KR910006526B1 - 미생물을 이용한 폐수정화제의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

미생물을 이용한 폐수정화제의 제조방법

본 발명은 폐수중 유기물질의 분해능력이 우수한 미생물을 이용한 폐수정화제의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 특정의 미생물로 캔디다속의 캔디다 유틸리스(Candida Utilis), 톨루로프시스속의 톨루로프시스 칼리쿨로스(Torulopsis caliculose), 클로스트리디움속의 클로스트리디움 부틸리쿰(Clostridium butylicum), 마이크로코커속의 마이크로코커스 루테우스(Micrococcs luteus), 슈도모나스속의 수도모나스 플루오르신스(Pseudomonas fluorescens), 바실러속의 바실러스 썹틸리스(Bacillus subtilis)에 속하는 미생물을 특정배지 조건하에서 배양한 다음, 미생물이 혼합된 배양액을 건조, 분쇄하고 여기에 슈크로오즈, 아스파라긴, KH₂PO4, FeSO₄, CaHPO₄, SiO₂및 계면활성제를 혼합하여서 된 폐수정화제의 제조방법에 관한 것이다.

근래에 대두되어 오고 있는 수질오염의 환경오염은 산업 및 도시구조의 발달에 따라 생성되는 각종 산업폐기물, 폐수 및 분뇨 등의 양이 증가하므로 해서 더욱 가중되고 있어 이의 처리방법에 대한 연구가 다각적으로 행하여지고 있는 실정이다.

이러한 환경을 오염시키는 물질을 정화하거나 또는 처리하기 위한 방법으로는 종래 화학적 방법, 물리적 방법 및 생물학적 방법 등이 있으나, 본 발명은 그 중에서도 연구가 활발하게 진행되고 있는 미생물에 의한 즉, 생물학적 방법에 의한 폐수의 정화방법에 관한 것이다.

생물학적 방법에 의한 폐수의 정화방법은 일세기 이상 상하수 처리수단으로 이용되어 온 방법으로 폐수처리장에서 미생물을 이용하여 폐수중에 있는 유기물질을 산화하여 무기질형태로 바꾸어 나가도록 하는 것으로 혐기적 소화법, 호기적인 활성오니법 등이 있으며 호기적인 활성오니법에서는 산소의 공급을 충분히 하여 호기성균의 활성을 높이기 위한 폭기조 등이 개발이용되고 있으며 호기성균의 증식에 알맞은 온도, pH, 또는 폐수에 함유된 분해대상 유기물에 따른 별도의 균주의 투입 등에 관한 다양한 기술이 개발되어 있으나 날로 늘어가는 폐수를 생물학적 방법으로 좀 더 효과적으로 처리기 위해서 오늘날 폐수처리에 큰 과제로 대두되고 있는 것은 처리시간의 단축이다.

본 발명가는 폐수를 폭기조에서 활성오니 방법으로 처리하여 BOD와 COD를 짧은 시간내에 단축처리시키는 방법을 오랫동안 연구 한 끝에 폭기조내에 1) 혐기성균으로 고농도 BOD의 주원인인 탄수화물을 분해하는 캔디다 유틸리스 및 톨루로프시스 칼릴쿨로스와 2) 혐기성균으로 저분자 탄소화물을 각종 유기산 등으로 분해하는 클로스트리디움 부틸리쿰과, 통성혐기성균으로 저분자 탄수화물을 아세트산 및 각종 유기산 등으로 분해하는 슈도모나스 플루오르신스와 3) 호기성균으로 단백질등 질소유지 화합물을 분해하는 바실러스 썹틸리스와 마이크로코커스 루테우스를 일정 방법으로 배양, 일정량을 동량으로 첨가함으로써 단시간내에 BOD와 COD를 획기적으로 감소시킬 수 있는 방법을 발명하게 된 것이다.

캔디다속균은 탄수화물을 분해하는 혐기성균으로서, 전분함유 폐수에서 전분등의 당류를 자화시키는 방법이 일본 특허 공보 소 56.31158에 의하여 알려져 있고 클로스트리디움 부틸리쿰은 혐기성균으로 탄수화물을 각종 유기산으로 분해하는 균으로서, 이를 고농도의 BOD 함유 폐수처리에 이용한 방법은 일본 특허공보 소 63.56846에 의하여 알려져 있으며 슈도모나스 플루오르신스는 저분자 탄수화물을 아세트산으로 분해하는 통성혐기성균으로 알려져 있다. 또한 바실러스 썹틸리스는 호기성균으로 질소함유 유기화합물을 분해하는 균으로서, 이를 아크릴아미드 분해에 이용한 방법은 특허공보 공고번호 제1387호 및 일본 특허공보 소 566.15318에 발표된 바 있으며 마이크로 코커스 루테우스는 호기성균으로 글라이실-글라이실 단백질결합을 제외한 나머지 단백결합을 끊음으로써 단백질을 분해하는 균으로서, 도시 하수처리에 이용한 방법 또한 일본 특허공보 소 57.35080에 발표된 바 있다.

실제로 폐수처리에 관여하는 미생물은 거의 무한대에 가깝고, 원생동물, 조류, 균류 등이 각기 조건에 따라 다양하게 참여하게 되며 이에 폐수중의 유기물의 종류에 따라 각종 균을 첨가하는 방법이 연구되었으나 특정유기물의 분해 또는 일반적인 처리방법으로 분해되기 힘든 유기물의 분해 등의 효과를 얻었을 뿐 본 발명에서와 같이 처리시간을 크게 단축할 수 있는 방법은 없었다.

본 발명에서 이와 같이 처리시간을 단축하는 효과를 거둘 수 있게 된 것은 첫째 통상의 폭기조에서는 호기성균에만 의존한 반면 본 발명에서는 폭기조 내부 깊은 곳의 혐기적 분위기에서도 고농도 BOD의 주원인이 되는 탄수화물의 혐기적 분해가 이루어지도록 한 것으로 이때, 전분등 일차 고분자 탄수화물을 저분자 탄수화물로 분해하는 균과, 저분자 탄수화물을 호기적으로 쉽게 분해하고 또 원생동물 먹이도 될 수 있는 각종 유기산으로 분해하는 균을 동량첨가하여 혐기적 분해를 거친 유기물이 쉽게 호기적 분해가 이루어지도록 하여 결과적으로 처리시간을 크게 단축할 수 있는 것이며, 둘째 질소 함유 유기화합물을 분해하는 호기성균을 추가하여 폐수나 오수 또는 분뇨에 혼합되어 있는 기지의 미생물에 의한 통상의 탄수화물 분해 후 2단계에서 분해되는 질소 함유 유기화합물의 분해시간을 단축케하고, 셋을 처음부터 다단계 과정에서 필요하는 각종 균을 상당량 투여함으로서 다단계 분해 과정이 처음부터 동시에 이뤄질 수 있도록 하고, 탄수화물과 질소함유 유기화합물이 균형있게 분해되도록 함으로 분해시간을 현격하게 단축할 수 있기 때문인 것이다.

한편, 상기와 같이 이종의 미생물을 같은 비로 증식·보관·투여하기에 알맞도록 하기 위해서 상기의 각 균주를 각각 슈크로오즈, 아스파라긴과 Na₂HPO₄, MgSO₄및 Na₂CO₃가 적량 혼합된 액체 배지에서 배양한 후 혼합살균한 소맥피, 미강, 맥강, 제오라이트분말을 넣어 수분함량이 60%가 되도록 35℃에서 48시간 동안 배양·건조·분해 한 후 다시 슈크로오즈, 아스파라긴, KH₂PO₄, MgSO₄, FeSO₄. CaHPO₄, SiO₂및 소량의 계면활성제를 혼합하여 완성하는 것이다.

다음의 실시예와 비교예는 본 발명을 좀더 구체적으로 설명할 것이다.

[실시예]

증류수 1ℓ, 슈크로오즈 100g, 아스파라긴 2.5g, KH₂PO₄1.0g 및 MgSO₄3.0g의 조성을 갖는 액체배지에 캔디다속, 톨루로프시스속, 클로스티리디움속에 속하는 미생물을 증류수1, 슈크로오즈 30g, 아스파라긴 10g, Na₂HPO₄2.0g, MgSO₄0.4g 및 Na₂CO₃2.5g의 조성을 갖는 액체배지에 마이크로코커스속 슈도모나스속 및 바실러스속에 속하는 미생물을 각 33℃에서 48시간 배양한 후, 미생물이 포함되어 있는 배양액 21에 살균한 소맥피 5㎏, 미강 2.5㎏, 맥강 2.5㎏, 제오라이트분말 10㎏을 혼합하고 수분의 함량을 60%가 되도록하여 35℃에서 48시간 배양하였다.

배양이 완료된 후 얻어진 배양액을 수분함량이 10%가 되도록 통풍건조시키고, 이를 분해기로 60메시 정도가 되도록 분쇄하였다.

얻어진 분쇄물에 슈크로오즈 50g, 아스파라긴 1.5g, KH₂PO_4,1.0g, MgSO₄1.5g, FeSO₄1.0g, CaHPO₄1.0g 및 SiO₂0.5g과 계면활성제 0.5g을 혼합하여 제품으로 하였다.

[비교예]

폭기조의 모형에 준하는 1ℓ의 소형 플라스틱 용기에 약 1,500ppm의 BOD 함유 폐수 약 80㎖를 채우고 종균제를 0.5g 넣어 폭기를 시키면서 시간에 따른 변화를 관찰하였다.

1) 비교예의 수치는 하기 균주들에 의하여 종균은 실시예에 따라 만들었다.

1. 캔디다 유틸리스

2. 톨루로프시스 칼리쿨로스

3. 클로스트리디움 부틸리쿰

4. 마이크로코커스 루테우스

5. 슈도모나스 플루오르신스

6. 바실러스 썹틸리스

본 발명에 의한 정화제의 폐수처리능력을 최종확인하기 위하여 실험용 폭기조에 대구염색공업공단내 폐수처리장의 응집수 17.6ℓ를 시료로 정량펌프를 사용, 주입하고 여기에 본 발명에 의한 정화제를 ℓ당 10㎎ 투여한 후 요소와 인산을 첨가하여 사용된 미생물의 영양평형을 유지시키고 폭기조의 체류시간 단축을 위해 부하를 증가시키면서 처리수의 수질을 분석하고 이를 표 1에 기재하였다.

주: 1) COD : 화학적 산소요구량

2) CODMN : 과망간산 칼륨에 의해 측정된 화학적 산소요구량

3) BOD : 생화학적 산소요구량

4) BOD 5일간의 생화학적 산소요구량

5) MLSS : 혼합액 부유고형물

6) 용존산소량

이상에서 설명된 바와 같이 본원 발명은 호기성 처리조에서 전분 등 탄수화물을 분해하는 혐기성균, 저탄수화물을 유기산으로 분해하는 2종의 균, 질소함유 유기화합물을 분해하는 2종의 균을 조합투입함으로써 혐기층에서의 혐기반응을 촉진함과 동시에 투입초기부터 혐기적 분해가 개시되고, 1차적 전분 등 탄수화물의 분해와 그로부터 유기산으로 분해하는 2차 분해가 동시에 이루어지도록 하고 탄수화물에 의한 높은 BOD값이 거의 처리된 다음에 2단계로 분해되는 질소함유 유기화합물에 의한 BOD값을 정상적 BOD로 처리함에 있어, 탄수화물과 균형있게 분해케 함으로써 결과적으로 탄수화물을 주성분으로 하고 질소함유 유기화합물이 상당량 포함되어 있는 일반 폐수의 처리시간을 크게 단축할 수 있고 특히 일반 폐수처리공정인 폭기조에 균을 조합 투입함으로써 처리시간을 20시간 이내로 단축할 수 있게 되는 획기적인 효과를 얻었다.

Claims (3)

1. 캔디다속의 캔디다 유틸리스 톨루로프시스속의 톨루로프시스 칼리쿨로스, 클로스트리디움속의 클로스티리디움 부틸리쿰의 미생물과 마이크로코커스속의 마이크로코커스 루테우스, 슈도모나스속의 슈도모나스 플루오르신스, 바실러스속의 바실러스 썹틸리스의 미생물을 각각 조성이 다른 배지에서 배양하여 얻어진 혼합 배양약에 소맥피, 미강 및 맥강을 혼합하여 건조, 분쇄한 다음, 여기에 슈크로오즈, 아스파라긴, KH₂PO₄, MgSO₄, CaHPO₄, SiO₄및 계면활성제를 혼합함을 특징으로 하는 미생물을 이용한 폐수정화제의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 캔디다속, 톨루로프시스속, 클로스트리디움속 미생물의 배양배지는 증류수 1ℓ, 슈크로오즈 100g, 아스파라긴 2.5g, KH₂PO₄1.0 및 MgSO₄3.0g의 비율로 조성됨을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 마이크로코스속, 슈도모나스속, 바실러스속 미생물의 배양배지는 증류수 1ℓ, 슈크로오즈 30g, 아스파라긴 10g, Na₂HPO₄2.0g 및 MgSO₄0.4g 및 Na₂CO₃2.5g의 비율로 조성됨을 특징으로 하는 방법.