KR101585169B1

KR101585169B1 - 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼 및 이를 이용한 분리막 수처리 장치

Info

Publication number: KR101585169B1
Application number: KR1020100101114A
Authority: KR
Inventors: 이정학; 오현석; 이정기; 박선영
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2010-10-15
Publication date: 2016-01-13
Also published as: KR20120039415A

Abstract

본 발명은 수처리용 분리막 공정에서 생물막 형성 억제 미생물을 미생물 고정화 컬럼에 고정화하여 사용함으로써 분리막 표면의 생물막 오염을 억제하기 위한 기술에 관한 것으로서, 중공형의 멤브레인 내부에 생물막 형성 억제 미생물을 포집하여 고정화한 것을 특징으로 하는 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼을 제공한다. 또한, 본 발명은 피처리수를 수용하는 반응조, 수처리용 분리막 모듈 및 상기 반응조 내부에 배치한 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼을 포함하는 분리막 수처리 장치로서, 상기 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼은 중공형의 멤브레인 내부에 생물막 형성 억제 미생물을 포집하여 고정화한 것을 특징으로 하는 분리막 수처리 장치를 제공한다.

Description

생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼 및 이를 이용한 분리막 수처리 장치 {Immobilization column for biofilm formation-inhibiting microorganisms and membrane water treatment apparatus using the same}

본 발명은 수처리용 분리막 공정 운전 중에 분리막 표면에서 성장하여 형성되는 생물막(biofilm)에 의한 생물막오염(membrane biofouling)을 억제하는 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 생물막 형성을 억제할 수 있는 미생물을 포집, 고정화시킨 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼 및 이를 수처리 반응조 내부에 투입하여 분리막의 투과 성능을 장기간으로 안정적으로 유지할 수 있는 수처리용 분리막 장치에 관한 것이다.

근래에 양질의 처리수를 얻기 위해 다양한 수처리 공정에 분리막 공정이 적용되고 있다. 생물학적 수처리 반응조에 막분리 공정을 결합한 분리막 생물반응조(Membrane bioreactor, MBR) 공정을 비롯하여, 물리화학적 전처리 공정에 결합된 통상의 분리막 수처리 공정 및 고도 수처리를 위한 나노여과 및 역삼투막 공정 등이 최근에 활발히 연구되고 있으며, 실제 공정에도 널리 적용되고 있다.

그런데, 분리막 공정의 운전이 진행됨에 따라 반응조 내부에 존재하는 박테리아, 곰팡이, 조류(algae) 등과 같은 미생물들이 분리막 표면에서 부착성장(attached growth)을 시작하여 최종적으로는 수십 마이크로미터 내외의 두께를 가지는 막(film), 즉 생물막(biofilm)을 형성하며 표면을 덮게 된다. 이는 분리막 생물반응조 공정 뿐만 아니라, 통상의 분리막 수처리 공정 또는 나노여과 및 역삼투막 공정의 고도 수처리 공정에서도 흔히 발견되는 현상이다. 이러한 생물막은 분리막의 여과 성능을 저하시키는 여과 저항(filtration resistance)으로 작용하는 생물막오염 (membrane biofouling) 문제를 유발하며, 최종적으로는 투수도 감소, 분리막의 세정주기 및 수명 단축, 여과에 필요한 에너지 소비량 증가 등 분리막 공정의 여과 성능을 저하시킴으로써 수처리용 분리막 공정의 경제성을 악화시킨다.

이와 같은 문제 해결을 위하여 지난 20여 년간 다양한 연구가 진행되었는데, 수분이 존재하는 표면에서 미생물에 의하여 자연적으로 형성되는 생물막은 한번 형성되면 기존의 물리적 방법(예컨대, 폭기) 및 화학적 방법(예컨대, 고분자 응집 등의 약품 투입)으로는 완전하게 제거되지 않으며, 이러한 생물막오염의 방지 및 제어와 관련하여 현재까지도 만족할 수준의 해결책이 제시되고 있지 않다. 이러한 생물막오염 문제의 미해결은 수처리용 분리막 공정에서의 막오염에 직/간접적으로 영향을 미치는 반응조 내 미생물의 특성에 대한 이해 및 이에 대한 기술적 고려가 부족한 데에 기인한다고 할 수 있다.

수처리용 분리막 공정의 생물막오염의 주요한 원인인 생물막은 한번 형성된 후에는 외부의 물리/화학적 충격에도 높은 내성을 가지므로 제거하기가 쉽지 않다. 따라서, 기존 물리/화학적 방법에 의한 막오염 억제기술들은 주로 생물막 형성의 초기 단계에서는 효과적이지만 생물막이 충분히 형성(maturation)된 후에는 막오염 억제 효과가 떨어진다고 할 수 있다. 이러한 기존 기술의 문제점을 극복하기 위해서는 반응조 내 미생물의 특성, 특히 분리막 표면에서 생물막의 형성 및 성장의 조절 및 제어의 측면에서 접근할 수 있는 새로운 기술의 개발이 요구된다.

위와 같은 수처리용 분리막 공정 이외에도 건물, 산업시설 등의 물탱크, 배관과 같은 수계 시스템에서도 수중에 존재하는 미생물의 영향으로 물체 표면에 생물막 또는 물때가 형성되어 장비의 성능을 저하 (예를 들어 금속표면의 부식, 냉각탑의 효율저하, 관망의 미생물 오염) 시키거나 외관을 불량하게 하는 문제가 발생되고 있어서, 이러한 생물막 또는 물때의 제거가 요구되고 있지만 종래의 물리/화학적인 방법 외에 미생물의 특성 연구에 기초한 해결 기술은 아직 기초적인 수준에 불과한 실정이다.

한편, 미생물들은 온도, pH, 양분 등 여러 가지 주위 환경의 변화에 반응하여 특정 신호 분자를 합성하고 이를 세포 외로 배출/흡수하는 방법으로 주변의 세포 밀도를 인지한다. 세포 밀도가 증가하여 이러한 신호 분자의 농도가 일정수준에 이르게 되면 특정 유전자의 발현이 시작되고 그 결과 미생물 집단의 생리현상이 조절(group behavior regulation) 되는데, 이를 정족수 감지 현상(quorum sensing phenomena) 현상이라고 하며, 일반적으로 세포의 밀도가 높은 환경 하에서 발생한다. 이러한 정족수 감지 현상의 대표적인 예로는, 공생(symbiosis), 감염(virulence), 경쟁(competetion), 접합(conjugation), 항생제 생산(antibiotic production), 운동성(motility), 포자형성(sporulation), 생물막 형성(biofilm formation) 등이 보고되고 있다(Fuqua et al., Ann . Rev . Microbiol., 2001, Vol. 50, pp.725~751).

특히, 부유상에 비해 세포 밀도가 월등히 높은 생물막 조건에서 미생물의 정족수 감지 기작은 보다 쉽고 활발하게 발생할 수 있다. 1998년 Davies등(Science, Vol.280, pp.295~298)에 의해 이러한 미생물 정족수 감지 기작이 병원성 미생물인 Pseudomonas aeruginosa의 생물막 형성의 진행정도, 두께 및 형상(morphology)과 같은 물리적 구조 특성, 항생제 내성 등과 같은 생물막의 다양한 특성과 밀접한 관련성을 나타낸다고 보고된 이래 정족수 감지 기작의 인위적인 조절을 통하여 생물막 형성을 억제하는 연구가 최근에 의료 및 농업 등과　 같은 일부 분야에서 의료기기의 오염방지(Baveja et al., Biomaterials, 2004, Vol.50, pp.5003~5012)., 식물병(植物病) (Dong et al., Nature, 2001, Vol.411, pp.813~817)의 억제 등을 목적으로 이루어지고 있을 뿐이다.

미생물 정족수 감지 기작을 조절하여 생물막 형성을 억제하는 종래의 방법은 크게 다음의 몇 가지로 분류된다.

첫째로, 정족수 감지 기작에 사용되는 신호 분자와 비슷한 구조를 가지며 신호 분자와 유전자 발현 부위를 놓고 경쟁관계에 있는 것으로 알려진 길항제(antagonist)를 투입하여 생물막 형성을 억제할 수 있는데, 가장 대표적인 길항제로는 적조류의 일종인 Delisea pulchra가 분비하는 푸라논(furanone) 및 그 할로겐화 유도체들이 보고되고 있다(Henzer et al., EMBO Journal, Vol.22, 3803~3815).

둘째로, 정족수 감지 기작에 사용되는 신호 분자를 분해하는 효소(미생물 정족수 감지 억제 효소와 같은 생물막 형성 억제 효소: 예컨대, 락토나제, 아실라제) 내지는 그 효소를 생산하는 미생물을 이용하여 생물막 형성을 억제할 수 있다. 예컨대, Xu 등(2004)은 그람 음성균의 신호 분자인 아실-호모세린 락톤(acyl-homoserine lactone: AHL)을 분해하는 효소인 아실라제 용액을 주입하여 다양한 표면에서의 생물막 형성을 억제하는 방법을 개발한 바 있다(미국특허 제6,777,223호 공보). 락토나제, 아실라제 등의 효소에 의하여 신호 분자가 분해되는 반응은 아래와 같다.

그렇지만 상기 아실라제 효소용액을 직접 주입하여 생물막 형성을 억제할 경우 효소의 유실이 극심할 뿐 아니라 효소의 변성(Denaturation)에 의해 비활성화가 빠르게 진행되는 등 실용적인 측면에서의 적용가능성은 낮다고 할 수 있다.

또 다른 방법으로서, 최근에는 자성을 띤 담체에 아실라제 효소를 적층법(Layer-by-layer)으로 고정화함으로써 효소의 변성에 의한 비활성화를 막는 동시에 자기장을 이용한 효소-고정화 자성 담체의 분리 및 회수를 용이하게 하여 침지형 분리막 생물 반응조(Submerged membrane bioreactor, sMBR)에 적용함으로써 분리막 표면의 생물막오염을 억제한 결과가 보고되었다 (한국공개특허 제2009-69086호). 그러나 고농도의 미생물 플록이 존재하고, 이러한 플록들이 슬러지체류시간(Sludge retention time)을 유지하기 위해 지속적으로 취출되는 MBR공정의 특성상, 자성을 띠고 있는 담체라 하더라도 플록에 섞여있는 담체를 자기장만으로 전량 회수하는 데에는 실질적인 한계가 있다. 또한 이러한 자성담체의 회수율을 극대화하기 위해서는 담체가 시스템 내부(예컨대, 튜빙, 밸브, 피팅 등)를 순환하지 않고 반응조 내에서만 존재하는 침지형 반응조여야 하는데, 나노여과 공정이나 역삼투막 공정과 같이 고압을 이용해야 하는 분리막 공정의 경우 대부분이 외부 가압형이기 때문에 적용이 곤란하다는 한계가 있다.

이에 본 발명자들은 미생물의 신호 분자를 조절하여 미생물의 정족수 감지 기작을 차단하는 것과 같은 생물막 형성 억제 기술을 다양한 수처리용 분리막 공정에 적용할 수 있으며, 또한 위의 한계점들을 해결할 수 있는 방안을 마련하고자 예의 연구를 거듭하였다.

본 발명의 목적은 수처리용 분리막 공정에서 생물막의 형성에 의한 막오염 현상을 해결·완화시키기 위한 것으로서 종래의 역세척 및 화학세정과 같은 물리/화학적인 관점에서의 접근이 아니라 생물막 형성 기작의 이해를 바탕으로 한 분자생물학적 관점에서의 접근을 기본으로 하며 보다 구체적으로는 생물막 형성을 억제할 수 있는 미생물을 소정의 모양으로 제작된 컬럼과 같은 포집장치 내부에 고정화 시켜서, 상기 미생물에 의한 생물막 형성 억제 기작에 의해 분리막 표면에서의 생물막 오염을 저감시킴으로써 분리막 설비 또는 공정의 성능을 개선시키면서 종래의 분리막 설비 또는 공정에 비하여 장기간 안정적으로 운전할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 방안으로서, 본 발명은 수처리용 분리막 공정에서 생물막 형성 억제 미생물을 미생물 고정화 컬럼에 고정화하여 사용함으로써 분리막 표면의 생물막 오염을 억제하기 위한 기술을 제공한다.

보다 구체적으로, 본 발명은 중공형의 멤브레인 내부에 생물막 형성 억제 미생물을 포집하여 고정화한 것을 특징으로 하는 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼을 제공하고, 또한 피처리수를 수용하는 반응조, 수처리용 분리막 모듈 및 상기 반응조 내부에 배치한 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼을 포함하는 분리막 수처리 장치로서, 상기 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼은 중공형의 멤브레인 내부에 생물막 형성 억제 미생물을 포집하여 고정화한 것을 특징으로 하는 분리막 수처리 장치를 제공한다.

도 1은 생물막 형성 억제 미생물이 고정화된 컬럼의 개념도 및 그 제작례의 실제 사진이며, 도 3은 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼이 배치된 수처리용 분리막 생물 반응조 장치의 개략도이다.

상기 미생물 고정화 컬럼은 관형, 또는 중공사형과 같은 중공형의 멤브레인 내부에 생물막 형성 억제 미생물을 주입하여 양 말단을 밀봉하여 소정의 형태로 제작한 것으로서, 생물막 형성 억제 미생물이 멤브레인 내부에 고정화되어서 수처리 반응조 쪽으로 유출되지 않으면서 분리막 표면과 분리막 세공 내부 등에서의 생물막오염을 안정적으로 저감할 수 있게 한다.

상기 미생물 고정화 컬럼의 멤브레인은 미생물이 빠져나가지 못하도록 미생물의 평균크기인 1 ~ 10 ㎛ 보다 작은 공경 크기를 갖는 것이라면 재질이나 형태상의 특별한 제한은 없다.

본 발명의 생물막 형성 억제 미생물은 정족수 감지 기작에 사용되는 신호 분자를 분해하는 정족수 감지 억제 효소를 생산하는 미생물과 같이 생물막 형성을 방지하는 기작에 관계되는 미생물이라면 특별한 제한은 없고, 락토나제(lactonase), 아실라제(acylase)와 같은 효소를 생산하는 미생물 등을 사용할 수 있다. 구체적으로, 생물막 형성 억제 효소를 생산할 수 있도록 유전자 재조합시킨 대장균 {예컨대, 유전자 재조합에 널리 사용되는 대장균 E. coli XL1-blue에 Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki에서 추출한 aiiA 유전자(락토나제 생산과 관련된 유전자)를 재조합시킨 것}, 또는 자연계에 존재하는 천연 미생물(예컨대, Rhodococcus qingshengii 종의 균주)을 사용할 수 있다.

생물막 형성 억제 미생물을 고정화 컬럼 내부에 고정화 하는 방법은 특별하게 한정되지 않으며, 도 2와 같이 펌프를 이용해 미생물을 컬럼 내부로 주입하는 방법을 이용할 수 있다.

생물막 형성 억제 미생물이 고정화된 컬럼을 적용시킬 수 있는 수처리용 분리막 장치는 분리막 표면에 생물막이 형성되어 분리막의 투과 성능이 저하되는 공정에 사용되는 장치라면 특별한 제한은 없다. 예컨대, 생물막 형성이 가장 큰 막오염 요인으로 여겨지는 분리막 생물반응조(Membrane bioreactor, MBR) 뿐만 아니라, 생물막 형성이 종종 발견되어 운전중 막의 투수율이 저하되는 통상의 분리막 수처리 공정 또는 나노여과 공정, 역삼투막 공정 등의 고도 수처리 공정에도 적용될 수 있다.

생물막 형성 억제 미생물이 고정화된 컬럼을 실제 분리막 여과공정에 적용하면 분리막의 표면에 형성되는 생물막의 형성을 분자생물학적인 방법으로 억제함으로써 투수율의 저하를 막는 동시에 기존의 분리막에 비하여 막세척 주기가 길어지고 세척약품의 소모량을 줄일 수 있을 뿐 아니라 장시간 여과공정을 수행할 수 있다.

또한 기존의 생물막 억제 효소를 고정화한 자성담체 공정과 비교할 때, 단지 미생물을 배양액에 배양하여 펌프를 이용해 고정화 컬럼에 주입하기만 하면 되므로, 효소의 추출 과정, 고정화 과정 등을 모두 생략할 수 있으며, 또한 자성을 이용한 별도의 회수 장치가 필요 없기 때문에, 경제성 면에서 뛰어난 장점을 갖고 있다.

도 1은 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼의 개념도 및 실제 사진이다.
도 2는 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼의 제작과정을 나타낸 개념도 이다.
도 3은 수처리용 분리막 생물 반응조 장치에 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼을 설치하여 운전하는 분리막 생물반응조 공정의 개략도 이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2 및 비교예 2 의 경우에 막간차압의 증가(막오염의 증가) 정도를 나타내는 도면이다.
도 5는 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼의 신호분자 분해 활성을 나타내는 도면이다.
도 6은 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼의 신호분자 분해 활성이 장기간 유지되는지 확인한 도면이다.
도 7 은 본 발명의 실시예 4 및 비교예 4 의 경우에 막간차압의 증가(막오염의 증가) 정도를 나타내는 도면이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하지만, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.

제조예 - 생물막 형성 억제 미생물이 고정화된 컬럼의 제작

생물막 형성 억제 미생물로는 락토나제를 생산할 수 있도록 유전자 재조합 된 대장균을 사용하였다. 구체적으로, 유전자 재조합에 사용된 미생물은 흔히 쓰이는 대장균(E. coli XL1-blue) 을 사용하였고, 이 미생물에 Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki 에서 가져온 aiiA 유전자를 재조합해 삽입하였다. aiiA 유전자는 정족수 감지 기작에 사용되는 신호분자를 분해하는 효소인 락토나제를 생산하는 유전자이다.

생물막 형성 억제 미생물을 고정화하기 위한 컬럼의 멤브레인으로는 KMS 사에서 생산한 중공사막을 이용하였다. 이 중공사막은 0.4 ㎛의 공경을 가지므로, 미생물은 투과 할 수 없으며, 물, 유입수 성분 및 신호전달 물질 등은 쉽게 공경을 통과해 컬럼 내부와 반응기를 이동할 수 있다. 총 55가닥의 중공사막을 이용해 미생물 고정화 컬럼을 제작하였으며, 길이는 10cm로서 총 112.31cm²의 막표면적을 갖도록 하였다.

24시간 배양한 상기의 대장균 200ml를 원심 분리한 후 상등액을 버려 배양액 성분을 제거 하고, Tris-HCl 50mM 완충용액(pH 7)을 이용해 재 현탁 시킨 후 도 2와 같이 펌프를 이용해 컬럼의 내부로 주입하였다.

실시예 1 : 생물막 형성 억제 미생물이 고정화된 컬럼의 신호분자 분해 활성 측정

생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼의 신호분자(AHL) 분해 활성은 대표적 신호분자 중 하나인 N-octanoyl-L-homoserine lactone (OHL) 을 사용하였다. 시험관에 Tris-HCl 50mM 완충용액(pH 7)을 넣고, OHL을 0.2μM 농도가 되도록 주입한 후, 생물막 형성 억제 미생물이 고정화된 컬럼을 넣고 30도 온도의 진탕 배양기에 넣고 200rpm으로 90분 동안 반응시켰다. 이를 통해 90분 동안 약 60퍼센트의 신호분자 물질이 분해되었음을 확인할 수 있었다 (도 5 참조).

비교예 1

실시예 1에서 컬럼 내부에 미생물을 충진하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하여 실험을 한 경우 신호분자가 거의 분해되지 않음을 확인 할 수 있다 (도 5 참조).

실시예 2 :분리막 생물반응조 공정에의 적용

상기에 언급한 방법으로 제조한 생물막형성 억제 미생물 고정화 컬럼을 실험실 규모의 분리막 생물반응조 공정에 적용하였다 (도 3 참조). 구체적으로, 원통형태의 반응기 내에 활성슬러지를 1.2 L 채워 넣었고, 하단부에 산기석을 설치하여 1 L/min 의 폭기 상태를 유지하도록 하였다. 생물막형성 억제 미생물 고정화 컬럼은 반응기 내에 대칭으로 총 2개 설치하였다. 연속공정을 위해 주 탄소원으로서 글루코스를 사용한 합성폐수가 유입펌프를 통해 유입되도록 하였다. 합성폐수의 화학적 산소 요구량(COD)은 약 550 ppm 이었고, 수리학적 체류시간은 12 시간으로 운전하였다. 반응기 내에 설치된 여과용 분리막은 침지형 중공사 막으로서 한외여과막(Zeeweed 500, GE-Zenon사 제, 공경 0.04 ㎛)을 사용하였고, 분리막을 투과하는 처리수의 플럭스를 18 L/m²·hr 으로 운전하였다. 또한 수위조절기와 3-way-valve를 통해 처리수의 일부는 반응기로 되돌아오도록 하여 반응기의 수위를 유지시켰다. 운전이 진행됨에 따라 분리막 표면에서 생물막이 형성되고 이는 막오염의 증가에 의한 분리막 투수도 저하로 이어지는데, 이러한 생물막오염의 정도를 막간차압(transmembrane pressure, TMP)의 수치로 나타내었으며, 막간 차압이 증가할수록 생물막오염의 정도가 심화된 것을 나타낸다. 200시간 동안의 운전 결과, 막간차압은 13 kPa에 불과하였다 (도 4 참조).

비교예 2

실시예 2에서 컬럼 내부에 미생물을 충진하지 않은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 하여 운전하였다. 200시간 동안의 운전 결과, 막간 차압은 50kPa에 도달하였다 (도 4 참조).

실시예 3 : 생물막 형성 억제 미생물을 고정화한 컬럼의 활성 유지 확인

상기 생물막 형성 억제 미생물을 고정화한 컬럼의 신호분자 분해 활성이 장기간 유지되는 지를 확인해 보았다. 구체적으로, 연속공정 반응기 내에서 25일 운전 후와 80일 운전 후에 생물막 형성 억제 미생물이 고정화 된 컬럼을 꺼내어 증류수로 여러 차례 컬럼의 외부를 씻어낸 후, 실시예 1과 같은 실험을 수행하였다 (도 6 참조). 그 결과 80일이 지나도 신호분자 분해 활성이 크게 떨어지지 않음을 확인 할 수 있었다.

실시예 4 : 하수처리장에서 분리해 낸 생물막형성 억제 미생물의 적용

실시예 2 에 사용된 미생물은 대장균에 락토나제 생산 유전자를 삽입하여 유전자 조작 처리를 한 것으로서, 이는 실제 폐수 환경에서 장기간 생존하기 어려운 종이다. 따라서 실제 수처리 공정에 적용하기에 적합한 미생물을 찾기 위해 충청북도에 위치한 옥천하수처리장에서 슬러지를 채취해 미생물을 분리해 내었다. 분리된 여러 미생물들 중 신호분자 분해 미생물을 찾기 위해, 집적배양(Enrichment culture)법을 사용하였으며 이를 통해 신호분자 분해 활성이 뛰어난 Rhodoccocus 속의 미생물을 분리해 낼 수 있었다. 이 미생물을 이용해 상기 제조예 와 동일한 방법으로 생물막형성 억제 미생물 고정화 컬럼을 제작하였고, 상기 실시예 2와 동일한 조건으로 분리막 생물반응조 공정에 적용하였다.

상기에 언급한 방법으로 제조한 생물막형성 억제 미생물 고정화 컬럼을 실험실 규모의 분리막 생물반응조 공정에 적용하였다. 40시간의 운전결과 막간차압은 24kPa에 도달하였다 (도 7 참조).

비교예 4

실시예 4에서 컬럼 내부에 미생물을 충진하지 않은 것을 제외하고는 실시예 4와 동일하게 하여 운전하였다. 40시간 동안의 운전 결과, 막간 차압은 50kPa에 도달하였다 (도 7 참조).

Claims

중공형의 멤브레인 내부에 생물막 형성 억제 미생물을 포집하여 고정화한 것을 특징으로 하는 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼으로서,
상기 중공형의 멤브레인은 양 말단이 밀봉되고 수처리용 미생물의 평균크기보다 작은 공경 크기를 가지며,
상기 생물막 형성 억제 미생물은 생물막 형성 억제 효소를 생산할 수 있는 유전자 재조합 미생물 또는 천연 미생물인 것을 특징으로 하는 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼.
청구항 1에 있어서,
상기 생물막 형성 억제 효소는 정족수 감지 억제 효소인 것을 특징으로 하는 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼.
피처리수를 수용하는 반응조, 수처리용 분리막 모듈 및 상기 반응조 내부에 배치된 청구항 1 또는 2의 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼을 포함하는 분리막 수처리 장치.