수질정화용 화산력-시멘트 혼합 바이오 블록 및 그 제조방법 {Water purification bio block with lapillus and cement and fabrication method thereof}

본 발명은 수질정화블록에 관한 것으로서, 상세하게는 수질정화 유용 미생물을 접목함으로써 생물학적 분해 효과를 향상시킨 수질정화용 화산력-시멘트 바이오 블록을 제안한다.

최근 들어 백두산의 분화 가능성이 점차 증가하고 있으며, 백두산 분화 시 화산재의 비산으로 인하여 활발하게 경제활동이 이뤄지고 있는 동북아 지역에 항공, 물류 등 많은 시설이 공용불능 상태에 이르는 등 경제적·산업적으로 막대한 손실을 우려하는 목소리가 주목을 받고 있다. 화산재의 처리에 막대한 비용이 발생하여 경제적·산업적으로 상당한 손실이 예상되므로, 화산재의 처리 및 건설재료 등의 활용방안에 대한 연구도 진행되고 있다.

한편, 우리나라 농촌의 물은 생활하수와 축산분뇨 등으로 오염되어 상수원수로 사용할 수 없는 곳이 점점 늘어나고 있다. 가축분뇨는 농촌에서 발생한 오염물질 중 가장 처리가 어려울 뿐만 아니라 그 발생량도 매우 많다. 가축분뇨로 인한 수질오염 문제를 해결하기 위한 대책으로 영세축산시설에서 발생하는 가축분뇨를 처리하기 위해 국가에 의해 설치, 운영되는 축산폐수공공처리시설의 건설 등 우리나라 수질환경보전정책이 최초로 수립된 때부터 지금까지 필사의 노력을 기울여 왔지만 가축분뇨 문제는 여전히 해결될 기미를 보이지 않고 있다. 더구나 가축분뇨의 해양투기가 2012년부터 금지되게 됨에 따라 축산분뇨의 처리문제는 발등에 떨어진 불이 되었다.

농촌 소하천의 수질을 개선하고 본래의 친수기능을 회복하기 위한 방안의 하나로 제안된 직접 접촉에 의한 지연정화기법은 실제 소하천에 적용되어 소하천 수질정화에 일정 정도 기여해 왔다. 이러한 접촉산화법은 설치비용을 많이 소모하지 않으면서 미생물의 대사작용에 의한 유기물 분해가 잘 이루어져 간이하천에 널리 사용되고 있다. 그러나 기존의 미생물 담체는 단순한 부착성 무기물이므로 특별한 기능을 가지지 않을 뿐 아니라 탈질과정이 호기성에서 이뤄지는 탈질산화 과정과 혐기성에서 잘 이뤄지는 탈질소 과정 두 부분으로 나눠져 있으며 탈질산화 과정의 반응속도가 BOD 분해속도 보다 매우 느리게 진행되기 때문에 영양염류의 제거 효율이 낮은 단점이 있다. 이에 대한 대안으로 저절로 이뤄지는 BOD 제거 과정 외에 탈질, 탈인을 효과적으로 수행할 수 있는 미생물 담체로서 패각 분말을 이용하고자 하는 방안과 유용미생물 (effective microorganism, EM)을 이용하여 수질을 정화하고자 하는 연구 등이 시도된 바 있다. 또한, 수질정화에 화산력을 적용하는 연구로서, 중금속 폐수 처리용 흡착재로서의 화산력의 적용가능성이 검토되었다. 그러나, 관련분야에 대한 연구는 현재까지 미진한 상황으로, 향후 지속적인 연구가 필요한 실정이다.

본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 오염물질에 대한 생물학적 분해효과를 한층 향상시킨 환경 친화적 수질정화용 블록을 개발하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 수질정화용 블록의 활용방안 및 실용화를 검토하고, 낙하된 화산분출물의 처리 및 공공수역 수질개선에 기여하는 것이다.

기타, 본 발명의 또 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 제시될 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 발명의 상세한 설명, 청구의 범위 및 도면에 의해 보다 구체적으로 제시된다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 시멘트, 조골재로서 화산력, 및 감수제를 혼합하여 블록을 제조하는 단계; (b) 상기 제조된 블록을 수중양생하는 단계; 및 (c) 상기 블록을 수질정화용 유용 미생물 배양액에 침지시키는 단계를 포함하는 수질정화용 화산력-시멘트 혼합 바이오 블록의 제조방법을 제공한다.

상기 수중양생한 블록을 이인산암모늄 용액에 침지하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 블록을 이인산암모늄 5 - 20중량% 용액에 3 - 30분간 침지하여 블록의 산도를 조절할 수 있다.

상기 수질정화용 유용 미생물로는 파에니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) 또는 바실러스 아밀로리쿠에파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens)를 이용할 수 있다.

본 발명에 따라 제조되는 수질정화용 유용 미생물이 정착된 화산력-시멘트 혼합 바이오 블록은 블록 제조 전에 화산력의 수침 과정을 거칠 수 있고, 블록 제조 과정에서 수중양생 및 첨가제 도입에 의한 산도 조절을 통해 블록에 미생물을 안정적으로 유지시켜 오염원의 억제가 가능하다.

본 발명에 따르면, 강알칼리성의 콘크리트 블록을 중성화시켜 수질정화용 유용 미생물이 안정적으로 정착되어 유지되는 바이오 블록을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에서 바이오 블록에 화산력을 조골재로 이용함으로써 화산분출물을 효과적으로 처리할 수 있고, 오염 물질에 대한 생물학적 분해 효과의 향상이 기대되며, 환경 친화적이다.

본 발명의 바이오 블록은 친환경적인 각종 구조물에 적용할 수 있으며, 친수환경 조성을 위한 하천정비사업 진행 시 하천 생태 복원용 콘크리트 2차 제품으로 실용화될 수 있고, 나아가 유용 미생물을 이용한 친환경 건설자재 개발, 수변환경 개선사업, 수질개선사업에 적극 활용할 수 있을 것이다.

도 1은 조골재로 사용한 재료의 입도분포곡선을 보여준다.
도 2a 내지 2c은 각각 재령 3일, 7일, 28일 재령의 공시체에 대한 배합비별 휨강도 특성 그래프이다.
도 3는 유용미생물 배합비에 따른 동결융해 손실율 그래프이다.
도 4는 수질정화용 블록의 pH 측정결과 그래프이다.
도 5은 유용미생물 침지 실험결과 그래프이다.
도 6은 블록과 DM7 미생물 혼합 후 생균수 조사 결과이다.
도 7은 블록과 DF35 미생물 혼합 후 생균수 조사 결과이다.
도 8는 블록과 대장균 혼합 후 생균수 조사 결과이다.
도 9은 DM7을 함유한 화산분출물 미생물 블록의 E. coli 억제 여부 결과이다.
도 10은 DF35을 함유한 화산분출물 미생물 블록의 E. coli 억제 여부 결과이다.

본 발명은 화산분출물을 골재로서 이용한 블록에 수질정화용 유용 미생물을 접목한 수질정화용 바이오블록을 제안한다.

화산분출물을 골재로서 이용한 화산력-시멘트 혼합 바이오 블록에 수질정화용 기능성 미생물을 정착시켜 수질 오염원에 대한 정화가 가능하다. 또한, 블록 제조에 사용되는 강염기성의 콘크리트가 미생물의 생장을 저해하는 점을 해결하기 위해, 중성화 공정으로서 수중양생과 이인산암모늄 용액에 침지하는 과정을 도입하였다.

이하, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 기술적 구성 및 그에 따른 효과에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

수질정화용 블록의 재료

블록 제작에 사용된 재료는 시멘트와 조골재 및 감수제를 사용하였다. 본 발명의 실시예에서는 H사의 보통 포틀랜드시멘트를 사용하였다. 또한, 조골재로서 본 발명의 실시예에서는 백두산 화산력, 한라산 화산력을 대상으로 하였고, 비교분석을 위하여 제올라이트, 최대치수 40mm 미만의 골재용 자갈 등을 사용하여 그 결과를 비교하였으며, 재료의 입도분포곡선과 공학적 특성은 도 1 및 표 1과 같다. 또한, 블록 제조 시 시멘트 분산작용과 미세 공기의 연행으로 단위 수량저감, 워커빌리티(Workability) 및 내동해성을 개선시키기 위해 국내 D사 제품의 폴리카본산계 고성능 AE 감수제를 사용하였다.

유용 미생물로서 본 발명의 실시예에서는 파에니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa)와 바실러스 아밀로리쿠에파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) 세균을 유용미생물로 선정하였으며, 이는 물속의 유해 대장균을 소멸시키고 이의 성장을 억제시키는 역할을 수행한다.

공시체의 제작 및 실험

유용미생물을 혼합한 수질정화용 블록의 미생물 생육특성을 분석하기 위하여 공시체를 제작하였다. 물-시멘트비 25%, 배합설계시 설계공극률을 20%로 설정하여 배합을 실시하였다. 재료의 혼합은 실험용 믹서를 이용하였으며, 15cm x 15cm x 5cm의 몰드에 다짐을 실시하여 공시체를 제작하였다.

제작된 수질정화용 블록은 공기 중에서 기건양생을 수행하였으며, 28일 양생 후 유용미생물 10% 배양액에 1일 수침을 실험조건으로 하여 블록의 pH 측정, 생균수조사, 미생물 침지 실험 등을 통하여 수질정화능력을 평가하였다. 또한 배합조건에 따른 4종류 블록의 3일, 7일, 28일 재령의 공시체에 대한 배합비별 휨강도 특성 및 동결융해 저항성을 분석하였다.

각 재령 후의 휨강도 분석 결과, 유용미생물 배합비(0% - 20%)에 따라 휨강도가 감소하는 것으로 나타났으며, 자갈, 제올라이트, 백두산, 한라산화산재 순으로 휨강도가 나타났다(도 2a 내지 도 2c). 또한, 동결융해 손실율 시험결과, 한라산 화산재의 경우 유용미생물 배합비가 20% 일때 최대 3.37%의 손실율이 나타났으며, 자갈의 경우 유용미생물 0%를 배합했을 경우 최소 0.75%의 손실율이 확인되었다(도 3).

화산분출물을 활용한 수질정화용 블록은 유용미생물의 혼입율이 증가할수록 휨강도가 작아지는 경향을 나타냈으며, 손실율은 반대로 증가하는 경향을 나타냈다. 이는 유용미생물의 혼합율이 높아질수록 시멘트의 수화작용을 방해하기 때문으로 판단된다.

또한, 제조된 블록 공시체의 pH 측정결과, 모든 조건에서 pH 11.5 이상의 강알칼리성으로 나타났다(도 4). 한편, 유용미생물 침지실험결과, 모든 조건에서 1일후 유용미생물의 생존개체수를 확인할 수 없었다(도 5).

유용미생물인 파에니바실러스 폴리믹사와 대장균이 모두 사멸한 것으로 나타났으며, 사멸원인의 검증을 위해 순수재료인 백두산 화산재, 한라산 화산재의 생균수 분석을 추가로 수행하였다. 그 결과 백두산 화산재, 한라산 화산재의 생균분석결과 40일 이후에도 대장균이 생존하는 것으로 확인되었으며, 그 원인으로는 제작된 블록의 강알칼리성이 유용미생물을 사멸시킨 것으로 판단된다. 따라서, 수질정화용 블록의 유용미생물 생육가능성이 전제되어야 하며, 이를 위해 적어도 pH 10 이하가 되도록 블록의 중성화처리가 필요함을 확인하였다.

블록의 중성화 테스트

a) 인산석고를 이용한 중성화

결합제재 역할을 하는 시멘트의 대체재로서 인산석고를 활용함으로써 블록의 pH를 저감시키고자 하였다. 블록의 중성화를 위하여 공시체에 인산석고를 혼입하였으며, 인산석고의 혼입비율은 결합제인 시멘트 중량의 10%, 20%, 30%, 40%를 대체하는 조건에 대하여 배합을 실시하였다. 재료 조건은 앞선 실시예와 동일하게 적용하였으며, 블록의 중성화 조건확립을 목적으로 하여 공시체는 5cm x 5cm x 5cm 크기로 제작하였다.

인산석고를 혼입한 수질정화용 블록의 pH 측정결과, 모든 조건에서 pH 10.5 이상으로 알칼리성을 나타내는 것을 확인하였다. 이는 강알칼리성인 보통 포틀랜트 시멘트의 pH (pH>13.2) 보다 중성화가 상당히 진행된 것으로 판단되나, pH 10 이하의 값을 만족하지 못하였다.

b) 이인산암모늄[(NH4)2HPO4)]을 이용한 중성화

블록의 중성화를 위하여 공시체를 이인산암모늄 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 용액에 10분간 침지하여 중성화처리를 진행하였다. 재료는 백두산 화산재와 한라산 화산재만 적용하였으며, 중성화처리시점에 따른 pH 저감효과를 확인하기 위하여 중성화 처리시점을 재령 1일, 7일, 14일, 28일 조건으로 측정하였다.

이인산암모늄 용액에 10분간 침지하여 중성화 처리를 수행한 수질정화용 블록의 pH 측정결과, 모든 조건에서 pH 10.5 이상으로 알칼리성을 나타내는 것으로 확인되었다. 이는 강알칼리성인 보통포틀랜트 시멘트의 pH (pH>13.2)보다 중성화가 진행된 것으로 판단되나, 인산석고를 혼입한 블록의 결과와 마찬가지로 pH 10 이하의 값을 만족하지 못하였다.

c) 인산석고 및 이인산암모늄을 이용한 중성화

인산석고를 활용한 중성화방안 및 이인산암모늄을 활용한 중성화 방안을 적용한 결과, 두 방법 모두 중성화의 경향을 보이는 것으로 분석되었으나, pH 10 이하의 중성화를 만족하지 못하는 것으로 확인되었다.

따라서, 인산석고를 혼입한 블록을 이인산암모늄 용액에 침지시킴으로서 중성화의 효과를 배가할 수 있는 방향을 검토하였다. 블록의 중성화를 위하여 인산석고를 혼입하였으며, 인산석고의 혼입비율은 결합제인 시멘트 중량의 10%, 20%, 30%, 40%를 대체하는 조건에 대하여 배합을 실시하였다. 재료는 백두산 화산재와 한라산 화산재만 적용하였으며, 이인산암모늄 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 용액에 표면건조포화상태의 블록을 10분간 침지하여 중성화처리를 진행하였다. 중성화처리시점에 따른 pH 저감효과를 확인하기 위하여 중성화 처리시점을 재령 1일, 7일, 14일, 28일 조건으로 측정하였다.

인산석고를 혼입한 블록을 이인산암모늄 용액에 10분간 침지하여 중성화 처리를 수행한 결과, 모든 조건에서 pH 10 이상으로 알칼리성을 나타내는 것으로 나타났다.

d) 수중양생을 활용한 중성화

블록의 중성화를 위하여 제작된 공시체를 제작 1일 후 수중양생을 진행하였으며(도 6 참조), 이때 배합조건은 인산석고 혼입조건(10중량%, 20중량%, 30중량%, 40중량%) 및 미혼입조건을 적용하였다.

재료는 백두산 화산재와 한라산 화산재만 적용하였으며, 중성화처리시점에 따른 pH 저감효과를 확인하기 위하여 중성화 처리시점을 재령 1일, 7일, 14일, 28일 조건으로 측정하였다.

인산석고 혼입 및 미혼입 조건에 대하여 수중양생을 진행한 결과, 재령 28일에 pH가 10 이하로 나타나 목표값을 만족하는 것으로 확인되었다.

e) 수중양생 및 이인산암모늄을 활용한 중성화

블록의 중성화를 위하여 제작된 공시체를 제작 1일 후 수중양생을 진행하였다. 이때 배합조건은 인산석고 혼입조건(10중량%, 20중량%, 30중량%, 40중량%) 및 미혼입 조건을 적용하였다. 재료는 백두산 화산재와 한라산 화산재만 적용하였으며, 중성화처리시점에 따른 pH 저감효과를 확인하기 위하여 중성화 처리시점을 재령 1일, 7일, 14일, 28일 조건으로 측정하였다.

인산석고 혼입 및 미혼입 조건에 대하여 수중양생 및 이인산암모늄에 의한 중성화 처리를 진행한 결과, pH가 10 이하로 나타났으며, 각 조건별 결과 값의 차이가 크지 않고 고른 pH값을 나타내는 것으로 확인되었다. 따라서, 화산분출물을 활용한 수질정화용 미생물 블록을 제작하는데 있어, 가장 효과적인 중성화 방안은 수중양생과 이인산암모늄에 의한 중성화 처리임을 확인하였다.

미생물 정착 방법에 따른 블록 내 수질정화 미생물 활력

제올라이트, 자갈, 백두산, 한라산의 4가지 각 시료를 이용하여 블록을 생산하였고, 수질정화 미생물 처리를 위하여 멸균수에 수질정화 미생물(농도는 OD600nm=1.0)을 현탁하여 제조된 현탁액에 각 블록을 24시간 수침한 후처리구와 블록 제작 시 동일 농도의 수질정화 미생물을 미리 첨가하여 제작한 선처리구로 수질정화 미생물 함유 블록을 제작하였다. 이들 두 가지 경우의 수질정화 미생물 함유 블록내에서의 수질정화 미생물의 활력 검정은 아래의 3가지 방법으로 준비한 재료를 배지에 도말배양하며 관찰하였다. (i) 가루형태로 잘게 부순 블록 1g과 1차 멸균수 1㎖ 혼합 후 100㎕ 채취 후 Trypticase soy agar (이하 TSA) 배지에 도말(spreading)하여 배양하였다. (ⅱ) 멸균수 1㎖에 고형형태 블록 1g을 넣어 볼텍싱(vortexing)한 후 원액 100㎕를 TSA배지에 도말(spreading)하여 배양하였다. (ⅲ) 고형형태로 블록 한 조각(약 1g)을 TSA 배지에 올려놓고 흔들어 골고루 균이 퍼지게 배양하였다. 하기 표 2에 각 시료에서의 생균수 측정(CFU)에 따른 블록 내 수질정화 미생물의 활력 검정을 나타내었다.

4 가지 시료를 원료로 한 블록 내에서의 수질정화 미생물의 활력은 처리방법에 따라서 큰 차이를 나타내었는데, 즉 블록 제작을 완료한 뒤 수질정화 미생물을 후처리한 경우에만 활력유지가 있는 것으로 나타났다. 이는 블록 제작 시 강알칼리성의 시멘트가 함유하고 있는 석회석고 등에 의한 부정적 영향 때문으로 사료된다. 또한 수질정화 미생물을 블록으로부터 재 배양하기 위해서는 블록 자체를 배양배지에 굴려 배양하는 것이 가장 높은 미생물 수를 나타내었는데, 이는 블록자체가 흔드는 과정에서 골고루 배지지면에 닿는 횟수를 높여주었기 때문으로 사료된다. 한편 시료에 따른 수질정화 미생물의 활력은 기존 시료인 경우에는 입자가 큰 자갈에서는 미생물 흡착이 이루어지지 않아 수질정화 미생물의 생존력이 저하된 것으로 관찰된 반면, 본 발명에서 사용된 주원료인 2가지 종류의 화산분출물에서는 매우 높은 수질정화 미생물의 활력이 유지되었다.

또한, 수질정화 블록 내 생존이 확인된 미생물들이 최초 블록 혼합 시 사용한 수질정화 미생물인지를 알아보기 위하여 대표적 오염원으로 여겨지는 대장균(병원성 Escherichia coli, 이하 E. coli로 기재함)의 생장억제 실험을 진행하였다. 그 결과 백두산과 한라산 지역의 화산분출물을 이용하여 생산한 블록에서 검출된 미생물은 E. coli의 생장을 억제하는 것으로 관찰되어 최초 혼합한 수질정화 미생물이 생존하며 활력을 유지하고 있음을 알 수 있었다.

실시예

a) 블록 제조

백두산, 한라산 화산재를 물에 24시간 수침한 후 물기를 털어내고, 백두산 화산재 70g, 한라산 화산재 110g을 준비하였다. 시멘트 50g과 감수제 50㎕, 멸균수 4ml을 넣고 화산재와 함께 혼합하였다. 혼합물을 블록으로 제조한 후 24시간 굳힌 이후, 1일 동안 수중 양생하였다. 제조된 블록의 산도 조절을 위해 인산석고 무첨가 조건과 첨가 조건 하에서 이인산암모늄 10중량% 용액에 10분간 수침 후 완전 건조시켰다. 수중양생을 이용하여 새로 생성한 블록은 24시간 이후 대부분이 pH 10 이하의 수치를 기록하였고, 인산석고를 넣지 않았을 때가 가장 pH가 낮았다.

b) 블록 내 수질정화 미생물 생존력 검정

수중양생, 이인산암모늄 첨가, 인산석고 무첨가의 화산분출물 수질정화용 블록을 각각 E. coli, DF35 (Paenibacillus polymyxa), DM7 (Bacillus amyloliquefaciens)

배양액에 침지한 후 미생물의 생존여부를 확인하였다. 그 결과 백두산과 한라산 각각의 화산분출물 수질정화용 블록을 미생물들과 혼합하였을 때, 30일 이후까지 수질정화 미생물로서 DM7 균주(Bacillus amyloliquefaciens)와 DF35 균주(Paenibacillus polymyxa)의 생균수가 혼합 0일차와 유사하게 유지됨을 확인하였으며(도 6 및 도 7 참조), 이는 새롭게 제조된 수질정화용 블록에서도 수질정화용 미생물은 잘 생존하고 있는 것을 나타낸다. 한편, 화산분출물 수질정화용 블록과 혼합한 E. coli의 생균수는 3일까지 유지가 되었다(도 8 참조). 그러나 5일차부터는 화산재와 무관하게 대장균의 생균수가 크게 감소하였다.

c) 수질정화용 미생물 블록의 대장균 생장 억제 여부 검정

수중양생, 이인산암모늄 첨가, 인산석고 무첨가 및 한라산, 백두산 화산 분출물을 이용한 수질정화용 미생물 블록의 대장균 억제여부 검정을 실시하였다.

제조된 블록을 DM7 (Bacillus amyloliquefaciens) 또는 DF35 (Paenibacillus polymyxa) 세균 OD=0.05 현탁액에 수침하고, 수침 24시간 이후 블록을 완전 건조 시킨 후, 블록을 E. coli OD=0.05 현탁액 1L에 수침하였다. 이 후 0, 1, 3, 5, 10, 20, 30일 간격으로 E. coli 현탁액을 원액~ 10-5으로 희석후 생균수를 조사하였다.

먼저 DM7 세균을 함유한 화산분출물 미생물 블록을 E. coli 현탁액에 수침하여 대장균 억제여부를 확인한 결과 도 9와 같이 5일차 까지는 한라산과 백두산 화산분출물 미생물 블록 및 수질정화용 미생물을 첨가하지 않은 대조구와 유사한 수준의 생균수를 나타내었다. 그러나 혼합 10일차에는 대조구에 비하여 DM7 (Bacillus amyloliquefaciens) 세균을 함유한 한라산 화산분출물 미생물 블록을 수침한 용액에서 대장균(E. coli)의 생균수가 감소하는 현상이 나타났으며, 특히 이 기간의 백두산 화산분출물 처리 블록의 현탁액에서는 대장균이 전혀 나타나지 않았다. 따라서 화산분출물 처리 수질정화 블록의 수질정화 능력검정은 지표대상인 대장균 현탁액과 혼합 10일차에 조사하는 것이 억제효과를 가장 잘 나타내었으며, 수질정화 미생물 DM7 (Bacillus amyloliquefaciens) 처리 수질정화 블록은 대장균(E. coli)의 생장을 억제하여 수질정화 능력을 나타내었다.

또한, 도 10과 같이 DF35 (Paenibacillus polymyxa) 세균을 함유한 화산분출물 미생물 블록을 수침한 용액에서도 대장균의 생균수가 DM7 (Bacillus amyloliquefaciens) 세균을 함유한 경우와 유사하게 5일차까지는 대조구와 유사하게 유지되다가 10일차에 감소함을 확인할 수 있었는데, 그 차이는 유의성 있게 조사되었다(p>0.01).

결론

본 발명은 화산력의 환경친화적 건설 재료로서 개발하기 위한 것으로서, 본 발명에서는 수질정화용 기능성 미생물이 접목된 화산력-시멘트 혼합 바이오 블록을 개발하고, 이의 병원성 대장균에 대한 생장억제효과를 확인하여 생물학적 분해효과가 향상된 수질정화용 블록을 개발하였다. 본 발명의 실시예를 통한 실험결과로부터 도출될 수 있는 결론은 다음과 같다.

(i) DF35 세균과 DM7 세균에 의한 대장균(E. coli)의 생장억제효과를 분석하기 위한 전처리 조건으로 인산석고, 제이인산암모늄 처리 및 수중양생에 의한 처리방법을 연구한 결과 수중양생 후 제이인산암모늄 수용액에 병행처리를 진행할 경우에 pH가 목표 값인 10 이하로 고르게 분포하는 것으로 나타나 가장 효과적인 방법으로 판단된다.

(ii) 화산력-시멘트 혼합 바이오 블록의 대장균(E. coli) 생장억제효과를 검토한 결과, DF35 세균, 또는 DM7 세균을 혼입한 두 조건 모두 5-10일차에 대장균(E. coli)의 생장을 확연히 억제하는 것으로 나타났으며, 이는 개발된 화산력-시멘트 혼합 바이오 블록이 생물학적 오염원을 효과적으로 제어함으로써 수질정화효과를 충분히 발휘할 수 있을 것으로 판단된다.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.