KR20170005237A - 적조 제어를 위한 수처리 장치 및 방법 - Google Patents

적조 제어를 위한 수처리 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170005237A
KR20170005237A KR1020150094213A KR20150094213A KR20170005237A KR 20170005237 A KR20170005237 A KR 20170005237A KR 1020150094213 A KR1020150094213 A KR 1020150094213A KR 20150094213 A KR20150094213 A KR 20150094213A KR 20170005237 A KR20170005237 A KR 20170005237A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
algae
carrier
pseudomonas
microorganism
water treatment
Prior art date
Application number
KR1020150094213A
Other languages
English (en)
Inventor
김재수
이상섭
이장렬
Original Assignee
경기대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경기대학교 산학협력단 filed Critical 경기대학교 산학협력단
Priority to KR1020150094213A priority Critical patent/KR20170005237A/ko
Publication of KR20170005237A publication Critical patent/KR20170005237A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 적조 제어를 위한 수처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 해수에 포함된 조류를 침전시키고, 상등액을 배출하는 침전조; 및 상기 침전조에서 배출된 상등액에 포함된 잔류 조류를 제거하기 위한, 담체에 결합된 살조 미생물을 구비한 반응조를 포함하는 적조 제어를 위한 수처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

적조 제어를 위한 수처리 장치 및 방법{WATER TREATMENT APPARTUS AND METHOD FOR COTROLLING RED TIDE}
본 발명은 적조 제어를 위한 수처리 장치 및 적조 제어를 위한 수처리 방법에 관한 것이다.
적조 현상이랑 해양 미생물의 폭발적인 증가로 인하여 해수가 변색되고, 해양 생물들이 피해를 입는 현상을 말한다. 적조 현상을 일으키는 원인 생물은 식물 플랑크톤으로 규조류(diatom), 와편모조류(dinoflagellate), 남조류(blue-green algae), 미세조류(microalgae) 등과 섬모충류 등이 있다. 또한, 플랑크톤의 종류에 따라 바닷물의 색깔은 적색으로 국한되지 않고 다갈색, 청백색, 백색 등으로 나타나기도 한다.
우리 나라와 같은 온대 지방의 해수 생태계에서는 부영양화가 되면 풍부한 영양분을 바탕으로, 하절기에 수층이 형성되고, 광량이 높아지며 긴 장마와 수온이 상승함에 따라 1차 생산자인 식물 플랑크톤의 생장에 유리한 환경이 조성되면서 조류의 대발생이 진행된다. 특히 우리 나라 연안에서 적조 현상을 일으키는 종들 중 어류나 패류를 직접 치사시키는 유해 물질을 생산하는 종은 코클로디니움(Cochlodinium) 속 등 와편모조류(dinoflagellate)에 속하는 종이다. 나아가, 1995년부터 남해안과 동해 남부해역에서 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides) 종이 상습적으로 적조 현상을 일으키고 있다.
상기 와편모조류의 대발생을 나타내는 적조 현상은, 1) 대발생이 일어난 와편모조류가 먹이사슬의 상층에 속하는 다른 해양생물 등에 의해 이용됨으로써 미생물에 의해 분해되는 과정에서 각종 유기물과 질소 인 등의 무기 염류가 용출되어 수계의 부영양화를 반복 심화 시키고, 2) 수중의 용존 산소가 결핍되어 질식사하거나 적조 생물이 독소 또는 2차적으로 생긴 황화수소, 메탄가스, 암모니아 등 유독성 물질에 의하여 어류와 패류를 치사시키며, 3) 생산성 감소로 어장의 가치가 떨어지는 등 많은 피해를 초래한다.
적조는 상술한 바와 같이 조류(algae)에 의해 일어나기 때문에, 통상의 항생물질 등에 의해 조절할 수 없다. 더불어, 해양 생태계의 부영양화 및 적조 발생을 방지하기 위한 대부분의 방법들은 기술적, 경제적 측면에서 제약이 많이 있다.
지금까지 알려진 적조 원인 생물의 제거 방법은 화학약품 살포법, 초음파 및 오존 처리법, 해면회수 및 침강법, 황토 살포법 등이 있다.
화학약품 살포법은 황산구리(CuSO4), 이산화염소(ClO2), 시마진(Simazine) 등을 살포하는 방법으로서 과거부터 이용되어 왔는데, 그 중 비용이 가장 저렴하여 널리 이용되는 황산구리는 유해성 편모조류에만 특이적(specific)이지 않아 적조 원인 생물 외에 다른 해양생물에도 영향을 끼쳐, 수중의 다른 생물에 대한 독성 및 부식의 측면에서 문제를 일으킬 수 있으며, 또한 상기 황산구리는 일시적 효과만 나타내기 때문에 반복 사용해야 하며, 조류의 적조 발생시 수반되는 높은 알칼리성 환경 조건하에서는 황산구리가 불안정해지기 때문에 많은 양을 처리하여야 하므로 비경제적이라는 단점이 있다.
초음파 처리법은 초음파(160~400kHz)로 적조원인생물의 세포를 파괴하는 방법이고, 오존 처리법은 적조 발생 수역에 고압의 오존을 투입하여 적조로 인한 독성을 중화시키는 방법으로, 두 방법 모두 실용화 단계에 이르지 못하고 있다.
해면회수 및 침강법은 원심분리기, 응집본조, 혼합조 및 가압 부상조로 구성된 가압 부상 분리장치를 이용하여 기포를 발생시켜 적조 생물을 흡착, 부상시키고 해표면에서 회수하는 방법으로 우리나라에서 널리 사용하고 있다.
황토 살포법은 황토(계면활성 점토(Montmorillonite))를 해수 중에 살포하여 적조 생물을 흡착 침강시키고, 황토 속의 알루미늄 이온이 적조원인 생물의 세포를 파괴시키는 성질을 이용한 방법으로 우리 나라에서 널리 사용하고 있다. 그러나, 해수 중에 황토를 살포하면 부유 물질이 증가되어 어류 양식장과 저층에 정착생물이 살고 있는 어장에서는 어류 아가미 폐쇄로 호흡 장애 등 생물에 영향을 미칠 수 있으므로 주의를 요한다. 더불어, 황토는 적조생물을 바다 밑으로 가라앉혀 죽이므로 바다 속에 2차 오염을 유발할 것으로 여겨진다.
본 발명의 일 측면은, 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides), 헤테로시그마 아카시오(Heterosigma akashiwo), 프로로센트럼 미니멈(Prorocentrum minimum), 헤테로캅사 트리퀘트라(Heterocapsa triquetra), 스크립시엘라 트로코이데아(Scrippsiella trochoidea), 차토넬라 마리나(Chattonella marina) 등 적조 현상의 원인이 되는 조류에 대하여, 침전조 및 반응조를 포함하는 수처리 장치를 이용하여, 해수에 포함된 조류를 효과적으로 제어 또는 제거 할 수 있는 조류 제어를 위한 수처리 장치 및 수처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 구현예는, 해수에 포함된 조류를 침전시키고, 상등액을 배출하는 침전조; 및 상기 침전조에서 배출된 상등액에 포함된 잔류 조류를 제거하기 위한, 담체에 결합된 살조 미생물을 구비한 반응조를 포함하는 적조 제어를 위한 수처리 장치를 제공한다.
상기 담체에 결합된 살조 미생물은, 상기 상등액에 포함된 잔류 조류를 담체에 흡착시키고, 살조 미생물에 의하여 조류를 제거하는 것이 바람직하다.
상기 살조 미생물은, 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 슈도모나스 모셀리(Pseudomonas mosselii), 슈도알터로모나스 속(Pseudoalteromonas sp.), 스타켈라마 속(Stakelama sp.), 마리노모나스 속(Marinomonas sp.) 및 포피로박터 속(Porphyrobacter sp.)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 조류는, 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides), 헤테로시그마 아카시오(Heterosigma akashiwo), 프로로센트럼 미니멈(Prorocentrum minimum), 헤테로캅사 트리퀘트라(Heterocapsa triquetra), 스크립시엘라 트로코이데아(Scrippsiella trochoidea) 및 차토넬라 마리나(Chattonella marina)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 담체는 적점토, 석분 슬러지, 폐백토 및 전기로 더스트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 침전조에 공급되는 해수는, 정량 펌프에 의하여 공급되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 구현예는, 조류를 포함하는 해수를 침전시키고 상등액을 배출하는 침전 단계; 및 상기 상등액을 담체에 결합된 살조 미생물과 반응시키는 단계를 포함하는 적조 제어를 위한 수처리 방법을 제공한다.
상기 상등액을 담체에 결합된 살조 미생물과 반응시키는 단계는 상기 담체에 잔류 조류가 흡착되고, 상기 살조 미생물에 의해 잔류 조류가 제거되는 반응 단계를 포함하여 수행되는 것이 바람직하다.
상기 살조 미생물은, 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 슈도모나스 모셀리(Pseudomonas mosselii), 슈도알터로모나스 속(Pseudoalteromonas sp.), 스타켈라마 속(Stakelama sp.), 마리노모나스 속(Marinomonas sp.) 및 포피로박터 속(Porphyrobacter sp.)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 조류는, 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides), 헤테로시그마 아카시오(Heterosigma akashiwo), 프로로센트럼 미니멈(Prorocentrum minimum), 헤테로캅사 트리퀘트라(Heterocapsa triquetra), 스크립시엘라 트로코이데아(Scrippsiella trochoidea) 및 차토넬라 마리나(Chattonella marina)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 담체는 적점토, 석분 슬러지, 폐백토 및 전기로 더스트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 적조 제어를 위한 수처리 장치 및 방법은, 적조 현상의 원인이 되는 적조 생물, 예를 들어 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides), 헤테로시그마 아카시오(Heterosigma akashiwo), 프로로센트럼 미니멈(Prorocentrum minimum), 헤테로캅사 트리퀘트라(Heterocapsa triquetra), 스크립시엘라 트로코이데아(Scrippsiella trochoidea), 차토넬라 마리나(Chattonella marina) 등에 대하여 우수한 살조능을 나타내는 수처리 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 적조 제어를 위한 수처리 장치를 나타낸 모식도이다.
도 2는 담체 1-A 내지 1-E의 형태를 나타낸 사진이다.
도 3은 담체 1-A 내지 1-E의 흡수율을 측정한 그래프이다.
도 4는 담체 1-A 내지 1-E의 비중을 측정한 그래프이다.
도 5는 담체 1-A 내지 1-E의 겉보기 기공율을 측정한 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명의 일 구현예는, 해수에 포함된 조류를 침전시키고, 상등액을 배출하는 침전조; 및 상기 침전조에서 배출된 상등액에 포함된 잔류 조류를 제거하기 위한, 담체에 결합된 살조 미생물을 구비한 반응조를 포함하는 적조 제어를 위한 수처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 구현예는, 조류를 포함하는 해수를 침전시키고 상등액을 배출하는 침전 단계; 및 상기 상등액을 담체에 결합된 살조 미생물과 반응시키는 단계를 포함하는 적조 제어를 위한 수처리 방법을 제공한다.
상기 침전조에 공급되는 해수는 해수 공급조로부터 제공될 수 있으며, 이때 상기 해수 공급조는 수처리가 요구되는 해수를 저장 및 공급할 수 있으며, 이때 상기 해수는 적조의 원인이 되는 조류를 포함하여 수처리의 필요성이 있는 것이 바람직하다.
이때, 상기 조류는, 적조의 원인이 되는 조류라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 상기 조류는, 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides), 헤테로시그마 아카시오(Heterosigma akashiwo), 프로로센트럼 미니멈(Prorocentrum minimum), 헤테로캅사 트리퀘트라(Heterocapsa triquetra), 스크립시엘라 트로코이데아(Scrippsiella trochoidea) 및 차토넬라 마리나(Chattonella marina)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
보다 상세하게 상기 적조 제어를 위한 수처리 장치는, 해수에 포함된 조류를 침전시켜 일부 제거하고, 잔류 조류를 포함하는 상등액을 반응조에 공급할 수 있는 침전조를 포함한다.
상기 침전조는 이후 반응조에서 담체 및 살조 미생물에 의한 조류의 생물-화학적 제거 반응을 수행하기 이전에, 먼저 물리적으로 대부분의 조류를 침전시켜 1차적으로 제거하는 공정이 수행되며, 이와 같은 침전 공정을 수행함으로써, 본 발명의 적조 제어를 위한 수처리 장치에 의한 살조능을 현저히 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 침전조는 침전된 조류를 제거하기 위하여, 하부에 배출부를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 침전조의 하부에 배출부를 포함하여, 장기간에 걸쳐 처리가 이루어지는 경우에 침전된 조류를 슬러지를 처리하는 것과 같이, 또 다른 챔버로 이동시킬 수 있으며, 이를 제거하거나 재활용할 수 있다.
또한, 상기 적조 제어를 위한 수처리 장치는, 상기 침전조로부터 배출된 상등액을 공급받고, 상기 상등액을 살조 미생물이 결합된 담체와 반응시켜, 조류를 제거하기 위한, 담체에 결합된 살조 미생물을 구비한 반응조를 포함한다.
이때, 상기 담체는 상기 상등액에 포함된 나머지 잔류 조류를 흡착시킬 수 있으며, 나아가 담체에 결합된 상기 살조 미생물에 의하여 제거하게 된다. 즉, 1차적으로 침전조에서 조류가 일부 물리적으로 제거된 상태인 상등액에 포함된 잔류 조류를 상기 반응조에서 담체에 결합된 살조 미생물에 의하여 2차적으로 흡착 및 제거할 수 있다.
이때, 상기 살조 미생물은, 조류를 제거할 수 있는 미생물이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 상기 살조 미생물은, 상기 살조 미생물은, 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 슈도모나스 모셀리(Pseudomonas mosselii), 슈도알터로모나스 속(Pseudoalteromonas sp.), 스타켈라마 속(Stakelama sp.), 마리노모나스 속(Marinomonas sp.) 및 포피로박터 속(Porphyrobacter sp.)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 슈도모나스 타이와네시스(Pseudomonas taiwanensis), 슈도모나스 모셀리(Pseudomonas mosselii), 슈도모나스 크레모리콜로라타(Pseudomonas cremoricolorata), 슈도알터로모나스 에스페지아나(Pseudoalteromonas espejiana), 스타켈라마 파시피카(Stakelama pacifica), 마리노모나스 알카라지(Marinomonas alcarazii) 및 포피로박터 독도넨시스(Porphyrobacter dokdonensis)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
이때, 상기 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.)은 한국농업유전자은행에 수탁번호 KACC91974P로 기탁된, 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.) Jin 1-1 균주(KACC91974P)인 것이 바람직하고, 또 다른 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.)은 한국농업유전자은행에 수탁번호 KACC92033P로 기탁된, 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.) Yeon 1-1 균주(KACC92033P)인 것이 바람직하고, 상기 슈도모나스 모셀리(Pseudomonas mosselii)는 한국농업유전자은행에 수탁번호 KACC91977P로 기탁된 슈도모나스 모셀리(Pseudomonas mosselii) Dol 0-4 균주(KACC91977P)인 것이 바람직하고, 상기 슈도알터로모나스 속(Pseudoalteromonas sp.)은 한국농업유전자은행에 수탁번호 KACC92050P로 기탁된 슈도알터로모나스 속(Pseudoalteromonas sp.) Dol 1-8 균주(KACC92050P)인 것이 바람직하고, 상기 스타켈라마 속(Stakelama sp.)은 한국농업유전자은행에 수탁번호 KACC92025P로 기탁된 스타켈라마 속(Stakelama sp.) Yeonmyeong 1-13 균주(KACC92025P)인 것이 바람직하고, 상기 마리노모나스 속(Marinomonas sp.)은 한국농업유전자은행에 수탁번호 KACC91976P로 기탁된 마리노모나스 속(Marinomonas sp.) Yeongu 1-4 균주(KACC91976P)인 것이 바람직하고, 상기 포피로박터 속(Porphyrobacter sp.)은 한국농업유전자은행에 수탁번호 KACC91978P로 기탁된 포피로박터 속(Porphyrobacter sp.) Yeonmyeong 2-22 균주(KACC91978P)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.)은 환경미생물은행(Korea Environmental Microorganisms Bank)에 2014년 9월 12일자로 수탁번호 KEMB 9004-292로 기탁된 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.) 균주(KEMB 9004-292)인 것이 바람직하고, 또 다른 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.)은 환경미생물은행(Korea Environmental Microorganisms Bank)에 2014년 9월 12일자로 수탁번호 KEMB 9004-296로 기탁된 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.) 균주(KEMB 9004-296)인 것이 바람직하고, 상기 슈도모나스 모셀리(Pseudomonas mosselii)는 환경미생물은행(Korea Environmental Microorganisms Bank)에 2014년 9월 12일자로 수탁번호 KEMB 9004-291로 기탁된 슈도모나스 모셀리(Pseudomonas mosselii) 균주(KEMB 9004-291)인 것이 바람직하고, 상기 슈도알터로모나스 속(Pseudoalteromonas sp.)은 환경미생물은행(Korea Environmental Microorganisms Bank)에 2014년 10월 15일자로 수탁번호 KEMB 9004-307로 기탁된 슈도알터로모나스 속(Pseudoalteromonas sp.) 균주(KEMB 9004-307)인 것이 바람직하고, 상기 스타켈라마 속(Stakelama sp.)은 환경미생물은행(Korea Environmental Microorganisms Bank)에 2015년 1월 13일자로 수탁번호 KEMB 9004-324로 기탁된 스타켈라마 속(Stakelama sp.) 균주(KEMB 9004-324)인 것이 바람직하고, 상기 마리노모나스 속(Marinomonas sp.)은 환경미생물은행(Korea Environmental Microorganisms Bank)에 2015년 1월 22일자로 수탁번호 KEMB 9004-327로 기탁된 마리노모나스 속(Marinomonas sp.) 균주(KEMB 9004-327)인 것이 바람직하고, 상기 포피로박터 속(Porphyrobacter sp.)은 환경미생물은행(Korea Environmental Microorganisms Bank)에 2015년 1월 22일자로 수탁번호 KEMB 9004-328로 기탁된 포피로박터 속(Porphyrobacter sp.) 균주 (KEMB 9004-328)인 것이 바람직하다.
한편, 상기 살조 미생물이 결합되는 담체는 다공성 세라믹 담체를 이용할 수 있으며, 이때 상기 담체는 적점토, 석분 슬러지, 폐백토 및 전기로 더스트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 담체는, 담체 총 중량에 대하여 적점토 50 내지 70중량%, 석분 슬러지 20 내지 30중량%, 폐백토 5 내지 15중량% 및 EAF 더스트 1 내지 10중량%를 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 적점토 55 내지 65중량%, 석분 슬러지 23 내지 27중량%, 폐백토 8 내지 12중량% 및 EAF 더스트 3 내지 7중량%를 포함하는 것이다.
나아가, 상기 담체는 흡수율이 18 내지 23%, 비중이 0.7 내지 0.9, 그리고 겉보기 기공율이 20 내지 23%인 것이 바람직하다. 또한, 상기 살조 미생물은 담체의 총 중량에 대하여, 3.0 × 107 cell/g 내지 8.0 × 107 cell/g로 담체에 부착되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4.0 × 107 cell/g 내지 7.0 × 107 cell/g 으로 부착될 수 있다. 이때, 상기 살조 미생물이 담체에 대하여 3.0 × 107 cell/g 미만의 수로 부착된 경우 부착된 살조 미생물의 양이 충분하지 않아 조류에 대한 살조 처리 효율이 낮아지는 문제점이 있으며, 상기 살조 미생물이 8.0 × 107 cell/g 을 초과하는 수로 부착된 경우, 살조 처리 효율이 더 이상 증가되지 않아 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.
한편, 상기 침전조에 공급되는 해수는, 충분한 침전이 이루어지고, 담체에 결합된 살조 미생물과 충분한 반응시간을 확보할 수 있도록 지속적으로 일정량이 공급되는 것이 바람직하며, 이를 위하여 상기 해수는 정량펌프(Peristaltic Pump)에 의하여 침전조에 공급되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 정량펌프에 의하여 공급되는 해수의 유속은 20mL/min 내지 40mL/min의 유속으로 공급되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 25mL/min 내지 35mL/min의 유속으로 공급된다. 상기 해수의 유속이 20mL/min 보다 느린 경우 수처리 장치에 의한 해수의 처리 시간이 증가하게 되어 처리 효율이 낮아질 수 있고, 상기 해수의 유속이 40mL/min 보다 빠른 경우 수처리 장치에서 조류가 살조 미생물과 반응할 수 있는 시간이 충분하지 않아 처리 효율이 낮아지고, 처리 효율을 높이기 위해서는 담체의 양과 부착된 살조 미생물의 양을 늘려 접촉 시간을 늘려야 하고, 그에 따른 추가적인 비용이 발생하는 문제점이 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
1. 적조 미생물의 배양
본 발명의 적조 제어를 위한 수처리 장치를 이용한 살조능의 효과를 확인하기 위하여, 하기 표 1에 나타낸 배지, 온도, 조도 및 염도 조건에서, 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides), 헤테로시그마 아카시오(Heterosigma akashiwo), 프로로센트럼 미니멈(Prorocentrum minimum), 헤테로캅사 트리퀘트라(Heterocapsa triquetra), 스크립시엘라 트로코이데아(Scrippsiella trochoidea) 및 차토넬라 마리나(Chattonella marina)를 각각 배양하여 적조 미생물, 즉 조류를 준비하였다.
균주 배지 온도(℃) 조도(lux) 염도(‰)
코클로디니움 폴리크리코이데스
(Cochlodinium polykrikoides)		 f/2+Si 20 2,000 30
헤테로시그마 아카시오
(Heterosigma akashiwo)		 f/2+Si 20 2,000 30
프로로센트럼 미니멈
(Prorocentrum minimum)		 f/2+Si 20 2,000 30
헤테로캅사 트리퀘트라
(Heterocapsa triquetra)		 f/2+Si 20 2,000 30
스크립시엘라 트로코이데아
(Scrippsiella trochoidea) 		f/2+Si 20 2,000 30
차토넬라 마리나
(Chattonella marina)		 f/2+Si 20 2,000 30
2. 살조 미생물의 선별 및 동정
본 발명의 적조 제어를 위한 수처리 장치에 포함되는 반응조에, 담체에 결합된 살조 미생물을 선별하였고, 그 결과 총 8종의 균주에 관한 동정 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
살조 미생물 종(species) 균주(strain) 유사도(similarity, %)
슈도모나스 속(Pseudomonas sp.) Jin 1-1 균주(KACC91974P) Pseudomonas taiwanensis BCRC17751 99.18
슈도모나스 모셀리(Pseudomonas mosselii) Dol 0-4 균주(KACC91977P) Pseudomonas mosselii CIP105259 99.32
슈도모나스 속(Pseudomonas sp.) Yeon 1-1 균주(KACC92033P) Pseudomonas cremoricolorata NRIC0181 99.86
슈도알터로모나스 속 (Pseudoalteromonas sp.) Dol 1-8 균주(KACC92050P) Pseudoalteromonas espejiana NCIMB2127 99.34
스타켈라마 속(Stakelama sp.) Yeonmyeong 1-13 균주(KACC92025P) Stakelama pacifica JLT832 98.36
마리노모나스 속(Marinomonas sp.) Yeongu 1-4 균주(KACC91976P) Marinomonas alcarazii VIA-Po-14b 96.18
포피로박터 속(Porphyrobacter sp.) Yeonmyeong 2-22 균주(KACC91978P) Porphyrobacter dokdonensis DSW-74 97.09
3. 세라믹 담체의 제조 및 선정
본 발명의 적조 제어를 위한 수처리 장치에 포함되는 반응조에서, 적조 미생물에 대한 생물-화학적 처리를 위하여, 상기 살조 미생물이 부착될 수 있는 세라믹 담체를 선정하였다. 구체적으로, 다공성 세라믹 재질, 고형상 폐기물 등의 소재로 이용한 다양한 담체를 제조하였다.
담체 적점토 석분 슬러지 폐백토 EAF 더스트 석탄회
담체 1-A 60중량% 30중량% 10중량% - -
담체 1-B 독일 Liapor사 경량 다공체 제품 (팽창혈암)
담체 1-C 화산석
담체 1-D 60중량% 25중량% 10중량% 5중량% -
담체 1-E 50중량% - - - 50중량%
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 담체 1-A 내지 1-E는 적점토를 기초로 1 내지 3 종의 폐자원을 혼합하거나(담체 1-A, 1-D, 1-E), 상용화 제품(담체 1-B, 1-C)을 이용하였다.
상기 담체 1-A의 경우, 입도를 200㎛ 이하로 미분쇄하고 건식 혼합 후 조립 성형기(Pelletizer)를 이용하여 5 내지 10mm의 구형 다공체를 제조하였다. 상기 담체 1-C의 경우 입도를 200㎛ 이하로 미분쇄하고 습식 혼합 후 압출기를 이용하여 압출 성형하고, 분쇄기에 의하여 크기 5 내지 10mm인 부정형 담체를 제조하였다. 상기 담체 1-D 및 1-E의 경우, 입도를 200㎛ 이하로 미분쇄하고 습식 혼합 후 압출기를 이용하여 압출 성형하여 구형의 입도 5 내지 10mm인 담체를 제조하였다.
상기 담체 1-A 내지 1-E의 흡수율, 비중 및 겉보기 기공율을 측정하여, 그 결과를 도 3 내지 5에 나타내었다. 또한, 미생물의 흡착 시험 및 부유정도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
도 3 내지 4 및 하기 표 4에 나타낸 바와 같이, 담체 1-A, 1-C 및 1-E는 기공율을 낮아 비중이 커 잘 가라 앉았고, 따라서 담체로 활용하기에 적합하지 않았다. 담체 1-B의 경우 부유하였으나 단위 g당 세포수, 즉 담체에 부착된 살조 미생물의 수가 2.0 × 107 cell/g으로 충분한 살조 효율을 나타내기에는 상대적으로 부착 미생물의 수가 낮았으며, 담체 1-D의 경우 기공율이 높아 부유하고, 단위 g당 세포수가 조류를 제거하기에 충분한 양(6.0 × 107 cell/g)이 부착되어 있음을 확인할 수 있다. 따라서, 상기 담체 1-D를 적조 제어를 위한 수처리 장치의 제작에 사용되는 담체로 선정하였다. 즉, 상기 담체 1-D는 기공율이 높고, 비중이 작기 때문에, 본 발명의 조류 제어를 위한 수처리 장치가 현장에 이용되는 경우, 바다에 띄워 활용이 가능하므로, 바람직한 담체로 선정되었다.
담체 종류 세포수(cell/g) 상태
1-A 1.0 × 108 잘 가라앉음
1-B 2.0 × 107 부유함
1-C 2.8 × 108 잘 가라앉고 부숴짐
1-D 6.0 × 107 부유함
1-E 1.0 × 108 잘 가라앉음
4. 적조 제어를 위한 수처리 장치의 제작
7mm 두께의 아크릴 판을 사용하여 높이 17.27cm, 길이 37.68cm, 폭 11.7cm의 크기로 적조 제어를 위한 수처리 장치를 제작하였다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이 조류를 포함하는 해수를 침전조에 일정량 공급할 수 있도록 정량 펌프를 포함하고, 상기 해수에 포함된 조류를 침전시켜 하부에서 배출시키고, 상부에서 상등액을 반응조로 배출하는 침전조 및 상기 상등액을 공급받아, 담체에 결합된 살조 미생물에 의해 상기 상등액에 포함된 조류를 제거하거나 또는 담체에 상기 조류를 흡착시키는 반응조를 포함하는 적조 제어를 위한 수처리 장치를 제작하였다.
5. 적조 제어를 위한 수처리 장치의 운전 조건 및 살조능 평가
상기 제작된 적조 제어를 위한 수처리 장치를 운전하기 전에, 조류 배양액 4L 및 살조 미생물 1.2L를 준비하였다. 조류는 대수 성장기의 세포를 이용하기 위하여 약 10 내지 12일간 배양을 하였고, 살조 미생물도 대수 성장기의 세포를 이용하기 위하여 O.D.값이 최소 0.8에 이를 때까지 약 3일간 배양하였다. 세라믹 담체는 약 600g을 준비하여 살조 미생물 배양액에 4시간 동안 침지시켜 상기 살조 미생물을 부착시켰다. 수처리 장치의 운전 조건은 정량 펌프(peristaltic pump)를 이용하여 조류 배양액을 28.6mL/min의 유속으로 공급하였다.
이때, 상기 살조 미생물은 상기 표 2에 나타낸 미생물을 이용하였으며, 살조 미생물을 조류 배양액과 액상에서 반응시킨 비교예 1 내지 7과, 상기 수처리 장치를 이용하여 반응시킨 실시예 1 내지 7에 따른 살조율을 하기 표 5에 각각 나타내었다.
살조 미생물 구분 살조율(%)
Cochlodinium polykrikoides Heterosigma akashiwo Prorocentrum minimum Heterocapsa triquetra Scrippsiella trochoidea Chattonella marina
Pseudomonas sp. Jin 1-1 비교예 1 94.00 12.71 18.44 47.39 61.54 64.62
실시예 1 95.15 88.06 76.53 95.78 96.37 89.40
Pseudomonas mosselii Dol 0-4 비교예 2 90.00 5.88 11.93 63.14 68.79 68.27
실시예 2 - 85.00 73.33 94.71 89.41 92.84
Pseudomonas sp. Yeon 1-1 비교예 3 93.55 56.35 22.60 51.57 86.45 76.69
실시예 3 - 87.69 79.31 96.77 95.82 89.08
Pseudoalteromonas sp. Dol 1-8 비교예 4 55.56 13.26 60.37 21.60 59.68 70.22
실시예 4 - 84.68 81.32 93.02 96.09 89.22
Stakelama sp. Yeonmyeong 1-13 비교예 5 13.33 0.00 11.95 63.74 84.03 90.16
실시예 5 - 70.96 72.77 95.45 96.41 92.62
Marinomonas sp. Yeongu 1-4 비교예 6 35.74 17.54 5.36 73.26 54.41 86.31
실시예 6 - 89.77 71.33 92.79 92.77 88.05
Porphyrobacter sp. Yeonmyeong 2-22 비교예 7 65.11 33.33 24.86 56.04 71.86 86.31
실시예 7 - 83.99 82.19 95.75 94.58 87.27
상기 표 5에서 나타낸 바와 같이, 살조 미생물 및 적조 현상의 원인이 되는 조류를 액상으로 반응시킨 비교예 1 내지 7의 경우, 본 발명의 수치리 장치를 이용하여 살조 미생물과 조류를 반응시킨 실시예 1 내지 7의 경우에 비하여 모든 경우에 있어서 낮은 살조능을 나타내고 있음을 확인할 수 있다.
한국농업유전자은행 KACC91974P 20140923 한국농업유전자은행 KACC91977P 20140923 한국농업유전자은행 KACC92033P 20150126 한국농업유전자은행 KACC92050P 20150319 한국농업유전자은행 KACC92025P 20150114 한국농업유전자은행 KACC91976P 20140923 한국농업유전자은행 KACC91978P 20140923

Claims (11)

  1. 해수에 포함된 조류를 침전시키고, 상등액을 배출하는 침전조; 및
    상기 침전조에서 배출된 상등액에 포함된 잔류 조류를 제거하기 위한, 담체에 결합된 살조 미생물을 구비한 반응조를 포함하는 적조 제어를 위한 수처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 담체에 결합된 살조 미생물은, 상기 상등액에 포함된 잔류 조류를 담체에 흡착시키고, 살조 미생물에 의하여 조류를 제거하는 것인 적조 제어를 위한 수처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 살조 미생물은, 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 슈도모나스 모셀리(Pseudomonas mosselii), 슈도알터로모나스 속(Pseudoalteromonas sp.), 스타켈라마 속(Stakelama sp.), 마리노모나스 속(Marinomonas sp.) 및 포피로박터 속(Porphyrobacter sp.)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 적조 제어를 위한 수처리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 조류는, 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides), 헤테로시그마 아카시오(Heterosigma akashiwo), 프로로센트럼 미니멈(Prorocentrum minimum), 헤테로캅사 트리퀘트라(Heterocapsa triquetra), 스크립시엘라 트로코이데아(Scrippsiella trochoidea) 및 차토넬라 마리나(Chattonella marina)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 적조 제어를 위한 수처리 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 담체는 적점토, 석분 슬러지, 폐백토 및 전기로 더스트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 적조 제어를 위한 수처리 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 침전조에 공급되는 해수는, 정량 펌프에 의하여 공급되는 것인 적조 제어를 위한 수처리 장치.
  7. 조류를 포함하는 해수를 침전시키고 상등액을 배출하는 침전 단계; 및
    상기 상등액을 담체에 결합된 살조 미생물과 반응시키는 단계
    를 포함하는 적조 제어를 위한 수처리 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 상등액을 담체에 결합된 살조 미생물과 반응시키는 단계는 상기 담체에 잔류 조류가 흡착되고, 상기 살조 미생물에 의해 잔류 조류가 제거되는 반응 단계를 포함하여 수행되는 적조 제어를 위한 수처리 방법.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 살조 미생물은, 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 슈도모나스 모셀리(Pseudomonas mosselii), 슈도알터로모나스 속(Pseudoalteromonas sp.), 스타켈라마 속(Stakelama sp.), 마리노모나스 속(Marinomonas sp.) 및 포피로박터 속(Porphyrobacter sp.)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 적조 제어를 위한 수처리 방법.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 조류는, 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides), 헤테로시그마 아카시오(Heterosigma akashiwo), 프로로센트럼 미니멈(Prorocentrum minimum), 헤테로캅사 트리퀘트라(Heterocapsa triquetra), 스크립시엘라 트로코이데아(Scrippsiella trochoidea) 및 차토넬라 마리나(Chattonella marina)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 적조 제어를 위한 수처리 방법.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 담체는 적점토, 석분 슬러지, 폐백토 및 전기로 더스트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 적조 제어를 위한 수처리 방법.
KR1020150094213A 2015-07-01 2015-07-01 적조 제어를 위한 수처리 장치 및 방법 KR20170005237A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150094213A KR20170005237A (ko) 2015-07-01 2015-07-01 적조 제어를 위한 수처리 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150094213A KR20170005237A (ko) 2015-07-01 2015-07-01 적조 제어를 위한 수처리 장치 및 방법

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170170375A Division KR20170142144A (ko) 2017-12-12 2017-12-12 적조 제어를 위한 수처리 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170005237A true KR20170005237A (ko) 2017-01-12

Family

ID=57811486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150094213A KR20170005237A (ko) 2015-07-01 2015-07-01 적조 제어를 위한 수처리 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170005237A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101889467B1 (ko) * 2017-03-30 2018-08-17 경기대학교 산학협력단 해양 정화장치
CN108998389A (zh) * 2018-07-26 2018-12-14 上海交通大学 对稻黄单胞菌和稻瘟病菌具有拮抗作用的假单胞菌及应用
CN110079470A (zh) * 2019-03-04 2019-08-02 宁波城市职业技术学院 一株具有抑菌活性的假单胞菌
CN115806915A (zh) * 2022-12-21 2023-03-17 江苏海洋大学 一株具有溶藻能力的假交替单胞菌及其应用

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101889467B1 (ko) * 2017-03-30 2018-08-17 경기대학교 산학협력단 해양 정화장치
CN108998389A (zh) * 2018-07-26 2018-12-14 上海交通大学 对稻黄单胞菌和稻瘟病菌具有拮抗作用的假单胞菌及应用
CN110079470A (zh) * 2019-03-04 2019-08-02 宁波城市职业技术学院 一株具有抑菌活性的假单胞菌
CN115806915A (zh) * 2022-12-21 2023-03-17 江苏海洋大学 一株具有溶藻能力的假交替单胞菌及其应用
CN115806915B (zh) * 2022-12-21 2023-05-23 江苏海洋大学 一株具有溶藻能力的假交替单胞菌及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Panwichian et al. Isolation of purple nonsulfur bacteria for the removal of heavy metals and sodium from contaminated shrimp ponds
WO2007028288A1 (fr) Compose pour l'elimination de la flore aquatique par conversion en vegetation immergee et procede de traitement utilisant ledit compose
Arndt et al. Protozoans and biofilms
KR20170005237A (ko) 적조 제어를 위한 수처리 장치 및 방법
CN1065515C (zh) 一种改善水域底层质量和水质的方法及用于该方法的一组处理剂
WO2009157681A2 (en) Water quality improvement composition containing eco-friendly active natural minerals and method of manufacturing the same
CN101343090A (zh) 镧系水处理剂及其制备方法
KR101661543B1 (ko) 살조능을 갖는 슈도모나스 속 균주 및 이를 이용한 살조 미생물 제제
Jusoh et al. Green technology in treating aquaculture wastewater
KR20170087798A (ko) 패각을 이용한 저질 개선제 제조방법 및 이의 제조방법에 의해 제조된 패각을 이용한 저질 개선제
Lu et al. Effects of modified clay flocculation on major nutrients and diatom aggregation during Skeletonema costatum blooms in the laboratory
KR100819460B1 (ko) 녹조 또는 적조 제거용 황토-카폭섬유 복합체 및 이의 제조방법
KR101675320B1 (ko) 우수한 살조능을 갖는 해양 미생물 및 이를 이용한 적조 제거 방법
KR102099124B1 (ko) 저질개선제 및 이를 이용한 저질개선 방법
CN102449175B (zh) 使用苔藓植物的原丝体的金属回收方法
KR20170142144A (ko) 적조 제어를 위한 수처리 장치 및 방법
CN103951128B (zh) 一种罗氏沼虾工厂化育苗水质超滤净化方法
KR20160003401A (ko) 적조 방제용 조성물 및 이를 이용한 적조 방제방법
CN112125356B (zh) 一种兼具除磷作用的轻质复合型除藻剂的制备方法及其上浮式除藻方法
KR101368491B1 (ko) 선박장착용 전기분해장치 및 이를 이용한 적조현상을 제거하는 방법
KR101788507B1 (ko) 제주도 용암해수로부터 분리한 부착성 규조류로부터 실리카를 추출하는 방법 및 이를 이용하여 분리한 실리카
Devi et al. Current studies on the degradation of microplastics in the terrestrial and aquatic ecosystem
JP2005224720A (ja) 水処理用の細菌リアクター及び藻類リアクター並びにこれらを用いた水浄化装置
Banks Scavenging trace concentrations of metals
CN108018225B (zh) 具有优异的杀藻活性的海洋微生物和使用该海洋微生物的赤潮消除方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application
E601 Decision to refuse application
E801 Decision on dismissal of amendment