KR101928628B1 - 다공성 유동상 여재 및 이의 제조방법 - Google Patents

다공성 유동상 여재 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101928628B1
KR101928628B1 KR1020160146337A KR20160146337A KR101928628B1 KR 101928628 B1 KR101928628 B1 KR 101928628B1 KR 1020160146337 A KR1020160146337 A KR 1020160146337A KR 20160146337 A KR20160146337 A KR 20160146337A KR 101928628 B1 KR101928628 B1 KR 101928628B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mixture
weight
porous
parts
particulate
Prior art date
Application number
KR1020160146337A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180049878A (ko
Inventor
이영행
배효관
이수관
이석헌
Original Assignee
한국과학기술연구원
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 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020160146337A priority Critical patent/KR101928628B1/ko
Publication of KR20180049878A publication Critical patent/KR20180049878A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101928628B1 publication Critical patent/KR101928628B1/ko

Links

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
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
    • C02F3/105—Characterized by the chemical composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02—Biological treatment
    • 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
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
    • C02F3/109—Characterized by the shape
    • 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
    • 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
    • C02F2003/001—Biological treatment of water, waste water, or sewage using granular carriers or supports for the microorganisms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

본 발명은 다공성 유동상 여재 및 이의 제조방법에 관한것으로서, 보다 상세하게는 메틸메타크릴레이트와 폴리메틸메타크릴레이트가 혼합된 슬러리, 입자상의 비등성 혼합물 및 혐기성 미생물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물을 성형하여 성형체를 형성하는 단계; 상기 성형체의 표면을, 항미생물 부착성 고분자 및 입자상의 비등성 혼합물을 함유하는 코팅 조성물로 코팅하여 코팅된 성형체를 형성하는 단계; 및 상기 코팅된 성형체를 물과 알코올의 혼합 수용액에 넣고 발포하는 단계를 포함함으로써, 여재 내 미생물의 고농도 부착 성장이 가능하고 여재의 마모를 방지할 수 있으며, 표면에 오염원 부착으로 기공 막힘 현상과 막의 파울링 제거 효율이 저하되는 문제를 예방할 수 있는 다공성 유동상 여재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

다공성 유동상 여재 및 이의 제조방법 {Porous fluidized bed media and Method of manufacturing the same}
본 발명은 혐기성 미생물이 담지된 다공성 유동상 여재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
음식물 및 생활하수 등으로부터 많은 양의 유기물이 배출되고 있으며, 이들 유기물은 폐기물이 아니라, 바이오가스의 주요 생성원으로써 중요하게 인식되고 있다. MBR을 포함하는 바이오가스 생성기술은 신재생에너지 확보의 핵심 기술로 부각되고 있으며, 이중에서도 미생물을 통한 메탄가스 생성 및 멤브레인의 파울링 저감은 상기 바이오가스 생성기술의 중요한 요소이다.
상기와 같이 음식폐기물로부터 배출되는 하수 등을 미생물을 통해 처리하는 과정에서 효율 개선과 직접적으로 관련된 사항은 무엇보다 미생물의 농도를 높이고, 생존율을 향상시키는 것이며, 통상적으로 분리막을 이용하거나, 담체내에 미생물을 고정화시키는 기술이 널리 이용되어왔다.
분리막의 경우 반응조 내에 고농도의 미생물 담지가 가능하고 높은 품질의 방출수를 얻을 수 있는 장점이 있지만 분리막의 파울링으로 인해 운전 비용이 높아지는 단점이 있다. 반면에, 담체에 미생물을 고정화시키는 기술은 부착형 고정화와 포괄고정화의 2가지로 구분되고, 부착형 고정화의 경우 담체 내부에 미생물을 고정할 수 없고 미생물의 슬러핑 (sloughing) 현상으로 인해 미생물이 손실될 가능성이 높은 단점이 있다. 포괄고정화를 통해 무기흡착소재 또는 하이드로겔 내부에 미생물을 고정하는 기술은 하이드로겔의 강도 및 내구성 유지를 위해 충분한 양의 고분자 물질이 교차결합 (cross-linking)을 통해 하이드로겔을 형성해야 하기 때문에 포함될 수 있는 미생물의 농도가 높지 않으며, 단단한 고분자 물질의 교차결합으로 인해 담체 내부로의 물질의 이동 및 투과가 느리고 35 ℃ 이상의 고온에서 약한 단점이 있다.
일례로 한국공개특허 제2004-0026871호는 실리카겔 또는 제올라이트 등의 무기흡착소재에 미생물을 고정화시키는 기술을 제시하고 있으며, 한국공개특허공보 제2015-0056259호 및 일본등록특허 제4358413호는 하이드로겔에 미생물을 고정화시키는 기술을 제시하고 있으나, 이들 선행문헌 모두 고농도의 미생물을 담지하면서, 담체 자체의 내구성을 개선할 수 있는 문제는 고려하지 못하고 있다.
일본등록특허 제4358413호 한국공개특허 제2004-0026871호 한국공개특허 제2015-0056259호
이에 본 발명자들은 상술한 문제를 해결하기 위하여 연구 노력하였다. 그 결과, 미생물 부착 및 성장을 향상시켜 여재 내에 미생물의 농도를 최대화할 수 있고, 내구성이 우수하여 장시간 사용이 가능한 다공성 유동상 여재를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 양산성이 우수하여 저렴하게 제조할 수 있는 다공성 유동상 여재의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 메틸메타크릴레이트와 폴리메틸메타크릴레이트가 혼합된 슬러리, 입자상의 비등성 혼합물 및 혐기성 미생물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물을 성형하여 성형체를 형성하는 단계; 상기 성형체의 표면을, 항미생물 부착성 고분자 및 입자상의 비등성 혼합물을 함유하는 코팅 조성물로 코팅하여 코팅된 성형체를 형성하는 단계; 및 상기 코팅된 성형체를 물과 알코올의 혼합 수용액에 넣고 발포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 유동상 여재의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 얻어진 것으로 혐기성 미생물 및 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 다공성 성형체의 표면에 항미생물이 코팅된 것을 특징으로 하는 다공성 유동상 여재를 제공한다.
본 발명에 따른 다공성 유동상 여재는 여재 내 미생물의 고농도 부착과 성장이 가능하고 여재의 마모를 방지할 수 있으며, 표면에 오염원 부착으로 인한 기공 막힘 현상과 막의 파울링 제거 효율이 저하되는 문제를 예방할 수 있는 이점이 있다.
따라서, 상기 여재를 이용한 유동상 생물막 반응기는 효율적이고 안정적인 하폐수 처리가 가능하다.
또한 본 발명에 따른 다공성 유동상 여재는 양산성이 우수한 사출 또는 압출 성형에 의해 저렴하게 제조할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 폴리메틸메타크릴레이트(이하, ‘PMMA’이라 함)로 이루어진 다공성 여재로, 상기 여재 내부에는 혐기성 미생물이 함유되고, 상기 여재 표면에는 항미생물 부착성 고분자가 코팅된 형태이다. 이때, 다공성 여재의 형상은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 여재 사용상의 편의성, 여재를 이용하는 반응기의 내구성 및 안정성 등을 고려하면 구형, 타원형인 것이 바람직하다.
여재의 주성분으로 사용되는 폴리메틸메타크릴레이트는 내구성(내마모성) 및 강도 등이 높아 막의 파울링 제거 효율이 우수하다. 동시에 상기 PMMA는 독성이 낮고 양이온성 고분자 화합물이므로 혐기성 미생물에 부착성이 높아 장기간 증식이 가능하다.
또한, 상기 다공성 여재의 표면에 항미생물 부착성 고분자를 코팅하여 오염원으로부터 여재 표면 기공의 막힘을 방지함으로써, 파울링 효율 향상뿐만 아니라 오염된 여재에 의한 막의 2차 오염을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 다공성 유동상 여재의 제조방법은 하기와 같은 단계를 포함한다. 구체적으로 메틸메타크릴레이트와 폴리메틸메타크릴레이트가 혼합된 슬러리, 입자상의 비등성 혼합물 및 혐기성 미생물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물을 성형하여 성형체를 형성하는 단계; 상기 성형체의 표면을, 항미생물 부착성 고분자 및 입자상의 비등성 혼합물을 함유하는 코팅 조성물로 코팅하여 코팅된 성형체를 형성하는 단계; 및 상기 코팅된 성형체를 물과 알코올의 혼합 수용액에 넣고 발포하는 단계를 포함한다.
이하 본 발명에 따른 다공성 유동상 여재의 제조방법을 단계별로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 메틸메타크릴레이트와 폴리메틸메타크릴레이트가 혼합된 슬러리, 입자상의 비등성 혼합물 및 혐기성 미생물을 혼합하여 혼합물을 형성한다.
상기 메틸메타크릴레이트는 폴리메틸메타크릴레이트의 분산 및 나머지 성분과의 혼화성을 증가시키기 위하여 사용된다. 메틸메타크릴레이트 100중량부에 대하여 폴리메틸메타크릴레이트를 30 내지 400중량부 범위로 함유할 수 있다. 상기 폴리메틸메타크릴레이트 함량이 30중량부 미만이면 여재의 형상 유지가 어려울 수 잇고, 400중량부를 초과하는 경우에는 기공형성이 어렵고 혐기성 미생물의 부착 및 증식이 용이하기 않을 수 있다.
상기 비등성 혼합물은 기공을 형성하기 위해 사용되며, 탄산염과 유기산으로 구성된다. 이러한 비등성 혼합물은 일반 약물에 사용할 수 있는 인체 무해 물질임과 동시에 물에 쉽게 용해되고 일정크기를 갖는 고체 상태이다.
상기 탄산염은 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소암모늄, 탄산암모늄, 탄산수소칼륨, 탄산칼륨, 탄산칼슘 등과 같이 이산화탄소를 발생하는 탄산염을 사용할 수 있다. 또한, 상기 유기산으로는 구연산(citric acid), 주석산(tartaric acid), 숙신산(succinic acid), 말레산(maleic acid), 퓨마닉산(fumanic acid), 말론산(malonic acid), 말산(malic acid), 글루콘산(gluconic acid), 뮤식산(mucic acid) 등을 사용할 수 있다.
상기 비등성 혼합물의 입자크기는 5 내지 500 ㎛ 범위인 것이 바람직하고, 비등성 혼합물의 구성비율은 유기산과 탄산염이 1:1 내지 1:3 몰비로 혼합된 것이 바람직하고, 2가지 이상의 유기산을 사용할 경우 그 비율은 카복실산의 몰비에 의존한다.
이러한 입자상의 비등성 혼합물은 메틸메타크릴레이트와 폴리메틸메타크릴레이트가 혼합된 슬러리 100중량부에 대하여 5 내지 70중량부를 함유한다. 상기 함유량이 5중량부 미만이면 여재의 기공 형성이 어려울 수 있고, 70중량부를 초과하는 경우에는 다공도가 너무 커 부착된 미생물의 탈착이 가속화될 수 있다.
혐기성 미생물은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하기는 않으며, 대체로 편성(偏性) 혐기성 미생물에 속한다. 본 발명에 있어서, 상기 혐기성 미생물은 특별히 이에 제한되지 않으나, 혐기성 상태에서 불용성의 바이오가스인 수소, 메탄 등을 생산할 수 있는 미생물이 될 수 있고, 바람직하게는 Ethanoligenens 속 미생물, Clostridium 속 미생물, Rhodobacter 속 미생물 등의 수소를 생산할 수 있는 미생물 또는 Methanobacterium 속 미생물, Methanobrevibacter 속 미생물, Methanocalculus 속 미생물, Methanococcoides 속 미생물, Methanococcus 속 미생물, Methanocorpusculum 속 미생물, Methanofollis 속 미생물, Methanogenium 속 미생물, Methanomicrobium 속 미생물, Methanopyrus 속 미생물, Methanoregula 속 미생물, Methanosaeta 속 미생물, Methanosarcina 속 미생물, Methanosphaera 속 미생물, Methanospirillium 속 미생물, Methanothrix 속 미생물 등의 메탄을 생산할 수 있는 미생물을 단독으로 또는 혼합하여 포함하는 미생물이 될 수 있으며, 가장 바람직하게는 Ethanoligenens 속 미생물, Clostridium 속 미생물, Rhodobacter 속 미생물 등의 수소를 생산할 수 있는 미생물을 단독으로 또는 혼합하여 포함하는 미생물이 될 수 있다.
또한, 상기 혐기성 미생물은 특별히 제한되지 않으나, 토양, 하수, 해수 등의 자연계, 실험실에서 순수 배양된 배양물, 정화조의 혐기조에 존재하는 슬러지 등의 다양한 원천에서 얻어진 혐기성 미생물을 사용할 수 있다.
이러한 혐기성 미생물은 메틸메타크릴레이트와 폴리메틸메타크릴레이트가 혼합된 슬러리 100중량부에 대하여 5 내지 50중량부 범위로 혼합하는 것이 바람직하다. 혐기성 미생물의 함유량이 5중량부 미만이면 그 양이 미미하면 미생물에 의한 효과 발휘가 적을 수 있고, 50중량부를 초과하는 경우에는 미생물들 사이에 뭉침으로 여재로부터의 탈착이 가속화될 수 있다.
다음으로, 상기 혼합물을 성형하여 성형체를 형성한다.
상기 성형은 당 분야에 일반적으로 사용되는 것을 특별히 한정하기 않으며, 양상의 효율성 등을 고려하면, 사출 또는 압출 성형하는 것이 바람직하다. 이때, 성형 온도는 형상 유지는 가능하면서 혐기성 미생물에 대한 영향을 최소화 할 수 있는 범위인 것이 바람직하며, 예를 들면 70 내지 100℃일 수 있다.
다음으로 상기 성형체의 표면을, 항미생물 부착성 고분자 및 입자상의 비등성 혼합물을 함유하는 코팅 조성물로 코팅하여 코팅된 성형체를 형성한다. 이때, 상기 코팅조성물은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 용매, 구체적으로 항미생물 부착성 고분자과 입자상의 비등성 혼합물의 분산을 유도하면서 동시에 혐기성 미생물에 대한 영향을 최소화할 수 있는것이면 특별히 한정하지 않으며, 바람직하기로는 아세톤을 사용하는 것이 좋다.
상기 항미생물 부착성 고분자는 이오넨(ionene) 중합체와 도데실아민염을 혼합하여 사용할 수 있다.
이오넨 중합체는 미생물의 부착성을 저해할 수 있는 것이면 특별히 한정하지는 않으며, 예를 들면 Buckman Laboratories, Inc. of Memphis, Tenn.사의 BUSAN 77제품, BUSAN 79제품, BUSAN 1055제품, BUSAN 1099제품 또는 WSCP 제품 등이 사용될 수있다. 도데실아민염은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으며, 취급의 용이성, 가격 경쟁력, 이오넨 중합체와의 혼화성 등을 고려하면 도데실아민아세테이트가 바람직하다.
상기 이오넨(ionene) 중합체와 도데실아민염은 미생물 부착 저해의 정도에 따라 적절히 조절할 있으며, 바람직하기로는 1:0.5 내지 1:1중량비로 사용하는 것이 좋다.
상기 코팅 조성물은 항미생물 부착성 고분자과 입자상의 비등성 혼합물이 1: 0.5 내지 1:1 중량비로 함유할 수 있다. 입자상의 비등성 혼합물이 0.5중량비 미만이면 표면에 기공이 적어 여재의 내부에 함유된 미생물의 성장을 억제할 수 있으며, 1중량비를 초과하는 경우에는 기공의 너무 커 부착된 미생물이 탈착을 초래할 수 있다.
다음으로 상기 코팅된 성형체를 물과 알코올의 혼합 수용액에 넣고 발포한다. 상기 알코올은 에탄올, 메탄올, 이소프로필알콜 등을 사용할 수 있으며, 알콜 함량이 1 내지 95 중량%인 것이 바람직하다.
또한, 효과적인 비등(발포) 및 생성 기포에 의한 지지체로의 부착에 의한 떠오름 방지를 위해 초음파(ultrasonic) 조사, 마이크로파(microwave) 조사, 교반 등과 같은 물리적인 방법 등을 이용하여 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 다공성 유동상 여재를 보다 간단하게 제조할 뿐만 아니라 기공의 크기 조절이 용이하고 특히 여재 표면의 기공 막힘 현상 등을 해결할 수 있어 그 효용성을 크게 높일 수 있다,
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1
메틸메타크릴레이트와 폴리메틸메타크릴레이트를 1:1중량비로 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리 100중량부, 탄산수소나트륨과 구연산이 3:1의 몰비로 혼합된 약 100 ㎛ 크기의 비등성 혼합물 50중량부, 및 혐기성 미생물 30 중량부(고형분 함량)을 혼합하여 혼합물을 제조하였다.
상기 제조된 혼합물을 구형 실리콘 재질의 성형틀에 넣고, 약 80 ℃에서 가열하여 구형의 성형체를 제조하였다.
다음으로 탄산수소나트륨과 구연산이 3:1의 몰비로 혼합된 약 100 ㎛ 크기의 비등성 혼합물, 및 도데실아민아세테이트 23중량부와 이오넨 중합체(WSCP제품) 33중량부가 혼합된 항미생물 부착성 고분자를 1:1 중량비로 혼합한 후, 상기 혼합물을 아세톤에 분산시켜 코팅층 형성 조성물을 제조하였다.
상기 코팅층 형성 조성물에, 구형의 성형체를 넣고 자석교반기를 이용하여 골고루 교반한 후, 건조시켜 항미생물 부착성 고분자가 코팅된 성형체를 제조하였다.
이후에 상기 항미생물 부착성 고분자가 코팅된 성형체를 부피비 50:50의 물과 에탄올의 혼합 수용액에 넣고 초음파 처리하면서 약 24시간동안 발포 과정을 수행한 후, 꺼내어 20시간 동안 건조시켜 다공성 유동상 여재를 제조하였다. 제조된 유동상 여재의 다공도를 분석한 결과, 전체적인 다공도는 약 72%를 나타내었다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 탄산나트륨과 구연산이 1:1몰비로 혼합된 약 100 ㎛ 크기의 비등성 혼합물 80중량부를 사용하여 다공성 유동상여재를 제조하였다. 상기 제조된 유동상 여재의 다공도를 분석한 결과 전체적인 다공도는 약 78%를 나타내었다.
실시예 3
상기 실시예1과 동일하게 실시하되, 부피비 95:5 물과 에탄올의 혼합 수용액 및 마이크로파 처리하면서 발포과정을 수행하여 다공성 유동상 여재를 제조하였다. 상기 제도된 유동상 여재의 다공도를 분석한 결과 약 72%를 나타내었다.
실시예 4
상기 실시예1과 동일하게 실시하되, 메틸메타크릴레이트와 폴리메틸메타크릴레이트를 1:3 중량비로 혼합하여 슬러리를 사용하여 다공성 유동상 여재를 제조하였다. 상기 제조된 유동상 여재의 다공도를 분석한 결과 약 71%를 나타내었다.
비교예
종래 미생물에 의한 수처리용 담체 재질로 많이 적용되고 있는 PVA 담체 제품(보원 GE사)을 적용하였다. 상기 PVA 재질의 담체는 미생물이 고정화된 통상의 유동상 여재로 널리 사용되고 있으며, 균일한 다공성의 open cell 구조 형태로 미생물의 고농도 고정화가 가능하다.
실험예 1 : 여재 성능 평가
상기 실시예 1에서 제작된 각각의 미생물이 고정된 여재의 성능을 시험하기 위하여, 인공유기성기질(글루코스 10 g/L, MgCl2·6H2O 0.1 g/L, NH4HCO3 2.5 g/L, NaHCO3 1 g/L, K2HPO4 60 mg/L, MnSO4·6H2O 15 mg/L, FeSO4·6H2O 25 mg/L, CoCl2·5H2O 0.125 mg/L, CuSO4·5H2O 5 mg/L) 100㎖이 담겨진 시험병에 상기 실시예 1 및 비교예의 여재를 넣고, 상기 시험병의 상부공간을 질소로 포화시킨 후, 35℃의 조건으로 교반하면서 8일 동안 반응시켰다.
시험병에서 생성된 가스를 가스크로마토그래피로 분석한 결과, 메탄임을 알 수 있었고, 상기 메탄의 생성량을 측정하였다. 이때, 메탄의 생성량은 상기 시험병의 상단을 염용액(2% 황산, 10% NaCl)이 채워진 아크릴 실린더에 연결하여, 시험병에서 발생된 가스의 압력에 의해실린더로부터 방출되는 염용액의 부피를 측정하는 방식으로 측정하였다.
비교예의 여재를 사용한 경우의 메탄생산 속도(단위 반응부피 및 반응시간당 메탄생성량)는 약 108±5 ㎖-CH4/L/d 이고, 실시예 1의 여재를 사용한 경우의 메탄생산 속도는 약 330±27 ㎖-CH4/L/d 이므로, 비교예의 여재를 사용한 경우에 비해 실시예의 여재를 사용한 경우에는 메탄의 생산속도가 약 3배 증가함을 알 수 있었다.
실험예 2: 내마모성 평가
용량 약 1리터의 유리 용기의 내측에 내수 사포(100번)를 붙이고, 상기 실시예 1 및 비교예의 수분포화된 여재 20 g을 물 0.5리터 넣어 매분 500 회전으로 4일간 교반하고, 시험 전후의 질량 변화(건조 후)로 평가했다.
질량 변화율(%)=[(시험 전의 건조 질량-시험 후의 건조 질량)/(시험 전의 건조 질량)]×100
실시예 1의 질량 변화율은 0.2%로 비교예의 0.5%에 비해 내마모성이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (10)

  1. 메틸메타크릴레이트와 폴리메틸메타크릴레이트가 혼합된 슬러리, 입자상의 비등성 혼합물 및 혐기성 미생물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계 ;
    상기 혼합물을 성형하여 성형체를 형성하는 단계 ;
    상기 성형체의 표면을, 항미생물 부착성 고분자 및 입자상의 비등성 혼합물을 함유하는 코팅 조성물로 코팅하여 코팅된 성형체를 형성하는 단계 ; 및
    상기 코팅된 성형체를 물과 알코올의 혼합 수용액에 넣고 발포하는 단계를 포함하는 다공성 유동상 여재의 제조방법에 있어서,
    상기 폴리메틸메타크릴레이트는 메틸메타크릴레이트 100 중량부에 대하여 30 내지 400 중량부 범위로 함유하고,
    상기 항미생물 부착성 고분자는 이오넨(ionene) 중합체와 도데실아민염이 혼합된 것을 특징으로 하는 다공성 유동상 여재의 제조방법
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 비등성 혼합물은 탄산염과 유기산을 1:1 내지 1:3의 몰비로 이루어진 것을 특징으로 하는 다공성 유동상 여재의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 비등성 혼합물은 입자 크기가 5 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는 다공성 유동상 여재의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 혼합물은 메틸메타크릴레이트와 폴리메틸메타크릴레이트가 혼합된 슬러리 100중량부에 대하여, 입자상의 비등성 혼합물 5 내지 70중량부 및 혐기성 미생물 5 내지 50중량부 범위로 혼합하는 것을 특징으로 하는 다공성 유동상 여재의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 코팅 조성물은 항미생물 부착성 고분자과 입자상의 비등성 혼합물이 1: 0.5 내지 1:1 중량비로 함유된 것을 특징으로 하는 다공성 유동상 여재의 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 발포단계는 초음파 또는 마이크로파를 추가로 조사하는 것을 특징으로 하는 다공성 유동상 여재의 제조방법.
  9. 청구항 1 내지 3, 청구항 5, 청구항 7 내지 청구항 8 중 어느 한 항의 제조방법으로 얻어진 것으로, 혐기성 미생물, 메틸메타크릴레이트 및 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 다공성 성형체의 표면에 항미생물 부착성 고분자가 코팅된 것을 특징으로 하는 다공성 유동상 여재
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 항미생물 부착성 고분자는 이오넨(ionene) 중합체와 도데실아민염이 혼합된 것을 특징으로 하는 다공성 유동상 여재.
KR1020160146337A 2016-11-04 2016-11-04 다공성 유동상 여재 및 이의 제조방법 KR101928628B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160146337A KR101928628B1 (ko) 2016-11-04 2016-11-04 다공성 유동상 여재 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160146337A KR101928628B1 (ko) 2016-11-04 2016-11-04 다공성 유동상 여재 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180049878A KR20180049878A (ko) 2018-05-14
KR101928628B1 true KR101928628B1 (ko) 2019-03-12

Family

ID=62187807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160146337A KR101928628B1 (ko) 2016-11-04 2016-11-04 다공성 유동상 여재 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101928628B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109516570A (zh) * 2018-11-14 2019-03-26 浙江海洋大学 净化海水养殖废水的复合微生物菌剂
KR102066160B1 (ko) * 2019-01-30 2020-01-14 수생태복원(주) 접촉 산화 기능을 갖는 바이오스톤볼 및 이의 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001247703A (ja) * 2000-03-02 2001-09-11 Nagano Nova Form Kk 発泡成形体およびその製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU720577B2 (en) * 1996-07-02 2000-06-08 Buckman Laboratories International, Inc. Methods and compositions for controlling biofouling using combinations of an ionene polymer and a salt of dodecylamine
JP4358413B2 (ja) 2000-08-10 2009-11-04 関西ペイント株式会社 微生物固定化担体混合物及びそれを用いたバイオリアクター
KR100481973B1 (ko) 2002-09-26 2005-04-13 대호산업 주식회사 미생물 고정화 유·무기 복합 담체 및 제조방법
KR100510590B1 (ko) * 2003-12-05 2005-08-26 손병갑 유동상 미생물 담체 및 그 제조방법
KR20120033529A (ko) * 2010-09-30 2012-04-09 주식회사 에이케이케이 분말형 포자 전환 복합 미생물을 합성수지에 혼합시켜 형성한 오?폐수 처리용 합성수지 복합 미생물 메디아 제조방법
KR101713657B1 (ko) 2013-11-15 2017-03-08 주식회사 에코비젼 미생물 고정화 담체 및 이의 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001247703A (ja) * 2000-03-02 2001-09-11 Nagano Nova Form Kk 発泡成形体およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180049878A (ko) 2018-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mu et al. Biological hydrogen production in a UASB reactor with granules. I: Physicochemical characteristics of hydrogen‐producing granules
Chen et al. Evaluation of a sponge assisted-granular anaerobic membrane bioreactor (SG-AnMBR) for municipal wastewater treatment
Bai et al. Preparation of crosslinked macroporous PVA foam carrier for immobilization of microorganisms
Choi et al. Addition of a foaming agent to improve N2 gas permeability of PVA/alginate carriers for deammonification process
TWI507367B (zh) Anaerobic treatment
CN103351062B (zh) 一种磁性微生物载体
WO1997041216A1 (fr) Support de microorganismes et son procede de production
CN101948173A (zh) 一种曝气生物滤池使用的复合填料及生物滤池结构
Choi et al. Crosslinking of PVA/alginate carriers by glutaraldehyde with improved mechanical strength and enhanced inhibition of deammonification sludge
KR101928628B1 (ko) 다공성 유동상 여재 및 이의 제조방법
US20080160596A1 (en) Artificial biomembrane and the method for manufacturing the same
CN107158932A (zh) 有机废气处理装置
KR20150088939A (ko) 가스투과성을 향상시킨 혐기성 미생물 고정방법
CN108249564B (zh) 一种反硝化固态碳源的制备方法及使用方法
CN103951050B (zh) 一种基于网状载体的反硝化细菌固定化直筒状生物活性填料制备及应用
CN101165177A (zh) 一种固定化微生物的制备方法
Bao et al. Carbon foams used as packing media in a biological aerated filter system
Han et al. Characterization of stone powder sludge foams and their application to wastewater treatment: Role of pore connectivity
Li et al. Study on preparation and properties of PVA‐SA‐PHB‐AC composite carrier for microorganism immobilization
CN108220278A (zh) 一种负载功能型微生物的营养缓释填料及其应用
KR20170050684A (ko) 미생물이 고정화된 담체의 제조방법
Pérez et al. Colonisation of a porous sintered-glass support in anaerobic thermophilic bioreactors
Sun et al. Biohydrogen production from traditional Chinese medicine wastewater in anaerobic packed bed reactor system
Ramm et al. Magnetic biofilm carriers: the use of novel magnetic foam glass particles in anaerobic digestion of sugar beet silage
Hong et al. Study on the Efficiency Treatment of Polluted Water by Biofilm Process Filled with Bamboo Filler

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right