려할 때, 미생물 1 ml를 포함하는 제 2 혼합 용액에 대해, 금속이온 914 mg/l의 비율, 금속이온이 준비될 수 있다. 9, when the concentration of calcium ions (Ca 2+ ) for the second mixed solution is 914 mg/l, the micro-solids 600 corresponding to 30 μm or more and 50 μm or less have the highest ratio. can be created Here, the total mass of the micro-solids 600 may also be the highest at 6.75 ± 0.14 g. However, even with a minute change in the concentration of calcium ions (Ca 2+ ) with respect to the second mixed solution, the ratio of the micro-solids 600 corresponding to 30 μm or more and 50 μm or less can be significantly reduced. That is, in the stable formation of the micro-solids 600, the amount of calcium ions may be important. This may be because calcium ions tighten the gel network of alginate and gellan gum, thereby further reducing the diameter of the microsolids 600 . Therefore, considering the diameter of the micro-solids 600, for the second mixed solution containing the microorganism 1 ml, a ratio of 914 mg / l of metal ions, metal ions can be prepared.

상술한 바와 같이, 미생물 1 ml를 포함하는 제 2 혼합 용액에 대해, 알긴산염 10 g/l, 젤란검 1 g/l 및 금속이온 914 mg/l의 비율로, 알긴산염, 젤란검 및 금속이온이 오염 지하수에 제공될 수 있다. 이를 통해, 제 2 혼합 용액 내에서 알긴산염, 젤란검 및 금속이온이 반응하여, 미생물(610)을 캡슐화하는 마이크로 고형물(600)이 형성될 수 있다. 이러한 경우, 도 10에 도시된 바와 같이 50 ㎛ 미만의 직경을 갖는 마이크로 고형물(600)의 빈도가 69.0 %로 나타나고, 30 ㎛ 내지 40 ㎛의 직경을 갖는 마이크로 고형물(600)의 빈도가 27.1 %로 가장 빈번하게 나타날 수 있다. As described above, with respect to the second mixed solution containing 1 ml of microorganisms, alginate, gellan gum and metal ions in a ratio of 10 g/l, gellan gum 1 g/l and metal ions 914 mg/l This can be provided to contaminated groundwater. Through this, alginate, gellan gum, and metal ions react in the second mixed solution to form micro-solids 600 encapsulating the microorganisms 610 . In this case, as shown in FIG. 10, the frequency of the micro-solids 600 having a diameter of less than 50 μm is 69.0%, and the frequency of the micro-solids 600 having a diameter of 30 μm to 40 μm is 27.1%. may appear most frequently.

도 11a, 도 11b, 도 11c 및 도 12는 다양한 실시예들에 따른 마이크로 고형물(600)의 효과를 설명하기 위한 도면들이다. 11a, 11b, 11c and 12 are views for explaining the effect of the micro-solids 600 according to various embodiments.

도 11a를 참조하면, 미생물(610)이 마이크로 고형물(600)에 의해 캡슐화됨에 따라, 오염 지하수 내 석유계 탄화수소류의 오염 물질에 대한 미생물(610)의 생분해 효과가 현저하게 향상될 수 있다. 미생물(610)이 오염 지하수 내에 부유하고 있을 때 보다, 미생물(610)이 마이크로 고형물(600)에 의해 캡슐화됨에 따라, 오염 지하수 내 오염 물질의 농도(C/C0)가 빠른 속도로 감소되어 각 시간에 현저하게 낮을 수 있다. 다만, 일정 기간, 예컨대 10 일이 경과된 후에, 오염 지하수 내 오염 물질의 생분해 효과는 미비해질 수 있다. Referring to FIG. 11A , as the microorganisms 610 are encapsulated by the micro-solids 600, the biodegradation effect of the microorganisms 610 on the contaminants of petroleum hydrocarbons in the contaminated groundwater can be significantly improved. As the microorganisms 610 are encapsulated by the micro-solids 600 than when the microorganisms 610 are floating in the contaminated groundwater, the concentration of contaminants in the contaminated groundwater (C / C 0 ) is reduced at a faster rate, so that each can be significantly lower in time. However, after a certain period of time, for example, 10 days has elapsed, the biodegradation effect of the pollutants in the contaminated groundwater may be insignificant.

한편, 도 11b를 참조하면, 미생물(610)이 오염 지하수 내에 부유하고 있을 때 보다, 미생물(610)이 마이크로 고형물(600)에 의해 캡슐화됨에 따라, 오염 지하수 내 용존 산소의 농도가 빠른 속도로 감소될 수 있다. 이는, 미생물(610)이 오염 지하수 내에 부유하고 있을 때 오염 지하수 내 오염 물질에 대한 미생물(610)의 생분해 효율과 비교하여, 미생물(610)이 마이크로 고형물(600)에 의해 캡슐화되어 있을 때 오염 지하수 내 오염 물질에 대한 미생물(610)의 생분해 효율이 현저하게 높음을 의미할 수 있다. 다만, 일정 기간, 예컨대 10 일이 경과된 후에, 오염 지하수 내 용존 산소는 거의 고갈될 수 있다. 즉 오염 지하수 내 용존 산소가 고갈됨에 따라, 오염 지하수 내 오염 물질의 생분해 효과가 미비해질 수 있다. On the other hand, referring to FIG. 11B , as the microorganism 610 is encapsulated by the micro-solids 600 , the concentration of dissolved oxygen in the contaminated groundwater decreases faster than when the microorganism 610 is suspended in the contaminated groundwater. can be This is compared with the biodegradation efficiency of the microorganism 610 for contaminants in the contaminated groundwater when the microorganism 610 is floating in the contaminated groundwater, when the microorganism 610 is encapsulated by the microsolids 600, the contaminated groundwater It may mean that the biodegradation efficiency of the microorganism 610 with respect to the pollutants is remarkably high. However, after a certain period of time, for example, 10 days has elapsed, the dissolved oxygen in the contaminated groundwater may be almost depleted. That is, as dissolved oxygen in the contaminated groundwater is depleted, the biodegradation effect of the pollutants in the contaminated groundwater may be insignificant.

도 12를 참조하면, 미생물(610)이 마이크로 고형물(600)에 의해 캡슐화됨에 따라, 오염 지하수 내에서 미생물(610)의 생존력이 현저하게 향상될 수 있다. 미생물(610)이 오염 지하수 내에 부유하고 있을 때 보다, 미생물(610)이 마이크로 고형물(600)에 의해 캡슐화됨에 따라, 30 일 동안 오염 물질의 생분해 후 오염 지하수 내 미생물(610)의 생존율(%)과 오염 지하수 내 미생물(610)의 활성(%)이 현저하게 높을 수 있다. 미생물(610)이 오염 지하수 내에 부유하고 있을 때, 미생물(610)이 오염 지하수 내에서 비활성화됨에 따라, 30 일 후 부유 미생물(610)의 생존율(%)은 초기 대비 14.4 ± 6.61 %까지 감소되고, 30 일 후 부유 미생물(610)의 ATP 양으로 나타나는 활성(%)은 6.22 ± 3.19 %로 나타날 수 있다. 이에 반해 미생물(610)이 마이크로 고형물(600)에 의해 캡슐화됨에 따라, 30 일 후 마이크로 고형물 내 미생물(610)의 생존율(%)은 84.3 ± 2.2 % 이고, 30 일 후 마이크로 고형물 내 미생물(610)의 활성(%)은 66.4 ± 10.6 %로 나타날 수 있다. 이는, 미생물(610)이 오염 지하수 내에 부유하고 있을 때 오염 지하수 내에서 부유 미생물(610)의 생존력과 비교하여, 미생물(610)이 마이크로 고형물(600)에 의해 캡슐화되어 있을 때 오염 지하수 내에서 오염 물질에 대한 미생물(610)의 생존력이 현저하게 높음을 의미할 수 있다. 즉 마이크로 고형물(600)이 오염 물질로부터 미생물(610)을 보호하여, 미생물(610)의 비활성화를 방지하고, 이를 통해 미생물(610)의 생존력을 향상시킬 수 있다. Referring to FIG. 12 , as the microorganisms 610 are encapsulated by the microsolids 600 , the viability of the microorganisms 610 in the contaminated groundwater may be remarkably improved. As the microorganisms 610 are encapsulated by the micro-solids 600 than when the microorganisms 610 are suspended in the contaminated groundwater, the survival rate (%) of the microorganisms 610 in the contaminated groundwater after biodegradation of the contaminants for 30 days The activity (%) of the microorganisms 610 in the over-contaminated groundwater may be remarkably high. When the microorganism 610 is floating in the contaminated groundwater, as the microorganism 610 is inactivated in the contaminated groundwater, the survival rate (%) of the floating microorganism 610 after 30 days is reduced to 14.4 ± 6.61% compared to the initial one, After 30 days, the activity (%) represented by the amount of ATP of the floating microorganism 610 may be 6.22 ± 3.19%. In contrast, as the microorganisms 610 are encapsulated by the microsolids 600, the survival rate (%) of the microorganisms 610 in the microsolids after 30 days is 84.3±2.2%, and the microorganisms in the microsolids after 30 days (610) The activity (%) of can be shown as 66.4 ± 10.6 %. This is compared to the viability of the suspended microorganisms 610 in the contaminated groundwater when the microorganisms 610 are suspended in the contaminated groundwater, when the microorganisms 610 are encapsulated by the microsolids 600 contamination in the contaminated groundwater. It may mean that the viability of the microorganism 610 against the material is remarkably high. That is, the micro-solids 600 protect the microorganisms 610 from contaminants, thereby preventing the inactivation of the microorganisms 610 , thereby improving the viability of the microorganisms 610 .

다양한 실시예들에 따르면, 마이크로 고형물(600)이 미생물(610)을 둘러싸도록 캡슐화할 수 있다. 이를 통해, 마이크로 고형물(600)이 오염 지하수 내 석유계 탄화수소류의 오염 물질에 대한 미생물(610)의 생분해 효과를 현저하게 향상시킬 수 있다. 아울러, 마이크로 고형물(600)이 오염 지하수 내에서 오염 물질로부터 미생물(610)을 보호하여, 미생물(610)의 비활성화를 방지하고, 이를 통해 미생물(610)의 생존력을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 미생물(610)이 마이크로 고형물(600)에 의해 보호되어 오염 지하수 내에서 장시간 동안 생분해 활동을 유지함으로써, 오염 지하수 내 오염 물질에 대한 생분해 효율이 향상될 수 있다. 아울러, 초미세 기포수의 초미세 기포(200)들이 오염 지하수 내에서 가스 상 물질을 수십일 간 공급할 수 있다. 이를 통해, 초미세 기포(200)들이 오염 지하수 내 용존 가스 농도를 높일 수 있다. 이에 따라, 오염 지하수 내 석유계 탄화수소류의 오염 물질에 대한 미생물(610)의 생분해 효과가 촉진될 수 있다. According to various embodiments, the micro-solids 600 may be encapsulated to surround the microorganisms 610 . Through this, the micro-solids 600 can significantly improve the biodegradation effect of the microorganism 610 on the contaminants of petroleum hydrocarbons in the contaminated groundwater. In addition, the micro-solids 600 protect the microorganisms 610 from contaminants in the contaminated groundwater to prevent inactivation of the microorganisms 610 , thereby improving the viability of the microorganisms 610 . Accordingly, the microorganisms 610 are protected by the micro-solids 600 to maintain biodegradation activity in the contaminated groundwater for a long time, so that the biodegradation efficiency of the pollutants in the contaminated groundwater can be improved. In addition, the ultrafine bubbles 200 of the ultrafine bubble water can supply the gaseous material in the contaminated groundwater for several tens of days. Through this, the ultrafine bubbles 200 may increase the dissolved gas concentration in the contaminated groundwater. Accordingly, the biodegradation effect of the microorganism 610 on the contaminants of petroleum hydrocarbons in the contaminated groundwater can be promoted.

도 13a 및 도 13b는 다양한 실시예들에 따른 초미세 기포수의 효과를 설명하기 위한 도면이다. 13A and 13B are diagrams for explaining the effect of ultra-fine bubble water according to various embodiments.

도 13a 및 도 13b를 참조하면, 미생물(610)이 마이크로 고형물(600)에 의해 캡슐화됨에 따라, 오염 지하수 내 석유계 탄화수소류의 오염 물질에 대한 미생물(610)의 생분해 효과가 현저하게 향상될 수 있다. 이 때 오염 지하수 내에 마이크로 고형물(600)이 주입됨에 따라, 도 13a에 도시된 바와 같이 오염 지하수 내 오염 물질의 농도(C/C0)가 빠른 속도로 감소될 수 있다. 이와 함께, 오염 지하수 내에 마이크로 고형물(600)이 주입됨에 따라, 도 13b에 도시된 바와 같이 오염 지하수 내 용존 산소의 농도도 빠른 속도로 감소될 수 있다. 이 후 일정 기간, 예컨대 10 일이 경과됨에 따라, 오염 지하수 내 용존 산소의 농도가 감소되고, 이로 인해 오염 지하수 내 오염 물질의 농도 감소 속도가 감소될 수 있다. 13A and 13B, as the microorganisms 610 are encapsulated by the microsolids 600, the biodegradation effect of the microorganisms 610 on the contaminants of petroleum hydrocarbons in the contaminated groundwater can be significantly improved. there is. At this time, as the microsolids 600 are injected into the contaminated groundwater, the concentration (C/C 0 ) of the pollutants in the contaminated groundwater may be rapidly reduced as shown in FIG. 13A . At the same time, as the microsolids 600 are injected into the contaminated groundwater, the concentration of dissolved oxygen in the contaminated groundwater may be rapidly reduced as shown in FIG. 13B . Thereafter, as a certain period of time, for example, 10 days elapses, the concentration of dissolved oxygen in the polluted groundwater may decrease, and thus, the rate of decrease in the concentration of the pollutant in the polluted groundwater may be reduced.

그러나, 초미세 기포수가 오염 지하수 내 석유계 탄화수소류의 오염 물질에 대한 미생물(610)의 생분해 효과를 보다 촉진시킬 수 있다. 이 때 오염 지하수 내에 마이크로 고형물(600)이 주입된 후에, 오염 지하수 내에 초미세 기포수가 주입될 수 있다. 예를 들면, 오염 지하수 내에 마이크로 고형물(600)이 주입된 후에 약 10 일이 경과되었을 때, 오염 지하수 내에 초미세 기포수가 주입될 수 있다. 이를 통해, 도 13b에 도시된 바와 같이 오염 지하수 내 용존 산소의 농도가 증가되고, 이로 인해 도 13a에 도시된 바와 같이 오염 지하수 내 오염 물질의 농도 감소 속도가 증가될 수 있다. 즉 오염 지하수 내에 초미세 기포수를 주입함으로써 오염 지하수 내 용존 산소의 농도를 증가시킴에 따라, 오염 지하수 내 오염 물질에 대한 미생물(610)의 생분해 효율을 보다 향상시킬 수 있을 것이다. However, the ultrafine bubble water may further promote the biodegradation effect of the microorganism 610 on the contaminants of petroleum hydrocarbons in the contaminated groundwater. At this time, after the micro-solids 600 are injected into the contaminated groundwater, ultra-fine bubble water may be injected into the contaminated groundwater. For example, when about 10 days have elapsed after the microsolids 600 are injected into the contaminated groundwater, ultrafine bubble water may be injected into the contaminated groundwater. Through this, the concentration of dissolved oxygen in the polluted groundwater is increased as shown in FIG. 13B , and thus, the rate of decreasing the concentration of the pollutant in the polluted groundwater can be increased as shown in FIG. 13A . That is, as the concentration of dissolved oxygen in the contaminated groundwater is increased by injecting ultrafine bubble water into the contaminated groundwater, the biodegradation efficiency of the microorganisms 610 for the pollutants in the contaminated groundwater may be further improved.

도 14는 다양한 실시예들에 따른 오염 지하수 자연 저감 촉진 장치(1400)를 도시하는 도면이다. 14 is a diagram illustrating an apparatus 1400 for promoting natural reduction of polluted groundwater according to various embodiments of the present disclosure.

도 14를 참조하면, 오염 지하수 자연 저감 촉진 장치(1400)는 이동형 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 오염 지하수 자연 저감 촉진 장치(1400)는 차량의 구조를 도입하여 구현될 수 있다. 이러한 오염 지하수 자연 저감 촉진 장치(1400)는 고형물 탱크(1411), 기포수 탱크(1413, 1415, 1417), 주입 펌프(1421), 유출관(1423) 및 주입관(1425)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 14 , the apparatus 1400 for promoting natural reduction of polluted groundwater may have a movable structure. For example, the apparatus 1400 for promoting natural reduction of polluted groundwater may be implemented by introducing a vehicle structure. The apparatus 1400 for promoting natural reduction of contaminated groundwater may include a solids tank 1411 , bubble water tanks 1413 , 1415 , 1417 , an injection pump 1421 , an outlet pipe 1423 , and an injection pipe 1425 . .

고형물 탱크(1411)는 마이크로 고형물(예: 도 6의 마이크로 고형물(600))(1412)로 충전되어 있을 수 있다. 기포수 탱크(1413, 1415, 1417)는, 복수 개의 초미세 기포(예: 도 2의 초미세 기포(200))(1414)들이 함유된 초미세 기포수로 충전되어 있을 수 있다. 기포수 탱크(1413, 1415, 1417)는 제 1 기포수 탱크(1413), 제 2 기포수 탱크(1415) 또는 제 3 기포수 탱크(1417) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제 1 기포수 탱크(1413)는, 산소를 기반으로 하는 초미세 기포들이 함유된 제 1 초미세 기포수로 충전되어 있을 수 있다. 제 2 기포수 탱크(1415)는, 산소를 기반으로 하는 초미세 기포들과 프로판 또는 메탄 중 적어도 어느 하나를 기반으로 하는 초미세 기포들이 함유된 제 2 초미세 기포수로 충전되어 있을 수 있다. 이 때 프로판 또는 메탄 중 적어도 어느 하나를 기반으로 하는 초미세 기포들은 TCE(trichloroethylene) 등의 유기용제에 대한 호기성 분해에 전자 공여체로서 활용될 수 있다. 여기서, 제 2 초미세 기포수는, TCE 등의 유기용제에 대한 호기성 분해를 위한 미생물(예: 도 6의 610))이 주입된 마이크로 고형물(600)과 함께 사용될 수 있다. 제 3 기포수 탱크(1417)는 수소를 기반으로 하는 초미세 기포들이 함유된 제 3 초미세 기포수로 충전되어 있을 수 있다. 이 때 수소를 기반으로 하는 초미세 기포들은 TCE 등의 유기용제에 대한 혐기성 분해에 전자 공여체로서 활용될 수 있다. 여기서, 제 3 초미세 기포수는, TCE 등의 유기용제에 대한 혐기성 분해를 위한 미생물(610)이 주입된 마이크로 고형물(600)과 함께 사용될 수 있다. The solids tank 1411 may be filled with microsolids (eg, microsolids 600 of FIG. 6 ) 1412 . The bubble water tanks 1413 , 1415 , and 1417 may be filled with ultrafine bubble water containing a plurality of ultrafine bubbles (eg, ultrafine bubbles 200 of FIG. 2 ) 1414 . The bubble water tanks 1413 , 1415 , and 1417 may include at least one of the first bubble water tank 1413 , the second bubble water tank 1415 , and the third bubble water tank 1417 . The first bubble water tank 1413 may be filled with first ultrafine bubble water containing oxygen-based ultrafine bubbles. The second bubble water tank 1415 may be filled with second ultrafine bubble water containing oxygen-based ultrafine bubbles and at least one of propane or methane-based ultrafine bubbles. At this time, the ultrafine bubbles based on at least one of propane or methane may be utilized as electron donors for aerobic decomposition of organic solvents such as trichloroethylene (TCE). Here, the second ultra-fine bubble water may be used together with the micro-solids 600 injected with microorganisms (eg, 610 in FIG. 6 ) for aerobic decomposition of organic solvents such as TCE. The third bubble water tank 1417 may be filled with the third ultrafine bubble water containing hydrogen-based ultrafine bubbles. In this case, the hydrogen-based ultrafine bubbles can be used as electron donors for anaerobic decomposition of organic solvents such as TCE. Here, the third ultra-fine bubble water may be used together with the micro-solids 600 in which the microorganisms 610 for anaerobic decomposition of organic solvents such as TCE are injected.

유출관(1421)은 고형물 탱크(1411)와 기포수 탱크(1413, 1415, 1417)로부터 주입 폄프(1425)로 연장될 수 있다. 일 예로, 유출관(1421)은 고형물 탱크(1411)와 기포수 탱크(1413, 1415, 1417)로부터 개별적으로 주입 폄프(1425)에 연결될 수 있다. 다른 예로, 유출관(1421)은 고형물 탱크(1411)와 기포수 탱크(1413, 1415, 1417) 각각으로부터 인출된 후에 통합됨으로써, 주입 펌프(1425)에 연결될 수도 있다. Outlet tube 1421 may extend from solids tank 1411 and bubble water tanks 1413 , 1415 , 1417 to injection pump 1425 . For example, the outlet pipe 1421 may be connected to the injection pump 1425 separately from the solids tank 1411 and the bubble water tanks 1413 , 1415 , and 1417 . As another example, the outlet pipe 1421 may be connected to the injection pump 1425 by being integrated after being withdrawn from each of the solids tank 1411 and the bubble water tanks 1413 , 1415 , and 1417 .

주입관(1423)은 주입 펌프(1425)로부터 오염 지하수(1440)로 연장될 수 있다. 이 때 오염 지하수(1440) 내에 오염 물질(1450)이 유입되고 있을 수 있다. 일 예로, 주입관(1423)은 직접적으로 오염 지하수(1440)로 연장될 수 있다. 다른 예로, 주입관(1423)은 토양(1430)을 관통하면서, 오염 지하수(1440)로 연장될 수 있다. The injection pipe 1423 may extend from the injection pump 1425 to the contaminated groundwater 1440 . At this time, the pollutant 1450 may be flowing into the polluted groundwater 1440 . For example, the injection pipe 1423 may directly extend to the contaminated groundwater 1440 . As another example, the injection pipe 1423 may extend to the contaminated groundwater 1440 while penetrating the soil 1430 .

주입 펌프(1425)는 고형물 탱크(1411)로부터 오염 지하수(1440)로 마이크로 고형물(1412)을 공급할 수 있다. 주입 펌프(1425)는 유출관(1421)을 통하여 고형물 탱크(1411)로부터 마이크로 고형물(1412)을 유출시키고, 주입관(1423)을 통하여 오염 지하수(1440)로 마이크로 고형물(1412)을 주입할 수 있다. 이와 마찬가지로, 주입 펌프(1425)는 기포수 탱크(1413, 1415, 1417)로부터 오염 지하수(1440)로 초미세 기포(1414)들이 함유된 초미세 기포수를 공급할 수 있다. 주입 펌프(1425)는 유출관(1421)을 통하여 기포수 탱크(1413, 1415, 1417)로부터 초미세 기포수를 유출시키고, 주입관(1423)을 통하여 오염 지하수(1440)로 초미세 기포수를 주입할 수 있다. 이 때 주입 펌프(1425)는 마이크로 고형물(1412)과 초미세 기포수를 동시에 오염 지하수(1440)에 주입할 수 있으며, 선택적으로 오염 지하수(1440)에 주입할 수도 있다. 여기서, 주입 펌프(1425)는 제 1 초미세 기포수, 제 2 초미세 기포수 또는 제 3 초미세 기포수 중 적어도 어느 하나를 오염 지하수(1440)에 주입할 수 있다. Infusion pump 1425 may supply microsolids 1412 from solids tank 1411 to contaminated groundwater 1440 . The injection pump 1425 discharges the micro-solids 1412 from the solids tank 1411 through the outlet pipe 1421, and the micro-solids 1412 can be injected into the contaminated groundwater 1440 through the injection pipe 1423. there is. Likewise, the injection pump 1425 may supply ultrafine bubble water containing ultrafine bubbles 1414 from the bubble water tanks 1413 , 1415 , and 1417 to the contaminated groundwater 1440 . The injection pump 1425 discharges the ultrafine bubble water from the bubble water tanks 1413, 1415, 1417 through the outlet pipe 1421, and converts the ultrafine bubble water into the contaminated groundwater 1440 through the injection pipe 1423. can be injected. At this time, the injection pump 1425 may inject the micro-solids 1412 and the ultra-fine bubble water into the contaminated groundwater 1440 at the same time, and may optionally be injected into the contaminated groundwater 1440 . Here, the injection pump 1425 may inject at least one of the first ultrafine bubble water, the second ultrafine bubble water, and the third ultrafine bubble water into the contaminated groundwater 1440 .

다양한 실시예들에 따른 오염 지하수 자연 저감 촉진 방법은, 산소를 기반으로, 초미세 기포(200, 1414)들이 함유된 초미세 기포수를 제조하는 단계, 및 초미세 기포(200, 1414)들에 의해 오염 지하수가 존재하는 대수층 내 오염 물질의 분해가 촉진되도록, 상기 초미세 기포수를 대수층 내에 주입하는 단계를 포함할 수 있다. The method for promoting natural reduction of polluted groundwater according to various embodiments includes the steps of preparing ultra-fine bubble water containing ultra-fine bubbles 200 and 1414 based on oxygen, and the ultra-fine bubbles 200 and 1414 and injecting the ultrafine bubble water into the aquifer to promote decomposition of pollutants in the aquifer in which the contaminated groundwater exists.

다양한 실시예들에 따르면, 초미세 기포(200, 1414)들은 나노 사이즈의 직경을 가질 수 있다. According to various embodiments, the ultrafine bubbles 200 and 1414 may have a diameter of a nano size.

다양한 실시예들에 따르면, 초미세 기포(200, 1414)들 중 적어도 일부는 대수층의 토양 입자들 사이에 트래핑되고, 물질 전달(mass transfer)을 통해 오염 물질의 분해를 촉진시킬 수 있다. According to various embodiments, at least some of the ultrafine bubbles 200 and 1414 may be trapped between soil particles in the aquifer, and may promote decomposition of contaminants through mass transfer.

다양한 실시예들에 따르면, 오염 지하수 자연 저감 촉진 방법은, 미생물(610)을 캡슐화하는 마이크로 고형물(600, 1412)을 제조하는 단계, 및 마이크로 고형물(600, 1412)을 오염 지하수 내에 주입하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to various embodiments, the method for promoting natural reduction of polluted groundwater includes the steps of preparing micro-solids 600 and 1412 encapsulating the microorganisms 610, and injecting the micro-solids 600 and 1412 into contaminated groundwater. may include more.

다양한 실시예들에 따르면, 마이크로 고형물(600, 1412)은, 알긴산염(alginate), 젤란검(gellan gum) 및 금속이온을 포함하고, 서로 다른 상의 용액들의 혼합 용액 내에서 알긴산염, 젤란검 및 금속이온이 반응하여, 미생물(610)을 캡슐화하도록 형성될 수 있다.According to various embodiments, the microsolids 600 and 1412 include alginate, gellan gum, and metal ions, and in a mixed solution of solutions of different phases, alginate, gellan gum and The metal ions may react to encapsulate the microorganism 610 .

다양한 실시예들에 따르면, 초미세 기포(200, 1414)들의 직경은 100 nm 이상이고 200 nm 이하일 수 있다. According to various embodiments, the diameters of the ultrafine bubbles 200 and 1414 may be greater than or equal to 100 nm and less than or equal to 200 nm.

다양한 실시예들에 따르면, 초미세 기포수 내에서 초미세 기포(200, 1414)들의 농도는 5×108 개/mL일 수 있다. According to various embodiments, the concentration of the ultrafine bubbles 200 and 1414 in the number of ultrafine bubbles may be 5×10 8 pieces/mL.

다양한 실시예들에 따르면, 초미세 기포수 제조 단계는, 가압 용해 방식으로 물에 산소를 용해시켜, 초미세 기포수를 제조하는 단계를 포함할 수 있다. According to various embodiments, the step of preparing ultra-fine bubble water may include dissolving oxygen in water in a pressure dissolution method to prepare ultra-fine bubble water.

다양한 실시예들에 따르면, 오염 물질은 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 또는 자일렌 중 적어도 어느 하나를 포함하는 유기용제를 포함하고, 초미세 기포(200, 1414)들이 오염 지하수 내에서 유기용제의 분해를 촉진할 수 있다. According to various embodiments, the pollutant includes an organic solvent including at least one of benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene, and the ultrafine bubbles 200 and 1414 prevent the decomposition of the organic solvent in the contaminated groundwater. can promote

다양한 실시예들에 따르면, 오염 물질은 석유계총탄화수소의 오염 물질을 포함하고, 미생물(610)이 오염 지하수 내에서 석유계 탄화수소류의 오염 물질을 분해하고, 초미세 기포(200, 1414)들이 오염 지하수 내에서 석유계 탄화수소류의 오염 물질에 대한 분해를 촉진할 수 있다. According to various embodiments, the pollutants include pollutants of petroleum-based total hydrocarbons, the microorganism 610 decomposes the pollutants of petroleum hydrocarbons in the polluted groundwater, and the ultrafine bubbles 200 and 1414 are polluted It can promote the decomposition of pollutants of petroleum hydrocarbons in groundwater.

다양한 실시예들에 따르면, 마이크로 고형물(600, 1412)의 제조 단계는, 알긴산염, 젤란검 및 금속이온을 준비하는 단계, 기름상의 제 1 용액에 알긴산염, 젤란검 및 미생물을 포함하는 물상의 제 2 용액을 제공하여, 제 1 혼합 용액을 생성하는 단계, 및 제 1 혼합 용액에 금속이온을 포함하는 기름상과 물상이 혼합된 제 3 용액을 제공하여, 제 2 혼합 용액을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. According to various embodiments, the steps of preparing the microsolids 600 and 1412 include preparing alginate, gellan gum and metal ions, and a water phase containing alginate, gellan gum and microorganisms in a first solution of an oily phase. providing a second solution to generate a first mixed solution; and providing a third solution in which an oil phase and a water phase containing metal ions are mixed to the first mixed solution to produce a second mixed solution; may include

다양한 실시예들에 따르면, 마이크로 고형물(600, 1412)의 직경은 30 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하일 수 있다. According to various embodiments, the diameter of the micro-solids 600 and 1412 may be 30 μm or more and 50 μm or less.

다양한 실시예들에 따르면, 마이크로 고형물(600, 1412)의 기계적 강도는 132.7 g 이상 169.5 g 이하일 수 있다. According to various embodiments, the mechanical strength of the microsolids 600 and 1412 may be 132.7 g or more and 169.5 g or less.

다양한 실시예들에 따르면, 제 1 용액은 식물성 기름으로 이루어지고, 제 2 용액은 물로 이루어지고, 제 3 용액은 식물과 기름과 물이 혼합된 것일 수 있다.According to various embodiments, the first solution may be made of vegetable oil, the second solution may be made of water, and the third solution may be a mixture of plants, oil, and water.

다양한 실시예들에 따르면, 제 1 용액 또는 제 3 용액 중 적어도 어느 하나가 식물성 기름에 혼합되는 유화제를 더 포함할 수 있다.According to various embodiments, at least one of the first solution or the third solution may further include an emulsifier mixed with vegetable oil.

다양한 실시예들에 따르면, 알긴산염, 젤란검 및 금속이온 준비 단계는, 미생물 1 ml를 포함하는 제 2 혼합 용액에 대해, 알긴산염 10 g/l, 젤란검 1 g/l 및 금속이온 914 mg/l의 비율로, 알긴산염, 젤란검 및 금속이온을 준비할 수 있다. According to various embodiments, in the step of preparing alginate, gellan gum and metal ions, 10 g/l of alginate, 1 g/l of gellan gum, and 914 mg of metal ions for a second mixed solution containing 1 ml of microorganisms At a ratio of /l, alginate, gellan gum and metal ions can be prepared.

다양한 실시예들에 따르면, 마이크로 고형물(600, 1412)은, 미생물(610)의 비활성화를 방지하여, 미생물(610)로 하여금, 오염 지하수 내에서 석유계 탄화수소류의 오염 물질을 생분해하도록 허용할 수 있다. According to various embodiments, the micro-solids 600 and 1412 may prevent inactivation of the microorganism 610, allowing the microorganism 610 to biodegrade petroleum-based hydrocarbon contaminants in the contaminated groundwater. there is.

다양한 실시예들에 따른 오염 지하수 자연 저감 촉진 장치(1400)는, 산소를 기반으로, 초미세 기포(200, 1414)들이 함유된 초미세 기포수로 충전된 기포수 탱크(1413, 1415, 1417), 미생물(610)을 캡슐화하는 마이크로 고형물(600, 1412)로 충전된 고형물 탱크(1411), 및 초미세 기포수 또는 마이크로 고형물(600, 1412) 중 적어도 어느 하나를 오염 지하수가 존재하는 대수층 내에 주입하도록 구성된 주입 펌프(1425)를 포함할 수 있다. The apparatus 1400 for promoting natural reduction of polluted groundwater according to various embodiments is a bubble water tank (1413, 1415, 1417) filled with ultrafine bubble water containing ultrafine bubbles (200, 1414) based on oxygen , a solids tank 1411 filled with micro-solids 600, 1412 encapsulating the microorganisms 610, and at least one of ultra-fine bubble water or micro-solids 600, 1412 is injected into an aquifer in which contaminated groundwater exists an infusion pump 1425 configured to

다양한 실시예들에 따르면, 초미세 기포(200, 1414)들은, 나노 사이즈의 직경을 가질 수 있다. According to various embodiments, the ultrafine bubbles 200 and 1414 may have a diameter of a nano size.

다양한 실시예들에 따르면, 초미세 기포(200, 1414)들 중 적어도 일부는, 대수층의 토양 입자들 사이에 트래핑되고, 물질 전달을 통해 오염 물질의 분해를 촉진시킬 수 있다. According to various embodiments, at least some of the ultrafine bubbles 200 and 1414 may be trapped between the soil particles of the aquifer, and may promote decomposition of contaminants through mass transfer.

다양한 실시예들에 따르면, 마이크로 고형물(600, 1412)은, 알긴산염, 젤란검 및 금속이온을 포함하고, 서로 다른 상의 용액들의 혼합 용액 내에서 알긴산염, 젤란검 및 금속이온이 반응하여, 미생물(610)을 캡슐화하도록 형성될 수 있다. According to various embodiments, the microsolids 600 and 1412 include alginate, gellan gum, and metal ions, and the alginate, gellan gum, and metal ions react in a mixed solution of solutions of different phases to react, may be formed to encapsulate 610 .

다양한 실시예들에 따르면, 오염 지하수 자연 저감 촉진 장치(1400)는, 이동 가능한 차량 구조로 구현될 수 있다. According to various embodiments, the apparatus 1400 for promoting natural reduction of polluted groundwater may be implemented as a movable vehicle structure.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.Various embodiments of this document and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to a specific embodiment, but it should be understood to include various modifications, equivalents, and/or substitutions of the embodiments. In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for like components. The singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this document, expressions such as “A or B”, “at least one of A and/or B”, “A, B or C” or “at least one of A, B and/or C” refer to all of the items listed together. Possible combinations may be included. Expressions such as "first", "second", "first" or "second" can modify the corresponding elements regardless of order or importance, and are used only to distinguish one element from another element. The components are not limited. When an (eg, first) component is referred to as being “(functionally or communicatively) connected” or “connected” to another (eg, second) component, that component is It may be directly connected to the component or may be connected through another component (eg, a third component).

다양한 실시예들에 따르면, 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 통합 이전에 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.According to various embodiments, each component (eg, a module or a program) of the described components may include a singular or a plurality of entities. According to various embodiments, one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added. Alternatively or additionally, a plurality of components (eg, a module or a program) may be integrated into one component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to integration. According to various embodiments, operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, omitted, or , or one or more other operations may be added.

Claims (15)

오염 지하수 자연 저감 촉진 방법에 있어서,
산소를 기반으로, 초미세 기포들이 함유된 초미세 기포수를 제조하는 단계;
미생물을 캡슐화하는 마이크로 고형물을 제조하는 단계; 및
상기 초미세 기포들에 의해 상기 오염 지하수가 존재하는 대수층 내 오염 물질의 분해가 촉진되도록, 상기 초미세 기포수 및 상기 마이크로 고형물을 상기 대수층 내에 주입하는 단계를 포함하고,
상기 초미세 기포들은 나노 사이즈의 직경을 갖고,
상기 초미세 기포들 중 적어도 일부는 상기 대수층의 토양 입자들 사이에 트래핑되고, 물질 전달(mass transfer)을 통해 상기 오염 물질의 분해를 촉진시키고,
상기 마이크로 고형물은 알긴산염(alginate), 젤란검(gellan gum) 및 금속이온을 포함하고,
상기 마이크로 고형물 제조 단계는,
상기 알긴산염, 상기 젤란검 및 상기 금속이온을 준비하는 단계;
기름상의 제 1 용액에 상기 알긴산염, 상기 젤란검 및 상기 미생물을 포함하는 물상의 제 2 용액을 제공하여, 제 1 혼합 용액을 생성하는 단계; 및
상기 제 1 혼합 용액에 상기 금속이온을 포함하는 상기 기름상과 상기 물상이 혼합된 제 3 용액을 제공하여, 제 2 혼합 용액을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 마이크로 고형물은 상기 제 2 혼합 용액 내에서 상기 알긴산염, 상기 젤란검 및 상기 금속이온이 반응하여, 상기 미생물을 캡슐화하도록 형성되고,
상기 제 1 용액은 식물성 기름으로 이루어지고,
상기 제 2 용액은 물로 이루어지고,
상기 제 3 용액은 식물성 기름과 물이 혼합된 것이며,
상기 제 1 용액 또는 상기 제 3 용액 중 적어도 어느 하나가 상기 식물성 기름에 혼합되는 유화제를 더 포함하는 방법.
In the method for promoting natural reduction of polluted groundwater,
Based on oxygen, preparing ultra-fine bubble water containing ultra-fine bubbles;
preparing micro-solids encapsulating microorganisms; and
and injecting the ultrafine bubble water and the microsolids into the aquifer so that the decomposition of the pollutants in the aquifer in which the contaminated groundwater is present is promoted by the ultrafine bubbles,
The ultrafine bubbles have a nano-sized diameter,
At least some of the microbubbles are trapped between the soil particles in the aquifer, and promote decomposition of the contaminant through mass transfer;
The micro-solids include alginate, gellan gum, and metal ions,
The micro-solid manufacturing step is,
preparing the alginate, the gellan gum and the metal ion;
providing a second solution in the water phase including the alginate, the gellan gum, and the microorganism to the first solution in the oil phase to produce a first mixed solution; and
providing a third solution in which the oil phase and the water phase containing the metal ions are mixed to the first mixed solution to generate a second mixed solution,
The micro-solids are formed to encapsulate the microorganisms by reacting the alginate, the gellan gum, and the metal ions in the second mixed solution,
The first solution consists of vegetable oil,
The second solution consists of water,
The third solution is a mixture of vegetable oil and water,
The method further comprising an emulsifier in which at least one of the first solution or the third solution is mixed with the vegetable oil.
 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 초미세 기포들의 직경은 100 nm 이상이고 200 nm 이하인 방법.
The method of claim 1,
The diameter of the ultrafine bubbles is greater than or equal to 100 nm and less than or equal to 200 nm.
 제 3 항에 있어서,
상기 초미세 기포수 내에서 상기 초미세 기포들의 농도는 5×108 개/mL인 방법.
4. The method of claim 3,
The concentration of the ultrafine bubbles in the number of ultrafine bubbles is 5×10 8 pieces/mL.
 제 1 항에 있어서, 상기 초미세 기포수 제조 단계는,
가압 용해 방식으로 물에 상기 산소를 용해시켜, 상기 초미세 기포수를 제조하는 단계를 포함하는 방법.
According to claim 1, wherein the step of preparing the ultra-fine bubble water,
Dissolving the oxygen in water in a pressure dissolution method, comprising the step of preparing the ultra-fine bubble water.
 제 1 항에 있어서,
상기 오염 물질은 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 또는 자일렌 중 적어도 어느 하나를 포함하는 유기용제를 포함하고,
상기 초미세 기포들이 상기 대수층 내에서 상기 유기용제의 분해를 촉진하는 방법.
The method of claim 1,
The contaminants include an organic solvent containing at least one of benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene,
A method in which the ultrafine bubbles promote decomposition of the organic solvent in the aquifer.
 제 1 항에 있어서,
상기 오염 물질은 석유계 탄화수소류의 오염 물질을 포함하고,
상기 미생물이 상기 대수층 내에서 상기 석유계 탄화수소류의 오염 물질을 분해하고,
상기 초미세 기포들이 상기 대수층 내에서 상기 석유계 탄화수소류의 오염 물질에 대한 분해를 촉진하는 방법.
The method of claim 1,
The pollutants include pollutants of petroleum hydrocarbons,
The microorganism decomposes the contaminants of the petroleum hydrocarbons in the aquifer,
A method in which the ultrafine bubbles promote decomposition of the petroleum hydrocarbon-based contaminants in the aquifer.
 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 마이크로 고형물의 직경은 30 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하인 방법.
The method of claim 1,
The diameter of the micro-solid material is 30 μm or more and 50 μm or less.
 제 1 항에 있어서,
상기 마이크로 고형물의 기계적 강도는 132.7 g 이상 169.5 g 이하인 방법.
The method of claim 1,
wherein the mechanical strength of the micro-solid material is 132.7 g or more and 169.5 g or less.
 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 알긴산염, 상기 젤란검 및 상기 금속이온 준비 단계는,
상기 미생물 1 ml(1010 cells/mL), 상기 알긴산염 10 g/l, 상기 젤란검 1 g/l을 함유하는 고분자 용액 및 전체 용액에 대한 상기 금속이온 914 mg/l의 비율로, 상기 알긴산염, 상기 젤란검 및 상기 금속이온을 준비하는 방법.
According to claim 1, wherein the alginate, the gellan gum and the metal ion preparation step,
1 ml (10 10 cells/mL) of the microorganism, 10 g/l of the alginate, the polymer solution containing 1 g/l of the gellan gum, and the metal ion in a ratio of 914 mg/l to the total solution, the alginic acid A method for preparing the salt, the gellan gum and the metal ion.
 제 7 항에 있어서, 상기 마이크로 고형물은,
상기 미생물의 비활성화를 방지하여, 상기 미생물로 하여금, 상기 오염 지하수 내에서 석유계 탄화수소류의 오염 물질을 생분해하도록 허용하는 방법.
The method of claim 7, wherein the micro-solids,
A method of preventing the inactivation of the microorganisms, thereby allowing the microorganisms to biodegrade petroleum hydrocarbons contaminants in the contaminated groundwater.
 오염 지하수 자연 저감 촉진 장치에 있어서,
산소를 기반으로, 초미세 기포들이 함유된 초미세 기포수로 충전된 기포수 탱크;
미생물을 캡슐화하는 마이크로 고형물로 충전된 고형물 탱크; 및
상기 초미세 기포수 또는 상기 마이크로 고형물 중 적어도 어느 하나를 상기 오염 지하수가 존재하는 대수층 내에 주입하도록 구성된 주입 펌프를 포함하고,
상기 초미세 기포들은 나노 사이즈의 직경을 갖고,
상기 초미세 기포들 중 적어도 일부는 상기 대수층의 토양 입자들 사이에 트래핑되고, 물질 전달(mass transfer)을 통해 오염 물질의 분해를 촉진시키고,
상기 마이크로 고형물은 알긴산염(alginate), 젤란검(gellan gum) 및 금속이온을 포함하고,
상기 장치는 이동 가능한 차량 구조로 구현되고,
상기 마이크로 고형물은,
상기 알긴산염, 상기 젤란검 및 상기 금속이온을 준비하고,
기름상의 제 1 용액에 상기 알긴산염, 상기 젤란검 및 상기 미생물을 포함하는 물상의 제 2 용액을 제공하여, 제 1 혼합 용액을 생성하고,
상기 제 1 혼합 용액에 상기 금속이온을 포함하는 상기 기름상과 상기 물상이 혼합된 제 3 용액을 제공하여, 제 2 혼합 용액을 생성하는 것에 의해, 제조되고,
상기 마이크로 고형물은 상기 제 2 혼합 용액 내에서 상기 알긴산염, 상기 젤란검 및 상기 금속이온이 반응하여, 상기 미생물을 캡슐화하도록 형성되고,
상기 제 1 용액은 식물성 기름으로 이루어지고,
상기 제 2 용액은 물로 이루어지고,
상기 제 3 용액은 식물성 기름과 물이 혼합된 것이며,
상기 제 1 용액 또는 상기 제 3 용액 중 적어도 어느 하나가 상기 식물성 기름에 혼합되는 유화제를 더 포함하는 장치.In the apparatus for promoting natural reduction of polluted groundwater,
Oxygen-based, bubble water tank filled with ultra-fine bubble water containing ultra-fine bubbles;
a solids tank filled with micro-solids encapsulating microorganisms; and
an injection pump configured to inject at least one of the ultrafine bubble water or the microsolids into the aquifer in which the contaminated groundwater exists,
The ultrafine bubbles have a nano-sized diameter,
At least some of the microbubbles are trapped between the soil particles in the aquifer, and promote decomposition of contaminants through mass transfer;
The micro-solids include alginate, gellan gum, and metal ions,
The device is implemented as a movable vehicle structure,
The microsolids are
Preparing the alginate, the gellan gum and the metal ion,
providing a second solution in the water phase including the alginate, the gellan gum and the microorganism to the first solution in the oil phase to produce a first mixed solution,
It is prepared by providing a third solution in which the oil phase and the water phase containing the metal ions are mixed to the first mixed solution to produce a second mixed solution,
The micro-solids are formed to encapsulate the microorganisms by reacting the alginate, the gellan gum, and the metal ions in the second mixed solution,
The first solution consists of vegetable oil,
The second solution consists of water,
The third solution is a mixture of vegetable oil and water,
The apparatus further comprising an emulsifier in which at least one of the first solution or the third solution is mixed with the vegetable oil.
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