KR100888636B1 - Monitering method of gram-positive bacteria in activated sludge - Google Patents
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Abstract
본 발명은 활성 슬러지 내 그람 양성균의 모니터링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 활성 슬러지를 비드-비팅(bead-beating) 방식으로 혼합하여 플록을 최소화한 후 필터로 여과하는 단계, 상기 여과 후 활성 슬러지 내 존재하는 세균이 부착된 필터를 염색하는 단계, 상기 염색된 필터를 탈색 및 건조하는 단계, 및 상기 필터의 RGB 수치를 분석하는 단계를 포함하는 활성 슬러지 내 그람 양성균의 모니터링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for monitoring Gram-positive bacteria in activated sludge, and more particularly, mixing the activated sludge in a bead-beating manner to minimize flocs and then filtering the filter with activated sludge. The present invention relates to a method for monitoring Gram-positive bacteria in activated sludge, which comprises staining a filter having bacteria present therein, bleaching and drying the stained filter, and analyzing RGB values of the filter.
상기 방법은 RGB 수치의 색상 변화만으로도 활성 슬러지의 그람 양성균 모니터링이 가능하여 폐수 처리 공정 관리가 매우 간편해진다.The method enables gram-positive bacteria monitoring of activated sludge only by changing the color of the RGB values, which greatly simplifies the wastewater treatment process management.
활성 슬러지, 비드-비팅, 그람 양성균, 모니터링 Activated sludge, bead-biting, gram positive bacteria, monitoring
Description
본 발명은 RGB 수치의 색상 변화만으로도 활성 슬러지의 그람 양성균 모니터링이 가능하여 폐수 처리 공정 관리가 매우 간편해질수 있는 활성 슬러지 내 그람 양성균의 모니터링 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for monitoring Gram-positive bacteria in activated sludge, which enables gram-positive bacteria monitoring of activated sludge only by changing the color value of RGB, which makes the management of wastewater treatment process very simple.
활성 슬러지(activated sludge) 공법은 하폐수 처리장의 생물학적 처리에 이용되는 미생물의 총칭이며 공법은 모든 처리공정의 기본이 되는 공법이다. 표준 활성 슬러지 공법은 가장 일반적인 시스템으로, 1차침전조-호기조-2차침전조를 갖추고 있으며, 침전조나 호기조의 개수나 배열을 다양하게 변화시켜 처리 효율을 높이고 있다.Activated sludge is a generic term for microorganisms used in biological treatment of sewage treatment plants, and the process is the basis of all treatment processes. The standard activated sludge process is the most common system. It is equipped with a primary settling tank-aerobic tank-secondary settling tank and improves treatment efficiency by varying the number and arrangement of settling tanks and aerobic tanks.
활성 슬러지 공법은 미생물의 대사기능을 이용하는 것으로, 미생물이 하폐수 내의 오염물질(유기물, BOD)을 먹이로 하여 호흡과 성장을 통해 제거시키는 하폐수를 처리하는 생물학적 처리 방식이다.Activated sludge is a biological treatment method that utilizes the metabolic function of microorganisms and treats wastewater that microorganisms feed through the contaminants (organic, BOD) in the wastewater through respiration and growth.
이러한 활성 슬러지 공법은 혐기-호기 활성 슬러지법(A/O 공법), 응집제 첨가 활성 슬러지법, Phostrip 공법, 연속SBR 공법(회분식), MLE공법(순환변법) 및 VIP공법 등 여러 가지 방식이 사용되고 있다.The activated sludge method has various methods such as anaerobic-aerobic activated sludge method (A / O method), coagulant-added activated sludge method, Phostrip method, continuous SBR method (batch), MLE method (cyclic transformation method) and VIP method. .
상기 방법들은 탈질을 위해 미생물을 사용하는 무산소조(또는 혐기조)를 채용하고 있는데, 이때 탈질 효과를 높이기 위해 미생물의 선별 및 그 사용량을 제어한다.The method employs an anaerobic tank (or anaerobic tank) using microorganisms for denitrification, and controls the selection and the amount of microorganisms used to increase the denitrification effect.
그러나 지금까지 미생물상의 조사결과가 실제 활성 슬러지 유지관리에 많이 반영되지 않고 있는데 이는 미생물을 측정하는데 시간이 많이 소요되고 실험결과를 유지 관리에 바로 적용하기가 어려웠기 때문이다. 더욱이 미생물을 유지관리 지표로 삼는 것은 관찰에 전문적인 지식을 필요로 하기 때문에 생물상에 의한 관리가 번거로운 일로 인식되어 현장에서 오히려 기피하는 경향이 있었다. However, until now, the results of microbiological investigations have not been reflected in the maintenance of activated sludge because it is time-consuming to measure microorganisms and it is difficult to apply the experimental results directly to maintenance. Moreover, because microorganisms as maintenance indicators require expert knowledge for observation, they tend to be avoided in the field because they are considered cumbersome.
한편, 세균을 염색하는 방법 중의 하나인 그람염색(Gram staining)방법은 crystal violet, gram iodine, ethanol과 safranine을 이용한 감별염색, 형광물질을 이용한 감별염색으로 현미경 통해 관찰하는 방법이 가장 많이 사용되고 있다. 그러나 이러한 방법은 실험과정이 복잡하고 현미경 관찰을 위한 전문 인력 및 고가의 장비가 필요하므로 현장적용의 어려움이 있다. Meanwhile, Gram staining, one of the methods for staining bacteria, is most commonly used as a method of observing through a microscope by differential staining using crystal violet, gram iodine, ethanol and safranine, and differential staining using fluorescent material. However, this method is difficult to apply in the field because the experimental process is complicated, and requires expert personnel and expensive equipment for microscopic observation.
Yazdankhah 등의 막 필터와 Toluidine Blue 염색시약을 이용한 여과염색 방법은 우유에서 질병을 유발하는 그람 양성균의 검출을 위한 방법을 제안하였다(S. P. Yazdankhah et al, Rapid Method for Detection of Gram-Positive and -Negative Bacteria in Milk from Cows with Moderate or Severe Clinical Mastitis, Journal of Clinical Microbiology, 39(9):3228~3233, 2001)The filter staining method using a membrane filter such as Yazdankhah and Toluidine Blue staining reagent has proposed a method for the detection of Gram-positive bacteria causing milk in milk (SP Yazdankhah et al , Rapid Method for Detection of Gram-Positive and -Negative Bacteria) in Milk from Cows with Moderate or Severe Clinical Mastitis, Journal of Clinical Microbiology , 39 (9): 3228 ~ 3233, 2001)
그러나 상기 방법을 이용하여 활성 슬러지 내 미생물을 관찰하고자 하는 경우 우유와 활성 슬러지의 큰 차이로 인해 그대로 응용이 불가능하다.However, if you want to observe the microorganisms in the activated sludge using the above method, due to the large difference between the milk and the activated sludge, it is impossible to apply the application as it is.
본 발명의 목적은 RGB 수치의 색상 변화만으로도 활성 슬러지의 그람 양성균 모니터링이 가능하여 폐수 처리 공정 관리가 용이한 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for easily managing the wastewater treatment process by enabling monitoring of Gram-positive bacteria of activated sludge only by changing the color of RGB values.
본 발명은 활성 슬러지를 비드-비팅(bead-beating) 방식으로 혼합하여 플록을 최소화한 후 필터로 여과하는 단계,The present invention comprises the steps of mixing the activated sludge in a bead-beating manner to minimize the floc and then filtering with a filter,
상기 여과 후 활성 슬러지 내 존재하는 세균이 부착된 필터를 염색하는 단계,Dyeing the filter attached bacteria present in the activated sludge after the filtration,
상기 염색된 필터를 탈색 및 건조하는 단계, 및Bleaching and drying the dyed filter, and
상기 필터의 RGB 수치를 분석하는 단계Analyzing the RGB values of the filter
를 포함하는 활성 슬러지 내 그람 양성균을 모니터링하는 방법을 제공한다.It provides a method for monitoring Gram-positive bacteria in activated sludge comprising.
본 발명에 따른 방법은 RGB 수치의 색상 변화만으로도 활성 슬러지의 그람 양성균의 모니터링이 가능하여 폐수 처리 공정 관리가 매우 간편해지는 잇점이 있다.The method according to the present invention has the advantage that it is possible to monitor the Gram-positive bacteria of the activated sludge only by changing the color of the RGB value, which makes the wastewater treatment process management very simple.
본 발명에 따른 방법은 활성 슬러지의 전처리를 통해 플록의 크기를 제어하고, 필터의 재질 및 염색 약품을 특정하여 효과적으로 활성 슬러지 그람 양성균의 존재 여부 및 함량을 모니터링한다.The method according to the present invention controls the size of the floc through pretreatment of activated sludge and specifies the material and dyeing agent of the filter to effectively monitor the presence and content of activated sludge Gram-positive bacteria.
이러한 방법은 먼저, 활성 슬러지를 비드-비팅(bead-beating) 방식으로 혼합하여 플록을 최소화한 다음, 필터를 이용하여 여과한다.This method first mixes activated sludge in a bead-beating manner to minimize floc and then filters using a filter.
비드-비팅은 혼합기 내 비드를 주입하여 보다 미세한 분산을 이룰 수 있는 하나의 방법으로, 본 발명에서는 플록의 크기를 최소화하기 위해 비드-비팅 방식을 채용한다.Bead-bitting is one way to achieve finer dispersion by injecting beads in a mixer, and the present invention employs a bead-bitting method to minimize the size of the flocs.
상기 비드-비팅에 사용되는 비드는 글라스비드 또는 세라믹 비드와 같이 비드 비팅에 이용되는 통상의 비드를 이용할 수 있으며, 예를 들어 글라스비드(glass bead), 실리카 비드, 지르코니아 비드, 지르코니아/실리카 비드가 가능하다.The beads used for the bead-betting may be a conventional bead used for bead beading, such as glass beads or ceramic beads, for example, glass beads, silica beads, zirconia beads, zirconia / silica beads It is possible.
이러한 장치는 통상의 장치를 사용할 수 있으며, 일예로 Tomy mixer가 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 1.0 mm의 지르코니아 비드를 Tomy mixer기에 넣고 10분 동안 수행하였다. 이때 비드-비팅 장치의 종류, 규모 등에 따라 비드의 입자 크기, 전속도 또는 파쇄시간의 조절이 가능하며, 구체적인 조건은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절히 선택될 수 있다. Such a device may use a conventional device, for example, a Tomy mixer may be used. In an embodiment of the present invention, 1.0 mm of zirconia beads were placed in a Tomy mixer and performed for 10 minutes. At this time, it is possible to adjust the particle size, total speed or crushing time of the beads according to the type, size, etc. of the bead-biting device, specific conditions can be appropriately selected by those skilled in the art.
본 발명에서는 비드-비팅 방식을 채용하여 활성 슬러지 플록의 평균 면적을 1000 ㎛2 이하, 바람직하기로 800 ㎛2 이하로 최소화 한다. 플록의 크기는 필터 염색 후 결과판독과 관련된 것으로, 그 크기가 작으면 작을수록 유리하다. 상기 플록은 상기 범위 보다 큰 면적의 플록을 형성하는 경우, 시료의 재현성(균질성) 문제 및 필터배경 염색으로 인하여 RGB 수치의 색상변화로 그람 양성균을 측정할 수 없는 문제가 발생한다.In the present invention, the bead-biting method is employed to minimize the average area of the activated sludge flocs to 1000 μm 2 or less, preferably 800 μm 2 or less. The size of the flock is related to the result readout after filter staining, the smaller the size the better. When the floc forms a floc having an area larger than the above range, there is a problem that the Gram-positive bacteria cannot be measured due to the color change of the RGB value due to the problem of reproducibility (homogeneity) of the sample and the filter background staining.
본 발명의 실험예 1을 통해 여러 가지 방식으로 활성 슬러지의 교반을 수행한 결과, 비드-비팅 방식을 채용한 경우 플록의 평균 면적이 최소화됨을 확인하였다.As a result of performing the stirring of the activated sludge in various ways through Experimental Example 1 of the present invention, it was confirmed that the average area of the floc is minimized when the bead-bitting method is employed.
이어, 비드-비팅을 통해 플록의 면적을 최소화한 활성 슬러지는 필터로 여과한다.Subsequently, activated sludge which minimized the area of the floc through the bead-beating is filtered through a filter.
이때 필터의 종류는 0.1∼1.0 ㎛ 크기의 기공을 가지는 것으로, 대표적으로 폴리에테르술폰(Polyethersulfone), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride), 나일론(Nyoln), 폴리술폰(Polysulfone), 소수성 폴리테트라플루오로에틸렌(Hydrophobic PTFE), 친수성 폴리테트라플루오로에틸렌(Hydrophilic PTFE), 폴리프로필렌(PP) 및 글라스 파이버 등이 있다. 본 발명의 실험예 2에서 필터 재질에 따른 세균의 염색 특성을 측정한 결과, 일부 필터에서는 염색이 불가함을 확인하였으며, 폴리에테르술폰(Polyethersulfone) 재질의 필터를 사용하는 경우 가장 우수한 효과를 얻을 수 있었다.At this time, the type of the filter has a pore size of 0.1 ~ 1.0 ㎛, typically polyethersulfone (Polyethersulfone), polycarbonate (Polycarbonate), polyvinylidene fluoride (Polyvinylidene fluoride), nylon (Nyoln), polysulfone (Polysulfone ), Hydrophobic polytetrafluoroethylene (Hydrophobic PTFE), hydrophilic polytetrafluoroethylene (Hydrophilic PTFE), polypropylene (PP) and glass fiber and the like. As a result of measuring the staining characteristics of the bacteria according to the filter material in Experimental Example 2 of the present invention, it was confirmed that the dye is not possible in some filters, when using a filter of polyethersulfone (Polyethersulfone) material can obtain the most excellent effect there was.
다음으로, 상기에서 필터로 여과된 활성 슬러지 내 세균을 확인하기 위해, 상기 필터를 염색한다.Next, in order to identify the bacteria in the activated sludge filtered through the filter, the filter is dyed.
이때 염색은 통상적으로 사용되는 염색 약품이면 어느 것이든 가능하며, 본 발명에서 한정하지 않으며, Toluidine Blue-O 또는 Cystal Violet이 가능하다. 본 발명의 실험예 2에서 염색 약품에 따른 세균의 염색 특성을 측정한 결과 Toluidine Blue-O를 사용한 경우 Cystal Violet 보다 우수한 염색 효과를 얻을 수 있었다.In this case, any dyeing can be used as long as it is a conventionally used dyeing agent, not limited in the present invention, Toluidine Blue-O or Cystal Violet is possible. As a result of measuring the staining characteristics of the bacteria according to the dyeing agent in Experimental Example 2 of the present invention, when Toluidine Blue-O was used, superior staining effect was obtained than Cystal Violet.
이러한 염색 약품은 활성 슬러지 내 존재하는 세균의 세포벽을 염색시킨다. 이때 사용되는 염색 약품의 농도는 본 발명에서 한정하지 않으며, 통상의 수준에서 사용한다.These dyeing agents stain the cell walls of bacteria present in activated sludge. The concentration of the dyeing agent used at this time is not limited in the present invention, it is used at a normal level.
다음으로, 상기에서 염색 약품으로 염색된 필터를 탈색 및 건조한다.Next, the filter dyed with the dyeing agent is decolorized and dried.
상기 탈색은 필터를 증류수로 세척하여 수행하고, 상온 범위 내에서 건조시킨다.The decolorization is carried out by washing the filter with distilled water, and dried within room temperature.
다음으로, 상기 필터의 RGB 수치를 분석하여 활성 슬러지 내 그람 양성균을 모니터링한다.Next, the gram-positive bacteria in the activated sludge are monitored by analyzing the RGB values of the filter.
상기 활성 슬러지 내 존재하는 그람 음성균과 그람 양성균의 혼합 여부 또는 혼합량에 따라 염색 정도에 차이가 있으며, 이러한 염색 정도를 RGB 수치로 모니터링하여 활성 슬러지 내 균주의 존재 및 함량 등의 예측이 가능하다.There is a difference in the degree of dyeing depending on whether or not the amount of Gram-negative bacteria and Gram-positive bacteria present in the activated sludge is mixed, or the amount of staining may be monitored by RGB values to predict the presence and content of strains in the activated sludge.
이러한 예측은 염색된 필터의 색상을 육안으로 관찰하거나 스캔하여 Paintshop Pro(ore, USA)와 같은 컴퓨터 프로그램을 통해 RGB Color Value로 그람 음성, 그람 양성 및 염색 정도를 확인한다.This prediction is visually observed or scanned with the color of the dyed filter, and computer programs such as Paintshop Pro (ore, USA) confirm the gram negative, gram positive and staining levels with RGB color values.
본 발명의 실험예 5를 참조하면, 활성 슬러지와 그람 음성균과 1:1의 중량비로 혼합 사용하는 경우 대조군보다 연한 블루 계열의 색을 나타내고, 활성 슬러지와 그람 양성균을 1:1의 중량비로 혼합하는 경우 보라 계열의 색상이 진해진다. 또한 그람 양성균의 함량이 증가할수록 레드와 그린 계열의 색상이 증가하고, 블루 계열은 큰 차이가 나타나지 않는다. Referring to Experimental Example 5 of the present invention, when using the mixture of activated sludge and Gram-negative bacteria in a weight ratio of 1: 1, the color is lighter than the control group, and the activated sludge and Gram-positive bacteria are mixed in a weight ratio of 1: 1. If violet color is darker. In addition, as the content of Gram-positive bacteria increases, the color of red and green series increases, and the blue series does not show a big difference.
본 발명에 따른 방법은 RGB 수치의 색상 변화만으로도 활성 슬러지의 그람 양성균의 모니터링이 가능하여 폐수 처리 공정 관리가 매우 간편해지는 잇점이 있 다.The method according to the present invention has the advantage that it is possible to monitor the Gram-positive bacteria of activated sludge only by changing the color of the RGB value, which makes the wastewater treatment process management very simple.
이하 본 발명의 실시예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples of the present invention will be described. However, the following examples are merely examples of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.
실험예Experimental Example 1: 활성 1: active 슬러지의Sludge 분산 방법에 따른 According to the distribution method 플록Flock 크기 변화 Size change
Yazdankhah 등의 방법은 우유에 적용한 실험이었으나, 본 발명과 같이 폐수에 적용하는 경우 우유에 적용하는 방법을 그대로 활성 슬러지에 도입할 수 없다. 특히 활성 슬러지의 경우 플록의 크기를 최소화함으로써 그람 양성균의 모니터링의 수행이 가능하다. Yazdankhah et al. Was an experiment applied to milk, but when applied to waste water as in the present invention, the method applied to milk cannot be introduced into activated sludge as it is. In particular, in the case of activated sludge, monitoring of Gram-positive bacteria can be performed by minimizing the size of floc.
이에 본 실험에서는 활성 슬러지를 하기 표 1에 나타낸 바의 방법으로 교반한 다음, 플록 크기의 변화를 위상차 현미경(Nikon, Japan)을 이용하여 관찰하고 그 면적을 계산하였으며, 얻어진 결과를 도 1에 나타내었다.In this experiment, the activated sludge was stirred by the method shown in Table 1 below, and then the change in floc size was observed using a phase contrast microscope (Nikon, Japan), and the area thereof was calculated. The obtained results are shown in FIG. It was.
도 1은 분산 방법에 따른 플록 크기 변화를 보여주는 그래프이다.1 is a graph showing the change in floc size according to the dispersion method.
도 1을 참조하면, Tomy mixer를 사용한 비드-비팅 방법이 플록의 크기를 평균 면적 2400 ㎛2에서 800 ㎛2으로 가장 최소화 할 수 있었다(도 1).Referring to FIG. 1, the bead-bitting method using a Tomy mixer was able to minimize the size of the floc from an average area of 2400 μm 2 to 800 μm 2 (FIG. 1).
이러한 결과는 활성 슬러지 내 그람 양성세균을 모니터링 하기 위해선 비드-비팅에 의해 교반하는 경우 그람 양성균의 비율 변화를 간단하고 빠르게 확인이 가능함을 의미한다.This result means that in order to monitor the Gram-positive bacteria in activated sludge, it is possible to easily and quickly identify the change in the proportion of Gram-positive bacteria when stirred by bead-bitting.
도 2는 비드-비팅 분산 방법을 사용하는 경우 플록 크기를 보여주는 위상차 현미경 사진이다. 2 is a phase contrast micrograph showing the floc size when using the bead-bitting dispersion method.
도 2를 참조하면, 비드-비팅 방법에 의해 활성 슬러지를 분산시키는 경우 플록 크기를 최소화할 수 있음을 알 수 있다.2, it can be seen that the floc size can be minimized when dispersing activated sludge by the bead-biting method.
실험예 2: 염색시약 및 필터 재질에 따른 세균의 염색 특성Experimental Example 2: Dyeing Characteristics of Bacteria by Dyeing Reagent and Filter Material
본 발명에 따른 모니터링 방법에서 활성 슬러지 내 세균 염색시 적합한 시약과 필터 재질을 확인하기 위해 하기와 같이 수행하였다.In the monitoring method according to the present invention was carried out as follows to identify a suitable reagent and filter material when staining bacteria in activated sludge.
대표적인 그람음성균 Escherichia coli (KCTC 2441)와 대표적인 그람양성균 Bacillus subtilis (KCTC 3135)를 염색 시약으로 Toluidine Blue-O와 Crystal Violet을 이용하여 각각 염색하였다. Representative Gram-negative bacteria Escherichia coli (KCTC 2441) and representative Gram-positive bacteria Bacillus subtilis (KCTC 3135) were stained with Toluidine Blue-O and Crystal Violet as staining reagents, respectively.
또한 이때 필터로는 기공 크기가 0.2㎛인 폴리에테르술폰(Polyethersulfone), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride), 나일론(Nyoln), 폴리술폰(Polysulfone), 소수성 폴리테트라플루오로에틸렌(Hydrophobic PTFE), 친수성 폴리테트라플루오로에틸렌(Hydrophilic PTFE), 폴리프로필렌(PP) 및 글라스 파이버를 사용하였다.In addition, the filter is a polyethersulfone (Polyethersulfone), polycarbonate, polyvinylidene fluoride (Polyvinylidene fluoride), nylon (Nyoln), polysulfone (Polysulfone), hydrophobic polytetrafluoro with a pore size of 0.2㎛ Ethylene (Hydrophobic PTFE), hydrophilic polytetrafluoroethylene (Hydrophilic PTFE), polypropylene (PP) and glass fiber were used.
하기 표 2는 필터 재질에 따른 그람양성균과 그람음성균의 염색 정도를 염색약의 종류별로 보여주는 표이다.Table 2 is a table showing the staining degree of Gram-positive bacteria and Gram-negative bacteria according to the filter material for each type of dye.
상기 표 2를 참조하면, 염색시약으로는 Toluidine Blue-O가 Cystal Violet 보다는 우수한 염색 정도를 나타내었다.Referring to Table 2, as the staining reagent, Toluidine Blue-O showed a better degree of staining than Cystal Violet.
또한 필터 재질로는 PS(polysulfone, Yazdankhah 등의 방법에서 사용) 보다는 PES(polyethersulfone) 재질이 우수함을 알 수 있다.In addition, it can be seen that PES (polyethersulfone) material is superior to PS (used by polysulfone, Yazdankhah, etc.).
실험예 3: 표준 균주에 대한 RGB 수치 변화Experimental Example 3: RGB value change for standard strain
그람 음성 및 양성균을 선택하여 O.D600=1.8로 각각 맞춘 후, 기공 크기가 0.2 ㎛인 PES 필터를 이용하고, 133 mM의 Toluidine Bluo-O로 염색하였다. Gram negative and positive bacteria were selected and adjusted to OD 600 = 1.8, respectively, and stained with 133 mM Toluidine Bluo-O using a PES filter having a pore size of 0.2 μm.
이때 그람 음성균으로는 Acinerobacter calcoaceticus (KCTC 2357), Burkholderia cepacia (KCTC 2966), Escherichia coli (KCTC 2441), Zoogloea ramigera (KCTC 2361)을, 그람 양성균으로는 Bacillus megaterium (KCTC 3007), Bacillus licheniformis (KCTC 1918), Bacillus subtilis (KCTC 3135), Staphylococcus aureus (KCTC 1916)를 O.D600=1.8로 각각 맞추어 사용하였다. Gram-negative bacteria include Acinerobacter calcoaceticus (KCTC 2357), Burkholderia cepacia (KCTC 2966), Escherichia coli (KCTC 2441), Zoogloea ramigera (KCTC 2361), and Bacillus megaterium (KCTC 3007), Bacillus licheniformis (KCTC) ), Bacillus subtilis (KCTC 3135) and Staphylococcus aureus (KCTC 1916) were used at OD 600 = 1.8.
(1) 필터 색상 변화(1) filter color change
도 3은 그람 음성과 그람 양성균의 세균별 염색 정도를 보여주는 사진이다. 상기 도 3을 참조하면, 그람 양성균의 경우 진한 파랑 혹은 보라계열의 색으로, 그람 음성균의 경우 흰색 혹은 하늘색으로 필터가 염색되었다.Figure 3 is a photograph showing the degree of staining by bacteria of gram negative and gram positive bacteria. Referring to FIG. 3, the filter was dyed to a dark blue or violet color in the case of Gram-positive bacteria, and to white or light blue in the case of Gram-negative bacteria.
(2) RGB 수치(2) RGB values
도 4는 전체 그람 음성균과 그람 양성균의 RGB 수치를 보여주는 그래프이다. 상기 도 4를 참조하면, 그람음성과 양성의 염색정도를 RGB value로 알아본 결과, 그람음성과 양성세균의 경우 red 계열의 색상차이가 60 이상으로 가장 크게 나타났으며 green 계열의 색상에서도 40 이상의 차이를 보였으나, blue 계열의 색상은 큰 차이가 없었다.4 is a graph showing the RGB values of the whole Gram-negative bacteria and Gram-positive bacteria. Referring to FIG. 4, as a result of determining the gram-negative and positive-staining degree by RGB value, the color difference of gram-negative and positive bacteria showed the largest color difference of 60 or more, and more than 40 even in green-based color. Although there was a difference, the color of the blue series was not significantly different.
실험예 4: 표준 혼합 균주에 대한 RGB 수치 변화Experimental Example 4 RGB Value Changes for Standard Mixed Strains
그람 음성균인 Escherichia coli와 그람 양성균인 Bacillus subtilis의 세포수를 108 cell/mL, O.D600=0.3으로 동일하게 하고 혼합하여 Bacillus subtilis 의 함량을 0~100% (개체수%)까지 변화시켜 이에 따른 필터의 염색 정도와, RGB 수치를 알아보았다.Gram-negative bacterium Escherichia coli and Gram-positive bacterium Bacillus subtilis equal to 10 8 cell / mL, OD 600 = 0.3 and mixed to change the content of Bacillus subtilis to 0-100% (number of individuals) The degree of dyeing and RGB values were examined.
도 5는 혼합 균주에서 그람 양성균의 함량에 따른 (a) 필터의 염색 변화와 (b) 이에 따른 RGB 수치를 보여주는 그래프이다.5 is a graph showing (a) the staining change of the filter and (b) the RGB value according to the content of Gram-positive bacteria in the mixed strain.
도 5를 참조하면, 세포수가 108 cell/mL, O.D600=0.3 이상의 조건에서 여과염색으로 그람 양성과 음성균을 구분할 수 있었으며, Bacillus subtilis의 비율이 20% 이상 차지하는 조건에서 육안으로 구분할 수 있었다. Referring to FIG. 5, Gram-positive and negative bacteria could be distinguished by filtration staining under the conditions of 10 8 cell / mL and OD 600 = 0.3 or more, and were visually distinguished under the condition that the proportion of Bacillus subtilis accounted for 20% or more.
또한 RGB 수치는 표준균주의 염색과 마찬가지로 그람 양성균의 비율에 따라 레드와 그린 계열의 색상차이가 나타남을 알 수 있었다. 특히, 단일 균주의 염색 결과보다 색상 차이는 적었으나 그람 양성균의 비율이 증가함에 따라 레드 계열의 색상이 매우 증가함을 알 수 있다.In addition, the RGB values showed a difference in color between red and green based on the proportion of Gram-positive bacteria as in the staining of standard strains. In particular, although the color difference is less than the staining result of a single strain, it can be seen that the color of the red series is greatly increased as the proportion of Gram-positive bacteria increases.
실험예 5 : 슬러리 내 균주에 대한 RGB 수치 변화Experimental Example 5 RGB value change for the strain in the slurry
그람 음성균이 주요 군집을 이룬 활성 슬러지 내에 Escherichia coli, Bacillus subtilis의 세포수를 측정하여 각각 108 cell/mL, O.D600=0.3으로 동일하게 하고 슬러지에 각각 혼합하여 그람 양성균 및 음성균의 혼합에 따른 염색정도의 차이를 알아보았다. The number of Escherichia coli and Bacillus subtilis cells in the activated sludge, the major population of Gram-negative bacteria, was measured at 10 8 cell / mL and OD 600 = 0.3, respectively, and mixed in the sludge and stained according to the mixture of Gram-positive bacteria and negative bacteria The difference was found.
도 6은 슬러지 내 그람 양성균의 함량에 따른 (a) RGB 수치를 보여주는 그래프, 및 (b) 필터의 염색 변화를 보여주는 사진이다.6 is a graph showing (a) RGB values according to the content of Gram-positive bacteria in the sludge, and (b) a photo showing the change in staining of the filter.
도 6을 참조하면, 그람 음성균을 슬러지와 1:1 비율로 혼합한 경우 희석효과로 인하여 대조군인 슬러지보다 연한 파란 계열의 색을 띄었으나, 그람 양성균을 슬러지와 1:1 비율로 혼합한 경우 슬러지의 희석효과가 있다할지라도 그람 음성균을 혼합한 경우보다 보라 계열의 색상이 진해짐을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 6, when the Gram-negative bacteria were mixed with the sludge at a 1: 1 ratio, they had a lighter blue color than the sludge as a control due to the dilution effect, but when the Gram-positive bacteria were mixed with the sludge at a 1: 1 ratio, sludge Even if the dilution effect of the gram-negative bacteria was mixed than the color of the violet series was confirmed that the darker.
또한, 그람 음성균이 주요 군집을 이룬 활성 슬러지에 그람 양성균의 비율에 따른 염색 정도를 RGB 수치로 알아보았다. In addition, the degree of staining according to the ratio of Gram-positive bacteria to activated sludge, in which Gram-negative bacteria was the main colony, was determined by RGB values.
활성 슬러지의 경우 플록이 염색되었으나 그람 양성균의 비율에 따라 레드와 그린 계열의 색상이 증가함을 알 수 있었다. 특히 레드 계열의 색상의 차이가 가장 크게 나타났고 그린 계열의 색상도 점진적 차이를 보였으나 블루 계열의 색상은 큰 차이가 없었다. In the case of activated sludge, the floc was stained, but the red and green color increased with the proportion of Gram-positive bacteria. In particular, the red color showed the largest difference and the green color showed a gradual difference, but the blue color did not show a big difference.
본 발명에 다른 모니터링 방법은 폐수 처리 분야에 바람직하게 적용된다.Other monitoring methods in the present invention are preferably applied in the field of wastewater treatment.
도 1은 분산 방법에 따른 플록 크기 변화를 보여주는 그래프이다.1 is a graph showing the change in floc size according to the dispersion method.
도 2는 비드-비팅 분산 방법을 사용하는 경우 플록 크기를 보여주는 위상차 현미경 사진이다. 2 is a phase contrast micrograph showing the floc size when using the bead-bitting dispersion method.
도 3은 그람 음성과 그람 양성균의 세균별 염색 정도를 보여주는 사진이다.Figure 3 is a photograph showing the degree of staining by bacteria of gram negative and gram positive bacteria.
도 4는 전체 그람 음성균과 그람 양성균의 RGB 수치를 보여주는 그래프이다.4 is a graph showing the RGB values of the whole Gram-negative bacteria and Gram-positive bacteria.
도 5는 혼합 균주에서 그람 양성균의 함량에 따른 (a) 필터의 염색 변화와 (b) 이에 따른 RGB 수치를 보여주는 그래프이다.5 is a graph showing (a) the staining change of the filter and (b) the RGB value according to the content of Gram-positive bacteria in the mixed strain.
도 6은 슬러지 내 그람 양성균의 함량에 따른 (a) RGB 수치를 보여주는 그래프, 및 (b) 필터의 염색 변화를 보여주는 사진이다.6 is a graph showing (a) RGB values according to the content of Gram-positive bacteria in the sludge, and (b) a photo showing the change in staining of the filter.
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Citations (2)
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| KR20060073603A (en) * | 2003-08-18 | 2006-06-28 | 바스프 악티엔게젤샤프트 | Method for detecting the modification of a characteristic of a sample caused by an environmental influence |
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Non-Patent Citations (2)
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|---|
| 논문1 : Biotechnology Letters |
| 논문2 : Journal of microbiological methods |
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