KR100306444B1

KR100306444B1 - 하.폐수 처리용 미생물활성제 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100306444B1
Application number: KR1019990012950A
Authority: KR
Inventors: 신기수; 정종수; 이성임; 성기문
Original assignee: 정종수; 세일기술 주식회사
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2001-09-13
Also published as: KR19990046665A

Abstract

본 발명은 하·폐수, 분뇨, 오수 및 축산폐수 처리용 미생물활성제 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더 자세하게는 규산, 산화칼슘, 산화철, 산화마그네슘, 산화알미늄 및 산화망간 등이 함유된 제철 용광로에서 나오는 광재를 분쇄하여 이를 일정량의 황산마그네슘과 황산망간을 혼합하여 일정량씩 계량한 후 포장하여 제품으로 출하한 미생물활성제를 제조하되, 바실러스 종 혼합균을 이용한 하·폐수 등의 처리장에 미생물활성제를 소량씩 지속적으로 투입하면 하·폐수 등에 함유된 오염물질을 분해·섭취하여 정화시키는 바실러스 종 혼합균의 성장 및 분열을 도와 대수증식을 할 수 있게 하고 효소 생산을 촉진하여 난분해성 물질을 분해토록 하며, 포자형성을 유도함과 동시에 포자 형성물질을 제공함으로 침전지에서 고·액분리가 잘 이루어져 처리효율을 높일 수 있도록 된 하·폐수 처리용 미생물활성제 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 특히, 바실러스 종 혼합균을 이용한 하·폐수, 분뇨, 오수 및 축산 폐수 처리를 위한 미생물활성제를 조성함에 있어서, 상기 미생물활성제를 산화칼슘 25∼38%, 규산 25∼35%, 황산마그네슘·7수염 7∼15%, 산화알미늄 7∼15%, 산화마그네슘 5∼9%, 황산망간·4수염 1∼5%, 산화티타늄 1∼3%, 산화철 0.1∼1.0%, 유황 0.1∼1.0%, 이산화망간 0.1∼1.0%, 삼산화인 0.01∼0.05%, 기타물질 1∼5%의 혼합 비율로 조성한 특징이 있다.

Description

하.폐수 처리용 미생물활성제 및 그 제조방법{The manufacture method of bacteria activated by sewage and wastes water treatment}

일반적으로 하·폐수 등의 처리에 있어서 미생물의 활성화 및 우점화를 위하여 질소원 및 인을 투입하거나 종균제라고 하는 여러 가지 제품들이 개발되어 적용및 활용되고 있다. 예컨데, 표준활성슬러지방법에서는 요소나 인산을 투여하여 미생물의 영양원으로서 활용케 하고 있으며 유효 미생물을 분말 및 액화시켜 정기적으로 일정량씩 투여하므로서 미생물의 농도를 필요로 하는 만큼 유지시키면서 활성화를 꾀하도록 하고 있다.

그러나, 이의 기술은 질소 및 인의 제거효율이 떨어지며, 수온, 수질 및 수량 변동에 민감하여 안정된 수질을 얻을 수 없는 등의 문제점이 내재되어 있었는 바, 이는 결국 정체된 호수 및 해안에 부영양화 및 적조현상을 발생시켜 자연환경을 훼손하고 있으며, 인간생활에 막대한 손실을 주고 있음은 공지된 사실이다.

따라서 근래들어 질소 및 인의 제거기술로서 획기적인 바실러스 종 혼합균에 의한 하·폐수 등의 정화 처리방법이 개발되어 상술한 문제점을 해결하고 있으나, 바실러스 종 혼합균의 사상체의 성장을 촉진시키고 내생포자화를 구성하는 물질 및이를 촉진시키는 물질을 구성하여 하·폐수 등의 고도처리의 효율을 향상시키는 방법 등이 미비하여 바실러스 종 혼합균에 의한 하·폐수 정화처리 효율을 극대화시키지 못한 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같이 바실러스 종 혼합균의 사상체의 성장을 촉진시키고 내생포자화를 구성하는 물질 및 이를 촉진시키는 물질을 구비하여 하·폐수 등의 고도처리 효율을 일층 향상시키기 위해 안출한 것으로서, 특히 바실러스 종 혼합균이 필라멘트 성장과정에서 대수성장을 하여 균체의 농도가 10⁷∼10¹¹/㎖ 정도 되도록 유도하며, 가수분해효소 생산을 촉진하여 분해가 어려운 다당류, 단백질, 핵산 및 지질을 바실러스 종 혼합균이 섭취 가능한 상태로 분해시켜 섭취하도록 하고, 포자화 과정에서는 포자막, 리보솜 및 핵산 등의 구조를 안정화시키는데 관여하는 무기영양제를 제조되도록 한 하·폐수 처리용 미생물활성제 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 바실러스 종 혼합균을 이용한 하·폐수 처리를 위한 미생물활성제를 조성함에 있어서, 상기 미생물활성제를 산화칼슘 25∼38%, 규산 25∼35%, 황산마그네슘·7수염 7∼15%, 산화알미늄 7∼15%, 산화마그네슘 5∼9%, 황산망간·4수염 1∼5%, 산화티타늄 1∼3%, 산화철 0.1∼1.0%, 유황 0.1∼1.0%, 이산화망간 0.1∼1.0%, 삼산화인 0.01∼0.05%, 기타물질 1∼5%의 혼합 비율로 조성한 특징이 있다.

또, 본 발명의 다른 특징으로는 바실러스 종 혼합균을 이용한 하·폐수 처리를 위한 미생물활성제 제조방법에 있어서, 제철소 용광로에서 배출되는 광재 덩어리를 분쇄기로 분쇄하는 분쇄단계와, 체로써 상기 분쇄단계에 의해 분쇄되는 분말을 거르되 100메쉬 이상의 분말만 구분하는 구분단계와, 상기 구분단계에서 얻어진 광재 분말과 황산마그네슘, 황산망간을 혼합기에 넣어 혼합하되 그 혼합비율을 산화칼슘 25∼38%, 규산 25∼35%, 황산마그네슘·7수염 7∼15%, 산화알미늄 7∼15%, 산화마그네슘 5∼9%, 황산망간·4수염 1∼5%, 산화티타늄 1∼3%, 산화철 0.1∼1.0%, 유황 0.1∼1.0%, 이산화망간 0.1∼1.0%, 삼산화인 0.01∼0.05%, 기타물질 1∼5%로 이루어지도록 한 혼합단계를 거친후 일정량씩 계량되어 제품으로 출하되도록 함에 있다.

이하, 본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 원료로서, 제철소의 용광로에서 나오는 광재의 성분은 무정형규산, 산화칼슘, 산화마그네슘, 이산화망간, 산화알미늄, 산화철 등이 함유되어 있는데, 이를 100메쉬 이상으로 분쇄한 분말에 황산마그네슘(황산망간)을 첨가하여 표 1에서와 같은 비율의 혼합물질로 제조한다.

본 미생물활성제에 함유된 무정형규산은 바실러스 종 혼합균의 필라멘트 성장을 촉진하는 역할을 하며, 망간성분은 효소의 활성제로 작용하며 미생물에 유독한 산소유도체를 해독하는데 중요한 역할을 하는 불균등화 효소의 생산에 관여하며, 마그네슘 성분은 포자화 과정에서 포자막, 리보솜 및 핵산 등의 구조를 안정화시키는데 관여하며 여러 가지 효소, 특히 인산전이 효소의 활성화에도 필요로 하며 칼슘성분은 포자껍질 형성에 필요로 한다. 여기서 바실러스 종 혼합균이라 하면 하·폐수 등의 성상에 따라 존재하는 균들의 구성이 다르나 다음과 같은 바실러스 종들이 그룹별로 관찰되었다. 즉, 그룹Ⅰ에 속하는 바실러스 알세이, 바실러스 브레비스, 바실러스 서투란스, 바실러스 서비키리스, 바실러스 더링지엔시스와 그룹Ⅱ에 속하는 바실러스 파스퇴리, 바실러스 스패리커스와 미확인 그룹의 바실러스 패스티디오스 등이었으며 이들 바실러스 종은 그람양성인 막대모의 진정세균으로서 단세포이며 사상체로 성장을 하다가 생활환경이 나빠지면 생존수단으로서 세포1개당 1개의 내생포자를 형성하는 특징을 가지고 있으며, 바실러스 종 혼합균은 분해가 어려운 다당류, 단백질, 전분 및 지질을 분해하고 이들을 섭취하여 성장·증식을 활발하게 한다.

본 발명이 적용되는 하·폐수 처리용 미생물활성제의 조성은 표 1과 같다.

H 아파트 오수처리장의 원수 및 처리수 분석결과 비교 단위: %

산화칼슘(CaO)	규산(Sio₂₎	황산마그네슘·7수염(MgSO₄·7H₂O)	산화알미늄(Aℓ₂O₃)	산화마그네슘(MgO)	황산망간·4수염(MnSO₄·4H₂O)	산화티타니늄(TiO₂)	산화철(FeO)	유황(S)	이산화망간(MnO)	삼산화인(P₂O₅)	기타물질
25∼38	25∼35	7∼15	7∼15	5∼9	1∼5	1∼3	0.1∼1	0.1∼1	0.1∼1	0.01∼0.05	1∼5

상기 표 1의 재료의 제조방법은 다음과 같다.

첫째, 제철소 용광로에서 폐기 처분하는 광재 덩어리를 분쇄기에서 분쇄한다.

둘째, 체거름으로서 100메쉬 이상의 분말을 얻는다.

셋째, 광재분말과 황산마그네슘(황산망간)을 표 1과 같은 비율로 혼합기에 넣어 충분히 혼합한다.

넷째, 일정량씩 계량한 다음 포장기에서 포장을 한다.

상기 방법으로 제조된 미생물활성제는 바실러스 종 혼합균을 이용하여 하·폐수 등의 처리장에 생물학적 산소요구량(BOD) ㎏당 0.01∼0.04㎏정도 투입되는데, 유기물 상태의 오염물질이 많이 함유된 하·폐수 중에서 바실러스 종 혼합균이 분열·성장을 하고 대수증식을 하면서 사상체를 형성한다. 이 과정에서 유기물, 질소, 인 등의 오염물질이 영양원으로서 섭취되어 고갈되면, 사상체의 바실러스 종 혼합균은 내생포자를 형성하게 되어 고·액분리가 되면서 하·폐수 등은 정화된다.

다음은 바실러스 종 혼합균을 이용하여 운전되고 있으면서 본 발명인 미생물 활성제를 투입한 하·폐수 등의 처리에 대한 실시예를 설명한다.

실시예 1

H 아파트 오수처리장

본 처리장은 바실러스 종 혼합균을 이용하여 1일 400㎥의 오수를 처리하도록 시공되어 운전되고 있었는데, 관리자의 자질부족으로 인하여 처리장의 상태가 형편이 없었다. 즉, 침전조에서 고·액분리가 잘 안되어 부유물이 넘쳐서 방류되고 있었으며, 폭기조에서는 거품이 넘치고 있었으며, 지하에 설치된 오수처리장 내부는 악취가 진동하였으며, 배전반 등은 부식이 된 상태였다. 그리하여 생물학적 산소요구량(BOD) 1㎏당 0.015㎏ 정도의 본 발명 미생물활성제를 매일 투입하면서 1주일 정도 운전한 결과 표 2와 같은 처리수질의 분석결과를 얻었다.

H 아파트 오수처리장의 원수 및 처리수 분석결과 비교 단위:㎎/ℓ

구 분항 목	원수	처 리 수	특정지역방류기준
구 분항 목	원수	미생물활성제 투입전	특정지역방류기준	미생물활성제 투입후
BODSS총질소총인	250200685	6587534	41082	2020--

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 미생물활성제를 투입한 후의 처리수의 수질이 미생물활성제를 투입하기 전의 수질에 비하여 처리수의 수질이 양호함을 나타내고 있다. 이는 미생물활성제에 의하여 바실러스 종 혼합균이 왕성한 성장 및 분열을 한 결과이며, 포자형성이 확실하게 이루어졌기 때문에 SS도 10㎖/ℓ 정도를 나타내고 있다. 또한 총질소와 총인에 대한 규제는 없으나 높은 처리효율을 나타내고 있다. 또한 본 발명인 미생물활성제를 투입하므로서 운전경험이 없는 미경험자라도 쉽게 관리할 수 있었다.

실시예 2

L 우유 및 공장폐수 처리장

본 처리장은 1일 2,500㎥의 폐수를 처리하도록 시공되어 운전을 하고 있었는데, 바실러스 종 혼합균에 의하여 처리되도록 시설개선을 하였으나 종전과 마찬가지로 벌킹현상 등의 문제점이 줄지를 않고 있었다. 그리하여 생물화학적 산소요구량(BOD) 1㎏당 0.02㎏ 정도의 본 발명 미생물활성제를 매일 투입하면서 2주일 정도 운전한 결과 표 3와 같은 처리수질의 분석결과를 얻었다.

L 우유 및 유가공 공장 폐수처리장의 원수 및 처리수 분석결과 비교 단위:㎎/ℓ

구 분항 목	원수	처 리 수	특정지역방류기준
구 분항 목	원수	미생물활성제 투입전	특정지역방류기준	미생물활성제 투입후
BODCODSS노르말핵산추출물질총질소총인	905956813857927	386955204519	5189252	3040305304

상기 표 3에서 보는 바와 같이, 미생물활성제를 지속적으로 투입함으로서 안정된 처리수질을 유지할 수 있었다.

실시예 3

W시 축산폐수처리장

본 처리장은 바실러스 종 혼합균을 이용하여 1일 100㎘의 축산폐수를 처리하도록 시공되어 운전되고 있었는데, 폭기조에서 바실러스 종 혼합균의 성장이 더디고 포자형성이 잘 이루어지지 않아서 본 발명 미생물활성제를 생물학적 산소요구량(BOD) 1㎏당 0.04㎏ 정도를 매일 투입하면서 한달정도 운전한 결과 표 4와 같은 처리수의 분석결과를 얻었다.

W시 축산폐수처리장의 원수 및 처리수 분석결과 비교 단위:㎎/ℓ

구 분항 목	원수	처 리 수	특정지역방류기준
구 분항 목	원수	미생물활성제 투입전	특정지역방류기준	미생물활성제 투입후
BODSS총질소총인	18,30020,0003,860320	350280210150	5181627	505026050

상기 표 4에서 보는 바와 같이, 미생물활성제를 투입한 후의 처리수가 미생물활성제를 투입하기 전의 처리수에 비하여 수질이 월등하게 낮았다.

실시예 4

U시 위생처리장

본 처리장은 U시에서 수거하는 정화조 슬러지 1일 300㎘를 처리하는 시설로서 혐기성방법에 의한 처리를 하고 있었으나 바실러스 종 혼합균을 이용한 처리방법으로 개조한 후 운전을 하고 있음에도 불구하고 처리수의 수질이 방류기준에 미치지 못한 상태였었다. 그리하여 본 발명의 미생물활성제를 생물화학적 산소요구 량(BOD) 1㎏당 0.035㎏ 정도를 매일 투입하여 20일정도 운전한 결과 표 5와 같은처리수질의 분석결과를 얻었다.

U시 위생처리장의 원수 및 처리수 분석결과 비교 단위:㎎/ℓ

구 분항 목	원수	처 리 수	특정지역방류기준
구 분항 목	원수	미생물활성제 투입전	특정지역방류기준	미생물활성제 투입후
BODCODSS총질소 총인대장균군수(개/㎖)	7,4705,55011,2001,8104304.8×10⁵	2804203302501401,360	6181512420	3050306083,000

상기 표 5에서 보는 바와 같이, 미생물 활성제를 지속적으로 투입한 후의 처리수가 미생물활성제를 투입하기 전보다 수질이 월등하였으며, 안정된 처리수의 수질을 유지할 수 있었다.

이상 본 발명은 실시예에서 보는 바와 같이 바실러스 종 혼합균을 이용한 하·폐수 처리장에 있어서 본 발명인 미생물활성제를 미량씩 지속적으로 투입하면 바실러스 종 혼합균의 성장·분열 및 증식이 활발하여지도록 촉매제 역할을 하며, 효소의 생산량을 늘려 분해하기 어려운 다당류, 단백질, 핵산 및 지질 등을 섭취 가능하도록 분해하며, 포자형성을 유도하고 포자 외피를 형성하는 물질을 제공함으로 고·액분리를 명확하게 함으로서 처리효율을 한층 높이는 효과가 있었다.

Claims

바실러스 종 혼합균을 이용한 하·폐수 처리를 위한 미생물활성제를 조성함에 있어서, 상기 미생물활성제를 산화칼슘 25∼38%, 규산 25∼35%, 황산마그네슘·7수염 7∼15%, 산화알미늄 7∼15%, 산화마그네슘 5∼9%, 황산망간·4수염 1∼5%, 산화티타늄 1∼3%, 산화철 0.1∼1.0%, 유황 0.1∼1.0%, 이산화망간 0.1∼1.0%, 삼산화인 0.01∼0.05%, 기타물질 1∼5%의 혼합 비율로 조성한 것임을 특징으로 한 하·폐수 처리용 미생물활성제.
바실러스 종 혼합균을 이용한 하·폐수 처리를 위한 미생물활성제의 제조방법에 있어서, 제철소 용광로에서 배출되는 광재 덩어리를 분쇄기로서 분쇄하는 분쇄단계와,

체로써 상기 분쇄단계에 의해 분쇄되는 분말을 거르되 100메쉬 이상의 분말만 구분하는 구분단계와,

상기 구분단계에서 얻어진 광재 분말과 황산마그네슘, 황산망간을 혼합기에 넣어 혼합하되 그 혼합비율을 상기 제1항에서 언급된 미생물활성제의 비율로 이루어 지도록 한 혼합단계를 거친후 일정량씩 계량되어 제품으로 출하되도록 한 것임을 특징으로 한 하·폐수 처리용 미생물활성제 제조방법.