미생물 혼합배양체로 철강폐수 함유 오염물질 동시 제거 기술 최초 개발

국내 연구진이 미세조류와 박테리아 혼합배양체로 철강폐수에 함유된 암모늄과 이산화탄소, 페놀 등을 동시에 제거할 수 있는 기술을 개발해 관심이 모아지고 있다.

국립낙동강생물자원관(관장 안영희)은 미생물 혼합배양체로 철강폐수에 함유된 암모늄·이산화탄소·페놀을 동시에 제거할 수 있는 기술을 최근 개발했다고 31일 밝혔다.

이번 미생물 혼합배양체는 미세조류 ‘세네데스무스 쿼드리카우다(Scenedesmus quadricauda)’와 하·폐수 처리장에서 채취한 활성슬러지를 동일한 무게비율(1대1)로 혼합해 배양한 것이다. 

국립낙동강생물자원관 연구진은 2016년부터 최근까지 미세조류와 호기성 박테리아 군집을 혼합 배양해 단일 반응조에서 암모늄과 페놀을 동시에 제거하는 연구를 수행했다.

연구 결과, 기존의 복잡한 질산화·탈질화 공정 없이 광합성을 통해 암모늄 및 이산화탄소를 제거하는 미세조류와 페놀을 제거할 수 있는 활성슬러지를 섞은 미세조류·박테리아 혼합체를 배양하는 데에 성공했다.

▲ 미세조류·박테리아 혼합배양체 사진.
이 미생물 혼합배양체는 철강폐수 1ℓ에 함유된 암모늄 45㎎과 172㎎의 페놀을 광합성 과정을 거쳐 94시간 내에 완전히 제거했다.

아울러, 미생물 혼합배양체 중 1,500㎎의 미세조류가 철강폐수 1ℓ에 함유된 650㎎의 이산화탄소도 제거했다.

연구진은 지금까지 국내에서 암모늄·이산화탄소·페놀을 한번에 처리할 수 있는 미생물 활용 기술은 이번이 처음이라고 밝혔다.

철강폐수에서 암모늄과 이산화탄소의 동시 처리를 목적으로 미세조류를 도입하는 시도는 수차례 있었지만, 페놀의 독성에 따른 저해현상으로 미세조류의 광합성 효율은 급격히 떨어졌다.

▲ 미생물 혼합배양체의페놀 제거 효율.
이번 연구 결과는 활성슬러지를 미세조류와 혼합으로 배양함으로써 페놀에 대한 독성을 낮추고 미세조류의 암모늄 및 이산화탄소 처리효율을 동시에 높일 수 있다는 것을 처음 입증한 사례다.

이에 따라 철강폐수의 수처리 공정을 획기적으로 단순화시키면서 이산화탄소 발생을 효율적으로 저감할 수 있으며, 철강폐수 처리를 목적으로 새로운 미생물 폐수처리 기술 개발의 발판을 마련했다는 점에서 큰 의의가 있다는 평가를 받고 있다. 

안영희 국립낙동강생물자원관장은 “자생 담수미생물을 활용해 보다 친환경적이고 경제적이면서 실제 산업에 적용될 수 있는 유해물질 저감을 위한 원천기술개발을 지속적으로 발전시킬 계획”이라고 밝혔다.

한편 연구진은 이번 연구 결과를 담은 논문을 바이오에너지 분야의 국제학술지인 ‘바이오리소스 테크놀로지(Bioresource Technology)’에 올해 2월 게재했다.

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