KR100951109B1 - 미생물 담체 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혐기조, 폭기조, 여과조, 바이오필터등 다양한 조건에 적용 가능한 미생물 담체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부에는 격자에 의해 구획된 미생물 부착공간부가 마련됨과 동시에 단면적이 크게 증가하여 미생물의 농도가 높고, 활성이 우수하며, 미생물의 부착속도 또한 우수한 미생물 담체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 담체의 내부에는 격자에 의해서 구획된 미생물 부착공간부가 형성됨과 아울러 그 표면이 발포에 의해 불규칙하게 형성되므로 미생물의 농도를 높일 수 있고, 활성이 매우 우수하여 오/폐수 처리 능력이 효율적인 효과를 나타낸다.

또한, 담체의 표면이 친수성 양전하를 가지게 되므로 미생물의 부착 속도 및 활성을 더욱 향상시켜 오/폐수 처리 능력이 더욱 효율적인 장점이 있다.

미생물 담체, 격자, 비중조절, 친수성, 양전하, 흡착제

Description

미생물 담체 및 이의 제조방법{A microorganism carrier and its manufacturing method}

본 발명은 혐기조, 폭기조, 여과조, 바이오필터 등 다양한 조건에 적용 가능한 미생물 담체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부에는 격자에 의해 구획된 미생물 부착공간부가 마련됨과 동시에 단면적이 크게 증가하여 미생물의 농도가 높고, 활성이 우수하며, 미생물의 부착속도 또한 우수한 미생물 담체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 생물학적으로 오/폐수를 처리하는 방법에는 크게 활성 슬러지 공법과 생물막 공법으로 나눌 수 있다. 활성 슬러지법에 의한 오/폐수 처리 시스템의 경우 오폐수의 활성 슬러지를 반응시키는 생물 반응조와 생물 반응조에서 유출된 슬러지 형태의 활성 슬러지를 침전시켜 상등수와 슬러지로 분리시키는 침전조로 구성되는 것이 일반적인 것으로, 장기간 폭기에 의한 핀 플록(pin floc) 현상이 자주 발생하며, 부하 변동에 대한 대처 능력이 미흡하고, 잉여 오니가 많이 발생되는 등 많은 문제가 있다.

상기한 문제점으로 인해 근래에는 많은 형태들의 생물막 공법이 소개되고 있 는데, 이러한 생물막 공법은 담체에 미생물이 고농도로 부착되어 있어 슬러지의 팽화 현상(Bulking)을 방지할 수 있고, 고농도/저농도 부하에도 우수한 제거효율을 보이며, 슬러지 발생량도 적으며 반응기 크기 또한 작은 이점이 있다.

이러한 생물막 공법에 사용되는 담체에는 고분자계, 세라믹계 또는 활성탄계 담체로 대별되며, 고정상 담체와 유동상 담체로도 나뉘며, 이들 담체는 주로 혐기조(무산소조), 폭기조 및 여과조 등에 설치된다.

한편, 고정상 담체를 설치할 경우 가로로 베트 형태나 세로로 시이트 형태 등 적절한 배치에 의해 오염 물질의 제고 효율을 높일 수 있지만 설치비가 비싸며 보수나 해체가 어렵고 추가 증설에 문제점이 있다. 반면, 유동상 담체는 별다른 설치비가 필요 없으며, 담체의 추가 투입을 통해 처리용량의 탄력적 대응이 가능하며, 여재의 별다른 설치비가 필요 없는 이점이 있다.

그러므로, 최근에는 상기한 바와 같은 많은 장점을 지니고 이는 유동상 담체에 대한 개발이 활발하게 이루어지고 있으며, 일예로 대한민국 특허공보 제96-9384호 및 특허 공개 제97-26944호 등이 제안되고 있다.

그러나, 이러한 종래 기술에 따른 유동상 담체는 제작이 어렵고 복잡하며 수세미상 미생물 접촉재를 삽입함으로써 물리/화학적으로 불안정하여 미생물의 탈리가 빈번함과 더불어 제조된 담체 자체는 통상 소수성 음전하를 띄게 되므로 미생물의 부착 속도가 현저히 느린 단점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 미생물 농도가 높고, 활성이 우수하여 오/폐수 처리 능력이 보다 효율적인 미생물 담체 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적은, 미생물의 부착 속도 및 부착력이 우수한 미생물 담체 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 미생물 담체에 있어서, 담체는 폴리에틸렌(PE) 80 ~ 90중량%, 활성탄 5 ~ 10중량% 및 제올라이트 5 ~ 10중량%를 혼합하여 속이 빈 튜브나 관 형태로 제조하되, 그 표면이 불규칙하도록 발포제를 매개로 발포되고, 미생물의 부착 속도가 우수하도록 친수성 및 양전하 물질로 각각 코팅되어 그 표면이 친수성 양전하를 가지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 담체의 내부는 격자에 의해서 3개 혹은 4개의 구획된 미생물 부착공간부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 미생물 담체의 제조방법에 있어서, a) 폴리에틸렌(PE) 80 ~ 90중량%, 활성탄 5 ~ 10중량% 및 제올라이트 5 ~ 10중량%를 혼합하여 반죽물 형태로 제조하는 혼합공정; b) 상기 반죽물에 발포제를 혼합하여 그 표면이 불규칙하도록 발포시킴과 동시에 속이 빈 튜브 혹은 관 형태로 압출하는 압출공정; c) 상기 압출공정에서 생산된 압출물을 필요한 길이로 절단하여 담체를 완성하는 절단공정; 및 d) 상기 담체에는 미생물의 부착 속도가 우수하도록 친수성 및 양전하 물질로 각각 코팅하여 그 표면이 친수성 양전하를 가지도록 하는 전하변경공정을 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 압출공정에서 생산되는 압출물의 내부는 격자에 의해서 3개 혹은 4개의 구획된 미생물 부착공간부가 형성되도록 압출되는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 의하면, 담체의 내부에는 격자에 의해서 구획된 미생물 부착공간부가 형성됨과 아울러 그 표면이 발포에 의해 불규칙하게 형성되므로 미생물의 농도를 높일 수 있고, 활성이 매우 우수하여 오/폐수 처리 능력이 효율적인 효과를 나타낸다.

또한, 담체의 표면이 친수성 양전하를 가지게 되므로 미생물의 부착 속도 및 활성을 더욱 향상시켜 오/폐수 처리 능력이 더욱 효율적인 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 미생물 담체 및 이의 제조방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙 에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 일실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 미생물 담체의 사시도이고, "나"는 "가"의 A-A선 단면에 의한 평면도이며, 도 2의 "가"는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 미생물 담체의 사시도이고, "나"는 또 다른 일실시예에 따른 미생물 담체의 사시도이다.

먼저, 도 1의 "가" 및 "나"를 참조로 하면, 본 발명의 미생물 담체(100)는 속이 빈 관 형태 혹은 튜브 형태를 가지되 속이 빈 그 내부는 열십자 형상의 격자(110)에 의해서 구획된 4개의 미생물 부착공간부(120)가 각각 형성되어 있다. 한편, 상기 격자(110)를 대략 Y자 형상으로 형성하게 되면 3개의 미생물 부착공간부(120)가 형성될 것인데, 이 미생물 부착공간부(120)는 3개 혹은 4개가 형성되는 것이 바람직하며, 이에 대해서는 하기에서 다시 언급하기로 한다.

그리고, 상기 담체(100) 및 그 내부에 형성되는 격자(110)는 압출에 의해서 일체로 형성되는 것이 바람직하며, 이 담체(100)는 폴리에틸렌(PE) 80 ~ 90중량%, 활성탄 5 ~ 10중량% 및 제올라이트 5 ~ 10중량%를 혼합한 혼합물, 바람직하게는 폴리에틸렌 90중량%, 활성탄 및 제올라이트를 각각 5중량%로 혼합된 혼합물로 이루어 지되 발포제에 의해서 발포되어져 그 표면에 미세한 홈(130)들이 복수개 형성된다. 이 홈(130)은 차후 부착될 미생물의 서식처 역할을 하게 되어 높은 부착력을 제공하게 된다.

이때, 상기 폴리에틸렌은 그 비중이 물 보다 작아 물에 뜰 수 있는 부유체 및 미생물이 부착되는 지지체 역할을 제공하기 위한 바디로서, 그 비중은 대략 0.92 ~ 0.97 정도이고, 완성된 담체(100) 또한 유동될 수 있도록 그 비중이 0.97 ~ 1 사이가 되도록 하여 비중이 1을 넘지 않도록 것이 바람직하다. 만약, 상기 폴리에틸렌 및 이로부터 제조된 담체(100)의 비중이 1을 넘게 되면 공기를 공급하거나 교반작용을 하여도 물속에 가라앉아 유동되지 않게 되고, 반대로 0.97이하이면 공기를 공급하여도 물위에 완전히 부상한 상태로 유동되지 않게 되므로, 상기의 비중으로 제조하는 것이 바람직하다.

다만, 물의 흐름 즉 유속이 있는 폭기조의 경우에는 물의 흐름에 따른 유동을 감안하여 비중이 1을 약간 넘는 즉, 1.05 ~ 1.1 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.

만약, 상기 담체가 비중이 1을 넘게 되거나 혹은 0.97이하일 경우에는 비중을 조절하기 위해서 비중 조절제를 첨가하여 그 비중이 0.97 ~ 1 사이가 되도록 할 수도 있다. 즉, 비중이 0.97이하 일 경우에는 탈크, 고비중 분, 황산바륨, 수산화마그네슘 등의 고비중 물질이, 비중이 1이상일 경우에는 저비중 석분, 탄산칼슘, 암모늄 카보네이트 등과 같은 비중경감재를 사용하게 되는데, 본 발명에서는 발포제에 의해 발포되므로 상기와 같은 비중경감재를 사용하지 않아도 그 비중이 1을 넘지 않게 된다. 그러므로 상기의 비중 조절제는 어디까지나 일예의 범위로 인지하여야 될 것이다.

한편, 상기 활성탄과 제올라이트는 상기 폴리에틸렌에 각각 5중량%가 함유되는 것으로, 미생물의 높은 부착력과 폐수속의 이물질의 흡착력을 제공하기 위해 사용되는 일종의 흡착제이다. 특히, 이러한 흡착제는 혼합물 100중량%에서 최소 10중량% 이상 함유되는 것이 바람직하고, 최대 20중량%를 넘지 않는 것이 바람직하다. 상기 흡착제 즉, 활성탄과 제올라이트의 총 비율이 10중량% 미만으로 사용하게 되면 흡착력이 저하되고, 20중량%를 초과하면 담체의 흡착력이나 미생물의 부착 능력에 악영향을 미치게 되므로 10 ~ 20중량%가 적절하다.

그리고, 상기 폴리에틸렌 자체의 표면은 소수성 음전하를 띄게 되는데, 이는 미생물의 부착 속도가 다소 저하되는 원인이기도 한다. 물론, 이런 문제를 극복하기 위해서 상기와 같은 흡착제 즉, 활성탄과 제올라이트가 혼합되지만 상기의 문제를 해결하기에는 다소 어려움이 있다. 그래서, 본 발명에서는 도 1의 일부 확대도에서 확인할 수 있는 바와 같이 미생물의 부착 속도를 크게 높일 수 있도록 친수성 물질과 양전하 물질로 담체(100)의 표면을 각각 코팅처리하여 친수성 코팅층(140)과 양전하 코팅층(150)이 형성되도록 하여 그 표면이 친수성 양전하를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다. 상기 친수성 물질로는 메탄올(Methanol)을 사용하게 되고, 양전하 물질로는 암모늄(Ammonium) 이온을 사용하게 되는데, 이러한 양전하 물 질을 총칭하여 폴리 케티온(poly cation)이라고도 한다. 물론, 상기의 물질은 일예이며 필요에 따라 다른 종류로 선택 사용할 수 있음을 인지하여야 된다.

이러한 담체는 도 2의 "가" 및 "나"에 도시된 바와 같이 원통형 및 사각형 형상으로 제조될 수 있으며, 미도시 하였지만 타원형 형상 및 다각형 형상 등으로 다양하게 제조될 수 있다.

결국, 본 발명의 담체(100) 내부에는 격자에 의해 4개의 미생물 부착공간부(120)가 마련되고, 그 표면은 친수성 양전하를 띄게 되므로 보다 많은 양의 미생물을 부착 즉, 농도를 높게 하되 그 부착 속도를 크게 향상시킬 수 있게 되는 것이다. 그리고, 발포에 의해 단면적이 증가함과 동시에 표면을 불규칙하게 하므로써 미생물이 물리적 화학적으로 안정되게 부착 성장할 수 있으므로 오/폐수의 처리 효율이 높게 된다.

이제, 하기에서는 본 발명의 미생물 담체(100)의 사용 상태를 살펴보기로 한다. 즉, 도 3은 본 발명의 미생물 담체의 사용 상태를 도시한 개략도이다.

도면을 참조로 하면, 오/폐수를 처리하기 위해 미생물 담체(100)의 미생물 부착공간부(120)의 내벽 즉, 격자(110)에는 미생물(M)이 부착되어지는데, 이는 통상적으로 종래에도 널기 사용되고 있는 바실러스 종 혼합균을 주체로 한 미생물을 사용한다. 물론, 미생물을 한정 짓는 의미는 아니며, 어디까지나 일예임을 분명히 한다. 아무튼, 4개로 구획된 미생물 부착공간부(120)의 내벽에 미생물이 부착되므로 농도가 상당히 높게 됨은 당연하다.

본 발명의 담체는 비중이 1을 넘지 않게 되나 1에 가까운 비중을 유지하게 되므로 물위에 완전히 부상하지 않고 잠수 상태로 떠 있는 그런 상태인데, 이때 공기 주입구(160)로 일정량의 공기 주입이나 스크류(170)에 의한 교반 작동이 일어나면 물위에 완전히 부상하지도 않고, 바닥에 가라앉지도 않은 잠수 부상된 상태를 유지하면서 유동되어져 오/폐수를 처리하게 된다.

이러한, 오/폐수의 처리 과정에서, 유동에 의해 담체(100)들이 서로 부딪혀도 미생물은 담체(100)가 가지는 불규칙한 표면에 안정적으로 부착되어 있으므로 탈리되지 않고 성장하면서 처리하게 되므로 그 처리 효율이 크게 향상될 것이다.

상기에서는 본 발명의 미생물 담체(100)가 오/폐수 처리에 사용되는 일예를 들었지만 여기에 그치지 않고 바이오필터를 이용한 대기오염물질 처리에도 사용될 수 있는 등 광범위하게 사용될 수 있다.

이제, 하기에서는 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 미생물 담체의 제조 방법에 대해서 도면을 참조로 상세히 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 미생물 담체의 제조방법을 도시한 개략적 블럭도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 미생물 담체의 제조방법을 도시한 개략도이다.

도 4 및 도 5를 참조로 하면, 본 발명의 미생물 담체(100)는 크게 4단계의 공정을 통해서 제조되는데, 이를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, a) 혼합공정(S200)으로, 폴리에틸렌(PE) 80 ~ 90중량%, 활성탄 5 ~ 10중량% 및 제올라이트 5 ~ 10중량%를 혼합하여 반죽물(102) 형태로 제조하는 공정이다. 바람직하게는 폴리에틸렌 90중량%, 활성탄 및 제올라이트 각각 5중량%를 혼합하여 총 100중량%가 되도록 한다. 그러면, 도 5의 "가"에 도시된 바와 같은 반죽물(102)이 제조 형성되는 것이다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 활성탄과 제올라이트는 상기 폴리에틸렌에 각각 5중량%가 함유되는 것으로, 미생물의 높은 부착력과 폐수속의 이물질의 흡착력을 제공하기 위해 사용되는 일종의 흡착제이다. 특히, 이러한 흡착제는 반죽물(102) 100중량%에서 최소 10중량% 이상 함유되는 것이 바람직하고, 최대 20중량%를 넘지 않는 것이 바람직하다. 상기 흡착제 즉, 활성탄과 제올라이트의 총 비율이 10중량% 미만으로 사용하게 되면 흡착력이 저하되고, 20중량%를 초과하면 담체의 흡착력이나 미생물의 부착 능력에 악영향을 미치게 되므로 10 ~ 20중량%가 적절하다.

다음으로, b) 압출공정(S210)으로, 상기 반죽물(102)에 발포제를 혼합하여 그 표면이 불규칙 즉, 복수개의 홈(여기서는 미도시, 상기 도 1의 "나" 참조)이 형성되도록 발포시킴과 동시에 속이 빈 튜브 혹은 관 형태로 압출하는 공정인데, 대 략 직경이 15mm, 두께가 0.5mm 정도의 압출물(104)을 제조하는 공정이다. 이때, 압출 생산되는 압출물(104)을 단순히 속이 빈 튜브 혹은 관 형태로 제작할 수 있으나 그 속이 빈 내부에 열십자 형상의 격자(110)가 형성되도록 하여 구획된 4개의 미생물 부착공간부(120)가 형성되도록 압출 하는 것이 바람직하다.(도 5의 "나" 참조)

물론, 이 압출 공정에서 필요에 따라 상기 격자(110)의 형상을 대략 Y자로 형성하여 3개의 미생물 부착공간부(120)를 가진 압출물(104)을 제조할 수도 있다. 한편, 상기 압출물(104)이 속이 빈 형태로 제작되는 것은 물이 소통될 수 있도록 구현된 것인데, 만약 상기 미생물 부착공간부(120)가 5개 이상 형성되고, 그 각 공간부 내벽에 미생물이 부착되면 각 공간부의 틈새가 너무 좁아져 물이 소통되는 본래의 목적에 위배될 수 있다. 그러므로, 상기 미생물 부착공간부(120)는 3 ~ 4개 사이로 형성되는 것이 가장 바람직하다.

다음으로, c) 절단공정(S220)으로, 상기 압출공정(S210)에서 생산된 압출물(104)을 필요한 길이로 절단하여 담체(100)의 형상을 완성하는 공정이다. 이때, 절단되는 담체(100)의 크기는 필요에 따라 상이하게 형성할 수 있으나, 길이 15mm 정도가 되도록 절단하는 것이 바람직하다. 이 공정을 마치고 나면 직경 15mm, 두께 0.5mm, 길이 15mm, 비중 0.97인 담체(100)를 제조할 수 있다.(도 5의 "다" 참조)

한편, 완성된 담체(100)는 유동될 수 있도록 그 비중이 0.97 ~ 1 사이가 되 도록 하여 비중이 1을 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다. 만약, 상기 폴리에틸렌 및 이로부터 제조된 담체(100)의 비중이 1을 넘게 되면 공기를 공급하여도 물속에 가라앉아 유동되지 않게 되고, 반대로 0.97이하이면 공기를 공급하여도 물위에 부상한 상태로 유동되지 않게 되므로, 상기의 비중으로 제조하는 것이 적절하다.

여기서, 물의 흐름 즉 유속이 있는 폭기조에 사용될 담체의 경우에는 물의 흐름에 따른 유동을 감안하여 비중이 1을 약간 넘는 즉, 1.05 ~ 1.1 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이런 경우에는 비중 조절제를 첨가하여 상기의 비중으로 조절할 수 있다. 즉, 탈크, 고비중 분, 황산바륨, 수산화마그네슘 등의 고비중 물질을 첨가하여 담체의 비중이 1.05 ~ 1.1 정도가 되도록 조절하면 된다. 반대로, 비중이 1.1 이상일 경우에는 저비중 석분, 탄산칼슘, 암모늄 카보네이트 등과 같은 비중경감재를 사용하여서 비중을 낮출 수도 있다. 이러한, 비중 조절제는 어디까지나 특수한 경우에만 사용되는 일예로서 반드시 사용되는 것은 아님을 명백히 한다.

마지막으로, d) 전하변경공정(S230)으로, 상기 담체(100)에 미생물의 부착 속도가 우수하도록 친수성 및 양전하 물질로 각각 코팅하여 그 표면이 친수성 양전하를 가지도록 하는 공정이다. 즉, 상기 c) 공정까지 하여 제조된 담체(100)는 그 표면이 소수성 음전하를 가지게 되는데, 이는 미생물의 부착 속도가 다소 저하되는 원인이기도 하다. 물론, 이런 문제를 극복하기 위해서 상기와 같은 흡착제 즉, 활성탄과 제올라이트가 혼합되지만 상기의 문제를 해결하기에는 다소 어려움이 있다. 그래서, 본 발명에서는 미생물의 부착 속도를 크게 높일 수 있도록 친수성 물질과 양전하 물질로 담체(100)의 표면을 각각 코팅처리하여 친수성 코팅층과 양전하 코팅층이 형성되도록 하여 그 표면이 친수성 양전하를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 도 5의 "라"에서 확인 할 수 있듯이, 담체(100)를 친수성 물질인 메탄올(Methanol)이 저장된 제1저장통에 투입하여 친수성 코팅층을 형성시켜 건조 후 다시 양전하 물질인 암모늄(Ammonium) 이온에 투입하여 다시 양전하 코팅층을 형성하여서 표면을 친수성 양전하로 변경시키게 된다. 이때, 상기 코팅층의 두께는 1mm를 넘지 않는 범위 내에서 형성하는 것이 바람직하다.

이제, 상기 d) 공정까지 거친 담체는 친수성 및 양전하 물질로 각각 코팅층이 형성되므로 완성된 담체(100)는 그 비중이 0.98로 약간 상승 조절되었다. 그리고, 이 담체(100)를 사용하게 될 경우 담체(100)가 가지는 미생물 부착공간부(120)에 미생물을 부착시키게 되는데, 특히 바실러스 종 혼합균을 주체로 한 미생물을 부착시켜서 사용하게 된다.

한편, 상기 d) 공정은 생략도 가능하며, 상기 c) 공정까지 제조된 담체(100)에 바로 미생물을 부착시켜서 사용할 수 도 있다. 그러나, d) 공정이 생략되면 담체(100)의 표면은 소수성 음전하를 가지게 되므로 미생물의 부착 속도가 다소 저하될 것이다.

이제, 하기에서는 상기와 같은 제조 방법으로 제조되는 미생물 담체(100)를 실시예를 통해서 더욱 상세히 살펴보기로 한다.

<실시예 1>

폴리에틸렌 90중량%, 활성탄 및 제올라이트 각각 5중량%를 혼합하여 상기의 a) 혼합공정(S200), b) 압출공정(S210) 및 c) 절단공정(S220)을 통해서 직경 15mm, 두께 0.5mm, 길이 15mm, 비중 0.97인 담체(100)를 제조하였다. 물론, 상기 담체(100)는 내부에 형성되는 열십자 형상의 격자(110)에 의해서 구획된 4개의 미생물 부착공간부(120)를 가진다.

이러한, 담체(100)의 미생물 부착공간부(120) 내벽에 미생물을 부착시켜 1000리터의 폭기조에 30부피%로 투여하였다. 상기 폭기조에 30리터/분의 공기를 주입하여 2주간 지켜본 결과 상기 담체(100)는 폭기조 내에서 가라앉지도 않고, 완전히 부상되지도 않는 잠수 부상 상태를 유지하면서 완전히 유동되어 편류현상 없이 유동화되었다. 상기 유동화 조건으로 운전하면서 폭기조의 HRT(Hydraulic Retention Time)를 6시간으로 하여 운전한 결과, 유입수 평균 COD 농도는 220ppm, NH3+-N 농도는 45ppm이었으며, 최종 유출수의 COD 제거율은 92%, 질산화율은 85%에 이르렀다.

<실시예 2>

실시예 1과 동일한 조건에서 담체를 제조하되, 상기 d) 전하변경공정(S230)을 추가해 담체(100)의 표면을 친수성 양전하로 변경하였다. 그랬더니, 미생물의 부착 속도가 실시예 1보다 두 배 이상 증가되는 것을 확인할 수 있었다.

그리고, 실시예 1과 동일한 조건으로 운전하였으며, 최종 유출수의 COD 제거 율은 96%, 질산화율은 95%에 이르렀다. 결국, 담체(100)의 표면을 친수성 양전하로 변경함에 따라 미생물의 부착 속도는 물론이고 부착 후 활성이 더욱 높아 폐수 처리 효율이 더욱 좋게 나타남을 알 수 있었다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

도 1의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 미생물 담체의 사시도이고, "나"는 "가"의 A-A선 단면에 의한 평면도.

도 2의 "가"는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 미생물 담체의 사시도이고, "나"는 또 다른 일실시예에 따른 미생물 담체의 사시도.

도 3은 본 발명의 미생물 담체의 사용 상태를 도시한 개략도.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 미생물 담체의 제조방법을 도시한 개략적 블럭도.

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 미생물 담체의 제조방법을 도시한 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 미생물 담체 102 : 반죽물

104 : 압출물 110 : 격자

120 : 미생물 부착공간부 130 : 홈

140 : 친수성 코팅층 150 : 양전하 코팅층

160 : 공기주입구 170 : 스크류

180 : 제1저장통 190 : 제2저장통

S200 : 혼합공정 S210 : 압출공정

S220 : 절단공정 S230 : 전하변경공정

Claims (6)

1. 미생물 담체에 있어서,

   담체는 폴리에틸렌(PE) 80 ~ 90중량%, 활성탄 5 ~ 10중량% 및 제올라이트 5 ~ 10중량%를 혼합하여 속이 빈 튜브나 관 형태로 제조하되, 그 표면이 불규칙하도록 발포제를 매개로 발포되고, 미생물의 부착 속도가 우수하도록 친수성 및 양전하 물질로 각각 코팅되어 그 표면이 친수성 양전하를 가지는 것을 특징으로 하는 미생물 담체.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 담체의 내부는 격자에 의해서 3개 혹은 4개의 구획된 미생물 부착공간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 미생물 담체.
3. 삭제
4. 미생물 담체의 제조방법에 있어서,

   a) 폴리에틸렌(PE) 80 ~ 90중량%, 활성탄 5 ~ 10중량% 및 제올라이트 5 ~ 10중량%를 혼합하여 반죽물 형태로 제조하는 혼합공정;

   b) 상기 반죽물에 발포제를 혼합하여 그 표면이 불규칙하도록 발포시킴과 동시에 속이 빈 튜브 혹은 관 형태로 압출하는 압출공정;

   c) 상기 압출공정에서 생산된 압출물을 필요한 길이로 절단하여 담체를 완성하는 절단공정; 및

   d) 상기 담체에는 미생물의 부착 속도가 우수하도록 친수성 및 양전하 물질로 각각 코팅하여 그 표면이 친수성 양전하를 가지도록 하는 전하변경공정을 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 미생물 담체의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 압출공정에서 생산되는 압출물의 내부는 격자에 의해서 3개 혹은 4개의 구획된 미생물 부착공간부가 형성되도록 압출되는 것을 특징으로 하는 미생물 담체의 제조방법.
6. 삭제

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