R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201919CTAP-C143448-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 축산폐수처리장의 최종방류수 내 테트라사이클린계 항생물질 처리를 위한 PRB-AOP 연계공정 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2018-04-17 ~ 2019-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 강동환 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
11명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 220,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 220,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 370,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 370,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 부경대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
？ 축산폐수처리장 유입수, 최종방류수 및 하천수 성분 분석하여 항생물질의 농도 현황 조사 및 자료 분석 ？ 실제 축산폐수처리장의 처리용량을 고려한 PRB 설계하여 실내 및 현장 실험 수행 및 분석 ？ PRB 공법 후 흡착된 항생물질을 효율적으로 처리할 수 있는 AOP 기술 선정을 위한 실내실험 수행 및 분석 ？ 축산폐수처리장 최종방류수 내 테트라사이클린계 항생물질을 처리를 위한 PRB-AOP 연계공정 실험 수행 및 결과 분석 [최종목표] >> 축산폐수처리장의 최종방류수 내 테트라사이클린계 항생물질 처리를 위한 PRB-AOP 연계공정 개발 ■ 축산폐수처리장 최종방류수 내 테트린사이클린계 물질의 흡착율 95% 이상 달성을 위한 PRB 공법 개발 및 특허 출원 ■ PRB 교체 필터에 흡착된 테트라사이클린계 물질의 분해율 90% 이상 달성을 위한 최적의 AOP 기술 개발 및 특허 출원 ■ 축산폐수처리장 최종방류수 적용 가능한 PRB-AOP 연계공정 개발 및 매뉴얼 작성 ■ 최종성과물 : 축산폐수처리장의 최종방류수에 포함된 테트라사이클린계 항생물질의 효율적인 제거를 위한 PRB 공정과 AOP 공정 개발 및 이를 연계한 친환경적인 연계공정 개발 및 현장 적용 가능한 매뉴얼 작성 [연구내용 및 범위] ？ 축산폐수처리장 유입수, 최종방류수 및 하천수 성분 분석하여 항생물질의 농도 현황 조사 및 자료 분석 ● 현재 운영되고 있는 공공축산폐수처리장의 폐수처리 현황 및 처리공법 조사를 통한 현장실험(2차 연도 수행) 부지 선정 ● 축산폐수처리장의 유입수, 2차 처리수, 방류장 인근 하천수 수질조사(중금속, 유기물 등) 및 항생물질 농도 조사 ● 낙동강 유역의 축산폐수처리장 하류부의 테트라사이클린계 항생물질 오염분포도 작성 ● 수질조사지점 선정 : 낙동강 유역에 위치하는 21개 축산폐수처리장 중 처리유량과 처리 공법 등을 토대로 방류수로 항생물질이 배출될 가능성이 높은 처리장을 선정하고, 대상 축산폐수처리장의 유입수, 방류수, 근처 하천수에 대하여 수질 조사 및 항생물질 조사 실시한다. ● 시료 채취 및 보관 : 시료는 수질오염공정시험기준(환경부고시) ES04130.1의 2.0 시료의 채취방법에 따라 현장수의 성질을 대표할 수 있도록 채취한다. 일반항목 측정을 위한 시료용기는 3~5L의 일회용 용기를 준비하며, 항생물질 채수용 시료용기는 3~5L의 갈색유리병을 사용한다. 갈색유리병은 사용 전 미리 질산 및 정제수로 씻은 다음, 아세톤으로 세정한 후 120 ℃에서 2시간 정도 가열한 후 방냉하여 준비한다. 채취된 시료는 4℃ 이하의 상태를 유지하며 실험실로 이동하며, 도착한 즉시 실험한다. 그렇지 못한 경우에는 4℃에서 최대 7일간(추출 후 40일) 보관한다. 현장측정항목(수온, pH, DO, 전기전도도)은 수질다항목측정기를 이용하여 현장에서 바로 측정한다. ● 실내 수질성분 분석 항목 : 현장측정항목은 수온, pH, DO, 전기전도도이고, 실내수질분석 항목은 TSS, COD, BOD, TOC, TN, TP, NH3-N, 중금속이고, 항생물질 분석은 테트라사이클린계 항생물질을 부경대학교 공실관에서 분석한다. ● 수중 항생물질 분석 방법 : 항생물질 분석 방법은 Standard Method가 없으므로, 기존에 연구된 논문이나 보고서를 참고하여 최적의 분석법을 찾고 이를 이용하고자 한다. 전처리 과정은 GF/C 필터를 사용하여 감압여과한 후 Na-EDTA를 첨가하고 황산을 이용하여 pH2 이하로 조정한다. 추출 과정은 C18 SPE 카트리지에 시료를 통과시켜 항생물질을 흡착시킨 후 건조하고 메탄올 등의 유기용매를 통과시켜 카트리지 내부에 흡착된 항생물질을 용리시킨다. 농축 과정은 유기용매를 이용하여 추출된 항생물질은 농축기계를 이용하여 0.5mL까지 농축한다. 기기분석 과정은 추출, 농축된 항생물질은 HPLC/MS/MS(High Pressure Liquid Chromatography/Tandem Mass Spectrometer)를 이용하여 분석한다. ？ 실제 축산폐수처리장의 처리용량을 고려한 PRB 설계하여 실내 및 현장 실험 수행 및 분석 ● 테트라사이클린계 항생물질 제거를 위한 PRB 공정의 선행기술 조사 및 분석 ● 낙동강 유역의 축산폐수 현황 조사 자료를 고려한 테트라사이클린계 항생물질 제거 PRB 실내실험 수행 ● 테트라사이클린계 항생물질 제거를 위한 PRB 공정의 선행기술 조사 및 분석 ● 낙동강 유역의 축산폐수 현황 조사 자료를 고려한 테트라사이클린계 항생물질 제거 PRB 실내실험 수행 ？ PRB 공법 후 흡착된 항생물질을 효율적으로 처리할 수 있는 AOP 기술 선정을 위한 실내실험 수행 및 분석 ● PRB 필터에 흡착된 테트라사이클린계 항생물질의 제거를 위한 AOP 선행기술 조사 및 분석 ● AOP 선행기술을 적용한 PRB 필터에 흡착된 테트라사이클린계 항생물질의 제거 효율 실내실험 및 분석 ● AOP 기술별 흡착된 테트라사이클린계 항생물질의 제거 효율 산정 ● 다양한 조건에서 실내실험을 수행하여 흡착제 내 흡착된 테트라사이클린계 물질 제거에 효과적인 최적의 AOP 기술 선정 ● PRB 공정의 필터에 흡착된 테트라사이클린계 항생물질의 2차 처리를 위한 AOP 공정(분해율 90% 이상) 개발 ？ 축산폐수처리장 최종방류수 내 테트라사이클린계 항생물질을 처리를 위한 PRB-AOP 연계공정 실험 수행 및 결과 분석 ● 1차년도 실내실험 결과를 바탕으로 실험실 규모의 PRB-AOP 연계공정 수행 ● 낙동강 유역의 선정된 현장실험 부지에서 실내실험에서 도출된 최적의 PRB-AOP 연계공정 수행 ● 테트라사이클린계 항생물질의 흡착율 95% 이상 및 분해율 90% 이상의 결과를 도출한 PRB-AOP 연계공정 매뉴얼 개발 |
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| 색인어 | 한글 | 테트라사이클린계 항생물질 | 투수성 반응벽 | 고도산화처리 | 연계공정 | 축산폐수처리장 방류수 |
| 영문 | Tetracycline antibiotics | Permeable reactive barrier | Advanced oxidation process | Linkage Process | Livestock wastewater treatment discharge | |
| 최종보고서 | 최종보고서_강동환(부경대)-수정.pdf 최종보고서_강동환(부경대).pdf | |||||