(HNMO) - 남부 과학자들은 폐수와 오염된 물을 생분해성 플라스틱 비드와 물 여과 플라스틱 비드와 같은 유용한 제품으로 전환하는 공정에 대한 연구에 성공했습니다.
폐수로부터 바이오플라스틱
이는 호치민시 과학기술부의 지원을 받아 사이공 대학 환경 및 에너지 기술 연구소의 연구 그룹이 수행하는 과학 연구 프로젝트입니다. 이 도시 수준의 과학 과제는 "탄소가 풍부한 폐수에서 PHB 수지를 합성하는 박테리아의 능력에 대한 연구"라고 합니다.
과제의 내용은 탄화수소 영양소가 풍부한 폐수(특히 식품 가공 공장, 제지 공장, 맥주 공장 등의 생산 시설에서 발생하는 폐수에 존재)의 원천을 활용하여 PHB를 합성할 수 있는 미생물을 개발하고, PHB 합성 공정과 폐수 처리 공정을 결합하는 것을 목표로 합니다.
“바실러스 푸밀러스 NMG5와 바실러스 메가테리움 BP5라는 두 가지 박테리아 균주에서 얻은 PHB 바이오플라스틱은 일상 생활에 사용하기에 적합한 녹색 환경 친화적인 소재로 간주될 수 있습니다. "이 바이오플라스틱 제품은 일반 플라스틱과 동일한 견고성을 가지고 있지만 환경에 따라 30~50일 이내에 완전히 분해될 수 있습니다." 프로젝트 리더인 Ho Ky Quang Minh 박사의 말입니다.
구체적으로 연구팀은 호치민시 꾸찌구의 당면, 쌀국수, 쌀종이 생산 시설의 폐수 처리 시스템 평형조, 메콩푸드(롱안성 덕호아구), 사이공제지공장(바리아붕따우성 탄탄구), 민흥제지공장(빈프억성) 등의 폐수 처리 시설에서 활성 슬러지와 폐수 샘플을 수집했습니다. 그 결과 총 185종의 세균 균주를 함유한 슬러지 샘플 9개와 폐수 샘플 9개를 얻었습니다.
이 중 48시간 배양 후 PHB 합성 능력이 뛰어난 세균 균주가 두 가지 있었는데, Bacillus pumilus NMG5는 건조 중량의 42.28%에 도달했고, bacillus megaterium BP5는 건조 중량의 41.19%에 도달했습니다. 연구팀은 위의 두 박테리아 균주를 합성하여 PHB 필름을 만들고, 이를 습한 토양 환경에서 배양했습니다. 그 결과, 6주 후에 필름이 완전히 분해되었습니다. 물 속에서는 필름이 4주 안에 완전히 분해됩니다.
이처럼 긍정적인 결과를 바탕으로 호치민시 과학기술부 장관인 응우옌 비엣 둥은 연구팀의 제안을 고려하여 PHB 시험 생산을 대규모로 시행하도록 계속 지원하고, 이를 통해 박테리아 균주를 식별하고 생분해성 플라스틱 입자로 합성하는 과정을 완료하여 산업적 규모로 환경 친화적인 포장재를 생산할 것이라고 밝혔습니다.
알루미늄 여과수에서 정수필터수지로
메콩 삼각주에 사는 사람 중 거의 50%가 식수로 알루미늄 물을 여과해야 한다는 현실을 고려하면; 이와 함께, 이 지역의 총 400만 헥타르가 넘는 토지 중 100만 헥타르가 산성 황산염 토양입니다. 안장 대학(호치민시 국립 대학)의 연구팀은 산성 황산염 물을 사용하여 인산염, 칼슘, 마그네슘을 동시에 처리할 수 있는 플라스틱 재료인 산화철 산성 황산염을 만드는 과학 연구 프로젝트를 시행했습니다.
연구팀을 대표하는 응웬 중 탄(Nguyen Trung Thanh) 준교수에 따르면, 메콩 삼각주 사람들은 오랫동안 여러 가지 방법(재, 석회, 이온교환수지 사용 등)을 사용해 명반수를 처리한 다음 폐기물을 폐기하여 물을 깨끗하게 유지해 왔습니다. 그러나 여과 후의 폐기물은 토양과 수질을 오염시킬 위험이 있습니다.
한편, 명반은 폐수 속의 인산염을 제거하는 필터 소재로 합성되어 오염원을 피할 수 있습니다. “따라서 우리는 사람들의 삶에 도움이 되는 명반수를 걸러내고 명반을 씻어내 토양과 수원에서 오염을 제거하는 재료를 갖는 공정을 연구했습니다.”라고 Nguyen Trung Thanh 씨가 말했습니다.
연구팀은 2022년에 시중에서 쉽게 구할 수 있는 이온교환수지(225H)를 이용해 여과 과정에서 알루미늄수에 있는 철분을 최대한 흡수하는 방법을 연구하고 적용하는 데 성공했습니다. 이러한 플라스틱 입자는 일련의 가공 단계를 거쳐 수화 산화철 플라스틱이라는 새로운 소재가 됩니다. 이 플라스틱 구슬을 물 여과재로 사용하면 인산염, 칼슘, 마그네슘 등 오염된 물의 여러 다른 성분을 동시에 제거할 수 있습니다.
다행히도 여과 후 수질 검사 결과는 모두 생활용수에 대한 국가 표면수 품질 기술 규정(QCVN 08-MT: 2015/BTNMT)을 충족했습니다.
이러한 성과를 바탕으로, 그룹은 2023년 초부터 지금까지 여러 가구에서 테스트를 계속 진행하여 여과 시 다양한 유형의 오염된 물의 상태를 자동으로 바꿀 수 있는 플라스틱 소재를 만드는 공정을 완성하고, 다양한 오염 물질이 포함된 각 물 유형에 대해 별도의 필터 플라스틱 비드를 만들 필요가 없도록 하는 테스트를 진행하고 있습니다.
또한 연구팀은 가정에서 대량으로 사용하는 규모에 맞춰 필터 소재의 비용을 낮추었습니다. 수경 재배 식물의 영양소로 폐기물을 "흡수"하는 플라스틱 구슬을 만드는 연구; 플라스틱 구슬(수화산화철)의 재생 및 재사용 과정을 완료합니다.
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