KR102244397B1 - 자유-유동 캐리어 요소 - Google Patents

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Abstract

그 위에 있는 생물막의 성장을 위한 캐리어 요소(1; 10; 20)는 정화될 액체내에서 자유-유동하도록 설계되며 릿지부(4)에 의해 정화될 액체를 내장한 용기 내의 다른 캐리어 또는 표면으로부터의 마모로부터 보호되는 생물막 성장을 위한 표면(3; 13)을 구비하고, 릿지부는 보호 표면(3; 13) 상에서 성장하도록 의도되는 생물막의 바람직한 두께에 대응하는 높이를 갖는다. 생물막 성장을 위한 표면(3; 13)과 릿지부의 영역 사이의 비는 1:1 내지 1:20의 범위이다.

Description

자유-유동 캐리어 요소{FREE-FLOWING CARRIER ELEMENTS}
본 발명은 그 위에 있는 생물막의 성장을 위한 캐리어 요소에 관한 것으로, 상기 캐리어 요소는 정화될 액체 내에서 자유-유동하도록 설계되고, 정화될 액체를 내장한 용기 내의 표면 또는 다른 캐리어 요소로부터의 마찰로부터 보호되는 생물막 성장을 위한 표면을 구비한다.
물 또는 폐수의 생물학적 처리에서, 물은 몇몇 유형의 반응기 또는 여러 반응기(베셀 또는 다른 공간)를 통과하고, 미세-유기체는 물 내의 오염물질을 이산화탄소 및 물 등의 무해한 최종 산물로 변환하기 위해 사용된다. 처리는 공기의 공급 하에(호기성) 또는 공기의 공급 없이(혐기성) 또는 공기의 공급이 없지만 상당한 양의 질산염이 존재한 상태(무산소성)에서 수행될 수 있다. 처리 공정의 효율을 증가시키기 위해, 미세-유기체가 반응기 내에 부유하게 하고 반응기 이후의 분리 단계에서 미세-유기체를 물로부터 분리하고 미세-유기체를 반응기로 복귀시킴으로써(예를 들어, 활성화 슬러지 공정), 또는 미세-유기체가 생물막으로서 성장하고 따라서 공정(생물막 공정) 내에서 보유될 수 있는 표면 상에서 몇몇 종류의 지지 물질을 공정 내에 도입함으로써, 이러한 유기체가 처리수와 함께 빠져 나가는 것을 방지하는 것에 의해 공정 내의 활성 미세-유기체의 함량을 높게 하는 것이 공통적이다. 하이브리드 공정으로 지칭되는 이들 2개의 공정 유형의 혼합예가 또한 존재하며, 지지 물질이 활성화 슬러지 공정 내에 도입되어 생물막 성장 미세유기체뿐만 아니라 부유 미세-유기체도 공정에서 사용될 수 있다.
생물막 공정은 활성화 슬러지 공정에 비해 여러 장점을 갖는다. 예를 들어, 더 많은 부하가 인가될 수 있고 생물막 공정은 변화 및 외란에 대해 실질적으로 덜 민감하다. 가장 전통적인 생물막 공정은 처리 반응기 내의 캐리어 물질의 팩킹에 기초하고, 상기 물질은 공정 내에서 고정되어 움직일 수 없는 상태로 유지되는 충전체 또는 블록을 포함한다. 공정의 이들 실시예는 생물질(biomass) 또는 다른 미립자 물질에 의한 생물막 베드의 막힘 및 공정 내의 사구역(dead zone)의 형성의 위험을 포함하고, 물과 활성 미세-유기체 사이의 접촉은 충분하지 않다.
최근 20년 동안 매우 성공적이었던 다른 유형의 생물막 공정에서, 부유 및 이동 상태로 유지되는 캐리어 물질이 MBBR 공정, 즉 "이동 베드 생물막 반응기(Moving Bed Biofilm Reactor)"로서 지칭되는 공정에 사용된다. 그 위에서 성장하는 미세-유기체를 구비한 캐리어 물질은, 캐리어 물질이 통과할 수 없을 정도로 작은 개구 직경 또는 슬롯을 갖는 스트레이너(시브 또는 그리드)를 유출수가 통과함으로써 공정 내에서 유지된다. 이 유형의 공정의 장점은 특히, 베드의 막힘 및 사구역의 형성의 위험이 제거된다는 점이다.
공정 내에서 부유 및 이동 상태로 유지되는 캐리어 물질의 사용은 최초에는 다른 하이브리드 공정 적용예를 위해 보고되었고, 즉, 그 기능을 향상시키기 위해 부유 캐리어가 활성화 슬러지 공정에 공급되었다. 이 목적을 위해 사용된 캐리어는 발포 고무의 피스(EP 0 142 123), 상이한 유형의 원통형 충전체(독일연방 연구 기술부, Dr. D. Dengler, H. Lang, A. Baum의 1988년, 1월 연구 보고서 02 WA 8538, 12 및 13면 ".. 향상을 위한 부유체의 사용"), 내부 벽을 갖는 반구형 본체를 포함하는 캐리어(DE 30 17 439), "고슴도치형" 캐리어, 천공된 구, 및 교차형 플레이트(EP 0 058 974)를 포함한다.
WO 96/10542는 EP 0 142 123의 발포 고무 피스와 관련된 다른 실시예를 개시한다. 무작위적으로 형성된 캐리어의 세공 내에 보호 표면 영역을 제공하는 발포 프라스틱의 얇은 플레이크가 사용된다.
MBBR 공정의 캐리어는 반응기 내의 다른 표면 및 서로에 대한 반복된 충돌에 노출되기 때문에, 반응기 내의 다른 표면 또는 다른 캐리어에 노출되는 표면은 생물막 성장으로부터 깨끗한 상태로 유지된다. 따라서 공정의 효율은 예를 들어 캐리어 내의 내부 통로 또는 격실에서의 충돌에 대해 보호되는 영역에 크게 의존한다.
MBBR 캐리어의 다른 실시예가 FR 0850478에 개시되며, 플레이트 외부로 돌출하는 돌출부를 구비한 플레이트형 본체인 캐리어가 사용되는 물의 생물학적 처리를 위한 방법에 관한 것으로, 상기 돌출부는 서로 이격되고 돌출부 및 본체 자체는 모두 보호 표면 영역을 제공한다. 이 실시예는 캐리어가 함께 밀접하게 적층될 때 물이 여전히 본체와 돌출부 사이에서 이동할 수 있기 때문에 물질 전달 장점을 제공하는 점을 주장한다.
EP 1　431　252는 아마도 MBBR 공정을 위해 적절한 캐리어 요소를 개시한다. 캐리어 요소는 기포를 보유하는 능력이 될 때 우수한 특성을 갖고, 이는 폭기 공정이 더 효과적일 수 있다는 점을 의미한다.
WO 00/15565는 예를 들어, 폐수 처리를 위해 사용 가능한 "반경방향 유동 생물 반응기"를 개시한다. 이의 도 13 내지 도 15에서, 바람직한 두께를 갖는 생물막을 허용하는 성장 영역을 나타내는 캐리어 요소의 상이한 실시예가 도시된다. 그러나, 이들 캐리어 요소는 자유-유동 캐리어 요소로서 사용될 수 있는 개연성이 매우 적다. 어느 경우든, 보호 영역이 캐리어 요소의 표면 영역의 면적의 50% 미만이기 때문에, 이들은 매우 비효율적이다.
수처리를 위해 공지된 모든 캐리어의 하나의 문제점은 이들이 실제적으로 생활성 미생물층의 두께의 비제한적인 성장을 허용한다는 점이다. 이는 호기성이도록 설계된 환경에서도, 생물막 내의 제한된 유동 및/또는 혐기성 구역의 문제점으로 이어질 수 있다.
상기 및 다른 문제점은 생물막 성장을 위한 표면과 생물막 성장을 위해 표면을 보호하는 릿지부의 영역 사이의 비가 1:1 내지 20:1 범위인 캐리어 요소를 제공함으로써 해결 또는 적어도 완화된다.
제어된 생물막 두께를 얻기 위해, 릿지부의 높이는 보호 표면 상에서 성장하도록 의도되는 생물막의 바람직한 두께에 대응할 수 있다.
시험은 릿지부 높이가 0.05 내지 1.0 mm, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 mm, 가장 바람직하게는 0.15 내지 0.45 mm의 구간 내에 있을 수 있는 점을 보여준다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 캐리어 요소는 각각의 측부 상에 그리드를 구비한 플레이트의 형상일 수 있고, 상기 그리드 형태 우물은 생물막 성장을 보호하는 만입부를 형성하고, 상기 만입부의 깊이는 상기 보호 생물막의 두께를 결정한다.
예리한 에지를 회피하기 위해, 상기 플레이트는 둥근 형상 또는 타원형 형상일 수 있다.
폭기를 향상하기 위해, 상기 플레이트는 안장 형상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 패턴은 정사각형 또는 직사각형 만입부를 구비한 그리드의 형상일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 패턴은 6각형 만입부를 구비한 벌집 형상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 캐리어 요소는 길이방향 내부 채널을 구비한 프로파일 형상일 수 있고,
길이방향 내부 채널은 길이방향 내부 채널의 중심을 향해 내부 채널 벽으로부터 연장하는 다수의 길이방향 보유 벽을 내장하고,
길이방향 홈이 길이방향 보유 벽들 사이에 형성되고,
막대형 세정 요소가 길이방향 내부 채널의 중심에 진입할 수 있고,
상기 막대형 세정 요소는 상기 길이방향 홈에 진입할 수 없고,
길이방향 홈은 길이방향 내부 채널 벽을 따르는 생물막 성장을 보호하고,
길이방향 내부 채널 벽을 따르는 보호 생물막 두께는 길이방향 보유 벽의 높이에 의해 결정된다.
막대형 세정 요소는 캐리어 요소의 전부 또는 일부 상에, 캐리어 요소의 주연부에 따라서 배열될 수 있다.
막대형 세정 요소는 또한 반응기 내의 캐리어 요소 이외의 다른 구조부 상에 제공될 수 있고, 예를 들어 반응기 내측의 브러시형 구조부의 형상이다.
캐리어 요소는 임의의 형상, 예를 들어, 6각형, 정사각형, 또는 둥근 형상일 수 있다.
본 발명이 달성 가능한 이들 및 다른 양태, 특징부, 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 이하의 상세한 설명으로부터 자명해지고 명료하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따르는 6각형 캐리어 요소를 도시하는 개략적 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따르는 6각형 캐리어 요소를 도시하는 개략적 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따르는 6각형 캐리어 요소를 도시하는 개략적 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따르는 6각형 캐리어 요소를 도시하는 개략적 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따르는 6각형 캐리어 요소를 도시하는 개략적 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따르는 편평한 둥근 캐리어 요소를 도시하는 개략적 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따르는 안장 형상 캐리어 요소를 도시하는 개략적 사시도이다.
도 8은 아치형 생물막 표면층을 갖는 캐리어 요소를 도시하는 개략적 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예가 도 1에 도시되며 미생물의 생물학적 활성층의 성장을 허용하는 캐리어 요소(1)에 관한 것이다. 캐리어 요소(1)는 다수의 관통 구멍(2)을 포함하고, 각각의 관통 구멍(2)은 관통 구멍(2)의 길이를 따라서 연장하는 벽(3) 및 릿지부(4)에 의해 제한된다. 관통 구멍(2) 및 이들의 릿지부(4)는 릿지부(4)에 의해 형성된 영역 내에 끼워지는 직경을 구비한 막대형 구조(미도시)에 의해 세정되도록 배열된다. 도시된 실시예에서, 관통 구멍(2)은 6각형으로 형성 및 배열되지만, 본 발명의 범위 내에서 다른 구성이 또한 가능하다.
막대형 세정 요소 및 구멍의 릿지부를 구비한 구성은 구멍 내에서 성장하는 미생물막이 그 두께에 관해 제한될 수 있다는 효과를 제공한다.
도 2는 도 1의 실시예와 유사하지만, 2개의 동일한 요소들 사이에서 연장하는 분할 벽이 도 1의 관통 구멍에 대응하는 형상을 갖는 구멍을 구비하는 실시예를 도시한다.
도 3은 도 1 및 도 2의 실시예와 유사하지만, 막대형 세정 요소(5)가 캐리어(1)의 외부 표면으로부터 연장하는 실시예를 도시한다.
도 4는 도 2의 실시예와 유사하지만, 막대형 세정 요소(5)가 캐리어(1)의 외부 표면으로부터 연장하는 실시예를 도시한다.
도 5은 6개의 막대형 세정 요소(5)를 구비한 또 다른 실시예를 도시한다.
작동 도중, 요소는 반응기(미도시) 내의 다른 요소 및 표면 주위에서 부유하고 이들과 접촉할 수 있다. 관통 구멍의 내부 표면은 마모로부터 보호될 수 있으나, 릿지부(4)에 의해 형성되는 영역 내에 끼워지는 직경을 구비한 제3 내지 제5 실시예에 설명된 막대형 세정 요소(5)는 관통 구멍의 중심에서 생물막을 긁을 수 있고, 보호 생물막 층은 관통 구멍(2)의 길이를 따라 연장하는 릿지부(4)의 높이에 의해 형성되는 두께를 갖게 된다.
요소(1)는 예를 들어 폴리에틸렌 플라스틱 또는 폴리프로필렌 플라스틱으로부터 압출 또는 사출 성형에 의해 제조될 수 있고, 이들은 2 내지 20 mm의 두께, 10 내지 50 mm의 직경, 2 내지 5 mm의 관통 구멍을 구비할 수 있고, 릿지부는 관통 구멍의 내부 표면으로부터 0.1 내지 0.5 mm 연장할 수 있다. 막대형 세정 요소(5)는 바람직하게는 관통 구멍에 진입할 수 있는 직경을 갖고, 즉, 막대형 세정 요소의 직경은 릿지부(4)의 높이만큼 감산된 구멍 직경보다 작다. 막대형 세정 요소의 길이는 바람직하게는 캐리어의 두께의 절반보다 약간 크다.
제2, 제3, 및 제6 실시예에 설명된 요소(1)는 구멍의 저부 내의 분할 벽 상에 작은 돌출부(미도시)를 구비할 수 있다. 이 작은 돌출부는 구멍의 분할 벽으로부터 0.1 내지 0.5 mm 연장할 수 있고 릿지부(4)의 높이만큼 감산된 구멍 직경보다 작은 직경을 갖는다. 구멍의 분할 벽 표면은 막대형 세정 요소(5)로부터의 마모로부터 보호될 수 있고, 보호 생물막 표면은 작은 돌출부의 높이에 의해 형성되는 두께를 갖게 된다.
그 결과 구멍 내에서 성장하는 생물막은 제한된 두께를 갖고, 이에 의해 생물막의 혐기성부를 회피할 수 있다.
도 6에, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 캐리어(10)가 도시된다. 캐리어(10)는 디스크형 본체(11)를 포함하고, 디스크형 본체는 디스크형 본체(11)의 전체 영역에 걸쳐 연장하는 릿지부(4)의 그리드(12)를 포함한다. 그리드(12)의 릿지부(4)는 디스크형 본체(11)에 걸쳐 그 위에서 성장하는 생물막의 바람직한 두께에 대응하는 높이를 구비한다. 디스크형 본체는 예리한 코너부를 회피하는 형상, 즉 원형 또는 타원형 형상을 구비해야 하는데, 릿지부(4)의 그리드(12)에 의해 보호되더라도 예리한 코너부가 디스크형 본체로부터 생물막을 긁을 수 있기 때문이다.
작동 도중, 본 실시예에 따르는 많은 수의 캐리어는 반응기 내에서 자유-부유되고, 캐리어의 표면 상에서 성장하는 생물막이 긁힐 수 있다. 그러나, 그리드(12)의 제공 및 예리한 코너부가 존재하지 않는 점으로 인해, 그리드(12)의 릿지부(4) 사이의 영역(13)은 마모로부터 보호될 수 있다. 그러나, 생물막 두께가 너무 두꺼운 경우, 초과량은 긁힐 수 있다. 따라서, 생물막 두께가 효율적인 방식으로 제어될 수 있다.
도 7에, 캐리어(20)가 도시되고, 캐리어(20)는 도 6의 캐리어(10)와 실질적으로 동일하지만, 안장 형상 구성으로 형성된다. 이 구성은 폭기성의 면에서 우수하게 수행하도록 도시된다.
도 8은 디스크형 본체(11) 캐리어 상의 그리드(12)의 릿지부(4) 사이의 생물막 표면이 평각에서 긁히지 않는 경우를 도시한다. 2개의 캐리어 요소(10)들이 서로에 대해 긁는 경우, 디스크형 본체(11)의 원형 또는 타원형 형상은 그리드(12)의 릿지부(4)들 사이에서 대응하는 아치형 생물막 표면(14) 형상이 될 수 있다. 이러한 아치형 표면(14)의 형상은 디스크형 본체의 직경 및 그리드(12) 밀도에 의존할 수 있다.
캐리어(10 및 20)는 사출 성형에 의해 제조될 수 있다. 캐리어는 10 내지 50 mm의 직경, 5 내지 10 mm의 그리드(12) 밀도 및 0.05 내지 1.0 mm의 릿지부(4) 높이를 가질 수 있다. 본체의 두께는 그 강도에 관해 가능한 얇은 것이 바람직하다. 다른 제조 방법은 그 위에 릿지부(4)가 형성되도록 플라스틱의 플레이트를 압연하고 압연된 플레이트로부터 바람직한 형상 및 크기의 캐리어를 스탬핑 가공하는 것일 수 있다.
생물막 성장을 위한 표면 영역은 주로 캐리어 요소의 벽(3) 또는 영역(13)이다. 릿지부(4) 및 그리드(12)는 유사하거나 더 작은 생물막 성장 영역을 구성하고 주로 생물막의 두께를 형성하고 보호한다.
캐리어 요소(1, 10, 20)의 릿지부(4)에 대한 보호 표면(3, 13)들 사이의 생물막 성장 영역의 비는 1:1 내지 20:1의 범위이다.
캐리어 요소는 생물학적 폐수 처리를 구동하는 엔진이기 때문에, 생물 반응기 내의 미세-유기체의 수량 및 품질을 면밀히 모니터링하는 것이 중요하다.
캐리어 요소 및 MBBR-공정의 초기 개발은, 캐리어 물질에 의해 제공되는 보호 표면, 그리고 어느 정도는, 생물막이 큰 두께를 갖는 경우 생물막으로의 물질 이송을 증가시키기 위해 캐리어 요소가 형성되어야 하는 방법에만 집중하였다.
모든 종래 기술의 캐리어 및 MBBR 공정의 주 제한은, 생물막의 두께가 물질 전달이 생물막에 걸쳐 효과적인 범위까지 제어되지 않고, 따라서 생물막의 외부 부분만이 바람직한 반응을 위해 사용된다.
생물막이 캐리어 요소 상에서 두껍게 성장하는 경우, 환경에 노출되는 생물막의 유효 영역이 감소되고, 많은 부분의 생물질이 바람직한 반응에 관해 비활성화되어 MBBR 공정 효율이 감소된다. 따라서 공정은 생물막이 성장되는 방법에 따라서 변하는 효율을 나타낼 수 있고, 지지 요소 내의 생물막의 완전한 내부 성장에 의해 효율의 급격한 감소가 발생한다. 두꺼운 생물막에 대해, MBBR-공정을 반대하는 반응, 예를 들어 황화수소에 대한 황산염의 감소가 생물막 내에 추가로 발생할 수 있다. 이들 문제는 잘 알려져 있지만, 이를 제어하기 위한 해결책은 존재하지 않는다.
불활성 캐리어 요소의 과성장이 심한 경우, 기계적으로 생물막을 캐리어로부터 쳐서 떨어뜨리도록 다른 유형의 세척 장치가 사용된다. 그러나, 개별 캐리어 요소에 대해, 세정 결과는 무작위적이고, 생물막은 최적 두께로 제어되지 않는다. 본 발명은 MBBR 공정에서 생물막의 두께가 바람직한 반응을 위한 최적 범위로 사전결정되고 유지될 수 있는 캐리어 요소에 관한 것이다.
캐리어 요소가 해당 공정에서 다른 캐리어 요소 또는 다른 표면에 대해 이동되는 경우 발생하는 마모는 MBBR 공정의 단점으로서 이전에 고려되었는데, 해당 공정은 캐리어가 고정되고 모든 표면이 이식되는 다른 생물막 공정과 비교할 때 생물막이 이식될 수 있는 지지 물질의 영역의 크기를 제한하기 때문이다. 본 발명에 따르는 일반적인 해결책은 이 마모를 사용하는 대신 달성되는 반응을 위해 최적 범위 내의 제어된 두께를 갖는 생물막을 제공하는 것이고, 이는 다른 생물막 공정뿐만 아니라 종래의 MBBR 공정에 걸쳐 상당한 장점을 제공한다.
본 발명과 종래 실시예 사이의 비교에서, 캐리어 요소의 "보호 생물막 두께"를 최적 범위 내에 유지하는 것이 물질의 최대 보호 표면을 달성하는 것과 동일하게 중요하다는 점이 확인되었다.
공정의 효율은 바람직한 반응에 적극적으로 참여하는 생물질의 양에 의해 실제로 결정되고, 이는 갱신되는 반응물에 의해 도달되는 생물막의 일부에서 확인되는 것으로 보여진다. 생물막 공정의 특성, 액체 유동을 정지시키는 캐리어 물질 표면으로 인해, 생물막 내로의 반응물의 이송은 해당 물질에 대한 확산률에 의해 제한될 수 있다. 생물막 내의 이 유형의 물질 이송 제한은 모든 종류의 기질, 예를 들어, 호기 공정의 산소, 혐기 공정의 휘발성 지방산, 생물학적 인 제거의 인 및 암모늄의 질화에 적용된다.
더 특별히, 본 발명에 따르는 MBBR 시행은 최대 활성 생물막을 달성하기 위해 그 두께가 0.05 내지 1.0 mm, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 mm, 특히 0.15 내지 0.45 mm의 범위 내에서 유지되어야 하는 점이 보여진다.
0.05 mm 보다 얇은 생물막에 대해, 활성 생물질의 양은 생물막 두께에 의해 제한되고, 따라서 전체 용량이 도달되지 않는다. 1.0 mm 보다 두꺼운 생물막에 대해, 생물막의 내부에 상당한 양의 비활성 생물질이 존재하고 자체적으로 원하지 않은 반응이 나타나기 시작한다.
보호 생물막 두께는 공정에서 다른 표면, 다른 캐리어의 표면, 반응기 벽 또는 반응기의 다른 부분을 긁게 되는 일 없이, 생물막이 지지 요소 상에서 성장할 수 있는 두께이다. 보호 생물막 두께는 따라서 반응기의 다른 부분의 설계뿐만 아니라 캐리어 물질 설계 양쪽에 기초할 수 있다.
본 발명은 종래 기술에 비해, 생물막의 두께를 달성되는 반응을 위한 최적 범위 내에서 제어하기 위해 공정에서 다른 캐리어 요소 또는 다른 표면에 대해 캐리어 요소가 이동할 때로부터의 마모 또는 찢김을 사용하는 캐리어 요소를 제공하는 점이고, 이는 다른 생물막 공정뿐만 아니라 종래의 MBBR 공정에 대해 상당한 장점을 제공한다.
본 발명이 특정 실시예를 참조하여 상술되었으나, 여기에 설명된 특정 형태로 제한되도록 의도하지 않는다. 오히려, 본 발명은 첨부된 청구항에 의해서만 한정되며, 이들 첨부된 청구항의 범위 내에서 상기 특정 실시예 이외의 다른 실시예가 동등하게 가능하다.
청구항들에서, "포함한다/포함하는"이라는 용어는 다른 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 더욱이, 개별적으로 나열되지만, 복수의 수단, 요소 또는 방법 단계가 예를 들어 단일 유닛 또는 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 게다가, 개별적 특징들이 상이한 청구항들 내에 포함될 수 있지만, 이들은 아마도 유리하게 결합될 수 있으며, 상이한 청구항들 내의 포함은 특징들의 결합이 가능하지 않고 그리고/또는 유리하지 않다는 것을 의미하지 않는다. 추가로, 단수형의 언급은 복수형을 제외하지 않는다. 단수형, "제1", "제2" 등의 용어는 복수를 제외하지 않는다. 청구항의 참조 부호는 단지 명시적인 예로서 제공되며 청구항의 범위를 어떠한 방식으로도 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

Claims (18)

  1. 그 위에 있는 생물막의 성장을 위한 캐리어 요소(1; 10; 20)이며, 상기 캐리어 요소(1; 10; 20)는 정화될 액체 내에서 자유-유동하도록 설계되며 릿지부(4)에 의해 정화될 액체를 내장한 용기 내의 다른 캐리어 요소 또는 표면으로부터의 마모로부터 보호되는 생물막 성장을 위한 표면(3; 13)을 구비하고, 릿지부는 생물막 성장을 위해 보호 표면(3; 13) 상에서 성장하도록 의도되는 생물막의 두께에 대응하는 높이를 갖고,
    상기 캐리어 요소(1; 10; 20)는 각각의 측부 상에 패턴을 구비한 플레이트(10)의 형태이고, 상기 패턴은 생물막 성장을 보호하는 만입부를 형성하는 우물을 형성하고, 상기 만입부의 깊이는 상기 보호되는 생물막의 두께를 결정하고,
    생물막 성장을 위한 릿지부들 사이의 표면(3; 13) 영역과 릿지부들의 측부 영역 사이의 비는 1:1 내지 20:1이고,
    보포 표면(3;13) 상에서 성장하도록 의도되는 생물막의 두께에 대응하는 릿지부(4)의 높이는 0.05 내지 1.0 mm의 구간 내에 있는, 캐리어 요소(1; 10; 20).
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    보호 표면(3; 13) 상에서 성장하도록 의도되는 생물막의 두께에 대응하는 릿지부(4)의 높이는 0.1 내지 0.5 mm의 구간 내에 있는, 캐리어 요소(1; 10; 20).
  4. 제1항에 있어서,
    보호 표면(3; 13) 상에서 성장하도록 의도되는 생물막의 두께에 대응하는 릿지부(4)의 높이는 0.15 내지 0.45 mm의 구간 내에 있는, 캐리어 요소(1; 10; 20).
  5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플레이트는 둥근 형상 또는 타원형 형상인, 캐리어 요소(1; 10; 20).
  6. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플레이트는 안장 형상인, 캐리어 요소(1; 10; 20).
  7. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패턴은 정사각형 또는 직사각형 만입부를 구비한 그리드의 형상인, 캐리어 요소(1; 10; 20).
  8. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패턴은 6각형 만입부를 구비한 벌집 형상인, 캐리어 요소(1; 10; 20).
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