해조류 폐수에서 생물비료 생산

그라실라리아(Gracilaria) 해조류의 생물활성물질 및 미량 미네랄을 활용한 생물비료 생산

그라실라리아(Gracilaria) 해조류

 

유익한 물질 회수

 

베트남 과학기술원 Nha Trang 기술연구응용연구소의 Hoang Ngoc Minh박사와 연구팀은 최근 "아가 (Agar) 생산 과정에서 발생한 알칼리성 폐수를 이용한 생물비료 생산 공정" 실용 솔루션에 대한 특허를 취득하였다.

 

이 실용 솔루션은 아가(해조류 젤라틴의 일종) 생산 과정에서 해조류 처리 시 발생하는 알칼리성 폐수를 활용한 생물비료 생산 공정에 관한 것이다. 이 공정은 아가 생산 과정에서 발생하는 폐수의 유기물 양을 줄이고 동시에 해조류 전처리용 알칼리성 폐수에서 식물에 유익한 물질을 회수하여 생물비료 생산에 활용하는 것을 목적으로 한다.

 

아가 생산 공정에서 그라실라리아속의 홍조류를 원료로 사용할 때는 제품 품질 향상과 원료 정화를 위해 반드시 알칼리 처리 단계를 거쳐야 한다. 이 과정에서 해조류에 포함된 다양한 미량 원소와 생물활성물질이 알칼리 용액에 용해된다.

 

이는 생물비료 생산이나 사료 첨가제로 활용할 수 있는 귀중한 원료이다. 그러나 현재 아가 생산 시설에서 이 알칼리성 폐수를 처리해야 할 폐기물로 간주하여 큰 낭비가 발생하고 있다.

 

세계 여러 연구 결과에 따르면 그라실라리아 해조류의 생물활성물질과 미량 미네랄은 식물 성장에 매우 효과적인 것으로 확인되었다. 그러나 지금까지 베트남 내 그라실라리아 해조류 개발 및 가공 연구는 주로 아가 추출에만 집중되어 왔으며, 친환경 농업을 위한 생물비료 원료로서 해조류에 포함된 생물활성물질과 미량 미네랄에 대한 관심은 부족했다.

 

Hoang Ngoc Minh박사에 따르면 이 실용 솔루션의 목표는 아가 생산 과정에서 발생하는 그라실라리아 해조류 처리용 알칼리성 폐수에서 가치 있는 새로운 생물비료를 만드는 것이다. 연구팀은 아가 생산 과정에서 얻어지는 해조류 처리용 알칼리성 폐수로부터 생물비료 생산 공정을 개발하여 생물비료 및 생물비료 생산을 위한 원료로서의 활용 요구를 충족시켰다. 해조류에서 생산된 생물비료는 환경으로의 배출물 감소에도 기여한다.

 

벼 생산성 10% 이상 증가

 

연구팀에 따르면 생물비료 생산 공정은 다음과 같은 단계로 구성된다. 아가 생산 과정에서 해조류 처리 시 발생하는 알칼리성 폐수를 수집하여 폐수 저장 탱크에 보관한다.

 

H3PO4를 사용하여 알칼리성 폐수를 중화시켜 pH 값이 6에서 7 사이인 용액을 만든다. 그 다음, 중화된 알칼리성 폐수를 리터당 5g의 규조토 필터 보조제와 혼합한 후 프레임 필터 프레스 기계에 투입하여 불용성 불순물을 제거한다.

 

필터링 후 알칼리성 폐수 용액은 다음 기준을 충족할 때까지 농축된다: 탄수화물 함량 2.2-2.7%. 그 다음, 화학 첨가제를 준비하여 정량하고 혼합하여 생물비료 제품을 생성한다. 이 과정에서 농축된 20리터의 용액을 교반기에 넣고, 준비 단계에서 정량된 화학물질을 차례로 추가하여 약 142분 동안 혼합한다. 이를 통해 20리터의 생물비료가 생산되며, 이 생물비료는 엽면 시비용 액체 생물비료로 사용될 수 있다.

 

Hoang Ngoc Minh박사는 아가 생산 과정에서 얻어지는 해조류 처리용 알칼리성 폐수로부터 생물비료 생산 공정의 장점은 단순하고 운영이 쉬우며 생산 비용이 낮다고 설명하였다. 알칼리성 폐수를 활용함으로써 경제적 효율성이 높고, 동시에 알칼리성 폐수에 포함된 유기 폐기물의 환경 배출을 줄일 수 있다.

 

이 제품은 벼에 대한 시험이 진행되었다. 결과에 따르면, 충적토와 척박한 토양에서 봄철 벼 재배 시 헥타르당 2.7-3.6리터의 생물비료를 추가 분사하면 물만 분사한 대조군에 비해 벼 생산성이 11.4-11.5% 유의미하게 증가하였다.

 

이 생물비료의 강점은 토양에 해를 끼치지 않고 환경 오염을 일으키지 않으며, 저비용으로 유기농 재배에 적용할 수 있다는 점이다. 특히 다른 화학비료를 사용하지 않고도 작물 생산성을 증가시키는 데 도움이 된다. 현재 연구팀은 공정을 완성하고 기술을 확보하여 기술 이전이나 생산 협력을 할 준비가 되어 있다.

 

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