킬-알거 연구성과

연구성과

중소기업청이 후원하고 대전대학교와 산학협력으로 연구한 성과입니다. 

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킬 알거(Kill-algae)

장석반암의 미네랄성분과 원적외선을 이용하여 유해조류 및 녹조제거률 90%, 뛰어난 토양 정화능력.

『산학연협력 기술개발성공사업』

사업설명(2020.4)

1. 기술개발 목표

 

□ 국산 장석사암(고령토)을 이용한 천연 조류(algae) 제거능을 평가하고, 녹조가 발생할 때 현장에서 바로 사용할 수 있는 천연 조류 제거제를 개발하였음.

□ 조류의 밀도와 종류에 따른 고령토의 조류 제거능을 기존의 황토 및 무기응집제(PACl)와 비교

□ 고령토의 입도별 조류 제거능을 정량적으로 평가하고 제품화를 목표로하였음.

 

2. 기술개발 내용 및 방법

 

□ 장석사암의 조류 제거능을 기존의 황토 및 무기응집제와 비교(성공)

□ 조류의 밀도와 종류에 따른 조류 제거능 평가 성공

□ 장석사암의 입도(particle size)별 조류 제거능 평가

□ 장석사암의 투입이 수체의 수질변화에 미치는 영향 조사

□ 실험실규모의 간이 수조를 제작하여 녹조류를 효율적으로 제거 가능하도록 구성

 

3. 기술개발 기대효과

 

□ 국산 광물을 이용한 천연 조류(algae) 제거제의 개발성공

□ 상수원을 포함한 호소에서 조류 대발생 억제 및 수질 개선 성공

□ 녹조 및 적조 피해의 최소화95%이상 제거가능성의 성공

1. 기술개발의 개요

 

1-1. 개발대상기술(또는 제품)의 개요 및 필요성

 

◦ 최근 갈수 및 이상고온 등 기후변화의 영향으로 부영양화 된 호수나 유속이 느린 하천에서 조류(algae) 발생이 심화되고 있다. 특히 부유성 조류가 대량으로 증식하여 수면의 물색을 현저하게 녹색으로 변화시키는 것을 녹조현상이라 칭하는데, 남조류(Blue-green algae 또는 Cyanobacteria)에 해당되는 Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, Aphanizomenon속 등이 녹조현상의 원인 미생물이라고 알려져 있다.

 

◦ 남조류는 질소 고정능, 휴면포자 형성능, 체내 인축적능, 부상능, 수온 및 pH 적응성, 군체 형성능 등이 다른 조류에 비해 우수하여 부영양화 된 수역에서 우점하여 녹조현상을 일으킨다. 환경부에서 실시하는 조류예보제는 남조류 세포수를 기준으로 500 cells/mL 이상일 경우 조류주의보, 5,000 cells/mL 이상일 경우 조류경보, 1,000,000 cells/mL 이상일 경우 조류대발생경보로 나눠진다.

 

◦ 수계의 조류에 의해 발생되는 이취미 물질은 수돗물의 냄새를 유발할 수 있고, 일부 조류가 발생하는 독소물질은 인체 및 가축의 건강을 해칠 수 있다. 또한 조류가 정수장으로 유입될 시 정수과정 중 여과지 폐쇄, 응집․침전 효율저하, 과다염소처리로 인한 소독부산물 발생 등의 문제도 일으킬 수 있어 조류가 대량으로 발생하는 것을 방지하고, 또 생성된 조류를 조속히 처리하기 위한 선제적 대응과 국가 차원의 체계적인 관리가 필요한 실정이다.

 

◦ 지난 30여 년간 일본과 한국을 비롯한 여러 나라에서 황토를 이용한 유해조류 제거에 대한 연구 및 활용이 많이 진행되어 왔다. 황토살포는 비용이 저렴하고 환경에 미치는 영향이 적어 효율적이라고 알려져 있다. 최근에는 개량된 토양이나 광물질을 인(P)이나 중금속 등의 제거에 활용하고자 하는 연구도 진행되고 있다(김 등, 2013, 박 등, 2002).

그러나, 현장의 관계자들은 “대안일 뿐”효과는 없다라고 증언함.

 

 

1-2. 기술(또는 제품)개발시 예상효과 및 활용방안

 

◦ 광물학적인 특성을 갖는 국산 장석질의 고령토(arkose 일반고령토kaolin)를 대상으로 조류 제거능을 평가하고, 녹조가 발생할 때 현장에서 바로 사용할 수 있는 천연 조류제거제를 개발하여 상수원 보호구역의 이 취미 및 물고기 떼죽음을 예방이 가능할 것으로 기대된다.

 

◦ 조류의 밀도와 종류에 따른 고령토의 조류 제거기능을 기존의 황토 및 무기응집제(PACl)와 비교하고, 고령토의 입도별 조류 제거기능을 정량적으로 평가하여, 상수원을 포함한 호소에서 조류 대발생 억제 및 수질 개선에 도움이 될 것으로 평가된다.

 

◦ 국산 광물을 이용한 천연 조류(algae) 제거제를 개발함으로써, 관련 소재산업의 발전을 촉진하고, 상수원 수질 개선에 이바지하여 안전한 상수도 공급에 기여한다.

2-1-3. 조류제거제 기술개발

 

◦ R&D

*연구기관

- 과제책임자는 94년 현재 근무하고 있는 대학에 전임강사로 부임하였다. 이후 20년간 대학 교수로 재직하는 동안에 환경미생물학, 수질관리, 상수도공학, 하수도공학 등을 강의하였다.

- 대학 교수로 부임한 이후에는 중부권 최대의 상수원인 대청댐의 수질(조류 맛·냄새) 문제를 중심으로 상수도분야에 관심을 가지고 다수의 연구를 수행하였다. 과제책임자가 수행한 상수도분야 선행연구 목록을 다음 표에 요약하였다.

 

<선행연구 목록>

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◦ 기업​

- 당사는 경북 영덕군 창수면 백청리에 장석사암 광산(백청광산)을 보유하고 있으며, 농업용 종이멀칭, 토양개량용 고령토, 식물영양제 고령토, 동물영양제 고령토 등의 제품을 생산하고 있다(그림 1 참고).

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당사의 광산에서 약 600 m 하류에 위치한 백청저수지는 인근의 다른 저수지와 달리 조류(algae)가 발생하지 않는다는 사실을 매번 관찰하였다.

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- 당사 기술진들은 비이커 등을 이용한 현장실험을 통해 장석사암의 조류 제거기능을 확인하였다.

 

- 이상과 같은 배경에서, 본 산학연협력 사업을 통해 “국산 장석사암(고령토)을 이용한 조류(algae) 제거제의 개발"에 필요한 정량적인 실험 데이터를 확보하고자 하며, 녹조를 제거하기 위한 최적의 장석사암 주입기술을 확보하고자 하였다.

 

- 본 산학연협력 과제를 통해 장석사암을 이용한 천연 조류 제거제를 개발함으로써 기업의 재무구조를 탄탄히 하고 수질 환경보전에 이바지하고자 한다.

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