KR20120027979A - 오폐수처리능이 우수한 미생물제제와 그의 제조방법 및 오폐수 정화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오폐수처리능이 우수한 미생물제제와 그의 제조방법 및 오폐수 정화방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 혐기성 반응조와 호기성 반응조로 구분된 반응조에 정화시키고자 하는 현장의 오폐수를 혐기조에 채워 넣은 후 혼합 미생물을 투입한 다음 혐기성 조건과 공기가 간헐적으로 주입되는 호기성 조건에서 혼합 미생물을 적응시키는 과정을 포함하여 이루어지는 오폐수처리능을 갖는 미생물제제의 제조방법과 그에 의하여 제조된 미생물제제 및 오폐수 정화방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 간헐적 공기 주입법으로 에너지 절약과 혐기성 미생물과 호기성 미생물의 배양 속도를 조절하며, 하천, 저수지, 오폐수 처리장, 오염토양 세척수 등의 정화시키고자 하는 현장의 오폐수가 포함하고 있는 오염물질을 신속하게 흡수하여 미생물 배양을 위한 먹이 공급에 효과적이며, 또한 산화되지 않는 천연 미생물 먹이를 공급함으로써 오염 현장에서의 적응성이 우수한 오폐수처리능을 갖는 미생물제제를 제조하여 공급할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Description

오폐수처리능이 우수한 미생물제제와 그의 제조방법 및 오폐수 정화방법{The microbial seeds which having excellent wastewater treatment ability and producing method for the sames and the wastewater treatment method}

본 발명을 오폐수처리능이 우수한 미생물제제와 그의 제조방법 및 이를 사용하여 오폐수를 정화시키는 방법에 관한 것이다.

개발이 지나치게 된 지역의 강이나 늪, 또는 저수지나 용수로 등에는 상류에서 방류된 폐수나 홍수지역의 넘치는 물이 흘러들게 된다. 폐수가 모이고 하류로 흘러가는 과정에서, 일반적으로 하천의 생물학적 생태계는 하천이 과도한 유기물질들을 분해, 변화시켜 자연의 깨끗한 상태로 회복시킨다. 그 물들은 하류로 흘러내려가 다른 용도로 재사용될 수 있는데, 가장 일반적인 용도는 농업용수로의 사용이다.

그러나 하천이나 저수지의 생태계를 기본으로 한 자정(self-cleaning) 메커니즘의 능력에는 한계가 있는데, 이는 유입 폐수의 유기물질 함량과 하천 용량, 유속, 그 지역의 날씨 조건 등에 의해 달라질 수 있다. 방류 폐수가 너무 많은 유기물이나 화학물질을 함유하고 있을 경우, 하천의 생물학적 생태계는 과부하(overburdened)로 인하여 악화되어 하천의 자정능력과 용량은 줄어들게 된다. 자정능력의 상실로 인한 직접적인 영향은 막대하다. 유기 오니는 하상(riverbed)에 쌓여가고 하천을 따라 악취가 발생하며 다양한 수중동물들이 사라지게 된다. 이러한 영향을 그 근처와 강의 하류지역에 심각한 영향을 줄 수가 있다.

이와 같은 오니 침적 현상(sludge accumulation phenomenon)은 공업단지의 산업폐수나 생활 폐수(municipal wastewater from residential sewage and kitchen waste), 양계 또는 양돈장의 동물들 배설물로부터 폐수, 화학 비료와 농약 등을 함유하고 있는 농수로의 물 등이 유입되는 하천이나 늪, 저수지나 용수로 등에 흔히 발생한다. 이와 같은 유기/화학 오염원들은 수로(water channel)의 COD 수치를 상당히 증가시켜 수중 동식물의 생존에 직접적으로 부정적인 영향을 준다.

즉, 오니가 하상 바닥에 침적이 시작되어 층층이 쌓이게 되면 하천 생태계의 능력을 현저히 감소시켜 수로(water channel)의 하류지역을 위한 자정능력을 상실하게 된다.

점차적으로 강이나 용수로와 같은 수로는 자정능력을 완전히 상실하게 되어 하천은 단순히 폐수를 모아서 하류로 흘려보내는 역할만 하게 된다. 하상이 오니로 심각하게 덮여 있을 경우에는 하천이나 저수지 바닥의 생물학적 생태계는 사라지게 되고 수질은 악화된다. 더구나 오니 분해과정에서 계속적으로 악취와 유해한 화학물질을 발생시키는데 이러한 것들은 하천이나 근처의 수중 생물에 심각한 영향을 미친다. 일단 하천이나 저수지의 자정능력의 상실 징후가 보이면, 하상의 오니 때문에, 새롭게 유입되는 물이 선처리(pre-cleaned)되었을 지라도 그 하천이나 저수지는 상당 기간 동안 자정능력을 회복할 수 없다.

그러므로 하천폐수나 저수지를 처리하는데 있어서 가장 중요한 문제는 수질을 개선하기 이전에 하상의 오니를 제거하는 것이다. 하상에 침적된 오니가 완전히 처리된 후에야 하상의 생물학적 생태계가 복원되고 수질이 개선되어 악취가 완전히 제거될 수 있다.

요약하면, 하천의 수질을 개선하고 악취를 제거하고 폐수를 처리하는데 있어서 가장 중요한 문제는 하상을 치유하는 것이다.

한편, 생활하수, 축산폐수, 산업폐수나 비료성분 등 무작위로 흘러 들어오는 오염원같은 비점오염원 등이 개천이나 하천을 따라 흘러내리는 동안 부유 물질과 엉겨 자체 무게에 의해 강바닥이나 저수지 바닥에 가라앉아 시간이 지나면서 부패되고, 혐기성 미생물이 지배하는 무산소 층으로 변하게 되는데 이것을 유기성 슬러지층(organic sludge) 이라 한다.

유기성 슬러지층은 자연적으로 치유가 불가능하며, 세월이 흐를수록 더욱 아교질처럼 견고해져서 하천이나 저수지는 자정 능력을 상실하게 되고, 대기 온도가 약 4 ℃에 이를 때면 전도현상이 일어나 봄과 가을에 물고기가 용존 산소 부족으로 떼 죽음을 당하는 사례가 전국 곳곳에서 빈번하게 발생되고 있는 실정이다.

특히 여름철 대기 온도가 상승하면서 바닥에서 용출되는 암모니아성 질소(NH₃-N) 및 황화수소(H₂S) 등의 가스가 대기에 흩어져 악취를 풍기고, 수중에 많은 녹조류와 플랑크톤이 생겨나 환경을 파괴하고 있다.

종래의 경우, 미생물 배양과 관련하여 살피자면 배양방식이 인위적(artificial) 배양 방식으로 당밀 또는 비료 등의 영양분을 주어 4 내지 5 일간 숙성과정을 거쳐 제품이 생산되며, 이때 산소 공급방식으로는 연속적인 공급 방법을 썼다.

상기의 경우, 오염된 현장의 땅 속에는 유기물질 등 미생물의 먹이만 있는 것이 아니라 수많은 유해 미생물(일반세균, 총대장균군, 분원성 대장균군, 대장균, 살모넬라균, 포도상 구균등)이 지배하고 있어 무산소층을 이루고 있으므로, 당밀과 일반적인 미생물 먹이를 주어 미생물 개체수만 늘리는 것은 의미가 없으며, 오염된 현장(흐르는 물이나 저수지 등)에서 바닥 흙속에 파고 들어가지 못하는 약한 미생물로 남고 마는 것이다.

이와 같이 미생물은 인공적인 먹이를 주입할 경우 현장에서 역할을 다하지 못하고, 질소 고정화 미생물 또는 토종 미생물군에 종속되는 특성에서 벗어나지 못한다.

또한, 상기의 경우, 총질소와 총인을 잡지 못하므로 질소 순환과정(NH₃-N →NO₂ → NO₃ → N₂)이 일어나지 않아 경제성이 없는 미생물 배양방법으로서 수질정화에 대한 효과가 미미하며, 특히 악취를 잡지 못하는 문제점이 있다.

따라서 유기성 슬러지 복원용으로 부적합하며, 총질소와 총인을 없애는 데는 한계가 있다.

또한, 유기성 오염물질이나 중금속 등에 오염된 토양은 물을 정화시킬수 있는 자정 능력이 없거나 부족하여 수질을 악화시키는 것이 대부분이다. 기름 유출사고로 토양이 오염되면 그리스나, 중유, 경유로 오염되면 오랜 세월이 지나도 정화되기가 쉽지 않다.

본 발명은 이런 경우에 보다 효과적으로 정화처리하기 위한 것이고, 특히 환경적인 복원 목적에 부합하기 위한 생물학적 환경 정화와 오염된 하천과 저수지 등의 자정 능력을 살리기 위한 방법을 제공한다.

경제적 또는 환경적으로 고려해 볼 때 현장에서의 생물학적 환경 정화는 폐수 및 비점오염원에 의한 오염된 하상슬러지는 처리와 자정 능력을 향상시키기 위하여 상당한 잠재성이 있다. 유기질 뿐만이 아니라 독성 물질에 의한 지역은 상당히 넓으며, 불규칙 할 수도 있고, 복원의 목적에 부합하기 위해서는 넓고 많은 양의 고형체를 처리해야 할 필요성이 있다는 사실을 주목 해야 한다.

일반적인 접근 방식으로써 응집제를 살포하여 부유물질을 응집시켜 미세한 공기방울을 불어넣어 부상시키는 방법을 동원한다. 이럴 경우 흐르는 물줄기하에서 처리는 불가능하다. 넓은 저수지이거나 저수지가 깊을 경우 부분적으로 막아야하고 3m깊이 이하에서는 처리가 곤란하다. 응집시켜 부상하였을 경우 인위적으로 수거하여 폐기물로 재처리해야한다.

또 다른 방법은 기계적 수질관리 방법이다. 일정한 물을 기계를 통하여 정화시키는 방법이다. 이 방법은 시간적인 제약과 막대한 시설비가 투자되어야 한다.

상기한 수질 관리 방법은 토양과는 별개의 처리 방법이다. 즉 1회성 처리방법이지 지속적 복원 방법은 아니다. 따라서, 여름철 지열이 상승하게 될 경우 바닥에서 용출되는 오염물질의 분출은 1회성 처리 방법으로는 자정 능력이 상실된 저수지나 하천의 경우 수질 관리에 역 부족임을 인식해야 된다.

근본적인 문제점은 토착 미생물이나, 일반적인 배양 미생물은 모두 오염된 환경에서 토양속의 독성물질을 무독성으로 전환하기가 불가능하다는 것이다.

또한, 현장사정과 오염물질 다양성 및 지속적인 오염 물질의 유입, 흐르는 물의 유속, 깊이, 저수량 등을 감안할 때, 경제성과 효율성, 안정성, 지속성의 문제는 공법 선정의 중요한 지표가 되며, 자정 능력을 살리는 문제는 흐르는 물이나 고여 있는 저수지의 경우 필수이다.

따라서, 하상 슬러지(Organic Sludge)를 생물학적으로 처리할 수 있는 생물학적 반응(Bio Reactor)기술에 대한 잠재적인 여지가 남아있다.

본 발명은 저수지, 하천, 늪, 용수로 등의 오폐수의 생물학적 치유를 효과적으로 이룰 수 있는 오폐수 정화방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 상기한 오폐수 정화가 가능하게 하는 미생물제제의 제조방법 및 그에 따라 제조된 미생물제제를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 일례로서 본 발명은, 황토층과 유기 슬러지층이 바닥에 형성된 혐기성 반응조와 서로 다른 직경을 가지는 3개의 파이프가 동심원상으로 삽입되어 이루어진 유입구가 구비된 호기성 반응조가 칸막이로 구분되어 이루어진 반응조에 정화시키고자 하는 현장의 오폐수를 채워넣는 과정; 상기 유입구 중 최내측 파이프를 배관하여 에어펌프 및 미생물 주입구와 연결하고 공기, 미생물 먹이 및 미생물을 투여하는 과정; 및, 상기 호기성 반응조에는 공기가 간헐적으로 주입되게 하면서 혐기성 반응조와 호기성 반응조에서 오폐수처리능을 갖는 미생물제제의 제조방법을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 다른 일례로서 본 발명은, 상기한 방법으로 제조된 것으로, 바실러스 속(Bacillus sp) 미생물, 리조븀 속(Rhizobium) 미생물, 아조스피릴륨 속(Azospirillum) 미생물, 플라보박테리움 속(Flavobacterium) 미생물, 스트렙토미세스 속(Streptomyces) 미생물, 페니바실러스 속(Penibacillus) 미생물, 슈도모나스 속(Pseudomonas) 미생물, 및 아조토박터 속(Azotobacter) 미생물을 포함하여 이루어지는 오폐수처리능을 갖는 미생물제제를 포함한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 다른 일례로서 본 발명은, 상기한 방법으로 제조된 미생물제제를 오폐수에 투여하여 오폐수를 정화시키는 방법을 포함한다.

본 발명에 의하면, 최소한의 먹이와 시간을 부여하여 현장에서의 활동을 극대화시킬 수 있는 미생물을 함유한 미생물 제제를 제조할 수 있다.

즉, 본 발명의 미생물 제제 처리 과정을 통하여, 하상의 오니는 상당히 줄어들었고, 생물학적 생태계가 복원되어 수중 식물 및 수중 동물이 번식할 수 있게 며, 악취가 제거되는 효과를 나타낸다.

본 발명의 미생물제제는 처리 과정 동안, 오니 퇴화는 T-N, T-P, COD, BOD, NH₃-N와 SS 입자 수치를 저감시키며, 일반적으로, 처리기간은 3개월 이상 지속되는 효과를 나타낸다.

본 발명에 의하면, 저비용으로 오니를 감소시키고 제거하여 저수지나 하천의 생태계를 복원하는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명의 방버에 의하여 제조된 미생물 제제에 의해 처리된 저수지나 하천의 물은 하류의 농업용 토질 조건을 개선하여 생산성을 개선할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한 본 발명의 미생물제제는 높은 염화물(chloride) 함유물을 처리할 수 있어 염분과 나트륨을 많이 함유한 오니도 처리할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 반응조의 외관이다.
도 2는 군포 당정천에 미생물제제를 투여한 후 유기성 슬러지 탄화물이 부상하는 모습의 사진이다.
도 3은 군포 당정천에 미생물제제를 투여한 후 부상된 유기성 슬러지 탄화물이 붕괴되는 모습의 사진이다.
도 4는 미생물 제제 투입 전 승기천의 오염된 모습을 나타낸 것이다.
도 5는 미생물 제제 투입 7일 후 승기천의 모습을 나타낸 것이다.
도 6은 미생물 제제 투입 14일 후 승기천의 모습을 나타낸 것으로, 확대된 원내에는 부상된 기름 성분과 실지렁이 떼를 확인할 수 있다.
도 7은 미생물 제제 투입 19일 후 승기천의 모습을 나타낸 것으로, 확대된 원내에는 도 6에서 부상된 기름 성분이 분해되는 모습을 나타낸다.
도 8은 미생물 제제 투입 28일 후 승기천의 모습을 나타낸 것으로, 확대된 원내에는 수면 바닥과 생물 군집을 나타낸다.
도 9 내지 11은 미생물 제제 투입 전후의 당정 내 수질 지표의 변동과 중금속의 변화량을 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 예로 들어 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

먼저, 본 발명의 오폐수처리능을 갖는 미생물제제의 제조방법을 과정별로 구체적으로 설명한다.

1) 혐기성 반응조와 호기성 반응조로 구분되는 반응조에 현장의 오폐수를 채워넣는 과정이다.

본 발명에서는, 미생물제제에 사용된 미생물을 배양하는 반응조를 혐기성 반응조와 호기성 반응조로 구분하여 사용함으로써 혐기성 미생물과 호기성 미생물이 동시에 배양될 수 있도록 한다.

상기 반응조는 이와 별도로 구성되는 제어조에 의하여 통제되도록 하며, 제어조는 온도, 열관리, 원부자재 투입통제, 펌프, 원격조절통제기능 등을 위한 다양한 제어 수단이 구비될 수 있다. 이러한 제어 수단은 당업계에서 통상의 지식을 가진 당업자가 충분히 예측될 수 있는 바 이에 대한 별도의 설명은 본 명세서에 기재되지 않았다.

상기 혐기성 반응조의 바닥에는 황토층을 형성하고, 그 위에 유기 슬러지층을 형성하며, 혐기성 반응조 전체 부피중에 황토층의 부피가 8 내지 15 %, 바람직하기로는 10 내지 12 % 정도 되게 형성한다. 황토층의 상면에 유기 슬러지 층을 형성하는데 이때 유기 슬러지는 미생물제제를 처리하고자 하는 현장의 하상에 형성된 유기 슬러지를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 유기 슬러지층은 황토층의 부피와 유사하도록 형성될 수 있으므로 혐기성 반응조 전체 부피 중에 유기 슬러지층의 부피가 8 내지 15 %, 바람직하기로는 10 내지 12 % 정도 되게 형성한다.

상기 호기성 반응조에는 서로 다른 직경을 가지는 3개의 파이프가 동심원상으로 삽입되어 이루어진 유입구가 구비된다.

혐기성 반응조와는 달리 호기성 반응조에는 산소 등의 공기의 유입이 필요하다. 이를 위하여 호기성 반응조에는 서로 다른 직경을 가지는 3개의 파이프가 동심원상으로 삽입되어 이루어진 유입구가 구비되고 상기 파이프는 벽면에 다수개의 구멍이 형성되는데 이때 구멍의 직경은 5 내지 10 mm 정도가 되는 것이 좋다. 구멍은많이 형성될수록 바람직하다.

상기 유입구를 구성하는 파이프를 고정하기 위하여 평면의 판넬 등으로 단면을 고정시킬 수 있으며, 판넬의 면적은 유입구를 구성하는 파이프의 고정이라는 목적을 만족시킬 수 있도록 최외곽 파이프의 면적보다 넓게 준비하는 것이 좋다.

유입구를 구성하는 파이프의 경우 단면의 형상을 한정하는 것은 아니지만 통상적으로 원통구조를 사용하는 것이 효율적이며, 파이프의 직경과 길이는 반응조의 크기에 따라 변동 가능한데, 통상 반응조의 부피가 1.5 내지 5 톤 규모일 경우 상기 판넬을 10 내지 20 mm 두께의 플라스틱으로 구성될 수 있을 것이고, 파이프의 경우 직경이 최내측 파이프부터 25 내지 35 mm, 100 내지 200 mm, 250 내지 300 mm 범위로 구성될 수 있다. 파이프의 길이는 반응조의 길이에 따라 조절할 수 있다.

상기 유입구를 구성하는 3개의 파이프 중에서 최내측의 파이프는 배관되어 공기 주입을 위한 에어펌프와 혼합 미생물, 미생물 먹이 등의 주입을 위한 미생물 주입구와 연결된다.

상기 유입구의 측단면을 보면 파이프와 파이프 사이에 2개의 공간이 형성되는데, 상기 유입구를 구성하는 파이프와 파이프 사이의 공간에는 다수개의 구멍이 뚫린 대나무 조각과 볏짚을 각각 채워넣는다.

상기 대나무 조각은 주입되는 미생물의 집으로 작용할 수 있을 것이고, 천연 단백질을 함유하고 있는 볏짚의 경우 미생물의 영양원이 된다.

상기와 같이 반응조는 칸막이에 의하여 혐기성 반응조와 호기성 반응조로 구분되어지는데, 여기에 정화시키고자 하는 현장의 오폐수를 채워 넣는다.

기존의 경우 오폐수 처리를 위한 미생물을 배양하고자 할 경우, 인공적인 배양 조건에서 당밀 또는 비료 등의 영양분을 주어 4 내지 5 일간 배양 및 숙성과정을 거치게 하였는데, 본 발명에서는 현장의 오폐수를 채워 넣어 오폐수 속에 포함된 유기물질을 영양원으로 하도록 하였다.

이와 같이 오폐수를 배지로 하여 생장된 미생물은 오폐수 내에 포함된 유해물질에 대한 내성이 함께 좋아지게 되며, 현장에 투입이 별도의 적응기간을 필요로 하지 않아 오폐수 정화 효과를 얻기 위한 시간이 단축되는 추가적인 잇 점을 얻을 수도 있다.

2) 반응조 내에 공기, 미생물 먹이 및 미생물을 투여하는 과정이다.

즉, 상기 호기성 반응조의 바닥에 구비된 유입구 중 최 내측 파이프를 배관하여 에어펌프 및 미생물 주입구와 연결하고 공기, 미생물 먹이 및 미생물을 투여한다. 미생물 먹이로는 오폐수 내에 포함된 유기물 등과, 초기에 미생물이 배지의 역할을 하게 되는 오폐수에 포함된 독성 물질을 견딜 수 있도록 아미노산, 유기산이나 미생물 성장 촉진제 등을 사용할 수 있다. 표 1에는 미생물 먹이로 사용될 수 있는 성분들을 표시하였다.

구분	종류
아미노산	Glycine, Proline, Valine, Arginine
유기산	Acetic, Citric, Lactic, Malic, Oxalic, Propionic acid 등
당류	Arabinose, Fructose, Glucose, Maltose, Sucrose
핵산	Adenine, Guanine 등
비타민	Biotin, Choline, Pyridoxine, Thiamine등
C, N, P	현장에서 흡수

또한, 현장에 본 발명에 의하여 제조된 미생물제제를 투여하여 유기성 슬러지층을 분해시키면 오염 물질들이 혐기성 미생물의 분해에 의해 밀도가 낮아지면서 수면 위로 까맣게 탄화되어 떠오르게 되는데 이것을 “유기성 슬러지 탄화물질” 이라 칭한다. 상기 유기성 슬러지 탄화물질을 포집하여 미생물의 집과 그 속에 함유되어있는 유기물과 함께 미생물의 먹이로 사용될 수 있다.

상기 유기성 슬러지 탄화물질은, 첫째, 미생물 먹이 군으로서, 둘째, 활성 슬러지로써 미생물의 작용에 이익을 주는 성분으로서의 2 가지 잇점을 가진다.

상기와 같이, 유기성 슬러지 탄화물질, 대나무, 볏짚을 이용하고, 미생물 배양에 필요한 온도, 공기, 표 1에 제시된 바와 같은 천연 영양분을 미생물과 함께 반응조에 투입함으로써 현장에서 필요로 하는 강한 특성을 가지는 미생물군으로 적응시킬 수 있으며, 이와 같이 산화되지 않는 천연 미생물 먹이를 공급하여 오염 현장에서 잘 적응하게 하기 위한 미생물 제제의 제조방법은 본 출원인에 의하여 처음으로 제시되는 것이다.

3) 상기 호기성 반응조에는 공기가 간헐적으로 주입되게 하면서 혐기성 반응조와 호기성 반응조에서 미생물을 적응시키는 과정이다.

기존의 경우에는 오폐수 정화를 위한 미생물을 배양시 산소를 연속적으로 공급하였다. 이러한 경우 혐기성 미생물의 경우 활성이 저하될 수 밖에 없다. 본 발명에서는 다양한 특성을 가지는 미생물을 혼합하여 사용하므로, 공기의 주입이 간헐적으로 이루어지도록 한다.

즉, 상기 혐기성 반응조에서 수행되는 혐기성 배양은 10 시간 내지 12 시간동안 이루어지며, 호기성 반응조에서 수행되는 호기성 배양은 간헐적으로 주입되는 공기 환경에서 10 시간 내지 12 시간동안 이루어지도록 한다.

또한, 반응조를 혐기성 반응조와 호기성 반응조로 구분하는 칸막이의 상부에는 혐기성 반응조의 내용물과 호기성 반응조의 내용물이 이동 가능하게 하는 구멍이 형성되어 있어, 유압차에 의하여 혐기성 반응조의 내용물과 호기성 반응조의 내용물이 이동하게 되고, 이에 따라 각 반응조의 미생물들은 혐기성 조건과 호기성 조건에서 교대로 배양될 수 있게 된다.

본 발명에 의하면 간헐적 공기 주입법으로 에너지 절약과 혐기성 미생물과 호기성 미생물의 배양 속도를 조절하며, 천연 소재 대나무로 미생물 집을 만들고, 볏짚은 천연 단백질을 함유하고 있으며, 유기질 등의 오염물질 흡수가 순조로워 하천, 저수지, 오폐수 처리장, 오염토양 세척수가 포함하고 있는 오염물질을 신속하게 흡수하여 미생물 배양을 위한 먹이 공급에 효과적이며, 본 시스템이 필요로 하는 용수는 정화시키고자 하는 현장의 오폐수이므로 미생물 정화활동에 필요한 정보가 포함되어 있다. 즉, 산화되지 않는 천연 미생물 먹이를 공급하여 오염 현장에서 잘 적응하게 하기 위한 미생물 배양 기술이라 할 수 있다.

상기와 같이 적응시킨 미생물을 포함하여 이루어지는 미생물제제는 오염원의 특성에 따라 다양한 방법으로 오폐수 정화를 위한 구역에 투입된다.

즉, 본 발명에 의하여 제조된 미생물제제는, 흐르는 하천의 경우 상류지역에서 일정한 시간 가격으로 살포될 수 있으며, 저수지의 경우 용기에 담아 전체적으로 고루 살포하거나, 유입되는 상류지역에 일정한 시간 간격으로 투입할 수 있으며, 오염된 현장이 작은 공간일 경우 용기에 담아 흐르는 물일 경우 상류지역에서 살포하고 고여있는 연못 등 일 경우 수면 위에 골고루 인위적으로 살포하는 방법으로 투입할 수 있다. 기타 오염된 토양복원 현장이나 축산, 산업 폐수처리장에도 본 발명에 의하여 제조된 미생물 제제를 투입할 수 있다.

유입하천의 경우나 큰 저수지의 경우 오염수가 지속적으로 유입 될 때는 연속적으로 기계 가동을 하게 된다.

특히, 발명의 미생물제제는 람노리피드(Rhamnolipid) 같은 생물계면활성제를 투입하여 높은 염화물(chloride) 함유물을 처리할 수 있도록 할 수 있으며, 난 분해성 물질과 독성 물질에 의한 미생물 활동을 극대화 시킬 수 있다.

즉, 본 발명에 의하여 제조된 미생물 제제는 다양한 속의 미생물을 사용하고, 상기와 같은 적응기간을 거침으로써 항생물질에 대한 억제기능, 금속이온 흡착기능, 길항 작용에 의해 목적하는 병원균 생육 억제, 아질산을 질소로 분해(탈질작용), 유기물 분해 촉진 및 인을 용해성 인산염으로 전환하는 특성이 탁월하다.

이러한 이유로 본 발명의 미생물제제는 염분과 나트륨을 많이 함유한 오니도 훌륭하게 처리할 수 있다. 또한, 오니가 중금속 입자를 함유하고 있을 경우, 특수하게 설치된 SHD 는 금속 입자를 감싸서 그것을 산화시켜 산화 금속을 안정된 조건에 있게 한다.

이하, 본 발명의 미생물제제를 구성하는 각 미생물 별로 구체적으로 설명한다.

본 발명의 미생물 제제는, 바실러스 속(Bacillus sp) 미생물, 리조븀 속(Rhizobium) 미생물, 아조스피릴륨 속(Azospirillum) 미생물, 플라보박테리움 속(Flavobacterium) 미생물, 스트렙토미세스 속(Streptomyces) 미생물, 페니바실러스 속(Penibacillus) 미생물, LDT,(삭제가함) 슈도모나스 속(Pseudomonas) 미생물, 및 아조토 박터 속(Azotobacter) 미생물을 포함하여 이루어진다.

상기 바실러스 속(Bacillus sp) 미생물은 통성 혐기성균이고, 탄소이용, 섬유소 분해, 전분을 분해하는 고온성 세균으로서, 고분자 유기물인 지방, 탄수화물 및 단백질을 분해하고, 유해세균의 번식을 억제하며, 인을 용해성 인산염으로 전환하는 탈질화균으로서 내열성 포자를 형성한다. 토양 개량용, 유기물 분해 촉진용으로 적용된다. 효소, 생고분자와 항생물질(Chaetoglobosin A. Butylrolactone I. Phenylacetyl salicylic acid 등), 항곰팡이성 항생물질(mycosubtilin. eumycin. bacillomycin. surfactin 등)을 생산한다.

본 발명에서는 바실러스 속(Bacillus sp) 미생물 중에서 당분야에서 사용이 금지되지 않은 미생물을 조합하여 사용 가능하다.

상기 리조븀 속(Rhizobium) 미생물은 뿌리혹 박테리아로서 호기성, 질소 고정균이며, 시데로포어를 생산한다.

본 발명에서는 리조븀 속(Rhizobium) 미생물 중에서 당분야에서 사용이 금지되지 않은 미생물을 조합하여 사용 가능하다.

한편, 리조븀(Rhizobium)은 철을 킬레이트하는 단백질을 말하며, 미생물은 이것을 분비하여 철을 킬레이트한 다음 다시 흡수하여 철을 얻어낸다. 대표적인 리조븀은 라이조박틴, 구연산염, 안트라닌레이트와 같은 카르복실화물 카테골(catechols), 디하이드록사메이트 라이조박틴(dihydroxamate rhizobactin), 트리하이드록시메이트의 일종인 비시박틴(vicibactin)등 있다.

상기 아조스피릴륨 속(Azospirillum) 미생물은 호기성균으로서, 질소 고정 작용을 증가시키는 작용을 하며 인의 흡수를 촉진시키는 탈질화균이다. 인돌-아세트산(indole 3-acetic acid, IAA)을 생산한다.

본 발명에서는 아조스피릴륨 속(Azospirillum) 미생물 중에서 당분야에서 사용이 금지되지 않은 미생물을 조합하여 사용 가능하다.

상기 플라보박테리움 속(Flavobacterium) 미생물은 통성 혐기성균으로서, 활성오니에 적합하며 저온성 탈질화균으로 작용한다. 비타민과 아미노산을 생성하는 것으로 알려져 있다.

본 발명에서는 플라보박테리움 속(Flavobacterium) 미생물 중에서 당분야에서 사용이 금지되지 않은 미생물을 조합하여 사용 가능하다.

상기 스트렙토미세스 속(Streptomyces) 미생물은 방선균으로서 항생물질을 생성하는 것으로 알려져 있다. 유해세균의 번식을 억제하고 토양정착성이 뛰어나며 포자를 형성하는 생육촉진미생물로서, 유기물 분해를 촉진하고, 구데기 알이나 선충 등을 분해해서 번식을 억제시키기도 한다.

본 발명에서는 스트렙토미세스 속(Streptomyces) 미생물 중에서 당분야에서 사용이 금지되지 않은 미생물을 조합하여 사용 가능하다.

상기 페니바실러스 속(Penibacillus) 미생물은 항생물질을 생성하여 유해세균의 번식을 억제하는 작용을 하며, 본 발명에서는 페니바실러스 속(Penibacillus) 미생물 중에서 당분야에서 사용이 금지되지 않은 미생물을 조합하여 사용 가능하다.

상기 슈도모나스 속(Pseudomonas) 미생물은 혐기성 미생물로서, 난분해성 물질에 대한 분해능이 우수하고, 질화작용 등의 질소 전환작용을 하며, 항생물질에 의한 억제 기능이 있고, 금속이온 흡착능이 있으며, 경합에 의한 길항작용에 의해 목적하는 병원균의 생육을 억제하는 역할을 한다. 또한, 토양 내 잔류성이 높아서 저질토양에서도 작용하며, 지온에서의 생육이 가능한 저온 미생물로서 활성 오니에 적합하다. 아질산을 질소로 분해하는 탈질화균으로서 유기물 분해를 촉진하고 인을 용해성 인산염으로 전환시키는 작용을 한다. 람노리피드(Rhamnolipid)와 항곰팡이성 항생물질을 생산하는 것으로 알려져 있다.

본 발명에서는 슈도모나스 속(Pseudomonas) 미생물 중에서 당분야에서 사용이 금지되지 않은 미생물을 조합하여 사용 가능하다.

상기 아조토박터 속(Azotobacter) 미생물은 절대 호기성 미생물로서 암모니아를 질산으로 환원시키는 성질이 있는 질소 고정균으로서, 니트로게나제(nitrogenase)를 생산하는 것으로 알려져 있다.

본 발명에서는 아조토박터 속(Azotobacter) 미생물 중에서 당분야에서 사용이 금지되지 않은 미생물을 조합하여 사용 가능하다.

상기 미생물 성장 촉진제는 미생물의 생육을 촉진하는 환경을 조성하는 역할을 하는 것으로, 상기 표 1에 제시된 것을 사용할 수 있다.

상기한 본 발명의 미생물제제는 오폐수에서 천연물을 먹이로 하여 오폐수에 적응시킨 미생물과 이들 미생물이 분비한 효소 등의 생성물이 농축된 것이다.

상기한 미생물제제는 정화시키고자 하는 오폐수 현장에 직접 살포함으로써, 하상에 침적된 오니에 침투하여 오니의 유기합성물을 분해, 변화시킨다.

토양의 잔류 독성 물질에 대한 환경 정화의 효율성과 현장 처리 시간을 단축시키기 위하여 같은 미생물종 일지라도 강하고, 활발한 미생물일 때 기대가치는 높다.

일반적으로 미생물은 체내에 한 가지 효소를 가지고 있다. 그러나 여러 종류의 다양한 미생물이 동시에 군락을 형성 할 때 미생물들은 여러 종류의 효소를 발생시키는데, 이 효소들은 서로 가까이 세포 외 벽에 연결되어있다. 이 경우 미생물은 오염물질을 체내로 흡입하여 체내에 있는 효소가 소화를 촉진시키면서 에너지를 흡입한다. 그러면 남아있는 중간 매개체 물질을 세포벽 외부로 방출한다. 이러한 물질들이 모여서 세포 외벽에서 가까이 연결되어 있으므로 분해물질을 먼저 이물질들이 1차분해하고 미생물들이 다시 오염물질을 흡입 분해하므로 오염 물질의 분해 속도는 가속화 된다. 이 경우 분해 속도는 가정된 단일 미생물 분해 속도보다 빨라진다는 것이다. 복합 미생물의 필요성은 여기에 근거하고 있다.

탈질작용은 혐기성 미생물에 의해 이루어지며, 호기성 미생물은 산소화시켜 산화시키는 일을 한다. 흐르는 강이나, 저수지 같은 수백만~수천만 톤의 물이 오염되어있는 현장에서는 일반적인 미생물로 정화시키기란 쉬운 일이 아니다. 더욱 넓은 하천의 경우 물과 면적에 대한 계산은 더욱 복잡 해 진다.

그러나 본 발명에서는 면적과, 물의 양이 얼마가 되든지 어려운 숙제가 아니다. 그것은 오염된 토양층을 처리하고자 하기 때문이며, 토양의 자정능력 향상은 수질관리에 필수적이라 할 수 있다.

그러기 위하여, 미생물 개체수를 짧은 시간에 최대화 시키고, 특수한 먹이공급과 공기주입 방법이 중요하다. 즉 본 시스템에서 이루고자하는 기술적 과제는 24시간 내에 오염된 현장에 미생물 개체수를 최대화시켜서 공급하는 일이며, 정화 효과가 크게 나타나야 하는 일이다[표 2 내지 4]

정화시키고자 하는 오폐수 현장이 하천일 경우를 예를 들어 설명하면, 상기 미생물제제를 하천에 살포하게 되면 하상에 침적된 오니에 침투하여 하천 바닥의 오니를 푸석푸석하게 하여 깨뜨려서, 오니가 강바닥에서 떨어져 나오게 하여 수중이나 수면으로 떠오르게 한다[도 2].

도 2에 나타난 바와 같이 주기적으로 이를 수면에 살포하며 장기간 하상에 붙어있던 오니가 푸석푸석해져서 점차적으로 분리되어, 부력에 의해 하상으로부터 부상하게 된다. 수표면 또는 수표면 근처에서는 산소의 공급이 훨씬 용이하기 때문에 본 발명의 미생물 제제의 미생물들은 부상한 오니의 유기물들을 좀 더 효과적으로 분해하여 산화시킬 수 있다. 오니가 집중되어 있는 부분에 여분이 고정된 산소 공급장치를 하면 오니의 산화와 탄화가 촉진될 수 있다[도 3].

일반적으로 오니에는 많은 양의 질소 유기물질이 있는데, 이것을 미생물에 의해 전환하는 과정에서 암모니아성 질소(NH₃-N) 부산물이 생성된다.

암모니아성 질소는 조류(algae)의 적합한 영양 공급원이다. 그래서 특정 처리과정에서 수표면에 많은 양의 조류가 발생하게 되는데 이는 암모니아 질소를 제거하는데 긍정적인 도움을 주게 된다. 암모니아 질소와 같은 영양원이 고갈된 후에 본 미생물 제제의 미생물을 수표면에 살포하게 되며 유익한 미생물이 그 특정 환경을 지배하게 되어 암모니아 질소의 먹이 공급 고리를 차단하여 더 이상의 조류의 성장과 재생산을 감소시키게 된다.

즉, 하천의 생물학적 처리과정 동안, 주기적인 조류의 성장이 나타나게 된다. 각각이 성장 주기 기간은 특정한 처리 과정의 진행 정도를 나타내 준다.

미생물을 이용한 전환 과정(microbial converting process) 동안, 하상이나 수표면에 떠오른 오니는 고형의 찌꺼기로 전환되는데 이러한 물질은 주로 섬유물질이나 탄화물질, 토양 등의 혼합물로 이루어져 왔다. 미생물에 의한 신속한 산화 전환(oxidation conversion)과정 동안, 대부분의 오니는 탄화되어 어두운 색깔로 된다. 물도 또한 미생물에 의해 생성된 많은 양의 유기 효소를 포함하고 있는데 이러한 물은 농업용수로 적합하다. 이러한 물의 추가적인 장점으로는 토양의 생물학적 구조를 개선하여 생산성을 증가시킨다는 것이다. 오니처리가 거의 끝나 갈 시기에 생물학적 생태계가 복원이 된다.

이 시점에서 생물학적 처리과정은 유지라는 새로운 단계에 접어들게 되는데, 이때부터는 적당량의 미생물제제를 주기적으로 첨가함으로써 하상에 미생물이 접종되어 생태계의 균형을 유지하여 하천의 자정능력 회복을 도와준다.

처리 유지 기간 동안(remediation maintenance period), 저수지나 하천에 유입되는 방류폐수의 질이 개선되지 않을 경우에는 하천 수질을 유지하기 위하여 수표면에 주기적으로 미생물 제제를 살포해 주는 것이 바람직하다.

이를 구체적으로 설명하면, 초기에는 모든 처리 지역을 덮도록 미생물 제제를 살포한다. 흐르는 하천일 경우 상류지역이 주요 지점이 될 수 있다. 이렇게 함으로써, 미생물 제제의 미생물이 하상에 접종되어 초기 단계에 오니를 분해하게 된다.

미생물제제의 사용량은 실제 지리적 위치에 따라 결정된다. 예를 들어, 넓게 개방된 전체 지역의 수표면에 미생물 제제와 악성물질에 대한 미생물 보호제와 및 미생물 활동 강화제를 현장 사전에 맞게 조제하여 살포하는 것도 가능하다.

본 발명의 미생물 제제는 특수한 미생물끼리 조합을 이루고 있으며, 배양과정에서 혹독한 환경을 조성하여 거기에서 살아남은 미생물로써, 유기성 슬러지 처리현장은 물론이며, 심하게 침적된 악취 오니이거나, 화학 오니 또는 유성 오니(oily sludge)를 포함하고 있는 모든 지역에서 미생물제제의 사용이 가능하다.

미생물제제의 처리 지역이 물이 고여 있는 지역, 예를 들어 저수지 같은 경우에는, 산소 공급을 위해 작은 보트를 이용할 수도 있는데, 생물학적 분해과정에 공기 주입은 효과의 극대화에 도움을 준다. 따라서 미생물제제 처리기간을 단축시키려면 공기주입 장치를 설치하면 더욱 바람직하므로, 오니가 심하게 침적된 지역에서는 주기적으로 고정된 장소에서의 산소를 공급하는 것이 좋다.

미생물제제를 1차 살포 후에 7 일을 기다리고, 다시 상기한 방법으로 미생물 제제를 살포하게 되면 하상의 미생물 접종이 더욱 확실하게 이루어진다.

미생물제제를 처리하고자 하는 지역이 하천일 경우 상류 지역에 배양 탱크(cultivation tank)를 설치하여 매일 일정한 량을 흘려 내리는 것도 좋다. 이러한 경우 일정한 미생물들은 하류로 흘러내려가 하류에 부상한 오니를 분해하는데 도움을 준다.

이와 같은 주기적 관리와 함께 현장의 생태계 변화를 보면서 그 현장에 맞는 관리 방법이 뒤따르게 된다.

상기와 같이 미생물제제를 처리할 경우, 하천의 경우 먼저 7일 내에 악취가 소멸하고 신규 조류(algae)가 발생한다. 2차로 14일 내에 실지렁이와 물벼룩 등이 나타나며, 21일 내에 하상과 하천 주변에 이끼류가 나타나기 시작한다[도 4 내지 8].

이는 질소의 순환과정이 원활하게 이루어지기 때문이며, 질소의 원활한 순환은 생태계가 균형을 이루는데 필수과정이다. 오니의 미생물 분해 과정에서 많은 양의 NO₂와 NO₃가 생성되어, 이것이 중간에 갑작스런 조류 번성의 원인이 된다. 조류의 주요한 먹이 공급원이 암모니아 질소(NH₃-N)와 관련 물질이므로 조류의 번성은 암모니아 질소와 관련 물질의 소비를 가속화 할 수 있고, 그럼으로써 하천의 생태계를 복원시킬 수 있다.

미생물제제의 살포 후에, 새롭게 살포된 미생물들은 새로운 성장 주기에서 영양소를 섭취하기 위해 조류와 경쟁하게 되어, 점차적으로 조류의 먹이 공급 고리를 차단하여, 최초의 번성하였던 조류는 점차 줄어들게 된다. 실제적으로 조류는 수중동물의 중요한 먹이인 플랑크톤의 먹이원이 된다. 사실, 오니 분해 과정 동안, 조류는 오니 부산물을 소모하며 갑자기 번성하게 되고 플랑크톤은 과밀한(over-populated) 조류를 소모하게 된다. 조류의 양이 줄어들게 되면 플랑크톤의 수량 역시 먹이원의 부족으로 점차적으로 감소하게 된다.

상기 단계에서 새로운 성장 주기가 시작된다. 조류는 오니 부산물을 소비하면서 그 수가 증가한다. 점점 더 많은 오니 물질이 부상하게 된다(미생물 재재는 어떠한 조류도 포함하고 있지 않다). 하상의 오니 역시 미생물에 의해 생물학적 전환 과정에 있다. 잔여 오니들은 주로 식물성 섬유, 탄화된 입자로 되어 있는데 수중으로 부상한다. 남아 있는 작은 탄화 입자들이 하천의 모든 곳에 나타나서 물의 색깔이 어두운 녹색 또는 갈색으로 변한다.

이와 같이 미생물제제의 살포 후에, 하천의 생물학적 생태계는 또 하나의 새로운 주기로 성장하는데, 먼저 조류의 숫자가 감소한다. 실제 경험에서 적당한 날씨 조건에서 1m 두께의 오니는 24 주 사이에 10 cm 으로 줄어든다. 오니 감소 속도는 오니의 유형이나 날씨 조건, 산소공급량에 의해 결정된다.

미생물제제를 살포한 후 점차적으로 상류나 지류에 있던 오니들이 줄어들거나 하류로 떠내려간다. 살포 지점 상류 부분은 처리과정이 끝나고 유지단계로 들어선 부분이라는 것을 나타낸다. 이를 위하여 매 3 주 마다 미생물 제제를 살포하는 것도 좋다.

유입 폐수가 적절한 방법으로 규제되지 않을 경우, 주기적(7일)으로 미생물 제제를 살포함으로써, 하천의 폐수 정화 능력을 개선하는데 도움이 될 수가 있다.

본 발명의 미생물제제는 처리 과정 동안, 오니 퇴화는 T-N, T-P, COD, BOD, NH₃-N와 SS 입자 수치를 저감시키며, 일반적으로, 처리기간은 3개월 지속되는 효과를 나타낸다[도 9 내지 11]

오니의 감소와 제거 후에, 대부분의 SS 물질은 탄화 잔류물로 이루어져 있고 진흙처럼 보이는데, 실제로 이것은 자연적인 오니 퇴화의 일부분이다. 필요하다면, 소량의 천연 응집제를 수표면에 첨가하여 물의 SS 입자를 감소시킨다. 대부분의 경우, 이 단계는 필요하지 않는데, 일단 하천의 생태계가 복원되면 하천은 점진적으로 그 자신이 자정작용을 할 수 있다.

심하게 오니에 오염된 5m 폭의 하천에는 하천 길이 1 m 당 약 5 톤의 오니를 함유하고 있다. 하천의 1km 길이에는 5000 톤의 오니가 있을 수 있다. 기계적인 제거 장비로 이것을 파서 옮기고 펌핑할 경우, 그 비용은 막대할 것이다. 5000 톤의 오니를 쓰레기 처리장까지 옮기는 운송비용만도 감당할 수 없을 뿐더러 그 자체가 폐기물이 되는 등의 문제점이 있으나, 본 발명에 의하면 이러한 문제점을 해결하고 저비용으로 별도의 폐기물 발생 없이 생태계의 복원이 가능하다.

한편, 도 4 내지 8 는 본 발명의 미생물제제를 인천광역시 남동구 승기천에 직접 적용하여 얻어진 결과를 나타낸 사진이다. 유수량은 넓이 4m, 길이 30 m 이며, 주 1회씩 3회 미생물제제(본 출원인에 의하여 제조된 미생물 제제, 상품명 SUBION S-BR, S-HD)를 투입하였다. 1회당 투입량을 S-BR 1.5 L, S-HD 500 mol 을 4회 분할 투입하였으며, 작업에 소요된 인원은 1인이었다.

미생물 제제 투입 전 승기천은 도 4 에 나타난 바와 같이 수면에 이끼류가 부상하고, 투시도가 없으며, 악취가 심하고, 생물체를 발견할 수 없을 정도로 오염이 심하였다.

미생물 제제를 투입한 2009년 9월 11일부터 2009년 10월 9일 까지 결과를 살펴보면 미생물 제제 투입 7일 경과시 도 5 에 나타난 바와 같이 이끼류가 탄화되고 악취가 60 % 이상 소멸하였고, 투입 14일 경과시 도 6 에 나타난 바와 같이 기름 성분이 부상된 것을 확인할 수 있는데 이는 하상에 농축된 기름띠가 분해되어 부상한 것으로 본 발명의 미생물 제제가 하상에 침투하여 하상을 분해하고 있음을 확인할 수 있는 결과라고 할 수 있다. 또한 도 6의 원내에 확대하여 나타낸 부분에 의하면 실지렁이가 나타나기 시작하였음을 알 수 있는데, 이는 수질이 정화되어가고 있음을 의미하는 것이라 하겠다. 미생물 제제 투입 19일 경과시 도 7 에 나타난 바와 같이 도 6에서 부상된 기름띠가 분해되는 현상이 나타났으며, 투입 28 일 경과시 도 8 에 나타난 바와 같이 도 4에서 보이던 오염물질이 분해되었음을 한눈에 확인할 수 있고, 이를 확대하여 보면 하천 밑바닥이 보일 정도로 투시도가 높아졌으며, 물속에서 개구리를 발견되고 물고기가 회유하는 등 생물체가 출현할 정도로 오염이 개선됨을 확인할 수 있다.

또 다른 한편, 군포 당정천(6,000톤/day)에 본 발명의 미생물 제제를 투입한 후 6 개월 동안의 수질 변화[2009년]를 미생물 제제를 투입하기 전 동일 기간의 수질 변화[2008년]와 비교한 결과를 다음 표 2 내지 4와 도 9 내지 11 에 나타내었다.

	pH		DO		COD		BOD		수온
구 분	2008	2009	2008	2009	2008	2009	2008	2009	2008	2009
1 월	7.24	7.24	4.02	6.02	22.3	17.4	31	21.9	3.8	4.9
2 월	7.1	7.06	3.87	6.12	30.3	8.8	37.4	11.1	8.3	9.1
3 월	7.08	7.16	3.5	5.9	26.3	8.8	33.8	11.3	12.1	11.3
4 월	7.24	6.81	3.11	4.66	18.6	8.6	20	10.9	13.8	15
5 월	7.18	6.85	3.56	4.17	15.4	13.4	16.2	11.4	20.8	19.5
6 월	7.13	6.79	3.01	4.1	14.8	7.3	17.1	6.6	21.5	21.7
평 균	7.16	6.99	3.51	5.16	21.28	10.7	25.92	12.2	13.383	13.6

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 미생물 제제 투입 후 pH가 약산성으로 변화하는 것을 확인할 수 있으며, DO(용존산소)는 높아지고, COD(화학적 산소 요구량) 및 BOD(생물학적 산소 요구량)가 감소하여 수질이 전체적으로 개선되었음을 확인할 수 있다.

	T-N		NH4-N		NO3-N		T-P
구 분	2008	2009	2008	2009	2008	2009	2008	2009
1 월	17.44	8.928	9.45	2.24	0.85	3.233	1.236	0.864
2 월	22.23	7.98	20.1	5.7	0.1	1.55	2.184	0.72
3 월	20.16	7.89	14.2	4.12	0.19	1.3	2.016	0.632
4 월	17.12	7.08	11.5	2.125	0.2	3.15	1.608	0.696
5 월	13.2	8.43	7.232	6.733	1.02	1.02	1.08	0.76
6 월	12.144	7.23	6.133	4.02	1.22	2.033	0.984	0.612
평 균	17.049	7.923	11.436	4.156	0.597	2.048	1.518	0.714

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 미생물 제제 투입 후 T-N(총질소)와 T-P(총인)가 감소하였으며, 특히 NH₄-N(암모니아성 질소) 의 감소가 현저하여 감소된 질소는 대부분 NH₄-N의 감소에 기인함을 확인할 수 있다. 반면, NO₃-N(질산성 질소)은 증가함을 확인할 수 있다.

	SS		Cl-		Pb		F		Zn
구 분	2008	2009	2008	2009	2008	2009	2008	2009	2008	2009
1 월	30	22	76.3	47.2	2.44	0.845	0.2	0.242	60.458	34.125
2 월	35	10.5	61.5	51.8	2.82	0.948	0.233	0.275	60.45	33.124
3 월	27.5	8	72.2	52.5	1.896	0.806	0.175	0.233	57.562	32.152
4 월	30	19	58.6	51.8	1.524	0.745	0.158	0.25	71.222	30.442
5 월	26	15	38.7	50.8	2.002	0.804	0.167	0.233	64.5	29.745
6 월	25.5	10.5	33.7	48.6	2.652	0.812	0.183	0.225	55.485	30.124
평 균	29	14.2	56.83	50.5	2.222	0.827	0.186	0.243	61.613	31.619

상기 표 4에 나타난 바와 같이, SS 함량이 감소하여 하천의 악취가 현저히 감소하였음을 알 수 있으며, 대표적인 중금속인 Pb와 Zn 함량의 감소가 크게 이루어졌음을 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

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Claims (12)

1. 황토층과 유기 슬러지층이 바닥에 형성된 혐기성 반응조와 서로 다른 직경을 가지는 3개의 파이프가 동심원상으로 삽입되어 이루어진 유입구가 구비된 호기성 반응조가 칸막이로 구분되어 이루어진 반응조에 정화시키고자 하는 현장의 오폐수를 채워넣는 과정;
   상기 유입구 중 최내측 파이프를 배관하여 에어펌프 및 미생물 주입구와 연결하고 공기, 미생물 먹이 및 혼합 미생물을 투여하는 과정; 및,
   상기 호기성 반응조에는 공기가 간헐적으로 주입되게 하면서 혐기성 반응조와 호기성 반응조에서 미생물을 오폐수에 적응시키는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오폐수처리능이 우수한 미생물제제의 제조방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 칸막이의 상부에는 혐기성 반응조의 내용물과 호기성 반응조의 내용물이 이동 가능하게하는 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 오폐수처리능이 우수한 미생물제제의 제조방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 유입구를 구성하는 원통은 벽면에 다수개의 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 오폐수처리능이 우수한 미생물제제의 제조방법.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 유입구를 구성하는 파이프와 파이프 사이의 공간에는 다수개의 구멍이 뚤린 대나무 조각과 볏짚이 각각 채워져 있는 것을 특징으로 하는 오폐수처리능이 우수한 미생물제제의 제조방법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 혐기성 반응조에서 수행되는 혐기성 배양은 10 시간 내지 12 시간동안 이루어지며, 호기성 반응조에서 수행되는 호기성 배양은 간헐적으로 주입되는 공기 환경에서 10 시간 내지 12 시간동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 오폐수처리능이 우수한 미생물제제의 제조방법.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 혼합 미생물은 바실러스 속(Bacillus sp) 미생물, 리조븀 속(Rhizobium) 미생물, 아조스피릴륨 속(Azospirillum) 미생물, 플라보박테리움 속(Flavobacterium) 미생물, 스트렙토미세스 속(Streptomyces) 미생물, 페니바실러스 속(Penibacillus) 미생물, 슈도모나스 속(Pseudomonas) 미생물, 및 아조토박터 속(Azotobacter) 미생물을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는오폐수처리능이 우수한 미생물제제의 제조방법.
   
7. 청구항 1 에 있어서,
   상기 유입구를 구성하는 원통과 원통 사이의 공간에는 구멍이 형성된 대나무 조각과 볏짚이 각각 채워진 것을 특징으로 하는 오폐수처리능이 우수한 미생물제제의 제조방법.
   
8. 청구항 1 에 있어서,
   상기 반응조에 채워지는 오폐수의 수온은 10 내지 45 ℃ 범위인 것을 특징으로 하는 오폐수처리능이 우수한 미생물제제의 제조방법.
   
9. 청구항 1 에 있어서,
   상기 미생물 먹이는 정화시키고자 하는 현장에서 채취한 유기성 탄화물인 것을 특징으로 하는 오폐수처리능이 우수한 미생물제제의 제조방법.
   
10. 청구항 1 내지 9 중에서 선택된 어느 하나의 항에 의하여 제조된 것으로,
    바실러스 속(Bacillus sp) 미생물, 리조븀 속(Rhizobium) 미생물, 아조스피릴륨 속(Azospirillum) 미생물, 플라보박테리움 속(Flavobacterium) 미생물, 스트렙토미세스 속(Streptomyces) 미생물, 페니바실러스 속(Penibacillus) 미생물, LDT, 슈도모나스 속(Pseudomonas) 미생물, 및 아조토박터 속(Azotobacter) 미생물 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오폐수처리능이 우수한 미생물제제.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 미생물 제제는 미생물 성장 촉진제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수처리능이 우수한 미생물제제.
    
12. 청구항 1 내지 9 중에서 선택된 어느 하나의 항에 의하여 제조된 미생물제제를 오폐수에 투여하여 오폐수를 정화시키는 방법.
    

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