KR20050086014A - 신규 미생물 및 그 미생물을 사용한 유기성 고형물의 처리방법 - Google Patents

신규 미생물 및 그 미생물을 사용한 유기성 고형물의 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하수처리장, 시뇨처리장 등의 하수처리 프로세스로부터 배출되는 생오니 및 잉여오니 등의 생물성 오니나 식품공장, 화학공장 등의 제조 프로세스 또는 배수처리 프로세스로부터 배출되는 유기성 오니 등의 각종 유기성 고형물을 가용화하는 우수한 가용화능을 갖는 신규 미생물을 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명에 관련되는 신규 미생물은, 지오바실러스 (Geobacillus) 속에 속하고, 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 가용화 효소의 생산능을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

신규 미생물 및 그 미생물을 사용한 유기성 고형물의 처리방법 {NEW MICROORGANISM AND METHOD OF TREATING ORGANIC SOLID MATERIALS BY USING THE SAME}
본 발명은 하수처리장, 시뇨처리장 등의 하수처리 프로세스로부터 배출되는 생오니 및 잉여오니 등의 생물성 오니나 식품공장, 화학공장 등의 제조 프로세스 또는 배수처리 프로세스로부터 배출되는 유기성 오니 등의 각종 유기성 고형물을 가용화하는 가용화 효소의 생산능을 갖는 신규 미생물과, 그 미생물을 사용한 유기성 고형물의 처리방법에 관한 것이다.
종래부터 하수처리장이나 시뇨처리장 등의 하수처리 프로세스로부터 배출되는 생오니 및 잉여오니 등의 생물성 오니나 식품공장, 화학공장 등의 제조 프로세스 또는 배수처리 프로세스로부터 배출되는 유기성 오니 등의 각종 유기성 고형물을 처리하는 방법으로서 세균 등을 유기성 고형물에 작용시켜 생물학적으로 분해하는, 하기 선행기술문헌 1 내지 4 에 나타낸 바와 같은 유기성 고형물의 가용화를 위한 방법 및 그 방법으로의 응용이 기대되는 균주가 지금까지 보고되고 있다.
선행기술문헌 1 : 일본 공개특허공보 평7-184640호
선행기술문헌 2 : 바이오테크놀로지를 활용한 신배수처리 시스템의 개발보고서 (하수도편), pp73-77, (재)토목연구센터 (평성 3년 2월)
선행기술문헌 3 : SHIGERU KUME and YUSAKU FUJIO, "DIGESTION OF MUNICIPAL SEWAGE SLUDGE BY A MIXREOF THERMOPHILIC BACILLI AND THEIR CULTURE EXTRACT", J.Gen.Appl. Microbiol., 36 189-194(1990)
선행기술문헌 4 : YUSAKU FUJIO and SHIGERU KUME, "Isolation and Identification of Thermophilic Bacteria from Sewage Sludge Compost", JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING, Vol.72, No.5,334-337,(1991)
상기 선행기술문헌 1 은, 효모엑기스 잔사를 특이적으로 분해하는 효소를 생산하는 균주, 오에르스코비아속에 속하는 세균 (Oerskovia sp.24(FERM P-13692)) 을 사용한 효모엑기스 잔사의 처리방법이다.
또 상기 선행기술문헌 2 는, 멸균완료 잉여오니를 혐기적 조건하에서 특이적으로 가용화하는, 클로스트리듐ㆍ비페르멘탄스 (Clostridium bifermentans) 에 속하는 혐기성 균주에 대해 개시된 것이다.
또한 상기 선행기술문헌 3 및 4 는, 하수오니 콤포스트로부터 호기적으로 또한 고온 조건하에서 단리된 바실러스ㆍ스테아로서모필러스 (Bacillus stearothermophilus) 에 속하는 균주를 사용한 오니의 소화에 대해 개시된 것이다.
그러나 상기 선행기술문헌 1 에 기재된 방법에 의하면, 분해처리할 수 있는 대상이 실질적으로 효모엑기스 잔사에 한정되는 문제가 있다.
또 상기 선행기술문헌 2 내지 선행기술문헌 4 에 개시된 균주에서는, 오니의 가용화효율이 각각 10일간에 25%, 20일간에 40∼50% 정도로, 소정의 가용화율을 얻기에는 많은 시간을 필요로 하여 처리효율이 낮은 것으로 되었다. 그리고 이 처리효율의 저조가 당해 균주의 공업적 이용에 있어서 여전히 과제로 남아 있다.
도 1 은 하나의 실시형태로서의 미생물을 이용한 유기성 폐수의 처리장치를 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 2 는 다른 실시형태의 유기성 폐수의 처리장치를 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 3 은 다른 실시형태의 유기성 폐수의 처리장치를 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 4 는 다른 실시형태의 유기성 폐수의 처리장치를 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 5 는 다른 실시형태의 유기성 폐수의 처리장치를 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 6 은 다른 실시형태의 유기성 폐수의 처리장치를 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 7 은 다른 실시형태의 유기성 폐수의 처리장치를 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 8 은 도 7 의 처리장치에서 실행하는 회분식 처리공정의 블록도이다.
도 9 는 다른 실시형태의 유기성 폐수의 처리장치를 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 10 은 다른 실시형태의 유기성 폐수의 처리장치를 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 11 은 다른 실시형태의 유기성 폐수의 처리장치를 나타내는 개략적인 블록도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.
[균주의 스크리닝]
본 발명의 후술하는 각 실시형태의 미생물의 단리는 다음과 같이 하여 실행하였다.
즉, 하수처리장에서의 잉여오니로부터 균주분리용 오니를 채취하였다. 채취한 오니를 1×10-2∼10-5배로 멸균수로 희석한 후, 보통한천 [Nutrient agar] 배지의 한천 플레이트 (Oxoido사 제조) 에 도포하였다. 이 플레이트를 60℃에서 하룻밤 배양하여 단일 콜로니를 얻었다.
얻어진 단일 콜로니에 관해 탈지우유의 분해능, 멸균오니의 분해능을 기질혼합배지에서의 할로형성의 유무로 확인하고, 할로를 형성한 균주에서도, 특히 오니분해능이 큰 것의 4 균주를 특수주로 선발하였다. 구체적으로는 이들을 0.1 중량/용량% 혼합한 한천배지에서 할로 (용해 편차) 를 형성하는 정도에 따라 육안으로 판정하였다.
탈지우유의 분해능의 검정은 R.BEAUDET, C.GAGNON, J.G BISAILLON and M.ISHAQUE, "Microbiological Aspects of Aerobic Thermophilic Treatment of Swine Waste", Applied and Environmental Microbiology, 971∼976면, (1990년 4월) 의 변형된 방법에 의하였다.
(실시형태 1)
상기와 같이 하여 선발된 4 균주 중 1개 균주의 균학적 성질에 대해 시험하였다. 그 균학적 성질 (형태적 성질, 배양적 성질, 생리학적 성질) 은 다음과 같다.
A. 형태적 성질
(1) 세포의 형태 및 크기 : 폭 0.7∼0.8㎛, 길이 2.0∼4.0㎛의 간균
(2) 운동성 유무 : 유
(3) 포자 유무 : 유
B. 배양적 성질 (보통한천 [Nutrient agar] 평판배양)
(1) 콜로니의 형태 : 원형, 가장자리 전체가 매끄러움, 낮은 볼록형상
(2) 색 : 크림색
(3) 광택 : 유
C. 생리학적 성질
(1) 그람염색성 : +
(2) 질산염의 환원 : -
(3) VP 테스트 : -
(4) 인돌의 생성 : -
(5) 황화수소의 생성 : -
(6) 전분의 가수분해 : -
(7) 시트르산의 이용 : -
(8) 우레아제 : -
(9) 옥시다아제 : +
(10) 카탈라아제 : +
(11) 생육의 범위
(a) pH : 6.0∼8.0
(b) 온도 : 45℃∼65℃
(12) 산소에 대한 태도 : 호기성
(13) O-F 테스트 (Hugh Leifson법) : -/-
(14) 당류로부터의 산 및 가스의 생성
D-글루코스 : 산 (+)/가스 (-)
(15) 발효성 시험
(a) 글리세롤 : -
(b) L-아라비노스 : -
(c) D-크실로스 : -
(d) D-갈락토스 : -
(e) D-글루코스 : +
(f) D-프락토스 : +
(g) D-만노오스 : +
(h) D-만니톨 : +
(i) 이노시톨 : -
(j) 솔비톨 : -
(k) 말토스 : +
(l) 락토스 : +
(m) 수크로스 : -
(n) 트레할로스 : +
(16) 기타 생리학적 성질
(a) β-갈락토시다아제 활성 : -
(b) 아르기닌디히드로라아제 활성 : -
(c) 리진데카르복실라아제 활성 : -
(d) 트립토판데아밀라아제 활성 : -
(e) 아세토인 생산 : -
(f) 젤라티나아제 활성 : +
(g) 오르니틴데카르복실라아제 활성 : -
또한 상기 생리학적 성질에 있어서의 균주가 생육되는 pH 및 온도의 측정은 다음과 같이 하여 실행하였다.
즉, 0.1N 염산 (와꼬우쥰야꾸사 제조) 및 0.1N 수산화나트륨 (와꼬우쥰야꾸사 제조), 또는 이들 중 하나로 측정대상의 pH (6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0) 로 조정한 보통한천 [Nutrient agar] 배지 (Oxoido사 제조) 를 조제하고, 이 배지에 본 실시형태의 균주를 접종하여, 60℃ 에서 15시간 배양한 균주의 증식균체량을 관찰하고, 그 생육도를 정성적으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.
pH 생육도
6.0 +
6.5 +
7.0 +
7.5 +
8.0 ±
+:양성, ±:약양성
상기 표 1 로부터 명확한 바와 같이 본 실시형태의 균주는 pH6.0∼8.0 범위에서 생육되는 것이 판명되었다.
다음에 0.1N 염산 (와꼬우쥰야꾸사 제조) 및 0.1N 수산화나트륨 (와꼬우쥰야꾸사 제조), 또는 이들 중 하나로 pH6.5 로 조정한 보통한천 [Nutrient agar] 배지 (Oxoido사 제조) 를 조제하고, 이 배지에 본 실시형태의 균주를 접종하고, 측정대상의 온도 (37℃, 45℃, 50℃, 60℃, 65℃) 에서 15시간 배양한 균주의 증식균체량을 관찰하고, 그 생육도를 정성적으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2 에 나타낸다.
온도 생육도
37℃ -
45℃ ±
50℃ +
60℃ +
65℃ +
+:양성, ±:약양성, -:음성
상기 표 2 로부터도 명확한 바와 같이 본 실시형태의 균주는 50℃∼65℃ 범위에서 생육되는 것이 판명되었다.
또 이 균주에 대해 16SrRNA 유전자의 염기서열을 해석하였다. 그 서열은 서열표의 서열번호 1 에 기재된 바와 같다. 이 해석시에는 먼저 본 실시형태의 균주의 16SrRNA 유전자를 PCR법에 의해 증폭시켰다. 60℃에서 6시간 진탕배양한 본 실시형태의 균주로부터, Heng Zhu 등의 방법 (Heng Zhu, Feng Qu and Li-Husang Zhu, "Isolation of genomic DNAs from 1993) 에 따라 정제한 DNA 를 주형으로 하여 PCR 을 실행하였다. 프라이머는 「미생물의 분류ㆍ동정실험법 분자유전학ㆍ분자생물학적 수법을 중심으로」 (스즈끼겐이찌로ㆍ히라이시아끼라ㆍ요꼬다아끼라 편, 슈프링거ㆍ페아라크도꾜) 에 기재된 2종류의 합성 올리고뉴클레오티드 (27f,1492r) 를 사용하였다. 이들 프라이머의 염기서열은 서열표의 서열번호 5, 6 에 기재된 바와 같다.
PCR 반응은 이하와 같다. 즉, 1×PCR Buffer (도요보우세끼가부시끼가이샤), 0.2mM dNTPs (도요보우세끼가부시끼가이샤), 1mM MgSO4 (도요보우세끼가부시끼가이샤), 본 실시형태의 균주 DNA 100㎎, 각각 0.5μM의 프라이머 및 KOD-Plus - (도요보우세끼가부시끼가이샤) 로 이루어지는 반응액을, 94℃, 2분 처리한 후, 94℃, 30초의 열변성, 55℃, 30초의 어닐링, 68℃, 1분 30초의 신장반응을 30 사이클 실행하였다. 마지막에 68℃, 7분의 신장반응을 실행한 후, PCR 산물을 얻었다. 이 PCR 산물을 QIA quick PCR Purification Kit (가부시끼가이샤 키아겐) 를 사용하여 정제한 후, 16SrRNA 유전자의 염기서열을 결정하였다. 유전자의 염기서열의 결정은 DNA 해독장치 (DNA 시퀀서) 를 사용하였다.
본 실시형태의 균주의 염기서열에 대해 유전자 데이터베이스인 National Center for Biotechnology Information (NCBI http://www.ncbi.nlm.nih.gov) 상에서 BLAST 상동성 검색을 실행한 결과, 데이터베이스 상에 등록된 공지된 지오바실러스 (Geobacillus) 속 세균의 16SrRNA 유전자에 근사한 것을 알 수 있었다.
이상과 같은 균학적 성질의 시험결과나 16SrRNA 유전자의 염기서열로부터, 본 실시형태의 균주는 지오바실러스속에 속하는 신규 미생물인 것으로 인정되어, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT4 로 명명하고, 2003년 8월 18일에 독립행정법인 산업기술종합연구소 특허생물기탁센터에 국제기탁하였다 (FERM BP-08452).
상기 균주 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT4 는, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이 우수한 오니 가용화능을 갖는 오니 가용화 효소를 생산하는 성질을 갖는 것이다. 따라서 이 균주는 후술하는 바와 같은 각종 오니의 생물학적 처리방법에 사용할 수 있다. 즉, 하수처리장, 시뇨처리장 등의 하수처리 프로세스로부터 배출되는 생오니 및 잉여오니 등의 생물성 오니나 식품공장, 화학공장 등의 제조 프로세스 또는 배수처리 프로세르로부터 배출되는 유기성 오니 등의 각종 오니에 상기 균주를 첨가함으로써, 이들 오니를 바람직하게 가용화할 수 있다.
상기 균체의 첨가량은 처리대상의 오니의 유기성 고형물 함유량 및 다른 특성에 따라 적절하게 선택되는 것으로 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 보통액체배지 (Oxoido사 제조) 에서 약 15시간 배양하여 둔 균배양액이면 오니에 대해 0.5∼3 용량% 정도 첨가하는 것이 바람직하다.
(실시형태 2)
상기와 같이 하여 선발한 4 균주 중, 다른 1개의 균주의 균학적 성질에 대해 시험하였다. 그 균학적 성질 (형태적 성질, 배양적 성질, 생리학적 성질) 은 다음과 같다.
A. 형태적 성질
(1) 세포의 형태 및 크기 : 폭 0.8㎛, 길이 2.0∼4.0㎛의 간균
신장있음
(2) 운동성 유무 : 유
(3) 포자 유무 : 유
B. 배양적 성질 (보통한천 [Nutrient agar] 평판배양)
(1) 콜로니의 형태 : 원형, 가장자리 전체가 매끄러움, 낮은 볼록형상
(2) 색 : 크림색
(3) 광택 : 유
C. 생리학적 성질
(1) 그람염색성 : +
(2) 질산염의 환원 : -
(3) VP 테스트 : -
(4) 인돌의 생성 : -
(5) 황화수소의 생성 : -
(6) 전분의 가수분해 : -
(7) 시트르산의 이용 : -
(8) 우레아제 : -
(9) 옥시다아제 : +
(10) 카탈라아제 : +
(11) 생육의 범위
(a) pH : 6.0∼8.0
(b) 온도 : 50℃∼65℃
(12) 산소에 대한 태도 : 호기성
(13) O-F 테스트 (Hugh Leifson법) : -/-
(14) 당류로부터의 산 및 가스의 생성
D-글루코스 : 산 (+)/가스 (-)
(15) 발효성 시험
(a) 글리세롤 : +
(b) L-아라비노스 : +
(c) D-크실로스 : +
(d) D-갈락토스 : +
(e) D-글루코스 : +
(f) D-프락토스 : +
(g) D-만노오스 : +
(h) D-만니톨 : +
(i) 이노시톨 : -
(j) 솔비톨 : -
(k) 말토스 : +
(l) 락토스 : -
(m) 수크로스 : +
(n) 트레할로스 : +
(16) 기타 생리학적 성질
(a) β-갈락토시다아제 활성 : -
(b) 아르기닌디히드로라아제 활성 : -
(c) 리진데카르복실라아제 활성 : -
(d) 트립토판데아밀라아제 활성 : -
(e) 아세토인 생산 : -
(f) 젤라티나아제 활성 : +
(g) 오르니틴데카르복실라아제 활성 : -
또한 상기 생리학적 성질에 있어서의 균주가 생육되는 pH 및 온도의 측정은 다음과 같이 하여 실행하였다.
즉, 0.1N 염산 (와꼬우쥰야꾸사 제조) 및 0.1N 수산화나트륨 (와꼬우쥰야꾸사 제조), 또는 이들 중 하나로 측정대상의 pH (6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0) 로 조정한 보통한천 [Nutrient agar] 배지 (Oxoido사 제조) 를 조제하고, 이 배지에 본 실시형태의 균주를 접종하여, 60℃ 에서 15시간 배양한 균주의 증식균체량을 관찰하고, 그 생육도를 정성적으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3 에 나타낸다.
pH 생육도
6.0 +
6.5 +
7.0 +
7.5 +
8.0 ±
+:양성, ±:약양성
상기 표 3 으로부터 명확한 바와 같이 본 실시형태의 균주는 pH6.0∼8.0 범위에서 생육되는 것이 판명되었다.
다음에 0.1N 염산 (와꼬우쥰야꾸사 제조) 및 0.1N 수산화나트륨 (와꼬우쥰야꾸사 제조), 또는 이들 중 하나로 pH6.5 로 조정한 보통한천 [Nutrient agar] 배지 (Oxoido사 제조) 를 조제하고, 이 배지에 본 실시형태의 균주를 접종하고, 측정대상의 온도 (37℃, 45℃, 50℃, 60℃, 65℃) 에서 15시간 배양한 균주의 증식균체량을 관찰하고, 그 생육도를 정성적으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 4 에 나타낸다.
온도 생육도
37℃ -
45℃ -
50℃ +
60℃ +
65℃ +
+:양성, -:음성
상기 표 4 로부터도 명확한 바와 같이 본 실시형태의 균주는 50℃∼65℃ 범위에서 생육되는 것이 판명되었다.
또 이 균주에 대해 16SrRNA 유전자의 염기서열을 해석하였다. 그 서열은 서열표의 서열번호 2 에 기재된 바와 같다. 이 해석시에는 먼저 본 실시형태의 균주의 16SrRNA 유전자를 PCR법에 의해 증폭시켰다. PCR법은 실시형태 1 과 동일한 조작으로 실행하였다. 또 온도조건이나 반응 사이클도 실시형태 1 과 동일하게 하였다.
프라이머도 실시형태 1 과 동일한 것을 사용하였다. 유전자의 염기서열의 결정도 실시형태 1 과 동일한 DNA 해독장치 (DNA 시퀀서) 를 사용하였다.
본 실시형태의 균주의 염기서열에 대해, 실시형태 1 과 동일한 유전자 데이터베이스 상에서 BLAST 상동성 검색을 실행한 결과, 데이터베이스 상에 등록된 공지된 지오바실러스 (Geobacillus) 속 세균의 16SrRNA 유전자에 근사한 것을 알 수 있었다.
이상과 같은 균학적 성질의 시험결과나 16SrRNA 유전자의 염기서열로부터, 본 실시형태의 균주는 지오바실러스속에 속하는 신규 미생물인 것으로 인정되어, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT5 로 명명하고, 2003년 8월 18일에 독립행정법인 산업기술종합연구소 특허생물기탁센터에 국제기탁하였다 (FERM BP-08453).
상기 균주 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT5 도 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT4 와 동일하게 우수한 오니 가용화능을 갖는 오니 가용화 효소를 생산하는 성질을 갖는 것으로, 후술하는 바와 같은 각종 오니의 생물학적 처리방법에 사용할 수 있다.
(실시형태 3)
상기와 같이 하여 선발한 4 균주 중, 또 다른 1개의 균주의 균학적 성질에 대해 시험하였다. 그 균학적 성질 (형태적 성질, 배양적 성질, 생리학적 성질) 은 다음과 같다.
A. 형태적 성질
(1) 세포의 형태 및 크기 : 폭 0.7∼0.8㎛, 길이 2.0㎛의 간균
(2) 운동성 유무 : 유
(3) 포자 유무 : 유
B. 배양적 성질 (보통한천 [Nutrient agar] 평판배양)
(1) 콜로니의 형태 : 원형, 가장자리 전체가 매끄러움, 낮은 볼록형상
(2) 색 : 크림색
(3) 광택 : 유
C. 생리학적 성질
(1) 그람염색성 : +
(2) 질산염의 환원 : -
(3) VP 테스트 : -
(4) 인돌의 생성 : -
(5) 황화수소의 생성 : -
(6) 전분의 가수분해 : -
(7) 시트르산의 이용 : -
(8) 우레아제 : -
(9) 옥시다아제 : +
(10) 카탈라아제 : +
(11) 생육의 범위
(a) pH : 6.0∼8.0
(b) 온도 : 50℃∼65℃
(12) 산소에 대한 태도 : 호기성
(13) O-F 테스트 (Hugh Leifson법) : -/-
(14) 당류로부터의 산 및 가스의 생성
D-글루코스 : 산 (+)/가스 (-)
(15) 발효성 시험
(a) 글리세롤 : -
(b) L-아라비노스 : -
(c) D-크실로스 : -
(d) D-갈락토스 : -
(e) D-글루코스 : +
(f) D-프락토스 : +
(g) D-만노오스 : +
(h) D-만니톨 : -
(i) 이노시톨 : -
(j) 솔비톨 : -
(k) 말토스 : +
(l) 락토스 : -
(m) 수크로스 : -
(n) 트레할로스 : +
(16) 기타 생리학적 성질
(a) β-갈락토시다아제 활성 : -
(b) 아르기닌디히드로라아제 활성 : -
(c) 리진데카르복실라아제 활성 : -
(d) 트립토판데아밀라아제 활성 : -
(e) 아세토인 생산 : -
(f) 젤라티나아제 활성 : +
(g) 오르니틴데카르복실라아제 활성 : -
또한 상기 생리학적 성질에 있어서의 균주가 생육되는 pH 및 온도의 측정은 다음과 같이 하여 실행하였다.
즉, 0.1N 염산 (와꼬우쥰야꾸사 제조) 및 0.1N 수산화나트륨 (와꼬우쥰야꾸사 제조), 또는 이들 중 하나로 측정대상의 pH (6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0) 로 조정한 보통한천 [Nutrient agar] 배지 (Oxoido사 제조) 를 조제하고, 이 배지에 본 실시형태의 균주를 접종하여, 60℃ 에서 15시간 배양한 균주의 증식균체량을 관찰하고, 그 생육도를 정성적으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 5 에 나타낸다.
pH 생육도
6.0 +
6.5 +
7.0 +
7.5 +
8.0 ±
+:양성, ±:약양성
상기 표 5 로부터 명확한 바와 같이 본 실시형태의 균주는 pH6.0∼8.0 범위에서 생육되는 것이 판명되었다.
다음에 0.1N 염산 (와꼬우쥰야꾸사 제조) 및 0.1N 수산화나트륨 (와꼬우쥰야꾸사 제조), 또는 이들 중 하나로 pH6.5 로 조정한 보통한천 [Nutrient agar] 배지 (Oxoido사 제조) 를 조제하고, 이 배지에 본 실시형태의 균주를 접종하고, 측정대상의 온도 (37℃, 45℃, 50℃, 60℃, 65℃) 에서 15시간 배양한 균주의 증식균체량을 관찰하고, 그 생육도를 정성적으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 6 에 나타낸다.
온도 생육도
37℃ -
45℃ -
50℃ +
60℃ +
65℃ +
+:양성, -:음성
상기 표 6 으로부터도 명확한 바와 같이 본 실시형태의 균주는 50℃∼65℃ 범위에서 생육되는 것이 판명되었다.
또 이 균주에 대해 16SrRNA 유전자의 염기서열을 해석하였다. 그 서열은 서열표의 서열번호 3 에 기재된 바와 같다. 이 해석시에는 먼저 본 실시형태의 균주의 16SrRNA 유전자를 PCR법에 의해 증폭시켰다. PCR법은 실시형태 1 과 동일한 조작으로 실행하였다. 또 온도조건이나 반응 사이클도 실시형태 1 과 동일하게 하였다. 또한 프라이머도 실시형태 1 과 동일한 것을 사용하였다.
유전자의 염기서열의 결정도 실시형태 1 과 동일한 DNA 해독장치 (DNA 시퀀서) 를 사용하였다.
본 실시형태의 균주의 염기서열에 대해, 실시형태 1 과 동일한 유전자 데이터베이스 상에서 BLAST 상동성 검색을 실행한 결과, 데이터베이스 상에 등록된 공지된 지오바실러스 (Geobacillus) 속 세균의 16SrRNA 유전자에 근사한 것을 알 수 있었다.
이상과 같은 균학적 성질의 시험결과나 16SrRNA 유전자의 염기서열로부터, 본 실시형태의 균주는 지오바실러스속에 속하는 신규 미생물인 것으로 인정되어, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT6 으로 명명하고, 2003년 8월 18일에 독립행정법인 산업기술종합연구소 특허생물기탁센터에 국제기탁하였다 (FERM BP-08454).
상기 균주 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT6 도 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT4 와 동일하게 우수한 오니 가용화능을 갖는 오니 가용화 효소를 생산하는 성질을 갖는 것으로, 오니의 생물학적 처리방법에 사용할 수 있다.
(실시형태 4)
상기와 같이 하여 선발한 4 균주 중, 또 다른 1개의 균주의 균학적 성질에 대해 시험하였다. 그 균학적 성질 (형태적 성질, 배양적 성질, 생리학적 성질) 은 다음과 같다.
A. 형태적 성질
(1) 세포의 형태 및 크기 : 폭 0.7∼0.8㎛, 길이 2.0∼4.0㎛의 간균
(2) 운동성 유무 : 유
(3) 포자 유무 : 유
B. 배양적 성질 (보통한천 [Nutrient agar] 평판배양)
(1) 콜로니의 형태 : 원형, 가장자리 전체가 매끄러움, 낮은 볼록형상
(2) 색 : 크림색
(3) 광택 : 유
C. 생리학적 성질
(1) 그람염색성 : +
(2) 질산염(황산염)의 환원 : -
(3) VP 테스트 : -
(4) 인돌의 생성 : -
(5) 황화수소의 생성 : -
(6) 전분의 가수분해 : +
(7) 시트르산의 이용 : -
(8) 우레아제 : -
(9) 옥시다아제 : +
(10) 카탈라아제 : +
(11) 생육의 범위
(a) pH : 6.0∼8.0
(b) 온도 : 45℃∼65℃
(12) 산소에 대한 태도 : 호기성
(13) O-F 테스트 (Hugh Leifson법) : -/-
(14) 당류로부터의 산 및 가스의 생성
D-글루코스 : 산 (+)/가스 (-)
(15) 발효성 시험
(a) 글리세롤 : -
(b) L-아라비노스 : +
(c) D-크실로스 : +
(d) D-갈락토스 : -
(e) D-글루코스 : +
(f) D-프락토스 : +
(g) D-만노오스 : +
(h) D-만니톨 : +
(i) 이노시톨 : -
(j) 솔비톨 : -
(k) 말토스 : +
(l) 락토스 : -
(m) 수크로스 : -
(n) 트레할로스 : +
(16) 기타 생리학적 성질
(a) β-갈락토시다아제 활성 : -
(b) 아르기닌디히드로라아제 활성 : -
(c) 리진데카르복실라아제 활성 : -
(d) 트립토판데아밀라아제 활성 : -
(e) 아세토인 생산 : -
(f) 젤라티나아제 활성 : +
(g) 오르니틴데카르복실라아제 활성 : -
또한 상기 생리학적 성질에 있어서의 균주가 생육되는 pH 및 온도의 측정은 다음과 같이 하여 실행하였다.
즉, 0.1N 염산 (와꼬우쥰야꾸사 제조) 및 0.1N 수산화나트륨 (와꼬우쥰야꾸사 제조), 또는 이들 중 하나로 측정대상의 pH (6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0) 로 조정한 보통한천 [Nutrient agar] 배지 (Oxoido사 제조) 를 조제하고, 이 배지에 본 실시형태의 균주를 접종하여, 60℃ 에서 15시간 배양한 균주의 증식균체량을 관찰하고, 그 생육도를 정성적으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 7 에 나타낸다.
pH 생육도
6.0 ±
6.5 +
7.0 +
7.5 +
8.0 +
+:양성, ±:약양성
상기 표 7 로부터 명확한 바와 같이 본 실시형태의 균주는 pH6.0∼8.0 범위에서 생육되는 것이 판명되었다.
다음에 0.1N 염산 (와꼬우쥰야꾸사 제조) 및 0.1N 수산화나트륨 (와꼬우쥰야꾸사 제조), 또는 이들 중 하나로 pH6.5 로 조정한 보통한천 [Nutrient agar] 배지 (Oxoido사 제조) 를 조제하고, 이 배지에 본 실시형태의 균주를 접종하고, 측정대상의 온도 (37℃, 45℃, 50℃, 60℃, 65℃) 에서 15시간 배양한 균주의 증식균체량을 관찰하고, 그 생육도를 정성적으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 8 에 나타낸다.
온도 생육도
37℃ -
45℃ ±
50℃ +
60℃ +
65℃ +
+:양성, ±:약양성, -:음성
상기 표 8 로부터도 명확한 바와 같이 본 실시형태의 균주는 45℃∼65℃ 범위에서 생육되는 것이 판명되었다.
또 이 균주에 대해 16SrRNA 유전자의 염기서열을 해석하였다. 그 서열은 서열표의 서열번호 4 에 기재된 바와 같다. 이 해석시에는 먼저 본 실시형태의 균주의 16SrRNA 유전자를 PCR법에 의해 증폭시켰다. PCR법은 실시형태 1 과 동일한 조작으로 실행하였다. 또 온도조건이나 반응 사이클도 실시형태 1 과 동일하게 하였다.
또한 프라이머도 실시형태 1 과 동일한 것을 사용하였다. 유전자의 염기서열의 결정도 실시형태 1 과 동일한 DNA 해독장치 (DNA 시퀀서) 를 사용하였다.
본 실시형태의 균주의 염기서열에 대해, 실시형태 1 과 동일한 유전자 데이터베이스 상에서 BLAST 상동성 검색을 실행한 결과, 데이터베이스 상에 등록된 공지된 지오바실러스 (Geobacillus) 속 세균의 16SrRNA 유전자에 근사한 것을 알 수 있었다.
이상과 같은 균학적 성질의 시험결과나 16SrRNA 유전자의 염기서열로부터, 본 실시형태의 균주는 지오바실러스속에 속하는 신규 미생물인 것으로 인정되어, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT7 으로 명명하고, 2003년 8월 18일에 독립행정법인 산업기술종합연구소 특허생물기탁센터에 국제기탁하였다 (FERM BP-08455).
상기 균주 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT7 도 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT4 와 동일하게 우수한 오니 가용화능을 갖는 오니 가용화 효소를 생산하는 성질을 갖는 것으로, 오니의 생물학적 처리방법에 사용할 수 있다.
본 발명자들은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 오니 등의 유기성 고형물의 우수한 가용화 효과를 갖고, 또한 소정의 가용화율을 얻기 위한 처리시간을 현저하게 단축시킬 수 있어 처리효율을 높일 수 있는 미생물을 탐색하였다.
그 결과, 이와 같은 조건을 충족시키는 지오바실러스속의 신규 미생물을 단리시켜 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 청구항 1 에 기재된 발명은, 지오바실러스 (Geobacillus) 속에 속하고, 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 가용화효소의 생산능을 갖는 것을 특징으로 하는 신규 미생물이다.
또 청구항 2 에 기재된 발명은, 지오바실러스 (Geobacillus) 속에 속하는 신규 미생물로, 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 가용화 효소의 생산능을 갖고, 하기 균학적 성질을 갖는 것을 특징으로 하는 신규 미생물이다.
A. 형태적 성질
(1) 세포의 형태 및 크기 : 폭 0.7∼0.8㎛, 길이 2.0∼4.0㎛의 간균
(2) 운동성 유무 : 유
(3) 포자 유무 : 유
B. 배양적 성질 (보통한천 [Nutrient agar] 평판배양)
(1) 콜로니의 형태 : 원형, 가장자리 전체가 매끄러움, 낮은 볼록형상
(2) 색 : 크림색
(3) 광택 : 유
C. 생리학적 성질
(1) 그람염색성 : +
(2) 질산염의 환원 : -
(3) 인돌의 생성 : -
(4) 황화수소의 생성 : -
(5) 시트르산의 이용 : -
(6) 우레아제 : -
(7) 옥시다아제 : +
(8) 카탈라아제 : +
(9) 산소에 대한 태도 : 호기성
(10) O-F 테스트 (글루코스) : -/-
(11) 당류로부터의 산 및 가스의 생성
D-글루코스 : 산 (+)/가스 (-)
또한 청구항 3 에 기재된 발명은, 지오바실러스 (Geobacillus) 속에 속하는 신규 미생물로, 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 가용화 효소의 생산능을 갖고, 하기 균학적 성질을 갖는 것을 특징으로 하는 신규 미생물이다.
A. 형태적 성질
(1) 세포의 형태 및 크기 : 폭 0.7∼0.8㎛, 길이 2.0∼4.0㎛의 간균
(2) 운동성 유무 : 유
(3) 포자 유무 : 유
B. 배양적 성질 (보통한천 [Nutrient agar] 평판배양)
(1) 콜로니의 형태 : 원형, 가장자리 전체가 매끄러움, 낮은 볼록형상
(2) 색 : 크림색
(3) 광택 : 유
C. 생리학적 성질
(1) 그람염색성 : +
(2) 질산염의 환원 : -
(3) 인돌의 생성 : -
(4) 황화수소의 생성 : -
(5) 시트르산의 이용 : -
(6) 우레아제 : -
(7) 옥시다아제 : +
(8) 카탈라아제 : +
(9) 산소에 대한 태도 : 호기성
(10) O-F 테스트 (글루코스) : -/-
(11) 당류로부터의 산 및 가스의 생성
D-글루코스 : 산 (+)/가스 (-)
(12) 발효성 시험
(a) D-글루코스 : +
(b) D-프락토스 : +
(c) D-만노오스 : +
(d) D-솔비톨 : -
(e) 이노시톨 : -
(f) 말토스 : +
(g) 트레할로스 : +
(13) 기타 생리학적 성질
(a) β-갈락토시다아제 활성 : -
(b) 아르기닌디히드로라아제 활성 : -
(c) 리진데카르복실라아제 활성 : -
(d) 트립토판데아밀라아제 활성 : -
(e) 아세토인 생산 : -
(f) 젤라티나아제 활성 : +
(g) 오르니틴데카르복실라아제 활성 : -
또 청구항 4 에 기재된 발명은 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT4 (FERM BP-08452) 인 청구항 1 에 기재된 신규 미생물이고, 청구항 5 에 기재된 발명은 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT5 (FERM BP-08453) 인 청구항 1 에 기재된 신규 미생물이고, 청구항 6 에 기재된 발명은 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT6 (FERM BP-08454) 인 청구항 1 에 기재된 신규 미생물이고, 청구항 7 에 기재된 발명은 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT7 (FERM BP-08455) 인 청구항 1 에 기재된 신규 미생물이다.
또한 청구항 8 에 기재된 발명은, 지오바실러스속에 속하는 신규 미생물로, 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 가용화 효소의 생산능을 갖고, 16SrRNA 유전자의 염기서열이 서열표의 서열번호 1 에 기재된 서열인 것을 특징으로 하는 신규 미생물이다.
또한 청구항 9 에 기재된 발명은, 지오바실러스속에 속하는 신규 미생물로, 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 가용화 효소의 생산능을 갖고, 16SrRNA 유전자의 염기서열이 서열표의 서열번호 2 에 기재된 서열인 것을 특징으로 하는 신규 미생물이다.
또한 청구항 10 에 기재된 발명은, 지오바실러스속에 속하는 신규 미생물로, 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 가용화 효소의 생산능을 갖고, 16SrRNA 유전자의 염기서열이 서열표의 서열번호 4 에 기재된 서열인 것을 특징으로 하는 신규 미생물이다.
또한 청구항 11 에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 10 중 어느 하나에 기재된 신규 미생물을 사용하여 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 것을 특징으로 하는 유기성 고형물의 처리방법이다.
또한 청구항 12 에 기재된 발명은, 청구항 4 에 기재된 신규 미생물, 청구항 5 에 기재된 신규 미생물, 또는 청구항 6 에 기재된 신규 미생물 중 어느 하나와, 청구항 7 에 기재된 신규 미생물을 혼합한 혼합 미생물에 의해, 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 것을 특징으로 하는 유기성 고형물의 처리방법이다.
본 발명에 의하면, 상기 서술한 바와 같이 생물성 오니 혹은 유기성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 성질을 갖는 지오바실러스속의 신규 미생물인 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT4, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT5, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT6, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT7 을 제공하기에 이르렀다.
특히 본 발명에서는, 1일 정도의 매우 짧은 기간에 우수한 오니 가용화 효과를 나타내므로, 실제 장치에 사용하는 경우에 장치운전의 기동시간이 빠르다는 효과가 있다.
또한 본 발명에서는 50℃∼65℃ 정도로 그다지 높지 않은 온도에서 우수한 가용화효과를 나타내므로, 실제 장치에 사용하는 경우의 에너지면에서의 경제성도 비약적으로 향상된다는 효과가 있다.
그리고 이 신규 미생물을 사용하여 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 처리방법에 의해, 하수처리장, 시뇨처리장 등의 하수처리 프로세스로부터 배출되는 생오니 및 잉여오니 등의 생물성 오니나 식품공장, 화학공장 등의 제조 프로레스 또는 배수처리 프로세스로부터 배출되는 유기성 오니 등의 각종 유기성 고형물을 효율적으로 가용화할 수 있다.
특히 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT4, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT5, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT6 중 어느 하나와, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT7 을 혼합한 혼합 미생물을 사용하는 경우에는 오니의 가용화효율이 더욱 향상된다는 효과가 있다.
이하 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
(실시예 1)
상기 각 실시형태의 균주를 사용하여 오니의 가용화시험을 실행하였다.
오니의 가용화시험은 고베 시내의 하수처리장에서 채취한 잉여오니를 사용하여 실시하였다. 가용화시험에 사용한 멸균세정 오니의 조정방법과 가용화 시험방법을 다음에 설명한다.
[멸균오니 조정방법]
1. 잉여오니를 121℃, 15분 오토클레이브처리한 후, 원심조작 (약 15000g, 10분) 에 의해 침전물을 회수한다.
2. 그 침전물을 순수에 충분히 현탁한 후에, 상기 조건에서 오토클레이브
처리하여, 원심조작에 의해 침전물을 회수하였다.
3. 침전물을 순수에 재현탁한 후, 원심조작에 의해 세정하였다. 이 조작은 2회 반복하였다.
4. 침전물을 약 10000㎎/ℓ가 되도록 순수에 현탁한 후, 오토클레이브 처리한 것을 실험에 사용하였다.
[가용화 시험방법]
1. 63℃에서 LB 액체배지 (DIFCO사 제조 : 박토트립톤 10g, 효모 액기스 5g, 염화나트륨 5g, 증류수 1ℓ) 에서 하룻밤 배양한, 각 균주를 용적비로 1%가 되도록, 상기 멸균세정 오니에 첨가하여, 63℃ 에서 진탕 배양하였다. 그 VSS (Volatile Suspended Solids) 농도를 하수도 시험방법 (상권) [1997년판, p296∼297, 재단법인 일본하수도협회] 에 의거하여 측정하였다.
2. 오니의 VSS 가용화율은 다음의 식에 의거하여 구하였다.
VSS 가용화율 = [(최초VSS농도 - 배양후 VSS농도)/최초VSS농도]×100(%)
시험결과를 표 9 에 나타낸다. 또한 표 9 에서 대조란, 계에 균을 첨가하지 않은 경우를 의미한다.
배양시간(시간) SPT4 SPT5 SPT6 SPT7 대조
0 0 0 0 0 0
24 25.7 26.3 26.1 23.5 3.6
48 35.5 35.0 36.7 33.2 4.5
표 9 로부터도 명확한 바와 같이 실시형태 1 내지 4 중 어느 균주도, 배양한 후 24시간 경과후에 25% 전후의 우수한 오니의 가용화율을 나타내고, 48시간 경과후에는 35% 전후의 우수한 오니의 가용화율을 나타냈다.
또한 본 실시예의 오니의 가용화시험에서는, 상기와 같이 63℃ 에서 가용화를 실행하고 있으나, 가용화의 온도는 이것에 한정되지 않는다. 상기 실시형태 1 내지 4 의 균주의 생육온도에 맞춰 45∼70℃의 온도범위에서 가용화를 실행할 수 있다. 단, 우수한 가용화율을 얻기 위해서는, 50∼65℃ 온도범위에 설정하는 것이 바람직하다.
다음에 실시형태 1 내지 3 의 균주를 실시형태 4 의 균주와 혼합한 것을 사용하여, 단독 세균을 사용했을 때와의 오니 가용화율의 비교시험을 실행하였다. 그 결과를 표 10 에 나타낸다.
배양시간(시간) SPT4 SPT5 SPT6 SPT7 SPT4+SPT7 SPT5+SPT7 SPT6+SPT7
0 0 0 0 0 0 0 0
24 25.3 26.8 24.4 22.7 26.6 27.7 25.5
48 36.0 35.4 37.1 33.8 38.0 42.5 39.3
표 10 으로부터 명확한 바와 같이 실시형태 1 내지 3 의 균주와, 실시형태 4 의 균주의 혼합세균을 사용한 경우에는, 단독세균을 사용했을 때에 비하여 오니 가용화율이 상승되었다. 이것은 실시형태 4 의 SPT7주가 높은 pH 조건하에서 생육되는 것을 반영하고 있는 것으로 생각된다. 즉, 먼저 오니중의 단백질이 SPT7주 이외의 호열성 세균이 생산하는 효소 (프로테아제, 리파아제 등) 에 의해 분해되어, 암모니아가 생산되면 오니의 pH가 상승된다. 이 조건에서 SPT7 이 활발하게 증식되어, 오니 가용화에 관여하는 효소를 생산함으로써, 오니의 가용화를 촉진하는 것으로 생각된다.
또한 실시형태 1 내지 3 의 균주와, 실시형태 4 의 균주를 혼합하여 유기성 고형물을 가용화하는 경우는, pH7.0∼8.5 의 범위에서 처리하는 것이 바람직하다.
(실시예 2)
상기 각 실시형태의 균주 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT4, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT5, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT6, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT7 은, 상기 서술한 바와 같이 우수한 오니 가용화능을 가진 오니 가용화 효소를 생산하는 성질을 갖는 것이므로, 각종 오니의 생물학적 처리방법에 사용할 수 있다.
본 실시예에서는 그 생물처리방법의 일례에 대해 설명한다.
본 실시예의 생물처리방법을 실시하는 장치는 도 1 에 나타내는 바와 같이 생물처리장치, 침전조 및 가용화조를 구비한다. 본 실시예에서는, 원폐수 (A) 가 경로 1 을 거쳐 생물처리조 (2) 에 도입되고, 생물처리조 (2) 에서 유기성 폐수인 원폐수가 호기적으로 생물처리된다. 호기적 생물처리란 생물산화에 의해 유기물이 이산화탄소 혹은 물 등의 무기물로 분해되는 것을 말한다.
다음에 생물처리된 처리수 B 는, 경로 3 을 거쳐 고액분리장치로서의 침전조 (4) 에 도입되어 고액분리되고, 고액분리된 상등액 (C) 은 방류되거나 하여, 고액분리된 고형물인 오니 (D) 의 일부는, 경로 5 를 거쳐 경로 1 에 합류되어 원폐수 (A) 와 함께 생물처리조 (2) 에 도입된다.
침전조 (4) 에서 분리된 나머지 오니 (E) 는 경로 6 을 거쳐 가용화조 (7) 로 도입된다. 그리고 가용화조 (7) 에서는, 고온조건에서 호기적으로 유기성 고형물의 가용화가 실행된다. 이 경우의 가용화처리에, 상기 실시형태 1 내지 4 의 각 신규 미생물이 사용된다.
가용화조 (7) 는, 상기 서술한 바와 같이 생물처리조 (2) 로부터 공급되는 오니를 가용화시키기 위한 것으로, 이 가용화는 프로테아제 등의 가용화 효소에 의해 이루어지는데, 이와 같은 가용화 효소가 상기 실시형태 1 내지 4 의 균주인 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT4 [FERM P-08452], 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT5 [FERM P-08453], 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT6 [FERM P-08454], 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT7 [FERM P-08455] 에 의해 생산되는 것이다. 이와 같은 균주는 가용화조 (7) 에 미리 저장되거나, 가용화조 (7) 에 공급되는 오니에 미리 함유시켜도 되고, 혹은 가용화조 (7) 에 새로 첨가되어도 된다. 또 이와 같은 4종의 균주는 단독이거나 혼합하여 사용할 수 있다.
가용화조 (7) 의 온도는 상기 실시형태 1 내지 4 의 균주의 생육온도에 맞춰 45∼70℃ 의 온도범위, 바람직하게는 50∼65℃의 온도범위에 설정하는 것이 바람직하다. 또 pH 는 상기 실시형태 1 내지 4 의 균주의 생육 pH 에 맞춰 pH 5.5∼9 의 범위, 바람직하게는 6∼8.5 의 범위가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
(실시예 3)
본 실시예는, 생물처리방법의 다른 예로, 본 실시예의 처리장치에 있어서는, 도 2 에 나타낸 바와 같이 침전조 (4) 의 후단측으로, 가용화조 (7) 의 전단측에 농축장치 (9) 가 설치되어 있다. 가용화조 (7) 로 오니를 공급하기 전에 농축장치 (9) 에서 오니를 농축함으로써, 가용화조로의 오니 투입량이 감소되고, 결과적으로 가용화조 (7) 에서도 HRT 가 길어져, 가용화조 (7) 로부터 생물처리조 (2) 에 반송되는 처리액의 BOD량을 대폭 저감할 수 있다. 농축장치 (9) 로서는 막농축, 원심농축, 부상농축, 증발농축 등의 수단을 구비한 농축장치를 사용할 수 있다.
가용화조 (7) 의 온도는, 상기 실시예 1 과 동일하게 45∼70℃ 의 온도범위, 바람직하게는 50∼65℃ 의 온도범위로 설정하는 것이 바람직하다. 또 pH도 상기 실시예 2 와 동일하게 pH5.5∼9 의 범위, 바람직하게는 6∼8.5 의 범위가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 또 4종의 균주를 단독이거나 혼합하여 사용할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다. 또한 균주를 가용화조 (7) 에 미리 저장시키거나, 또는 가용화조 (7) 에 공급되는 오니에 미리 함유시키거나, 혹은 가용화조 (7) 에 새로 첨가할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다.
또한 이 도 2 의 처리장치에서는, 고액분리된 고형물인 오니 (D) 의 일부가 경로 5 를 거쳐 경로 1 에 합류되어 원폐수 (A) 와 함께 생물처리조 (2) 에 도입되고, 침전조 (4) 에서 분리된 나머지 오니 (E) 가 농축장치 (9) 로 공급되도록 구성되어 있으나 이것에 한정되지 않고, 도 3 에 나타낸 바와 같이 침전조 (4) 에서 분리된 오니 (D) 를 전부 농축장치 (9) 에서 농축한 후, 오니의 일부를 경로 5 를 거쳐 생물처리조 (2) 에 반송하고, 나머지 오니를 가용화조 (7) 에서 호열균에 의해 가용화할 수도 있다.
(실시예 4)
본 실시예에서는 도 4 에 나타낸 바와 같이 생물처리조 (2) 내에 막분리장치 (10) 를 갖고, 생물처리와 병행하여 막분리장치 (10) 에 의한 고액분리가 실행된다. 따라서 고액분리가 보다 바람직하게 실행되게 된다.
생물처리조 (2) 내에 설치되는 막분리장치 (10) 에는, 예를 들어 구경 0.1∼2.5㎛, 바람직하게는 0.3∼0.5㎛ 의 막이 사용된다.
가용화조 (7) 의 온도는, 상기 실시예 1 과 동일하게 45∼70℃ 의 온도범위, 바람직하게는 50∼65℃ 의 온도범위에 설정하는 것이 바람직하다. 또 pH 도 상기 실시예 2 와 동일하게 pH 5.5∼9 의 범위, 바람직하게는 6∼8.5 의 범위가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 또 4종의 균주를 단독이거나 혼합하여 사용할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다. 또한 균주를 가용화조 (7) 에 미리 저장시키거나, 또는 가용화조 (7) 에 공급되는 오니에 미리 함유시키거나, 혹은 가용화조 (7) 에 새로 첨가할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다.
(실시예 5)
본 실시예는 미생물에 의해 인성분을 제거하는 경우의 실시예이다. 본 실시예의 처리장치는 도 5 에 나타낸 바와 같이 생물처리조 (2) 가 혐기조 (2a) 와 호기조 (2b) 로 구성되어 있다. 또 침전조 (4) 의 후단이고 가용화조 (7) 의 전단측에 인방출장치 (11) 가 설치되어 있다. 본 실시예에서는 혐기조 (2a) 에서 미생물로부터 인이 방출되고, 다음에 호기조 (2b) 에서 호기적인 미생물 소화 및 미생물에 의한 인성분이 섭취 (체내 저장) 된다.
다음에 생물처리된 처리액을 침전조 (4) 에서, 인성분이 농축된 일차 오니 (x) 와 일차 처리수 (a) 로 분리한다. 일차 오니 (x) 중의 미생물로부터 인성분을 방출시키기 위해, 인방출장치 (11) 에서 인성분을 액상으로 방출시킨다. 이 경우의 인성분의 방출은, 예를 들어 혐기처리, 가열처리, 초음파처리, 오존처리, 알칼리처리 등에 의해 실행할 수 있으나, 특히 혐기처리에 의해 실행하는 것이 바람직하다. 다음에 이차 처리수 (b) 에 응집제를 첨가하여, 인분리장치 (12) 에서 인성분을 고형성분으로서 응집시켜, 인성분을 실질적으로 함유하지 않은 삼차 처리수 (c) 와 고형 인성분 (y) 을 얻는다. 이 고형 인성분 (y) 은 비료나 인 화합물 제조를 위한 원료로서 이용할 수 있는 것이다. 상기 이차 오니 (z) 는, 더욱 오니 성분의 감용화를 위해 가용화조 (7) 에서 가용화처리된다.
가용화조 (7) 의 온도는, 상기 실시예 1 과 동일하게 45∼70℃ 의 온도범위, 바람직하게는 50∼65℃ 의 온도범위에 설정하는 것이 바람직하다. 또 pH도 상기 실시예 2 와 동일하게 pH5.5∼9 의 범위, 바람직하게는 6∼8.5 의 범위가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 또 4종의 균주를 단독이거나 혼합하여 사용할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다. 또한 균주를 가용화조 (7) 에 미리 저장시키거나, 또는 가용화조 (7) 에 공급되는 오니에 미리 함유시키거나, 혹은 가용화조 (7) 에 새로 첨가할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다.
(실시예 6)
본 실시예는 열에너지의 손실이 적고, 처리계 외로 배출되는 처리수 중의 질소함유 유기분 또는 질소함유 무기분이 적고, 대기중에 방산되는 배가스의 제취가 가능한 경우의 실시예로, 도 6 에 나타낸 바와 같이 생물처리조 (2) 에 이르는 처리액경로에는, 질화장치 (13) 와 탈질장치 (14) 가 배치되어 있고, 침전조 (4) 에서 분리된 오니의 일부는 환류경로 (15) 를 거쳐 질화장치 (13) 에 반송되어 있고, 가용화조 (7) 에서 가용화된 처리액은, 열교환기 (16) 와 반송경로 (17) 를 거쳐 탈질장치 (14) 에 반송된다. 또 경로 (26) 를 거쳐 가용화조 (7) 에 통입된 공기는, 경로 (27) 를 거쳐 질화장치 (13) 에 통입된다.
유기성 폐수 중의 NH4+분은 질화장치 (13) 에서 질화균에 의해 NO2- 또는 NO3- 로 변경되고, 이 NO2- 또는 NO3- 은 탈질장치 (13) 에 도입된 후에 대기중에 방산되므로, 대기중에 방산되는 가스의 냄새는 현저하게 약해져, 가용화조 (7) 로부터 배출되는 가스의 열은 질화장치 (13) 에서 질화처리에 유효하게 이용되므로 열에너지의 손실이 적다.
또 처리계 외로 배출되는 처리수 중의 질소함유 유기분 또는 질소함유 무기분은 실질적으로 없다.
가용화조 (7) 의 온도는, 상기 실시예 1 과 동일하게 45∼70℃ 의 온도범위, 바람직하게는 50∼65℃ 의 온도범위에 설정하는 것이 바람직하다. 또 pH도 상기 실시예 2 와 동일하게 pH5.5∼9 의 범위, 바람직하게는 6∼8.5 의 범위가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 또 4종의 균주를 단독이거나 혼합하여 사용할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다. 또한 균주를 가용화조 (7) 에 미리 저장시키거나, 또는 가용화조 (7) 에 공급되는 오니에 미리 함유시키거나, 혹은 가용화조 (7) 에 새로 첨가할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다.
(실시예 7)
본 실시예의 유기성 폐수의 처리장치는 도 7 에 나타낸 바와 같이 생물처리조 (2) 와 가용화조 (7) 로 구성되어 있다. 생물처리조 (2) 에서는 회분식으로 유기성 폐수의 처리가 이루어진다. 원수인 유기성 폐수로서 본 실시형태에서는 하수를 사용하였다.
본 실시예에서는 원수의 유입, 반응, 침전, 배수, 배출 오니 등을 1 사이클로 하여 처리가 이루어진다. 보다 구체적으로는 도 8 에 나타낸 바와 같이 원수의 유입 수용 중에 폭기, 교반, 폭기, 교반, 폭기, 폭기정지에 의한 침전, 고액분리, 가용화처리의 공정이 순환되어 이루어지게 된다. 이 경우, 폭기는 호기적 처리이고, 교반은 혐기적 처리이다. 폭기와 교반의 반복 공정, 침전, 고액분리의 공정은 생물처리조 (2) 에서 이루어지고, 가용화처리의 공정은 가용화조 (7) 에서 이루어진다.
원수의 유입 수용부터 처리수 배출의 일련의 폐수처리의 회분처리는, 1일 복수회 (예를 들어 2∼4회) 실행하도록 각 공정의 처리시간을 조정할 수 있으나, 폐수의 성상에 따라서는 1일에 1회 정도, 혹은 3일에 2회 정도의 회분처리를 실행하도록 각 공정의 처리시간이 조정되어 있어도 된다.
본 실시예는 폭기 공정에서 질화균에 의한 질화처리가 이루어지고, 폭기를 정지한 교반의 공정에서 탈질균에 의한 탈질처리가 이루어진다. 그 후, 폭기의 정지에 의해 오니가 침강되어 분리된다. 상등은 방류되거나 하여 침강된 오니의 일부는 다음 회분처리를 위해 생물처리조 (2) 에 저장되고, 오니의 나머지 일부는 가용화조 (7) 로 공급되어 가용화처리된다. 가용화조 (7) 에서 가용화처리된 액은 도 9 에 나타낸 바와 같이 제 1 단계의 교반 공정으로 반송되는 것이 바람직하다.
가용화처리액은, 제 1 단계의 폭기를 정지하기 전의 3시간 내지 30분전, 바람직하게는 1시간 내지 30분전에 생물처리조 (2) 에 반송된다. 사이클 수는 생물처리조의 BOD-SS 부하에 의해 결정된다. 일반적으로 고부하운전 (BOD-SS 부하 : 0.2∼0.4㎏ BOD/㎏SSㆍ일) 의 경우는 폭기 및 교반의 질화 탈질처리 사이클이 3∼4 사이클로 운전되는 것이 바람직하다. 또 저부하운전 (BOD-SS 부하 : 0.03∼0.05㎏ BOD/㎏SSㆍ일) 의 경우는 질화 탈질처리 사이클이 2∼3 사이클로 운전되는 것이 바람직하다.
가용화조 (7) 의 온도는, 상기 실시예 1 과 동일하게 45∼70℃ 의 온도범위, 바람직하게는 50∼65℃ 의 온도범위에 설정하는 것이 바람직하다. 또 pH도 상기 실시예 2 와 동일하게 pH5.5∼9 의 범위, 바람직하게는 6∼8.5 의 범위가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 또 4종의 균주를 단독이거나 혼합하여 사용할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다. 또한 균주를 가용화조 (7) 에 미리 저장시키거나, 또는 가용화조 (7) 에 공급되는 오니에 미리 함유시키거나, 혹은 가용화조 (7) 에 새로 첨가할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다.
본 실시예에서는 폭기처리를 정지하기 전의 3시간∼30분전, 바람직하게는 1시간∼30분전에 가용화처리 오니가 제 1 (최초의) 폭기처리공정에서의 반응조에 반송된다. 이에 의해, 가용화처리 오니에 함유되는 유기물을, 탈질처리시의 프로톤원 (BOD원) 으로서 유효 이용하여 탈질을 촉진시킬 수 있다. 따라서 프로톤원으로서 일반적으로 사용되는 메탄올 등의 약품량을 저감할 수 있으므로, 그 약품량에 따른 비용을 저감할 수 있게 된다.
이 경우의 가용화처리시간은 12∼72시간이 바람직하고, 18∼48시간이 보다 바람직하며, 20∼36시간이 가장 바람직하다.
(실시예 8)
본 실시형태의 유기성 폐수의 처리장치는, 도 9 에 나타낸 바와 같이 혐기조 (18), 일차 폭기조 (19), 무산소조 (20), 이차 폭기조 (21), 침전조 (4) 및 가용화조 (7) 를 구비하고 있다.
혐기조 (18) 는 유기성 폐수를 혐기적으로 소화함과 동시에, 반송오니나 산발효액 중의 오니에 인이 함유되어 있는 경우, 오니 중의 인을 액중에 방출하는 기능을 갖는 것이다.
일차 폭기조 (19) 는, 상기 혐기조 (18) 에서 혐기처리된 처리액을, 폭기교반에 의해 호기적으로 생물처리하고, 혐기처리된 처리수 중의 유기물을 산화분해시키거나, 혹은 유입 암모니아를 질화하기 위한 것이다. 이 일차 폭기조 (5) 는, 요컨대 폭기수단을 구비하는 것이면 되므로, 그 폭기수단은 제한되지 않지만, 예를 들어 산기관 등을 사용할 수 있다. 폭기처리는 호기성 소화분해가 허용되도록, 바람직하게는 0.1∼0.5vvm 의 통기량으로 실온하에서 실시되는데, 부하에 따라서는, 이것을 웃도는 통기량으로, 보다 고온에서 처리해도 된다. 피처리액은 바람직하게는 pH5.0∼8.0 으로 조정되고, 보다 바람직하게는 pH7.0∼8.0 으로 조정된다.
무산소조 (20) 는 상기 일차폭기조 (5) 에서 호기처리된 처리액을 탈질처리하기 위한 것이다.
이차 폭기조 (21) 는, 상기 무산소조 (6) 에서 탈질처리된 처리액을, 호기적으로 생물처리하기 위한 것이다. 이 이차 폭기조 (21) 에서는, 상기 일차 폭기조 (19) 와 동일하게 구성되고, 동일하게 폭기교반에 의해 생물처리가 실행된다. 이 경우의 이차 폭기조 (21) 는, 질화와 BOD 제거의 양방의 기능을 갖는다. 그리고 이차 폭기조 (21) 에서의 처리액인 질화액의 일부는 도면에 나타내지 않지만, 무산소조 (6) 로 반송되고, 질화액 중의 질산 혹은 아질산이 탈질되게 된다.
침전조 (4) 는 상기 이차 폭기조 (21) 에서 생물처리된 처리액을 고액분리하기 위한 것으로, 분리된 액분은 처리액으로서 재이용 혹은 방류되고, 분리, 침전된 고형분인 오니의 일부는, 다음의 가용화조 (7) 로 공급됨과 동시에, 나머지 일부는 혐기조 (18) 로 반송된다.
이와 같은 구성으로 이루어지는 처리장치에 의해, 하수를 처리하는 경우에는, 먼저 혐기조 (18) 로 하수가 공급된다. 혐기처리후의 처리수는, 다음 공정의 일차 폭기조 (19) 에 공급되어 폭기 교반되면서 호기적으로 처리되게 된다. 이 폭기 교반에 의한 호기적인 처리에 의해 질화처리가 이루어지게 된다.
다음에 일차 폭기조 (19) 에서 폭기처리된 처리액은, 무산소조 (20) 로 공급된다. 이 무산소조 (20) 에서는 탈질처리가 이루어진다. 무산소조 (20) 에서 탈질처리된 처리액은 이차 폭기조 (21) 로 공급되고, 폭기 교반되면서 호기적으로 처리된다. 이 이차 폭기조 (21) 에서의 폭기처리에 의해 질화가 이루어지고, BOD 제거가 이루어진다.
다음에 이차 폭기조 (21) 에서 폭기처리된 처리액은, 침전조 (4) 로 공급된다. 이 침전조 (4) 에서는 고액분리가 되고, 분리된 액분은 처리액으로서 재이용 혹은 방류되고, 또 분리, 침전된 고형분인 오니의 일부는, 가용화조 (7) 로 공급되어, 상기 실시형태의 균주에 의해 호기적으로 오니가 가용화된다. 또 침전된 오니의 나머지 일부는 호기조 (18) 로 반송오니로서 반송된다.
가용화조 (7) 에서 가용화처리된 오니는, 상기 무산소조 (20) 로 반송되고, 다시 처리된다. 그리고 무산소조 (20) 에서의 탈질처리, 이차 폭기조 (21) 에서의 폭기처리, 침전조 (4) 에서의 고액분리, 가용화조 (7) 에서 가용화처리가 순환되어 반복되게 된다.
가용화조 (7) 의 HRT 는, 균의 생성 및 분비량이 최대가 되는 HRT 에 의거하여 선택하는 것이 바람직하다. 이와 같이 HRT 를 설정하면, 생성 및 분비된 오니 가용화 효소에 의한 반응을 효율적으로 이용할 수 있다. 통상 HRT 는 12∼72 시간에 설정하는 것이 바람직하고, 가용화액 중의 암모니아를 산화하는 관점에서는 24∼72 시간에 설정하는 것이 보다 바람직하며, 가용화 장치의 콤팩트화 및 처리수질의 향상의 양방을 유지하는 관점에서는 36∼48 시간에 설정하는 것이 가장 바람직하다.
또 가용화조 (7) 이외의 조의 HRT 는, 혐기조 (4) 에서 0.5∼1.5시간, 일차 폭기조 (5) 에서 2∼6시간, 무산소조 (6) 에서 0.5∼3시간, 이차 폭기조 (7) 에서 0.5∼2시간, 바람직하게는 혐기조 (4) 에서 0.5∼1시간, 일차 폭기조 (5) 에서 3∼5시간, 무산소조 (6) 에서 1∼2시간, 이차 폭기조 (7) 에서 0.5∼1.5시간이 바람직하다.
가용화조 (7) 의 온도는, 상기 실시예 1 과 동일하게 45∼70℃ 의 온도범위, 바람직하게는 50∼65℃ 의 온도범위에 설정하는 것이 바람직하다. 또 pH도 상기 실시예 2 와 동일하게 pH5.5∼9 의 범위, 바람직하게는 6∼8.5 의 범위가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 또 4종의 균주를 단독이거나 혼합하여 사용할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다. 또한 균주를 가용화조 (7) 에 미리 저장시키거나, 또는 가용화조 (7) 에 공급되는 오니에 미리 함유시키거나, 혹은 가용화조 (7) 에 새로 첨가할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다.
(실시예 9)
본 실시형태에서는, 무산소조가 2조 설치되어 있음과 동시에, 폭기조는 1조만 설치되어, 이 점에서 상기 실시예 8 과 상이하다.
즉, 본 실시예의 처리장치는 도 10 에 나타낸 바와 같이 전무산소조 (23), 혐기조 (18), 호환조 (24), 무산소조 (20), 폭기조 (25), 침전조 (4), 농축기 (9), 및 가용화조 (7) 를 구비하고 있다.
본 실시형태에서는 혐기조 (18) 에 유입된 원수는 호환조 (24) 에 공급된다.
이 호환조 (24) 에서는, 유입 하수의 탈질 정도에 따라 폭기조 (25) 로부터의 오니 및 처리액 (질화액) 의 반송 경로를 변경하는 기능이 나타난다. 예를 들어 여름철 등의 탈질의 정도가 높은 시기에서는, 혐기조로서 활용함으로써 혐기상태에서의 반송 오니의 인방출반응이 촉진되고, 겨울철 등의 탈질의 정도가 낮은 시기에서는, 무산소조로서 활용함으로써 원수 및 폭기조 (25) 로부터 전무산소조 (23) 혹은 호환조 (24) 에 반송되는 질화액의 탈질반응이 촉진되게 된다.
이와 같이 호환조 (24) 에서의 처리가 실행된 후, 원수는 무산소조 (20) 에 공급되어 탈질처리되고, 다시 폭기조 (25) 에 공급되어 폭기교반에 의해 호기적으로 생물처리된다. 다음에 폭기조 (25) 로부터 침전조 (4) 에 공급되고, 이 침전조 (4) 에서는 고액분리가 되어, 분리된 액분은 적절하게 방류된다. 또 분리, 침전된 고형분인 오니는 농축기 (9) 로 공급되고, 가용화조 (7) 로 공급된다. 이 경우, 폭기조 (25) 는 BOD 의 제거와 질화의 기능을 갖는 것이다. 폭기조 (25) 의 처리액인 질화액 일부는, 전무산소조 (23), 바람직하게는 (도시하지 않음) 무산소조 (20) 로 반송된다.
또한 가용화조 (7) 에서 가용화처리된 오니는, 호환조 (24) 로 반송되고, 호환조 (24), 무산소조 (20), 폭기조 (25), 침전조 (4), 농축기 (9), 가용화조 (7) 를 순환하게 된다. 또한 침전조 (4) 에서 분리된 오니는 농축기 (9) 로 공급되는 것 이외에, 전무산소조 (23) 로도 반송된다. 또 전무산소조 (23) 로는 혐기조 (18) 나 호환조 (24) 로부터도 오니가 반송된다.
가용화조 (7) 의 온도는 상기 실시예 1 과 동일하게 45∼70℃ 의 온도범위, 바람직하게는 50∼65℃ 의 온도범위에 설정하는 것이 바람직하다. 또 pH도 상기 실시예 2 와 동일하게 pH5.5∼9 의 범위, 바람직하게는 6∼8.5 의 범위가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 또 4종의 균주를 단독이거나 혼합하여 사용할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다. 또한 균주를 가용화조 (7) 에 미리 저장시키거나, 또는 가용화조 (7) 에 공급되는 오니에 미리 함유시키거나, 혹은 가용화조 (7) 에 새로 첨가할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다.
(실시예 10)
본 실시예의 처리장치는, 도 11 에 나타낸 바와 같이 혐기조 (18), 무산소조 (20), 폭기조 (25), 침전조 (4) 및 가용화조 (7) 를 구비한다.
본 실시형태에서는, 혐기조 (18) 에서 원수의 혐기처리가 이루어져 오니 중의 인성분이 방출된 후, 무산소조 (20) 로 공급되고, 무산소조 (20) 에서 탈질처리가 이루어진다. 무산소조 (20) 에서 탈질처리된 처리액은 폭기조 (25) 로 공급되고, 폭기조 (25) 에서 오니에 함유되는 암모니아가 아질산이나 질산까지 변화시킨다. 즉, 폭기조 (13) 에서는 질화처리가 이루어지고 있다.
다음에 폭기조 (25) 에서 질화처리된 처리액은 침전조 (4) 로 공급된다. 이 침전조 (4) 에서는 고액분리가 되어, 분리된 액분은 방류되거나 하고, 또 분리, 침전된 고형분인 오니의 일부는, 가용화조 (7) 로 공급됨과 동시에, 나머지는 반송 오니로서 혐기조 (18) 에 반송된다.
가용화처리 후의 오니는, 혐기조 (18) 로 반송되고, 무산소조 (20) 에서의 탈질처리, 폭기조 (25) 에서의 처리, 침전조 (4) 에서의 고액분리, 가용화조 (7) 에서 가용화처리가 순환되어 반복되게 된다. 또 폭기조 (25) 에서 처리된 질화액의 일부는, 무산소조 (20) 또는 혐기조 (18) 에 반송되어 무산소조 (20) 에서 탈질처리된다.
가용화조 (7) 의 온도는 상기 실시예 1 과 동일하게 45∼70℃ 의 온도범위, 바람직하게는 50∼65℃ 의 온도범위에 설정하는 것이 바람직하다. 또 pH도 상기 실시예 2 와 동일하게 pH5.5∼9 의 범위, 바람직하게는 6∼8.5 의 범위가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 또 4종의 균주를 단독이거나 혼합하여 사용할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다. 또한 균주를 가용화조 (7) 에 미리 저장시키거나, 또는 가용화조 (7) 에 공급되는 오니에 미리 함유시키거나, 혹은 가용화조 (7) 에 새로 첨가할 수 있는 것도 실시예 2 와 동일하다.
<110> SHINKO PANTEC CO.,LTD <120> New microorganism and method of treating organic solid materials by using the same <130> F-1910 <160> 6 <210> 1 <211> 1495 <212> DNA <213> Geobacillus sp.SPT4 <400> 1 gaacgctggc ggcgtgccta atacatgcaa gtcgagcgga ccggacagga gcttgctctt 60 gttcggttag cggcggacgg gtgagtaaca cgtgggcaac ctacccgtaa gaccgggata 120 actccgggaa accggagcta ataccggata acaccgaaga ccgcatggtc ttcggttgaa 180 aggcggcttt ggctgtcact tacggatggg cccgcggcgc attagctagt tggtgaggta 240 acggctcacc aaggcgacga tgcgtagccg gcctgagagg gtgaccggcc acactgggac 300 tgagacacgg cccagactcc tacgggaggc agcagtaggg aatcttccgc aatggacgaa 360 agtctgacgg agcgacgccg cgtgagcgaa gaaggtcttc ggatcgtaaa gctctgttgt 420 tagggaagaa gaagtaccgt tcgaataggg cggtacggtg acggtaccta acgagaaagc 480 cccggctaac tacgtgccag cagccgcggt aatacgtagg ggcgagcgtt gtccggaatt 540 attgggcgta aagcgcgcgc aggcggtccc ttaagtctga tgtgaaagcc cacggctcaa 600 ccgtggaggg tcattggaaa ctgggggact tgagtgcaga agaggagagc ggaattccac 660 gtgtagcggt gaaatgcgta gagatgtgga ggaacaccag tggcgaaggc ggctctctgg 720 tctgtaactg acgctgaggc gcgaaagcgt ggggagcaaa caggattaga taccctggta 780 gtccacgccg taaacgatga gtgctaagtg ttagaggggt caaacccttt agtgctgcag 840 ctaacgcgtt aagcactccg cctggggagt acggccgcaa ggctgaaact caaaggaatt 900 gacgggggcc cgcacaagcg gtggagcatg tggtttaatt cgaagcaacg cgaagaacct 960 taccaggtct tgacatcccc tgacaaccct agagataggg cgttccccct tcggggggac 1020 agggtgacag gtggtgcatg gttgtcgtca gctcgtgtcg tgagatgttg ggttaagtcc 1080 cgcaacgagc gcaaccctcg accttagttg ccagcattca gttgggcact ctaaggtgac 1140 tgccgatgac aaatcggagg aaggtgggga tgacgtcaaa tcatcatgcc ccttatgacc 1200 tgggctacac acgtgctaca atgggcggta caaagggctg cgaacccgcg agggggagcg 1260 aatcccaaaa agccgctctc agttcggatt gcaggctgca actcgcctgc atgaagccgg 1320 aatcgctagt aatcgcggat cagcatgccg cggtgaatac gttcccgggc cttgtacaca 1380 ccgcccgtca caccacgaga gcttgcaaca cccgaagtcg gtgaggtaac cctttcggga 1440 gccagccgcc gaaggtgggg caagtgattg gggtgaagtc gtaacagggt agcca 1495 <210> 2 <211> 1498 <212> DNA <213> Geobacillus sp.SPT5 <400> 2 agaacgctgg cggcgtgcct aatacatgca agtcgagcgg actgaatggg agcttgctct 60 tgttcggtca gcggcggacg ggtgagtaac acgtgggcaa cctgcccgca agaccgggat 120 aactccggga aaccggagct aataccggat aacaccgaag accgcatggt ctttggttga 180 aaggcggcgc aagctgccac ttgcggatgg gcccgcggcg cattagctag ttggtgaggt 240 aacggctcac caaggcgacg atgcgtagcc ggcctgagag ggtgaccggc cacactggga 300 ctgagacacg gcccagactc ctacgggagg cagcagtagg gaatcttccg caatgggcga 360 aagcctgacg gagcgacgcc gcgtgagcga agaaggcctt cgggtcgtaa agctctgttg 420 tgagggacga aggagcgccg tttgaagaag gcggcgcggt gacggtacct cacgaggaag 480 ccccggctaa ctacgtgcca gcagccgcgg taatacgtag gggcgagcgt tgtccggaat 540 tattgggcgt aaagcgcgcg caggcggttc cttaagtctg atgtgaaagc ccacggctca 600 accgtggagg gtcattggaa actgggggac ttgagtgcag gagaggagag cggaattcca 660 cgtgtagcgg tgaaatgcgt agagatgtgg aggaacacca gtggcgaagg cggctctctg 720 gcctgcaact gacgctgagg cgcgaaagcg tggggagcaa acaggattag ataccctggt 780 agtccacgcc gtaaacgatg agtgctaagt gttagagggg tcacaccctt tagtgctgca 840 gctaacgcga taagcactcc gcctggggag tacggccgca aggctgaaac tcaaaggaat 900 tgacgggggc ccgcacaagc ggtggagcat gtggtttaat tcgaagcaac gcgaagaacc 960 ttaccaggtc ttgacatccc ctgacaaccc aagagattgg gcgttccccc ttcgggggga 1020 cagggtgaca ggtggtgcat ggttgtcgtc agctcgtgtc gtgagatgtt gggttaagtc 1080 ccgcaacgag cgcaaccctt cgcctctagt tgccagcatt cggttgggca ctctagaggg 1140 actgccggcg acaagtcgga ggaaggtggg gatgacgtca aatcatcatg ccccttatga 1200 cctgggctac acacgtgcta caatgggcgg tacaaagggc tgcgaacccg cgagggggag 1260 cgaatcccaa aaagccgctc tcagttcgga ttgcaggctg caactcgcct gcatgaagcc 1320 ggaatcgcta gtaatcgcgg atcagcatgc cgcggtgaat acgttcccgg gccttgtaca 1380 caccgcccgt cacaccacga gagcttgcaa cacccgaagt cggtgaggca acccgtttcg 1440 ggagccagcc gccgaaggtg gggcaagtga ttggggtgaa gtcgtaacag ggtagcca 1498 <210> 3 <211> 1495 <212> DNA <213> Geobacillus sp.SPT6 <400> 3 gaacgctggc ggcgtgccta atacatgcaa gtcgagcgga ccggacagga gcttgctctt 60 gttcggttag cggcggacgg gtgagtaaca cgtgggcaac ctacccgtaa gaccgggata 120 actccgggaa accggagcta ataccggata acaccgaaga ccgcatggtc ttcggttgaa 180 aggcggcttt ggctgtcact tacggatggg cccgcggcgc attagctagt tggtgaggta 240 acggctcacc aaggcgacga tgcgtagccg gcctgagagg gtgaccggcc acactgggac 300 tgagacacgg cccagactcc tacgggaggc agcagtaggg aatcttccgc aatggacgaa 360 agtctgacgg agcgacgccg cgtgagcgaa gaaggtcttc ggatcgtaaa gctctgttgt 420 tagggaagaa gaagtaccgt tcgaataggg cggtacggtg acggtaccta acgagaaagc 480 cccggctaac tacgtgccag cagccgcggt aatacgtagg ggcgagcgtt gtccggaatt 540 attgggcgta aagcgcgcgc aggcggtccc ttaagtctga tgtgaaagcc cacggctcaa 600 ccgtggaggg tcattggaaa ctgggggact tgagtgcaga agaggagagc ggaattccac 660 gtgtagcggt gaaatgcgta gagatgtgga ggaacaccag tggcgaaggc ggctctctgg 720 tctgtaactg acgctgaggc gcgaaagcgt ggggagcaaa caggattaga taccctggta 780 gtccacgccg taaacgatga gtgctaagtg ttagaggggt caaacccttt agtgctgcag 840 ctaacgcgtt aagcactccg cctggggagt acggccgcaa ggctgaaact caaaggaatt 900 gacgggggcc cgcacaagcg gtggagcatg tggtttaatt cgaagcaacg cgaagaacct 960 taccaggtct tgacatcccc tgacaaccct agagataggg cgttccccct tcggggggac 1020 agggtgacag gtggtgcatg gttgtcgtca gctcgtgtcg tgagatgttg ggttaagtcc 1080 cgcaacgagc gcaaccctcg accttagttg ccagcattca gttgggcact ctaaggtgac 1140 tgccgatgac aaatcggagg aaggtgggga tgacgtcaaa tcatcatgcc ccttatgacc 1200 tgggctacac acgtgctaca atgggcggta caaagggctg cgaacccgcg agggggagcg 1260 aatcccaaaa agccgctctc agttcggatt gcaggctgca actcgcctgc atgaagccgg 1320 aatcgctagt aatcgcggat cagcatgccg cggtgaatac gttcccgggc cttgtacaca 1380 ccgcccgtca caccacgaga gcttgcaaca cccgaagtcg gtgaggtaac cctttcggga 1440 gccagccgcc gaaggtgggg caagtgattg gggtgaagtc gtaacagggt agcca 1495 <210> 4 <211> 1498 <212> DNA <213> Geobacillus sp.SPT7 <400> 4 gagaacgctg gcggcgtgcc taatacatgc aagtcgagcg gaccaaatcg gagcttgctc 60 tgatttggtc agcggcggac gggtgagtaa cacgtgggca acctgcccgc aagaccggga 120 taactccggg aaaccggagc taataccgga taacaccgaa gaccgcatgg tctttggttg 180 aaaggcggcc tttggctgtc acttgcggat gggcccgcgg cgcattagct agttggtgag 240 gtaacggctc accaaggcga cgatgcgtag ccggcctgag agggtgaccg gccacactgg 300 gactgagaca cggcccagac tcctacggga ggcagcagta gggaatcttc cgcaatgggc 360 gaaagcctga cggagcgacg ccgcgtgagc gaagaaggcc ttcgggtcgt aaagctctgt 420 tgtgagggac gaaggagcgc cgttcgaaga gggcggcgcg gtgacggtac ctcacgagga 480 agccccggct aactacgtgc cagcagccgc ggtaatacgt aggggcgagc gttgtccgga 540 attattgggc gtaaagcgcg cgcaggcggt tccttaagtc tgatgtgaaa gcccacggct 600 caaccgtgga gggtcattgg aaactggggg acttgagtgc aggagaggag agcggaattc 660 cacgtgtagc ggtgaaatgc gtagagatgt ggaggaacac cagtggcgaa ggcggctctc 720 tggcctgcaa ctgacgctga ggcgcgaaag cntggggagc aaacaggatt agataccctg 780 gtagtccacg ccgtaaacga tgagtgctaa gtgttagagg ggtcacaccc tttagtgctg 840 cagctaacgc gataagcact ccgcctgggg agtacggccg caaggctgaa actcaaagga 900 attgacgggg gcccgcacaa gcggtggagc atgtggttta attcgaagca acgcgaagaa 960 ccttaccagg tcttgacatc ccctgacaac ccaagagatt gggcgttccc ccttcggggg 1020 gacagggtga caggtggtgc atggttgtcg tcagctcgtg tcgtgagatg ttgggttaag 1080 tcccgcaacg agcgcaaccc tcgcctctag ttgccagcac gaangtgggc actctagagg 1140 gactgccggc gacaagtcgg aggaaggtgg ggatgacgtc aaatcatcat gccccttatg 1200 acctgggcta cacacgtgct acaatgggcg gtacaaaggg ctgcgaaccc gcgaggggga 1260 gcgaatccca aaaagccgct ctcagttcgg attgcaggct gcaactcgcc tgcatgaagc 1320 cggaatcgct agtaatcgcg gatcagcatg ccgcggtgaa tacgttcccg ggccttgtac 1380 acaccgcccg tcacaccacg agagcttgca acacccgaag tcggtgnggt aacccttacg 1440 ggagccagcc gccgaaggtg gggcaagtga ttggggtgaa gtcgtaacag ggtagcca 1498 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <400> 5 agagtttgat cctgcctcag 20 <210> 6 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <400> 6 ggctaccttg ttacgactt 19

Claims (12)

  1. 지오바실러스 (Geobacillus) 속에 속하고, 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 가용화효소의 생산능을 갖는 것을 특징으로 하는 신규 미생물.
  2. 지오바실러스 (Geobacillus) 속에 속하는 신규 미생물로, 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 가용화 효소의 생산능을 갖고, 하기 균학적 성질을 갖는 것을 특징으로 하는 신규 미생물.
    A. 형태적 성질
    (1) 세포의 형태 및 크기 : 폭 0.7∼0.8㎛, 길이 2.0∼4.0㎛의 간균
    (2) 운동성 유무 : 유
    (3) 포자 유무 : 유
    B. 배양적 성질 (보통한천 [Nutrient agar] 평판배양)
    (1) 콜로니의 형태 : 원형, 가장자리 전체가 매끄러움, 낮은 볼록형상
    (2) 색 : 크림색
    (3) 광택 : 유
    C. 생리학적 성질
    (1) 그람염색성 : +
    (2) 질산염의 환원 : -
    (3) 인돌의 생성 : -
    (4) 황화수소의 생성 : -
    (5) 시트르산의 이용 : -
    (6) 우레아제 : -
    (7) 옥시다아제 : +
    (8) 카탈라아제 : +
    (9) 산소에 대한 태도 : 호기성
    (10) O-F 테스트 (글루코스) : -/-
    (11) 당류로부터의 산 및 가스의 생성
    D-글루코스 : 산 (+)/가스 (-)
  3. 지오바실러스 (Geobacillus) 속에 속하는 신규 미생물로, 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 가용화 효소의 생산능을 갖고, 하기 균학적 성질을 갖는 것을 특징으로 하는 신규 미생물.
    A. 형태적 성질
    (1) 세포의 형태 및 크기 : 폭 0.7∼0.8㎛, 길이 2.0∼4.0㎛의 간균
    (2) 운동성 유무 : 유
    (3) 포자 유무 : 유
    B. 배양적 성질 (보통한천 [Nutrient agar] 평판배양)
    (1) 콜로니의 형태 : 원형, 가장자리 전체가 매끄러움, 낮은 볼록형상
    (2) 색 : 크림색
    (3) 광택 : 유
    C. 생리학적 성질
    (1) 그람염색성 : +
    (2) 질산염의 환원 : -
    (3) 인돌의 생성 : -
    (4) 황화수소의 생성 : -
    (5) 시트르산의 이용 : -
    (6) 우레아제 : -
    (7) 옥시다아제 : +
    (8) 카탈라아제 : +
    (9) 산소에 대한 태도 : 호기성
    (10) O-F 테스트 (글루코스) : -/-
    (11) 당류로부터의 산 및 가스의 생성
    D-글루코스 : 산 (+)/가스 (-)
    (12) 발효성 시험
    (a) D-글루코스 : +
    (b) D-프락토스 : +
    (c) D-만노오스 : +
    (d) D-솔비톨 : -
    (e) 이노시톨 : -
    (f) 말토스 : +
    (g) 트레할로스 : +
    (13) 기타 생리학적 성질
    (a) β-갈락토시다아제 활성 : -
    (b) 아르기닌디히드로라아제 활성 : -
    (c) 리진데카르복실라아제 활성 : -
    (d) 트립토판데아밀라아제 활성 : -
    (e) 아세토인 생산 : -
    (f) 젤라티나아제 활성 : +
    (g) 오르니틴데카르복실라아제 활성 : -
  4. 제 1 항에 있어서, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT4 (FERM BP-08452) 인 신규 미생물.
  5. 제 1 항에 있어서, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT5 (FERM BP-08453) 인 신규 미생물.
  6. 제 1 항에 있어서, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT6 (FERM BP-08454) 인 신규 미생물.
  7. 제 1 항에 있어서, 지오바실러스ㆍ에스피 (Geobacillus sp.) SPT7 (FERM BP-08455) 인 신규 미생물.
  8. 지오바실러스 (Geobacillus) 속에 속하는 신규 미생물로, 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 가용화 효소의 생산능을 갖고, 16SrRNA 유전자의 염기서열이 서열표의 서열번호 1 에 기재된 서열인 것을 특징으로 하는 신규 미생물.
  9. 지오바실러스 (Geobacillus) 속에 속하는 신규 미생물로, 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 가용화 효소의 생산능을 갖고, 16SrRNA 유전자의 염기서열이 서열표의 서열번호 2 에 기재된 서열인 것을 특징으로 하는 신규 미생물.
  10. 지오바실러스 (Geobacillus) 속에 속하는 신규 미생물로, 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 가용화 효소의 생산능을 갖고, 16SrRNA 유전자의 염기서열이 서열표의 서열번호 4 에 기재된 서열인 것을 특징으로 하는 신규 미생물.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 신규 미생물을 적어도 1종 사용하여 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 것을 특징으로 하는 유기성 고형물의 처리방법.
  12. 제 4 항에 기재된 신규 미생물, 제 5 항에 기재된 신규 미생물, 또는 제 6 항에 기재된 신규 미생물 중 어느 하나와, 제 7 항에 기재된 신규 미생물을 혼합한 혼합 미생물에 의해, 유기성 오니, 생물성 오니 등의 유기성 고형물을 가용화하는 것을 특징으로 하는 유기성 고형물의 처리방법.
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