KR101029856B1 - 담체 미생물용 서방형 영양제 및 그를 이용한 담체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 담체에 서식하는 미생물을 위한 담체 미생물용 서방형 영양제 및 서방형 영양제가 혼합된 담체에 관한 것으로서, 미생물 영양원의 공급매개체는 천연왁스의 가지사슬을 HLB 15-20의 친수화 관능기로 에스테르 축합한 부형제와, HLB 10-20의 고상 계면활성제의 보조부형제와, 팽윤제와, 식용색소가 첨가된 것을 특징으로 하는 담체 미생물용 서방형 영양제 및 그를 이용한 담체로서, 미생물담체충전층의 높이와 구간별로 영양원의 농도를 달리하여 담체충전층 전체에서 고른 미생물의 생육활경을 제공할 수 있고, 담체층 전체에서 균질한 영양원의 공급이 가능하여 균질한 미생물의 성장 및 고른 농도분포로 시스템의 안정적인 운전 효과가 있다.

Description

담체 미생물용 서방형 영양제 및 그를 이용한 담체 {sustained release saprophytic for carrier microorganism and carrier using thereof}

본 발명은 담체에 서식하는 미생물을 위한 담체 미생물용 서방형 영양제 및 서방형 영양제가 혼합된 담체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각종 산업시설이나 환경 위생시설 등에서 발생되는 악취 및 유해 휘발성 물질을 담체에 서식하는 미생물을 이용하여 분해할 때, 담체 내의 미생물이 필요로 하는 영양배지 성분의 지속적인 서방형 방출기능을 수행하는 담체 미생물용 서방형 영양제와 그를 이용한 서방형 미생물 영양담체에 관한 것이다.

산업의 발달과 함께 부수적인 과제로 부상하고 있는 환경문제는 어느 개인의 문제가 아닌 국가적, 세계적인 차원으로 등장하고 있다.

환경산업계에서는 각종 산업시설이나 환경 위생시설 등에서 발생되는 악취 및 유해 휘발성 물질을 분해성 물질에 촛점을 맞추어 처리시설을 개발하고 화학물질을 개발해 왔으나, 처리경비 및 처리의 한계가 있었다.

또한, 악취 및 유해 휘발성 물질을 물리, 화학적 처리 방법에 비하여 2차 오염의 가능성이 작을 뿐만 아니라 보다 경제적이고 효율적인 처리 대안으로 미생물을 이용한 생물학적 처리방법이 활발히 진행되고 있다. 바이오필터와 같은 생물학적 처리방법이 이와 같은 것으로써 악취 및 유해 휘발성 물질의 처리방법이 호기성 상태에서 악취 및 유해 휘발성 물질 내에 존재하는 악취 및 유해 휘발성 물질을 미생물 대사과정을 이용하여 안전하게 분해 및 처리하는 방법으로서, 경제적이고 환경친화적인 처리방법으로서 각광받고 있는 실정이다.

종래 기술의 한 예로서 하수처리장과 같은 환경시설 또는 산업시설로부터 발생되는 악취 및 유해 휘발성 물질이 함유되어 있는 오염가스를 처리하기 위한 도 1의 종래기술의 오염가스 처리 장치 구성도를 살펴보면,

상기 악취 및 유해 휘발성 물질을 제거하는 미생물이 충진된 담체(1)와; 상기 담체(1)의 하단부로 악취 및 유해 휘발성 물질이 유입하는 악취 및 유해 휘발성 물질 유입부(2)와; 상기 악취와 유해 휘발성 물질이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 담체(1)와 접속되는 바이오필터(3)와; 상기 바이오필터(3)의 하단에 구비되는 물탱크(4)와; 상기 물탱크(4)의 하단으로 접속되어 영양원을 공급하는 영양배지탱크(5)와; 상기 영양배지탱크(5)의 영양원을 물탱크(4)에 공급하는 순환펌프(6)와; 상기 바이오필터(3)의 하단에 구비되는 물탱크(4)에서 살수스프레이(8)로 물을 공급하는 물순환펌프(7)와; 상기 담체의 상단부에 구성되어 상기 물순환펌프(7)를 통해 공급받은 물을 살수하는 살수스프레이(8)의 상단부에 파이프를 통해 접속되어 필터링된 공기를 외부로 배출시키는 송풍팬(9)으로 구성된다.

상기의 구성에서 오염가스 처리 장치에 충전된 담체에 서식하는 미생물들이 오염가스를 대사과정을 통하여 안전하게 분해하여 처리한다.

상기 미생물의 생존과 증식 및 활성을 유지하기 위하여 물탱크(4)의 물에 액상 영양원을 희석하여 주기적으로 일정량의 물을 상측에서 살수하여 생장에 필요한 수분과 영양원을 공급하면서 미생물을 안정화시키고 있다.

상기의 종래 기술은 액상 영양배지성분이 악취 및 유해 휘발성 물질의 흐름 방향과 역류방향으로 분사되면서 공급된 영양배지성분이 담체의 하부로 흘러 내려 미생물이 세포벽을 통하여 농도 확산과 흡착에 의한 방법으로 공급되는 방식이었다.

그러나, 상기의 종래 기술은 악취 및 유해 휘발성 물질이 담체와 담체 사이를 통과하면서, 공급되는 물과 영양원이 담체 충진층에서 한 방향으로 흐르는 채널링(channeling) 현상을 유도하여, 살수에 의한 공급에 의하여 물과 영양분이 공급되지 아니하는 사각지대의 현상이 발생하는 문제점이 있다.

담체 내부에 공급되는 영양배지 성분으로는 나트륨, 철, 아연, 칼륨, 인, 마그네슘, 칼슘 등의 무기미네랄과 비타민 A,B,C 등 유기대사보조제 및 전해질 등이 있으며 이들 대부분은 통상 하나의 혼합된 용액상태로 살수(spraying)방법으로 일괄 공급하고 있다.

이러한 일액의 혼합상 영양원은 미생물의 이상과다 증식으로 인하여 조기 콜로깅(clogging)을 유발하여 충진층 내부에 채널링 현상을 가속화시켜 불균질한 미생물의 반응을 유도하고 전체적으로 분해효율을 저하시키는 문제점이 있다.

아울러 발생된 사각지대로 인하여 미생물에 대한 균등, 균질의 영양원의 공급이 어려울 뿐만 아니라 액상 영양원을 담체 층에 공급하기 위하여 별도의 공급 설비가 필요하게 되어 설치비 및 운영 유지비가 추가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 종래 기술은 미생물들 사이의 영양원의 불균형으로 인하여 미생물의 분포가 균등, 균질되지 못하여 오염가스의 분해속도가 느려 생물학적 산소요구량(BOD) 및 화학적 산소요구량(COD)의 감소시간이 길어져서 처리 능력이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 통상 처리대상 가스와 역류방식으로 공급되는 기존의 미생물영양제 공급방식에서 처리부하를 가장 극심하게 받는 하부담체충전층 미생물에게 원활하게 영양제를 공급할 수 없던 문제점을 보완하는 것이다.

본 발명의 목적은 미생물이 필요로 하는 영양원을 특정한 형태의 고상으로 제형하여 고르게 충진하고 살수(SPRAYED WATER)에 의해 서서히 용해됨으로서 전술한 기존기술의 문제점을 보완하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 담체 내의 미생물의 성장 과정에 따라 적절한 영양원이 공급될 수 있게 하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 영양원이 혼합된 고상의 제형물에 색상을 부가하여 영양원과 함께 용출되는 색상의 변화를 육안으로 식별하여 영양제의 투입시기와 보충, 교환 여부를 결정할 수 있게 하여 담체의 영양공급 시스템의 효율적인 운용이 되게 하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 담체 내의 미생물에게 영양원 공급의 사각을 최소화하여 미생물의 균질한 생육환경을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 기존의 액상영양제가 여름철에 고온으로 인한 산패와 부패를 방지하여 시스템의 안정적인 운전이 가능하게 하는 것이다.

본 발명은 담체 미생물용 영양제가 혼합된 서방형 미생물 영양담체에 있어서, 미생물 영양원의 공급매개체는 천연왁스의 가지사슬을 HLB 15-20의 친수화 관능기로 에스테르 축합한 부형제와, HLB 10-20의 고상 계면활성제의 보조부형제와, 팽윤제와, 식용색소가 첨가된 것이다.

또한, 본 발명은 상기 부형제가 밀납(honey bee wax), 울왁스(wool wax), 브라질야자왁스(Carnauba Wax), 칸데리라 왁스(Candelilla Wax), 피마자왁스, 코코넛왁스 중에서 어느 하나를 에스테르 축합을 거쳐 이들 축합물의 가지체인을 아민화, 에테르화, 수산화, 설폰화 시켜 가용능을 향상시킨 것이다.

또한, 본 발명은 상기 축합물이 50-100몰의 분자량을 갖으며 가지체인을 아민화시킨 것이다.

또한, 본 발명은 담체 미생물용 서방형 영양제에 있어서, 미생물 영양원의 공급매개체는 천연왁스의 가지사슬을 HLB 15-20의 친수화 관능기로 에스테르 축합한 부형제와, HLB 10-20의 고상 계면활성제의 보조부형제와, 팽윤제와, 식용색소가 첨가된 것이다.

또한, 본 발명은 상기 보조부형제가 폴리에틸렌 글리콜 400 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌-4-소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌-20-소르비탄 모노올레에이트, 폴리옥시에틸렌-20-소르비탄 모노팔미테이트, 폴리옥시에틸렌-20-모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌-40-스테아레이트, 소듐 올레에이트, 폴리에틸렌 글리콜 6000, 8000, 폴리옥실 스테아레이트 예를 들어폴리옥실 40 스테아레이트, 폴리옥실 50 스테아레이트, 폴리옥실 100 스테아레이트, 폴리옥실 12 디스테아레이트, 폴리옥실 32 디스테아레이트 및 폴리옥실 150 디스테아레이트, 당 에스테르 계면활성제, 소르비탄 지방산 에스테르, 소르비탄 모노라우레이트, 소르비탄 모노팔미테이트, 소르비탄 모노스테아레이트, 소르비탄 트리스테아레이트, 및 다른 Span 계열글리세롤 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 유도체, 고분자량 지방족 알콜의 폴리옥시에틸렌 에테르(예: Brij 30, 35, 58, 78 및 99,) 폴리옥시에틸렌 스테아레이트(자가 유화), 폴리옥시에틸렌 40 소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 75 소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 6 소르비톨 비즈왁스 유도체, 폴리옥시에틸렌 20 소르비톨 비즈왁스 유도체, 폴리옥시에틸렌 20 소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 50 소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 23 라우릴 에테르, 부틸화 하이드록시아니솔을 가지는 폴리옥시에틸렌 2 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 10 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 20 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 2 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸에테르, 폴록사머, 폴리옥시에틸렌 에스테르, 당 에스테르 계면활성제, 소르비탄 지방산에스테르, 글리세롤 지방산 에스테르, 고분자량 지방족 알콜의 폴리옥시에틸렌 에테르, 폴리옥시에틸렌 40 소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 75 소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 20 소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 50 소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 6 소르비톨 밀랍 유도체, 폴리옥시에틸렌 20 소르비톨 밀랍 유도체, 소르비탄 지방산 에스테르의 폴리옥시에틸렌 유도체, 및 그의 혼합물 중에서 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 구성된 보조부형제를 갖는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 영양제가 분말 형태로 되어 상기 부형제와 보조부형제의 물성에 영향을 끼치지 않고 성형되는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 팽윤제가 분자량 20,000-30,000사이의 폴리비닐피돌리돈인 것이다.

또한, 본 발명은 상기 팽윤제는 산 안정성을 갖는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 식용색소는 황색의 심황·치자·샤프란, 녹색의 엽록소, 식용색소 녹색 3호·적색 2호·적색 3호·청색 1호·청색 2호·황색 4호·황색 5호, β-카로틴·수용성안나토 황산구리 산화제이철, 캐러멜, 구리 및 철, 클로로필린나트륨·산화티타늄 중에서 어느 하나 또는 둘 이상으로 구성되는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 영양원이 미생물의 성장 과정별로 달리하되, 미생물의 접종과정과 순치과정에서는 필요한 나트륨, 구리, 아연, 전해질 등으로 구성되고, 미생물의 안정화 과정에서는 비타민, 인, 마그네슘, 철, 전해질 등으로 구성되며; 상기 각각의 과정에 따라 수소 이온농도를 제어하기 위한 약물이 각각 다른 색으로 구성되어 과정별로 색상이 다른 색상으로 선택 사용되는 것이다.

삭제

본 발명은 미생물 담체 충전층의 높이와 구간별로 영양원의 농도를 달리하여 담체층 전체에서 고른 미생물의 생육 활경을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 담체 미생물용 서방형 영양제가 담체 사이에 골고루 분산 배치되어 담체층 전체에서 균질한 영양원의 공급이 가능하여 균질한 미생물의 성장 및 고른 농도분포로 시스템의 안정적인 운전을 할 수 있다.

또한, 본 발명은 영양원이 서방성 방출기능을 갖게 되어 영양제의 갑작스런 투입으로 인한 부영양화와 국부적 과다증식으로 인한 클로깅 억제 방지를 통해 기액반응의 가장 근본적인 취약요소로 작용하는 채널링 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 담체 자체의 변발색에 의하여 담체의 분해 및 방출 정도를 알 수 있어 영양제 보충시기와 교체시기를 확인하여 시스템의 안정적인 운용을 할 수 있다.

또한, 본 발명은 바이오필터 설계 요소상 필수적인 영양제 공급설비 및 온도제어 설비가 필요로 하지 않아 부가적인 비용을 감소할 수 있는 경제적 우위를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 기존의 액상 영양제가 외부기온 변화에 따라 겨울철에 동결되거나 여름철 고온기에 산패, 부패하는 근원적인 문제점을 해결할 수 있다.

도 1: 종래기술의 오염가스 처리 장치 구성도.
도 2: 본 발명의 서방형 미생물 영양담체의 서방성 그래프.
도 3: 본 발명의 오염가스 처리 장치 구성도.

본 발명은 담체 미생물용 영양제가 혼합된 담체 및 담체 미생물용 서방형 영양제에 있어서, 미생물 영양원의 공급매개체로 사용되고, 살수에 의해 가용되어 용출되는 영양제의 방출속도를 조절하기 위한 수단으로 밀납(honey bee wax), 울왁스(wool wax), 브라질야자왁스(Carnauba Wax), 칸데리라 왁스(Candelilla Wax), 피마자왁스, 코코넛왁스 중에서 어느 하나 또는 둘 이상의 고형왁스 가지체인을 에스테르화 중축합시키고 이를 커팅하여 분자량을 조절하고 살수에 의해 서서히 가용화 할 수 있는 재료를 완성하고 이를 영양원을 고형화하기 위한 부형제로 사용하였다.

이들 부형제 재료는 천연에서 추출된 천연고분자로서 방출된 영양제와 함께 미생물의 탄소, 질소, 영양원으로 제공되어 최종적으로는 이산화탄소와 물로 분해됨으로서 미생물에 가해지는 부하를 최소화할 수 있다..

상기 에스테르화 과정에서 가지체인을 친수화 하기 위한 구조식으로 아민화, 설폰화, 수산화, 에테르화 시킨 것을 사용한다.

상기 부형제의 축합물은 50-100몰의 분자량을 갖으며 가지체인이 아민화시킨 것으로서 천연왁스의 가지사슬을 에스테르 축합한다,

이들 부형제의 친수화 관능기는 HLB값이 15-20 사이에서 선택되어 지며 계면활성제로 혹은 제형물로부터 영양원을 살수액 중으로 쉽게 현탁 확산을 유도하기 위한 팽윤제로 사용되는 부형보조제로 HLB 값이 10-20인 것 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜 400 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌-4-소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌-20-소르비탄 모노올레에이트, 폴리옥시에틸렌-20-소르비탄 모노팔미테이트, 폴리옥시에틸렌-20-모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌-40-스테아레이트, 소듐 올레에이트, 폴리에틸렌 글리콜 6000, 8000등이다.

부형제의 축합물 분자량이 50몰 이하일 경우 가용화 속도가 빠르고 부형기능이 약하여 무르게 되어 서방성을 갖기 어려우며 100몰 이상일 경우 부형능은 우수하나 가용성이 지나치게 떨어져 서방능이 현저히 저하되는 역기능을 제공한다.

유용한 계면활성제는 일반적으로 음이온성, 양이온성 및 즈비터 이온성 계면활성제를 비롯한 이온성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제를 포함한다. 비이온성 계면활성제가 특정 구체예에서 바람직하며, 예를 들어 폴리옥실 스테아레이트 예를 들어폴리옥실 40 스테아레이트, 폴리옥실 50 스테아레이트, 폴리옥실 100 스테아레이트, 폴리옥실 12 디스테아레이트, 폴리옥실 32 디스테아레이트 및 폴리옥실 150 디스테아레이트 및 기타 MyrjTM 계열의 계면활성제 또는 이들의 혼합물을 포함한다.

용해 약물을 형성하는데 이 계통의 계면활성제에서, 친수성 에틸렌 옥사이드가 계면활성제 분자의 말단에 위치하며, 계면활성제분자의 프로필렌 옥사이드의 소수성 미드블록이 영양제을 용해시키고 현탁시키는 작용을 한다.

이들 계면활성제는 실온에서 고체인 고상 계면활성제를 보조부형제로 한다.

다른 유용한 계면활성제는 당 에스테르 계면활성제, 소르비탄 지방산 에스테르, 예를 들어 소르비탄 모노라우레이트, 소르비탄 모노팔미테이트, 소르비탄 모노스테아레이트, 소르비탄 트리스테아레이트, 및 다른 Span 계열 계면활성제, 글리세롤 지방산 에스테르, 예를 들어 글리세롤 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 유도체, 예를 들어 고분자량 지방족 알콜의 폴리옥시에틸렌 에테르(예: Brij 30, 35, 58, 78 및 99,) 폴리옥시에틸렌 스테아레이트(자가 유화), 폴리옥시에틸렌 40 소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 75 소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 6 소르비톨 비즈왁스 유도체, 폴리옥시에틸렌 20 소르비톨 비즈왁스 유도체, 폴리옥시에틸렌 20 소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 50 소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 23 라우릴 에테르, 부틸화 하이드록시아니솔을 가지는 폴리옥시에틸렌 2 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 10 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 20 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 2 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸에테르 비이온성 계면활성제는 폴록사머, 폴리옥시에틸렌 에스테르, 당 에스테르 계면활성제, 소르비탄 지방산에스테르, 글리세롤 지방산 에스테르, 고분자량 지방족 알콜의 폴리옥시에틸렌 에테르, 폴리옥시에틸렌 40 소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 75 소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 20 소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 50소르비톨 라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 6 소르비톨 밀랍 유도체, 폴리옥시에틸렌 20 소르비톨 밀랍 유도체, 소르비탄 지방산 에스테르의 폴리옥시에틸렌 유도체, 및 그의 혼합물로 구성된다.

이들 혼합물은 인체와 미생물에 대한 안전성과 독성 등을 고려하여 선택되어지며, 제형물에 팽윤제와 식용색소를 첨가할 수 있다.

상기 제형물에 색상이 첨가되어 용출에 따른 탈변색과정을 육안으로 확인하기 위하여 사용되는 식용색소 즉 염료로는 황색의 심황·치자·샤프란, 녹색의 엽록소, 식용색소 녹색 3호·적색 2호·적색 3호·청색 1호·청색 2호·황색 4호·황색 5호, β-카로틴·수용성안나토 황산구리 산화제이철, 캐러멜, 구리 및 철 클로로필린나트륨·산화티타늄 등에서 선택되어 질 수 있다.

이들 역시 미생물에 대한 독성과 안전성을 고려하여 선택 사용되어 진다.

상기 영양원이 비타민 B1질산염, 비타민B2, 피리독신 염산염, 비타민B12, 비타민C, 비타민D2, 비타민E, 니코틴산아미드, 엽산, 비오틴, 판토텐산칼슘, 푸마르산제일철, 산화아연, 요오드칼륨, 황산망간, 굴껍질, 결정셀룰로스, 제2인산칼륨, 산화마그네슘, 염화칼륨, 이산화규소, 스테아린산 마그네슘, 베타카로틴등 미생물의 대사에 필요한 보조제로 사용되는 무기염, 유기산, 인, 전해질, 비타민 A,B,C 중에서 어느 하나 또는 둘 이상으로 구성되는 것이다.

본 발명에 따른 서방형 미생물 영양담체를 제조하기 위해서는 중량비로 부형제 1종 혹은 2종 이상 30-50%, 보조부형제 10-20%, 팽윤제 1-2%를 리본믹서기로 혼합하고 이를 교반 및 온도조절이 가능한 반응기로 이송한 후 50-80℃로 가열하여 액상화시키고 이에 미생물의 접종과정과 순치과정에서 필요한 나트륨(Na), 구리(Cu), 아연(Zn), 전해질성분의 영양제를 40-50%, 식용색소 3-10%를 첨가하여 분산 혼합 후 주형틀에 주입하여 서냉 고화시켜 특정형태의 서방형 영양담체를 완성한 후 이를 담체 충진 과정에서 분산살포하고 미생물의 접종과 순치과정에 필요한 영양담체를 완성하였다.

이때, 상기 팽윤제는 분자량 20,000-30,000사이의 폴리비닐피돌리돈을 사용하며 일부 표면 가용된 영양성분을 담체 표면으로부터 이탈시키고 살수에 현탁시키는 기능을 하게 하는데 5%이상이 혼입될 경우 그 자체가 흡수기능을 갖게 되어 영양원의 표면붕괴 속도가 빨라져 상대적으로 서방성이 떨어지는 문제가 있고, 보조부형제가 20%이상 혼입될 경우 이 역시 가용화 속도가 빨라져 서방성이 상대적으로 떨어지는 문제가 있어 14%가 적절한 양으로 고려된다.

더불어 팽윤제의 분자량이 20,000이하일 경우와 30,000이상일 경우 부형제와의 공동붕괴 밸런스가 맞지 않고 팽윤 효과가 떨어져 서방성에 역기능을 제공한다.

상기 팽윤제는 특별히 산 안정성을 갖도록 고려된다.

미생물에 대한 유해가스의 호기성 호흡반응의 결과물로 생성되는 반응결과물은 대부분 약산이며 살수과정에 의해 농축되어 산성환경을 제공하는바 팽윤제의 산안정성 여부에 의해 서방성이 결정되므로 이에 대한 안정성 여부를 고려한다.

상기 영양원은 미생물의 성장 과정별로 달리할 수 있는데, 미생물의 접종과정과 순치과정에서는 필요한 나트륨, 구리, 아연, 전해질 등으로 구성되고, 미생물의 안정화 과정에서는 비타민, 인, 마그네슘, 철, 전해질 등으로 구성될 수 있다.

상기 각각의 과정에 따라 수소 이온농도를 제어하기 위한 약물이 각각 다른 색으로 구성되어 과정별로 색상이 다른 색상으로 선택 사용되어 이들 각각을 단계별로 효율적으로 운용할 수 있다.

본 발명에 따른 서방형 미생물 영양담체를 제조하기 위해서는 중량비로 부형제 1종 혹은 2종이상 25-45%, 보조부형제 10-20%, 팽윤제 1-2%를 리본믹서기로 혼합하고 이를 교반 및 온도조절이 가능한 반응기로 이송한 후 50-80℃로 가열하여 액상화 시키고 이에 미생물의 안정화 과정에 필요한 비타민, 인(P), 마그네슘(Mg), 철(Fe), 전해질, 유기산 등의 영양제를 40-50%, 식용색소 3-10%를 첨가하여 분산 혼합 후 주형틀에 주입하여 서냉 고화시켜 특정형태의 서방형 영양담체를 완성한 후 이를 담체 충진 과정에서 분산살포하고 미생물의 접종과 순치과정에 필요한 영양담체를 완성하였다.

이 과정에 처리대상 가스의 미생물 대사과정에서 생육환경이 산성형태로 변화되는 것을 방지하기 위한 수소이온농도 제어수단용 알카리 성분이 2%포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 예로서 하수처리장과 같은 환경시설 또는 산업시설로부터 발생되는 악취 및 유해 휘발성 물질이 함유되어 있는 오염가스를 처리하기 위한 도 3의 본 발명의 탈취장치 구성도를 살펴보면,

악취 및 유해 휘발성 물질을 제거하고, 영양원이 혼합된 고상의 제형물에 색용색소가 부가되고, 미생물용 영양제가 혼합된 담체(10)와; 상기 담체(10)의 하단부 또는 상단부로 악취 및 유해 휘발성 물질이 송풍팬(90)에 의하여 강제 유입하는 악취 및 유해 휘발성 물질 유입부(20)와; 상기 악취와 유해 휘발성 물질이 혼합된 공기를 동시에 제거하는 담체(10)와 접속되는 바이오필터(30)와; 상기 바이오필터(30)의 하단에 구비되는 물탱크(40)와; 상기 물탱크(40)의 하단과 접속되어 물탱크(40) 내의 물을 강제 유입하고, 외부의 수원과 연결된 용수공급탱크(50)와; 상기 용수공급탱크(50) 내의 용수를 펌프(110)에 의하여 공급받아 상기 바이오필터(30)에 살수하는 살수스프레이(80)와; 상기 용수공급탱크(50) 내의 용수의 온도를 조절하기 위한 히터(100)와; 상기 담체(10)의 상단부에 구성되어 상기 펌프(110)를 통해 공급받은 물을 살수하는 살수스프레이(80)의 상단부에 파이프를 통해 접속되어 필터링된 공기를 외부로 배출시키는 배출관으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 악취 및 유해 휘발성 물질 유입부(20)에서 악취 및 유해 휘발성 물질이 혼합된 공기가 파이프를 통해 유입되면 바이오필터(30)로부터 미생물이 충진된 미생물이 충진된 담체(10)를 통과하여 상부로 흘러 상단부에 접속된 배출관을 통하여 외부로 배출된다.

상기 바이오필터(30)에 유입된 악취 및 유해 휘발성 물질이 혼합된 오염 공기 중에서 암모니아와 같은 악취는 미생물이 충진된 담체(10)에서 분해 제거된다.

상기 살수스프레이(80)에 살수되는 물은 바이오필터(30)를 통과하면서 담체(10)의 미생물에 수분을 공급하고 낙하되어 물탱크(40)에 충진되어 용수공급탱크(50)로 강제 유입되어 재 활용되거나 외부로 유출된다.

상기 용수공급탱크(50) 내의 물이 증발 또는 담체(10) 미생물들에 공급됨으로써 용수공급탱크(50) 내의 물이 감소하게 되면 외부의 수원에 의하여 용수공급탱크(50) 내로 물을 충진한다.

상기 살수스프레이(80)는 용수공급탱크(50) 내의 물을 펌프(110)에 의하여 공급받아 상기 바이오필터(30)에 살수하여 담체(10) 내의 미생물에게 수분을 공급한다.

상기 히터(100)는 미생물이 잘 성장하도록 담체(10)로 공급되는 용수공급탱크(50)에 저장된 물의 온도가 적정 온도가 되도록 한다.

한편, 상기 영양제는 영양원이 혼합된 고상의 제형물에 식용색소를 부가하여 영양원과 함께 용출되는 식용색소의 색상의 변화를 육안으로 식별하여 영양제의 투입시기와 보충, 교환 여부를 결정할 수 있게 하여 담체의 영양공급 시스템의 효율적으로 운용할 수 있다.

상기 담체(10)의 영양제, 영양원 및 식용색소등은 상기의 서방형 미생물 영양담체 및 담체 미생물용 서방형 영양제의 설명하였으므로 이에 대한 설명은 생략한다.

실시예1;

국내 J사의CME 50mol 지방산에스테르 고상 축합물100g과 팽윤재로 폴리비닐피놀리돈 5g, 솔비톨 라놀린 유도체 30g, 솔비톨 밀납유도체 30g을 마이크로 리본믹서로 2시간 교반혼합 한 후 이를 500ml 비이커로 이송 한 후 마그네틱 교반기위에서 60℃로 1시간 동안 가온 교반하였다.

이에 혼합된 나트륨(Na), 구리(Cu), 아연(Zn), 전해질성분의 영양제를 각각 5g을 분취하여 청색식용색소 2호 2g를 첨가하여 가온된 상태로 1시간 액상 슬러리 상태로 혼합시킨 후 캡슐형태로 제작된 급냉주형물에 부어 가로 2cm, 직경 0.5cm의 캡슐형 서방형 미생물 영양담체를 완성하였다.

실시예2

국내 p사의 브라질야자왁스(Carnauba Wax) 에스테르 고상 축합물100g 과 팽윤재로 폴리비닐피놀리돈 5g, 솔비톨 코코넛 유도체 30g, 폴리에틸렌글리콜 30g을 마이크로 리본믹서로 2시간 교반 혼합 한 후 이를 500ml 비이커로 이송 한 후 마그네틱 교반기 위에서 70℃로 1시간 동안 가온 교반하였다.

이에 혼합된 비타민B12, 비타민C, 비타민D2, 비타민E, 니코틴산아미드, 엽산, 비오틴, 판토텐산칼슘, 푸마르산제일철, 산화아연, 요오드칼륨, 황산망간, 굴껍질, 결정셀룰로스, 제2인산칼륨, 산화마그네슘, 염화칼륨, 이산화규소, 스테아린산 마그네슘, 베타카로틴나트륨 각각 1g을 분취하여 청색식용색소 1호 3g를 첨가하여 가온 된 상태로 1시간 액상 슬러리 상태로 혼합시킨 후 캡슐형태로 제작된 급냉 주형물에 부어 가로 2cm, 직경 0.5cm의 캡슐형 서방형 미생물 영양담체를 완성하였다.

도 2에서와 같이 본 발명의 서방형 미생물 영양담체는 처음에는 무게 감량이 적다가 4주부터 16주까지 서서히 무게 감량비가 증가하는 것은 무게 감량만큼 영양원이 방출됨을 알 수 있는 것이다.

따라서, 본원 발명은 1개월부터 최소한 4개월까지 영양제가 서서히 방출 가능한 것이다.

10: 담체 20: 악취 및 유해 휘발성 물질 유입부
30: 바이오필터 40: 물탱크
50: 용수공급탱크 80: 살수스프레이
100: 히터

Claims (11)

1. 담체 미생물용 영양제가 혼합된 담체에 있어서,
   미생물 영양원의 공급매개체는 천연왁스의 가지사슬을 HLB 15-20의 친수화 관능기로 50-100몰의 분자량을 갖으며 에스테르 축합물의 가지체인을 아민화, 에테르화, 수산화, 설폰화 중에서 어느 하나의 과정을 시킨 부형제와, HLB 10-20의 고상 계면활성제의 보조부형제와, 폴리비닐피돌리돈 팽윤제와, 식용색소가 첨가되어;
   상기 미생물 영양원과 함께 용출되는 상기 식용색소의 색상 변화를 육안으로 식별하여 영양제의 투입시기와 보충, 교환 여부를 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 서방형 미생물 영양담체.
   
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4. 담체 미생물용 서방형 영양제에 있어서,
   미생물의 접종과정과 순치과정과 안정화 과정의 각각의 과정에 따라 수소 이온농도를 제어하기 위한 약물이 각각 다른 색으로 구성된 미생물 영양원과;
   상기 미생물 영양원의 공급매개체는 천연왁스의 가지사슬을 HLB 15-20의 친수화 관능기로 에스테르 축합물의 가지체인을 아민화, 에테르화, 수산화, 설폰화 중에서 어느 하나의 과정을 시킨 부형제와, HLB 10-20의 고상 계면활성제의 보조부형제와, 분자량 20,000-30,000의 폴리비닐피돌리돈 팽윤제와, 식용색소가 첨가되어;
   상기 미생물 영양원과 함께 용출되는 상기 식용색소의 색상 변화를 육안으로 식별하여 영양제의 투입시기와 보충, 교환 여부를 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 담체 미생물용 서방형 영양제.
   
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10. 제4항에 있어서,
    상기 미생물의 접종과정과 순치과정에서의 영양원은 나트륨, 구리, 아연, 전해질로 구성되고, 미생물의 안정화 과정에서 영양원은 비타민, 인, 마그네슘, 철, 전해질로 구성되어;
    상기 미생물 영양원과 함께 용출되는 상기 식용색소의 색상 변화를 육안으로 식별하여 영양제의 투입시기와 보충, 교환 여부를 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 담체 미생물용 서방형 영양제.
    
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