KR100457996B1 - 바칠루스 서브틸리스 케이씨티씨 1028의 판지폐수처리 보조처리균으로의 사용 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 판지폐수의 처리를 효과적으로 보조할 수 있는 균인Bacillus subtilisKCTC 1028에 관한 것이다. 전분분해효소 생산균인Bacillus subtilisKCTC 1028을 선정한 것은 판지폐수에 전분이 많이 함유되기 때문에 전분분해능이 강한 균이 판지폐수의 처리에 효과적이라는 데 착안한 것이다. 실제로Bacillus subtilisKCTC 1028은 판지폐수에서 분리균들보다 더 잘 증식하였으며, 판지폐수의 처리실험에서 보조처리작용이 뚜렷한 것으로 밝혀졌다. 또한,Bacillus subtilisKCTC 1028은 전분을 함유할 것으로 예상되는 주정폐액에서 왕성하게 증식하므로 저렴한 생산이 가능하다.
Description
본 발명의 목적은 판지폐수의 처리를 효과적으로 보조할 수 있는 균을 확보하는 것이다. 부수적인 목적은 확보된 균을 저렴하게 생산할 수 있는 폐액배지를 선정하는 것이다.
발명이 속하는 기술분야는 응용미생물 분야중 폐수처리미생물에 관한 분야이다. 판지폐수처리에Bacillus subtilisKCTC 1028을 보조처리균으로 사용한 경우는 아직 없다.
첫째, 판지폐수처리의 보조처리목적으로 사용할 수 있는 균으로서 단일균의 사용으로서도 보조처리의 효과가 뚜렷한 균을 선발하고자 하였다. 이 과제와 관련해서는 판지제조시 접착제로 전분을 가장 많이 사용하므로 판지폐수에는 보통 전분이 많이 함유되기 때문에 전분분해능이 강한 균이 판지폐수의 처리에 효과적이라는 데 착안하여 균을 선발하고자 하였다. 둘째, 균의 보존성이 커야 경제성이 있으므로 환경에의 저항성이 큰 포자형성균을 사용하고자 하였다. 셋째, 균을 저렴하게 생산하기 위하여 폐액을 균생산원료로 사용하고자 하였다.
도 1은Bacillus subtilisKCTC 1028 및 분리균들을 판지폐수에 배양한 후 생균수를 비교한 결과도
도 2는 회분식으로 판지폐수처리실험을 수행하면서Bacillus subtilisKCTC 1028을 첨가한 경우와 첨가하지 않은 경우의 처리효율을 처리액의 COD감소로서 비교한 결과도
도 3은Bacillus subtilisKCTC 1028을 폐액배지들에 배양한 후 생균수를 비교한 결과도
발명의 구성은 첫째, 선정한 균이 제지폐수에 잘 적응하여 증식하는가를 분리균과 비교하여 확인하고, 둘째, 회분식 판지폐수처리실험을 수행하면서 균을 첨가함으로서 균의 보조처리효과가 뚜렷한가를 확인한 다음, 셋째, 균증식에 적합한 폐액을 선발하는 과정으로 하였다. 먼저 균의 선정에서는 판지제조시 접착제로 전분을 가장 많이 사용하므로 판지폐수에는 보통 전분이 많이 함유되기 때문에, 전분분해능이 강한 균이 판지폐수의 처리에 효과적이라는데 착안하여 전분분해효소를 생산하는 균인Bacillus subtilisKCTC 1028을 선정하였다. 다음으로 이 균이 판지폐수의 처리에 적합한가를 알아보기 위하여 이 균과 처리가 잘 될 때의 활성슬럿지와 폴리우레탄메디아로부터 분리한 분리균들을 판지폐수에 접종하여 배양후의 생균수를 비교하였다. 분리균중 PP-1은 활성슬럿지로부터 분리된Bacillus종이었으며, PP-2는 역시 활성슬럿지로부터 분리된 그램음성 단간균이었고, PP-3는 폴리우레탄메디아로부터 분리된Bacillus종이었다. 실험방법은 다음과 같다. 즉, 황산암모늄과 인산이 수소칼륨을 각각 1리터당 0.25g 및 0.025g 첨가한 판지폐수 50ml을 250ml 삼각플래스크에 넣고 멸균(121℃, 15분)하여 pH 7.0으로 조정한 다음 영양한천평판배지상에서 24시간 배양한 균 1백금니를 접종한 후 24시간 진탕배양(37℃, 160rpm)하였다. 이어서 배양액 1ml를 취하여 멸균생리식염수로 10배단계 희석하고 각 단계의 희석액을 영양한천평판배지에 0.1ml씩 분주하여 도말한 다음 37℃로 24시간 배양 후 형성된 집락을 계수하였다. 실험결과는 [도 1]과 같다. 그림에서와 같이 PP-1, PP-2, PP-3 및Bacillus subtilisKCTC 1028의 배양후 생균수가 각각 5.0×104(101), 6.9×106(102), 9.0×105(103) 및 1.1×107(104)으로 나타나서,Bacillus subtilisKCTC 1028의 생균수가 가장 높았으며, 생균수가 두 번째인 PP-2보다도 1.6배 더 높았다. 또한Bacillus subtilisKCTC 1028은 포자형성균이므로 비포자균인 PP-2보다 보존성의 측면에서도 유리하다. 다음으로는Bacillus subtilisKCTC 1028을 사용하여 회분식 판지폐수처리 실험을 수행하였다. 실험방법은 다음과 같다. 즉, 3리터 플라스틱비이커 2개에 각각 판지폐수 1.8리터와 활성슬럿지 0.2리터를 넣고 잘 혼합한 후 황산암모늄과 인산이수소칼륨을 0.5g씩 가하였다. 이어서 비이커 한개에는 증식용 배지(Glucose 20g/l, Yeast extract 4g/l, (NH4)2SO42g/l, Na2HPO47g/l, KH2PO41g/l, MgSO4·7H2O 0.1/l, FeSO4·7H2O 10mg/l,CaCl2·7H2O 20mg/l, ZnSO4·7H2O 200mg/l, MnCl2·4H2O 60mg/l, H3BO4600mg/l, CoCl2·6H2O 400mg/l, NiCl2·6H2O 40mg/l, CuSO4·4H2O 20mg/l, NaMoO4·4H2O 6Omg/l)에 증식시켜서 원심분리한 균 O.5g을 넣은 다음 공기펌프에 연결된 플라스틱 튜브를 두비이커에 담근 후 처리액의 DO가 5.0ppm이상이 되도록 동일한 유량으로 계속 폭기하면서 처리액의 COD 및 pH를 측정하였다. COD는 중크롬산칼륨법에 의하였으며, COD측정용 시료는 폭기를 멈추고 30분간 슬럿지를 침전시킨 후 상등액을 채취하여 사용하였다. pH는 pH미터로 측정하였다. 실험결과는 [도 2]와 같다. 그림에서와 같이 실험후 1일째부터 균첨가구가 무첨가구에 비하여 COD가 더 낮아져서 6일째까지 그대로 유지된 것으로 나타났으므로 균첨가에 의한 폐수처리효율의 향상이 뚜렷하였다. 무첨가구의 COD는 최대 35%제거(201)된 것에 비하여 균첨가구의 COD는 최대 57%(202)까지 제거되었다. 초기에 균첨가구의 COD가 360ppm(203)으로 높은 것은 첨가된 균이 부유상태로 존재하기 때문이라고 생각된다. 첨가구와 무첨가구의 pH는 처리기간동안 거의 같았으므로 pH는 처리율의 차이에 영향을 주지 않았음을 알 수 있다. 다음으로는Bacillus subtilisKCTC 1028을 폐액배지들에 배양하는 실험을 수행하였다. 폐액은 폐당밀의 20배 희석액, 쌀보리와 타피오카 원료 주정폐액(천호주정: 전북 전주시 소재) 및 한지자숙폐액(단구제지공업사: 충북 단양군 소재)의 7.5배 희석액을 사용하였다. 실험방법은 각각의 폐액 50ml을 250ml 삼각플래스크에 넣고 멸균하고 pH 7.0으로 조정한 다음 영양한천평판배지상에서 24시간 배양한Bacillus subtilisKCTC 1028 1백금니를 접종한 후 24시간진탕배양(37℃, 160rpm)하였다. 이어서 배양액 1ml를 취하여 멸균생리식염수로 10배단계 희석하고 각 단계의 희석액을 영양한천평판배지에 0.1ml씩 분주하여 도말한 다음 37℃로 24시간 배양 후 형성된 집락을 계수하였다. 실험결과는 [도 3]과 같다. 그림에서와 같이 배양후의 생균수가 당밀액에서는 1.3×108(301), 주정폐액에서는 3.6×108(302), 한지폐액에서는 4.7×103(303)으로서 주정폐액에서 가장 왕성하게 증식하였다. 주정폐액은 국내에서도 많이 배출되는 폐액이므로 균제조원료로 사용할 경우 생산비 절감효과가 클 것이라고 생각되었다.
첫째, 판지폐수의 처리시Bacillus subtilisKCTC 1028 한가지만 첨가하여도 배출수의 수질을 허용기준이하로 안정되게 유지할 수 있다. 둘째, 본 균은 저항성이 강한 포자형성균이므로 적은 비용으로 오랜 기간의 보존이 가능하다. 셋째, 주정폐액에서 왕성하게 증식하므로 주정폐액을 균 생산원료로 사용하면, 생산비를 낮출 수 있다.
Claims (2)
- 판지폐수를 활성슬럿지법으로 처리할 경우 처리효율을 높이기 위하여 바칠루스 서브틸리스 케이씨티씨 1028을 첨가하여 처리하는 방법
- 제1항에 있어서, 상기 바칠루스 서브틸리스 케이씨티씨 1028의 배양기질로써 전분질원료 주정폐액을 사용하여 균을 생산하는 방법
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