KR19980015030A

KR19980015030A - 액상 미생물제 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR19980015030A
Application number: KR1019960034244A
Authority: KR
Inventors: 서승원; 권오범; 신준
Original assignee: 백영배; 동양나이론 주식회사
Priority date: 1996-08-19
Filing date: 1996-08-19
Publication date: 1998-05-25
Also published as: KR0170602B1

Abstract

본 발명은 예컨데, 정화조, 오수처리장, 식품 및 축산폐수처리장에 투입되어 오·폐수 처리효율을 향상시킴으로써 처리수의 생화학적 산소요구량(BOD) 및 화학적 산소요구량(COD)을 감소시킬 수 있는 액상 미생물제의 제조방법에 관한 것으로, 바실러스 코아귤란스(bacillus coagulans KCTC 1015), 슈도모나스 아에로지노사(pseudomonas aeroginosa KCTC 1700), 바실러스 섭틸리스(bacillus subtilis KCTC 2210), 아시네토박터 칼코아세티쿠스(acinetobacter calcoaceticus ATCC 13809)의 4종의 균주가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 액상 미생물제.

Description

[발명의 명칭]

액상 미생물제 및 그 제조방법

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 예컨대, 정화조, 오수처리장, 식품 및 축산폐수처리장에서 사용될 수 있는 액상 미생물제의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 처리장에 투입되어 오·폐수 처리효율을 향상시킴으로써 처리수의 생화학적 산소요구량(BOD) 및 화학적 산소요구량(COD)을 감소시킬 수 있는 액상 미생물제의 제조방법에 관한 것이다.

[종래기술]

최근 오·폐수에 의한 하천 및 지하수의 오염이 점차 심각해지면서 수질 보전을 위한 오·폐수처리장의 처리효율증대의 필요성이 점차 부각되고 있는 실정이다. 또한, 산업폐수와 함께 일반 가정생활하수와 분료, 축산폐수가 또 다른 수질오염을 가속시키는 원인이 되고 있다.

폐수정화용 미생물제는 생화학적 폐수처리과정에서 폭기조에 투여되어 폐수처리효율을 향상시키는 것을 목적으로 사용되는 생균제제로서, 현재 유통되는 폐수정화 미생물제는 대부분 고상제품으로 미생물 배양액을 건조매체와 혼합한 후 저온, 동결분무 건조시켜 제조하는 것이 대부분이다. 그러나, 고상으로 미생물제를 제조하는 과정에서 균의 사멸, 폐수에서 활성화 시간이 긴 관게로 인한 갑작스런 환경변화에의 적응성 부족, 분말제품에서 발생하는 분진 등으로 작업성이 떨어지는 단점이 있다.

한편, 액상 미생물제는 미생물의 배양액을 그대로 액체상태에서 보존하기 때문에 고상 분말제품에 비해 폐수에서의 활성화가 빠르고 취급이 간편하며 정화조 등 고상제품을 투입하기 곤란한 처리장에서도 쉽게 사용될 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나, 액상 미생물제는 살아있는 미생물의 배양액을 그대로 제제화 하기 때문에 고상 분말제품에 비해 보존성이 떨어지는 단점이 있으며, 따라서 미생물을 살아있는 상태로 장기 보관하는 기술이 필수적이라 할 수 있다.

이러한 액상 미생물제를 제조하는 방법에 관한 선행기술은 미국 특허 등록 번호 3,963,576호, 미국 특허 등록번호 4,673,505호 등에 명시되어 있으나 제조되는 제품의 균수가 ml당 10³∼10⁶마리 수준으로 매우 낮으며 황화나트륨, 황화칼륨 등을 다량 사용함에 따라 제조된 제품에서 불쾌한 황화수소 냄새가 발생하여 불쾌감과 함께 미생물이 쉽게 사멸하고, 미생물 성장억제제로 사용되는 아지드화 나트륨 등에 의해 함유된 미생물의 성장이 지나치게 억제되어 폐수에서의 활성화 속도가 떨어지고 보존성 역시 감소한다는 등의 문제점이 있다.

[발명의 목적]

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 폐수내의 유기성분을 빠르게 분해하는 미생물을 선택하고 고농도 배양한 후 희석완충액과 혼합 제제화함으로써, 제품내 함유된 미생물 균수가 매우 높고 폐수내에서 빠르게 활성화되어 폐수내의 유기물을 신속히 분해시켜 처리부숙효율을 향상시킬 뿐만 아니라 보존성 역시 우수한 액상 미생물제를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

[발명의 구성]

본 발명은 바실러스 코아귤란스(bacillus coagulans KCTC 1015), 슈도모나스 아에로지노사(pseudomonas aeroginosa KCTC 1700), 바실러스 섭틸리스(bacillus subtilis KCTC 2210), 아시네토박터 칼코아세티쿠스(acinetobacter calcoaceticus ATCC 13809)의 4종의 균주를 각각 트립틱 소이 부로스(tryptic soy broth)에 접종하여 25∼40℃의 온도에서 9∼24 시간동안 진탕배양하고, 상기 진탕 배양한 각 배양액을 포도당 0.05∼5%, 전분 0.01∼5%, 황산암모늄 0.01∼1%, 이스트추출물 0.01∼1%, 일인산나트륨 0.05∼1.5%, 소금 0.01∼0.2%가 함유된 배지에 함께 1∼5% 접종하여 자-퍼멘터(jar-fermenter)에서 온도 25∼40℃, 공기공급량 0.1∼2.0ℓ/분의 조건으로 9∼24시간 동안 혼합 교반 배양시키며, 배양이 종료된 후 배양액 1ℓ를 일인산나트륨 0.01∼1.0%, 이인산나트륨 0.05∼5%, 비이온성 계면활성제 0.01∼1.5%, 마그네슘이온 1∼100ppm, 칼슘이온 1∼100ppm, 망간이온 1∼100ppm, 철이온 1∼100ppm이 각각 혼합용해되어 있는 pH 6.0∼8.0 사이의 멸균 희석 완충용액에 현탁한 후 교반하여 액상 미생물제를 제조할 수 있다. 여기서, 배양액 1ℓ에 대한 희석 완충용액의 비는 1:1∼1:100 사이가 적정하다.

본 발명에 사용되는 포도당은 미생물중 슈도모나스, 아시네토박터 속 미생물의 영양원으로 사용되며, 0.05% 이하에서는 미생물 생육이 효과적이지 못하며 5.0% 이상에서는 미생물 생육이 포도당 농도에 비례하여 상승하지 않으므로 5.0% 이상을 사용할 필요가 없다.

본 발명에 사용되는 전분은 바실러스 섭틸리스, 바실러스 코아귤란스의 영양원으로 사용되며, 0.01% 이하에서는 미생물의 생장이 효과적이지 못하고 5% 이상은 미생물의 생육이 전분농도에 비례하여 상승하지 않으므로 사용할 필요가 없다.

본 발명에 사용되는 황산암모늄은 미생물 성장시 질소원으로 이용되며, 0.01% 이하에서는 미생물의 성장이 효과적이지 못하고 1% 이상에서는 암모니아 발생의 원인이 되어 악취를 발생시키고 미생물을 사멸시켜 액상 미생물제의 보존성을 저하시킨다.

본 발명에 사용되는 이스트추출물은 미생물 생육시 비타민 등의 필수 영양원으로 이용되어 성장을 촉진하게 된다. 0.01% 이하에서는 효과가 없으며 1% 이상 투여시는 황화수소가스 발생으로 인한 악취발생 및 미생물의 보존성을 저하시키므로 이 이상 투여할 필요가 없다.

본 발명에 사용되는 바실러스 코아귤란스, 바실러스 섭틸리스는 탄수화물 및 단백질의 분해능이 우수하여 오·폐수내의 탄수화물, 단백질을 신속히 분해시키며 악취를 제거한다.

본 발명에 사용되는 슈도모나스 아에로지노사 및 아시네토박터 칼코아세티쿠스는 탄수화물, 지방 분해효소를 생성하여 오·탄수화물과 유지성분을 분해하며, 알코올, 페놀, 유기산 등의 유기물을 분해시켜 오·폐수 처리효율을 향상시킨다.

본 발명의 희석 완충용액에 함유된 일인산나트륨 및 이인산나트륨은 액상 미생물제의 pH를 일정하게 유지시켜 제품의 보존성과 유해균 및 pH 저하에 따른 곰팡이의 증식을 억제한다.

본 발명에 사용되는 비이온성 계면활성제는 미생물의 보존성을 향상시키고 유지성분의 농도가 높은 폐수에서 유지분해 미생물과 기질인 유기성분의 접촉을 원활하게 한다. 0.01% 이하에서는 효과가 없으며 1.5% 이상에서는 폐수에 투입, 폭기시 과도한 거품이 발생하기 때문에 그 이상의 농도를 사용하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 유기성 계면활성제는 Triton계열이나 SPAN, Tween계열 또는 글리세콜 등이 모두 사용될 수 있으나 Triton계열의 계면활성제가 가장 우수한 효과를 나타낸다. 마그네슘이온, 망간이온, 철이온 및, 칼슘이온은 미생물 보존과 오·폐수에서의 빠른 활성화를 촉진시키는 작용을 하게 되며 염화물이나 황화물 모두 사용가능하다.

이하 본 발명의 액상 미생물제의 제조방법을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

[실시예]

제1단계:바실러스 코아귤란스(bacillus coagulans KCTC 1015), 슈도모나스 아에로지노사(pseudomonas aeroginosa KCTC 1700), 바실러스 섭틸리스(bacillus subtilis KCTC 2210), 아시네토박터 칼코아세티쿠스(acinetobacter calcoaceticus ATCC 13809)의 4종의 균주를 각각 트립틱 소이 부로스 100ml에 접종한 후 30℃에서 15시간 동안 진탕 배양하여 각각 100ml의 전배양액을 얻는다.

제2단계:포도당 150g, 전분 150g, 황산암모늄 50g 및, 이스트 추출물 20g을 10ℓ의 물과 함께 자-퍼멘터에 넣고 15분간 증기 멸균한 후 상온으로 식혀 상기 전배양액 100ml를 함께 접종하여 온도 30℃, 공기공급량을 0.15∼0.2ℓ/분의 조건하에서 바실러스 속 미생물을 16시간 동안 교반배양하여 배양액 10ℓ를 얻는다.

제3단계:일인산나트륨 100g, 이인산나트륨 360g, 비이온성 계면활성제 Triton X-113 400g, 황산마그네슘 0.5g, 염화칼슘 0.5g, 염화망간 0.5g, 황산철 0.25g을 증류수 40ℓ에 용해시켜 pH를 6.8로 조절한 후 멸균시켜 희석완충용액을 제조한 다음, 상기 2단게에서 얻은 배양액 10ℓ와 희석완충용액 40ℓ를 멸균된 교반탱크에서 혼합하고 30분간 교반시켜 액상 미생물제 50ℓ를 제조한다.

상기에서 얻어진 액상 미생물제를 25℃에서 보존하면서 보존성을 관찰한 결과를 표 1에 나타내었다. 여기서, 보존성은 평판 희석법에 의해 미생물의 균수를 측정하였다.

표 1. 본 발명에 따른 액상 미생물제의 보존성

상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 액상 미생물제의 균수가 상온에서 84일간 보존시에도 90% 이상 유지됨을 알 수 있다.

위에서 제조된 액상 미생물제를 식품회사인 S사의 폐수에 투입하여 폐수내 오염물질 제거능을 측정하기 위하여, 500ml 플라스크에 S사의 폐수 100ml를 넣어 멸균한 다음, 25℃에서 진탕배양하면서 액상 미생물제를 20ppm 투여하고 12시간마다 시료를 채취하여 크롬법으로 화학적 산소요구량(COD)을 측정하였으며, 그 결과를 미투여군과 비교하여 분해효능을 평가한 결과와 함께 표 2에 타나내었다.

[비교예]

본 실시예에서 제조된 액상 미생물제를 미투여한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 행하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

표 2. 분해효능의 변화도(실시예 및 비교예)

상기 표 2에 나타난 바와 같이 본 발명의 액상 미생물제 투여군이 미투여군에 비해화학적 산소요구량을 감소시키는 속도가 빠르며 감소폭도 크다는 것을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이본 발명에 의하면, 폐수내의 유기성분을 빠르게 분해하는 미생물을 선택하고 고농도 배양한 후 희석완충액과 혼합 제제화함으로써, 제품내 함유된 미생물 균수가 매우 높고 폐수내에서 빠르게 활성화되어 폐수내의 유기물을 신속히 분해시켜 처리부숙효율을 향상시킬 뿐만 아니라 보존성 역시 우수한 액상 미생물제를 제공할 수 있다.

Claims

바실러스 코아귤란스(bacillus coagulans KCTC 1015), 슈도모나스 아에로지노사(pseudomonas aeroginosa KCTC 1700), 바실러스 섭틸리스(bacillus subtilis KCTC 2210), 아시네토박터 칼코아세티쿠스(acinetobacter calcoaceticus ATCC 13809)의 4종의 균주가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 액상 미생물제.
바실러스 코아귤란스(bacillus coagulans KCTC 1015), 슈도모나스 아에로지노사(pseudomonas aeroginosa KCTC 1700), 바실러스 섭틸리스(bacillus subtilis KCTC 2210), 아시네토박터 칼코아세티쿠스(acinetobacter calcoaceticus ATCC 13809)의 4종의 균주를 포도당 0.05∼5%, 전분 0.01∼5%, 황산암모늄 0.01∼1%, 이스트추출물 0.01∼1%, 일인산나트륨 0.05∼1.5%, 소금 0.01∼0.2%가 함유된 배지에 함께 1∼5% 접종하여 자-퍼멘터에서 온도 25∼40℃, 공기공급량 0.1∼2.0ℓ/분의 조건으로 9∼24시간 동안 혼합 교반 배양시킨 다음,

상기 배양액 1ℓ를 일인산나트륨 0.01∼1.0%, 이인산나트륨 0.05∼5%, 비이온성 계면활성제 0.01∼1.5%, 마그네슘이온 1∼100ppm, 칼슘이온 1∼100ppm, 망간이온 1∼100ppm, 철이온 1∼100ppm이 각각 혼합용해되어 있는 pH 6.0∼8.0 사이의 멸균 희석 완충용액에 현탁한 후 교반하여 제조되는 것을 특징으로 하는 액상 미생물제의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 배양액과 희석 완충용액의 혼합비가 1:1∼1:100인 것을 특징으로 하는 액상 미생물제의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 비이온성 계면활성제가 Trion, Tween, SPAN계열이나글리세콜인 것을 특징으로 하는 액상 미생물제의 제조방법.