KR102435314B1 - 미생물 고정화 유·무기 복합 담체 조성물 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미생물 고정화 유·무기 복합담체 및 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무기흡착소재, 열가소성 수지, 점결제 등을 적절히 배합한 조성물을 이용하여 다공성 복합 담체를 제조함으로써 담체 중량이 감소되고 미생물의 흡착력이 현저히 개선되며, 오염물질의 유입 및 접촉을 원활히 하고 미생물의 서식환경에 적합한 구조를 갖는 성능이 우수한 미생물 고정화 유·무기 복합담체 및 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 미생물 고정화 유·무기 복합담체용 조성물 및 상기 조성물의 제조 방법에 따르면 종래의 담체에 비하여 특히 유·무기 복합담체 파괴 강도가 상승하고, 미생물의 흡착 성능을 포함한 물리적 특성들이 개선됨으로써 미생물의 서식 환경에 바람직한 조건을 제공할 수 있다.

Description

미생물 고정화 유·무기 복합 담체 조성물 및 그의 제조 방법{Organic and inorganic hybrid media for microbe immobilization and process for preparing the same}

본 발명은 미생물 고정화 유·무기 복합담체 및 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무기흡착소재, 열가소성 수지, 점결제 등을 적절히 배합한 조성물을 이용하여 다공성 복합 담체를 제조함으로써 담체 중량이 감소되고 미생물의 흡착력이 현저히 개선되며, 오염물질의 유입 및 접촉을 원활히 하고 미생물의 서식환경에 적합한 구조를 갖는 성능이 우수한 미생물 고정화 유·무기 복합담체 및 제조방법에 관한 것이다.

지금까지 개발된 고정화 담체는 우선 무기소재와 기공 형성제를 혼합하여 성형하거나 발포시켜 기포를 형성시킨 후 고온으로 열처리하여 제조하는 다공성 세라믹 담체 제조방법이 보고되고 있다. 이 방법은 기계적 강도와 기공율 그리고 함수율이 비교적 높은 담체를 제조할 수 있으나, 오염물질을 화학 흡착하는 산점이 매우 약해 오염물질의 흡착력이 떨어져 오염물질의 부하변동에 따른 일정한 처리효율을 기대하기가 어려우며, 제조과정에서 기공형성제의 산화로 인한 오염물질의 발생과 소성시 많은 에너지가 소모됨으로서 제조원가가 높다는 단점이 있다. 또한 미생물의 탈리현상이 자주 발생하여 일정한 농도의 미생물 개체수를 유지하기가 곤란하다는 문제가 있다.

또 다른 방법으로 실리카, 알루미나, 제올라이트 및 점토 등을 열가소성수지와 혼합한 후 발포제를 첨가하여 120℃ 이상의 온도로 사출함으로서, 열가소성 수지를 녹여 결합제로 작용하게 하고 발포제의 작용으로 기공을 형성시키는 미생물 고정화 담체를 제조하는 방법이 공지의 방법으로 사용되고 있다.

상기 방법으로 제조한 미생물 고정화용 담체는 폐기공이 많이 형성되어 담체 내부까지 기체 및 액체의 침투가 어렵고, 열가소성수지의 용융으로 인해 형성된 고분자층이 상기의 흡착제와 오염물질의 접촉을 방해하는 작용을 한다. 이로 인해 담체의 흡착력과 함수율이 저하되어 미생물의 부착 능력을 감소시키게 되므로, 처리효율을 높일 수 없으며 또한 세라믹 담체와 같이 미생물의 탈리현상이 자주 발생하여 일정한 처리효율을 유지하기 곤란하다는 단점이 있다.

따라서 이와 같이 종래의 미생물 고정화 담체를 사용하는 처리공정에서는 담체 그 자체로는 고도처리 효율을 유지하기가 힘들기 때문에 이를 보완하기 위한 다양한 처리공법의 개발이 동시에 필요하다는 문제점이 있다.

본 발명자들은 한국 공개번호 제10-2004-0026871호(2004년04월01일)에서 무기흡착소재 30 ∼ 80 중량%, 융점이 200℃ 미만인 열가소성수지 20 ∼ 70 중량%, 점결제 1 ∼ 10 중량% 및 수 용출성탄산염 1 ∼ 20 중량%가 각각 함유되어, 종래의 제조공정에서 일반적으로 수행했던 발포과정 및 소성과정 없이 직접 건조과정을 도입하여 다공성 복합담체가 제작됨으로써, 제조공정의 단순화와 원가의 저렴화 뿐만아니라 흡착력을 현저히 증가시키고 개·폐기공을 연결하여 오염물질의 유입 및 접촉을 원활히 하고 미생물의 서식환경에 적합한 구조를 갖는 성능이 우수한 미생물 고정화 유·무기 복합담체 및 이의 제조방법을 제시한 바 있으나, 그간의 실용화 및 제품 개발 과정에서 좀 더 효율적인 담체의 필요성이 대두되었다.

한국 공개번호 제10-2011-0084706호(2011년07월26일) 한국 공개번호 제10-2004-0026871호(2004년04월01일)

본 발명자들은 위와 같은 종래의 문제점들이 더욱 개선되고, 성능이 우수한 미생물 고정화 유·무기 복합 담체 및 이의 제조방법을 개발하기 위하여 예의 연구한 결과 후술하는 바와 같이, 무기흡착 소재, 점결제, 용매, 분산제 등을 적절히 혼합하여 제조한 담체가 미생물의 흡착 성능이 더욱 개선된 것을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 목적은 미생물의 흡착 성능을 포함한 물리적 특성이 개선된 미생물 고정화 유·무기 복합담체용 조성물 및 상기 조성물의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

위와 같은 본 발명의 목적은 A형 제올라이트 분말 또는 코코넛 분말 활성탄 중에서 선택된 무기흡착소재 19 ∼ 29 중량%, 융점이 200 ℃ 미만인 열가소성 수지 25 ∼ 45 중량%, 몬모릴로나이트계 점토 3 ∼ 12 중량%, 폴리비닐알코올 3~12 중량%, 잔탄검 2 ~ 10 중량%, 메틸렌 클로라이드 2 ~ 10 중량%, 수 용출성 탄산염 2 ∼ 10 중량% 및 잔부의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 고정화 유·무기 복합담체용 조성물 및 상기 조성물의 제조 방법에 의해 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 미생물 고정화 유·무기 복합담체용 조성물 및 상기 조성물의 제조 방법에 따르면 종래의 담체에 비하여 특히 유·무기 복합담체 파괴 강도가 상승하고, 미생물의 흡착 성능을 포함한 물리적 특성들이 개선됨으로써 미생물의 서식 환경에 바람직한 조건을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무기 흡착 소재 조성물을 이용한 유·무기 복합담체의 제조방법에 대한 공정도이다.

본 발명은, 일면에 있어서, A형 제올라이트 분말 또는 코코넛 분말 활성탄 중에서 선택된 무기흡착소재 19 ∼ 29 중량%, 융점이 200 ℃ 미만인 열가소성 수지 25 ∼ 45 중량%, 몬모릴로나이트계 점토 3 ∼ 12 중량%, 폴리비닐알코올 3~12 중량%, 잔탄검 2 ~ 10 중량%, 메틸렌 클로라이드 2 ~ 10 중량%, 수 용출성 탄산염 2 ∼ 10 중량% 및 잔부의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 고정화 유·무기 복합담체용 조성물을 제공한다.

본 발명은, 추가의 일면에 있어서, 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌 왁스와 폴리부틸렌 숙시네이트 또는 폴리염화비닐이 1:0.1~0.3의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 미생물 고정화 유·무기 복합담체용 조성물을 제공한다.

본 발명은, 추가의 일면에 있어서, 상기 무기흡착소재는 평균 입자의 크기가 1 ∼ 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 미생물 고정화 유·무기 복합담체용 조성물을 제공한다.

본 발명은, 다른 추가의 일면에 있어서, 상기 몬모릴로나이트계 점토는 나트륨계 벤토나이트이고, 상기 수 용출성 탄산염은 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 중 선택된 것을 특징으로 하는 미생물 고정화 유·무기 복합담체용 조성물을 제공한다.

본 발명은, 다른 추가의 일면에 있어서, 상기 수 용출성 탄산염으로는 탄산일수소나트륨 분말을 사용하는 것을 특징으로 하는 미생물 고정화 유·무기 복합담체 조성물을 제공한다.

이하 본 발명에 따른 미생물 고정화 유·무기 복합 담체 조성물 및 그의 제조 방법을 바람직한 실시 형태를 예를 들어 첨부 도면과 함께 상세하게 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명에 따른 미생물 고정화 유·무기 복합담체용 조성물은 A형 제올라이트 분말 또는 코코넛 분말 활성탄 중에서 선택된 무기흡착소재 19 ∼ 29 중량%, 융점이 200 ℃ 미만인 열가소성 수지 25 ∼ 45 중량%, 몬모릴로나이트계 점토 3 ∼ 12 중량%, 폴리비닐알코올 3~12 중량%, 잔탄검 2 ~ 10 중량%, 메틸렌 클로라이드 2 ~ 10 중량% 및 수 용출성 탄산염 2 ∼ 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명의 조성물에 대하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 다른 조성물은 종래기술의 문제점인 폐기공에 기인한 오염물질의 흡착력 저하 문제를 해결하면서, 제조공정을 단순화하고 오염물질의 유입 및 접촉을 원활하게 함으로써 유유·무기 복합 담체의 중량이 감소되어도 파괴 강도가 상승하고, 미생물의 흡착력이 상승하여 미생물 서식환경에 적합한 성능이 우수한 오염물질 고도처리용 미생물 고정화 유·무기 복합 담체를 제공하는 것에 기술적인 특징이 있다.

상기 무기흡착소재는 다공성으로 평균입자의 크기가 1 ∼ 10 ㎛인 것으로, 예를 들면 A형 제올라이트 분말, 또는 코코넛 분말 활성탄에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 제올라이트는 650 ℃ 이상의 온도에서는 그 결정구조가 파괴되어 흡착능 및 기공이 소멸되게 되고, 활성탄은 완전 산화되어 활성이 없어진다. 그러나 본 발명은 소성과정이 없어 상기와 같은 문제가 없이 우수한 흡착력을 그대로 이용할 수 있다. 실시예에서는 제올라이트 4A 분말 (주)제오빌더 제품을 사용하였다. 코코넛 활성탄 분말은 삼천리활성탄소(주)에서 구매하여 사용하였다.

상기의 무기흡착소재의 평균입자 크기가 1 ㎛ 미만이면 입자간에 브리지(bridge)가 형성되어 제조공정에서 원료의 이송이 곤란하고, 10 ㎛를 초과하는 경우에는 성형이 곤란한 문제가 발생한다.

이러한 상기 무기흡착제는 조성물의 전체 중량을 기준으로 19 ∼ 29 중량%로 사용하는데, 그 사용량이 19 중량% 미만이면 유기물 흡착능력이 감소하여 미생물의 부착이 곤란하고, 29 중량%를 초과하면 기계적 강도가 감소하며, 물 속에서 담체가 붕괴되는 문제가 발생하게 된다.

상기 열가소성 수지는 복합담체의 제조과정에서 용융되고 승화하여 담체 내부에 기공을 형성시킴과 동시에 결합제로 사용되며, 융점이 200 ℃ 미만인 것이 바람직하다. 융점이 200 ℃를 초과할 경우 에너지 사용량이 증가되어 제조원가가 상승하고 제조시 악취가 발생할 뿐만아니라 발화의 위험이 뒤따른다.

상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌 왁스와 폴리부틸렌 숙시네이트 또는 폴리염화비닐이 1:0.1~0.3의 중량비로 혼합된 것을 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 폴리부틸렌 숙시네이트는 폴리에스테르 계열의 열가소성 중합체 수지로서 생분해성 지방족 에스테르이다.

상기 열가소성 수지는 조성물의 전체 중량을 기준으로 25 ∼ 45 중량%로 사용하는데, 25중량% 미만이면 기공의 형성이 어렵고 충분한 기계적 강도의 유지가 곤란하며, 45 중량%를 초과할 경우에는 건조과정에서 담체가 서로 고착되어 담체의 제조가 곤란한 문제가 발생한다. 상기 폴리에틸렌 왁스는 (주)라이온켐텍 제품을 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용된 나트륨계 벤토나이트는 성형시 가소성 및 점결성을 부여하여 원활한 성형체 제조를 가능하게 하고, 처리과정에서 양이온 교환제로 작용하여 오염물질을 화학 흡착하는 작용을 한다. 일반적으로 층간거리가 10 Å 정도되는 층상구조의 팽창성 나트륨계 벤토나이트는 500 ℃ 이상의 온도에서는 결정수의 이탈로 층간 간격이 줄어들고 이후 다시는 늘어나지 않아 이온교환이 불가능하게 된다.

본 발명의 점결제는 몬모릴로나이트계 점토를 사용하며 바람직하기로는 나트륨계 벤토나이트를 사용한다.

나트륨계 벤토나이트는 소성을 하지 않아 결정구조가 붕괴되지 않기 때문에 양이온교환 특성을 그대로 이용할 수 있는 장점이 있다.

이러한 나트륨계 벤토나이트는 3 ∼ 12 중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 3중량% 미만이면 성형이 불가능하고, 12 중량% 초과시에는 물 속에서 벤토나이트의 팽윤 특성에 기인한 담체의 균열 및 붕괴 현상이 초래된다.

상기 폴리비닐알코올은 열가소성 수지의 가소제로서 사용되고, 미생물의 흡착력을 증대시키며, 그 함량은 전체 조성물의 중량을 기준으로 3~12 중량%로 사용되는 것이 바람직하다.

상기 잔탄검은 식물의 균에 탄수화물을 주입하여 발효시킨 혼합물로써 분산제로써 사용되고, 유·무기 복합 담체의 점성 및 미생물 흡착 측면에서 상승 효과를 제공하며, 그 함량은 전체 조성물의 중량을 기준으로 2 ~ 10 중량%가 바람직하다.

상기 메틸렌 클로라이드는 상기 열가소성 수지의 용매로서 사용되고 미생물의 흡착력을 증대시키며, 그 함량은 전체 조성물의 중량을 기준으로 2 ~ 10 중량%가 바람직하다.

상기의 수 용출성 탄산염은 온수에서 탄산을 용출시켜 폐기공 간의 연결통로 역할을 하여 담체 내에 연속기공이 형성되게 하고, 오염물질과 담체에 포함된 무기흡착 소재와의 접촉 면적을 증가시키는 작용을 하는 성분이다.

본 발명에서 사용되는 수 용출성 탄산염은 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 중 선택된 것으로 예를들면 탄산일수소나트륨 분말이 더욱 바람직하게 사용될 수 있다. 탄산일수소나트륨 분말은 동양화학공업(주)의 제품을 사용할 수 있다.

상기 수 용출성 탄산염은 전체 조성물의 중량을 기준으로 2 ∼ 10 중량%로 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 상기 함량이 2 중량% 미만이면 온수 용출에 기인한 폐기공 간의 연결통로 역할을 하지 못하고, 10 중량% 초과시에는 탄산염의 완전한 용해가 곤란하며 탄산염의 과도한 확산저항에 기인한 담체 내부의 압력 증가로 담체가 붕괴되는 문제점이 있다.

본 발명은, 추가의 일면에 있어서, 상기 무기 흡착 소재 조성물을 이용한 미생물 고정화 유·무기 복합담체의 제조방법을 제공한다.

상기 미생물 고정화 유·무기 복합담체의 제조방법은

a) 무기흡착소재, 열가소성수지 일부, 점결제, 용매, 분산제, 가소제 및 수 용출성 탄산염을 물과 골고루 혼합하여 혼합물을 얻는 단계;

b) 상기 혼합물을 혼합성형 또는 압출성형으로 직경 10 ∼ 20 ㎜의 원통형이나 구형 또는 튜브형 1차 성형체를 제조하는 단계;

c) 1차 성형체를 열가소성 수지 분말과 다시 혼합하여 담체 표면에 인위적인 표면 기공을 형성시키는 2차 성형체를 제조하는 단계;

d) 상기 2차 성형체를 2 ∼ 5 일 동안 1차 건조시키는 단계;

e) 1차 건조된 성형체를 강제통풍식 건조기에서 100℃에서 10 ~ 15 시간, 110℃에서 1시간, 120 ℃에서 1시간, 130℃에서 1시간, 140℃에서 1시간, 150℃에서 3시간 동안 단계별로 2차 건조시키는 단계;

f) 상기 2차 건조된 성형체를 실온까지 냉각한 후 60 ∼ 95℃의 단계별 온수 용액내에서 17 ∼ 20 시간 유지하여 탄산염을 용출시키는 단계; 및

g) 탄산염이 용출된 성형체를 물로 수세하고 강제통풍식 건조기에서 100℃에서 10 ~ 15 시간, 110℃에서 1 시간, 120 ℃에서 1 시간, 130℃에서 1 시간, 140℃에서 1 시간 및 150℃에서 3 시간 동안 단계별로 재건조시키는 단계를 포함하고,

상기 1차 성형체는 A형 제올라이트 분말 또는 코코넛 분말 활성탄 중에서 선택된 무기흡착소재 19 ∼ 29 중량%, 융점이 200 ℃ 미만인 열가소성 수지 25 ∼ 45 중량%, 몬모릴로나이트계 점토 3 ∼ 12 중량%, 폴리비닐알코올 3~12 중량%, 잔탄검 2 ~ 10 중량%, 메틸렌 클로라이드 2 ~ 10 중량% 및 수 용출성 탄산염 2 ∼ 10 중량%를 사용하여 제조하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 무기 흡착 소재 조성물을 이용한 유·무기 복합담체의 제조방법에 대한 공정도이며, 이하 각 개별 단계에 대하여 자세히 설명한다.

a) 혼합 단계

먼저, 무기흡착소재, 열가소성수지 일부(15중량%), 점결제, 용매, 분산제, 가소제 및 수 용출성 탄산염을 물과 골고루 혼합하여 혼합물에 적절한 가소성을 부여한다.

b) 1차 성형 단계

이어서, 상기 혼합물을 혼합성형 또는 압출성형으로 직경 10 ∼ 20 ㎜의 원통형이나 구형 또는 튜브형의 1차 성형체를 제조한다.

c) 2차 성형 단계

그 다음, 상기 단계에서 제조한 1차 성형체를 잔부의 열가소성수지(분말)과 다시 혼합하여 담체 표면에 인위적인 표면 기공을 형성시키는 2차 성형체를 제조한다.

이는 성형체 표면에 무기재료분말 피막이 형성되어 기공 막힘 현상이 일어나기 때문에 이를 보완하여 표면기공을 많이 형성시키기 위한 것이다.

d) 1차 건조 단계

상기 2차 성형체를 2 ∼ 5 일 동안 실온에서 1차 건조시켜 수분을 제거한다.

e) 2차 건조 단계

1차 건조된 성형체를 강제통풍식 건조기에서 100℃에서 10 ~ 15 시간, 110℃에서 1시간, 120 ℃에서 1시간, 130℃에서 1시간, 140℃에서 1시간, 150℃에서 3시간 동안 단계별로 2차 건조시켜 열가소성수지 분말이 용융되도록하여, 성형체를 지지하는 결합제로 작용하게 한다. 상기의 연속적인 건조과정으로 열가소성수지분말 일부를 승화시켜 미생물의 서식환경에 적합한 직경 50 ∼ 1,000 ㎛ 크기의 기공이 형성되도록 한다.

f) 온수 용출 단계

상기 2차 건조된 성형체를 실온까지 냉각한 후 60 ∼ 95℃의 단계별 온수 용액내에서 17 ∼ 20 시간 유지하여 탄산염을 용출시킨다.

g) 재건조 단계

탄산염이 용출된 성형체를 물로 수세하고 강제통풍식 건조기에서 100℃에서 10 ~ 15 시간, 110℃에서 1 시간, 120 ℃에서 1 시간, 130℃에서 1 시간, 140℃에서 1 시간 및 150℃에서 3 시간 동안 단계별로 재건조시킨다.

상기 단계에서 온수에 담겨졌던 담체의 표면은 친수화되어 유기물 흡착력은 증가하지만, 내마모도를 감소시키는 원인으로 작용하게 된다. 따라서 상기 재건조 과정을 도입하여 담체 표면에 열가소성수지의 미세한 피막을 형성시킴으로써 담체의 내 마모도를 증가시킬 수 있다.

<실시예>

이하, 본 발명은 다음의 대표적인 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명되나, 본 발명이 이들 실시예에 의해 어떤 식으로든 제한되는 것은 아니다.

실시예 1 ∼ 4 및 비교예: 유·무기 복합 담체의 제조

다음 표 1에 나타낸 조성의 원료를 쟁기형 고속혼합믹서에서 3분 동안 충분히 혼합한 후, 혼합물에 사출에 적합한 정도의 물과 용매을 첨가하여 계속 혼합하여 사출기(후지파우다사)에서 직경 7mm의 원통형으로 사출하여 1차 성형체를 제조하였다.

상기의 1차 성형체를 일정한 길이로 절단하고 끝 모서리 부분을 둥글게 하기 위해 회전원판 제환기(후지파우다사)에 넣고 1분간 회전시켰으며, 이 과정에서 담체 표면에 많은 기공을 형성시키기 위해 열가소성 수지 분말을 첨가하고 혼합하여 2차 성형체를 제조하였다.

제조된 2차 성형체를 3일 동안 실온에서 1차 건조시켜 수분을 제거한 다음, 강제통풍식 건조기에서 100℃에서 10 ~ 15 시간, 110℃에서 1시간, 120 ℃에서 1시간, 130℃에서 1시간, 140℃에서 1시간, 150℃에서 3시간 동안 단계별로 2차 건조시켜 열가소성 수지 분말을 용융시키고 일부는 승화시켜 담체를 지지하는 결합제와 기공형성제로 작용하게 하였다.

상기의 건조된 성형체를 실온까지 냉각한 후 3시간 마다 10℃씩 가온시킨 60 ∼ 95℃의 단계별 온수 용액내에서 15 시간 동안 유지하여 탄산염을 용출시키고, 이를 물로 잘 수세한 다음, 회분식 열풍건조기에 다시 넣고 강제통풍식 건조기에서 100℃에서 10 ~ 15 시간, 110℃에서 1 시간, 120 ℃에서 1 시간, 130℃에서 1 시간, 140℃에서 1 시간 및 150℃에서 3 시간 동안 단계별로 재건조하여 유기·무기복합 담체의 제조를 완료하였다.

성분/함량	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1
A형 제올라이트	19	-	14	29	10
코코넛 분말 활성탄	-	25	14	-	20
실리카겔 분말	-	-	-	-	25
폴리에틸렌 왁스	40	20	32	28	20
폴리부틸렌숙시네이트	5	-	-	4.2	-
폴리염화비닐	-	5	3.2	4.2	-
점토	3	12	12	4.3	5
폴리비닐알코올	12	8	3	6.3	-
잔탄검	7	5	2	10	-
메틸렌클로라이드	5	10	4.8	2	-
탄산염	4	5	10	2	15
물	5	10	5	10	5
합계	100	100	100	100	100

시험예 1: 물성 비교 시험

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 유기·무기 복합 담체의 물리적 특성을 시험하고 그 결과를 다음의 표 2에 나타내었다.

평가항목	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1
파괴강도(MPa)	0.55	0.57	0.56	0.53	0.24
미생물부착량(g/㎤)	36.8	38.5	39.2	37.6	26.9

상기 표 2에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 방법의 조성물 및 방법으로 제조된 유·무기 복합담체는 비교예의 세라믹 담체와 비교하여 파괴강도 및 미생물 부착량에 있어서 현저히 개선된 결과를 나타내었다. 특히, 파괴 강도는 최대 137.%가 증가되었고, 미생물의 부착량은 45.7%가 증가되어 시간의 경과에 따른 미생물 고정화 능력은 세라믹 담체와 비교하여 매우 우수하였으며, 미생물의 탈리현상이 발생하지 않는 장점도 관찰되었다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (6)

1. A형 제올라이트 분말 또는 코코넛 분말 활성탄 중에서 선택된 무기흡착소재 19 ∼ 29 중량%, 융점이 200 ℃ 미만인 열가소성 수지 25 ∼ 45 중량%, 몬모릴로나이트계 점토 3 ∼ 12 중량%, 폴리비닐알코올 3 ~ 12 중량%, 잔탄검 2 ~ 10 중량%, 메틸렌 클로라이드 2 ~ 10 중량%, 수 용출성 탄산염 2 ∼ 10 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 고정화 유·무기 복합담체용 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌 왁스와 폴리부틸렌 숙시네이트 또는 폴리염화비닐이 1:0.1~0.3의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 미생물 고정화 유·무기 복합담체용 조성물.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 무기흡착소재는 평균입자의 크기가 1 ∼ 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 미생물 고정화 유·무기 복합담체용 조성물.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 몬모릴로나이트계 점토는 나트륨계 벤토나이트이고, 상기 수 용출성 탄산염은 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 중 선택된 것을 특징으로 하는 미생물 고정화 유·무기 복합담체용 조성물.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 수 용출성 탄산염으로는 탄산일수소나트륨 분말을 사용하는 것을 특징으로 하는 미생물 고정화 유·무기 복합담체용 조성물.
6. a) 무기흡착소재, 열가소성수지 일부, 점결제, 용매, 분산제, 가소제 및 수 용출성 탄산염을 물과 골고루 혼합하여 혼합물을 얻는 단계;
   b) 상기 혼합물을 혼합성형 또는 압출성형으로 직경 10 ∼ 20 ㎜의 원통형이나 구형 또는 튜브형 1차 성형체를 제조하는 단계;
   c) 1차 성형체를 잔여부의 열가소성 수지 분말과 다시 혼합하여 담체 표면에 인위적인 표면 기공을 형성시키는 2차 성형체를 제조하는 단계;
   d) 상기 2차 성형체를 2 ∼ 5 일 동안 1차 건조시키는 단계;
   e) 1차 건조된 성형체를 강제통풍식 건조기에서 100℃에서 10 ~ 15 시간, 110℃에서 1시간, 120 ℃에서 1시간, 130℃에서 1시간, 140℃에서 1시간, 150℃에서 3시간 동안 단계별로 2차 건조시키는 단계;
   f) 상기 2차 건조된 성형체를 실온까지 냉각한 후 60 ∼ 95℃의 단계별 온수 용액내에서 17 ∼ 20 시간 유지하여 탄산염을 용출시키는 단계; 및
   g) 탄산염이 용출된 성형체를 물로 수세하고 강제통풍식 건조기에서 100℃에서 10 ~ 15 시간, 110℃에서 1 시간, 120 ℃에서 1 시간, 130℃에서 1 시간, 140℃에서 1 시간 및 150℃에서 3 시간 동안 단계별로 재건조시키는 단계를 포함하고,
   상기 1차 성형체는 A형 제올라이트 분말 또는 코코넛 분말 활성탄 중에서 선택된 무기흡착소재 19 ∼ 29 중량%, 융점이 200 ℃ 미만인 열가소성 수지 25 ∼ 45 중량%, 몬모릴로나이트계 점토 3 ∼ 12 중량%, 폴리비닐알코올 3~12 중량%, 잔탄검 2 ~ 10 중량%, 메틸렌 클로라이드 2 ~ 10 중량% 및 수 용출성 탄산염 2 ∼ 10 중량%를 사용하여 제조하는 것을 특징으로 하는 미생물 고정화 유·무기 복합담체의 제조방법.

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