KR20110118395A - Permeable barrier and method using the same for theremediation of contaminated ground water - Google Patents

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Abstract

미생물의 안전성을 향상시키고 지하수내 오염물질을 효과적으로 정화할 수 있는 투수성 반응벽체 및 이를 이용한 오염지하수 정화방법이 소개된다. 이 오염지하수 정화방법은 특정 미생물을 담체 내에 포괄고정화한 투수성 반응벽체를 지하수의 이동 경로상에 배치하는 단계와, 투수성 반응벽체에 기질 및 산소를 공급하는 단계와, 투수성 반응벽체 내부에서 순환이 이루어지도록 기질이 공급된 투수성 반응벽체의 반대측에서 기질을 흡입하는 단계와, 투수성 반응벽체를 통과하는 지하수내 오염물질을 특정 미생물에 의한 생물학적 반응을 통해 분해하는 단계를 포함한다.A permeable reaction wall and a groundwater purification method using the same are introduced to improve the safety of microorganisms and to effectively purify contaminants in groundwater. The groundwater purification method includes the steps of disposing a permeable reaction wall in which a specific microorganism is encapsulated and fixed in a carrier on a movement path of groundwater, supplying a substrate and oxygen to the permeable reaction wall, and in the permeable reaction wall. Inhaling the substrate on the opposite side of the permeable reaction wall supplied with the substrate for circulation, and decomposing the contaminants in the groundwater passing through the permeable reaction wall through biological reactions by specific microorganisms.

Description

투수성 반응벽체 및 이를 이용한 오염지하수 정화방법{PERMEABLE BARRIER AND METHOD USING THE SAME FOR THEREMEDIATION OF CONTAMINATED GROUND WATER}Permeable reaction wall and method for purifying contaminated groundwater using the same {PERMEABLE BARRIER AND METHOD USING THE SAME FOR THEREMEDIATION OF CONTAMINATED GROUND WATER}

본 발명은 투수성 반응벽체 및 이를 이용한 오염지하수 정화방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 염소계유기화합물을 분해시킬 수 있는 특정 미생물을 담체 내에 포괄고정화하여 지하수내 오염물질을 정화할 수 있는 투수성 반응벽체 및 이를 이용한 오염지하수 정화방법에 관한 것이다.The present invention relates to a permeable reaction wall and a method for purifying contaminated groundwater using the same, and more particularly, a permeable reaction capable of purifying contaminants in groundwater by incorporating and fixing a specific microorganism capable of decomposing chlorine-based organic compounds in a carrier. It relates to a wall and a method for purifying polluted groundwater using the same.

산업 발달의 가속화 및 인구증가 등으로 인해 발생된 방대한 양의 폐기물은 지반 및 지하수를 심각한 수준으로 오염시키고 있다. 특히, 지하수를 공업용수, 농업용수 및 식수로 사용하는 경우가 증가되는 상황에서, 지하수 수질에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이와 함께 지하수 수질을 개선을 위한 여러 가지 정화 방법들이 개발되고 있다.The vast amount of waste generated by the acceleration of industrial development and population growth has seriously contaminated ground and groundwater. In particular, in the situation where the use of groundwater as industrial water, agricultural water and drinking water is increasing, interest in the groundwater quality is increasing, and various purification methods for improving the groundwater quality have been developed.

지하수 수질의 개선을 위한 정화 방법으로는, 굴착제거, 표면제어, 차폐, 양수, 진공추출, 고화 및 수압 파쇄 등의 물리적 방법과, 산화, 중화, 이온교환, 및 계면활성제 첨가 등의 화학적 방법과, 프라즈마, 동결, 열분해 및 유리화 등의 열적 방법과, 영양분 주입, 특정 미생물 이용 등의 생물학적 방법과, 전기삼투 등을 이용한 동전기적 방법 등이 있다.Purification methods to improve groundwater quality include physical methods such as excavation removal, surface control, shielding, pumping, vacuum extraction, solidification and hydraulic fracturing, and chemical methods such as oxidation, neutralization, ion exchange, and surfactant addition. , Thermal methods such as plasma, freezing, pyrolysis and vitrification, biological methods such as nutrient injection, use of specific microorganisms, and electrokinetic methods using electroosmosis.

이러한 정화 방법들 중에서, 실용성이 높은 방법으로는, 투수성 반응벽체(permeable reactive barrier)를 이용하여 지하수 내의 오염물질을 배수 제거하거나 흡착제거하는 방법을 들 수 있으며, 이와 관련된 종래기술로, "토양 미생물을 함유하는 반응매질을 포함하는 오염 지하수정화용 투수성 반응벽체 및 이를 이용한 오염 지하수정화방법(등록번호: 10-0529300(2005.11.10))"이 제안된 바 있다. Among these purification methods, a highly practical method may be a method of draining or adsorbing contaminants in groundwater by using a permeable reactive barrier. Permeable reaction walls for contaminated groundwater purification including a reaction medium containing microorganisms and contaminated groundwater purification method using the same (Registration No .: 10-0529300 (2005.11.10)) have been proposed.

그러나 이러한 종래기술의 경우, 종래 투수성 반응벽체에 미생물을 직접 공급하게 되면, 공급된 미생물과 기존의 토착 미생물 간에 경쟁이 However, in the case of the conventional technology, when microorganisms are directly supplied to the conventional permeable reaction wall, competition between the supplied microorganisms and the existing indigenous microorganisms is difficult. 발생될Be generated 수 있으며, 결국 이들 미생물들 간의 경쟁으로 인해 미생물을 이용한 지하수 내 오염물질의 정화가 효과적으로 이루어지지 못했다는 문제가 있었다.  In the end, due to the competition between these microorganisms there was a problem that the purification of contaminants in the groundwater using the microorganism was not effective.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 지하수내 오염물질을 정화하기 위한 미생물의 안전성을 향상시키고, 지하수내 오염물질의 처리 능력을 향상시킬 수 있는 투수성 반응벽체 및 이를 이용한 오염지하수 정화방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving this problem is to improve the safety of microorganisms for purifying the contaminants in the groundwater, permeable reaction wall that can improve the treatment capacity of the contaminants in the groundwater and groundwater purification method using the same To provide.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 투수성 반응벽체를 이용한 오염지하수 정화방법은, 특정 미생물을 담체 내에 포괄고정화한 투수성 반응벽체를 지하수의 이동 경로상에 배치하는 단계와, 상기 투수성 반응벽체에 기질 및 산소를 공급하는 단계와, 상기 투수성 반응벽체 내부에서 순환이 이루어지도록 상기 기질이 공급되는 투수성 반응벽체의 반대측에서 기질을 흡입하는 단계와, 투수성 반응벽체를 통과하는 지하수내 오염물질을 특정 미생물에 의한 생물학적 반응을 통해 분해하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the contaminated groundwater purification method using the permeable reaction wall according to the present invention includes disposing a permeable reaction wall in which a specific microorganism is encapsulated and fixed in a carrier on the movement path of groundwater, and the permeable reaction. Supplying a substrate and oxygen to the wall, sucking the substrate on the opposite side of the permeable reaction wall to which the substrate is supplied so as to circulate inside the permeable reaction wall, and in the groundwater passing through the permeable reaction wall Degrading the contaminant through a biological reaction by a specific microorganism.

이때, 상기 분해하는 단계는, 상기 기질 및 산소를 공급하는 단계에서 공급된 기질을 통해 담체 내의 특정 미생물이 분해효소를 배출하도록 하고, 특정 미생물에서 배출된 분해효소를 통해 오염물질 중에서 염소계유기화합물을 분해하는 것이 바람직하다. 상기 담체는 중합체 분자를 통해 형성된 백본(backbone)들 사이에 가교결합을 형성하는 3차원 그물구조로, 폴리에틸렌 글리콜(PEG:Polethylene Glycol)계의 중합체로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 특정 미생물은 슈도모나스 세파시아 G4(Pseudomonas cepacia G4) 또는 니트로소모나스 유로패아(Nitrosomonas europaea)를 포함하는 호기성 미생물인 것이 바람직하다. 상기 슈도모나스 세파시아 G4(Pseudomonas cepacia G4) 미생물에 기질로서 톨루엔(Toluene)을 공급하고, 상기 니트로소모나스 유로패아(Nitrosomonas europaea) 미생물에 기질로서 질산염(Nitrate)을 공급하는 하는 것이 바람직하다.At this time, the step of decomposing, the specific microorganism in the carrier through the substrate supplied in the step of supplying the substrate and oxygen to release the degrading enzyme, the chlorine-based organic compounds in the contaminants through the degrading enzyme released from the specific microorganism It is preferable to decompose. The carrier is a three-dimensional network that forms crosslinks between backbones formed through polymer molecules, and is preferably composed of polyethylene glycol (PEG) -based polymer. The specific microorganism is preferably an aerobic microorganism including Pseudomonas cepacia G4 or Nitrosomonas europaea. It is preferable to supply toluene as a substrate to the Pseudomonas cepacia G4 microorganism and to supply nitrate as a substrate to the Nitrosomonas europaea microorganism.

본 발명에 따른 투수성 반응벽체는, 특정 미생물이 포괄고정화된 담체가 반응벽체망에 의해 수용되는 케이스와, 상기 케이스의 일측에 설치되고 상기 특정 미생물에 기질을 공급하기 위한 분사노즐이 구비된 기질투입관과, 상기 케이스의 타측에 설치되고 상기 담체에서 기질의 순환이 이루어지도록 상기 분사노즐에서 공급된 기질을 회수하는 흡입망이 구비된 기질흡입관을 포함한다.The permeable reaction wall according to the present invention is a substrate having a specific microorganism encapsulated and fixed by a reaction wall network, and a substrate having a spray nozzle installed on one side of the case and supplying a substrate to the specific microorganism. And a substrate suction tube installed at the other side of the case and provided with a suction network for recovering the substrate supplied from the injection nozzle so as to circulate the substrate in the carrier.

여기서, 상기 케이스에는 복수의 기질투입관과 복수의 기질흡입관이 복수의 담체를 사이에 두고 서로 대향되도록 나란하게 배치되는 것이 바람직하다. 상기 반응벽체망은 스테인리스 스틸 또는 구리 재질로 구성되고 상기 담체의 크기보다 작은 크기의 체사이즈를 갖는 것이 바람직하다. 상기 담체는 중합체 분자를 통해 형성된 백본(backbone)들 사이에 가교결합을 형성하는 3차원 그물구조로, 폴리에틸렌 글리콜(PEG:Polethylene Glycol)계의 중합체로 구성되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the plurality of substrate introduction tubes and the plurality of substrate suction tubes are arranged side by side to face each other with a plurality of carriers therebetween. The reaction wall network is preferably made of stainless steel or copper and has a body size smaller than the size of the carrier. The carrier is a three-dimensional network that forms crosslinks between backbones formed through polymer molecules, and is preferably composed of polyethylene glycol (PEG) -based polymer.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.According to the present invention, the following remarkable effects can be realized.

첫째, 본 발명은 오염물질을 다른 매질로 이동시켜 처리하는 물리, 화학적 방법과 달리, 특정 미생물을 활용한 생물학적 방법을 통해 2차 오염의 유발가능성을 작게 함으로써, 오염물질을 처리하는 과정이 친환경적이다는 이점이 있다.First, in the present invention, unlike the physical and chemical methods of moving pollutants to other media for treatment, the process of treating pollutants is environmentally friendly by reducing the possibility of secondary pollution through biological methods utilizing specific microorganisms. Has the advantage.

둘째, 본 발명은 공동대사를 통해, 일반적인 생물학적 처리방법으로 분해하기 어려운 염소성 유기물 등의 난분해성 물질을 용이하게 분해할 수 있다는 이점이 있다.Secondly, the present invention has an advantage that it is possible to easily decompose a hardly decomposable substance such as chlorine organic material which is difficult to decompose by a general biological treatment method through a common metabolism.

셋째, 본 발명은 담체를 통해 본 발명의 특정미생물과 토착미생물 사이에 성장기질을 두고 발생되는 경쟁관계를 방지함으로써, 지하수내 오염물질을 분해하는 본 발명의 특정 미생물들이 도태되지 않고 지속적으로 성장할 수 있도록 보호할 수 있다는 이점이 있다. Third, the present invention prevents competition between the specific microorganisms of the present invention and indigenous microorganisms caused by growth substrates through the carrier, so that the specific microorganisms of the present invention that decompose contaminants in groundwater can continue to grow without being removed. The benefit is that it can be protected.

넷째, 본 발명은 특정 미생물을 담체에 포괄고정화함으로써, 오염물질의 처리 능력을 향상시키고, 투수성 반응벽체의 사용시 효과수명을 늘릴 수 있으며, 고효율의 생물학적 정화 및 복원이 가능하다는 이점이 있다.Fourth, the present invention has the advantage that by incorporating and fixing a specific microorganism in the carrier, it is possible to improve the treatment capacity of the contaminants, increase the useful life of the use of the permeable reaction wall, high efficiency biological purification and restoration.

다섯째, 본 발명은 특정 미생물을 담체에 포괄고정화함으로써, 외부로부터의 포식이나 유실 등을 방지할 수 있으므로, 종래의 혐기 및 호기 단일 조건에서의 처리보다 효율을 증진시킬 수 있다는 이점이 있다.Fifth, the present invention can prevent predation or loss from the outside by enclosing and fixing a specific microorganism in a carrier, and thus, there is an advantage that the efficiency can be improved compared to treatment under conventional anaerobic and aerobic single conditions.

도 1은 본 발명에 따른 투수성 반응벽체 및 이를 이용한 오염지하수 정화방법를 도시한 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 투수성 반응벽체를 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 투수성 반응벽체의 기질투입관 및 기질흡입관을 도시한 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 투수성 반응벽체를 이용한 오염지하수 정화방법을 도시한 블록도.
1 is a conceptual diagram showing a permeable reaction wall and a contaminated groundwater purification method using the same according to the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing a water-permeable reaction wall according to the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing a substrate inlet tube and substrate suction tube of the permeable reaction wall according to the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing a contaminated groundwater purification method using a permeable reaction wall according to the present invention.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 투수성 반응벽체는, 케이스(100), 기질투입관(200) 및 기질흡입관(300)을 포함하는 구성으로, 오염된 지반의 지하수(500)가 이동되는 경로상에 설치된다.As shown in Figures 1 to 3, the permeable reaction wall according to the present invention, the case 100, the substrate inlet pipe 200 and the substrate suction pipe 300, the configuration comprising a groundwater of contaminated ground ( 500 is installed on the moving path.

구체적으로 본 실시예에 따른 케이스(100)는 담체가 반응벽체망(미도시)에 의해 수용되는 구조이다. 여기서, 반응벽체망은 스테인리스 스틸 또는 구리 재질로 구성되고 담체의 크기보다 작은 크기의 체사이즈를 갖는다. Specifically, the case 100 according to the present embodiment has a structure in which a carrier is accommodated by a reaction wall network (not shown). Here, the reaction wall network is made of stainless steel or copper material and has a body size smaller than the size of the carrier.

특히, 케이스(100)에 담체가 사용되는 이유는, 특정 미생물의 포괄고정화를 통해 기존의 토착 미생물 간의 경쟁력 약화를 미연에 방지하기 위함이다. 즉, 지하수(500)와 토양에는 다양한 종류의 토착 미생물들이 존재하는데, 이 토착 미생물들은 성장기질로서 본 발명의 특정 미생물에 제공되는 기질을 동일하게 이용할 수 있고, 이들 토착 미생물들과 특정 미생물 간에 경쟁관계가 형성될 수 있으므로, 토착 미생물들이 포식자로 작용하고 본 발명의 특정 미생물이 피식자로 작용될 수 있으며, 따라서 이를 방지하기 위해, 본 실시예에서는 특정 미생물을 담체에 포괄고정화함으로써, 특정 미생물만을 보호하면서 지하수(500)내 오염물질을 효율적으로 분해할 수 있도록 한 것이다.In particular, the reason why the carrier is used in the case 100 is to prevent the weakening of the competitiveness between the existing indigenous microorganisms through the comprehensive fixation of specific microorganisms. That is, various kinds of indigenous microorganisms exist in the groundwater 500 and the soil, and these indigenous microorganisms may use the same substrates provided to specific microorganisms of the present invention as growth substrates, and compete between these indigenous microorganisms and specific microorganisms. As relationships can be established, indigenous microorganisms can act as predators and certain microorganisms of the present invention can act as predators, and in order to prevent this, in this embodiment, by immobilizing a specific microorganism on a carrier, only a specific microorganism is protected. While being able to efficiently decompose contaminants in the groundwater (500).

이때, 담체는 중합체 분자를 통해 형성된 백본(backbone)들 사이에 가교결합을 형성하는 3차원 그물구조로, 폴리에틸렌 글리콜(PEG:Polethylene Glycol)계의 중합체로 구성된다. 특히, 담체에 형성된 미세한 기공은, 기질의 투과는 가능하나 내부의 특정 미생물이 유출되거나, 외부의 미생물이 내부로 유입될 수 없도록 하여, 특정 미생물을 외부로부터 효과적으로 안전하게 보호할 수 있다.In this case, the carrier is a three-dimensional network structure that forms crosslinks between backbones formed through polymer molecules, and is composed of polyethylene glycol (PEG) -based polymer. In particular, the fine pores formed in the carrier, the permeation of the substrate is possible, but the specific microorganisms in the interior or the external microorganisms can not be introduced into the inside, it can effectively protect the specific microorganisms from the outside.

이러한 담체는 지하수(500)내 오염물질, 특히 티씨이(TCE: Trichlroethylene)를 통과시켜 특정 미생물에 의해 생물학적 처리가 이루어지도록 한다. 티씨이(TCE:Trichlroethylene)는 염소계유기화합물(chlorinated aliphatic hydrocarbons, CAHs)로 의류의 드라이 크리닝, 기계 및 전기부품의 기름 제거 등에 사용되고 있으며, 염소계유기화합물(CHAs)는 세계적으로 토양 및 지하수(500)의 주요 오염원이다. Such carriers allow contaminants in groundwater 500, particularly Trichlethylene (TCE), to be biologically treated by certain microorganisms. TCE (Trichlroethylene) is a chlorinated aliphatic hydrocarbons (CAHs) used for dry cleaning of garments and for the removal of oil from mechanical and electrical components.Chlorine-based organic compounds (CHAs) are used throughout the world for soil and groundwater (500). Is the main source of pollution.

담체에 포괄고정화되는 특정 미생물로는, 슈도모나스 세파시아 G4(Pseudomonas cepacia G4) 또는 니트로소모나스 유로패아(Nitrosomonas europaea)를 포함하는 호기성 미생물이 사용된다. As specific microorganisms to be immobilized on the carrier, aerobic microorganisms including Pseudomonas cepacia G4 or Nitrosomonas europaea are used.

본 실시예에서, 호기성 미생물을 사용하는 이유는, 호기성 미생물에 의한 TCE의 분해 반응 속도가 상대적으로 빠르며, 최종 산물로 전환되는 이산화탄소와 염소이온이 인체에 무해하기 때문이다. 특히, 연구된 바의 따르면, 티씨이(TCE)를 분해하는 미생물들은 특정의 기질(growth substrate)에 의해 옥시게나아제(oxygenase)를 발현하고, 이들 효소, 이른바 공동대사(cometabolism)에 의해 티씨이(TCE)가 제거되는데, 이 공동대사는 기질에 의해 발현된 효소를 이용하여 유해성분을 분해할 수 있다. In this embodiment, the reason for using the aerobic microorganisms is that the decomposition reaction rate of TCE by the aerobic microorganisms is relatively fast, and carbon dioxide and chlorine ions converted into the final product are harmless to the human body. In particular, as studied, microorganisms that degrade TCE express oxygenase by a specific growth substrate, and by these enzymes, so-called cometabolism, (TCE) is removed, which can cleave harmful components using enzymes expressed by the substrate.

반면에, 호기성 미생물 대신에 혐기성 미생물을 사용하게 되면, 혐기적 처리 과정에서 디클로로에틸렌( DCE : dichlorotehylene ), 염화비닐(monochloroethene( VC:vinyl chloride))이 축적될 수 있는데, 염화비닐은 티씨 이( TCE ) 보다 훨씬 강한 발암성을 가진다. 아울러, 탈염소화 환원 반응속도와 미생물의 성장속도가 매우 느리므로, 티씨이(TCE)제거를 위한 공정에 제약이 발생된다. 또한, 지하수(500)의 DO 농도가 2-3 mg/L임을 감안할 때 혐기성 분해만을 기대하기는 어렵다는 단점이 있다. On the other hand, The use of anaerobic microorganisms in place of aerobic microorganisms, dichloroethylene (DCE: dichlorotehylene) in the anaerobic treatment process, the vinyl chloride (monochloroethene (VC: vinyl chloride) ) may be accumulated, vinyl chloride Ticino the ( TCE ) is much stronger than carcinogenicity. In addition, since the dechlorination reduction reaction rate and the growth rate of microorganisms is very slow, the process for removing TCE (TCE) is generated. In addition, considering that the DO concentration of the groundwater 500 is 2-3 mg / L, it is difficult to expect only anaerobic decomposition.

한편, 케이스(100)의 일측에는 담체내의 특정 미생물에 기질을 공급하기 위한 기질투입관(200)이 설치된다. 기질투입관(200)은 담체내 특정 미생물의 성장기질에 해당되는 기질을 투입하기 위한 것으로, 담체내 특정 미생물인 슈도모나스 파시아 G4 ( Pseudomonas cepacia G4 ) 미생물에 기질로서 톨루엔(Toluene)을 공급하고, 담체내 특정 미생물인 니트로소모나스 유로패아 ( Nitrosomonas europaea ) 미생물에 기질로서 질산염(Nitrate)을 공급한다. 여기서, 기질은 세포의 성장이나 유지에 필요한 환원력과 에너지를 제공하는 전자공여체를 의미하며, 공동 대사 효소와 보조인자들의 생성이 기질에 의해 유도된다. On the other hand, one side of the case 100 is provided with a substrate injection tube 200 for supplying a substrate to a specific microorganism in the carrier. Substrate injection pipe 200 to be introduced to the substrate which corresponds to the growth substrate for microorganisms within a specified carrier, the carrier wave of Pseudomonas three cyano G4 (a particular microorganism Pseudomonas cepacia G4) supplying a toluene (Toluene) as a substrate for micro-organisms and, in a particular microorganism carrier nitro consumption eggplant passage paeah (Nitrosomonas europaea ) supplies nitrates as substrates to microorganisms . Herein, the substrate refers to an electron donor that provides reducing power and energy necessary for growth or maintenance of cells, and the production of co-metabolizing enzymes and cofactors is induced by the substrate.

이 기질투입관(200)은 케이스(100) 일측에서 해당 폭방향을 따라 이격 배치되는 복수개로 구성되고, 각각의 기질투입관(200)에는 해당 길이방향으로 담체의 특정 미생물에 기질을 공급하기 위한 복수의 분사노즐(210)이 구비되고, 별도의 펌프(400)가 연결된다. The substrate inlet tube 200 is composed of a plurality of spaced apart along the width direction on one side of the case 100, each substrate inlet tube 200 for supplying a substrate to a specific microorganism of the carrier in the corresponding longitudinal direction A plurality of injection nozzles 210 are provided, and a separate pump 400 is connected.

케이스(100)의 타측에는 기질투입관(200)에서 공급된 기질을 회수하기 위한 기질흡입관(300)이 설치된다. 이 기질흡입관(300)은 담체에서 기질의 순환이 이루어지도록 한다.The other side of the case 100 is provided with a substrate suction tube 300 for recovering the substrate supplied from the substrate input tube 200. The substrate suction tube 300 allows the substrate to circulate in the carrier.

그리고 기질흡입관(300)은 케이스(100) 타측에서 해당 폭방향을 따라 이격 배치되는 복수개로 구성되는데, 이때, 복수의 기질흡입관(300)은 담체를 사이에 두고 복수의 기질투입관(200)과 서로 대향되도록 나란하게 배치되는 것이 바람직하다. 각각의 기질흡입관(300)에는 해당 길이방향으로 기질을 회수하기 위한 복수의 흡입망(310)이 구비되고, 별도의 펌프(400)가 연결된다.
And the substrate suction tube 300 is composed of a plurality of spaced apart from the other side of the case 100 along the width direction, in this case, the plurality of substrate suction tube 300 is a plurality of substrate inlet tube 200 and the carrier therebetween. It is preferable to be arranged side by side to face each other. Each substrate suction pipe 300 is provided with a plurality of suction network 310 for recovering the substrate in the longitudinal direction, a separate pump 400 is connected.

이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.

[실시예 1] Example 1

- 특정 미생물인 슈도모나스 세파시아 G4(Pseudomonas cepacia G4)에 1차 기질로서 톨루엔(Toluene), 벤젠(Benzen) 및 페널(phenol)을 공급하고, 이 미생물이 1차 기질을 분해하여 분해효소가 배출되면, 2차 기질로서 난분해성 오염물질이 같이 분해되는 공동대사(Cometabolism)가 이루어지면서 티씨이(TCE) 등의 난분해성 오염물질을 제거한다. -Toluene, benzene, and phenol are supplied to Pseudomonas cepacia G4, a specific microorganism, as a first substrate. In addition, as a secondary substrate, the metabolic combibolism is performed in which the non-degradable contaminants are decomposed together, thereby removing the non-degradable contaminants such as TCE.

1차 기질Primary substrate 반응효소Reaction enzyme 2차 기질Secondary substrate TolueneToluene Toluen monooxygenaseToluen monooxygenase TrichloroethyleneTrichloroethylene BenzenBenzen Toluen monooxygenaseToluen monooxygenase TrichloroethyleneTrichloroethylene phenolphenol Toluen monooxygenaseToluen monooxygenase TrichloroethyleneTrichloroethylene

[실시예 2] [Example 2]

- 특정 미생물인 니트로소모나스 유로패아(Nitrosomonas europaea) 미생물에 1차 기질로 질산염(Nitrate)을 공급하고, 이 미생물이 1차 기질을 분해하여 분해효소가 배출되면, 2차 기질로서 난분해성 오염물질이 같이 분해되는 공동대사(Cometabolism)가 이루어지면서 티씨이(TCE) 등의 난분해성 오염물질을 제거한다. -When nitrate is supplied to a specific microorganism, Nitrosomonas europaea, as a primary substrate, and this microorganism decomposes the primary substrate and releases its degrading enzymes, it is a non-degradable contaminant as a secondary substrate. This breakdown cometabolism removes hardly degradable contaminants such as TCE.

1차 기질Primary substrate 분해효소Degrading enzyme 2차 기질Secondary substrate NitrateNitrate AMOAMO TrichloroethyleneTrichloroethylene

한편, 상술한 반응벽체를 이용하여 지하수내 오염물질을 정화하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.On the other hand, the process of purifying the contaminants in the groundwater using the reaction wall described above is as follows.

도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 특정 미생물이 포괄고정화된 담체를 투수성 반응벽체에 장치하고, 담체가 장치된 투수성 반응벽체를 오염된 지반의 지하수(500) 이동 경로상에 배치한다(S1). 이때, 특정 미생물은 슈도모나스 세파시아 G4(Pseudomonas cepacia G4) 또는 니트로소모나스 유로패아(Nitrosomonas europaea)를 포함하는 호기성 미생물이 사용된다.As shown in FIG. 4, first, a carrier in which a specific microorganism is encapsulated and fixed is installed on a permeable reaction wall, and a permeable reaction wall equipped with a carrier is disposed on the groundwater 500 moving path of contaminated ground ( S1). At this time, the specific microorganism is an aerobic microorganism including Pseudomonas cepacia G4 (Nitrosomonas europaea) or Pseudomonas cepacia G4.

투수성 반응벽체가 지하수(500)의 이동 경로상에 배치되면, 투수성 반응벽체의 일측에 마련된 기질투입관(200)을 통해, 기질 및 산소를 공급한다(S2). 바람직하게, 담체내 특정 미생물이 슈도모나스 세파시아 G4(Pseudomonas cepacia G4) 미생물인 경우 톨루엔(Toluene)을 기질로서 공급하고, 담체내 특정 미생물이 니트로소모나스 유로패아(Nitrosomonas europaea) 미생물인 경우에 질산염(Nitrate)을 기질로서 공급한다.When the permeable reaction wall is disposed on the movement path of the groundwater 500, the substrate and the oxygen are supplied through the substrate inlet tube 200 provided at one side of the permeable reaction wall (S2). Preferably, toluene is supplied as a substrate when the specific microorganism in the carrier is Pseudomonas cepacia G4 microorganism, and when the specific microorganism in the carrier is a nitrosomonas europaea microorganism, Nitrate) is supplied as a substrate.

기질투입관(200)을 통해 기질 및 산소가 공급되면, 투수성 반응벽체의 타측에 마련된 기질흡입관(300)을 통해 이미 공급된 기질을 흡입하여 투수성 반응벽체 내부에서 순환이 이루어지도록 한다(S3). 이를 통해, 담체의 특정 미생물에는 기질의 원활한 공급이 이루어지며, 기질의 공급으로 인해 특정 미생물에서는 기질에 대한 분해가 이루어질 수 있다.When the substrate and oxygen are supplied through the substrate inlet tube 200, the substrate is supplied through the substrate inlet tube 300 provided on the other side of the permeable reaction wall to circulate inside the permeable reaction wall (S3). ). Through this, the supply of the substrate is smoothly supplied to the specific microorganism of the carrier, the decomposition of the substrate can be made in the specific microorganism due to the supply of the substrate.

미생물에 기질 및 산소가 원활하게 공급되면, 미생물에 의한 생물학적 반응이 이루어지면서 투수성 반응벽체를 통과하는 지하수(500) 내 오염물질의 분해작용이 이루어진다(S4). 즉, 기질이 특정 미생물에 공급되면, 담체 내의 특정 미생물은 분해효소를 배출하는데, 이때, 난분해성 오염물질이 2차 기질로서 같이 분해되는 공동대사(Cometabolism)가 이루어지면서 지하수(500)내 오염물질, 특히 티씨이(TCE)와 같은 염소계유기화합물이 분해되고, 결국, 이 오염물질에 오염된 지하수(500)는 정화된다.When the substrate and oxygen are smoothly supplied to the microorganisms, the biological reactions by the microorganisms are performed, and the decomposition of contaminants in the groundwater 500 passing through the permeable reaction wall is performed (S4). That is, when a substrate is supplied to a specific microorganism, the specific microorganism in the carrier releases the degrading enzyme, wherein contaminants in the groundwater 500 are formed by combibolism in which the hardly decomposable pollutants are degraded together as the secondary substrate. In particular, chlorine-based organic compounds such as TCE are decomposed, and eventually, the groundwater 500 contaminated with the contaminants is purified.

이와 같이, 본 발명은 특정 미생물과 오염물질 사이에서 발생되는 공동대사를 통해, 일반적인 생물학적 처리방법으로 분해하기 어려운 염소성 유기물 등의 난분해성 물질을 용이하게 분해할 수 있는 것이다.As described above, the present invention can easily decompose a hardly decomposable substance such as chlorine organic material which is difficult to decompose by a general biological treatment method through a common metabolism generated between a specific microorganism and a contaminant.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Although the present invention has been described in detail using the preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments, and should be interpreted by the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

100 :케이스 110 :담체
200 :기질투입관 210 :분사노즐
300 :기질흡입관 310 :흡입망
400 :펌프 500 :지하수
100: case 110: carrier
200: substrate injection pipe 210: spray nozzle
300: substrate suction pipe 310: suction network
400: pump 500: groundwater

Claims (9)

특정 미생물을 담체 내에 포괄고정화한 투수성 반응벽체를 지하수의 이동 경로상에 배치하는 단계;
상기 투수성 반응벽체에 기질 및 산소를 공급하는 단계;
상기 투수성 반응벽체 내부에서 순환이 이루어지도록 상기 기질이 공급된 투수성 반응벽체의 반대측에서 기질을 흡입하는 단계; 및
상기 투수성 반응벽체를 통과하는 지하수내 오염물질을 특정 미생물에 의한 생물학적 반응을 통해 분해하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투수성 반응벽체를 이용한 오염지하수 정화방법.
Disposing a permeable reaction wall in which a specific microorganism is encapsulated and fixed in a carrier on a movement path of groundwater;
Supplying a substrate and oxygen to the permeable reaction wall;
Inhaling the substrate on the opposite side of the permeable reactive wall to which the substrate is supplied so as to circulate inside the permeable reactive wall; And
And contaminating the contaminants in the groundwater passing through the permeable reaction wall through a biological reaction by a specific microorganism.
청구항 1에 있어서,
상기 분해하는 단계는, 상기 기질 및 산소를 공급하는 단계에서 공급된 기질을 통해 담체 내의 특정 미생물이 분해효소를 배출하도록 하고, 상기 특정 미생물에서 배출된 분해효소를 통해 오염물질 중에서 염소계유기화합물을 분해하는 것을 특징으로 하는 투수성 반응벽체를 이용한 오염지하수 정화방법.
The method according to claim 1,
In the decomposing step, the specific microorganism in the carrier releases the degrading enzyme through the substrate supplied in the step of supplying the substrate and the oxygen, and decomposes the chlorine-based organic compound among contaminants through the degrading enzyme released from the specific microorganism. Groundwater purification method using a permeable reaction wall, characterized in that.
청구항 1에 있어서,
상기 담체는 중합체 분자를 통해 형성된 백본(backbone)들 사이에 가교결합을 형성하는 3차원 그물구조로, 폴리에틸렌 글리콜(PEG:Polethylene Glycol)계의 중합체로 구성되는 것을 특징으로 하는 투수성 반응벽체를 이용한 오염지하수 정화방법.
The method according to claim 1,
The carrier is a three-dimensional network structure that forms crosslinks between backbones formed through polymer molecules, and is made of a polymer of polyethylene glycol (PEG) based on a water-permeable reaction wall. Groundwater purification method.
청구항 2에 있어서,
상기 특정 미생물은 슈도모나스 세파시아 G4(Pseudomonas cepacia G4) 또는 니트로소모나스 유로패아(Nitrosomonas europaea)를 포함하는 호기성 미생물인 것을 특징으로 하는 투수성 반응벽체를 이용한 오염지하수 정화방법.
The method according to claim 2,
The specific microorganism is a contaminated groundwater purification method using a permeable reaction wall, characterized in that the aerobic microorganism comprising Pseudomonas cepacia G4 (Nitrosomonas europaea).
청구항 4에 있어서,
상기 슈도모나스 세파시아 G4(Pseudomonas cepacia G4) 미생물에 기질로서 톨루엔(Toluene)을 공급하고, 상기 니트로소모나스 유로패아(Nitrosomonas europaea) 미생물에 기질로서 질산염(Nitrate)을 공급하는 하는 것을 특징으로 하는 투수성 반응벽체를 이용한 오염지하수 정화방법.
The method of claim 4,
Permeable to the Pseudomonas cepacia G4 (Pseudomonas cepacia G4) microorganisms toluene (Toluene) as a substrate, the nitrosomonas europaea (Nitrosomonas europaea) microorganisms characterized in that the supply of nitrates (Nitrate) as a substrate Groundwater purification method using reaction wall.
특정 미생물이 포괄고정화된 담체가 반응벽체망에 의해 수용되는 케이스(100);
상기 케이스(100)의 일측에 설치되고 상기 특정 미생물에 기질을 공급하기 위한 분사노즐(210)이 구비된 기질투입관(200); 및
상기 케이스(100)의 타측에 설치되고 상기 담체에서 기질의 순환이 이루어지도록 상기 분사노즐(210)에서 공급된 기질을 회수하는 흡입망(310)이 구비된 기질흡입관(300)을 포함하는 것을 특징으로 하는 투수성 반응벽체.
A case 100 in which a carrier having a specific microorganism encapsulated therein is accommodated by the reaction wall network;
A substrate injection tube (200) installed at one side of the case (100) and provided with a spray nozzle (210) for supplying a substrate to the specific microorganism; And
It is installed on the other side of the case 100 and characterized in that it comprises a substrate suction tube 300 is provided with a suction network 310 for recovering the substrate supplied from the injection nozzle 210 so that the substrate is circulated in the carrier Permeable reaction wall made of.
청구항 6에 있어서,
상기 케이스(100)에는 복수의 기질투입관(200)과 복수의 기질흡입관(300)이 복수의 담체를 사이에 두고 서로 대향되도록 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 투수성 반응벽체.
The method of claim 6,
The case 100 has a plurality of substrate inlet tube 200 and a plurality of substrate inlet tube 300 is a water-permeable reaction wall, characterized in that arranged side by side to face each other with a plurality of carriers in between.
청구항 6에 있어서,
상기 반응벽체망은 스테인리스 스틸 또는 구리 재질로 구성되고 상기 담체의 크기보다 작은 크기의 체사이즈를 갖는 것을 특징으로 하는 투수성 반응벽체.
The method of claim 6,
The reaction wall network is made of stainless steel or copper and permeable reaction wall, characterized in that having a body size smaller than the size of the carrier.
청구항 6에 있어서,
상기 담체는 중합체 분자를 통해 형성된 백본(backbone)들 사이에 가교결합을 형성하는 3차원 그물구조로, 폴리에틸렌 글리콜(PEG:Polethylene Glycol)계의 중합체로 구성되는 것을 특징으로 하는 투수성 반응벽체.
The method of claim 6,
The carrier is a three-dimensional network structure that forms a crosslink between the backbone (backbone) formed through the polymer molecule, the water-permeable reaction wall, characterized in that composed of polyethylene glycol (PEG: polyethylene glycol) polymer.
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CN104671437A (en) * 2015-03-03 2015-06-03 南华大学 Method for remedying U (VI) polluted water body by decomposing ground phosphate rock with Aspergillus niger
KR20160118465A (en) 2015-04-01 2016-10-12 주식회사 대일이앤씨 Method for purifying contaminated ground water with bacteria and bio-carrier and permeable reactive barrier for purifying

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