KR0139047B1 - 폴리비닐 알코올함유 폐수처리를 위한 새로운 공생 미생물 균주 및 그를 이용한 폴리비닐 알코올 함유 폐수의 처리방법 - Google Patents

폴리비닐 알코올함유 폐수처리를 위한 새로운 공생 미생물 균주 및 그를 이용한 폴리비닐 알코올 함유 폐수의 처리방법

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Abstract

본 발명은 폴리비닐 알코올 함유 폐수처리를 위한 새로운 공생 미생물 균주 및 그를 이용한 폴리비닐 알코올 함유 폐수의 처리방법에 관한 것으로서, 염색공업 등에 사용되는 고분자 합성화합물인 폴리비닐 알코올은 생물학적 분해가 쉽지 않으며, 폴리비닐 알코올의 분해 미생물을 염색폐수 처리 등에 이용하는데는 여름철에 약 40℃에 달하는 페수의 수온, 조염제로 사용되는 폴리비닐 알코올의 생물학적 난분해성 및 폴리비닐 알코올의 중합도에 다른 분해율의 차이 등으로 폐수처리 효율이 크게 떨어지는 문제점이 있는 바, 이를 해결하기 위한 것으로서, 폴리비닐 알코올의 농도가 0.75%에서 거의 완벽하게 또한 1%에서도 80% 이상을 이용할 수 있고 또한 중합도 500-30,000의 폴리비닐 알코올의 95% 이상 분해할 수 있는 새로운 공생 균주인 파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속을 개발하고 이를 폐수처리장에 공급하여 상온이상 40℃이고 PVA를 다량 함유하는 염색폐수를 처리하도록 한 것이다.

Description

폴리비닐 알코올 함유 폐수처리를 위한 새로운 공생 미생물 균주 및 그를 이용한 폴리비닐 알코올 함유 폐수의 처리방법
제1도는 파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스속의 현미경 사진이다.
본 발명은 새로운 공생 미생물균주인 파스테우렐라 해몰이티카(Pasteurella haemolytica) 및 그 균주와 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.)을 이용한 폴리비닐 알코올 함유 페수의 처리방법, 더욱 상세하게는 염색 폐수 등 폐수중에 다량 함유되어 있으나 생물학적으로 분해가 어려운 폴리비닐 알코올을 다량 함유한 폐수를 위의 공생균주를 이용하여 생물학적인 공법만으로 처리하는 방법 및 그 균주에 관한 것이다.
일반적으로 폴리비닐 알코올(PVA, polyvinyl alcohol)은 염색공업, 제지공업 및 플라스틱 공업 등 여러분야의 산업에서 사이징제, 접착제, 코팅제 및 중합촉진제 등으로 널리 사용되고 있는 고분자 합성화합물이다. 대다수의 천연 고분자 화합물과는 다르게 폴리비닐 알코올은 생물학적 분해가 쉽지 않고, 수용성이어서 하천과 토양오염의 중요 원인물질중의 하나이다.
특히 염색폐수는 각종 색소화합무로가 함께 조염제로 사용된 폴리비닐 알코올을 다량 함유하고 있을 뿐만 아니라 여름철에는 폐수가 40℃ 정도로 매우 높아 생물학적 처리가 매우 어려운 것으로 알려져 있다(Suzuki, T. 등 Agric. Chem. Soc. Jap., 51(7), 53-58(1997), Suzuki, T 등, J. Ferment Tech, 51(9), 692-698(1973)).
폐수에 함유된 폴리비닐 알코올을 제거하기 위한 방법으로는 생물학적 처리를 중심으로 연구가 이루어지고 있으며, 폴리비닐 알코올을 분해하는 미생물균주로는 대다수가 슈도모나스 속 균주(Suzukii, T 등, Agric. Biol. Chem. 37(4), 747-756(1973), Watanabe, Y. 등, J. of Biochem. Biophys. 174, 575-581(1976), Shimao, M. 등, Apple. Environ. Microbiol., Jan. 41(1), 261-267(1981), Shimao, M 등, Appl. Environ. Microbiol. 46(3), 605-610(1983))가 보고되고 있으며, Aanthomonas(Nishikawa, H. 등. Chem. Econ. Eng. Rev.7(4), 33-416(1975)), Alcaligenes(Shimao, M. 등, Appl. Environ. Microbiol. 46(3), 605-610(1983), 이건 등, 부산 대학교 환경문제연구소 환경연구보, 제6권(1988)) 등에 속하는 분해균주도 보고되고 있다.
또한 현재까지 보고되고 있는 폴리비닐 알코올의 분해 시스템은 단일 균종에 의한 것도 있으나, 대다수 경우가 공생관계에 있는 서로 다른 두 균주의 혼합배양에 의한 것으로 알려지고 있다(Watanabe, Y 등, Agric. Biol. Chem. 41(8), 1535-1537(1977), Masayuki, S. 등, 化學 40(11), 23-728(1985), Sakazawa, C. 등, Apple. Environ. Microbiol., Jan. 41(1), 261-267(1981), Watanabe, Y. 등, Agric. Biol. Chem., 39(12), 2447-2448(1975)).
그러나 이러한 폴리비닐 알코올의 분해균은 대체로 2,000이상 높은 중합도인 폴리비닐 알코올의 기질은 잘 분해하지 못하며, 완전하게 분해하는데 소요되는 시간도 길 뿐만 아니라 30-35℃ 정도의 비교적 낮은 온도에서 최적 분해 활성을 나타내는 것으로 보고되고 있다(Suzuki, T. 등, Agric. Chem. Soc. Jap., 51(7), 53-58(1977), Suzuki, T. 등, J. Ferment. Tech., 51(9), 692-698(1973), Suzuki, T. 등, Agric. Biol. Chem., 37(4), 747-756(1973), Masayuki, S. 등, 化學. 40(11), 23-728(1985), Kuwahara, M. 등, 香川大學農部學術報告. 40(1), 47-55(1988), 橋本 奬 등, 下水道協會誌, 17(192), 17-26(1980), 橋本 奬 등, 下水道協會誌, 17(195), 24-34(1980)).
따라서 이러한 폴리비닐 알코올의 분해 미생물을 염색폐수 등의 처리에 실제 이용하는 데는 여러가지의 문제점 즉 여름철에 약 40℃에 달하는 폐수의 수온, 조염제로 사용되는 폴리비닐 알코올의 생물학적 난분해성 및 폴리비닐 알코올의 중합도에 따른 분해율의 차이 등으로 폐수처리 효율이 크게 변화하여 페수처리장에서의 처리후 방류수질이 크게 변화하고, 또한 처리수질도 만족할 수준에 이르지 못하고 있다.
특히 처리수중 유기성 오염물질의 농도를 나타내는 지표로 사용되는 생물화학적 산소요구량(BOD, Bioc hemical Oxygen Demand)의 경우 미생물에 의해 분해가 가능한 유기물질의 농도를 나타내어 생물학적 처리공법을 이용한 페수처리장이 원할하게 유지관리되면 문제시되지 않으나, 화학적 산소요구량(COD, Chemical Oxygen Demand)의 경우 생물학적으로 난분해성인 폴리비닐 알코올과 색소화합물 등이 COD의 측정에 사용되는 중크롬산 칼리나 과망간산 칼리에 의해 대체로 산화되므로 COD에 의해 측정되나, BOD에 의해서는 측정되는 비율이 매우 낮으므로 염색폐수의 경우 폐수처리장에서 처리 후 수질중 COD 항목이 주로 문제시되고 있다.
따라서 폴리비닐 알코올을 다량 함유하고 있는 염색공업 등에서의 폐수를 효과적으로 처리할 수 있는 극히 우수한 새로운 분해 미생물의 분리와 이를 이용할 수 있는 기술개발이 매우 중요시되고 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서의 새로운 균주인 파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속은 산림지 토양, 염색공장 주변토양, 염색공장 폐수처리조의 활성슬러지 등을 시료로 사용하여, 폴리비닐 알코올(PVA) 최소배지에서의 균체 증식과 PVA 분해율을 기준으로하여 3단계 과정을 거쳐 PVA분해 이용균주를 검색, 분리한 후 자생적 돌연변이 선별과정을 거쳐 40℃에도 높은 활성을 나타내는 PVA분해 공생미생물에 관한 것으로 (사)한국종균협회에 1994년 9월 5일자로 기탁(수탁번호 KFCC-10841)하였다.
검색된 새로운 미생물은 검색과정에서 가장 높은 균체증식과 PVA 분해율을 나타내었던 배양액으로부터 PVA의 분해 이용에 직접 관계하는 균주를 순수분리하기 위하여 PVA 최소배지(Suzuki, T. 등, 醱工, 51(9), 692-698(1973), PVA 50g/1, (NH4)2SO41.0g/1, KH2PO41.0g/1, K2HPO41.0g/1, MgSO4, 7H2O 0.2g/1, NaCl 0.1g/1, CaCl22H2O 0.02g/1, FeSO40.01g/1, Na2MoO42H2O 0.5㎎/1, Na2WO4, 2H2O 0.5㎎/1, MnSO40.5㎎/1, 혼합비타민 1.0g/1)에서 몇 차례의 계대배양을 거친 다음 배양액을 적절히 희석하여 뉴트리엔트 아가에 접종한 후 37℃에서 배양하였다.
뉴트리엔트 아가(Nutrient agar)상에 나타난 집락은 주로 형태적 특성을 기준으로 서로 다르다고 판단되는 네 균주를 분리하여 KMG 1-4로 명명하였다. 순수 분리한 네 균주를 단독, 두균주, 세균주 또는 네균주를 혼합 배양하였으나 어느 배양액에서도 균체증식과 PVA분해 현상을 인지할 수 없었다. 그래서 사카자와(Sakazawa)등(Apple. Environ. Microbiol., Jan. 41(1), 261-267(1981))이 분리한 PV분해균과 마찬가지로 본 발명에서 분리한 PVA 분해균 역시 뉴트리엔트 아가에서 잘 자라지 않는 것으로 판단하고 염색공미생물 활성슬러지를 종균으로 사용하여 얻은 배양액 10-5-10-6희석액을 PVA 최소배지에 도말하고, 37℃에서 약 3주일 정도 배양했을 때 다른 집락주위에 상기 네 균주와 전혀 다른 황색 색소를 생산하는 새로운 집락을 발견할 수 있었고 이 균주를 KMG5로 명명하였다.
KMG5균주를 단독 또는 뉴트리엔트 아가에서 분리한 상기 네 균주와 혼합배양한 결과 KMG5 균주 역시 PVA배지에서 단독으로는 전혀 생육하지 못하나 KMG1 균주와 혼합배양했을 때는 폐수처리장 폭기조의 시료를 접종, 배양한 원배양의 경우와 거의 같은 수준의 균체증식과 PVA분해율을 나타내었다.
따라서, KMG1과 KMG5 두 균주를 혼합 배양하면서 배양시간에 따른 균체증식 및 PVA감소율을 측정하였으며 이 결과로부터 두 균주는 상호 공생관계를 유지하면서 PVA를 효과적으로 분해 이용하고 있음을 확인할 수 있었다. 여기에서 분리한 새로운 미생물균주인 KMG1와 KMG5인 두 PVA분해 공생 균주를 전자현미경으로 관찰한 결과 KMG1은 흰색 집락을, KMG5는 노란색 집락을 나타냈으며, 세포모양은 제1도의 사진과 같았으며, 두 균주의 집락형태와 중요 생리적 성질은 표 1과 같았다.
[표 1. 준리한 PVA분해균주의 특성]
분리한 균주를 그람 음성 동정기(Gram-Negative Identification card)를 이용한 자동 동정 시스템을 활용하여 KMG1 균주를 동정한 결과, 97%의 확률로 파스테우렐라 해몰이티카인 것으로 나타났다. 반면 KMG5 균주는 뉴트리엔트 브로쓰(nuterient broth)에서도 24시간 정도의 적응기간과 균체량이 2배 증식하는데 걸리는 시간이 약 3.8시간인 등 매우 느린 생육속도를 나타낼 뿐만 아니라 탄소 및 에너지원으로 포도당만을 약간 이용할 뿐 대다수의 다른 일반 당류를 이용하지 못하는 등 극히 드문 특이한 생육 특성을 가지고 있어 KMG5 균주의 경우는 자동 동정 시스템을 이용한 동정은 불가능하였다. 그래서 KMG5의 형태적 특성과 그람음성, 카탈라제(Catalase)양성, 황화수소 및 인돌생성 실험의 음성, 또는 질산염 환원시험에서의 음성 등과 같은 생화학적인 성질들을 조사하여 이를 종합 분석해본 결과 KMG5은 슈도모나스 속의 균종으로 판정할 수 있었다.
그리고 파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속 두 공생 균주의 공생 기작규명을 위한 기초 실험으로 다음과 같은 실험을 실시하였다. 즉 0.1% 포도당을 추가로 첨가한 PVA 최소배지에 두 균주를 각각 단독으로 배양하였으나, 두 균주 어느것도 PVA를 분해 이용하지는 않았으나 파스테우렐라 해몰이티카는 4일, 슈도모나스 속은 10일간 진탕배양했을 때 약간의 균체 증식을 나타내었다. 그래서 상기 각 배양액을 원심 분리하고, 균체를 분리 제거하여 얻은 각각의 배양 상등액을 일반적인 방법에 따라 가압 살균한 후 이 액을 배지로 이용하여 두 균주를 서로 교차 접종해서 진탕배양한 결과는 표 2와 같았다.
[표 2 공생균의 혼합배양에서 PVA분해균의 분리]
* 균체 증식량은 660nm에서의 흡광도
파스테우렐라 해몰이티카의 경우는 균체증식과 PVA분해를 확인할 수 없었는데 반하여 슈도모나스 속은 비록 혼합배양의 경우와 비교하면 훨씬 낮은 수준이지만 그런대로 뚜렷한 균체 증식과 더불어 현저한 PVA 감소현상을 나타내었다. 따라서, 두 공생 균주중 슈도모나스 속이 직접 PVA분해 관련균주이며 파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속 생육에 필요한 어떤 성장인자를 공급하여 서로 공생관계를 유지하고 있는 것으로 판단되었다. 실제로 쉬마스 등(Appl. Environ. Microbiol. 46(3), 605-610(1983))의 연구와 김 등(생물산업, 6(3), 108(1993))의 연구결과에 의하면 각각 두 PVA분해 공생균주중 한 균주는 피른올로퀴놀린퀸온(Pyrnoloquinoline Quinone, PQQ)로 밝혀진 성장인자를 생산공급하면서 직접 PVA분해기능을 가진 다른 균주와 상호 공생관계를 이루고 있는 것으로 보도되고 있다.
그러나 본 발명에서는 슈도모나스 속은 PQQ를 성장인자로 이용하지 않는 것으로 확인되었다.
따라서, 본 연구에서 분리한 두 공생균주는 지금까지 보고되고 있는 다른 PVA 분해 공생균주와는 전혀 다른 새로운 기작에 의해 상호 공생관계를 유지하고 있는 것으로 생각되었다.
[실시예 1]
파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속의 혼합배양에 있어서 배양액의 초기 수소이온 농도가 균체증식과 PVA분해에 미치는 영향을 조사하여 표 3과 같은 결과를 얻었다. 균체 증식과 PVA분해는 배지의 수소이온 농도에 매우 민감하였으며 지금까지 보고되고 있는 대다수의 다른 PVA분해균과 마찬가지로 본 발명에서의 PVA 혼합균주 역시 중성내지는 약알카리성 pH에서 가장 높은 활성을 나타내었다.
또한 균체증식과 PVA 분해율은 완전하게 상호 연관되어 있음을 보여주고 있어 PVA가 유일의 탄소 및 에너지원으로 분해 이용되고 있다는 것을 확인할 수 있었다.
[표 3 공생균의 혼합배양에서 pH에 따른 세포증식량과 PVA잔류농도]
* 균체 증식량은 660nm에서의 흡광도
** 배양조건은 PVA를 유일 탄소원으로 0.5% PVA함유 PVA최소배지중에서 37℃에서 8일간 배양
[실시예 2]
파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속의 혼합배양에 PVA분해에 미치는 배양온도의 영향을 조사한 결과 표 4와 같이 균체증식과 이에 정비례하는 PVA분해율은 30-37℃ 범위의 온도에서 큰 차이없이 배양 6일째에서 최대값을 보였다. 따라서 본 발명에서의 혼합균주는 지금까지 보고되고 있는 다른 PVA분해균들(Suzuki, T. 등, Agric. Biol. Chem. 37(4) 747-756(1973), Shimao, M. 등, Env. Microbiology 49(6), 1389-1391(1985), Kuwahara, M. 등, 香川大學農部學術報告. 40(1), 47-55(1988)에 비하여 비교적 높은 최적 활성온도를 가지고 있는 것으로 평가되었다. 그러나, 40℃에서의 배양온도에서 균체증식과 PVA분해율의 급격한 감소현상을 나타내었다. 그러므로 본 발명에서의 PVA분해 분리균은 수온이 40℃이상으로 상승되는 하절기 염색공장 등의 폐수를 효과적으로 처리하는데는 만족스럽지 못하였다. 따라서 실시예 10에서와 같이 40℃에서도 적용가능한 비교적 고온성 분해균을 분리하였다.
[표 4 공생균의 혼합배양에서 온도에 따른 세포증식량과 PVA잔류농도]
* 균체 증식량은 660nm에서의 흡광도
** 배양조건은 PVA를 유일 탄소원으로 0.5% PVA함유 PVA최소배지중에서 37℃에서 8일간 배양
[실시예 3]
파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속의 유일 탄소원 및 에너지원으로써의 PVA첨가량을 달리한 배치(0.25-0.1%)에 파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속을 혼합배양하여 PVA농도가 균체증식과 PVA분해이용에 미치는 영향을 분석하였다. 표 5에 표시되어 있는 바와 같이 0.75%가지의 PVA는 거의 전부 이용하고 있었으나 1.0%농도에서는 균체증식은 약간 증가하였음에도 불구하고 PVA의 이용율은 82%로 뚜렷한 저하를 나타내었다.
[표 5 공생균의 균체증식과 PVA제거율에 미치는 PVA농도의 영향]
* 균체 증식량은 660nm에서의 흡광도
** 배양조건은 PVA를 유일 탄소원으로 표에서의 0.5% PVA농도함유 PVA최소배지중에서 37℃, 8일간 배양
[실시예 4]
파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속의 지금까지 탄소원으로 사용해왔던 중합도 1,500의 PVA대신 중합도 500, 2,000 및 30,000의 PVA제품을 사용하여 PVA의 중합도 차이에 따른 균체 증식과 PVA분해이용율을 실험한 결과 표 6과 같은 PVA종류에 따른 뚜렷한 차이를 발견할 수 없었다.
[표 6 PVA의 중합도에 따른 공생규의 균체증식량과 PVA의 분해율]
* 균체 증식량은 660nm에서의 흡광도
** PVA최소배지중에서 6일간 37℃로 배양
단, 중합도 2,000의 PVA 경우 약간 낮은 분해율을 보이고 있는데 이는 본 발명에 사용한 PVA 2,000이 공업용이었기 때문이라고 생각된다. 이와 같은 결과는 Suzuki 등(Agric. Biol. Chem. 37(4), 747-756(1973)) 이 중합도 500-2,000의 PVA기질에 큰 영향을 받지 않는다고 보고하고 있는 슈도모나스 속 PVA 분해균과 같은 특성을 보이고 있으나 정 등(Kor. J. Appl. Microbiol. Biotechnol. 20(1), 96-101(1992))의 Pseudo monas속 분해균주는 2,000이상의 고중합도 PVA에 대해 현저히 낮은 분해율을 보였다고 보고하고 있어, 본 발명에서의 분리균과는 다른 특성을 가지고 있음을 알 수 있었다.
따라서, 중합도 30,000의 PVA기질을 효과적으로 분해할 수 있는 본 발명에서의 PVA분해균은 이점에서도 다른 균주에 비해 매우 효과적인 것으로 평가된다.
[실시예 5]
파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속을 0.5% PVA 최소배지에 별도 살균처리한 각종 탄소원을 0.2% 추가로 첨가하여 균체증식과 PVA분해율에 미치는 각종 탄소원의 영향을 조사한 결과는 표 7과 같다.
[표 7 공생균의 혼합배양에서 탄소원에 따른 PVA의 제거율]
* 균체 증식량은 660nm에서의 흡광도.
갈락토스, 에탄올, 에틸렌 글라이콜, 특히 글리세롤을 첨가하는 경우는 배양 6일째의 최종 PVA분해율은 대다수 다른 탄소원의 경우와 근사한 값을 보였으나 균체증식 및 PVA 분해속도는 현저히 촉진시켜주는 효과를 나타내었다.
이에 반해 말토스와 과당의 첨가로 오히려 균체 증식과 PVA분해율이 현저하게 저하되었으며 포도당과 메탄올은 뚜렷한 첨가 효과를 나타내지 않은 등 매우 복잡한 탄소원 첨가 영향을 보였다.
[실시예 6]
파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속을 PVA 최소배지에 질소원으로 첨가한 0.1% 황산암모늄 대신 다른 유기 및 무기 질소원을 각각 0.2% 농도로 첨가하여 질소원의 영향을 분석하였다. 표 8의 탈지분유와 옥수수 침지액(corn steep liquor) 특히 우레아를 첨가할 경우 균체증식과 PVA분해율이 현저하게 저하되었다. 그러나 황산암모늄과 효모 추출물 등 기타 무기 유기질소원 경우는 종류에 따라 큰 차이없이 모두 같이 PVA분해에 매우 효과적이었다.
[표 8 공생균의 혼합배양에서 PVA의 이용에 대한 질소원의 영향]
* 37℃에서 6일간 배양.
[실시예 7]
PVA분해 균주를 분리할 목적으로 스스키 등(7)이 확립하고 본 발명에서 사용한 PVA 최소배지에 첨가되는 각종 비타민(판토테닌산 칼슘, 이노시톨, 나아신, 바이오틴, 파라- 아미노벤조에이트, 피리독신, 티아민 및 비타민 B12)과 미량원소(몰리브덴산 나트륨, 텅스텐산 나트륨 및 황산망간)가 본 발명에서 분리한 PVA분해균의 활성에 어떤 효과를 미치는가 조사해 보았다. 그러나 상기의 어느 영양소도 뚜렷한 첨가 효과를 인정할 수 없었다.
[실시예 8]
파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속의 두 균주 혼합배양액을 PVA 최소배지에 접종, 배양시간에 따른 두 공생균주의 증식정도와 PVA분해율을 측정하여 표 9와 같은 결과를 얻었다.
[표 9 혼합배양에서 배양시간에 따른 공생균의 증식량]
초기 접종량을 2%로 하여 8일간 배양하였을 때 두 균주 모두 최대의 증식도를 보였고, 파스테우렐라 해몰이티카가 2.0×109세포수/ml, 슈도모나스 속은 4.5×109세포수/ml의 값을 나타내었다. 뉴트리엔트 브로쓰에서 매우 느린 생육속도(2배 균체증식 소요시간=약 3.8시간)을 나타내었던 슈도모나스 속이 혼합배양에서는 오히려 약간 우세한 증식속도를 보였다.
[실시예 9]
파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속을 대상으로 앞에서의 각종 실시예를 토대로 최종 확립한 PVA분해 최적배양 조건에서 두 공생균주를 7일간 혼합배양하면서 배양시간에 따른 균체증식, PVA분해율, 배양액의 COD 및 pH 변화등을 분석 조사하였다.(표 10참조)
[표 10 공생균의 배양에 따른 균체증식량, PVA제거율, pH 및 COD농도 변화]
* 균체 증식량은 660nm에서의 흡광도.
균체증식은 배양 2일째부터 급격히 증가하면서 6일째에는 정체기에 도달하였으며, 배지중 PVA는 균체증식에 비례하여 감소되어 배양 6일째는 거의 완전히 분해 제거됨을 볼 수 있었다. 또한 PVA 감소와 더불어 예상대로 배양액의 COD농도도 비례적으로 감소되고 있음을 확인하였다.
배양액의 pH는 배양종료시 약 1.0정도 떨어져 배양중 pH조절이 균체증식과 PVA분해율에 다소 도움이 될 것으로 판단된다.
[실시예 9]
염색공단 폐수 처리의 가장 큰 어려움중의 하나는 여름철에 폐수의 수온이 40℃이상으로 상승하여 폐수처리에 매우 심각하게 저해되는 것이다. 따라서 고온성 PVA 분해 균주 개발은 실제 염색 공업 폐수처리를 위한 가장 절실한 과제이다. 따라서 이를 위하여 본 발명에서도 균주 분리 초기 단계부터 고온성 균주 분리를 목표로 하여 광범위한 균주 분리작업을 수행하였으나 효율이 좋은 균주를 분리하지 못하였다.
따라서 본 발명에서 분리한 PVA 분해균주로부터 고온성 PVA분해 변이주를 얻기 위해 두 공생균주를 뉴트리엔트 브로쓰에 접종하여 37℃와 40℃에서 진탕배양하면서 배양시간에 따른 균체 증식도를 측정하여 비교하였다. 표 11에 표시되어 있는 바와 같이 파스테우렐라, 해몰이티카는 40℃에서도 37℃에서와 거의 같은 증식도를 보였으나, 슈도모나스 속은 37℃에 비해 균체 증식도가 현저히 떨어짐을 볼 수 있었다.
[표 11 뉴트리엔트 브로쓰에서 온도에 따른 공생균의 균체증식]
따라서 슈도모나스 속만을 선택하여 자생적 돌연변이 선별 과정을 여러 차례 반복하여 최종적으로 40℃에서도 높은 증식도를 나타내는 슈도모나스 속의 변이주인 본 발명에서의 슈도모나스 속을 분리하였다. 표 12에 표시되어 있는 바와 같이 KMG6 변이주를 이용한 혼합배
[표 12 40℃에서 슈도모나스 속와 그 변이종을 이용한 공생배양에서 잔류PVA농도]
Ⅰ : 40℃에서 파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속의 공생배양
Ⅱ : 40℃에서 파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속 변이종의 공생배양
Ⅲ : 37℃에서 파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속 변이종의 공생배양
* 균체 증식량은 660nm에서의 흡광도
양은 40℃의 배양온도에서도 슈도모나스 속을 이용한 37℃에서의 혼합배양의 경우에 비해 분해 속도는 약간 느리나, 최종 분해율은 거의 같은 수준을 나타내었다. 따라서 본 발명에서의 공생균주인 파스테우렐라 해몰이티카와 슈도모나스 속(KFCC-10841)은 40℃의 고온인 염색페수 등 폐수 처리에도 효과적으로 이용할 수 있다.

Claims (2)

  1. 폴리비닐 알코올의 농도가 0.75%에서의 거의 완벽하게 또한 1%에서도 80% 이상을 이용할 수 있고 또한 중합도 500∼30,000의 폴리비닐 알코올을 95% 이상 분해 이용할 수 있는 파스테우렐라 해몰이티카 및 이와 공생하는 슈도모나스 속에 속하는 균종을 포함한 수탁번호 KFCC-10841로 특정되는 공생미생물.
  2. 폴리비닐 알코올 분해기능이 우수한 파스테우렐라 해몰이티카 및 이와 공생하는 슈도모나스 속에 속하는 균종을 포함한 수탁번호 KFCC-10841로 특정되는 공생미생물을 폐수처리장에 공급하여 상온 이상 40℃이고 PVA를 다량 함유하는 염색폐수를 처리하는 파스테우렐라 해몰이티카 및 슈도모나스 속에 속하는 균종을 포함한 수탁번호 KFCC-10841로 특정되는 공생미생물을 이용한 폴리비닐 알코올 함유 폐수의 처리 방법.
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