KR101874719B1 - 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법 - Google Patents

음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101874719B1
KR101874719B1 KR1020160179744A KR20160179744A KR101874719B1 KR 101874719 B1 KR101874719 B1 KR 101874719B1 KR 1020160179744 A KR1020160179744 A KR 1020160179744A KR 20160179744 A KR20160179744 A KR 20160179744A KR 101874719 B1 KR101874719 B1 KR 101874719B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
marine
present
culturing
wastewater treatment
organism
Prior art date
Application number
KR1020160179744A
Other languages
English (en)
Inventor
박재연
문승주
정해진
윤은영
Original Assignee
재단법인차세대융합기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인차세대융합기술연구원 filed Critical 재단법인차세대융합기술연구원
Priority to KR1020160179744A priority Critical patent/KR101874719B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101874719B1 publication Critical patent/KR101874719B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/10—Protozoa; Culture media therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 해양원생생물 배양 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 해양원생생물 배양 방법은, 구체적으로 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법에 관한 것으로, 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 배양에 있어서, 보다 빠른 성장을 할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법은, 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물에 지방 또는 기름을 보다 많이 함유할 수 있도록 하여 상기 해양원생생물을 보다 유용한 바이오 매스로서 바이오 디젤이나 어류 사료로 활용하도록 할 수 있다.

Description

음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법{METHOD OF CULTURING MARINE PROTOZOA WHICH HAVING ABILITY OF FOOD WASTE WATER TREATMENT}
본 발명은 해양원생생물 배양 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 원생생물은 박테리아나 바이러스가 아닌 단세포 진핵생물 전체를 일컫는다. 이 가운데 해양환경에서 서식하는 종류들은 초기 지구대기의 유산소화, 원핵생물에서 다세포 생물로의 진화, 대기 중의 이산화탄소 농도 조절, 무기성분을 변형하여 생산한 유기물의 공급 등과 같은 지구생물권의 거대환경 변화를 좌우해 온 중요한 지구생태계 구성생물군이다.
한편, 음식물 쓰레기는 처리장으로 모아 이물질을 선별, 파쇄 및 탈수 과정 등을 거쳐 고형물 및 음폐수로 분리된다. 여기서, 약 20%를 차지하는 고형물의 경우 톱밥 등과 혼합하여 발효시킬 경우, 퇴비나 사료로서 재활용할 수 있는 반면, 음폐수는 그 처리가 문제된다.
일반적으로 음폐수(food waste water)란, 「음식물류 폐기물에서 발생되는 침출수」를 의미한다. 특히, 음폐수는 음식물류로부터 발생되므로, 염분 농도가 약 3% 정도 수준으로서, 해수의 농도와 비슷한 수준이다. 이와 같은 높은 염도는 다른 외국의 음폐수 처리 시설을 국내에 적용하는 데 있어 문제를 일으킬 수 있으며, 음폐수 처리 시설을 운영하는데 있어 미생물의 생장을 방해하거나 설비에 문제를 일으킨다. 뿐만 아니라, 고농도에 강산성의 성질을 띄고 있어, 추가적인 대책이 없을 경우, 하수처리에 부하가 걸리고, 응집제 등 필요한 화학물질 등이 추가로 필요하다.
최근에는, 음식물 폐기물의 직매립 금지시행으로, 전국적으로 발생되는 하루 약 14,000톤에 이르는 음식물류 폐기물의 처리는 혐기성 소화, 연계처리, 소각 등의 방법에 의존하고 있으며, 주요 처리법인 혐기성소화를 위해 음식물 중의 염분 제거과정에서 음폐수는 하루에 약 10,000톤 가량 발생하여 국민의 쾌적한 생활 환경을 추구하는 정부 입장에서 심각한 국가적 차원의 환경문제로 대두 되고 있다.
조달청이 발표한 자료에 따르면, 현재 음폐수는 크게 육상처리와 해양배출방법으로 처리되고 있다. 그러나, 그동안 우리나라의 음폐수 처리는 90% 이상을 "해양 배출"에 의존했으나, 우리나라가 런던협약 및 '96 의정서에 가입함으로써 2013년부터 "해양배출이 금지"되어, 이제 음폐수는 육상처리를 해야만 하는 상황이 되었으나, 관련 청정처리 및 에너지 자원화 기술개발은 이루어지고 있지 않다고 할 수 있다.
음폐수의 처리를 위해 현재 국내에서는 퇴비화, 사료화, 에너지화(메탄화) 등의 방법이 적용되고 있으나, 서유럽을 중심으로 한 외국의 혐기성 소화기술을 그대로 도입하여 국내에 적용한 경우 국내 유기성 폐자원 특성에 부합되지 않은 공정기술 적용으로 유기성 폐자원 처리조차 불량한 사례가 많은 실정이다.
특히, 음식물류폐기물, 가축분뇨 등 섬유질 같은 고형물의 함량이 높은 유기성 폐자원의 경우, 가수분해 정도에 따라 메탄 수율이 크게 달라지고, 소화 시 잦은 관 막힘 및 스컴층 축적 현상으로 인해 혐기소화에 실패를 거듭하고 있다. 그런 이유로 고형물 가용화와 고온 혐기소화 방식이 제안되고 있다.
퇴비화는 염분으로 인한 퇴비의 사용처 확보 및 음폐수의 처리 문제로 어려움이 있다. 사료화는 부패 음식물 쓰레기의 혼입과 음식물 쓰레기의 영양소 문제로 단독 사료화가 곤란하여 널리 보급되지 않고 있다. 에너지화는 발생 가스의 정제 어려움과 순도에 따른 가스 활용성에 한계가 있으며, 슬러지의 처분 즉 폐기물 처리비용을 또 다시 지불해야 문제점이 있다.
최근에는, 이러한 음폐수 처리를 위해 해양원생생물을 이용한 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 상기 음폐수 내에 포함된 유기물은 상기 해양원생생물의 먹이가 되고, 이렇게 잘 자란 해양원생생물은 생물체 내에 지방 또는 기름이 많다는 것이 발견되면서 이를 바이오 에너지로 전환하는 연구도 진행 중에 있다.
따라서, 이러한 바이오 에너지화에 필요한 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물에 대한 보다 효율적인 배양 방법 및/또는 대량 배양할 수 있는 방법에 대한 필요성이 대두된다.
본 발명은 상기와 같은 기술적 필요성에 의해 도출된 것으로, 해양원생생물 배양 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
보다 구체적으로, 본 발명은 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제 해결을 위해, 본 발명은 (A) 5℃ 내지 35℃의 해양원생생물을 포함하는 염수를 배양조 내에 투입하는 단계; (B) 상기 염수의 pH를 5 이상으로 유지하는 단계; 및 (C) 상기 배양조 내에 음폐수를 투입하는 단계를 포함하는 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 (A) 단계의 해양원생생물은 Oxyrrhis spp. 를 포함하는 와편모조류 및 Euplotes spp., Strombidium spp.를 포함하는 섬모충류로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 (A) 단계의 염수는 농도가 1% 내지 10%인 것을 특징으로 하는 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 (B) 단계의 염수는 pH가 6 내지 7인 것을 특징으로 하는 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 (D) 상기 염수의 용존 산소 농도를 0.1mg/L 이상으로 유지하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 (E) 상기 배양조에 단백질이 포함된 유기물을 투입하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 해양원생생물 배양 방법은, 구체적으로 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법에 관한 것으로, 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 배양에 있어서, 보다 빠른 성장을 할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법은, 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물에 지방 또는 기름을 보다 많이 함유할 수 있도록 하여 상기 해양원생생물을 보다 유용한 바이오 매스로서 바이오 디젤이나 어류 사료로 활용하도록 할 수 있다.
첨부된 도면은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법을 나타낸 모식도이다.
도 2는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법을 나타낸 모식도이다.
도 3은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법을 나타낸 모식도이다.
도 4는, 본 발명의 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 온도에 따른 성장 곡선을 나타낸 도이다(온도 단위: ℃).
도 5는, 본 발명의 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 pH에 따른 성장 곡선을 나타낸 도이다.
도 6은, 본 발명의 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 염수 농도(염도)에 따른 성장 곡선을 나타낸 도이다(염도 단위: psu(practical salinity unit, 실용염분단위)).
도 7은, 본 발명의 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 용존 산소 농도에 따른 성장 곡선을 나타낸 도이다[도에서 '가'는 해양원생생물이 없고 음폐수만을 투입한 경우 용존 산소 농도의 변화를 나타낸 것이고, '나'는 파란선은 해양원생생물만 있을 경우를 나타내고, 노란선은 해양원생생물과 음폐수를 모두 투입하였을 때의 용존 산소 농도의 변화를 나타낸 것이다].
도 8은, 본 발명의 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 섭취 성분 종류에 따른 성장 곡선을 나타낸 도이다.
도 9는, 본 발명의 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 섭취 성분 종류에 따른 지방 생성량을 나타낸 도이다[도 9에서는 파란색, 빨간색 및 연두색 막대는 실험군을 3개로 한 것을 각각 나타낸 것이다].
이하, 본 발명에 따른 해양원생생물 배양 방법에 대하여 상세히 설명하나, 상기 해양원생생물 배양 방법의 범위가 하기 설명에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 해양원생생물 배양 방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 해양원생생물 배양 방법은, 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법을 나타낸 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법은, 예를 들어, (A) 5℃ 내지 35℃의 해양원생생물을 포함하는 염수를 배양조 내에 투입하는 단계; (B) 상기 염수의 pH를 5 이상으로 유지하는 단계; 및 (C) 상기 배양조 내에 음폐수를 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 용어, "배양조"는 세포 또는 단세포나 다세포 생물의 성장을 위한 공간이나 탱크 등을 포함하는 의미일 수 있다.
상기 (A) 단계, 즉 해양원생생물을 포함하는 염수의 온도는 5 내지 35, 10℃ 내지 30 또는 15 내지 30일 수 있고, 바람직하게는 20 내지 25일 수 있다. 상기 해양원생생물을 포함하는 염수의 온도가 전술한 범위 내일 경우, 보다 상기 해양원생생물의 성장 속도가 증가할 수 있으며, 이 경우 성장 속도는 약 2배 이상 빨라질 수 있다.
상기 (A) 단계에서, 상기 해양원생생물은 Oxyrrhis spp. 를 포함하는 와편모조류 및 Euplotes spp., Strombidium spp.를 포함하는 섬모충류로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 Oxyrrhis spp.일 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 (A) 단계에서, 염수의 농도는 1% 내지 10%, 1% 내지 8% 또는 1% 내지 6%일 수 있고, 바람직하게는 2% 내지 3%일 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 전술한 염수의 농도 중 2% 내지 3%의 경우 음폐수의 통상적인 염도와 비슷한 수준의 염도로서, 상기 범위의 염도를 갖을 경우, 보다 상기 해양원생생물의 성장 속도가 증가할 수 있고, 이 경우 성장 속도는 약 2배~ 3배 이상 빨라질 수 있다.
상기 (B) 단계에서, 염수의 pH는 5 이상 또는 6 이상일 수 있고, 바람직하게는 pH가 6 내지 7일 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 전술한 상기 염수의 pH 범위에 있을 경우, 보다 상기 해양원생생물의 성장 속도가 증가할 수 있고, 이 경우 성장 속도는 약 2배 이상 빨라질 수 있다.
도 2는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법을 나타낸 모식도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법은, 전술한 (A) 내지 (C) 단계 이외에, (D) 상기 염수의 용존 산소 농도를 0.1mg/L 이상, 0.14mg/L 이상 또는 0.18mg/L 이상 유지하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 용존 산소 농도가 0.1mg/L 이상만 되면 해양원생생물의 호기 환경에서의 배양이 가능하므로, 상기 용존 산소 농도의 상한은 특별히 제한되지 않는다.
도 3은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법을 나타낸 모식도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법은, 전술한 (A) 내지 (D) 단계 이외에, (E) 상기 배양조에 단백질을 투입하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 음폐수에도 유기물로서 약 25% 정도의 단백질이 포함되어 있을 수 있으며, 본 발명에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법은, 상기 음폐수에 포함된 단백질 이외에도 별도의 단백질 성분을 투입함으로써 보다 해양원생생물의 성장을 촉진시킬 수 있다. 상기 투입되는 단백질 성분의 형태는 특별히 제한되지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법은, 전술한 (A) 내지 (E) 단계를 포함하는 한, 구체적인 순서에 상관없이 수행될 수 있으며, 전술한 설명 순서에 제한되지 않는다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 온도에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 성장
해양원생생물인 Oxyrrhis spp.를 초기 농도가 5,000cells/ml이 되도록 투입한 후, 9-13일간 배양실험을 실시하였다. 배양시 조도는 1000lux의 형광등 연속광 환경이었고, 온도 환경은 각각 10℃, 15℃, 20℃, 25℃ 및 30℃로 하였다. 24시간 간격으로 시료를 채취하여 세포계수를 실시하였다. 성장률 계산은 통상적인 미하엘리스-멘텐방정식(Michaelis-menten equation)에 대입하여 계산한 후, 그에 따른 결과는 도 4에 나타내었다.
도 4는, 본 발명의 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 온도에 따른 성장 곡선을 나타낸 도이다(온도 단위: ℃).
도 4를 참조하면, 해양원생생물인 Oxyrrhis marina는 5℃ 내지 35℃ 범위에서 생장이 가능할 것으로 확인되었다.
실시예 2. 염수 pH에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 성장
해양원생생물 Oxyrrhis spp.를 배양하는 배양액에 최소한의 음폐수를 먹이로 혼합한 후, 10% 농도의 NaOH를 이용하여 pH를 조절하되, 상기 pH를 각각 4, 5, 6, 7 및 8로하여, 각각의 pH 환경에서 4일간씩 배양하였다. 이 경우, 매일 pH 변화와 원생생물의 생물량 및 성장률을 측정하여 pH 한계점을 구하여, 도 5에 나타내었다.
도 5는, 본 발명의 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 pH에 따른 성장 곡선을 나타낸 도이다.
도 5를 참조하면, 해양원생생물인 Oxyrrhis spp.는 pH가 4인 환경에서는 사멸하였고, pH가 최소 5 이상인 경우에 생존하는 것을 확인하였다.
실시예 3. 염수 농도에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 성장
염수 농도에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 성장을 알아보기 위해, 먼저 염전에서 채취한 220psu의 고염도의 해수를 이용하여 적응시키는 전배양을 실시하였다. 이러한 전배양을 통하여 각 염수 농도에 적응된 해양원생생물 시료를 사용하였다. Sea salt(Sigma)와 증류수를 이용하여 염수 농도를 각각 10psu, 20psu, 30psu, 50psu, 70psu 및 90psu로 각각 조절한 배양액을 제조하였다. 각 염수 농도의 해수에서 배양한 해양원생생물 시료를 초기 원생생물의 농도가 3,000cells/ml이 되도록 실험병에 투입한 후, 9일~13일간 배양 실험을 실시하였다. 배양시 조도는 1000lux의 형광등 연속광 환경이었고, 온도환경은 20℃로 하였다. 24시간 간격으로 시료를 채취하여 세포계수를 실시하였다. 성장률 계산은 통상적인 미하엘리스-멘텐방정식(Michaelis-menten equation)에 대입하여 계산한 후, 그에 따른 결과는 도 6에 나타내었다.
도 6은, 본 발명의 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 염수 농도(염도)에 따른 성장 곡선을 나타낸 도이다(염도 단위: psu(practical salinity unit, 실용염분단위)).
도 6을 참조하면, 각 시료 해양원생생물은 염수의 농도가 1% 내지 10%의 범위에서 생존 가능할 것을 확인하였다.
실시예 4. 용존 산소 농도와 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 성장간의 관계
용존 산소 농도와 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 성장간의 관계를 알아보기 위해, 음식물쓰레기 처리장에서 1차 처리된 음폐수의 용존 산소 농도를 0으로 하여 산소가 존재하지 않는 혐기성 상태로 샘플링하여 실험실로 운반하였다.
먼저, 전처리조에 음폐수만 넣어 5일간 폭기하였고, 그 결과를 도 7의 "가"에 나타내었다.
또한, 해양원생생물의 용존 산소 한계점을 알아보기 위하여, 해양원생생물만 넣은 실험군과 해양원생생물 및 음폐수를 함께 매일 공급한 것을 실험군으로 하여 4일간 배양한 후 용존 산소 농도를 측정한 후, 그 결과를 도 7의 "나"에 나타내었다.
도 7은, 본 발명의 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 용존 산소 농도에 따른 성장 곡선을 나타낸 도이다[도에서 '가'는 해양원생생물이 없고 음폐수만을 투입한 경우 용존 산소 농도의 변화를 나타낸 것이고, '나'는 파란선은 해양원생생물만 있을 경우를 나타내고, 노란선은 해양원생생물과 음폐수를 모두 투입하였을 때의 용존 산소 농도의 변화를 나타낸 것이다].
도 7을 참조하면, 해양원생생물의 투입없이 음폐수만을 투입한 경우, 3일이 지나야 용존 산소 농도가 올라갔음을 확인하였고, 해양원생생물이 투입된 경우 용존 산소의 농도의 범위는, 약 0.18-6.58mg·L-1로 나타났는데, 실험구의 용존 산소 농도가 완전 혐기 상태인 0으로 떨어지지 않는 환경에서는 반응에 연속적으로 공기가 주입되기 때문에 해양원생생물이 사멸하지 않고 유기물을 제거하여 용존 산소를 올리는 효과를 나타낸 것으로 확인되었다. 또한, 음폐수가 투입되어 유기물이 공급될 경우 산소 농도가 줄어들더라도 유기물을 빠르게 제거하면서 호기 상태로 바뀌는 것을 확인하였다.
실시예 5. 섭취 성분 종류에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 성장
음식물쓰레기의 조성, 즉 섭취 성분의 종류에 따른 해양원생생물의 성장률 변화를 측정하기 위하여, 탄수화물(밥-백미), 단백질(조리한 닭가슴살), 섬유질(양배추가루와 즙)과 혼합음식물(3가지 혼합)로 2개 종주의 성장률 변화 실험을 실시하였다. 대조구로 Yeast를 먹이로 준 것을 사용하였다.
초기 해양원생생물의 농도가 10,000cells/ml이 되도록 투입한 후, 먹이(섭취 성분)를 각각 건중량으로 총 0.05g를 투입하였다. 이후, 먹이가 소모되었다고 판단되었을 때 마다 추가적으로 먹이를 투입하였고, 총 투입한 먹이의 건중량은 탄수화물 0.20g, 단백질 0.25g, 섬유질 0.1g, 혼합 음식물 0.1g 및 Yeast 0.20g이 투입하여 배양하였다.
배양시 조도는 1000lux의 연속광 환경이었고, 온도 환경은 20℃로 하였다. 24시간 간격으로 시료를 채취하여 세포계수를 실시하였다. 성장률 계산은 통상적인 미하엘리스-멘텐방정식(Michaelis-menten equation,)에 대입하여 계산한 후, 그에 따른 결과는 도 8에 나타내었다.
도 8은, 본 발명의 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 섭취 성분 종류에 따른 성장 곡선을 나타낸 도이다.
도 8을 참조하면, 해양원생생물은 단백질을 섭취할 경우, 가장 빠른 성장률을 가지는 것으로 확인되었다.
실시예 6. 섭취 성분 종류에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 내의 지방 함량
섭취 성분 종류 및 그에 따른 성장에 의한 지방 함량 변화를 알아보기 위하여, 2일~3일 간격으로 10ml의 시료를 채취하였으며, 시료의 전처리는 다음의 과정을 통해 하였다. 각각의 bottle에서 mixing을 충분히 한 후 15mL conical tube 에 sample을 10mL씩 채취한 후 centrifuge (Hannil Combi 480, 3500rpm, 5min) 하여 pellet을 만들어 지방함량 분석에 사용하였다.
지방 함량 분석은 SVP 미량 발색법을 사용하였다. 이를 위하여 먼저 시판되는 oil중 포도씨유를 이용하여 standard를 측정하였다. 포도씨유를 이용하여 표준 농도 용액(0㎍/mL, 20㎍/mL, 50㎍/mL, 100㎍/mL, 200㎍/mL)을 5mL 유리 vial에 만든 후, hotplate (Wisestir MSH-20A, 90℃)에서 용매를 증발시킨 다음, 황산을 100㎕ 가량을 넣고 90℃에서 약 10분~20분 동안 반응시켰고, 그 후 얼음 위에서 2분간 냉각시켰다. 2.5mL의 SVP reagent (vanillin-phosphoric acid /0.2mL vanillin per mL 18% phosphoric acid)를 넣고, 약 10분 후 Spectrophotometer(JENWAY-7300, 540nm)로 OD값을 측정하여 그 값으로 회귀 직선을 만들었다.
시료가 들어있는 2mL tube에 Chloroform : Methanol (2:1) 을 250㎕ 넣고 1분간 vortexing (Wisd WiseMix - VM-10) 하였고, 추출물을 Binding colunm tubes ( BioNeer Binding colume tubes - 0.2㎛ nylon)로 필터하여 새로운 1.5mL tube로 옮겨 추출을 하였다. 필터가 된 추출물에 0.9% NaCl 250㎕를 추가한 후 centrifuge(Hannil Micro-12, 8000rpm, 15s)로 두 층으로 분리시켰고, 추출물의 상층 (0.9% NaCl + MeOH)은 pipette으로 제거하고 하층(Chloroform + 추출물)만 5mL 유리 vial로 옮긴 후, hotplate(Wisestir MSH-20A, 90℃)에서 용매(Chloroform)를 증발시켰다. 그 다음 황산을 100㎕ 가량 넣고 90℃에서 10~20분간 반응시킨 후, 얼음 위에서 2분간 냉각시켰다. 2.4mL의 SVP reagent (vanillin-phosphoric acid /0.2mL vanillin per mL 18% phosphoric acid)를 넣고 10분후 Spectrophotometer(JENWAY-7300, 540nm)로 OD값을 측정하였고, STD 로 측정한 회귀 직선에 대입해 농도를 확인하였으며, 그에 따른 결과는 도 9에 나타내었다.
도 9는, 본 발명의 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물의 섭취 성분 종류에 따른 지방 생성량을 나타낸 도이다[도 9에서는 파란색, 빨간색 및 연두색 막대는 실험군을 3개로 한 것을 각각 나타낸 것이다].
도 9를 참조하면, 해양원생생물인 Oxyrrhis marina는 단백질을 섭취하는 경우 가장 많은 지방을 생성하였음 확인하였다.
상기 실시예 1 내지 6 및 도 5 내지 10에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법에 의할 경우, 보다 빠른 성장을 할 수 있도록 할 수 있는 동시에, 상기 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물에 지방 또는 기름을 보다 많이 함유할 수 있도록 하여, 상기 해양원생생물을 보다 유용한 바이오 매스로서 바이오 디젤이나 어류 사료로 활용하도록 할 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
(A) 5℃ 내지 35℃의 해양원생생물을 포함하는 염수를 배양조 내에 투입하는 단계
(B) 염수의 pH를 5 이상으로 유지하는 단계
(C) 배양조 내에 음폐수를 투입하는 단계
(D) 염수의 용존 산소 농도를 0.1mg/L 이상으로 유지하는 단계
(E) 배양조에 단백질을 투입하는 단계

Claims (6)

  1. (A) 5℃ 내지 35℃의 해양원생생물을 포함하는 1% 내지 10%의 염수를 배양조 내에 투입하는 단계;
    (B) 상기 염수의 pH를 6 내지 7로 유지하는 단계; 및
    (C) 상기 배양조 내에 음폐수를 투입하는 단계를 포함하는 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법에 있어서,
    (D) 상기 염수의 용존 산소 농도를 0.1mg/L 이상으로 유지하는 단계; 및
    (E) 상기 배양조에 단백질이 포함된 유기물을 추입하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법에 있어서,
    상기 해양원생생물은 Oxyrrhis marina인 것을 특징으로 하는 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
KR1020160179744A 2016-12-27 2016-12-27 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법 KR101874719B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160179744A KR101874719B1 (ko) 2016-12-27 2016-12-27 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160179744A KR101874719B1 (ko) 2016-12-27 2016-12-27 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101874719B1 true KR101874719B1 (ko) 2018-07-04

Family

ID=62912876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160179744A KR101874719B1 (ko) 2016-12-27 2016-12-27 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101874719B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101547804B1 (ko) * 2014-08-28 2015-08-27 재단법인차세대융합기술연구원 해양원생생물을 이용한 유기폐기물의 처리 방법 및 그 처리 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101547804B1 (ko) * 2014-08-28 2015-08-27 재단법인차세대융합기술연구원 해양원생생물을 이용한 유기폐기물의 처리 방법 및 그 처리 장치

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
[줌인피플]해양생물로 음식물 쓰레기 처리하는 기술 개발한 박재연 박사 (2015.09.23. 공개)(2017.08.17. 검색) (http://www.ytn.co.kr/_In/0105_201509231612046923)*
Mar Biotechnol., vol.10, p.631-640 (2008)*

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Novoveská et al. Optimizing microalgae cultivation and wastewater treatment in large-scale offshore photobioreactors
Meixner et al. Processing recommendations for using low-solids digestate as nutrient solution for poly-ß-hydroxybutyrate production with Synechocystis salina
Kamyab et al. Improved production of lipid contents by cultivating Chlorella pyrenoidosa in heterogeneous organic substrates
Rawat et al. Dual role of microalgae: phycoremediation of domestic wastewater and biomass production for sustainable biofuels production
Phang et al. Spirulina cultivation in digested sago starch factory wastewater
ElMekawy et al. Potential biovalorization techniques for olive mill biorefinery wastewater
Diniz et al. The potential of microalgal biomass production for biotechnological purposes using wastewater resources
Nguyen et al. Nutrient removal by algae-based wastewater treatment
Marazzi et al. Factors affecting the growth of microalgae on blackwater from biosolid dewatering
Al Smadi et al. Treatment of Amman slaughterhouse wastewater by anaerobic baffled reactor
Chinnasamy et al. Ecobiological aspects of algae cultivation in wastewaters for recycling of nutrients and biofuel applications
WO2011049572A1 (en) Hydrothermal processing (htp) of algae grown in htp waste streams
Song et al. Enhancing biomass yield, nutrient removal, and decolorization from soy sauce wastewater using an algae-fungus consortium
Jakob et al. Triggered exocytosis of the protozoan Tetrahymena as a source of bioflocculation and a controllable dewatering method for efficient harvest of microalgal cultures
Olguín et al. Population dynamics in mixed cultures of Neochloris oleoabundans and native microalgae from water of a polluted river and isolation of a diatom consortium for the production of lipid rich biomass
Liew et al. Microalgae cultivation in stabilized landfill leachate for simultaneous treatment and biomass production
dos Santos et al. Semi-continuous cultivation of Chlorella minutissima in landfill leachate: effect of process variables on biomass composition
Jiang et al. Potential application of a newly isolated microalga Desmodesmus sp. GXU-A4 for recycling Molasses vinasse
KR101874719B1 (ko) 음폐수 처리능을 가진 해양원생생물 배양 방법
Jiang et al. Screening of a high bioflocculant‐producing bacterial strain from an intensive fish pond and comparison of the bioflocculation effects with Rhodococcus erythropolis
Ramírez Mérida et al. Application of microalgae in wastewater: opportunity for sustainable development
Pei et al. Highly efficient harvesting and lipid extraction of limnetic Chlorella sorokiniana SDEC-18 grown in seawater for microalgal biofuel production
Thawani et al. Improved methane yield from wastewater grown algal biomass
López-Viso et al. Nematode biomass production from sewage sludge as a novel method for circular economy
El Shimi et al. Phycoremediation of olive oil wastes using cyanobacteria for sustainable biofertilizer and biodiesel production

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant