새로운 오리건 연구: 폐수를 관개용으로 활용하기
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새로운 오리건 연구: 폐수를 관개용으로 활용하기

Jun 10, 2024

연구원들은 수처리 공장과 일부 대규모 농장에서 사용되는 생물반응기의 일종인 혐기성 소화조에서 배출되는 탁한 액체를 처리하기 위한 2단계 하이브리드 막 여과 기술을 개발하고 있습니다.

오레곤 주립대학교 공과대학 연구원들은 폐수를 동시에 관개하고 농작물에 비료를 주는 제품으로 전환하는 기술을 개발하고 있습니다.

환경 공학 조교수인 Xue Jin이 이끄는 3년 프로젝트는 미국 농무부로부터 750,000달러의 자금을 지원받을 예정이며 농부, 폐수 처리장 및 USDA 과학자와의 파트너십이 포함될 것입니다.

진 씨는 “농업 활동은 이용 가능한 담수의 70%를 차지한다”고 말했다. “전 세계적으로 식량 생산에 대한 수요는 인구와 함께 계속 증가하고 있습니다. 가뭄이 더욱 빈번해지고 심각해짐에 따라 농업용 관개용으로 안전한 재생수를 제공하는 효과적인 처리 기술이 매우 필요합니다.”

또한 이 프로젝트는 제한된 천연 자원을 소비하고 환경에 심각한 영향을 미치는 광산 및 제조 공정에서 생산되는 화학 비료에 대한 의존도를 줄이는 것을 목표로 합니다. 비료를 밭에 적용한 후에는 추가 영향이 발생합니다.

“비료 유출은 지표수 오염의 주요 원인입니다.”라고 진 씨는 말했습니다. "이로 인해 식수원을 오염시키고 하류에 더 해로운 생태학적 영향을 초래하는 녹조가 발생합니다."

연구원들은 수처리 공장과 일부 대규모 농장에서 사용되는 생물반응기의 일종인 혐기성 소화조에서 배출되는 탁한 액체를 처리하기 위한 2단계 하이브리드 막 여과 기술을 개발하고 있습니다. 소화조는 산소가 없는 상태에서 유기물을 분해하기 위해 박테리아에 의존합니다.

첫 번째 단계에서는 전기적으로 충전된 막이 암모늄, 인, 칼륨과 같은 이온을 끌어당겨 비료가 풍부한 염수로 농축합니다. 두 번째 단계에서는 정삼투막이 박테리아 등 오염물질을 제거하고, 박테리아가 없는 물을 염수와 재결합시켜 작물에 적용할 수 있는 영양이 강화된 용액을 생성합니다.

연구에 주요 참여자인 대학원생 Quang Ngoc Tran은 “실험실 규모의 테스트에서 우리는 물의 80%를 회수할 수 있었습니다.”라고 말했습니다. “최적의 작동 조건으로 기술이 확장되면 그 숫자는 더욱 높아질 수 있습니다. 결과물은 기본적으로 식물 영양소인 소금이 약간 용해된 순수한 물입니다.”

Oregon State의 환경 공학 부교수인 Tala Navab-Daneshmand와 Corvallis에 있는 USDA Agricultural Research Service의 연구 원예사인 David Bryla는 온실 연구를 수행하여 식물 성장에 대한 처리수의 효과와 생물 안전성을 모두 평가할 예정입니다. 결과 작물의.

연구팀은 경제적 타당성 조사도 수행할 예정이다. Jin은 이 기술이 잠재적으로 자체 혐기성 소화조를 운영하는 농장이나 심지어 도시 처리장 근처에 위치한 첨단 수직 농장에 직접 배치될 수 있다고 말했습니다. 수직농업은 단순히 땅을 활용하는 것이 아니라 여러 층으로 작물을 재배하는 것을 말한다.

Jin은 "우리는 다양한 사용 사례 시나리오를 검토하고 있습니다."라고 말했습니다. “이 기술의 재정적 영향은 이 기술이 널리 채택될지 여부를 결정하는 주요 고려 사항이 될 것입니다. 목표는 농업을 환경적으로뿐만 아니라 경제적으로도 더욱 지속 가능하게 만드는 것입니다. 농작물 생산 비용을 효과적으로 줄일 수 있는 저렴한 시스템을 개발할 수 있다면 이는 농부들에게 매우 매력적일 수 있습니다.”

Keith Hautala는 Oregon State University College of Engineering의 수석 편집자 겸 작가입니다. [email protected] 또는 541-737-1478로 연락하실 수 있습니다.

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