상향류식 혐기성 생물반응기를 이용한 산성 광산 폐수의 처리

Abstract

광업활동에 의해서 생성된 환경오염 문제중 심각한 것 중의 하나가 산성광산폐수이다. 산성광산폐수는 산소와 철이온, 황산화균에 의한 황철광의 산화에 의해 생성되며, 높은 pH와 중금속 이온으로 환경을 오염시킨다. 산성광산폐수를 처리하기 위해 limestone과 유기물원, 미생물원을 이용한 상향류식 혐기성 생물반응기를 제작하였다. 각각의 구성성분들의 산성광산폐수 처리 특징을 살펴보고, 이들을 이용한 복합적인 광산폐수처리를 시도하였다. limestone을 이용하여 Fe과 Al를 완전히 제거할 수 있었으나 표면에 피막이 생성되어 알칼리도 생성이 억제되었다. 반응기에 사용할 유기물질을 조사한 결과 우분과 참나무 퇴비가 오랜 기간 안정적으로 중금속 이온을 제거할 수 있는 것으로 판명되었다. 유기물의 작용기에 의한 흡착과 이온교환이 중금속 제거의 주된 기작이었다. 우분의 경우에는 황산염 환원균의 역할이 중요하였다. 황산염환원균을 도입하기 위해 미생물 granule을 사용한 결과 높은 Mn 처리 효율을 얻을 수 있었다. Sectionalized bioreactor를 사용하여 산성광산폐수를 처리한 결과 참나무퇴비와 sludge cake를 유기물원으로 이용한 경우에 Al, Cd, Cu, Fe, Zn을 99% 이상 처리할 수 있었고, 우분은 90-100%의 효율을 보였다. 망간의 처리효율은 최대 77% 까지 올릴 수 있었다. 최종적으로 모든 구성성분이 균일하게 섞인 integrated bioreactor를 사용하여 Mn을 94%까지 Al, Cd, Cu, Fe를 97%-100%의 효율로 40일 이상 연속적으로 제거할 수 있었다.