KR101031114B1 - 미생물 초기 부착성 및 활성도를 강화시킨 유동상 결합고정형 미생물 담체 및 이의 제조방법 - Google Patents

미생물 초기 부착성 및 활성도를 강화시킨 유동상 결합고정형 미생물 담체 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 결합고정형 미생물 담체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 담체 100 중량부에 대하여 친수성 고분자 0.1 내지 10 중량부, 다당류 0.1 내지 10 중량부, 활성 분체 5 내지 40 중량부, 및 85 내지 99 중량부의 열가소성 수지를 포함하며, 0.3mm 내지 0.9mm의 두께, 1.1-1.8의 비중 및 50-150㎛의 평균 기공 직경을 갖는 결합고정형 미생물 담체 및 담체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 다당류를 온도가 50℃로 유지되는 교반기에서 12시간 저온 건조하는 단계; 담체 100 중량부에 대하여 5 내지 40 중량부의 활성분체를 추가로 혼합하여 12시간 저온 건조 및 교반하여 수분 함수율을 2%이하로 조절하는 단계; 0 담체 100 중량부에 대하여.1 내지 10 중량부의 친수성 고분자 및 40 내지 95 중량부의 열가소성 수지를 추가로 혼합하고, 사출하여 미생물 담체 제조용 펠렛을 제조하는 단계; 및 상기 펠렛에 상기 열가소성 수지가 85 내지 99 중량부가 되도록 추가의 열가소성 수지를 혼합하고 0.3mm 내지 0.9mm의 두께로 용융 압출성형하는 단계를 포함하는, 1.1-1.8의 비중 및 50-150㎛의 평균 기공 직경을 갖는 결합고정형 미생물 담체의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 활성 분체 자체의 기공에 의해 미생물 담체의 흡착성을 향상시키고, 폭기조에 투입하여 운전시 수용성 다당류가 물에 용출되어 초기 운전에 필요한 영양분을 공급하여 미생물 초기 활성화를 촉진함과 동시에 수용성 다당류가 용출된 자리에서 연속 기공이 형성되어 비표면적이 10배 이상 증가하여 초기 부착량을 증가시키고, 비중이 0.93-0.98로 조절되어 수중에서 유동하기 적합하도록 제조된 유동상 결합고정형 미생물 담체를 제공할 수 있다.

Description

미생물 초기 부착성 및 활성도를 강화시킨 유동상 결합고정형 미생물 담체 및 이의 제조방법{Fluidized bed Combination-immobilization type microorganism media reinforced microorganism's adherence property of initial stage and activity and method for preparing the same}
본 발명은 오폐수 처리에 사용되는 유동상 미생물 담체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미생물의 부착성이 우수하여 수처리 효과를 개선할 수 있으며, 미생물의 생장에 필요한 탄소원을 포함하여 미생물의 계속적인 생장 및 번식을 가능하게 하는 유동상 결합고정형 미생물 담체 제조용 조성물 및 이를 이용한 미생물 담체에 관한 것이다.
산업화와 도시 인구의 증가로 인해 산업 및 생활 하수 및 폐수의 배출량이 증가하여 각종 환경 문제가 야기됨에 따라 경제적이고 효율적인 수처리 방법이 요구되고 있다.
일반적으로 폐수 처리는 크게 물리화학적 처리와 생물학적 처리로 나눌 수 있다. 생물학적 처리는 크게 폭기조 안에서 유동하는 미생물 형태로 폐수와 접촉하여 처리하는 활성 슬러지 공법과 고정된 물체 안에 미생물을 고정화시켜 폐수와 접촉하여 처리하는 생물막 공법으로 나눌 수 있다.
활성 슬러지 공법은 1913년 영국의 맨체스터 대학의 플로워에 의해 개발된 후 현재까지 개량되어 도시 하수 및 산업 폐수 처리에 획기적인 효과를 발휘해오고 있다. 하지만 이러한 활성 슬러지 공법은 슬러지 발생량이 많고, 고액 분리가 어려워 슬러지 벌킹 현상이 발생할 우려가 많으며, 난분해성 물질이 유입되었을 경우 처리의 어려움이 있고, 약품과 분말 활성탄 투입 등 유지 관리에 문제점을 가지고 있다.
이러한 활성 슬러지의 문제점을 극복하고자 최근에는 생물막법이나 포괄고정화법, 결합고정화법과 같은 부착성 미생물을 이용한 접촉산화 방식의 공법이 개발되어 활성 슬러지나 기타 처리가 힘든 폐수 처리를 중심으로 보급되고 있다.
포괄고정화법은 의약품이나 식품 분야에서 유용 물질을 연속적으로 생산하기 위해 개발된 것으로, 1973년 일본에서 대장균을 아크릴아미드에 고정화한 아스파라긴산의 제조에 처음으로 적용된 이래 현재에도 폐수 처리에 적용되고 있다. 포괄고정화법은 겔의 내부에 미생물이 갇혀 있고, 임의의 균을 임의의 양으로 고정화할 수 있기 때문에 미생물을 고농도로 유지할 수 있어, 고도 처리를 꾀할 수 있으며, 생물막법에서 발생하는 균체의 벗겨짐에 의한 미생물의 감소가 없어 특이한 기능을 가진 미생물과 증식 속도가 적은 균체를 고정화 함으로써 특정 물질을 처리할 수 있는 방법으로 처리의 효율성 향상과 대상 물질의 효과적인 제거에 이용할 수 있다.
이러한 포괄고정형 담체는 일반적으로 초기에 물에 익숙한 것이 좋고, 운전 개시 후 곧바로 유동하게 된다. 그러나 유기성 고분자를 주성분으로 하는 겔의 기질 투과성이 낮기 때문에 실제로는 담체 표면에 부착 존재하는 미생물만이 폐수 처리에 유효하게 작용하고 담체 내부의 미생물은 실제 처리에 작용할 수 없다는 단점을 가지고 있다.
또한 결합 고정형 담체는 일반적으로 담체에 미생물을 고농도로 부착시킬 수 있어 오염 물질에 대한 제거 효율이 우수하고 담체 내 저 증식 속도 미생물을 보존할 수 있다는 이점이 있고 기존 활성 슬러지 공법의 문제점인 슬러지 팽화 현상을 방지하고 부하 변동에 강하지만, 미생물 초기 식종에서 결합 고정형 담체 내에 미생물이 부착되기까지의 기간이 오수나 폐수의 성상에 따라 최소 1달에서 길게는 2 달의 기간이 소요된다는 단점이 있다.
이와 같은 결합 고정형 담체는 미생물이 담체 표면에 부착되는 것을 용이하게 하기 위해 발포 등과 같은 처리를 하고 있지만 미생물 식종을 위해 결합 고정형 담체를 반응조에 투입하였을 경우 발포로 함몰된 담체 표면에 미세 기포가 부착하여 미생물 부착 및 유동에 문제가 발생할 수 있다. 이 경우 미생물 식종 초기 결합 고정형 담체에 부착된 미세 기포가 소멸되고 물과 친숙해 지는데 시간이 소요됨으로써 담체의 비중이 안정되기까지 통상 빨라야 한 달 길게는 2 달 이상 소요될 수 있고 미생물이 부착한 이후에 공기의 폭기나 기타 여러 요인에 의해 결합고정형 담체 내에 부착된 미생물이 쉽게 탈리되는 단점을 가지고 있다.
미생물 담체는 오폐수의 생물학적 처리 시에 미생물을 부착시켜 반응조에서 미생물과 오폐수의 접촉 면적과 접촉 시간을 증가시킴으로써 미생물에 의한 수처리 효과를 향상시키기 위해 사용된다.
이러한 미생물 담체는 주로 폴리프로필렌(PP)이나 폴리에틸렌(PE) 소재를 이용하여 제조되었다. 그러나 이와 같은 재질을 이용하는 경우에는 미생물 슬러지가 극성인데 비해 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌은 비극성이며 또한 다공성이 적어서 미생물이 담체에 잘 부착되지 않는 경향이 있다. 한편, 상기와 같은 미생물 담체는 미생물의 부착 및 생장 공간만을 제공하게 되므로, 시간의 경과에 따라 부착된 미생물의 탈리가 빈번하게 발생하는 경향이 있다.
최근에는 폴리우레탄 폼을 미생물 담체로 사용하기도 하는데, 폴리우레탄 폼은 비교적 내수성이 약해서 장기간 사용할 수 없는 문제가 있으며, 일단 가수분해가 시작되면 급격한 속도로 가수분해가 진행되므로 장기간 사용하면 폴리우레탄 폼이 잘게 부서져서 수질오염이 발생하기도 한다.
이와 같이 종래의 미생물 담체로 사용되는 재질들은 모두 각각의 장단점을 가지고 있어서, 혐기성 반응조, 폭기조, 침전조 등과 같은 폐수 처리 공정의 다양한 조건에 적용이 가능한 효과적인 미생물 담체가 요구된다.
이에 본 발명의 한 측면은, 담체 표면에 미생물 부착에 적합한 마크로포어 공극 분포를 집중 형성시켜 비표면적의 크기를 극대화하여 미생물의 부착성을 향상시키고, 미생물 성장에 필요한 영양원을 포함하여 미생물의 초기부착성 및 활성도를 향상시켜 오폐수 처리의 효율을 극대화 시키는 유동상 결합고정형 미생물 담체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면은 상기와 같은 미생물 초기 부착성 및 활성도를 강화시킨 결합고정형 유동상 미생물 담체의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면, 담체 100 중량부에 대하여 미생물의 초기 부착성을 촉진시키는 친수성 고분자 0.1 내지 10 중량부, 미생물의 부착 이후 생장에 필요한 영양분을 제공하기 위해 다당류 0.1 내지 10 중량부, 활성 분체 5 내지 40 중량부, 및 85 내지 99 중량부의 열가소성 수지를 포함하며, 0.3mm 내지 0.9mm의 두께, 1.1-1.8의 비중 및 50-150㎛의 평균 기공 직경을 갖는 결합고정형 미생물 담체가 제공된다.
본 발명의 다른 견지에 의하면, 담체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 다당류를 온도가 50℃로 유지되는 교반기에서 12시간 저온 건조하는 단계; 담체 100 중량부에 대하여 5 내지 40 중량부의 활성분체를 추가로 혼합하여 12시간 저온 건조 및 교반하여 수분 함수율을 2%이하로 조절하는 단계; 담체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 친수성 고분자 및 40 내지 95 중량부의 열가소성 수지를 추가로 혼합하고, 사출하여 미생물 담체 제조용 펠렛을 제조하는 단계; 및 상기 펠렛에 상기 열가소성 수지가 담체 100 중량부에 대하여 85 내지 99 중량부가 되도록 추가의 열가소성 수지를 혼합하고 0.3mm 내지 0.9mm의 두께로 용융 압출성형하는 단계를 포함하는, 1.1-1.8의 비중 및 50-150㎛의 평균 기공 직경을 갖는 결합고정형 미생물 담체의 제조 방법이 제공된다.
상기 담체는 수용성 다당류가 녹아나와 담체의 인장강도의 저하를 보강하기 위해 담체 100 중량부에 대하여 강도 보강제 0.5 내지 2 중량부를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 다당류는 불용성 다당류와 수용성 다당류가 1:1의 중량비로 혼합된 것이 바람직하다.
상기 친수성 고분자는 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴산, 키토산 및 알긴산나트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 불용성 다당류는 셀룰로오스, 키틴, 녹말 및 밀가루로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 수용성 다당류는 폴리덱스트로즈, 폴리사카라이드, 글루코스, 글리코겐 및 레반으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 활성분체는 고령토, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 활성석탄회, 활성 플라이 에쉬, 산화철, 산화철 폐촉매, 굴 패각 분말, 세피오라이트, 제올라이트 및 황토로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 활성 분체는 평균 직경 50 내지 150μm인 입자로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리스티렌 및 폴리에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 강도보강제는 폴리아미드인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 활성 분체 자체의 기공에 의해 미생물 담체의 흡착성을 향상시키고, 폭기조에 투입하여 운전시 수용성 다당류가 물에 용출되어 초기 운전에 필요한 영양분을 공급하여 미생물 초기 활성화를 촉진함과 동시에 수용성 다당류가 용출된 자리에서 연속 기공이 형성되어 비표면적이 10배 이상 증가하여 초기 부착량을 증가시키고, 비중이 0.93-0.98로 조절되어 수중에서 유동하기 적합하도록 제조된 유동상 결합고정형 미생물 담체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 미생물 담체 표면을 40 배 확대한 SEM(Scanning Electron Microscope) 분석사진을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 미생물 담체 표면을 100배 확대한 SEM(Scanning Electron Microscope) 분석사진을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 미생물 담체를 일반 사진으로 촬영한 것이다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 담체 100 중량부에 대하여 친수성 고분자 0.1 내지 10 중량부, 다당류 0.1 내지 10 중량부, 활성 분체 5 내지 40 중량부, 및 85 내지 99 중량부의 열가소성 수지를 포함하며, 0.3mm 내지 0.9mm의 두께, 1.1-1.8의 비중 및 50-150㎛의 평균 기공 직경을 갖는 결합고정형 미생물 담체에 관한 것이다. 한편, 본 발명의 미생물 담체는 강도 보강제 0.5 내지 2 중량부를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 미생물 담체 제조용 조성물은 친수성 고분자를 포함함으로써 이를 이용하여 미생물 담체를 제조하는 경우 오폐수 처리시 미생물의 초기 부착 특성을 강화할 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 친수성 고분자는 특히 제한되는 것은 아니나 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴산, 키토산, 알긴산나트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 친수성 고분자는 미생물 담체 100 중량부 당 0.1 내지 10 중량부의 양으로 포함되는 것이 바람직하며, 0.1 중량부 미만인 경우 친수성의 특성의 부여가 미미하며, 10 중량부를 초과하는 경우 표면 특성이 지나치게 연화되어 담체의 표면특성을 약화시키는 경향이 있다.
본 발명의 미생물 담체에 포함되는 다당류는 불용성 다당류와 수용성 다당류가 1:1의 중량비로 혼합된 것이 바람직하다. 즉, 불용성 다당류와 수용성 다당류를 1:1의 중량비로 포함함으로써, 본 발명의 담체를 제조한 후 이를 물에 투입하는 경우, 담체 표면으로부터 수용성 다당류가 물로 녹아 나온 후 표면의 비표면적의 크기를 극대화 하여 미생물의 부착량을 증가시킬 수 있으며 이때 녹아나온 다당류 성분들이 부착된 미생물의 동화에 필요한 필수 영양성분으로 작용하여 부착 미생물의 초기 활성도 강화에 커다란 영향인자로 작용할 수 있다. 기공안에 부착된 미생물 농도의 증가로 고농도의 오폐수 유입시에도 기존 공정과 달리 충격부하 없이 처리할 수 장점이 있으며 미생물 담체의 비중을 오폐수처리 시설 폭기조에서의 유동성이 가장 뛰어난 비중인 0.95 ~ 0.98 사이로 조절할 수 있다.
상기 불용성 다당류는 셀룰로오스, 키틴, 녹말 및 밀가루로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있으며, 상기 수용성 다당류는 폴리덱스트로즈, 폴리사카라이드, 글리코겐, 글루코스 및 레반으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다. 다당류는 미생물이 생장하는데 필요로 하는 에너지원을 제공하여 미생물의 부착 및 성장의 향상을 유도할 수 있으며, 불용성 다당류는 미생물 담체의 표면에서 요철의 역할도 수행하여 미생물의 부착성을 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 수용성 다당류가 1:1의 중량비 보다 많이 포함되는 경우에는 담체를 물에 투입 한 후의 비중이 0.9 이하가 되며, 따라서 담체를 반응조에 투입하여 폭기할 경우 비중이 작아 물에 뜨는 경향이 생겨 미생물 담체의 유동성에 문제가 생길 수 있으며, 그 결과 오폐수와 담체의 접촉 효율이 떨어져 처리효율이 감소하는 경향이 있다. 한편, 수용성 다당류가 1:1의 중량비 보다 적게 포함되는 경우에는 담체를 물에 투입 한 후의 비중이 1.0 이상이 되어 미생물 부착 후 담체의 유동성이 떨어지므로 미생물 담체로서의 기능을 제대로 수행하지 못하고 오염물질의 처리효율이 감소되는 경향이 있다.
상기 다당류는 미생물 담체 100 중량부 당 0.1 내지 10 중량부 포함되는 것이 바람직하며, 0.1 중량부 미만인 경우 미생물의 생장을 위한 탄소원의 제공이 미미하며, 10 중량부를 초과하는 경우 과도한 발포의 형성으로 인한 압출 제조 공정상의 어려움이 생겨 생산효율이 떨어지는 경우가 생길 수 있다.
한편, 본 발명의 미생물 담체는 활성 분체를 포함하여 다양한 크기와 많은 수의 기공을 담체 내에 형성하게 한다. 본 발명에서 사용될 수 있는 활성 분체는 특히 제한되는 것은 아니나 고령토, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 활성석탄회, 활성 플라이 에쉬, 산화철, 산화철 폐촉매, 굴 패각 분말, 세피오라이트, 제올라이트 및 황토로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다. 이와 같은 활성 분체에 의해 미생물이 서식 및 생장하기에 적절한 기공이 담체 내에 형성될 수 있다.
상기 활성 분체는 미생물 담체 100 중량부 당 5 내지 40 중량부 포함되는 것이 바람직하며, 5 중량부 미만인 경우 기공의 형성이 미미하여 BET로 제시되는 비표면적 수치가 낮으며 40 중량부를 초과하는 경우 압출기를 이용하여 제조 시 지나친 발포나 끊어짐 등과 같은 생산성의 감소를 가져오는 경향이 있다.
나아가, 상기 활성 분체는 평균 직경 50 내지 150μm인 입자로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 활성 분체의 평균 직경이 50μm 미만인 경우에는 미생물 담체의 공극 분포를 측정한 결과 미생물의 부착 효과가 가장 큰 마크로 포어의 분율 보다 공극의 크기가 작아지고 마이크로 포어의 분율이 높아져서 미생물의 부착효과가 감소하는 문제가 있으며, 상기 활성 분체의 평균 직경이 150 μm를 초과하는 경우 제조 과정에서 담체가 과도하게 발포되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 담체의 원할한 생산을 위해 활성 분체의 평균 직경은 50 내지 150μm인 것이 바람직하다.
상기에서 기술한 친수성 고분자, 다당류 및 활성 분체는 일정한 함량으로 열가소성 수지와 혼합되어 미생물 담체 제조용 펠렛으로 제조되고 추가의 열가소성 수지 및 강도 보강제와 혼합되어 본 발명의 결합고정형 미생물 담체로 제조될 수 있다.
상기와 같이 미생물 담체 제조용 펠렛을 별도로 제조하여 다시 열가소성 수지 및 강도 보강제와 혼합하는 이유는 제품의 제조 시에 이들에 기능성을 부여하기 위하여 첨가되는 성분의 분산을 좋게 하고 각 성분의 흩날림을 방지하기 위하여 미리 준비하는 것이다.
실시 예에 기술된 실험 예 1 내지 3에서 확인할 수 있는 바와 같이 상기 미생물 담체 제조용 펠렛의 함량의 증가함에 따라 함수율, B.E.T. 값 등이 상승한다.
본 발명에서 사용될 수 있는 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리스티렌 및 폴리에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나이며, 이들은 어떠한 상업적인 공급원으로부터 획득할 수 있다. 저밀도 폴리에틸렌은 강도가 떨어지는 경향이 있으므로 바람직하게는 고밀도 폴리에틸렌을 사용할 수 있다.
한편, 상기 본 발명의 미생물 담체의 두께는 0.3 내지 0.9mm일 수 있으며, 실시예의 실험예 4에서 확인할 수 있는 바와 같이 두께가 얇을수록 B.E.T.가 증가하였다.
상기 B. E. T는 입자의 비표면적 (m2/g)을 측정한 값으로, 이 값은 입자 1g당 입자의 기공의 면적을 계산한 값이며, 일반적으로 기체를 흡착하는 정도를 나타낼 수 있다. 즉, B.E.T 비표면적 값은 입자의 공극에 대한 면적을 나타낸 것으로 대표적으로 활성탄의 비표면적에 가장 많이 인용되는데 활성탄의 비표면적은 일반적으로 500 ~ 1000m2/g의 범위에 해당한다.
일반적으로 입자의 전체 공극을 100으로 보았을 때 입자의 분포(pore distribution)는 크게 세 가지로 분류할 수가 있으며, 가장 작은 사이즈(0.4<r<1nm)인 마이크로 포어(micro pore), 중간인 메소 포어(meso pore)(1<r<25nm), 그리고 가장 큰 마크로 포어(macro pore)(r>25nm)로 구분될 수 있습니다. 대체로 미생물의 사이즈는 0.1 ~ 1μm의 범위에 속하기 때문에, 마크로 포어의 분포가 클수록 미생물의 부착에 용이하다고 할 수 있다.
미생물을 고정화 재료에 고농도로 담지할 수 있는 포괄 고정형 미생물 담체의 경우 담체 내에 미생물이 담지 되어야 하므로 제조 시 그 두께가 결합 고정형 담체와 같이 0.3mm 내지 0.9mm로 얇게 형성되는 경우 담체 내에 미생물을 충분히 담지할 수 없는 문제가 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 결합고정형 미생물 담체의 비중은 1.1 내지 1.8인 것이 바람직하고, 상기 담체가 물에 투입되어 수용성 다당류가 녹은 후 담체의 비중은 0.93 ~ 0.98의 범위인 경우가 상기 담체에 미생물이 부착한 후 유동성에 가장 바람직하다. 한편, 담체의 비중이 1.1 미만인 경우에는 담체를 물에 투입하여 미생물이 부착된 후 비중을 0.95 이상으로 조절하는 것이 어려우며, 담체의 비중이 1.8을 초과하는 경우에는 담체를 물에 투입하여 미생물이 부착한 후 담체의 1.0 이상이 되어 미생물 부착 후 담체의 유동성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명에 의해 제조된 담체를 반응조에 투입하면 물과 담체가 반응하여 수용성 다당류가 녹아서 유출되며, 이 때 발생한 공간이 기공을 형성하고 제조 시의 기공의 비표면적의 변화가 최대 약 10 배까지 증가하면서 비중이 0.95 내지 0.98로 변화하여 유동성이 개선된 미생물 고정화 담체를 제공하게 된다.
본 발명에 포함될 수 있는 상기 강도보강제는 폴리아미드인 것이 바람직하며, 특히 나일론 6(카프로락탐), 나일론 66(폴리헥사메틸렌아디프아미드) 및 이들의 혼합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 미생물 담체는 담체 표면에 미생물 부착에 적합한 마크로포어의 공극 분포를 집중 형성시켜 비표면적의 크기를 극대화하여 미생물의 부착성을 향상시키며, 미생물 생장에 필요한 영양원으로서 다당류 및 활성 분체를 첨가하여 미생물의 초기 부착성 및 활성도를 향상시켜, 오폐수 처리의 효율을 극대화 시킨다. 이 때 활성도란 미생물 개체 수(농도)를 의미하며, 보다 상세하게는 담체를 물에 투입하면 그 표면으로부터 수용성 다당류가 용출되어 초기에 존재하는 미생물이 이를 에너지원으로 이용하여 개체 수를 증가시켜 그 미생물을 먹이로 하는 2차 원생 동물과 3차 원생 동물의 출현을 앞당겨 처리 효율을 증대시키고 미생물 담체 한 개 당 이러한 미생물 및 이를 포획하는 2, 3차 원생 동물이 공생하는 생태계를 형성하여 오폐수의 처리 효율을 증가시키는 것을 통칭하는 의미이다.
본 발명의 미생물 담체 제조용 조성물을 이용한 미생물 담체의 제조방법은 담체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 다당류를 온도가 50℃로 유지되는 교반기에서 12시간 저온 건조하는 단계; 담체 100 중량부에 대하여 5 내지 40 중량부의 활성분체를 추가로 혼합하여 12시간 저온 건조 및 교반하여 수분 함수율을 2%이하로 조절하는 단계; 담체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 친수성 고분자 및 40 내지 95 중량부의 열가소성 수지를 추가로 혼합하고, 사출하여 미생물 담체 제조용 펠렛을 제조하는 단계; 및 상기 펠렛에 상기 열가소성 수지가 담체 100 중량부에 대하여 85 내지 99 중량부가 되도록 추가의 열가소성 수지를 혼합하고 0.3mm 내지 0.9mm의 두께로 용융 압출성형하는 단계를 포함한다.
상기 담체의 조성, 두께, 비중 및 평균 기공 직경에 관한 내용을 상술한 바와 같으며, 이하 공정에 대해 보다 상세하게 살펴본다.
먼저, 담체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 다당류를 온도가 50℃로 유지되는 교반기에서 12시간 저온 건조하는 단계 및 5 내지 40 중량부의 활성분체를 추가로 혼합하여 12시간 저온 건조 및 교반하는 단계를 통해 수분 함수율을 2%이하로 조절한다.
함수율이 2%를 초과하는 경우, 이 후 단계에서 고분자 물질과 혼합하여 압출기로 압출하는 공정을 포함하는 펠렛 생산 공정에서 뜨거운 온도에 의해 수분에 의한 발포가 진행되어 비중이 변화하는 문제가 있으므로, 수분함량을 줄여 원재료의 특성을 살리면서 압출생산 할 수 있는 조건을 형성할 수 있다.
상기와 같이 함수율을 2%이하로 조절한 후 담체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 친수성 고분자 및 40 내지 95 중량부의 열가소성 수지를 추가로 혼합하고, 사출하여 미생물 담체 제조용 펠렛을 제조한다.
일반적으로 펠렛 생산 시 물로 냉각하는 공정이 수행되고, 이 때 물 속에서 컷팅이 이루어지기 때문에 냉각수에 의해 수용성 다당류가 녹아 나오게 되어 성분이 변화하는 문제가 있기 때문에 본 발명에서는 사출하여 일정한 형태로 제조한 후 공기 중에서 냉각하고 파쇄하여 펠렛을 제조함으로써 조성이 변하지 않는 펠렛의 제조를 가능하게 한다.
그 다음 공정으로, 상기 펠렛에 열가소성 수지가 담체 100 중량부에 대하여 85 내지 99 중량부가 되도록 추가의 열가소성 수지를 혼합하고 이와 함께 강도보강제를 혼합하여 일정한 두께로 용융 압출성형하여 본 발명의 담체를 제조할 수 있다.
상기 압출 시에는 당해 기술분야에 알려진 어떠한 압출기를 사용하여 원통형으로 제조하거나 당해 기술 분야에 알려진 적절한 어떠한 성형기를 사용하여 판형, 구형, 또는 육면체 등의 다각형의 단면을 갖는 통 형태로 성형할 수 있으며, 그 후 냉각하고 적절한 크기로 절단한다. 다만, 그 형태는 적절하게 선택될 수 있는 것으로 특히 제한되지 않으며, 튜브 즉 원통형인 것이 바람직하다. 상기와 같은 원통형의 경우 그 직경은 특히 제한되는 것은 아니고 당업자가 적절하게 결정할 수 있으며, 바람직하게는 약 10mm이다.
본 발명의 미생물 담체 제조용 조성물을 이용하여 제조된 미생물 담체는 친수성 고분자를 포함하여 담체의 친수성이 향상되어 물에 대한 반응성이 개선되며, 담체 표면에 형성된 공극 사이로 물이 스며들어서 담체와 물의 접촉 면적이 증가하고 나아가 미생물에게 탄소원을 제공할 수 있는 다당류가 포함되어 미생물의 포획과 결합력을 강화시키고 미생물이 안정적으로 부착 및 생장할 수 있도록 하여, 오폐수의 안정적인 처리가 가능하다.
하기 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 기술하기 위한 것으로서 본 발명이 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
<실시예>
실시 예 1
(1) 본 발명의 미생물 담체 제조용 조성물의 제조
고밀도 폴리에틸렌 66 중량%, 황토 25 중량 %, 제올라이트 5 중량 %, 밀가루 3 중량 %, 폴리비닐알코올 1 중량 %를 혼합하여 미생물 담체 제조용 조성물을 제조하였다.
(2) 본 발명의 미생물 담체의 제조
상기 실시예 1의 미생물 담체 제조용 조성물 각각 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%, 25 중량%, 30 중량%, 35 중량%, 40 중량%와 잔부의 고밀도 폴리에틸렌을 혼합하여 압출기를 통해 통해 직경 10mm, 길이 12mm, 두께 0.3mm의 튜브 형태의 미생물 담체를 제조하였다.
도 1 내지 3은 상기 미생물 담체 제조용 조성물 첨가량 중 30 중량%를 첨가하여 제조한 미생물 담체에 관한 사진으로, 도 1 및 2는 상기 미생물 담쳬의 표면을 각각 40 배 및 100배 확대한 SEM(Scanning Electron Microscope) 분석사진을 나타낸 것이며, 도 3은 상기 담체의 일반 사진을 나타낸 것이다.
실시예 2 내지 4
미생물 담체의 두께를 각각 0.5mm(실시예 2), 0.7mm(실시예 3), 0.9㎜(실시예 4)로 한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 미생물 담체를 제조하였다.
실시예5
수용성 다당류인 폴리덱스트로즈와 불용성 다당류인 셀룰로오즈가 1:1의 중량비로 혼합된 다당류 10 중량부를 온도가 50℃로 유지되는 교반기에서 12시간 저온 건조하고, 20 중량부의 활성 분체를 추가로 혼합하여 12시간 저온 건조 및 교반하여 수분 함수율을 2%이하로 조절하였다. 그 후, 10 중량부의 폴리비닐알코올 및 폴리에틸렌 55 중량부를 추가로 혼합하고, 사출하여 미생물 담체 제조용 펠렛을 제조하였다. 그 후 상기 펠렛에 담체 100 중량부를 기준으로 열가소성 수지 고밀도 폴리에틸렌 40 중량부 및 강도보강제인 나일론66 1 중량부를 혼합하고 0.3mm의 두께로 용융 압출 성형하여, 1.5의 평균 비중 및 120㎛의 평균 기공 직경을 갖는 결합고정형 미생물 담체를 제조하였다.
비교예 1 및 2
미생물 담체의 두께를 각각 1mm(비교예 1) 및 10mm(비교예 2)로 한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 미생물 담체를 제조하였다.
비교예 3
고밀도 폴리에틸렌만을 이용하여 압출기를 통해 직경 10mm, 길이 12mm, 두께 0.3mm의 튜브 형태의 미생물 담체를 제조하였다.
비교예 4
수용성 다당류와 불용성 다당류의 함량비를 0.5:1로 하고, 두께를 0.5로 한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 미생물 담체를 제조하였다.
비교예 5
수용성 다당류와 불용성 다당류의 함량비를 1:0.5로 하고, 두께를 0.7로 한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 미생물 담체를 제조하였다.
비교예 6
수용성 다당류와 불용성 다당류의 함량비를 1.5:1로 하고, 두께를 0.9로 한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 미생물 담체를 제조하였다.
비교예 7
수용성 다당류와 불용성 다당류의 함량비를 1:1.5로 하고, 두께를 1.0으로 한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 미생물 담체를 제조하였다.
실험예 1: 비표면적 측정
실시예 1에서 제조된 미생물 담체의 B.E.T(비표면적 측정)를 측정하였으며 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
미생물 담체 제조용 조성물 함량(중량%) B.E.T(㎡/g)
0 2.8
5 6.1
10 6.5
15 7.4
20 8.12
25 8.4
30 8.8
35 9.0
40 7.5
45 7.2
상기 표 1에 나타난 바와 같이 미생물 담체 제조용 조성물의 함량을 증가시킬수록 비표면적은 증가하였다. 한편, 생산성 등을 고려할 때 가장 바람직한 함량은 30%이다.
실험예 2: 함수율 측정
실시예 1에서 제조된 미생물 담체를 일주일 간 방치한 후 함수율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
미생물 담체 제조용 조성물 함량(중량%) 함수율(%)
0 1.2
5 2.6
10 3.5
15 4.6
20 5.3
25 5.7
30 6.8
35 7.0
40 7.3
45 5.4
상기 표 2에 나타난 바와 같이 미생물 담체 제조용 조성물의 함량을 증가시킬수록 함수율이 증가하였으며, 이는 친수성 고분자의 역할 때문인 것으로 예측할 수 있다. 한편, 역시 생산성 등을 고려하였을 때 가장 바람직한 함량은 30%였다.
실험예 3: 비표면적 증가율 측정
실시예 1에서 제조된 미생물 담체를 100L 용량의 원통형 반응조에 30vol% 충전하여 일주일간 유동성 테스트를 거쳐 B.E.T(비표면적 분석)측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
미생물 담체 제조용 조성물 함량(중량%) 비표면적 증가율(%)
0 0
5 1.8
10 2.5
15 3.3
20 3.8
25 4.3
30 5.1
35 5.4
40 5.8
45 3.5
상기 표 3에 나타난 바와 같이 미생물 담체 제조용 조성물의 함량을 증가시킬수록 비표면적 증가율이 상승하였으며, 이는 미생물 담체 제조용 조성물에 함유된 불용성 다당류인 밀가루에 의해 담체의 표면과 물이 반응하여 비표면적의 향상을 가져온 것으로 생각된다.
실험예 4: 담체 두께에 따른 비표면적 측정
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 및 2에서 제조한 미생물 담체를 물에 투입하기 전의 B.E.T(비표면적 분석)측정하였으며, 이와 함께 이들을 물에 투입한 30분 후의 비표면적을 함께 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
두께
(mm)		 물에 넣기 전 비표면적(m2/g) 물에 넣은 후 30분후 비표면적 (m2/g) Micro
(%)		 Meso
(%)		 Macro
(%)
실시예 1 0.3 8.8 640.4 10.4 25.3 64.3
실시예 2 0.5 6.4 128.2 35.5 50.2 14.3
실시예 3 0.7 5.5 64.5 33.4 55.4 11.2
실시예 4 0.9 4.2 24.2 31.2 60.2 7.4
비교예 1 1.0 2.1 10.1 43.3 50.4 6.3
비교예 2 10 0.2 1.4 42.7 52.1 5.2
상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 미생물 담체의 두께를 0.3mm로 하는 경우에는 미생물 담체를 물에 넣어 30분간 유동한 후 비표면적을 측정하였을 때 비표면적이 8.8m2/g에서 640.4 m2/g으로 73배가 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 본원발명의 미생물 담체에 첨가된 공극형성물질과 불용성 다당류에 의해 담체가 물에 유동할 경우 물과 반응하여 표면에서의 변화가 발생하는 것으로, 그 결과 미생물이 부착 성장할 수 있는 마크로 포어의 분포가 증가하여 미생물의 부착과 성장이 향상될 수 있다.
그러나, 두께가 10mm인 경우에는 담체를 물에 투입한 후 비표면적의 변화가 현저하게 감소하고 입자 분포의 변화에 있어서도 미생물이 성장할 수 있는 마크로 포어의 분율이 크게 감소하는 것을 확인할 수 있다. 나아가, 두께가 10mm인 담체를 생산하는 것은 실제로 제조가 가능하더라도 생산 효율이나 제품 성능이 감소하기 때문에 바람직하지 않다.
실험예 5: BOD 제거 효율 측정
(1)고밀도 폴리에틸렌 70중량% 및 실시예 1에서 제조된 미생물 담체 제조용 조성물 30 중량 %를 혼합하여 제조한 담체를 100L 용량의 호기성 반응조에 30 부피% 투여하고 BOD 300ppm의 오수를 20℃의 조건에서 초기 운전을 시작하였다.
2주 후 처리유량을 증가시키면서 처리 가능한 최대치를 측정하였을 경우 반응조 HRT 5시간에서 98%의 BOD 제거효율을 얻을 수 있었다. 이 때 유출수 BOD 농도는 5ppm이하를 유지하였다.
(2)100L용량의 호기성 반응조에 담체를 충전하지 않고 기존의 활성 슬러지 공정으로 BOD 300ppm의 오수를 20℃의 조건에서 초기 운전을 시작하였다.
2주 후 처리유량을 증가시키면서 처리효율을 측정해 본 결과 반응조 HRT 기존 5시간에서는 38%의 BOD 제거효율을 얻을 수 있었으며 HRT를 2일로 증가시켰을 때 80%의 처리 효율을 얻을 수 있었으며 이 때 유출수 BOD 농도는 60ppm이었다.
(3)비교예 3에서와 같이 제조한 담체를 100L용량의 호기성 반응조에 50용량% 투여하고 BOD 10,000ppm의 식품공장 폐수를 20℃의 조건에서 초기 운전을 시작하였다. 2주 후 처리유량을 증가시키면서 처리 가능한 최대치를 측정하였다.
HRT를 기존 조건인 하루에서 4일로 증가하였음에도 BOD 제거율이 45%를 나타내었으며 이때 호기성 반응조로 유입시킬 수 있는 최대 부하량은 1532kg/㎥.day였다. 운전 시작 후 12주가 지나서야 65%의 처리효율을 얻을 수 있었다.
실험예 6: BOD 최대 부하량 측정
(1) 고밀도 폴리에틸렌 70중량% 및 실시예 1에서 제조된 미생물 담체 제조용 조성물 30 중량 %를 혼합하여 제조한 담체를 100L 용량의 호기성 반응조에 40 용량% 투여하고 BOD 10,000ppm의 식품 공장 폐수를 20℃의 조건에서 초기 운전을 시작하였다. 2주 후 처리유량을 증가시키면서 처리 가능한 최대치를 측정하였다.
BOD 제거율이 85%이상 되도록 호기성 반응조로 유입시킬 수 있는 BOD 최대 부하량은 HRT 1일에서 11,520kg/㎥.day였다.
(2) 고밀도 폴리에틸렌 70중량% 및 실시예 1에서 제조된 미생물 담체 제조용 조성물 30 중량 %를 혼합하여 제조한 담체를 100L 용량의 호기성 반응조에 50용량% 투여하고 BOD 5000ppm의 공장 폐수를 20℃의 조건에서 초기 운전을 시작하였다. 3주 후 처리유량을 증가시키면서 처리 가능한 최대치를 측정하였다.
BOD 제거율이 80%이상 되도록 호기성 반응조로 유입시킬 수 있는 BOD 최대 부하량은 HRT 2일에 2,880kg/㎥.day였다. 즉, 반응조에서 2일간 체류시킨 후 1일 당 처리한 값으로 환산한 결과 하루에 1m3당 처리할 수 있는 부하는 2,880kg였다.
실험예 7: 수용성 다당류와 불용성 다당류의 함량비에 따른 비중 및 비표면적의 변화특성
실시예 5 및 비교예 4 내지 7에서 제조된 미생물 담체를 제조한 후, 물에 투입하기 전 및 후의 비표면적(B.E.T 측정법) 및 비중(부피와 중량측정을 통해 계산)을 측정하였으며 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
수용성 다당류: 불용성 다당류의 중량비 물에 넣기 전 비표면적(m2/g) 물에 넣은 30분 후 비표면적 (m2/g) 물에 넣기전 비중 물에 넣은 30분 후 비중 Micro
(%)		 Meso
(%)		 Macro
(%)
실시예 5 1 : 1 118.8 1240.2 1.42 0.97 5.4 15.3 79.3
비교예 4 0.5 : 1 106.4 440.9 1.35 1.08 25.5 50.2 24.3
비교예 5 1 :0.5 55.5 464.5 1.25 0.9 33.4 55.4 11.2
비교예 6 1.5 :1 44.2 324.2 1.58 0.89 36.2 40.2 7.4
비교예 7 1 :1.5 62.1 240.1 1.52 1.14 43.3 50.4 6.3
상기 표 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 미생물 담체의 두께를 0.3mm로 조절하고 수용성 다당류와 불용성 다당류의 중량비를 1 : 1로 조절한 실시예 5의 담체의 경우 물에 넣은 30분 후의 비표면적은 1240.4 m2/g로 비표면적의 크기가 물에 투입하기 전에 비해 10배 가까이 증가함을 알 수 있었다. 싱시예 5의 담체는 또한 미생물의 부착능을 향상시킬 수 있는 마크로 포어의 분율도 79.3%로 비교예 4 내지 7에 비해 약 3.3배에서 6.8배까지 증가하여 미생물 부착능이 현저히 향상됨을 확인할 수 있었다.
한편, 실시예 5의 담체에 있어서 제조 후 담체의 비중은 1.42였으며, 상기 담체를 물에 넣어 30분간 다당류를 녹여낸 이후의 비중은 0.97로, 이러한 담체는 미생물의 부착 이후 담체의 유동성이 바람직한 비중 범위인 0.93 ~ 0.98의 범위에 해당한다. 그러나, 비교예 4 내지 7의 경우 상기와 같은 바람직한 비중의 범위를 벗어나는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 8: 수용성 다당류와 불용성 다당류의 함량비에 따른 물의 당도변화
실시예 5 및 비교예 4 내지 7에서 제조된 미생물 담체를 제조하여 물에 투입 한 30분 후의 물의 당도 변화와 1시간 후의 미생물 농도변화를 측정하였으며 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
수용성 다당류: 불용성 다당류의 중량비 물에 넣은 30 분 후 물의 당도변화 (Brix%) 물에 투입 전 후 미생물 농도 변화 (mg/L)
전 1시간 후
실시예 5 1 : 1 0.3 36 324
비교예 4 0.5 : 1 0.15 43 123
비교예 5 1 :0.5 0.13 32 106
비교예 6 1.5 :1 0.14 28 204
비교예 7 1 :1.5 0.12 31 124
상기 표 6에서 확인할 수 있는 바와 같이 수용성 다당류와 불용성 다당류의 중량비를 1:1로 조절하여 미생물 담체를 제조하고 물에 투입 한 후 물의 당도 변화를 측정한 결과 0.3brix%로 나타났으며, 미생물 농도는 36mg/L에서 324mg/L로 미생물의 농도가 800%증가되는 것을 확인할 수 있었다.
이는 담체 표면에서 녹아 나온 수용성 다당류가 표면에 부착하거나 수중에 존재하는 미생물 번식에 필요한 영양공급원으로 작용하여 미생물 개체 수가 큰 폭으로 증가한 것으로 보인다.
실험예 9: 강도보강제 투입 전 후 담체의 인장강도 변화특성
실시예 5 및 비교예 4 내지 7에서 제조된 미생물 담체를 제조한 후, 강도 보강제 포함 여부에 따른 인장강도를 측정하였으며 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
수용성 다당류: 불용성 다당류의 중량비 물에 넣기 전 및 30분 후 인장강도
(강도보강제 투입 전)
(kg/cm2)		 물에 넣기 전 및 30 분 후 인장강도
(강도보강제 투입 후)
(kg/cm2)
전 후 전 후
실시예 5 1 : 1 235 187 724 685
비교예 4 0.5 : 1 231 182 715 404
비교예 5 1 :0.5 221 174 720 397
비교예 6 1.5 :1 217 178 708 392
비교예 7 1 :1.5 206 170 689 388
상기 표 7에서 확인할 수 있는 바와 같이 수용성 다당류와 불용성 다당류의 중량비를 1 : 1로 조절하여 강도 보강제를 첨가 하지 않고 미생물 담체를 제조한 경우 물에 투입 후 인장강도는 187 kg/cm2로 물에 넣기 전의 235kg/cm2보다 20.4% 감소한 것으로 나타났으며, 강도보강제를 혼합한 경우에는 물에 넣기 전 724kg/cm2에서 685kg/cm2으로 5.4%만이 감소하였다.
즉, 강도보강제를 첨가하여 미생물 담체를 제조하는 경우에는 다당류가 물에 녹아 나오는 과정에서의 인장강도 저하를 현저하게로 방지하고 실제 오폐수 처리현장에 적용되어 사용되는 경우 약해진 강도에 의해 담체가 파손되어 유실되는 경우를 방지할 수 있어서 미생물 담체를 재투입 방지에 따른 경제적 효과도 기대할 수 있다.

Claims (20)

  1. 담체 100 중량부에 대하여 친수성 고분자 0.1 내지 10 중량부, 불용성 다당류와 수용성 다당류가 1:1의 중량비로 혼합된 다당류 0.1 내지 10 중량부, 활성 분체 5 내지 40 중량부, 열가소성 수지 85 내지 99 중량부 및 강도 보강제로서 폴리아미드 0.5 내지 2 중량부를 포함하며, 0.3mm 내지 0.9mm의 두께, 1.1-1.8의 비중 및 50-150㎛의 평균 기공 직경을 갖는 결합고정형 미생물 담체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 친수성 고분자는 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴산, 키토산 및 알긴산나트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 결합고정형 미생물 담체.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 불용성 다당류는 셀룰로오스, 키틴, 녹말 및 밀가루로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 결합고정형 미생물 담체.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 수용성 다당류는 폴리덱스트로즈, 폴리사카라이드, 글루코스, 글리코겐 및 레반으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 결합고정형 미생물 담체.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 활성분체는 고령토, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 활성석탄회, 활성 플라이 에쉬, 산화철, 산화철 폐촉매, 굴 패각 분말, 세피오라이트, 제올라이트 및 황토로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 결합고정형 미생물 담체.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 활성 분체는 평균 직경 50 내지 150μm인 입자로 이루어진 결합고정형 미생물 담체.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리스티렌 및 폴리에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 결합고정형 미생물 담체.
  10. 삭제
  11. 담체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 다당류를 온도가 50℃로 유지되는 교반기에서 12시간 저온 건조하는 단계;
    담체 100 중량부에 대하여 5 내지 40 중량부의 활성분체를 추가로 혼합하여 12시간 저온 건조 및 교반하여 수분 함수율을 2%이하로 조절하는 단계;
    담체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 친수성 고분자 및 40 내지 95 중량부의 열가소성 수지를 추가로 혼합하고, 사출하여 미생물 담체 제조용 펠렛을 제조하는 단계; 및
    상기 펠렛에 상기 열가소성 수지가 담체 100 중량부에 대하여 85 내지 99 중량부가 되도록 추가의 열가소성 수지를 혼합하고 0.3mm 내지 0.9mm의 두께로 용융 압출성형하는 단계를 포함하는,
    1.1-1.8의 비중 및 50-150㎛의 평균 기공 직경을 갖는 결합고정형 미생물 담체의 제조 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 열가소성 수지 혼합과 동시에 담체 100 중량부에 대하여 강도 보강제 0.5 내지 2 중량부를 추가로 첨가하여 혼합하는 결합고정형 미생물 담체의 제조 방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 다당류는 불용성 다당류와 수용성 다당류가 1:1의 중량비로 혼합된 결합고정형 미생물 담체의 제조 방법.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 친수성 고분자는 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴산, 키토산, 알긴산나트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 결합고정형 미생물 담체의 제조 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 불용성 다당류는 셀룰로오스, 키틴, 녹말 및 밀가루로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 결합고정형 미생물 담체의 제조 방법.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 수용성 다당류는 폴리덱스트로즈, 폴리사카라이드, 글루코스, 글리코겐 및 레반으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 결합고정형 미생물 담체의 제조 방법.
  17. 제 11항에 있어서, 상기 활성분체는 고령토, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 활성석탄회, 활성 플라이 에쉬, 산화철, 산화철 폐촉매, 굴 패각 분말, 세피오라이트, 제올라이트 및 황토로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 결합고정형 미생물 담체의 제조 방법.
  18. 제 11항에 있어서, 상기 활성 분체는 평균 직경 50 내지 150μm인 입자로 이루어진 결합고정형 미생물 담체의 제조 방법.
  19. 제 11항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리스티렌 및 폴리에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 결합고정형 미생물 담체의 제조 방법.
  20. 제 12항에 있어서, 상기 강도보강제는 폴리아미드인 결합고정형 미생물 담체의 제조 방법.
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