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(국문) SMZ반응벽체를 이용한 질소제거시스템 기술개발 (영문) Development of Nitrogen Removal System Using Permeable Reactive Barriers of Surfactant Modified Zeolite

연구사업구분 산학연협력기술개발 고유번호 01-4-10-15
연구기간 주관기관 중앙대학교
연구책임자 박규홍
연구목적 소규모 축산농가의 재래식 처리방법으로 주로 이용되고 있는 정화조시설
은 유입수의 고형물을 혐기성소화와 고형물침전에 의해 처리하는 자연정화
방식의 일종이다. 최근 정화조의 축산폐수를 수거하여 대단위 축산공동폐
수처리장으로 운반하여 처리하는 경우도 있으나, 대부분 정화조시설을 사
용하는 소규모 축산농가는 전국적으로 산재되어 있어 효율적인 수거와 관
리가 이루어지지 않다고 할 수 있다. 최근 북한강 수계 충적평야의 지하수
수질을 조사한 결과(최중대, 2000)에 따르면 토지이용별 NO3-N의 농도의
크기는 자연수질지역<농업지역<주거지역<시설재배지역<축산지역 순으로 나
타났으며, 특히 축산지역에서는 평균 33mg/L로서 먹는 물 및 먹는샘물 수
질기준인 10mg/L를 초과하고 있다. 흔히 지표수 오염의 40%정도가 오염된
지하수로 인한 것이라는 데, 이렇게 오염된 지하수는 결국 지표수를 오염
시켜 엄청난 인구를 위한 상수원으로 이용되고 있는 실정이다. 이뿐 아니
라, 농가에서 사용되고 있는 우물을 식수로 사용할 수 없는 상황이라는 것
도 우리에게 경종을 울리는 것이 아닐 수 없다.
본 연구에서는 팔당상수원 주변의 축산폐수내에서 각각 양이온(NH4+-N)과
음이온(NO3--N, NO2--N, PO43--P)의 형태로 나타나는 주된 오염물들을 제
거하기 위한 기술을 개발하는데 그 목적이 있으며, 이미 1차년도의 연구과
제에서 Zeolite를 매질로 사용한 Batch실험결과, 암모니아성 질소(NH4+-N)
의 제거율은 각 농도별로 평균 80%이상의 제거효율을 확인하였다. 또한 높
은 CEC(Cation Exchange Capacity)능을 가지고 있는 Zeolite를 Cationic-
Surfactant를 사용, 표면특성을 변화시킨 새로운 개념의 SMZ(Surfactant
Modified Zeolite)를 사용하여 암모니아성 질소(NH4+-N)뿐만 아니라 질산
성 질소(NO3--N)와 인(PO43--P)까지도 제거가능한 기술을 개발하는 것이
며, SMZ를 사용한 기초실험결과 질산성 질소와 인에 대해서도 어느 정도
의 제거효율을 확인하였다.

따라서, 본 연구기술개발과제로 비점오염원(Non-Point Source)의 형태로
배출되는 축산폐수를 경제적이고 효율적으로 처리할 수 있는 반응벽체공법
의 연구개발을 제안하고자 한다. 반응벽체(Permeable Reactive Barrier,
PRBs)는 지하에 대상오염물과의 반응성이 있는 매질을 채워 설치하는 투수
성 벽체를 이용하여 지하수가 통과하면서 반응에 의해 오염물질을 제거하
려는 것이다.
연구내용 SMZ반응벽체를 이용한 질소제거시스템 기술개발
활용계획

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